高功率飞秒激光器:高精度微加工的新标杆
- 平均功率高达 >30 W,脉冲能量高达 >120 µJ
- 可调节的重复频率从单次发射到 1 MHz,以实现最高吞吐量的处理
- 用户可配置的突发模式以最高的消融效率进行处理
- 全自动,计算机控制
- IceFyre FS 替代 Spirit 1030-140, 100, 70 查看所有功能
应用
- OLED 显示屏制造
- 半导体晶圆切片
- 聚合物切割
- 金属钻孔和切割
- 硬脆材料的精密加工
- 多晶金刚石(PCD)切割和烧蚀
- 蓝宝石切割和钻孔
- 三光子显微镜
- 光参量放大器泵浦
规格
输出特性1, 7
| Spirit One 1040-8 | Spirit One 1040-8-SHG | Spirit HE 1040-16 | Spirit HE 1040-16-SHG |
Spirit HE 1040-30 | Spirit HE 1040-30-SHG |
|
|---|---|---|---|---|---|---|
| 波长 | 1040 nm ±5 nm | 1040 nm ±8 nm | ||||
| 输出功率 | >8 W | >16 W | >30 W | |||
| 脉冲能量 | >40 µJ @ 200 kHz | >120 µJ @ 100 kHz | >120 µJ @ 250 kHz | |||
| 波长 (SHG) | 不适用 | 520 ±3 nm | 不适用 | 520 ±3 nm | 不适用 | |
| 输出功率 (SHG) | 不适用 | >4 W @ 200 kHz |
不适用 | >6 W @ 100 kHz >8 W @ 200 kHz |
不适用 | >15 W @ 250 kHz |
| 最大脉冲能量 (SHG) | 不适用 | >20 µJ @ 200 kHz | 不适用 | >60 µJ @ 100 kHz >40 µJ @ 200 kHz |
不适用 | >60 µJ @ 250 kHz |
| 重复频率1,2 | 200 kHz 或 1 MHz | 100 kHz, 200 kHz 或 1 MHz | 250 kHz 或 1 MHz | |||
| 脉冲选择 | 集成式脉冲选择器 (AOM) | |||||
| 脉冲宽度 | <500 fs | <400 fs | ||||
| 脉冲宽度可调3,4 | =400 fs 至 4 ps | <400 fs 至 10 ps @ 1040 nm | ||||
| 功率稳定性 | <1% rms 超过 100 小时 | |||||
| 脉冲对脉冲稳定性 | <2% rms | |||||
| 空间模式 | TEM00 (M2 <1.2) | |||||
| 光束直径 | 2.0 ±0.4 mm | 2.5 ±0.5 mm | ||||
| 发散角,全圆角 | <1 mrad @ 1040 nm; <0.5 mrad @ 520 nm | |||||
| 脉冲串模式5,6 | 不适用 | |||||
| 预脉冲对比度 | >250:1 | |||||
| 偏振 | 垂直 | 水平 | ||||
| 冷启动时间 | <30 min. | |||||
| 热启动时间 | <15 min. | |||||
环境规格
| Spirit One 1040-8 | Spirit One 1040-8-SHG | Spirit HE 1040-16 | Spirit HE 1040-16-SHG |
Spirit HE 1040-30 | Spirit HE 1040-30-SHG |
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|---|---|---|---|---|---|---|
| 工作温度 | 18–30°C (64–86 °F) | |||||
| 相对湿度 | <65%, 非冷凝 | |||||
冷却要求
| Spirit One 1040-8 | Spirit One 1040-8-SHG | Spirit HE 1040-16 | Spirit HE 1040-16-SHG |
Spirit HE 1040-30 | Spirit HE 1040-30-SHG |
|
|---|---|---|---|---|---|---|
| 激光头 | 水冷式 | |||||
| 电源 | 不适用 | 气冷式 | ||||
使用要求
| Spirit One 1040-8 | Spirit One 1040-8-SHG | Spirit HE 1040-16 | Spirit HE 1040-16-SHG |
Spirit HE 1040-30 | Spirit HE 1040-30-SHG |
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|---|---|---|---|---|---|---|
| 电压 | 激光头: 24 VDC 冷水机: 100-240 V, 50/60 Hz |
激光控制器 (包括冷水机): 100-240 V, 50 Hz/60 Hz | ||||
| 电流 | <15 A | |||||
激光头物理特性
| Spirit One 1040-8 | Spirit One 1040-8-SHG | Spirit HE 1040-16 | Spirit HE 1040-16-SHG |
Spirit HE 1040-30 | Spirit HE 1040-30-SHG |
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|---|---|---|---|---|---|---|
| 尺寸 (长 x 宽 x 高) | 26.2 x 12.2 x 5.2 in (665 x 310 x 133 mm) |
29.1 x 12.2 x 5.2 in (740 x 310 x 133 mm) |
32.5 x 14 x 6.5 in (875 x 340 x 160 mm) |
|||
| 重量 | 88 lb (40 kg) | 99 lb (45 kg) | 155 lb (70 kg) | |||
安装电源和冷水机的机架物理特性
| Spirit One 1040-8 | Spirit One 1040-8-SHG | Spirit HE 1040-16 | Spirit HE 1040-16-SHG |
Spirit HE 1040-30 | Spirit HE 1040-30-SHG |
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|---|---|---|---|---|---|---|
| 尺寸 (长 x 宽 x 高) | 19.0 x 15.8 x 10.5 in (484 x 400 x 267 mm) |
23.6 x 22.0 x 29.4 in (600 x 560 x 746 mm) |
||||
| 重量 | 68 lb (31 kg) | 176 lb (80 kg) | ||||
注释:
- 由于我们的产品优化计划是连续性的,规格如有变更,恕不另行通知。
- 脉冲能量 >600 µJ @ 100 kHz。
- SHG最大转换效率 @ 1 MHz。
- 提供特定的预校准重复频率;请联系Spectra-Physics.
- 突发模式操作是可选的;如果已实现,则可以在GUI中选择每个猝发的脉冲数(<12 pulses)。
- 对于带有突发模式选项的 Spirit 1030 激光器,重复频率限制为≤2 MHz。
- Spirit lasers 属于第IV类——高功率激光器,从定义上讲,这类激光具有安全和火灾隐患。需要采取防护措施以避免直射光束和反射光束直接暴露在外面。漫反射和镜面反射光将会对皮肤或眼睛造成严重伤害。
功能
概述
Spirit ™ 为高精度工业制造中的用于聚合物、薄金属、蓝宝石、聚晶金刚石和许多其他材料的微加工的飞秒激光器设定了新标准。此系列激光器提供高平均功率、高脉冲能量和高重复率,以提高产量。客户受益于其工业可用的短脉冲持续时间和优异的光束质量,从而能够以高的精度和质量加工复杂且具有挑战性的零件,在最高产量时几乎没有热影响区(HAZ)。
以最大生产力实现性能最佳化的最高精度加工
我们为久经考验的 Spirit 平台添加的新功能提供了令人印象深刻的通用性和性能,使其能够支持多种应用。高平均功率(>140 W)和高脉冲能量(>600 µJ)以及高重复频率使得飞秒微加工应用能在购置成本极低的条件下达到极高的生产量。用户可配置的脉冲串模式使加工过程具有更高的烧蚀效率,从而提高了某些材料的产量和质量。脉冲能量和重复频率的可调性(单脉冲 – 30 MHz)使 Spirit 1030-140 成为烧蚀和切割的理想光源。集成的脉冲选择器通过模拟输入信号进行单脉冲选择和快速功率控制,从而实现对激光输出的完全控制。
Spirit 515-50 在 515 nm 的波长下提供大于50 W的输出功率和小于 300 fs 的典型脉冲宽度。 在这种较短的波长下,根据材料的不同,可以按和其他技术相同甚至更高的速度加工出最精细的特征。
全天候工业级可靠性
Spirit 激光器的设计和测试均遵循严格的质量标准,以实现可靠的全天候运作。 内置的数据记录和分析功能可以在系统的整个使用寿命期间监视所有相关的激光参数。 就其本身而言,这表现为一种用于保养和预防性维护的必不可少的诊断工具,该工具可显著提高正常运行时间,从而提高加工的生产能力。
兼容的功率传感器
要验证和分析 Spirit 激光器的输出功率,我们推荐使用 Ophir F150(200)A-CM-16 (7Z07107) 或者 F80(120)A-CM-17 (7Z07103) 热功率传感器和 Centauri 激光功率计。 有关此激光测量设备的更多信息,请访问 ophiropt.com 网站。 其他 Ophir 传感器和仪表也可能适用于 Spirit,详细情况取决于具体应用。 Ophir 还与激光系统开发人员合作,实现嵌入式光束诊断,提供了监控系统性能的 OEM 解决方案。
Recommended Optics & Optomechanics
It is critical to choose the right optics and optomechanical components that work best with your Spirit laser. Spirit’s high IR and green average output power, and in particular the high peak power of femtosecond pulses necessitate optics that have a high damage threshold. MKS Newport offers a wide selection of the highest quality optics and optical components covering the entire spectrum UV, VIS, NIR and IR wavelengths to help you with your most challenging applications.
资源
技术文献
超短脉冲激光优化镍钛合金微加工工艺 获得更好视野的安全方法(2.8 MB, PDF) 薄片式结构多通放大器在平均功率为1 kW的情况下,提供低于400 fs的脉冲,具有优良的光束质量(6 MB, PDF) 高功率飞秒工业激光器加工聚合物薄膜(545.4 kB, PDF) 飞秒激光器在多晶金刚石加工中的广泛应用(1.7 MB, PDF) 超短脉冲激光器精密加工的功率选择(1.7 MB, PDF) 混合光纤激光器为微加工带来新的能力 使用超快激光器切割薄玻璃(464.9 kB, PDF) 微电子制造所用陶瓷材料的激光加工 飞秒激光器:更多微加工应用 使用飞秒激光进行精密应用的镍钛合金加工(430.4 kB, PDF) 提高超快激光的医疗效益
数据表
Spirit HE 数据表(832.9 kB, PDF) Spirit One 数据表(933.2 kB, PDF)
选择指南
Spirit 外围光学组件选择指南(952.7 kB, PDF)
图纸和CAD
Spirit HE Dimensions(1.5 MB, PDF) Spirit One Dimensions(771.1 kB, PDF)
安装指南
Spirit 和 HighQ-2 安装指南(298.6 kB, PDF)
资料
超快激光器手册(4.6 MB, PDF)
应用说明
使用飞秒激光器进行聚合物的高质量切割(1.7 MB, PDF) 使用 Spirit™飞秒激光器实现镍钛合金加工精密应用(1.4 MB, PDF) 飞秒激光器在多晶金刚石加工中的广泛应用(860.7 kB, PDF) 高透明防雾玻璃表面的制造(878 kB, PDF) 利用高功率飞秒激光高速、高质量的处理超硬材料(1.3 MB, PDF) 使用高功率飞秒激光器制造柔性 OLED(894.8 kB, PDF) 用 100 瓦飞秒激光器高速加工塑料材料(629.7 kB, PDF) 用于生物微流体应用的超疏水和超亲水表面制造(611.9 kB, PDF) 使用飞秒激光器进行光纤扩散器的制造(372.9 kB, PDF) 热敏聚合物的激光微加工(356 kB, PDF) 使用飞秒激光器进行透明脆性材料切割和钻孔(686.1 kB, PDF) 超短脉冲激光器(414.2 kB, PDF) 飞秒激光辐照和化学蚀刻(FLICE);波导写入(2.8 MB, PDF)





