PHÂN TÍCH TOÀN DIỆN VỀ TIA LASER CỰC TÍM 355NM: NGUYÊN LÝ, TÍNH NĂNG VÀ ỨNG DỤNG

Đăng bởi: Hiếu Laserman - 16/07/2025

Giới thiệu tổng quan

Tia laser cực tím (UV) bước sóng 355nm là một trong những công nghệ laser sóng ngắn quan trọng hiện nay, được ứng dụng rộng rãi trong xử lý vật liệu chính xác, công nghệ y sinh và các lĩnh vực yêu cầu độ phân giải cao như bán dẫn – vi điện tử. Loại laser này thường sử dụng công nghệ DPSS (Diode-Pumped Solid-State), trong đó tinh thể Nd:YAG được bơm bằng diode để tạo ra ánh sáng hồng ngoại, sau đó trải qua quá trình nhân tần số để tạo ra tia laser UV 355nm.

Tài liệu này cung cấp cái nhìn tổng quan về nguyên lý hình thành, đặc điểm kỹ thuật, cấu trúc hệ thống, tính toán tản nhiệt và hướng dẫn lựa chọn máy làm lạnh phù hợp.

Nguyên lý hoạt động của tia laser UV 355nm

Laser UV 355nm được tạo ra thông qua quy trình nhân tần số nhiều giai đoạn, bao gồm:

Bơm diode (808nm): Kích thích tinh thể Nd:YAG để tạo ra ánh sáng hồng ngoại 1064nm.
Nhân đôi tần số (SHG): Sử dụng tinh thể KTP hoặc BBO để chuyển 1064nm thành 532nm (ánh sáng xanh lá).
Tổng hợp tần số (SFG): Kết hợp tia 532nm và 1064nm để tạo ra tia cực tím 355nm.

Quy trình này dựa vào các hiệu ứng quang học phi tuyến tính và yêu cầu hệ thống quang học có độ ổn định nhiệt và chính xác cao.

Tính năng của tia laser UV 355nm

Bước sóng ngắn (355nm): Cung cấp mật độ năng lượng cao, hấp thụ mạnh bởi đa số vật liệu, cho khả năng xử lý chính xác.
Độ đơn sắc cao: Độ rộng vạch quang phổ hẹp giúp nâng cao độ phân giải trong ứng dụng.
Tác động nhiệt thấp: Chế độ xung ngắn hạn chế tối đa việc lan truyền nhiệt, giúp tránh hiện tượng cháy mép.
Độ chính xác cao: Có thể khắc được các chi tiết tinh vi với đường kính điểm laser chỉ vài micron.

Cấu trúc hệ thống laser UV 355nm

Một hệ thống laser UV 355nm thường bao gồm các thành phần chính sau:

Ứng dụng của laser UV 355nm

a. Gia công chính xác

Khắc mã QR, số seri trên bảng mạch PCB mà không làm hư hại lớp nền.
Khắc trên kính, mica, vật liệu polymer với độ chính xác cao.

b. Ứng dụng y sinh

Kích hoạt thuốc nhuộm huỳnh quang trong giải trình tự DNA.
Điều khiển cấu trúc tế bào trong nghiên cứu quang di truyền.

c. Bán dẫn và màn hình hiển thị

Xử lý wafer silicon: làm sạch, loại bỏ tạp chất kích thước micron.
Sửa lỗi hiển thị trên màn hình OLED mềm bằng kỹ thuật laser chính xác.

Tính toán tản nhiệt cho laser UV 355nm

Do hiệu suất tổng của quá trình chuyển đổi từ điện sang quang thấp (~8,75%), phần lớn năng lượng đầu vào bị chuyển thành nhiệt (~91,25%).

Công thức cơ bản:

Q = P_elec – P_opt

Trong đó:

P_elec: Công suất điện tiêu thụ
P_opt: Công suất đầu ra tại bước sóng 355nm

Ví dụ:

Công suất đầu vào 100W → sinh nhiệt ~91,25W
Công suất đầu vào 500W → sinh nhiệt ~456,25W

Phân tích nguồn nhiệt:

Hướng dẫn chọn máy làm lạnh phù hợp

a. Tính toán tải nhiệt

Giả sử tải nhiệt Q = 500W → công suất làm mát yêu cầu phải ≥ 600W để đảm bảo an toàn và ổn định.

b. Các tiêu chí lựa chọn

c. Gợi ý sản phẩm

Máy làm lạnh Q580 (580W)
– Kiểm soát nhiệt độ ±0.1°C
– Phù hợp cho laser UV công suất 10–20W
– Cột áp bơm 20M, lưu lượng 24L/phút
Máy làm lạnh M160 (1600W)
– Dành cho hệ thống laser UV công suất cao >30W
– Có tính năng nạp nước tự động
– Dùng chất làm lạnh R410a thân thiện môi trường

Kết luận

Tia laser UV 355nm là công nghệ then chốt trong gia công chính xác, có khả năng khắc không gây cháy mép, độ phân giải cao và độ ổn định vượt trội. Tuy nhiên, hiệu suất thấp khiến phần lớn năng lượng bị chuyển thành nhiệt – đòi hỏi phải tính toán và lựa chọn hệ thống làm mát phù hợp.

Việc đầu tư đúng giải pháp làm lạnh như Q580 hoặc M160 không chỉ giúp duy trì công suất laser ổn định mà còn kéo dài tuổi thọ thiết bị, đảm bảo hoạt động liên tục trong môi trường sản xuất công nghiệp.

Liên hệ tư vấn hệ thống Laser UV 355nm chuyên dụng

📞 0838.811.311 – 0838.811.911
🌐 Website: www.laserman.vn
📍 Địa chỉ: 25/31 Sơn Kỳ, Tân Phú, TP.HCM

Máy khắc laser là gì?

Giới thiệu: Laser rất đặc biệt. Kể từ khi ra đời, nó đã được sử dụng ngày càng rộng rãi và thực sự đi vào cuộc sống của chúng ta. Ở đây, chúng ta sẽ tập trung vào một trong những ứng dụng của laser – máy khắc laser. Máy khắc laser còn được gọi là máy mã hóa laser, máy in laser, máy khắc laser, thiết bị đánh dấu laser. Máy khắc laser chủ yếu được sử dụng trong một số ứng dụng đòi hỏi độ chính xác cao và tinh xảo hơn. Ví dụ, máy khắc trên các sản phẩm sau: Linh...

Làm thế nào để chọn máy khắc laser?

Khắc laser được sử dụng rộng rãi trong nhiều ngành công nghiệp khác nhau vì tính bền bỉ, khả năng chống ăn mòn, chống mài mòn, an toàn và thân thiện với môi trường. Chẳng hạn như: linh kiện điện tử , mạch tích hợp (IC), thiết bị điện, truyền thông di động , sản phẩm phần cứng , phụ kiện dụng cụ, dụng cụ chính xác, kính và đồng hồ, đồ trang sức , phụ tùng ô tô , nút nhựa , vật liệu xây dựng và ống PVC. Vậy, làm thế nào để chọn được máy khắc laser phù hợp cho...

Laser là gì? Hướng dẫn cơ bản để hiểu về Laser

Tia laser đang xuất hiện ngày càng thường xuyên trong cuộc sống của chúng ta. Dù mục đích của bạn là gì, việc tìm hiểu về tia laser là điều rất cần thiết. Hướng dẫn này cung cấp một số kiến thức cơ bản và chuyên sâu về laser mà tôi tin rằng sẽ rất hữu ích cho bạn. Laser là gì? Nói một cách đơn giản, laser là một thiết bị có khả năng tạo ra ánh sáng laser. Nó đóng vai trò chính trong nhiều loại máy laser . Từ “laser” là từ viết tắt của “Khuếch đại ánh sáng bằng...

5 loại laser phổ biến dùng để khắc và đánh dấu

Laserman nhận thấy ngày càng có nhiều người quan tâm đến việc khắc và đánh dấu bằng laser, cho dù là vì mục đích sản xuất công nghiệp hay sở thích cá nhân.Một số người mới bắt đầu có thể bối rối khi lựa chọn máy khắc laser. Bài viết này sẽ chia sẻ một số thông tin chi tiết về việc lựa chọn loại laser, một yếu tố rất quan trọng khi chọn máy laser . Tổng quan này bao gồm năm loại laser được sử dụng phổ biến nhất trong các ứng dụng thương mại (có hàng ngàn...

Yêu cầu về môi trường lắp đặt máy khắc laser

Máy khắc laser là thiết bị chính xác cao, do đó việc lựa chọn môi trường lắp đặt phù hợp là điều bắt buộc để đảm bảo hoạt động ổn định, hiệu suất tối ưu và kéo dài tuổi thọ máy. Tránh lắp đặt máy tại những nơi có các yếu tố sau: 1. Nhiệt độ không phù hợp Không gian có nhiệt độ vượt quá 0°C đến 50°C. Không được để đóng băng hoặc ngưng tụ hơi nước trong khoang máy. 2. Độ ẩm quá cao Độ ẩm môi trường vượt quá 10%–90% RH (không ngưng tụ) có thể gây hỏng bo mạch hoặc chập...

Làm thế nào để bảo trì ống kính của máy khắc laser ?

Trong quá trình vận hành máy khắc laser sợi quang, thấu kính quang học (gương phản xạ, thấu kính hội tụ, kính bảo vệ) có thể bị bám bụi, dầu mỡ hoặc cặn vật liệu, ảnh hưởng nghiêm trọng đến hiệu quả khắc và tuổi thọ thiết bị. Nếu không được làm sạch kịp thời, bụi bẩn sẽ làm mòn lớp phủ, khiến tia laser phản xạ không đúng cách, dẫn đến giảm công suất và thậm chí làm nứt vỡ thấu kính. Hướng dẫn bảo dưỡng đúng cách 1. Lau nhẹ nhàng Sử dụng giấy lau quang học chuyên dụng hoặc bông...

Làm thế nào để điều chỉnh tiêu cự của máy khắc laser một cách chính xác?

Làm thế nào để điều chỉnh tiêu cự của máy khắc laser một cách chính xác? Khi sử dụng máy khắc laser, một trong những yếu tố quan trọng nhất quyết định đến chất lượng khắc chính là điều chỉnh tiêu cự đúng cách. Trong quá trình lắp đặt và đào tạo sử dụng, nhà sản xuất hoặc đơn vị cung cấp thường nhấn mạnh vai trò cốt lõi của tiêu cự. Việc đặt đúng tiêu cự giúp chùm tia laser hội tụ chính xác vào bề mặt vật liệu – tạo ra năng lượng tối đa tại điểm khắc, từ đó...

Máy khắc laser có thể sử dụng được bao nhiêu năm?

Tuổi thọ của máy khắc laser phụ thuộc vào loại nguồn laser và cách sử dụng – bảo trì hàng ngày. Trong điều kiện vận hành tiêu chuẩn (không tính các yếu tố môi trường khắc nghiệt), tuổi thọ của từng dòng máy như sau: 1. Máy khắc laser Fiber Tuổi thọ tiêu chuẩn: ~ 100.000 giờ → Tương đương 11 – 12 năm hoạt động liên tục. Đây là dòng máy bền nhất, phổ biến nhất trong công nghiệp. Hiệu suất cao, ít bảo trì, không cần thay linh kiện thường xuyên. 2. Máy khắc laser CO₂ Tuổi thọ trung bình: ~ 40.000 giờ Ưu điểm: Công...

Làm thế nào để bảo trì máy khắc laser?

Máy khắc laser là thiết bị tích hợp giữa cơ khí, điện và quang học. Dù dùng trong sản xuất công nghiệp hay cá nhân hóa sản phẩm, việc bảo trì máy là yếu tố sống còn để đảm bảo hiệu suất ổn định – tuổi thọ lâu dài – chất lượng khắc cao. Trước khi sử dụng Kiểm tra an toàn điện: Hệ thống nối đất có an toàn? Dây nguồn và phích cắm có hư hỏng không? Xác minh phần mềm và đèn báo: Kiểm tra các nút chức năng và thông số phần mềm khắc. Tránh từ trường mạnh: Không đặt...