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
Chủ Đề Bài Viết
