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

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...

Cần lưu ý những gì khi vận hành máy khắc laser?

Để đảm bảo an toàn và hiệu quả khi sử dụng máy khắc laser, bạn cần ghi nhớ những nguyên tắc cơ bản sau: Tuân thủ quy trình vận hành an toàn, khởi động thiết bị khắc laser và tắt máy đúng cách. Chỉ vận hành khi đã được đào tạo, hiểu rõ cấu tạo và nguyên lý máy.( hệ thống vận hành) Luôn đeo kính bảo hộ laser phù hợp khi vận hành. Không khắc vật liệu chưa rõ tính chất, tránh khói độc hoặc tia phản xạ. Tuyệt đối không rời máy khi đang hoạt động – nếu cần, phải ngắt điện. Chuẩn bị...

Kính bảo hộ laser là gì? Có bắt buộc phải đeo không?

Kính bảo hộ laser là một loại kính chuyên dụng giúp bảo vệ mắt khỏi tia laser gây hại trong quá trình vận hành máy khắc, cắt hoặc hàn bằng laser. Tùy theo bước sóng laser sử dụng (Fiber, CO₂, UV…), kính sẽ được thiết kế với lớp lọc quang học phù hợp, có khả năng hấp thụ hoặc phản xạ lại tia laser không mong muốn, giúp ngăn ngừa tổn thương võng mạc và giác mạc. Vì sao phải đeo kính khi làm việc với máy laser? Bảo vệ thị lực: Tia laser thuộc nhóm nguy hiểm bậc cao (Class 3B...

Tại sao kính bảo hộ laser phải đúng bước sóng? Phân biệt kính Fiber, UV và CO₂

Không phải kính nào cũng bảo vệ được mắt khỏi tia laser – vì mỗi loại laser có bước sóng khác nhau, yêu cầu kính bảo hộ được thiết kế chuyên biệt. Nếu đeo sai kính, tia laser vẫn có thể xuyên qua và gây hại cho mắt, dù bạn cảm thấy “mắt không chói”. Sai kính = Vô hiệu Kính chống tia UV (355nm) không bảo vệ bạn khỏi laser Fiber (1064nm) Kính dùng cho máy CO₂ (10.6µm) hoàn toàn không cản được tia UV Kính thời trang, kính râm, hay kính lọc ánh sáng xanh không bảo vệ khỏi bất kỳ tia...

Sự khác biệt giữa máy khắc laser 2.5D và 3D – Hiểu đúng để lựa chọn đúng

Trong thế giới laser hiện đại, việc hiểu rõ khả năng thực tế của từng loại máy là yếu tố thì chốt để đầu tư hiệu quả. Tại Laserman , chúng tôi cung cấp đa dạng dòng máy laser từ 2D, 2.5D đến 3D , phù hợp cho từng nhu cầu cụ thể – từ xưởng nhỏ đến ứng dụng công nghiệp phức hợp. Khái niệm tổng quan Máy khắc laser 2D: là loại máy chỉ sử dụng hai trục chuyển động XY để điều khiển tia laser đầu. Nó chuyên dùng để giải quyết hoặc đánh dấu các bề mặt . Máy...

Laser UV – Vì sao khắc phục không bị cháy viền như CO₂?

Giới thiệu Trong ngành khắc laser, việc lựa chọn loại máy phù hợp với vật liệu là yếu tố thì sẽ đạt được chất lượng khắc tối ưu. Một trong những câu hỏi phổ biến mà khách hàng thường đặt ra là: “Tại sao cùng là khắc nhựa hoặc giấy, nhưng máy CO₂ lại dễ bị cháy viền, còn UV thì không?” Câu trả lời nằm ở cấu hình tạo nguồn laser và cơ chế tương tác với vật liệu . Vì sao Laser UV khắc không cháy mép? Laser UV sử dụng tia có bước sóng cực ngắn , cho phép tác động đến...