Coherent AVIA LX 355-30 纳秒紫外 (UV) 激光器具有高输出功率、可靠性和长使用寿命特性

时间： 2024-10-22 来源：COHERENT官网

技术问答

这款新型 COHERENT AVIA LX 355-30 纳秒紫外 (UV) 激光器具有无与伦比的高输出功率、可靠性和长使用寿命，极大地提高了高精度切割、钻孔和微结构任务的生产效率，尤其是在微电子生产领域。具体来说，AVIA LX 在 355 nm（脉冲能量高达 500 μJ）下输出 30 W，并提供了无与伦比的 20,000 小时连续三倍频晶体寿命，没有任何光斑偏移。这将提高工艺一致性，缩短维护停机时间。

为什么微电子处理应用能从紫外激光器中受益

紫外激光器可为各种工业任务提供动力，特别是在微电子和显示屏制造领域。这是因为紫外光具有独特的特性，能够以更高的精度完成微加工和其他结构化任务，并减小对零件的热损伤。

紫外激光器能做到这一点有三大原因。首先，几乎所有材料（塑料、有机材料、金属和半导体）都会强烈吸收紫外光。因此，激光能量可以有效地处理材料，而不仅仅是直接穿过材料。这也使得紫外激光器特别擅长于处理在微电子和其他工业领域广泛使用的复合材料和多层材料。

其次，高吸收率也意味着紫外线激光不会渗透到材料中，从而能够有效地将所谓的“热影响区”(HAZ) 的大小降至最小。HAZ 是激光产生的特征（切割、孔等）周围的区域，这些区域可能会被激光损坏或改变其特性。

第三，紫外光可以比长波长的可见光或红外光 (IR) 更好地聚焦。这意味着紫外激光器可以制造更小的孔或更窄的切口。

纳秒激光器集所有优点于一处

纳秒脉宽二极管泵浦固态激光器是备受欢迎的工业紫外光源，因为对于大多数制造商来说，它们集中了所有激光器的优点。它们在经济层面具有吸引力（以每瓦美元计），通常以相对较高的脉冲重复率运行，并且还具有相当高的输出功率。由此可产生成本效益，提高产能。

但制造商一直在寻求进一步改进其工艺并降低成本。就激光源而言，这通常意味着需要提高输出功率，因为这通常能够提高工艺吞吐量。

使用固态紫外激光器这样做只有一个小问题。（实际上，有很多问题，但我们在这里只讨论其中一个！）这是因为固态激光器发射红外 (IR) 光。因此，我们在激光器内部使用三次谐波振荡 (THG) 晶体将红外光转换为紫外光。

但是，还记得紫外光在大多数材料中能够被很好地吸收吗？这意味着很难避免在 THG 晶体中至少会被吸收一些激光能量。而且，因为 THG 晶体在激光器内部，所以它会暴露在大量的紫外光下。

解决这个问题的一个方法是在激光器中建立一种机制，定期以物理方式移动 THG 晶体。这个想法是要不断改变激光束在晶体中的聚焦位置，以免在任何特定位置发生灾难性故障。

这种方法效果很好，Coherent 高意多年来一直将这种方法用于自己的产品。但是，很显然，这会增加激光器的成本和复杂性。此外，每次将晶体转移到新位置时，输出功率和其他光束参数都会发生细微变化，这会对工艺产生影响，进而影响零件质量。

另一种方法是完全忽略此问题，将 THG 晶体保持在一个光斑上，直到激光熄灭。这能够降低激光头成本，但同时会降低激光器可靠性、影响输出一致性或缩短使用寿命（<3000 小时），只要您不介意这一点，这也不失为一个好主意。

用于微电子制造的可靠紫外光功率

现在，Coherent 高意可以采用一种更佳方法，我们称之为 PureUV。采用这种方法时，实际上是将几个专有晶体生长、制备和装配步骤进行组合。最终结果是这种高质量和低紫外光吸收率的 THG 晶体在单个光斑上具有 20,000 小时的免维护寿命。这样就不会产生光斑偏移和周期性停机，激光参数也不会有任何变化。而且不会产生故障，从而提升性能。

Coherent 高意可以实现 PureUV，因为我们是提供从晶体生长到最终激光器装配服务的垂直集成供应商。这使我们能够完全掌控生产的每个阶段，并使我们能够实施极其严格的质量和工艺控制措施。

新型 30 W AVIA LX 355 是我们推出的第一款采用 PureUV 的产品。而且，这款产品能够尽可能提高紫外线功率，同时仍提供无与伦比的使用寿命和可靠性。

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