outillage industriel

Technologie et caractéristiques des systèmes laser

Dans les pages suivantes, vous trouverez une note d’introduction sur notre technologie et les principales caractéristiques de nos systèmes avec un accent particulier sur les avantages concurrentiels qui caractérisent les différentes gammes de produits. En particulier, nous analysons les principes de base du  laser à fibre  et de la puissance du laser ultraviolet. En outre, nous soulignons la qualité pertinente de nos systèmes laser et en particulier les excellentes caractéristiques du faisceau laser (la taille du point laser) et les coûts d’exploitation réduits des lasers à fibre ( Lasers à fibre).

Les lasers à fibre diffèrent des lasers à pompe ou à diode

Les lasers à fibre utilisent des diodes laser de fiabilité «télécom» pour pomper une fibre optique. Extrêmement compacts et efficaces, les lasers à fibre ont une qualité de faisceau et une stabilité supérieures à celles des lasers à cristal pompé par lampe ou diode. Ce laser pratiquement sans entretien est désormais disponible avec une émission de longueur d’onde proche infrarouge (1060 – 1070 nm). La durée de vie d’un laser à fibre dépasse 30 000 heures de fonctionnement. Les sources fibre présentent un rendement de conversion électro-optique élevé (> 30%) avec une consommation de l’ordre de quelques centaines de Watts.

Les lasers à fibre

Le laser à fibre est un laser « pleine fibre », où tous les composants pertinents (fibre active, combineurs de fibre, diodes laser de pompage, etc.) sont intégrés à la fibre principale avec la technique de joint de fibre très utilisée dans les systèmes de télécommunication en fibre optique et est donc à l’abri des problèmes typiques d’autres lasers, tels qu’un éventuel désalignement des composants. Le laser lui-même ne nécessite aucun réglage pendant son fonctionnement. Au contraire, les lasers YAG conventionnels pompés avec des lampes ou des diodes laser sont construits avec des composants optiques discrets disposés sur une plate-forme et alignés pendant la phase de construction du laser lui-même, mais soumis au mouvement généré par la dilatation thermique de celui-ci pendant sa vie et fonctionnement du laser lui-même:

Il est évident que le principe de construction du laser à fibre permet sa grande stabilité dans le temps, réduisant la maintenance à des interventions minimales avec une réduction conséquente des coûts d’exploitation.

Les bases de la technologie laser UV

Les lasers multi-watts UV pulsés 355 nm de la série Q sont l’outil idéal pour le micro-usinage de haute précision dans l’industrie microélectronique et micromécanique grâce aux excellentes caractéristiques d’absorption que la plupart des matériaux utiles ont à cette longueur d’onde et à la taille minimale du point laser être réalisé avec ces lasers.La taille minimale du spot « d » est fonction du facteur de qualité du faisceau « M2 », de la longueur d’onde l et de l’ouverture numérique NA de la lentille de focalisation, selon la relation suivante: De plus, la puissance de crête élevée obtenue avec les impulsions des lasers de la série Q et les photons très énergétiques du rayonnement de 355 nm permettent d’éliminer la matière rapidement et efficacement tout en minimisant la zone thermiquement altérée sur le matériau lui-même. Grâce à ces caractéristiques, les lasers multi-watts pulsés 355 nm de la série Q ont conquis un rôle dominant dans de nombreuses applications de l’industrie de la microélectronique. De plus, l’intégration de plus en plus importante entre les dispositifs microélectroniques et les fonctions micro-mécaniques fait de ces lasers le choix technologique de choix. Dans le même temps, l’émergence d’applications de production à grand volume rend le choix de la technologie laser UV obligatoire pour de nombreux processus clés. Aujourd’hui, ces lasers sont utilisés par de nombreux utilisateurs de l’industrie de la microélectronique car ils allient hautes performances et fiabilité mesurées en plusieurs milliers d’heures de fonctionnement.

Technologie laser à fibre: taille du spot

La taille du spot laser est la preuve directe de la qualité du laser lui-même et permet une exploitation plus ou moins efficace de la puissance optique émise. Si le faisceau laser peut être focalisé dans de très petites zones, l’énergie est totalement utilisée pour le processus de marquage ou de micro-usinage, évitant des effets thermiques excessifs (sauf ceux inévitablement produits par l’interaction entre la longueur d’onde du laser et le matériau) et néfastes. La preuve de cette affirmation réside dans la preuve expérimentale que le laser à fibre a une efficacité de marquage environ quatre fois plus élevée qu’un laser YAG pompé par lampe et environ deux fois celle d’un laser YAG pompé par diode. Par exemple, un laser à fibre 10W peut être comparé en termes d’efficacité de marquage avec un laser YAG pompé par lampe de 40W et un laser YAG 20W pompé par diode. L’efficacité du micro-usinage est plus difficile à évaluer car des lasers de qualité inférieure peuvent même ne pas être en mesure d’exécuter des processus réalisables avec des lasers à fibre. Nous avons caractérisé l’empreinte minimale pouvant être obtenue avec un laser à fibre sur différents matériaux d’intérêt pratique et les résultats obtenus sont résumés dans le tableau suivant:

Laser à fibre: coûts d’exploitation

Le tableau suivant présente et compare les coûts d’exploitation de différentes technologies laser pour des applications similaires. Une estimation correcte comprend non seulement le coût en capital, mais aussi, et souvent plus important encore, les coûts d’exploitation. Le résumé des données présentées dans le tableau suivant peut être traduit comme suit: pour utiliser un système laser à fibre, vous n’avez besoin que d’électricité et vous pouvez oublier les matériaux et composants consommables. Enfin, il convient de noter que l’estimation rapportée ici est prudente, car elle n’inclut pas le coût des temps d’arrêt qui, en particulier dans les systèmes de lampes, peut être vraiment important.

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