Новые исследования в области лазерных технологий способствуют расширению сферы применения лазерного излучения. До недавнего времени работа лазера по деликатным поверхностям была затруднена из-за большого количества выделяемой тепловой энергии. Устранить проблемы нагревания обрабатываемых материалов удалось благодаря появлению пикосекундных лазеров, которыми сейчас оснащается маркировочная, гравировальная техника. Она получили широкое распространение в сферах промышленности, где работа требует высокой степени точности и деликатности.

Пикосекундные лазерные приборы нашли применение и в косметологии. Луч настолько аккуратно воздействует на обрабатываемую поверхность, что позволяет проводить процедуры шлифовки кожи, устранения рубцовых изменения и татуировок, пигментных пятен без нарушения целостности кожного покрова, травм и ожогов.

Особенность гравировки (маркировки)

С помощью пикосекундных лазеров на изделия, используемые в аэрокосмической отрасли и медицине, наносятся высокоточные и легко считываемые графические изображения черного цвета.

Для справки! С 2017 г. Европейским Союзом был введен стандарт маркировки медицинских приборов с помощью Универсального Идентификатора Изделий (UDI). Благодаря идентификации облегчается вывод из оборота приборов, срок годности которых истек, упрощается процесс закупки оборудования.

Гравировальные аппараты с пикосекундными лазерами не повреждают поверхность оборудования и инструмента, не провоцируют развитие окислительных процессов, а формируют контраст благодаря образованию светопоглощающей текстуры.

Принцип работы

Все лазеры делятся на 2 группы: газовые и твердотельные. К последней относятся пикосекундные. Они генерируют сверхкороткие импульсы благодаря синхронизации фаз продольных мод. Синхронизация может быть активной, происходящей под воздействием специального оборудования, и пассивной. Наиболее упрощенную конструкцию имеют лазеры с пассивной синхронизацией, которая происходит благодаря особенностям конструкции без вспомогательных устройств.

В промышленности для оснащения гравировальной, маркировочной техники чаще используются 2 вида конструкций:

• На основе титан-сапфира. Они генерируют импульсы высокой мощности и используются в основном в лабораторных условиях.
• Волоконные с диодной накачкой.

В конструкции установок есть еще одна особенность: вместо металлических зеркал используются «чипирующие» — диэлектрические, в которых толщина слоя может изменяться.

В качестве активного рабочего компонента пикосекундные лазеры имеют твердотельный генератор с диодной накачкой. Он скрыт в монолитный короб, защищающий от внешних воздействий. Перекачка энергии из внешнего источника в рабочую среду лазера осуществляется с помощью лампы-вспышки или же усилителя с диодной накачкой.

Для пользователя пикосекундного лазерного гравера экономичнее выбирать технику с диодной накачкой, поскольку она дает относительно малую термочувствительность. Это увеличивает долговременность работы и нивелирует необходимость обращения за техосмотром и обслуживанием.

Оборудование имеет ряд встроенных датчиков, регистраторов, позволяющих вести наблюдения за непрерывностью потока исходящих импульсов. Сведения отображаются на мониторе ПК или пульте дистанционного управления.

Пикосекундные лазерные граверы генерируют волны длиной 266-1535 нм. Частота повтора составляет в среднем 130Гц.

Сфера применения

Появление пикосекундной аппаратуры запустило ряд новых — совершенно безболезненных и полезных процедур в оптике, косметологии. Так, например, сведение тату с помощью такой техники проходит в щадящем режиме и требует меньшего количества процедур. Ранее частицы краски разбивались на крупные частицы, а благодаря пикосекундным импульсам краска разбивается до столь ничтожно малых размеров, что уничтожается собственными клетками организма подобно вирусам или бактериям.

В промышленности пикосекундные лазерные граверы применяются для маркировки и гравировки:

• пластиковых изделий;
• медицинских приборов, которые подвергаются частому термическому воздействию (например — обработке в автоклаве);
• деталей небольшого (микро-) размера.

Благодаря пикосекундной технике стала возможна обработка микроэлектроники, производство кардинально новых видов оборудования, требующего крайне деликатного обращения.