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博奥光纤激光推动医疗设备的制造

 激光器已被广泛应用于工业,例如在高性价比的制造系统中用作可靠的能源,进行标记、钻孔、淬火和表面处理。目前的工业发展要求将设备的形体尺寸降低达到亚微米甚至纳米级。作为一种无掩膜和非接触工艺,激光纳米加工具有设置灵活以及能够在空气、真空或液体环境中操作的独特优点,因此成为更广泛应用的一种吸引力的加工或制造工具。

  目前已经开发一些新技术来加工功能性纳米结构。工业应用的关键问题是在大规模生产中如何在短时间内产生大面积的纳米结构。本文介绍了潜在大规模生产的一些多功能激光纳米加工方法,另外还简要讨论了满足亚20 nm分辨率的激光纳米加工进一步发展的前景。

  微球体阵列辅助激光纳米加工

  激光纳米加工的关键挑战是如何将空气中的紫外线或可见激光光束聚焦到亚100nm,从而克服光学衍射限制。我们的研究显示,自排列或大面积旋转涂抹形成的透明微球体阵列能够将入射激光光束分离为成千上百万的微小光束,还能用作透镜,聚焦这些微小光束以开展表面纳米制图。

  数十年来,激光器在开发和生产医疗设备方面一直是一种完善的工具。和在其它产业应用领域一样,光纤激光器目前在医疗设备领域所占据的市场份额正显著扩大。就微创外科和微型移植而言,大多数下一代产品在体积上变得更小,需要对极敏感材料做加工,而激光技术是满足未来需求的理想解决方案。

  焊接、切割、雕刻或打标工艺中,光纤激光器适用于其中绝大多数领域。开发和生产医疗设备时,存在三种不同类型的光纤激光器:连续波调制、脉冲/调Q以及主振荡功率放大器(MOPA)配置。

  精密激光焊接

  激光可以对金属、玻璃和聚合物实施高强度的、氦气密封的焊接,而激光焊接接头可以用于高温消毒,从而无需第二次精整加工就可以呈现出无孔隙表面——这对于生物兼容部件来说甚为关键。优异的激光束质量、较高的脉间稳定性以及灵活的脉冲整形都是在生物兼容性合金上产生优质接缝和点焊的前提条件。

  多年来,人们使用闪光灯泵浦Nd:YAG 激光器能够很好地满足了这些需求。现今,光纤激光器开始进入某些特殊的应用。直到最近,脉冲峰值功率较低的光纤激光器在某些焊接应用中仍存在弊端;而连续波光纤激光器主要用于要求高产量、窄接缝、深熔焊的应用,以及由于冶金原因而需要连续波操作的应用。脉冲Nd:YAG激光器在要求低产量至中等产量(特别是对于人工焊接系统)、光斑大小超过0.1毫米(从而连接更大的接缝),或需要加工高反射材料(要求较高的峰值功率)的应用中,能发挥很好的作用。


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