Spirit

高功率飞秒激光:
高精度微加工的新标准

  • 高平均功率,在 1030 nm 时高达 >140 W,在 515 nm 时高达 >50 W
  • 从单脉冲到30 MHz 的可调重复频率,以最高的生产力进行加工
  • 用户可配置的脉冲串模式,可实现最高的烧蚀效率

Spirit 系列为飞秒激光在高精度工业制造中对聚合物、薄金属、蓝宝石、多晶金刚石和许多其他材料的微加工应用定义了新的标准。这些激光器平均功率高、脉冲能量大且重复频率高,从而能够提高生产效率。客户将从工业上可获得的最短脉冲宽度和一流的光束质量中受益,从而能够在几乎不产生热影响区 (HAZ) 的情况下加工具有一流精度和质量的复杂而具有挑战性的部件。Spirit 激光器为工业用途而设计,以低购置成本实现稳定可靠的全天候运行。Spirit 激光器还为光子显微镜和光谱学应用的非线性 OPA 泵浦提供了前所未有的性能。

以最大生产力实现性能最佳化的最高精度加工

我们为久经考验的 Spirit 平台添加的新功能提供了令人印象深刻的通用性和性能,使其能够支持多种应用。高平均功率(>140 W)和高脉冲能量(>600 µJ)以及高重复频率使得飞秒微加工应用能在购置成本极低的条件下达到极高的生产量。用户可配置的脉冲串模式使加工过程具有更高的烧蚀效率,从而提高了某些材料的产量和质量。脉冲能量和重复频率的可调性(单脉冲 – 30 MHz)使 Spirit 1030-140 成为烧蚀和切割的理想光源。集成的脉冲选择器通过模拟输入信号进行单脉冲选择和快速功率控制,从而实现对激光输出的完全控制。

Spirit 515-50 在 515 nm 的波长下提供大于50 W的输出功率和小于 300 fs 的典型脉冲宽度。 在这种较短的波长下,根据材料的不同,可以按和其他技术相同甚至更高的速度加工出最精细的特征。

全天候工业级可靠性

Spirit 激光器的设计和测试均遵循严格的质量标准,以实现可靠的全天候运作。 内置的数据记录和分析功能可以在系统的整个使用寿命期间监视所有相关的激光参数。 就其本身而言,这表现为一种用于保养和预防性维护的必不可少的诊断工具,该工具可显著提高正常运行时间,从而提高加工的生产能力。

应用

OLED 显示屏制造
半导体晶圆切片
聚合物切割
金属钻孔和切割
硬脆材料的精密加工
多晶金刚石(PCD)切割和烧蚀
蓝宝石切割和钻孔
三光子显微镜
光参量放大器泵浦
 Spirit One 1040-8Spirit One 1040-8-SHGSpirit HE 1040-16Spirit HE
1040-16-SHG
Spirit HE 1040-30Spirit HE
1040-30-SHG
Spirit 1030-140Spirit 1030-100Spirit 1030-70Spirit 515-50
波长 1040 nm ±5 nm 1030 nm ±5 nm 515 nm ±3 nm
输出功率 >8 W >16 W >30 W >140 W >100 W >70 W >50 W3
脉冲能量 200 kHZ 在 >40 µJ 100 kHz µJ 在 >120 µJ 250 kHz 在 >120 µJ >600 µJ2 >100 µJ >70 µJ >50 µJ3
波长 (SHG) 不适用 520 ±3 nm 不适用 520 ±3 nm 不适用 不适用 515 ±3 nm3
输出功率 (SHG)
不适用 >4 W at
200 kHz
不适用 >6 W at 100 kHz
>8 W at 200 kHz
不适用 >15 W at 250 kHz 不适用 >50 W2
脉冲能量(SHG)
不适用 200 kHz 在 >20 μJ 不适用 100 kHz 在 >60 µJ
200 kHz 在 >40 µJ
不适用 250 kHz 在 >60 µJ 不适用 >50 µJ2
重复频率1,2,4 200 kHz 要么 1 MHz 100 kHz, 200 kHz or 1 MHz 250 kHz 要么 1 MHz 0.1-30 MHZ  1-30 MHz
脉冲选择 单脉冲到 2 MHz(由集成的脉冲选择器(AOM)控制) 使用集成式脉冲检波器单次发射至 2 MHz
脉冲宽度 <400 fs
脉冲宽度可调3,4 ≤400 fs 至 4 ps 1040 nm  在 <400 fs to 10 ps 不适用
功率稳定性 <1% rms over 100 小时以上
脉冲稳定性 <2% rms
空间模式 TEM00 (M2 <1.2)
光束直径 2.0 ±0.4 mm 2.5 ±0.5 mm
光束全角发散角 <1 mrad  at 1040 nm; <0.5 mrad at 520 nm <1 mrad <0.5 mrad
脉冲串模式5,6 不适用 >600 µJ/burst:1 >100 µJ/burst:1 >70 µJ/burst:1 不适用
预脉冲对比度 >250:1
偏振 垂直偏振 水平偏振
冷启动时间 <30 min.
热启动时间 <15 min.
   
 Spirit One 1040-8Spirit One 1040-8-SHGSpirit HE 1040-16Spirit HE 1040-16-SHGSpirit HE 1040-30Spirit HE 1040-30-SHGSpirit 1030-140Spirit 1030-100Spirit 1030-70Spirit 515-50  
环境规格 18–30°C (64–86°F) 15–35°C (59–95 °F)  
相对湿度 <65%, 无结露  
   
 Spirit One 1040-8Spirit One 1040-8-SHGSpirit HE 1040-16Spirit HE 1040-16-SHGSpirit HE 1040-30Spirit HE 1040-30-SHGSpirit 1030-140Spirit 1030-100Spirit 1030-70Spirit 515-50  
激光头 水冷式  
電源 不適用 風冷 水冷式  
   
 Spirit One 1040-8Spirit One 1040-8-SHGSpirit HE 1040-16Spirit HE 1040-16-SHGSpirit HE 1040-30Spirit HE 1040-30-SHGSpirit 1030-140Spirit 1030-100Spirit 1030-70Spirit
515-50
 
电压 激光头: 24 VDC
冷水机:100-240 V,50/60Hz
激光控制器(包括冷却器):100-240 V,50 Hz / 60 Hz 激光控制器: 208–230 V, 50/60 Hz
冷水机: 208-230 V, 50/60 Hz
 
当前 <15 A <16 A  
   
 Spirit One 1040-8Spirit One 1040-8-SHGSpirit HE 1040-16Spirit HE 1040-16-SHGSpirit HE 1040-30Spirit HE 1040-30-SHGSpirit 1030-140Spirit 1030-100Spirit 1030-70Spirit 515-50  
Dimensions (L x W x H) 26.2 x 12.2 x 5.2 英寸
(665 x 310 x 133 mm)
29.1 x 12.2 x 5.2 英寸
(740 x 310 x 133 mm)
32.5 x 14 x 6.5 英寸
(875 x 340 x 160 mm)
39.5 x 14.5 x 8.1 英寸
(1003 x 369 x 205 mm)
 
Weight 88 磅 (40 kg) 99 磅 (45 kg) 155 磅 (70 kg)  
   
 Spirit One 1040-86Spirit One 1040-8-SHG6Spirit HE 1040-16Spirit HE 1040-16-SHGSpirit HE 1040-30Spirit HE 1040-30-SHGSpirit 1030-140Spirit 1030-100Spirit 1030-70Spirit 515-50  
尺寸(长 x 宽 x 高) 19.0 x 15.8 x 10.5 英寸
(484 x 400 x 267 mm)
23.6 x 22.0 x 29.4 英寸
(600 x 560 x 746 mm)
31.5 x 21.8 x 43.4 英寸
(800 x 553 x 1102 mm)
 
重量 220 磅 (100 kg) 220 磅 (100 kg) 220 磅(100 kg)  

1. 由于我们的持续改进计划,规格可能随时更改,恕不另行通知。
2. 100 KHz 处的脉冲能量>600µJ。
3. 1 MHz处的二次谐波的最大转换效率。
4. 可提供预校准的重复频率,请联系Spectra-Physics。
5. 可选择脉冲串模式运行;如果使用该模式,可以在GUI中选择每次脉冲串的脉冲数(<12脉冲)。
6. 选择脉冲串模式运行的Spirit 1030激光器的重复频率限制在≤2 MHz。
7. Spirit激光器属于第IV类——高功率激光器,从定义上讲,这类激光具有安全和火灾隐患。需要采取防护措施以避免直射光束和反射光束直接暴露在外面。
   漫反射和镜面反射光将会对皮肤或眼睛造成严重伤害。

 

Spirit 尺寸

安装了电源和水冷机的 Spirit 激光器机架尺寸示意图

Spirit HE 尺寸

安装了电源和水冷机的 Spirit HE 激光器机架尺寸示意图

Spirit One 1040-8 尺寸

Spirit One 1040-8-SHG 尺寸

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