Pulsar Photonics RDX 500

Données techniques essentielles

Documents disponibles

Contenu de la livraison

• Système laser Pulsar Photonics RDX 500 (machine de base)
• Source laser EdgeWave PX25-2
• PC de commande avec logiciel
• Unité de balayage galvanométrique 2D avec contrôleur de scanner Newson A2G_CUA01 et objectif F-Theta
• Module caméra Pulsar Photonics CM-R1 pour le positionnement des pièces
• Fonction de mesure par caméra (pour la mesure de position et de référence)
• Système de mesure 1D pour la détermination de la position de mise au point (tactile/optique)
• Caméra intérieure pour l’assistance à distance
• 1 jeu de paramètres d’outil pour l’ablation de couche mince ITO
• 1 jeu de paramètres d’outil pour la découpe du verre
• D’autres jeux de paramètres d’outil peuvent être développés sur demande
• Dispositif d’aspiration pour les particules d’ablation
• Système de refroidissement par eau / groupe froid (consigne 25 °C)
• Mandrin à vide avec pompe à vide pour la fixation d’échantillons plats
• Logiciel FAO : Rhinoceros 5.0 avec plug-in PhotonicVectors (licence)
• Documentation/manuels
• Plaque signalétique présente
• Accessoires selon accord
• Ensemble de documentation (voir l’onglet « Documents »)

Non inclus

• Installation / mise en service (peut être organisée)
• Composants supplémentaires hors de la configuration actuelle (sauf mention expresse dans l’offre)

État & historique

Domaines d’application

Le laser picoseconde vert 532 nm combine les avantages d’une forte absorption dans les matériaux réfléchissants et de la finesse des courtes longueurs d’onde. Par rapport à l’infrarouge, il offre un bien meilleur couplage dans le cuivre et les semi-conducteurs ; par rapport à l’UV, une puissance disponible plus élevée avec une bonne qualité de bord. Idéal pour la R&D, le prototypage et les petites séries.

Utilisable immédiatement

Réalisable avec extension

Pourquoi cet article – dériver les paramètres de procédé plutôt que de partir de zéro

Chaque nouvelle application nécessite d’abord de développer un jeu de paramètres de procédé adapté – fluence d’impulsion, taux de répétition, recouvrement des spots et vitesse de balayage. Cet article invité fournit la base de données scientifique pour cela : des taux d’ablation, des fluences seuils et des valeurs de ZAT mesurés systématiquement pour plus de 25 matériaux. Les acheteurs peuvent en dériver leurs propres paramètres de départ au lieu de commencer les études de caractérisation entièrement de zéro.

Pour le contexte : l’article a été rédigé par des ingénieurs de Coherent Inc. et n’a aucun lien avec le fabricant de cette machine – la machine est fabriquée par Pulsar Photonics et la source laser (EdgeWave PX25-2) par EdgeWave. Il est pertinent uniquement par son contenu : avec des durées d’impulsion de 300 fs à 18 ps aux longueurs d’onde de 345 nm, 517 nm et 1035 nm, il couvre exactement l’espace de paramètres de cette machine (10 ps, 532 nm).

La longueur d’onde de 517 nm utilisée dans l’article (laser Yb à fréquence doublée, 1035/2 nm) est physiquement quasi identique au laser 532 nm de cette machine – tous deux sont des lasers ps « verts » ayant les mêmes caractéristiques d’absorption dans les matériaux étudiés. Les mesures publiées sont donc directement utilisables comme point de départ pour le développement des paramètres.

Principaux résultats pour les lasers picoseconde 532 nm

1. Taux d’ablation à 532 nm pour les matériaux pertinents

Le taux d’ablation décrit le volume de matière enlevé par minute et par watt de puissance laser installée [mm³/(W·min)] – la mesure centrale de la vitesse de procédé. À la fluence d’impulsion optimale (≈ e² × fluence seuil), les valeurs maximales suivantes sont atteintes à ~532 nm (d’après Hodgson et al., fig. 9–13) :

Source : Hodgson et al. (2021), fig. 9–15. Mesuré à 517 nm (≈ 532 nm), diamètre de spot 12–25 µm, taux de répétition 250 kHz, recouvrement des spots 60 %.

2. Analyse de la zone affectée thermiquement (ZAT)

Un résultat central : pour des durées d’impulsion inférieures à environ 8–10 ps, la largeur de la ZAT est largement indépendante de la durée d’impulsion – 10 ps se situe précisément à cette limite caractéristique. Le paramètre dominant est la fluence d’impulsion appliquée :

• À la fluence optimale (≈ 7,4 × fluence seuil) : le taux d’ablation est maximisé et la ZAT simultanément minimisée
• Pour les métaux avec un diamètre de spot de 20 µm : largeur de ZAT typique 6–8 µm (acier à 345 nm)
• Une longueur d’onde plus courte (532 nm vs. 1035 nm) permet un spot de focalisation plus petit → largeur de ZAT absolue plus faible
• Pour les plastiques (Kapton, PET) : la ZAT dépend fortement de la taille du spot – la longueur d’onde UV est avantageuse pour une ZAT minimale

3. Optimisation du procédé : fluence optimale & mode burst

Le taux d’ablation maximal est atteint à la fluence d’impulsion optimale F_opt = e² × F_th (environ 7,4× la fluence seuil). L’article identifie trois stratégies pour atteindre cet optimum :

1. Doubler la puissance laser (à taux de répétition constant) → +40 % de vitesse, mais ZAT plus élevée
2. Doubler simultanément la puissance et le taux de répétition → vitesse doublée à ZAT constante
3. Augmenter le taux de répétition à 5–10 MHz (à puissance constante) → fluence optimale, meilleure efficacité ✓

Autre possibilité, le mode burst du seeder (rafales multi-impulsions, p. ex. 10 impulsions à une fréquence de seed de 60 MHz) réduit l’énergie de chaque impulsion et rapproche le point de fonctionnement de la fluence optimale – sans nécessiter d’augmenter la vitesse du scanner galvo. Particulièrement efficace pour les verres et les semi-conducteurs.

4. Exemples d’application industrielle avec 532 nm / 10 ps

L’article documente des procédés industriels avec exactement les paramètres de cette machine (10 ps, 532 nm, ~25 W, 1 MHz) – d’après les fig. 28–29 :

Source : Hodgson et al. (2021), fig. 27–30.

Questions fréquentes