El papel de la amplitud de pulso y la frecuencia en los láseres

En un sistema de procesamiento láser, la frecuencia y la anchura del pulso son los parámetros clave que afectan la distribución de energía del haz, la intensidad de la entrada de calor y la calidad del procesamiento. Ambos determinan el modo de liberación de energía del láser pulsado, el nivel de potencia máxima y el comportamiento de calentamiento del material, y son los indicadores centrales en el diseño y la configuración del proceso de las aplicaciones láser. 
I. El papel de la frecuencia en los láseres 
Afecta la forma en que se emite la energía dentro de una unidad de tiempo
La frecuencia del láser indica el número de pulsos láser que se repiten en un segundo. Cuanto mayor sea la frecuencia, más pulsos habrá y más continua será la entrada de calor dentro de una unidad de tiempo. A la misma potencia promedio, aumentar la frecuencia reducirá la energía de un solo pulso. 
Afecta la velocidad de procesamiento y la zona afectada por el calor
A frecuencias más altas, los puntos de acción del láser se calientan de manera más uniforme, lo que puede aumentar la velocidad de procesamiento, pero también conduce a un aumento en la acumulación de calor en el material. Las bajas frecuencias se utilizan para aplicaciones que requieren alta energía de un solo pulso, como el grabado profundo o la penetración de materiales de alta reflexión. 
Afecta la calidad de la superficie
Una configuración de frecuencia razonable puede reducir la escoria, minimizar el daño térmico y estabilizar la trayectoria de corte o marcado. Una frecuencia excesivamente alta puede resultar en una erosión superficial desigual del material o texturas borrosas. 
II. El papel de la anchura del pulso en los láseres 
Determina la potencia máxima y la anchura del pulso del pulso.
La anchura del pulso se refiere a la duración de un solo pulso láser. Con la misma energía de pulso, cuanto más corta sea la anchura del pulso, mayor será la potencia máxima. Las anchuras de pulso cortas se utilizan para procesar materiales que son sensibles a los efectos térmicos. 
Influye en los mecanismos de absorción y vaporización de los materiales
Los láseres de anchura de pulso corta a menudo entran en un modo de procesamiento no térmico, que está más cerca del "procesamiento en frío", y pueden reducir la difusión térmica y los fenómenos de fusión. La anchura de pulso larga muestra principalmente efectos térmicos y es adecuada para la fusión, el revestimiento o el procesamiento de tipo deposición térmica de materiales. 
Afecta la precisión del procesamiento y la calidad de los bordes
Las anchuras de pulso de nanosegundos, picosegundos y femtosegundos dan como resultado diferentes áreas de influencia térmica durante el procesamiento. Cuanto más corta sea la anchura del pulso, menor será el área de influencia térmica, lo que es adecuado para el procesamiento de precisión o el procesamiento de microestructuras. 
III. El efecto sinérgico de la frecuencia y la anchura del pulso 
Determina el equilibrio entre la potencia promedio y la potencia máxima.
Potencia promedio = energía de un solo pulso × frecuencia.
A una potencia promedio fija, aumentar la frecuencia reducirá la energía de un solo pulso, cambiando así la potencia máxima. La anchura del pulso afecta aún más el perfil de densidad de energía de cada pulso. 
Influencia en la eficiencia del procesamiento y el control térmico
Al ajustar la frecuencia y la anchura del pulso, se puede controlar la relación entre la eficiencia del procesamiento y la influencia térmica, lo que permite diferentes modos de proceso, como el marcado a alta velocidad, el grabado profundo o la eliminación precisa. 
Afecta la adaptabilidad de diferentes materiales
Diferentes materiales tienen diferentes sensibilidades al modo de deposición de energía láser. La combinación de frecuencia y anchura del pulso determina la reacción de los materiales, como la fusión, la vaporización, la formación de plasma, etc.