宝叶激光小课堂—激光设备中的纳秒,皮秒,飞秒,到底是啥?

发布时间:2025-11-28
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近几十年来,激光设备更新升级的越来越快,国内外激光产业迎来了快速发展的时期,纳秒、皮秒、飞秒逐渐广泛应用成为市场的热点,在工业制造中常见的有纳秒激光、皮秒激光以及飞秒激光为各行业生产制造提供了激光应用解决方案,对于革新激光装备行业的“新宠”。


那么,纳秒,皮秒,飞秒,到底是啥?

首先,要理解纳秒、皮秒和飞秒激光的区别,需要明确它们的时间单位差异:

1ms (毫秒)=0.001秒=10-3秒

1μs (微秒)=0.000001=10-6秒

1ns (纳秒)=0.0000000001秒=10-9秒

1ps (皮秒)=0.0000000000001秒=10-12秒

1fs (飞秒)=0.000000000000001秒=10-15秒


然后,我们要知道脉宽是(脉冲宽度)指激光单次能量释放的持续时间,单位为纳秒(10⁻⁹秒)、皮秒(10⁻¹²秒)或飞秒(10⁻¹⁵秒)。该参数直接影响激光与物质作用的能量集中度和热效应



纳秒激光的脉宽一般为10-9s左右,峰值功率仅能达到10KW,常用于金属材料、柔性材料、高分子材料和复合材料的切割、打孔、表面微结构加工等。加工过程中容易产生刮渣、碎屑和热影响。


皮秒激光的脉宽一般为10-12s左右,峰值功率能达到100MW,皮秒激光器峰值功率高,加工精度高,常用于金属、、硬脆材料、聚合物和太阳能电池片等的微米尺度加工。


飞秒激光的脉宽一般为10-15s左右,峰值功率能达到100000MW,目前飞秒激光并未广泛应用于工业生产当中,且技术路线较为复杂,成本较高。




纳秒、皮秒和飞秒激光加工效果


那么,我们该如何选择适合自己的激光器?

我们应该思考以下三个问题:


加工质量要求有多高?

只要看得清、功能实现即可? - 选纳秒。

需要干净边缘、无裂纹、低热损伤? - 选皮秒。

追求完美、零热影响或进行内部加工? -选飞秒。


预算是多少?

预算有限,追求投资回报率 - 选纳秒。

预算充足,愿意为质量和未来潜力投资 - 选皮秒。

预算不是首要考虑因素,目标是解决最问题 - 选飞秒。


加工的材料是什么?

大部分金属、普通塑料 - 选纳秒。

玻璃、蓝宝石、陶瓷、高分子薄膜等脆性或热敏材料 - 选皮秒。

对热极度敏感或需要内部加工 -选飞秒。


总而言之,纳秒、皮秒、飞秒并非简单的“谁替代谁”的关系,而是面向不同应用场景的“工具梯队”。明确自己的需求,就能在这场“快慢”之争中找到最适合您的那把激光“神兵”。