Jasper X1 Single-box High-Power Femtosecond Fibre Laser

Selecteer het model op basis van gemiddeld vermogen, pulsenergie, nominale herhalingsfrequentie en de vereiste triggermethode. De JX30-100 levert 100 µJ bij een nominale 300 kHz en is instelbaar tot 8 ps, terwijl de JX30-200-modellen 200 µJ leveren bij 150 kHz en instelbaar zijn tot 20 ps. De JX60-200-modellen combineren 60 W gemiddeld vermogen, 200 µJ pulsenergie en een nominale frequentie van 300 kHz. Versies met de P-suffix voegen Advanced Pulse-on-Demand toe met minder dan 50 ns jitter, maar gebruiken kortere burstsequenties van 2–12 pulsen. Standaardversies zijn doorgaans de beste keuze wanneer lange, configureerbare bursts centraal staan in het proces, terwijl P-versies geschikt zijn voor zeer dynamisch positieg gesynchroniseerd scannen.

Advanced Pulse-on-Demand is bedoeld voor toepassingen waarbij elke optische puls een externe trigger moet volgen met strak gecontroleerde timing. Standaardversies selecteren pulsen via een pulse picker, terwijl de geavanceerde versies jitter onder 50 ns en externe werking tot 1 MHz in Stabilised Energy Mode specificeren. Dit helpt om de pulsafstand consistenter te houden wanneer een scanner of stage van snelheid verandert rond hoeken, randen of korte structuren. Ook kan de laser zo werken met positiegesynchroniseerde output van compatibele motion-controlapparatuur. In de praktijk zijn de JX30-200P en JX60-200P de aangewezen keuze wanneer de nauwkeurigheid van pulsplaatsing belangrijker is dan toegang tot een Custom Envelope Burst met 80 pulsen.

De Jasper X1 kan de pulsduur variëren van minder dan 270 fs tot 8 ps of 20 ps, afhankelijk van het gekozen model. Daardoor kunnen engineers beoordelen hoe verschillende pulsduurinstellingen het ablatiegedrag, de thermische belasting, de oppervlakteafwerking en de verwijderingsefficiëntie voor een specifiek materiaal beïnvloeden. Standaardmodellen ondersteunen 2–80 pulsen in MHz Burst Mode, terwijl P-varianten 2–12 pulsen ondersteunen. Met Custom Envelope Burst kan bij compatibele varianten de amplitude van afzonderlijke pulsen binnen een burst worden aangepast, in plaats van hetzelfde energieprofiel over de volledige sequentie toe te passen. De bruikbare instelling blijft afhankelijk van materiaal en geometrie, dus procestests zijn aan te raden voordat productieparameters definitief worden vastgelegd.

De laserkop meet 1096 × 446 × 100 mm en weegt 50 kg, dus het machineframe en het montageoppervlak moeten voldoende ondersteuning bieden en de optische uitlijning behouden. De kop kan horizontaal of verticaal worden gemonteerd en wordt via een afneembare umbilical van 5 m verbonden met een voeding in 3U-rackformaat van 13 kg. Het systeem vereist waterkoeling, een 100–240 V AC eenfasige voeding en minder dan 620 W elektrisch ingangsvermogen. De gespecificeerde bedrijfsomgeving is 15–30 °C met 10–80% niet-condenserende relatieve luchtvochtigheid. Via USB-, RS232-, TTL- en analoge aansluitingen kan de laser worden geïntegreerd in architecturen voor besturing op hoger niveau, scanners en motionsynchronisatie.

De output heeft een M²-waarde van minder dan 1,2, waarbij 1,1 als typisch wordt opgegeven. Dat wijst op een bundel die geschikt is voor scherpe focussering in combinatie met correct geselecteerde optiek. De bundeldiameter is 2,5 ± 0,5 mm op 1 m volgens de 1/e²-definitie, terwijl de divergentie kleiner is dan 1 mrad en de circulariteit groter is dan 87%. De output is verticaal gepolariseerd met een polarisatie-extinctieverhouding van meer dan 28 dB, dus downstream-componenten moeten worden geselecteerd en georiënteerd voor lineaire polarisatie. De richtingsstabiliteit is gespecificeerd op minder dan 20 µrad/°C. Engineers moeten deze waarden gebruiken bij het berekenen van apertuurspeling, ingangsvereisten van de scankop, gedrag van de focusspot en gevoeligheid voor thermische veranderingen binnen de werkplek.

De harmonische module moet worden overwogen wanneer 1030 nm niet de vereiste absorptie, featurecontrole of het juiste procesvenster voor het doelmateriaal biedt. Afhankelijk van de bestelde configuratie voegt deze geautomatiseerde uitgangen toe op 515 nm, 343 nm en nominaal 258 nm. Voor de Jasper X1 is de conversie-efficiëntie gespecificeerd op meer dan 40% voor 515 nm en meer dan 20% voor 343 nm, met typische waarden van respectievelijk ongeveer 50% en 30%. De module accepteert pompkracht onder 60 W en pulsenergie onder 200 µJ, terwijl de harmonische pulsduur onder 300 fs blijft. Daarmee krijgen procesontwikkelaars extra golflengteopties voor glas, polymeren, halfgeleidermaterialen, oppervlaktestructurering en fijne kenmerken in medische hulpmiddelen, zonder de fundamentele laserbron te vervangen.

De all-fibre, SESAM-vrije constructie is ontworpen om routinematig optisch onderhoud te beperken en continue 24-uurswerking te ondersteunen. De stabiliteit van het langetermijnvermogen is gespecificeerd op minder dan 0,5% over 100 uur, terwijl de puls-tot-puls-energiestabiliteit onder stabiele omgevingscondities minder dan 1% over 24 uur bedraagt. Bij de beoordeling van deze limieten is het daarom belangrijk om de vereiste prestaties van de waterkoeling, de omgevingstemperatuur en niet-condenserende luchtvochtigheid te handhaven. De complete laser heeft standaard twee jaar garantie; voor de oscillator geldt een garantie van vijf jaar. Deze stabiliteits- en garantiecijfers moeten worden beoordeeld in samenhang met de geplande duty cycle, de preventieve onderhoudsstrategie en de toegankelijkheid van de laserkop in de machine.