Hiện nay có tới hàng trăm loại laser, nhưng mới chỉ có vài loại được dùng trong gia công vật liệu. Trước kia người ta chủ yếu sử dụng laser khí CO2 để gia công vật liệu, loại laser khí này phát bước sóng trong vùng hồng ngoại xa (10,6 µm) với công suất liên tục có thể lên tới hàng chục kW. Vì bước sóng khá dài nên không thể dùng thấu kính thủy tinh để hội tụ được mà phải dùng gương hoặc thấu kính bằng vật liệu germani hay selenua chì. Laser Nd:YAG phát bức xạ vùng hồng ngoại gần với bước sóng 1,06 µm, công suất phát liên tục có thể lên đến 5 kW. Nó cũng có thể phát ở chế độ xung với công suất đỉnh xung đạt được hàng trăm kW hoặc lớn hơn nữa. Đây chính là tiền đề thúc đẩy công tác nghiên cứu, hoàn thiện công nghệ, thiết kế bơm quang học cho laser rắn bằng nguồn bức xạ phát từ laser diode trên cơ sở đó lắp ráp, tích hợp thành thiết bị khắc và khoan lỗ nhỏ.
Vì vậy, trong khoảng thời gian từ năm 2015-2016, nhóm nghiên cứu tại Trung tâm Công nghệ Laser thuộc Viện Ứng dụng công nghệ do ThS. Giang Mạnh Khôi làm chủ nhiệm, đã thực hiện đề tài: “Hoàn thiện công nghệ và chế tạo loạt nhỏ thiết bị laser rắn phục vụ khắc, khoan lỗ nhỏ trên kim loại”.
Nghiên cứu nhằm mục tiêu hoàn thiện công nghệ tích hợp, lắp ráp và chế tạo khối đầu phát bức xạ laser Nd:YAG công suất cao bơm bằng laser bán dẫn có thông số phù hợp với khắc, khoan lỗ nhỏ kim loại; Hoàn thiện công nghệ và chế tạo các modul điện tử, điều khiển theo qui trình khắc, khoan; Lắp ráp và căn chỉnh tổng thể thiết bị và thử nghiệm đề xuất qui trình khắc, khoan lỗ nhỏ trên một số vật liệu kim loại; Nghiên cứu thị trường, tăng cường công tác quảng bá sản phẩm và triển khai bán hàng.
Một số kết quả nổi bật của đề tài:
- Quy trình công nghệ đã chế tạo ghép nối, căn chỉnh thiết bị laser Nd:YAG bơm bằng laser diode. Với công nghệ này, nhóm nghiên cứu đã tạo ra thiết bị khắc, khoan lỗ nhỏ bằng laser Nd:YAG có công suất đến 80W. Các thông số bức xạ laser lối ra như sau: Thu được phổ 1064 nm duy nhất; Đỉnh xung nhọn, đơn xung; Độ rộng xung thay đổi
theo điều khiển mở của Q-switch chủ động. Sườn xung lên độ dốc 4 ns; Năng lượng laser Nd:YAG lối ra thu được cao nhất: 80W.
- Công nghệ chế tạo các modul điện tử có hiệu suất cao, làm việc ổn định theo chức năng sử dụng của thiết bị trong môi trường công nghiệp.
Sản phẩm thiết bị laser hoàn chỉnh có hiệu suất cao, thời gian sử dụng dài, giá thành cạnh tranh đáp ứng nhu cầu đổi mới công nghệ trong các dây truyền sản xuất của ngành cơ khí và công nghiệp phụ trợ. Thiết bị cần được tiếp tục đẩy mạnh phát triển thị trường, tạo cơ hội phục vụ các yêu cầu khác nhau trong sản xuất và thị trường, đáp ứng định hướng phát triển của ngành khoa học và công nghệ Việt Nam.
Sản phẩm của đề tài có thể cung cấp cho các cơ sở nghiên cứu và đào tạo về laser rắn trong nước; các cơ sở sửa chữa các thiết bị chuyên dụng có sử dụng laser rắn chất lượng cao trong quân đội; các nhà máy, xí nghiệp có nhu cầu gia công vật liệu độ chính xác cao.
Có thể tìm đọc toàn văn Báo cáo kết quả nghiên cứu của Đề tài (Mã số 13542) tại Cục Thông tin Khoa học và Công nghệ Quốc gia.
N.P.D (NASATI)