奇特的 激光

受激辐射

激光器是如何工作的？其实名字本身就给出了基 本解释，英文laser是Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation（受激辐射光放大）的开头字母 缩写。简单来说，就是激光器内的光线通过能量供给 和光学处理得到增强并集中在一起，从而产生了纤细 而又强大的光束。它可用于光盘和条形码读取，恶性 肿瘤治疗和金属焊接。光学处理设备包括棱镜、滤光 镜和反射镜。它们能分解光束，将光束聚焦于特定波 长，或通过两个反射镜之间的多次来回反射来增强光 束。激光教鞭发出的恒定光束相对比较微弱，而脉冲 激光包含的能量则可通过频率处理和光传播延迟高倍 压缩成小的光束。

不能再短

脉冲达到阿秒（0.000 000 000 000 000 001秒 = 10-18 秒）级别的激光已在研究领域得到应用。借助这 种超短脉冲，人们甚至可以观察原子核内部极其快速 的动态运动过程。对于工业或医疗应用，脉冲时间可 以更长。一个飞秒 (10-15 秒) 等于一秒的一千万亿分 之一。在这个极短的时间内，即使是按照光速也只能 走0.3微米，相当于一根头发丝的二百分之一。飞秒激 光是目前最先进的技术之一，可用于很多领域，比如 光子显微镜、显微外科、微细结构处理（比如在医疗 领域）、化学分析和防伪造微痕处理。
飞秒激光器每秒可产生上亿个激光脉冲。在激光 到达的地方，被撞击的材料没有足够的时间来熔化， 直接转化为气体，然后可简单地被抽除干净。因此以 百万分之一毫米（纳米）的精度进行层片处理完全可 以实现。处理过程中不会产生毛糙的熔化残留物，邻 近的材料几乎不被加热。材料特性如同质化、吸收能 力、蒸发温度和硬度等几乎不起任何作用 - 激光可 以处理一切物质。

驱动选型

这种“冷处理”技术不会有任何残留物，也不会 影响工件质量。只要正确选择脉冲持续时间、脉冲能 量、时钟频率并正确聚焦，就可获得理想的效果。ISP System执行器在此起到了重要作用。它们能移动和调 整激光器内部的棱镜、滤光镜和反射镜，确保获得 精确定义的光脉冲质量。可以选用的驱动装置有三 种类型：电磁、压电或机械式。“在诸如研究等应 用领域，前两种驱动装置可以发挥它们的特殊优势， 但在工业领域，机械驱动的执行器在很多方面更加合 适。”ISP System公司的Sébastien Theis说道，“前提 是只要设备质量优良并使用了一流的电机。它们必须 非常精确地工作，但控制系统不能太复杂。”

更具优势的机械驱动装置

正是在这一点上，压电和电磁式驱动装置有一个严 重的缺点：它们只能通过闭环控制电路获得较高的精 确度。也就是说，必须安装一个测量装置（传感器） ，用于检测位移并将数值结果发送给控制器，然后控 制器再对运动进行调整。闭环控制电路意味着相对更 高的复杂性，并要求安装额外的电子部件。这不仅使 解决方案变得更加昂贵，而且也更加复杂和笨重。
相反，步进电机可以通过开环控制电路可靠地工 作，无需传感器，因此结构也更加紧凑。“电机自 己计算步进，保证精确的定位。FAULHABER电机质量 卓越，只要行程中不遇到障碍物，就不会丢失任何一个步进运动。通过重回零位，驱动装置可以实现精确 的调校。”Sébastien Theis解释道。

不受电流缺失影响

步进电机的另一个优势是无电流时也能可靠定位。 这对于闭合的激光盒内正常的运行非常重要，因为每 个激光脉冲都伴随着电磁放电。由执行器、传感器和 控制器组成的闭环控制电路必须依靠电流才能正常工 作。放电现象会对这种机构造成干扰。从而导致倾斜 反射镜脱离预定的位置。当激光器用于近视眼角膜矫 正手术时，设备精度将受到致命的影响。而无电流也 能正常工作的步进电机则不会出现这种干扰。
除了上述系统本身结构决定的优势和优异的产品 质量外，ISP System选择FAULHABER电机还有其他的 原因。“我们没有找到第二个能提供如此轻巧并快 速适应我们要求的产品的供应商。FAULHABER电机 和减速箱种类极其广泛，我们可从中选择合适的产 品。此外，FAULHABER可以按照我们的要求量身定制 需要的电机。由于供货迅速，我们能针对客户需求 快速做出反应。FAULHABER是一个强大可靠的合作伙 伴，不仅了解我们的技术，而且还能促进其进一步发 展。”Sébastien Theis解释道。