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飞秒激光技术应对精细的微加工挑战

时间:2020-09-16 来源:本站 访问量:1037

随着激光技术的发展,激光器向着更快脉冲、更高能量、更短波长的方向迈进,这给激光材料加工带来了革命性的进步。这主要体现在超快脉冲激光加工可以得到远高于长脉冲激光加工的精度,最高可以达到亚微米甚至纳米。超快脉冲激光除了可以进行材料切割打孔等基本加工之外,还能够实现材料表面的加工与改性,对透明材料内部的加工与改性,实现了其他加工方法无法实现的高精度、复杂形状元器件的加工。

另外超快脉冲激光几乎可以与任何材料相互作用,可用于激光加工的材料不受限制。对于超硬、易碎、高熔点、易爆等材料的加工,更具有其他方法所无法匹敌的优势。

由于飞秒激光的超快速时间和超高峰值功率的特性,在飞秒激光用于材料加工时,具有如此高峰值光强和极短持续时间的光脉冲与物质相互作用,能够以极快的速度将其全部能量注入到很小的作用区域,瞬间内的高能量密度沉积将使电子的吸收和运动方式发生变化,避免了激光线性吸收而导致能量转移和扩散等的影响,从而在根本上改变了激光与物质相互作用的方式,使飞秒激光加工成为具有超高精度,超高空间分辨率,以及广泛性的材料适应性的非热熔冷处理过程,开创了激光加工的崭新领域。

飞秒激光加工是基于多光子非线性吸收和电离机制, 而不是光子能量线性吸收而形成的热积累,因此,避免了热传导效应。当飞秒光脉冲作用于材料的表面或者透明材料的内部,由于光脉冲的持续时间极短,光脉冲的作用区域极小,光强度极高,通过非线性吸收过程,激光脉冲的能量来不及向作用点周围传递,光脉冲的作用过程或者加工过程就已经结束,因此产生的热量几乎可以忽略不计,被加工的材料几乎没有热损伤。

新特光电系列飞秒激光器基于全光纤一体化紧凑设计,并且具有抗振动,高稳定性,高可靠性等特点,填补飞秒激光器在微加工领域长期存在的空白,真正实现免维护。


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