飛秒激光加工方式是一種利用超短脈沖激光進(jìn)行材料加工的技術(shù)。這種激光脈沖的持續(xù)時(shí)間極短,通常在飛秒(1飛秒等于10^-15秒)量級(jí)。飛秒激光加工具有極高的峰值功率和極短的脈沖寬度,能夠在極短的時(shí)間內(nèi)將能量高度集中于材料的微小區(qū)域,從而實(shí)現(xiàn)精確的材料去除或改性,而不會(huì)對(duì)周圍材料造成熱損傷或機(jī)械應(yīng)力。這種加工方式適用于各種材料,包括玻璃、陶瓷、金屬和聚合物等,廣泛應(yīng)用于微細(xì)加工、精密制造、醫(yī)療設(shè)備制造和科研領(lǐng)域。飛秒激光的加工具有閾值效應(yīng)明顯、熱效應(yīng)弱、濺射物少、加工精度高等特點(diǎn)。上海自動(dòng)化飛秒激光真空板
飛秒激光加工具有高精度、加工速度快、熱影響區(qū)小、材料損傷輕微、適用于多種材料等特點(diǎn)。飛秒激光加工應(yīng)用場(chǎng)景包括:1.精密微加工:如微電子、光學(xué)器件、生物醫(yī)療等領(lǐng)域的小型元件加工。2.激光切割:適用于非金屬材料,如玻璃、陶瓷等。3.激光焊接:用于精密焊接,如金屬、半導(dǎo)體等。4.激光打標(biāo):在金屬、塑料、皮革等材料上進(jìn)行高清晰度標(biāo)記。5.激光表面處理:如去毛刺、切割、雕刻等。6.激光醫(yī)學(xué):在醫(yī)療領(lǐng)域用于手術(shù)、美容等。7.激光測(cè)距:在測(cè)繪、地質(zhì)勘探等領(lǐng)域用于距離測(cè)量。8.激光顯示:如激光電視、激光投影儀等。9.激光雷達(dá):在自動(dòng)駕駛、無人機(jī)等領(lǐng)域用于環(huán)境感知。10.激光光譜分析:在材料科學(xué)、化學(xué)分析等領(lǐng)域用于成分分析。上海代工飛秒激光相機(jī)模組鏡頭切割器飛秒激光是一種特殊類型的激光,其脈沖(像脈搏似的短暫起伏)持續(xù)時(shí)間非常短,達(dá)到了飛秒級(jí)別。
飛秒激光是一種利用超短脈沖激光技術(shù)的激光器,其脈沖寬度通常在飛秒(1飛秒等于10^-15秒)量級(jí)。這種激光器的原理基于鎖模技術(shù),通過一系列光學(xué)和電子技術(shù)手段,使得激光器發(fā)出的光脈沖非常短且能量集中。飛秒激光的工作原理主要包括以下幾個(gè)步驟:1.激光增益介質(zhì):首先,通過一個(gè)增益介質(zhì)(如鈦寶石晶體)來產(chǎn)生激光。在增益介質(zhì)中,通過泵浦源(如閃光燈或激光二極管)激發(fā)電子從低能級(jí)躍遷到高能級(jí),從而產(chǎn)生受激發(fā)射。2.鎖模:為了獲得極短的脈沖,需要使用鎖模技術(shù)。鎖模是通過在激光腔內(nèi)引入一個(gè)能夠控制光脈沖相位的裝置(如SESAM,即半導(dǎo)體飽和吸收鏡),使得腔內(nèi)不同頻率的光波以特定的方式相互作用,從而產(chǎn)生一系列相位鎖定的超短脈沖。3.脈沖壓縮:產(chǎn)生的超短脈沖通常包含較寬的光譜,通過色散介質(zhì)(如棱鏡或光柵對(duì))可以對(duì)脈沖進(jìn)行壓縮,減少脈沖寬度,提高脈沖的峰值功率。4.輸出:壓縮后的超短脈沖通過輸出耦合器離開激光腔,形成飛秒激光輸出。飛秒激光由于其極短的脈沖寬度和極高的峰值功率,使得它在材料加工、生物醫(yī)學(xué)成像、精密測(cè)量和基礎(chǔ)物理研究等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。
飛秒激光加工具有明確的優(yōu)勢(shì),主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:一、高精度加工能力飛秒激光以其極短的脈沖持續(xù)時(shí)間(飛秒級(jí),即千萬億分之一秒),能夠?qū)崿F(xiàn)微米級(jí)甚至納米級(jí)的加工精度。這種高精度加工能力使得飛秒激光在微納加工領(lǐng)域具有得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì),能夠精確控制材料的去除和加工形狀,滿足高精度制造的需求。二、低熱影響區(qū)由于飛秒激光的脈沖時(shí)間極短,能量在極短的時(shí)間內(nèi)釋放,因此加工過程中產(chǎn)生的熱影響區(qū)非常小。這一特點(diǎn)避免了傳統(tǒng)激光加工中常見的熱效應(yīng)問題,如材料熔化、熱裂紋和微裂紋等,從而保證了加工部件的完整性和性能。三、材料適用性廣飛秒激光加工幾乎不受材料種類的限制,可以加工各種材料,包括金屬、半導(dǎo)體、玻璃、陶瓷、聚合物以及復(fù)合材料等。這種材料適用性使得飛秒激光在多個(gè)工業(yè)領(lǐng)域中得到很多應(yīng)用。四、非接觸式加工飛秒激光加工是一種非接觸式加工方式,避免了傳統(tǒng)機(jī)械加工中可能產(chǎn)生的機(jī)械應(yīng)力和損傷。這種加工方式特別適合于加工脆弱和敏感的材料,如薄膜、生物組織等。由于飛秒激光器的脈沖持續(xù)時(shí)間為 ~100fs(1fs=10-15s),因此在熱量傳遞到材料之前就完成了對(duì)激光的暴露。
飛秒激光鉆孔具備如下特點(diǎn):1.高精度加工2.微小孔徑能力3.高速加工4.低熱影響區(qū)5.材料適應(yīng)性強(qiáng)6.無機(jī)械應(yīng)力損傷。飛秒激光加工應(yīng)用場(chǎng)景包括:1.精密微加工:如微電子、光學(xué)器件、生物醫(yī)療等領(lǐng)域的小型元件加工。2.激光切割:適用于非金屬材料,如玻璃、陶瓷等。3.激光焊接:用于精密焊接,如金屬、半導(dǎo)體等。4.激光打標(biāo):在金屬、塑料、皮革等材料上進(jìn)行高清晰度標(biāo)記。5.激光表面處理:如去毛刺、切割、雕刻等。6.激光醫(yī)學(xué):在醫(yī)療領(lǐng)域用于手術(shù)、美容等。7.激光測(cè)距:在測(cè)繪、地質(zhì)勘探等領(lǐng)域用于距離測(cè)量。8.激光顯示:如激光電視、激光投影儀等。9.激光雷達(dá):在自動(dòng)駕駛、無人機(jī)等領(lǐng)域用于環(huán)境感知。10.激光光譜分析:在材料科學(xué)、化學(xué)分析等領(lǐng)域用于成分分析。飛秒激光技術(shù)在精密機(jī)械、微納電子、微納光學(xué)、表面工程、生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域具廣泛的應(yīng)用。韓國(guó)技術(shù)飛秒激光精密噴嘴
即使飛秒激光鉆的孔在經(jīng)過強(qiáng)度/硬度或熱處理的產(chǎn)品中也可以實(shí)現(xiàn)一定質(zhì)量的孔。上海自動(dòng)化飛秒激光真空板
激光加工是利用光的能量經(jīng)過透鏡聚焦后在焦點(diǎn)上達(dá)到很高的能量密度,靠光熱效應(yīng)來加工的。激光加工不需要工具、加工速度快、表面變形小,可加工各種材料。加工材料的方式是通過去除材料來實(shí)現(xiàn)的,對(duì)于所有材料而言,都有其特定的燒蝕閾值—既達(dá)到材料不可逆破壞的能量密度。這時(shí)引入另外一個(gè)概念,激光的脈沖寬度,既一次激光脈沖加工的時(shí)間。脈沖寬度影響材料的燒蝕閾值,對(duì)于相同的材料,激光脈沖寬度越窄,材料的燒蝕閾值越低,達(dá)到燒蝕閾值所需的單脈沖能量越小。飛秒激光加工的脈沖寬度(每個(gè)脈沖加工的時(shí)間)為飛秒級(jí)別,1飛秒為1秒的10的負(fù)十五次方,也就是通常意義的一千萬億分之一秒。在如此短的時(shí)間內(nèi),激光脈沖與物質(zhì)作用時(shí)間短,且能量集中在一個(gè)個(gè)脈沖里,峰值功率高,作用效率高,與物質(zhì)相互作用,在沒有發(fā)生熱效應(yīng)時(shí),激光脈沖已經(jīng)消失,熱效應(yīng)非常?。◣准{米范圍)甚至沒有。上海自動(dòng)化飛秒激光真空板