【精密激光切割】快激光如何界定？快激光鉆孔和其他鉆孔方式相比有何優(yōu)點(diǎn)

時(shí)間：2021-06-16

**快激光是指激光的脈沖被壓縮到很短，可以理解成單次出光時(shí)間很短很快，借助重要的脈沖調(diào)Q，鎖模和壓縮技術(shù)，**快過程經(jīng)歷并實(shí)現(xiàn)了納秒(1ns=10-9s)、皮秒(1ps=10-12s)、飛秒(1fs=10-15s)和

阿秒(1as=10-18s)的發(fā)展過程。當(dāng)采用太瓦(1012w)的激光激發(fā)時(shí)，可實(shí)現(xiàn)了亞阿秒(10-19s)的**短脈沖輸出。理論上已經(jīng)證明，如果

用拍瓦(1015w)的激光激發(fā)時(shí)，能夠產(chǎn)生仄秒(zeptosecond，10-21s)和亞仄秒(subzeptosecond，10-22s)的激

光脈沖。

**快激光鉆孔精度比普通激光鉆孔精度高的多，**快激光器的成功之處在于其能將光能集中到皮秒至飛秒的時(shí)間間隔內(nèi)，并將光聚焦到小空間上。這種聚焦為"在不破壞底層區(qū)域的情況下，從材料表面快速、清潔地?zé)g材料"提供了所需要的高光強(qiáng)。當(dāng)脈沖能量以短于約100ps的時(shí)間尺度傳輸時(shí)，根據(jù)材料的不同情況會(huì)發(fā)生顯著變化。隨著脈沖峰值功率的增加，峰值強(qiáng)度急劇上升。例如，持續(xù)1ps

的微焦級(jí)脈沖的峰值功率為1MW，當(dāng)它聚焦為5μm的光斑時(shí)，可產(chǎn)生約4×1012W/cm2的峰值強(qiáng)度，這足以剝離外層電子。激光與材料相互作用的時(shí)間

是如此之短，以至于離子在能夠?qū)⒛芰總鲗?dǎo)到底層材料之前，就已經(jīng)從材料表面被燒蝕掉了。與光強(qiáng)較低的情況相比，在這種燒蝕模式下，能量傳導(dǎo)受材料吸收的影

響較小，但是也會(huì)受到材料種類和激光波長的影響。例如，紫外脈沖比近紅外脈沖較適合切割玻璃之類的透明材料，而近紅外脈沖在玻璃中的傳輸性能較好。這種加工通常也被稱為"冷燒蝕"。雖然材料表面在片刻間就變得非常熱，但是離子在其加熱或損傷底層材料之前就已經(jīng)被燒蝕掉了。一般而言，由于皮秒脈沖的能量通常較高，因此皮秒燒蝕的速度較快；相比之下，飛秒燒蝕往往會(huì)產(chǎn)生較平滑、較精密的加工表面。實(shí)際加工性能取決于脈沖參數(shù)、

目標(biāo)材料以及其他方面的考慮。由于燒蝕是將一團(tuán)材料爆散到光路中，因此重復(fù)頻率是很重要的因素。對(duì)于兆赫茲的重復(fù)頻率，可能在下一個(gè)脈沖**之前，上一個(gè)

脈沖產(chǎn)生的材料還沒有足夠的時(shí)間消散。千赫茲的重復(fù)頻率有足夠的時(shí)間讓材料消散，所以對(duì)精密去除材料可能較加有效。

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