超快
激光由于具有超快脈沖時(shí)間和超高峰值功率的特性,當(dāng)
材料受到超快激光的作用后,材料不會因?yàn)槭軣岫刍侵苯影l(fā)生汽相蒸發(fā)。與傳統(tǒng)激光的加工方法相比,超快激光在加工領(lǐng)域具有熱影響區(qū)域小、可加工材料范圍廣、高空間分辨率、任意三維結(jié)構(gòu)等優(yōu)點(diǎn)。
)u/yF*:n =jX8.K4] 熱影響區(qū)域小 ]3KhgK%c8
Ahk8 超快激光加工最顯著的特征就是熱影響區(qū)域小。對于傳統(tǒng)激光而言,由于使用的激光脈沖寬度達(dá)到納秒量級甚至更長,聚焦后的光斑為微米量級,因此在加工過程中,熱擴(kuò)散現(xiàn)象非常明顯,嚴(yán)重影響加工精度。
c6X}2a' 763v 而超快激光的脈沖寬度非常窄,因此當(dāng)超快激光作用在材料表面時(shí),它的短脈沖時(shí)間意味著能量密度非常高,能夠在非常短的時(shí)間內(nèi)將能量局部集中在材料表面上。
1oN^HG6O iVy7elT;R 由于能量密度非常高,材料瞬間被加熱到極高溫度,于是材料就被以汽相形式蒸發(fā),并且會帶走部分材料內(nèi)部的熱量,使得周圍區(qū)域的溫度變化非常小,所以周圍熱影響區(qū)域很小。
2@%$;. V&Xe!S 可加工材料范圍廣 1e&QSzL <xgTS[k 在超快激光加工過程中,當(dāng)激光脈沖照射到材料表面時(shí),由于其超高的峰值功率密度幾乎超過了各類材料的改性閾值,激光能量被吸收并被轉(zhuǎn)化為電子和離子的動能。這些電子和離子在短時(shí)間內(nèi)聚集在材料表面附近形成等離子體,產(chǎn)生極高的溫度和壓力,很容易完成對各種材料的加工。因此,超快激光可以實(shí)現(xiàn)對各種種類材料的加工,如金屬、非金屬、
半導(dǎo)體、陶瓷等。
#m{UrTC z#]Jv!~EPE 高空間分辨率 ]8f ms( k;w- E 超快激光作用在透明介質(zhì)材料上時(shí),在相同
波長的前提下,與單
光子吸收相比,多光子吸收有顯著的空間分辨率。當(dāng)超快激光作用在透明的介電材料內(nèi)部時(shí),只有激光作用區(qū)域附近才有機(jī)會出現(xiàn)價(jià)帶中的電子吸收的多個(gè)光子的能量大于束縛電子的電離勢的情況,此時(shí)會誘導(dǎo)材料在相應(yīng)區(qū)域發(fā)生改性。而那些處在激光作用區(qū)域但多光子吸收的能量小于束縛電子的電離勢,材料在相應(yīng)區(qū)域則不會發(fā)生改性。
:yeq(oK, ~:3QBMk:: 任意三維結(jié)構(gòu) 4*e0 hWp D