水刀引導式激光器是激光器技術(shù)和水流技術(shù)的混合技術(shù)。在這個獨一無二的激光切割工藝中，一個纖幼線狀水刀被用作光波導，以使高功率激光射在工件上。與傳統(tǒng)激光切割工藝相比，這種方法的主要優(yōu)勢在于：（1）平行的側(cè)壁；（2）工件的低熱量輸入，歸功于工件在激光脈沖之間的冷卻恰好發(fā)生在它之前被加熱的位置；（3）熔融金屬及時排出，歸功于水刀的高動量。相比與鋸切，這種技術(shù)切割金屬可以達到無毛刺效果，施加在工件上的機械壓力也小得多。  gbsRf&4h  
  +dX1`%RR[  
    水刀引導激光切割系統(tǒng)的圖示見圖1，其中使用的水刀是5至50兆帕的純?nèi)ルx子水和過濾水。噴嘴是由藍寶石或鉆石制成，以確保能夠產(chǎn)生長而穩(wěn)定的水刀。激光束，通過光纖由激光器傳出，被校準，經(jīng)過擴束器，然后集中穿過一個石英窗口，進入噴嘴。耦合單元和平常的光纖耦合單元類似，只除了噴嘴里的光亮度分布是平頂?shù)�，而且沒有高斯分布。當激光進入水刀中，光在空氣和水的接口處發(fā)生完全內(nèi)反。  vIF=kKl9,  
  HJhPd#xCW  
    在切割過程中，工件被固定在一個CNC工作臺上，在水刀引導的激光束下朝著一個方向移動。光頭沿著與之垂直的方向移動，只有在為了適應不同水壓下的不同噴嘴尺寸的各種工作距離時，才有必要變動工作臺和工件之間的距離。在切割過程中不會變動。  /;-KWu+5=  
  Y9Q-<~\z  
    五年多以來，這一工具已經(jīng)在很多加工方面得到應用。在這期間，與傳統(tǒng)激光切割技術(shù)相比，LMJ水刀引導激光器在工業(yè)應用方面顯示出各種各樣的優(yōu)勢。  7g[m,48{  
  4EQ7OGU  
    通常，LMJ技術(shù)使用固體Nd:YAG紅外激光器（1064nm,50-200W）。紅外水刀引導激光器應用在硅、陶瓷和硬金屬、立方氮化硼、錳鋅系磁芯以及金屬薄膜上有很高的效率。使用這一類型的激光器可獲得優(yōu)于磨鋸方法8倍的切割速度。LMJ系統(tǒng)在諸如GaAs、GaN以及銅這樣的脆而難以機械加工的材料上具有很高的效率。  X6kB R  
q#:,6HDd  
    這些材料對于去離子水的接觸不敏感。所有的半導體產(chǎn)品都是通過平版印刷以及濕蝕刻加工生產(chǎn)的，并且經(jīng)常和去離子水以及含水的方法接觸。所以在這些材料的切割過程中，水的參與是完全可以的。  ;2Db/"`t  
  !rZO~a0  
    因為綠光（532nm）的吸收系數(shù)比紅外光稍少，我們做了一個試驗，用200W的綠光激光器，看看在獲得和紅外激光器相同的切割質(zhì)量的情況下是否能夠得到更快的速度。結(jié)果是正面的，200W的綠光激光器完全可以輕易得到更高的速度，特別在半導體工業(yè)，水刀激光器技術(shù)的優(yōu)勢能夠轉(zhuǎn)化為無碎片、無毛刺以及無破損角，甚至像75微米的芯片那么薄也沒問題。  jJkM:iR  
  l