資料介紹
在微加工領(lǐng)域,短脈沖、尤其是超短脈沖激光器正在取代傳統(tǒng)的加工方法。對(duì)于超短脈沖激光器,得益于其冷燒蝕特性,因此其對(duì)所要加工的材料幾乎沒(méi)有任何限制。
在冷燒蝕過(guò)程中,材料的去除本質(zhì)上只能通過(guò)化學(xué)鍵斷裂來(lái)實(shí)現(xiàn),因此其產(chǎn)生的熱影響僅限于幾微米的區(qū)域,并且相應(yīng)的變形也最小。不幸的是,超短脈沖激光器的燒蝕速率仍然非常低,進(jìn)而限制了其在工業(yè)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用。
金屬材料的燒蝕閾值在 0.2J/cm2 的范圍內(nèi),而玻璃和陶瓷的燒蝕閾值則在幾個(gè) J/cm2 的范圍內(nèi)。為了提高去除速率,可以使用具有較大聚焦口徑的高脈沖能量,以在更大的區(qū)域內(nèi)工作。在諸如玻璃或聚合物等透明材料加工應(yīng)用中,可通過(guò)非線性效應(yīng)(如多光子過(guò)程)來(lái)提高去除速率。此外,也可以提高重復(fù)頻率。
重復(fù)頻率可以從100kHz到幾兆赫茲,目前正在進(jìn)行重復(fù)頻率超過(guò)10MHz的研究。盡管傳統(tǒng)的光纖激光器已經(jīng)在工業(yè)環(huán)境中植根多年,但是飛秒光纖激光器在市場(chǎng)上仍然屬于新事物。德國(guó)耶拿大學(xué)的 Jens Limpert 博士使用的超快光纖激光器,平均功率接近 1kW,峰值功率在 GW 量級(jí),重復(fù)頻率在 kHz 到 MHz 的范圍內(nèi)。雖然超快光纖激光器已經(jīng)能夠達(dá)到上述較高的性能,但是其仍然具有很大的發(fā)展?jié)摿Α?/p>
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