激光加工中,我們常聽到納秒激光、皮秒激光、飛秒激光等不同種類的激光。那么,這些激光究竟有何區別呢?要解答這個問題,我們首先需要弄清楚時間單位之間的換算關系。納秒(ns)=10^-9秒皮秒(ps)=10^-12秒飛秒(fs)=10^-15秒在深入探討時間單位后,我們了解到飛秒激光以其極短的脈沖特性在激光加工領域獨樹一幟。近年來,超短脈沖激光加工技術取得了***進展,為工業生產帶來了**性的變化。超短脈沖激光的重要性盡管人們很早就開始嘗試利用激光進行微加工,但長脈沖激光的高熱量輸出一直是一個難以克服的問題。由于激光束的焦點尺寸有限,材料在加工過程中受到的熱沖擊不可避免,這限制了加工的精度。為了解決這一問題,科研人員致力于研發更短的脈沖激光技術。當激光的脈沖時間縮短至皮秒量級時,其加工效果發生了質的飛躍。隨著脈沖能量的急劇增加,高功率密度足以剝離材料表面的外層電子。由于激光與材料的相互作用時間極短,離子在將能量傳遞給周圍材料之前就被燒蝕掉,從而避免了熱影響。這種“冷加工”技術顯著提高了加工質量,使得短與超短脈沖激光器在工業生產中得到了廣泛應用。皮秒激光 飛秒激光加工 光學玻璃表面微結構 微織構 微小孔精密加工。鎮江光學狹縫片超快激光皮秒飛秒激光加工薄膜切割打孔
皮秒和飛秒激光開槽是兩種利用高能量激光束在材料表面進行精確開槽的技術,以下是它們的相關介紹:原理皮秒激光開槽:皮秒激光脈沖寬度極短,達到皮秒級別(1 皮秒 = 10?12 秒)。它通過瞬間釋放高能量,使材料表面的物質在極短時間內吸收能量,產生光致電離和等離子體效應,進而將材料去除,實現開槽。這種技術能精確控制能量和作用區域,對周圍材料的熱影響較小。飛秒激光開槽:飛秒激光的脈沖寬度更短,為飛秒級別(1 飛秒 = 10?1?秒)。其原理與皮秒激光類似,也是利用高能量密度的激光脈沖作用于材料表面,通過多光子吸收等過程使材料迅速電離和氣化,達到開槽的目的。飛秒激光的峰值功率極高,能夠在更精細的尺度上對材料進行加工,具有更高的精度和更小的熱影響區。宿遷石墨烯薄膜超快激光皮秒飛秒激光加工薄膜切割打孔皮秒飛秒激光加工5um以上狹縫 光闌片 狹縫片劃槽 切割工藝。
陶瓷材料由于其高硬度、高熔點等特性,加工難度較大,而皮秒激光打孔技術為陶瓷材料加工帶來了新的突破。皮秒激光與陶瓷材料相互作用時,短脈沖能量迅速被材料吸收,使材料局部溫度急劇升高,導致材料氣化和等離子體形成,從而實現打孔。在陶瓷基板上制作微孔用于電子元件封裝時,皮秒激光打孔能夠精確控制孔的直徑和深度,且孔壁光滑,無明顯裂紋和熱影響區。與傳統加工方法相比,皮秒激光打孔**提高了加工效率和質量,降低了廢品率,在陶瓷基電子器件、傳感器等領域具有廣闊的應用前景 。
飛秒激光在切割薄膜時能體現出較高的精度。例如,在加工碳納米管薄膜微孔時,分析了激光參數對材料加工結果的影響規律。結果表明,波長為515nm的飛秒激光更適合用于碳納米管薄膜的切割,在推薦的工藝參數下可獲得良好的切割質量3。在對Tedlar復合材料-鋁薄膜(厚度為2μm)進行表面飛秒激光刻蝕時,當激光輸出功率為4.0W、光斑直徑為40μm和掃描速率為500mm/s的工藝條件下,鋁膜圖形激光刻蝕后尺寸精度及相對位置精度均優于10μm,滿足技術要求。并且研究發現,單位時間內極多數量飛秒激光脈沖的積累作用,使得鋁膜表面的作用區域溫度在極短時間內快速升高并超過鋁的熔點和氣化溫度,表面鋁膜**終被刻蝕去除。但當激光功率增大到5.5W時,界面處溫度達到了513.19K,超過了基底Tedlar材料的最高使用溫度,并在基底材料表面燒蝕產生點坑;當掃描速度從350mm/s增大至600mm/s時,出現的間斷點尺寸從1.2μm增大到2.7μm,造成激光刻蝕加工尺寸誤差高于10μm11。加工醫用微孔針 飛秒激光加工 皮秒激光打孔 圓度高 高精密激光切槽。
皮秒飛秒激光切割薄膜的特點:
高精度:可以實現微米甚至亞微米級的切割精度,能夠滿足對薄膜材料精細加工的要求,例如在微電子器件制造中,對薄膜電路進行精確切割。低熱影響:由于脈沖時間極短,熱量積聚少,能有效避免薄膜材料因受熱而發生變形、熔化或熱降解等問題,特別適合對熱敏感的薄膜材料,如有機薄膜、生物醫學薄膜等。高速度:能夠以較高的速度進行切割,提高加工效率,適用于大規模生產。例如在太陽能電池制造中,對大面積的光伏薄膜進行快速切割。良好的邊緣質量:切割后的薄膜邊緣光滑、整齊,無明顯的毛刺、裂縫或熱損傷痕跡,有利于后續的工藝處理和產品性能提升。非接觸式加工:激光切割無需與薄膜材料直接接觸,避免了機械接觸可能導致的薄膜表面劃傷、污染或應力損傷,尤其適用于超薄、脆弱的薄膜材料。 皮秒飛秒激光蝕刻,減薄,超快皮秒飛秒激光,皮秒飛秒激光加工,打孔開槽,狹縫,微結構。金壇區超薄玻璃 藍寶石超快激光皮秒飛秒激光加工薄金屬切割打孔
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微流控芯片在生物醫學、化學分析等領域具有廣泛應用,而激光開槽微槽技術是微流控芯片制造的關鍵工藝之一。通過激光開槽,可以在芯片基底材料上精確制作出微通道和微槽結構。例如在玻璃或聚合物材料的微流控芯片制作中,激光能夠根據設計要求,開出寬度從幾十微米到幾百微米、深度合適的微槽,這些微槽構成了微流控芯片中的液體流動通道。激光開槽的高精度和靈活性使得微流控芯片能夠實現復雜的流體操控功能,如樣品的混合、分離、檢測等。同時,激光開槽過程對芯片材料的損傷小,有利于保證芯片的性能和可靠性,推動了微流控芯片技術的發展和應用 。鎮江光學狹縫片超快激光皮秒飛秒激光加工薄膜切割打孔