廣東高精度飛秒激光打孔

氮化硅（Si?N?）是一種非常堅硬、耐高溫和化學(xué)穩(wěn)定的陶瓷材料，廣泛應(yīng)用于高溫環(huán)境中的機械零件、刀具和半導(dǎo)體工業(yè)中。氮化硅具有優(yōu)異的物理和化學(xué)性質(zhì)，使其在工程領(lǐng)域中備受青睞。然而，由于其高硬度和脆性，傳統(tǒng)的加工方法往往會導(dǎo)致較大的切削力和熱應(yīng)力，可能會損傷工件或?qū)е鹿ぜАＴ谶@種情況下，飛秒激光技術(shù)成為了一種備受關(guān)注的氮化硅加工方法。飛秒激光切割和打孔是一種高精度、低熱影響的加工方法，適用于氮化硅等高硬度材料。這種方法利用飛秒激光器產(chǎn)生的極短脈沖激光束，使得材料在極短的時間內(nèi)被加熱至高溫，從而實現(xiàn)切割或打孔。相對于傳統(tǒng)設(shè)備，飛秒激光由于脈沖時間極短，被加工物體不會被加熱，適合加工30微米以下的高精度小孔。廣東高精度飛秒激光打孔

飛秒激光（femtosecondlaser）是指時域脈沖寬度在飛秒（10-15秒）量級的激光，在時間分辨率上屬于超快激光（ultra-fastlaser）。有別于連續(xù)波激光（CWLaser），飛秒激光屬于脈沖激光（pulsedlaser），由于此類型的激光并非只涵蓋單一波長的激光光，因次會使用中心波長來描述它的激光光頻率。飛秒脈沖激光通常利用鎖模技術(shù)來實現(xiàn)，其中常用的增益介質(zhì)（gainmedium）為譜線很寬的鈦寶石晶體，例如：鈦藍(lán)寶石激光（Ti-sapphirelaser）[1]。應(yīng)用[編輯]飛秒激光可以用在聚合物加工、醫(yī)學(xué)成像及外科醫(yī)療上。飛秒激光現(xiàn)已是目前21世紀(jì)發(fā)展起來的眼科手術(shù)，例如：激光的LASIK，可利用飛秒激光制作角膜、輔助白內(nèi)障手術(shù)（FLACS）透過飛秒激光進(jìn)行晶狀體前囊膜環(huán)形切開及預(yù)劈核。除此之外，也可被應(yīng)用在固態(tài)物理的研究上，例如：透過飛秒激光激發(fā)探測技術(shù)（pump-probetechnique）可以根據(jù)時間解析光譜（time-resolvedspectroscopy）分析晶體被激發(fā)后數(shù)個皮秒內(nèi)能量轉(zhuǎn)移過程，另外亦可以分析其衍射或者螢光光譜圖。韓國技術(shù)飛秒激光精密制造即使飛秒激光鉆的孔在經(jīng)過強度/硬度或熱處理的產(chǎn)品中也可以實現(xiàn)一定質(zhì)量的孔。

飛秒激光是一種先進(jìn)的激光技術(shù)，其特點主要體現(xiàn)在以下幾個方面：1.**定義與度量**：-飛秒（femtosecond），簡稱fs，是標(biāo)衡時間長短的一種計量單位。具體來說，1fs等于10^-15秒。-即使是自然界中速度max的光速（30萬千米/秒），在1飛秒內(nèi)也只能走0.3μm，這個距離甚至不到一根頭發(fā)絲的百分之一。2.**技術(shù)特點**：-**持續(xù)時間極短**：飛秒激光持續(xù)的時間極其短，只有幾個飛秒，是人類在實驗條件下所能獲得的至短脈沖。-**瞬時功率高**：飛秒激光的瞬時功率極高，可以達(dá)到百萬億瓦，比全世界發(fā)電總功率還要多出上百倍。-**聚焦能力強**：飛秒激光能聚焦到比頭發(fā)的直徑還要小的空間區(qū)域內(nèi)，使電磁場的強度比原子核對其周圍電子的作用力還要高出數(shù)倍。

飛秒激光作用于金屬和非金屬加工時原理完全不同，金屬表面存在大量的自由電子，當(dāng)激光照射金屬表面時，自由電子會瞬間被加熱，數(shù)十飛秒內(nèi)讓電子電子發(fā)生碰撞，自由電子將能量傳道給晶格，形成開孔。但由于自由電子碰撞的能量要比離子小的多，所以傳導(dǎo)能量需要較長時間，但目前該難題已被我國科學(xué)家攻克。在飛秒激光作用于非金屬材料時，由于材料表面自由電子較少，激光照射時先要使得材料表面電離，進(jìn)而產(chǎn)生自由電子，剩下的環(huán)節(jié)與金屬材料一致。飛秒激光加工微孔時，在初級階段先形成一個小坑，隨著脈沖數(shù)量的增多，坑深度不斷增加，但隨著深度的增加，坑底的碎屑飛出的難度也越來越大，導(dǎo)致激光向底部傳播的能量越來越少，*終達(dá)到深度不可增加的飽和狀態(tài)，即打完一個微孔。飛秒激光加工常用于微電子、醫(yī)療器械和航空航天領(lǐng)域。

秒激光打沉頭孔的優(yōu)勢1.高精度：飛秒激光的加工精度極高，可以達(dá)到微米甚至納米級別，可以滿足各種高精度加工需求。2.高效率：飛秒激光的加工速度極快，可以大幅提高加工效率，降低生產(chǎn)成本。3.低損傷：飛秒激光的脈沖寬度極短，作用時間極短，可以避免熱影響和熱損傷等問題，保證加工質(zhì)量和精度。4.可加工材料范圍廣：飛秒激光可加工的材料范圍很廣，包括金屬、非金屬、復(fù)合材料等，具有很強的通用性。5.環(huán)保節(jié)能：飛秒激光加工過程中不需要使用任何化學(xué)試劑或冷卻劑，是一種環(huán)保節(jié)能的加工方式。飛秒激光切割采用飛秒激光器，超短脈沖加工幾乎無熱傳導(dǎo)，適用于任意有機無機材料的高速切割與鉆孔。廣東高精度飛秒激光打孔

飛秒激光加工技術(shù)可對PCD、PCBN、陶瓷、硬質(zhì)合金、不銹鋼、熱處理鋼、鉬等各種材質(zhì)的產(chǎn)品進(jìn)行細(xì)孔加工。廣東高精度飛秒激光打孔

激光打孔工藝可分為長脈沖（ms級）和短脈沖（ns、ps、fs級）激光工藝，注意脈沖寬度是個時間單位，不是長度單位，其中ps皮秒激光和fs飛秒激光也被行業(yè)內(nèi)叫做超快激光。兩種工藝相比各有優(yōu)缺點，同樣是氣化材料加工小孔，前者因為其單個脈沖照射時間更長，能提供更多能量快速去除材料，相當(dāng)于大刀闊斧效率高；后者能量細(xì)小峰值功率高，可瞬間氣化微量材料，素有冷加工的美譽，相當(dāng)于小刀精啄，幾乎沒有重熔層，表面質(zhì)量更好，專業(yè)一點講就是超快激光由于脈沖持續(xù)時間遠(yuǎn)小于材料中受激電子通過轉(zhuǎn)移、轉(zhuǎn)化等形式的能量釋放時間，只需考慮電子吸收入射光子的激發(fā)和儲能過程，加上高達(dá)TW（10^12W）級的峰值功率，能量在只有幾個納米厚度內(nèi)迅速聚集，瞬間產(chǎn)生的超高電子溫度值遠(yuǎn)超材料汽化溫度，材料直接從固態(tài)轉(zhuǎn)為氣態(tài)，在表面形成高密度、超熱、高壓的等離子體狀態(tài)，實現(xiàn)非熱熔性加工。廣東高精度飛秒激光打孔