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【摘要】飞秒激光微加工技术作为一种新兴的加工技术,具有非接触、效率高、加工精度高、热效应小、损伤阈值低以及能够实现真正的三维结构微加工等传统技术无法比拟的诸多优点,其应用领域相当广泛。文章描述了飞秒激光加工透明材料时,激光能量沉积在光学趋肤层,热效应极小的特性。指出了目前打孔普遍利用激光的直写技术,针孔掩模加工技术可以改善孔形的事实。最后展望了飞秒激光微加工的研究方向。【关键词】飞秒激光微加工打孔阈值优点前景1引言激光是在粒子数反转情况下通过受激辐射放大产生的高亮度相干光束,其原理早在1916年就由物理学家爱因斯坦提出,但直到1960年,梅曼(tmaima
)成功制造的第一台红宝石激光器问世1,量子光学才由理论研究发展到技术工程。随着各类激光器的出现,激光器的脉宽急剧缩小,峰值功率大幅提高,可调型和稳定性等优势逐渐凸显,飞秒激光在工业加工领域备受青睐,各界根据不同的需要将其广泛应用于微光学、微电子、微机械、微生物、微医学等领域。2飞秒激光脉冲技术1976年,人们首次在染料激光器中实现了飞秒量级的激光脉冲输出2。20世纪90年代初,克尔透镜锁模飞秒钛宝石激光器使得飞秒激光技术获得了一次飞跃发展。2003年,
hrizvi总结了飞秒激光对金属、玻璃、金刚石、陶瓷以及各种聚合物等材料的微加工进展情况,并论证了飞秒激光是一种优秀的微加工光源3。人们利用飞秒激光可以聚焦到透明材料内部进行三维加工这一特性,在石英玻璃中制备出各种微光学元件和微流体器件,并将其成功集成在同一块玻璃芯片上,飞秒激光于是在生物传感和生化分析等领域得到一定应用。在信息电子领域,研发人员将新型激光精细加工装备应用于半导体集成电路、印刷线路板、平板显示、fbg光纤光栅,大大提高了制作效率和工艺水平。经过科研人员的努力,飞秒激光在半导体照明、太阳能光伏电池、燃料电池、微创医用器械及各类mems等新兴产业中也得到了广泛应用。另外,由于激光加工的非接触性,它还可应用于昂贵或危险物品的加工。3飞秒激光微加工的发展现状激光微加工被誉为“未来制造业的共同加工手段”。在世界范围内,欧洲、美国、日本在飞秒激光微纳加工领域至今仍处于领先地位。我国的激光微加工技术研究大多集中在高校和科研机构,国内也有一些新兴的激光设备制造企业开发的激光微孔加工设备应用于生产中,但由于落后的加工控制技术和较为薄弱的研发能力,产品的孔型和径深比都无法与欧美日等激r
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