激光技术与应用

利用超短脉冲激光器产生的高功率太赫兹波及其应用；量子级联激光器的现状和未来发展；利用飞秒激光器进行材料表面改性与加工；在Si基板上通过微细金属狭缝实现飞秒激光烧蚀加工；利用飞秒激光器形成周期性结构和表面功能……[编者按]     

飞秒光纤激光器的发展及其工业应用

1引言 自超短脉冲光学问世以来,已经历了约25年的发展历程,飞秒激光器现已在工业加工中得到应用. 飞秒光纤激光器利用支撑光通信发展的光纤技术实现了集成化,使超小型激光器达到了高可靠性.最新研制的系统巧妙地利用光纤中的非线性现象,使其脉冲能量接近以往利用再生放大和盘形激光技术的固体激光器的能量.这种飞秒脉冲光纤激光器有望应用于超微细加工领域.目前,光纤单模传输技术的开发已取得进展,更高能量、更高功率的光纤激光器不久将展现在人们的面前.     

飞秒激光微孔加工发展综述

随着飞秒激光器的成熟,飞秒激光的应用越来越广泛。由于飞秒激光独特的属性,在微孔加工中具有明显的优势。本文介绍了飞秒激光与材料之间的相互作用机理、飞秒激光打孔的理论研究发展、打孔方式的研究以及各种飞秒激光加工参数的探索。总结了目前发展遇到的问题,未来的发展趋势并提出自己的观点。     

飞秒激光加工

1　前言随着新激光装置的开发 ,激光加工技术也取得了巨大进展。 6 0～ 70年代是 YAG激光器与 CO2 激光器的时代 ,主流是金属加工。进入 80年代后 ,准分子激光器登场 ,发展为利用它的短波长对聚合物、瓷器等非金属材料进行精密加工。进入 90年代后 ,飞秒钛蓝宝石激光器进入了加工领域。其背景是时代对各种材料要求更精密的加工技术以及随着激光技术的进步 ,可以容易地得到飞秒领域的超短脉冲激光。的确 ,准分子激光器与以往的 YAG激光器及 CO2 激光器相比 ,可以用于更精密的加工 ,但不适合金属材料的加工。而 YAG激光器与 CO2 激光器…     

激光微加工技术纵览:基本原理、实际应用及未来展望

激光微加工技术现已广泛应用于包括精密微成形在内的材料加工中。深紫外激光器在用于芯片制造业的光刻领域中有着极为广阔的应用前景,而飞秒脉冲激光器为微成形加工开辟了新的发展空间。与传统的材料加工方法相比,激光加工具有众多的优点,诸如能处理多种材料,能进行无损分离,具有小的热影响区、最小机械影响及热变形,并具有在二维甚至三维方向上沿复杂的断面进行微成形的可能性以及能够实现快速精确关断、开通等优点。     

轨迹可控的大深径比倒锥微孔加工系统及应用

飞秒光纤激光器具有脉宽极短,瞬时功率高,对加工材料无选择性等特点,被广泛应用于精密微孔制造领域。为此,提出了一种高精度轨迹可调光束扫描系统,利用电机控制偏转光楔组和平行平板组相对于激光光轴的角度,再通过聚焦透镜缩小光斑,实现精准控制下飞秒激光的旋转扫描,解决了目前高深径比、倒锥孔加工困难的问题。将该系统应用于汽车喷油嘴油孔加工,实现了加工孔径的孔径为25～800μm,孔径误差≤±2μm;在锥度孔加工中可实现微孔锥度-5°～+5°;实现了深径比为20∶1的微孔加工。     

信息速递

激光技术与应用2005080290软材料的飞秒激光加工=ソフトマテリアルのフエムト秒レ-ザ-加工[日]/細川陽一郎,增原宏//光アライアンス.-2005,16(5).-1~42005080291加工用飞秒激光器的开发动向=加工用フエムト秒レ-ザ-開発の動向[日]/鹫尾邦彦//光アライアンス.-2005,16(5).-5~92005080292两种新型工业用飞秒光纤激光器=产业用フエムト秒フアイバ-レ-ザ新2機種[日]/吉田睦//光アライアンス.-2005,16(5).-37~412005080293利用Qvic系统的紫外(UV)激光加工——利用固体紫外(UV)激光器和光学系统的微细激光加工=QvicシステムによるUVレ-ザ加工…     

飞秒激光加工机理及仿真研究进展

目前,微加工和精加工技术的迅速发展对微型化加工技术提出了更高的要求:将加工尺度提高到微米甚至纳米级,并且能够在材料内部实现三维立体微加工.飞秒激光可以突破衍射极限的限制,打破了加工极限,是当前先进制造技术的热点.本文综述了飞秒激光加工的发展历程和机理,并从库仑爆炸模型、微爆炸模型、色心模型以及双光子电离模型等方面对激光加工机理进行了阐述.对于飞秒激光的超快作用过程,仿真是分析加工机理、研究激光与材料作用过程的主要手段.分析了飞秒激光仿真所采用的双温模型、分子动力学模型及复合模型的特点及其适用范围,为飞秒激光加工的理论研究提供依据.最后指出了目前飞秒激光加工技术存在的问题,并对该技术的发展进行了展望.     

非平整表面飞秒激光加工方法及应用

飞秒激光加工技术主要是利用激光焦点对材料进行微区去除，结合加工路径的精准规划和激光参数的精确调控，实现各种功能微结构的精密加工。然而，在实际加工过程中，材料表面并非都是理想平面，这引起激光焦点与材料表面的相对距离发生变化，导致材料表面接收的激光焦斑尺寸不一致，进而造成飞秒激光加工的微结构不均匀，最终不满足某些应用场景的实际需求。针对该问题，提出了基于分区域平面拟合和二维插值的两种校正方法，即在待加工区域内以少量采样点近似描述材料表面起伏形貌，并以此为依据校正加工路径的高度坐标，使飞秒激光加工过程中激光焦点和材料表面的相对距离控制在不影响加工效果的范围内。试验结果表明，这两种校正方法都能保证飞秒激光加工大面积微结构的均匀性和一致性，是解决非平整表面不易实现高品质微结构加工的有效方法。     

利用飞秒激光和纳秒激光脉冲加工金刚石

分别利用脉宽在40 fs 和5 ns 的飞秒及纳秒激光脉冲加工了钎焊在不锈钢底板上的金刚石阵列.通过测量加工区域面积和入射激光功率的关系推断出了飞秒和纳秒激光脉冲加工金刚石材料的阈值.实验结果表明,相比于纳秒激光加工,利用飞秒激光加工金刚石的阈值更低.也利用显微镜比较了利用不同种类光源加工金刚石后加工区域的形貌.研究结果证明了利用飞秒激光加工金刚石相比于纳秒激光更为有效.