硅片纳秒激光附加电流打孔实验研究

针对硅片具有反射率高、吸收率低等缺点,为了提高纳秒激光(波长为355 nm)在硅片上打孔蚀除材料效率,设计附加电流场装置,建立单脉冲烧蚀阈值模型,经过实验计算得到硅片烧蚀阈值为1.885 J/cm²。采用电流场辅助激光环切式进行硅片打孔,分别在激光加工次数和附加电流不同时做实验研究,当激光加工次数较少而附加电流较大时,激光加工的微孔入口孔和出口孔直径均显著增加,锥度减小,蚀除材料效率增大;当激光加工次数较多时,施加电流后由于多脉冲的累积效应,微孔直径变化不明显,这是由于附加电流场导致硅片内自由电子增多,更多的自由电子与激光光子发生碰撞,增加硅片对激光能量的吸收。实验表明,附加电流增加了硅片对波长为355 nm纳秒激光光子的吸收率,提高了硅片蚀除材料效率,也为高效率的纳秒激光加工硅片提供一种新方法。     

激光加工——90年代的材料加工方法

青毕大学激光加工中心从美国PRC公司引进了3KW高水平大功率激光嚣,配以大型数控加工机床,充分利用该激光器输出模式可变、可选择连续和三种脉冲方法工作的灵活性,形成了根强的激光加工能力,可以对金属、有机材料和陶瓷等进行切割、焊接、打孔,以及时金属材料表面改性等各种激光加工工作。该中心具有一支由教授、副教授、高级技师和     

浅谈几种特种加工

特种加工是指那些不用刀具或磨料,或虽然使用刀具或磨料,但又同时利用热能、化学能、电化学能等的加工方法。它主要是随着高硬度、高韧性、高强度、高脆性等一些难加工材料的出现,以及制造精密细小形状复杂和结构特殊的零件的需要而产生的。 1.激光加工 激光加工是利用激光源的激光束“镗入”材料(先将被加工材料熔化,再用压力气体将被熔金属吹走)而对零件进行加工的一种加工方法。目前,它已受到相当高的重视,它能加工各种金属和非金属材料,其中主要用在加工硬质材料方面。激光加工最早用在孔的加工,能加工直径为0.05～8mm的孔,它还特别适用于切割陶瓷材料和复合材料,具有切缝窄(0.1～0.2mm),切割厚度大和切割速度高的特点,激光还可用于同种金属和不同种金属之间的焊接,其焊接质量和效率远远高于传统的焊接方法。激光热处理是利用大功率连续激光器对材料表面进行激光扫描,使金属表层产生相变甚至熔化,随后快速冷却使表面硬化,从而提高零件表面的耐磨性和疲劳强度,激光表面处理技术可明显地改善受力件危险部位的疲劳强度,提高整机的寿命和可靠性。     

激光加工近况

1960年红宝石激光器问世后不久,激光加工方案就被提出,而且在各研究所进行了实用化试验。但是,几年前,用于激光加工的激光器,主要是脉冲振荡的红宝石激光器和钕玻璃激光器,在重复加工方面花费时间,加工对象只限于各种材料打孔和薄金属材料的点焊     

俄研制出大功率激光切割器

俄罗斯科学家最近研制出一种功率十分强大的激光切割装置。在切割厚度内，该激光器可切割任何平面材料。据报道，这种强功率激光器是由俄科学院西伯利亚分院激光物理研制所设计制造的。该装置发出的光束可切割厚度达40毫米的金属及其他各种材料。这种新型激光器的功率比已有的同类激光器高出近两倍。它的整个工作过程由电脑控制，切割误差小于0．1毫米。俄研制出大功率激光切割器     

准分子激光脉冲直写刻蚀速率与能量密度的关系

为了探索低成本、大深宽比加工方法,建立了实用的准分子激光微加工系统.以玻璃为实验靶材,用精密微动平台准确调节靶材位置,利用波长248nm的KrF准分子激光器,研究了准分子激光直写刻蚀过程中平均刻蚀速率与激光脉冲能量密度之间的关系.加工出的沟槽剖面形状均呈现锥型,单脉冲烧蚀速率随脉冲数的增加而减小,激光脉冲对材料的刻蚀具有能量阈值,加工槽的深度具有上限值.采用平行激光束或对加工过程进行动态控制还可实现矩形深槽或圆柱深孔的加工.     

可测量连续、脉冲激光功率的手持式激光功率表

本文介绍一种可测量连续、脉冲激光功率的方便型仪表的设计原理，标定方法。其测量范围由50W到10kW，可测波长覆盖CO2激光器、YAG激光器，是激光加工应用中必不可少的实用工具。     

计算机控制的高效金加工激光器

能切割、钻孔和焊接的数控激光系统巳由美国Raytheon激光中心研制成功。PW-561型固态激光系统能加工长18英寸、重100磅的金属体。用激光加工金属比之其他加工方法有许多优点,诸如精度高、无热损伤、工具无磨损、夹具成本低,加工时不接触到工件以及速度快、操作可靠等。该系统包括快速编程简化数控软件(计算机数控器系统运动精度可达0.0001英寸)和通过激光器聚光镜而显示的闭路电视等。PW-561型激光器能点焊或缝焊各种不同的金属和较难焊接的金属,如铜、铝、钨和钼等,焊透率可达0.08英寸。也能钻直径为0.002～0.02英寸,深为0.5英寸的孔。采用旋转     

微小型光谱仪在激光波长测量中的应用

随着激光在工业加工、通信、测量、以及医疗科研等众多领域越来越广泛的应用，方便快捷的测量激光器波长也正成为一种迫切的需求。本文以荷兰Avantes公司的微型光纤光谱仪AvaSpec-2048为例，介绍微型光谱仪在测量激光波长方面的应用。     

用于高精度测量位移等参量的光纤多波长激光器

本文研究并实验了光纤单波长激光器、光纤双波长激光器、以及光纤三波长激光器,分别发出单波长、双波长、以及三波长激光,分别用于对位移、台阶高度、绝对距离等参量的高精度干涉测量。利用光纤光栅只反射布拉格波长的特性,将光纤光栅作为光纤激光谐振腔的反射镜和波长选择元件,可以使光纤激光器具有单个或者多个独立的但光程重叠的激光谐振腔,每个激光谐振腔有掺铒光纤作为增益介质。980nm激光的泵浦下,光纤多波长激光器分别发出单波长、双波长、以及三波长激光,每个波长值可以根据需要确定,两个波长之间的间隔也可以根据需要确定。光纤多波长激光器发出的多波长之间无模式竞争,每个波长的功率和频率都稳定。每个波长的稳定度达10-7,能够满足对位移、台阶高度、绝对距离进行高精度干涉测量的要求。     

880nm半导体激光器列阵及光纤耦合模块

为了使半导体激光泵浦Nd∶YVO4固体激光器能获得大功率、高光束质量、线偏振的激光输出,利用PICS3D软件设计了InGaAs/GaAs应变量子阱结构,制作了发射波长为880 nm的大功率半导体激光器列阵。该激光器列阵激射区单元宽为100μm,周期为200μm,填充因子为50%,激光器列阵CS封装模块室温连续输出功率达60.8 W,光谱半高全宽(FWHM)为2.4 nm。为进一步改善大功率半导体激光器列阵的光束质量,增加半导体激光端面泵浦功率密度,采用阶梯反射镜组对880 nm大功率半导体激光器列阵进行了光束整形,利用阶梯镜金属表面反射率受近红外波长变化影响小的特点,研制出高稳定性、大功率光纤耦合模块。模块输出功率为44.9 W,光-光耦合效率达73.8%,尾纤芯径Φ为400μm,数值孔径(NA)为0.22。     

激光在材料加工中的新应用

本文着重阐明激光冲击波处理、激光表面合金化处理、小功率CO_2激光器在材料加工中的特殊用途以及激光材料加工的前景。     

钣金工艺中的激光加工技术

1960年世界上第一台激光器问世以来,激光成了20世纪的重大科学发明之一,激光材料加工也成为一种新型的高能束流加工技术。激光单色性、相干性和平行性的三大特点,特别适宜于航空、航天、汽车、造船和冶金工艺的钣金工艺,为材料加工工艺提供了一种理想实用的新手段。如今,激光加工技术已从特殊用途的加工技术变为通用的、具有各种加工能力的精密加工技术,在激光的所有应用领域中,激光材料加工占30％以上。     

激光加工技术在国内外汽车工业中的应用概况

一、激光加工技术及特点 1960年，人类历史上出现了第一台激光器——红宝石激光器。从20世纪60年代初这种激光器在美国被首次成功用于拉丝模金刚石（diamonds for wire draw dies）打孔开始，人们对这种技术可行且有重要经济价值的激光加工方法给予了高度重视，并致力于研制更高效、更适用的激光器。大功率CO2和Nd：YAG激光器的出现并成功实现商品化，为以快速加热为基础的激光加工方法的快速发展奠定了基础。     

齿轮滚刀激光强化工艺

W18Cr4V高速钢刀具经激光强化后耐用度可以显著提高,这对保证加工质量、提高生产率和降低成本都具有重要意义。刀具采用固体脉冲激光器进行局部强化处理是非常适宜的。之所以不采用大功率CO_2连续激光器,是由于这类激光器成本高、寿命低、输出不稳定、占地面积大、使用和维修不方便,尤其是容易使金属过热。高速钢用激光强化,由于激光加热和冷却时     

固体激光加工的应用及发展前景

论述了固体激光加工技术的发展情况，介绍了各种激光器的特点及其在工业中的应用，还讨论了激光加工的研究开发和新的应用领域。     

使用气体靶激光等离子体光源的软X射线反射率计

建立了一台使用气体靶激光等离子体光源的软X射线反射率计,并给出了使用该反射率计测量软X射线多层膜反射率的方法.与金属靶等离子体光源相比,由于使用了气体靶等离子体光源,该反射率计具有低碎屑、可长期连续运行等优点.针对单色仪的二级光谱对反射率测量结果产生的影响,提出了修正方法.并用此方法对实测的工作波长为17.1nm软X射线多层膜的反射率曲线进行了修正.     

6328埃氦氖激光的真空波长和重复性

稳定在兰姆下陷中心的氦氖激光的真空波长过去已经作了测量。当时的测量是对我院实验工厂制造的外腔激光管进行的。随着作为波长标准的频率稳定的氦氖激光器在各种精密测量中的应用日益普及,目前国内有不少单位生产这种稳频激光器。但他们的波长大部分都未经检定。为了能正确使用这种稳频激光     

激光加工机械与工业生产

激光加工机械与工业生产华南师范大学量电所激光加工中心陈可心一、激光加工技术在工业生产中愤地位自１９７０年后，随着高功率ＣＯ。及ＹＡＧ激光器的相继出现，使激光的应用迅速拓展到包括切割、焊接、热处理等材料加工领域、八十年代以来．激光加工设备的自动化成了主...     

辐射功率为6千瓦的稳定加工用密闭循环CO_2激光器

展望材料激光加工方法研究,需要建立辐射功率达10千瓦简单而可靠的加工用激光装置。在工作混合物具有各种激励方法的快速流动CO_2激光器中,最简单和最容易实现的是横向直流放电抽运的激光器。所有被描述的强CO_2激光器的重要缺点是利用氦作为一种成分,弛予下激光能级和消除混合物的过热,氦约占激光混合物体积的50到90％。在没有专门的再生装置时,使用具有工作介质局部更新的设备,氦的高价格和稀缺使其在经济上不利于应用。进一步,建立经济的激光装置的途径就是以含有CO_2的空气混合物为工作介质,密闭循环高速流动CO_2激光器而得到的。