激光冲击波清洗K9玻璃表面SiO2颗粒的研究

光学元件表面的颗粒污染物会影响到光学系统的正常运行,为了解决此污染问题,采用激光等离子体冲击波清洗法移除K9玻璃表面的SiO2颗粒污染物。在激光器扫描模式下,实验研究此方法的清洗效果;在激光单点作用下,理论计算了颗粒位置、激光作用距离及激光能量对清洗效果的影响,并以实验加以验证。结果表明,通过良好地控制激光参量,采用Nd:YAG激光清洗K9玻璃表面的SiO2颗粒具有明显的效果;在激光单点作用下,计算结果与实验结果规律一致。     

激光等离子体冲击波自动测试系统的研制

本文根据光束偏转原理,研制了激光等离子体冲 击波自动测试 硬件和软件。该系统分别使用计算机和可编程序控制器作为上下位机,采取上下位机通讯的方式控制步进电机及二维移动架,以改变探测光的相对位置,并利用单模光纤和光电倍增管将探测到的光偏转信号输入数字 示波 器进行存储,最后计算机将示波器中采集到的光偏转信号进行分析处理。使用该系统对激光等离子体冲击波的衰减过程进行了实际测试,得到了较为理想的实验结果。     

用于探测激光等离子体冲击波的光纤传感器

利用探测光束通过轴对称流场时的偏折效应,设计了一种光纤传感器,并用于探测激光对材料破坏过程中在空气中激发的等离子体冲击波,获得了探测位置处激光等离子体冲击波流场折射率随时间的变化率.该方法适用于轴对称流场的瞬态测试,具有宽带和非接触的特点.     

激光等离子体法清洗微纳颗粒的物态变化研究

为了探究激光等离子体冲击波清洗过程中微纳颗粒的物态变化特性,针对单晶硅表面Al微纳颗粒进行了清洗实验;结合等离子体传播规律与有限元法模拟了颗粒内部的应力和温度变化情况,得到了颗粒相变和演化的规律。结果表明,大颗粒与中颗粒数量明显减少,尺寸由原来的0.5μm~3μm变为0.1μm~1μm;颗粒的物态变化主要是冲击波瞬时高温高压作用所致,颗粒内最大应力达到1GPa,最大温度达到1100K;颗粒在冲击波作用下发生了破裂与相变,细小颗粒数量增多并粘附在样品表面,增大了清洗难度。此研究可为激光清洗颗粒的理论和应用提供参考。     

激光等离子体冲击波在眼科手术中的作用和副作用

本文根据对眼模型模拟激光手术过程的探测,研究了眼科激光手术中等离子体冲击波的产生和发展过程。根据模拟实验结果提出了等离子体冲击波在激光手术中对被治疗眼组织作用和手术中可能对周围眼组织影响的物理机理假设,可较好地解释激光眼科手术中的几种伴生现象,并在临床使用中得到了验证。     

短脉冲激光清洗细微颗粒的研究进展

综述了短脉冲激光清洗细微颗粒技术的研究进展状况,介绍了其研究背景和基本理论模型;阐述了它的应用成果,包括短脉冲激光清洗细微颗粒的"干式"清洗技术和"液膜"清洗技术;总结了该技术对细微颗粒清洗效果的影响因素及规律;并展望了该技术今后的发展方向.     

激光清洗技术

微电子工业中最严重的问题之一是表面残存的微粒，它甚至会使成品率下降50％。采用有效的清洗过程对各种高技术过程都有帮助，这些过程包括半导体生产、计算机驱动器、光存储装置和高能光学元件的加工。当这些小尺寸的技术要求提高时，要移去的最小粒子尺度逐步变小。例如，当今的亚微米集成电路技术，1μm大小的颗粒是形成线路失效的主要来源，在下一个十年，0．015um大小的粒子也会成为问题。目前工业中应用最广泛的技术是化学试剂，但试剂本身也包含微小颗粒。当然可采用含颗粒很少的溶剂和水，但是价格十分昂贵。清洗直径小于0．］pm的…     

飞秒激光烧蚀面齿轮的等离子体冲击波效应影响研究

针对面齿轮材料18Cr2Ni4WA在飞秒激光精微加工过程中产生的等离子体冲击波效应,建立了等离子体冲击波传播的压强方程、精微加工材料的波阵面温度模型。以脉宽、能量与离焦量作为变化参数,得到了冲击波传播半径随温度与压强的变化规律。试验验证了飞秒激光脉宽在300、500、800 fs时,单脉冲激光能量保持在15～25μJ,此时熔融层光滑平整,具有较好的烧蚀效果。相同脉宽下,过高的能量导致熔化材料过多,凹坑深度加深以致于排出效果降低,在凹坑壁形成高低不平的波峰。使用较高能量参数对材料进行变离焦量烧蚀时,随着正离焦量增大,边缘热影响区域增大。同时,等离子体冲击波对液态材料的排出效果由于离焦变化而降低。验证了等离子体冲击波效应模型,达到了实际烧蚀效果。     

功率密度对等离子体冲击波力学效应的影响

为了研究入射激光功率密度对等离子体冲击波力学效应的影响,利用波长1.06μm,脉冲能量42mJ~320mJ,脉宽10ns的Nd:YAG激光作用在Al靶上,研究了冲量耦合系数Cm和激光功率密度I0的关系.实验发现靶材在离焦度χ不同时,Cm和I的变化关系相似,而对应的最佳功率密度明显不同.在功率密度由低慢慢升高过程中,冲量耦合系数先随功率密度升高而增加,升到最大值后随功率密度增加而减小.通过分析激光等离子体的吸收作用和离焦度不同时激光和靶相互作用机理的不同,认为Cm出现峰值主要是受等离子体屏蔽效应的影响,稀疏波的作用使得焦斑处最佳功率密度最大,而焦斑处空气击穿消耗能量导致焦后Cm峰值减小.     

等离子体冲击波效应对飞秒激光烧蚀面齿轮形貌的影响研究

利用烧蚀阈值理论,研究飞秒激光对面齿轮的烧蚀特征,得到了面齿轮的烧蚀阈值。建立烧蚀模型,计算仿真了飞秒激光在单脉冲与多脉冲烧蚀过程中的理论宽度与深度。利用等离子体冲击波传播半径随时间变化的规律,耦合飞秒激光多脉冲烧蚀时的表面残余温度变化,得到等离子体冲击波的动态反冲压力机理图,并得到飞秒激光加工过程中,等离子体冲击波动态反冲压力对烧蚀的凹坑形貌以及扫描隧道与烧蚀平面形貌变化的影响。通过试验验证飞秒激光对面齿轮进行隧道扫描时,随着扫描速度的增加,隧道的直线度降低。高功率条件下,增加相邻扫描道扫描间距,烧蚀后的齿面精度更高。     

批量式等离子清洗机与在线式等离子清洗机的对比

等离子清洗机的主要原理是利用清洗时高能电子碰撞反应气体分子,使之离解或电离,利用产生的多种粒子轰击被清洗表面或与清洗表面发生化学反应,从而有效地清除各种污染物。针对此,主要使用ANSYS有限元分析软件对批量式等离子清洗机与在线式等离子清洗机反应仓的气流和电磁场进行了仿真分析。实验结果表明,在线式等离子清洗机具有清洗效果好,清洗后不会产生有害污染物、效率高、节省劳动力和安全可靠等优点,具有更广泛的市场前景。     

等离子体清洗及其在电子封装中的应用

等离子体工艺是干法清洗应用中的重要部分,随着微电子技术的发展,等离子体清洗的优势越来越明显。文章介绍了等离子体清洗的特点和应用,讨论了它的清洗原理和优化设计方法。最后分析了等离子体清洗工艺的关键技术及解决方法。     

微电子封装中等离子体清洗及其应用

随着微电子工艺的发展,湿法清洗越来越局限,而干法清洗能够避免湿法清洗带来的环境污染,同时生产率也大大提高.等离子体清洗在干法清洗中优势明显,本文主要介绍了等离子体清洗的机理、类型、工艺特点以及在微电子封装工艺中的应用.     

飞秒激光啁啾脉冲放大中压缩光栅的等离子体清洗

在飞秒太瓦激光装置中,高效率的压缩光栅是获得高峰值功率飞秒激光输出的最重要光学元件之一。虽然光栅安装在无油的真空室内,但当光栅受到强激光的辐照时,真空中残存的气态有机物会被碳化并沉积在光栅表面,使得光栅受到"污染",衍射效率大大降低。激光辐照累积的热量会导致光栅结构发生变化,甚至会造成光栅的永久损伤。为此发展了用等离子体来清洗光栅表面污染层的方法,实验结果表明该方法非常有效地清洗了光栅表面的污染,提高了衍射效率并避免了光栅的损伤。该方法简单,易于操作,可以安装在压缩光栅真空室上,在不影响真空室里面的光学元件情况下可以实现实时清洗。     

铝合金CO2激光深熔焊接过程中等离子体的热力学行为研究

结合光学多通道分析仪和高速摄像仪的观测结果,对6061铝合金CO2激光深熔焊接过程中等离子体的热力学行为进行了研究。分析了稳定的激光焊接过程初始阶段和焊接过程中及焊接过程不稳定时的等离子体热力学行为。实验结果表明,激光深熔焊接在初始阶段,等离子体的电子温度和离子温度偏离较大,并逐渐趋于平衡,温度梯度也逐渐变小;在稳定的焊接过程中激光功率的增加对等离子体的温度影响较小,等离子体尺寸变化对焊缝截面有重要的影响;等离子体温度急剧增加时,小孔内气压的剧增会引起等离子体上下起伏,使焊接过程中断或产生气体,而等离子体尺寸大小的波动则会影响焊缝成形。     

微波等离子清洗技术在LCD中的应用

微波等离子清洗技术具有优越的环境特性和去污能力,但传统产生等离子体的不足限制了等离子清洗技术在工业中的应用,近期等离子领域的理论研究及实践表明通过改变等离子体的生成条件,使用微波产生等离子可以避免清洗中产生的静电损伤,从而为扩展等离子技术在工业中的应用提供可能。在此介绍了等离子清洗机的基本原理和方法,分析了微波等离子清洗机在LCD中的应用,并针对LCD产业中存在的主要问题提出了可行的改进方法。     

微波等离子清洗在封装工艺中的应用

微电子封装过程中产生的沾污严重影响了电子元器件的可靠性和使用寿命。文中研究了用微波等离子清洗封装过程中产生的沾污。研究结果表明,微波等离子清洗能有效增强基板的浸润性,降低芯片和基板共晶焊界面的孔隙率,同时也能清除元件表面的氧化物薄膜和有机物沾污,经过等离子清洗,其键合焊接强度和合金熔封密封性都得到提高。     

1064nm准连续激光除漆研究

激光清洗作为环保节能的绿色清洗方法,在钢铁材料表面除漆领域具有重要的应用前景。利用波长为1064nm,重复频率为0.5～50kHz可调的声光调Q准连续Nd:YAG激光对钢基底表面漆层样品进行了清洗实验和工作机理研究。模拟和实验结果表明,在钢基底表面漆层脉冲激光去除中,阈值清洗条件下有效清洗机理是振动效应,而有基底损伤时有效清洗机理是振动效应和烧蚀效应;对于厚为50μm漆层的钢铁基底,在平均功率20W以上且搭接率为80%时,能够完全清除基板表面油漆而不损伤其基体。在保证激光功率密度和扫描搭接率适当的同时,通过提高激光器输出功率、脉冲重复频率或增加光斑直径,可以获得更好的清洗效果和更高的清洗效率。     

铝线键合的等离子清洗工艺研究

采用DOE(实验设计)方法,通过比较铝线拉力的数值、标准方差及PpK,得到最适合铝线键合工艺的等离子清洗功率、时间和气流速度参数的组合。同时分析了引线框架在料盒中的摆放位置对等离子清洗效果的影响,引线框架置于等离子气体浓度高的位置清洗效果较好,引线拉力值能获得更低的方差和更优的过程控制能力。     

脉冲激光烧蚀靶材产生的等离子体初始发展过程的诊断

用基于光偏转的光纤传感器研究了脉冲激光烧蚀铝靶产生的等离子体及冲击波的初始发展过程,实验结果表明,在距靶0．4mm内,冲击波与等离子体薄层未分离,一起离靶高速运动;在0．4mm处,等离子体薄层发生二次电离,电离使等离子体向电离中心的周围膨胀,造成等离子体中心密度低两侧密度高,同时使冲击波与等离子体分离;由于扩散作用,在0．4mm到0．7mm之间,等离子体由中心密度低两侧密度高过渡到中心密度高两侧密度低;0．7mm以后,等离子体传输速度减慢,信号波形展宽,幅度减小直至消失;冲击波与等离子体分离后其传播速度随传输距离而衰减,在8mm处衰减成声波。