水导激光微加工机理与研究进展

随着我国航空航天、微电子和医疗等领域的快速发展，组成元件逐步迈向微型化和精细化，这对零部件的切割以及微米级孔、槽等结构的加工质量和加工精度提出了更高要求。与传统的机械加工、电火花加工和电化学加工相比，激光加工可实现“非接触”加工，加工材料的适应性好、柔性大。但单一的激光加工得到的切口存在明显的锥度，且易出现热影响区、毛刺、裂纹等缺陷。水导激光加工技术利用水射流“同轴”全反射导引激光，兼具高质量和高效加工的优势，因而得到了广泛研究和应用。为对水导激光加工技术进行较为详尽的综述，本文首先讨论了水射流的形成、衰减和发散过程，然后从水的光学特性、全反射形成条件以及耦合能束传输等方面对激光-水射流耦合进行了分析，最后介绍了水导激光在金属、半导体以及复合材料等领域的应用现状，并针对现有技术的不足，对其发展趋势进行了展望。