超精密飛秒激光打孔

基于能量高度集中、熱影響區(qū)小、無飛濺無熔渣、不需特殊的氣體環(huán)境、無后續(xù)工藝、雙光子聚合加工精度可達(dá)0.7um等優(yōu)勢(shì)，飛秒激光在誘導(dǎo)金屬微結(jié)構(gòu)加工應(yīng)用方面和精細(xì)加工方面都取得了很大的進(jìn)展。1.孔加工在1mm厚的不銹鋼薄片上，飛秒激光進(jìn)行了具有深孔邊緣清晰、表面干凈等特點(diǎn)的納米級(jí)深孔加工；在金屬薄膜上，鈦寶石飛秒激光加工制備出了微納米級(jí)陣列孔，孔徑至小達(dá)2.5um，孔直徑在2.5~10um間可調(diào)，至小間距可達(dá)10um，很容易實(shí)現(xiàn)10-50um間距調(diào)整。2.金屬材料表面改性1999年德國(guó)漢諾威激光中心Noltes等人報(bào)道了結(jié)合鈦寶石飛秒激光三倍頻光（260nm）和SNOM（掃描進(jìn)場(chǎng)光學(xué)顯微鏡）在金屬鎘層制出了線寬200nm的凹槽。為以后的無孔徑近場(chǎng)掃描光學(xué)顯微鏡（ANSOM）取代SNOM奠定了基礎(chǔ)，獲得了高達(dá)70nm的空間分辨率，開拓了遠(yuǎn)場(chǎng)技術(shù)在納米范圍下的物理化學(xué)特性以及運(yùn)輸機(jī)制的研究。飛秒激光可以加工所有材料， 但更擅長(zhǎng)的是石英玻璃寶石等材料它們可以利用我們獨(dú)特的切割、打磨和拋光技術(shù)。超精密飛秒激光打孔

碳化硅（SiC）是一種多用于高溫、高壓和高頻電子設(shè)備以及光電子器件的材料。激光加工是一種高精度、高效率的加工方法，可以用于切割、打孔、雕刻等工藝。碳化硅激光加工通常采用激光切割和激光打孔兩種主要方法。飛秒激光切割：-碳化硅的高硬度和化學(xué)穩(wěn)定性使其在激光切割中表現(xiàn)良好。-通過將高能量的激光束聚焦到碳化硅表面，可以實(shí)現(xiàn)材料的快速加熱和蒸發(fā)，從而實(shí)現(xiàn)切割作業(yè)。-飛秒激光切割可以實(shí)現(xiàn)高精度、高速度和少量切削損耗的加工，適用于生產(chǎn)線上的大規(guī)模生產(chǎn)。飛秒激光打孔：-碳化硅的高硬度和熱導(dǎo)率要求使用高能量密度的激光來加工。-飛秒激光打孔通常使用脈沖激光，將能量集中到一個(gè)小區(qū)域，快速熔化并蒸發(fā)材料，形成所需的孔洞。超精密飛秒激光打孔飛秒激光加工的脈沖寬度為飛秒級(jí)別，1飛秒為1秒的10的負(fù)十五次方，是通常意義的一千萬億分之一秒。

與傳統(tǒng)的玻璃激光切割相比，飛秒激光切割機(jī)具有以下優(yōu)勢(shì)：1.高精度：飛秒激光切割機(jī)采用超短脈沖激光束對(duì)材料進(jìn)行精確切割，能夠?qū)崿F(xiàn)極高的精度和穩(wěn)定性。這使得我們可以處理更薄、更脆弱的玻璃材料，為設(shè)計(jì)師提供更廣闊的創(chuàng)作空間。2.環(huán)保：飛秒激光切割過程中不需要使用化學(xué)試劑或產(chǎn)生有害物質(zhì)，減少了對(duì)環(huán)境的污染。同時(shí)，激光切割過程中的能耗較低，有助于降低生產(chǎn)成本并提高企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展能力。3.自動(dòng)化：飛秒激光切割機(jī)可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)，提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。通過與計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的配合，我們可以實(shí)現(xiàn)批量生產(chǎn)和個(gè)性化定制，滿足不同客戶的需求?？傊?，飛秒激光切割機(jī)在醫(yī)療器械上的應(yīng)用具有重要意義。它不僅提高了生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量，還為設(shè)計(jì)師提供了更廣闊的創(chuàng)作空間。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和應(yīng)用領(lǐng)域的拓展，我們有理由相信飛秒激光切割機(jī)將在未來發(fā)揮更加重要的作用，為人類帶來更加美好的生活。

飛秒激光新技術(shù)應(yīng)用剛剛興起，主要應(yīng)用行業(yè)包括：半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)、太陽能產(chǎn)業(yè)(特別是薄膜技術(shù))、平面顯示產(chǎn)業(yè)、合金微鑄造、精確孔徑和電極結(jié)構(gòu)加工、航空難材料加工、醫(yī)療設(shè)備等領(lǐng)域！在中國(guó)制造2025的大戰(zhàn)略背景下，傳統(tǒng)工業(yè)制造業(yè)面臨深度轉(zhuǎn)型，其中一個(gè)方向就是效率提升的同時(shí)轉(zhuǎn)向附加值更高、技術(shù)壁壘更高的精密加工。而激光加工完全符合于這一主旨，激光器及激光加工設(shè)備已經(jīng)在消費(fèi)電子觸摸屏模組生產(chǎn)、半導(dǎo)體晶圓劃片等3C制造領(lǐng)域嶄露頭角，并在藍(lán)寶石加工、曲面玻璃和陶瓷生產(chǎn)等領(lǐng)域展現(xiàn)出全新的應(yīng)用前景。飛秒激光加工的特點(diǎn) · (1) 能量傳輸時(shí)間極短，加工過程中不會(huì)產(chǎn)生熱效應(yīng) 。

飛秒激光技術(shù)在航空發(fā)動(dòng)機(jī)制造上的應(yīng)用：長(zhǎng)久以來，我國(guó)發(fā)動(dòng)機(jī)制造技術(shù)始終是制約航空航天事業(yè)發(fā)展的瓶頸，產(chǎn)品的質(zhì)量不過關(guān)來自兩方面：一是材料技術(shù)；二是材料加工技術(shù)。飛秒激光鉆孔恰恰解決了這個(gè)難題！在航空航天領(lǐng)域，燃?xì)鉁u輪是發(fā)動(dòng)機(jī)的三大關(guān)鍵部件之一，其性能直接決定了發(fā)動(dòng)機(jī)的好壞。然而航空發(fā)動(dòng)機(jī)的渦輪葉片工作溫度至少為1400攝氏度，因此必須對(duì)高溫部件，尤其是葉片必須使用精確的冷卻技術(shù)。葉片冷卻一般通過大量不同直徑的氣膜孔來實(shí)現(xiàn)，孔徑約為100~700微米，且空間分布復(fù)雜，多為斜孔，角度為15°到90°不等，為了提高冷卻效率，開孔形狀往往成扇形或者矩形，這給加工帶來極大的難度。目前主流的方法是高速電火花，但工具電極制造極為困難，加工好的部件易磨損，加工速度慢，排除孔內(nèi)的加工屑比較困難，不易散熱，根本不適合大批量生產(chǎn)。此外，現(xiàn)代發(fā)動(dòng)機(jī)葉片表面通常要覆蓋一層熱障涂層、一般是陶瓷材料，采用傳統(tǒng)電火花無法加工，是未來先進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)制造的關(guān)鍵技術(shù)。隨著未來發(fā)動(dòng)機(jī)葉片材料逐漸走向非金屬化，電火花加工更不靠譜，而飛秒激光加工具有材料適應(yīng)廣、定位精度高、無機(jī)械變形、無直接接觸等各種優(yōu)點(diǎn)，非常適合加工微型孔。飛秒激光鉆孔，就是使用頻率非常高的激光對(duì)材料進(jìn)行鉆孔。上海超快飛秒激光覆膜貼合工具

超快激光可以使材料發(fā)生多光子吸收，可以突破光學(xué)衍射極限進(jìn)行加工。超精密飛秒激光打孔

飛秒激光在誘導(dǎo)金屬微結(jié)構(gòu)加工應(yīng)用方面和精細(xì)加工方面的其他應(yīng)用如下：金屬納米顆粒加工自1993年HengleinA等人利用激光消融法制備金屬納米顆粒以來，許多研究小組制備出高純度、力度分布均勻的金屬納米顆粒。LinkH等人進(jìn)一步控制飛秒激光的能流密度和照射時(shí)間，將金屬納米棒完全融化為金屬納米點(diǎn)。與其他激光脈沖相比，飛秒激光改變的金屬顆粒尺寸大小和特定形狀，使金屬納米顆粒特別是貴金屬（Au、Hg、Pt、Pd等）在催化、非線性光學(xué)、醫(yī)用材料科學(xué)等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。超精密飛秒激光打孔