上海高精密飛秒激光鉆孔

基于能量高度集中、熱影響區(qū)小、無(wú)飛濺無(wú)熔渣、不需特殊的氣體環(huán)境、無(wú)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(wú)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(kāi)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。飛秒激光主要應(yīng)用領(lǐng)域集中在脆性材料加工，諸如手機(jī)LCD屏異形切割、手機(jī)攝像頭藍(lán)寶石蓋板切割等。上海高精密飛秒激光鉆孔

導(dǎo)光板模具通常是用于生產(chǎn)LED燈具中的導(dǎo)光板的工業(yè)模具。導(dǎo)光板是LED燈具中的重要組件，其作用是均勻地分布LED發(fā)光區(qū)域的光線，使光線能夠更均勻地散射和投射出來(lái)，提高照明效果和光能利用率。導(dǎo)光板模具通常由模具設(shè)計(jì)師設(shè)計(jì)，并由模具制造廠家制造。這些模具通常采用選定的金屬材料（如鋁合金或鋼）制成，以確保模具具有足夠的強(qiáng)度和耐用性。模具的設(shè)計(jì)必須精確，以確保導(dǎo)光板的形狀、尺寸和表面質(zhì)量都符合要求。飛秒激光微納加工設(shè)備在導(dǎo)光板模具制造中可以發(fā)揮關(guān)鍵作用，特別是在需要高精度加工的部件上。這種設(shè)備利用飛秒激光技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)非常精細(xì)的加工，具有以下特點(diǎn)：1、高精度加工：飛秒激光微納加工設(shè)備能夠?qū)崿F(xiàn)微米甚至亞微米級(jí)別的精度，因此非常適合制造需要高精度的模具零件。2、微細(xì)結(jié)構(gòu)加工：由于飛秒激光的超短脈沖時(shí)間，它可以實(shí)現(xiàn)對(duì)材料進(jìn)行非常精細(xì)的切割和加工，制造微納米級(jí)別的結(jié)構(gòu)和表面特征。3、無(wú)熱影響：飛秒激光加工的特點(diǎn)之一是其加工過(guò)程中產(chǎn)生的熱影響非常小，可以避免材料周圍的熱損傷和變形，確保加工出的零件精度和質(zhì)量。上海高精密飛秒激光鉆孔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。

氮化硅（Si?N?）是一種非常堅(jiān)硬、耐高溫和化學(xué)穩(wěn)定的陶瓷材料，廣泛應(yīng)用于高溫環(huán)境中的機(jī)械零件、刀具和半導(dǎo)體工業(yè)中。氮化硅具有優(yōu)異的物理和化學(xué)性質(zhì)，使其在工程領(lǐng)域中備受青睞。然而，由于其高硬度和脆性，傳統(tǒng)的加工方法往往會(huì)導(dǎo)致較大的切削力和熱應(yīng)力，可能會(huì)損傷工件或?qū)е鹿ぜ?。在這種情況下，飛秒激光技術(shù)成為了一種備受關(guān)注的氮化硅加工方法。飛秒激光切割和打孔是一種高精度、低熱影響的加工方法，適用于氮化硅等高硬度材料。這種方法利用飛秒激光器產(chǎn)生的極短脈沖激光束，使得材料在極短的時(shí)間內(nèi)被加熱至高溫，從而實(shí)現(xiàn)切割或打孔。

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(guò)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(lái)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。對(duì)于飛秒激光而言，脈沖作用時(shí)間已經(jīng)實(shí)際小于1 ps，電子沒(méi)有足夠的時(shí)間將能量傳遞給晶格。

激光打孔工藝可分為長(zhǎng)脈沖（ms級(jí)）和短脈沖（ns、ps、fs級(jí)）激光工藝，注意脈沖寬度是個(gè)時(shí)間單位，不是長(zhǎng)度單位，其中ps皮秒激光和fs飛秒激光也被行業(yè)內(nèi)叫做超快激光。兩種工藝相比各有優(yōu)缺點(diǎn)，同樣是氣化材料加工小孔，前者因?yàn)槠鋯蝹€(gè)脈沖照射時(shí)間更長(zhǎng)，能提供更多能量快速去除材料，相當(dāng)于大刀闊斧效率高；后者能量細(xì)小峰值功率高，可瞬間氣化微量材料，素有冷加工的美譽(yù)，相當(dāng)于小刀精啄，幾乎沒(méi)有重熔層，表面質(zhì)量更好，專業(yè)一點(diǎn)講就是超快激光由于脈沖持續(xù)時(shí)間遠(yuǎn)小于材料中受激電子通過(guò)轉(zhuǎn)移、轉(zhuǎn)化等形式的能量釋放時(shí)間，只需考慮電子吸收入射光子的激發(fā)和儲(chǔ)能過(guò)程，加上高達(dá)TW（10^12W）級(jí)的峰值功率，能量在只有幾個(gè)納米厚度內(nèi)迅速聚集，瞬間產(chǎn)生的超高電子溫度值遠(yuǎn)超材料汽化溫度，材料直接從固態(tài)轉(zhuǎn)為氣態(tài)，在表面形成高密度、超熱、高壓的等離子體狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)非熱熔性加工。相對(duì)于傳統(tǒng)激光加工設(shè)備，飛秒激光由于脈沖時(shí)間極短，被加工物體不會(huì)被加熱，適合加工30微米以下的小孔。上海微米級(jí)飛秒激光蝕刻

飛秒激光尤其適合加工藍(lán)寶石、玻璃、陶瓷等脆性材料和熱敏性材料，因此適合于電子產(chǎn)業(yè)微細(xì)加工行業(yè)應(yīng)用。上海高精密飛秒激光鉆孔

飛秒激光加工應(yīng)用于金屬掩模板加工：新加坡南洋科技大學(xué)VenkatakrishnanK等人利用飛秒激光直寫方法制作了以金屬薄膜為吸收層、石英為基底的金屬掩模板，并將前入射與后入射兩種方案做了比較，發(fā)現(xiàn)采用前入射的方法能夠得到更小的特征尺寸和好的邊緣質(zhì)量。并且利用飛秒激光超衍射極限加工有效地修補(bǔ)了金屬鎘掩模板的缺陷，修復(fù)的線寬達(dá)到小雨100nm的精度。目前構(gòu)建的飛秒激光修正光掩模板工具已在IBM的伯林頓、福蒙特州的掩模制作設(shè)備中運(yùn)行。這對(duì)微電子技術(shù)的發(fā)展將具有重要意義。上海高精密飛秒激光鉆孔