廣東工業(yè)飛秒激光COF Bonding Tool

飛秒激光是一種以 “飛秒” 為脈沖寬度（1飛秒=10?1?秒，即千萬億分之一秒）的超快、強脈沖激光。使其在精密加工、科研等領域帶來了主要的突破。這是飛秒激光成熟和廣泛的應用之一，太赫茲波產(chǎn)生與探測：飛秒激光是產(chǎn)生和探測太赫茲波的主要泵浦源，用于無損檢測、安全成像、物質(zhì)光譜分析等。精密測量：基于飛秒光頻梳技術（另一項諾貝爾獎成果），可以用于距離測量、光學時鐘、光譜定標等，精度達到納米甚至更高。文物保護與修復：可以極其精細地除去藝術品表面的污染物層，而不損傷下層寶貴的原始材料。飛秒激光可用于微型器件制造、納米材料加工等方面；在醫(yī)學領域，飛秒激光可以用于眼科手術，切割角膜組織。廣東工業(yè)飛秒激光COF Bonding Tool

飛秒激光技術這是一種利用超短脈沖（飛秒量級）激光進行加工、測量的前沿技術。由于作用時間遠小于材料中熱擴散的時間（皮秒量級），能量在被加工材料吸收后，還來不及通過熱傳導影響周圍區(qū)域，材料就已通過直接電離（多光子吸收/隧道電離） 被去除或改性。這被稱為 “冷加工” 或 “無熱加工”。脈沖能量除以脈沖寬度。由于脈沖極短，即使單脈沖能量為毫焦耳級別，其峰值功率也可輕松達到太瓦（1012 瓦）甚至拍瓦（101? 瓦），相當于全球電網(wǎng)功率的瞬時聚焦。上海自動化飛秒激光小孔飛秒激光新技術應用主要應用行業(yè)包括：合金微鑄造、精確孔徑和電極結構加工、航空難材料加工、醫(yī)療等領域。

簡單來說，飛秒激光是雙光子顯微成像技術的“心臟”和“引擎”。沒有飛秒激光，雙光子顯微鏡就無法發(fā)揮其優(yōu)勢。雙光子成像理論早在1931年就被提出，但直到1990年，康奈爾大學的Winfried Denk等人使用飛秒激光脈沖作為光源，才真正實現(xiàn)了實用的雙光子顯微鏡。。高三維分辨率：激發(fā)被嚴格限制在焦點處的一個微小橢球體內(nèi)，實現(xiàn)了固有的光學切片功能，無需共焦，分辨率可達亞微米級。極低的光損傷與光毒性：在焦點處有短暫的高度，整體平均功率低，且使用長波長光，非常適合長時間觀察、活細胞的動態(tài)過程。適用于光敏環(huán)境：可用于研究光敏樣品。

飛秒激光的優(yōu)勢：精細的非線性相互作用 — “三維空間選擇性”原理：極高的峰值功率密度，使激光與物質(zhì)的相互作用主要依賴于多光子吸收等非線性效應。這種效應只發(fā)生在激光焦點處光強極高的極小體積內(nèi)，而在光束路徑的其他區(qū)域（即使聚焦于透明材料內(nèi)部）幾乎不發(fā)生作用。直接結果：真正的三維微納加工：可以像3D打印機一樣，在透明材料（如玻璃、光刻膠）的內(nèi)部任意位置進行寫入、改性或制造復雜三維結構（如光子晶體、微流控芯片）。突破衍射極限：通過精確能量，可以使加工區(qū)域小于光斑的衍射極限，實現(xiàn)納米尺度的特征。完美的層析能力：在成像（如多光子顯微鏡）中，可以只激發(fā)焦點處的熒光，實現(xiàn)高分辨率、高對比度的深層三維成像，且對樣本無光損傷。飛秒，是一種時間單位，等于10-15秒，即1/1,000,000,000,000,000秒。

傳統(tǒng)激光加工（納秒、微秒激光）主要依靠“熱加工”：激光能量被材料吸收，轉(zhuǎn)化為熱量，通過熱傳導使材料熔化、蒸發(fā)。這不可避免地帶來熱影響區(qū)、熔渣、微裂紋和熱應力。飛秒激光加工的本質(zhì)是“冷”加工或“非熱”加工，其原理基于“多光子吸收/非線性電離”和“超快能量沉積”：能量沉積快于熱擴散：飛秒脈沖的持續(xù)時間（~100fs）遠小于材料中電子-晶格能量傳遞的時間（皮秒量級）。能量在極短時間內(nèi)注入電子系統(tǒng)，電子被直接激發(fā)或電離，形成高溫高密度的等離子體。材料直接被“靜電炸飛”：受激的電子來不及將能量傳遞給周圍的晶格，材料通過庫侖、直接升華等非熱過程被移除。熱量“來不及”傳導：脈沖已經(jīng)結束，周圍材料仍處于冷態(tài)。飛秒激光新技術應用剛剛興起，主要應用行業(yè)包括： 半導體產(chǎn)業(yè)、太陽能產(chǎn)業(yè)(特別是薄膜技術)、平面顯示業(yè)等。上海高精密飛秒激光微孔

飛秒激光加工常用于微電子、醫(yī)療器械和航空航天領域。廣東工業(yè)飛秒激光COF Bonding Tool

飛秒激光與材料相互作用的機理，與長脈沖或連續(xù)激光有本質(zhì)區(qū)別：1.能量沉積極快（遠快于熱擴散）：傳統(tǒng)激光（納秒、微秒級）：激光能量首先加熱電子，電子通過碰撞將能量傳遞給晶格（原子），引起熔化、蒸發(fā)和熱影響區(qū)。這是一個熱加工過程。飛秒激光：脈沖持續(xù)時間遠小于電子將能量傳遞給晶格的時間（~1皮秒到10皮秒）。能量被電子瞬間吸收，但晶格還來不及響應。電子溫度急劇升高，通過庫侖爆破等方式直接將材料電離、剝離，幾乎不產(chǎn)生熱效應。這被稱為 “冷加工” 。2.多光子吸收與非線性效應：飛秒激光的超高峰值功率，使得材料能同時吸收多個光子，激發(fā)到高能態(tài)，從而可以加工對激光波長原本透明的材料（如玻璃、藍寶石）。3.明確的燒蝕閾值：只有當激光強度超過某個精確的閾值時，材料才會被去除。這使得加工精度可以突破衍射極限，實現(xiàn)亞微米級別的精密加工。結果：幾乎無熱影響區(qū)、無熔融、無微裂紋、無材料濺射，實現(xiàn)了真正的“冷”精密去除。廣東工業(yè)飛秒激光COF Bonding Tool