超快
激光由于具有超快脈沖時(shí)間和超高峰值功率的特性,當(dāng)
材料受到超快激光的作用后,材料不會(huì)因?yàn)槭軣岫刍,而是直接發(fā)生汽相蒸發(fā)。與傳統(tǒng)激光的加工方法相比,超快激光在加工領(lǐng)域具有熱影響區(qū)域小、可加工材料范圍廣、高空間分辨率、任意三維結(jié)構(gòu)等優(yōu)點(diǎn)。
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e+~Q58oD 熱影響區(qū)域小 af- K@<%Vc>L( 超快激光加工最顯著的特征就是熱影響區(qū)域小。對(duì)于傳統(tǒng)激光而言,由于使用的激光脈沖寬度達(dá)到納秒量級(jí)甚至更長(zhǎng),聚焦后的光斑為微米量級(jí),因此在加工過(guò)程中,熱擴(kuò)散現(xiàn)象非常明顯,嚴(yán)重影響加工精度。
w7E7r?)Wl| 'eYM;\%(' 而超快激光的脈沖寬度非常窄,因此當(dāng)超快激光作用在材料表面時(shí),它的短脈沖時(shí)間意味著能量密度非常高,能夠在非常短的時(shí)間內(nèi)將能量局部集中在材料表面上。
Vi*HG &DD dCn'IM1 由于能量密度非常高,材料瞬間被加熱到極高溫度,于是材料就被以汽相形式蒸發(fā),并且會(huì)帶走部分材料內(nèi)部的熱量,使得周圍區(qū)域的溫度變化非常小,所以周圍熱影響區(qū)域很小。
A.5`+ ISDeLUihY 可加工材料范圍廣 Jfs_9g5 %AJTU3=0 在超快激光加工過(guò)程中,當(dāng)激光脈沖照射到材料表面時(shí),由于其超高的峰值功率密度幾乎超過(guò)了各類材料的改性閾值,激光能量被吸收并被轉(zhuǎn)化為電子和離子的動(dòng)能。這些電子和離子在短時(shí)間內(nèi)聚集在材料表面附近形成等離子體,產(chǎn)生極高的溫度和壓力,很容易完成對(duì)各種材料的加工。因此,超快激光可以實(shí)現(xiàn)對(duì)各種種類材料的加工,如金屬、非金屬、
半導(dǎo)體、陶瓷等。
Ri<'apl (#Ku` 高空間分辨率