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你瞭解很少的黑科技:皮秒級別的鐳射微加工技術

人們很早就嘗試利用鐳射進行微加工。 但是由於鐳射的長脈衝寬度和低鐳射強度造成材料熔化並持續蒸發, 雖然雷射光束可以被聚焦成很小的光斑, 但是對材料的熱衝擊依然很大, 限制了加工的精度。 唯有減少熱影響才能提高加工品質。 當鐳射以皮秒量級的脈衝時間作用到材料上時, 加工效果會發生顯著變化。 隨著脈衝能量急劇上升, 高功率密度足以剝離外層電子。 由於鐳射與材料相互作用的時間很短, 離子在將能量傳遞到周圍材料之前就已經從材料表面被燒蝕掉了, 不會給周圍的材料帶來熱影響,

因此也被稱為“冷加工”。 憑藉冷加工帶來的優勢, 短與超短脈衝雷射器進入到工業生產應用當中。

超短脈衝冷加工在火柴頭上進行燒蝕工藝

超快有多快?

短脈衝雷射器產生的脈衝寬度定義在皮秒和飛秒量級。 1 皮秒等於 10-12 秒, 1 飛秒等於 10-15 秒。

也許比較抽象, 但是我們可以轉化成距離的形式來比較。 舉個例子, 光的速度是 3x10-8 米每秒, 光從地球到月球所需要的時間大約是 1.3 秒, 而1皮秒的時間裡光運動的距離是 0.3 毫米!

超快可以做什麼?

短脈衝雷射技術的迅速發展使得其在工業範圍的應用非常廣泛, 幾乎每天都會發現新的應用。 目前短脈衝主要集中在下面幾個應用領域。

下面的這個小視頻, 展示了鐳射微加工的兩個應用範圍:

視頻載入中...

總之, 微加工具有非常廣闊的應用前景, 越來越多的生活用品正通過鐳射微加工進入我們的視野。

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