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1、 超短脉冲激光微细加工介绍超短脉冲激光微细加工介绍课程名称：激光加工技术课程名称：激光加工技术主讲教师：王文权主讲教师：王文权 单位：浙江工贸职业技术学院单位：浙江工贸职业技术学院1. 1. 教学目标教学目标 了解超短脉冲激光微细加工的特点和应用。了解超短脉冲激光微细加工的特点和应用。2.1 2.1 超短脉冲激光加工的概念超短脉冲激光加工的概念 超超短短脉脉冲冲激激光光微微细细加加工工指指的的是是利利用用脉脉冲冲宽宽度度在在皮皮秒秒至至飞飞秒秒量量级级的的脉脉冲冲激激光光对对材材料料的的显显微微加加工工、精精密密裁裁切切或或微微观观改改性性。从从材材料料性性能能变变化化来来说说，可可分分为为表
2、表面面形形貌貌、折折射射率率、离离子子价价态态、相相态、缺陷态、晶态、化学键以及能带结构等的修饰态、缺陷态、晶态、化学键以及能带结构等的修饰与与调控。调控。2. 2. 超短脉冲激光微细加工介绍超短脉冲激光微细加工介绍图图1. 1. 五轴联动皮秒激光加工系统五轴联动皮秒激光加工系统图图2. 2. 飞秒激光加工系统飞秒激光加工系统 （西安交大电信学院信息光子实验室）（西安交大电信学院信息光子实验室）2.2 2.2 超短脉冲激光加工应用领域超短脉冲激光加工应用领域太阳能太阳能电池池 医医疗机械机械 印刷印刷电路路 LED 微光机微光机电系系统液晶液晶显示示基板基板 超短脉冲超短脉冲激光激光应用用图图
3、3. 3. 超短脉冲激光应用的主要领域超短脉冲激光应用的主要领域 ( (1)1)太阳能电池太阳能电池领域：如领域：如钻孔、刻线、划槽以及表面纹理化钻孔、刻线、划槽以及表面纹理化；（2 2）液液晶晶显显示示基基板板：如如计计算算机机、手手机机显显示示模模块块中中超超薄薄玻玻璃璃基基板板的划线分割；的划线分割；（3 3）微机电系统：如发动机喷油嘴的微细加工；）微机电系统：如发动机喷油嘴的微细加工；（4 4）医医疗疗领领域域：飞飞秒秒激激光光视视力力矫矫正正系系统统、定定点点精精确确的的人人体体局局部部组织处理；组织处理；（5 5）集成电路领域：芯片的光刻、掺杂等微细处理；）集成电路领域：芯片的光刻
4、、掺杂等微细处理；（6 6）特种物质加工：高爆材料如退役火箭、炮弹等的切割拆除。）特种物质加工：高爆材料如退役火箭、炮弹等的切割拆除。不同应用领域的案例：不同应用领域的案例：（1 1）加工尺寸更小，可突破光束衍射极限；）加工尺寸更小，可突破光束衍射极限；（2 2）实现高精度的非热熔型加工；）实现高精度的非热熔型加工；（3 3）能克服等离子体屏蔽作用和掺杂、缺陷对激光吸收影响；）能克服等离子体屏蔽作用和掺杂、缺陷对激光吸收影响；（4 4）加工过程只与被加工材料原子特征有关，不受特性影响。）加工过程只与被加工材料原子特征有关，不受特性影响。2.3 2.3 超短脉冲激光与常规激光加工的区别超短脉冲激
5、光与常规激光加工的区别飞秒激光与准分子激光微细加工的飞秒激光与准分子激光微细加工的不同：不同： 准分子激光与飞秒激光都可进行微细加工，但准分子对加准分子激光与飞秒激光都可进行微细加工，但准分子对加工对象依据波长对材料有选择性，使得加工材料与范围受限；工对象依据波长对材料有选择性，使得加工材料与范围受限；另外，准分子激光可被透明材料表面吸收，故只能进行表面微另外，准分子激光可被透明材料表面吸收，故只能进行表面微细加工。而飞秒激光不仅能进行表面微细加工，还可对透明材细加工。而飞秒激光不仅能进行表面微细加工，还可对透明材料内部进行加工，且加工尺寸更小，精度更高。料内部进行加工，且加工尺寸更小，精度更
6、高。2.4 2.4 超短脉冲激光与准分子激光加工的区别超短脉冲激光与准分子激光加工的区别3. 3. 小结小结 本本次次课课介介绍绍了了超超短短脉脉冲冲激激光光（特特别别是是飞飞秒秒脉脉冲冲激激光光）因因具具有有的的超超短短和和超超强强特特性性，使使得得其其在在材材料料微微细细加加工工领领域域与与常常规规激光相比具有的特点和独特的优势。激光相比具有的特点和独特的优势。4. 4. 作业思考题作业思考题 1 1）与常规激光加工相比飞秒激光微细加工的主要特点是什么？）与常规激光加工相比飞秒激光微细加工的主要特点是什么？ 2 2）说明飞秒激光微细加工和准分子激光微细加工的主要区别？）说明飞秒激光微细加工和准分子激光微细加工的主要区别？
