在氮化硅领域,飞秒激光技术已经被广泛应用于各种应用场景,包括微加工、光学元件制造、半导体加工等。例如,飞秒激光可以用于制作微型通孔、槽道、芯片切割等高精度加工任务。在光学领域,飞秒激光还可以用于制作具有复杂结构的光学器件,如光波导、光栅等。另外,在半导体工业中,飞秒激光也可以用于修复芯片表面缺陷、切割硅片等工艺。飞秒激光切割和打孔技术为氮化硅等高硬度材料的加工提供了一种高效、精密且无损伤的解决方案,有望在未来得到更广泛的应用。由于能量沉积时间极短,因此飞秒激光可以在没有热效应的情况下进行加工。广东飞秒激光切割

飞秒(femtosecond)也叫毫微微秒,简称fs,是标衡时间长短的一种计量单位,飞秒激光是人类目前在实验室条件下所能获得至短脉冲的技术手段。飞秒激光在瞬间发出的巨大功率比全世界发电总功率还大,已有所应用,科学家预测飞秒激光将为下世纪新能源的生产发挥重要作用。飞秒激光是一种以脉冲形式运转的激光,持续时间非常短,只有几个飞秒,一飞秒就是10的负15次方秒,也就是1/1000万亿秒,它比利用电子学方法所获得的至短脉冲要短几千倍。这是飞秒激光的一个特点。飞秒激光的第二个特点是具有非常高的瞬时功率,可达到百万亿瓦,比全世界发电总功率还要多出百倍。飞秒激光的第三个特点是,它能聚焦到比头发的直径还要小的空间区域,使电磁场的强度比原子核对其周围电子的作用力还要高数倍。上海微米级飞秒激光打孔短脉冲飞秒激光切割机更强稳定性,切割面热效应极小,应用于高分子材料,热敏陶瓷,截面平整光滑。

基于能量高度集中、热影响区小、无飞溅无熔渣、不需特殊的气体环境、无后续工艺、双光子聚合加工精度可达0.7um等优势,飞秒激光在诱导金属微结构加工应用方面和精细加工方面都取得了很大的进展。1.孔加工在1mm厚的不锈钢薄片上,飞秒激光进行了具有深孔边缘清晰、表面干净等特点的纳米级深孔加工;在金属薄膜上,钛宝石飞秒激光加工制备出了微纳米级阵列孔,孔径至小达2.5um,孔直径在2.5~10um间可调,至小间距可达10um,很容易实现10-50um间距调整。2.金属材料表面改性1999年德国汉诺威激光中心Noltes等人报道了结合钛宝石飞秒激光三倍频光(260nm)和SNOM(扫描进场光学显微镜)在金属镉层制出了线宽200nm的凹槽。为以后的无孔径近场扫描光学显微镜(ANSOM)取代SNOM奠定了基础,获得了高达70nm的空间分辨率,开拓了远场技术在纳米范围下的物理化学特性以及运输机制的研究。
激光是作为继原子能、计算机、半导体之后,人类的又一重大发明。激光是指原子受激辐射产生的光,具有高亮度、高方向性、高单色性和高相干性的特性。激光的良好性能使其在工业、通信、医学、等领域具备较高的应用高价值。飞秒激光精细微加工领域技术门槛高,涉足企业不多,公司竞争力强劲。激光行业中宏观加工市场规模较大,参与竞争的企业数量较多。激光精细微加工领域技术门槛较高,起步较晚,参与竞争的企业数量较少。飞秒激光微加工是通过高光子能量或者高峰值功率和物质发生相互作用,可以在很短的时间内将物质的分子健直接破坏从而改变局部材料的特性而实现加工目的。飞秒激光新技术应用主要应用行业包括:合金微铸造、精确孔径和电极结构加工、航空难材料加工、医疗等领域。

飞秒激光与材料相互作用的机理,与长脉冲或连续激光有本质区别:1.能量沉积极快(远快于热扩散):传统激光(纳秒、微秒级):激光能量首先加热电子,电子通过碰撞将能量传递给晶格(原子),引起熔化、蒸发和热影响区。这是一个热加工过程。飞秒激光:脉冲持续时间远小于电子将能量传递给晶格的时间(~1皮秒到10皮秒)。能量被电子瞬间吸收,但晶格还来不及响应。电子温度急剧升高,通过库仑爆破等方式直接将材料电离、剥离,几乎不产生热效应。这被称为 “冷加工” 。2.多光子吸收与非线性效应:飞秒激光的超高峰值功率,使得材料能同时吸收多个光子,激发到高能态,从而可以加工对激光波长原本透明的材料(如玻璃、蓝宝石)。3.明确的烧蚀阈值:只有当激光强度超过某个精确的阈值时,材料才会被去除。这使得加工精度可以突破衍射极限,实现亚微米级别的精密加工。结果:几乎无热影响区、无熔融、无微裂纹、无材料溅射,实现了真正的“冷”精密去除。飞秒激光可以加工所有材料, 但更擅长的是石英玻璃宝石等材料它们可以利用我们独特的切割、打磨和抛光技术。北京微米级飞秒激光异形孔
飞秒激光微细加工的适配范围是 0.5-25 微米,除了半导体和光学产品等工业应用外,生物研究加工方面也有应用。广东飞秒激光切割
不只是汽车行业的喷油器微孔,微细小型化是当下的一个明显趋势,迫使各行业的制造商去挑战精密微细零件的生产,并有效控制每个零件的生产成本。1)工作空间的有效利用:航空航天应用的理想选择高成本效益的发动机叶片和燃烧室内衬的钻孔和成型是MicrolutionML-10的特长领域,该解决方案是根据航空航天业的需求而设计的。其占地面积小,可以有效降低每平方米的生产成本。该机床内嵌光学相干断层成像(OCT)系统,允许非接触式测量、穿透检测/深度跟踪、形状分析和烧蚀实时监测,众多益处触手可得。2)简化医用管材切割的复杂加工过程使用超快MLTC激光管材切割平台可以消除大部分甚至所有的后续加工步骤。这一用于医疗设备行业及其他应用的解决方案的特点是能够以极高的精度快速准确地加工金属和聚合物管材。飞秒激光加工3)实现优异的边缘和表面质量以及笔直的侧壁创造独特的形状,如负锥度孔、变形孔(包括圆形入口和椭圆形出口)、星形图案等。由于该解决方案采用五轴扫描测头,可以加工出在机械设备上不可能实现的形状。广东飞秒激光切割