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最新消息| 揭開飛秒激光“冷”加工的奧秘 | 2024-09-24 |
| 文章来源：由「百度新聞」平台非商業用途取用"http://www.baidu.com/link?url=ufsaJCKtv-xX6Ed9wMVAeg49fn2OBmwXMwxLLPrN094KK8iN-1mkNZx_HuWKFYBdShr1iUsGrl-lqpmMNFs5u24TwRGLcq8DofTadwzx93G" 在傳統的使用長脈沖激光（微秒、納秒等）進行材料加工應用中，激光與材料的主要相互作用是將激光能量轉化為熱效應，以使材料熔化和氣化現象，從而實現材料的去除。然而，該過程中，由于熱量的累積，會形成較大且強烈的熱影響區（HAZ）。在精密加工應用中，該熱影響區域會使得材料加工區域過熱形變、熔邊、氧化發黑、殘渣、毛邊等不利影響，從而造成不可接受的功能或外觀損壞，不僅會降低產品品質和良品率，通常還需要引入繁瑣的后續清潔步驟來消除不利影響，這無疑會極大的增大生產成本。nn隨著激光技術的不斷發展以及人們對加工品質的更高追求，超快激光加工技術應運而生。通常，超快激光指脈寬小于10 ps的激光。其中，飛秒激光作為脈寬更短的超快激光，也被逐漸應用于激光加工過程中。nn飛秒激光是指一種產生極短脈沖的激光技術，飛秒（fs）為時間的計量單位，1飛秒為1秒的一千萬億分之一。飛秒激光，顧名思義就是在飛秒時間尺度內發出的脈沖激光。飛秒激光的脈沖持續時間可以達到幾飛秒到幾百飛秒，這使其成為當今實驗條件下可獲得的最短的激光脈沖之一，而作為超快激光極端制造的利器，飛秒激光是工業應用領域可穩定獲得并使用的最短的激光脈沖。nn相比較于常見的納秒、皮秒激光器，飛秒激光的特性主要為以下三點：nnn1、飛秒激光脈沖具有超短的脈沖持續時間（脈寬），通常在10-15s量級，即使是光在1 fs內也只能傳播0.3 μm的距離；nn2、飛秒激光脈沖具有超高的峰值功率，可輕松實現1012 W量級，該峰值功率遠超全球電網總的功率；nn3、飛秒激光脈沖經過聚焦后，能形成微米級尺度的焦點光斑，光斑中心區域的峰值能量密度可達到1020～1022 Wcm2量級，可以激發極強的局域強電磁場，該局域電磁場強度比原子核對其周圍電子的作用的庫倫力還要高數倍，可直接破壞材料中原子之間的化學鍵，并將材料內部的電子瞬間激發電離，導致材料中帶正電荷粒子之間由于強烈的庫侖斥力而以等離子體的形式向外噴發,從而實現材料的去除。如下圖所示：nn飛秒激光的超短脈沖持續時間和超高峰值功率為科學實驗研究提供了前所未有的極端物理條件，例如高時間分辨率、高電場和磁場強度、高壓和熱風。同時，也為當下極端制造提供了有效的加工工具。nn飛秒激光超短的脈寬及超高的峰值功率，可誘導材料發生非線性吸收效應，獲取尺寸遠小于衍射極限的焦點光斑，從而大幅提升加工的空間分辨率。此外，由于飛秒 關鍵字標籤：皮秒雷射價格 |
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