盛雄激光简介2020.pdf - 第14页
纳 秒 激 光 — — 热 熔 加 工 ， 利 用 激 光 能 量 的 热 堆 积 ， 使 材 料 熔 化 乃 至 挥 发 ， 脉 冲 持 续 时 间 长 ， 材 料 中 产 生 热 堆 积 传 导 ， 加 工 材 料边缘热影响大，容易产生刮渣、碎屑等。 皮 秒 & 飞 秒 激 光 — — 气 化 消 融 或 改 质 加 工 ， 脉 宽 极 短 ， 其 依 靠 自 身 极 高 的 峰 值 功 率 ， 瞬 间 气 化 材 料 ， …
2.3. 激光器的分类及应用
激光种类
增益介质
典型例子
波长
应用领域
气体激光器
气体或蒸汽
CO2激光器
10.64um (中红外光 )
材料加工
氦氖激光器
633nm (红光)
测量技术
准分子激光器
157~355nm (紫外光)
测量技术、光化学、光刻
固体激光器
掺杂激活离子的晶体或玻璃
Nd: YAG激光器
1060nm (近红外光)
材料加工
Nd: 玻璃激光器
1064nm (近红外光)
材料加工
Yb: YAG激光器
1030nm (近红外光)
材料加工
光纤激光器
掺稀土元素玻璃光纤
Nd: SiO2
1064nm (近红外光)
材料加工
二极管激光器
半导体
GaAs 砷化镓
780~980nn (近红外光 )
娱乐电器、电信、固体激光
器泵浦源、材料加工
GaInP 磷化铟镓
670~680nn (红光)
染料激光器
高度稀释有机染料
300~1200nm波长可调谐
光谱学研究
自由电子激光器
激光产生则依靠将在磁场中运动的电子束的动能转换为光子能量，其用于科研及军事
纳秒激光——热熔加工，利用激光能量的热堆积，使材料熔化
乃至挥发，脉冲持续时间长，材料中产生热堆积传导，加工材
料边缘热影响大，容易产生刮渣、碎屑等。
皮秒&飞秒激光——气化消融或改质加工，脉宽极短，其依靠
自身极高的峰值功率，瞬间气化材料，热效应微乎其微，不产
生融珠，加工边缘整齐。
2.4. 作用机理：纳秒激光vs皮秒&飞秒激光
（a）纳秒激光钻孔效果图
（b）皮秒激光钻孔效果图
（c）飞秒激光钻孔效果图
纳秒激光
皮秒激光
飞秒激光
（1）振镜&场镜方式
2.5. 激光加工方式
激光聚焦光斑大小~30um
聚焦镜
振镜&场镜方式加工原理： 高峰值功率激光束在扫描振镜的移动反射下经聚焦镜聚焦在材料表面，多次重复转圈运动，从表面由
上向下逐渐蚀刻材料，其间材料被瞬间加热迅速升高至气化温度，逐渐被激光烧蚀并以气体的形式从材料表面逸出，实现对材料
的加工去除。
主要应用：蚀刻、切割 、划片（多次）、钻孔、开槽 、微型结构 。
振镜及其内部结构