隨著激光技術(shù)的發(fā)展,激光器向著更快脈沖、更高能量、更短波長(zhǎng)的方向邁進(jìn),這給激光材料加工帶來了革命性的進(jìn)步。這主要體現(xiàn)在飛秒激光器加工可以得到遠(yuǎn)高飛秒激光器加工的精度,最高可以達(dá)到亞微米甚至納米。飛秒激光器除了可以進(jìn)行材料切割打孔等基本加工之外,還能夠?qū)崿F(xiàn)材料表面的加工與改性,對(duì)透明材料內(nèi)部的加工與改性,實(shí)現(xiàn)了其他加工方法無法實(shí)現(xiàn)的高精度、復(fù)雜形狀元器件的加工。
由于飛秒激光器的超快速時(shí)間和超高峰值功率的特性,飛秒激光器哪些公司生產(chǎn)?在飛秒激光器用于材料加工時(shí),具有如此高峰值光強(qiáng)和極短持續(xù)時(shí)間的光脈沖與物質(zhì)相互作用,能夠以極快的速度將其全部能量注入到很小的作用區(qū)域,瞬間內(nèi)的高能量密度沉積將使電子的吸收和運(yùn)動(dòng)方式發(fā)生變化,避免了激光線性吸收而導(dǎo)致能量轉(zhuǎn)移和擴(kuò)散等的影響,從而在根本上改變了激光與物質(zhì)相互作用的方式,使飛秒激光器加工成為具有超高精度,超高空間分辨率,以及廣泛性的材料適應(yīng)性的非熱熔冷處理過程,開創(chuàng)了激光加工的嶄新領(lǐng)域。
人們很早就嘗試?yán)眉す膺M(jìn)行微加工。但是由于激光的長(zhǎng)脈沖寬度和低激光強(qiáng)度造成材料熔化并持續(xù)蒸發(fā),雖然激光束可以被聚焦成很小的光斑,但是對(duì)材料的熱沖擊依然很大,限制了加工的精度。唯有減少熱影響才能提高加工質(zhì)量。
當(dāng)激光以皮秒量級(jí)的脈沖時(shí)間作用到材料上時(shí),加工效果會(huì)發(fā)生顯著變化。隨著脈沖能量急劇上升,高功率密度足以剝離外層電子。由于激光與材料相互作用的時(shí)間很短,離子在將能量傳遞到周圍材料之前就已經(jīng)從材料表面被燒蝕掉了,不會(huì)給周圍的材料帶來熱影響,因此也被稱為“冷加工”。憑借冷加工帶來的優(yōu)勢(shì),短與超短脈沖激光器進(jìn)入到工業(yè)生產(chǎn)應(yīng)用當(dāng)中。
飛秒激光器加工是基于多光子非線性吸收和電離機(jī)制, 而不是光子能量線性吸收而形成的熱積累,因此,避免了熱傳導(dǎo)效應(yīng)。當(dāng)飛秒光脈沖作用于材料的表面或者透明材料的內(nèi)部,由于光脈沖的持續(xù)時(shí)間極短,光脈沖的作用區(qū)域極小,光強(qiáng)度極高,通過非線性吸收過程,激光脈沖的能量來不及向作用點(diǎn)周圍傳遞,光脈沖的作用過程或者加工過程就已經(jīng)結(jié)束,因此產(chǎn)生的熱量幾乎可以忽略不計(jì),被加工的材料幾乎沒有熱損傷。
結(jié)構(gòu)化可以改變材料表面的物理特性。根據(jù)荷花效應(yīng),疏水性表面結(jié)構(gòu)讓水從表面流掉。用超短脈沖激光器在表面創(chuàng)造亞微米結(jié)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)這個(gè)特性,并可以通過改變激光參數(shù)對(duì)所要?jiǎng)?chuàng)造的結(jié)構(gòu)進(jìn)行精確控制。
相反的效果,例如親水性表面,同樣可以實(shí)現(xiàn),而且微加工還可以創(chuàng)造更大尺寸的結(jié)構(gòu)。這些工藝可以用于發(fā)動(dòng)機(jī)中的油箱來制造一些降低磨損的微結(jié)構(gòu),或者在金屬表面結(jié)構(gòu)化實(shí)現(xiàn)與塑料的焊接。
飛秒激光器哪些公司生產(chǎn)?飛秒激光器基于全光纖一體化緊湊設(shè)計(jì),并且具有抗振動(dòng),高穩(wěn)定性,高可靠性等特點(diǎn),填補(bǔ)飛秒激光器在微加工領(lǐng)域長(zhǎng)期存在的空白,真正實(shí)現(xiàn)免維護(hù)。
激光加工屬于無接觸式加工,具有后續(xù)工藝少,可控性好、易于集成,加工效率高、材料損耗小,環(huán)境污染低等顯著優(yōu)勢(shì),已廣泛應(yīng)用于汽車、電子、電器、航空、冶金、機(jī)械制造等行業(yè),對(duì)提高產(chǎn)品質(zhì)量、勞動(dòng)生產(chǎn)率、自動(dòng)化程度、減少材料消耗等起到愈來愈重要的作用。