尖端電子設(shè)備要求更小的體積、更輕的重量、更低的材料成本，對精密微加工的需求快速增長。例如體積更小、更強(qiáng)大、更明亮的智能手機(jī)制造；降低成本和提高太陽能電池的效率和加工生物可吸收的醫(yī)療支架。高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)永不休止的創(chuàng)新步伐產(chǎn)生了超快（皮秒）工業(yè)激光器，它是精度要求極高的應(yīng)用中的重要工具。正是由于這種激光器獨(dú)特特性（兆瓦的峰值功率），使得用于一些新型設(shè)備的敏感材料和薄膜的精切加工成型以及寬帶隙''麻煩''材料如玻璃的微加工成為可能。還有一些案例中，皮秒激光器用一步到位、直寫的激光制程代替多步光刻法。在其他應(yīng)用中，皮秒激光器取代了傳統(tǒng)的切割/鉆孔工藝，并且毋需使用化學(xué)品。

　　OLED

　　有機(jī)、柔韌的電子器件具有許多固有特性，包括重量輕，尺寸薄和透明性。尤其是，易彎曲有機(jī)電致發(fā)光二極管（OLEDs）在顯示器方面具有巨大應(yīng)用潛力，因?yàn)檫@些二極管比其他使用背光源的顯示屏消耗功率更少，并可以在卷帶式生產(chǎn)線上生產(chǎn)[1，2，4]。生產(chǎn)OLED的一個(gè)關(guān)鍵步驟是刻劃發(fā)光（LEP）層。皮秒激光器可以輕易地實(shí)現(xiàn)無碎片結(jié)構(gòu)化和深度選擇性控制，因?yàn)椴牧显陧憫?yīng)聲/熱應(yīng)力前就已經(jīng)被去除，主要的靶材在熱量在從目標(biāo)區(qū)向周圍材料傳導(dǎo)前已被汽化[3]。優(yōu)越的激光器對脈沖穩(wěn)定性（<2％），如Coherent Talisker，特別有利于精確控制脈沖能量，保證劃痕一致；表面沒有需要清除的熔化物或碎片。200 kHz的高激光重復(fù)頻率能達(dá)到6米/秒的快速劃刻速度，500kHz重復(fù)頻率的最新紫外Talisker 500激光器能增加到15米/秒的劃刻速度，如圖1所示。

       硅太陽能電池

　　太陽能電池制造商正在通過兩種方式使成本與供電功率平衡：（i）減少電池成本及（ii）提高電池的光轉(zhuǎn)換效率。目前大多數(shù)太陽能電池都是基于硅晶片，增加這些結(jié)晶硅（c-Si）太陽能電池效率的方法之一是使用背面鈍化層來減少復(fù)合損失。為保證電池的電接觸，孔必須鉆穿鈍化層（通常是由二氧化硅/氮化硅組成）。這必須在對底層結(jié)晶硅損傷最小的情況下完成，以維持電池性能并為電流收集保證良好的歐姆接觸。皮秒激光器提供了一種成本更低、直寫的光刻方法來替代這個(gè)任務(wù)，并且毋需使用大量化學(xué)品。具體而言，研究發(fā)現(xiàn)355nm的皮秒脈沖在選擇性地去除介電層時(shí)對底層硅很少或沒有損傷，在選擇性發(fā)射極的基礎(chǔ)上形成高效太陽能電池[5]。

例如，圖2顯示了使用355nm皮秒脈沖選擇性地除去100 nm的二氧化硅鈍化層后暴露的硅表面。重要的是，硅中沒有融化物，與納秒激光器處理后的情形一樣，從而消除了激光加工后化學(xué)蝕刻處理的要求。此外，沒有表面損傷。燒蝕的介電層中心有一些小顆粒殘留，但他們可以被空氣壓力輕易除去。

      生物可吸收支架切割

　　僅在美國每年就有超過五十萬支架用于血管擴(kuò)撐。早期全金屬支架的復(fù)雜性是因?yàn)闀?huì)出現(xiàn)狹窄支架形成血斑，重新阻塞打開的血管。與此對應(yīng)，支架制造商開發(fā)了第二代支架，在生物可吸收塑料上面涂一層抗收縮藥物。隨著涂層在數(shù)月后溶解，這種藥物慢慢消失。但是，這種支架仍然具有長期的術(shù)后并發(fā)癥，人們研究出生物可吸收材料，它可以在血管打開的關(guān)鍵幾個(gè)月起支撐作用，而后完全消失。

　　這些支架所用的聚合物必須足夠強(qiáng)韌以承受體內(nèi)的物理應(yīng)力，已經(jīng)有許多種類的生物可吸收材料能夠滿足這一標(biāo)準(zhǔn)[6]。制造支架結(jié)構(gòu)并提供必要的光滑表面顯然需要極高的精度（<20μm），而激光器是這項(xiàng)任務(wù)的必然選擇。在深紫外線波長中獲得更好的光吸收意味著準(zhǔn)分子激光器是微細(xì)加工聚合物的常用選擇。一種新興的方法是使用UV（355 nm）的皮秒脈沖聚焦到一個(gè)小的光斑尺寸（~10微米），這有利于在一個(gè)較小局部區(qū)域獲得較高的光吸收。圖3顯示的是用355nm皮秒脈沖高品質(zhì)地切割聚（L-乳酸）材料（PLLA）。

      透明材料的激光鉆孔

　　玻璃的強(qiáng)度、化學(xué)惰性和高透明度是其在許多消費(fèi)電子設(shè)備，如觸摸屏、手持設(shè)備（平板電腦，智能手機(jī)等）和平板電視中廣泛應(yīng)用的原因。此外，未來的設(shè)備可能更多地依賴玻璃提供額外的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，包括合并特征孔。但是，玻璃基板為了支撐更小、更輕的設(shè)備而變得越來越薄，傳統(tǒng)的玻璃鉆孔技術(shù)難以保持質(zhì)量要求。尤其是，避免觸摸屏邊緣開裂和殘余邊緣應(yīng)力非常關(guān)鍵，因?yàn)槊姘蹇偸菑倪吘夐_裂，即使應(yīng)力是施加到中心。皮秒激光器的高峰值功率可避免這個(gè)問題。

　　由于玻璃對可見光波長基本上是透明的，可以使用紅外或紫外波長。為達(dá)到最大去除率，平均最高處理波長是1064 nm，而UV波長更適合于較薄玻璃面板。例如，圖4顯示在1 mm厚的D236T玻璃上使用1064nm皮秒脈沖鉆出高品質(zhì)、1 mm直徑的孔。邊緣沒有微裂紋或側(cè)壁斷裂，這對手持設(shè)備非常理想。

轉(zhuǎn)載自：OFweek激光網(wǎng)