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。相对于传统激光加工设备,飞秒激光由于脉冲时间极短,被加工物体不会被加热,适合加工30微米以下的小孔。上海代工飞秒激光刀具制造
飞秒激光钻孔方法是将飞秒激光聚焦于材料表面,通过激光脉冲在极短的时间内(10^-15秒)产生的强度电磁场,使材料内部的分子键断裂,从而实现高精度、高速度的钻孔过程。该方法具有加工精度高、热影响区小、材料损伤轻等特点,适用于加工高熔点、高硬度、脆性材料。具体步骤如下:1.准备材料:确保材料表面清洁,无油污、水分等杂质。2.设定参数:根据材料种类和钻孔要求,调整激光功率、频率、脉冲宽度等参数。3.聚焦激光:将激光束聚焦至所需钻孔位置。4.开始钻孔:启动激光器,使激光脉冲作用于材料表面,进行钻孔。5.监测过程:通过摄像头观察钻孔过程,确保钻孔质量。6.结束钻孔:达到预定深度后,关闭激光器,完成钻孔。7.清理孔洞:使用适当工具清理孔洞内残留的粉末或碎屑。上海高精度飞秒激光掩模板飞秒激光加工的特点 · (1) 能量传输时间极短,加工过程中不会产生热效应 。
飞秒激光是一种超短脉冲激光技术,其特点包括极短的脉冲宽度、极高的峰值功率和极高的空间和时间分辨率。飞秒激光的脉冲宽度通常在飞秒(1飞秒等于10^-15秒)量级,因此它能够以极高的精度进行材料加工,对周围材料的热影响极小,几乎不会产生热损伤。这种激光技术广泛应用于眼科手术、精密微加工、科学研究等领域。飞秒激光是一种超短脉冲激光技术,其特点包括极短的脉冲宽度、极高的峰值功率和极高的空间和时间分辨率。飞秒激光的脉冲宽度通常在飞秒(1飞秒等于10^-15秒)量级,因此它能够以极高的精度进行材料加工,对周围材料的热影响极小,几乎不会产生热损伤。这种激光技术广泛应用于眼科手术、精密微加工、科学研究等领域。
飞秒激光加工有如下优点:高能量密度、高功率密度、高精度、高速度、非接触加工、高效率、低热影响、高稳定性和重复性。超精密加工技术是指加工精度达到亚微米级甚至纳米级的制造技术,主要包括超精密车削、磨削、铣削和电化学加工等方法。这些方法能够实现对硬脆材料、难加工材料和功能材料的精确加工,适用于光学元件、微型机械、生物医疗器件等领域。常见的超精密加工方法有:1.超精密车削:使用金刚石刀具进行加工,能够实现对非球面和自由曲面的高精度加工。2.超精密磨削:采用超硬磨料磨具,适用于加工硬质合金、陶瓷等高硬度材料。3.超精密铣削:利用金刚石或立方氮化硼刀具,适用于复杂形状零件的高精度加工。4.超精密电化学加工:通过电解作用去除材料,适用于加工微细、复杂结构的零件。飞秒激光是精密微加工和光子制造的理想选择,可用于制造光子晶体、周期性纳米结构、三维光子集成结构等。
飞秒激光在加工领域具有明显的优势,主要体现在以下几个方面:一、极高的加工精度飞秒激光能够实现微米级甚至纳米级的加工精度,这得益于其极短的脉冲持续时间和高精度的靶向聚焦定位能力。这使得飞秒激光在加工微小和复杂结构时具有无可比拟的优势,例如制造微流控芯片、光学元件等高精度元件。二、极小的热影响区由于飞秒激光的脉冲持续时间极短,其加工过程几乎不会产生热效应,从而避免了材料因热变形和热损伤而导致的性能下降。这使得飞秒激光在加工精细结构时能够保持材料的原始性能,提高产品的质量和可靠性。飞秒激光钻孔,就是使用频率非常高的激光对材料进行钻孔。北京自动化飞秒激光相机模组镜头切割器
激光钻孔是一种非接触式孔加工工艺,使用高度集中的光束在从金属到非金属和聚合物等各种材料上钻孔。上海代工飞秒激光刀具制造
激光加工是利用光的能量经过透镜聚焦后在焦点上达到很高的能量密度,靠光热效应来加工的。激光加工不需要工具、加工速度快、表面变形小,可加工各种材料。加工材料的方式是通过去除材料来实现的,对于所有材料而言,都有其特定的烧蚀阈值—既达到材料不可逆破坏的能量密度。这时引入另外一个概念,激光的脉冲宽度,既一次激光脉冲加工的时间。脉冲宽度影响材料的烧蚀阈值,对于相同的材料,激光脉冲宽度越窄,材料的烧蚀阈值越低,达到烧蚀阈值所需的单脉冲能量越小。飞秒激光加工的脉冲宽度(每个脉冲加工的时间)为飞秒级别,1飞秒为1秒的10的负十五次方,也就是通常意义的一千万亿分之一秒。在如此短的时间内,激光脉冲与物质作用时间短,且能量集中在一个个脉冲里,峰值功率高,作用效率高,与物质相互作用,在没有发生热效应时,激光脉冲已经消失,热效应非常?。改擅追段В┥踔撩挥?。上海代工飞秒激光刀具制造