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纳飞光电皮秒激光器在超薄金属切割打孔的应用

2023-09-28 16:00 作者:纳飞晓峰  | 我要投稿

使用脉冲激光进行切割打孔是最早实用化的激光微加工技术之一,但早期受长脉冲宽度、低功率、低激光强度影响容易带来热量的积累而造成材料爆裂、熔融、碳化等,热影响区大,限制了加工的精度。

唯有减少热影响才能提高加工质量。另外,材料的特性和加工难度,如对热敏感的薄膜类、聚合物等,以及玻璃、陶瓷、蓝宝石等硬脆物质,促使激光研发工程师们不得不研究开发更有市场潜力的超快激光——皮秒激光器。

这是由于当激光以皮秒量级的脉冲时间作用到材料上时,加工效果会发生显著变化。当激光束在空间和时间上高度集中,利用透镜聚焦,可以将光斑直径聚焦到微米级从而获得105-1015w/cm2的激光功率密度,如此高功率密度足以剥离外层电子。加上激光与材料相互作用的时间很短,离子在将能量传递到周围材料之前就已经从材料表面被烧蚀掉了,不会给周围的材料带来热影响,因此也被称为“冷加工”。

凭借冷加工带来的优势,在近年的研究和应用过程中,皮秒激光的优势日渐凸显,并应用在在硬度大、熔点高的超薄金属的切割打孔上,例如在特定领域发挥关键作用的钼片、镍片、铂片、钽片等材质,使用皮秒激光器进行精密切割、狭缝切割、微孔加工及小孔加工,具有加工热影响区小,加工缝隙小,边缘光滑、无毛刺等优点。

纳飞光电研发设计的皮秒激光器是一款脉宽小于10皮秒的超快激光器,脉冲稳定性和功率稳定性均小于1%RMS,单脉冲能量>300uj,光束质量M2<1.3,重复频率在100Khz-2Mhz可调,并具有Burst模式,使其成为工业微细加工的可靠工具,同时与高精度的控制系统、机床配合,通过程序控制,借助与光束同轴的高速气流吹除剥离物质,可以实现超薄金属切割打孔。

值得一提的是,纳飞光电皮秒激光器作为一款工业级皮秒激光器,在出厂前均严格按照检测程序进行测试、筛选,开展长时间老化测试、震动稳固测试,确保可靠值得信赖。此外纳飞光电研发设计的激光器除了满足绝大部分市场的通用需求,还可根据用户的特殊需求对技术参数做灵活定制。



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