纳飞光电工业级皮秒激光器在切割硅片的应用
皮秒激光器,属于超短脉冲激光器的一种,指输出激光的脉冲宽度在皮秒量级的激光器,加工材料广泛,适合用于金属以及蓝宝石、陶瓷、玻璃、硅片等硬脆材料,还有碳纤维、膜类、高分子复合材料等。
在皮秒激光器的品类中,脉宽在10ps左右的皮秒激光器所带来的冷加工特性,在工业精细微加工领域具有重要意义。基于此,纳飞光电研发设计了工业级皮秒激光器,波长1064nm,功率超过30W,脉宽窄,小于10ps,并带有burst模式,具有峰值功率高、重复频率可调等特点,同时还具有非常高的稳定性,可用于完成高精度、高质量硅太阳电池板切割、微打孔,可谓加工利器。

10ps的冷加工特性的意义。硅太阳电池板主要材料是单晶硅或多晶硅硅片,硬度大、有脆性,传统切割首先使用线锯将硅锭切割成方形,然后将其切割成非常薄的硅片,这是光伏电池的基板。由于硅片是晶体硅光伏电池技术中最昂贵的部分,因此降低硅片制造成本至关重要。由于10ps的脉冲时间非常短,远小于材料中受激电子通过转移转化等形式的能量释放时间,能量没有完成积累脉冲已经结束,也就不存在热量扩散,实现了真正意义上的激光“冷”加工,超高的峰值功率在切割硅片时能最大限度保障切割质量,提高良品率,从而促进增收增产,提高竞争力。

工业级皮秒激光器优异的光束质量(M2<1.3),该特性的优势在于能够将光束聚焦到超细微空间区域,焦点位置精准,在极高峰值功率的作用下,切割线宽窄,材料损失小。此外,激光器的稳定性也是提升产能关键因素之一。经严苛测试,工业级皮秒激光器功率稳定性<1%RMS,脉冲稳定性(PPS)<1%,为达成7*24小时工作环境提供了基础。
