Burst mode助力皮秒激光器更好实现成丝方式切割玻璃

如今使用皮秒激光器切割玻璃，一个广泛的应用是通过成丝的方式切割玻璃，并且得到了市场充分的验证，而拥有Burst mode的皮秒激光器则带来更好的切割效果。

什么是成丝现象？成丝现象，又称为波导效应。当高功率超快激光（皮秒/飞秒激光）在透明介质中不产生明显的发散，其传输距离可以远远超越衍射极限，同时会产生等离子通道，该通道通常称为“光丝”，这一过程即为成丝现象。

细丝形成的过程中主要有两个物理机理起作用：自聚焦效应和自散焦效应，光束在两者动态平衡中实现长距离传播，在玻璃工件中形成微米级丝孔。基于此，通过控制玻璃工件相对于激光束进行运动形成等间距的众多丝孔，再优化丝孔间距产生直径方向的微裂纹，对这些裂纹施加外力，使玻璃沿着微裂纹断裂，达到切割的目的。

Burst mode的加入，则可以带来更高效的能量分配方式，使得厂家可以以更低功率的皮秒激光器达到工艺要求，降低成本的同时，增加作业效率。

Burst mode的产生是通过受控光开关选择与种子源重复频率相同的多个高频子脉冲，组成N个脉冲串进行输出。比如激光的重复频率是10MHz，则脉冲串内部的脉冲间隔为1/10MHz=100ns，选择Burst mode后，根据不同材料，通过调节脉冲串包络中相邻脉冲数量和时间间隔对材料进行加工，实现对切缝宽度、切割深度的不同加工效果。

Busrt mode 不仅可以调谐脉冲串包络中的子脉冲数量以及脉冲串的时间间隔，而且同时能够保持超快激光的最大输出功率。纳飞光电生产的工业级皮秒激光器脉冲宽度＜10ps，重复频率在100KHz-2MHz，功率达30W，由于材料加工工艺的要求，需要在较低重复频率（500KHz）下工作，否则会由于重复频率过高引起热积累效应，在这种情况下，直接降频将导致超快激光的加工效率大大降低。利用Burst mode功能，可以在降低重复频率的同时，设定脉冲串的子脉冲数量，保持输出功率仍为30W，这样既能保证激光微加工的质量，同时又能提高加工产能。

有实验表明，在单一变量原则下，采用同样能量的Burst输出和单脉冲输出作用于玻璃上时，在Burst工作状态下的热效应小，有效提高能量利用率，通过相关参数的设定，成丝距离更长，达到切割厚玻璃的目的。

值得一提的是，Busrt mode还能有助于提高设备的稳定性。当激光器采用Burst模式工作时，可以设定每个Burst中有4个脉冲，这样就使得输出的单脉冲能量变成原来的单脉冲能量的四分之一，放大级的脉冲峰值功率降低，减轻放大级的器件压力，从而提高设备的整体稳定性，这在工业应用中具有重要的意义。