上海超精密飞秒激光精密制造

飞秒激光精细微加工将成为未来激光加工发展的重要方向。在中国制造业转型升级不断深化的背景下，产品和零件加工逐渐趋向精密化、微型化，激光技术也不断向高功率、窄脉宽、短波长方向发展，更高的功率可以提高加工速度，优化加工效率。飞秒激光更窄的脉宽可以降低加工损伤，提升加工质量。更短波长可以使加工产生更小光斑，提供较高的分辨率，提高加工精度。随着超短脉冲激光器趋向更为成熟的工业应用，精细激光微加工技术将开拓更为广阔的应用领域，成为诸多行业不可或缺的利器。飞秒激光技术的未来发展潜力巨大，特别是在新能源的产生方面。上海超精密飞秒激光精密制造

碳化硅（SiC）是一种多用于高温、高压和高频电子设备以及光电子器件的材料。激光加工是一种高精度、高效率的加工方法，可以用于切割、打孔、雕刻等工艺。碳化硅激光加工通常采用激光切割和激光打孔两种主要方法。飞秒激光切割：-碳化硅的高硬度和化学稳定性使其在激光切割中表现良好。-通过将高能量的激光束聚焦到碳化硅表面，可以实现材料的快速加热和蒸发，从而实现切割作业。-飞秒激光切割可以实现高精度、高速度和少量切削损耗的加工，适用于生产线上的大规模生产。飞秒激光打孔：-碳化硅的高硬度和热导率要求使用高能量密度的激光来加工。-飞秒激光打孔通常使用脉冲激光，将能量集中到一个小区域，快速熔化并蒸发材料，形成所需的孔洞。上海高效飞秒激光打孔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。

所谓飞秒激光钻孔，即使用频率非常高的激光对材料进行钻孔，飞秒是时间单位，1飞秒等于一千万亿分之一秒，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，特别适合加工30微米以下的高精度小孔。对于飞秒激光而言，脉冲作用时间已经实际小于1ps，电子没有足够的时间将能量传递给晶格。从而在材料表面生成众多等离子体，能量伴随着材料的去除而消散，因此出现强烈的烧蚀效果。用飞秒激光进行加工，激光脉冲能量极快地注入很小的作用区域，瞬间高能量密度沉积使电子吸收和运动方式发生变化，从根本上改变了激光与物质相互作用机制。

飞秒激光是一种激光技术，其脉冲时间极短，一般在飞秒（即百万亿分之一秒）量级。这种极短的脉冲时间使得飞秒激光在材料加工领域具有独特的优势，尤其在对材料进行精细加工时表现突出。利用飞秒激光对碳化硅进行打孔和切割可以实现精密、高效的加工。由于飞秒激光的脉冲时间极短，它可以在几乎不引起热损伤的情况下加工材料，从而避免了碳化硅等难加工材料常见的裂纹和变形问题。同时，飞秒激光加工的高精度和高灵活性也使得它成为对碳化硅进行微细加工的理想选择。飞秒激光加工碳化硅的关键是选择合适的激光参数（例如激光功率、脉冲频率、聚焦方式等），以及适当的工艺控制（例如气体保护、加工速度等），以确保实现所需的加工质量和精度。此外，后续的表面处理也可能是必要的，以去除可能形成的氧化物或残留物，并使加工表面达到所需的光滑度和质量。飞秒激光器的波长为800nm，强度不足以在蓝宝石和石英玻璃等透明材料上引起吸附。

飞秒激光刻蚀具有以下优点：1、精度高：飞秒激光能够实现非常精细的加工，因此可以创造出高度精密的模具。2、不产生热损伤：由于激光脉冲极短，能量密度高，加工过程中很少产生热影响区，减少了模具表面的热损伤。3、避免微裂纹：相比传统加工方法，飞秒激光刻蚀可以减少或避免在模具表面形成微裂纹，提高了模具的使用寿命和耐久性。4、可加工各种材料：飞秒激光刻蚀技术适用于各种材料，包括金属、塑料、陶瓷等，因此具有很大的适用范围。灵活性：激光加工具有很高的灵活性，可以实现各种复杂形状和微细结构的加工。飞秒激光在模具上进行激光刻蚀是一种高精度、低热影响、适用性广的先进加工技术，可以实现对模具表面的精细加工，为制造高精度零部件提供了重要的加工手段。使用YAG激光器的脉冲持续时间较长，为 ∼20ns（1ns=10-9s），会导致热影响区和激光处理区域周围出现裂纹。微米级飞秒激光研磨

在精密机械、微纳电子、微纳光学、表面工程、生物医学等领域具广泛的应用。上海超精密飞秒激光精密制造

飞秒激光在诱导金属微结构加工应用方面和精细加工方面的其他应用如下：金属纳米颗粒加工自1993年HengleinA等人利用激光消融法制备金属纳米颗粒以来，许多研究小组制备出高纯度、力度分布均匀的金属纳米颗粒。LinkH等人进一步控制飞秒激光的能流密度和照射时间，将金属纳米棒完全融化为金属纳米点。与其他激光脉冲相比，飞秒激光改变的金属颗粒尺寸大小和特定形状，使金属纳米颗粒特别是贵金属（Au、Hg、Pt、Pd等）在催化、非线性光学、医用材料科学等领域具有广阔的应用前景。上海超精密飞秒激光精密制造