飞秒激光切割机激光切割加工

  无机非金属材料如陶瓷、单晶、玻璃等与准分子激光切割机相互作用具有以下特点：①切割阈值能量密度比高分子聚合物和天然有机物高得多。如硼硅玻璃高达7.5J/cm2.②潜伏效应显著。特别是硼硅玻璃在激光切割机开始后，在比阈值低得多的能量密度下也能高速率激光切割。③除玻璃外，其余材料的激光切割速率都很低。在入射激光能量密度高达30J/cm2情况下，刻蚀去除率不超过0.5um/pulse.④熔化重凝现象十分明显，在较高能量密度和稍高脉冲重复率（4～10Hz）情况下，仅凭肉眼观察即可肯定。
 

   20世纪80年代飞秒激光器在美国问世，飞秒技术得到迅速发展，90年代初，随着宽带可调谐激光晶体和自锁模技术的出现，飞秒激光切割技术得到了突飞猛进的发展。以掺钛蓝宝石为代表的新一代飞秒激光器输出光脉冲的持续时间zui短可至5fs，激光中心波长位于近红外波段（-800nm），特别是借助于啁啾脉冲放大技术，单个脉冲能量从几个纳焦耳就可放大至几百毫焦耳、甚至焦耳量级，此时脉冲的峰值功率可达GW（10\9W）或TW（10\12W），再经过聚焦后的功率密度为lo～10\18W/cm2，甚至更高，在这种工作条件下，任何物质都将在瞬间内转变成“灰飞烟灭’’，消失得“无影无踪”！具有如此*峰值强度和极短持续时间的光脉冲与物质相互作用时，瞬间内的高能量密度沉积将使物质内部电子的吸收和运动方式发生变化，由于其能够以极快的速度将其全部能量注入到很小的作用区域，避免了激光线性吸收、能量转移和扩散等因素的影响，从而在根本上改变了激光与物质相互作用的机制，使飞秒激光加工成为具有超高精度、超高空间分辨率和超高广泛性的非热熔“冷”处理过程。

    飞秒激光加工与传统的加工用激光器如二氧化碳（C02）激光器、固体Nd：YAG激光器相比较，由于飞秒激光切割机加工不产生热影响区，能够得到更高的加工精度；与*相比，虽然*的波长更加短，但是由于它的辐射能够被大多数透明材料吸收，只能进行表面加工，而使用飞秒激光器不仅能够进行表面微加工，还能进行体内微加工（材料透明情况下），且加工精度不低于使用*所达到的。飞秒激光加工所具有的*优势引起了人们的关注，使该技术得到了广泛的发展，开创了激光切割机加工的崭新领域。