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    脆性材料加工

    發布時間:2019-05-09

      飛秒激光器加工過程中對材料的作用時間非常短,瞬間的超高峰值功率對材料進行瞬間破壞,熱量來不及向周圍傳導只會沿著切割的方向產生較大的溫度梯度和較大的拉應力,這個拉應力會使藍寶石表面沿著切割的方向產生微裂紋,最終使切割完成。YACTO-FL系列飛秒激光器具有極高的峰值功率密度,即使單光子能量低于材料帶隙,利用多光子吸收也可實現電子價帶導帶躍遷。飛秒級超快激光輻射光子,材料進行多光子吸收產生導帶電子,處在高能級的電子在材料運動中發射聲子,并把所吸收能量轉移至晶格,晶格經歷能量沉積造成材料熔化或機械破壞,實現高質量的微加工。激光通過物鏡聚焦獲得 um 級光束,具有高峰值功率密度。光束作用在玻璃材料上時,光束中心光強比邊緣低,帶來材料中心折射率比邊緣變化大,光束中心傳播速度比邊緣慢,光束出現非線性光學克爾效應來產生自聚焦,繼續提升功率密度。直到在某閾值材料產生低密度等離子體,降低材料中心折射率,實現光束散焦。在實際切割中,優化聚焦系統及焦距,可實現重復性聚焦/散焦過程,形成穩定穿孔。
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