皮秒激光应用演示幻灯片

1,皮秒激光的应用,2,激光加工对激光光束的要求,3,超短脉冲加工：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，避免了激光线性吸收、能量转移和扩散等影响，从根本上改变了激光与物质相互作用机制。皮秒脉冲激光加工优点：结构简单、效费比高、成本适中、重复性好、使用方便,4,皮秒激光加工刚刚兴起，主要应用行业包括：半导体产业(低k材料)、太阳能产业(特别是薄膜技术)、平面显示产业(TCO,OLEDs)、钻石微铸造(micro-molds)、精确孔径(preciseapertures)和电极结构(electrodestructure)加工、印刷产业(printingindustry)或滚筒压纹(embossingofrolls)、医学植入(medicalimplants)等大型微结构表面。大型船舰的微细加工，微尺度特性提供抗垢保护和磨擦降低功能。高压缩汽缸注入喷嘴(injectionnozzles)和薄型玻璃材料的切割与钻孔。强化玻璃、硅、蓝宝石晶圆和发光二极管等加工。,5,轻薄、省电、自发光、大显示角，下一代显示屏的最佳选择,有机发光二极管(OLED)加工,6,太阳能电池加工,选择性清除Si-片上的SiO2膜层，无可见残渣，底层芯片几乎无损伤,335nm，0.11J/cm2,7,薄膜太阳能电池结构制作,用1064nm和532nm皮秒脉冲划线加工，无熔融材料或电接触遗留在TCO边缘和钼背接触层，有利于获得高效率太阳能电池,8,透明材料钻孔,避免CO2及纳秒激光钻孔所伴随的微裂纹及碎屑产生皮秒激光钻孔，实现边缘、侧壁的光滑加工，防止应力集中、材料碎裂,石英,D236T玻璃薄片,1064nm14W,9,不锈钢钻孔,100m重频1kHz，平均功率1W,脉宽20ps脉冲能量1mJ厚0.2mm的不锈钢进行打570m孔,高质量的孔径边缘、内孔壁加工效果，微米级的重复精度螺线钻孔(环钻)方式改进钻孔质量，使孔的出口呈现清晰的圆形边缘,10,喷油嘴钻孔,用高功率皮秒激光器钻孔喷油嘴，产生了非常尖锐的边缘，孔内没有毛刺或熔化，表面非常光滑，从而能实现最优化的燃料喷雾。此外，喷油嘴的锥度可以从正值、零值到负值，为优化喷射过程提供了一定的自由度。50W的平均功率与高达250J的脉冲能量相结合，能够实现高速、高质量的钻孔,11,航空航天领域发动机散热片的钻孔加工,随着航空航天事业发展，各种新型材料不断得到应用，就飞行器发动机的散热片，目前以镍基合金、钛合金等各类高温合金为主。产品需求在此类合金上加工通孔以达到散热效果。传统工艺来看，在金属上钻孔，可以选择高功率的光纤或CO2设备即满足需求。但是作为航空航天应用，散热片在使用过程中承受更高的温度，机械的震动等恶劣的环境。传统钻孔工艺显得力不从心。,12,改良金属翼面表层结构,应用流体学主要研究如何减小涡轮机叶片或机翼上流阻，因此，被称为“缝翼”的活动肋状结构在流控系统表面的应用目前正在研究当中。这些结构可以减小翼面和周围气流之间的紊流干扰。,试样是采用脉宽约12ps的Staccato激光器实现的,13,刻蚀,14,Si晶片精细加工,速度：400mm/s破坏阈值：约0.1J/cm2,15,Si片晶元划线,高度重叠、均匀划线无剥离、边缘光滑，无疵点干净刻划,16,Si片标识,采用2J,10ps,2MHz激光器进行数据矩阵标记，边缘整齐，无毛刺,17,18,心血管支架切割,皮秒激光器能实现与熔融切割相匹敌的切割速度，并在切割质量方面具有明显优势，能将后续处理降低到最低程度