飛秒激光加工的主要特點(diǎn)與優(yōu)勢(shì)是什么，歡迎大家看看本文了解一下相關(guān)的知識(shí)！

　　飛秒激光與非金屬材料作用時(shí)，在吸收了激光的光子能量后電子將產(chǎn)生復(fù)雜的變化過(guò)程，在初始階段會(huì)產(chǎn)生極短的相位離散并在這個(gè)極短的時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生相干極化現(xiàn)象，此階段雖然存在相位離散但是其能量的分布狀態(tài)不會(huì)改變，此后的演化過(guò)程與金屬材料相似。

　　通過(guò)吸收光子能量的電子狀態(tài)發(fā)生了改變，可以是單光子共振躍遷、雙光子或者多光子躍遷等。材料對(duì)光子的吸收是線性與非線性相結(jié)合的，由于非線性吸收會(huì)隨著激光能量密度的增加而增大，飛秒激光在極小的脈沖寬度內(nèi)擁有極高的脈沖能量，因此飛秒激光與材料相互作用以非線性吸收為主。

　　以下為飛秒激光加工的主要的特點(diǎn)與優(yōu)勢(shì)：

　　非熱熔性加工

? ? ? 飛秒激光與薄膜材料的相互作用過(guò)程與通常的激光加工過(guò)程類似，實(shí)際上就是激光能量傳遞到材料內(nèi)部的一個(gè)過(guò)程。激光首先將脈沖能量通過(guò)光子將能量傳遞給電子，使電子原有的穩(wěn)態(tài)由于激光能量的注入改變了狀態(tài)，電子通過(guò)聲子在極短的時(shí)間內(nèi)將能量傳遞給晶格并轉(zhuǎn)化為晶格的部分動(dòng)能。如果脈沖持續(xù)時(shí)間足夠長(zhǎng)，熱量會(huì)在晶格間傳遞以達(dá)到熱擴(kuò)散的結(jié)果，進(jìn)而達(dá)到材料的熔點(diǎn)與沸點(diǎn)，最后實(shí)現(xiàn)材料從本體去除的目的。

　　但飛秒激光與長(zhǎng)脈沖激光的本質(zhì)區(qū)別在于其脈沖持續(xù)的時(shí)間在飛秒量級(jí)，遠(yuǎn)小于熱擴(kuò)散的時(shí)間，并且將激光的脈沖能量壓縮到飛秒量級(jí)的脈沖具有極高的峰值功率，可以使材料在極短的時(shí)間內(nèi)汽化，汽化區(qū)域會(huì)產(chǎn)生溫度極高且密度較大的等離子體區(qū)域。材料表面由于汽化的材料和等離子體的高溫、高壓會(huì)在材料己加工區(qū)域迅速膨脹，使材料破壞與斷裂將蝕除材料去除并帶走大量的熱，可以獲得比長(zhǎng)脈沖激光更高的加工精度，飛秒激光的“冷”加工方式可以使激光脈沖能量更高，提高加工效率。

? ? ? 可以觀察到飛秒激光加工區(qū)域邊緣清晰，整體形狀規(guī)則且圓滑，相同材料納秒激光加工孔內(nèi)存在碎屑且微孔外邊緣有同心圓波紋存在。 加工材料廣泛 飛秒激光相對(duì)于其他脈沖激光相比具有更高的瞬時(shí)功率，極高的功率作用在材料表面，透明材料電子密度會(huì)呈指數(shù)形式上升實(shí)現(xiàn)雪崩電離，對(duì)透明材料造成損傷。

　　同時(shí)飛秒激光對(duì)金屬材料、陶瓷、高硬度材料和半導(dǎo)體材料等的作用方式也是以非線性吸收為主，因此可以實(shí)現(xiàn)普通激光無(wú)法完成的修復(fù)與加工。 準(zhǔn)確的材料燒蝕閾值，完成精密加工 飛秒激光與材料相互作用時(shí)，材料的損傷區(qū)域可以突破激光的衍射極限實(shí)現(xiàn)小于光斑尺寸的微加工。在材料燒蝕方面其呈現(xiàn)高斯分布的能量密度，極大部分的能量聚集在光斑中心位置，控制激光的能量可以實(shí)現(xiàn)光斑中心區(qū)域的蝕除而不對(duì)周圍材料造成破壞，相同激光參數(shù)試驗(yàn)可以重復(fù)完成多次而不改變加工結(jié)果表面質(zhì)量。

　　激光加工技術(shù)已經(jīng)非常普及，隨著激光技術(shù)和激光應(yīng)用領(lǐng)域的發(fā)展和需求，更高精密度的激光微納加工技術(shù)已經(jīng)應(yīng)運(yùn)而生。

　　編輯：黃飛