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标题: 飞秒激光微加工系统的发展现状与展望 [打印本页]

作者: jiguangdiaokeji 时间: 2008-12-13 16:47
标题: 飞秒激光微加工系统的发展现状与展望
飞秒激光微加工系统的发展现状与展望
发展现状:
飞秒激光出现以来，啁啾脉冲放大、以钛宝石晶体为主的增益介质、克尔透镜锁模。和半导体可饱和吸收镜等技术促使着它从染料激光器发展到自启动克尔透镜锁模激光器，以及后来的二极管泵浦全固态飞秒激光器和飞秒光纤激光器。为满足科研和生产进一步发展的要求，国内外学者仍然致力于飞秒激光器研究，纷纷搭建起微加工系统。飞秒激光系统由振荡器、展宽器、放大器和压缩器4部分组成。从近年来国内外最具有代表性的飞秒激光器、微加工系统可以看出：①输出脉宽大约几百飞秒，真正短到几飞秒的甚少，因而平均功率较低，限制了它在商业中的应用，生产效率较低；②工作稳定性提高，寿命延长，如畅销全球的CPA- 21××系列的种子光有20年的平均无故障时间；③实现MHz的重复频率输出；④可调谐波长范围变广，加工精度、光束质量较高；⑤利用它的超快特性，逐渐实现三维精细加工。但飞秒激光系统在小型化、可调可控性、实用性、全光纤等方面还有很大的发展空间。

另外，对比国内外的发展状况，可以看出国内存在的差距：①国内生产飞秒激光器、微加工系统的知名公司较少；②完全用国产元件搭建的飞秒激光系统甚少；③国内飞秒激光微加工基本上停留在实验室研究阶段，真正用于超快、微加工领域实际生产的极少。

展望:
飞秒激光微加工还处于起步阶段，该技术的发展和应用还需解决一系列的关键技术问题：
(1)目前没有形成一套完整的理论来解释：在超快、超短、超强的极端条件下，激光与物质相互作用的物理本质；
(2)加大力度投资生产飞秒激光器、微加工系统，将其体积进一步小型化；改善其微加工的工作环境，延长其寿命等；
(3)针对飞秒激光微加工的特性以及被加工材料的属性，开发模型设计的软件，对加工过程进行模拟和仿真，实现最佳参数加工；
(4)飞秒激光微纳加工应用现阶段都只局限于实验室阶段，尽快探索其产业化途径，解决一些在能源、材料、环境、航天以及国防方面国家急需解决的问题；
(5)降低加工成本，实现高效率生产，以满足市场需求。

可以肯定，随着工业需求的扩大和技术的进步，飞秒激光微加工技术将会变得越来越成熟，它将会不断地开辟新的研究领域，具有广阔的应用前景。本文整理自激光刻章机、激光雕刻机网。

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