怎么区分激光加工的纳秒激光皮秒激光飞秒激光

每个人对激光加工都不陌生，但是你能分辨出纳秒激光、皮秒激光、飞秒激光等常见的情况吗？

我们首先要弄清楚时间单位的转换。

1ms(毫秒)=秒=10-3秒。

1μs(微秒)=秒。

通过了解时间单位，我们知道飞秒激光是一种极短脉冲的激光加工。近十年来，超短脉冲激光加工技术取得了快速发展。

●超短脉冲激光的含义。

人们很早就尝试使用激光进行微加工。然而，由于激光的长脉冲宽度和低激光强度，材料不断熔化和蒸发。激光束虽然可以聚焦在很小的光点上，但对材料的热冲击仍然很大，限制了加工精度。只有降低热影响，才能提高加工质量。

当激光以皮秒的脉冲时间作用于材料时，加工效果会发生显著变化。随着脉冲能量的快速增加，高功率密度足以剥离外部电子。离子也被称为“冷加工”，因为激光和材料之间的相互作用时间很短，在将能量传递到周围材料之前，它们已经从材料表面烧蚀，不会对周围材料产生热影响。凭借冷加工的优势，短短脉冲激光器已经进入工业生产应用。

长脉冲VS超短脉冲激光加工。

超短脉冲加工能量很快注入小功能区，瞬间高能密度沉积改变了电子吸收和运动模式，避免了激光线性吸收、能量转移和扩散的影响，从根本上改变了激光和物质的相互作用机制。

长脉冲激光加工后的部位。

加工后的超快激光脉冲部分。

●广泛应用于激光加工。

激光加工包括高功率切割和焊接；钻孔、划线、切割、纹理、剥离、隔离等。微加工。各种激光加工方法的主要用途如下:

钻孔1.钻孔。

在电路板设计中，人们为了达到更好的导热效果，开始用陶瓷底座代替常规的塑料底座。为了连接电子元件，通常需要在板上钻几十万个μm级的孔。因此，在钻孔过程中，保证基底的稳定性不受热输入的影响变得非常重要。皮秒激光是这种应用的理想工具。

皮秒激光可以通过冲击钻探完成孔的加工，保证孔的均匀性。除了电路板，皮秒激光还可以高质量地钻孔塑料薄膜、半导体、金属薄膜和蓝宝石。

100μm不锈钢片，钻孔，3.3nsvs200fs，10,000脉冲，附近烧蚀阈值：

划线，切割。

激光脉冲可以通过扫描形成线条。通常情况下，陶瓷内部可以通过大量扫描深入，直到线条的深度达到材料厚度的1/6。然后沿着这些刻线从陶瓷底部分离单个模块。这种分离方法叫做划线。

另外一种分离方法是使用超短脉冲激光烧蚀切割，又称消融切割。激光器烧蚀材料，将材料去除，直至材料完全切割。该技术的优点是加工孔的形状和尺寸具有较大的灵活性。一个皮秒激光器可以完成所有的工艺步骤。

在聚碳酸酯材料上，皮秒激光和纳秒激光具有不同的划线效果。

线烧蚀(去除镀层)

另一种经常被视为微加工的应用是在不损坏或轻微损坏基材的情况下精确去除涂层。腐蚀可以是几微米宽的线条，也可以是几平方厘米的大面积去除。

因为涂层的厚度通常比烧蚀的宽度小得多，所以热量无法在侧面传递。所以可以使用纳秒级脉冲宽度的激光。

高平均功率激光、方形或矩形传导光纤、平顶光分布强度，这些技术的结合使激光表面的腐蚀在工业领域得到应用。例如，使用TruMicro7060激光器去除薄膜太阳能电池玻璃上的涂层。同样的激光器也可以用来去除汽车工业中的耐腐蚀涂层，为后续焊接做准备。

表面结构化。

结构化可以改变材料表面的物理特性。根据荷花效应，疏水性表面结构使水从表面流出。这一特性可以通过使用超短脉冲激光器在表面创建亚微米结构来实现，并且要创建的结构可以通过改变激光参数来精确控制。

相反的效果，如亲水表面，也可以实现，微加工也可以创造更大尺寸的结构。这些过程可以用来制造一些微结构，以减少发动机中的油箱磨损，或者通过金属表面的结构实现与塑料的焊接。

雕刻成型。

雕刻成型是通过腐蚀材料创造的三维形状。虽然腐蚀的大小可能超过传统意义上的微加工范围，但其所需的精度仍然被划分为这种激光应用领域。皮秒激光可用于加工铣床的多晶金刚石刀具边缘。

激光器是加工多晶金刚石的理想工具，多晶金刚石是一种非常坚硬的材料，可以制作铣刀刃。铣刀的切屑槽和齿采用雕刻成型技术加工，在这种情况下，激光的优点是非接触和高加工精度。

微加工具有很大的应用前景，通过激光微加工，越来越多的生活用品进入我们的视野。

激光加工是一种无接触加工，具有后续工艺少、可控性好、易集成、加工效率高、材料损耗小、环境污染低等显著优点。已广泛应用于汽车、电子、电器、航空、冶金、机械制造等行业，对提高产品质量、劳动生产率、自动化程度、降低材料消耗起着越来越重要的作用。