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你能区分纳秒激光、皮秒激光和飞秒激光吗？

激光加工在我们的日常生活中非常普遍，很多人都对它很熟悉。你可能经常听到纳秒激光、皮秒激光、飞秒激光这些术语。它们都属于超快激光。但是你知道如何区分它们吗？

2022-02-21

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首先，我们来弄清楚这些“第二”是什么意思。

1纳秒 = 10^-9第二

1 皮秒 = 10^-12第二

1飞秒 = 10^-15第二

因此，纳秒激光、皮秒激光和飞秒激光的主要区别在于它们的持续时间。

超快激光的含义

很久以前，人们就尝试用激光进行微加工。然而，由于传统激光脉冲宽度长、强度低，待加工材料容易熔化并持续蒸发。虽然激光束可以聚焦成很小的光斑，但对材料的热影响仍然很大，限制了加工精度。只有降低热效应才能提高加工质量。

但当超快激光作用于材料时，其加工效果会发生显著变化。随着脉冲能量的急剧增加，高功率密度足以烧蚀外部电子器件。由于超快激光与材料的相互作用时间极短，离子在将能量传递给周围材料之前就已经在材料表面被烧蚀，因此不会对周围材料产生热效应。所以，超快激光加工也被称为冷加工。

超快激光在工业生产中有着广泛的应用。以下列举其中几个例子：

1.钻孔

在电路板设计中，人们开始使用陶瓷基板代替传统的塑料基板，以实现更好的导热性能。为了连接电子元件，需要在电路板上钻出数千微米级的微孔。因此，如何在钻孔过程中保持基板稳定且不受热输入的影响变得至关重要。而皮秒激光器正是实现这一目标的理想工具。

皮秒激光通过冲击钻孔实现孔加工，并保持孔径均匀性。除了电路板，皮秒激光还适用于在塑料薄膜、半导体、金属薄膜和蓝宝石等材料上进行高质量孔加工。

2.划线和切割

通过连续扫描与激光脉冲叠加，可以形成一条线。这需要大量的扫描才能深入陶瓷内部，直到线条达到材料厚度的六分之一。然后沿着这些线条将每个模块从陶瓷基底上分离出来。这种分离方法称为划线。

另一种分离方法是脉冲激光烧蚀切割。它需要烧蚀材料直至其完全被切穿。

对于上述划线和切割，皮秒激光和纳秒激光是理想的选择。

3.涂层去除

超快激光的另一项微加工应用是涂层去除。这意味着在不损伤或仅轻微损伤基材的情况下，精确去除涂层。烧蚀范围可以是几微米宽的细线，也可以是几平方厘米的大面积区域。由于涂层的宽度远小于烧蚀的宽度，热量不会向侧面传递。这使得纳秒激光非常适用。

超快激光器具有巨大的发展潜力和广阔的应用前景。它无需后处理，易于集成，加工效率高，材料消耗少，环境污染小。目前已广泛应用于汽车、电子、家电、机械制造等领域。为了确保超快激光器长期稳定运行，必须对其温度进行严格控制。S&A Teyu CWUP系列便携式水冷机是冷却功率高达30W的超快激光器的理想选择。这些激光冷却器具有±0.1℃的极高精度，并支持Modbus 485通信功能。通过合理设计的管道，气泡产生的概率大大降低，从而显著减少了对超快激光器的影响。