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你能分辨納秒雷射、皮秒雷射和飛秒雷射嗎？

雷射加工在我們的日常生活中非常普遍，很多人對它很熟悉。你可能常聽到納秒雷射、皮秒雷射、飛秒雷射這些術語。它們都屬於超快雷射。但是你知道如何區分它們嗎？

2022-02-21

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首先，讓我們弄清楚這些「第二」是什麼意思。

1奈秒 = 10^-9第二

1 皮秒 = 10^-12第二

1飛秒 = 10^-15第二

因此，奈秒雷射、皮秒雷射和飛秒雷射的主要區別在於它們的持續時間。

超快雷射的含義

很久以前，人們就嘗試用雷射進行微加工。然而，由於傳統雷射脈衝寬度長、強度低，因此待加工材料容易熔化並持續蒸發。雖然雷射光束可以聚焦成很小的光斑，但對材料的熱影響仍然很大，限制了加工精度。只有降低熱效應才能提高加工品質。

但當超快雷射作用於材料時，其加工效果會顯著改變。隨著脈衝能量的急劇增加，高功率密度足以燒蝕外部電子元件。由於超快雷射與材料的相互作用時間極短，離子在將能量傳遞給周圍材料之前就已經在材料表面被燒蝕，因此不會對周圍材料產生熱效應。所以，超快雷射加工也被稱為冷加工。

超快雷射在工業生產上有著廣泛的應用。以下列舉幾個例子：

1.鑽孔

在電路板設計中，人們開始使用陶瓷基板取代傳統的塑膠基板，以實現更好的導熱性能。為了連接電子元件，需要在電路板上鑽出數千微米級的微孔。因此，如何在鑽孔過程中保持基板穩定且不受熱輸入的影響變得至關重要。而皮秒雷射正是實現這一目標的理想工具。

皮秒雷射透過衝擊鑽孔實現孔加工，並保持孔徑均勻性。除了電路板，皮秒雷射也適用於在塑膠薄膜、半導體、金屬薄膜和藍寶石等材料上進行高品質孔加工。

2.劃線和切割

透過連續掃描與雷射脈衝疊加，可以形成一條線。這需要大量的掃描才能深入陶瓷內部，直到線條達到材料厚度的六分之一。然後沿著這些線條將每個模組從陶瓷基底上分離出來。這種分離方法稱為劃線。

另一種分離方法是脈衝雷射燒蝕切割。它需要燒蝕材料直至其完全被切割。

對於上述劃線和切割，皮秒雷射和奈秒雷射是理想的選擇。

3.塗層去除

超快雷射的另一項微加工應用是塗層去除。這意味著在不損傷或僅輕微損傷基材的情況下，精確去除塗層。燒蝕範圍可以是幾微米寬的細線，也可以是幾平方公分的大面積區域。由於塗層的寬度遠小於燒蝕的寬度，因此熱量不會向側面傳遞。這使得納秒雷射非常適用。

超快雷射具有巨大的發展潛力和廣泛的應用前景。它無需後處理，易於集成，加工效率高，材料消耗少，環境污染小。目前已廣泛應用於汽車、電子、家電、機械製造等領域。為了確保超快雷射器長期穩定運行，必須對其溫度進行嚴格控制。 S&A Teyu CWUP系列便攜式水冷機是冷卻功率高達30W的超快雷射的理想選擇。這些雷射冷卻器具有±0.1℃的極高精度，並支援Modbus 485通訊功能。透過合理設計的管道，氣泡產生的機率大大降低，從而顯著減少了對超快雷射的影響。