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你能分辨出納秒雷射、皮秒雷射和飛秒雷射的差異嗎？

雷射加工在我們的日常生活中非常常見，很多人都很熟悉。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。但你知道如何區分它們嗎？

2022-02-21

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首先我們來搞清楚一下這些「秒」是什麼意思。

1納秒=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之間的主要區別在於它們的時間長度。

超快雷射的含義

人們很早就嘗試利用雷射進行微加工。然而，由於傳統雷射脈衝寬度長、雷射強度低，被加工材料容易熔化並不斷蒸發。雖然雷射光束可以聚焦成非常小的雷射光斑，但對材料的熱影響仍然很大，限制了加工的精度。只有降低熱影響才能提高加工品質。

但當超快雷射作用於材料時，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材料外部的電子。由於超快雷射與材料相互作用的時間非常短，離子在將能量傳遞到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。因此，超快雷射加工又被稱為冷加工。

超快雷射在工業生產上的應用非常廣泛，以下列舉幾種：

1.鑽孔

在電路板設計中，人們開始使用陶瓷基底取代傳統的塑膠基底，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小孔。因此，保持基底穩定，不受鑽孔過程中熱量輸入的干擾變得至關重要。而皮秒雷射正是理想的工具。

皮秒雷射透過衝擊鑽孔實現打孔，且孔徑均勻。除電路板外，皮秒雷射還適用於在塑膠薄膜、半導體、金屬薄膜、藍寶石等材料上進行高品質的打孔。

2.劃線切割

透過連續掃描疊加雷射脈衝，可以形成一條線。這需要大量的掃描才能深入陶瓷內部，直到線達到材料厚度的六分之一。然後，沿著這些線將每個單獨的模組從陶瓷基座上分離出來。這種分離過程稱為劃線。

另一種分離方法是脈衝雷射燒蝕切割。它需要燒蝕材料，直到材料完全切穿。

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

超快雷射的另一個微加工應用是塗層去除。這意味著在不損壞或輕微損壞基礎材料的情況下精確去除塗層。燒蝕可以是幾微米寬的線，也可以是幾平方公分的大規模。由於塗層的寬度遠小於燒蝕的寬度，熱量不會傳遞到側面。這使得納秒雷射非常合適。

超快雷射潛力巨大，前景廣闊。它具有無需後處理、易於整合、加工效率高、材料消耗低、環境污染小等特點，廣泛應用於汽車、電子、家電、機械製造等領域。為了確保超快雷射長期精確運行，必須保持良好的溫度。 S&A Teyu CWUP系列便攜式冰水機非常適合冷卻高達30W的超快雷射。這些雷射冷水機具有±0.1℃的極高精度，並支援Modbus 485通訊功能。透過合理的管路設計，產生氣泡的可能性變得非常小，從而降低了對超快雷射的影響。