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你能分辨出纳秒激光、皮秒激光和飞秒激光的区别吗？

激光加工在我们的日常生活中非常常见，很多人都很熟悉。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。但你知道如何区分它们吗？

2022-02-21

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首先我们来搞清楚一下这些“秒”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之间的主要区别在于它们的时间长度。

超快激光的含义

人们很早就尝试利用激光进行微加工。然而，由于传统激光脉冲宽度长、激光强度低，被加工材料容易熔化并不断蒸发。虽然激光束可以聚焦成非常小的激光光斑，但对材料的热影响仍然很大，限制了加工的精度。只有降低热影响才能提高加工质量。

但当超快激光作用于材料时，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材料外部的电子。由于超快激光与材料相互作用的时间非常短，离子在将能量传递到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。因此，超快激光加工又被称为冷加工。

超快激光在工业生产中的应用非常广泛，以下列举几种：

1.钻孔

在电路板设计中，人们开始使用陶瓷基底取代传统的塑料基底，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小孔。因此，保持基底稳定，不受钻孔过程中热量输入的干扰变得至关重要。而皮秒激光器正是理想的工具。

皮秒激光通过冲击钻孔实现打孔，且孔径均匀。除电路板外，皮秒激光还适用于在塑料薄膜、半导体、金属薄膜、蓝宝石等材料上进行高质量的打孔。

2.划线切割

通过连续扫描叠加激光脉冲，可以形成一条线。这需要大量的扫描才能深入陶瓷内部，直到线达到材料厚度的六分之一。然后，沿着这些线将每个单独的模块从陶瓷基座上分离出来。这种分离过程称为划线。

另一种分离方法是脉冲激光烧蚀切割。它需要烧蚀材料，直到材料完全切穿。

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

超快激光的另一个微加工应用是涂层去除。这意味着在不损坏或轻微损坏基础材料的情况下精确去除涂层。烧蚀可以是几微米宽的线，也可以是几平方厘米的大规模。由于涂层的宽度远小于烧蚀的宽度，热量不会传递到侧面。这使得纳秒激光非常合适。

超快激光器潜力巨大，前景广阔。它具有无需后处理、易于集成、加工效率高、材料消耗低、环境污染小等特点，广泛应用于汽车、电子、家电、机械制造等领域。为了保证超快激光器长期精确运行，必须保持良好的温度。S&A Teyu CWUP系列便携式冷水机非常适合冷却高达30W的超快激光器。这些激光冷水机具有±0.1℃的极高精度，并支持Modbus 485通讯功能。通过合理的管路设计，产生气泡的可能性变得非常小，从而降低了对超快激光器的影响。