超快激光包括皮秒和飞秒,皮秒激光器是纳秒激光器的技术升级,并且皮秒激光器使用的是锁模技术,而纳秒激光器使用的是调Q技术。飞秒使用的是完全不同的技术路线,种子源发射的光经由脉冲展宽器展宽后,经过CPA功率放大器放大,最后经过脉冲压缩器压缩出光,技术难度更高。 提到飞秒激光,首先想到的可能就是医疗美容上用到的飞秒近视矫正,飞秒祛斑等常见用法,飞秒激光器也分为红外、绿光、紫外等不同波长,其中红外光的应用领域具有独特的优势:红外激光器可以被材料或分子选择性吸收,且在电子、光子或医疗等行业的激光处理中几乎没有热影响区。目前可用于材料加工、外科手术、消费、电子通信、光谱学、航空航天、国防应用和基础科学等众多领域。所以本次将介绍的是奥创光子的红外飞秒激光器在工业中的几种典型应用。 01 加工超薄玻璃(UTG) 目前超薄玻璃材料已广泛应用于消费电子显示、半导体行业,如我们常用的OLED屏幕中的基板玻璃就是超薄玻璃(UTG)。 随着手机技术的不断革新,手机屏幕也越来越年轻化、多样化,折叠屏技术应运而生。然而折叠屏手机对玻璃的要求很高,玻璃越薄,透光性能就会越好,柔韧性好,重量也会随之减轻。但这类电子玻璃加工要求精度高、效率高,无微裂纹、无暗裂纹等等,因此超快激光加工电子玻璃成为目前的主要加工方式,并且随着我们对崩边及微裂纹要求的提高,飞秒激光逐渐成为最佳的选择。 以下为奥创光子红外飞秒激光器关于超薄玻璃及薄玻璃加工效果实际微观显示图 飞秒激光具备超高能量密度,可以轻松超过玻璃损伤阈值;同时超薄玻璃对热量更加敏感,而飞秒脉冲是“冷加工”模式,可以使得光斑边缘完整,光斑互相无干扰,实现超低断裂效果;加工过程中能够使侧壁光滑,不易出现不规则崩边,不易出现多余热量产生异常裂纹,对UTG弯折半径无影响,能最大限度延长弯折寿命。02 加工镀金铜箔 铜箔是电子工业中常用的元件之一。该电解质为负电解质,将其沉淀于电路板基底上的一层,并作为电路板的导电体。铜箔是很薄的铜制品,铜和纸一样,厚度也是微米。通常为5um-135um,越薄越宽越难制作。简而言之,将铜压成非常薄的薄片就是铜箔。 铜箔产业链图 铜箔的应用广泛,涉及方方面面,如电力汽车、消费电子、航空航天、通信设备等领域。而传统加工方式主要以模切为主,但在效率、加工速度、损耗和切割精度等方面都存在不足。而采用普通激光切割时,热影响大,边缘的热效应使得铜箔容易翘曲和变形,边缘碳化,导致材料变性。 下图为奥创光子红外飞秒激光器加工铜箔实际微观显示效果图 而飞秒激光因其独特的“冷加工”模式,在对铜箔的加工中优势更加明显。飞秒激光具有更窄的脉宽,可以实现加工该材料具有极少的热效应产生,避免了热积累给材料带来损伤,很好保护镀金层不脱落; 在直接切割过程中也不会出现变色、没有熔融、不会造成材质的污染等;并且飞秒激光具有极佳的光束质量输出,经过聚焦后,可保障加工材料边缘效果的一致性以及切割道、端面两边的平整度,实现真正精密切割;还支持多个burst以及脉冲编辑功能,加工的效率以及效果得到进一步提升。 加工氧化锆陶瓷 氧化锆 (YSZ)陶瓷基板在陶瓷方面,其优异的耐高温性可以作为感应加热管、耐火材料、发热元件使用。并且它具有敏感的电性能参数,高韧性高抗弯强度和高耐磨性,优异的隔热性能,热膨胀系数等优点接近于钢,主要应用于陶瓷刀,氧传感器、燃料电池用热基板、固体氧化物燃料电池和高温发热体等领域。 与金属相比,氧化锆陶瓷具有更好的耐磨性,表面光滑,质地好,不氧化等优点。众多著名高端品牌也都推出了高端陶瓷手表,智能穿戴领域占有一席之地;陶瓷插芯和套管也广泛用于光纤连接器领域;同时氧化锆陶瓷因其无信号屏蔽、抗跌落、耐磨、抗折叠、外观温暖光滑、手感好等优点,被广泛应用于手机等3C电子领域。但传统氧化锆陶瓷加工过程中,不可避免地存在加工质量差、加工效率低等一系列问题。这就需要选用飞秒激光加工,能更加精细、高效地解决这一问题。下图为奥创光子红外飞秒激光器加工氧化锆陶瓷实际微观显示效果图 因飞秒脉冲的能量峰值高,可以实现冷加工模式,更能够满足产品的严格要求,并且在产品加工过程中飞秒激光能量消耗低、对材料损伤小、所以加工过程中精度高;非传统的机械接触式加工无应力,在样品边缘分布均匀,陶瓷崩边不易出现熔融状态、质量更好;飞秒激光在加工过程拥有极高的能量密度,可以实现对氧化锆陶瓷材料更高效的切割能力,能够快速切割材料结构成型。 越来越多的实验应用正在证明着飞秒激光加工技术对工业领域的重大优势,奥创光子也在不断深耕其中,加大应用类实验操作,以发挥更多的飞秒优势,不断为先进制造产业转型升级夯实基础,促进发展。转自:奥创光子 |