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光泽金属的激光精密刻蚀实验研究
  • ISSN号:1007-2276
  • 期刊名称:红外与激光工程
  • 时间:2014.5.1
  • 页码:1473-1476
  • 分类:TN249[电子电信—物理电子学]
  • 作者机构:[1]南开大学物理科学学院,天津300071
  • 相关基金:国家基础科学人才培养基金(J1103208)
  • 相关项目:南开大学物理学基地
中文摘要:

采用266 nm或355 nm的紫外激光器可以对微小的金属薄膜器件直接进行激光精密加工。但是,目前紫外激光器的输出功率普遍较低,以至于还不能对大幅面、深尺度的光泽金属进行激光加工。为了克服光泽金属对大功率固体激光器输出的1064 nm激光的高反射率和散热快问题,采用了优化谐振腔和扫描聚焦系统的光学方法,实现了激光单模运转,功率密度达到了1.592×109 W/cm2,由此也使得加工工件通过原子吸收激光能量的方式改变为通过金属中的自由电子的等离子体激射来吸收激光能量。在平均功率为50 W、重复频率为500 Hz、焦斑直径小于20μm、脉冲宽度为80 ns、切割速度为10 mm/s的加工条件下,对厚度为10 mm的大尺寸紫铜板直接进行了激光精密刻蚀实验,切割的槽宽和槽深均为100±10μm;槽间距为300±15μm,均达到了初始设计的指标要求。

英文摘要:

Micro devices of metal thin film may be directly processed by utilizing the UV laser at the wavelegth of 266 nm or 355 nm. However, due to the output power of UV laser is common lower at present, it is not suitable for directly processing the shine metal with the larger size and thick. In this experiment, in order to overcome the problems that shine metal possess the high reflectivity to the solid state laser of high power at 1 064 nm and the fast heat dissipation, the resonant cavity and the scanning focusing system were optimized, then the laser single mode operation was realized and the power density was reached 1.592í109 W/cm2, which also make that the absorption of laser energy by atom changes into the absorption way by the plasma emission of the free electrons in the metal. Utlizing to the laser of average power of 50 W, repetition frequency of 500 Hz, spot diameter of 20μm, pulse duration of 80 ns, cutting velocity of 10 mm/s, the bigger copperplate with thick of 10 mm was directly processed accurately, the width and deepth of the groove by laser cutting were all 100±10μm, and the groove spacing was 300±15μm, that were enough satisfied the initial target.

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期刊信息
  • 《红外与激光工程》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国航天科工集团
  • 主办单位:天津津航技术物理研究所
  • 主编:张锋
  • 地址:天津市空港经济区中环西路58号
  • 邮编:300308
  • 邮箱:irla@csoe.org.cn
  • 电话:022-58168883 /4/5
  • 国际标准刊号:ISSN:1007-2276
  • 国内统一刊号:ISSN:12-1261/TN
  • 邮发代号:6-133
  • 获奖情况:
  • 1996年获航天系统第五次科技期刊评比三等奖,1998年获航天系统第六次科技期刊评比二等奖,1997-2001年在天津市科技期刊评估中被评为一级期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:17466