超高频激光在微加工领域的前沿发展

激光曾被视为神秘之光，并已被人类广泛使用。近年来，科学家研究发现了一种更为奇特的超高频激光-飞秒激光，飞秒（femtosecond）也叫毫微微秒，是人类目前在实验室条件下所能获得最短脉冲的技术手段。飞秒激光在瞬间发出的巨大功率比全世界发电总功率还大，已有所应用，科学家预测飞秒激光将为下世纪新能源的产生发挥重要作用。

在微加工领域，飞秒激光作用于金属和非金属加工时原理完全不同，金属表面存在大量的自由电子，当激光照射金属表面时，自由电子会瞬间被加热，数十飞秒内让电子电子发生碰撞，自由电子将能量传道给晶格，形成开孔。

在飞秒激光作用于非金属材料时，由于材料表面自由电子较少，激光照射时先要使得材料表面电离，进而产生自由电子，剩下的环节与金属材料一致。飞秒激光加工微孔时，在初级阶段先形成一个小坑，随着脉冲数量的增多，坑深度不断增加，但随着深度的增加，坑底的碎屑飞出的难度也越来越大，导致激光向底部传播的能量越来越少，最终达到深度不可增加的饱和状态，即打完一个微孔。

飞秒激光钻孔技术还被运用到透明材料内部的三维微孔加工中，这种制造技术将有利于制造飞机、坦克、舰艇上使用的光电传感器设备。加工方法一般是通过液体辅助，在透明材料表面直接烧蚀成孔，让液体将碎屑清除，这样的方法可以达到更高的钻孔深度。

随着飞秒激光技术的发展，飞秒激光能在更多领域获得更多的应用。

欢迎感兴趣的师生聆听！