在超快激光微加工中,如何在保证加工质量的同时提升材料去除效率,是工艺优化的核心问题。传统单脉冲加工将全部能量集中在一个脉冲中,容易在材料表面形成强等离子体屏蔽,后续能量被等离子体吸收或反射,实际进入材料的有效能量比例下降,同时带来热影响区扩大、重铸层增厚等问题。
克服上述局限的一种成熟方案是脉冲串序列(Burst):将单次激光输出的能量拆分为多个子脉冲,也就是脉冲串序列。第一个子脉冲通常调整至保持在等离子体形成阈值处或略高于该阈值,以温和的方式启动材料相互作用;后续子脉冲在已被改性的材料基础上继续作用,能量利用更充分。
脉冲串序列的工艺优势主要体现在几个方面:一是降低单脉冲峰值功率,减少等离子体屏蔽和热损伤;二是子脉冲之间的短暂间隔让等离子体有时间消散,下一个子脉冲能更有效地耦合进材料;三是通过调整子脉冲数量、子脉冲间隔和单脉冲能量分配,可以针对不同材料和加工需求优化去除率和表面质量。
在实际工业应用中,脉冲串模式已成为高端超快激光器的标配功能之一,广泛应用于玻璃切割、陶瓷微孔、半导体晶圆加工等对精度和热控制要求较高的场景。设备厂商通常在激光器控制系统中提供Burst模式参数设置,用户可根据材料特性和工艺要求进行调试。
内容来源:安普激光




