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隨著激光技術(shù)的不斷發(fā)展，激光加工已經(jīng)充分的應(yīng)用到了各種行業(yè)的生產(chǎn)制造當(dāng)中。

激光加工原理：

由激光器發(fā)出的光束經(jīng)過透鏡系統(tǒng)聚焦后，將能量高度聚焦，然后作用到材料，利用光熱效應(yīng)進(jìn)行加工。

根據(jù)材料本身對激光波段吸收能力的不同，市場上常見的激光加工分為紅外激光和紫外激光兩種，對比如下：

通過對比可知:相對于紅外激光器，紫外激光器具有波長短、聚焦光斑小、單個光子能量大、熱影響區(qū)域較小等優(yōu)點。并且大多數(shù)材料對紫外光的吸收效率比較高，可加工很多紅外光加工不了的材料。

355nm激光是通過晶體材料非線性效應(yīng)的變頻技術(shù)來獲得，其原理如圖1 所示：

圖1

激活介質(zhì)Nd：YAG或者Nd:YVO4通過外部激勵源激發(fā)產(chǎn)生1064nm紅外激光，通過聲光調(diào)Q技術(shù)產(chǎn)生紅外脈沖激光，然后依次通過倍頻晶體產(chǎn)生了532nm綠光、剩余的紅外激光與綠光經(jīng)過和頻晶體，最終得到紫外激光。

    目前，鑒于工業(yè)應(yīng)用對于激光加工效率和要求的不斷提高，10W以上的納秒紫外激光器在市場上變得炙手可熱，因此高功率、窄脈寬、高重復(fù)頻率的中高功率納秒紫外激光器是各個公司研究的主流方向。目前國內(nèi)有幾家公司可以提供10W以上的紫外激光器，但是其穩(wěn)定性相比于進(jìn)口激光器相差甚遠(yuǎn)。如何在獲得高功率紫外激光輸出的同時確保其相關(guān)性能穩(wěn)定，也一直是國內(nèi)各家公司面臨的難題。貝林激光，通過引進(jìn)國外先進(jìn)的紫外激光器制作工藝，并結(jié)合自身10年以上的紫外激光器制作研發(fā)經(jīng)驗，于2018年初推出了新一代高功率紫外一體機(jī)——Marble UV。(Marble UV 輸出功率為10—15W、脈寬 < 25ns、M 2 < 1.3)。Marble UV 如圖2：

圖2

Marble UV優(yōu)點

l Marble UV采用先進(jìn)的諧振腔設(shè)計及激光控制技術(shù)，使激光器在高功率運轉(zhuǎn)下獲得優(yōu)秀的光束質(zhì)量和較窄的激光脈沖寬度。特殊的腔內(nèi)熱補償技術(shù)及諧波轉(zhuǎn)換技術(shù)實現(xiàn)了高效穩(wěn)定的倍頻轉(zhuǎn)換。

l 相對于傳統(tǒng)的納秒紫外激光器，Marble UV采用了一體機(jī)設(shè)計方案，所有控制電路和光學(xué)器件全部集成在激光頭內(nèi)部，使得激光器整機(jī)更加緊湊?？蛻艨梢酝ㄟ^軟件直接連接到激光頭上進(jìn)行控制，沒有控制箱，客戶更方便對設(shè)備系統(tǒng)進(jìn)行集成。

應(yīng)用方向

高功率紫外激光器主要應(yīng)用于精細(xì)加工的高端市場，包括柔性電路板 (FPCB) 、印刷電路板 (PCB)的鉆孔/切割、陶瓷材料打孔與劃片、玻璃/藍(lán)寶石切割、LED襯底晶圓劃線、特殊玻璃切割、激光打標(biāo)等各個領(lǐng)域，相關(guān)應(yīng)用如下：

1、 柔性電路板 (FPCB) 、印刷電路板 (PCB)的鉆孔/切割

柔性電路板 (FPCB)的基體材料為一些特殊聚合物(如聚酰亞胺) ，受熱會使其加工區(qū)域邊緣變形，導(dǎo)致炭化現(xiàn)象嚴(yán)重。由于紫外激光器的加工方式為“冷加工”，紫外光直接破壞其材料表面的分子鍵，使其分子脫離物體，則這樣熱影響區(qū)域變小，如下圖3、4邊緣部分明顯光滑。

2、晶圓劃線

晶圓是指硅半導(dǎo)體集成電路制作所用的硅晶片，其原始材料為硅。高功率紫外激光器在晶圓的切線方面也具有很大的優(yōu)勢。如下圖5、6所示，由于紫外激光器波長短、聚焦光斑的能力強，這樣在加工的過程中可以獲得一個很小的切口。這樣較小的切口和較淺的劃線深度所產(chǎn)生的殘渣也少。

3、激光打標(biāo)

   激光打標(biāo)是激光加工最大的應(yīng)用領(lǐng)域之一。激光打標(biāo)的原理是利用高能量密度的激光對材料進(jìn)行局部照射，使表層材料汽化或發(fā)生顏色變化的化學(xué)反應(yīng)，從而留下永久性標(biāo)記。由于大多數(shù)材料對紫外光都有較好的吸收，可以通過它對大多數(shù)材料的表面進(jìn)行精細(xì)打標(biāo)，可以打出各種圖案、文字和符號等。同時打標(biāo)效果的對比度較高，易于識別。如下圖7、8所示：

隨著紫外激光器核心技術(shù)的不斷改進(jìn)及激光加工應(yīng)用領(lǐng)域的不斷拓展，高功率紫外激光器必將在加工領(lǐng)域大放光彩。在此，我們貝林激光將繼續(xù)在高功率紫外激光器的研發(fā)道路上不斷前行，助力于激光加工應(yīng)用的發(fā)展！