激光切割加工借助於啁啾脈衝放大(dà)技(jì)術,單個脈衝(chōng)能量從幾個納焦耳就可放大(dà)至幾百毫焦耳甚至焦耳量級,此(cǐ)時脈衝的峰值功率可達Gw(10W)或Tw(10W),再經過聚焦後的功率密度為103-10W/cm2,甚至更高。具有如此極高峰值強度和極短(duǎn)持續時間的光脈衝與物質相互作用時,能夠以極快的(de)速度將其全部能量注入到很小的(de)作用區域,瞬間內的高能量密度沉積將使電子的吸收和運動方(fāng)式發生變化,避免了激光線性吸收(shōu)、激光切(qiē)割(gē)加工能量轉移和擴散等影響,從而在根本(běn)上改變了激光與物質(zhì)相互作(zuò)用的機製,使飛秒激光加工成為具有高精度、高(gāo)空間分辨(biàn)率和高廣泛性的處理過程(chéng)。
飛秒激光加工的光效率極高,這是因為激光切(qiē)割加工不會有長脈衝(chōng)激光加工常產生的等離子體屏蔽效應。飛秒(miǎo)激光(guāng)脈(mò)衝(chōng)在等離(lí)子體膨脹前,已全部注入到了固體表麵激光等離子體從表麵向外側膨脹時的膨脹(zhàng)速度約為10m/s量級,若使用100fs以下超短脈衝激光加工,很明顯,在等離子體膨脹前,激光照射就終止了,回避了等離子體屏蔽。
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