飛秒激光燒蝕陶瓷的加工機(jī)理及工藝過(guò)程研究.pdf

1、飛秒激光加工技術(shù)以其極窄的脈沖寬度與極高的能量密度，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)任何材料的非熱熔性加工，具有加工區(qū)域小和精度高等優(yōu)點(diǎn)，在各種材料微加工中應(yīng)用日益廣泛。
　　(1)本文討論了飛秒激光能量在陶瓷試件表面上的沉積、激光燒蝕的過(guò)程。在飛秒脈沖寬度條件下，簡(jiǎn)化自恰模型，并利用有限差分方法得到材料載流子與晶格溫度隨時(shí)間變化規(guī)律，從溫度角度分析飛秒激光非熱熔性加工的本質(zhì)。
　　(2)對(duì)比目前三種主要燒蝕閾值檢測(cè)方法的優(yōu)缺點(diǎn)，選取研究燒蝕直徑

2、與入射脈沖能量關(guān)系的方法，結(jié)合試驗(yàn)結(jié)果，推導(dǎo)出材料的燒蝕閾值，為利用飛秒激光在陶瓷表面實(shí)現(xiàn)微加工提供理論支持。
　　(3)在理論研究基礎(chǔ)上，采用脈沖寬度50fs、重復(fù)頻率1kHz飛秒激光對(duì)碳化硅和氧化鋁材料進(jìn)行刻劃研究。在試驗(yàn)中，溝槽深度與入射激光能量對(duì)數(shù)成線性關(guān)系，隨著入射激光能量增加產(chǎn)生了兩個(gè)不同燒蝕區(qū)域，其具有不同的燒蝕率與加工閾值，溝槽深度與掃描速度成反比，溝槽寬度與入射激光能量成線性關(guān)系，溝槽寬度受掃描速度影響程度較小。