多脉冲飞秒激光深小孔加工方法研究

摘要

飞秒激光与金属相互作用时,由于飞秒激光具有能量沉积快、热扩散面积小等优势而受到广泛关注.本文考虑到需要加工大深径比的厚的材料的实际情况,采用三维双温模型对超短脉冲加工进行了理论预测,并在实验上予以验证.在实验与理论中均发现激光能量密度和脉冲个数是影响小孔形貌和深度的主要因素,而脉冲的聚焦半径是影响小孔孔径的要素,并且烧蚀阈值在多脉冲烧蚀情况下会明显低于单脉冲烧蚀.最后,理论分析了高斯-贝塞尔光束在不同的产生条件下的轴上光强分布,相比于高斯光束,如若利用贝塞尔光束对铝膜进行加工,高深径比很容易实现.最后，提出了使用高斯一贝塞尔光束进行微加工。利用零阶贝塞尔光束在最大准直距离内的无衍射特性可以较高斯光束而言更加容易实现高深径比。