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高精密激光切割的理论及应用技术研究

作　者: 杨伟
导　师: 张骏
学　校: 烟台大学
专　业: 光学
关键词: 激光切割高精密全固态紫外激光器紫外激光水下激光切割
分类号: TN249
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 410次
引　用: 2次
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内容摘要

激光切割技术以其无可比拟的优势而得到广泛的应用,高精密激光切割更是拥有广阔的应用前景。本文以深圳市木森科技的StencilCut系列激光切割机为例,从激光部分、光路部分、辅助介质、机械结构、电控部分和软件部分六个方面分析了高精密激光切割中聚焦精度、结构精度、控制精度的实现方法和影响因素,研究了系统中各个参数对切割质量和切割速度的影响,并使用近红外掺镱光纤激光器和纳秒级LD泵浦紫外激光器的学位论文">全固态紫外激光器对硅片、电子陶瓷基片、LED蓝宝石衬底、BST薄膜、PCB等材料进行了切割研究。通过对高精密激光切割的理论分析,为实际应用中参数的选择提供了依据,也为进一步提高切割精度提供了参考。在辅助介质部分通过对水下激光切割技术的理论分析和实验研究,将此项技术从实验室阶段推向工业生产,并对此项技术申请了发明专利;通过使用紫外激光对浸没在KOH溶液中的BST材料进行微细加工的方法来制作非制冷型红外焦平面阵列,取得了非常好的效果,目前已经进入设备的制造阶段,已对此项技术申请了发明专利;通过对多种材料的切割研究,即验证了理论分析的正确性,也为LD泵浦全固态紫外激光器的应用积累了经验,这些材料的切割已经完全投入实际应用中,进入代工生产和设备制造阶段。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-9
1 绪论  9-16
  1.1 激光应用的发展及现状  9
  1.2 激光加工和激光制造介绍  9-11
  1.3 激光切割技术及发展状况  11-12
  1.4 课题的提出及研究意义  12-14
  1.5 本论文的研究内容  14-16
2 激光切割技术  16-26
  2.1 激光产生及其特性  16
  2.2 激光与物质的相互作用  16-18
  2.3 激光切割基本原理  18-20
  2.4 激光切割优点  20-21
  2.5 激光切割系统  21-23
  2.6 激光切割结果的评价  23-24
  2.7 激光安全防护  24-26
3 高精密激光切割分析  26-61
  3.1 高精密激光切割综述  26-27
  3.2 激光参数及光路系统对切割的影响  27-38
    3.2.1 高斯光束的传播及光路系统的影响  27-34
    3.2.2 焦点位置的影响  34
    3.2.3 激光参数的影响  34-38
  3.3 切割速度的影响  38-39
  3.4 光斑重叠率的影响  39-41
  3.5 辅助介质部分的影响  41-48
    3.5.1 气体辅助切割  41-43
    3.5.2 水导激光切割  43-44
    3.5.3 水下激光切割  44-48
  3.6 机构和电控部分的影响  48-58
    3.6.1 机械结构  49-50
    3.6.2 运动控制  50-54
    3.6.3 激光干涉校正  54-58
  3.7 软件部分  58-60
    3.7.1 控制软件  58
    3.7.2 优化软件  58-60
  3.8 小结  60-61
4 高精密激光切割应用技术研究  61-81
  4.1 硅片及其他脆性材料的切割  61-67
  4.2 金属薄板的切割  67-72
  4.3 LED 蓝宝石衬底切割  72-73
  4.4 PCB 切割  73-76
  4.5 红外焦平面阵列的制作  76-79
  4.6 表面微细结构的制作  79-81
5 总结与展望  81-83
  5.1 总结  81-82
  5.2 展望  82-83
参考文献  83-86
致谢  86-87
附录1：攻读硕士学位期间发表的论文  87-88
附录2：攻读硕士学位期间申请的专利  88-89
附录3：攻读硕士学位期间参与科研情况  89-90

高精密激光切割的理论及应用技术研究

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