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飞秒激光微结构加工工艺的研究

作　者: 李凌梅
导　师: 傅星
学　校: 天津大学
专　业: 测试计量技术及仪器
关键词: 飞秒激光微结构表面烧蚀切割
分类号: TN249
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
下　载: 251次
引　用: 1次
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内容摘要

飞秒激光具有极高的峰值强度,精确的损伤阈值,热影响区小,加工精度高等特点,引起国内外研究者的极大兴趣。本文利用飞秒激光加工系统对飞秒激光应用于不同材料表面微结构加工理论进行了初步探讨,并使用波长775nm、脉宽150fs、重复频率1KHz的脉冲激光进行了材料表面烧蚀与切割实验,为飞秒激光用于材料表面微结构加工的研究和不同材料加工工艺参数的确定提供了有重要参考价值的数据。论文的工作主要包括:1.对飞秒激光在物质表面烧蚀和切割工艺的加工机理及其在微结构加工中的应用进行了研究。2.利用CPA-2110i飞秒激光加工系统对硅样品进行了一系列表面烧蚀实验,观测飞秒激光对硅材料表面烧蚀的具体过程。3.对多种材料的切割工艺进行了实验研究,分析了不同激光参数对于切割尺寸及精度的影响。4.利用原子力显微镜、扫描电镜、光学显微镜等对加工的微结构进行了测试,分析了加工中缺陷的产生原因,提出了相应的优化方案。

全文目录

中文摘要  3-4
ABSTRACT  4-7
第一章绪论  7-13
  1.1 飞秒激光加工研究现状  7-12
  1.2 课题的研究意义和主要工作  12-13
第二章飞秒激光加工理论  13-30
  2.1 激光与固体相互作用过程  13-14
  2.2 飞秒激光加工的特点  14-23
    2.2.1 长脉冲激光加工中的热扩散问题  14-15
    2.2.2 飞秒激光加工的机理  15-20
    2.2.3 飞秒激光加工的优势  20-23
  2.3 飞秒激光加工理论模型  23-30
    2.3.1 金属  23-25
    2.3.2 电介质  25-27
    2.3.3 半导体  27-30
第三章飞秒激光加工实验系统  30-39
  3.1 飞秒激光器  31-34
  3.2 光路系统  34-36
  3.3 移动平台  36-37
  3.4 监视系统  37-39
第四章飞秒激光用于烧蚀的过程分析与实验  39-59
  4.1 实验概述  39-40
    4.1.1 实验目的  39
    4.1.2 实验对象  39
    4.1.3 实验方法  39
    4.1.4 测试手段  39-40
  4.2 烧痕  40-41
    4.2.1 烧痕概述  40
    4.2.2 烧痕的影响参数  40
    4.2.3 烧痕的应用  40-41
  4.3 波纹  41-54
    4.3.1 波纹概述  41-42
    4.3.2 波纹的形成  42-43
    4.3.3 波纹的影响因素  43-52
    4.3.4 影响波纹及表面微结构的其它因素  52-54
  4.4 烧蚀孔  54-59
    4.4.1 烧蚀孔概述  54-55
    4.4.2 烧蚀孔的影响因素  55-57
    4.4.3 烧蚀孔的优化  57-59
第五章飞秒激光用于切割工艺的分析与实验  59-67
  5.1 金属  59-62
    5.1.1 实验概述  59
    5.1.2 影响参数  59-62
  5.2 电介质  62-67
    5.2.1 实验概述  62
    5.2.2 影响参数  62-67
第六章总结与展望  67-68
参考文献  68-73
发表论文和科研情况说明  73-74
致谢  74

飞秒激光微结构加工工艺的研究

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