微加工中光纖激光器的發揮

 購買(mai) 光纖激光器如今，激光工藝已廣泛應用於(yu) 製造業(ye) ，比如金屬的切割與(yu) 焊接，其中一個(ge) 重要領域就是激光微製造或是激光微加工。這裏的“微”指的是基板厚度不足1毫米，尺寸測量精確至微米。與(yu) 傳(chuan) 統的大規模生產(chan) 應用，比如機撲焊接或是鈑金切割相比，進行微加工時所需用到的設備及工藝則更強調精確度以及嚴(yan) 謹的進程控製。由於(yu) 這些應用往往對熱能很敏感，對精確度有極高的要求，所以，所選激光器的類型、規格、光學係統及硬件配置對於(yu) 穩定的規模生產(chan) 而言至關(guan) 重要。
激光器的選擇取決(jue) 於(yu) 諸多因素，其中包括材料屬性、加工形狀、進程容差、所需產(chan) 能等等。新型光纖激光器需要在降低成本的同時，提供改良的、更加靈活的激光源。
棒式固態激光器有一個(ge) 致命缺陷，即熱透鏡效應會(hui) 導致平均功率受限。IPG推出的準連續摻鐿光纖激光器（QCW），具有高亮度/光束質量、高脈衝(chong) 能量、高峰值功率及高平均功率，已成為(wei) 替代照射棒或二極管泵浦固態激光器的理想選擇。這種風冷、緊湊型激光器，電光轉換效率超過30%，全程免維護，輸出波長1070nm，毫秒級“長脈衝(chong) ”。另有“連續模式”可選。
如果需要更短的脈衝(chong) （納秒級或是更短），用戶也有一係列覆蓋多波長、多脈衝(chong) 能量、多平均功率/峰值功率的光纖激光器可供選擇。除了已有的1064nm 近紅外Q開關(guan) 光纖激光器之外，還有新一代綠光（輸出波長為(wei) 532nm）光纖激光器。IPG推出的脈衝(chong) 型綠光光纖激光器的主要特點為(wei) 峰值功率高，平均輸出功率可達50W，脈衝(chong) 周期恒定為(wei) 1ns， 頻率10到300kHz。光纖的脈衝(chong) 能量和/ 或重複頻率可根據需要調整，不影響輸出光束的參數，M2 < 1.2，與(yu) 傳(chuan) 統的激光器相比更高效、更緊湊，成本也更低。

　　雖然IPG光子有從(cong) 紫外線到中紅外等一係列激光器， 但是本文將重在討論準連續光纖激光器及脈衝(chong) 型綠光光纖激光器。接下來我們(men) 將通過實例研究這兩(liang) 種激光器的工藝特點，探討其在規模生產(chan) 中的應用。
關(guan) 於(yu) 準連續光纖激光器，我們(men) 主要觀察了其在氧化鋁、氮化鋁、藍寶石等陶瓷土中的應用結果。氧化鋁（多晶Al203）和氮化鋁（AlN）被公認為(wei) 是超級導熱材料，廣泛用於(yu) 各行各業(ye) ， 如LED、RF、微波封裝等。在這些行業(ye) 中，鑽孔速度與(yu) 成型速度將直接影響生產(chan) 成本。另一方麵，單晶Al2O3， 也就是我們(men) 通常所說的藍寶石，硬度特別高，僅(jin) 次於(yu) 鑽石。與(yu) 傳(chuan) 統的光學玻璃相比，藍寶石不僅(jin) 更堅固，更耐劃，而且光傳(chuan) 輸從(cong) 紫外線到近紅外， 導熱性能也極佳。藍寶石作為(wei) 一種能夠通過MOCVD擴大光發射外延層的材料，已大量應用於(yu) LED行業(ye) 。在過去幾年裏，藍寶石的應用隨著LED行業(ye) 的發展出現了井噴式的增長，如背景照明，近年來更逐步推進至一般照明。另一個(ge) 增長點是家用電子產(chan) 品， 藍寶石可以用於(yu) 製造手機攝像頭、功能鍵甚至是整個(ge) 顯示屏。
綠光光纖激光器適用於(yu) 那些不易通過近紅外波段加工的材料，如聚合物（PEEK、矽膠、環氧樹脂、FR4），因此堪稱準連續光纖激光器的“最佳搭檔”。綠光光纖激光器脈衝(chong) 周期更短， 因而可以對金屬或陶瓷土進行精細加工。我們(men) 隨我們(men) 將一一展示其在不同材料中的應用結果。

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