掺铥光纤激光器及其碎石应用:进展与展望

激光自诞生以来就在众多领域中有着广泛应用,激光碎石技术就是其中之一。相比目前激光碎石技术的“金标准”钬激光器,掺铥碎石光纤激光器在近些年不断发展,而且逐步被证明可实现更快的碎石速率与粉末化碎石、产生较小的碎石反推力、允许更高的液体灌溉速率等手术优点,同时整机系统支持免水冷工作、高电光效率运转、全光纤高效耦合以及大幅度体积缩减,因此受到了越来越多的关注。本文从连续性、准连续型和纳秒短脉冲型掺铥光纤激光器三个角度出发,详细总结了掺铥光纤激光器的部分重要研究进展及其在碎石领域的研究,介绍了掺铥光纤激光器用于碎石的优势与原理,并展望了未来研究的方向和挑战。

96%氧化铝陶瓷基板的激光切割划片及工艺优化

介绍了激光氧化铝陶瓷基板划片的基本原理,由三维固体中的热传导微分公式描述激光与材料的热过程,对激光加工的氧化铝陶瓷基板表面的损伤阈值进行了计算分析。利用相干公司400 W的E400射频CO2激光器、IPG公司YLR-150/1500-QCW-AC 150 W准连续型光纤激光器搭建了激光加工平台,对1 mm厚度内的96%氧化铝陶瓷基板进行了切割和划片加工实验。实验中,通过在陶瓷基板表面涂抹吸收剂,利用氮气作为辅助气体,解决了光纤激光器在连续波模式下加工时由于氧化铝陶瓷高反特性出现的切割和划片断点问题。实验表明,当光纤激光器工作在准连续波模式时,实现了无需对陶瓷表面进行涂吸收剂处理,直接用空气作为辅助气体对1 mm厚度内96%氧化铝陶瓷基板的切割和划片。