266nm紫外固体激光切割碳纤维复合材料的实验研究

为了研究266nm紫外固体激光切割碳纤维增强复合材料(CFRP)的工艺规律,采用单因素实验法、正交实验法和多元线性回归分析法,进行了266nm紫外固体激光切割CFRP的实验研究,得出了激光脉冲能量、扫描速率对切缝宽度和热影响区宽度的影响规律。结果表明,切缝宽度和热影响区宽度随激光脉冲能量的增大而增大,随扫描速率的增大而减小;实验中最小热影响区宽度为82μm,最小切缝宽度为50μm;激光扫描速率对切缝宽度影响的显著性水平更高,而激光脉冲能量对热影响区宽度影响的显著性水平更高;所获得的经验公式能够定量描述切缝宽度、热影响区宽度与激光脉冲能量、扫描速率之间的关系。本研究对266nm紫外固体激光切割CFRP的应用具有一定的参考意义。

193nm深紫外固体激光技术探索

对193 nm深紫外激光技术实现途径进行了系统地分析,提出了一种可获得高重复频率、高光束质量的深紫外固体激光技术途径,分析了涉及的关键技术,对实用化深紫外固体激光源的研制具有一定的参考价值。

266nm纳秒固体激光在CH薄膜上打孔的工艺实验研究

为了研究266nm纳秒固体激光在CH膜上打孔的工艺规律和材料去除机理,采用单因素控制变量的方法,进行了单脉冲和多脉冲打孔的实验研究,分析了266nm纳秒固体激光对CH膜材料的去除机理;取得了激光脉冲能量、脉冲数量对孔径和孔深影响规律的数据。结果表明,单脉冲打孔条件下,当激光脉冲能量为0.014mJ时,微孔直径和深度最小,当激光脉冲能量为0.326mJ时,微孔直径和深度最大,孔径和孔深随着激光脉冲能量的增大而增大;多脉冲打孔条件下,当激光脉冲能量较低时,激光对CH膜的单脉冲烧蚀率约为0.56μm/pulse,当激光脉冲能量较高时,激光对CH膜的单脉冲烧蚀率约为1μm/pulse,孔径和孔深随着激光脉冲数量的增加而增大;266nm纳秒固体激光在CH膜上打孔时的微孔形状规则,大小均匀,微孔周围无残渣、碎屑等抛出物,边缘无热影响区,可推断其材料去除机理主要为“光化学蚀除”。该研究对266nm纳秒固体激光加工CH膜的应用具有一定的参考意义。

实用化266nm紫外激光器的研究

报道了LD端面泵浦Nd∶YVO4晶体、声光调Q 1064 nm准连续紫外激光,采用LBO晶体和BBO晶体分别进行腔内二倍频和腔外四倍频,从而获得266 nm紫外激光输出,脉冲宽度22 ns、重复频率为20 kHz、平均功率1.12 W,光-光转换效率(532～266 nm)21.37%。

关于266nm紫外激光器的探究

266nm紫外激光器具有的高效率、全固化、工作稳定、使用年限长等优势,使得其近年来在诸多领域内得到了很好的应用。现已成为国际上众多激光器研究学者关注的焦点和未来激光器发展的热点。围绕着266nm紫外激光器,本文主要介绍了紫外激光的特点与应用领域,266nm紫外激光器倍频的基本原理与实验装置,并对实验结果进行了详细分析。

单脉冲266 nm固体激光烧蚀蓝宝石的工艺和机理

为探讨266 nm纳秒固体激光单脉冲烧蚀蓝宝石的机理,通过改变激光能量研究烧蚀微孔的尺寸和质量,采用原子力显微镜表征烧蚀微孔,确定激光脉冲能量和微孔直径的关系,得到266 nm纳秒激光烧蚀蓝宝石的阈值,给出了微孔的直径和深度随激光能量的变化关系。结果表明,微孔的直径和深度随激光能量密度的增加而增加。低能量密度烧蚀蓝宝石时,具有较高的烧蚀质量,随着能量密度的增加,烧蚀质量变差。低能量密度时以光化学作用为主,高能量密度时以光热作用为主,存在光化学和光热共同作用的过渡区域。

高能量高转换效率355 nm紫外激光器

为了得到一种三倍频效率高达60%的355 nm脉冲激光器,采用曲率半径分别为2 m的凹凸高斯镜和9 m的平凹全反镜组合作为谐振腔,加以电光调Q,得到1 064 nm高光束质量激光输出,再将其进行行波放大,获得重复频率10 Hz、脉宽7.3 ns、单脉冲能量1.01 J的1 064 nm基频光输出。利用Ⅰ类相位匹配LBO晶体进行二倍频、Ⅱ类相位匹配LBO晶体进行三倍频以得到波长为355 nm的紫外光输出。通过二倍频和三倍频输出特性和非线性晶体参数的分析和实验调试,最终获得了单脉冲能量为608 m J、脉宽为5.7 ns、线宽为2 nm的紫外激光输出。通过优化二倍频的转换效率,可使1 064 nm基频光到三倍频得到的355 nm紫外光的转换效率达60%。

采用BBO晶体产生266 nm深紫外激光过程中的热特性研究

基于近红外波段1064 nm激光的四倍频过程是产生深紫外激光的有效技术手段之一。然而,非线性晶体在产生深紫外激光的过程中,晶体内部严重的非线性吸收带来的热效应会破坏其相位匹配条件,进而制约深紫外激光功率的提升。为此,在利用偏硼酸钡(BBO)晶体作为1064 nm近红外光四倍频过程的非线性转化介质的基础上,通过对不同匹配温度下的晶体内部温升情况进行研究,发现提高晶体匹配温度可以有效减缓晶体内部由非线性吸收引起的热效应,改善深紫外激光功率输出。最终,在晶体匹配温度为180℃、绿光输入功率为16 W时,获得了重复频率为20 kHz、单脉冲宽度为4 ns、平均功率为2.56 W的266 nm深紫外激光。通过建立BBO晶体非线性吸收理论模型,进一步计算了不同匹配温度、不同紫外激光功率下的非线性吸收系数和归一化色心密度,结果显示,非线性吸收系数与紫外激光功率强度正相关,并且在紫外激光功率均为2.25 W时,相较于60℃,匹配温度为180℃的晶体其非线性吸收系数减小了近63%,色心密度也降低了57%,该研究结果对实现高功率的266 nm深紫外激光的输出具有重要意义。

二极管泵浦Nd∶GdVO_4晶体紫外激光器的研究

报道了用BBO晶体对激光二极管泵浦Nd∶GdVO4晶体声光调Q1064nm激光进行四倍频,在泵浦功率为12.5W时,获得平均功率196mW准连续波266nm紫外激光输出,1064nm^266nm光-光转换效率为10.1%,532nm^266nm转换效率为30.1%。

全固态连续单频266nm深紫外激光器

采用I类角度匹配的BBO晶体外腔倍频全固态连续单频532 nm绿光激光器,设计了紧凑稳定的四镜环形倍频腔结构,利用腔外偏振锁腔的方式,实现了高光束质量、高转换效率的全固态连续单频266 nm深紫外激光器。泵浦功率为3 W、输出镜在532 nm处定点透射率为2.5%时,获得了最大输出功率810 mW的紫外激光输出,当输出功率稳定在730 mW时,长期功率稳定性三小时内优于±1.5%,光束质量因子M^2<1.5。

实用化全固态266nm激光器的研究

报道了W级实用化全固态266nm紫外激光器的设计和应用。在简单紧凑的平平直腔内,使用声光Q进行调制,通过LD端面抽运Nd:YVO4激光晶体产生平均功率8W的1064nm近红外光。采用Ⅱ类临界相位匹配的KTP晶体进行腔内倍频,产生平均功率5W的532nm绿光。然后,采用Ⅰ类临界相位匹配CsLiB6O10(CLBO)晶体进行腔外四倍频,产生平均功率1.3W、脉宽约11ns和重复频率20kHz的266nm紫外激光。用该紫外激光器清洗发光二极管(LED)基板,结果表明:激光器性能稳定,清洗效果良好。

IC探针卡激光微孔加工系统与工艺开发研究

本文简单介绍半导体产业集成电路芯片测试用探针卡,分为以悬臂梁方式的环氧探针(Epoxy ring probe)、垂直探针(Vertical probe card)和微弹簧丝探针(Microspring probe card),以及基于微机电系统的MEMS probe card。采用半导体泵浦紫外固体激光(UV DPSSL 355nm),开发了激光微孔成型精细加工系统,运用新的光学设计思想开发了远心扫描物镜等光学元件,成功研制了紫外激光微加工光学系统,开展IC半导体芯片测试探针卡探针导向片微孔列阵成型工艺和材料特性研究,进一步研制开发了新型旋转打孔的电子光学系统。