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。

266 nm纳秒固体激光在PS上打孔的工艺实验研究

为了研究266 nm纳秒固体激光在聚苯乙烯(PS)上打孔的材料去除机理、工艺规律和优化工艺参数,采用了单因素实验法和正交实验法进行了单脉冲和多脉冲打孔的实验研究。分析了材料的去除机理,得到了脉冲数量、脉冲能量以及离焦量对微孔直径和深度的影响规律,获得了满足要求的工艺参数的优化组合。结果表明,单脉冲打孔条件下,脉冲能量为0.110 mJ时加工出的微孔形状规则、圆度较好以及重铸层宽度较小,脉冲能量为0.500 mJ时,加工出的微孔形状和圆度质量变差,重铸层宽度增大;多脉冲打孔条件下,脉冲能量为0.040 mJ时,加工出的通孔入口处无重铸层,去除机理以光化学作用为主,脉冲能量为0.390 mJ时,加工出的通孔入口处重铸层较为明显,且入口边缘出现过烧蚀现象,去除机理以光热作用为主;脉冲能量和离焦量对孔径影响较大,脉冲数量和正离焦量对孔深影响较大;正交实验得到的优化参数组合为脉冲数量50、脉冲能量0.021 mJ、离焦量0μm时,可以加工出质量较好的微孔。本研究为266 nm纳秒激光加工聚苯乙烯靶球提供了参考依据。

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。

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。