水刀引導激光切割係統，其中使用的水刀是5至50兆帕的純去離子水和過濾水。噴嘴是由藍寶石或鑽石製成，以確保能夠產(chan) 生長而穩定的水刀。激光束，通過光纖由激光器傳(chuan) 出，被校準，經過擴束器，然後集中穿過一個(ge) 石英窗口，進入噴嘴。耦合單元和平常的光纖耦合單元類似，隻除了噴嘴裏的光亮度分布是平頂的，而且沒有高斯分布。當激光進入水刀中，光在空氣和水的接口處發生完全內(nei) 反。
 

在切割過程中，工件被固定在一個(ge) CNC工作台上，在水刀引導的激光束下朝著一個(ge) 方向移動。光頭沿著與(yu) 之垂直的方向移動，隻有在為(wei) 了適應不同水壓下的不同噴嘴尺寸的各種工作距離時，才有必要變動工作台和工件之間的距離。在切割過程中不會(hui) 變動。
 

五年多以來，這一工具已經在很多加工方麵得到應用。在這期間，與(yu) 傳(chuan) 統激光切割技術相比，LMJ水刀引導激光器在工業(ye) 應用方麵顯示出各種各樣的優(you) 勢。
 

通常，LMJ技術使用固體(ti) Nd:YAG紅外激光器(1064nm,50-200W)。紅外水刀引導激光器應用在矽、陶瓷和硬金屬、立方氮化硼、錳鋅係磁芯以及金屬薄膜上有很高的效率。使用這一類型的激光器可獲得優(you) 於(yu) 磨鋸方法8倍的切割速度。LMJ係統在諸如GaAs、GaN以及銅這樣的脆而難以機械加工的材料上具有很高的效率。
 

這些材料對於(yu) 去離子水的接觸不敏感。所有的半導體(ti) 產(chan) 品都是通過平版印刷以及濕蝕刻加工生產(chan) 的，並且經常和去離子水以及含水的方法接觸。所以在這些材料的切割過程中，水的參與(yu) 是完全可以的。
 

因為(wei) 綠光(532nm)的吸收係數比紅外光稍少，我們(men) 做了一個(ge) 試驗，用200W的綠光激光器，看看在獲得和紅外激光器相同的切割質量的情況下是否能夠得到更快的速度。結果是正麵的，200W的綠光激光器完全可以輕易得到更高的速度，特別在半導體(ti) 工業(ye) ，水刀激光器技術的優(you) 勢能夠轉化為(wei) 無碎片、無毛刺以及無破損角，甚至像75微米的芯片那麽(me) 薄也沒問題。
 

迄今為(wei) 止，這項技術僅(jin) 僅(jin) 使用了紅外和綠光激光器。從(cong) 而材料適用的範圍限製在對這些波長有充足吸收率的材料中。所以，切割透明材料(玻璃、鑽石、藍寶石、透明聚合物)是很難的，甚至是不可能的。紫外光在透明材料中有更好的吸收率，所以一個(ge) 適用紫外激光的設想在微噴射技術領域被提出。
 

一個(ge) 適用於(yu) 紫外波長的裝置已經建立,它使用了石英和CaF2透鏡。
 

這一理論顯示可用波長被限製在吸收率比水低的範圍內(nei) ，也就是說吸收率要低於(yu) 1/cm。紫外光被包含在這一窗口中，但是到目前為(wei) 止還沒有做高強度的實驗。
 

Microjet設備是可以組合的。激光源通過一根光纖和切割頭相連。為(wei) 了避免損害光纖，直徑50微米的水刀使用直徑100微米的纖芯。紫外激光的引入應該會(hui) 帶來新的切割應用的領域，比如透明材料，同時也會(hui) 出現更小的水刀直徑。
 

一個(ge) 紅外多模激光器需要水刀有非常小的噴嘴。因為(wei) 聚焦擴展激光束進入水刀的必要尺寸，這種需求很難達到。
 

其它新的加工能力，比如切割或雕刻透明材料，諸如聚合物、玻璃、鑽石以及藍寶石是非常有前景的應用。比如，紫外激光可以為(wei) 半導體(ti) 工業(ye) 切割矽芯片，由一層玻璃或鑽石覆層，這種材料常被用來生產(chan) 快速光電組件。在電子工業(ye) 中也同樣具有前景，因為(wei) PCB中玻璃和Kevlar光纖的存在，尤其是富有彈性的，很難使用標準微噴射切割方法來達成。