近幾年來,隨著人們(men) 對生活質量要求的提高,國內(nei) 的消費類電子,清潔能源,新能源汽車,生物醫療以及半導體(ti) 等行業(ye) 得到了蓬勃的發展。激光尤其是超快激光在這些高端智能製造領域的作用得到越來越多的體(ti) 現。
飛秒激光器在切割矽晶圓方麵的應用一直備受關(guan) 注,因為(wei) 飛秒激光脈衝(chong) 的高峰值功率,可用於(yu) 消融矽晶圓和其他沉積在矽晶圓表麵的材料,並且對相鄰組件的影響或熱損傷(shang) 最小。通常,這些矽晶圓預先配置了切割通道。這些通道也用於(yu) 芯片分割之前的探測和測試。因此,切割通道填充有傳(chuan) 感器和探測點。在這種情況下,飛秒光束用於(yu) 去除那些附加的表麵層,同時支持矽晶圓的隱形切割。由於(yu) 飛秒激光脈衝(chong) 在堅硬、透明藍寶石襯底中獨特的強非線性吸收,飛秒激光器也是從(cong) 藍寶石晶圓中分離出高亮度LED芯片的理想選擇。
飛秒激光的超快速時間和超高峰值功率的特性,在飛秒激光用於(yu) 材料加工時,具有如此高峰值光強和極短持續時間的光脈衝(chong) 與(yu) 物質相互作用,能夠以極快的速度將其全部能量注入到很小的作用區域,瞬間內(nei) 的高能量密度沉積將使電子的吸收和運動方式發生變化,避免了激光線性吸收而導致能量轉移和擴散等的影響,從(cong) 而在根本上改變了激光與(yu) 物質相互作用的方式,使飛秒激光加工成為(wei) 具有超高精度,超高空間分辨率,以及廣泛性的材料適應性的非熱熔冷處理過程,開創了激光加工的嶄新領域。
其實飛秒激光在非學術領域的首次大規模應用是在眼科領域。高強度飛秒脈衝(chong) ,是在沒有熱損傷(shang) 的情況下分離透明生物組織的理想工具。在用準分子激光器重塑角膜基質之前,通過飛秒激光產(chan) 生角膜瓣,已經在視力矯正方麵實現了商業(ye) 化。
隨著激光技術的發展,激光器向著更快脈衝(chong) 、更高能量、更短波長的方向邁進,這給激光材料加工帶來了革命性的進步。這使得超快脈衝(chong) 激光器越來越得到產(chan) 業(ye) 界的關(guan) 注。這主要體(ti) 現在超快脈衝(chong) 激光加工可以得到遠高於(yu) 長脈衝(chong) 激光加工的精度,最高可以達到亞(ya) 微米甚至納米。超快脈衝(chong) 激光除了可以進行材料切割打孔等基本加工之外,還能夠實現材料表麵的加工與(yu) 改性,對透明材料內(nei) 部的加工與(yu) 改性,實現了其他加工方法無法實現的高精度、複雜形狀元器件的加工。另外超快脈衝(chong) 激光幾乎可以與(yu) 任何材料相互作用,可用於(yu) 激光加工的材料不受限製。對於(yu) 超硬、易碎、高熔點、易爆等材料的加工,更具有其他方法所無法匹敵的優(you) 勢。
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