信导论文(李旭)

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1、《信息技术导论》论文题目:浅谈飞秒激光及其应用专业班级：光电信息科学与工程1506班学号：U201513855姓名：李旭浅谈飞秒激光及其应用摘要：简明介绍了及激光的发展史，介绍了飞秒激光的发现史，综述了飞秒激光加工技术的实现条件和基本原理，飞秒激光作为材料微纳加工的一项工具，己经逐步走出实验室，进入了工业生产。和传统长脉冲激光比较，飞秒激光的有着加工材料广泛、精确度高、能耗低等等特点。综述了国内外关于飞秒激光的一些研究进展及研究方向的探讨和研究过程屮存在的--些显性或隐性的问题。阐述了飞秒激光加工在光学、机械及生物等方面的应用。关键词：飞秒激光，微纳加工，应用，进展，问题激光的发展史1960

2、年，世界上出现了第一台红宝石激光器，它的问世标志着激光技术的出现，标志着人类能够开始对激光进行操作。激光产生Z初，它的脉冲宽度在毫秒级，峰值功率大概冇几十千瓦，在当时已经算是很高的功率。不过，随着时代的发展，这些功率已经不能满足人们的需求，于是人们不断开发新的激光器得以满足日益庞大的需求，例如：蓝宝右激光器，染料激光器。下图展示了激光器io'11-4s/uo=wnpos-nd10，21■19651970197519801985199019952000Year脉冲发现丿力程：由图我们不难看出，随着时间的流逝，激光器的脉冲越来越短，所产生的功率也越来越大。当脉冲小到一定程度后，出现了飞秒激光。飞

3、秒激光的简介当激光的脉冲达到毫微微级，就出现了一个新的形式，飞秒激光。飞秒激光顾名思义，是脉冲达到飞秒级的激光。飞秒激光具有三个得天独厚的特点:超短,超强和高聚焦能力。它的功率极高，峰值功率达到拍瓦量级。如杲引导得当，它能够将能量全部、快速、准确的集中到限定的作用区域，实现对材料的微纳加工。我国在维纳加工领域的--些方面做得比较好，如图：从图中，我们可以看到从06年到12年，我国在维纳加工领域的产值逐年递增,说明我国已经能够成功的把飞秒激光应用在了某些领域。飞秒激光加工的机制激光对材料加工的效果表现在对材料结构进行的修复、调整和去除。激光能量向加工材料沉淀的过程中，如果空间、时间分布得当，那

4、么材料的加工效果就会非常好，反之则会很差。所以在加工的过程屮，我们应该调整好激光能量聚集的空间，在合适的时间进行加工。在飞秒激光脉冲光和材料的作用过程屮，材料屮自由移动的电子通过吸收入射激光的多光了來获取能量。获得的能量只在几纳米厚的吸收层上，这些能量迅速积聚，使作用区域的温度迅速升高，远远超过材料的升华温度，于是物质发生高度电离，从而转移出去，于是就达到了人们对材料加工的口的。飞秒激光加工的特点加工材料广泛飞秒激光通过多光子照射加工材料，使其发生电离来加工材料。对多光子吸收程度有影响的仅仅是材料中的原子特性，和材料中的自由电子浓度无光。因此,当激光的脉冲、峰值均处于极佳状态时，飞秒激光可以

5、实现对任何材料的调整、修复和去除，这与材料的特点和种类无关。加工过程中耗能低飞秒激光之所以叫做飞秒激光，就是因为它的脉冲较短，即作用时间短，能量高度集屮。因此飞秒激光作用过程中，绝大多数能量被用在了加工材料上，而扩散的能量非常Z少，于是飞秒激光加工的耗能就相对较低。因此，耗能低也是飞秒激光加工的一个特点。加工精确性高由于飞秒激光加工中的低耗能，扩散的能量极少，因此扩散的能量对非作用区域的彩响较小。而作用区域集中了大量的能量，加Z作用时间短，因此作用区域的加工效果非常明显。非作用区域不会受到扩散的能量的影响，因此非作用区域基本看不到加工效果，因此町以称加工的精确性高。飞秒激光在微加工过程中的应

6、用飞秒激光以其独特的超短持续时间和超强峰值功率来作为材料微纳加工领域里的一把尖刀。正是由于飞秒激光的这些特性，飞秒激光得到了越来越多的应用。对一般金属来说，由于金属的高导热性和高熔点，很难对金属用传统工艺进行钻孔和切割，这种情况下，用激光来切割则是一个非常好的方法。对于一些非金屈，采用了一般激光切割法，由于热扩散，在照射区的外侧会形成熔融，很难进行下一步的加工。而飞秒激光的出现则弥补了这一缺陷，它以其优良的特性完美的避开了这一问题。光中蕴含着极大的能量，激光也不例外，人们正试图从激光中尽可能多的获取能量。由丁其极强的穿透能力，激光可以用来打濟光学元件，在一些传统工具所不能打磨的微小区域，可以

7、利用激光來做到这一点。飞秒激光的展望暨未来前景飞秒激光目前述处在起步阶段，人类对其认识不深：光学及其加工领域的相关部门应该加大研究力度，在稳定产能的基础上，将其外形结构进一步规范化、体积进一步小型化。只有这样，才能把飞秒激光应用在更多更广泛的领域之屮。飞秒激光微加工目前处在实验室研究阶段。因此将研究的成杲尽快的应用到实践生产中才是重中之重。只有当科学研究能够与社会生产紧密联系起来，这样的研究才是有意的研究，才