铝箔微孔的飞秒激光加工艺的研究

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1、敷光与电子学进展Laser&OptoelectronicsProgress~2010中国激光杂志社doi：10．3788／lop47．051403铝箔微孔的飞秒激光加工艺的研究汪刚杨洗陈2梁铭傅宁霞(广东纺织职业技术学院，广东佛山528041；天津工业大学激光技术研究所，天津300160)摘要在飞秒激光与金属材料相互作用研究的基础上，在不同的激光器运行参数条件下利用飞秒激光器在金属铝箔上制备阵列微孔，研究了对阵列微孔的孔径与激光器工艺参数之间的关系。利用Origin7．0及SPSS13．0对实验数据进行分析，指明了飞秒激光器脉冲数、脉宽、单脉冲能量对孔径大小的影响。关键词飞秒激光

2、；脉冲数；脉宽；单脉冲能量中图分类号TP1OCIS140．3538140．7090文献标识码AFemtosecondLaserProcessingMicroporousinAluminumFoilWangGangYangXichenLiangMingFuNingxiafGuangdongInstituteofTextileTechnology，Foshan，Guangdong528041，China1LaserProcessingCenter,TianjinPolytechnicUniversity,Tianjin300160，ChinaJAbstractBasedonthest

3、udyonfemtosecondlaserinteractionwithmetalmaterials．withdifferentlaseroperatingparameters．micro—arraysporesareprocessedonaluminumfoilwithfemtosecondlaser．Therelationshipbetweentheapertureofaluminumfoilprocessingmicro-arraysporesandthelaserparameterisstudied．Origin7．0andSPSS13．0areusedtoanalyse

4、experimentaldatabygraphs．Theinfluencesoffemtosecondlaserpulsenumber,pulsewidth，singlepulseenergyontheaperturesizesareindication．Keywordsfemtosecondlaser；pulsecount；pulsewidth；monopulseenergy1引言激光切割、激光表面处理、激光焊接、激光打孔和工业领域的迫切需求，大大促进了激光加工技术的实用化l1I2]。膜工业的发展为激光微加工技术带来了新的挑战。目前，市面上微孔过滤膜多以高分子材料为主，从而限制

5、了膜技术的应用，也提高了其成本。利用飞秒激光与金属材料作用的特性制备金属微孔膜，力求寻找一条新型膜材料之路【3J。在现代制造技术的支持下，金属箔越来越薄，而且致密度很高，为探索新的膜材料提供了前提。利用日益发展的激光技术在金属箔上制备微孔已不是难事，将激光技术与膜技术有机结合，探索一种新的膜材料之路【4J。超短脉冲激光微加工技术已进入新的时代，利用其制备微孔过滤膜具有重要的研究价值。本文在不同的激光器运行参数条件下利用飞秒激光器在金属铝箔上制备阵列微孔，研究了阵列微孔的孔径和激光器工艺参数之问的关系【5】。收稿日期：2009—08—06；收到修改稿日期：2009—11．02作者简

6、介：汪1~1J(1979-)，男，硕士研究生，讲师，主要从事激光加工方面的研究。E—mail：wg_2002@126．com导师简介：杨洗陈(194l一)，男，教授，博士生导师，主要从事激光材料相互作用和激光加工理论及应用等方面的研究。E—mail：yangxich@126．com嫩与电亭掌进展www．opticsjouma1．net2实验数据分析2．1正交实验在不知道激光参数(单脉冲能量、脉宽、脉冲数)对孔径的影响趋势情况下，设计正交实验'采集了大量数据，进行多种处理。以铝箔为材料，通过正交实验找到激光参数与孔径间相互关系。其中指标为孔径，因子单脉冲能量设为A，脉宽设为B，脉冲

7、数设为C。正交实验表选用正交表L2s(5)，按其设计正交实验，并记录结果，计算出极差，如表1所示，截取于实验所得结果的直观分析表。表1实验结果Table1Experimentalresults依直观分析得到的数据作因子指标分析，利用统计软件spssl3．0综合处理数据得效应曲线图，如图1所示。其纵坐标表示孔径，脉冲数在一定范围内时，孔径随脉宽、脉冲数、单脉冲能量增加而增大，其中单脉冲能量对孔径影响最大，其次是脉冲数，脉宽影响最小。从直观分析中的极差可以看得出，单脉冲能量对孔径影响