摘要：在半导体的激光微细加工技术里 ,微小曝光区域的温度分布是关键的工艺参数 ,必须得到精确的测量。而为了使温度测量不影响曝光区的温度分布 ,需采用不接触测量方法。研制了计算机温度测量系统 ,实现了微小激光曝光区温度的实时不接触测量。系统中 ,InGaAs/InP光探测器将微小高温区的温度信号转换为光电流 ,再经信号放大及模 /数转换后输入计算机。结合温度定标实验 ,对测得的温度数据进行插值运算 ,在实验中可以实时显示出曝光区的温度值。系统的温度分辨率可达到 0 .2℃ ,测量区域的最小直径可达到 18μm。同时设计了搜索算法 ,使温度数据采集和精密位移平台的移动相配合 。

摘要：为了保证水导激光微细加工中会聚激光与水束光纤的耦合效果,建立了由一个高精度耦合对准检测调整系统和一个特殊结构耦合装置组成的新的耦合系统,并提出了新的耦合对准方法。由于激光要经过空气层、玻璃层、水层进入水束光纤,因此根据计算结果,采用激光烧斑法来确定会聚透镜与水束光纤起始端(喷嘴孔)的距离;研究了激光在水束光纤中发生全反射的最大入射角;通过流体动力学仿真,设计了腔内流场分布均匀的耦合装置,保证了直径0.12 mm的水束光纤的高耦合品质;研究了激光能量在水束光纤中的衰减,采用特定波长和脉冲能量的激光和特殊过滤的去离子水来减小激光能量在水束光纤中耦合的损耗率。实验结果表明,水束光纤导光长度超过100 mm;采用该耦合技术能够在0.2 mm厚的硅基晶片上以2 mm/s速度切割出缝宽为0.12 mm的均匀窄缝,且几乎无裂纹、无热影响区。该耦合技术能够很好地满足水导激光微细加工的要求。

摘要：介绍了自主设计高精度皮秒激光微加工系统及其控制单元。首先在加工系统整体方案的设计上充分考虑了激光器的选择、光束质量、控制方式等对加工精度的影响。将高斯光束转化为平顶光束引入激光微加工。其次使用了一种位置比较脉冲的光机同步技术,使得激光脉冲在空间上均匀分布,改善了加工效果。最后在系统中加入了路径规划、实时监测及同步显示等功能,实现系统加工线宽达到3.64μm,绝对定位精度小于1μm的激光微加工。

摘要：在自行研制的激光微加工系统中,激光光源固定,待加工工件置于X-Y移动平台上,驱动平台运动带动工件运动,利用光束与工件的相对运动加工出各种图形。X-Y移动平台运动控制的核心是控制器。控制器通过串行通讯接口与PC机串行通讯,接收PC机下载的加工轨迹文件和运动控制命令。以步进电动机作为执行机构、以光栅尺作为反馈部件构成闭环控制系统。以光栅尺测量为标准,系统的位置控制误差小于2μm。

摘要：进行了飞秒激光烧蚀不锈钢(SUS420)的工艺实验研究。采用波长为780nm,脉宽为164fs,频率为1k Hz的飞秒激光照射不锈钢。对比分析了长短脉冲激光烧蚀不锈钢的作用过程,计算了单脉冲飞秒激光烧蚀不锈钢的烧蚀阈值和烧蚀阈值随脉冲数量改变的累计系数,研究了不同激光参数烧蚀不锈钢的工艺规律。结果表明:飞秒激光烧蚀金属材料的过程中对加工区域周围具有较小的热影响;单脉冲飞秒激光烧蚀不锈钢的烧蚀阈值为0.25J/cm2,烧蚀阈值随脉冲数量改变的累计系数为0.68;飞秒激光脉冲能量对烧蚀孔孔径的增加比较明显,脉冲数量对烧蚀孔孔深的增加比较显著。