单晶硅紫外激光微加工工艺研究
华中科技大学
硕士学位论文
单晶硅紫外激光微加工工艺研究
姓名：杨雄
申请学位级别：硕士
专业：物理电子学
指导教师：段军
2011-01-17
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摘要
紫外激光微加工具有无机械应力、加工精度高、使用方便、加工方式灵活、成本低、污染少等特点，在航空航天、电子、精密机械等众多领域得到了广泛的应用。目前紫外激光微加工能力从二维扩展到复杂三维，加工极限精度也从微米提高到纳米量级。但在国内，脉冲激光刻蚀成型技术的三维结构加工还处于起步阶段。
本文结合激光与物质相互作用的基本原理，系统论述了紫外脉冲激光加工的一般规律。脉冲激光加工的最基本结构为点结构，其它图形的刻蚀都是脉冲光斑耦合叠加烧蚀而成。
本课题的实验采用波长为355nm的数控紫外脉冲激光系统在单晶Si表面进行了定点脉冲钻孔和直线微加工的实验研究。研究分析了激光平均功率密度、重复频率、加工次数、光斑离焦量、扫描速度等工艺参数对小孔孔径、直线的线深及线宽入口尺寸的影响规律。提出了激光多次重复刻蚀时改善微加工质量的新方法：每次加工后增加延时来减小热效应积累和焦平面随加工深度递进使加工时功率密度保持不变。研究分析了平均功率密度、光斑离焦量、扫描间距、延时、扫描速度等参数对定点脉冲钻孔与直线刻蚀质量的影响规律。
在Si表面进行了平面结构刻蚀，进而使用分层法刻蚀出了四棱台和半球体等三维结构。结果证明了355nm紫外脉冲激光对Si具有良好的三维微加工能力。由于随着加工区域深度的变化，相同加工参数会有不同的加工深度使加工的三维结构层与层之间仍有较明显分界线存在，衔接处不够平滑，需要寻找更好的微加工参数组合进行改进。
关键词：激光微加工紫外脉冲激光单晶硅
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Abstract
Now, micro-machining has become one of the most active research directions in manufactory area. There are many methods to do micro-machining, and the UV laser micro-machining is one of the most promising ones, which has been widely used in the aerospace, electronics, MEMS, and many other fields due to the advantages of its no mechanical stress，good micro-machining precision and quality, low cost, flexible method, higher efficiency, less pollution and so on. The capacity of UV laser micro-machining is developing from 2D extension to complex 3D, and its precision is also improved from micron to mill micron in the international level. However, at home, 3D structure achieved by the laser micro-machining, is still in its infancy.
This thesis expounds the basic principle of UV pulse laser micro-machining based on the mechanism of interaction between laser and material.. The basic structure of UV pulse laser micro-machining is percussion drilling or etching drilling process and the patterns or structures are achieved by a series of coupling pulse beam spot superposition .
The experiments of percussion drilling and line etching processes were carried out on Si materials by using UV pulse laser with the wavelength of 355 nm. The effects of average power density, laser frequency, processing times, beam defocus and scanning speed on the drilling hole diameter and the etching entrance width as well as depth of the straight line were analyzed. There are two new methods proposed to improve the micro-machining quality in multiple layer laser etching processing. One is increasing the delay time after one layer laser etching processing is finished in order to reduce the accumulation of the thermal effect; another is the focal plane moving down with the depth of process progression so that laser power density remains the same. The effects of average power density, beam defocus, scan spacing, scanning speed and other process parameters on the etching quality of percussion drilling and straight line etching were also researched and analyzed in this thesis.
Some planar structures were processed on the Si surface by the optimal parameters. And then, 3D structures such as quadrangular frustum pyramid and hemisphere were manufactured by using new methods. The results showed that 2D and 3D structures on the
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Si surface could be achieved by 355 nm UV laser etched processing, however, some better parameters combination and method should be researched further in order to reduce the roughness on the 3D structures.
Key Words: laser micro-machining UV pulsed laser single crystal silicon
独创性声明
本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。
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1 绪论
1.1 引言
微型机械或微机电系统（MEMS）是目前制造业的前沿，起源于半导体制造产业，其研究目标是通过集成化、微型化来探索新功能、新原理的元件和系统，开辟一个新的科学技术领域和产业[1~2]。微型机械指的是毫米和微米级范围的机械。应用于微型机械的微细加工技术，其方式十分丰富，几乎涉及各种机械加工、现代特种加工、高能束加工等方式。
在目前微细加工技术中，紫外激光微加工得到了广泛的关注与研究。与常规机械加工相比，紫外激光微加工技术具有很多优势[3~5]：
（1）激光加工对加工场合和工作环境要求不高，加工条件较易满足，具有明显的经济性和现实性。
（2）激光脉冲窄、峰值功率高，可以加工半导体、金属、宝石、有机物、陶瓷等多种材料。
（3）具有速度快，热影响区域小，具有高精度和高重复率，高的零件尺寸与形状的加工柔性等优点。
（4）是非接触性加工，不产生机械应力，加工变形小，也不存在工具磨损问题，没有加工屑、油污、噪声及诸如腐蚀等方法带来的环境污染问题，可谓“绿色制造”。
（5）激光束易于导向、聚焦、实现方向变换，易实现光、机、电一体化，可对复杂工件进行灵活加工，可对工件进行有选择的复杂图形加工，更利于工业生产。
（6）材料利用率高，经济效益高。
正因为如此，紫外微加工已经广泛应用于航空航天、电子、精密机械等众多领域。
1.2 国内外紫外激光微加工发展和趋势
（1）全固态紫外激光器方面
华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 激光微加工在电子制造工业精密加工和微细加工领域中占有重要的地位。飞秒脉冲激光加工系统的加工精度高，但是加工效率相对较低，且价格昂贵。二氧化碳激光加工系统的加工精度又因热影响区域较大而显得精度稍差。准分子激光器是紫外脉冲气体激光器，波长短、材料吸收率高、热影响区小、可聚焦光斑尺寸小、加工效率也较高，但它的加工系统体积大、工作物质有毒，而且光束截面大，成本高，效率低，影响了推广应用。全固态紫外激光因自身的高光电转换效率、更小的体积以及更优化的光模式，与其他类型的紫外激光器相比，有高功率、高光束质量、高可靠性、高精度、低成本以及长寿命等优点，拥有广阔应用前景和重要科研意义[6~7]。 1997年，CLEO会议上报道了研制出8.8W、重复频率为6kHz的355nm紫外激光器，商品化355nm二极管泵浦调Q激光器和YAG激光器也随之出现。2001年，美国Spectra physics公司利用 LD 双端面抽运、腔内Nd：YVO4双棒串接的声光调Q 结构作为基频源，在重复频率20～60kHz范围内获得了功率12W、脉宽为25～75ns、M2＜1.2的355nm紫外脉冲激光器。2005 年，中国科学院理化技术研究所和物理研究所合作，获得了最高输出17W的355 nm 紫外激光，好于同尺寸LBO晶体，但光—光转换效率还较低，约为13%。2006年，Coherent在100 kHz 重复频率条件下,获得36W 355nm 输出，脉宽约为31ns，光—光转换效率达到了44%。2008年，日本大阪大学研究人员报道了大于100 W的355nm紫外激光输出，脉冲宽度为58ns，对应的光—光转换效率为34.9%[8~11]。
2000年，日本三菱公司和大阪大学合作，研发出了输出功率为20W的266nm UV 激光器，转换效率为19.4%，没有出现饱和及光损现象；随后该公司不断在此基础上改进，在2003年将输出功率提高到23W，2007年更是在10khz重复频率下得到输出功率为27.9W。2006年，中国科学院物理研究所采用脉冲宽度为80ns、工作在10 kHz 的120 W绿光激光器进行倍频，得到输出功率为28.4W的266nmUV激光器[12~14]。
在激光产品工业化方面，国内的全固体激光器与国外的相比，无论在性能或质量都存在较大的差距，特别是功率稳定性和晶体使用寿命差距较大[26]。
（2）紫外微加工技术方面
目前激光加工技术将沿着数控化、小型化、智能化、高精度、高可靠性方向发
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展。因此，利用紫外激光进行微加工显示出巨大的应用潜力和诱人的发展前景。
牛津激光有限公司355nmNd: YAG激光器功率密度已超过19GW/cm2，能快速的去除大量材料，对加工边缘的损伤程度很小，有更好的精度和边缘质量，同时重铸层不明显。如图1-1激光器在375μm厚硅片上加工的通孔和连接通道[15]。
图1-1 高功率密度的355nmNd: YAG加工硅片图1-2 355nm激光在不锈钢上加工的球体
图1-3 248nm激光加工LiNbO3 图1-4 355nm激光切割玻璃
塞利维亚大学使用355nm的UV激光在50μm厚不锈钢薄板上加工出直径2.4μm的通孔，并使用两个UV激光源、有包括两个旋转轴的六个自由度的先进定位系统构成一个良好的加工环境，使不锈钢材料旋转的同时刻蚀，加工出了一个半径1mm的表面织构化的球体，如图1-2所示[18]。
Corey Dunsky等运用紫外激光器在高密度的印刷线路板加工微孔的平均孔径小于0.8μm[16]。Jako Greuters 等使用248nm激光在铌酸锂(LiNbO3)晶体上加工出一条
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V字形槽，侧壁光滑、边缘锋锐，如图1-3所示[19]。S. Nikumba 使用355nm紫外激光器在125μm厚的玻璃材料上切割出了一个字母“S”，切割表面光滑（见图1-4）[17]。
北京工业大学使用355nmNd: YAG在玻璃材料上进行了微通道刻蚀的研究，所刻通道为25μm宽的矩形槽[20]。袁明权等研究了石英玻璃薄板的精密切割加工，其加工精度优于20μm，中心对称度小于3μm[49]。阳建华等使用355nm准连续紫外激光器在200μm厚的铜薄膜上刻蚀出最大直径为500μm的齿轮。王宏杰等在硅太阳电池的硅衬底片上加工出20μm通孔，平均宽度为150±5μm、槽深100±10μm 的电极槽。激光微加工技术凭借其灵活的加工能力和效率，成为MEMS加工制作研究中的一项重要的技术手段。
1.3 研究意义和主要内容
紫外激光微加工已在电子半导体行业中得到了广泛应用。但在某些半导体材料微加工中仍然存在一些问题，例如硅材料。由于硅材料具有物博价廉、易于生长大尺寸高纯度晶体、机械性能好等特性而被广泛应用于电子半导体以及新能源行业中。随着现代化电子半导体产品的尺寸小型化、重量轻型化和功能多样化发展需求，要求硅材料微加工厚度越来越薄，尺寸越来越小，但精度和质量要求越来越高，使得传统的硅材料加工方法（如金刚砂轮切剖法、钢丝切刻法、超声波切刻法和金刚石划片法等）由于加工方式存在一定局限性、接触加工产生机械应力易于使脆性薄硅片破碎、加工精度不高、加工效率低、副产品污染严重、加工工具磨损严重、加工成品率较低等问题难以胜任[21]。
伴随着激光加工技术的不断发展，采用紫外激光加工硅材料的方式逐渐被重视。因为与传统加工方法相比，紫外激光加工具有如下独特的优势：
（1）无接触式加工、故无机械应力产生，适合于薄而脆硬材料微加工；
（2）波长短，聚焦光斑小，可加工孔径小，椭圆度好，切割精度高、切缝窄、质量好、热影响区较小，且切割端面平整光滑；
（3）加工速度快，效率高；材料利用率高，经济效益高。与数控系统配合，加
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工方式灵活。
大部分材料对紫外波段的光线都有很好的吸收特性，以单晶硅在不同波段的吸收深度为例 [22]（见图1-5）：
图1-5 单晶硅在不同波段的吸收
紫外激光被广泛用于硅材料的切割、刻蚀、打孔和打标等加工领域，但实际应用在微加工精度和质量上仍然存在一些问题，如在激光刻蚀表面容易出现重铸层、微裂纹、热影响区等缺陷将会阻碍紫外激光微加工技术的应用发展。
目前国际上激光微加工技术较为成熟，开发出多轴联动工作台进行3D结构加工。国内也对激光微加工工作进行了广泛的研究，但关于三维结构制作方面却刚起步，没有国外方面成熟。因此，深入研究紫外激光对硅材料的平面和三维刻蚀技术，提高紫外激光微加工应用能力对提升我国微纳结构制造水平具有较大的意义。
本课题研究的主要内容是：
（1）激光功率密度、重复频率、光斑离焦量和扫描速度以及刻蚀次数等工艺参数对半导体硅材料激光加工定点脉冲钻孔及直线刻蚀尺寸大小和加工入口质量的影响规律的研究。
（2）探讨紫外激光微加工产生热效应的主要原因，寻求降低热效应累积，减轻重熔层、微裂纹、热影响区等缺陷有效方法，提高紫外激光微加工精度和改善微加工质量。
（3）通过上述参数的研究分析，选用最佳的激光微加工参数组合进行表面。平面微结构包括槽、孔等平面图形加工和三维微结构刻蚀制作。
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2 数控紫外激光加工系统
本课题中使用的数控紫外激光加工系统主要由激光器、冷却系统、紫外光学系统、控制系统、CCD定位系统、机械系统构成[23]。整套实验设备组成如图2-1所示：
图2-1 紫外加工系统的组成
2.1 激光器
本课题中使用的紫外激光系统的激光器是美国OPTOWA VE(光波)公司的AWave355系列355nm三倍频全固态调Q紫外激光器。下表2-1所示为激光器主要参数。图2-2为激光器外观。
AWave355激光器可以输出纳秒脉冲或者连续紫外波长，激光光斑模式为Tem00模式，适合于7天24小时工业化生产应用。激光器主要由控制箱和激光头组成，两者由2.5米波纹管连接，光纤耦合输出的泵浦源位于激光控制箱内，便于现成更换泵浦源，激光头在超净环境中封装密封，保证了激光头的可靠性。
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表2-1 激光器主要参数
激光参数参数范围
激光平均功率0-8(W)
激光重复频率 15-100(kHz)
激光脉冲能量 0-0.36(J)
脉冲宽度 10-40(ns) 激光远场发散角 <1.2mrad
水平偏振比 >100:1
出口光斑0.85mm
光束椭圆度 >90%
光束质量因子 <1.1
图2-2 AWave355 激光器的外观
传统的激光器通过调节泵浦源电流的方式来调整输出平均功率的大小，其缺点
是激光器输出的平均功率经过长时间的波动后才能达到调节的稳定值，从而影响精
加工的质量和精度。AWave355激光器是二极管泵浦的全固态声光可调Q紫外激光器
[24]，调节输出功率时，采用泵浦源电流保持不变，调节Q开关的开关时间占空比来
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调节激光输出平均功率，可以使激光输出的平均功率在极短时间内稳定到所需值。
2.2 冷却系统
激光器在能量转化过程中会散发很大热量，使晶体材料、谐振腔等温度上升。循环冷却系统可使这些器件在正常温度范围内工作。实验用冷却系统小巧、不笨重，使用装用冷却液作冷却剂，冷却效果良好。
2.3 紫外光学系统
光学系统是激光加工设备的重要组成部分，作用是将谐振腔发出的激光束转变成符合激光扫描加工需要的激光光斑形状，并将激光束引导至工件表面[25]。实验所用紫外光学系统由图2-3所示，主要由10倍扩束镜、两片反射镜、扫描振镜和远心聚焦透镜组成，其中扩束镜、反射镜1固定不动，其它镜片随Z轴一起上下运动。激光器采用调Q方式启动/关闭激光束。
图2-3 紫外激光加工光学系统
激光束从谐振腔出来时，光束直径为0.85mm，照射到扩束镜上。扩束镜能使激光束的直径增大、远场发射角减小。同时，激光束通过扩束镜放大、准直后，再经聚焦透镜聚焦，能得到更小的光斑直径。激光束从扩束镜出来后，经反射镜1反射转向，再使用反射镜2将激光束传输到二维全反扫描振镜系统上，并经三片式远心
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扫描聚焦透镜聚焦。入射到反射镜上的光束与反射镜夹角为45°。扫描振镜系统工作时可以使激光束运动来加工材料，可以加工复杂图形，其加工速度可以超过1000mm/s。选用振镜加工幅面为40mm×40mm，即在这个范围内加工不需移动加工平台。三片式远心扫描聚焦透镜为特殊设计，可以使倾斜入射到聚焦透镜上的光束辐照在材料表面上时变为需要的垂直状态，等效焦距为118mm。激光经透镜聚焦后腰斑直径约为10μm，焦深Z的计算公式为：
(2-1)式中，f为透镜焦距，λ为激光波长，r为入射到透镜之前的光束半径，k为激光质量描述参数。由于AWave355输出的激光束近似于理想光束，可另k=1。根据上述提供的参数，可计算出本系统聚焦后的焦深为87.15μm。
2.4 控制系统
控制系统包括各种控制卡、连接线路、工控机等，是实现激光扫描加工技术系统的心脏。
工控机中的控制软件是使用数控系统的主要窗口和手段，具有多种功能，最终实现图形的处理加工。它负责控制卡、CCD等器件之间的通讯，使平台移动、图像监控等各种功能集成化；可以根据材料性能和加工要求设置各种不同的加工参数；同时还可以编辑图形数据，实现命令参数的处理等。
本课题所用有自主知识产权的控制软件界面人性化，功能完备，操作简捷，易于开发。软件使用的加工图形可以由gbr和dxf格式的文件输入。其中，dxf文件可用CAD软件编辑生成，gbr可用CAM软件将dxf文件转换而成。
2.5 机械系统
机械系统主要包括激光器和冷却系统的安置空间、控制系统安置空间、真空除尘机、二维工作平台及Z轴升降传动控制等，是激光加工技术系统的载体。图2-4为加工系统的外观图。
华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 紫外激光谐振腔、光学系统和二维工作台都固定在高刚度、不易受环境温度等影响的由天然花岗岩石组成的基座上。基座腿部有减振机床垫块垫底。这种设计可增强工作台抗震能力和移动时的精确平稳性，消除电机启动、停止和加速时产生的震动，有利于提高加工时平台移动速度。
XY二维运动平台采用的传动系统是闭环控制的高精度直线电机工作台，其定位精度为±3μm，重复定位精度可以达到±1μm，其加工幅面尺寸达460mm×310mm。直线电机采用的是电磁非接触式直接产生直线运动的工作原理，不需要像旋转电机要经过滚珠丝杆传动机构这个中间传动环节将转动变换成直线运动。旋转电机的运动变换中间传动环节的存在，具有很多缺点：降低传动系统的刚度、增加了系统运动体的惯量、严重限制了传动速度和精度的提高。采用直线伺服电动机的优点有：可以使平台具有很大的加、减速度；结构简单、启动限制小、灵敏度高、响应速度快；传动刚度的提高又提高了传动精度和定位精度；不存在中间环节磨损问题，使得维护简单，提高了可靠性；运动安静，噪声小；散热好，使用寿命长[26]。
激光加工的材料具有多样性，如卷曲不平、需定位加工等，实验用材料放置平台是塑料蜂窝板，可以通过真空除尘机提供吸附力来固定板材，且能避免加工时被蚀除材料飞溅、粘附到聚焦透镜上。
图2-4 数控紫外激光系统
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2.6 本章小结
本章主要介绍了实验所用的数控紫外加工系统，包括激光器、冷却系统、紫外光学系统、控制系统、机械系统五个部分。
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3 紫外激光加工原理
3.1 激光与物质相互作用
激光与物质间的相互作用是激光加工的基础，主要与激光功率密度和激光作用时间、激光的波长和材料表面对该波长激光的吸收率、材料的熔点、材料的相变温度以及热导率有关。
激光加工就是激光作用在材料上时，光子能量转化为电子激发能传递给被加工材料，然后再转化为热能、化学能、机械能，使被加工材料发生物理或化学变化，从而达到加工的目的。图3-1是材料在激光作用下的不同状态[27]：
图3-1 脉冲激光冲击材料全过程示意图
a)未加工的材料
b)激光束辐照在材料表面上，部分激光能量被反射，部分被吸收
c)材料被加热
d)材料加工区域表面熔化
e)部分材料汽化
f)熔融物质喷溅
g)激光脉冲作用后熔化喷溅结束，汽化继续
h)激光脉冲作用后材料冷凝
华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 激光辐照在材料上时，一部分能量被反射，一部分被材料中的粒子(电子、离子等)获得。这些获得能量的粒子与其它粒子间相互碰撞又会传递能量，材料表面的宏观温度将明显升高，即材料被激光能量加热。当激光脉冲脉宽较大、功率密度较低时，激光能量被材料粒子吸收后扩散出去，一般只能加热材料，使材料仍维持固相不变。随着激光功率密度的升高或脉宽的减小，在激光聚焦区域内的材料吸收能量后温度达到熔点时，材料熔融，然后液相—固相分界面向材料深部移动。再进一步提高功率密度或使脉宽更窄，聚焦区域内材料表面出现汽化区域，并且区域内熔融物质一定厚度内因持续吸收能量，达到比表面汽化温度更高的温度，产生汽化压力，促使熔融物质被喷溅而出。当激光的功率密度超过物质的击穿阈值时，材料表面汽化形成蒸汽与向外喷溅的物质形成物质蒸汽并继续吸收能量而被部分电离，形成高温高压、较高电离度的光致等离子体。如果激光功率密度非常高而脉宽很窄时，在很短的时间内材料因吸收能量在局部区域产生过热现象，生成爆炸性汽化，从而材料以完全汽化的方式被去除而不会出现熔融物质。
不同的激光加工工艺需要达到的上述状态不一样。有的要求激光对材料加热到汽化以去除部分材料，如打孔、切割、微调等。有的要求只将材料加热到熔化程度即可而不要求去除材料，如焊接加工。有的则要求将材料加热到一定温度使其产生某种相变，如热处理加工等。
3.2 物质对激光能量的吸收
激光与物质相互作用是从入射激光能量被物质所吸收开始的。从宏观角度讲，固态物质对激光能量的吸收是激光与固态物质中的电子、晶格、杂质和缺陷等相互作用而产生的。物质对激光能量的吸收取决于激光的波长、材料的光学特性、温度和表面状况等。
当激光辐照在材料上时，激光能量一部分被材料表面和材料周围气体或微粒反射，一部分通过材料透射，还有一部分则被材料所吸收[28]。即入射激光总能量：
E0=E r+ E n+ E t （3-1）式中E r——被材料表面反射的激光能量；
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E n——被材料吸收的激光能量；
E t——透过材料的激光能量。
按朗伯定律，激光能量进入材料内部后，会随着穿透距离的增加，其光强会按指数规律递减，深入材料表面以下x处的光强为：
e-α
+ i
（3-5）吸收率为：
（3-6）材料对激光的吸收率主要与材料表面的光学性质、激光的波长、材料温度、入射光偏振态、激光入射角和材料表面状况等有关，下面分为金属、非金属、半导体来讨论[29~33]：
（1）金属对激光的吸收
金属中存在大量的自由电子。在使用较低的激光能量辐照时，这些自由电子会由于电磁波的振动而受迫振动。若激光光子能量较高时，光波电磁波还能带动金属
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中束缚粒子的振动。这些带电粒子振动时，会辐射出次电磁波即次波，这些次波构成了很强的反射波和较弱的透射波，透射波在很薄的金属表层就会被吸收，因而金属对激光具有很强反射性。一般情况下，自由电子密度越大，即电导率越大，金属对激光的反射率越高[24]。
实际加工时，材料对激光的反射和吸收数据除了与激光的波长有关，还与其入射表面情况（有无涂层）、表面状态、温度、样品纯度及环境状况相关。
同时，金属表面对激光的瞬间反射率很大，但持续时间很短。这是由于金属表面吸收了激光能量，使表面温度升高，同时金属表面会发生氧化、被污染，降低了金属表面的粗糙度，同时材料表面由固态向液态转变，会明显提高激光的吸收率。例如金属在室温下对激光的吸收率较小，当温度上升到熔点附近时，吸收率达到40％~50％，若温度继续升高，其吸收率将更大。
加工过程中材料物质蒸汽形成的等离子体自身对激光具有很强的吸收作用，故而激光能量不能够充分甚至完全不能继续作用在材料上，即等离子体对激光产生了“屏蔽”效应。所以等离子体的出现对激光的吸收也有很大的影响。
（2）非金属对激光的吸收
陶瓷、塑料、树脂等非金属材料的表面对激光的反射率较低，对应的吸收率比较高。它们没有自由载流子，只有束缚电子、激子、极化子、晶格振动等振子的吸收。
激光频率等于或接近于材料束缚粒子的共振频率时，束缚粒子就会产生谐振，辐射的次波构成若反射波和强透射波，材料的反射率和吸收率都有所增加。实际材料中常有多个共振频率，最重要的共振时电子从价带向导带跃迁（带间跃迁）引起的。
当激光光频降低到紫外波段附近时，很多材料的束缚电子能吸收光子能量而跃迁。由于束缚电子本身的振动自然频率较大，因此，其吸收波段可以从紫外一直延续到可见光或近红外。所以非金属的吸收带很复杂，但对激光的吸收都比较强烈，特别是在紫外到中远红外。因此，使用紫外激光对非金属材料加工也很合适。
（3）半导体材料对激光的吸收
激光切割机技术参数...
FIBERBLADE Cutting System 光纤激光切割机 一、Messer激光切割系统介绍 1、机器原理 梅塞尔公司在工业用激光切割机的开发和制造领域已有近40年的经验. 其激光技术得到 了世界范围的认可, 并在许多不同领域得到应用. 划时代的技术发展, 如专利激光切割头, 表明了梅塞尔公司的技术能力. 在此领域为激光加工建立的新标准将为客户带来巨大的利益. 产品系列包括: 2维激光切割系统 3维激光切割系统
激光焊接系统 自动化设备 装料及卸料系统 通过与世界领先的激光器厂商的常年合作, 保证机器与激光的最佳组合. 其大激光功率及用户友好式的CNC数控系统适应高速切割及广泛的生产制造领域. Fiberblade具备良好的动态性能, 在宽广范围内可实现切割与零件重量无关的高精度无挂渣的成品零件. 机器配合编程软件及相应自动套料程序, 可实现快速高效的零件编程, 扩展机器应用. 应用激光束作为工具, 切割速度快, 成品部件割缝窄, 精度高. 可无困难地实现复杂轮廓的切割. 切口边缘光洁、无毛刺, 绝大多数场合下无需后续处理. Fiberblade主要应用领域为金属加工, 特别是碳钢、不锈钢和铝材. 该系统既可应用氧气切割, 也可采用保护气体实现高压切割. 经测试其可切割性后, 该系统可切割金属合金、塑料以及非金属材料机器设计理念除了实现最佳切割结果外, 同样关注环境保护问题. 采用抽烟除尘装置可满足最严格的排放标准. 机器可满足现有安全规程, 满足相关CE标准. 2、功能描述
Fiberblade激光切割机,是一个集最新动力工程，电脑数控和光纤激光器技术的全新技术 发展水平的设计它是市面上最先进的紧凑型中规格工业级光纤激光切割系统；无需激光器 维护的低维修费系统，高效率、低功耗。 机器工作台采用交换式工作台系统，减少上料时间. 该系统交替使用两块台面. 切割一块台面上的板材, 同时另一块台面位于工作区域外. 操作员可取下成品部件并换上新板, 机器同时进行切割. 另一台面上的工件完成后, 由工作区域换出, 新板就位. 板材置于工作台支架上并确定位置后, 切割头随垂直定位轴下降. 传感控制器保证切割头维持正确定位, 可避免板材变形引起的问题. 激光束通过光纤传输到切割头上, 然后由透镜聚焦. 切割头沿工件轮廓移动, 但不与工件接触, 激光束和切割气体通过割嘴聚集到工件上. 横向运动通过溜板滑动定位实现. 纵向运动由车架自行移动实现. 两套同步驱动伺服电机确保设备的高精度, 轴向运动的高加速度, 可变激光功率控制, 可切割如窄条, 尖角等的复杂图形部件. 通过CNC数控系统可自动设定切割参数如气体种类, 气体压力, 激光参数. CNC数控系统内的切割数据及图形数据的分离, 可实现快速变化的工作要求, 并增加机器功能的灵活性, 适用范围更广. 由随动式直接抽风系统, 把切割过程中产生的尘粒抽出, 并经过烟尘过滤后, 达到安全及环境规范的排放要求. 二、标准配置介绍 1、机器构造
激光切割加工工艺与传统加工工艺的区别
激光切割加工工艺与传统加工工艺的区别 随着钣金加工工艺的飞速发展，加工工艺也是日新月异，给钣金加工带来了许多革命性的理念。作为传统的钣金切割设备，主要有： 1、数控剪床 2、冲床 3、火焰切割 4、等离子切割 5、高压水切割 这些设备在市场上占有相当大的市场份额，一则他们熟为人知，二则价格便宜，虽然他们相对于激光切割等现代工艺来说劣势非常 明显，但他们也各自有自己独特的优势。 数控剪床由于其主要是直线裁剪，虽然能一刀剪长达4米的板材，但它只能用在只需要直线切割的钣金加工上。一般用在板材开平后 裁剪等仅仅需要直线切割的行业中。 冲床在曲线加工上有了更多的灵活性，一台冲床中可以有一套或多套方、圆或其他特殊要求的冲头，可以一次加工出一些特定的钣 金工件，最常见的就是机箱机柜行业，他们要求的加工工艺主要是 直线、方孔、圆孔之类的切割，图案相对简单固定。他们主要面对 的是2mm以下的碳钢板，幅面一般在2.5m×1.25m。厚度在1.5mm 以上的不锈钢由于材质粘度太大比较费模具，一般是不使用冲床的。其优点是对简单图形和薄板加工速度快，缺点是冲厚钢板时能力有限，即使能冲也是工件表面有塌陷，费模具，模具开发周期长，费 用高，柔性化程度不够高。国外超过2mm以上的钢板切割加工一般 都使用更现代的激光切割，而不使用冲床，一则厚钢板冲剪时表面 质量不高，二则冲厚钢板需要更大吨位的冲床，浪费资源，三则冲 厚钢板时噪音太大，不利于环保。
火焰切割作为最初的传统的切割方式由于其投资低，过去对加工质量要求不高，要求太高时再加一道机加工的工序可以解决，市场保有量非常大。现在它主要用来切割超过40mm的厚钢板。它的缺点是切割时热变形太大，割缝太宽，浪费材料，再者加工速度太慢，只适合粗加工。 等离子切割和精细等离子切割跟火焰切割类似，热影响区太大，精度却比火焰切割大许多，速度也有数量级的飞跃，成为了中板加工的主力军。国内顶级的数控精细等离子切割机的实际切割精度的上线已经达到了激光切割的下限，在切割22mm碳钢板时达到了2米多每分钟的速度，且切割端面光滑平整，斜度最好的可控制在1.5度之内，缺点是在切割薄钢板时热变形太大，斜度也较大，在精度要求高时无能为力，消耗品较为昂贵。 高压水切割是利用高速水射流中掺杂金刚砂实行对钣金的切割，它对材质几乎没有限制，切割的厚度也几乎可达100mm以上，对陶瓷、玻璃等用热切割时容易爆裂的材质也可以切割，铜、铝等对激光高反射材料水刀是可以切割的，而激光切割却有较大的障碍。水切割的缺点是加工速度太慢，太脏，不环保，消耗品也较高。 激光切割是钣金加工的一次工艺革命，是钣金加工中的“加工中心”。激光切割柔性化程度高，切割速度快，生产效率高，产品生产周期短，为客户赢得了广泛的市场。激光切割无切削力，加工无变形;无刀具磨损，材料适应性好;不管是简单还是复杂零件，都可以用激光一次精密快速成形切割;其切缝窄，切割质量好、自动化程度高，操作简便，劳动强度低，没有污染;可实现切割自动排样、套料，提高了材料利用率，生产成本低，经济效益好。该技术的有效生命期长，目前在国外超构2毫米的板材大都采用激光切割，许多国外的专家一致认为今后30-40年是激光加工技术发展的黄金时期(是钣金加工发展的方向)。 切割精度是判断数控激光切割机质量好坏的第一要素。影响数控激光切割机的切割精度的四大因素： 1.激光发生器的激光凝聚的大小。聚集之后如果光斑非常小，则切割精度非常高，要是切割之后的缝隙也非常小。则说明激光切割
激光切割基础知识
激光切割加工基础知识 第一部分 激光切割的原理和功能 一、激光切割的原理 激光切割是由电子放电作为供给能源，通过 He 、N 2、CO 2 等混合气体为激发媒介，利用反射镜组聚焦产生激光光束，从而对材料进行切割。 激光切割的过程：在数控程序的激发和驱动下，激光发生器内产生出特定模式和类型的激光，经过光路系统传送到切割头，并聚焦于工件表面，将金属熔化；同时, 喷嘴从与光束平行的方向喷出辅助气体将熔渣吹走；在由程控的伺服电机驱动下，切割头按照预定路线运动，从而切割出各种形状的工件。 图1：激光切割示意图 二、机床结构 SLCF-X15×40F 数控激光切割机是意大利普瑞玛（PRIMA ）工业公司的主导机型——悬臂式飞行光路结构的激光切割机，加工板材尺寸为1500×4000毫米，配有交换工作台。 （一） 该机型的主要特点如下： ● 悬臂式开式结构，可从三个方向上下料，人机接近性极好，可放置超长超宽的 板材。 ● 可移动式切割工作台与主机分离，柔性大。可加装焊接、切管等功能。 ● 精密传动部件不在切割区域内，防护容易，也不会由于工作台及床身切割热变 形影响机床的精度。 ● 从根本上消除了电器双边同步锁产生的误差，避免了横梁的扭动，使得光路稳 定，切割精度提高。 ● 配有高速的Z 轴系统，同时可通过数控系统控制辅助气体的压力、流量等，大 大提高了加工效率。 ● 新型的PM —400V2.0智能化编程软件，具有蛙跳、共边切割、优化套排料、高 效穿孔、尖角处理等功能。 ● 具有先进的多腔分室除尘系统，比单纯的抽风系统除尘效果更高。 1—激光器；2—激光束；3—全反射棱镜；4—聚焦物镜；5—工件；6—工作台
激光加工的应用和发展趋势
课程：特种加工基础实训教程 题目：激光加工技术应用和发展趋势院系：工学院机械系 专业：机械设计制造及其自动化 班级： 姓名： 学号： 时间：
目录 摘要 (2) １引言 (2) ２激光的特点 (2) 2.1 定向发光 (2) 2.2 亮度极高 (2) 2.3 颜色极纯 (3) 3 激光加工技术的主要应用 (3) 3.1激光打孔 (4) 3.2激光快速成型 (4) 3.3激光打标 (4) 3.4激光切割 (5) 3.5激光焊接 (5) 3.6激光热处理 (6) 4 激光加工的发展趋势 (6) 4.1数控化和多功能化 (6) 4.2高频度和高可靠性 (7) 4.3小型化和集成化 (7) 5 结语 (7) 参考文献 (7)
激光加工的应用和发展趋势 摘要：激光加工在现代产业中展示了强大的优势和发展潜力，成为21世纪的主导技术。本文主要介绍激光加工技术的应用现状和未来的发展趋势。 关键词：激光激光技术激光加工应用与发展趋势 1. 引言 激光是20世纪人类最伟大的发明之一，现在已广泛应用于工业、军事、科学研究与日常生活中。激光具有四大特性:高的单色性、方向性、相干性和亮度性。应用激光固有的四大特性，将具有高能量密度的，能被聚焦到微小空间的激光用于加工的方法叫激光加工。激光加工技术是一项集光、机电、材料及检测于一体的先进技术。激光加工主要涉及：激光焊接、激光切割、激光打标、激光雕刻等．现在一般的激光加工都采用了多项先进技术,多功能集成度高、实用性强、自动化程度高、操作简单、结果直观，而且加工过程中可实现动态同步跟踪显示，具有程序错误自动诊断、限位保护等功能。 2. 激光的特点 2.1 定向发光 普通光源是向四面八方发光。要让发射的光朝一个方向传播，需要给光源装上一定的聚光装置，如汽车的车前灯和探照灯都是安装有聚光作用的反光镜，使辐射光汇集起来向一个方向射出。激光器发射的激光，天生就是朝一个方向射出，光束的发散度极小，大约只有0.001弧度，接近平行。1962年，人类第一次使用激光照射月球，地球离月球的距离约38万公里，但激光在月球表面的光斑不到两公里。若以聚光效果很好，看似平行的探照灯光柱射向月球，按照其光斑直径将覆盖整个月球。 2.2 亮度极高 在激光发明前，人工光源中高压脉冲氙灯的亮度最高，与太阳的亮度不相上下，而红宝石激光器的激光亮度，能超过氙灯的几百亿倍。因为激光的亮度极高，所以能够照亮远距离的物体。红宝石激光器发射的光束在月球上产生的照度约为0.02勒克斯（光照度的单位），颜色鲜红，激光光斑明显可见。若用功率最强的探照灯照射月球，产生的照度只有约一万亿分之一勒克斯，人眼根本无法察觉。激光亮度极高的主要原因是定向发光。大量光子集中在一个极小的空间范围内射出，能量密度自然极高。 2.3 颜色极纯
激光加工技术存在的问题及未来发展展望
激光加工技术存在的问题及未来发展展望一、国外激光加工技术及发展动态 以德国、美国、日本、俄罗斯为代表的少数发达国家，目前主导和控制着全球激光技术和产业的发展方向。 其中，德国Trumpf、Rofin-Sinar公司在高功率工业激光器上称雄天下；美国IPG公司的光纤激光器引领世界激光产业发展方向。欧美主要国家在大型制造产业，如机械、汽车、航空、造船、电子等行业中，基本完成了用激光加工工艺对传统工艺的更新换代，进入“光加工”时代。 经过几十年的发展，激光技术开辟了广阔的应用天地，应用领域涵盖通信、材料加工、准分子光刻及数据存储等9个主要类别。根据国外统计资料表明，2013年全世界总的激光销售超过1000亿元。其中全球激光器市场销售额较2013年增长6.0%，达到93.34亿美元。美国市场借助出口方面的出色表现有所增长；欧洲凭借德国的出口增长仅维持收支平衡；亚洲市场，东盟国家的增长抵消了中国的经济放缓以及日本的零增长。 二、国内激光产业发展现状 1.国内激光产业整体格局 国内激光企业主要分布在湖北、北京、江苏、上海及深圳等地，已基本形成以上述省市为主体的华中、环渤海、长三角、珠三角四大激光产业基地，其中有一定规模的企业约300家。 2014年我国激光产业链产值约为800亿元。主要包括：激光加工装备产业达到350亿元（其中，用于切割、打标和焊接的高功率激光设备占据了67%的市场份额）；激光加工在重工业、电子工业、轻工业、军用、医疗等行业的应用达到450亿元。预计在今后三年，我国激光产业平均行业复合成长率将不低于20%。 我国激光加工产业可以分为四个比较大产业带，珠江三角洲、长江三角洲、华中地区和环渤海地区。这四个产业带侧重点不同，珠三角以中小功率激光加工机为主，长三角以大功率激光切割焊接设备为主，环渤海以大功率激光熔覆和全固态激光为主，以武汉为首的华中地区则覆盖了大、中、小激光加工设备。这四
激光切割加工基础知识
激光切割基础知识 第一部分 激光切割的原理和功能 一、激光切割的原理 激光切割是由电子放电作为供给能源，通过 He 、N 2、CO 2 等混合气体为激发媒介，利用反射镜组聚焦产生激光光束，从而对材料进行切割。 激光切割的过程：在数控程序的激发和驱动下，激光发生器内产生出特定模式和类型的激光，经过光路系统传送到切割头，并聚焦于工件表面，将金属熔化；同时, 喷嘴从与光束平行的方向喷出辅助气体将熔渣吹走；在由程控的伺服电机驱动下，切割头按照预定路线运动，从而切割出各种形状的工件。 图1：激光切割示意图 二、机床结构 SLCF-X15×40F 数控激光切割机是意大利普瑞玛（PRIMA ）工业公司的主导机型——悬臂式飞行光路结构的激光切割机，加工板材尺寸为1500×4000毫米，配有交换工作台。 （一） 该机型的主要特点如下： ● 悬臂式开式结构，可从三个方向上下料，人机接近性极好，可放置超长超宽的 板材。 ● 可移动式切割工作台与主机分离，柔性大。可加装焊接、切管等功能。 ● 精密传动部件不在切割区域内，防护容易，也不会由于工作台及床身切割热变 形影响机床的精度。 ● 从根本上消除了电器双边同步锁产生的误差，避免了横梁的扭动，使得光路稳 定，切割精度提高。 ● 配有高速的Z 轴系统，同时可通过数控系统控制辅助气体的压力、流量等，大 大提高了加工效率。 1234561—激光器；2—激光束；3—全反射棱镜；4—聚焦物镜；5—工件；6—工作台
●新型的PM—400V2.0智能化编程软件，具有蛙跳、共边切割、优化套排料、高 效穿孔、尖角处理等功能。 ●具有先进的多腔分室除尘系统，比单纯的抽风系统除尘效果更高。 （二）机床的结构主要由以下几部分组成： 1、床身 全部光路安置在机床的床身上，床身上装有横梁、切割头支架和切割头工具，通过特殊的设计，消除在加工期间由于轴的加速带来的振动。机床底部分成几个排气腔室，当切割头位于某个排气室上部时，阀门打开，废气被排出。通过支架隔架，小工件和料渣落在废物箱内。 2、工作台 移动式切割工作台与主机分离，柔性大，可加装焊接、切管等功能。配有两张1.5米×4米的工作台可供交换使用，当一个工作台在进行切割加工的同时，另一张工作台可以同时进行上下料操作，有效提高工作效率。两个工作台可通过编程或按钮自动交换。 工作台下方配有小车收集装置，切割的小料及金属粉末会集中收集在小车中。 3、切割头 是光路的最后器件，其内置的透镜将激光光束聚焦，标准切割头焦距有 5 英寸和 7.5 英寸(主要用于割厚板)两种。良好的切割质量与喷嘴和工件的间距有关，本机切割头使用德国PRECITEC公司生产的非接触式电容传感头，在切割过程中可实现自动跟踪与修正工件表面与喷嘴的间距，调整激光焦距与板材的相对位置，以消除因被切割板材的不平整对切割材料造成的影响。自动找准材料的摆放位置（红光指示器）。 4、控制系统 控制系统包括数控系统（集成可编程序控制器PLC）、电控柜及操作台。PMC-1200数控系统由32位CPU控制单元、数字伺服单元、数字伺服电机、电缆等组成，采用全中文才做界面，10.4"彩色液晶显示器，能实现机外编程计算机与机床的控制系统进行数据传输通讯（具有232接口），具有加速、突变限制；具有图形显示功能，可对激光器的各种状态进行在线和动态控制功能。 5、激光控制柜 控制和检查激光器的功能，并显示系统的压力、功率、放电电流和激光器的运行模式。 6、激光器 采用原装进口德国ROFIN公司SLAB3000W型激光发生器，是目前世界先进的RF 激励板式放电的二氧化碳激光器。其心脏是谐振腔, 激光束就在这里产生，激光气体是由二氧化碳﹑氮气﹑氦气的混合气体，通过涡轮机使气体沿谐振腔的轴向高速运动，气体在前后两个热交换器中冷却，以利于高压单元将能量传给气体。 7、冷却设备 冷却激光器、激光气体和光路系统。 8、除尘装置 内置管道及风机，改善了工作环境。切割区域内装有大通径除尘管道及大全压的离心式除尘风机，加之全封闭的机床床身及分段除尘装置，具有较好的除尘效果。 9、供气系统 包括气源、过滤装置和管路。气源含瓶装气和压缩空气（空气压缩机、冷干机）。
用于激光加工的DOE
用于激光加工的DOE 最近，由于工业领域的强劲需求，催化出了许多激光焦工的新工艺，许多传统工业工艺被激光加工系统取代，例如激光消融、激光焊接、激光钎焊、激光打孔、激光切割、激光表面处理等材料。各种激光加工类型占整个激光加工市场的份额，如下图所示： 图1.全球激光应用 衍射光学元件（DOE）在提供特定的激光束成形中起重要作用，这使得激光束成形和均匀化技术对于优化许多激光材料加工应用是必不可少的。通常，激光系统中添加DOE元件之后能够明显提升系统性能。 激光加工系统的关键参数： 加工速度和产能 加工精度 - 边壁陡峭 - 热影响区 - 处理过程的有效性
激光消融和结构化 激光消融（激光烧蚀）是通过用激光束照射材料从固体（或偶尔液体）表面去除材料的过程。通过在小区域上施加高能短脉冲来实现消融。 激光烧蚀已被考虑并用于许多技术应用，包括：纳米材料的生产，薄金属和电介质膜的沉积，超导材料的制造，金属部件的常规焊接和粘合，以及MEMS结构的微机械加工。 衍射光学元件中的Top-Hat和Vortex-Lens产生具有尖锐边缘的成形斑点，可在消融过程中产生精确的材料去除。Multi-Spot元素支持并行处理，从而提高了吞吐量。 相关DOE产品：平顶光束整形器，螺旋相位片，分束器 图2.激光烧蚀图3.激光结构3 激光焊接 激光焊接技术用于通过激光连接多个金属或塑料件。光束提供集中的热源，允许窄而深的焊接和高焊接速率。该过程经常用于使用自动化的大批量应用，例如汽车工业。在与切割技术的结合中，激光器非常适用于多种类型的焊接（点，线焊接）。 匀光镜（均质器）元件具有均匀，平坦的强度分布，受输入光束不均匀性的影响小，并且可以设计为针对特定焊接轮廓定制的能量和形状分布。DOE还能方便地引入预热副光斑，可以预热焊接区域，然后对其进行后处理。
先进激光加工技术与装备
先进激光加工技术与装备 摘要：随着我国经济和社会建设的全面进步，对各种先进技术有了更大的需求，其中，激光加工技术对于我国的科技发展有着至关重要的影响。信息产业中需要 利用激光对半导体硅片材料进行加工，制成所需的芯片。而因为激光加工技术的 不足，使得我国在相关领域的发展受到了较大的限制，这些问题的产生，与我国 在激光加工技术和装备研发方面的落后有直接关系。信息社会的建设，激光加工 技术是最基本的技术保障方式，对相关技术以及装备的研究，需要重视。 关键词：硅片；激光加工技术；装备 中国是一个制造业大国，在很多工业生产领域，都占据了世界第一的位置，但同时，也暴露 出我国很多产业大而不强的问题。一些核心技术与世界先进水平存在较大差距，以激光加工 技术为例，就是一个非常好的证明。近段时间来，我国通信产业面临着巨大的经营压力，最 主要的原因就是芯片的保障难以充分实现。在半导体产业中光刻机的缺失，使得我国相关企 业的巨大被动。解决这些问题已经不只是企业自身的问题，更关系到国家的发展战略，基于此，其研究的现实价值和深远影响得以体现。 1.激光加工技术概述 激光在当前的科技和工业领域具有非常广泛的用途，尤其是激光加工技术，在当前的现 代化建设过程中有着极为重要的影响，包括对社会进步产生巨大影响的信息产业，也需要将 激光加工技术加以充分利用。就目前来说，先进的激光加工技术代表着一个国家最重要的核 心科技能力，特别是半导体加工中必须通过光刻机完成对硅片的处理，到目前为止已经达到 几纳米的加工数量级。没有如此尖端的激光加工技术，就只能将相关的加工需求进行外包， 在核心科技方面会受制于其他国家的技术限制。 激光加工技术主要利用激光束对被加工物进行处理，通过激光与这些物质间存在的作用，对材料完成加工处理。这些材料可以是金属也可以是非金属，激光加工技术都可以有很好的 适应性。其加工方式通常包括几种，即：切割、表面处理、打孔、焊接、微加工等。这一方 面利用了激光可以在微小区域产生巨大热量的原理，这些热量可以融化被加工物质，实现切 割等目的；另一方面，激光具有良好的单色性和直线传播的优势，能够在加工物体表面进行 蚀刻等操作，使得很多极高精度的加工均采用激光加工技术。从目前来看，激光加工技术已 经充分用在电子、航空、机械制造等重要领域，并对整个加工技术的优化有非常突出的促进 作用。 2.先进激光加工技术与装备研究 与传统加工技术相比，先进的激光加工技术可以在加工精度和工作质量和稳定性方面有 着非常突出的表现。这些先进的技术与相应的装备融合，可以对加工能力产生巨大的影响。 本文以光刻机技术及其装备为例，系统探究先进激光加工技术的相关内容，有一定的借鉴价 值和参考意义。 2.1光刻机技术 现代光学工业中，激光加工技术是最为核心的内容，而其最高技术成就的代表就是光刻机。光刻机之所以享有如此声誉，不仅在于其应用领域的重要性，同时也表现在其制造难度上，截至目前，整个世界范围内仅几家企业具备研发制造能力，而光刻机的单台售价甚至达
激光加工
激光加工技术的应用与发展 摘要：激光加工是把具有足够能量的激光束聚焦后照射到所加工材料的适应部分，在极短的时间内，光能转换为热能，被照部位迅速升温。根据不同的光照参量，材料可以发生汽化、熔化、金相组织变化以及产生相当大的热应力，从而达到工件材料被去除、连接、改性或分离等加工。用激光束对材料进行各种加工，如打孔、切割、划片、焊接、热处理等。激光能适应任何材料的加工制造，尤其在一些的特殊精度和要求、特别场合和特种材料的加工制造方面起着无可替代的作用。 关键词：加工原理、反展前景、强化处理、细微加工、发展前景。 一激光加工的原理及其特点 1 激光加工的原理 激光加工是将激光照射到工件的表面，以激光的高能量来切除、融化材料以及改变物体表面性能。由于激光加工时无接触式加工，工具不会与工件的表面直接摩擦产生阻力，所以激光加工的速度极快、加工对象受热影响的范围较小而不会产生噪音。由于激光束的能量和光束的移动速度均可调节，因此激光加工可应用不同层面和范围上。 2激光的基本特性 首先，激光也是一种光，因此具有一般光的共性。此外，由于激光的发射时以受辐射为主，因而发光物质中基本上是有组织地、相互关联地产生光发射的，发出光波的频率、方向、偏振状态相同和位相关系严格。因此产生了激光的四大特性：亮度（强度）高、单色性好、相干性好和方向性强。 1）强度高激光的强度高，主要是由于激光在空间上和时间上可以实现光能的高度集中。 2）单色性好太阳光包含红、橙、黄、绿、青、蓝、紫等7种颜色，每一种颜色的光对应一定的波长与频率，而激光往往是只有一种频率的光，因此激光也是 单色光。激光器所发出的激光具有其他光源难以到达的、极高的单色性。这是 由于构成激光的谐振腔的反射镜对波长选择性极佳，并且利用原子固有的能级 跃迁的结果。 3）相干性好光源的相干性可以利用相干长度来衡量。相干时间是指光源先后发出的俩束光产生干涉现象的最大时间间隔。 4）方向性强光束的方向性是用光束的发散角表征的。 应当指出，上述激光的四个特性不是相互无关的，而是相互联系、相互渗透的。 二激光技术 用激光束对材料进行各种加工，如打孔、切割、划片、焊接、热处理等。激光加工有许多优点：1激光功率密度大，工件吸收激光后温度迅速升高而融化或汽化，即使熔点高、硬度大和质脆的材料（如陶瓷、金刚石等）也可用激光加工；2激光头与工件不接触，不存在加工工具磨损问题；3工件不受应力，不易污染；4可以对运动的工件或密封在玻璃壳的材料加工；5激光束的发散角不可小于1毫弧，光斑直径可小到微米量级，作用时间可以短到纳秒和皮秒，同时，大功率激光器的连续输出功率又可以达到千瓦至十千瓦量级，因而激光既适于精密微细加工，又适于大型材料加工；6激光束容易控制，易于与精密机械、精密测量技术和电子计算机相结合，实现加工的高度自动化和达到很高的加工精密；7在恶劣环
激光加工工艺与设备实验指导书
《激光加工工艺与设备》实验指导书光电子与通信工程系激光教研室
目录 实验一激光打标机调光实验1 实验二激光打标机打标实验5 实验三激光焊接机调光实验6 实验四激光焊接机焊接实验8 实验五激光切割实验9 实验六激光雕刻实验10
实验一激光打标机调光实验 一、实验目的 能对激光谐振腔进行调整，最终调出激光（快速）并改变其方向与激光指示的光重合。 二、实验设备 供调光的三台腔体及可点灯连续激光器三台 三、实验操作过程 1．将声光Q开关及声光架移出, 调整谐振腔体 YAG晶体、氪灯、聚光腔体、全反射膜片及半反射膜片清洁好以后，即可进行谐振腔体的安装调整。具体方法是 1）首先，将清洁好的聚光腔体、YAG晶体及氪灯装回原位，启燃机内作指示光标用的He —He激光器。调整He—He激光器指示光轴与YAG晶体几何轴线同轴。当打开指示光开关，指示光发射出红光时，调整指示光架上的四个调节螺钉使指示光从YAG晶体几何中心线穿过。四个调节螺钉分别调节上、下、左、右四个方向。 2）将全反射膜片装回原位，调整全反射膜片的位置角度，使最亮的一个反射点与He—He 原光束点在截光屏上重合。截光屏可用一X白纸片代替，纸片与He—He激光束呈垂直放在扩束镜的入光面。当指示光穿过全反膜片，如果膜片平面不与指示光垂直，指示光就会有折射现象，用白纸片挡在全反膜片与YAG晶体之间，除指示光主光点外还有折射光点在白纸上，调节膜片架上的调整螺钉使折射光点与指示光光点重合。这时全反膜片的位置基本就确定了。 3）装上半反射膜片，调整膜片的位置及角度，使该膜片的反射光点与He—He激光原光束的光点及全反射膜片的反射光点在截光屏上重合。拿一X白纸，把白纸上打一小孔（比光点大2倍左右），将白纸放于输出镜与YAG晶体之间，使指示光从小孔穿过，光射到输出镜时，形成反射。这时除有主光点从小孔穿过外，还有反射光点在小孔四周的白纸上，调节膜片架上的调整螺钉使两个光点重合。 2．激光的调整 经过上述调整后，YAG晶体与膜片之间的位置已基本确定。开启激光电源开关，3～5秒钟后，按下RUN开关，待继电器吸合后，缓慢调整电位器旋纽，电流表显示12A左右即可。 这时取出随机配备的激光转换片，放在输出镜与扩束镜之间，如果有激光输出，转换片上有绿色光斑显现，分别反复调整全反射膜片和半反射模片的微调螺钉，直到将激光阈值达到最低，光斑调到最大、最圆为止。此时，谐振腔光振状态的调整工作即结束。
激光加工技术要求
激光加工技术要求 1.加工件所用材料应严格按照我方要求采购，不应有以次充好等现 象发生。 2.应提供每个批次加工件所用材料的材质单。 3.每个批次加工件所用材料的表面不得有锈蚀点、氧化皮等缺陷。 4.每个批次加工件的平面度不应大于0.05%。 5.每个批次加工件所用材料的规格应满足图纸要求（尤其是厚度不 应小于图纸、要求厚度0.3mm）。 6.加工件的轮廓尺寸误差不得大于0.5mm。 7.加工件的穿孔直径误差不得大于0.2mm。 8.加工件的穿孔孔距误差不得大于0.4mm。 9.加工件的切口表面粗糙度应控制在Ra12.5—25μm（切缝一般不需 要再加工即可焊接等）。 10.加工件的切口表面垂直度应控制在2%。 11.加工件所有螺纹处要求激光划线“十”字标记；直径小于板厚的 光孔处要求激光划线“十”字标记；特殊要求标记处要求激光划线按图纸要求标记。 12.加工件所有划线标记处要清晰，但不要划线太深。 13.加工件划线标记处数量、穿孔处数量、特殊标记处数量应准确， 不应多做标记和漏划标记处。 14.每次交付加工件时要求有贵公司的质量检验报告单。
报价要求 1.每次报价应把该批次加工件的详细排版图使用电子邮件形式发至 我公司。 2.首次加工的加工件加工详细情况，贵公司应与我公司按图纸要求 共同协商加工。例如：图纸上哪些孔是按穿孔计算价格，哪些孔是按切割延米计算价格。 3.报价单应注明加工件的图号；板厚及外形尺寸；加工数量；净重； 切割长度；穿孔数量；标记出数量；材料损耗；加工每一项的单价、合计；材料单价、合计；总计价格等。 报价补充 1.如果报价按照每次加工数量排版的实际使用材料数量报价，那么 每个批次的加工件排版的余料、损耗等由贵公司按照当时的市场价格自行处理，并适当减少加工部分费用。 2.如果报价按照每件的材料价格和单件加工费用总和报价，那么每 个批次加工后的余料、损耗等由贵公司自行处理，并适当减少加工部分费用。 3.部分加工件中切割后剩余的材料还很整齐，还可以充分利用切割 其它零件，不应按废钢计算。只有切割后完全不能再利用的材料才能按废钢计算。
激光切割工艺详解-共30页
激光切割工艺 发表于 2009-10-26 20:50 | 只看该作者发表的帖子 1# 本文章共4286字，分3页，当前第1页，快速翻页：123 激光切割工艺 激光切割的工艺参数 （1）光束横模 ① 基模又称为高斯模，是切割最理想的模式，主要出现在功率小于1kW的激光器。 ② 低阶模与基模比较接近，主要出现在1～2kW的中功率激光器。 ③ 多模是高阶模的混合，出现在功率大于3kW的激光器。
切割速度与横模及板厚的关系见图1。由图可以看出，300W的单模激光和500W的多模有同等的切割能力。但是，多模的聚焦性差，切割能力低，单模激光的切割能力优于多模。常用材料的单模激光切割工艺参数见表1，多模激光切割工艺参数见表2。 表1 常用材料的单模激光切割工艺参数 材料 厚度/mm 辅助气体 切割速度/cmmin-1 切缝宽度/mm 功率/W 低碳钢 3.0 O2 60 0.2 250 不锈钢 1.0 O2 150 0.1
40.0 O2 50 3.5 钛合金 10.0 O2 280 1.5 有机透明玻璃10.0 N2 80 0.7 氧化铝 1.0 O2 300 0.1 聚酯地毯
N2 260 0.5 棉织品（多层）15.0 N2 90 0.5 纸板 0.5 N2 300 0.4 波纹纸板 8.0 N2 300 0.4 石英玻璃 1.9
60 0.2 聚丙烯 5.5 N2 70 0.5 聚苯乙烯 3.2 N2 420 0.4 硬质聚氯乙烯7.0 N2 120 0.5 纤维增强塑料3.0 N2
0.3 木材（胶合板）18.0 N2 20 0.7 低碳钢 1.0 N2 450 - 500 3.0 N2 150 6.0 N2 50 1.2 O2
激光加工技术-教学基本要求
高等职业教育激光加工技术专业教学基本要求 专业名称激光加工技术 专业代码580114 招生对象 普通高中毕业生、中职毕业生 学制与学历 三年制，专科 就业面向 本专业覆盖激光加工技术等职业领域的岗位群。 1.毕业生可适应的初始职业岗位有： （1）激光加工设备制造企业的各加工工种岗位、激光加工设备装配、调试、使用、维护、维修等岗位； （2）光电设备、机电设备及相关成套设备的安装、调试、使用与维护。 2.毕业生在获得一定工作经验（进修）后发展职业岗位有： （1) 激光及数控加工设备制造企业的产品营销、生产管理、技术管理、质量控制等企业管理岗位群； （2) 升迁的职业岗位及预计平均获得的时间为三年。 培养目标与规格 一、培养目标 本专业培养德、智、体、美、劳全面发展，适应现代制造业需要，主要面向激光加工设备制造和使用行业，培养从事大功率激光加工设备操作及维护，小功率激光加工设备组装、调试及售后服务等岗位，兼顾光电设备、机电设备及相关成套设备的安装、调试、使用、数控加工设备操作等岗位的高端技能型专门人才。 激光加工设备装配调试、操作使用、销售及售后服务各工种岗位主要包括激光美容仪、激光打标机、激光雕刻机、激光焊接机、激光切割机等设备的生产制造、销售服务、使用维护等岗位构成本专业毕业生初始就业岗位群。 毕业生经过三年左右的工作经验累积或进修，可升迁至激光及数控加工设备制造企业的生产管理（计划员、统计员、调度员、采购员、对外协作员等）、技术管理（工艺师、工装夹具设计师等）、质量控制（对产品质量的控制、检验、分析）、产品营销等企业管理岗位群。 二、培养规格 本专业的职业核心能力主要有： 在掌握激光加工设备本体的装配与调试工艺的基础上，重点掌握激光器光路装置的装配与调试工艺。
激光切割机工艺手册
第一章激光切割方法 1.1 激光熔化切割 在激光熔化切割中，工件被局部熔化后借助气流把熔化的材料喷射出去。因为材料的转移只发生在其液态情况下，所以该过程被称作激光熔化切割。 激光光束配上高纯惰性切割气体促使熔化的材料离开割缝，而气体本身不参于切割。 ——激光熔化切割可以得到比气化切割更高的切割速度。气化所需的能量通常高于把材料熔化所需的能量。在激光熔化切割中，激光光束只被部分吸收。 ——最大切割速度随着激光功率的增加而增加，随着板材厚度的增加和材料熔化温度的增加而几乎反比例地减小。在激光功率一定的情况下，限制因数就是割缝处的气压和材料的热传导率。 ——激光熔化切割对于铁制材料和钛金属可以得到无氧化切口。 ——产生熔化但不到气化的激光功率密度，对于钢材料来说，在104W/cm2～105 W/cm2之间。 1.2 激光火焰切割 激光火焰切割与激光熔化切割的不同之处在于使用氧气作为切割气体。借助于氧气和加热后的金属之间的相互作用，产生化学反应使材料进一步加热。由于此效应，对于相同厚度的结构钢，采用该方法可得到的切割速率比熔化切割要高。 另一方面，该方法和熔化切割相比可能切口质量更差。实际上它会生成更宽的割缝、明显的粗糙度、增加的热影响区和更差的边缘质量。 ——激光火焰切割在加工精密模型和尖角时是不好的（有烧掉尖角的危险）。可以使用脉冲模式的激光来限制热影响。 ——所用的激光功率决定切割速度。在激光功率一定的情况下，限制因数就是氧气的供应和材料的热传导率。 1.3 激光气化切割 在激光气化切割过程中，材料在割缝处发生气化，此情况下需要非常高的激光功率。 为了防止材料蒸气冷凝到割缝壁上，材料的厚度一定不要大大超过激光光束的直径。该加工因而只适合于应用在必须避免有熔化材料排除的情况下。该加工实际上只用于铁基合金很小的使用领域。 该加工不能用于，象木材和某些陶瓷等，那些没有熔化状态因而不太可能让材料蒸气再凝结的材料。另外，这些材料通常要达到更厚的切口。 ——在激光气化切割中，最优光束聚焦取决于材料厚度和光束质量。 ——激光功率和气化热对最优焦点位置只有一定的影响。
激光加工专业技术有哪些【详情】
激光加工技术有哪些【详情】
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激光加工技术有哪些 内容来源网络，由深圳机械展收集整理！ 更多激光加工设备技术展示，就在深圳机械展！ 激光加工技术是利用激光束与物质相互作用的特性，对材料（包括金属与非金属）进行切割、焊接、表面处理、打孔及微加工等的一门加工技术。激光加工作为先进制造技术已广泛应用于汽车、电子、电器、航空、冶金、机械制造等国民经济重要部门，对提高产品质量、劳动生产率、自动化、无污染、减少材料消耗等起到愈来愈重要的作用。 激光技术是涉及到光、机、电、材料及检测等多门学科的一门综合技术，传统上看，它的研究范围一般可分为以下9个方面： 1.激光加工系统。包括激光器、导光系统、加工机床、控制系统及检测系统； 2.激光加工工艺。包括焊接、表面处理、打孔、打标、微调等各种加工工艺； 3.激光焊接：汽车车身厚薄板、汽车零件、锂电池、心脏起搏器、密封继电器等密封器件以及各种不允许焊接污染和变形的器件。使用的激光器有YAG激光器，CO2激光器和半导体泵浦激光器； 4.激光切割：汽车行业、计算机、电气机壳、木刀模业、各种金属零件和特殊材料的切割、圆形锯片、压克力、弹簧垫片、2mm以下的电子机件用铜板、一些金属网板、钢管、镀锡铁板、镀亚铅钢板、磷青铜、电木板、薄铝合金、石英玻璃、硅橡胶、1mm以下氧化铝陶瓷片、航天工业使用的钛合金等等。使用激光器有YAG激光器和CO2激光器； 5.激光打标：在各种材料和几乎所有行业均得到广泛应用，使用的激光器有YAG激光器、CO2激光器和半导体泵浦激光器； 6.激光打孔：激光打孔主要应用在航空航天、汽车制造、电子仪表、化工等行业。激光打孔的迅速发展，主要体打孔用YAG激光器的平均输出功率已由400w提高到了800w至1000w。国内比较成熟的激光打孔的应用是在人造金刚石和天然金刚石拉丝模的生产及钟表和仪表的宝石轴承、飞机叶片、多层印刷线路板等行业的生产中。使用的激光器多以YAG激光器、CO2激光器为主，也有一些准分子激光器、同位素激光器和半导体泵浦激光器； 7.激光热处理：在汽车工业中应用广泛，如缸套、曲轴、活塞环、换向器、齿轮等零部件的热处理，同时在航空航天、机床行业和其它机械行业也应用广泛。我国的激光热处理应用远比国外广泛得多。使用的激光器多以YAG激光器，CO2激光器为主； 8.激光快速成型：将激光加工技术和计算机数控技术及柔性制造技术相结合而形成，多用于模具和模型行业。使用的激光器多以YAG激光器、CO2激光器为主； 9.激光涂敷：在航空航天、模具及机电行业应用广泛。使用的激光器多以大功率YAG激光器、CO2激光器为主。 激光加工为工业制造提供了一个清洁无污染的环境及生产过程，而这也是当下激光加工的优势。 技术特性
激光加工技术发展的研究
激光加工技术发展的探究 摘要:激光加工是将激光束照射到工件的外表，以激光的高能量来切除、熔化质料以及转变物体外表性能。由于激光束的能量和光束的移动速率均可调治，因此激光加工可应用于任意层面和领域上。本文分别从激光加工技术的原理及其应用综合品评了激光加工较传统加工技术的良好性,说明其在制造行业中不行替换的作用.结合我国激光加工制造现状与国际的差距,对我国激光加工业发展做了良好的预测.在阐发外国研究动向的基础上，指出激光制造技术的发展趋向,将重点定位在微结构、微刻蚀、微工具以及多功效性微技术、微工程的研究与开发上。可以预测，三维微纳尺度的激光微制造技术必将成为新世纪的主流制造技术。 关键词:激光加工激光制造体系技术发展 1.前言 激光的研究及其在各个领域的应用得到了迅速的发展。其高相干性在高细密丈量、物质结构阐发、信息存储及通讯等领域得到了普遍应用。激光的高单色性，可在光化学领域对一些相距很近的能级作选择引发，进行重金属的同位素疏散；激光的高偏向性和高亮度可普遍应用于加工制造业（大到航天器、飞机、汽车工业，小到微电子、信息、生物细胞疏散等微技术）。随着激光器件、新型受激辐射光源，以及相应工艺的不停改造与优化，尤其是近20年来，激光制造技术已渗透到诸多高新技术领域和产业，并开始取代或革新某些传统的加工行业。 2.正文 激光制造技术包括两方面的内容，一是制造激光光源的技术，二是使用激光作为工具的制造技术。前者为制造业提供性能优良、稳固可靠的激光器以及加工体系，后者使用前者进行各种加工和制造，为激光体系的不停发展提供广阔的应用空间。两者是激光制造技术中不可或缺的部分，不行偏废。激光制造技术具有许多传统制造技术所没有的优点，是一种切合可持续发展战略的绿色制造技术。比如，质料浪费少，在大规模生产中制造资本低；凭据生产流程进行编程控制（自动化），在大规模制造中生产屈从高；可靠近或到达“冷”加工状态，实现通例技术不能实验的高细密制造；对加工工具的顺应性强，且不受电磁干扰，对制造工具和生产情况的要求低；噪声低，不孕育发生任何有害的射线与剩余，生产历程对情况的污染小等等。因此，为顺应21世纪高新技术的产业化、满足宏观与微观制造的需要，研究和开发高性能光源势在必行。现在正在积极研制超紫外、超短脉冲、超大功率、高光束质量等特性的激光，尤其是能顺应微制造技术要求的激光光源更是倍受关注，并已形成国际性竞争。可以
陶瓷激光加工技术
陶瓷激光加工技术 伴随着材料技术的发展，在科研应用和工业应用领域中，陶瓷材料因为其优越的物理化学性能得到了越来越多的应用。无论是精密的微电子，或者是航空船舶等重工业，亦或是老百姓的日常生活用品，几乎所有领域都有陶瓷材料的身影。 然而，陶瓷材料结构致密，并且具有一定的脆性，普通机械方式尽管可以加工，但是在加工过程中存在应力，尤其针对一些厚度很薄的陶瓷片，极易产生碎裂。这使得陶瓷的加工成为了广泛应用的难点。 激光作为一种柔性加工方法，在陶瓷件加工工艺上展示出了非凡的能力。以下，以微电子应用陶瓷电路基板的切割和钻孔为例做详细说明。 微电子行业中，传统工艺均使用PCB作为电路基底。但是，随着行业的发展，越来越多的客户要求其微电子产品具备更加稳定的性能，包括机械结构的稳定性，电路的绝缘性能等等。因此陶瓷材料收到了越来越多的应用。目前主流的陶瓷材料是氧化铝和氮化铝，材料的主流厚度小于2mm。 为了实现更加复杂的电路设计，客户普遍要求双面设计电路，并且通过导通孔灌注银浆或溅镀金属后形成上下面的导通。同时，为了满足外部封装的需求，电路元器件的外形也有各种变化，包括一些圆角或者其他异性。对于这样的产品设计，机械加工的方法非常困难。哪怕能够加工，其良品率也是非常之低。而广泛引用的金属加工的化学蚀刻方法或者电火花加工方法，也因为陶瓷优越的物理化学性能而无法得到应用。对此，激光的无接触式加工能够大大提高陶瓷激光加工的可行性及加工的良率。 以上便是使用江阴德力激光设备有限公司推出的陶瓷激光精细切割设备，针对0.635mm厚氧化铝以及0.8mm厚氮化铝异型切割的样品。可以看到的是不仅切割边缘光滑没有崩边，切割边缘的热影响更能够得到有效的控制，哪怕陶瓷已经做
激光加工技术
激光加工技术 班级：学号： 摘要:作为20世纪科学技术发展的主要标志和现代信息社会光电子技术的支柱之一，激光技术和激光产业的发展受到世界先进国家的高度重视。本文论述了激光加工技术的主要内容，以及它的加工原理、特点及其应用。 关键词：激光技术特点应用 1.引言 激光技术是20世纪60年代初发展起来的一门新兴科学，在材料加工方面，已逐步形成一种崭新的加工方法——激光加工（Lasser Beam Machining 简称LBM）。由于激光加工不需要加工工具、而且加工速度快、表面变形小，可以加工各种材料，已经在生产实践中愈来愈多地显示了它的优越性，所以很受人们重视。 激光技术在我国经过30多年的发展，取得了上千项科技成果，许多已用于生产实践，激光加工设备产量平均每年以20％的速度增长，为传统产业的技术改造、提高产品质量解决了许多问题，如激光毛化纤技术正在宝钢、本钢等大型钢厂推广，将改变我国汽车覆盖件的钢板完全依赖进口的状态，激光标记机与激光焊接机的质量、功能、价格符合国内目前市场的需求，市场占有率达90％以上。 2.激光技术研究的主要内容 （1）激光加工用大功率CO2和固体激光器及准分子激光器的引进机型研究，提高国产机水平；同时开发和研制专用配套的激光加工机床，提高激光器产品在生产线上稳定运行的周期，力争在国内建立较全面的加工用激光器的生产基地。 （2）建立激光加工设备参数的检测手段，并进行方法研究。 （3）激光切割技术研究。 （4）激光焊接技术研究。 （5）激光表面处理技术研究。
（6）激光加工光束质量及加工外围装置研究。 （7）择优支持2~3个国家级加工技术研究中心，开展激光加工工艺技术研究，重点是材料表面改性和热处理方面的研究和推广应用；开展激光快速成形技术的应用研究，拓宽激光应用领域。 3激光加工的原理和特点 3.1．加工原理和特点 1）聚集后，光能转化为热能，几乎可以熔化、气化任何材料。例如耐热合金、陶瓷、石英、金刚石等硬脆材料都能加工。 2）激光光斑大小可以聚集到微米级，输出功率可以调节，因此可用以精密微细加工。 3）加工所用工具是激光束，是非接触加工，所以没有明显的机械力，没有工具损耗问题。加工速度快、热影响区小，容易实现加工过程自动化。还能通过透明体进行加工，如对真空管内部进行焊接加工等。 4）和电子束加工等比较起来，激光加工装置比较简单，不要求复杂的抽真空装置。5）激光加工是一种瞬时、局部熔化、气化的热加工，影响因素很多，因此，精微加工时，精度，尤其是重复精度和表面粗糙度不易保证，必须进行反复试验，寻找合理的参数，才能达到一定的加工要求。由于光的反射作用，对于表面光泽或透明材料的加工，必须预先进行色化或打毛处理，使更多的光能被吸收后转化为热能用于加工。 6）加工中产生的金属气体及火星等飞溅物，要注意通风抽走，操作者应戴防护眼镜。 4.激光技术的应用 激光加工技术是利用激光束与物质相互作用的特性对材料(包括金属与非金属)进行切割、焊接、表面处理、打孔、微加工以及做为光源，识别物体等的一门技术，传统应用最大的领域为激光加工技术。激光技术是涉及到光、机、电、材料及检测等多门学科的一门综合技术，传统上看，它的研究范围一般可分为：（1）激光加工系统。包括激光器、导光系统、加工机床、控制系统及检测系统。