超快激光是指激光脈沖時(shí)間寬度在飛秒或皮秒量級(jí)的激光，依靠自身極高的峰值功率，瞬間氣化材料。相比納秒激光或連續(xù)激光，熱效應(yīng)微乎其微，加工邊緣整齊，非常適用于手機(jī)玻璃屏幕,藍(lán)寶石，金剛石超導(dǎo)材料等產(chǎn)品的切割與加工應(yīng)用！

金剛石譽(yù)為材料之王當(dāng)之無(wú)愧，它的硬度可想而知，那么對(duì)于金剛石的加工設(shè)備就提出了更高的要求，金剛石也是超導(dǎo)材料之最，在高端產(chǎn)品中它的作用不是用金錢可以衡量的，超快激光在對(duì)于金剛石切割減薄方面有著不可代替的作用，尤其以金剛石超導(dǎo)材料為準(zhǔn)，在厚度1MM 焊點(diǎn)接口20UM的超細(xì)端口切割成型方面只有超快激光可以完成，尤其以超快皮秒紫外激光在冷光源加工同時(shí)無(wú)熱影響，無(wú)碳化保證材料本身功能不損壞，細(xì)小的光斑保證切割邊緣整齊圓滑。

用超短脈沖激光實(shí)現(xiàn)冷消融、冷切割和冷鉆孔，是二十多年來人們一直期望能夠在工業(yè)應(yīng)用中實(shí)現(xiàn)的一個(gè)愿景。在過去十年間進(jìn)行的一些早期實(shí)驗(yàn)中，人們用鈦藍(lán)寶石放大器產(chǎn)生超快激光，這些實(shí)驗(yàn)已經(jīng)證明了超短激光脈沖在精密機(jī)械加工領(lǐng)域所擁有的巨大潛能。但是對(duì)于精密機(jī)械加工而言，到底多短的脈沖才能滿足精密加工的要求呢？當(dāng)激光脈沖作用到材料上時(shí)會(huì)發(fā)生怎樣的反應(yīng)？對(duì)脈沖與材料的作用時(shí)間范圍有何要求？

以金屬對(duì)激光脈沖的吸收為例，其從根本上說是能量從激光脈沖轉(zhuǎn)移到金屬材料的電子的一個(gè)能量轉(zhuǎn)移過程。對(duì)于持續(xù)時(shí)間為納秒級(jí)的脈沖而言，電子與所處晶格之間會(huì)發(fā)生一個(gè)溫度平衡過程，并且最終開始融化材料，直到部分蒸發(fā)。

在這個(gè)過程中，脈沖越短，能量轉(zhuǎn)移到電子的速度越快。在理想條件下，如果脈沖足夠短，那么在電子與晶格之間便沒有足夠的時(shí)間產(chǎn)生溫度平衡。接下來，“熱電子”（相對(duì)于冷晶格而言）有兩種方式與晶格作用：在一個(gè)特征時(shí)間后，來自電子的熱量開始向周圍的晶格擴(kuò)散。這種電子-聲子弛豫時(shí)間是物質(zhì)的一種屬性，其典型值為1~10ps。在大致相同的時(shí)間范圍內(nèi)，但稍有些延遲，熱電子和晶格之間發(fā)生了突然的能量轉(zhuǎn)移，從而導(dǎo)致相位爆炸，即激活體的蒸發(fā)。

從上述解釋可以得出以下兩個(gè)基本結(jié)論:

1、激光脈沖的持續(xù)時(shí)間必須足夠短，以防止電子與晶格之間發(fā)生溫度平衡過程。對(duì)于金屬和大多數(shù)其他材料而言，均要求脈沖持續(xù)時(shí)間在1~10ps之間甚至更短。

2、由于在熱擴(kuò)散和消融之間有一個(gè)時(shí)間延遲，因此始終會(huì)存有殘余熱量，即使是在脈沖最短的情況下。

因此，冷加工必須定義為在最小的熱擴(kuò)散情況下進(jìn)行加工，這就要求脈沖持續(xù)時(shí)間在1~10ps之間甚至更短。雖然皮秒/飛秒激光脈沖較短的持續(xù)時(shí)間是冷加工的一個(gè)必要條件，單是光有足夠短的脈沖還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。如果熱電子因?yàn)檫^高的激光能量密度而被“過度加熱”，那么熱擴(kuò)散效應(yīng)將較為明顯，整個(gè)加工過程則會(huì)轉(zhuǎn)變?yōu)闊徇^程。一般來講，大約1J/cm2的能量密度，是用皮秒/飛秒激光脈沖進(jìn)行消融加工，而不會(huì)產(chǎn)生能夠測(cè)量得到的熱效應(yīng)的最佳能量臨界點(diǎn)，即此時(shí)具有最佳的低熱穿透深度。

新特光電代理的FEMTO系列激光器是一款強(qiáng)大的工業(yè)應(yīng)用的飛秒激光器，輸出功率高達(dá)30W，脈沖能量達(dá)160uJ以上，非常適合高精密高質(zhì)量的微加工應(yīng)用。脈沖可達(dá)800 fs（典型值為600fs）,其重復(fù)頻率可調(diào)范圍從100 kHz 到1MHz。該靈活特性使FEMTO激光器可以滿足工業(yè)上高性能和高能量的應(yīng)用要求。