TGV 打孔用的激光,可以按波长和按脉冲宽度两个维度来分,实际用的主要就是几类。我按常用的激光种类来讲,每种的特点和适用的成孔方式。
一、按激光波长分
1. 紫外激光(UV,如 355nm)
固体激光经三倍频得到 355nm,是常用的紫外激光。
特点:波长短、光子能量高、玻璃强吸收,能量集中在浅表层,靠光化学(断键)加光热去除材料。精度高、能做小孔、热影响小、崩边少,适合盲孔和精细孔。
2. 准分子激光(Excimer,深紫外,如 248nm、193nm、308nm)
用惰性气体加卤素气体放电产生深紫外光(KrF 248nm、ArF 193nm、XeCl 308nm)。
特点:波长比 355nm 更短、光子能量更高,光化学冷加工的成分更强,精度更高、热影响更小。
成孔方式:直接烧蚀,用于精密微孔加工。
3. 绿光激光(532nm)
固体激光二倍频得到 532nm(可见绿光),介于紫外和红外之间。
特点:波长和光子能量居中,玻璃有一定吸收。精度和热影响介于紫外和红外之间。有些 TGV 加工会用到。
成孔方式:直接烧蚀。
4. 红外激光(IR,如 1064nm)
特点:玻璃对近红外吸收弱、穿透深。正因为穿透深,它更常用于"改质"——激光穿透进玻璃内部、靠非线性吸收在体内形成改质区,而不是直接烧蚀表面。
成孔方式:主要用于改质+刻蚀路线的改质步骤(尤其配合超快激光),也可做直接加工但直接烧蚀玻璃不如短波长精细。
5. CO₂ 激光(远红外,10.6μm)
气体激光,波长很长(10.6μm 远红外)。
特点:玻璃对远红外吸收非常强,能量沉积在表面,靠大能量热熔化气化成孔。功率大、效率高、能打大孔。
成孔方式:直接烧蚀(热熔穿)。
二、按脉冲宽度分
1. 长脉冲激光(纳秒及以上)
脉冲较长,靠热作用去除材料,有明显的热影响区,容易产生崩边、微裂纹、重铸层。前面说的很多传统激光(纳秒紫外、CO₂)属于这类。
2. 超快激光(皮秒、飞秒)
脉冲极短(皮秒 10⁻¹²秒、飞秒 10⁻¹⁵秒)。这是高质量 TGV 成孔的关键。
特点:脉冲极短,能量在热量来不及扩散前就完成作用,热影响区极小、崩边极少、孔壁光滑、质量高。
成孔方式:既可用于直接烧蚀(高质量),更常用于改质+刻蚀路线的改质步骤。
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