固态激光器的优点
直到最近,准分子激光器仍在紫外“冷加工”微处理应用领域占有主导地位,但是,准分子技术本身具有一些缺点。所有的准分子激光器都要使用有毒气体,特殊气体的更换、处理和调整过程很麻烦。而且,它们体积庞大,价格昂贵,操作和维修费用高。不仅如此,最大的问题在于准分子激光器输出光束大而方,空间质量较差,这严重限制了聚焦性,使得在微处理过程中一定要使用掩模板。准分子激光对钻出相同形状的孔和重复性工作效果不错(如加工喷墨打印机磁鼓喷嘴上的孔),但是效率不高,只有1%的脉冲能量作用于加工表面,而其它约99%的有用脉冲能量损失于掩模板。而且使用掩模板对加工灵活性有一定的限制,如果图形变化需要更换掩模板时,整个加工过程必须中止。
以前,固态激光器还不能在紫外波段提供足够的脉冲能量和平均功率来有效地完成微处理。但是,随着激光器生产商已经发展了可靠的半导体激光器泵浦技术以及更为有效可靠的三倍频机理,情况已经有所改变。新的三倍频半导体泵浦固体激光器(DPSS)成为准分子激光器适用领域中强有力的竞争者。在能量密度水平相当的前提下,DPSS的脉冲重复频率更高,光束质量更好。
Coherent公司生产的AVIA 355-1500 DPSS激光器是目前最适合微处理应用的紫外固体激光器,它在355nm波长、15kHz重复频率下输出1.5W平均功率。不象一般准分子激光器的矩形输出光,它的光束质量很好,可以在长工作距离上聚焦成很小的点,使加工不再需要掩模板,而且可以通过计算机控制的扫描振镜系统,将光导到工作面上的任何位置(见图2),通过CAD/CAM软件,在一次“直接刻写”工艺中执行钻孔、刻线或切割。这种“软加工”方法本身具有非常好的灵活性,无需更换硬件就可以改变加工图样。通过钻孔实验,比聚焦点大的任意尺寸和形状的钻孔和切割都可以通过反复雕琢的方式进行。(见图3)
高重复频率是现代DPSS激光器的又一突出优点。准分子激光器一般重复频率在几百赫兹,而AVIA可达到100kHz。更高的重复频率在低密集度孔分布应用中以及布线或切割加工中可大大提高生产量。例如,在2密尔(50微米)厚的KaptonTM聚酰亚胺材料上钻一个30微米直径的孔大约需要能量密度为0.2J/cm2的200个脉冲,使用在50kHz重复频率下提供有效脉冲能量的AVIA,1秒钟可以打大约250个孔,而工作在200Hz重复频率下的准分子激光器打出一个相同的孔需要整整1秒钟。一些测试仪器: 压力表| 压力计|测厚仪| 测速仪| 转速表| 真空表| 硬度计| 探伤仪| 电子称| 热像仪| 频闪仪| 测高仪| 流速仪| 粗糙度仪| 流量计| 测距仪| 金属探测器| 试验机| 扭力计|
AVIA DPSS激光器脉冲重复频率从单脉冲到100kHz可调,提供了非常快速和灵活方法来控制脉冲能量和平均功率。用这种方法,可以在要求高的加工过程中主动改变重要的加工参数,比如选择性去除聚合物涂层金属,反之亦然。在很多应用中,如以最高的生产率钻“盲”通道孔、切开聚合物绝缘材料露出埋置垫片、或切割电路板,这种功能是非常有用的。
在加工要求高的大批量生产环境下,不允许过多的维修或停工,因此紫外DPSS激光器以它先进的技术和高度的可靠性成为系统集成的理想选择。而且由于DPSS激光器紧凑的全固态设计、全封离结构,使之非常容易与高效的生产环境相配合。不仅如此,操作简便以及对水电设施要求低等特点,使之日渐成为工业生产领域中被广为使用的设备。