激光加工
激光加工技术作为现代先进制造的核心手段，凭借其高精度、非接触和灵活性强等特点，已广泛应用于切割、焊接、打标、表面处理等工业领域。
激光加工与传统加工方法比较:
技术参数 | 激光加工 | 机械加工 | 电火花加工 | 等离子加工 |
加工原理 | 光热/光化学 | 机械切削 | 电蚀除 | 电弧熔化 |
加工力 | 无 | 大 | 微小 | 中 |
精度 | 高(μm级) | 中(0.01mm) | 高(μm级) | 低(0.1mm) |
材料适用性 | 广 | 受限 | 导电材料 | 金属 |
工具损耗 | 无 | 严重 | 中 | 严重 |
1.激光加工的基本原理
激光加工技术的核心在于利用高能激光束与材料相互作用产生的热效应或光化学效应实现材料去除、连接或改性。当激光聚焦到材料表面时，光子能量被电子吸收并转化为热能，在极短时间内(纳秒至飞秒量级)使局部温度急剧升高，导致熔化、汽化或等离子体形成。根据能量密度和作用时间的不同，激光与材料的相互作用可分为以下几个阶段：加热→熔化→汽化→等离子体形成→辐射与传导散热。
钻石腰线标记 | 晶圆划线和切割 |
激光加工系统通常由激光器、光束传输系统、加工头、运动系统和控制系统五大部分组成。激光器作为核心部件，决定了加工的基本特性；光束传输系统(如光纤、反射镜)将激光引导至加工区域；加工头包含聚焦光学元件和辅助气体喷嘴；运动系统实现光束与工件的相对运动；控制系统则协调各单元完成加工作业。现代激光加工系统还集成实时监测和质量反馈模块，如熔池观测、声发射检测等，确保工艺稳定性。
随着激光技术、控制算法和材料科学的进步，激光加工不断突破性能极限。超快激光(皮秒、飞秒)的应用显著减小了热影响区，实现了"冷加工"。光束整形技术(如平顶光、环形光)优化了能量分布，提高切割质量和焊接稳定性。多波长复合加工和激光-电弧复合工艺进一步扩展了应用范围。人工智能技术的引入实现了加工参数的智能优化和缺陷的实时预测，推动激光加工向智能化方向发展。
2.激光加工的主要技术分类
激光加工技术根据作用机理和工艺目的的不同，可分为材料去除、材料连接、材料改性和增材制造四大类，每种技术在工业应用中各具特色。
激光切割和打孔技术
激光切割和打孔是最成熟、应用最广的激光加工工艺，通过高能量密度激光束熔化或汽化材料，配合辅助气体吹除熔融物形成切口。
陶瓷钻孔 | 心包膜切割 |
激光焊接技术
激光焊接通过局部加热使材料熔融后重新凝固形成连接，具有深宽比大、热变形小的特点。
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激光焊锡焊接 | 激光塑料焊接 |
激光表面处理技术
激光表面处理通过可控加热改变材料表层组织或成分，改善耐磨、耐蚀等性能。
碳纤维表面改性 | 玻璃表面微沟道防眩应用 |
激光打标
激光打标是通过表面改性或微量去除形成永久标记。
包埋盒、玻片标记 | 敏感塑料无触感标记 |
激光内雕
激光内雕是在玻璃、水晶、塑料等内部聚焦形成激光爆点，构成立体图案。
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包埋盒、玻片标记 | 敏感塑料无触感标记 |
激光增材制造技术
激光增材制造(3D打印)通过逐层堆积材料直接成形复杂零件。
激光加工技术的选择需综合考虑材料特性、加工要求和经济性因素。金属切割焊接优选光纤激光；热敏感塑料多选用冷光源355nm固体脉冲激光器；超精密加工需要超快激光。随着复合加工和智能化技术的发展，激光加工正向着更高效率、更高精度和更广适用性方向持续演进。
3.激光加工用激光器技术参数
激光器作为激光加工系统的核心部件，其性能参数直接影响加工质量、效率和适用范围。不同加工工艺对激光器的功率、波长、光束质量等特性有不同要求。
激光功率:
对于连续激光器，表示激光器持续输出的能量，单位为瓦特（W）。
对于脉冲激光器，一般会用平均功率和峰值功率表达。平均功率=单脉冲能量×重复频率。
波长:
波长（λ）影响材料吸收率和加工精度。
光束质量：
光束质量一般用M2表达，理想的M2是1。光束质量越好，光斑经过扩束、准直等光束整形后会得到更小更圆更锐利的光斑，对于很多精细加工，光斑质量要求很高。
脉冲参数：
脉冲激光器的典型脉宽有纳秒、亚纳秒、皮秒和飞秒。脉冲时间越小对加工的热影响越小。
重复频率：
加工用的激光器，频率范围一般是高频，kHz到MHz可选.
单脉冲能量：针对不同的应用，一般能量范围，从uJ到J可选。
激光加工技术参数需根据材料特性（如金属、陶瓷）和加工目标（切割、钻孔、表面处理）选择。
4.典型的激光加工用激光器
CNI典型的激光加工用的激光器波长有808nm、980nm、1030nm、1064nm、532nm、355nm和266nm，脉宽有ms、ns、ps、fs可供选择。
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纳秒激光器 | 皮秒激光器 | 飞秒激光器 |
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