355nm和1064nm全固态激光器刻蚀印刷线路板

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真空条件下不同波长固体激光烧蚀单晶硅的实验研究

真空条件下不同波长固体激光烧蚀单晶硅的实验研究齐立涛【摘要】Lasers with wavelengths of 532 nm, 355 nm and 266 nm are obtained using harmonic generation of a Nd∶YAG solid-state laser by nonlinear optical crystal .The relationship between the absorption of single crys-tal silicon and the laser wavelength and ablation characteristics of single crystal silicon by 3 different wave-length lasers under vacuum condition are studied .The results show that single crystal silicon has a good ab-sorption of ultraviolet laser in the wavelength range of 100-370 nm, and under the same conditions , the min-imum single pulse energy for 532 nm laser ablation of silicon is 30μJ and the minimum single pulse energy for 355 nm or 266 nm laser ablation of silicon is 15μJ.The ablation threshold values of 532 nm, 355 nm and 266 nm laser ablation of silicon are different , which become smaller with the decrease of wavelength .%通过倍频Nd∶YAG固体激光的基波得到波长分别为532、355和266 nm的激光，研究了单晶硅（ Si）对不同波长固体激光的吸收规律和3种不同波长激光在真空条件下烧蚀单晶Si的烧蚀特征。

1064 nm 和355 nm 激光扫描刻蚀覆铜板工艺及质量研究

1064 nm 和355 nm 激光扫描刻蚀覆铜板工艺及质量研究傅茜;张菲;蒋明;段军;曾晓雁【摘要】In order to study effect of nanosecond laser processing parameters ( such as wavelength , laser fluence , scanning speed ) and thickness of the copper layer on the processing quality of laser etching copper clad laminate ( including depth and roughness ), a 50W 1064nm infrared fiber laser and a 10W 355nm ultraviolet solid-state laser were used for etching the copper clad laminate ( CCL ) in the comparative experiments .The action mechanisms of infrared laser and ultraviolet laser were analyzed .In the experiments , the 1064nm fiber laser with proper process parameters could etch the copper layer entirely and keep epoxy resin board intact .However, for the 355nm laser, the damage to the organic layer was unavoidable because of the high absorptivity to ultraviolet and photochemical effect .Besides, the infrared fiber laser had a higher processing efficiency .Therefore, with characteristics of high stability and stronger integration , 1064nm infrared fiber laser is more adapt to the large-scale industrial processing of CCL .%为了研究不同纳秒激光工艺参量（波长、能量密度、扫描速率）以及铜层厚度对激光刻蚀覆铜板质量（包括刻蚀深度及加工面粗糙度）的影响，采用50W的1064nm红外光纤激光器和10W的355nm紫外固体激光器对覆铜板进行了对比刻蚀实验。

全固态355 nm连续紫外激光器的优化设计

全固态355 nm连续紫外激光器的优化设计
申高;檀慧明;刘飞
【期刊名称】《光学精密工程》
【年(卷),期】2006(014)005
【摘要】通过优化腔型设计, 实现了LD端面抽运Nd:YVO4腔内三次谐波转换全固态连续355 nm紫外激光器高效率输出.选用平-凹腔结构并考虑到Nd:YVO4晶体的热透镜效应、模式匹配、倍频晶体位相匹配等因素对输出功率的影响,对谐振腔长进行了详细的分析计算.在激光谐振腔内, 1 064 nm的基频波经KTP晶体倍频产生532 nm激光,二者再经LBO晶体和频获得了355 nm紫外激光.当LD抽运功率为3 W时,355 nm连续紫外激光输出功率达6.4 mW.与折叠腔进行比较,发现在小功率抽运情况下,直腔结构紧凑、易于调节、输出功率较大.
【总页数】5页(P731-735)
【作者】申高;檀慧明;刘飞
【作者单位】中国科学院,长春光学精密机械与物理研究所,吉林,长春,130033;中国科学院,研究生院,北京,100039;中国科学院,长春光学精密机械与物理研究所,吉林,长春,130033;长春理工大学,吉林,长春,130022
【正文语种】中文
【中图分类】TN248.1
【相关文献】
1.LD抽运355nm连续紫外激光器 [J], 申高;檀慧明;刘飞
2.双波长腔外同步和频355 nm准连续全固态激光器 [J], 田明;王菲;车英
3.高效高峰值功率全固态355nm紫外激光器 [J], 李玉文;李斌;王靖田;魏艳玲;曹思维
4.LD抽运355nm准连续紫外激光器 [J], 陈德章;郭弘其;卿光弼;刘韵;高剑波;路英宾
5.LD泵浦全固态355nm紫外皮秒脉冲激光器 [J], 白振岙;白振旭;陈檬;李港
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实验二非线性光学效应实验

非线性光学效应实验一实验简介激光的出现导致光频波段非线性效应的发现。

非线性光学突破了传统光学中光波电场线性叠加和独立传播的局限性，揭示出介质中光波场之间的能量交换、相位关联、相互耦合、此消彼长的变化过程。

非线性效应包括激光倍频、和频、差频、光参量放大与振荡、受激散射和光学相位共轭等。

从某种意义上讲，非线性光学属于强光与物质相互作用范畴。

非线性光学深化了人们对光与物质相互作用机理的认识，丰富了激光技术的内涵，为激光单元技术研究充实了新的内容和方法，特别是在激光的频率调谐、波长变换、光束质量的提高与改善等方面，非线性光学的有关原理和方法得到了充分应用，得到了长足的进步。

本实验是学习和研究晶体非线性效应的典型实验。

实验中采用脉冲的1064nm 激光作为泵浦光，用KTP 晶体腔外倍频产生绿光之后，再加入LBO 和BBO 分别获得355nm 的和频光以及266nm 的四倍频激光输出，通过实验让学生掌握激光器的简单调试，并理解激光倍频、和频、四倍频等非线性效应。

二实验目的了解非线性效应的基本原理、非线性系数和转换效率的概念，掌握激光倍频的原理与意义，掌握腔外倍频实验的搭建与简单调试，观察倍频现象、和频现象和四倍频现象，测量并计算倍频效率。

三实验器材脉冲激光器，晶体底座，透镜和棱镜底座，聚焦透镜f1、f2，晶体KTP ，晶体LBO ，晶体BBO ，分光棱镜，观察屏，红外探片，导轨，调整架，挡光板。

四实验原理1.非线性光学基础光与物质相互作用的全过程，可分为光作用于物质引起物质极化形成极化场，以及极化场作为新的辐射源向外辐射光波的两个分过程。

原子是由原子核和核外电子构成，当频率为ω的光入射到介质后，引起介质中原子的极化，即负电中心相对正电中心发生位移r 形成电偶极矩m er=（1-1）其中e 是负电中心的电量，我们定义单位体积内原子偶极矩的总和为极化强度矢量P ，P Nm=（1-2）N 是单位体积内的原子数。

极化强度矢量和入射场的关系式为：(1)(2)2(3)3P E E E χχχ=+++ （1-3）其中(1)(2)(3),,χχχ分别称为线性极化率，二阶非线性极化率，三阶非线性极化率……。

激光直写导体刻蚀技术

当激光器开直径 100μm(r=0.05mm) 的刀具进行直用在激光光斑孔径区域内的等效光斑个数有较大的差异，
线加工时，ω = 120π rad/s，直线加工速度 v=1.8mm/s，这同时也反映了在 1.5ms 的周期时间内，激光能量密度
光斑中心的路径方程如式（1）所示：
的差异。
= x r cosωt + vt
− Fth
))]
0
（10）
当脉冲能量小于约 50J/cm2 时，光化学作用占主导地位，可以实现“冷”加工；当激光脉冲能量大于 75J/cm2 时，
HT =
1 α eff
ln Fc Fth
+ k ⋅ e[(−E*⋅ln
FT Fth
) /(αeff
( FT
− Fth
))]
0
以上两式中，k0 为激光对材料的有效因子 (μm/pulse)，
冷加工机制；当照射光子的能量不但高于化学键能而且数量充足时，吸收紫外激光的能量高于材料的热损伤阈值，激光与材料作用过程同时存在光热转换以及光化学作用，此时加工精度不高。 [1,2] 2 工艺参数的影响
金属层被蒸发时紫外激光必须有足够的功率密度，达到 105 ～ 108W/mm2，当金属互连层被完全去除之前，由于金属的热导率较高，金属层下的环氧树脂表层受热效应，而发生热分解反应。当 Au/Ni 复合层被刻蚀完全后，紫外激光直接作用在环氧树脂上，激光与环氧树脂的作用需要转化为冷加工机制。355nm 紫外激光的光子能量为 3.49eV，环氧树脂中的 C-C 键、C-N 键、C=C 键、 C=O 键、C-H 键的键能分别是 3.45eV、3.17eV、6.34eV、 7.56eV、4.30eV，紫外激光的光子能量可以直接打断树脂中的 C-C 键、C-N 键，使加工区树脂材料以基团小颗粒或者气态的方式脱离本体。在激光冷加工过程中，所有光能均用于光化学反应，热效应可完全忽略，将完全消除激光直写导体刻蚀的碳化短路效应。

LD泵浦全固态355nm紫外皮秒脉冲激光器

ｐｗｅｓ５Ｗ．Ｔｈｅｔｉｄｈｒｎｃｒｐｔ０３ｃｎｖｒｉｎｔ３ｎａｄ１．ｏｒｗａｈｒａｍｏｉｓｗｅｅｕｏ６．ｏｅｓｏｏ５２ｍｎ６６ａｈｉｇｌｕｓｎｒｌｃｕｔｏｓｌｓｈｎ０５ｎｄｔｅｓｎｅｐｌｅｅｅｇｙｆｕｔａｉｎｗａｅｓｔａ．８ｉｈｏｅａｉｎｎ３ｐｒｔｏ．
用功率计测得单路输出的锁模激光平均功率为180mw22再生放大器实验结果选择从m5输出的一路锁模光作为种子光经图所示的再生放大器放大得到波长为1064nm1hz单脉冲能量平均值为780可以得到24070717ps23倍频实验结果如图所示将放大后的1064nm脉冲激光通过第一块lbo晶体进行二倍频得到532nm激光输出测得其单脉冲能量平均值为470然后通过第二块lbo晶体进行和频得到三倍频355nm外激光输出测得其输出能量平均值为1296计算得出从1064nm532nm激光转换效率为603355nm激光转换效率为166
ｔ５ｎｏ３５ｍ
Ｋｅｒｓｕｔａｉｌｔｌｓｒｙｗｏｄ：ｌｖｏｅａｅ；ＬＤｐｍｐｄ；ｐｃ — ｅｏｄｈｒａｍｏｉｇｎｒｔｏＴＨＧ）Ｌｒｕｅｉｏｓｃｎ；ｔｉｄｈｒｎｃｅｅａｉｎ（；ＢＯ
ＡｂｔａｔＡａｅｉｄＬｓｒｃ：ｌｓｒｄｏｅ（Ｄ）ｅｄｐｍｐｄＮｄ：ｎ－ｕｅＹＶＯ４ａｌｏｉ－ｔｔｌａｉｌｉｏｅｏｄＰＳｕｓｌｓｌｓａｅｕｔｖｏｅｐｃｓｃｎ（）ｐｌｅ－ｄｒｔ

各功率激光的特点

各功率激光的特点功率激光是一种产生高能量和高功率输出的激光器。

它们通常用于工业、医学、国防等领域，具有许多独特的特点。

下面将详细介绍一些常见功率激光的特点。

1.CO2激光器CO2激光器使用碳气混合物来产生激光束，通常工作在10.6微米的波长。

CO2激光器具有以下特点：-高功率输出：CO2激光器可以产生高达几千瓦的功率输出，是一种非常强大的激光器。

-高效率：CO2激光器的光电转换效率通常在10-30%之间，能够最大限度地将电能转换为光能。

-较低的光束质量：CO2激光器的光束质量较差，通常具有较大的光斑尺寸和较差的光束射准度。

2.光纤激光器光纤激光器是一种使用光纤作为激光体的激光器，产生的激光束通常工作在1微米以下的波长。

光纤激光器具有以下特点：-高功率输出：光纤激光器具有较高的功率输出，通常为几千瓦。

-高效率：光纤激光器的光电转换效率较高，通常在30-40%之间。

-高光束质量：光纤激光器可以产生具有较小光斑尺寸和出色光束质量的激光束。

-可靠性和耐用性：光纤激光器具有较长的寿命和较高的可靠性，适用于长时间运行和恶劣环境。

3.二极管激光器二极管激光器是一种使用半导体材料作为激活介质的激光器，常见的波长包括808nm、940nm和980nm。

二极管激光器具有以下特点：-小巧轻便：二极管激光器体积小，重量轻，便于安装和携带。

-高效率：二极管激光器的光电转换效率通常在50%以上，具有优秀的能源利用率。

-窄光谱：二极管激光器产生的光束具有相对较窄的光谱线宽，适用于许多精密应用。

-快速调制：由于二极管激光器具有快速的调制特性，它们常用于通信和数据传输领域。

4.固体激光器固体激光器使用固体材料（如Nd:YAG、Nd:YVO4等）作为激活介质，并通过泵浦光源来激活材料产生激光束。

固体激光器具有以下特点：-高功率输出：固体激光器通常可以产生较高功率，从几十瓦到几千瓦不等。

-高光束质量：固体激光器可以产生较小的光斑尺寸和出色的光束质量。

大功率全固态355nm紫外激光器研究

大功率全固态355nm紫外激光器研究一、本文概述随着科学技术的飞速发展，紫外激光器在科研、工业、医疗等领域的应用日益广泛，其中355nm波长的紫外激光器因其独特的物理特性在诸多领域表现出显著的优势。

特别是在高精度材料加工、生物医学研究、光电子器件制造等领域，大功率全固态355nm紫外激光器的需求日益迫切。

因此，开展大功率全固态355nm紫外激光器的研究，不仅具有重要的理论意义，也具有巨大的实际应用价值。

本文旨在深入研究大功率全固态355nm紫外激光器的设计、制造、性能测试等关键技术，并探讨其在实际应用中的可能性和挑战。

我们将首先回顾紫外激光器的发展历程，分析当前国内外在该领域的研究现状，并指出存在的问题和面临的挑战。

然后，我们将详细介绍大功率全固态355nm紫外激光器的设计原理和制造工艺，包括激光介质的选择、谐振腔的设计、泵浦方式的选择、热管理策略等关键技术。

在此基础上，我们将通过实验验证和优化激光器的性能，包括输出功率、光束质量、稳定性等关键指标。

我们将探讨大功率全固态355nm紫外激光器在各个领域的应用前景，以及未来研究方向和可能的技术突破。

本文的研究结果将为大功率全固态355nm紫外激光器的设计、制造和应用提供重要的理论支撑和实践指导，有望推动紫外激光器技术的发展和应用领域的拓展。

二、全固态355nm紫外激光器的基本原理与结构全固态355nm紫外激光器是一种基于固体增益介质和非线性光学晶体的高功率激光源。

其基本原理和结构涉及多个关键组成部分，包括泵浦源、增益介质、非线性光学晶体和谐振腔等。

泵浦源是全固态紫外激光器的能量来源，通常采用高功率的半导体激光器或光纤激光器。

泵浦光通过特定的光学系统被引入增益介质，以激发介质中的粒子跃迁至高能级，为后续的激光产生提供能量。

增益介质是激光器的核心部分，通常采用掺有稀土离子的晶体或玻璃材料。

在泵浦光的激发下，增益介质中的稀土离子发生受激辐射，产生与泵浦光波长不同的激光。

激光防护板、防护1064nm、防护532nm、防护10600nm

激光防护板、激光防护玻璃、激光防护窗防532nm激光、防1064nm激光、防10600nm激光激光防护板是指能有效吸收或反射特定波长激光的光学玻璃或有机玻璃（俗称亚克力），常见的激光种类有：532nm绿激光、1064nm红外激光、10600nmC02激光。

激光防护板根据加工方式的不同，分为吸收式激光防护板、反射式激光防护板。

亚克力激光防护板、PC类激光防护板就属于吸收式激光防护板，光学类激光防护玻璃则属于反射式激光防护板。

激光防护板的选择，应明确防护波段范围，确认规格尺寸。

常见激光防护板及对应光密度，见以下表格：激光防护板常见型号及光密度激光防护板主要原理：宽光谱连续吸收式激光防护板是一种由聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）和特定波长的光吸收材料合成的一种高效安全的吸收式激光防护板（激光防护视窗）。

激光防护板对光源没有选择性，可以安全防护各种漫反射激光。

对光源的入射角度没有选择性，可全方位防护特定波段的激光和强光。

光反应较快，衰减率较高，表面不怕磨损，即使有擦伤，也不影响光的安全防护。

激光防护板光学安全性能完全满足GJB1762-93《激光防护镜生理卫生标准》，并通过医用激光学计量测试研究总站的检测合格，拥有欧洲安全CE认证。

激光防护板主要技术参数产品型号：XL-3，橙红色防护波段：190nm-540nm防护激光器类型：倍频YAG，准分子激光器，紫外激光等可见光透过率：≥40%激光衰减倍数：200-540nm衰减1000000倍以上（OD6+）产品型号：XL-5，草绿色、墨绿色、黄绿色防护波段：800nm-1100nm防护激光器类型：808nm、910nm、940nm等半导体激光，1064nmND:YAG激光可见光透过率：≥30%激光衰减倍数：半导体激光衰减100000倍以上（OD5+）YAG激光1000000倍以上（OD6+）产品型号：XL-4，青绿色防护波段：5000nm-11000nm防护激光器类型：CO2激光(10600nm）可见光透过率：≥70%激光衰减倍数：CO2激光1000000倍以上（OD6+）激光防护玻璃样板展示激光防护玻璃，防护1064nm激光防护玻璃，防护532nm激光防护玻璃，防护1064nm。

355nm激光器(严选材料)

1 绪论自1960 年第一台红宝石激光器问世以来，激光器技术得到了迅速发展，而其中固体激光器以其独有的效率高、体积小、寿命长、运转稳定、维护方便等优点成为激光技术中最具有发展前途的研究领域之一。

八十年代中后期，随着激光二极管的问世，LD 泵浦全固态激光器(Diode Pumped Solid-state Laser 或DPSSL)技术得到了极大的发展，特别是全固态绿光、紫外激光器的研究更是吸引了众多的科研工作者，一些性能优良的全固态激光器已走出实验室，以适中的价格和优良的性能进入激光器的市场。

世界上第一台激光器诞生于1960年，我国于1961年研制出第一台激光器，40多年来，由于激光具有单色性好，方向性强，相干性好及亮度高等优异性能，激光技术与应用发展迅猛。

全固态激光器因体积小、结构紧凑、运转可靠、维护方便等一系列优点，一直吸引着无数的激光工作者们。

在本章中对全固态激光器的发展现状、应用状况及355nm全固态紫外激光器国内外研究现状、泵浦方式作出了较全面地总结。

1.1激光器的发展与现状激光器根据工作物质的不同主要可分为气体和固体两大类激光器。

气体激光器是以蒸汽或气体作为工作物质产生激光；固体激光器是由玻璃或光学透明的晶体作为基质材料，掺与激活物质或激活离子产生激光。

在固体激光器以前气体激光器一直都是激光器的唯一来源。

气体激光器可分为准分子激光器、离子激光器和氦-镉激光器三大类。

这三类气体激光器的应用方式各有不同，准分子激光器主要以脉冲放式应用；氦-镉激光器和离子激光器主要以连续方式的应用。

气体激光器主要以准分子激光器为主。

它是一种以准分子为工作物质的一种气体激光器。

通常用横向快速脉冲放电或相对论中电子束能量大于200千电子伏特来实现激励的。

当受激发态准分子中不稳定分子键断裂而离解成为基态原子时，受激发态的能量以激光辐射形式放出。

主要可用于同位素分离、激光光谱学、光通信、生物学等领域。

离子激光器是一种以离子为工作物质的气体激光器。

1064nm激光诱导等离子体开关控制355nm脉宽可调输出

1064nm激光诱导等离子体开关控制355nm脉宽可调输出张芳沛;楼祺洪;李红霞;韩文杰;邢宇华;董景星;沈严;薛海中【摘要】为得到脉宽可控的355nm紫外脉冲激光输出,采用1064nm脉冲激光诱导等离子体开关技术,控制355nm激光脉冲宽度,在激光电离Cu小孔内壁表面及空气击穿共同作用下,获得了2.8ns～10ns的脉宽可调输出.讨论了1064nm单脉冲输出能量对脉宽压缩的影响,在无延时情况下得到了脉宽最短达2.8ns的脉冲激光输出.在此基础上,保持1064nm单脉冲输出能量不变,采用延时装置改变两光路间的光程差,以控制等离子体开关相对于355nm激光脉冲的形成时间,最终得到脉宽可调的脉冲激光输出.结果表明,等离子体开关结构简单、操作方便、适用范围广,是一种较好的脉冲整形手段.【期刊名称】《激光技术》【年(卷),期】2010(034)001【总页数】4页(P17-19,40)【关键词】激光技术;脉宽可调;等离子体开关;脉冲压缩【作者】张芳沛;楼祺洪;李红霞;韩文杰;邢宇华;董景星;沈严;薛海中【作者单位】中国电子科技集团公司,第二十七研究所,郑州,450047;中国科学院,上海光学精密机械研究所,上海,201800;中国科学院,上海光学精密机械研究所,上海,201800;中国电子科技集团公司,第二十七研究所,郑州,450047;中国电子科技集团公司,第二十七研究所,郑州,450047;中国科学院,上海光学精密机械研究所,上海,201800;中国电子科技集团公司,第二十七研究所,郑州,450047;中国电子科技集团公司,第二十七研究所,郑州,450047【正文语种】中文【中图分类】TN249引言脉冲整形技术在非线性光学、激光加工及激光惯性约束核聚变等领域中有广泛的应用。

在非线性光学中，激光脉冲波形对利用非线性晶体进行倍频的转换效率有很大的影响，激光脉冲前后沿的扩展部分不仅不能转换成2次谐波，而且还会对晶体产生严重损伤。

355nm紫外激光器加工多层柔性线路板盲孔

（ｈｎＮａｉｎｌＬｂｒｔｒｏｐｏｌｃｏｉｓｕｚｏｇＵｉｅｓｙｏｃｎｅａｄＴｃｎｌｇ，ｕａ３０４ＣｉａＷｕａｔａａｏａｏｙｆｒＯｔｅｅｔｎｃ，ＨａｈｎｎｖｒｔｆＳｉｃｎｅｈｏｏｙＷｈ４０７，ｈｎ）ｏｒｉｅｎ
第３９卷第１期
ＶＯ．９１３ＮＯ．１
红外与激光工程
ＩｆａｅｎｓｒｇｎｅｉｇｎｒｒｄａｄＬａｅＥｎｉｅｒｎ
２１００年２月
Ｆｅ２０１ｂ．０
３５ｎ紫外激光器加工多层柔性线路板盲孔５ｍ
张菲，段军，曾晓雁，李祥友
（中科技大学武汉光电国家实验室，北武汉４０７）华湖３０４
摘要：采用输出功率ｌ的３５ａＮｄＹＶＯ４光器对４层柔性线路板（Ｐ进行了盲孔加０ｗ５ｍ：激ＦＣ）
图和针式台阶仪测量的盲孔底面三维轮廓和切面二维轮廓图。
关键词：激光钻孔；全固态激光器；３５ｎ；多层柔性线路板；盲孔５ｍ中图分类号：Ｔ４Ｎ２９文献标识码：Ａ文章编号：１０ — ２６２１）１０４ — ４０７２７（０００ — １３０
Ｄｒｌｎｇｂｉｏｅｎｍｕｔ－ａｅｉｉｌｌｎｄｈｌｓｏｌｉｌｙｒＦＰＣｏｒｔｂａｄｗｉｈａ３５ａ５ｍＵＶａｅｌｓｒ

1064 nm、532 nm、355 nm波长脉冲激光辐照多晶硅损伤特性研究

1 064 nm、532 nm、355 nm波长脉冲激光辐照多晶硅损伤特性研究冯爱新1,2,3，庄绪华2，薛伟1，韩振春4,2，孙铁囤3，陈风国2，钟国旗2，印成2，何叶2【摘要】摘要：为系统研究不同波长激光与多晶硅材料的相互作用，采用1 064 nm、532 nm、355 nm波长单脉冲激光对多晶硅进行辐照实验，研究多晶硅在这三种波长激光下的损伤形态。

实验结果表明：在其他参数不变的情况下，损伤阈值随激光波长的减小而变小，且与波长呈线性关系；在低能量密度水平下，355 nm激光与物质作用主要是以光化学模型为主的光化学-光热共同作用方式，其他波长为光热模型；在激光能量密度处于低水平时，辐照区域出现相互连接的规则六边形微结构，并且六边形中心呈现圆形凸起状态，其产生是由液体横向流动的波动本质造成的，并与多晶硅表面的粗糙度有关。

【期刊名称】红外与激光工程【年(卷),期】2015(000)002【总页数】5【关键词】波长；多晶硅；损伤阈值；微结构0 引言研究半导体材料的激光损伤特性，对于探索激光与物质相互作用和实现优化激光加工参数都具有非常重要的意义[1]。

靶材在强激光的作用下，由于破坏机理不同，对应的破坏阈值也不同[2]。

不同波长的激光作用于半导体材料时，也会对材料表面的温度分布产生影响，即通常所说的“波长效应”[3]。

近年来，采用脉冲激光在硅表面制备各种微纳结构的研究越来越多，激光辐照过的表面不但可以形成亚波长周期性波纹结构，而且可以形成锥形尖峰结构。

周期性波纹结构具有类似光栅的结构，而锥形尖峰结构具有强吸收、场发射、疏水性和光致发光等特性。

因此，研究这些微结构的影响因素和探究其表面的性质具有重要的意义[4]。

多晶硅是硅太阳电池的重要组成部分。

采用激光技术来制备太阳电池或替代现有太阳电池某些工艺环节，来提高效率、降低成本和减少电池生产中的污染，是目前太阳电池研究和开发的热点[5]。

有关激光辐照半导体材料损伤的理论及实验已经有了不少工作[6]。

大族激光设备工艺参数(3篇)

第1篇一、概述大族激光设备是一种集激光技术、光学技术、机械技术、自动化技术于一体的高新技术产品。

它广泛应用于金属加工、非金属加工、医疗、科研等领域。

本文将对大族激光设备的工艺参数进行详细介绍。

二、激光设备的主要工艺参数1. 激光波长激光波长是指激光光束的频率对应的波长。

大族激光设备常用的激光波长有：（1）红外激光：波长为1064nm、915nm、808nm等，主要用于金属加工、焊接、切割等。

（2）可见光激光：波长为532nm、355nm等，主要用于非金属加工、医疗、科研等。

2. 激光功率激光功率是指激光设备输出的激光能量。

大族激光设备常用的激光功率有：（1）低功率激光：功率为1-10W，主要用于医疗、科研等领域。

（2）中功率激光：功率为10-100W，主要用于金属加工、焊接、切割等。

（3）高功率激光：功率为100-10000W，主要用于大型金属切割、焊接、热处理等。

3. 激光束质量激光束质量是指激光束的形状、大小、发散角等参数。

大族激光设备常用的激光束质量有：（1）高斯光束：光束形状呈高斯分布，发散角小，聚焦效果好。

（2）多模激光束：光束形状呈多模分布，发散角较大，聚焦效果一般。

4. 激光脉冲宽度激光脉冲宽度是指激光脉冲持续的时间。

大族激光设备常用的激光脉冲宽度有：（1）纳秒级脉冲：脉冲宽度为1-10ns，主要用于高精度加工、激光打标等。

（2）微秒级脉冲：脉冲宽度为10-1000μs，主要用于焊接、切割等。

5. 激光束扫描速度激光束扫描速度是指激光束在加工表面上的移动速度。

大族激光设备常用的激光束扫描速度有：（1）低速扫描：扫描速度为0.1-1m/s，主要用于高精度加工、激光打标等。

（2）高速扫描：扫描速度为1-10m/s，主要用于金属切割、焊接等。

6. 激光加工距离激光加工距离是指激光束与加工表面之间的距离。

大族激光设备常用的激光加工距离有：（1）短距离加工：加工距离为0-5mm，主要用于激光打标、焊接等。

超短脉冲激光器应用于柔性卷带加工

超短脉冲激光器应用于柔性卷带加工∙对于柔性电子器件，高产量和大规模生产的需求在不断增长，这需要以高产出和极低生产成本为特点的新生产工艺。

有一项调查是关于激光加工软性基板顶层薄膜的工艺，以研究其在电子器件和柔性太阳能电池领域的应用。

超短脉冲激光器因其与固体的作用时间短（接近于非热烧蚀）而被证明是烧蚀热敏薄膜的最佳工具。

构建柔性电路柔性电子设备要想适应大众市场，就必须设法降低工艺成本。

印刷电路的成本比通过化学或物理沉积工艺生产的成本更低。

不幸的是，有些工艺流程步骤还不能运用现有的印刷技术，至少用起来非常费劲。

例如，双面聚合物线路卡或者薄膜系统所需要的高质量连接器产品几乎不可能使用既定的工艺（如冲压）来生产。

通过集成直写式激光工艺，就能够在不限制连续卷带加工的情况下，完成传统方法无法做到的工艺。

一种典型的可印刷导电层材料是导电的高分子聚合物PEDOT：PSS。

在330纳米至1100纳米之间的波长范围内，这种材料具备非常低的吸收作用，仅仅比常用的PET基材稍微高一点点。

这一特性阻碍了对导电层进行激光烧蚀且不影响基材。

因此，业界使用不同的激光波长（266纳米至1064纳米）和脉宽（12皮秒至100纳秒），对PET基材上PEDOT：PSS的烧蚀进行加工测试。

首先，使用波长为1064纳米和12皮秒-100纳秒脉宽的不同激光器。

不出所料，波长位于可见光和红外线范围的初始测试显示，除非减少对基材的显著伤害，否则无法加工PEDOT：PSS层。

基于这些经验，以纸和箔为载体基材，对紫外线波长范围（355纳米）进行测试。

虽然50纳秒脉宽的激光源能够完全去除导电层，但是PET箔也被损坏了（起泡）。

采用超短脉冲激光束能够烧蚀高分子功能聚合物，而不会让箔起泡。

通过使用激光能量，就能够适当隔离薄膜高分子聚合物层，从而将去除的基材材料减少到不足10微米的小额量。

在许多应用中，材料烧蚀并不是很关键，/比如当两种导电区域已经被隔开时。

355nm波长

355nm波长随着科技的不断发展，激光技术在各个领域的应用越来越广泛。

其中，355nm波长的激光在生命科学、材料加工和通信等领域中具有重要的应用价值。

本文将介绍355nm波长的激光以及它在不同领域中的应用。

一、355nm波长激光的基本概念355nm波长激光是一种紫外激光，属于固体激光器的一种。

它的波长相对较短，能量相对较高，具有较好的单色性和方向性。

通过三倍频技术，从基频波长1064nm的Nd:YAG激光器中产生355nm波长的激光。

355nm波长的激光具有较小的散射特性，能够穿透空气和水等介质，因此在许多应用中具有独特的优势。

二、355nm波长激光在生命科学中的应用1. 激光共聚焦显微术355nm波长的激光是常用的荧光探针的激发光源。

利用激光共聚焦显微术，可以实现高分辨率的细胞成像，观察基因表达、细胞分裂和细胞器的运动等生物学过程。

2. 荧光标记与成像355nm波长的激光可以激发荧光染料，用于细胞和组织的标记与成像。

通过荧光标记，可以观察细胞内部结构和分子的分布情况，研究细胞的生理和病理过程。

三、355nm波长激光在材料加工中的应用1. 激光微加工355nm波长的激光能够实现高精度的微加工，包括微孔加工、微切割和微结构制造等。

在电子、光电子和微流体芯片等领域，都有广泛的应用。

2. 激光打标355nm波长的激光被广泛应用于激光打标领域。

它可以实现高分辨率的图案标记，精确控制标记深度和位置，应用于电子产品、塑料制品和金属材料等的标识。

四、355nm波长激光在通信领域中的应用1. 光纤通信355nm波长的激光可以用于光纤通信系统中的光纤放大器。

它通过掺杂掺铒光纤，产生355nm波长的激光，用于放大信号和光纤通信的微调。

2. 光纤传感355nm波长的激光可以激发特定的荧光探针用于光纤传感。

通过测量荧光强度的变化，可以检测到环境中的温度、压力和化学成分等参数。

综上所述，355nm波长的激光在生命科学、材料加工和通信领域中具有重要的应用价值。

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图２１０６４ｎｍ激光刻蚀ＣＣＬ缝宽随功率密度和
扫描速度的变化（频率：２ｋＨｚ）
Ｆｉｇ．２
Ｅｆｆｅｃｔｓｏｆｐｏｗｅｒｄｅｎｓｉｔｙａｎｄｓｃａｎｎｉｎｇｓｐｅｅｄｏｎｋｅｒｆｗｉｄｔｈｏｆ１０６４ｎｍｌａｓｅｒｅｔｃｈｉｎｇＣＣＬｗｉｔｈ
ｆｒｅｑｕｅｎｃｙｏｆ２ｋＨｚ
迄今为止，国内全固态紫外激光器的发展还处于实验室研制阶段，没有形成光束模式好、性能稳定的工业化产品［７￣１１１。受设备条件限制，全固态紫外激光微加工技术的研究报道较少。阳建华等［１２］利用三倍频紫外激光制作出高质量铜质薄膜器件，凌磊等［１３］对紫外激光刻蚀多层线路板进行了初步研究。国外该技术虽然已经实用化并且有不少相关文献报道［１４￣１引，但对于紫外激光和红外激光微加工特性的比较研究很少有报道。为此，作者利用３５５ｎｍ和１０６４ｎｍ全固态激光器对ＣＣＬ和ＦＰＣ进行了刻蚀工艺研究，探讨了紫外激光器与红外激光器的加工特性及性能对比，获得了线路板刻蚀的一些基本规律。
１０期
张菲等：３５５ｎｍ和１０６４ｎｍ全固态激光器刻蚀印刷线路板
１６３９
１０６４ａｍ激光刻蚀缝宽随激光功率密度和扫描速度的变化规律。可以看出，加工结果具有相似性。随着功率密度的提高，切缝宽度显著加大。当扫描速度较低时，由于脉冲重复频率较高使得能量密度较大，刻蚀深度较大，产生的熔渣使得刻缝宽度有所减小。此外，通过实验得到，频率越高，能实现完全刻蚀的极限速度越大，对于１０６４ｎｍ激光器２ｋＨｚ，５ｋＨｚ，１０ｋＨｚ时的极限速度分别为１５ｍｍ／ｓ，３０ｍｍ／ｓ，４０ｍｍ／ｓ。３．１．２重复频率对刻蚀质量的影响
的是，１０６４ａｍ激光器的输出功率与重复频率是线形关系，在由２ｋＨｚ增加到ｌＯｋＨｚ时，虽然平均功率由７．８Ｗ增加到１３．６Ｗ（通过５ｍｍ光阑后测得），但是单脉冲能量由３．９ｍＪ降低到１．３６ｍＪ，造成刻蚀缝宽减小，１５ｋＨｚ时单脉冲能量降到０．９ｍＪ，不能完全刻蚀铜层。此外，当脉冲频率较高（大于１０ｋＨｚ），扫描速度较低（小于５ｍｍ／ｓ）时，由于能量密度过大而造成刻蚀缝边缘质量较差，在相同条件下将速度提高到３０ｍｍ／ｓ时，质量有明显改善。３．１．３功率密度和单脉冲能量对刻蚀缝宽和深度
万方数据
１６３８
中
国
具有配线密度高、重量轻、厚度薄的特点。这种电路板散热性好，既可弯曲、折叠、卷挠，又可在三维空间随意移动和伸缩，已经广泛应用于电子计算机、通信、航天及家电等行业。ＦＰＣ作为芯片载体，其优点是薄及光滑的表面，无增强材料的介质适合激光制作微孔，较薄的铜层有利于用减成法来制作精细线路‘１．２］。
收稿日期：２００７－０９－２５；收到修改稿日期：２００８—０１－１０基金项目：国家８６３计划重点项目（ＳＱ２００７ＡＡ０３ＸＫｌ４０９８３）资助课题。作者简介：张菲（１９８３一），男，武汉人，博士研究生，主要从事全固态紫外激光加工设备和加工技术的研究。Ｅ－ｍａｉｌ：ｈｕｓｔｌａｓｅｒｚｆ＠ｓｍａｉｌ．ｈｕｓｔ．ｅｄｕ．ｃａ导师简介：曾晓雁（１９６２一），男，主要从事激光材料加工技术与装备、激光微纳制造技术与装备和激光与物质交互作用方面的研究。Ｅ－ｍａｉｌ：ｘｙｚｅｎｇ＠ｍａｉｌ．ｈｕｓｔ．ｅｄｕ．ｃｎ
中图分类号ＴＮ２４９
文献标识码Ａ
ｄｏｉ：１０．３７８８／ｃＪＬ２００８３５１０．１６３７
ＬａｓｅｒＥｔｃｈｉｎｇａｎｄＣｕｔｔｉｎｇＰｒｉｎｔｅｄＣｉｒｃｕｉｔＢｏａｒｄｂｙ３５５ａｍａｎｄ１０６４ａｍＤｉｏｄｅＰｕｍｐｅｄＳｏｌｉｄＳｔａｔｅＬａｓｅｒｓ
ＺｈａｎｇＦｅｉＺｅｎｇＸｉａｏｙａｎＬｉＸｉａｎｇｙｏｕＤｕａｎＪｕｎ
１引言
印刷线路板（ＰＣＢ）从单面发展到双面、多层、挠性以及刚挠结合，并仍保持各自的发展趋势，而且不断地向高精度、高密度和高可靠性方向发展，不断缩小体积、降低成本、提高性能。作为ＰＣＢ制造中的
主要基板材料，覆铜板（ＣＣＬ）起着导电、绝缘和支撑三个主要功能，其中玻璃布增强环氧树脂制得的覆铜板，如ＦＲ４和ＦＲ５等品种已成为用于电子计算机、通讯设备、仪器仪表等电子产品中印刷电路板的主流。挠性线路板，简称软板或柔性线路板（ＦＰＣ），
２５ｎｓ，肝＜１．２。红外激光器采用深圳大族激光公
司生产的Ｎｄ：ＹＡＧ固体脉冲激光器，波长为１０６４ａｍ，最大功率５０Ｗ，重复频率１Ｈｚ～５０ｋＨＺ可调。实验采用激光直写的方法，在样品表面直接刻蚀８ｍｍ长的凹槽。采用ＮｉｋｏｎＥｐｉｐｈｏｔ３００光学显微镜观察刻槽的宏观形貌并进行宽度和深度的测量，采用ＦＥＩＱｕａｎｔａ２００扫描电子显微镜观察微观形貌。
２实验方法与设备
加工试样选用印制电路板中应用广泛的ＣＣＬ和双面ＦＰＣ，其中ＣＣＬ厚度为１．６ｍｍ，表面铜层厚约３７肛ｍ，双面ＦＰＣ上下表面为４０／．ｔｍ厚的铜箔层，中间聚酰亚胺（ＰＩ）绝缘基板和胶厚共为４０ｔｔｍ。
万方数据
激
光
３５５ｎｍ全固态紫外激光器是由美国ＰｈｏｔｏｎｉｃｓＩｎｄｕｓｔｒｉｅｓ公司提供的ＤＳ２０Ｈ一３５５型三倍频Ｑ开关Ｎｄ：ＹＶＯ。激光器，２０ｋＨｚ时最大输出功率８Ｗ，重复频率１Ｈｚ～１００ｋＨｚ可调，脉冲宽度为
传统的印制电路工艺技术包括照相制板、图像转移、蚀刻、钻孔、孔金属化、表面金属涂敷以及有机材料涂敷等工序，技术工艺复杂、设备精度要求高，容易产生导线凹陷，且制作周期较长、柔性化程度差，不适合中小批量生产。本实验室长期研究的微熔覆制造厚膜电路技术柔性化程度高，但工艺相对较复杂，一般需要后续热处理［３“】。采用激光直接刻蚀技术则可以大大简化图像转移、蚀刻、钻孔等工艺，摆脱传统掩模的束缚，通过将激光束作用于基板上的铜层表面，直接去除不同厚度的铜层，从而制作出所需的电路图形［５“］。为了进一步提高加工精度和质量，需要使用更短波长的激光，例如紫外激光来进行微细加工。紫外激光因其波长短、材料吸收率高、加工速度快、热影响区小、可聚焦光斑尺寸小等特点，微加工时容易获得较高的加工精度和质量，特别是近十年来迅速发展起来的高功率全固态紫外激光器，电光转换效率高、重复频率高、性能可靠、体积小、光束质量好、功率稳定，在电子制造工业精密加工和微细加工领域中占有重要地位。
３实验结果
３．１紫外激光和１０６４Ｉｌｌ激光刻蚀ＣＣＬ３．１．１激光功率密度和扫描速度对刻蚀质量的影响
图１和图２所示分别为３５５ｎｍ紫外激光和
暑善萼＿声毫ａ）Ｈ
∞∞∞加∞∞∞∞∞ｍＯ
０
２
４
６
８Leabharlann １０Ｓｃａｎｎｉｎｇｓｐｅｅｄ／（ｒａｍ／ｓ）
图１紫外激光刻蚀ＣＣＬ缝宽随功率密度和
扫描速度的变化（频率：２０ｋＨｚ）
第３５卷第１０期２００８年１０月
中国激光ＣＨＩＮＥＳＥＪｏＵＲＮＡＬｏＦＬＡＳＥＲＳ
文章编号：０２５８—７０２５（２００８）１０－１６３７－０７
Ｖ０１．３５。Ｎｏ．１０Ｏｃｔｏｂｅｒ，２００８
３５５ａｍ和１０６４ａｍ全固态激光器刻蚀印刷线路板
张菲曾晓雁李祥友段军
（华中科技大学武汉光电国家实验室，湖北武汉４３００７４）
（ＷｕｈａｎＮａｔｉｏｎａｌＬａｂｏｒａｔｏｒｙｆｏ，．Ｏｐｔｏｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ，ＨｕａｚｈｏｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｗｕｈａｎ，Ｈｕｂｅｉ４３００７４，Ｃｈｉｎａ）
ＡｂｓｔｒａｅｔＡ３５５ｎｍＮｄ：ＹＶ０４ｌａｓｅｒｗｉｔｈｏｕｔｐｕｔｐｏｗｅｒｏｆ８Ｗａｎｄａ１０６４ａｍＮｄｌＹＡＧｌａｓｅｒｗｉｔｈｏｕｔｐｕｔｐｏｗｅｒｏｆ５０Ｗａｒｅｕｓｅｄｆｏｒｅｔｃｈｉｎｇｔｈｅｃｏｐｐｅｒｃｌａｄｌａｍｉｎａｔｅ（ＣＣＬ）ａｎｄｆｌｅｘｉｂｌｅｐｒｉｎｔｅｄｃｉｒｃｕｉｔ（ＦＰＣ）．Ｔｈｅｅｆｆｅｃｔｓｏｆｌａｓｅｒ
的能量就可以将表面铜层刻蚀完全，并且引起的热作用也较小。相反，红外激光加工最大的优势就是对环氧树脂
和聚酰亚胺基板的破坏较小，从而适合于表面铜层的去除加工。与此同时，３５５ａｍ紫外激光器由于能快速轻易地
将厚聚合物基板分离，更适合于印刷线路板（ＰＣＢ）的切割成型加工。
关键词激光技术；激光加工；全固态激光器；激光刻蚀；印刷线路板；紫外激光
图３给出了紫外激光刻蚀缝宽随重复频率的变化规律。可以看出，随着重复频率的提高，刻蚀缝宽先呈现一个上升趋势，在２０ｋＨｚ附近达到峰值，开始下降，与紫外激光器频率与输出功率的对应曲线相近。当重复频率由１００Ｈｚ～２０ｋＨｚ逐渐增大时，激光输出功率逐渐增大，刻蚀过程由不完全刻蚀转变为完全刻蚀，缝宽明显增大。随着频率的继续提高，激光器输出功率下降，单脉冲能量迅速降低，使得缝宽减小得很快。图４所示为１０６４ｎｍ激光的实验结果，刻蚀缝宽在２ｋＨｚ附近也存在一个峰值。与紫外激光器在２０ｋＨｚ时输出功率存在峰值不同
摘要采用输出功率８Ｗ的３５５ａｍＮｄ。ＹＶ０４紫外激光器和５０Ｗ的１０６４ｎｍＮｄ＇ＹＡＧ激光器对覆铜板（ＣＣＬ）
和柔性线路板（ＦＰＣ）进行了刻蚀实验，研究了激光功率密度、重复频率、扫描速度和单脉冲能量等加工工艺参数对
刻蚀质量的影响。实验结果表明，由于铜和聚合物材料对紫外激光有更高的吸收率，紫外波段的激光只需要较低
ｐｒｏｃｅｓｓｐａｒａｍｅｔｅｒｓ，ｓｕｃｈａｓｌａｓｅｒｐｏｗｅｒｄｅｎｓｉｔｙ，ｒｅｐｅｔｉｔｉｏｎｒａｔｅ，ｌａｓｅｒｓｃａｎｎｉｎｇｓｐｅｅｄａｎｄｓｉｎｇｌｅｐｕｌｓｅｅｎｅｒｇｙ，ｏｎｔｈｅｅｔｃｈｉｎｇｑｕａｌｉｔｙｏｆｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅａｒｅｓｔｕｄｉｅｄｉｎｄｅｔａｉｌ．Ｔｈｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｒｅｓｕｌｔｓｄｅｍｏｎｓｔｒａｔｅｔｈａｔｔｈｅｌａｓｅｒｓｗｉｔｈｉｎｕｌｔｒａｖｉｏｌｅｔ（ＵＶ）ｒａｎｇｅｎｅｅｄｓｌｅｓｓｐｏｗｅｒｔＯｅｔｃｈｔｈｅｃｏｐｐｅｒ１ａｙｅｒｅｎｔｉｒｅｌｙａｎｄｃａｕｓｅｓｌｅｓｓｔｈｅｒｒｎａｌｅｆｆｅｃｔ，ａｓｃｏｐｐｅｒａｎｄｐｏｌｙｍｅｒｈａｖｅｈｉｇｈｅｒａｂｓｏｒｐｔｉｖｉｔｙｔｏＵＶ．Ｏｎｔｈｅｏｔｈｅｒｈａｎｄ，ｔｈｅｉｎｆｒａｒｅｄｌａｓｅｒｉｓｓｕｉｔａｂｌｅｆｏｒｔｈｅａｂｌａｔｉｏｎｏｆｃｏｐｐｅｒｌａｙｅｒｄｕｅｔｏｉｔｓｌｉｔｔｌｅｄａｍａｇｅｏｎｐｏｌｙｍｅｒ．Ｔｈｅ３５５ａｍＵＶｌａｓｅｒｉｓｓｕｉｔａｂｌｅｆｏｒｔｈｅｃｕｔｔｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓｏｆｔｈｅｐｉｎｔｅｄｃｉｒｃｕｔｂｏａｒｄ（ＰＣＢ）ｂｅｃａｕｓｅｉｔｃａｎｍａｋｅｔｈｅｆａｃｉｌｅｓｅｐａｒａｔｉｏｎｏｆｔｈｉｃｋｐｏｌｙｍｅｒｓｕｂｓｔｒａｔｅｓｑｕｉｃｋｌｙ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓｌａｓｅｒｔｅｃｈｎｉｑｕｅ；ｌａｓｅｒｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ；ｄｉｏｄｅｐｕｍｐｅｄｓｏｌｉｄｓｔａｔｅｌａｓｅｒ；ｌａｓｅｒｅｔｃｈｉｎｇ；ｐｒｉｎｔｅｄｃｉｒｃｕｉｔｂｏａｒｄ；ｕｈｒａｖｉｏｌｅｔｌａｓｅｒ