激光蚀刻原理
激光刻蚀的原理及应用
激光刻蚀的原理及应用一、激光刻蚀的原理激光刻蚀是一种常用的微纳加工技术，利用激光的高能量密度和高光纯度，通过短时间内的局部加热和蒸发来刻蚀材料表面。
其原理可总结为以下几点：1.能量浓缩：激光束能量经过透镜或其他光学装置的聚焦，使得能量在一定焦点处集中，达到高能量密度。
2.光与物质相互作用：激光束照射到材料表面时，光被材料吸收，能量被传递到材料中。
3.能量转化：被吸收的光能转化为材料内部分子或结晶的热运动能量，导致其温度升高。
4.热膨胀和蒸发：材料在高温作用下发生热膨胀和表面蒸发，局部材料被气化或剥离。
5.刻蚀效应：经过多次激光的照射，材料的表面被不断剥离，形成所需的刻蚀效果。
二、激光刻蚀的应用激光刻蚀技术具有高精度、高效率和非接触等优点，因此被广泛应用于多个领域。
以下是一些激光刻蚀的典型应用：1. 微电子制造激光刻蚀技术在微电子制造中发挥着关键作用。
通过激光刻蚀，可以在芯片表面精确地形成电路、通孔等微结构，用于制造集成电路、硅芯片和微电子器件。
2. 纳米加工激光刻蚀可用于纳米加工，通过对纳米材料进行局部处理，实现纳米结构的制备。
例如，在纳米光子学领域，可以使用激光刻蚀技术制备纳米光学器件，如纳米光波导、纳米阵列等。
3. 生物医学在生物医学领域，激光刻蚀技术可以用于生物芯片的制作。
通过激光刻蚀，可以在芯片表面形成微小阵列，用于细胞培养、蛋白质分离等应用。
4. 光学元件制造激光刻蚀可以制造光学元件，如光纤耦合器、光学波导、光栅等。
通过激光刻蚀技术，可以实现对光学材料的精密加工，制备出具有特定功能和性能的光学元件。
5. 微机电系统制造微机电系统（MEMS）是一种结合微电子技术和机械工程技术的新型集成器件。
激光刻蚀技术在MEMS制造中起着重要的作用，用于制造微马达、压力传感器、加速度计等微型机械结构。
6. 表面处理激光刻蚀可用于表面处理，改变材料表面的形貌和性质。
例如，在材料加工中，激光刻蚀可以用于提高材料的附着性、耐磨性和耐腐蚀性。
激光刻蚀是什么原理的应用
激光刻蚀是什么原理的应用概述激光刻蚀是一种先进的加工技术，通过激光束的高能量聚焦和高速扫描，将材料表面的一部分蒸发或氧化，从而实现对材料的刻蚀。
该技术融合了光学、光子学、材料科学等多个领域，被广泛应用于微电子制造、材料加工、生物医学等领域。
原理激光刻蚀的原理基于激光与材料相互作用的物理过程。
当激光束照射到材料表面时，激光能量被材料吸收，使材料温度升高。
一旦材料温度超过其熔点或汽化温度，就会发生蒸发或氧化，从而形成刻蚀。
激光束的聚焦和高速扫描可以实现精细刻蚀，使刻蚀的深度和形状得以精确控制。
应用激光刻蚀技术在各个领域都有广泛的应用。
以下列举了一些主要的应用领域：1.微电子制造：激光刻蚀技术是微电子制造中常用的工艺之一。
它可以用于制造集成电路、光电子器件等微观元件。
激光刻蚀能够实现高精度、高效率的微细加工，可以提高电子器件的性能和可靠性。
2.材料加工：激光刻蚀可以用于各种材料的刻蚀和修剪。
例如，它可以在陶瓷材料上实现精细刻蚀，制造出各种功能陶瓷器件。
在金属材料加工中，激光刻蚀可以用于制造微孔、微槽等结构。
3.生物医学：激光刻蚀技术在生物医学领域有着广泛的应用。
它可以用于制造微流控芯片、生物芯片等生物医学器件。
激光刻蚀技术可以实现高精度的微细加工，可以制造出具有复杂结构的生物芯片。
4.激光标记：激光刻蚀技术可以用于在各种材料上进行标记。
通过调节激光的功率和扫描速度，可以实现不同深度和形状的标记。
这种标记方式具有高精度、高耐久性和不易褪色的特点，广泛应用于制造业和雕刻业。
5.光学制造：激光刻蚀技术在光学制造领域有着重要的应用。
它可以用于制造光学元件，如透镜、棱镜等。
通过精确控制激光的刻蚀深度和形状，可以实现高精度的光学加工，提高光学元件的性能。
总结激光刻蚀技术是一种重要的加工技术，它基于激光与材料相互作用的物理过程，通过激光束的高能量聚焦和高速扫描实现对材料的刻蚀。
该技术已广泛应用于微电子制造、材料加工、生物医学等领域，并在这些领域取得了重要的进展。
激光蚀刻电容图形设计
激光蚀刻电容图形设计要求一、激光银浆蚀刻原理设备以高频脉冲激光器为光源，以脉冲的形式在焦点位置对加工材料瞬间加热气化以达到去除银浆（或ITO 导电膜）材料的目的，在较高的重叠率下，通过高速振镜使光斑沿设计线段快速扫描，达到蚀刻整条线，使蚀刻线两边银浆分离断开;在此情况下，以振镜高速扫描刻蚀小幅面区域（110*110mm）+平台快速移动方式，CCD自动抓靶定位，实现激光稳定蚀刻银浆或ITO 材料的工艺方法。
二、银浆印刷工艺分析关于银浆印刷，要注意以下几点：银浆厚度要均匀，厚度控制在6~8um 左右，无异物和大颗粒；控制银浆边缘厚度变化。
一般印刷精度整板应控制在150um以内；印刷无针孔现象，边缘无锯齿或轻微。
银浆印刷完成，烘干后，随时间的变化，银浆特性也会发生改变，银浆容易脱落；如不在印刷完成后马上蚀刻，一般应付防静电保护膜，或存放在充满保护气体（如氮气）的空间中。
三、银浆线路设计方案1、两条激光线路的间距应为激光蚀刻(去除)线宽和银线保留线宽之和。
如激光蚀刻线宽为40 微米，银浆保留宽度为50 微米，则设计图形2 条激光线间距（线距）应为90 微米。
为保证激光蚀刻功能，线距应为激光线宽的2 倍以上，即线宽为40 微米时，线距应为80~100 微米。
在图形设计时，银浆蚀刻路径用单线条来表示。
如图1 所示，绿色线条为银浆设计路径，用单线条表示，紫色为印刷银浆外框（左边为引脚），绿色线条2 边黄色线条间部分为银浆需要蚀刻部分演示，如下图银浆蚀刻线宽为40 微米，银浆保留50 微米，2 条设计线路间距为90 微米，在设计图形时，黄线可省略。
图1 银浆激光切割线绘制规范（标注单位：毫米）图2 实际蚀刻效果2、在绘制线条的过程中，整个路径线条应使用直线拟合而成，应避免出现圆（如大半径圆弧外形，小圆弧倒角等）；如外观，功能等需要，确实需走圆弧，可以用多条线段拟合（整圆可以看成正N 边行，按精度需要选择边数）。
半导体 光刻蚀刻
半导体光刻蚀刻半导体光刻蚀刻是半导体工艺中非常重要的一步。
光刻蚀刻技术是指通过光刻技术和化学蚀刻技术将光罩上的图形转移到半导体表面，用于制造微电子器件。
本文将介绍光刻蚀刻的原理、步骤以及在半导体制造中的应用。
光刻蚀刻是半导体工艺中的关键步骤之一，用于将光罩上的图形转移到硅片表面，形成微电子器件的结构。
光刻蚀刻的原理是利用光敏胶的光学性质和化学蚀刻的特性，将光罩上的图形投影到硅片上，并通过化学蚀刻将不需要的部分去除，最终形成所需的器件结构。
光刻蚀刻的步骤通常分为光刻和蚀刻两个阶段。
首先，将光敏胶涂覆在硅片表面，形成一层均匀的光敏胶膜。
接下来，将光罩对准硅片，并通过紫外光照射光罩，将图形投影到光敏胶膜上。
光敏胶在光照后会发生化学反应，形成暴露区和未暴露区。
然后，将硅片浸入化学溶液中进行蚀刻。
化学溶液会选择性地溶解未暴露区的硅片，从而形成所需的器件结构。
光刻蚀刻在半导体制造中具有重要的应用价值。
首先，光刻蚀刻可以实现微电子器件的微米级精度制造，使得芯片的尺寸越来越小，性能越来越强。
其次，光刻蚀刻可以实现多层结构的制造，使得芯片具有更复杂的功能。
此外，光刻蚀刻还可以用于制造各种传感器、光电子器件等。
然而，光刻蚀刻也面临一些挑战和限制。
首先，光刻蚀刻的精度受到光学系统和化学蚀刻溶液的限制，难以实现纳米级别的制造。
其次，光刻蚀刻的成本较高，需要昂贵的设备和材料。
此外，光刻蚀刻还存在一些工艺问题，如光刻胶的选择、光刻胶的曝光剂选择等。
为了克服这些问题，科研人员不断进行研究和改进。
他们开发了更先进的光刻蚀刻技术，如多重光刻、纳米光刻等，以提高制造精度。
同时，他们还研究新型的光刻胶和曝光剂，以改善光刻胶的性能。
此外，还研究了新型的蚀刻溶液和工艺条件，以提高蚀刻的选择性和均匀性。
半导体光刻蚀刻是半导体制造中至关重要的一步。
它通过光刻和蚀刻技术将光罩上的图形转移到硅片表面，用于制造微电子器件。
光刻蚀刻具有精度高、多层结构制造能力强等优点，但也面临着成本高、精度受限等挑战。
激光刻蚀的原理和应用
激光刻蚀的原理和应用1. 激光刻蚀的原理激光刻蚀是一种通过激光光束对物体表面进行刻蚀的技术。
它利用激光光束的高能量密度和高聚束性来去除材料表面的一层物质，从而实现对物体表面的精细加工。
激光刻蚀的原理可以通过以下几个方面进行解析：1.光电热效应：激光光束的高能量密度会使物质表面吸收光能并迅速转化为热能，从而导致物质表面温度升高，达到揮发、熔化或汽化的程度，使物质在表面上被去除。
2.光电子效应：激光光束的高能量密度可以使光子与物质表面原子或分子发生碰撞，从而使电子脱离原子或分子，形成激发态或电离态，这些激发态或电离态会导致物质分子化学键的断裂，从而实现物质表面的去除。
3.光化学效应：激光与物质表面发生化学反应，形成新的化学物质或使原有化学物质发生结构或性质的变化，使物质表面被去除。
2. 激光刻蚀的应用激光刻蚀作为一种高精度、高效率的加工方法，在多个领域得到了广泛应用。
以下是激光刻蚀在不同领域的应用示例：2.1. 微电子制造领域激光刻蚀在微电子制造领域起着重要的作用。
它可以通过精确控制激光光束来进行微细图形的制作，如集成电路板、光电元件等。
激光刻蚀可以实现微米级别的精度，有效提高了微电子制造的生产效率和产品质量。
2.2. 光学器件制造领域激光刻蚀在光学器件制造领域也得到了广泛应用。
它可以用于制作光学元件的微细结构，如光栅、反射镜等。
激光刻蚀可以实现高精度、高复杂度的结构，从而提高光学器件的光学性能。
2.3. 生物医学领域在生物医学领域，激光刻蚀被用于进行组织工程和细胞培养等方面的研究。
激光刻蚀可以精确控制细胞或生物材料的形状和结构，从而实现对生物组织的精细修饰和修复，有助于提高生物医学研究的效果和治疗的效果。
2.4. 材料加工领域激光刻蚀在材料加工领域也有广泛的应用。
激光刻蚀可以用于制作金属、陶瓷等材料的微细结构和图案，如微孔、纹理等。
激光刻蚀可以实现高精度、高效率的加工，从而改善材料的性能和应用领域。
光蚀刻技术原理
光蚀刻技术原理
光蚀刻技术是一种利用光化学反应来制造微型结构的技术。
它是一种非接触式的加工方法，可以制造出高精度、高分辨率的微型结构，广泛应用于微电子、光电子、生物医学等领域。
光蚀刻技术的原理是利用光敏树脂的光化学反应来制造微型结构。
光敏树脂是一种特殊的聚合物材料，它可以在紫外线的照射下发生聚合反应，形成一层坚硬的保护层。
在光敏树脂上覆盖一层掩膜，然后用紫外线照射掩膜，掩膜上的图案就会被转移到光敏树脂上。
接着，将光敏树脂浸泡在蚀刻液中，蚀刻液会将未被保护的部分蚀刻掉，形成微型结构。
光蚀刻技术的优点是可以制造出高精度、高分辨率的微型结构。
由于光敏树脂的聚合反应是一种非接触式的加工方法，因此可以制造出非常细小的结构，甚至可以制造出纳米级别的结构。
此外，光蚀刻技术还可以制造出复杂的三维结构，具有很高的灵活性和可塑性。
光蚀刻技术的应用非常广泛。
在微电子领域，光蚀刻技术可以制造出微处理器、存储器、传感器等微型电子元件。
在光电子领域，光蚀刻技术可以制造出光纤、光波导、光栅等微型光学元件。
在生物医学领域，光蚀刻技术可以制造出微型生物芯片、微型药物传递系统等微型生物医学元件。
光蚀刻技术是一种非常重要的微型加工技术，具有广泛的应用前景。
随着科技的不断发展，光蚀刻技术将会越来越成熟，为人类带来更多的科技创新和发展。
激光蚀刻原理共22页
安徽锐富光电科技有限公司
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4.晶体腔：工作物质，谐振腔，激发源
• 工作物质：使受激辐射成为介质中的主导过程，必要条件是在介质中造成离子数反 转分布，即使介质激活。例如：掺钕钇铝石榴石（Nd:YAG）YAG激光晶体。
• 谐振腔：加强介质中的受激辐射，通常由两块与工作介质轴线垂直的平面或凹球面 反射镜构成。工作介质实现了粒子数反转后就能产生光放大。谐振腔的作用是选择 频率一定、方向一致的光作最优先的放大，把其它频率和方向的光加以抑制。
E2
E2
入射光子
E1
E1
受激吸收跃迁
b.自发辐射：粒子受到激发而进入的激发态，不是粒子的稳定状态，如存在着可以接纳粒子 的较低能级，即使没有外界作用，粒子也有一定的概率，自发地从高能级激发态（E2）向 低能级基态（E1）跃迁，同时辐射出能量为（E2-E1）的光子。
E2
E2
E1
E1
自发辐射跃迁
自发辐射光子
目录 一：激光产生原理 二：激光刻蚀原理
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激光产生原理
1.激光定义：
激光的最初的中文名叫做“镭射”、“莱塞”，是它的英文名称LASER的音译，是取 自英文Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation的各单词头一个字母组 成的缩写词。意思是“通过受激发射光扩大”。激光的英文全名已经完全表达了制造激光的 主要过程。1964年按照我国著名科学家钱学森建议将“光受激发射”改称“激光”。
• 激发源：要是工作物质成为激活态，需要外界激励作用。一般有光泵式，电激励式 ，化学式。
激光刻蚀是什么原理的工艺
激光刻蚀是什么原理的工艺
激光刻蚀是一种利用激光束对材料进行加工的工艺。
它的原理基于激光与材料的相互作用。
激光刻蚀的过程中，高能量的激光束照射到被加工材料的表面。
激光光束的能量会被吸收或散射，然后转化为热能。
这种瞬时的高温能够使材料被蚀刻或蒸发，从而实现加工效果。
具体的原理取决于材料的特性和激光参数的选择。
一般来说，有两种主要的刻蚀方式：
1. 表面刻蚀：激光束直接照射在材料表面，将表面的物质蒸发或使其发生化学反应，从而实现刻蚀。
2. 体内刻蚀：激光束穿透材料表面，进入到材料内部。
在内部，激光能量转化为热能，导致局部区域的材料蒸发或溶解，从而实现刻蚀。
激光刻蚀具有高精度、非接触式、无机械应力等优点，因此被广泛应用于微电子制造、微加工、光学器件制造等领域。
不过，刻蚀过程中产生的热量也可能导致材料损伤或变形，需要合理选择激光参数和材料处理方式来控制加工过程。
一种激光刻蚀制作圆柱形介质天线的方法
一种激光刻蚀制作圆柱形介质天线的方法一、激光刻蚀制作圆柱形介质天线的原理激光刻蚀制作圆柱形介质天线，是利用激光束刺激介质材料（如聚苯乙烯，马氏体钢或陶瓷），在介质表面产生晶体缺陷，从而形成空隙体系，形成圆柱形介质。
由于天线圆柱体的半径相对于其它形状的天线更容易形成，所以激光刻蚀的过程中不需要加工就能解决天线的尺寸定义问题。
其原理是根据介质的热应力和光学特性，当激光束束激发介质材料时，利用介质施加的激发力，将介质材料分解成定向排列的晶粒。
由于晶粒的形状不同，有着相对均一的大小，从而形成一种分布比较均匀的空隙体系，成为圆柱形介质天线。
二、激光刻蚀制作圆柱形介质天线的步骤1、定义介质：先要确定要制作的圆柱形介质天线的介质材料，如聚苯乙烯、马氏体钢或陶瓷等，这些介质材料的光学性质和热应力都有较高的要求。
2、激光处理：先在介质表面利用激光刻蚀技术产生晶体缺陷，从而形成一定尺寸的晶体空隙，然后将激光能量和时间进行交叉调节，使介质材料可以分解成定向排列的晶粒，从而形成圆柱形介质天线。
3、检测晶体结构：在进行激光处理过程中，要对介质材料的晶体结构进行检测，确保介质材料可以分解成定向排列的晶体，形成空隙体系和圆柱形介质。
4、制作喇叭元件：将介质材料中晶体空隙加工成喇叭元件，根据晶体空隙内介质中光学特性，以及由波形和波长组成的不同来决定喇叭元件的形状，并根据不同的要求调整介质厚度，以获得合理的介质天线结构。
5、加工控制：确定形状和结构的尺寸和参数，以保证激光刻蚀处理制作出的圆柱形介质天线符合客户的要求。
三、激光刻蚀制作圆柱形介质天线的优点1、可以制作出更精确和复杂的结构：激光刻蚀技术就像一种“用手刻几乎一切形状的工具”，制作出来的产品可以满足不同的精度、颗粒度和规格的要求，能够满足用户针对不同要求的不同圆柱形介质天线的需求。
2、制作速度快：使用激光刻蚀技术可以有效减少加工时间，圆柱形介质天线的制作时间能够缩短到几秒钟，而对比传统加工制造，能够极大节省制造时间。
《激光蚀刻原理》课件
体积较大。
气体激光器
利用气体放电激发产生 激光，输出波长范围广 ，但需要较高的电源和
冷却系统。
半导体激光器
基于半导体材料的激光 器，体积小、效率高、 寿命长，适用于短波长
输出。
光纤激光器
利用光纤作为增益介质 ，具有高效率、低阈值 、高光束质量等优点。
拓展激光蚀刻技术的应用领域
新能源领域
利用激光蚀刻技术制造高效太阳能电池、燃料电池等新能源器件 。
生物医学领域
探索在生物医学领域应用激光蚀刻技术，如生物芯片、组织工程 等。
微电子和光电子领域
进一步拓展在微电子和光电子领域的应用，如集成电路、光波导 器件等。
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T势 和未来展望
提高激光蚀刻的精度和效率
激光器技术升级
采用更高功率、更稳定、更精确的激光器，提高光束质量和能量 集中度，从而提高蚀刻精度和效率。
光学系统优化
改进光学元件和光路设计，减少光束畸变和散射，提高光束聚焦效 果，进一步增强激光能量密度。
控制系统改进
采用高精度运动控制系统和实时监测反馈系统，实现精准控制和快 速响应，提高加工精度和效率。
激光蚀刻技术的原理：激光蚀刻技术 的原理基于高能激光束与材料表面的 相互作用。当高能激光束照射到材料 表面时，光能被吸收并转化为热能或 化学能，导致材料表面发生熔化、汽 化、燃烧或分解等物理或化学变化， 形成所需的图案或文字。
激光蚀刻技术的特点：激光蚀刻技术 具有高精度、高效率、高一致性、高 环保性等优点。由于激光束的能量高 度集中，可以在短时间内对局部进行 高强度照射，从而实现快速、高效的 蚀刻。同时，激光蚀刻技术可以精确 控制光束的形状、大小和能量分布， 从而实现高精度、高一致性的蚀刻效 果。此外，激光蚀刻技术不需要使用 化学试剂或溶剂，因此对环境无害。
光刻蚀原理
光刻蚀原理光刻蚀是半导体制造中一种关键性的工艺技术，它主要是通过使用光刻掩膜来制作微电子元件中的各种结构。
在光刻蚀过程中，光刻掩膜的图案被转移到材料表面上，接着通过蚀刻过程，材料表面上不受需要的部分被去除，最终形成所需的微结构。
光刻蚀原理主要涉及以下几个方面：1. 光刻掩膜的制作光刻掩模是光刻蚀工艺中的关键结构，它是一种图案化的光阻层，并被投影在需要制作的材料表面上。
这个过程通常涉及使用“接触式”或“非接触式”的技术，具体的过程涉及将掩膜材料（比如铬或者二氧化硅）制作成需要的形状，只有在这些位置上才能通过光照技术来实现备份到材料表面的图案。
2. 光子吸收的过程光刻蚀的原理是建立在光子吸收的基础之上。
当一束预选颜色的光线通过光学透镜投射到光刻掩膜表面上时，光子能够被掩膜材料吸收。
在其中所吸收的光再通过聚焦镜束聚焦后，集中在感光材料上，从而引发化学反应。
3. 化学反应过程光照后，在化学试剂中的微生物感光材料会开始发生化学反应。
通常情况下，感光材料只有通过足够的曝光后才会引发制作出所需微结构的化学反应。
这个过程通常涉及蚀刻过程的照射时间，同时也涉及声音和温度的控制。
4. 蚀刻过程通过光刻掩膜技术建立的图案，将被移动到材料表面上。
这个过程涉及通过化学溶液或者干式刻蚀来去除掉在预定位置上需要移除的材料。
这个过程通常具有高度的选择性，允许保持未选择部位和预先指定位置之间的垂直度保持良好。
这个过程的能力是关键，因为它可以确保刻出更加精准和高品质的微结构和芯片。
综上所述，光刻蚀技术是目前半导体芯片制造中至关重要的工艺技术之一。
通过利用光刻掩膜制作的微型图案，能够精确地刻出所需的微结构和芯片，并且保证它们的结构精密和性能卓越。
通过这个技术，我们能够制造出处理速度快、容量大并且功耗低的高质量芯片和微电子元件。
模具激光蚀纹技术原理及应用
以模具激光蚀纹技术原理为基础，探讨其在模具表面加工中的优点和发展趋势。
使用激光束在模具表面刻蚀出精确的图案和纹理，通过对其在汽车、电子设备和医疗器械等领域的实际应用分析，验证了激光蚀纹技术可显著提高产品表面质量和性能，提高生产效率，同时具备环境保护的特点。
1序言模具是工业生产中不可或缺的一种重要工具，广泛应用于家电、汽车、电子设备和医疗器械等领域。
模具表面的纹理和图案对产品的质量和外观起着至关重要的作用。
随着消费者消费水平的提高，传统的模具蚀纹加工方法存在一定的局限性，无法满足高端产品对纹理精细度和复杂度的要求。
模具激光蚀纹技术的出现，为模具表面处理带来了全新的可能性。
2模具蚀纹工艺对比传统的蚀纹非常依赖手工工艺，可重复性低。
而且由于工艺难度比较大，蚀刻工厂一般只提供标准的纹理供客户选择，产品缺乏个性，对于许多纹理无能为力，即使使用合适的光化学膜，皱痕也难以避免，必须进行精细的、昂贵的后续处理S此外，蚀刻技术中使用的原料及加工废弃物都对环境造成极大的污染。
激光蚀纹技术将高度数字化的纹理设计和高精度五轴激光加工设备进行结合,使传统蚀纹技术不能实现的外观纹路成为可能。
从纹路的电脑数字化设计到生成加工程序，可以使任何复杂图形纹理的还原度得以保证，再导入高精度的激光设备，利用激光进行超精细加工，实现产品外观设计与众不同。
激光蚀纹技术是一项相对较新的加工工艺，激光加工纹理图案和雕刻时，只会产生一些能被真空吸尘器吸走的金属粉末，不会制造出液体、泥浆或碎屑等废弃物。
可以进行高效和可重复的纹理加工、雕刻及微结构化处理，并对物体作复杂的二维或三维标记。
由于化学蚀刻只能加工3-5个层次，而激光加工技术可以加工超过10个层次的纹理图案，因此激光技术能够加工出更多层次、更好和更精细的表面质量⑶。
模具激光蚀纹加工如图1所示网。
图1模具激光蚀纹加工目前，模具激光蚀纹行业正处于快速发展阶段。
激光蚀纹技术通过使用激光束在模具表面刻蚀出精确的图案和纹理，为产品赋予更高的附加价值和美感。
激光雕刻原理
激光雕刻原理
激光雕刻是一种高精度、高效率的加工方式，它利用激光束对材料进行加工，
广泛应用于工艺品、电子产品、标牌、广告等领域。
激光雕刻的原理是利用激光束的高能量，通过对材料表面的照射和烧蚀来实现加工效果。
激光雕刻的原理主要包括激光发射、激光聚焦、材料吸收和烧蚀四个方面。
首先，激光雕刻的原理是基于激光的发射。
激光是一种特殊的光束，它具有高
能量、高单色性和高相干性的特点。
激光器通过激发介质使其产生受激辐射，激光束由半导体激光器或气体激光器等发射出来。
其次，激光聚焦是激光雕刻的关键步骤。
激光束经过透镜的聚焦，使其能量密
度增大，聚焦后的激光束能够更集中地照射到工件表面，从而实现更精细的加工效果。
材料吸收是激光雕刻的另一个重要环节。
激光束照射到材料表面时，材料会吸
收激光的能量，使其温度升高，发生热变形或烧蚀，从而实现对材料的加工。
最后，烧蚀是激光雕刻的加工过程。
激光束照射到材料表面后，材料会发生热
变形或烧蚀，从而形成所需的图案或文字。
不同的材料对激光的吸收程度不同，因此需要根据不同材料的特性来调整激光的参数，以达到最佳的加工效果。
总的来说，激光雕刻的原理是利用高能量、高聚焦的激光束对材料进行加工，
通过材料的吸收和烧蚀来实现对材料的加工。
激光雕刻具有高精度、高效率的特点，广泛应用于各个领域。
随着激光技术的不断发展，激光雕刻将会有更广阔的应用前景。
激光金属蚀刻原理
激光金属蚀刻原理激光金属蚀刻是指利用激光器向金属表面照射高能量激光束，使金属表面受到局部蚀刻的一种新型金属加工技术。
它是利用激光高强度、高聚焦性、高定位精度、高反应速度和可编程控制等独特的优势特性，可以使金属表面产生高质量、高分辨率的图形、文字、二维码和条形码等，有着非常广泛的应用前景。
激光金属蚀刻原理是利用激光束在金属表面形成高温区，使金属表面产生化学反应，从而达到蚀刻的目的。
金属表面在激光照射下，会出现一定程度的熔化、汽化和氧化反应，金属表面物质的消耗与外界环境的影响密切相关。
其基本原理是，激光束在金属表面与光束同轴坐标系X、Y和垂直于表面的轴Z方向交界处形成高能密度区，使金属表面受到光束的瞬时热作用，促使材料迅速达到汽化温度，物质向外喷发，相邻蒸发区之间形成一定的间隔。
重复这个过程，形成一定深度的沟槽，即完成蚀刻加工。
金属材料表面的化学反应过程也会产生化学热能，有利于提高金属表面的反应速率，减少能量损耗，提高能量利用率。
激光金属蚀刻区别于传统的机械刻划方式，具有许多独特的优势。
激光蚀刻过程中没有接触，不会产生物理和化学危害，也不会引起切削热变形问题，有效提高了加工精度。
激光金属蚀刻能够处理许多不规则的形状和复杂的曲线图形。
激光蚀刻可以实现多种丰富多彩的文字、图案和标记，使产品品质和美感得到提升。
第四，激光蚀刻可以对不同材料进行加工，除了钢铁、铜、铝等金属，还可以蚀刻塑料、有机玻璃等非金属材料。
激光金属蚀刻还具有自动化程度高、生产效率高、工艺简单等优势。
在激光金属蚀刻中，激光束是关键因素之一，不同激光器对金属蚀刻的影响也不同。
通常，用于激光金属蚀刻的激光器主要包括CO2激光器、YAG激光器和光纤激光器等。
CO2激光器能够快速加热、汽化金属表面，但加工速度较慢，分辨率低；YAG激光器加工速度快、分辨率高，但局限在细规模的标记上，不适用于大规模加工；光纤激光器综合性能最好，能够兼具高速、高精、高效、高质等多种优点，被认为是最佳的激光金属蚀刻加工方式。
激光蚀刻机工作原理
激光蚀刻机工作原理嘿，朋友们！今天咱来唠唠激光蚀刻机的工作原理，这可真是个神奇的玩意儿啊！你看啊，激光蚀刻机就像是一个超级厉害的雕刻大师，但它用的不是刻刀，而是激光束！就好像孙悟空有了金箍棒，威力无穷呀！想象一下，那束激光就像一道特别细特别细的光剑，嗖的一下就射出来了。
它可精准啦，指哪打哪，绝不含糊！当这束光剑碰到要加工的材料时，就开始发挥它的魔力了。
它是怎么工作的呢？简单来说，就是通过激光的能量把材料的一部分给“干掉”。
这可不是随随便便的“干掉”哦，是非常精确地去掉那么一点点，就像一个巧匠在精心雕琢一件艺术品。
这多牛啊！比如说要在一块金属板上刻出一个漂亮的图案，激光蚀刻机就能轻轻松松做到，而且那图案精细得让人惊叹！那激光是怎么有这么大本事的呢？嘿嘿，这就得说到它的能量啦！这能量可强了，强到可以瞬间让材料发生变化。
就好比你有一把神奇的魔法扫帚，一挥就能把垃圾清理得干干净净。
激光就是这样，一下子就把不需要的部分给清理掉啦。
而且哦，激光蚀刻机还特别聪明，它能根据我们的要求来调整激光的强度和位置。
这就好像你有一个特别听话的小助手，你让它干啥它就干啥，绝对不会出错。
你说厉不厉害？咱再想想，如果没有激光蚀刻机，那我们得费多大的劲才能做出那些精美的蚀刻作品啊！得用多少工具，花多少时间和精力啊！但有了它，一切都变得简单又轻松。
在很多行业里，激光蚀刻机都大显身手呢！像电子行业啦，制造行业啦，都离不开它。
它就像是一个默默无闻的英雄，在背后为我们的生活提供着各种便利。
所以啊，激光蚀刻机可真是个了不起的东西！它用它那神奇的激光束，为我们创造出了一个又一个的奇迹。
咱可得好好珍惜这个厉害的家伙，让它为我们的生活带来更多的美好和惊喜！这就是激光蚀刻机的工作原理，是不是很有趣？很神奇？哈哈！。
光蚀刻技术原理
光蚀刻技术原理光蚀刻技术是一种常用的微纳加工技术，广泛应用于微电子器件、光电子器件等领域。
它是一种基于光学 lithography和化学反应的制造方法，可以通过光控制在光敏材料表面形成一定图形，再通过化学反应蚀刻掉非图形部分，制得所需器件结构，具有高分辨率、高精度等优点，是现代微电子技术不可或缺的一部分。
1. 原理光蚀刻技术的基本原理是在光敏材料表面形成一定图形，然后通过化学反应将非图形部分蚀刻掉，从而形成所需的器件结构。
主要分为两个步骤：（1）光刻步骤：在保护层上光刻出所需图形。
一种常用的光刻方法是：首先将光敏材料表面涂上一层保护层，然后通过光刻技术在保护层上形成一定图形，这个过程就被称为光刻。
光刻使用的光源一般是紫外线或深紫外线。
（2）蚀刻步骤：将非图形部分进行蚀刻，留下所需图形。
此时，对于光刻过的保护层，需要去除所刻出的图形，并将所需的图形暴露在光敏材料表面上。
此后，将材料浸入相应溶液中，腐蚀掉非图形部分，形成所需的器件结构。
2. 主要应用领域光蚀刻技术主要应用于微电子器件、光电子器件、液晶显示器件、微机械系统等领域。
在微电子器件制造过程中，更为重要和广泛应用。
对于微电子器件，材料表面通常需要进行多次光刻和蚀刻，以形成多层结构，完成完整的电路。
3.技术优势（1）高分辨率：光刻机制和相应的化学反应可以制造出非常小且精细的结构，可以达到亚微米和纳米级别的高分辨率。
（2）高精度：利用光蚀刻技术可以制造出非常复杂和精细的器件，以及芯片上的大量集成电路，可以实现高精度的器件和电路制造。
（3）高效率：光蚀刻技术能够同时制造出多个器件，以及大量复杂结构的芯片，可以大幅提高制造效率。
（4）可控性强：使用光刻技术可以准确地控制所需结构的大小、形状、位置和深度，以满足不同的应用需求。
光蚀刻技术是一种非常重要的微电子制造技术，其高分辨率、高精度、高效率和可控性强的优点，在微电子和光电子领域的应用前景非常广阔。
4. 光蚀刻技术的发展历程光蚀刻技术自从上世纪50年代问世以来，经历了长足的发展。
6.7 激光化学刻蚀.
课程名称：激光加工技术 主讲教师：王文权 单位：浙江工贸职业技术学院
1. 教学目标
了解激光微细加工中激光化学刻蚀技术的特点和应用。
2. 激光化学刻蚀技术介绍
2.1 激光化学刻蚀的概念和特点
激光化学刻蚀通常是指在一定气体氛围下用高强度激光照 射硅表面，以达到极高的腐蚀速度，也称照相平板印刷。不同 于溶液或电化学腐蚀，激光刻蚀对形状及轮廓适应性强，可制 造形状复杂的微型机械。
（2）刻蚀材料的选择比高；
图6 刻蚀材料的选择比说明图
选择比是指同种刻蚀条 件下，刻蚀剂对一种材 料和另一种材料的刻蚀 速率之比
（3) 刻蚀的均匀性和清洁性好。
2.4 激光化学刻蚀的检查
刻蚀质量检查：确保电路图形转移不失真，特别是关键部位 尺寸，多采用光发射分光仪法和激光干涉法。
Байду номын сангаас
3. 小结
本次课介绍了激光化学刻蚀技术的原理和工艺过程。
4. 作业思考题
1）激光化学刻蚀的原理是什么？ 2）简要说明激光刻蚀的工艺过程？
2.3 激光化学刻蚀的图形转移要求
（1）图形保真度高：掩膜版电路尽量不失真转移到衬底表面；
各向同性剖面易 产生钻蚀现象
图4 刻蚀剖面薄膜侧壁的形状
各向异性剖面容 易控制横、纵向 刻蚀速率
刻蚀偏差指刻蚀完成后 线宽或关键尺寸间距的 变化，等于Wb-Wa
图5 常见刻蚀偏差说明示意图
钻蚀与过刻蚀缺 陷的形成
图1 光刻的原理示意图
有选择性地从衬底（硅片） 表面去除不需要的材料， 目的是在涂胶硅片上获得 光刻图形对应的图形，受 光刻胶保护的材料层不被 腐蚀源所侵蚀
2.2 激光化学刻蚀的典型工艺
图2 激光刻蚀的工艺步骤
激光蚀刻原理
工作物质
ห้องสมุดไป่ตู้
全反射镜
部分反射镜
激励装置——能使激活介质发生粒子数反转分布的能源
• 光激励： 用脉冲光源来照射工作介质（闪光灯、LD）； • 电激励： 用气体放电的办法来利用具有动能的电子去激发介质原子； • 化学激励：应用化学反应方法； • 热激励： 超音速绝热膨胀法； • 注入式激励：采用向半导体物质注入大电流的方法。
激光器内部机构（P4）
2.激光发展史：
1960年7月7日，梅曼宣布世界上第一台激光器由诞生，梅曼的方案是，利用一个高强 闪光灯管，来刺激红宝石。由于红宝石其实在物理上只是一种掺有铬原子的刚玉，所以当红 宝石受到刺激时，就会发出一种红光。在一块表面镀上反光镜的红宝石的表面钻一个孔，使 红光可以从这个孔溢出，从而产生一条相当集中的纤细红色光柱，当它射向某一点时，可使 其达到比太阳表面还高的温度。
原子结构模型
3.激光产生理论介绍
3-1 激光在产生过程中始终伴随着以下三种状态：
a. 受激吸收（简称吸收）：处于较低能级的粒子在受到外界的激发，吸收了能量时，跃迁到 与此能量相对应的较高能级。
E2
E2
入射光子
E1
E1
受激吸收跃迁
b.自发辐射：粒子受到激发而进入的激发态，不是粒子的稳定状态，如存在着可以接纳粒子 的较低能级，即使没有外界作用，粒子也有一定的概率，自发地从高能级激发态（E2）向 低能级基态（E1）跃迁，同时辐射出能量为（E2-E1）的光子。
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原子结构模型
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3.激光产生理论介绍
3-1 激光在产生过程中始终伴随着以下三种状态：
a. 受激吸收（简称吸收）：处于较低能级的粒子在受到外界的激发，吸收了能量时，跃迁到 与此能量相对应的较高能级。
全反光镜
反光镜： （越75% ）
Shutter
激光器外形
接光纤
Q-Switch
晶体腔
功率计
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激光器内部分解图（P4）
Q-Switch
晶体腔
半反镜
光纤耦合器 安徽锐富光电科技有限公司
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E2
入射光子
E2
E1
E1
受激吸收跃迁
b.自发辐射：粒子受到激发而进入的激发态，不是粒子的稳定状态，如存在着可以接纳粒子 的较低能级，即使没有外界作用，粒子也有一定的概率，自发地从高能级激发态（E2）向 低能级基态（E1）跃迁，同时辐射出能量为（E2-E1）的光子。
E2 E1
E2 E1
自发辐射光子
自发辐射跃迁 安徽锐富光电科技有限公司
激 光 产 生
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工作物质——被激励后能发生粒子数反转的活性物质
• • • 固体工作物质：掺钕钇铝石榴石（Nd：YAG）；红宝石；钕玻璃； 气体工作物质：CO2分子气体；He-Ne原子气体；氩离子气体； 半导体工作物质：砷化镓
电源 光源泵
•
工作介质（YAG晶体）
激光束
全反射镜
半反射镜
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处于粒子数反转状态的粒子体系（工作物质）。具有特定频率的 光进行放大。激光振荡器中工作物质发出的光不是外来的，而是 工作物质本身自发跃迁而产生的，即自发辐射（非受激辐射）。 由于自发辐射没有确定的频率及传播方向，且杂乱无章。为使自 发辐射频率单一性，就需要有一装置来实现，即光学谐振腔。 要解决自发辐射，使其呈单一性的方法是只有在工作物质的两侧 放置两块反射镜。而且两块反射镜必须彼此平行，并与工作物质 的光轴垂直（见图24）。两个反射镜中，一个是全反射镜，反射 有效率为99.8％，一个是半反射镜。反射率为40％～60％。谐 振腔即指两块反射镜构成的空间。在谐振腔中，初始的光辐射是 来自自发辐射，即处于高能级上粒子自发辐射光子跃迁到低能级。 由于这类辐射出来的光子初相位无规律地向四面八方射出。这种 光不是激光。而是像点烯的一个火种——尤如生炉子点火一样。
2.激光发展史：
1960年7月7日，梅曼宣布世界上第一台激光器由诞生，梅曼的方案是，利用一个高强 闪光灯管，来刺激红宝石。由于红宝石其实在物理上只是一种掺有铬原子的刚玉，所以当红 宝石受到刺激时，就会发出一种红光。在一块表面镀上反光镜的红宝石的表面钻一个孔，使 红光可以从这个孔溢出，从而产生一条相当集中的纤细红色光柱，当它射向某一点时，可使 其达到比太阳表面还高的温度。
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目录
一：激光产生原理
二：激光刻蚀原理
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激光产生原理
1.激光定义：
激光的最初的中文名叫做“镭射”、“莱塞”，是它的英文名称LASER的音译，是取 自英文Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation 的各单词头一个字母组 成的缩写词。意思是“通过受激发射光扩大”。激光的英文全名已经完全表达了制造激光的主要 过程。1964年按照我国著名科学家钱学森建议将“光受激发射”改称“激光”。
激励装置——能使激活介质发生粒子数反转分布的能源
• • • • • 光激励： 用脉冲光源来照射工作介质（闪光灯、LD）； 电激励： 用气体放电的办法来利用具有动能的电子去激发介质原子； 化学激励：应用化学反应方法； 热激励： 超音速绝热膨胀法； 注入式激励：采用向半导体物质注入大电流的方法。
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工作物质
全反射镜 激励能源
部分反射镜
激光的产生过程可归纳为 ： 粒 工 子 外界激励 作 数 物 反 质 转
偶 然 的 自 发 辐 射
其 它 光 粒 子 子 放 光学谐振腔 的 大 受 及 激 振 辐 荡 射
受激辐射光子 入射光子
E1
受激辐射跃迁
3-2 粒子数反转
要想使受激辐射占优势，必须使处在高能级E2的粒子数大于处在低能级E1的 粒子数，这种 分布正好与平衡态时的粒子分布相反，称为粒子数反转分布，简称粒子数反转，实现粒子数反
转是产生激光的必要条件。
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4.晶体腔：工作物质，谐振腔，激发源
• • 工作物质：使受激辐射成为介质中的主导过程，必要条件是在介质中造成离子数反 转分布，即使介质激活。例如：掺钕钇铝石榴石（Nd:YAG）YAG激光晶体。 谐振腔：加强介质中的受激辐射，通常由两块与工作介质轴线垂直的平面或凹球面 反射镜构成。工作介质实现了粒子数反转后就能产生光放大。谐振腔的作用是选择 频率一定、方向一致的光作最优先的放大，把其它频率和方向的光加以抑制。 激发源：要是工作物质成为激活态，需要外界激励作用。一般有光泵式，电激励式 ，化学式。
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c. 受激辐射（激光）: 当频率为=ν（E2-E1）/h的光子入射时，会引发粒子以一定的概率，迅 速地从能级E2跃迁到能级E1，同时辐射一个与外来光子频率、相位、偏振态以及传播方向都 相同的光子。
E2
入射光子
E2 E1
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激光刻蚀原理——以P1为例
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ห้องสมุดไป่ตู้
通过对激光器在不同功率和速度下所达 到的刻蚀效果开展研究, 探索激光刻蚀最 佳工艺, 并通过测试刻蚀前后玻璃的外观 、力学、光学特性变化确定激光刻蚀对 玻璃的影响, 进而探讨激光刻蚀技术在IT O 薄膜玻璃中的应用。
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激光器内部机构（P4）
• • • • • • 晶体腔：产生最原始的激光（包含YAG晶体，LED光源，电源）； 全反光镜：使光完全反射回去，增大光强度； 半反射镜：反射75%的光，只有满足一定直线性，能量和波长的光才能通过，大约25% ； Q-Switch：分X轴和Y轴，控制激光输出能量，得到能量较强，持续时间较长的光束； 功率计：量测输出的激光能量大小； Shutter：控制激光输出的一个开关。
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激光刻蚀的原理是:
当激光光束聚焦于几十个微米的目标物上时, 光电或者光热作用引发一系列的化学 键断裂, 发生的时间顺序随着材料的不同而不同。吸收性能较小的材料需要更多的幅照时 间, 在这段时间内材料接收了所传导的热能, 材料受压、熔化, 材料重新固化或者表面材料 蒸发, 或者在碳化之前燃烧。对于吸收性能较好的材料, 材料的蒸发或者粒子的烧蚀会在很 短的时间内发生。在极端的情形下, 发生了爆炸性的相位改变和形成了蒸发材料的冲击波 。激光刻蚀薄膜就是选择一个激光波长, 在这个波长上使被刻蚀的薄膜材料有最大的吸收 率, 而薄膜衬底有较大的透过率和反射率。在薄膜厚度一定的情况下, 激光器的工作功率与 刻蚀速度是刻蚀薄膜过程中的关键控制参数。
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自发辐射光子不断产生，同时射向工作物质，再激发工作物质产生很多新光子（受激 辐射）。光子在传播中一部分射到反射镜上，另一部分则通过侧面的透明物质跑掉。 光在反射镜的作用下又回到工作物质中，再激发高能级上的粒子向低能级跃迁，而产 生新的光子。在这些光子中，不在沿谐振腔轴方向运动的光子。就不与腔内的物质作 用。沿轴方向运动的光子，经过谐振腔中的两个反射镜多次反射，使受激辐射的强度 越来越强。促使高能级上的粒子不断地发出光来。如果光放大到超过光损耗时（衍射、 吸收、散射等损失）产生光的振荡，使积累在沿轴方向的光，从部分反射镜中射出这 就形成激光。 在谐振腔的反馈过程中，我们了解到光只能沿谐振腔的轴向传播，因此激光具有很高 的方向性。又由于谐振腔中两个反射镜之间距离不同，光在腔内不断地反射，得到加 强。而其它波长的光在腔内很快被衰减掉，谐振腔就可以选择一固定波长，说明激光 具有单色性。而激光的亮度高是由光放大产生的。