14、激光微加工与超音速激光沉积技术研究

激光微加工与超音速激光沉积技术研究

1. 光子纳米射流激光微加工

在激光微加工中，光子纳米射流是一种独特的现象，可用于实现纳米尺度的高精度加工。根据实验，无间隙光子纳米射流的能量密度可增强至入射激光束能量密度的约10倍。

在无间隙情况下进行孔加工时，通过观察加工孔的横截面轮廓，可发现加工孔周围呈现凸起形状。这是因为排列在硅基板上的微球阻碍了被蚀除材料的移除，导致被蚀除材料堆积在加工孔周围。虽然低通量可以实现孔加工，但加工质量不高。

有间隙的光子纳米射流孔加工则有所不同。生成有间隙的光子纳米射流需要较大的激光照射光斑直径，因此很难获得高于5 mJ/cm²的通量。实验中，分别采用5 mJ/cm²和2.5 mJ/cm²的通量进行孔加工，照射脉冲数调整为160,000，在12个点进行加工。

通量（mJ/cm²）	平均孔直径（nm）	平均孔深度（nm）	纵横比
5	907	125	0.14
2.5	586	98	0.17

从实验结果来看，有间隙的光子纳米射流在微球的入射通量低至2.5 mJ/cm²时仍可进行孔加工。在5 mJ/cm²的通量下，