飛秒激光能夠利用超高速的速度將能量集中在一個限定的區(qū)域，這樣就能夠實現(xiàn)對材料的冷加工。目前，在材料微加工中，對飛秒激光的應用已經變得十分廣泛，其在加工的過程中不會產生沖擊波，這樣就有效的避免了加工過程對材料造成的損傷，極大的提高了材料加工的質量。因此，飛秒激光技術已經在材料微加工中得到了廣泛的應用，筆者對這項技術的應用進行了必要分析。

【關鍵詞】材料微加工；飛速激光；應用

上個世紀中期，激光器應運而生，激光器的產生，使得人們越來越關注對激光的應用。在材料加工中使用激光，能夠利用激光的特性完成加工過程，這樣不僅有效的滿足了材料加工的各項需求，還使得激光技術越來越得到人們的認可。隨著激光技術的不斷發(fā)展與成長，飛秒激光也被廣泛的應用在材料微加工當中，這種技術在未來也擁有廣闊的應用前景。

1 飛秒激光技術的加工原理

飛秒激光加工中，材料能夠得到必要的調整和修復，飛秒加工能夠收到良好的加工效果。在利用飛秒激光技術來對材料進行加工時，材料中的電子能夠獲得來自激光中的能力，并在一定區(qū)域內進行聚積和作用，這樣就使得這個區(qū)域內的溫度有了顯著的上升，并使得區(qū)域內的溫度超過了材料融化的溫度值，這樣就使得材料和物質處在了一種高溫狀態(tài)下。在這個過程中，材料中的電子會不斷的發(fā)生膨脹，使得作用區(qū)域內部的材料等離子去除，這就有效的完成了飛秒激光對材料的加工。

2 飛秒激光進行材料微加工的主要特征

2.1 飛秒激光加工材料具有廣泛性

飛秒激光對材料進行微加工的整個過程中起脈沖的超高峰值都保證了材料對激光的多光子吸收。在這個過程中，進行的不是共振方式的吸收，而是提高了飛秒激光的強度。多光子吸收的整個過程對材料中的原子的特性都造成了重要的影響，這與材料中的電子的濃度都有著非常密切的聯(lián)系。所以，在進行飛秒激光微加工時，其加工材料是具有廣泛性的，這樣才能夠對材料進行精細的加工與修復，也才能夠完成對整體材料的有效加工。

2.2 飛秒激光微加工的精確性

在對材料進行飛秒激光微加工的過程中，其能夠在較短的時間內對材料進行有效的作用，這樣就能夠有效的擴散激光加工的影響。使得作用區(qū)域的溫度有一個明顯的下降趨勢，在這個過程中，材料的溫度能夠恢復到激光微加工作用之前，這樣就減少了加工過程中對周圍材料造成的嚴重影響，有效的避免了對材料造成的損傷，這樣的加工過程的精準性有了很大程度的提高，也是嚴格意義上的“冷加工”。

2.3 飛秒激光微加工過程中的能量損耗比較低

在進行飛秒微加工的過程中，這種加工方式的時間比較短，在整個加工的過程中，材料中的能力有了高度的集中，這樣飛秒激光加工就能夠將脈沖能量控制在一定范圍內，這樣就大大降低了加工過程中的能量消耗，節(jié)約了大量的能量。

3 材料微加工中飛秒激光的應用分析

由于飛秒激光加工具有獨特性，且能夠持續(xù)較長的時間，也不會對加工材料造成損傷，所以，飛秒微加工已經被廣泛的應用在對材料的加工過程中，筆者將材料微加工中對飛秒激光加工的應用進行了如下分析：

3.1 飛秒激光在金屬材料加工中的應用

在對金屬材料進行加工的過程中，由于長脈沖激光有機槍的熱擴散性，會使得激光輻照的區(qū)域出現(xiàn)大范圍的飛濺現(xiàn)象，這樣就使得加工的邊緣不夠清晰，也在一定程度上降低了加工工作的精確度。在這個過程中，激光微加工的范圍也會逐漸縮小，不會再出現(xiàn)凝固的痕跡，提高了飛秒激光微加工的精度，使得金屬材料得到了有效的微加工，也使得加工出來的零件的精密性有了顯著的增強，零件精密性的增強，能夠使設備制造會使用到高質量的零件，也就促進了制造業(yè)的有效發(fā)展。

3.2 薄膜材料加工中對飛秒激光技術的應用

在進行薄膜加工的過程中，經常使用到的技術是光掩膜微電子制造技術，但是這樣技術的成本是非常高的，對光掩膜的制備也是非常復雜的，需要經過多部工藝進行植被，并需要對存在的缺陷進行修改和彌補。在對薄膜材料進行加工的過程中，需要遵循一定的原則：不能對襯底的材料造成損傷，也不能對薄膜周圍的區(qū)域造成影響，進而影響到薄膜的質量，同時，也不能對薄膜的襯底的透明性造成影響，在加工的過程中，還應該將最小尺度的缺陷進行去除，因此，薄膜材料的加工實際上是比較復雜的。采用飛秒激光技術對薄膜材料進行加工，能夠利用其自身的最小尺度和最小熱度，來降低對薄膜材料襯底層造成的影響，這樣就為薄膜材料的微加工提供了充足的條件。

3.3 透明材料微加工中對飛秒激光技術的應用

透明材料加工的過程中，可能會對材料造成損傷和裂紋，這也是透明材料加工過程中的一個重要的難題。利用飛秒激光材料對透明材料進行加工，其熱影響區(qū)域比較小，這樣就能夠將其更好的應用在加工過程中，也能夠避免對這些透明材料造成嚴重的損傷；使用這種加工技術加工出來的透明材料，其邊緣比較清晰，也沒有熔化和飛濺的痕跡。

3.4 高分子材料加工對飛秒激光技術的應用

高分子材料在加工的過程中，很容易對周圍的材料造成損傷，這樣就會降低材料的性能。使用飛秒激光技術進行加工，會使得加工的熱影響有效的降低，也會避免對周圍材料造成損傷，且不會降低材料的性能。所以，利用飛秒激光技術來加工高分子材料也能收到一定的效果。

4 結語

總而言之，隨著激光技術的不斷發(fā)展和成熟，材料微加工中已經將飛秒激光技術逐漸廣泛的應用其中。這樣不僅避免對材料本身造成損傷，也能夠提高材料加工的性能，并將這些材料廣泛的應用在電子、生物和醫(yī)學等諸多領域中。

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作者簡介

周國棟（1995-），男，四川省宜賓市人?，F(xiàn)為邵陽學院2014級物理專業(yè)就讀大學本科學生。

作者單位

邵陽學院 湖南省邵陽市 422000