激光纳秒和皮秒指的深度还是时间（皮秒激光器和纳秒激光器的区别）

大家对激光加工并不陌生，但是你能说出经常听到的纳秒激光、皮秒激光、飞秒激光等有什么区别吗？

我们先搞清楚时间单位换算

1ms（毫秒）=0.001秒=10-3秒

1s（微秒）=0.000001=10-6秒

了解了时间单位后，我们就知道飞秒激光是一种极超短脉冲的激光加工。近十年来，超短脉冲激光加工技术取得了长足的进步。

超短脉冲激光的意义

人们很早就尝试使用激光进行微加工。然而，由于激光的脉冲宽度长、激光强度低，材料会熔化并继续蒸发。虽然激光束可以聚焦成一个小光斑，但对材料的热冲击仍然很大，限制了加工精度。只有减少热效应，才能提高加工质量。

当激光以皮秒量级的脉冲时间作用于材料时，加工效果将发生显着变化。随着脉冲能量急剧上升，高功率密度足以剥离外层电子。由于激光与材料的相互作用时间很短，离子在将能量传递给周围材料之前就已经从材料表面被烧蚀，不会给周围材料带来热冲击，所以又称为“冷加工”。凭借冷加工带来的优势，短脉冲和超短脉冲激光器已进入工业生产应用。

激光加工：长脉冲VS 超短脉冲

超短脉冲处理能量极快地注入很小的作用区域。瞬时高能量密度沉积改变了电子的吸收和运动模式，避免了激光线性吸收、能量传递和扩散的影响，从根本上改变了激光与物质的关系。互动机制。

长脉冲激光加工后的零件

采用超快激光脉冲加工的零件

激光加工的广泛应用

激光加工包括高功率切割和焊接；钻孔、划片、切割、纹理、剥离、隔离等微加工。各种激光加工方法的主要用途有：

1. 钻孔

在电路板设计中，人们开始使用陶瓷基板代替传统的塑料基板，以达到更好的导热性能。为了连接电子元件，一般需要在板上钻数十万微米级的孔。因此，确保基底的稳定性不受钻孔过程中热量输入的影响非常重要，而皮秒激光器是该应用的理想工具。

皮秒激光可以通过冲击钻孔的方式完成孔加工，并保证孔的均匀性。除了电路板之外，皮秒激光器还可以对塑料薄膜、半导体、金属薄膜、蓝宝石等材料进行高质量钻孔。

100m 不锈钢板，钻孔，3.3ns vs 200fs，10,000 个脉冲，接近烧蚀阈值：

2. 得分和切入

线条是通过激光脉冲以扫描方式叠加而形成的。通常需要大量的扫描才能深入陶瓷内部，直到线的深度达到材料厚度的1/6。然后沿着这些刻痕线将各个模块与陶瓷基板分离。这种分离方法称为裸奔。

另一种分离方法是采用超短脉冲激光烧蚀切割，也称为烧蚀切割。激光烧蚀材料，将其去除直至被切穿。该技术的优点是加工孔的形状和尺寸具有更大的灵活性。所有工艺步骤都可以使用皮秒激光器完成。

皮秒激光和纳秒激光在聚碳酸酯材料划片加工中的不同效果。

3. 线烧蚀（去除镀层）

通常被认为是微机械加工的另一个应用是在不损坏或轻微损坏基材的情况下精确去除涂层。消融可以是几微米宽的线，也可以是几平方厘米的大面积去除。

由于涂层的厚度通常远小于烧蚀的宽度，因此热量不能沿侧面传导。因此可以使用具有纳秒脉冲宽度的激光器。

高平均功率激光、方形或矩形导电纤维以及平顶光强分布的结合使得激光表面烧蚀能够应用于工业领域。例如：通快的TruMicro 7060 激光器用于去除薄膜太阳能电池玻璃上的涂层。同样的激光器也可用于汽车行业，去除耐腐蚀涂层，为后续焊接做准备。

4. 表面结构化

结构化可以改变材料表面的物理特性。根据莲花效应，疏水性表面结构允许水从表面排出。这种特性可以通过使用超短脉冲激光在表面上创建亚微米结构来实现，并且可以通过改变激光参数来精确控制要创建的结构。

还可以实现相反的效果，例如亲水表面，并且微机械加工还可以创建更大尺寸的结构。这些工艺可用于发动机的油箱，以形成减少磨损的微观结构，或构建金属表面以焊接到塑料上。

5、雕刻成型

雕刻通过烧蚀材料来创建三维形状。尽管烧蚀的尺寸可能超过传统上认为的微机械加工的尺寸，但所需的精度仍然使其属于激光应用的范畴。皮秒激光器可用于在铣床上加工多晶金刚石刀具的边缘。

激光器是加工多晶金刚石的理想选择，多晶金刚石是制造铣刀刀刃的极硬材料。采用雕刻整形技术对铣刀的切屑槽和齿进行加工。在这种情况下，激光的好处是非接触性和加工精度高。

微加工有着非常广阔的应用前景，越来越多的生活用品正在通过激光微加工进入我们的视野。

激光加工属于非接触式加工，具有后续工序少、可控性好、易于集成、加工效率高、材料损耗小、环境污染低等显着优点。它已广泛应用于汽车、电子、电器、航空、冶金、机械制造等行业，在提高产品质量、劳动生产率、自动化程度、降低材料消耗等方面发挥着越来越重要的作用。