皮秒光纤激光切割对比.docx

皮秒激光与光纤激光切割蓝宝石对比1. 什么是皮秒皮秒激光，即指其激光发射脉冲宽度时间为皮秒数量级，我们用来加工蓝宝石的皮秒激 光器脉冲宽度为6~10ps，脉冲重复频率为400~600kHz，峰值功率达MW级亚皮秒也是一种时间量度单位，严格意义脉冲宽度应介于500ps~1ns之间的激光才能称之为 亚皮秒激光7 的is£豪登 0渺％0 001s「球91伊Sft (W 0OJs1料w m o松I度恐0ft丽顷倾『阪s*与ft彻m财As目前市场上切割蓝宝石基片需要吹氮气冷却的激光器其脉冲宽度为0.2ms,重复频率为 100 Hz,峰值功率仅为KW级，与皮秒激光相比，两者的脉冲宽度相差高达10000000倍，峰 值功率相差高达1000倍温馨提示：实际市场上有些激光公司所谓的亚皮秒激光，其跟皮秒激光根本不是同一概念， 其实质是混淆视听，只是为了在推销机器时提高价格而已2. 切割原理对比皮秒激光：气化切割方式脉冲激光在高峰值功率激光束照射下，材料被高峰值功率瞬间加热迅速升高至气化温度 而无明显融化，使得材料以气体的形式从材料表面逸出激光束经过高速位移的扫描振镜反 射后经平场镜聚焦在蓝宝石表面，多次重复转圈运动，逐渐蚀刻蓝宝石，材料可完全切透分 离，所以可以实现材料的自动化上下料。

光纤激光：热熔切割方式准连续激光平均功率相对较低，被激光照射处的材料首先产生热熔融化，在高纯氮气（或 其他惰性气体）气体流的作用下，熔融的材料由切口底部排出其中氮气作用有两种：1. 冷却；2.加速排屑，提高切透力激光束经过导光系统进入切割头，经切割头中透镜聚焦于蓝宝石表面，使该处材料迅速熔化， 形成孔洞，随平台的移动，形成切口，借助向下扫的氮气流将熔化的材料吹除切割时激光 与氮气的作用产生瞬间即热即冷，容易挂渣，使得材料不能彻底切割开分离，故不能实现自 动化上下料3. 切割构型对比4. 峰值功率对比以切割0.3mm厚度蓝宝石为例皮秒激光（100W）脉冲宽度：10ps使用功率：48W（双头加工，单头功率24W）脉冲频率：600kHz单脉冲能量=使用功率：脉冲频率=24W -4- 600kHz=40p J峰值功率=单脉冲能量：脉冲宽度 =40p J410ps=4X 1000000W=4000000W光纤激光（150W）脉冲宽度：135us使用功率：50W脉冲频率：750Hz单脉冲能量=使用功率：脉冲频率=50W -4- 750Hz=66667p J 峰值功率=单脉冲能量：脉冲宽度=66667p J 4135us=494W5. 切割效率对比皮秒激光设备：全自动化上下料13000粒/23小时（以厚度0.3mm、直径为10mm圆为例） 光纤激光设备：人工手动上下料5000粒/23小时（以厚度0.3mm、直径为10mm圆为例） 皮秒激光切割蓝宝石排版示意图蓝宝石 蓝宝石皮秒激光切割蓝宝石排版紧凑，无需切割引线，最大化利用蓝宝石材料6. 切割锥度对比以切割0.3mm厚度蓝宝石片为例，规格12.3*12.3。

下图分别为皮秒激光与光纤激光切割的蓝宝石边缘投影图皮秒激光切割蓝宝石锥度＜11°； 光纤激光切割蓝宝石锥度＜7°it度1&.07.切割效果对比蓝宝石小粒：12.3*12.3光纤激光切割的蓝宝石边缘发黄，皮秒激光切割的蓝宝石边缘不变色 正面直线边缘对比结论：1、 皮秒激光切割的蓝宝石直线边缘整齐光滑2、 光纤激光切割的蓝宝石边缘呈锯齿，且边缘线条发黑正面崩边对比结论：1、 放大1000倍观测，正面崩边均小于10um2、 皮秒激光切割的蓝宝石边缘局部偶尔有崩边锯齿，所以整体静压强度会很高3、 光纤激光切割的蓝宝石整个正面边缘都是锯齿和裂纹，所以力学强度会大幅下降背面边缘效果对比皮秒激光切割蓝宝石背面边缘（崩边＜30 um）皮秒激光切割的蓝宝石背面边缘整齐，光纤激光切割所得的边缘呈锯齿线条不似皮秒激光采取快速多次填充式切割，光纤激光切割蓝宝石采取“一刀切穿”模式，切割锥度小，不易区分切割正面与背面热影响区域对比皮秒激光切割光纤激光切割8.静压强度对比皮秒激光切割产品（静压强度＞10Kg）试样号Rvt厚度抗弯力断裂摸度Ng睥mm112.30.3 Q17.761.25$212.30.3 012.321.114312.3&.303^.211.3&5光纤激光切割产品（静压强度＜5Kg）试样号尺寸厚度抗弯力断裂接度Norun]runKgmm112.3&.304.41D.S04212.3Q.304.930.7P3312.30.304.10.7P6落球测试：7g、60cm （皮秒激光与光纤激光切割的蓝宝石均通过） 9.小结阔皿SD吟皿耳徉攻 13SQ 苣23、」,团(括洞0.3mm，A 30 SBVI。

Kg天单食咐戛JrrESS^HE »>HSAH虫津显5000 芯/23 0耳《^»溯 oummG10 画苛®I)A30emASKg—4^MB^^JlJffi、yis、»®茹眇>#V95次 涔诙 410£50 7JfD>(300 泠涌)磐嗖Ju密一斜0手 4HS汁平餐2&就A源-it-W围昔』L4l.-c」L --〔 巨.J.E总J 65 MDk云打}=『.tr。