專利名稱：高壓水浴激光消融和加工方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及激光加工，特別是一種高壓水浴激光消融和加工方法(以下簡(jiǎn)稱消融)。
背景技術(shù)：
在激光消融中，需消融的工件或工件(以下簡(jiǎn)稱工件)一般均暴露在空氣中。作用后的工件表面會(huì)有各種形貌缺陷和應(yīng)力缺陷，加工精度也受到影響。在改進(jìn)的方法中，常常在消融過(guò)程中采用噴嘴將惰性氣體或其他氣體(例如氧氣)的噴射在消融部位來(lái)隔離空氣和去除激光加工噴濺物，但這種方法只能改善工件表面的形貌而不能同時(shí)改善工件的機(jī)械應(yīng)力分布；同時(shí)用氣體輔助在某些場(chǎng)合增加了操作難度；也有采用普通水浴環(huán)境，抑制激光消融飛濺物的影響區(qū)，但由于水汽化時(shí)產(chǎn)生的氣泡過(guò)早過(guò)快地膨脹，當(dāng)消融尺度過(guò)小時(shí)，反而對(duì)作用后的工件表面形貌會(huì)產(chǎn)生一定的負(fù)面影響。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于在改善工件表面的形貌的同時(shí)改善機(jī)械應(yīng)力分布，提高激光消融的總體質(zhì)量，提供一種簡(jiǎn)單有效的高壓水浴激光消融和加工方法。
本發(fā)明的目的通過(guò)以下措施來(lái)實(shí)現(xiàn)一種高壓水浴激光消融和加工方法，其特征在于該方法包括下列步驟
1、將工件放入盛水容器中，水面高出工件頂面1-10毫米；2、調(diào)整容器水面壓力為5-6個(gè)大氣壓；3、再進(jìn)行激光消融和加工。
工件放置于水浴中阻斷了其暴露于空氣環(huán)境中，水浴降低刻蝕環(huán)境的溫度，抑制激光消融飛濺物的大范圍擴(kuò)散，高壓環(huán)境可有效抑制消融時(shí)局部高溫產(chǎn)生氣泡的過(guò)早過(guò)快膨脹對(duì)消融區(qū)邊緣的形貌影響，改善工件表面的光潔度和加工精度；對(duì)激光等離子體所產(chǎn)生的沖擊波起到反向增強(qiáng)的作用，對(duì)表面施以壓應(yīng)力，可以改善工件表面的應(yīng)力分布從而提高其機(jī)械性能。
本發(fā)明方法適用于耐水的工件，比如硅片、玻璃，各種晶體或不銹鋼等，并且適用于可在水中傳播的激光波段，藍(lán)綠激光被水吸收很小是很好的光源，另外紫外激光也可在工件表面水不深時(shí)進(jìn)行消融。
與在先技術(shù)相比，本發(fā)明的高壓水浴激光消融和加工方法，不僅能改善更微小尺度消融區(qū)的工件的表面形貌，還提高了工件的機(jī)械性能，具有使用方便、成本低廉和環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)。


圖1為本發(fā)明的高壓水浴激光消融和加工方法的一種實(shí)施例的示意圖。
具體實(shí)施例方式圖1為本發(fā)明高壓水浴激光消融和加工方法的實(shí)施例的布局圖，其中激光器1采用Spectron-SL454G-Nd:YAG固體激光的532nm二次諧波輸出。激光經(jīng)過(guò)JD-1衰減器2后，一部分經(jīng)分束片3分光后由功率計(jì)4監(jiān)測(cè)。透過(guò)的激光用空間濾波器5整形。6為45°全反片，將入射激光偏轉(zhuǎn)45°，再經(jīng)小孔7和透鏡8匯聚到工件10。工件10浸泡于盛有水并通過(guò)閥門(mén)11加6個(gè)大氣壓的容器9中，水面高出工件頂部5-10毫米。
本實(shí)施例進(jìn)行硅片打孔和切割，獲得了很好的結(jié)果。
權(quán)利要求
1.一種高壓水浴激光消融和加工方法，其特征在于該方法包括下列步驟①將工件放入盛水容器中，水面高出工件頂面1-10毫米；②調(diào)整容器水面壓力為5-6個(gè)大氣壓；③再進(jìn)行激光消融和加工；
全文摘要
一種高壓水浴激光消融和加工方法，其特征在于該方法包括下列步驟將工件放入盛水容器中，水面高出工件頂面1－10毫米；調(diào)整容器水面壓力為5－6個(gè)大氣壓；再進(jìn)行激光消融和加工。本發(fā)明的高壓水浴激光消融和加工方法，不僅能改善更微小尺度消融區(qū)的工件的表面形貌，還提高了工件的機(jī)械性能，具有使用方便、成本低廉和環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)B23K26/12GK1544195SQ20031010877
公開(kāi)日2004年11月10日 申請(qǐng)日期2003年11月21日 優(yōu)先權(quán)日2003年11月21日
發(fā)明者凌磊, 樓祺洪, 葉震寰, 董景星, 魏運(yùn)榮, 凌 磊 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院上海光學(xué)精密機(jī)械研究所