齐立涛,　胡金平,　于信伟

(黑龙江科技学院 机械工程学院, 哈尔滨 150027)



飞秒激光在蓝宝石晶体表面加工微细结构的实验研究

齐立涛,胡金平,于信伟

(黑龙江科技学院 机械工程学院, 哈尔滨 150027)

由于蓝宝石晶体具有很高的硬度和耐磨蚀性，很难进行机械和化学腐蚀加工。笔者利用波长780 nm、频率1 kHz和脉冲宽度164 fs的飞秒脉冲激光在蓝宝石晶体表面进行了微细结构加工的实验研究。采用飞秒激光静态照射蓝宝石晶体表面，通过飞秒激光烧蚀孔的直径和脉冲能量的关系，计算了飞秒激光烧蚀蓝宝石晶体的两种烧蚀状态下的烧蚀阈值和有效烧蚀半径。通过直线扫描实验，在不同实验条件下在蓝宝石晶体表面加工微槽，获得微槽的宽度和深度与飞秒激光主要参数之间的关系。研究结果表明，微槽的加工表面可通过增加扫描次数而得到明显的提高，且扫描次数的增加对微槽的宽度和深度基本无影响。利用聚焦的飞秒激光束沿着轨迹扫描，在蓝宝石晶体表面加工出比较清洁的微小结构，可以为实现微结构的精密加工提供指导。

飞秒激光； 蓝宝石晶体； 烧蚀阈值； 微槽加工； 微结构加工

0　引　言

蓝宝石晶体有良好的机械、光学以及电气的特征,被广泛应用在光学器件和微机械器件上。但是,蓝宝石晶体由于又有很高的硬度和耐腐蚀性,很难进行机械和化学腐蚀加工,因而限制了其作为高级器件的应用。若干年来,用激光加工蓝宝石晶体材料备受关注。……