谈耀麟编译

(中国有色桂林矿产地质研究院有限公司,广西 桂林 541004)

激光最常应用的技术之一是激光加工。对于熔点高、硬度大、性质脆的材料采用激光加工有其优越性。它是利用能量密度极高的激光束照射到工件上,使材料瞬间熔化或汽化,同时在冲击波的作用下将熔融材料微粒吹开,从而对工件进行切割、钻孔等加工作业。这种传统的激光加工技术因为有对工件的切割面周围产生热损伤及与熔屑微粒沾污问题,所以在坚硬材料和金属薄片精密微加工中的应用受到限制。1993年,瑞士科学家Beruold Richerghagen在《应用物理》杂志上首先提出了水射流导向激光技术(water jet-guided laser technology),亦称水导激光技术或微水刀激光技术(Laser Mierojet,LMJ),嗣后瑞士Synova公司B.carron等人与美国Synova公司A.Schreiner共同在2011年“国际科技大会”(Jntertech 2011 Conference)上发表论文：《水射流导向激光技术切割坚硬材料》(Hard material cuting using water jet-guided laser technology),介绍了水导激光技术对不同坚硬材料的切割加工。目前,水导激光技术已广泛应用于各工业部门包括半导体、太阳能、电子、医学、刀具加工、超硬材料加工、高亮度发光二极管、钟表以及汽车工业,等等。

1 水导激光原理

水导激光的基本原理是把大功率脉冲激光束结合到水射流之中,如图1所示。大功率激光器的激光束通过光纤电缆传输到光度头上,由此通过透冒(透窗)聚焦到置于扁形的水腔底部的喷嘴。与此同时把纯净的去离子脱氧过滤水以5至60MPa压力注入水箱内。水压大小取决于喷嘴直径,较大的喷嘴直径只需较低的水压。喷嘴直径一般为20至150μm。……