激光切割加工的峰值功率和非线性吸收

发布者:激光切割加工|凯利特  时间:2019-11-6 15:48:53

        激光切割加工借助于啁啾脉冲放大技术,单个脉冲能量从几个纳焦耳就可放大至几百毫焦耳甚至焦耳量级,此时脉冲的峰值功率可达Gw(10W)或Tw(10W),再经过聚焦后的功率密度为103-10W/cm2,甚至更高。具有如此极高峰值强度和极短持续时间的光脉冲与物质相互作用时,能够以极快的速度将其全部能量注入到很小的作用区域,瞬间内的高能量密度沉积将使电子的吸收和运动方式发生变化,避免了激光线性吸收、激光切割加工能量转移和扩散等影响,从而在根本上改变了激光与物质相互作用的机制,使飞秒激光加工成为具有高精度、高空间分辨率和高广泛性的处理过程。
        飞秒激光加工的光效率极高,这是因为激光切割加工不会有长脉冲激光加工常产生的等离子体屏蔽效应。飞秒激光脉冲在等离子体膨胀前,已全部注入到了固体表面激光等离子体从表面向外侧膨胀时的膨胀速度约为10m/s量级,若使用100fs以下超短脉冲激光加工,很明显,在等离子体膨胀前,激光照射就终止了,回避了等离子体屏蔽。
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