在許多情況下，納秒脈沖激光器為加工這些材料提供很好的成本和性能。對于氧化鋁 (Al2O3) 陶瓷，即使紅外 (1064 nm) 波長也能實現高速深層劃線，不過更短的波長可實現更高的質量和更小的特征尺寸。玻璃切割和鉆孔在各種行業中越來越常見，使用綠光和紫外波長通常能夠大獲成功。然而，隨著制造商追求越來越高的質量和更精細特征的加工，激光行業必須提供越來越好的工具。
為此，皮秒激光器技術在高質量、高產量加工這些具有挑戰性的材料方面得到越來越多的應用。然而，當前的皮秒激光器存在許多重大缺點- 它們常常價格高昂、體積龐大、不靈活并且不一定可靠。Spectra-Physics 的 IceFyre 重新定義的皮秒微加工激光器市場。IceFyre 是一款新型工業皮秒激光器，以行業領先的性價比實現卓越的性能、前所未有的多功能性、最小的尺寸以及工業可靠性。
IceFyre 激光器在 1064nm 波長時提供 >200mJ 脈沖能量和 >50W平均功率。此外，它包含TimeShift™ ps技術， 該技術允許通過可變子脈沖間隔時間進行突發模式操作；每子次脈沖的能量、間隔和突發包絡中的次脈沖數量可變但仍然保持相同的最大輸出功率。
Spectra Physics 應用工程師使用 IceFyre 1064-50 進行了一系列透明和脆性材料加工實驗。這些實驗旨在為特定工業應用開發最佳工藝。經測試的材料包括 200μm厚Corning® Willow® 玻璃、150μm厚藍寶石和 200μm厚氧化鋁(Al2O3)陶瓷。在這些材料中，我為直徑 5 至 10 mm 范圍的孔開發了環鋸切割工藝。
在用于制造個人移動設備的薄玻璃中，皮秒激光器已證明尤其有價值。封閉形狀切割對按鈕、揚聲器開口、照相機窗口等特征的集成很重要。使用 IceFyre 激光器結合高速多程環鉆切割工藝，我們在 200μm厚Willow玻璃上切割出了直徑10 mm 的孔。圖 1 顯示完整切口的數碼照相機微距照片。孔切割時間約為 2.5 秒，燒蝕邊緣看起來非常光滑。經光學顯微鏡檢查確定，邊緣碎屑通常為 0-10 μm，切割邊緣的表面輪廓數據顯示粗糙度 Ra 為 <1 μm。
人造藍寶石幾十年來一直用于手表蓋板，如今作為按鈕和照相機窗口等組件的堅固抗劃傷材料，越來越多地在移動設備中使用。在這些測試中，我們從 150 μm厚 C-面雙面拋光藍寶石上加工出小型圓盤。對于此類極薄的脆性材料，開發高平均功率激光器的高速工藝非常具有挑戰性。經過精心的IceFyre 皮秒激光器工藝優化，我們在約 1.5 秒內切割出直徑 5 mm 的圓盤。圖 2 顯示圓盤的照相機微距照片。該照片顯示良好的薄藍寶石材料加工質量，無可見碎屑， 并且切割邊緣光滑磨砂。
對于更快的切割速度，側壁粗糙度 Ra 通常約為 1.5 μm。然而，在產量上稍作取舍，IceFyre 激光器還以 可在藍寶石中加工出0.5至 1.0 μm范圍的Ra值在藍寶石中加工出一些特征。
由于結合了高硬度、高電氣絕緣性和高導熱性，氧化鋁陶瓷正越來越多地用于發光二極管 (LED)散熱器、高溫印刷電路板(PCB)以及嚴苛高溫環境的設備封裝等應用。
然而，由于該材料的硬度和某種程度上的脆性，這些優勢同樣伴隨著精密加工的挑戰。使用 IceFyre 的短皮秒脈沖結合高速多遍環鉆工藝，我們在該材料中高質量、高產量地切割出直徑5 mm 的孔。圖 3 顯示加工孔的數碼照相機照片。每個孔的加
工時間為 0.8 秒，相當于約 20 mm/s 的線性切割速度。照片顯示切口邊緣和側壁不存在使用長脈沖寬度激光器加工時常常出現的變暗和碎屑沉積。
產品：ICEFYRE 1064-50
IceFyre 正在申請專利的設計重新定義了皮秒微加工激光器，以行業領先的性價比實現卓越的性能和前所未有的多功能性。IceFyre基于Spectra-Physics的 It’s in the Box™ 設計，將激光器和控制器集成到行業最小的封裝中。IceFyre 的獨特設計利用光纖激光器的靈活性和Spectra-Physics 獨有的功率放大器能力，實現 TimeShift ps 可編程突發模式技術和廣泛的重復頻率可調節性。每臺激光器均配備一組標準波形；可選的 TimeShift ps GUI可用于創建自定義波形。該激光器為高掃描速度的優質加工（例如使用多面掃描鏡）提供同類中抖動最低的按需脈沖觸發。
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