激光微加工時代的來臨顯現(xiàn)了另一個時代的退朝。從1996年第一臺激光器問世以來，到21世紀(jì)激光微加工技術(shù)的認(rèn)可與肯定，尤其是近20年激光制造技術(shù)已完全滲入到諸多高新技術(shù)領(lǐng)域和產(chǎn)業(yè)，并取代了一些傳統(tǒng)的加工行業(yè)。

  追溯起激光微加工的源頭還得起源于半導(dǎo)體制造工藝，微加工概念就是指無論從結(jié)構(gòu)、功能、還是性能上來講都是非常精細(xì)的，并且在尺寸精確、精細(xì)加工這一塊更是精益求精的，所以在用于半導(dǎo)體制造工藝的時候傳統(tǒng)的微加工技術(shù)根本滿足不了半導(dǎo)體IC加工工藝。激光微加工技術(shù)區(qū)別于傳統(tǒng)的加工技術(shù)無論是從激光焊接、切割、打孔、表面改性等，都是優(yōu)于傳統(tǒng)技術(shù)且無法超越的性能。

 激光微加工技術(shù)在過去十年就被廣泛關(guān)注，未來激光微加工技術(shù)的創(chuàng)新和發(fā)展更是會被應(yīng)用到生活的方方面面。在加工尺寸幾個到幾百個的工藝過程中，只有激光微加工設(shè)備能辦到，激光脈沖的寬度在飛秒到納秒之間，這也就是激光微加工的“微”之一。

 我們悉知的激光微加工領(lǐng)域，從大的范圍激光微加工主要應(yīng)用于以下三個領(lǐng)域：微電子學(xué)、微機(jī)械學(xué)、微光學(xué)。從小的范圍講激光微加工技術(shù)在設(shè)備制造業(yè)、汽車以及航空精密制造業(yè)和各種微加工工業(yè)中會應(yīng)用到微加工的激光進(jìn)行切割、鉆孔、雕刻、劃線、熱滲透、焊接等。例如現(xiàn)代手機(jī)和數(shù)碼相機(jī)每平方厘米安裝大約為1200互連線。提高芯片封裝水平的關(guān)鍵之處就是在不同層面的線路之間保留微型過孔的存在，這樣通過微型過孔不僅提供了表面安裝器件與下面信號面板之間的高速鏈接，而且有效的減少了封裝面積。

激光微加工豐富我們的生活，從自身角度看，激光微加工生產(chǎn)效率高，成本低，加工質(zhì)量穩(wěn)定可靠，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。

什么是飛秒

飛秒（femtosecond）也叫毫微微秒，簡稱fs，是標(biāo)衡時間長短的一種計量單位。1飛秒只有1秒的一千萬億分之一，即1e−15秒或0.001皮秒（1皮秒是，1e−12秒）。即使是每秒飛行30萬千米的光速，在一飛秒內(nèi)，也只能走0．3毫米，不到一根頭發(fā)絲的百分之一。可見光的振蕩周期為1.30到2.57飛秒。

通過對飛秒的研究，除了揭示自然科學(xué)的奧妙之外，還促進(jìn)了新型“飛秒激光”技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展。飛秒激光是一種周期可以用飛秒計算的超強超短脈沖激光。它的出現(xiàn)為人類提供了前所未有的全新實驗手段與物理條件，有著十分廣闊的應(yīng)用前景。眾所周知，組成物質(zhì)的分子和原子，每時每刻都在快速地運動，這是微觀物質(zhì) .

飛秒激光器

重要的基本屬性。飛秒激光產(chǎn)生后，人類能夠在原子和電子的層面上觀察到它們超快運動的過程并加以利用。在高強度飛秒激光的作用下，氣態(tài)、液態(tài)、固態(tài)物質(zhì)會在瞬息間變成等離子體。高功率飛秒激光與電子束碰撞，能夠產(chǎn)生X射線飛秒激光、射線激光以及正負(fù)電子對。此外，利用飛秒激光能夠有效地加速電子，使加速器的規(guī)模得到上千倍的壓縮。高功率飛秒激光與物質(zhì)相互作用，能夠產(chǎn)生足夠數(shù)量的中子，實現(xiàn)激光受控核聚變的快速點火。

高功率飛秒激光可以將大氣擊穿，從而制造放電通道，實現(xiàn)人工引雷。避免飛機(jī)、火箭、發(fā)電廠因天然雷擊而造成的災(zāi)難性破壞。飛秒激光用于切割易碎的聚合物，不致改變其重要的生物化學(xué)特性。在汽車制造和重型設(shè)備加工中，利用飛秒激光可以更好地加工直噴發(fā)動機(jī)噴油嘴的閥座上的噴油孔，減少噴油孔加工時的孔徑畸變，保證腔體內(nèi)壁的平整度。

由于飛秒激光具有快速和高分辨率特性，它在病變早期診斷、醫(yī)學(xué)成像和生物活體檢測、外科醫(yī)療及超小型衛(wèi)星的制造上都有其獨特的優(yōu)點和不可替代的作用。飛秒激光甚至可用于基因療法，德國科學(xué)家用它在老鼠的細(xì)胞內(nèi)進(jìn)行試驗，現(xiàn)已取得顯著的成果。美國加州一家公司研制的飛秒激光視力矯正系統(tǒng)，現(xiàn)已完成了2萬次手術(shù)，為患者帶來了福音。有的科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，利用超短脈沖激光能去掉牙的一小塊，而不影響周圍的物質(zhì)。一種無痛、且可保護(hù)周圍健康琺瑯質(zhì)的超短激光牙科術(shù)，正在人們的期望中出現(xiàn)。

與機(jī)械性角膜板層刀相比，飛秒激光用于LASIK近視手術(shù)中制作角膜瓣，其最大的優(yōu)勢或特長是，它制作精確性非常高的角膜瓣厚度，其精確度(平均波動在：10～15um)是板層刀精確度(平均波動在30～45um)的3倍，而實際發(fā)生角膜瓣并發(fā)癥的概率更是低數(shù)萬倍。另外，用飛秒激光制作角膜瓣時所使用的吸引環(huán)的負(fù)壓(約35mmHg)明顯低于機(jī)械性角膜板層刀制作角膜瓣時的負(fù)壓(約65mmHg)。因此，用飛秒激光來制作角膜瓣，可以大大提高準(zhǔn)分子激光治療近視的手術(shù)安全性，尤其對角膜偏薄、角膜曲率變異大、高度近視的病人來說是一大福音。

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2015-031201