[ Ophir ] 使用超短雷射脈衝的表面微結構

文章來源:https://www.ophiropt.com/laser--measurement/knowledge-center/article/14701
作者:Efi Rotem, R&D and Engineering Director Newport Instruments (Ophir, Oriel, New Focus, ILX)

宏惠光電是 MKS Ophir 代理商

#超短雷射脈衝 #表面微結構

使用超短脈衝雷射的表面微結構化是一項具有許多應用的獨特技術，例如薄膜燒蝕、創建抗反射和光學吸收表面、具有抗菌特性的超疏水或親水錶面，以及用於提高粘合強度的表面紋理化。

在半導體和顯示器行業，USP 雷射器執行非常明確的工作，例如沿直線切割玻璃或在 PCB 中以精確的直徑和深度鑽通孔。此類應用需要精確控制雷射束參數以獲得最佳結果。

另一方面，用 USP 雷射處理的用於微結構化的表面具有隨機性，這意味著雷射參數並不那麼關鍵——或者是嗎？

好吧，暫時不要把你的功率計收起來。事實上，幾個不同的過程，如熱燒蝕、光學乾涉和表面流體動力學效應在微結構中發揮作用。每個過程的開始和產生的效果在很大程度上取決於材料和雷射束的特性。

圖 1. 使用 USP 創建的超疏水錶面。（來源https://www.spectra-physics.com/en/n/laser-surface-texturing）

立陶宛維爾紐斯物理科學與技術中心最近發表的論文展示了一種使用飛秒雷射進行大面積表面微結構化的新型系統。該系統使用衍射光學元件 (DOE) 將 515nm、300fs 雷射束分成 8x8 光束陣列，從而提高覆蓋範圍和吞吐量。使用該系統，不銹鋼獲得了超疏水性。研究人員使用 Ophir 專為 USP 雷射器設計的 F150(200)A-CM-16 傳感器，測量 DOE 之前的雷射功率並監測傳遞到表面的能量劑量。結果發現，表面紋理在很大程度上取決於雷射能量密度，最佳值會導致最大的表面疏水性。

圖 2. 用於提高雷射微結構吞吐量的光學系統 [1]（經許可）

參考文獻：
[1] Simonas Indrisiunas、Evaldas Svirplys 和 Minfaugas Gedvilas，“使用多並行飛秒雷射加工進行潤濕控制的大面積 LIPSS 製造”，MDPI 材料，2022 年。