從光化學反應(yīng)的角度，改變激光切割機刻蝕發(fā)生的氛圍，就能部分改變發(fā)生光化學反應(yīng)的反應(yīng)條件，如反應(yīng)環(huán)境中各種氣體的比例。對于某一個具體的刻蝕過程，究竟怎樣的刻蝕氣氛能獲得良好的表面質(zhì)量還不影響刻蝕率，需要在實際的實驗中摸索，刻蝕氣氛影響刻蝕過程的機理也更加復(fù)雜。

詳細介紹

激光切割機打孔的形狀和zui大深度取決于光通量和光學設(shè)置,成像透鏡的數(shù)值孔徑與焦深（DoF）有關(guān)。當激光切割機光束有一個大發(fā)散角時這有可能限制通道的長度。例如，數(shù)值孔徑0.1的成像透鏡（與光刻透鏡比低很多），對248nm波長，可以產(chǎn)生約25um的焦深。實際上，這個問題并不像一看起來那樣嚴重。與光刻相比，亞微米的分辨率通常是不要求的，這擴大了它的應(yīng)用范圍。更進一步，激光切割機光束被孔壁反射，因為它們幾乎接近掠射角方向入射，深寬比可能達到近40，另外它增力Ⅱ了幾何的容許度，并且需要仔細調(diào)整激光束參數(shù)。當激光束穿過通道，表面粗糙度有一些小的變化或者側(cè)壁角偏移，將影響激光切割機中激光方向和反射光強度。光束在通道內(nèi)向光波導(dǎo)似的被引導(dǎo)，但是內(nèi)表面的漂移將導(dǎo)致方向有小的變化，將影響邊界的直線度。通道的長度被限制，因為被氣化的熱材料需要被驅(qū)出。氣化動能和粒子必須足夠高，以能從邊界逸出，否則燒蝕的材料將在側(cè)壁上重凝結(jié)，導(dǎo)致打孔過程中止。

從光化學反應(yīng)的角度，改變激光切割機刻蝕發(fā)生的氛圍，就能部分改變發(fā)生光化學反應(yīng)的反應(yīng)條件，如反應(yīng)環(huán)境中各種氣體的比例。對于某一個具體的刻蝕過程，究竟怎樣的刻蝕氣氛能獲得良好的表面質(zhì)量還不影響刻蝕率，需要在實際的實驗中摸索，刻蝕氣氛影響刻蝕過程的機理也更加復(fù)雜。

（1）高速氮氣流對刻蝕率和粗糙度的影響
實驗裝置，與管線連接的就是氣體噴嘴，實驗中氮氣的壓強為lMPa在其他實驗條件都相同的條件下，分別測量了有無高速氮氣流情況下的刻蝕率。同時也測量有無氮氣流情況下激光切割機刻蝕表面的輪廓偏巨的算術(shù)平均值（表示為Ra）、均方根蘭（表示為Rq）和取樣范圍內(nèi)5個zui大輪廊峰高和谷深的算術(shù)平均值，高速氮氣流對刻蝕率和刻蝕表面粗糙度均沒有明顯的影響。

（2）高速氮氣流對刻蝕表面的改善
用光學顯微鏡觀察了在*入射能量lOJ/cm2下有無高速氮氣流的刻蝕表面。噴高速氮氣流后，表面沉積的微結(jié)構(gòu)大大減少。盡管羽輝中各種成分離開刻蝕表面的速度非常高，如C2可以達到l0\6cm/s，但是激光切割機刻蝕碎片在下落末期的速度已經(jīng)大大減小，高速氮氣流能夠吹散這些碎片，使得沉積到表面的微結(jié)構(gòu)減少。

邊界上部分的幾何形狀可以用簡單的模型來描述。側(cè)壁角可以用光線入射角、光學系統(tǒng)分辨率、激光通量、燒蝕閾值決定。當激光切割機開始鉆孔，光束擊打在材料表面，入射角幾乎垂直于表面，偏移角對應(yīng)于光學系統(tǒng)數(shù)值孔徑。不管孔的斗狀入射角，激光切割機入射的激光輻射在接近邊緣（深度z=0）處被側(cè)壁反射到另一邊側(cè)壁的z=h1處。在孔道較深的部分，從側(cè)壁的反射必須考慮進來。深度h1,在其上部的形狀不受反射光束的影響，r為側(cè)壁角；o為對應(yīng)于光學系統(tǒng)數(shù)值孔徑的角；e為入口處的孔直徑。當激光切割機打一系列的孔使孔的深度增加，側(cè)壁達到一個角度，這時，燒蝕通量正好匹配有效閾值的要求。在這一假設(shè)前提下，側(cè)壁角r由下文給處：式中，e為通量；e1為閾值通量。組合以上兩式，側(cè)壁角和深度h，可以通過燒蝕閾值計算出。它依賴于材料、波長和孔徑。

關(guān)鍵詞：切割機光學顯微鏡

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激光切割機光束

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