激光加工的原理主要基于激光的高亮度、高方向性和单色性。激光通过聚焦后的高能量密度,在焦点处产生高温,使材料迅速升温并发生气化、熔化等物理和化学变化,从而实现加工目的。具体来说,激光加工的过程包括以下几个步骤:
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激光产生 :激光是通过受激辐射光放大(Laser)产生的,将气体分子或固体中的电子置于高能量状态,然后以光的形式释放能量。
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激光束聚焦 :激光器输出的激光束经过透镜聚焦,使光束在焦点处达到极高的能量密度,通常可以达到10^5~10^13 W/cm²,温度可高达1万摄氏度以上。
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光热效应 :当激光束照射到材料表面时,材料在极短的时间内吸收光能,迅速升温并发生气化、熔化等过程。这个过程可以通过光热效应来实现材料的去除、连接、改性和分离等加工目的。
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材料加工 :激光加工可以用于多种材料的加工,包括切割、焊接、打孔、打标、表面处理等。激光束的高方向性和高功率密度使得加工过程具有高精度、高速度和低变形的特点。
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激光微调 :某些激光加工技术还可以用于电子元器件的微调,通过去除部分材料来改变电参数,如电阻值、电容量和谐振频率等。
综上所述,激光加工的原理是利用激光的高能量密度和光热效应,通过聚焦后的激光束对材料进行局部加热和蒸发,从而实现高精度、高效率的加工。