從光化學(xué)反應(yīng)的角度，改變激光切割機(jī)刻蝕發(fā)生的氛圍，就能部分改變發(fā)生光化學(xué)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(duì)于某一個(gè)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(shí)際的實(shí)驗(yàn)中摸索，刻蝕氣氛影響刻蝕過程的機(jī)理也更加復(fù)雜。

詳細(xì)介紹

激光切割機(jī)打孔的形狀和zui大深度取決于光通量和光學(xué)設(shè)置,成像透鏡的數(shù)值孔徑與焦深（DoF）有關(guān)。當(dāng)激光切割機(jī)光束有一個(gè)大發(fā)散角時(shí)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(duì)248nm波長，可以產(chǎn)生約25um的焦深。實(shí)際上，這個(gè)問題并不像一看起來那樣嚴(yán)重。與光刻相比，亞微米的分辨率通常是不要求的，這擴(kuò)大了它的應(yīng)用范圍。更進(jìn)一步，激光切割機(jī)光束被孔壁反射，因?yàn)樗鼈儙缀踅咏由浣欠较蛉肷?，深寬比可能達(dá)到近40，另外它增力Ⅱ了幾何的容許度，并且需要仔細(xì)調(diào)整激光束參數(shù)。當(dāng)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(jī)中激光方向和反射光強(qiáng)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?yàn)楸粴饣臒岵牧闲枰或?qū)出。氣化動(dòng)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(xué)反應(yīng)的角度，改變激光切割機(jī)刻蝕發(fā)生的氛圍，就能部分改變發(fā)生光化學(xué)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(duì)于某一個(gè)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(shí)際的實(shí)驗(yàn)中摸索，刻蝕氣氛影響刻蝕過程的機(jī)理也更加復(fù)雜。

（1）高速氮?dú)饬鲗?duì)刻蝕率和粗糙度的影響
實(shí)驗(yàn)裝置，與管線連接的就是氣體噴嘴，實(shí)驗(yàn)中氮?dú)獾膲簭?qiáng)為lMPa在其他實(shí)驗(yàn)條件都相同的條件下，分別測(cè)量了有無高速氮?dú)饬髑闆r下的刻蝕率。同時(shí)也測(cè)量有無氮?dú)饬髑闆r下激光切割機(jī)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(gè)zui大輪廊峰高和谷深的算術(shù)平均值，高速氮?dú)饬鲗?duì)刻蝕率和刻蝕表面粗糙度均沒有明顯的影響。

（2）高速氮?dú)饬鲗?duì)刻蝕表面的改善
用光學(xué)顯微鏡觀察了在*入射能量lOJ/cm2下有無高速氮?dú)饬鞯目涛g表面。噴高速氮?dú)饬骱螅砻娉练e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(dá)到l0\6cm/s，但是激光切割機(jī)刻蝕碎片在下落末期的速度已經(jīng)大大減小，高速氮?dú)饬髂軌虼瞪⑦@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(xué)系統(tǒng)分辨率、激光通量、燒蝕閾值決定。當(dāng)激光切割機(jī)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(duì)應(yīng)于光學(xué)系統(tǒng)數(shù)值孔徑。不管孔的斗狀入射角，激光切割機(jī)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(jìn)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(duì)應(yīng)于光學(xué)系統(tǒng)數(shù)值孔徑的角；e為入口處的孔直徑。當(dāng)激光切割機(jī)打一系列的孔使孔的深度增加，側(cè)壁達(dá)到一個(gè)角度，這時(shí)，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(jì)算出。它依賴于材料、波長和孔徑。

關(guān)鍵詞：切割機(jī) 光學(xué)顯微鏡

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激光切割機(jī)光束

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