--访Dirk Müller, Coherent(相干)公司市场总监 

 

Müller博士：感谢给我这个访谈的机会。我是相干公司的市场总监。相干是全球最大的激光公司之一。在我的市场部门，我特别负责的是微电子市场。这个市场牵涉到很多以激光为基础的加工,特别是为电子产业中手机设备的制造所使用到的工艺。我的工作职责就是确保相干的激光技术能够与逐渐出现的应用很好地融合在一起。所以我们希望确保可以为激光加工提供最好的解决方案。

 

Müller博士：2015年对我们来说是很让人兴奋的，因为我们有很多不同种类的激光产品将面世。我们特意将我们在超快领域的组合扩大了，因为我们发现顾客有在这些脉冲宽度对工业解决方案的需求。我们已经能够确切地提高飞秒激光系统的可靠性。尽管超快激光包含了更加复杂的技术，然而我们已经知道怎么样让这些激光器更好地适应工业生产。他们已经为每天24小时的工业应用做好了准备。

       另外，我们看到现在皮秒激光器的成本也下降了许多。公司有很多内部的项目是聚焦于确保为我们的客户提供低成本的解决方案。我们也完全有能力升级超快激光产品线的功率级别。

 

Müller博士: 如果总结为一句话的话，我会说：“与我们交流。”

       精密电子和微细加工这部分正在变得越来越复杂。决定选用哪种激光是很头疼的，是用飞秒的好还是皮秒的好？还是CO2激光最好呢？有这么多不同种类的激光器，对终端消费者来说，选择最好的激光器越来越不容易了。

       因此，我们想鼓励人们在考察阶段来与我们沟通商量他们的激光应用需求。我们在全世界都有应用实验室，像在中国、欧洲、美国等等。我们的激光系统安装在许多机器上，我们可以做最先进的应用工作。一旦消费者确定了对他们的应用最好的激光器，我们甚至能向他们介绍一些设备集成商，因为我们不做整套设备。我们提供激光器，但是一旦激光加工建立起来了，我们会与设备集成商联系。因此，顾客真的能得到最好的解决方案。

 

Müller博士: 在这个问题中涵盖了两个部分。一个是“超快激光给应用增添了什么”；另一个问题是“是什么使得超快激光技术做好了面对一个黄金时代的准备”。

       首先让我试着来解决第一个问题。我们认为任何脉冲短于10ps或者15ps 的激光都属于超快的范畴。我们要寻找的是不同于长脉冲的短脉冲加工原理。当使用纳秒激光时，你真正在做的就是把热能注入材料的表面。你快速地局部加热了它，也就是熔化和气化掉这个材料。所以有很大部分的材料，熔化的材料炸开了。对于在短时间内移除很多材料，这个过程还是相对高效的。但这本质上来说也是一个热加工，因此它总是会在样品上制造热量。你可以尝试一些小技巧，用小的光束或者像紫外和绿光更短的波长来减少热效应，但归根结底这还是一个热加工。

      使用超快激光时，不同的地方在于，你并不是在加热这些材料，而是在破坏这些分子键，你的光子实际上是在破坏这些分子间的键而且现在分子蒸发了。你看不到一个液态的过程但是这些材料瞬间消失，从固态到气化的过程。从物理的角度来讲，这个过程更显“能量饥渴”，你需要更多的能量来破坏这些分子键。同事更少的热量将输入周围材料进行加工，因为脉冲非常的短，以至于在它扩散到材料周边之前就消失了。热量在材料里扩散有一个特定的时间范围。通常这个范围可能是几百皮秒或者几纳秒。所以如果你用的脉冲比这个范围还小，材料几乎都来不及知道发生了什么。因此周围的材料都不会被加热。这就是皮秒和纳秒激光最本质的区别，或者飞秒和纳秒的区别。这是在应用层面来说的。

        在激光器层面来说，让我们感到兴奋的事是这几年我们把激光放到更为严谨的测试里。过去几年相干研发出来的所有的激光器都经过严格的 HASS和HALT测试。在高度加速的寿命测试中，我们把激光系统放到严峻的环境里进行测试。我们把它们放到室间里，在那里我们把温度调高到30或40度，然后瞬间把温度降低到零下10或20度。我们把它们暴露在潮湿的环境里，我们的期望是在激光器里面没有发生什么改变，持续运行着。

       因此，当激光器通过这个测试后我们很肯定：1.对运输来说，激光器能很好地在运输途中保持完好（鉴于运输公司并不总是对激光器有很好的保护）；2.同时它们能够承受住工厂的恶劣环境。这已经成为了相干的一个核心的理念：确保所有的激光器都能通过最严格的测试。

 

Müller博士:好的。这个问题比较广，毕竟现在皮秒和飞秒激光器在很多的应用领域都有应用到。但我想如果你回想一下就会发现，所有东西都在变的更小了。我们的手机变的更小了，特点更多了，笔记本电脑变的更紧凑了，所有东西都在尺寸上浓缩了，那意味着机械工艺面临着更多的挑战。

       幸运的是，这些功能规格要求迎合了激光的优点。大小在10微米倍数的特点尺寸，像可能10,20,30或者40微米的，非常适合用激光加工。在过去用机械工具完成的加工现在用激光器就可以完成，因为与形态尺寸彼此很好地融合了。因此激光器正遇上它们的好时候了，鉴于（传统的）机械方式正走到尽头，并且遇到的障碍，激光器都可以克服。这对所有的激光器来说都有用，但更确切的说，是对超快激光而言，因为它们可以只针对小面积进行加工并且不影响周边的材料。现在有这么多的应用是只需要针对特定部位的加工而不想周围材料被影响到的，这是为什么超快激光变得越来越受欢迎的原因。

       如果往细节方面来说，你就会发现这些应用正在发生着什么。任何时候，当你有一个材料用其他激光器难以加工的时候，超快激光器就派上用场了。基本上超快激光可以加工任何的材料，碳化物、金刚石或者硅物质等。不论什么时候别的激光器或者机械加工遇到问题了，人们都会找超快激光来解决，比如蓝宝石。蓝宝石是材料中非常坚硬的一种，很少有激光加工能对其实现切割或者钻孔。你可以对它进行机械加工，但是你们的工具会变钝，然后你不得不替换掉它们并重新校准，而激光加工非常适合用来加工蓝宝石。

       另一个应用得很好的材料是玻璃。玻璃有一个特质就是不容易导热。所以对热很敏感，这意味着如果你把它放到激光器下通过加热材料来完成加工，它就开始碎裂。因此，玻璃也是很适合采用超快激光器加工的材料之一，因为超快激光脉冲对玻璃的作用很“温柔”。

       这不是唯一的材料，还有其他材料，比如薄膜。在半导体工业，常常在晶圆上会有大量薄膜气化，这些薄膜对层分离可能是非常敏感的。当你把这种材料置于加热的条件下，你会得到层分离和热量。这又是一个超快激光器能彰显优势的应用了。这些都只是我们看到的超快激光应用技术中的小小一瞥。

 

Müller博士: 我们对飞秒和皮秒的激光市场都是持非常乐观态度。在过去的3到4年里我们已经看到飞跃式的增长，但我相信我们只是看到了开头，还会有很大的增长空间。所以我能看到超快激光的应用将会像纳秒激光、纳秒紫外激光那样。未来还有很多挑战，我想我们只看到了超快应用的冰山一角。

 

采访：Lora Xie

编译：Julie Xiao