微米制造中热量问题的一个解决方案是超快激光技术,该技术具备独特的革命性功能,能够冷烧蚀任何材料,无论是金属、绝缘体还是聚合物。为了理解超快技术为何能带来如此彻底的进步,有必要详细介绍该技术与连续波(CW)、长脉冲(皮秒及更长)激光技术之间的根本性差异。连续波激光通过热力学过程进行烧蚀,通过相变或燃烧,对目标晶格进行局部加热。飞秒级脉冲激光则在700至800飞秒脉冲里释放数十微焦的能量。而超快激光聚焦的光斑尺寸范围为30微米至衍射极限,将产生非常高的光强。伴随高光强的是能够引发目标多光子电离化的电场。光致电离将导致等离子体形成,紧接着是目标离子的静电放射。
不过,仅仅将目标离子化是不够的。包括离子化、等离子体形成和库仑爆炸的全部过程所需的时间,必须小于热量扩散至被烧蚀材料体积所需的时间。简而言之,超快激光的每一脉冲清除材料块的速度必须快于热量由当前位置扩散至相邻材料的速度,有点像三张纸牌游戏。不过,就像人行道上的纸牌游戏一样,这不是魔术窍门,仅仅是甲比乙移动更快的例子。
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