激光是一種通過(guò)受激輻射產(chǎn)生的光放大，通過(guò)刺激原子導(dǎo)致電子躍遷釋放輻射能量而產(chǎn)生的具有同調(diào)性（Coherence）的增強(qiáng)光子束，其特點(diǎn)包括發(fā)散度極小、亮度（功率）很高、單色性好、相干性好等。產(chǎn)生激光需要“激發(fā)來(lái)源”、“增益介質(zhì)”、“共振結(jié)構(gòu)”這三個(gè)要素。自1916年愛(ài)因斯坦描述了原子的受激輻射與自發(fā)輻射的關(guān)系以來(lái)，人們便開(kāi)始猜想，激光是否可用來(lái)加強(qiáng)廣場(chǎng)；1958年美國(guó)科學(xué)家根據(jù)氖光燈泡照射一種稀土晶體時(shí)候發(fā)出鮮艷的、始終聚集在一起的強(qiáng)光現(xiàn)象提出了激光原理，即物質(zhì)在受到與其分子固有振蕩頻率相同的能量激發(fā)時(shí)，都會(huì)產(chǎn)生這種不發(fā)散的強(qiáng)光--激光；1960年美國(guó)科學(xué)家梅曼利用高強(qiáng)閃光燈來(lái)刺激紅寶石，由此產(chǎn)生了0.6943微米的激光，世界上第一束激光，激光因此從科學(xué)理論階段進(jìn)入到實(shí)驗(yàn)物理階段，自此以后激光技術(shù)便是多點(diǎn)開(kāi)花，并從實(shí)驗(yàn)物理階段進(jìn)入到應(yīng)用階段，并迅速走紅，被譽(yù)為 20世紀(jì)以來(lái)最偉大的發(fā)明之一，稱之為最快到刀、最準(zhǔn)的尺，現(xiàn)如今的日常工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中已經(jīng)無(wú)法脫離激光技術(shù)衍生出來(lái)的激光加工設(shè)備，成了一種重要的加工工具，覆蓋到軍工、航空航天、汽車(chē)制造、醫(yī)療、電子制造、光伏生產(chǎn)等多領(lǐng)域當(dāng)中。
伴隨著時(shí)間的演進(jìn)，人類在激光領(lǐng)域內(nèi)的探索也在不斷突破，并取得了傲人的成果，如光纖激光、CO2激光、綠光、藍(lán)光、紫外光、深紫外光、X射線激光等等，為各種商業(yè)、醫(yī)療、工業(yè)應(yīng)用提供了強(qiáng)大的后援支撐。在發(fā)展不同波段激光同時(shí)，也在不斷探索激光的應(yīng)用，如激光切割、激光焊接、激光打標(biāo)、激光覆熔、激光打孔等，而激光刻蝕也正是在此階段伴隨著市場(chǎng)需求應(yīng)運(yùn)而生，并迅速躥紅，衍生出多種應(yīng)用，覆蓋到電子、光伏、醫(yī)療、新能源等多領(lǐng)域中。在激光刻蝕應(yīng)用不斷縱向發(fā)展的同時(shí)，激光科學(xué)家、工程師們未曾落下對(duì)激光技術(shù)原理的開(kāi)發(fā)，將激光技術(shù)朝向更高亮度、超短脈沖時(shí)間方向發(fā)展，取得了可喜的成績(jī)，并以此來(lái)反饋市場(chǎng)，作用于市場(chǎng)，市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)效應(yīng)下有反饋大研發(fā)和科學(xué)原理突破上，形成閉環(huán)，最終形成了一條完整的激光產(chǎn)業(yè)鏈，由科學(xué)基礎(chǔ)、科學(xué)材料、科學(xué)原理、科學(xué)技術(shù)、科學(xué)應(yīng)用、科學(xué)實(shí)驗(yàn)技術(shù)、市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)反饋等形成產(chǎn)業(yè)鏈中的不可或缺的重要組成部分，而其中的每一個(gè)產(chǎn)業(yè)應(yīng)用又形成小的產(chǎn)業(yè)鏈，作用于市場(chǎng)，反饋到科研，無(wú)數(shù)個(gè)閉環(huán)產(chǎn)業(yè)鏈圍繞在大的產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)境下，就好像是相對(duì)論里面的引力作用，誰(shuí)也離不開(kāi)誰(shuí)，但又相對(duì)獨(dú)立，相互影響。
我們?cè)囍约す饪涛g的發(fā)展應(yīng)用來(lái)探討激光加工技術(shù)的工業(yè)應(yīng)用發(fā)展趨勢(shì)，試圖向大家推廣激光刻蝕應(yīng)用，并希望客人能夠提供相互合作、配合研發(fā)的機(jī)會(huì)，從一種工具的角度出發(fā)解決問(wèn)題，并反饋到激光刻蝕工具工藝研發(fā)與改善。
激光刻蝕設(shè)備的原理是利用激光光束燒蝕材料表面，并汽化材料，從而達(dá)到材料去除、刻蝕的目的，可根據(jù)材料對(duì)波長(zhǎng)吸收的特性選擇使用不同波段的激光如1064nm、532nm、355nm激光等，不同的波長(zhǎng)針對(duì)不同的材料和加工用途。如玻璃材料上的導(dǎo)電ITO材料通常選擇1064nm的可調(diào)脈寬激光刻蝕、電致色玻璃行業(yè)采用532nm綠光激光刻蝕FTO等、銅薄膜材料選用355nm紫外激光刻蝕等。
超快激光刻蝕機(jī)600*1200mm
最初的激光刻蝕設(shè)備應(yīng)用單一，甚至在激光圈子內(nèi)都有一個(gè)統(tǒng)一的名稱即觸摸屏激光刻蝕機(jī)，應(yīng)用單一，僅針對(duì)觸摸屏行業(yè)單一用途，隨著市場(chǎng)應(yīng)用需求的不斷提升，傳統(tǒng)工藝的限制，新的應(yīng)用逐漸被開(kāi)發(fā)，如光伏行業(yè)激光刻蝕、傳感器行業(yè)激光刻蝕、電致色玻璃激光刻蝕、發(fā)光玻璃激光刻蝕等等，除了一些導(dǎo)電材料的刻蝕，也逐漸應(yīng)用到無(wú)機(jī)材料的刻蝕領(lǐng)域中如氧化鈦、氧化鋯激光刻蝕等，為激光刻蝕設(shè)備的應(yīng)用打開(kāi)了新的大門(mén)。
而隨著市場(chǎng)應(yīng)用的需求逐步提升，對(duì)激光刻蝕設(shè)備的要求也在不斷增加，以鈣鈦礦電池為例，早期的太陽(yáng)能光伏電池采用納秒級(jí)別的1064nm紅外以及納秒532nm或515nm綠光即可滿足，主要針對(duì)單層導(dǎo)電材料的刻蝕，如ITO、FTO、硅片劃線等，而鈣鈦礦電池市場(chǎng)中的需求則朝向多層材料、超精細(xì)激光刻蝕的需求發(fā)展，對(duì)激光也提出了更高的要求，納秒級(jí)別的激光技術(shù)已經(jīng)無(wú)法滿足加工需求。一種超短脈沖、高頻率、高單脈沖能量的激光器引入到鈣鈦礦電池加工當(dāng)中，如皮秒綠光激光刻蝕機(jī)、紅外飛秒激光刻蝕機(jī)等。
在引入初期，采用的均來(lái)自進(jìn)口激光器，如相干、光譜物理、通快等公司，其特點(diǎn)是貴，對(duì)于用戶來(lái)說(shuō)承擔(dān)的費(fèi)用太高，不適合前期投入的研發(fā)與生產(chǎn)，因而轉(zhuǎn)向?qū)?guó)產(chǎn)超快激光器的開(kāi)發(fā)，并逐漸通過(guò)在工藝中的使用完善核心器件，針對(duì)性更高，最終形成了一整套完整的鈣鈦礦電池激光刻蝕產(chǎn)線，這也是國(guó)產(chǎn)設(shè)備的特色，哪里有問(wèn)題哪里去修改，直到滿足客人需求為止，響應(yīng)速度快、價(jià)格便宜，是攻城拔寨的利器。
自應(yīng)用到鈣鈦礦電池激光刻蝕項(xiàng)目中后，超快激光刻蝕設(shè)備的應(yīng)用又可以向無(wú)機(jī)電池、有機(jī)電池以及航空領(lǐng)域、環(huán)保領(lǐng)域、醫(yī)療領(lǐng)域等多方面發(fā)展，得益于超短脈沖、高頻率、高能量的激光技術(shù)突破，以此為基礎(chǔ)，元祿光電從鈣鈦礦電池激光刻蝕應(yīng)用后輻射到有機(jī)太陽(yáng)能電池、航空航天、醫(yī)療應(yīng)用領(lǐng)域中，為超精細(xì)線寬激光刻蝕提供了解決方案。以航空航天為例，利用超短脈沖激光刻蝕設(shè)備在藍(lán)寶石玻璃上劃線，線寬小于20微米，深度5微米，間隔500微米，邊緣無(wú)毛刺，與納秒光源相比，線寬、間隔均可滿足要求，但納秒激光做出深度一致性差，毛刺較為嚴(yán)重，而超快激光刻蝕設(shè)備能有效解決這一問(wèn)題，這也是既市場(chǎng)應(yīng)用反饋到激光刻蝕設(shè)備前端激光技術(shù)超快應(yīng)用發(fā)展又回過(guò)頭作用于開(kāi)發(fā)市場(chǎng)應(yīng)用的典型案例，這樣的案例在激光刻蝕設(shè)備中體現(xiàn)的淋漓盡致，這樣的循環(huán)發(fā)展，相互推動(dòng)，相互影響條件下的小型激光產(chǎn)業(yè)鏈還有許許多多，如激光打孔設(shè)備、激光調(diào)阻設(shè)備等都在向前推進(jìn)，作用于市場(chǎng)，同時(shí)又從市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)中反饋到產(chǎn)品完善、產(chǎn)品研發(fā)上，從而推動(dòng)整個(gè)行業(yè)的健康發(fā)展，形成一個(gè)完整的產(chǎn)業(yè)鏈。
玻璃激光刻蝕
這條產(chǎn)業(yè)鏈的構(gòu)成結(jié)構(gòu)可以是某個(gè)方面突出帶動(dòng)其他小產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，也可以是是市場(chǎng)作用下的推進(jìn)，更是技術(shù)研發(fā)突破帶來(lái)的紅利，正如激光刻蝕設(shè)備一樣，設(shè)備的出現(xiàn)作用到某一領(lǐng)域，而領(lǐng)域的延伸使得激光刻蝕機(jī)能夠向光寬廣的領(lǐng)域發(fā)展，從而反饋到研發(fā)、改善，在此作用到市場(chǎng)應(yīng)用，一種良性循環(huán)。因此在激光刻蝕設(shè)備的趨勢(shì)上不僅僅是在研發(fā)上要下工夫、投入人力、物力、財(cái)力，同樣要在市場(chǎng)開(kāi)拓上投入更多的精力，要讓客人參與到前端研發(fā)當(dāng)中，以解決客人的問(wèn)題為導(dǎo)向，相互促進(jìn)，共通成長(zhǎng)。
來(lái)源：武漢元祿光電
來(lái)源：武漢元祿光電
