选择性消融
2023.12.21

选择性消融作为一种先进的激光加工技术,在众多领域中展现了其独特的应用价值和技术优势。这项技术通过利用激光精确移除材料表面的特定区域,实现了对目标区域的精细加工。在选择性消融过程中,激光与材料的相互作用至关重要,激光的能量被目标区域的材料吸收,导致该区域物质迅速加热并蒸发或分解。这种精密控制激光的位置、能量和持续时间的能力,使得它能够实现精确加工,同时最大限度地减少对周围材料的损伤。
 

图 2.样品在树脂A/树脂B界面处的烧蚀曲线的显微照片

在半导体行业中,选择性消融技术的应用尤为重要。它被用于芯片的微型蚀刻,特别适用于精细的电路图案制造。这种技术对于提高芯片性能和密度至关重要,因为它允许更精确地定义电路元件的尺寸和形状,从而实现更高的集成度和更好的电气性能。
在医疗领域,选择性消融技术同样发挥着重要作用。在激光视网膜手术和激光牙科治疗中,该技术被用于精确移除受损或病变组织。与传统的手术方法相比,选择性消融能够更精确地定位和处理目标区域,从而减少对健康组织的损伤,并提高手术的精确性和安全性。
在材料科学领域,选择性消融在样品制备和特性分析方面也显示出其独特的优势。它被用于精确地切割和塑形材料样本,以便进行更深入的化学组成和物理结构分析。这种技术对于理解材料的基本性质和开发新材料至关重要。
  在MEMS(微电子机械系统)制造中,选择性消融的应用同样至关重要。这项技术用于创建微型机械和电子元件,其高精度的加工能力对于制造微型化设备和提高其性能至关重要。通过精确控制激光束,可以制造出复杂的微型结构和元件,这对于MEMS设备的性能和可靠性有着直接的影响。
  在文化遗产保护和艺术品修复领域,选择性消融也展现出了其独特的应用价值。它可以用于清洁和修复古代文物表面的污染物,同时保护原始材料。这种方法为文物保护提供了一种非侵入性、高精度的清洁和修复手段,有助于保持文物的原始状态和价值。
  在所有这些应用中,飞秒激光在选择性消融技术中发挥着至关重要的作用。飞秒激光的极短脉冲持续时间能够提供非常精确的材料加工能力,最大限度地减少热影响区并防止对周围材料的损伤。这种极端的精度和控制能力使飞秒激光成为执行高精度和细微加工的理想选择。
飞秒激光的高峰值功率和精确脉冲控制特性使其在处理各种材料时都表现出色,无论是硬质材料(如金属和陶瓷)还是敏感材料(如生物组织和聚合物)。这些特性为需要高度精确和局部化处理的应用提供了一种高效、精准的解决方案。

总的来说,选择性消融技术,特别是结合飞秒激光技术的应用,为各个领域带来了革命性的进步。从半导体制造到医疗手术,再到文物保护,这项技术都展现了其在精密加工和精确控制方面的强大能力,为未来的技术发展和创新打开了新的可能性。


参考文献:
(1)Shuang-shuang Li et al. "Femtosecond laser selective ablation of Cu/Ag double-layer metal films for fabricating high-performance mesh-type transparent conductive electrodes and heaters." Optics Communications, 483 (2021): 126661. https://doi.org/10.1016/j.optcom.2020.126661.
(2)
G. Nicolodelli et al. "Femtosecond laser ablation profile near an interface: analysis based on the correlation with superficial properties of individual materials." Applied Surface Science, 257 (2011): 2419-2422. https://doi.org/10.1016/J.APSUSC.2010.10.116.
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