文档介绍：⑧天洋大尊~渊』硕士学位论文学科专业:作者姓名:侯敏指导教师:傅星教授天津大学研究生院年测试计量技术及仪器胡小唐教授
短脉冲及超短脉冲激光硅表面微加工研究学科专业:测试计量技术及仪器研究生:侯敏指导教师:傅星教授胡小唐教授天津大学精密仪器与光电子工程学院二零零八年五月
中文摘要关键词:目前激光加工技术已经应用到了生产和生活的许多方面,短脉冲激光有着脉宽相对较窄,平均功率高,重复频率高,加工效率高,波长短,可以聚焦成较小的光斑实现微米量级的精密加工的特点,在半导体工业中有着很好的应用前景,超短脉冲激光以其物质移除的质量高、亚微米量级的加工精度、高的深宽比等优势引起国内外研究者的极大兴趣,二者有着各自的加工特点和优势。本文利用波长龀蹇矶刃∮馗雌德饰的纳秒激光和波长为龀蹇矶,重复频率为的飞秒激光在表面进行了一系列微结构加工的实验,分析了纳秒脉冲激光和飞秒脉冲激光与物质特别是半导体作用的机制,为纳秒脉冲激光与飞秒脉冲激光在表面的微加工提供了理论基础;利用光学显微镜,扫描电镜以及聚焦离子束对加工出的微结构进行了测试,并分析了激光能量、脉冲个数、平台移动速度以及低能量重复加工等工艺参数对两种脉冲激光微结构加工效果的影响;实验中对二者的加工效果进行了比对,说明了两种脉冲激光各自的加工特点。纳秒脉冲激光;飞秒脉冲激光;硅片;微加工
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签字日期:础年鹿救学位论文作者躲/淖吻┳趾。。占年箩月假砑曼签字日期:二乍荚隆日独创性声明学位论文版权使用授权书或撰写过的研究成果,也不包含为获得叁盗盘茔或其他教育机构的学位或证本学位论文作者完全了解丞鲞盘鲎特授权苤鲞盘鲎可以将学位论文的拿部或部分内容编入有关数据库进行检奉人卢明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究骼〉玫研究成果,除了文中特以标注并¨致谢之处外,论文中卅渌艘丫⒈书而使用过的材料。与我一同工作的同志对木研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。有关保留、使用学位论文的规定。索,并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。C艿难宦畚脑邛8撕笫视帽臼谌ㄋ得学位论文作者签名:导师签名:
第一章绪论激光加工技术的广泛应用激光是上世纪的重大发明之一,具有巨大的技术潜力,专家们认为,现在是电子技术的全盛时期,其主角是计算机,下一代将是光技术时代,其主角是激光。激光因具有单色性、相干性和平行性三大特点,特别适用于材料加工。激光加工是激光应用最有发展前途的领域,国外已开发出多种激光加工技术。激光的空间控制性和时间控制性很好,对加工对象的材质、形状、尺寸和加工环境的自由度都很大,特别适用于自动化加工。激光加工系统与计算机数控技术相结合可构成高效自动化加工设备,己成为企业实行适时生产的关键技术,为优质、高效和低成本的加工生产开辟了广阔的前景。激光加工是指激光束作用于物体的表面而引起物体形状的改变,或物体性能的改变的加工过程。按光与物质相互作用机理,大体可将激光加工分为激光热加工和光化学反应加工两类。激光热加工是指激光束作用于物体所引起的快速热效应的各种加工过程:激光光化学反应加工系指激光束作用于物体,借助高密度高能量光子引发或控制光化学反应的各种加工过程,也称为冷力。热加工和冷加工均可对金属材料和非金属材料进行切割、打孔、刻槽、标记等。热加工对金属材料进行焊接、表面强化、切割等均比较有利;冷加工则对光化学沉积、激光刻蚀、掺杂和氧化很合适。目前己成熟的激光加工技术包括:激光快速成形技术、激光焊接技术、激光打孔技术、激光切割技术、激光打标技术、激光去重平衡技术、激光蚀刻技术、激光微调技术、激光存储技术、激光划线技术、激光清洗技术、激光热处理和表面处理技术。激光快速成形技术集成了激光技术、疌技术和材料技术的最新成果,根据零件的P停眉す馐ü饷艟酆喜牧现鸩愎袒范鸦裳件,不需要模具和刀具即可快速精确地制造形状复杂的零件,该技术已在航空航天、电子、汽车等工业领域得到广泛应用。激光焊接技术具有溶池净化效应,能纯净焊缝金属,适用于相同和不同金属材料间的焊接。激光焊接能量密度高,对高熔点、高反射率、高导热率和物理特性相差很大的金属焊接特别有利。激光焊接薄板己相当普遍,大部分用于汽车工
一臣逐譬◆框架、舰船船身板架、直升机旋翼、发动机燃烧室等。业、宇航和仪表。激光精微焊接技术已成为航空电子设备、高精密机械设备中微型件封装结点的微型连接的重要手段。激光打孔技术具有精度高、通用性强、效率高、成本低和综台技术经济效益显著等优点,已成为现代制造领域的关键技术之一。激光切割技术可河τ糜诮鹗艉头墙鹗舨牧系募庸ぶ校纱蟠蠹跎偌庸な间,降低加工成本,提高工件质量。激光切割适用于由耐热合金、钛合金、复合材料制