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飛秒激光刻蝕中壓電納米掃描臺(tái)的應(yīng)用！

更新時(shí)間： 2023-12-14

什么是飛秒激光

飛秒激光是人類在實(shí)驗(yàn)室條件下所能獲得最短脈沖的技術(shù)手段，是一種以脈沖形式運(yùn)轉(zhuǎn)的激光，持續(xù)時(shí)間非常短，只有幾個(gè)飛秒（英語(yǔ)為femto second，簡(jiǎn)寫(xiě)為fs，1飛秒為1秒的一千萬(wàn)億分之一），它比利用電子學(xué)方法所獲得的最短脈沖要短幾千倍。飛秒激光技術(shù)是近年來(lái)發(fā)展迅速的一種先進(jìn)加工技術(shù)，具有*高的加工精度和速度，可以在各種材料表面進(jìn)行微米至納米級(jí)別的刻蝕和加工。

飛秒激光的特點(diǎn)

1、飛秒激光是我們?nèi)祟愒趯?shí)驗(yàn)條件下能夠獲得的最短脈沖，它的精確度是± 5微米;

2、飛秒激光有非常高的瞬間功率，它的瞬間功率可達(dá)百萬(wàn)億瓦，比*世界的發(fā)電總功率還要多出上百倍;

3、物質(zhì)在飛秒激光的作用下會(huì)產(chǎn)生非常奇特的現(xiàn)象，氣態(tài)的物質(zhì)、液態(tài)的物質(zhì)、固態(tài)的物質(zhì)瞬間都會(huì)變成等離子體;

4、飛秒激光具有精確的靶向聚焦定位特點(diǎn)，能夠聚焦到比頭發(fā)的直徑還要小的多的超細(xì)微空間區(qū)域;

5、用飛秒激光進(jìn)行手術(shù)，沒(méi)有熱效應(yīng)和沖擊波，在整個(gè)光程中都不會(huì)有組織損傷。

與傳統(tǒng)連續(xù)激光以及長(zhǎng)脈寬納秒、皮秒激光相比，飛秒激光加工材料具有如下特點(diǎn)：

（1）峰值功率高，容易引起材料的解離。

（2）熱效應(yīng)小，加工精度高，在材料精密加工方面有**優(yōu)勢(shì)。

（3）應(yīng)用范圍廣。

激光刻蝕原理與典型應(yīng)用

基本原理

激光蝕刻的基本原理是將高能量的激光束（一般為紫外線激光、光纖激光、飛秒激光等）聚焦在極小的光點(diǎn)上，照射到被加工的材料表面，激光束的能量轉(zhuǎn)化為熱能，使材料瞬間蒸發(fā)，形成孔、槽等加工效果。

技術(shù)特征介紹

以激光非接觸方式加工，高柔性、高速、無(wú)噪聲、熱影響區(qū)小、可聚焦至激光波長(zhǎng)級(jí)的極小光斑等，在打眼、劃片、刻蝕、切割尺寸精度和加工質(zhì)量方面，尤其是與某些材料(例如聚酰亞胺)相互作用屬于“光化學(xué)作用”的“冷加工”，可獲得無(wú)碳化效果的“冷加工”。

典型應(yīng)用

1）玻璃材料激光刻蝕

再現(xiàn)性好，功率大，材料去除速度快，無(wú)化學(xué)腐蝕污染。ITO涂層激光刻蝕機(jī)是利用激光在ITO Glass和ITO Film表面進(jìn)行ITO涂層刻蝕的精密設(shè)備。能在玻璃、PET、ITO鍍膜、多晶膜及其它氧化物薄膜上進(jìn)行各種不同尺寸的高精度、高速刻蝕，可加工多種規(guī)格的電極。特別適合手機(jī)觸摸屏的電極蝕刻技術(shù)。

2）太陽(yáng)能電池激光劃片

整體結(jié)構(gòu)合理，切割速度快，精度高，功能齊全，性能指標(biāo)穩(wěn)定可靠，故障率低，非接觸加工成品率高，適用范圍廣。

芯明天P12A壓電掃描臺(tái)

應(yīng)用于飛秒激光刻蝕

飛秒激光刻蝕通過(guò)精確控制激光的能量、脈寬、掃描速度等參數(shù)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)金屬、玻璃等材質(zhì)表面的精密加工和刻蝕。相比于傳統(tǒng)的機(jī)械加工和化學(xué)腐蝕等加工方法，飛秒激光刻蝕具有更高的加工精度和速度，能夠?qū)崿F(xiàn)更精細(xì)的圖案和更復(fù)雜的結(jié)構(gòu)的加工。同時(shí)，由于激光加工為非接觸式加工，可以避免機(jī)械應(yīng)力對(duì)材料的影響，降低了破損和誤差的可能性。

芯明天P12A系列壓電掃描臺(tái)可在飛秒激光刻蝕應(yīng)用中與載物臺(tái)固定連接在一起，在控制信號(hào)作用下帶載金屬、玻璃等材料進(jìn)行X、Z、XY、XZ、XYZ等多個(gè)維度的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行刻蝕，P12A系列壓電掃描臺(tái)配置高分辨率傳感器，對(duì)位置實(shí)時(shí)檢測(cè)并反饋到壓電控制器，控制器通過(guò)PID算法調(diào)整電壓修正位移，從而實(shí)現(xiàn)納米級(jí)高精度定位。

技術(shù)參數(shù)

型號(hào)	P12A.XYZ100
運(yùn)動(dòng)自由度	XYZ
驅(qū)動(dòng)控制	3 路驅(qū)動(dòng) 3 路傳感
標(biāo)稱行程范圍（0~120V）	80μm/軸
傳感器類型	SGS
通孔尺寸	45×45mm^2
閉 / 開(kāi)環(huán)分辨率	3nm/1nm
閉環(huán)線性度	0.15%F.S.
閉環(huán)重復(fù)定位精度	0.1%F.S.
俯仰 / 偏航 / 滾動(dòng)	<20μrad
推 / 拉力	20N/4N
運(yùn)動(dòng)方向剛度	X0.3N/μm、Y0.25N/μm、Z0.2 N/μm
空載諧振頻率	X200Hz/Y150Hz/Z120Hz
閉 / 開(kāi)環(huán)空載階躍時(shí)間	30ms/0.8ms
承載能力	0.5kg
靜電容量	3.6μF/軸
材質(zhì)	鋼、鋁
重量	350g

型號(hào)	P12A.XYZ200
運(yùn)動(dòng)自由度	XYZ
驅(qū)動(dòng)控制	3 路驅(qū)動(dòng) 3 路傳感
標(biāo)稱行程范圍（0~120V）	160/軸
行程范圍（0~150V）	200/軸
傳感器類型	SGS
閉 / 開(kāi)環(huán)分辨率	5.5nm/2nm
閉環(huán)線性度	0.5%F.S.
閉環(huán)重復(fù)定位精度	0.4%F.S.
空載諧振頻率	X150Hz/Y130Hz/Z90Hz
承載能力	0.3kg
靜電容量	7.2μF/ 軸
材質(zhì)	鋼、鋁

配套控制器

E70系列壓電控制器

E70系列壓電控制器是可通過(guò)串口、USB或網(wǎng)口進(jìn)行數(shù)字通信的三通道壓電控制器。輸出電壓0~120V/150V，輸出帶寬達(dá)10kHz以上，且體積小，易集成。

E00/E01系列壓電控制器

芯明天E00/E01系列壓電控制器可用于驅(qū)動(dòng)P12A系列壓電掃描臺(tái)，單通道、多通道、開(kāi)環(huán)、閉環(huán)多種型號(hào)可選，可通過(guò)模擬、數(shù)字等多種方式進(jìn)行控制。E00/E01還可通過(guò)模塊自由組合，實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)芯明天及進(jìn)口各類壓電產(chǎn)品。

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