紫外及超快激光的应用
发布时间：2025.09.12
浏览次数：12次今天我们来详细探讨一下紫外（UV）激光和超快激光的实际应用。这两类激光虽然有所重叠（超快激光可以是紫外波段），但它们的独特特性（短波长 vs. 超短脉冲）决定了各自不同的应用领域。
一、紫外激光（UV Lasers）的应用
紫外激光的核心特点是波长短（通常指<400 nm，常见有355nm, 266nm, 193nm等），这意味着：
1.PCB/FPC 钻孔与切割：用于在电路板上钻微孔（微通孔、盲孔），以及切割柔性电路板（FPC），精度高，无毛刺。
2.玻璃、蓝宝石切割与打标：紫外激光的“冷”加工特性可以干净地切割脆性材料，避免裂纹。广泛应用于手机屏、摄像头保护镜片、手表盖板的切割与二维码打标。
3.半导体晶圆划片：用紫外激光在芯片上划出切割道，替代传统的金刚石刀片，更适合超薄、易碎的晶圆，能大幅提升良率和效率。
4.光固化（SLA/DLP）：这是紫外激光最经典的应用之一。紫外激光束（或面光源）精确扫描液态光敏树脂表面，使其逐层固化，最终形成三维物体。用于快速原型制造、齿科、珠宝铸造模型等。
5.光刻技术：半导体制造的核心技术。使用深紫外（DUV，如193nm）甚至极紫外（EUV）光源，通过复杂的光学系统将电路图案投影到硅片上，是制造所有现代芯片的基础。
二、超快激光（Ultrafast Lasers）的应用
超快激光的核心特点是脉冲极短（通常指皮秒ps至飞秒fs量级，1皮秒=10⁻¹²秒，1飞秒=10⁻¹⁵秒），这意味着：
1.透明材料内部加工：超快激光的非线性效应使其能在透明材料（如玻璃、蓝宝石、晶体）内部进行选择性改性、焊接、雕刻和制造波导，而表面完好无损。应用于制造手机3D传感模块、光学存储器、微流道芯片等。
2.医疗设备精密加工：加工药物涂层支架、心脏起搏器等精密医疗器械，无热损伤、无熔渣。
3.脆性材料加工：完美切割玻璃、陶瓷、钻石等，边缘光滑无崩边。
4.医疗领域: 精准眼科手术：飞秒激光取代传统机械刀进行LASIK手术中制作角膜瓣，更安全、精准。还可用于治疗白内障（飞秒激光辅助白内障手术，FLACS）。
5.太赫兹（THz）波产生: 超快激光是产生和探测太赫兹辐射的主要手段。太赫兹波在无损检测（如安检）、材料分析和高速通信等领域有巨大潜力。
趋势融合：许多最先进的应用实际上是紫外+超快的结合，例如紫外皮秒/飞秒激光，它同时具备了短波长的高精度和高光子能量，以及超短脉冲的冷加工特性，在高端半导体检测、超精细微加工等领域展现出无可替代的优势。
总而言之，紫外激光和超快激光是现代高端制造、前沿科研和精准医疗中不可或缺的强大工具，它们正在不断地推动技术进步和产业升级。
一、紫外激光（UV Lasers）的应用
紫外激光的核心特点是波长短（通常指<400 nm，常见有355nm, 266nm, 193nm等），这意味着：
- 光子能量高：单个紫外光子就能打断许多材料的化学键（如聚合物、树脂的分子键），从而实现“冷加工”或直接改变材料化学性质。
- 衍射极限小：根据光学衍射原理，波长越短，能够聚焦的光斑尺寸越小，加工精度越高。
- 容易被大多数材料吸收：许多材料对紫外光的吸收率远高于红外和可见光，因此加工效率高，热影响区小。
1.PCB/FPC 钻孔与切割：用于在电路板上钻微孔（微通孔、盲孔），以及切割柔性电路板（FPC），精度高，无毛刺。
2.玻璃、蓝宝石切割与打标：紫外激光的“冷”加工特性可以干净地切割脆性材料，避免裂纹。广泛应用于手机屏、摄像头保护镜片、手表盖板的切割与二维码打标。
3.半导体晶圆划片：用紫外激光在芯片上划出切割道，替代传统的金刚石刀片，更适合超薄、易碎的晶圆，能大幅提升良率和效率。
4.光固化（SLA/DLP）：这是紫外激光最经典的应用之一。紫外激光束（或面光源）精确扫描液态光敏树脂表面，使其逐层固化，最终形成三维物体。用于快速原型制造、齿科、珠宝铸造模型等。
5.光刻技术：半导体制造的核心技术。使用深紫外（DUV，如193nm）甚至极紫外（EUV）光源，通过复杂的光学系统将电路图案投影到硅片上，是制造所有现代芯片的基础。
超快激光的核心特点是脉冲极短（通常指皮秒ps至飞秒fs量级，1皮秒=10⁻¹²秒，1飞秒=10⁻¹⁵秒），这意味着：
- 峰值功率极高：即使单脉冲能量不高，但因其持续时间极短，可瞬间达到惊人的峰值功率（可达GW甚至TW级）。
- 与物质作用时间极短：远小于电子-晶格热扩散的时间尺度，能量在来不及以热的形式扩散出去之前就已经加工完毕。
- 非线性效应：极高的峰值功率密度可以引发多光子吸收等非线性过程，使得一些对线性吸收透明的材料（如玻璃）也能被加工。
1.透明材料内部加工：超快激光的非线性效应使其能在透明材料（如玻璃、蓝宝石、晶体）内部进行选择性改性、焊接、雕刻和制造波导，而表面完好无损。应用于制造手机3D传感模块、光学存储器、微流道芯片等。
2.医疗设备精密加工：加工药物涂层支架、心脏起搏器等精密医疗器械，无热损伤、无熔渣。
3.脆性材料加工：完美切割玻璃、陶瓷、钻石等，边缘光滑无崩边。
4.医疗领域: 精准眼科手术：飞秒激光取代传统机械刀进行LASIK手术中制作角膜瓣，更安全、精准。还可用于治疗白内障（飞秒激光辅助白内障手术，FLACS）。
5.太赫兹（THz）波产生: 超快激光是产生和探测太赫兹辐射的主要手段。太赫兹波在无损检测（如安检）、材料分析和高速通信等领域有巨大潜力。
总而言之，紫外激光和超快激光是现代高端制造、前沿科研和精准医疗中不可或缺的强大工具，它们正在不断地推动技术进步和产业升级。
