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飛秒激光刻蝕中壓電納米掃描臺的應用!

更新時間: 2023-12-14

 


什么是飛秒激光



飛秒激光是人類在實驗室條件下所能獲得最短脈沖的技術手段,是一種以脈沖形式運轉的激光,持續時間非常短,只有幾個飛秒(英語為femto second,簡寫為fs,1飛秒為1秒的一千萬億分之一),它比利用電子學方法所獲得的最短脈沖要短幾千倍。飛秒激光技術是近年來發展迅速的一種先進加工技術,具有*高的加工精度和速度,可以在各種材料表面進行微米至納米級別的刻蝕和加工。   


飛秒激光的特點



1、飛秒激光是我們人類在實驗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,它的瞬間功率可達百萬億瓦,比*世界的發電總功率還要多出上百倍;
3、物質在飛秒激光的作用下會產生非常奇特的現象,氣態的物質、液態的物質、固態的物質瞬間都會變成等離子體;
4、飛秒激光具有精確的靶向聚焦定位特點,能夠聚焦到比頭發的直徑還要小的多的超細微空間區域;
5、用飛秒激光進行手術,沒有熱效應和沖擊波,在整個光程中都不會有組織損傷。
與傳統連續激光以及長脈寬納秒、皮秒激光相比,飛秒激光加工材料具有如下特點:
(1)峰值功率高,容易引起材料的解離。
(2)熱效應小,加工精度高,在材料精密加工方面有**優勢。
(3)應用范圍廣。

 


激光刻蝕原理與典型應用



1

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)聚焦在極小的光點上,照射到被加工的材料表面,激光束的能量轉化為熱能,使材料瞬間蒸發,形成孔、槽等加工效果。

 

2

技術特征介紹

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

3

典型應用

1)玻璃材料激光刻蝕
再現性好,功率大,材料去除速度快,無化學腐蝕污染。ITO涂層激光刻蝕機是利用激光在ITO Glass和ITO Film表面進行ITO涂層刻蝕的精密設備。能在玻璃、PET、ITO鍍膜、多晶膜及其它氧化物薄膜上進行各種不同尺寸的高精度、高速刻蝕,可加工多種規格的電極。特別適合手機觸摸屏的電極蝕刻技術。

2)太陽能電池激光劃片
整體結構合理,切割速度快,精度高,功能齊全,性能指標穩定可靠,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

應用于飛秒激光刻蝕



飛秒激光刻蝕通過精確控制激光的能量、脈寬、掃描速度等參數,可以實現對金屬、玻璃等材質表面的精密加工和刻蝕。相比于傳統的機械加工和化學腐蝕等加工方法,飛秒激光刻蝕具有更高的加工精度和速度,能夠實現更精細的圖案和更復雜的結構的加工。同時,由于激光加工為非接觸式加工,可以避免機械應力對材料的影響,降低了破損和誤差的可能性。


芯明天P12A系列壓電掃描臺可在飛秒激光刻蝕應用中與載物臺固定連接在一起,在控制信號作用下帶載金屬、玻璃等材料進行X、Z、XY、XZ、XYZ等多個維度的運動進行刻蝕,P12A系列壓電掃描臺配置高分辨率傳感器,對位置實時檢測并反饋到壓電控制器,控制器通過PID算法調整電壓修正位移,從而實現納米級高精度定位。

圖片

技術參數

 

型號

P12A.XYZ100

運動自由度

XYZ

驅動控制

3 路驅動

3 路傳感

標稱行程范圍

(0~120V)

80μm/

傳感器類型

SGS

通孔尺寸

45×45mm^2

閉 / 開環分辨率

3nm/1nm

閉環線性度

0.15%F.S.

閉環重復定位精度

0.1%F.S.

俯仰 / 偏航 /  滾動

<20μrad

推 / 拉力

20N/4N

運動方向剛度

X0.3N/μm、Y0.25N/μm、Z0.2 N/μm

空載諧振頻率

X200Hz/Y150Hz/Z120Hz

閉 / 開環空載階躍時間

30ms/0.8ms

承載能力

0.5kg

靜電容量

3.6μF/

材質

鋼、鋁

重量

350g

 


 

型號

P12A.XYZ200

運動自由度

XYZ

驅動控制

3 路驅動

3 路傳感

標稱行程范圍

(0~120V)

160/軸

行程范圍(0~150V)

200/軸

傳感器類型

SGS

閉 / 開環分辨率

5.5nm/2nm

閉環線性度

0.5%F.S.

閉環重復定位精度

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/ 

材質

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串口、USB或網口進行數字通信的三通道壓電控制器。輸出電壓0~120V/150V,輸出帶寬達10kHz以上,且體積小,易集成。

圖片

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動P12A系列壓電掃描臺,單通道、多通道、開環、閉環多種型號可選,可通過模擬、數字等多種方式進行控制。E00/E01還可通過模塊自由組合,實現驅動芯明天及進口各類壓電產品。
圖片

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