Применение 355-нм ультрафиолетового наносекундного лазера для полировки сапфиров

Как очень важный промышленный материал, сапфир обладает такими характеристиками, как высокий коэффициент пропускания света, высокая износостойкость, высокая твердость и высокая стабильность. Он широко используется в промышленности, научных исследованиях, аэрокосмической и других областях и часто используется в производстве эпитаксии GaN. рост слоя, материалы светодиодной подложки и т. д.

Применение сапфира в вышеуказанных областях предъявляет строгие требования к качеству его поверхности. Шероховатость поверхности сапфира должна быть менее 1 нм. Сапфировая подложка, используемая для светодиодов высокой и сверхвысокой яркости, требует полной решетки поверхности, сверхгладкой, без повреждений. Однако из-за его твердых и хрупких характеристик традиционное механическое шлифование, химическое полирование, термическое полирование, электроэрозионная полировка и другие методы подвержены поверхностным микротрещинам, царапинам, вмятинам и другим проблемам. Поэтому сверхточная полировка сапфира стала серьезной трудностью в смежных областях производства.

ультрафиолетовый лазер  | зеленый лазер  | Ультрафиолетовые лазеры  | ультрафиолетовый лазер dpss  | наносекундный лазер  | УФ лазерный источник  | Твердотельные лазеры

Лазерная полировка – перспективная технология специальной обработки. Его принцип заключается в том, что лазерный луч с высокой плотностью энергии сканирует поверхность сапфира, и поверхность сапфира поглощает энергию лазерных фотонов. Когда поглощенная энергия достигает порога разрушения сапфирового материала, сапфировый материал вызывает растрескивание, плавление и испарение разложения и т. д., чтобы добиться удаления материала с образованием полированной поверхности.

Этот процесс полировки может использовать выход ультрафиолетового лазера 355-нм ультрафиолетового наносекундного твердотельного лазера, разработанного и спроектированного RFH, который имеет высокую энергию одиночного фотона и высокую плотность мощности и реализует удаление материала путем взаимодействия с материалом и его шириной импульса. очень высок. Узкий, около 20 нс, время действия лазера короткое, а тепловой эффект очень маленький, особенно подходит для твердых и хрупких материалов, которые трудно обрабатывать обычными методами.

Стоит отметить, что ширина запрещенной зоны сапфира составляет 9,9 эВ, энергия связи AL-O составляет 6,063 эВ, а энергия одиночного фотона УФ-лазера с длиной волны 355 нм составляет 3,5 эВ, что меньше энергии химической связи. разбитие сапфирового стекла. Для достижения полировки на поверхности сапфира его необходимо удалить путем многофотонного поглощения, инициируя или контролируя химические реакции между материалами, приводящие к разрыву и реорганизации химических связей сапфира, разрушению структуры решетки или переходу уровней энергии, производя новые вещества или делая некоторые материалы. Оставьте тело, чтобы достичь цели обработки материалов. Так как температура поверхности может подняться выше точки кипения за относительно короткое время,

Видно, что процесс полировки является результатом фотохимического и термического воздействия. Исследование также показало, что лазерная полировка связана не только с плотностью энергии лазера, частотой повторения и состоянием поверхности сапфира, но также с методом сканирования лазера, углом падения луча и сканированием. скорость. Следовательно, в реальном процессе полировки необходимо заранее отрегулировать соответствующие параметры процесса, чтобы получить ожидаемый эффект полировки.

Использование лазера для полировки сапфира позволяет избежать недостатков традиционных операций шлифования, обеспечивая хороший эффект полировки, высокую степень автоматизации, высокую эффективность, а метод бесконтактной обработки мало повреждает матрицу сапфирового материала. Эти преимущества особенно подходит для производителей для увеличения производственных мощностей, повышения качества и снижения затрат.