于咱们此前关在使用飞秒激光对于聚晶金刚石（PCD）举行微加工的研究中，咱们展示了使用 Spectra-Physics Spirit 1030 100 激光体系举行脉冲串模式（burst-mode）操作的上风。这些成果注解，将单个高能量脉冲破裂成脉冲串包中的多个低能量子脉冲，可以于连结优秀加工质量的同时显著晋升质料去除了速度。详细而言，与单脉冲操作比拟，利用 9 个子脉冲的脉冲串时，质料烧蚀速度提高了两倍，这凸显了脉冲串模式于超硬质料加工中的高效率。

图 1. Spectra-Physics IceFyre FS IR200 高能量工业飞秒激光器。

基在这些发明，咱们进一步开展研究，以评估新一代 Spectra-Physics IceFyre FS IR200 激光器（见图 1）的机能，这是一个提供更高平均功率、从而合用在工业运用高通量加工的下一代飞秒体系。该激光器于 1030 nm 波长下提供 200 J 脉冲能量、 200 W 平均功率以和 500 fs 脉宽，并具有 TimeShift 脉冲串模式操作功效，使其很是合用在高通量的周详质料加工运用。

图 2. 利用 IceFyre FS IR200 激光器实现的质料去除了速度，展示了相较单脉冲操作，脉冲串模式带来的机能晋升。

咱们于与前期研究不异的试验前提下，对于 IceFyre FS IR200 激光器实现的体积烧蚀速度举行了表征。新的成果汇总见图 2，显示其质料去除了峰值速度跨越 21 妹妹 /min，比拟上一代激光体系显著晋升了加工通量。数据明确显示，纵然于更高功率程度下，脉冲串模式仍能年夜幅晋升烧蚀效率。与以前研究一致，咱们再次不雅察到：利用 10 个子脉冲的脉冲串比拟单脉冲，其烧蚀速度约晋升两倍。

脉冲串能量密度（burst-fluence）优化要领再次揭示出价值：经由过程增长子脉冲数目，而非降低入射（单）脉冲能量，便可找到工艺所需的最好能量密度。经由过程有用治理每一个脉冲串内的能量漫衍，可于工件上维持最好能量密度，从而于不侵害外貌完备性、且无热效应的环境下实现更高的质料去除了率。由此得到的高质量与大要积烧蚀效果，如图 3 的数码相机微距照片所示。

图 3. 利用 IceFyre FS IR200 激光加工形成的 PCD 槽布局。

此外，于无需调解核心尺寸或者脉冲反复频率的条件下，既能利用激光器全数平均功率，又能精准定位抱负加工能量密度，这一能力对于缩短工艺开发时间、提高工艺不变性具备主要价值。

总而言之，IceFyre FS IR200 的高平均功率与优化后的脉冲串模式使实在现了跨越 21 妹妹 /min 的卓着质料去除了率，进一步验证了脉冲串计谋作为下一代超硬质料超快微加工要害技能的价值。

是以，脉冲串模式于显著提高烧蚀效率的同时，每一个子脉冲所需能量却更低。这一成果撑持如许的不雅点：将高能量脉冲破裂成更小、更容易治理的子脉冲，可以使超短脉冲脉冲串加工实现更可控、更高效的能量通报。

IceFyre FS UV50 与 IR200 激光器

IceFyre FS UV50 是当前市场机能最高的紫外飞秒激光器，提供 50 W 紫外输出功率、 50 J 脉冲能量，并于高达 3 MHz 的反复频率下连结 500 fs 脉宽。IceFyre FS IR200 于红外波段实现高平均功率（ 200 W）与高脉冲能量（ 200 J），并提供从单发到 50 MHz 的宽反复频率规模。高平均功率（ 200 W）与高脉冲能量（ 200 J）联合高达 50 MHz 的反复频率，使飞秒微加工运用于连结最低利用成本的同时到达最高吞吐量。

IceFyre FS 平台为得到最好工艺机能提供了卓着的矫捷性。该平台提供矫捷的脉冲串模式操作，可调反复频率、按需触发（POD）、位置同步触发（PSO），以和 TimeShift 可编程脉冲能力，以实现矫捷的脉冲串模式操作。

基在 MKS 深挚的经验与技能，IceFyre FS 系列激光器（已经申请专利）经由过程了广泛的情况靠得住性测试，以确保高靠得住性及低利用成本。激光器实现周全主动化与计较机节制，并于 24/7 持续运行时期连结功率、光束参数与光束指向的卓着不变性，从而满意严酷运用中的高精度与高反复性要求。

转自：MKS光电解决方案

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