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【摘 要】飞秒激光自问世以来就受到人们的关注，在材料微加工的领域更是如此。超短脉冲、较高的聚焦能力以及超强的峰值功率是其主要的三大特点，在材料微加工领域，大部分学者就是围绕飞秒激光的特点进行研究，因此，飞秒激光在材料微加工领域应用的发展十分的迅速。本文首先对飞秒激光在材料为加工应用时的主要特点进行分析，接着本文将会讨论飞秒激光在一些材料微加工中的应用情况，最后，本文将会阐述目前飞秒激光在材料微加工中的应用中存在的问题。
【关键词】飞秒激光；材料微加工；应用
1960年，世界上第一台激光器由著名学者Maiman T.H.研究问世，从那之后，医学、电子学以及材料加工学等因为激光技术得到飞速的发展；在1981年，Fork R.L.通过潜心的研究，从而获得了小于100fsde 飞秒激光，至此我们获得了超短脉冲的飞秒激光，之后，这些研究学者更是研究出了小于27fs的超短脉冲，同时，一些学者开始对飞秒激光在半导体领域的研究，飞秒激光在半导体领域得到广泛的应用。Glez er E.N.在1997年通过对飞秒激光在不同种类的实验材料中的应用情况的研究，从而得出飞秒激光在材料中的相互作用的原理；在1995年时候，Pronko P.P.等学者都先将飞秒激光应用在材料加工的过程中；在2003年，Rizvi N.H.对飞秒激光在金属以及其他种类的材料方面的应用情况，并指出飞秒激光是一项十分好的技术与飞秒激光在材料微加工领域应用的主要优点。通过以上对飞秒激光在材料微加工领域发展的情况进行分析我们发现，对这一课题进行研究有较高的意义。本文首先对飞秒激光在材料为加工应用时的主要特点进行分析，接着本文将会讨论飞秒激光在一些材料微加工中的应用情况，最后，本文将会阐述目前飞秒激光在材料微加工中的应用中存在的问题。
1. 飞秒激光在材料为加工应用时的主要特点
超短脉冲、较高的聚焦能力以及超强的峰值功率是飞秒激光主要的三大特点，与传统的激光加工相比，飞秒激光这三个主要的特点使得飞速激光在材料微加工方面有着不可替代的优势，主要内容如下。
1.1飞秒激光适用性强
通过查阅相关的资料，笔者发现，飞速激光对多种材料进行微加工，可以说飞秒激光的加工的材料十分的广泛。因为飞秒激光超强的峰值功率这一特性，所以，在进行微加工的过程中，材料可以对光子进行吸收，光子的吸收过程只和激光的强度与材料的原子有关，而与材料的自由电子无关，因此，只要阈值确定，强度较大时，飞秒激光就可以对无论任何的材料进行加工，而材料的种类以及相关的特性对飞秒激光并没有影响，因此，飞秒激光适用性强。a
1.2飞秒激光的加工结果十分的精准
在一段极短的时间与绩效的容积内，飞秒激光就可以任何材料进行处理与加工，同时，我们也可以发现飞秒激光对材料进行加工的过程中并没有能量扩散以及能量聚集的现象，因为飞秒激光发射是以等离子体式的喷发出来的，因此，这种喷发方式对带走能量具有十分重要的意义，通过这种方式，能量产生的热量可以被迅速的带走，使得温度急速的下降，这在一定程度上也消除了传统激光度材料进行加工时出现的熔融区、热影响区等对材料的影响，飞秒激光这种加工方法也被形象的形容为“冷”加工，在一定程度上提高了材料为加工的精准度。
1.3降低能量的消耗
通过飞秒激光对材料进行微加工还有一个好处就是可以不断的降低能领的消耗，因为飞秒激光的脉冲时间十分的短，如上文所说，现在飞秒激光最短可达到27fs，虽然，飞秒激光持续的时间较短，但是能量较为集中，与传统的激光相比，飞秒激光可以不断的降低加工过程中的能量的消耗。
2. 飞秒激光在材料微加工中的应用
由于飞秒激光的三大特性，飞秒激光在材料微加工中应用十分的广泛，本节就会对飞秒激光主要应用的领域进行分析，以此了解相应的情况。
2.1飞秒激光对金属加工的应用
传统激光在对金属进行加工时存在一些问题，主要有激光的阈值较高，消耗的能量较多；能量扩散以及能量聚集的现象较为严重，这就会导致金属材料十分容易发生融化的现象，同时还会出现加工的边缘不整齐，传统激光在对金属进行加工过程中存在精准度不高的现象，而飞秒激光恰恰相反。飞秒激光之所以被称之为“冷”加工，主要的原因就是飞秒激光并没有能量扩散以及能量聚集的现象，因此，飞秒激光对金属加工的精准度十分的高，目前，飞秒激光在金属方面的主要应用于汽车发动机喷嘴的加工。
2.2飞秒激光在薄膜加工中的应用
现在光掩膜技术成本极高，而且效果不佳，现在光掩膜技术急需要进行以下改善：一是不能损伤材料的质量；二是不能影响材料的透明性；三是不能有残渣的形成。而飞秒激光的特性正好能解决以上问题。飞秒激光具有以最小尺度和最小热影响区，以及不影响周围区域和衬底层的能力，因此，显露出光掩模修改的优势条件 。
2.3飞秒激光在光纤器件加工中的应用
光纤F-P传感器一直都是飞秒激光在光纤应用过程中一大热点。在2010年，王岩云通过对飞秒激光在光纤加工中的应用进行深入分析。他首次提出利用 800nm 的钛蓝宝石飞秒激光在单模光纤上制作了性能优良的F - P 光纤传感器， 其脉冲持续时间为 120fs、频率为 1KHz 至5KHz 。这一研究成果打开了我国飞秒激光在光纤F-P传感器应用的开端，除此之外，光缆光栅也是飞秒激光应用的主要领域。
3. 飞秒激光在材料微加工应用过程中存在的主要问题
通过研究发现，虽然飞秒激光在在材料微加工过程中应用的十分的广泛，但是，在应用过程中还是存在着一些问题：一是相关理论不够完善，通过研究我们发现，飞秒激光在材料微加工领域方面的理论并不是十分的多，同时我们也发现，飞秒激光相关的领域领域较为狭窄，因此，这导致部分研究工作无法开展，没有理论依据；二是微加工的技术有待提高。我们发现，飞秒激光在材料微加工过程中十分的慢，这就会导致成本增加，从而导致在进行产业化时存在困难；三是应用的领域较为狭窄。我们发现，飞秒激光在材料加工主要用于科研，并没有产业化，因此，还要扩大应用的范围。
4. 总结
通过以上对飞秒激光应用的现状以及主要应用特点进行分析，我们可以发现飞秒激光主要有三大优点，一是超短脉冲，这一特性使得飞秒激光可以在较短的时间内完成对材料的微加工；二是超高峰值功率，这一特性使得飞秒激光在材料微加工过程中可以高质量的完成加工工作；三是高的聚焦能力，这一特性使得飞秒激光在材料微加工过程中能够精准的进行定位，因此，飞秒激光这三大特性使其在材料微加工中具有传统激光无法比拟的优点，但是，由于现在飞秒激光在材料微加工方面还局限在研究方面，并不能为我国带来较大的经济利益，因此，我们应该加快飞秒激光在材料微加工方面的研究，从而不断地将飞秒激光在材料微加工方面进行产业化，从而推动我国发展。■
参考文献
[1] 杨海峰. 飞秒激光微纳加工技术与应用研究[D]. 江苏大学，2007.
[2] 段金鹏. 皮秒激光加工系统与精细钻孔工艺的研究[D]. 北京工业大学，2012.
[3] 何飞，程亚. 飞秒激光微加工：激光精密加工领域的新前沿[J]. 中国激光，2007，05：595-622.
[4] 顾理，孙会来，于楷，赵方方. 飞秒激光微加工的研究进展[J]. 激光与红外，2013，01：14-18.
[5] 孟宪赓，赵崇军，邱建荣. 飞秒激光在金属纳米材料制备和材料微结构加工中的应用[J]. 激光与光电子学进展，2004，04：48-52.
【关键词】飞秒激光；材料微加工；应用
1960年，世界上第一台激光器由著名学者Maiman T.H.研究问世，从那之后，医学、电子学以及材料加工学等因为激光技术得到飞速的发展；在1981年，Fork R.L.通过潜心的研究，从而获得了小于100fsde 飞秒激光，至此我们获得了超短脉冲的飞秒激光，之后，这些研究学者更是研究出了小于27fs的超短脉冲，同时，一些学者开始对飞秒激光在半导体领域的研究，飞秒激光在半导体领域得到广泛的应用。Glez er E.N.在1997年通过对飞秒激光在不同种类的实验材料中的应用情况的研究，从而得出飞秒激光在材料中的相互作用的原理；在1995年时候，Pronko P.P.等学者都先将飞秒激光应用在材料加工的过程中；在2003年，Rizvi N.H.对飞秒激光在金属以及其他种类的材料方面的应用情况，并指出飞秒激光是一项十分好的技术与飞秒激光在材料微加工领域应用的主要优点。通过以上对飞秒激光在材料微加工领域发展的情况进行分析我们发现，对这一课题进行研究有较高的意义。本文首先对飞秒激光在材料为加工应用时的主要特点进行分析，接着本文将会讨论飞秒激光在一些材料微加工中的应用情况，最后，本文将会阐述目前飞秒激光在材料微加工中的应用中存在的问题。
1. 飞秒激光在材料为加工应用时的主要特点
超短脉冲、较高的聚焦能力以及超强的峰值功率是飞秒激光主要的三大特点，与传统的激光加工相比，飞秒激光这三个主要的特点使得飞速激光在材料微加工方面有着不可替代的优势，主要内容如下。
1.1飞秒激光适用性强
通过查阅相关的资料，笔者发现，飞速激光对多种材料进行微加工，可以说飞秒激光的加工的材料十分的广泛。因为飞秒激光超强的峰值功率这一特性，所以，在进行微加工的过程中，材料可以对光子进行吸收，光子的吸收过程只和激光的强度与材料的原子有关，而与材料的自由电子无关，因此，只要阈值确定，强度较大时，飞秒激光就可以对无论任何的材料进行加工，而材料的种类以及相关的特性对飞秒激光并没有影响，因此，飞秒激光适用性强。a
1.2飞秒激光的加工结果十分的精准
在一段极短的时间与绩效的容积内，飞秒激光就可以任何材料进行处理与加工，同时，我们也可以发现飞秒激光对材料进行加工的过程中并没有能量扩散以及能量聚集的现象，因为飞秒激光发射是以等离子体式的喷发出来的，因此，这种喷发方式对带走能量具有十分重要的意义，通过这种方式，能量产生的热量可以被迅速的带走，使得温度急速的下降，这在一定程度上也消除了传统激光度材料进行加工时出现的熔融区、热影响区等对材料的影响，飞秒激光这种加工方法也被形象的形容为“冷”加工，在一定程度上提高了材料为加工的精准度。
1.3降低能量的消耗
通过飞秒激光对材料进行微加工还有一个好处就是可以不断的降低能领的消耗，因为飞秒激光的脉冲时间十分的短，如上文所说，现在飞秒激光最短可达到27fs，虽然，飞秒激光持续的时间较短，但是能量较为集中，与传统的激光相比，飞秒激光可以不断的降低加工过程中的能量的消耗。
2. 飞秒激光在材料微加工中的应用
由于飞秒激光的三大特性，飞秒激光在材料微加工中应用十分的广泛，本节就会对飞秒激光主要应用的领域进行分析，以此了解相应的情况。
2.1飞秒激光对金属加工的应用
传统激光在对金属进行加工时存在一些问题，主要有激光的阈值较高，消耗的能量较多；能量扩散以及能量聚集的现象较为严重，这就会导致金属材料十分容易发生融化的现象，同时还会出现加工的边缘不整齐，传统激光在对金属进行加工过程中存在精准度不高的现象，而飞秒激光恰恰相反。飞秒激光之所以被称之为“冷”加工，主要的原因就是飞秒激光并没有能量扩散以及能量聚集的现象，因此，飞秒激光对金属加工的精准度十分的高，目前，飞秒激光在金属方面的主要应用于汽车发动机喷嘴的加工。
2.2飞秒激光在薄膜加工中的应用
现在光掩膜技术成本极高，而且效果不佳，现在光掩膜技术急需要进行以下改善：一是不能损伤材料的质量；二是不能影响材料的透明性；三是不能有残渣的形成。而飞秒激光的特性正好能解决以上问题。飞秒激光具有以最小尺度和最小热影响区，以及不影响周围区域和衬底层的能力，因此，显露出光掩模修改的优势条件 。
2.3飞秒激光在光纤器件加工中的应用
光纤F-P传感器一直都是飞秒激光在光纤应用过程中一大热点。在2010年，王岩云通过对飞秒激光在光纤加工中的应用进行深入分析。他首次提出利用 800nm 的钛蓝宝石飞秒激光在单模光纤上制作了性能优良的F - P 光纤传感器， 其脉冲持续时间为 120fs、频率为 1KHz 至5KHz 。这一研究成果打开了我国飞秒激光在光纤F-P传感器应用的开端，除此之外，光缆光栅也是飞秒激光应用的主要领域。
3. 飞秒激光在材料微加工应用过程中存在的主要问题
通过研究发现，虽然飞秒激光在在材料微加工过程中应用的十分的广泛，但是，在应用过程中还是存在着一些问题：一是相关理论不够完善，通过研究我们发现，飞秒激光在材料微加工领域方面的理论并不是十分的多，同时我们也发现，飞秒激光相关的领域领域较为狭窄，因此，这导致部分研究工作无法开展，没有理论依据；二是微加工的技术有待提高。我们发现，飞秒激光在材料微加工过程中十分的慢，这就会导致成本增加，从而导致在进行产业化时存在困难；三是应用的领域较为狭窄。我们发现，飞秒激光在材料加工主要用于科研，并没有产业化，因此，还要扩大应用的范围。
4. 总结
通过以上对飞秒激光应用的现状以及主要应用特点进行分析，我们可以发现飞秒激光主要有三大优点，一是超短脉冲，这一特性使得飞秒激光可以在较短的时间内完成对材料的微加工；二是超高峰值功率，这一特性使得飞秒激光在材料微加工过程中可以高质量的完成加工工作；三是高的聚焦能力，这一特性使得飞秒激光在材料微加工过程中能够精准的进行定位，因此，飞秒激光这三大特性使其在材料微加工中具有传统激光无法比拟的优点，但是，由于现在飞秒激光在材料微加工方面还局限在研究方面，并不能为我国带来较大的经济利益，因此，我们应该加快飞秒激光在材料微加工方面的研究，从而不断地将飞秒激光在材料微加工方面进行产业化，从而推动我国发展。■
参考文献
[1] 杨海峰. 飞秒激光微纳加工技术与应用研究[D]. 江苏大学，2007.
[2] 段金鹏. 皮秒激光加工系统与精细钻孔工艺的研究[D]. 北京工业大学，2012.
[3] 何飞，程亚. 飞秒激光微加工：激光精密加工领域的新前沿[J]. 中国激光，2007，05：595-622.
[4] 顾理，孙会来，于楷，赵方方. 飞秒激光微加工的研究进展[J]. 激光与红外，2013，01：14-18.
[5] 孟宪赓，赵崇军，邱建荣. 飞秒激光在金属纳米材料制备和材料微结构加工中的应用[J]. 激光与光电子学进展，2004，04：48-52.