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超快激光技术突破,实现金刚石微米级无损切割

2025-12-16

超快激光技术突破,实现金刚石微米级无损切割

超快激光技术近年来在金刚石加工领域实现关键突破,通过飞秒或皮秒级脉冲的精准控制,成功实现金刚石微米级无损切割。该技术利用超短脉冲的高能量密度,在材料内部极短时间内引发物理与化学变化,使金刚石从固态直接气化,避免了传统机械切割产生的热损伤和微裂纹。例如,大族半导体研发的QCBD激光切片技术,通过精确调控激光能量与光束形态,克服了金刚石解理面与切片方向角度差异大的难题,将剥离面粗糙度控制在3μm以内,激光损伤层降低至20μm,显著提升加工良率。

技术核心在于超快激光的“冷加工”特性——脉冲持续时间极短,热量来不及扩散至材料其他区域,从而将热影响区压缩至微米级。中国科学院上海光学精密机械研究所利用空间光调制器实现多焦点并行加工,在金刚石表面制备出粗糙度低于0.16μm的球状微结构,验证了技术的高精度与效率。此外,超快激光与物质相互作用的研究还拓展至材料改性领域,如通过光致滑移铁电极化翻转机制,为金刚石功能化应用提供新思路。目前,该技术已逐步应用于高性能电子器件、量子计算等高端领域,推动金刚石从“超硬材料”向“多功能材料”转型。

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