[00651860]准分子激光电化学生产线关键技术

针对如何利用现有准分子激光加工机制造深宽比高、特征尺寸小、机械性能好的微结构这一难题，围绕激光、电化学与加工材料之间的耦合作用，将准分子激光微加工工艺、电化学微加工工艺融合在一起，在硅样品上加工出最大孔径小于50μm、平均孔径为28μm，深度为530μm的锥形通孔。对准分子激光电化学微加工工艺中若干问题进行了系统的研究，取得了如下重要的加工特性：1)阳极偏压使得金属表面形成一层致密的氧化膜，阻止了非加工面腐蚀反应的进行，为无掩膜加化学腐蚀工提供了依据，在此基础上提出利用钝化膜实现金属材料准分子激光加工的方法。2)对准分子激光电化学刻蚀硅工艺进行的系统研究表明：准分子激光的直接刻蚀作用是整个刻蚀过程的主要因素，刻蚀工艺具备加工大深宽比微结构的能力。该项目的成果以实现特征尺寸小、深宽比大和表面质量好的微结构制造为目的，在环保、纺织、造纸、能源、信息和国防等其他领域也有潜在的产业化应用前景。该成果进一步实施产业化面临的技术困难是：(1)由于电解液对248nm激光的吸收较为严重，因此，液膜厚度对激光电化学反应的影响非常明显。(2)在激光加工过程中，溶液和气雾使激光发生散射和折射，导致加工过程对焦比较困难，同时，导致加工尺寸增大。因此，如何实现在液体介质下，对激光离焦量进行精确的监测与控制是困扰该项目成功转化的另一难题。