激光切割原理
激光在極片表面的吸收、透射與反射事實(shí)上為激光光波產(chǎn)生的磁場與其表面物質(zhì)相互產(chǎn)生作用的過程,材料受到光輻照,其內(nèi)部自由電子的動(dòng)能、束縛電子的激發(fā)能等原始激發(fā)能需經(jīng)歷兩個(gè)步驟轉(zhuǎn)化為熱量。首先材料的受激離子運(yùn)動(dòng)在空間與時(shí)間上為隨機(jī)狀態(tài),這個(gè)過程在粒子的碰撞事件內(nèi)完成,該時(shí)間遠(yuǎn)小于激光脈沖寬度。在此過程中,存在大量的碰撞和中間狀態(tài),對(duì)于非金屬材料而言,轉(zhuǎn)化過程中存在一些能量轉(zhuǎn)化機(jī)制,每種轉(zhuǎn)換都具備其對(duì)應(yīng)的時(shí)間常數(shù)。對(duì)于金屬材料而言,受激運(yùn)動(dòng)的自由電子在與晶體點(diǎn)陣碰撞的過程中,將剩余能量轉(zhuǎn)為晶體點(diǎn)陣的振動(dòng)。對(duì)于鋁箔和銅箔來說,常態(tài)下,表面光潔的鋁材是一種高反射材料,其對(duì)1064nm激光的吸收率只有6%左右,對(duì)532nm和355nm波長的吸收率稍高,為8%,雖然對(duì)半導(dǎo)體激光器808nm波段的吸收率可達(dá)12%,但由于半導(dǎo)體激光器的光束發(fā)散角大,光束質(zhì)量較差,不能直接用于材料加工。而銅對(duì)1064nm激光的吸收率約為2%,對(duì)綠光或紫外光的吸收率相對(duì)高一點(diǎn),同時(shí)銅的熱導(dǎo)率非常高,因此銅加工是當(dāng)前難點(diǎn)之一。