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紫外纳秒激光加工金刚石微槽工艺参数优化研究

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中国激光 2022年第10期49卷 88-98页

作者：韦新宇温秋玲陆静黄国钦崔长彩姜峰华侨大学制造工程研究院福建厦门361021

金刚石微槽在微电子散热器件和光学器件等领域都有非常大的潜在应用价值。系统研究了激光脉冲能量、扫描速度、扫描次数、重复频率和离焦量对金刚石微槽形貌、微槽宽度、微槽深度及微槽深度与宽度的比值的影响规律。研究结果表明,金刚... 详细信息

金刚石微槽在微电子散热器件和光学器件等领域都有非常大的潜在应用价值。系统研究了激光脉冲能量、扫描速度、扫描次数、重复频率和离焦量对金刚石微槽形貌、微槽宽度、微槽深度及微槽深度与宽度的比值的影响规律。研究结果表明,金刚石微槽的深度与激光脉冲能量、扫描次数呈正相关,随着激光脉冲能量和扫描次数的增大,微槽深度逐渐增加,并且当激光脉冲能量达到200μJ,扫描次数增加到30时,微槽深度趋于稳定;金刚石微槽的深度与扫描速度呈负相关,当扫描速度为5 mm/s时,可获得深度较大的微槽;微槽的深度随着激光重复频率的增大而增加,当激光重复频率达到60 kHz时,微槽的深度趋于稳定。当离焦量从负值变化到正值时,微槽的深度先增加后减小,当离焦量为-1 mm时,微槽的深度达到最大。在激光脉冲能量为200μJ,扫描速度为5 mm/s,扫描次数为30,重复频率为60 kHz,离焦量为-1 mm的优化参数下,能够获得微槽深度与微槽宽度的比值大于12的金刚石微槽。

关键词：激光技术紫外纳秒激光单晶金刚石微槽激光工艺参数

紫外纳秒激光在CVD单晶金刚石衬底上制作高深宽比微槽研究

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紫外纳秒激光在CVD单晶金刚石衬底上制作高深宽比微槽研究

作者：韦新宇华侨大学

学位级别：硕士

金刚石具有极高的硬度、良好的导热性、卓越的光学性能、高化学稳定性及良好的生物兼容性等优异性能,使其在精密切削工具、芯片散热、光学器件及生物等领域应用非常广泛。学者研究发现在金刚石表面制作高深宽比的微槽结构可以进一步提... 详细信息

金刚石具有极高的硬度、良好的导热性、卓越的光学性能、高化学稳定性及良好的生物兼容性等优异性能,使其在精密切削工具、芯片散热、光学器件及生物等领域应用非常广泛。学者研究发现在金刚石表面制作高深宽比的微槽结构可以进一步提升金刚石材料的散热性能。但是由于金刚石极大的硬脆性、耐腐蚀和电绝缘性,所以给传统的机械和化学加工方法带来了巨大的挑战。高能束激光具有极高的能量密度,能够使被加工材料瞬间熔化、汽化甚至升华,使其成为加工金刚石微槽的主流方法。纳秒激光相比于超快激光,有更高的加工效率。虽然已经有大量的学者研究了纳秒激光加工金刚石,但是他们主要探索的是可见和红外波段的激光加工金刚石的材料去除机理和激光工艺参数优化。相比于可见和红外波段的激光,紫外波段的激光光子能量更大,加工的热影响区更小。因此,本论文采用紫外纳秒激光加工高深宽比金刚石微槽。目前,还没有学者系统研究紫外纳秒激光工艺参数对金刚石微槽深宽比的影响。单晶金刚石具有各向异性,所以晶向也是激光加工金刚石需要考虑的一个重要因素。本文主要系统研究了紫外纳秒激光工艺参数和晶向对加工高深宽比金刚石微槽的形貌以及微槽宽度、深度和深宽比的影响。最后,为了进一步提高激光加工金刚石微槽的效率,本文提出了金膜辅助紫外纳秒激光加工金刚石微槽的新方法,并且在金刚石衬底上制作了芯片散热用的金刚石微槽结构。本论文主要研究内容和实验结论如下:（1）系统研究了紫外纳秒激光的脉冲能量、扫描速度、扫描次数、重复频率和离焦量等参数对金刚石微槽的形貌以及微槽的宽度、深度和深宽比的影响规律。随着激光脉冲能量和扫描次数的增加,微槽的深宽比先快速增加,然后趋于稳定;随着扫描速度的减小,微槽深宽比逐渐增大;随着激光重复频率的增加,微槽深宽比先逐渐增大,然后趋于稳定;当离焦量从负值变化到正值时,微槽深宽比先增加后减小。在此基础上,优选出金刚石微槽较优的加工参数为:激光脉冲能量200μJ,扫描速度5 mm/s,扫描次数25,重复频率60 k Hz,离焦量-1 mm。利用优选出的工艺参数在CVD单晶金刚石上加工出了表面质量好并且深宽比最大为14.5的微槽阵列结构。（2）对比了紫外纳秒激光加工＜100＞和＜110＞晶向的金刚石微槽的形貌以及微槽的深度、宽度和深宽比。进一步计算了＜100＞和＜110＞晶向微槽的烧蚀速率和材料去除率。实验结果表明,＜100＞晶向微槽内部附着大量的石墨颗粒,而＜110＞晶向微槽内几乎没有附着的颗粒,相对比较光滑,石墨层更薄;在相同的激光条件下,＜110＞微槽的烧蚀速率和材料去除率总是高于＜100＞微槽;沿金刚石＜110＞晶向比沿＜100＞晶向加工金刚石微槽的深度和深宽比更大;利用前面优选的激光工艺参数沿＜110＞晶向在CVD单晶金刚石上加工出深宽比最大为15.7的微槽阵列结构。（3）研究了金膜对紫外纳秒激光加工金刚石微槽形貌以及微槽宽度、深度和深度比的影响。仿真结果表明,在金、钛、镍、铬、铜、银六种金属膜中,金膜和铜膜辅助紫外纳秒激光加工金刚石微孔的深度最大;当金膜厚度达到100 nm时,微槽的宽度和深度都达到最大值。进一步利用紫外纳秒激光在表面镀有100nm厚金膜的金刚石上加工微槽,结果表明金膜在一定程度上可以提高激光加工金刚石的烧蚀速率和材料去除率。利用前面优选的激光工艺参数并沿＜110＞晶向在镀有100 nm厚金膜的CVD单晶金刚石上加工出了深宽比高达为16.6的微槽阵列结构。此外,根据芯片散热需求,在3 mm厚的金刚石衬底上制造了表面宽度为200μm,平均深度为1573μm,平均深宽比约为8.0的微槽阵列。

关键词：紫外纳秒激光 CVD单晶金刚石高深宽比微槽晶向金膜

基于紫外纳秒激光脉冲的薄膜微结构加工技术研究

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基于紫外纳秒激光脉冲的薄膜微结构加工技术研究

作者：李纪楷天津大学

学位级别：硕士

近年来,薄膜结构因其具有较小的特征尺寸和在光、电、磁、热和力学等方面表现出的独特性质而受到了广泛的关注,也在传感器、致动器、谐振器等众多关键基础零部件的设计中获得越来越多的应用。同时,不同场合的薄膜结构的应用也对薄膜微... 详细信息

近年来,薄膜结构因其具有较小的特征尺寸和在光、电、磁、热和力学等方面表现出的独特性质而受到了广泛的关注,也在传感器、致动器、谐振器等众多关键基础零部件的设计中获得越来越多的应用。同时,不同场合的薄膜结构的应用也对薄膜微结构的加工技术提出了更高的需求。本文针对紫外纳秒脉冲激光在薄膜结构加工中的相关技术进行了研究。论文完成的主要工作有:(1)对激光与被加工材料之间的相互作用机理进行了分析,研究了材料对激光的反射与吸收的过程,使用双温模型分析了激光脉冲在材料内部的热传导过程,依据激光能量的高斯分布模型定量分析了激光脉冲能量与加工点直径的关系,研究了适用于薄膜结构的激光脉冲加工技术。(2)优化设计了紫外纳秒激光加工系统。其中,运动控制系统采用PMAC运动控制板卡为核心实现,PMAC通过数字扩展卡发送信号到电机驱动器,进而控制三维位移台的移动;优化了光路机械结构,包括激光的传导、准直和聚焦。同时,编写了基于MFC框架的上位机软件,并使用多线程进行了优化。(3)针对薄膜结构Z向加工精度要求高的特点,研究了适用于紫外纳秒激光焦斑的位置定位算法和自动聚焦算法。位置定位算法通过识别亮点区域,结合灰度重心法,实现了1个像素的定位精度。自动聚焦算法采用基于物距和灰度比的成像模型和Sobel梯度算子实现了1个微米的聚焦精度。(4)利用优化的激光加工系统进行了薄膜结构的加工实验研究。实验样品为硅基底的铜膜和钛金合金基底的碲镉汞薄膜。实验研究了脉冲重复频率、激光能量和加工速度对加工效果的影响,加工了满足需求的光栅结构和方形槽结构,还研究了激光加工中的火柴头效应及修正方法。

关键词：薄膜结构紫外纳秒激光位置定位自动聚焦铜膜碲镉汞

基于短脉冲激光的陶瓷材料微孔加工技术与质量测评

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基于短脉冲激光的陶瓷材料微孔加工技术与质量测评

作者：李思雨西安工业大学

学位级别：硕士

氧化铝陶瓷具有耐高温、耐腐蚀、高硬度、高强度等优良力学、热学、化学性能,是常用于各种结构部件的先进陶瓷。然而这些重要部件在微加工过程中对制孔有很高要求,影响着加工质量和生产效率,但目前研究不够深入。本课题以氧化铝陶瓷材... 详细信息

氧化铝陶瓷具有耐高温、耐腐蚀、高硬度、高强度等优良力学、热学、化学性能,是常用于各种结构部件的先进陶瓷。然而这些重要部件在微加工过程中对制孔有很高要求,影响着加工质量和生产效率,但目前研究不够深入。本课题以氧化铝陶瓷材料为研究对象,对其开展短脉冲激光表面通孔的精密加工工艺研究。本文阐述了激光打孔的基本原理和分类,研究了紫外纳秒激光与氧化铝陶瓷相互作用的作用机理和过程,并通过COMSOL Multiphysics有限元仿真技术设计并搭建了流体结合传热计算模型,对激光加工机理进行分析。研究了多脉冲纳秒激光对氧化铝表面形貌演化的影响。计算模型采用了不同的传热和流体力学边界条件以及热力学性质,以更好地预测不同激光加工条件下的温度演化以及孔径和孔深。基于Huarary-P-plus-355-5B紫外纳秒激光器,进行了紫外纳秒激光旋切扫描式氧化铝陶瓷材料打孔实验。分析研究了氧化铝陶瓷表面的制孔原理与过程方法,重点从微孔表面孔径、锥度、圆度以及表面形貌和侧壁形貌等多种角度,分析了激光功率、重复频率等激光参数以及扫描次数、扫描速度等轨迹参数对紫外纳秒激光旋切打孔质量的影响。对于不同的激光参数,研究发现加工过程中激光功率与孔径大小呈正相关,对入口孔径的影响比出口孔径的影响程度更大;激光功率对微孔出口部分的圆度影响程度大于入口部分,随着激光功率的增大,孔的锥度也会相应增加;激光功率对微孔形貌质量影响较大。重复频率对出口孔径有一定影响,但对微孔的入口孔径以及圆度影响不大,降低重复频率可以提高微孔的形貌质量;对于轨迹参数而言,当扫描速度提高时,孔的入口和出口直径都呈现出变小的规律,扫描速度越高,孔圆度误差越大,扫描速度过高和扫描次数过少都不利于通孔的形成。本课题通过建立激光打孔仿真模型,对激光打孔的微观过程机理进行理论分析,得到了激光功率的增大增强了激光打孔作用过程中的热效应和材料去除能力的规律,为后续的打孔实验研究提供了理论指导。在仿真基础上进行了打孔实验,分析了影响微孔加工质量的影响因素,与仿真过程得出结论一致,形成了氧化铝陶瓷紫外纳秒激光微孔加工的最佳工艺参数,解决了氧化铝打孔工艺中普遍具有的效率低下、微孔质量不理想等缺陷问题。

关键词：氧化铝紫外纳秒激光激光烧蚀通孔加工

纳秒激光诱导半导体材料表面周期性结构产生机理及控制方法研究

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纳秒激光诱导半导体材料表面周期性结构产生机理及控制方法研究

作者：曹思琪南京理工大学

学位级别：硕士

激光诱导表面周期性结构（Laser-induced periodic surface structures,LIPSS）是由激光辐射诱导的、在材料表面产生的一种周期性条纹结构,各种实验相继证实了这是几乎存在于所有固体表面的一种物理现象。典型的LIPSS形貌类似于光栅,这... 详细信息

激光诱导表面周期性结构（Laser-induced periodic surface structures,LIPSS）是由激光辐射诱导的、在材料表面产生的一种周期性条纹结构,各种实验相继证实了这是几乎存在于所有固体表面的一种物理现象。典型的LIPSS形貌类似于光栅,这种形貌使得其能改善材料表面的诸多性能,比如润湿性能的调制、表面摩擦学性能的改善以及抑制或增强细胞生长的功能等,在材料防腐、航天航海以及生物医学等领域有十分重要的应用前景。为丰富各波段激光与半导体作用制备LIPSS领域的研究,本文主要从实验制备和理论分析两个方面研究了紫外纳秒激光在不同环境中诱导半导体锗表面周期性结构的产生机理及控制方法。本文以波长为355 nm、脉冲宽度为7 ns,重复频率为1 Hz的紫外纳秒激光为作用光源,以单面抛光的半导体锗（晶向P）为样品材料,分别以空气环境和水环境为背景介质搭建实验光路,在单晶锗表面制备了两种条纹取向不一样的周期性微纳结构。在空气环境中能产生LIPSS的激光能量密度区间为60.1 m J/cm～104.2 m J/cm、脉冲个数区间为40～250。在水环境中,能产生LIPSS的激光能量密度区间为22.9 m J/cm～31.7m J/cm、脉冲个数区间为15～400。讨论了激光参数和环境因素对LIPSS形貌的影响,特别是对LIPSS空间周期、峰谷深度和结构方向的影响。实验发现,诱导产生的LIPSS空间周期与能量密度、脉冲个数、激光入射角度和背景介质有关,而LIPSS的条纹方向主要取决于激光偏振方向。借助经典的热传导模型并对其中的热容项进行了相变修正,理论计算了激光辐照过程中材料表面中心点温度随时间的演化关系及作用区域内各点能达到的最大温度值,对材料表面所处的相态进行了分析,为后续研究LIPSS的形成机理做了铺垫。对于在空气环境中形成的微米级LIPSS,利用毛细波理论对其形成过程进行了描述并理论估计了其周期大小。对于在空气环境和水环境中形成的亚微米级LIPSS,利用表面等离激元极化波和Sipe干涉的共同作用对其形成机制作了分析。以Sipe模型为基础,对LIPSS形貌随激光参数的变化趋势做了理论分析,与实验观察的结果相一致。综上,本文研究了不同环境中激光诱导半导体锗表面周期性结构的产生机理及控制方法,具体讨论了激光能量密度、作用脉冲个数、激光偏振方向和激光入射角度对材料表面周期性形貌的影响规律及调控方法,并分别分析了不同环境中紫外纳秒激光诱导锗材料表面形成多种周期性微纳结构的物理机理,为紫外纳秒激光与半导体材料的相互作用过程的研究提供了一定参考。

关键词：紫外纳秒激光单晶锗激光诱导表面周期性结构环境介质

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激光诱导等离子体沉积工艺及其应用

激光诱导等离子体沉积工艺及其应用

作者：杨凯华中科技大学

学位级别：硕士

激光具有亮度高、方向性好、峰值功率高、光斑尺寸小等优点,在科学研究和工业生产中发挥着重要的作用。近年来,激光诱导沉积技术得到了越来越多的关注和研究,被广泛地应用于薄膜制备、微型器件制作、电路修复等领域。激光诱导等离子体... 详细信息

激光具有亮度高、方向性好、峰值功率高、光斑尺寸小等优点,在科学研究和工业生产中发挥着重要的作用。近年来,激光诱导沉积技术得到了越来越多的关注和研究,被广泛地应用于薄膜制备、微型器件制作、电路修复等领域。激光诱导等离子体沉积技术是激光诱导沉积技术的重要研究方向之一,它具有工序简单、使用灵活、容易实现等突出优点,应用前景巨大。本文利用两种廉价、易维护和加工效率高的激光,即波长为355nm的纳秒脉冲激光和波长为1064nm的纳秒脉冲激光,在普通硅酸盐玻璃表面进行铜材料的沉积实验,较系统地研究了激光能量密度、扫描速度、离焦量、加工次数、光斑搭接率等工艺参数对沉积结果的影响。通过单线条激光诱导等离子体沉积铜实验,确定了紫外激光和红外激光对铜材料的沉积阈值。当紫外激光能量密度达到约8J/cm,红外激光能量密度达到约12.5J/cm时,才会有明显的沉积现象发生。此外,激光扫描速度、离焦量、加工次数等都会对沉积线条的线宽和形貌有明显影响,而且这两种激光作用下沉积线条的尺寸变化规律类似。在大面积铜层沉积过程中,对比研究了这两种激光在不同激光参数下铜沉积层的微观形貌、沉积厚度、表面粗糙度的变化情况,此时激光光斑搭接率是重要的影响因素。光斑搭接率过大会导致铜沉积失败,所以能实现铜有效沉积的合适紫外激光光斑搭接率范围为-20%0%,红外激光光斑搭接率范围为-20%0%。在此范围内,随着光斑搭接率的增加,紫外激光作用下铜沉积层微观形貌由坑蚀变为横向沟槽,而红外激光作用下仅发现铜颗粒在玻璃表面的吸附堆积。这两种激光作用下,铜沉积层厚度、表面粗糙度均呈现先增加后减小的趋势。对铜沉积层的X射线衍射(XRD)分析和玻璃表面结构性能分析表明,在激光诱导等离子体沉积的过程中,铜沉积层没有可观察到的氧化现象发生,铜元素有可能扩散到玻璃内部;紫外激光在沉积发生的同时对玻璃的刻蚀作用大于红外激光。对激光诱导等离子体沉积的铜层进一步研究发现,尽管铜沉积层可作为化学镀铜的催化活性中心,但由于大部分铜颗粒附着在玻璃表面及玻璃表面的粗糙度过小等原因,使得铜层的结合强度较差。因此该技术在目前情况下,只适合用在对金属层结合强度要求不高的场合。这项技术与计算机技术、数控机床技术等结合可以方便地制备各种复杂的图案,如书写文字、绘制图画、颜色标记等。

关键词：激光诱导等离子体沉积工艺紫外纳秒激光红外纳秒激光铜沉积层

纳秒激光诱导聚酰亚胺薄膜表面周期性结构产生机理及控制方法研究

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纳秒激光诱导聚酰亚胺薄膜表面周期性结构产生机理及控制方法研究

作者：林素颖南京理工大学

学位级别：硕士

激光诱导表面周期性结构(laser-induced periodic surface structures,LIPSS)是由激光辐射诱导在材料表面产生的一种周期性条纹结构。它能在一定的能量密度和脉冲个数的激光辐照下产生,且能在金属、半导体、电介质等几乎一切物质上产生... 详细信息

激光诱导表面周期性结构(laser-induced periodic surface structures,LIPSS)是由激光辐射诱导在材料表面产生的一种周期性条纹结构。它能在一定的能量密度和脉冲个数的激光辐照下产生,且能在金属、半导体、电介质等几乎一切物质上产生,是一种普遍存在的表面结构。利用它能够改善材料表面的诸多性能,例如摩擦特性、润湿特性、生物相容性以及光学特性,在微电子、生物医学、航天航空等领域都有广泛地应用。本文重点研究了紫外纳秒激光诱导聚酰亚胺薄膜表面产生周期性条纹结构的形成机理及调控方法。采用了波长为355 nm、脉宽为7 ns、重复频率为1 Hz的线性偏振激光在聚酰亚胺薄膜表面制备了微米量级的周期性表面结构,并讨论了激光参数对波纹形貌的影响。实验发现,周期性结构的产生存在一定的能量阈值和脉冲个数阈值,当激光能量密度范围在54 m J/cm-586 m J/cm,脉冲个数在1-50之间时,能在聚合物薄膜表面产生周期为4μm-6.5μm的规整条纹结构。在保持激光能量密度不变的情况下,增加脉冲个数,或者保持脉冲个数不变,增大入射到材料表面的激光能量密度,都能引起波纹周期增大,并且根据实验结果,随着脉冲个数的增加,烧蚀坑的深度增加,LIPSS能持续出现在坑底。为有效调控聚酰亚胺薄膜表面周期性结构提供了一定的研究基础。提出了通过激光光斑形状控制LIPSS方向的新方法,在光路中引入狭缝对激光光斑进行轻微整形,就能改变LIPSS的条纹方向。并且通过实验发现了光斑形状对聚酰亚胺薄膜表面周期性结构规整度的影响。相同能量密度下对激光光斑进行整型,规整度提高了12.00%-52.17%,且能量密度越大,LIPSS的规整度受光斑形状的影响就越大,为激光诱导聚酰亚胺薄膜表面周期性结构大规模生产加工提供了实验积累。建立了355 nm波长的紫外纳秒激光诱导聚酰亚胺薄膜表面微米级周期性条纹结构形成的机理模型。通过热传导模型对激光激励下材料温度场分布进行模拟。由于聚合物的力学状态随着温度变化发生改变,因此可以得到在LIPSS形成过程中材料力学性质的变化。针对激光作用后材料的力学特性,借鉴了基于弹性力学的软材料生长模型,计算出LIPSS的周期在0.96μm-9μm之间,与实验结果相符合。根据本项工作中得到的激光诱导聚酰亚胺薄膜表面产生周期性结构的特征,将聚酰亚胺薄膜表面LIPSS等效成光栅结构,基于等效介质理论针对太赫兹频段对光栅结构的折射率进行了计算,并求得0.5 THz-3 THz频段聚酰亚胺薄膜表面周期性结构的反射率,与未经激光处理的表面相比,在0.5 THz-3 THz频段反射率降低了7.64%-15.70%。对太赫兹波在透射成像等领域的应用有着实际意义。

关键词：紫外纳秒激光聚酰亚胺薄膜激光诱导表面周期性结构激光与物质相互作用

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CFRP层板紫外激光高质量切割工艺研究

CFRP层板紫外激光高质量切割工艺研究

作者：高培瑛哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

碳纤维增强树脂基复合材料(CFRP)被广泛应用在工业领域,具有良好的综合材料性能。CFRP由碳纤维以及环氧树脂基体组成,使用传统的机械加工的方式会带来诸多问题,例如撕裂、分层及形成热影响区等,同时对于刀具的磨损较大。探究高效高质量... 详细信息

碳纤维增强树脂基复合材料(CFRP)被广泛应用在工业领域,具有良好的综合材料性能。CFRP由碳纤维以及环氧树脂基体组成,使用传统的机械加工的方式会带来诸多问题,例如撕裂、分层及形成热影响区等,同时对于刀具的磨损较大。探究高效高质量的加工方式很有必要,为获得高质量的加工方式,本文对紫外激光加工CFRP层板的蚀除机理、仿真过程、工艺参数优化等方面进行了相关研究。本文首先对树脂基CFRP的结构特点以及材料属性进行了分析,在此基础上开展了CFRP对紫外激光的吸收过程探究,对脉宽和波长对加工机理的影响进行了研究,为选择紫外纳秒激光进行CFRP高质量加工提供了理论依据。为了进一步分析紫外纳秒激光对CFRP的作用过程,采用有限元方法对紫外纳秒激光进行CFRP加工过程的热力学仿真,获得了紫外纳秒激光脉冲作用下CFRP层板的温度场、应力场以及热膨胀的随时间变化规律。通过仿真分析揭示了离焦量对去除区域面积及蚀除深度的影响规律;并进行了在不同激光功率条件下加工效果的实验与仿真的对比,证明了仿真的有效性。仿真部分还进行了对材料中各部分所受拉压应力的方向的分析,以及单脉冲作用下热膨胀的研究,揭示了形成热影响区以及膨胀等缺陷产生原因。为了得到最优加工质量以及高效率的工艺参数,进行了紫外纳秒激光对CFRP层板的切割工艺实验,切割方式分为线扫描切割以及铣削方式切割。线扫描切割方式分别探究了激光功率、扫描速度、重复频率对切缝锥度、切缝入口处热影响区大小、有效加工时间等评价指标的影响,得到了加工质量较好的工艺参数范围,并且对加工进程和最终加工深度进行了分析。铣削方式切割进行了基于响应曲面法的实验,探究了铣槽宽度、扫描速度、激光功率、填充间距对有效加工时间、切缝锥度、切缝侧面表面粗糙度值等指标的影响规律。通过对各影响参数进行拟合得到了数据模型,实现了工艺参数优化。基于以上优化方法获得了工艺参数,并且进行了圆形以及角形的切割实验,获得了较好的加工质量以及加工效率,证明了紫外纳秒激光在CFRP层板的加工方面可以达到很高的加工质量,为工业上CFRP的加工方式提供了新思路。

关键词：碳纤维复合材料紫外纳秒激光有限元仿真切割实验响应曲面法