Лазерный мир

Коваленко А.Ф. // В сборнике: ЛАЗЕРЫ В НАУКЕ, ТЕХНИКЕ, МЕДИЦИНЕ. Сборник научных трудов XXXV Международной конференции. Москва, 2025. С. 117-121. 

В рамках одномерной задачи об испарении поглощающего слоя материала получены аналитические соотношения для расчета удельной приведенной массы сублимировавшего материала. Определены экстремумы искомых функций. Показано, что воздействие на двух и более длинах волн лазерного излучения при сохранении равной плотности энергии лазерного излучения не является энергетически выгодным режимом по сравнению с воздействием на одной длине волны.

В настоящее время для обработки полупроводниковых, стеклянных и керамических пластин используют импульсные лазеры [1–3]. Одним из способов лазерной обработки материалов является скрайбирование [1], сущность которого состоит в нанесении на поверхность пластины сплошной канавки. Использование лазерного скрайбирования позволяет повысить точность разделения пластин на отдельные элементы, производительность процесса разделения и обеспечить высокую чистоту обработки поверхности.

Обрабатываемые материалы, как правило, обладают объемным поглощением воздействующего лазерного излучения. В работах [4, 5] при допущении о «мгновенном» выделении энергии лазерного импульса в поглощающем слое материала пластины получены аналитические соотношения для плотности энергии лазерного излучения, необходимой для образования канавки скрайбирования глубиной h, и для удельной (на единицу вложенной энергии) массы испаренного материала

Существуют лазерные установки, работающие на двух длинах волн. Например, лазер на парах меди, работающий в импульсно-периодическом  режиме, работает на двух длинах волн 510,6 мкм и 578,2 мкм [6]. Часть излучения твердотельного лазера на иттрий-алюминиевом гранате при помощи нелинейного кристалла можно преобразовать во вторую гармонику и осуществлять воздействие на двух длинах волн 1,06 мкм и 0,53 мкм. При этом во вторую гармонику будет преобразовано от 30 до 50% энергии лазерного излучения. Представляет интерес исследование функции энерговыделения в поглощающем слое материала и зависимости удельной приведенной массы сублимированного материала от параметров воздействующего излучения, так как сумма экспонент не является экспонентой.

Таким образом, исследования показали, что воздействие на двух длинах волн лазерного излучения при скрайбировании неметаллических материалов всегда уступает по эффективности воздействию на одной длине волны при условии выбора режимов, близких к оптимальным и выполнении условия равенства энергии излучения лазера.