中德光生产平台—亚琛联合科技，聚焦激光微纳加工痛点

图1：激光微纳加工创新平台
高精度自动化旋转光学系统（Helical Optic）
激光旋转制孔技术，适用于精密形状微孔制备。受到光束性质的影响，一般微孔深径比的极限约为20:1。使用超短脉冲激光可制备出入口都具备高圆度特征的微孔，其深径比受到多个因素的限制，特别是制孔工艺、光学元件、及超短脉冲激光最大脉冲能量。制孔过程中，由于聚焦激光光束的发散和多次反射现象，材料烧蚀速率会随着制孔深度的增加急剧下降。因此，在较厚材料上制备较大深径比的微孔更有难度。
Fraunhofer ILT研发出高质量旋转光学系统，配备高脉冲能量超短脉冲脉冲激光，对微孔制备技术进行了系统性研究。激光波长532nm，脉冲宽度12ps，最大单脉冲能量650μJ，光束焦点直径25μm。在旋转制孔过程中，光源入射角、位置、旋转速度可灵活调节，从而可以有选择地调控光束的多次反射程度、钻孔过程的能量作用时间及空间上的热沉积。
采用较高单脉冲能量可提高激光对材料的烧蚀速率。对3mm厚钢板，可在25μm内完成制孔，出入口孔径为φ60μm，其极限深径比达到了50:1；出入口圆度大于0.92。下图 中的深孔纵向剖面图显示，深孔垂直于材料表面，入孔区边缘角接近90°，孔壁粗糙度Ra小于0.5μm。

旋转制孔技术可以在钢、玻璃、陶瓷材料上制备高径深比的精密微孔，在旋转喷嘴、注射器喷嘴、喷射器、通风孔及传感器、过滤器等多种零部件上都有应用。随着应用案例的不断增多，微孔精密制造技术也在不断完善与升级。