【摘 要】
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随着激光技术的快速发展，超短脉冲激光在金属微加工领域得到了广泛应用。特别是皮秒脉冲激光以其稳定的工作特性及烧蚀材料时显现出的高质量加工特性，成为了近年来激光微加工领
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随着激光技术的快速发展，超短脉冲激光在金属微加工领域得到了广泛应用。特别是皮秒脉冲激光以其稳定的工作特性及烧蚀材料时显现出的高质量加工特性，成为了近年来激光微加工领域的研究热点。为了进一步探究皮秒超短脉冲激光对金属材料的烧蚀机理及微孔加工工艺问题，本文进行了以下方面的研究工作。首先，从理论上分析了激光打孔的基本原理，研究了激光与金属材料相互作用的一般规律。根据一维双温方程模型，分别讨论了不同脉宽激光在烧蚀材料时所表现出的不同特性。同时，以自主研制的全固态千赫兹皮秒激光器及四轴精密位移平台为基础，设计并搭建了可通过计算机软件控制的皮秒激光精密加工系统以用来进行烧蚀加工实验。利用皮秒激光精密加工设备，在钼、钛、不锈钢三种金属材料上进行了激光烧蚀阈值测定实验，利用烧蚀直径与以得到三种材料的皮秒激光单脉冲及多脉冲烧蚀阈值。在此基础上进行了大量打孔实验研究，并分析了激光参数、打孔方式及保护气体等变量对微孔加工质量及加工效率的影响。通过对实验结果的分析和研究，给出了激光打孔的优化参数及加工方法，为皮秒激光精细钻孔工业应用提供了参考数据。最终在保护气作用下分别以冲击打孔和环切打孔的方式对0.3mm厚的钼金属进行了加工，分别得到了直径50μm和200μm的高质量微孔，并利用螺旋打孔的方式在1mm厚的不锈钢板上得到了直径为200μm的微孔。
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