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超短脉冲激光微加工中的热积累温度测量( Heat accumulation temperature measurement in ultrashort pulse laser micromachining )
J Martan L Prokeová D Moskal BCFD Faria V Lang
超短脉冲激光微加工受到前次激光脉冲余热在试样表面产生的热积累的影响。到目前为止，大多数的工作都是通过数值模拟来分析堆积。本文首次研制和应用了纳秒和微秒时间范围内的直接热积温测量系统。该测量系统基于红外辐射测量技术，由液氮冷却的快速HgCdTe光电探测器和抛物面反射镜组成。采用不同脉冲能量、重复频率和扫描速度的14 W皮秒激光对沟槽进行微加工。为了从测量信号获得温度，对测量系统进行了校准。由于激光光斑很小（25微米）、信号很小以及在低扫描速度下加热区域大小的变化,标定不是很直接。扫描速度为8 m/s至0.07 m/s,脉冲能量为0.1 J至100 J时,材料的积热温度为300°C至2600°C。扫描电镜(SEM)图像显示,在低扫描速度下,材料已部分熔化（板上有小熔滴）。用三维共聚焦激光显微镜测定表面粗糙度和烧蚀率。粗糙度与热积温之间具有良好的相关性，从而验证了标定的有效性。对于最有效的烧蚀参数，测量的热积聚温度惊人地是最高的，同时获得了低的表面粗糙度。
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