1、飞 秒 激 光 对 玻 璃 钢 表 面 的 烧 蚀 特 性 试 验 研 究：.飞 秒 激 光 对 玻 璃 钢 表 面 的 烧 蚀 特 性 试 验 研 究何 宗 泰，刘 可 欣，刘 鸣，刘 顿，杨 奇 彪（湖 北 工 业 大 学 机 械 工 程 学 院，武 汉）摘 要：玻 璃 钢 因 其 优 良 的 透 波 性 和 介 电 性 能 而 被 广 泛 应 用 于 雷 达 设 备 的 容 器 或 外 壳 的 制 造。为 了 对 玻 璃 钢 表 面 进 行 精密 加 工，采 用 波 长 为 的 飞 秒 脉 冲 激 光 对 玻 璃 钢 表 面 进 行 刻 蚀，研 究 了 不 同 激 光 能 量 密 度、扫
2、 描 速 度 以 及 刻 蚀 次 数 对 玻璃 纤 维 增 强 树 脂 基 复 合 材 料 表 面 的 烧 蚀 效 果。研 究 发 现 飞 秒 激 光 对 玻 璃 钢 的 烧 蚀 状 态 可 分 为 弱 烧 蚀 与 强 烧 蚀，且 强 烧 蚀 状 态可 在 弱 烧 蚀 的 基 础 上 演 变 形 成。弱 烧 蚀 状 态 时，激 光 对 材 料 的 去 除 机 制 主 要 为 热 解 汽 化，热 影 响 较 小，加 工 后 的 表 面 能 够 维 持部 分 原 始 组 织 结 构 与 化 学 性 质。当 激 光 能 量 密 度、光 斑 重 叠 率 或 扫 描 次 数 增 加 后，材 料 表 面
3、的 热 累 积 效 应 增 强，加 剧 了 材 料 的消 融 率，形 成 强 烧 蚀 状 态，烧 蚀 后 材 料 表 面 组 织 结 构 与 化 学 性 质 发 生 改 变，碳 化 现 象 显 著。关 键 词：飞 秒 激 光；玻 璃 钢；材 料 烧 蚀中 图 分 类 号：文 献 标 识 码：文 章 编 号：（），（，）：，：；收 稿 日 期：作 者 简 介：何 宗 泰（），男，硕 士 研 究 生，研 究 方 向 为 超 快 激 光 加 工。通 讯 作 者：刘 顿（），男，博 士，教 授，研 究 方 向 为 超 快 激 光 与 光 场 调 控，.。玻 璃 纤 维 增 强 树 脂 基 复 合 材
4、料（简 称 玻 璃 钢）具 有 优 良 的 透 波 性 与 介 电 性 能，被 广 泛 用 于 制 造 雷达 设 备 的 容 器 或 外 形 蒙 皮。在 复 杂 的 电 磁 环 境中，需 要 在 玻 璃 钢 表 面 加 工 微 型 槽 用 于 埋 设 特 殊 电路，以 满 足 电 磁 兼 容 的 需 求。然 而 玻 璃 钢 具 有 非 均质 性 与 各 向 异 性，导 致 传 统 机 械 加 工 手 段 难 以 实 现微 型 槽 的 精 密 刻 蚀。激 光 作 为 一 种 非 接 触 加 工 手段，可 满 足 高 精 度 加 工 的 需 求。等 研 究 了 碳纤 维 复 合 材 料 的 层 合
5、 结 构 在 连 续 激 光 辐 照 下 的 烧 蚀特 性，发 现 材 料 表 面 非 单 调 温 升 和 热 影 响 区 的 形 状与 层 合 结 构 的 热 流 密 度 有 关；等 使 用 紫 外纳 秒 激 光 分 别 对 碳 纤 维 和 玻 璃 纤 维 增 强 树 脂 基 复 合材 料 进 行 烧 蚀，验 证 了 激 光 对 纤 维 增 强 复 合 材 料 精密 加 工 的 可 行 性；彭 国 良 等 提 出 了 激 光 对 玻 璃 钢力 学 剥 蚀 的 模 型 和 判 据，结 果 表 明 力 学 剥 蚀 过 程 可有 效 降 低 烧 蚀 穿 孔 所 需 能 量。在 各 种 不 同 脉 冲 宽 度 的 激 光 中，飞 秒 激 光 由 于脉 冲 持 续 时 间 极 短，可 输 出 极 高 的 峰 值 功 率。同 时，年 月
