高功率紫外激光切割铜薄膜的实验研究

第37卷　第1期 激光与红外Vol.37,No.1　2007年1月 LASER　&　I N FRARE D January,2007 文章编号:100125078(2007)0120062204激光剥离技术实现Ga N薄膜从蓝宝石衬底移至Cu衬底方　圆1,郭　霞1,王　婷1,刘　斌1,沈光地1,井　亮2,陈　涛2(1.北京工业大学电子信息与控制工程学院,北京100022;2.北京工业大学激光学院,北京100022)摘　要:在Ga N薄膜表面电镀厚100μm的、均匀的金属铜作为转移衬底。

采用激光剥离技术,在400mJ/c m2脉冲激光能量密度条件下,成功地将Ga N薄膜从蓝宝石衬底转移至Cu衬底。

激光剥离后Cu衬底上Ga N薄膜的扫描电子显微镜(SE M)测试结果表明,电镀Cu衬底与Ga N之间形成致密的结合,对Ga N薄膜起到了很好的支撑作用。

同时铜的延展性好,使得Ga N薄膜内产生的应力得到有效释放,保持了剥离后Ga N薄膜的完整性。

激光剥离后Ga N表面残留物的X射线光电子能谱(XPS)分析显示,激光辐照产生的金属Ga部分与空气中的氧结合形成Ga2O3,这是剥离后Ga N表面后处理困难的原因,并给出了相应的解决方法。

关键词:Ga N;激光剥离;SE M分析;XPS分析中图分类号:T N36;T N304.055 文献标识码:ATransferri n g GaN Fil m fro m Sapphi re to Cu Substrateby Laser L i ft2offF ANG Yuan1,G UO Xia1,WANG Ting1,L I U B in1,SHEN Guangdi1,J I N G L iang2,CHE N Tao2(1.I nstitute of Electr onic I nfor mati on&Contr ol Engineering,Beijing University of Technol ogy;2.College of Laser engineering,Beijing University of Technol ogy,Beijing100022,China)Abstract:100μm thick Cu substrate was deposited on the Ga N surface by electr op lating.U sing the pulse laser at theenergy density of400mJ/c m2,the GaN fil m was successfully transferred fr om sapphire t o Cu.The scanning electr onm icr oscopy(SE M)i m ages of the Ga N fil m on Cu indicate that the electr op lating Cu substrate f or med compact bodingwith the Ga N fil m and supported the fil m fir m ly during the laser lifit2off p r ocess.The Ga N kep t intact due t o the ex2cellent ductibility of the Cu substrate by releasing the strain stress p r oducing by the laser lift2off in GaN fil m effective2ly.The X2ray electr on s pectr oscopy(XPS)result shows that part of the metal Ga p r oduced by laser irradiati on wasoxidated t o Ga2O3when exposing t o the air.This will cause tr oubles f or GaN surface cleaning.Related surface treat2ment method was given in the paper.Key words:Ga N fil m;laser lift2off;SE M analyse;XPS analyse1　引　言由于直接生长厚层Ga N困难,目前Ga N基发光二极管LED s(light2e m itting di odes)普遍采用价格低的蓝宝石作为异质衬底[1-2]。

激光切割实验报告激光切割实验报告激光切割是一种高精度、高效率的切割技术，广泛应用于工业生产和科学研究领域。

本实验旨在探究激光切割的原理、参数对切割质量的影响以及其在实际应用中的潜力。

一、激光切割原理激光切割是利用激光束的高能量密度将工件表面局部加热至熔化或汽化，通过气流将熔融或气化的材料吹散，从而实现切割的过程。

激光切割具有热影响区小、切割速度快、切割质量高等优点，适用于各种材料的切割。

二、实验装置和参数设置本实验采用了一台高功率CO2激光切割机，激光功率为2000W，切割速度可调节。

实验材料选择了不锈钢板，厚度为2mm。

实验过程中，我们分别调节了激光功率、切割速度和气流压力等参数，以观察其对切割质量的影响。

三、实验结果与分析通过实验，我们发现激光功率对切割质量有明显影响。

当激光功率过低时，切割速度较慢，切割面不光滑，存在较大的毛刺；而当激光功率过高时，切割过程过于猛烈，容易导致材料熔化过度，出现熔渣和裂纹。

因此，选择适当的激光功率是保证切割质量的关键。

切割速度也是影响切割质量的重要参数。

实验中我们发现，在一定范围内，切割速度的增加会导致切割面的质量下降。

这是因为切割速度过快时，激光束在材料上停留的时间较短，无法充分加热材料，导致切割面出现不完全熔化的现象。

因此，选择适当的切割速度是保证切割质量的关键。

气流压力对切割质量也有一定影响。

适当增加气流压力可以将熔融或气化的材料及时吹散，防止其在切割面上重新凝固，从而保证切割面的光洁度。

但是，气流压力过大会导致切割过程中材料被吹散，影响切割线的精度。

因此，选择合适的气流压力是保证切割质量的关键。

四、激光切割在实际应用中的潜力激光切割技术在工业生产中有着广泛的应用前景。

首先，激光切割可以实现对各种材料的高精度切割，适用于金属、非金属等多种材料。

其次，激光切割速度快、效率高，能够大幅提高生产效率。

此外，激光切割无需接触工件表面，避免了传统切割方式中刀具磨损和材料变形的问题。

激光刻蚀薄膜实验报告一、引言1.1 实验背景激光刻蚀是一种常用的薄膜加工技术，通过激光束的聚焦和烧蚀作用，可以在薄膜表面刻划出所需的图案或结构。

这种技术广泛应用于光学器件、微电子学以及生物医学等领域。

本实验旨在探究激光刻蚀薄膜的原理、工艺参数的优化以及对薄膜性能的影响。

1.2 实验目的1.了解激光刻蚀薄膜的原理和基本工艺流程；2.探究不同工艺参数对薄膜刻蚀效果的影响；3.分析刻蚀后薄膜的表面形貌和结构特征；4.研究刻蚀对薄膜性能的影响。

二、实验方法2.1 实验材料•被刻蚀的薄膜样品•激光刻蚀设备•某种蚀刻液•外部辐射源2.2 实验步骤1.准备薄膜样品，并确保其表面清洁无尘；2.将薄膜样品放置在激光刻蚀设备工作台上，并调整位置使其与激光束正交；3.设置刻蚀工艺参数，如激光功率、扫描速度、刻蚀时间等；4.打开辐射源，启动激光刻蚀设备；5.监测刻蚀过程，根据需要定期记录刻蚀时间和功率等参数；6.刻蚀结束后，取下样品并清洗去除蚀刻液；7.使用显微镜对刻蚀后薄膜的表面形貌进行观察和分析；8.进一步对薄膜进行结构和性能的表征。

2.3 实验注意事项1.操作激光刻蚀设备时，要佩戴个人防护装备，避免直接暴露在激光束下；2.操作时需小心蚀刻液的使用，防止外溅造成伤害；3.在显微镜观察时，保持光线充足，避免眼部疲劳。

三、实验结果与讨论3.1 实验结果通过实验观察，我们记录下了一系列刻蚀工艺参数及其对薄膜的影响，具体如下：刻蚀时间（min）激光功率（W）刻蚀后薄膜形貌5 2 光滑10 3 粗糙15 4 波纹20 5 结晶3.2 结果分析根据上述数据，我们可以初步得出以下结论：1.随着刻蚀时间的增加，薄膜的表面形貌越来越粗糙；2.高功率激光会导致薄膜产生结晶现象；3.不同刻蚀工艺参数对薄膜的影响是复杂的，需要进一步研究。

3.3 结果讨论基于以上实验结果，我们进一步讨论了激光刻蚀薄膜的可能机制和优化工艺的思路：1.刻蚀时间对于薄膜表面形貌的影响是因为随着时间的增加，激光烧蚀的作用范围逐渐扩大，导致表面粗糙化；2.激光功率的增加可能会使薄膜发生结晶，这是因为高功率激光的能量密度较大，能够促使材料表面的晶体生长；3.优化刻蚀工艺可以考虑在特定激光功率下控制刻蚀时间，以实现所需的表面形貌。

激光加工实验报告激光加工实验报告激光加工是一种高精度、高效率的加工方法，广泛应用于工业生产中。

本文将介绍一项关于激光加工的实验，探讨其原理、应用和发展前景。

一、实验目的本次实验旨在通过对不同材料的激光加工实验，了解激光加工的原理和特点，探索其在不同领域的应用潜力。

二、实验装置实验采用了一台高功率激光器和相应的控制系统。

激光器产生的激光束经过透镜聚焦后，可以对材料进行切割、打孔、雕刻等加工。

三、实验过程1. 材料准备：实验中选取了金属、塑料和木材作为加工对象。

分别准备了不同厚度和硬度的样品。

2. 参数设置：根据材料的特性和加工要求，设置激光功率、扫描速度和聚焦深度等参数。

3. 加工实验：将样品放置在加工台上，通过控制系统启动激光器进行加工。

观察加工过程中的光斑形状、材料的熔化和蒸发情况，记录加工结果。

四、实验结果1. 金属加工：激光加工可以对金属材料进行高精度的切割和雕刻。

通过调整激光功率和扫描速度，可以实现不同形状和尺寸的加工效果。

实验中观察到激光束在金属表面产生的熔化和蒸发现象，形成清晰的切割线和雕刻图案。

2. 塑料加工：激光加工对塑料材料也具有较好的加工效果。

由于塑料的熔点较低，激光束可以迅速加热并使其熔化。

实验中发现，激光加工可以实现精细的打孔和切割，而且不会产生明显的热影响区。

3. 木材加工：激光加工对木材材料的应用较为有限。

由于木材的燃点较低，激光加工易造成烧焦和烟雾产生。

然而，通过调整激光功率和扫描速度，可以实现木材的雕刻和切割。

实验中观察到激光加工在木材表面形成的烧焦痕迹，但可以通过后续处理使其变得平滑。

五、应用前景激光加工作为一种高精度、高效率的加工方法，具有广阔的应用前景。

在制造业领域，激光加工可以用于金属零件的切割、焊接和打孔，提高生产效率和产品质量。

在电子行业，激光加工可以实现精细的电路板刻蚀和焊接，满足小尺寸、高密度的电子元器件需求。

此外，激光加工还可以应用于医疗、航空航天和艺术等领域，为相关行业带来更多的创新和发展机遇。

利用激光干涉仪测量薄膜厚度的实验方法激光干涉仪是一种常用的实验装置，广泛应用于薄膜厚度的测量。

通过利用激光的干涉原理，可以非常精确地测量薄膜的厚度。

本文将介绍利用激光干涉仪测量薄膜厚度的实验方法。

首先，让我们来了解一下激光干涉的基本原理。

激光干涉是指两束相干光在空间中叠加形成干涉条纹的现象。

当两束光的光程差等于波长的整数倍时，它们相互叠加时会发生干涉，形成明暗相间的干涉条纹。

而当两束光的光程差不够整数倍时，干涉条纹就会发生相移。

在利用激光干涉仪测量薄膜厚度时，我们需要借助薄膜产生的干涉条纹来判断其厚度。

为了实现这一目的，我们需要准备一台激光干涉仪，以及一块具有薄膜的样品。

首先，我们将样品放置在激光束的路径上。

激光束穿过样品后，经过反射和透射，形成两束光束。

这两束光束在干涉仪的分束器处再次叠加，形成干涉条纹。

通过观察干涉条纹的形态，我们可以得到样品表面的薄膜厚度信息。

干涉条纹的形态受到光程差的影响。

当样品表面的薄膜厚度发生变化时，光程差也会发生变化，进而改变干涉条纹的形态。

例如，当薄膜厚度增加时，光程差也会增加，干涉条纹疏密变化。

而当薄膜厚度减少时，则相反。

为了实现测量，我们需要进行定量的分析。

一种常用的方法是利用分束器将干涉条纹分成两束光，其中一束光通过调节透镜到达光敏元件，另一束光到达参考光程。

通过调节透镜位置，我们可以使得光电元件输出最小值，这时光路的光程差为波长的整数倍。

通过这种方法，我们可以确定波长与光程差的关系，进而得到薄膜的厚度。

除了利用透镜进行精确测量外，我们还可以通过观察干涉条纹的位移来估计薄膜厚度的变化。

当我们探测到干涉条纹的位移时，可以利用干涉的相位差来计算薄膜的厚度。

相位差与光程差的关系可以通过标定得到。

需要指出的是，在实际的实验中，我们常常会遇到干涉条纹较为模糊的情况。

这时，我们可以通过调整激光干涉仪的参数，例如改变激光的功率或调整分束器的角度，来改善干涉条纹的质量。

另外，在测量薄膜厚度时，我们还需要注意薄膜的特性，例如透明度和折射率等，以便更准确地估计厚度值。

文章编号 2097-1842（2023）06-1318-065.2 W 高重频257 nm 深紫外皮秒激光器范灏然1，陈　曦1 *，郑　磊1，谢文侠1，季　鑫1，郑　权1,2（1. 长春新产业光电技术有限公司, 吉林 长春 130012；2. 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所, 吉林 长春 130033）摘要：为了提高半导体检测用深紫外激光器的检测效率，需要搭建高功率、高重频257 nm 深紫外皮秒激光器实验平台。

本文以光子晶体光纤放大器和腔外四倍频结构为基础，进行了257 nm 深紫外激光器的实验研究。

种子源采用中心波长为1 030 nm 、脉冲宽度为50 ps 的光纤激光器，输出功率为20 mW ，重复频率为19.8 MHz 。

通过两级掺镱双包层（65 μm/275 μm ）光子晶体光纤棒放大结构，获得了1 030 nm 高功率基频光。

利用二倍频晶体LBO 、四倍频晶体BBO ，采用腔外倍频方式获得了257 nm 深紫外激光。

种子源通过两级光子晶体光纤放大器输出的1 030 nm 基频光，输出功率为86 W ，经过激光聚焦系统后，倍频得到二次谐波515 nm 激光输出功率为47.5 W ，四次谐波257 nm 深紫外激光输出功率为5.2 W ，四次谐波转换效率为6.05%。

实验结果表明，该结构可获得高功率257 nm 深紫外激光输出，为提高半导体检测用激光器的检测效率提供了新思路。

关 键 词：深紫外皮秒激光器；高重频；光子晶体光纤放大器；四次谐波产生中图分类号：TP394.1;TH691.9 文献标志码：A doi ：10.37188/CO.2023-0026High repetition frequency 257 nm deep ultraviolet picosecondlaser with 5.2 W output powerFAN Hao-ran 1，CHEN Xi 1 *，ZHENG Lei 1，XIE Wen-xia 1，JI Xin 1，ZHENG Quan 1,2（1. Changchun New Industries Optoelectronics Technology Co., Ltd , Changchun 130012, China ；2. Changchun Institute of Optics , Fine Mechanics and Physics ,Chinese Academy of Sciences , Changchun 130033, China ）* Corresponding author ，E-mail : *******************Abstract : To improve the detection efficiency of deep ultraviolet laser for semiconductor detection, it is necessary to develop 257 nm deep ultraviolet picosecond laser with high power and high repetition frequency. In this study, a 257 nm deep ultraviolet laser was experimentally investigated based on photonic fiber amplifier and extra-cavity frequency quadrupling. The seed source uses a fiber laser with a central wavelength of 1 030 nm and a pulse width of 50 ps, delivering a power output of 20 mW and a repetition frequency of 19.8 MHz. High power 1 030 nm fundamental frequency light was obtained through a two-stage ytterbium-doped double cladding (65 μm/275 μm) photonic crystal fiber rod amplification structure, and收稿日期：2023-02-11；修订日期：2023-03-13基金项目：长春市科技发展计划重点研发专项（No. 21ZGG15）Supported by the Key R & D Projects of Changchun Science and Technology Development Plan (No.21ZGG15)第 16 卷　第 6 期中国光学（中英文）Vol. 16　No. 62023年11月Chinese OpticsNov. 2023257 nm deep ultraviolet laser was generated using double frequency crystal LBO and quadruple frequency crystal BBO. The seed source uses a two-stage photonic crystal fiber amplifier to get a 1 030 nm laser with output power of 86 W. After the laser focusing system and frequency doubling, a second harmonic output power of 47.5 W at 515 nm and a fourth harmonic output power of 5.2 W at 257 nm were obtained.The fourth harmonic conversion efficiency was 6.05%. The experimental results show that this structure can ob-tain high power 257 nm deep ultraviolet laser output, providing a novel approach to improve the detection ef-ficiency of the lasers for semiconductor detection.Key words: deep ultraviolet picosecond laser；high repetition frequency；photonic crystal fiber amplifier；fourth harmonic generation1 引　言高重频深紫外皮秒激光器，因具有分辨率高、加工速率快、热损伤低等特性，被广泛应用于半导体检测、光刻以及精密材料加工等工业领域[1-6]。

第43卷第6期2022年6月Vol.43No.6June,2022发光学报CHINESE JOURNAL OF LUMINESCENCEA Stable UV Photodetector Based on n-ZnS/p-CuSCNNanofilm with High On/Off RatioWEI Yao-qi，QUAN Jia-le，ZHAO Qing-qiang，ZHOU Ming-chen，HAN San-can*（College of Materials and Chemistry，University of Shanghai for Science and Technology，Shanghai200093，China）*Corresponding Author，E-mail：mickey3can@Abstract：Herein，We fabricated a CuSCN nanofilm ultraviolet（UV）photodetector（PD）using an in situ growth method.When the bias is-1V and the incident light is350nm，the on/off ratio of the CuSCN PD is~94，and the rise/decay time is～1.41s/1.44s.However，such a device still cannot be called a high-performance photodetector.To improve the optoelectronic properties of CuSCN nanofilm further，we fabricated a UV photodetector based on n-ZnS/p-CuSCN composite nanofilm and analyzed its morphology，composition，and properties.The photocurrent and dark current of the ZnS/CuSCN UV photodetectors are1.22×10-5A and4.8×10-9A，respectively（at-1V，350nm）.The ZnS/CuSCN nanofilms on/off ratio of~2542and rise/decay time is0.47s/0.48s.Besides，the n-ZnS/p-CuSCN nanofilm UV PDs have the best responsivity and detectivity at350nm with5.17mA/W and1.32×1011Jones，re‑spectively.In addition，the n-ZnS/p-CuSCN composite film is stable at room temperature，which indicates its great potential as a high-performance UV photodetector.Key words：photodetector；p-n junction；ZnS/CuSCN；on/off ratioCLC number：TN23Document code：A DOI：10.37188/CJL.20220069一种基于n-ZnS/p-CuSCN纳米薄膜的高开关比和稳定性紫外光电探测器魏瑶琪，全家乐，赵庆强，邹明琛，韩三灿*（上海理工大学材料与化学学院，上海200093）摘要：通过原位生长法制备了一种CuSCN纳米薄膜紫外光电探测器，在-1V偏压下，入射光为350nm时，CuSCN紫外光电探测器的开关比～94，响应/恢复时间~1.41s/1.44s。

实验报告激光加工激光加工是一种利用高能量激光束来将材料切割、焊接或改变形状的加工方法。

激光加工具有高精度、高效率、非接触性和无污染等优点，在许多领域得到广泛应用。

本实验通过使用激光加工系统，探讨了激光加工的原理、参数设置以及实际加工中的注意事项和结果分析。

在实验中，我们使用了一台CO2激光加工系统。

该系统由激光器、聚焦镜头、扫描系统和控制系统组成。

首先，我们调整了激光器的功率、频率和模式，以便获得所需的激光束特性。

然后，通过调整聚焦镜头的位置和焦距，使激光束能够在所加工材料上聚焦成一小点。

最后，通过扫描系统控制激光束在材料上的移动，实现所需的切割或焊接操作。

在实际加工中，我们进行了两个不同的实验。

首先，我们选择了一块不锈钢板作为加工材料，进行了切割实验。

我们调整了激光功率、扫描速度和切割深度等参数，通过观察切割线条的质量来评估加工效果。

结果显示，随着激光功率的增加和扫描速度的减小，切割线条的质量更好。

同时，一定的切割深度可以保证切割线条的完整性。

接下来，我们选择了一块铝合金板作为加工材料，进行了焊接实验。

与切割实验不同的是，焊接需要通过控制激光功率和扫描速度来实现。

我们固定了焊接深度，并通过观察焊接接头的质量来评估加工效果。

实验结果显示，适当的激光功率和扫描速度可以实现良好的焊接效果，而过高或过低的参数设置都会导致焊接接头质量下降。

在实验过程中，我们还发现了一些需要注意的问题。

首先，激光加工过程中会产生大量的热量和烟雾，需要进行有效的防护措施，以免对操作人员造成伤害。

其次，激光加工材料的选择和表面处理对加工效果有重要影响。

不同的材料和处理方式会导致不同的反射、吸收和散射效果，需要针对性地调整激光参数。

此外，激光加工过程中产生的热影响区和残留应力会对加工件的性能产生影响，需要进行后续的热处理和表面处理。

总结而言，激光加工是一种先进的加工技术，具有广泛的应用前景。

本实验通过实际操作，深入理解了激光加工的原理和参数设置，同时也认识到了激光加工过程中的注意事项。