水导激光加工技术：传统加工与水导激光在相同工艺参数下的加工表面质量对比

在航空航天与半导体制造领域，加工表面质量直接影响材料的力学性能与器件可靠性。传统激光加工虽具高效率优势，但其热影响区（HAZ）、重熔层及微裂纹等问题限制了其在精密制造中的应用。

水导激光加工技术通过耦合高压水射流与激光能量，显著降低热效应并提升加工精度。本文基于相同工艺参数，对比分析水导激光与传统加工（干激光、电火花等）在钛合金、砷化镓等材料中的表面形貌特征，揭示其微观结构与性能差异。

航空航天金属材料的加工表面形貌

1、“干激光”与水导激光切割钛合金切口截面的SEM图像

2、“壁面效应”的细节图示

3、“干激光”、电火花加工和水导激光工艺下孔洞重铸层的SEM图

4、SEM下的高密度位错和交叉机械孪晶

5、脉冲频率对涂层分层的影响

半导体材料的加工结果

1、精密锯切和水导激光切割砷化镓(GaAs)晶片的前表面质量对比

2、不同进给速度下刻划硅仿真和实验截面形貌对比

3、不同水射流热导率下得到的温度场

4、加工开始 1.65ps后的密度波分布

5、硅片划槽得到的V形截面

水导激光加工技术通过水射流与激光能量的协同作用，在航空航天金属材料与半导体晶圆加工中展现出显著优势。其低热输入、高精度及无污染特性，为难加工材料的高效精密制造提供了创新解决方案。