研究目的
研究利用超短脉冲增强透明材料（特别是蓝宝石）的钻削加工，重点通过自下而上的加工方法和辅助水技术提高材料去除速率与加工质量。
研究成果
自下而上的烧蚀工艺能实现良好的锥度控制，并显著提高蓝宝石的烧蚀速率。水辅助加工可大幅减少重铸层，从而扩展最低锥度孔的最优参数范围。采用水辅助加工时，≤2°锥度的孔可在≤5秒内完成钻削，相比空气环境加工，加工周期缩短≥50%。然而，实现真正的零度锥度孔仍具挑战性。
研究不足
该研究认定熔融蓝宝石的重铸是限制钻出零锥度孔能力的主要因素。即便采用液体辅助自下而上的钻孔方法，仍未观察到真正的零度锥度孔，这表明将该工艺扩展到更小尺寸存在局限性。
1：实验设计与方法选择：
本研究采用亚皮秒级超短脉冲激光自下而上的烧蚀加工工艺，对比了1030nm与515nm波长及水辅助加工的效果。
2：样品选择与数据来源：
所有测试均使用双面抛光、厚度430微米、c面蓝宝石晶圆。
3：实验设备与材料清单：
Eolite Lasers公司Chinook系列产品激光器、扫描振镜（Scanlabs hurrySCAN III 14）、100mm焦距f-theta透镜、λ/4波片、水浴槽。
4：4）、100mm焦距f-theta透镜、λ/4波片、水浴槽。 实验流程与操作步骤：
4. 实验流程与操作步骤：光束腰从晶圆底面下方以恒定速度上移钻孔。分别在空气环境和晶圆接触水浴条件下进行测试，通过改变脉冲重叠率、激光重复频率、脉冲能量和z轴移动速度开展实验。
5：数据分析方法：
使用激光扫描显微镜测量钻孔的最大最小直径并计算平均锥度，同时观察崩边和裂纹等定性特征。
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获取完整内容-
hurrySCAN III 14
Scanning galvanometer
Scanlabs
Delivers the beam to the surface for laser micromachining.
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Chinook HE
high energy 1030nm laser
Eolite Lasers
Frequency doubled with an external conversion module to 515nm for laser micromachining experiments.
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f-theta lens
100mm focal length
Generates a beam waist for laser micromachining experiments.
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λ/4 waveplate
Converts light to circular polarization prior to the galvanometer.
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Keyence VK-9700, VK9710
Laser scanning microscope
Keyence
Analyzes drilled holes to determine maximum and minimum diameters and calculate average taper.
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