我中心研究生王成金，王志文老师和郑宏宇教授在Journal of Manufacturing Processes期刊上发表了题为“Influence of focus positions on underwater femtosecond laser dicing of silicon wafer（doi.org/10.1016/j.jmapro.2023.02.060）”的论文。

研究了三种焦点位置（正离焦、工件表面、负离焦）下气泡行为对激光切割硅晶圆的影响，通过不同焦点位置下空化气泡演化规律，获得空化气泡与持续性气泡之间的联系。首先，从激光烧蚀过程的侧视图和俯视图两个视角观察三种焦点位置下的气泡行为。然后，利用时间分辨相机来记录空化气泡的演变。实验结果表明，激光正离焦加工过程中会伴随大量气泡的产生，这些气泡聚集在硅片表面形成大面积的气泡屏障，干扰后续激光束，导致切槽表面质量差。激光负离焦加工过程产生的气泡少且主要沿激光扫描方向相反的方向移动，因此产生的气泡不干扰后续激光脉冲，对切槽表面形貌影响不大。与聚焦激光加工相比，激光负离焦加工使槽深提高了88.61%，槽长比提高了45.65%，空化气泡尺寸提高了65.64%，空化气泡寿命提高了80.08%。结果表明，负离焦加工方法在水下激光加工中具有应用前景。

图1.去离子水中激光烧蚀硅的空化气泡演变图。(a) 200μm; (b) 100μm; (c) 0; (d) -100μm;和(e) -200μm。