我中心研究生李锦超与张伟老师在Optics and Laser Technology期刊上发表了题为“Reducing plasma shielding effect for improved nanosecond laser drilling of copper with applied direct current”的论文。

铜的激光钻孔由于其激光束的高反射率和高导热性而面临挑战。为了提高激光钻孔效率和孔表面质量，在355nm纳秒激光钻孔过程中，在铜基板上施加直流电（DC）。结果发现，直流电流的引入起到了显着的作用，减少入口孔直径，增加盲孔的深度，减小锥角，改善内表面光洁度，并提高孔的完整性，在孔出口处的碎片量较少。通过研究关键工艺参数对激光诱导等离子体的影响以及直流磁场对激光诱导等离子体的影响，解释了激光诱导等离子体的加工机理。在激光打孔过程中，直流电流通过铜基片产生感应磁场，感应磁场的洛伦兹力限制了激光诱导等离子体在平行于激光束方向上的扩展，削弱了等离子体的屏蔽作用，从而提高了纳秒激光打孔的加工效率和孔质量。研究结果为高反射、高导热、高导电材料的高效、高质量激光加工开辟了一条新的途径。

图1. 不同电流下的孔壁和孔深SEM图像