日本財團法人激光技術(shù)綜合研究所激光環(huán)境應(yīng)用測量研究小組正在進行多項基于飛秒(千萬億分之一秒,10-15秒)激光的加工工藝基礎(chǔ)研究,并充分利用研究成果、探討具有納米周期結(jié)構(gòu)的挖槽切削加工技術(shù)的實用化事宜。目前已著手與多家制造商共同制定實用化相關(guān)計劃。
飛秒激光是指能夠以千萬億分之一秒為單位控制激光脈沖并照射的激光。向金屬照射飛秒激光后,將會出現(xiàn)金屬電子溫度高于晶格離子(latticeion)溫度的狀態(tài),因此晶格離子就開始加熱。盡管目前飛秒激光的切削原理尚不清楚,但已知其具有如下特性:(1)能夠以小于激光照射點的尺寸進行切削;(2)切削加工痕跡附近能夠產(chǎn)生具有納米周期的結(jié)構(gòu)體。
藤田等人利用飛秒激光反復(fù)地進行金屬切削的基礎(chǔ)實驗,發(fā)現(xiàn)在激光強度的閥值方面,不僅存在早已知道的一次照射切削出平均約數(shù)nm溝槽的閥值f1,還有平均約100pm溝槽的閥值f2和約數(shù)pm溝槽的閥值f3。而且已經(jīng)證實在利用f2和f3的閥值切削時,也能夠在切削加工痕跡附近產(chǎn)生納米周期的結(jié)構(gòu)體。
藤田等人準備根據(jù)上述實驗得到的數(shù)據(jù),利用飛秒激光使納米周期的挖槽切削加工技術(shù)達到實用水平。藤田表示:“具體計劃到2003年下半年前還不能公布”,但同時又表示,“正在制定多個領(lǐng)域的實用計劃,采用飛秒激光加工元件的設(shè)備將具有節(jié)能效果”。