激光加工技术利用高能激光束与材料产生物理反应,通过气化、烧蚀或改性等方式实现材料处理。这项技术已广泛应用于多个行业,其中金属加工仍占主导地位,市场份额超过80%。钢铁、铜、铝及其合金等硬质金属与激光相互作用效果良好,特别适合激光加工。在普通的金属切割和焊接应用中,通常只需关注激光功率参数即可,对加工工艺的要求相对宽松。

然而,现代生活和高端制造业中大量使用各类非金属材料,包括柔性材料、热塑性聚合物、温度敏感材料、陶瓷、半导体以及玻璃等脆性材料。这些材料在进行激光处理时,对光束特性、烧蚀程度和材料完整性控制的要求极为严格,往往需要实现微米甚至纳米级别的精密加工。传统的红外激光器难以满足这些要求,而紫外激光器则展现出独特优势。
工业领域常用的紫外激光器主要包括固体晶体型和气体型两类。通过对红外固体激光器进行三倍频转换可获得355nm波长的紫外激光输出,其脉冲宽度已从纳秒级发展到皮秒级。气体紫外激光器以准分子激光器为代表,在眼科手术和芯片光刻等领域有重要应用。近年来,光纤激光器也成功开发出紫外波段产品,其中皮秒级紫外光纤激光器尤为突出。
尽管紫外激光器存在倍频转换过程中热损耗大、成本较高等问题,使其功率提升面临挑战,但其独特的"冷加工"特性使其成为脆性材料加工的理想选择。这种加工方式能有效避免热影响区,保证加工精度和材料完整性。