越來越多的高精度材料加工應用需要使用短
脈沖激光器。這些應用包括印刷電路板和柔性電路板上的微盲孔鉆孔、
半導體存儲器修復、太陽能電池邊緣隔離和薄膜圖形化，以及
LED制造中的藍寶石基板劃線。[1]所有這些應用的典型特征都是小型化日益加劇，和/或在降低制造成本方面面臨持續(xù)不斷的壓力。
.`N` M9 |"w<CK lQ 小型化和縮減特征尺寸是采用短脈沖激光的主要原因。為了減小工件上的熱影響區(qū)和隨之而來的對附近元件的潛在損害，通常需要小于80ns的脈寬。微米級特征也偏向于更短的
波長，因為短波長可以實現更小的聚焦光斑尺寸。材料的吸收特征也是確定激光波長時需要考慮的一個關鍵因素。
W2h[NimU |LE++t*X~ 此外，隨著特征尺寸的縮小，在單個設備中或單位面積內會出現更多的特征，因此必須增加激光脈沖重復率，否則設備的制造周期將會延長。由于特征是制造于基底之上的，當基底的尺寸同時增長時，上述要求就變得更加迫切。例如，在過去10年中，半導體內存
芯片的最小特征尺寸從150μm下降到了60μm。與此同時，硅晶圓的尺寸從200mm增加到了300mm。因此，可以印刷在單個晶圓上的特征數量已經躍升了14倍。在這個例子中，特征尺寸的減小也推動了加工過程采用紫外波長以形成更小的光斑尺寸。這些進展推動
激光器開發(fā)人員將基頻波長為1.0μm左右的平均輸出功率提高了10倍，并且將應用波長移至355nm。在其他微電子應用中，這種趨勢同樣十分明顯。表面積的增加和加工時間的減少，推動了太陽能電池加工技術的進一步發(fā)展。
`r(J6,O |9]K:A 目前，大多數納秒脈沖應用都是通過二極管泵浦固體（DPSS）激光器來實現的。DPSS激光器的性能反映了超過20年的不斷創(chuàng)新，這是其他激光技術很難匹敵的。然而，有跡象顯示，一些應用需求的發(fā)展可能會超過DPSS激光器的實際能力。更小的光斑尺寸要求和材料問題正將脈寬推入皮秒區(qū)域，但即使脈沖重復頻率增加，也必須保持所需的單個脈沖能量。創(chuàng)造性的解決方案正在出現，如“雙光束”技術，這一技術通過復用兩個脈沖
光源輸出的激光來達到兩倍的脈沖重復率。另一種“混合”方法是利用一個低功率、高脈沖重復率的
光纖激光器，通過分離脈沖生成與功率放大這兩項功能來為DPSS放大器提供光源。雖然使用了這些解決方案，但的確增加了成本和復雜性，在其向更高的輸出發(fā)展時將有所受限。
Ky$G$H m?$G( E5 光纖激光器
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