激光技術(shù)的最新進(jìn)步為精密機(jī)加工注入了更強(qiáng)的能力，既杜絕了熱效應(yīng)，又最大程度減少了后處理。 

毫秒級（ms）光纖激光器多年來一直成功應(yīng)用于醫(yī)療設(shè)備應(yīng)用，例如注射管和支架的切割。盡管精密而快速，但這種加工方法的不利之處在于部件切割之后總是需要執(zhí)行一系列的后處理，顯著增加了部件成本，并增加了這些精巧機(jī)械部件受損的風(fēng)險。 

近年來，超短飛秒（fs）級激光器技術(shù)已得到引入，這種激光器所生成的激光脈沖不會在部件上留下熱效應(yīng)指紋。這些碟式飛秒激光器提供了短于400fs的激光脈沖和卓越的光束質(zhì)量，并且具備足夠的峰值功率，足以實(shí)現(xiàn)極高質(zhì)量的冷燒蝕切割工藝，無需采用熔融噴射工藝。由此執(zhí)行的切割加工只需要最少量的后處理，而且更細(xì)的光束更可以加工出非常精巧的細(xì)部。 

這種工藝在生產(chǎn)醫(yī)療設(shè)備時效果特別出色，如導(dǎo)管、心瓣膜和醫(yī)用支架，并可用于玻璃切割和標(biāo)識制作應(yīng)用，還可用于牙科植入物陶瓷材料的3D結(jié)構(gòu)制造。但是，也許最有潛力的應(yīng)用在于一種新類型的生物吸收型材料，即能夠在受控時間長度內(nèi)在身體內(nèi)安全地置留并隨后吸收的聚合物材料，目前這些材料正處于開發(fā)當(dāng)中，將用于替代傳統(tǒng)聚合物或金屬部件。 

過去，飛秒級激光器一直被認(rèn)為加工速度過慢，無法執(zhí)行商業(yè)上可行的加工作業(yè)。最近的研究評估了每個部件的切割用時和后處理步驟，證明了在許多個案當(dāng)中，碟式飛秒級激光器的投資回報期少于12個月，特別當(dāng)用于加工高價值部件時。飛秒級激光器的潛力在很大程度上有賴于系統(tǒng)平臺，因此Jenoptik和Miyachi America正在聯(lián)手開發(fā)臺階平臺和掃描頭平臺，這兩種平臺設(shè)計用于達(dá)到微處理所要求的質(zhì)量和精密度水平。

圖1.此圖對比了采用毫秒級激光器與飛秒級激光器的加工結(jié)果

飛秒級激光基本特點(diǎn) 

飛秒級光脈沖屬于超短脈沖（USP）。1fs＝10-15s，作為校準(zhǔn)點(diǎn)，1個300fs的脈沖等于僅90μm的物理脈沖長度。由于不像納秒級（ns）脈沖那樣的熱加工過程，USP具有眾多優(yōu)點(diǎn)：沒有熱沖擊、沒有沖擊波、無微裂紋、無熔融效應(yīng)、無表面損傷、無殘屑、無材料噴射、無重鑄層。 

飛秒級激光器技術(shù)并非新鮮技術(shù)，這項技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于科研機(jī)構(gòu)和研究中心30多年了。但是，可在商業(yè)上應(yīng)用的飛秒級激光技術(shù)，需要具備能夠在工業(yè)環(huán)境下以全天無休24/7式工作的能力，而這種技術(shù)才出現(xiàn)了只不過7年左右。飛秒級激光器最近用于晶圓切片和蝕刻P1、P2、P3級太陽能電源板，或用于在電池板上制造供電極使用的溝槽，而如今這種激光器掀起了一波新加工能力的浪潮，有眾多醫(yī)療設(shè)備將成為這種加工方式的優(yōu)良適用者，特別是考慮到這種工藝在加工部件方面所存在高成本時。 

除了能夠盡量減少后處理而帶來的投資回報合理性之外，飛秒級碟式激光器還可以形成一些獨(dú)有特色，而這些特色是之前因為質(zhì)量顧慮而不可能實(shí)現(xiàn)的，特別是在聚合物加工領(lǐng)域。圖2所示為納秒級355nm激光源與1030nm飛秒級激光源在加工聚丙烯時的對比。碟式飛秒級激光加工孔在外觀上呈現(xiàn)出極少的錐度，孔周圍完全沒有熔融和熱效應(yīng)變形現(xiàn)象。這種能力可以幫助產(chǎn)品提升在設(shè)計上的自由度，無需或極少需要在制造工藝方面做出妥協(xié)，只需盡力加強(qiáng)功能。

圖2.以上對比照片顯示了采用一個355nm納秒級（NS）激光器（左）和一個1030nm飛秒級碟式激光器（右）所鉆成的孔