在元件上開個小孔是件很常見的事。但是,如果要求在堅硬的材料上,比如在硬質合金上打大量0.1毫米到幾微米直徑的小孔,用普通的機械加工工具怕是不容易辦到,即使能夠做,加工成本也會很高。現有的機械加工技術在材料上打微型小孔是采用每分鐘數萬轉或者幾十萬轉的高速旋轉小鉆頭加工的,用這個辦法一般也只能加工孔徑大于0.25毫米的小孔。在今天的工業生產中往往是要求加工直徑比這還小的孔。比如在電子工業生產中,多層印刷電路板的生產,就要求在板上鉆成千上萬個直徑約為0.1~0.3毫米的小孔。顯然,采用剛才說的鉆頭來加工,遇到的困難就比較大,加工質量不容易保證,加工成本不低。
早在本世紀60年代后,科學家在實驗室就用激光在鋼質刀片上打出微小孔,經過近30年的改進和發展,如今用激光在材料上打微小直徑的小孔已無困難,而且加工質量好。打出的小孔孔壁規整,沒有什么毛刺。打孔速度又很快,大約千分之一秒的時間就可以打出一個孔。
激光在材料上鉆出小孔的道理很簡單(激光鉆孔),做法也不復雜。
激光有很好的相干性,用光學系統可以把它聚焦成直徑很微小的光點(小于1微米),這相當于用來鉆孔的"微型鉆頭"。其次,激光的亮度很高,在聚焦的焦點上的激光能量密度(平均每平方厘米面積上的能量)會很高,普通一臺激光器輸出的激光,產生的能量就可以高達109焦耳/厘米2,足可以讓材料發生熔化并汽化,在材料上留下一個小孔,和用鉆頭鉆出來的一個樣。