目前，在汽车航空航天及机械制造行业当中，许多高﹑精﹑尖产品的关键零部件都设计有许多微小孔，以提高产品的性能，利用激光技术所获得的高密度能量，瞬间可使任何固体材料熔化，甚至气化，从而为微孔加工提供了先进的制造手段。但是微孔加工特别是深小孔加工仍然是机械行业的难题。近年来，随着激光打孔设备技术的不断进步，使得激光打微孔技术的研究日益广泛，并取得了很大进展。68271

以激光打孔为例，1970年中期，激光就已被证明是一种高效的打孔方法[1]。一般针对具体小孔尺寸要求，需选取合适的激光类型。目前市场上94%的直径小于200μm小孔是通过激光打孔得到[2]。燃料喷嘴上的小孔尺寸在这个范畴内，通常直径为50~100μm，深度为0.9~1.5mm[3]。现今只有德国BOSCH公司结合纳秒，皮秒激光制造出这种高精度的喷嘴[4]，但没有公开具体的加工方法，可以说高精度喷嘴制造市场几乎被其垄断。1998年俄罗斯科学院的Kayukov提出可将毫秒激光用于加工喷嘴，虽然孔深可达6.9mm，但孔径也扩大到了200μm[5]。飞机发动机在飞行中承受了数千度高温，需在涡轮叶片表面等处钻孔，以便冷气喷射入高温燃气流中从而降低发动机温度。1990年，在新加坡，12%的工业激光器已经应用于航空部件冷却孔的制造中[1]，表1给出了发动机不同位置上的小孔尺寸，一个发动机约需要10万个小孔[6]。表2给出了不同脉宽的激光对铝板打孔深度，论文网可见在加工冷却孔时，毫秒激光更为适用。我国从1995年开始将激光器应用于材料加工，相应激光器的购置量也是逐年增加[7]，因而研究毫秒激光与金属材料的相互作用过程将有助于其在我国工业上得到进一步的应用。

表1. 发动机内不同位置处的小孔尺寸

部件 直径（mm） 壁厚（mm） 孔数

汽轮机叶片 0.3~0.5 1.0~3.0 25~200

涡轮导向叶片 0.3~1.0 1.0~3.0 25~200

加力燃烧室 0.4 2.0~2.5 4×104

基板 0.5~0.7 1.0 104

密封环 0.95~1.05 1.5 180

冷却环 0.78~0.84 4.0 4200

表2. 不同脉宽激光对铝板打孔深度[8-10]

脉宽（s） 能量密度（J/cm2） 单个脉冲打孔深度（mm） 2.5mm深孔所需脉冲数 总能量密度(J/cm2)

50×10-15 17.6 1.1×10-6 2273 4×104

24×10-12 17.6 0.8×10-6 3125 5.5×104

15×10-9 800 10-5 250 2×105

1×10-3