Ein Forschungsteam der Universität Tokio veröffentlichte in der internationalen Fachzeitschrift *Communications Engineering* eine Studie mit dem Titel „Ultrahigh-speed micromachining of sapphire by Enhancement Laser Absorption“. Die Studie stellt eine transiente selektive Laserbearbeitungsmethode vor, die einen einzelnen Femtosekundenpuls koaxial mit einem einzelnen Mikrosekundenpuls koppelt und so die Hochgeschwindigkeitsherstellung von tiefen Mikrolöchern in Saphir ermöglicht und gleichzeitig Verarbeitungseffizienz und Schadenskontrolle in Einklang bringt.
Die Experimente verwendeten einen einzelnen Femtosekundenpuls (Wellenlänge 1030 nm, Pulsbreite 170 fs) und einen einzelnen Mikrosekundenpuls (Wellenlänge 1070 nm). Der Mikrosekundenimpuls traf 10 μs früher ein; Da Saphir bei Raumtemperatur für 1070-nm-Licht hochtransparent ist, erfolgte zu diesem Zeitpunkt keine Bearbeitung. Beim Eintreffen des Femtosekundenpulses bildete sich ein Plasmafaden und löste eine Absorption aus, gefolgt von anhaltender Erwärmung und Bohrung durch den Mikrosekundenlaser. Pump-Probe-Bildgebung, Hochgeschwindigkeitsfotografie und Simulationen der thermischen Diffusion und Laserausbreitung wurden eingesetzt, um die Elektronenanregung, die Loch-Tiefenentwicklung und die Ausdehnung der Hochtemperaturzone zu verfolgen. Die Ergebnisse zeigten, dass die Bohrtiefe innerhalb von 39 μs etwa 190 μm erreichte, mit einer durchschnittlichen Bohrgeschwindigkeit von 4,86 m/s und einer anfänglichen Spitzengeschwindigkeit von über 7,5 m/s. Im Vergleich zum herkömmlichen 1-kHz-Femtosekunden-Puls--für--Pulsbohren erhöhte sich die Verarbeitungsgeschwindigkeit um etwa vier Größenordnungen und die Rissbildung im Substrat während der Bestrahlungsphase wurde deutlich reduziert.
