水导激光的发展可以追溯到1986年，德国Aesculap-Werke公司率先提出将水流引入激光加工中的想法，并首先发明了在光纤口加一小柱水流的“水导激光”设备。1991年，瑞士Lasag公司在其基础上将激光聚焦在喷嘴中，形成了真正意义上的水导激光技术。随后，瑞士Synova公司在1997年将水导激光技术商用化，并开始推进工业化应用，如瑞士的珠宝加工和钟表等精密电子器件加工。

水导激光在激光加工业内又称为“激光微水射流技术”、“微水刀激光技术”。其原理在于利用水和空气不同折射率的特性，利用高压水由微型喷嘴射出于空气中形成圆柱状微水射流，再将聚焦为微小光斑的激光束导入至微水射流中，激光在水柱中形成全发射，最后经由水柱导引至工件表面形成加工能力。激光与水能够发生全反射耦合就是因为当激光束以一定角度射向水-空气界面时，如果入射角小于全反射的临界角，激光束将发生全反射，不会穿透界面，从而确保激光能量在水束中得到有效限制和传输。

与传统的激光加工技术相比，水导激光具有一些显著的优势：

一是水导激光通过高压微水射流引导激光束，水柱直径目前能够缩小至30微米以内，通过与高精度工作台配合，可以实现高精度切割、打孔等加工。

二是由于水的存在，激光在损伤材料时，水射流起到冲刷及冷却切口的作用，使得水导激光加工各类的材料的热影响区较小，几乎可以忽略。

三是水导激光广泛适用于各种金属和非金属材料材料加工，由于微水射流对激光的引导和冷却作用使得其加工不同硬度、不同厚度的材料均有良好效果。

四是水导激光属于一种较环保的加工方式。在水导激光加工过程中，水射流不仅作为冷却液，还能带走加工时产生的烟尘、碎屑和部分有害气体。

但是，水导激光发展至今仍然存在一些技术难点有待攻克：

一是激光在微水射流中的功率衰减问题。由于目前该技术均使用高电导率的纯水作为引导激光的介质，受限于不同波长激光在水中的反射率不同，导致激光功率存在不同程度的衰减，从而影响加工效率。

二是激光束与微水射流的耦合效率直接决定加工能力，如何快速准确地达到最优耦合效果仍存在问题。目前多数水导设备均需使用激光功率计人工调节喷嘴与激光束进行耦合，效率较低且不能保证耦合效果一致性。

三是微水射流的形成依赖于高精度加工出来的喷口。如今既能承受高功率激光又能够保证高压下有稳定微水射流的喷嘴基本为国外厂家垄断，售价居高不下。

四是目前喷嘴口径最小只能达到30微米左右，无法满足更高精度的微孔、微槽精密加工需求，并且口径缩小后带来的射流稳定性、功率降低等问题都需要同步解决。

五是水导激光加工效率有待进一步提升。特别是在加工一些厚板，如3mm以上的碳化硅等材料时，单件加工效率相较于普通机械加工丝毫没有成本优势。

六是水导激光属于近些年国内才重视起来的新兴技术，仍然缺乏大量的加工工艺摸索与研究成果积累。水导激光加工的精度、材料适应性等指标缺乏一套成熟的评价体系，标准化调试、加工流程也需建立起来。

当前，国内的水导激光技术依然是跟踪国外技术发展，特别是近些年很多科研院所和企业发现了该技术在某些应用场景的显著优势后投入资金研发、应用和产业化。如哈工大、中科院宁波材料所、中航沈飞和成飞、沈自所、西安光机所等单位和东莞科诗特、南京中科煜宸、上海冷辰科技、宁波大艾激光、西安晟光硅研等新老企业均有涉足。

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