在材料加工中，钻孔是激光在工业中最早的应用之一。当时使用红宝石激光器是因为它们具有敏锐的启动特性。目前，脉冲Nd:YAG激光器主要用于大量钻井作业。

作为一种合适的技术，激光钻孔主要用于钻取薄膜冷却孔。它用于钻削燃气轮机部件，如叶片、叶片、燃烧室、加力燃烧室和其他部件，如燃油柴油发动机喷油器和金属丝挤压用硬模具。尽管激光钻孔速度很快，但它仍然必须与电火花加工（EDM）技术竞争，因为旋转空心电极和直线电机高压供油技术的发展大大提高了EDM的钻孔速度，即从质量角度来看，该加工技术的性能优于激光打孔。

激光打孔优于电火花加工的优点是，激光不依赖于材料的导电性。由于相对较高的热输入，激光加工不适合钻削陶瓷涂层部件。

脉冲激光通常用于钻井作业。其平均性能取决于以下比率：

路面。Pp.tp*与p

在这里：

Pp=峰值功率[kW]

Tp=脉冲宽度[ms]

v P=脉冲频率[Hz]

对于给定的平均功率，峰值功率、脉冲宽度和脉冲频率有无数种可能的组合，并且至少一种组合可以提供最佳处理结果。长脉冲会导致低峰值功率，因此材料只能在加热过程中熔化而不被移除。如果脉冲宽度较短且频率较低，则峰值功率非常高。然而，由于曝光时间短，只有一层很薄的材料被烧蚀剥离。

准分子激光钻孔

由于它们的波长比Nd:YAG激光器的波长短，因此准分子激光器比Nd:YAG激光器更容易被金属吸收。短波长使准分子激光器更适合于钻取小直径的孔。然而，钻小孔时的材料去除成为一个限制因素。

传统准分子激光器的脉冲宽度为10到20ns。在研究脉冲宽度对钻孔效率和质量的影响时，Schoondebeek2使用了高达μ的XeCl 308nm激光器。研究发现，在长脉冲（104 ns）和高峰值功率（15 kW）下可以获得最佳的钻井质量。他还发现，当累积能量固定时，单个104纳秒脉冲的效率高于12 9纳秒脉冲。

效率是不同的，因为热能必须从材料的表面转移到内部。这项研究的另一个结果是，即使在激光脉冲停止后，孔中的材料仍会放电。对于0.65mm厚的哈氏合金X金属板，材料去除没有停止到0.1 ms，这比脉冲宽度的典型值长100倍。另一方面，脉冲宽度比用于钻孔的传统Nd:YAG激光器短，因此热影响区域很小。同时，功率密度将更高。这样，更多的材料在气相中被去除，从而导致形成层的厚度减小。所有这些影响都有助于提高钻井过程的质量。

梁剖面图

通常，待钻孔的横截面为圆柱形，而准分子激光的原始光束为矩形。打圆孔的一个简单方法是使用防晒霜。一个或多个镜头用于在材质表面上映射遮光罩。这种方法的缺点是只使用了部分激光能量；在许多情况下，仅使用30%或更少的爆炸功率。一种更有效的光束整形方法是使用Biesheuvel的方法3，通过全息技术聚焦光束，可以达到90%的效率。全息照相也可以得到不同的光束形状。全息分束器可以用来钻多个孔，也可以获得圆形光束来钻直径较大的孔。

冲压应用程序

激光在陶瓷涂层表面钻孔时，会遇到涂层剥落的问题。由于其短脉冲宽度，准分子激光可以穿透涂层而不会剥落。