[發明專利]一種雙激光束序列掃描精密加工藍寶石的方法

有效

• 申請號: 201410204028.7
• 申請日: 2014-05-14
• 公開（公告）號: CN103952767A
• 公開（公告）日: 2014-07-30
• 發明（設計）人: 鄭長和;潘洪武
• 申請（專利權）人: 浙江嘉泰激光科技有限公司
• 主分類號: C30B33/04
• 分類號: C30B33/04;C30B33/10;B24B1/04
• 代理公司: 北京中北知識產權代理有限公司 11253
• 代理人: 李雪芳

1.一種雙激光束序列掃描精密加工藍寶石的方法，其特征在于，包括如下步驟：

(1)在工作臺上安裝超聲波發生器，并在超聲波發生器的上方固定安裝一具有凹型開口的容器，所述容器內設有夾持裝置，將藍寶石工件通過夾持裝置固定在所述容器內；

所述容器內裝有藍寶石化學腐蝕液，藍寶石化學腐蝕液的液面高度與藍寶石工件的上表面平齊或低0.01mm～0.2mm；

(2)安裝激光加工頭，所述激光加工頭能夠切換輸出納秒脈沖激光束和皮秒脈沖激光束；所述納秒脈沖激光束和皮秒脈沖激光束的波長均為1064nm；其中，激光加工頭與藍寶石工件的相對方位應使得激光加工頭輸出的納秒脈沖激光束和皮秒脈沖激光束垂直入射到藍寶石工件表面，并聚焦在藍寶石工件表面上；

(3)開啟納秒脈沖激光器，控制激光加工頭輸出納秒脈沖激光束，按照待加工軌跡控制納秒脈沖激光束在藍寶石工件表面進行一次掃描運動，使得藍寶石工件表面的激光光斑照射區域溫度升高到比藍寶石工件的熔點低10～50攝氏度；

(4)關閉納秒脈沖激光器，使激光加工頭停止輸出納秒脈沖激光束；

(5)開啟超聲波發生器，使得容器內藍寶石化學腐蝕液的液面發生波動，波動的液面在超聲波驅動下漫過并沖刷藍寶石工件表面，使得步驟(3)中藍寶石工件表面的激光光斑照射區域發生化學腐蝕；

(6)關閉超聲波發生器，等待藍寶石化學腐蝕液的液面平靜下來，即不再漫過或沖刷藍寶石工件表面；

(7)開啟皮秒脈沖激光器，控制激光加工頭輸出皮秒脈沖激光束，按照待加工軌跡控制皮秒脈沖激光束在藍寶石工件表面進行一次掃描運動，使得藍寶石工件表面的激光光斑照射區域發生熔化和蒸發，其表面薄層材料得到快速去除；

(8)關閉皮秒脈沖激光器，使激光加工頭停止輸出皮秒脈沖激光束；

(9)重復步驟(3)-(8)，直至藍寶石工件表面的孔或槽深度滿足加工要求；

(10)將容器內的藍寶石化學腐蝕液更換為磨粒拋光液，更換后的液面超過藍寶石工件表面，將藍寶石工件完全浸沒；

(11)開啟超聲波發生器，超聲波驅動磨粒拋光液對藍寶石工件表面進行超聲波磨料拋光，直到表面粗糙度滿足加工要求。