[發(fā)明專利]用于在透明材料內(nèi)執(zhí)行激光成絲的方法和設(shè)備

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410380147.8
• 申請日: 2014-08-04
• 公開（公告）號: CN104339081B
• 公開（公告）日: 2016-10-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: S·A·侯賽尼
• 申請（專利權(quán)）人: 羅芬-新納技術(shù)公司
• 主分類號: B23K26/06
• 分類號: B23K26/06;B23K26/02
• 代理公司: 北京三友知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11127
• 代理人: 呂俊剛;劉久亮

1.一種對透明材料進(jìn)行激光處理的方法，所述透明材料對所述激光的波長是透明的，所述方法包括如下步驟：

提供激光束，所述激光束包括激光脈沖的突發(fā)，所述突發(fā)被限定為單個激光脈沖或多個激光脈沖；

相對于所述透明材料對所述激光束進(jìn)行外部地聚焦，以在所述透明材料的外部的位置處形成光束腰，同時避免形成外部等離子體溝道；以及

對所述激光脈沖進(jìn)行聚焦，使得在所述透明材料內(nèi)維持足夠的能量密度，以在沒有引起所述透明材料的光學(xué)破壞的情況下在所述透明材料中形成連續(xù)的激光細(xì)絲。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，所述方法進(jìn)一步包括如下步驟：

通過一個或更多個有像差光學(xué)元件對所述激光束進(jìn)行聚焦。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中，所述一個或更多個有像差光學(xué)元件包括被構(gòu)造成產(chǎn)生有像差激光束的正常場校正掃描透鏡和校正窗。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中，所述校正窗是非球面板或衍射光學(xué)元件。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中，所述一個或更多個有像差光學(xué)元件被構(gòu)造成呈現(xiàn)球面像差。

6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中，所述一個或更多個有像差光學(xué)元件包括具有有像差輪廓的掃描透鏡。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，所述方法進(jìn)一步包括如下步驟：

所述激光束具有在所述透明材料上的入射光斑直徑以及在所述透明材料內(nèi)的連續(xù)激光細(xì)絲直徑；

臨界比率，所述臨界比率被定義為在所述透明材料上的所述激光束的所述入射光斑直徑與在所述透明材料內(nèi)的所述連續(xù)激光細(xì)絲直徑的比率；

對所述激光進(jìn)行聚焦使得所述臨界比率在大約1到1000之間。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，所述方法進(jìn)一步包括如下步驟：

對所述激光束進(jìn)行聚焦，使得在所述透明材料內(nèi)形成壓縮區(qū)，從而在從所述透明材料內(nèi)的所述激光束的傳播軸線的所述中心均勻和徑向延伸的窄簾材料中產(chǎn)生相變。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，所述方法進(jìn)一步包括如下步驟：

對所述激光束進(jìn)行聚焦，以形成長度大于1mm的所述連續(xù)激光細(xì)絲。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，所述方法進(jìn)一步包括如下步驟：

對所述激光束進(jìn)行聚焦，以形成長度大于10mm的所述連續(xù)激光細(xì)絲。

11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，所述方法進(jìn)一步包括如下步驟：

對所述激光束進(jìn)行聚焦，使得所述激光束的入射功率的一部分以分布式方式聚焦在所述透明材料內(nèi)的縱向體積上方，而在所述透明材料內(nèi)沒有產(chǎn)生焦點(diǎn)。

12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，所述方法進(jìn)一步包括如下步驟：

將所述束腰定位為從所述透明材料的外部表面偏移至少大約10μm，以在所述表面上避免任何可能碎片。

13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，所述方法進(jìn)一步包括如下步驟：

形成所述連續(xù)激光細(xì)絲，所述連續(xù)激光細(xì)絲在所述連續(xù)激光細(xì)絲的所述長度的主要部分上具有基本均質(zhì)橫截面。

14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，所述方法進(jìn)一步包括如下步驟：

所述透明材料包括頂面，并且在所述透明材料的頂面上形成所述束腰。

15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，激光脈沖的所述突發(fā)具有在10μJ到2mJ的范圍內(nèi)的能量。

16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，所述方法進(jìn)一步包括：

通過改變?nèi)缦赂黜椫械囊粋€或更多個來控制所述連續(xù)激光細(xì)絲的屬性：一個或更多個聚焦元件的位置、所述一個或更多個聚焦元件的數(shù)值孔徑、所述激光脈沖能量、波長、脈沖時長、重復(fù)率、突發(fā)重復(fù)率、所述突發(fā)中的激光脈沖的數(shù)量、所述突發(fā)的形狀，所述突發(fā)的所述形狀限定所述突發(fā)內(nèi)的所述能量分布以形成各個連續(xù)激光細(xì)絲。

17.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，所述方法進(jìn)一步包括：

激光脈沖的所述突發(fā)內(nèi)的各脈沖小于100ps。

18.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，所述方法進(jìn)一步包括：

激光脈沖的所述突發(fā)內(nèi)的各脈沖具有NIR、大約1μm的波長，或者在綠光波長處生成的二次諧波脈沖。