[發明專利]使用非軸對稱束斑對透明工件進行激光加工的設備和方法

有效

• 申請號: 201780061047.0
• 申請日: 2017-09-28
• 公開（公告）號: CN109803786B
• 公開（公告）日: 2021-05-07
• 發明（設計）人: R·K·阿卡拉普;G·A·皮切;S·楚達;J·A·韋斯特
• 申請（專利權）人: 康寧股份有限公司
• 主分類號: B23K26/00
• 分類號: B23K26/00;B23K26/073;B23K26/53;B23K26/06;C03B33/02;B23K103/00
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 張璐;項丹

1.一種用于對透明工件進行激光加工的方法，所述方法包括：

在透明工件中形成輪廓線，所述輪廓線包含透明工件中的缺陷，其中，形成輪廓線包括：

引導脈沖激光束，該脈沖激光束沿著光束路徑取向并且由光束源輸出，通過在徑向方向上偏離光束路徑定位的非球面光學元件，并且進入到透明工件中，使得被引導到透明工件中的脈沖激光束的部分在透明工件中產生誘導吸收，所述誘導吸收在透明工件中產生缺陷，并且被引導到透明工件中的脈沖激光束的部分包括：

波長λ；

有效光斑尺寸W_o,有效；和

非軸對稱光束截面，其包含在截面的x方向上的最小瑞利范圍Z_Rx,最小，以及在截面的y方向上的最小瑞利范圍Z_Ry,最小，其中，Z_Rx,最小與Z_Ry,最小中的較小者大于其中F_D是包含10或更大數值的無量綱的發散系數，

使道威棱鏡圍繞光束路徑旋轉，其中，所述道威棱鏡沿著光束路徑定位在非球面光學元件與透明工件之間，以使脈沖激光束通過道威棱鏡；以及

使透明工件和脈沖激光束沿著輪廓線相對于彼此平移，由此，激光沿著輪廓線在透明工件中形成多個缺陷，以使一部分輪廓線包含沿著透明工件的成像表面的曲率。

2.如權利要求1所述的方法，其中，非球面光學元件包含折射軸棱錐、反射軸棱錐、逆向反射錐面鏡對、負軸棱錐、空間光調制器、衍射光學器件或立方體形狀的光學元件。

3.如權利要求1所述的方法，其中，所述無量綱的發散系數F_D包含約50至約1500的數值。

4.如權利要求1所述的方法，其中，引導到透明工件中的脈沖激光束的部分的非軸對稱光束截面包含具有光斑尺寸參數W_o,最大的長軸和具有光斑尺寸參數W_o,最小的短軸，其中W_o,最大比W_o,最小長，并且縱橫比W_o,最大比W_o,最小大于1.3。

5.一種用于對透明工件進行激光加工的方法，所述方法包括：

在透明工件中形成輪廓線，所述輪廓線包含透明工件中的缺陷，其中，形成輪廓線包括：

引導脈沖激光束，該脈沖激光束沿著光束路徑取向并且由光束源輸出，通過非球面光學元件以及超過擋光元件，并且進入到透明工件中，使得被引導到透明工件中的脈沖激光束的部分在透明工件中產生誘導吸收，其中所述非球面光學元件和擋光元件各自定位在光束源與透明工件之間，所述誘導吸收在透明工件中產生缺陷，并且引導到透明工件中的脈沖激光束的部分包括：

波長λ；

有效光斑尺寸W_o,有效；和

非軸對稱截面，其包含在截面的x方向上的最小瑞利范圍Z_Rx,最小，以及在截面的y方向上的最小瑞利范圍Z_Ry,最小，其中，Z_Rx,最小與Z_Ry,最小中的較小者大于其中F_D是包含10或更大數值的無量綱的發散系數，

使道威棱鏡圍繞光束路徑旋轉，其中，所述道威棱鏡沿著光束路徑定位在非球面光學元件與透明工件之間，以使脈沖激光束通過道威棱鏡；以及

使透明工件和脈沖激光束沿著輪廓線相對于彼此平移，由此，激光沿著輪廓線在透明工件中形成多個缺陷，以使一部分輪廓線包含沿著透明工件的成像表面的曲率。

6.如權利要求5所述的方法，其中，所述無量綱的發散系數F_D包含約50至約1500的數值。