[發明專利]激光在透明脆性材料上的鉆孔裝置及其鉆孔方法

在審

• 申請號: 201810108464.2
• 申請日: 2018-02-02
• 公開（公告）號: CN108406139A
• 公開（公告）日: 2018-08-17
• 發明（設計）人: 彭軒;盧建剛;楊國會;李啟文;潘凱;馬國東;唐建剛;尹建剛;高云峰
• 申請（專利權）人: 大族激光科技產業集團股份有限公司
• 主分類號: B23K26/382
• 分類號: B23K26/382;B23K26/064;B23K26/70
• 代理公司: 深圳市道臻知識產權代理有限公司 44360
• 代理人: 陳琳

1.一種激光在透明脆性材料上的鉆孔裝置，其包括：激光光源、由激光光源發出的激光束、掃描振鏡系統、位于掃描振鏡系統下方的短焦聚焦鏡系統、以及固定透明脆性材料的材料固定組件；其特征在于：所述短焦聚焦鏡系統所在的焦點平面和材料固定組件所在的平面平行。

2.根據權利要求1所述的激光在透明脆性材料上的鉆孔裝置，其特征在于：還包括對透明脆性材料進行除塵的除塵接口部分。

3.根據權利要求1所述的激光在透明脆性材料上的鉆孔裝置，其特征在于：還包括至少兩個反射鏡片組件，所述至少兩個反射鏡片組件分別為相互垂直放置的第一反射鏡片組件和第二反射鏡片組件。

4.根據權利要求1所述的激光在透明脆性材料上的鉆孔裝置，其特征在于：還包括快速變焦系統，所述快速變焦系統為機械式快速變焦系統，機械式快速變焦系統包括升降軸和驅動升降軸上下運動的直流電機，所述升降軸由軟件控制并帶著掃描振鏡系統和短焦聚焦鏡系統一起同步運動。

5.根據權利要求1所述的激光在透明脆性材料上的鉆孔裝置，其特征在于：還包括快速變焦系統，所述快速變焦系統為光學式快速變焦系統，光學式快速變焦系統包括直流電機、導軌和鏡片組，所述直流電機控制鏡片組在所述導軌上運動以改變激光束發散角或光程。

6.一種激光在透明脆性材料上的鉆孔方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟S1：調節短焦聚焦鏡系統聚焦激光束所形成的激光聚焦光斑焦點平面與透明脆性材料平面平行，使激光束垂直入射在透明脆性材料平面；

步驟S2：激光光源發出的激光束經過掃描振鏡系統和短焦聚焦鏡系統；

步驟S3：激光束經短焦聚焦鏡系統，短焦聚焦鏡系統在透明脆性材料的下表面聚焦并形成位于透明脆性材料的下表面的聚焦光斑；

步驟S4：快速變焦系統和掃描振鏡系統的一起運動控制聚焦激光光斑在透明脆性材料內部按照預先設定的運動軌跡運動，聚焦光斑從下至上逐步逐層的去除透明脆性材料并使透明脆性材料貫穿形成孔洞。

7.根據權利要求6所述的激光在透明脆性材料上的鉆孔方法，其特征在于：所述步驟S2包括如下步驟：

步驟S211：激光光源發出的激光束經過擴束鏡處理后，被第一反射鏡片組件改變傳輸軌跡方向并進入第二反射鏡片組件；

步驟S212：激光束經第二反射鏡片組件入射穿過快速變焦系統、掃描振鏡系統和短焦聚焦鏡系統。

8.根據權利要求6所述的激光在透明脆性材料上的鉆孔方法，其特征在于：所述孔洞是直徑范圍為25μm～50mm的圓孔或邊長范圍為25μm～50mm方孔和不規則形狀的孔。

9.根據權利要求6所述的激光在透明脆性材料上的鉆孔方法，其特征在于：快速變焦系統改變激光束的發散角、光程或者升降軸帶著掃描振鏡系統和短焦聚焦鏡系統一起同步運動進而改變聚焦激光光斑的位置。

10.根據權利要求6所述的激光在透明脆性材料上的鉆孔方法，其特征在于：所述預先設定的運動軌跡是指螺旋線、同心圓、擺動的曲線或者是螺旋線、同心圓、擺動的曲線的組合曲線。