[發(fā)明專利]一種透明材料的加工方法及裝置

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• 申請日: 2018-09-10
• 公開（公告）號: CN109079317A
• 公開（公告）日: 2018-12-25
• 發(fā)明（設計）人: 蔣仕彬
• 申請（專利權）人: 杭州銀湖激光科技有限公司
• 主分類號: B23K26/06
• 分類號: B23K26/06;B23K26/064;B23K26/36;B23K26/402
• 代理公司: 蘇州創(chuàng)元專利商標事務所有限公司 32103
• 代理人: 陶海鋒

1.一種透明材料的加工方法，其特征在于：

提供一波長在1020納米～1090納米之間的光纖激光器，將種子激光器輸出的激光脈沖串采用光纖放大器進行能量放大后，進行光學倍頻，獲得綠光輸出，輸出綠光的脈沖串, 每一脈沖串里包括至少兩個激光脈沖，脈沖寬度小于10ns，脈沖的峰值功率大于5KW，各脈沖串里的相鄰激光脈沖間的間隔時間小于120ns，脈沖串間的間隔時間大于300ns，每一秒的總脈沖數(shù)大于100000個；其中，光纖激光器輸出的激光束只采用光纖放大器進行能量放大；

將上述綠光聚焦到透明材料的待加工位置，通過移動聚焦位置，實現(xiàn)對透明材料的加工。

2.根據(jù)權利要求1所述的透明材料的加工方法，其特征在于：所述的種子激光器是光纖激光器或光纖耦合的半導體激光器。

3.根據(jù)權利要求1所述的透明材料的加工方法，其特征在于：所述的移動聚焦位置通過掃描振鏡實現(xiàn)，輸出的綠光經(jīng)掃描振鏡后由聚焦透鏡聚焦到透明材料的待加工位置，使材料發(fā)生微米量級的爆破，通過掃描振鏡移動焦點的位置，使爆破點在所需加工的區(qū)域疊加從而實現(xiàn)加工。

4.根據(jù)權利要求1所述的透明材料的加工方法，其特征在于：所述的移動聚焦位置通過改變聚焦透鏡與待加工的透明材料的相對位置實現(xiàn)，輸出的綠光經(jīng)聚焦透鏡聚焦到透明材料的待加工位置，使材料發(fā)生微米量級的爆破，通過移動包括激光器和透鏡的光學頭，或者移動待加工的透明材料，改變焦點在透明材料上的位置，使爆破點在所需加工的區(qū)域疊加從而實現(xiàn)加工。

5.根據(jù)權利要求1至4中任一權利要求所述的透明材料的加工方法，其特征在于：所述透明材料是玻璃、晶體材料、半導體和塑料中的一種；所述加工是鉆孔、切割、磨邊、和倒角中的一種。

6.一種透明材料的加工裝置，由綠光激光器、聚焦透鏡和焦點調(diào)整機構組成，其特征在于：所述綠光脈沖串激光器主要由輸出波長在1020納米～1090納米之間的脈沖串種子激光器、多級或單級光纖放大器、準直器和倍頻器件構成，脈沖串種子激光器的輸出光經(jīng)光纖放大器放大后，由準直器準直后經(jīng)倍頻器件倍頻輸出綠光脈沖串；所述綠光經(jīng)聚焦透鏡聚焦在透明材料的待加工位置，所述透明材料采用機械夾具夾持，所述機械夾具連接在固定式工作平臺或者移動平臺上。

7.根據(jù)權利要求6所述的透明材料的加工裝置，其特征在于：所述焦點調(diào)整機構包括掃描振鏡，所述掃描振鏡在光路中位于綠光脈沖串激光器的輸出和聚焦透鏡之間。

8.根據(jù)權利要求6所述的透明材料的加工裝置，其特征在于：所述掃描振鏡是二維振鏡、2.5維振鏡、或者三維振鏡中的一種。

9.根據(jù)權利要求6所述的透明材料的加工裝置，其特征在于：所述綠光脈沖串激光器和所述聚焦透鏡構成光學頭，所述焦點調(diào)整機構包括光學頭位置調(diào)整機構，以待加工的透明材料所在平面為X-Y平面，Z軸垂直于X-Y平面，該光學頭位置透整機構使光學頭具有X軸、Y軸、Z軸平移的自由度。

10.根據(jù)權利要求6所述的透明材料的加工裝置，其特征在于：所述焦點調(diào)整機構包括放置待加工的透明材料的平臺，以待加工的透明材料所在平面為X-Y平面，Z軸垂直于X-Y平面，所述焦點調(diào)整機構使所述平臺具有X軸、Y軸平移的自由度，所述聚焦透鏡和所述平臺之間具有沿Z軸相對運動的自由度。