[發(fā)明專利]一種透明材料的加工方法及裝置在審
| 申請?zhí)枺?/td> | 201811053260.X | 申請日： | 2018-09-10 |
| 公開（公告）號： | CN109079317A | 公開（公告）日： | 2018-12-25 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 蔣仕彬 | 申請（專利權(quán)）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(biāo)事務(wù)所有限公司 32103 | 代理人： | 陶海鋒 |
| 地址： | 311400 浙江省杭州市富陽區(qū)銀*** | 國省代碼： | 浙江;33 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 透明材料 脈沖串 加工方法及裝置 光纖放大器 激光脈沖 能量放大 脈沖 移動聚焦位置 待加工位置 光纖激光器 種子激光器 峰值功率 綠光脈沖 總脈沖數(shù) 輸出 激光束 波長 倍頻 綠光 加工 聚焦 | ||
本發(fā)明公開了一種透明材料的加工方法及裝置，提供一波長在1020納米～1090納米之間的脈沖串種子激光器，采用光纖放大器進行能量放大后，進行光學(xué)倍頻，獲得綠光脈沖串輸出，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,各脈沖串里的每一激光脈沖間的時間小于為120ns,脈沖串間的間隔時間大于300ns，每一秒的總脈沖數(shù)大于100,000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。本發(fā)明提高了加工速度。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及一種透明材料加工方法，具體涉及一種用于透明材料的激光加工方法。
背景技術(shù)
玻璃和藍寶石透明材料已經(jīng)成為了人們?nèi)粘Ｉ钪胁豢扇鄙俚囊徊糠郑S著經(jīng)濟的發(fā)展，對玻璃制品的需求量與日俱增。在玻璃和藍寶石的生產(chǎn)工業(yè)中，玻璃和藍寶石加工是一個十分重要環(huán)節(jié)。
一般來說，玻璃和藍寶石加工（冷加工）主要包括拋光、切割、鉆孔、雕刻、磨邊等。為了工業(yè)化實現(xiàn)上述玻璃和藍寶石加工的目的，現(xiàn)有技術(shù)中采用的加工方法主要有機械加工方法、化學(xué)加工方法（主要用于拋光和刻蝕）、高壓水射流加工方法（主要用于切割和鉆孔）和激光加工方法。在這當(dāng)中，激光加工方法在加工速度和自動化程度方面都要遠遠優(yōu)于其它的方法。
傳統(tǒng)的激光玻璃和藍寶石加工運用的是波長在10.6μm附近的CO2激光器，其輸出功率一般需要達到100W以上。CO2激光器加工玻璃和藍寶石是通過激光入射使玻璃受熱后發(fā)生斷裂而實現(xiàn)的。以平板玻璃的切割為例，將CO2激光器發(fā)出的激光束聚焦到平板玻璃上，高功率的激光使得玻璃在激光的焦點位置受熱發(fā)生斷裂，裂縫向玻璃的上下表面延伸從而完成切割。在受熱切割的過程中，通常需要使用淬火嘴將冷水或冷氣噴射到切割道上，使玻璃裂開。這種方法切割精度較低，同時難以加工復(fù)雜圖形。
運用波長在532nm附近（綠光）的脈沖輸出自由空間固體激光器進行玻璃和藍寶石加工可以達到更好的加工效果。與傳統(tǒng)的CO2激光器不同，這種綠光激光器是通過微爆破的方式實現(xiàn)玻璃加工的。同樣以平板玻璃的切割為例，通過3D掃描振鏡可以使綠光激光的焦點在豎直方向上移動，在激光焦點經(jīng)過的地方，玻璃會發(fā)生微米量級的爆破，這種微小損傷在豎直方向上疊加從而實現(xiàn)了精度更高的切割。
然而，上述的這種綠光激光器在玻璃和藍寶石加工方面還存在著一些缺陷。首先，自由空間的固體激光器并不穩(wěn)定。這是因為，自由空間的固體激光器的內(nèi)部是通過反射鏡片來控制光路的，當(dāng)外部環(huán)境出現(xiàn)一定的振動或其它干擾則會在一定程度上影響激光的輸出。其次，現(xiàn)有的這種自由空間固體的綠光激光器輸出脈沖的頻率是無法突破100KHz的（當(dāng)脈沖重復(fù)頻率增加到接近100KHz或高于100KHz時，輸出脈沖的寬度將會增加）。這也限制了利用此類綠光激光器實現(xiàn)更快速度的玻璃和藍寶石加工。玻璃和藍寶石激光加工的效率受到限制，加工速度受限制就意味著加工成本比較高。
因此，找到一種新的玻璃加工方法從而實現(xiàn)透明材料加工技術(shù)的提高是十分有意義的。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的發(fā)明目的是提供一種透明材料的加工方法，以克服現(xiàn)有技術(shù)中加工速度受限的問題，提高激光透明材料加工的精度和速度。
本發(fā)明的另一個發(fā)明目的是提供一種實現(xiàn)該加工方法的透明材料的加工裝置。
為達到上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種透明材料的加工方法，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(xué)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；
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