[發明專利]雙束貝塞爾激光雙面加工透明材料的裝置和方法

在審

• 申請號: 202010987546.6
• 申請日: 2020-09-18
• 公開（公告）號: CN111958134A
• 公開（公告）日: 2020-11-20
• 發明（設計）人: 張杰;陳蔚;陶沙;秦國雙
• 申請（專利權）人: 英諾激光科技股份有限公司
• 主分類號: B23K26/38
• 分類號: B23K26/38;B23K26/064;B23K26/06
• 代理公司: 深圳市精英專利事務所 44242
• 代理人: 馮筠

本發明涉及雙束貝塞爾激光雙面加工透明材料的裝置和方法，該裝置包括CO2激光器、順次連接的激光器、若干個擴束器、若干個反射鏡、若干個貝塞爾模組以及運動平臺，運動平臺位于貝塞爾模組的下方，CO2激光器位于貝塞爾模組的上方。本發明通過設置激光器，由激光器發射出激光束后，經過擴束鏡、反射鏡的處理，到達貝塞爾模組進行處理，從兩個貝塞爾模組分別輸出對應的兩束激光束到達材料的兩面，且同軸入射以及尾部疊加，最后采用CO2激光器進行裂片處理，使用雙貝塞爾光激光束在材料內部對接的加工方式實現厘米量級甚至幾十厘米量級厚度等厘米量級深度透明材料的切割。

技術領域

本發明涉及激光切割裝置，更具體地說是指雙束貝塞爾激光雙面加工透明材料的裝置和方法。

背景技術

由于顯示器件的廣泛應用，以玻璃為主的透明材料加工是目前激光加工的一個主要應用和市場。使用超快激光的貝塞爾光束可以實現材料深度材料結構改質，結合后續CO2激光裂片可以實現高質量高速度的透明材料切割，該技術的目前已經廣泛應用于毫米厚度的分板。

貝塞爾光束加工的優勢就在于快速或低損傷加工厚透明材料，目前市場對玻璃加工的要求不僅僅限于加工數毫米厚度的玻璃，需要數厘米量級的厚度，甚至是幾十厘米的厚度，這就要求從激光的輸出能量提高以及內賽爾光束整形的光學系統優化。根據貝塞爾光束形成機理，它的強度沿著傳播放方向呈現先水滴形的分布。這種分布顯出在傳播的尾部激光強度會減弱。當強度衰減到低于材料損傷閾值時，就無法實現材料的改性，而被浪費，從而降低激光的能量利用效率和降低改性/改質的長度。

因此，有必要設計一種新的裝置，實現厘米量級甚至幾十厘米量級厚度等厘米量級深度透明材料的切割。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的缺陷，提供雙束貝塞爾激光雙面加工透明材料的裝置和方法。

為實現上述目的，本發明采用以下技術方案：雙束貝塞爾激光雙面加工透明材料的裝置，包括CO2激光器、順次連接的激光器、若干個擴束器、若干個反射鏡、若干個貝塞爾模組以及運動平臺，所述運動平臺位于所述貝塞爾模組的下方，所述CO2激光器位于所述貝塞爾模組的上方。

其進一步技術方案為：所述激光器的個數為兩個。

其進一步技術方案為：所述激光器的個數為一個。

其進一步技術方案為：還包括分光器，所述分光器與所述激光器連接。

其進一步技術方案為：所述擴束器的兩側連接有所述反射鏡。

其進一步技術方案為：所述激光器輸出的激光束的波長為1064nm和532nm。

本發明還提供了雙束貝塞爾激光雙面加工透明材料的方法，包括：

將材料置于運動平臺表面；

啟動激光器，激光器發射脈沖激光束，脈沖激光束經反射、擴束以及貝塞爾模組處理后從材料的兩面同軸射入且尾部重疊，以進行材料改性；

CO2激光器輸出激光束，運動平臺帶動所述材料運動，激光束按照預設規格切割材料。

其進一步技術方案為：脈沖激光束所輸出的紅外波長為1030nm至1064nm，脈沖激光束所輸出的綠光波長為515nm至532nm，激光器發射的脈沖激光束與CO2激光器輸出的激光束達到樣品時間弛豫50皮秒至50納秒。

其進一步技術方案為：脈沖激光束的脈寬包括皮秒脈寬和飛秒脈寬，所述皮秒脈寬為6ps至25ps，所述飛秒脈寬為250fs至950fs。

其進一步技術方案為：所述CO2激光器輸出的激光束的波長為9.6um至10.6um。