[發明專利]一種厚玻璃的超快激光加工系統及方法

在審

• 申請號: 202011001248.1
• 申請日: 2020-09-22
• 公開（公告）號: CN112142315A
• 公開（公告）日: 2020-12-29
• 發明（設計）人: 李光輝;李萬朋;徐俊南
• 申請（專利權）人: 東莞市盛雄激光先進裝備股份有限公司
• 主分類號: C03B33/08
• 分類號: C03B33/08
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 楊小紅

1.一種厚玻璃的超快激光加工系統，其特征在于，包括：激光器、高斯-貝塞爾整形光路模組與二維運動平臺；

所述激光器，用于產生超快激光光束，所述超快激光光束為高斯超快激光光束；

所述高斯-貝塞爾整形光路模組包括貝塞爾光學整形模塊與聚光鏡模塊，所述貝塞爾光學整形模塊，用于接收所述激光器產生的所述高斯超快激光光束后，將所述高斯超快激光光束轉換為高斯-貝塞爾超快激光光束；所述聚光鏡模塊，用于接收所述高斯-貝塞爾超快激光光束后，調整所述高斯-貝塞爾超快激光光束的能量密度從而使所述能量密度達到待加工玻璃的光學損傷閾值以上，還用于將所述高斯-貝塞爾超快激光光束聚焦至待加工玻璃的內部從而在所述待加工玻璃內產生穿孔；

所述二維運動平臺，用于放置所述待加工玻璃，還用于以預設的運動速度控制所述待加工玻璃相對所述高斯-貝塞爾超快激光光束的聚焦點沿預設的切割線路運動從而獲得待分離玻璃，所述待分離玻璃具有若干個所述穿孔形成的穿孔線輪廓，所述待分離玻璃用于以預置的分離方式沿所述穿孔線輪廓進行分離。

2.根據權利要求1所述的厚玻璃的超快激光加工系統，其特征在于，所述激光器的脈沖能量為0.2～10mj，所述激光器的脈沖寬度為1～100ps。

3.根據權利要求1所述的厚玻璃的超快激光加工系統，其特征在于，所述貝塞爾光學整形模塊包括軸棱錐。

4.根據權利要求1所述的厚玻璃的超快激光加工系統，其特征在于，所述預置的分離方式包括機械應力分離方式、CO₂應力分離方式和化學蝕刻方式中的一種或多種分離方式組合。

5.根據權利要求1所述的厚玻璃的超快激光加工系統，其特征在于，所述聚光鏡模塊包括沿光軸水平依次的前置聚光鏡群組與后置聚光鏡群組，所述前置聚光鏡群組與所述后置聚光鏡群組之間設置空氣間隔，后置聚光鏡群組包括若干個沿光軸水平設置的非球面透鏡，相鄰的所述非球面透鏡之間設置空氣間隔。

6.一種厚玻璃的超快激光加工方法，其特征在于，包括以下步驟：

S101：通過激光器產生超快激光光束，所述超快激光光束為高斯超快激光光束；

S102：通過貝塞爾光學整形模塊接收所述激光器產生的所述高斯超快激光光束后，將所述高斯超快激光光束轉換為高斯-貝塞爾超快激光光束；

S103：通過聚光鏡模塊接收所述高斯-貝塞爾超快激光光束后，調整所述高斯-貝塞爾超快激光光束的能量密度從而使所述能量密度達到待加工玻璃的光學損傷閾值以上，并將所述高斯-貝塞爾超快激光光束聚焦至待加工玻璃的內部從而在所述待加工玻璃內產生穿孔；

S104：通過二維運動平臺控制預先放置的所述待加工玻璃相對所述高斯-貝塞爾超快激光光束的聚焦點沿預設的切割線路運動從而獲得待分離玻璃，所述待分離玻璃具有若干個所述穿孔形成的穿孔線輪廓。

7.根據權利要求6所述的厚玻璃的超快激光加工方法，其特征在于，所述步驟S104之后還包括，通過預置的分離方式將所述待分離玻璃沿所述穿孔線輪廓進行分離，所述預置的分離方式包括機械應力分離方式、CO₂應力分離方式和化學蝕刻方式中的一種或多種分離方式組合。

8.根據權利要求6所述的厚玻璃的超快激光加工方法，其特征在于，所述激光器的脈沖能量為0.2～10mj，所述激光器的脈沖寬度為1～100ps。

9.根據權利要求6所述的厚玻璃的超快激光加工方法，其特征在于，所述貝塞爾光學整形模塊包括軸棱錐。

10.根據權利要求6所述的厚玻璃的超快激光加工方法，其特征在于，所述聚光鏡模塊包括沿光軸水平依次的前置聚光鏡群組與后置聚光鏡群組，所述前置聚光鏡群組與所述后置聚光鏡群組之間設置空氣間隔，后置聚光鏡群組包括若干個沿光軸水平設置的非球面透鏡，相鄰的所述非球面透鏡之間設置空氣間隔。