[發明專利]使用非軸對稱束斑對透明工件進行激光加工的設備和方法

有效

• 申請號: 202110505433.2
• 申請日: 2017-09-28
• 公開（公告）號: CN113399816B
• 公開（公告）日: 2023-05-16
• 發明（設計）人: R·K·阿卡拉普;G·A·皮切;S·楚達;J·A·韋斯特
• 申請（專利權）人: 康寧股份有限公司
• 主分類號: B23K26/00
• 分類號: B23K26/00;B23K26/073;B23K26/53;B23K26/06;C03B33/02
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 徐鑫;項丹

1.一種用于對透明工件進行激光加工的方法，所述方法包括：

在透明工件中形成輪廓線，所述輪廓線包括透明工件中的缺陷，其中，形成輪廓線包括：

引導脈沖激光束，該脈沖激光束沿著光束路徑取向并且由光束源輸出，通過在徑向方向上偏離光束路徑定位的非球面光學元件，并且進入到透明工件中，使得被引導到透明工件中的脈沖激光束的部分在透明工件中產生誘導吸收，所述誘導吸收在透明工件中產生缺陷，并且被引導到透明工件中的脈沖激光束的部分包括：

波長λ；

有效光斑尺寸W_o，有效；和

非軸對稱束橫截面，其包括橫截面x方向上的最小瑞利范圍Z_Rx,最小值和橫截面y方向上的最小瑞利范圍Z_Ry,最小值，其中，Z_Rx,最小值和Z_Ry,最小值中較小的那個大于式中，F_D是無量綱發散度因子，其包括10或更大的值。

2.如權利要求1所述的方法，其還包括：使透明工件和脈沖激光束沿著輪廓線相對于彼此平移，由此，激光沿著輪廓線在透明工件中形成多個缺陷。

3.如權利要求1所述的方法，其中，非球面光學元件包含折射軸棱錐、反射軸棱錐、逆向反射錐面鏡對、負軸棱錐、空間光調制器、衍射光學器件或立方體形狀的光學元件。

4.如權利要求1所述的方法，其中，無量綱發散度因子F_D包括50至1500的值。

5.如權利要求1所述的方法，其中，脈沖激光束被引導到透明工件中的部分的非軸對稱束橫截面包括：具有斑尺寸參數w_o,最大值的長軸和具有斑尺寸參數w_o,最小值的短軸，其中，w_o,最大值大于w_o,最小值，以及w_o,最大值與w_o,最小值的縱橫比大于1.3。

6.如權利要求1所述的方法，其中：

非球面光學元件在徑向方向上以偏離距離偏離光束路徑；以及

偏離距離是在脈沖激光束與非球面光學元件之間的接觸位置處脈沖激光束的截面直徑的10％至75％的距離。

7.如權利要求1所述的方法，所述方法還包括：

繞著光束路徑轉動非球面光學元件。

8.如權利要求1所述的方法，其還包括引導激光束超過擋光元件，所述非球面光學元件和擋光元件位于光束源與透明工件之間。

9.如權利要求8所述的方法，其中，擋光元件位于非球面光學元件與透明工件之間。

10.如權利要求8所述的方法，其中，擋光元件位于光束路徑中，使得擋光元件阻擋脈沖激光束的25％至80％的強度。