[發明專利]鍍膜脆性材料的激光加工裝置及其方法

在審

• 申請號: 202110608629.4
• 申請日: 2021-06-01
• 公開（公告）號: CN113146072A
• 公開（公告）日: 2021-07-23
• 發明（設計）人: 趙裕興;田超
• 申請（專利權）人: 蘇州德龍激光股份有限公司
• 主分類號: B23K26/38
• 分類號: B23K26/38;B23K26/064;B23K26/06;B23K26/067
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務所 32237
• 代理人: 王玉國

本發明涉及鍍膜脆性材料的激光加工裝置及方法，激光器的輸出光路上依次布置有半波片和分光立方體；分光立方體的原方向出射的P光光路布置有第一反射鏡、聚焦鏡、第一衍射鏡、第二反射鏡，第二反射鏡的反射光路與偏振分光合束鏡相對；分光立方體的垂直方向出射的S光光路布置有第二衍射鏡，第二衍射鏡的輸出光路與偏振分光合束鏡相對；偏振分光合束鏡的輸出光路布置有物鏡，物鏡正對于加工平臺。從偏振分光合束鏡出射的P光實現成絲切割，從偏振分光合束鏡出射的S光實現環形光斑刻蝕；通過轉動半波片可以調節P光和S光的比例，調節刻蝕和成絲切割所需的激光能量；同時進行環形光斑刻蝕和成絲切割加工，為鍍膜后的脆性材料切割提供集成解決方法。

技術領域

本發明涉及一種鍍膜脆性材料的激光加工裝置及其方法。

背景技術

目前，針對各類玻璃、藍寶石等透明脆性材料的切割，經常用到激光成絲技術，但是此切割方法要求材料透光(近紅外光)性良好，當材料表面存在鍍膜時，往往會影響成絲效果，導致切割不良甚至無法切割。

因此，需要研發一種融合激光刻蝕與成絲切割的技術方案。

發明內容

本發明的目的是克服現有技術存在的不足，提供一種鍍膜脆性材料的激光加工裝置及其方法。

本發明的目的通過以下技術方案來實現：

鍍膜脆性材料的激光加工裝置，特點是：激光器的輸出光路上依次布置有半波片和分光立方體；

分光立方體的原方向出射的P光光路布置有第一反射鏡、聚焦鏡、第一衍射鏡、第二反射鏡，第二反射鏡的反射光路與偏振分光合束鏡相對；

分光立方體的垂直方向出射的S光光路布置有第二衍射鏡，第二衍射鏡的輸出光路與偏振分光合束鏡相對；

偏振分光合束鏡的輸出光路布置有物鏡，物鏡正對于加工平臺。

進一步地，上述的鍍膜脆性材料的激光加工裝置，其中，半波片安裝于旋轉電機上。

進一步地，上述的鍍膜脆性材料的激光加工裝置，其中，第二反射鏡與偏振分光合束鏡之間的光路上布置有第一光閘。

進一步地，上述的鍍膜脆性材料的激光加工裝置，其中，第二衍射鏡與偏振分光合束鏡之間的光路上布置有第二光閘。

進一步地，上述的鍍膜脆性材料的激光加工裝置，其中，所述激光器為1064nm波長、最大功率25W、脈寬小于15ps的超短脈沖固體激光器。

進一步地，上述的鍍膜脆性材料的激光加工裝置，其中，所述偏振分光合束鏡采用50％反射、50％透射的半透半反鏡。

本發明鍍膜脆性材料的激光加工方法，激光器發出的光束經過半波片后進入分光立方體，P光經分光立方體后從原方向出射，S光則從垂直方向出射；

從分光立方體原方向出射的光束，經第一反射鏡后進入聚焦鏡，聚焦后再進入第一衍射鏡，再經第二反射鏡后進入偏振分光合束鏡；

從分光立方體垂直方向出射的光束進入第二衍射鏡，繼而也進入偏振分光合束鏡；

從偏振分光合束鏡出射的P光經過物鏡實現成絲切割，從偏振分光合束鏡出射的S光經過物鏡實現環形光斑刻蝕。

更進一步地，上述的鍍膜脆性材料的激光加工方法，其中，半波片安裝在旋轉電機上，驅動半波片可以以垂直其中心的軸線進行360度任意角度旋轉，旋轉電機帶動半波片角度變化，使得出射的P光和S光的比例發生變化。

更進一步地，上述的鍍膜脆性材料的激光加工方法，其中，激光器輸出1064nm波長的皮秒激光。

本發明與現有技術相比具有顯著的優點和有益效果，具體體現在以下方面：