[实用新型]一种用于切割玻璃的红外激光切割装置

说明书

本实用新型提供了一种用于切割玻璃的红外激光切割装置，包括红外激光发生器、扩束镜组件、反射镜组件以及用于使激光束形成长焦深光斑的长焦深切割头，所述红外激光发生器发出的激光由扩束镜组件扩束后经反射镜组件反射进入长焦深切割头垂直射出至待切割玻璃上。该实用新型通过红外激光，配合长焦深切割头，利用裂纹控制法来进行玻璃的切割，并利用长焦深切割头形成长焦深光斑，使得玻璃上下表面的裂纹在同一个垂直面上切割没有锥度，且裂纹产生精度可以达到微米级别，克服了现有红外激光切割玻璃精度不高的问题。

技术领域

本实用新型属于激光切割设备技术领域，具体涉及一种用于切割玻璃的红外激光切割装置。

背景技术

玻璃作为一种脆性材料，具有透明度好，机械强度高，质地均匀，表面光滑，耐腐蚀等优点，在工农业生产和科学研究中有着广泛的应用。尤其是近年来, 随着 IT 产业的迅速发展，液晶显示器（LCD）和等离子体显示器（PDP）等高科技电子产品的应运而生，并且广泛运用于高清挂壁电视、笔记本电脑、监视器以及通讯设备。在这些显示器的制作过程中需要对玻璃进行切割，并且对玻璃切割质量和效率的要求也越来越高。传统的方法是用金刚石或硬金属轮划线，然后用机械的方法折断玻璃。近年来激光技术在玻璃切割中的应用也越来越多，主要有CO₂激光玻璃切割、皮秒/飞秒激光切割玻璃、光纤/YAG激光切割玻璃等。

然而，传统的金刚石切割这种方法容易导致切削粉末的飞溅、微裂纹的产生甚至材料的破碎，影响强度和功能，并且切割边表面质量低下，需二次加工，尤其是曲线切割过程复杂，切割质量很差，需要进一步研磨抛光，大大提高了加工成本并且非常费时。

皮秒/飞秒激光切割玻璃，基于皮秒/飞秒激光在玻璃中的非线性吸收，可以切割直线、异型玻璃，存在的主要问题是皮秒/飞秒激光器价格昂贵，切割玻璃强度会降低。

CO₂激光玻璃切割，基于裂纹控制法，玻璃对激光是表面吸收，切割断面为亮面，强度高，但是切割过程中需要喷水，对玻璃有污染，主要应用在玻璃直线切割上面，切割异性时效率低下，精度不易控制。

光纤/YAG激光切割玻璃，基于裂纹控制法，玻璃对激光是体吸收，切割断面为亮面，强度高，但是其聚焦光斑大，焦深短，作用在玻璃上面的光斑在横向和纵向范围都很大，玻璃在激光热量和内部应力作用下，可以在整个聚焦光斑范围内产生裂纹，使得切割精度不高，同时裂纹在上下表面可能不在一个垂直面上，即切割裂纹有锥度。

实用新型内容

本实用新型的目的是克服现有光纤/YAG激光切割玻璃过程中易在整个聚焦光斑范围内产生裂纹，而造成切割精度不高的问题。

为此，本实用新型提供了一种用于切割玻璃的红外激光切割装置，包括红外激光发生器、扩束镜组件、反射镜组件以及用于使激光束形成长焦深光斑的长焦深切割头，所述红外激光发生器发出的激光由扩束镜组件扩束后经反射镜组件反射进入长焦深切割头垂直射出至待切割玻璃上。

进一步的，所述红外激光发生器为半导体激光器或光纤激光器或YAG激光器。

进一步的，所述长焦深切割头包括用于产生贝塞尔光束的聚焦光组件，所述聚焦光组件的激光出射端设有锥面，激光入射端设有环状的拱形凸面或与其等效的菲涅尔面型，使入射的激光束经传输在光束与激光出射端设有的锥面最初相交的截面处形成一个环状的光场分布，经过激光出射端设有的锥面出射后，形成近似贝塞尔光束。

进一步的，所述扩束镜组件包括扩束镜和用于固定扩束镜的壳架，所述壳架的两端分别与红外激光发生器的光线出射端和反射镜组件的光线入射端连接，且所述扩束镜的轴线与所述红外激光发生器的光线出射口同轴设置。

进一步的，所述反射镜组件包括反射镜和用于固定反射镜片的固定座，所述固定座两端分别与扩束镜组件的光线出射端和长焦深切割头的光线入射端连接。

进一步的，所述反射镜组件的光线入射角为45°。