[发明专利]用于在透明材料中的钻孔的系统和方法

权利要求书

1.一种用于在基板中形成穿孔的方法，所述方法包含：

提供具有第一表面及与所述第一表面相对的第二表面的基板；以及

在持续时间小于100μs的钻孔期间，通过在一位置处将激光脉冲的聚焦光束导引至所述基板中穿过所述基板的所述第一表面且随后穿过所述基板的所述第二表面以从所述基板移除材料来产生所述穿孔，

其中激光脉冲的所述聚焦光束具有一波长，所述基板对于所述波长至少实质上是透明的，

其中在所述基板处的激光脉冲的所述聚焦光束的光学强度小于所述基板的光学击穿强度，

其中激光脉冲的所述聚焦光束具有高斯能量分布，

其中激光脉冲的所述聚焦光束具有大于5MHz的脉冲重复率，且

其中激光脉冲的所述聚焦光束内的激光脉冲具有大于200fs的脉冲宽度。

2.如权利要求1所述的方法，其中所述基板对于在电磁光谱的紫外光、可见光或红外光区域内的至少一个波长至少实质上是透明的。

3.如权利要求2所述的方法，其中所述基板对于在电磁光谱的所述可见光区域内的至少一个波长至少实质上是透明的。

4.如权利要求2所述的方法，其中所述基板对于在电磁光谱的红外光区域内的至少一个波长至少实质上是透明的。

5.如权利要求1所述的方法，其中所述基板为玻璃。

6.如权利要求1所述的方法，其中所述基板为蓝宝石。

7.如权利要求1所述的方法，其中所述基板为硅晶粒。

8.如权利要求1所述的方法，其中所述基板为GaN晶粒。

9.如权利要求1所述的方法，其中激光脉冲的所述聚焦光束具有大于25MHz的脉冲重复率。

10.如权利要求9所述的方法，其中激光脉冲的所述聚焦光束具有大于40MHz的脉冲重复率。

11.如权利要求10所述的方法，其中激光脉冲的所述聚焦光束具有大于300MHz的脉冲重复率。

12.如权利要求11所述的方法，其中激光脉冲的所述聚焦光束具有大于500MHz的脉冲重复率。

13.如权利要求10所述的方法，其中激光脉冲的所述聚焦光束内的激光脉冲具有小于50fs的脉冲宽度。

14.一种用于在基板中形成穿孔的方法，所述方法包含：

提供基板，所述基板具有在30μm至150μm的范围内的厚度并且具有第一表面及与所述第一表面相对的第二表面；以及

通过将激光脉冲的聚焦光束导引至所述基板中穿过所述基板的所述第一表面且随后穿过所述基板的所述第二表面以从所述基板移除材料来产生所述穿孔，

其中激光脉冲的所述聚焦光束具有一波长，所述基板对于所述波长至少实质上是透明的；

其中在基板处的激光脉冲的所述聚焦光束的光学强度小于所述基板的光学击穿强度；

其中激光脉冲的所述聚焦光束具有高斯能量分布；

其中激光脉冲的所述聚焦光束具有脉冲重复率、在所述基板处的峰值光学强度及在所述基板处驱动累计加热效应的平均功率；且

其中在激光脉冲的所述聚焦光束内的激光脉冲具有脉冲宽度，

其中选择所述峰值光学强度、脉冲重复率、平均功率及脉冲宽度使得在小于40μs内形成所述穿孔。

15.如权利要求14所述的方法，其中选择所述峰值光学强度、脉冲重复率、平均功率及脉冲宽度使得在小于30μs内形成所述穿孔。

16.如权利要求15所述的方法，其中选择所述峰值光学强度、脉冲重复率、平均功率及脉冲宽度使得在小于20μs内形成所述穿孔。