[发明专利]用于对透明基板改性的系统和方法

说明书

一种系统，包括：射束源(110)，以及包括第一部分和第二部分的光学系统(304)。该系统进一步包括集成到第一部分和第二部分中的相应部分中的第一扭矩电机和第二扭矩电机。第一扭矩电机(420)配置为使第一部分(416)围绕第一轴线(434)旋转。第二扭矩电机(426)配置为使第二部分(418)围绕第二轴线(436)旋转。第一轴线垂直于第二轴线。

本申请要求于2018年9月28日提交的美国临时申请序列号62/738,643的优先权的权益，本申请依据该临时申请的内容并且该临时申请的内容通过引用整体并入本文。

技术领域

本说明书总体上涉及用于激光处理透明工件的装置和方法，并且更具体地涉及使用准非衍射射束的激光处理。

背景技术

材料的激光处理领域包括涉及不同类型材料的切割、钻孔、铣削、焊接、熔化等的各种应用。在这些工艺中，特别感兴趣的一种工艺是在可用于生产用于薄膜晶体管(TFT)或电子设备的显示材料的材料(诸如玻璃、蓝宝石或熔融石英)的工艺中切割或分离不同类型的透明基板。

从工艺开发和成本角度来看，在切割和分离玻璃基板方面存在许多改进的机会。非常感兴趣的是处理具有弯曲表面的三维(3D)结构。典型地，工件被倾斜并引导朝向激光射束，使得射束入射相对于表面维持垂直。然而，这些系统限制了生产力以及工件的尺寸，并且在大多数情况下不产生期望的准确度。因此，存在对用于自由形态切割透明工件的系统和方法的需求。

发明内容

因此，所需的是高精度光学系统，该系统产生期望的激光射束并且提供准确的定位以用于对透明工件的自由形态激光处理。

根据第一实施例，本公开提供了一种系统，包括：光源；以及光学系统，包括第一部分和第二部分。该系统还包括：第一扭矩电机和第二扭矩电机，与第一部分和第二部分中的相应部分集成，其中，第一扭矩电机配置为使第一部分围绕第一轴线旋转，并且第二扭矩电机配置为使第二部分围绕第二轴线旋转，其中，第一轴线垂直于第二轴线。

第二实施例包括如第一实施例的系统，其中，光学系统包括：非球面光学元件，第一反射光学设备，配置为对光线进行准直的第一透镜，第二反射光学设备，以及配置为对光线进行聚焦的第二透镜。

第三实施例包括如第一实施例的系统，其中，光学系统进一步包括：非球面光学元件，该非球面光学元件包括：折射轴棱锥、反射轴棱锥、负轴棱锥、空间光调制器、衍射光学器件、或立方体形状的光学元件。

第四实施例包括如第一或第二实施例的系统，其中，光学系统包括：第一反射光学设备和第二反射光学设备，该第一反射光学设备和第二反射光学设备包括镜子。

第五实施例包括如第一实施例的系统，其中，第一部分包括非球面光学元件和反射光学设备。

第六实施例包括如第五实施例的系统，其中，第一部分进一步包括透镜。

第七实施例包括如第一实施例的系统，其中，第一部分包括反射光学设备和透镜。

第八实施例包括如第一实施例的系统，其中，第二部分包括反射光学设备和透镜。

第九实施例包括如第八实施例的系统，其中，第二部分进一步包括另一透镜。

第十实施例包括如第一实施例的系统，其中，光源产生具有脉冲串的脉冲激光射束，脉冲串包括针对每个脉冲串的两个或更多个子脉冲。

第十一实施例包括前述实施例中的任一项，其中，光学系统配置为生成准非衍射射束。

第十二实施例包括前述实施例中的任一项，其中，准非衍射射束包括：波长λ，光斑尺寸w_o，以及包括大于的瑞利范围Z_R的横截面，其中，F_D是包括10或更大值的无量纲发散因子。