[发明专利]使用非轴对称束斑对透明工件进行激光加工的设备和方法

权利要求书

1.一种用于对透明工件进行激光加工的方法，所述方法包括：

在透明工件中形成轮廓线，所述轮廓线包括透明工件中的缺陷，其中，形成轮廓线包括：

引导脉冲激光束，该脉冲激光束沿着光束路径取向并且由光束源输出，通过在径向方向上偏离光束路径定位的非球面光学元件，并且进入到透明工件中，使得被引导到透明工件中的脉冲激光束的部分在透明工件中产生诱导吸收，所述诱导吸收在透明工件中产生缺陷，并且被引导到透明工件中的脉冲激光束的部分包括：

波长λ；

有效光斑尺寸W_o，有效；和

非轴对称束横截面，其包括横截面x方向上的最小瑞利范围Z_Rx,最小值和横截面y方向上的最小瑞利范围Z_Ry,最小值，其中，Z_Rx,最小值和Z_Ry,最小值中较小的那个大于式中，F_D是无量纲发散度因子，其包括10或更大的值。

2.如权利要求1所述的方法，其还包括：使透明工件和脉冲激光束沿着轮廓线相对于彼此平移，由此，激光沿着轮廓线在透明工件中形成多个缺陷。

3.如权利要求1所述的方法，其中，非球面光学元件包含折射轴棱锥、反射轴棱锥、逆向反射锥面镜对、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。

4.如权利要求1所述的方法，其中，无量纲发散度因子F_D包括50至1500的值。

5.如权利要求1所述的方法，其中，脉冲激光束被引导到透明工件中的部分的非轴对称束横截面包括：具有斑尺寸参数w_o,最大值的长轴和具有斑尺寸参数w_o,最小值的短轴，其中，w_o,最大值大于w_o,最小值，以及w_o,最大值与w_o,最小值的纵横比大于1.3。

6.如权利要求1所述的方法，其中：

非球面光学元件在径向方向上以偏离距离偏离光束路径；以及

偏离距离是在脉冲激光束与非球面光学元件之间的接触位置处脉冲激光束的截面直径的10％至75％的距离。

7.如权利要求1所述的方法，所述方法还包括：

绕着光束路径转动非球面光学元件。

8.如权利要求1所述的方法，其还包括引导激光束超过挡光元件，所述非球面光学元件和挡光元件位于光束源与透明工件之间。

9.如权利要求8所述的方法，其中，挡光元件位于非球面光学元件与透明工件之间。

10.如权利要求8所述的方法，其中，挡光元件位于光束路径中，使得挡光元件阻挡脉冲激光束的25％至80％的强度。