[发明专利]镀膜脆性材料的激光加工装置及其方法

说明书

本发明涉及镀膜脆性材料的激光加工装置及方法，激光器的输出光路上依次布置有半波片和分光立方体；分光立方体的原方向出射的P光光路布置有第一反射镜、聚焦镜、第一衍射镜、第二反射镜，第二反射镜的反射光路与偏振分光合束镜相对；分光立方体的垂直方向出射的S光光路布置有第二衍射镜，第二衍射镜的输出光路与偏振分光合束镜相对；偏振分光合束镜的输出光路布置有物镜，物镜正对于加工平台。从偏振分光合束镜出射的P光实现成丝切割，从偏振分光合束镜出射的S光实现环形光斑刻蚀；通过转动半波片可以调节P光和S光的比例，调节刻蚀和成丝切割所需的激光能量；同时进行环形光斑刻蚀和成丝切割加工，为镀膜后的脆性材料切割提供集成解决方法。

技术领域

本发明涉及一种镀膜脆性材料的激光加工装置及其方法。

背景技术

目前，针对各类玻璃、蓝宝石等透明脆性材料的切割，经常用到激光成丝技术，但是此切割方法要求材料透光(近红外光)性良好，当材料表面存在镀膜时，往往会影响成丝效果，导致切割不良甚至无法切割。

因此，需要研发一种融合激光刻蚀与成丝切割的技术方案。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术存在的不足，提供一种镀膜脆性材料的激光加工装置及其方法。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：

镀膜脆性材料的激光加工装置，特点是：激光器的输出光路上依次布置有半波片和分光立方体；

分光立方体的原方向出射的P光光路布置有第一反射镜、聚焦镜、第一衍射镜、第二反射镜，第二反射镜的反射光路与偏振分光合束镜相对；

分光立方体的垂直方向出射的S光光路布置有第二衍射镜，第二衍射镜的输出光路与偏振分光合束镜相对；

偏振分光合束镜的输出光路布置有物镜，物镜正对于加工平台。

进一步地，上述的镀膜脆性材料的激光加工装置，其中，半波片安装于旋转电机上。

进一步地，上述的镀膜脆性材料的激光加工装置，其中，第二反射镜与偏振分光合束镜之间的光路上布置有第一光闸。

进一步地，上述的镀膜脆性材料的激光加工装置，其中，第二衍射镜与偏振分光合束镜之间的光路上布置有第二光闸。

进一步地，上述的镀膜脆性材料的激光加工装置，其中，所述激光器为1064nm波长、最大功率25W、脉宽小于15ps的超短脉冲固体激光器。

进一步地，上述的镀膜脆性材料的激光加工装置，其中，所述偏振分光合束镜采用50％反射、50％透射的半透半反镜。

本发明镀膜脆性材料的激光加工方法，激光器发出的光束经过半波片后进入分光立方体，P光经分光立方体后从原方向出射，S光则从垂直方向出射；

从分光立方体原方向出射的光束，经第一反射镜后进入聚焦镜，聚焦后再进入第一衍射镜，再经第二反射镜后进入偏振分光合束镜；

从分光立方体垂直方向出射的光束进入第二衍射镜，继而也进入偏振分光合束镜；

从偏振分光合束镜出射的P光经过物镜实现成丝切割，从偏振分光合束镜出射的S光经过物镜实现环形光斑刻蚀。

更进一步地，上述的镀膜脆性材料的激光加工方法，其中，半波片安装在旋转电机上，驱动半波片可以以垂直其中心的轴线进行360度任意角度旋转，旋转电机带动半波片角度变化，使得出射的P光和S光的比例发生变化。

更进一步地，上述的镀膜脆性材料的激光加工方法，其中，激光器输出1064nm波长的皮秒激光。

本发明与现有技术相比具有显著的优点和有益效果，具体体现在以下方面：