[发明专利]一种超声辅助激光等离子体背部湿刻法刻蚀石英玻璃的加工方法

摘要

本发明提供了一种超声辅助激光等离子体背部湿刻法刻蚀石英玻璃的方法，属于特种加工领域。本发明涉及到的加工方法主要分为四步：(1)将石英玻璃在夹具上装夹好，并向容器中添加硫酸铜溶液；(2)确定激光刻蚀石英玻璃的激光系统工艺参数及超声系统工艺参数；(3)确定激光扫描路径和扫描速度；(4)超声辅助激光按照扫描路径刻蚀石英玻璃。该方法主要是以激光背部湿刻法刻蚀石英玻璃为主，在激光刻蚀的基础上增加了超声振动、超声清洗以及二者之间的复合加工作用，实现超声辅助激光等离子体背部湿刻法刻蚀石英玻璃。本发明所提供的方法，可实现在石英玻璃表面上刻蚀出的凹槽表面不存在明显的熔渣及重铸层，且表面光滑、清洁，得到了良好的加工效果。

主权项

1.一种超声辅助激光背部湿刻法刻蚀石英玻璃的加工方法，其特征在于，包括：(1)将石英玻璃在夹具上装夹好，并向容器中添加硫酸铜溶液：石英玻璃尺寸为50×50×3mm，把石英玻璃固定在工作台上的合理位置，使得加工位置恰好为石英玻璃片的正中心，并向容器中添加硫酸铜溶液，直至容器内充满溶液，所述硫酸铜溶液为饱和硫酸铜；(2)确定激光刻蚀石英玻璃的激光系统工艺参数和超声系统工艺参数：正常启动空气开关和激光器开光，激光器为500W的Nd3+：YAG激光器，把激光脉冲宽度调为0.5～1.7ms，激光的电流强度为150～250A，距离石英玻璃底面的离焦量为4mm～5mm，脉冲重复频率在30～60HZ，激光扫描速度为0.5～1.5mm/s，超声波的功率为70～90W，频率为10～40HZ；(3)确定激光扫描路径和扫描速度：选择激光刻蚀的扫描速度为0.7mm/s，扫描路径为圆弧，圆弧型路径具体为：激光从外向内扫描，外围圆弧扫描结束则关闭激光，再横向进给一个行间距，然后开启激光重新进行扫描加工，如此重复进行，直至扫描结束；(4)超声辅助激光按照扫描路径进行刻蚀加工：启动超声波换能器和激光器，激光按照预定的路径进行扫描；其中，石英激光单次扫描后的微观形貌为“V”形槽，并且在激光开始加工的过程中，要通辅助气体空气。