[发明专利]双激光束分离光学晶体方法及装置

权利要求书

1.一种双激光束分离光学晶体方法，其特征在于，该方法利用高峰值功率、低脉冲能量的第一激光束在光学晶体内形成光损伤线形成的一个损伤截面，利用低峰值功率、高脉冲能量的第二激光束作用于所述损伤线所形成的损伤截面上，使光学晶体分离。

2.根据权利要求1所述的双激光束分离光学晶体方法，其特征在于，其特征在于，第一激光束的峰值功率大于等于2×10⁴W，脉冲能量为40nJ到1mJ范围内；第二激光束的峰值功率为50W到 1×10⁴ W，脉冲能量大于等于2mJ。

3.根据权利要求1或2所述的双激光束分离光学晶体方法，其特征在于，其特征在于，其具体步骤为：

（a1）将第一激光束沿Z轴方向经聚焦镜后形成聚焦激光束入射到光学晶体内，并聚焦在光学晶体底部；

（a2）第一激光束与光学晶体沿所需分离的x方向产生相对移动，使第一激光束在光学晶体底部形成一条光损伤线；

（a3）然后沿Z轴向上移动第一激光束的聚焦点，移动距离为聚焦光斑直径的1到4倍，使第一激光束再沿x相反方向以相同扫描速度沿所需分离方向与光学晶体作相对移动，在光学晶体内的第一条光损伤线上方再形成另一条光损伤线；

（a4）重复步骤（a3 ），直到整个光学晶体厚度沿分离方向形成一个被第一激光束作用的激光损伤截面；

（a5）采用第二激光束沿Z轴方向经聚焦镜后形成点或线聚焦激光束入射到光学晶体的所述激光损伤截面上，焦平面位于光学晶体内；

（a6）使第二激光束与光学晶体沿所需分离的x方向产生多次相对移动，直至激光损伤截面的温度达到熔化或汽化温度，产生的热内应力沿光学晶体结合力薄弱区域迅速扩展，完成光学晶体的分离为止。

4.根据权利要求1所述的双激光束分离光学晶体方法，其特征在于，其特征在于，其具体步骤为：

（b1）将第一激光束沿Z轴方向经聚焦镜后形成聚焦激光束入射到光学晶体内，并聚焦在光学晶体底部； 

（b2）第一激光束与光学晶体沿所需分离的x方向产生相对移动，使第一激光束在光学晶体底部形成一条光损伤线；

（b3）采用第二激光束沿Z轴方向经聚焦镜后形成点或线聚焦激光束入射到光学晶体的所述一条光损伤线上；

（b4）使第二激光束与光学晶体沿所需分离的x方向产生多次相对移动，形成沟槽；

     （b5）沿Z轴向上移动第一、第二激光束的聚焦点，移动距离为聚焦光斑直径的1到4倍；

（b6）使第一激光束再沿x相反方向以相同扫描速度沿所需分离方向与光学晶体作相对移动，在光学晶体内的第一条沟槽上方再形成另一条光损伤线；

（b7）使第二激光束与光学晶体沿所需分离的x方向产生多次相对移动，使光损伤线达到熔化汽化温度而被去除或因热应力使光学晶体结沿合力薄弱区域迅速裂开，与先形成沟槽联通；

（b8）判断整个光学晶体是否完成分离，如果是，结束，否则转入步骤（b5）。

5.一种实现权利要求1所述双激光束分离光学晶体方法的装置，其特征在于，该装置包括第一、第二激光加工系统和二维工作台，第一激光加工系统包括第一Z轴移动机构以及依次位于第一光路上的第一激光器、第一扩束准直镜、第一反射镜和第一聚焦镜；第一聚焦镜固定在第一Z轴移动机构上；第二激光加工系统包括第二Z轴移动机构以及依次位于第二光路上的第二激光器、第二扩束准直镜、第二反射镜和第二聚焦镜；第二聚焦镜固定在第二Z轴移动机构上，第一光路与第二光路平行，二维工作台位于第一、第二聚焦镜下方，用于固定光学晶体。