[发明专利]透明材料的高速激光加工

权利要求书

1.一种用脉冲类贝塞尔激光束(14)对层状材料(31)进行激光预切割的方法，其中所述层状材料(31)包括至少一个拉应力层(TSL)、至少一个压应力层(CSL1，CSL2)以及所述至少一个拉应力层(TSL)与所述至少一个压应力层(CSL1，CSL2)之间的至少一个界面区(IR1，IR2)，并且所述层状材料(31)是透明的，以允许所述激光束(14)传播穿过所述层状材料(31)，所述方法包括：

设置所述激光束(14)的光束路径(8)和激光特征，使得所述激光束(14)与所述层状材料(31)的交互作用在所述层状材料(31)中产生细长的单个激光脉冲损伤区(57)；并且

对于所述层状材料(31)的一系列预切割位置(X_N-1，X_N，X_N+1)的每个位置而言，通过使所述层状材料(31)和所述激光束(14)相对彼此定位并且照射所述激光束(14)，使得所述各个细长的单个激光脉冲损伤区(57)延伸穿过所述至少一个界面区(IR1，IR2)来预切割所述层状材料(31)。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述激光束(14)的光束路径(8)和激光特征被设置成使得：

所述细长的损伤区的特征在于长宽比在10至1000的范围内；并且

相邻的细长的损伤区之间的距离(dx)大于0.5μm并且为至多4μm；并且

所述激光脉冲持续时间在1ps至100ps的范围内；并且

所述类贝塞尔光束的特征为锥形半角(θ)≥4°，所述锥形半角(θ)的上限为≤30°。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述层状材料(31)包括前面(33)，并且所述至少一个拉应力层(TSL)或所述至少一个压应力层(CSL1，CSL2)位于所述前面(33)与所述至少一个界面区(IR1，IR2)之间，并且其中进行预切割使得所述各个细长的损伤区(57)从所述前面(33)延伸穿过所述至少一个拉应力层(TSL)或所述至少一个压应力层(CSL1，CSL2)，并且贯穿所述至少一个界面区(IR1，IR2)而进入到各自的相邻层中；并且/或者

其中所述层状材料(31)包括后面(35)，并且所述至少一个拉应力层(TSL)或所述至少一个压应力层(CSL1，CSL2)位于所述后面(35)与所述至少一个界面区(IR1，IR2)之间，并且其中进行预切割，以使得所述各个细长的损伤区(57)从所述后面(35)延伸穿过所述至少一个拉应力层(TSL)或所述至少一个压应力层(CSL1，CSL2)，并且贯穿所述至少一个界面区(IR1，IR2)而进入到各自的相邻层中。

4.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述层状材料(31)包括中心在一对界面区(IR1，IR2)之间的中心拉应力层(TSL)或中心压应力层，并且其中进行预切割使得所述各个细长的损伤区(57)延伸穿过所述中心拉应力层(TSL)或所述中心压应力层的至少30％。

5.根据权利要求1或2所述的方法，其中进行预切割使得所述各个细长的损伤区(57)延伸穿过所述层状材料(31)的厚度(DS)的至少50％。

6.根据权利要求1或2所述的方法，其中预切割相邻的细长的损伤区(57)使得相邻的细长损伤区(57)相对彼此移动的距离(dx)在1μm至3μm的范围内。

7.根据权利要求1或2所述的方法，其中对各预切割位置(X_N-1，X_N，X_N+1)用单个激光脉冲进行预切割，使得所述细长的损伤区(57)是单个激光脉冲损伤区，并且/或者所述层状材料(31)对传播穿过所述材料的所述激光束(14)的单光子吸收基本透明。

8.根据权利要求1或2所述的方法，其中彼此紧挨着的连续的激光脉冲的单个激光脉冲损伤区对第一扫描序列在所述材料内以第一水平并且对第二扫描序列在所述材料内以第二水平相对彼此移动。