[发明专利]用具有波长和所选每脉冲能量的脉冲激光器对眼科镜片作标记的装置和方法

说明书

本申请涉及一种用于对眼科镜片(3)作标记的装置，该镜片(3)由至少一种预设材料制成。该装置包括激光器(1)，该激光器被配置成用于在镜片(3)上产生多个永久雕刻物并且被配置成用于发出脉冲紫外激光辐射的聚焦光束，该光束包括包含在200nm与300nm之间的至少一个辐射波长、具有包含在约0.1ns与约5ns之间的脉冲长度、并且具有包含在约5μJ与约100μJ之间的每脉冲能量。本申请此外涉及一种激光标记方法，该方法被配置成用于借助于上述装置在眼科镜片(3)上产生多个永久雕刻物。

本申请涉及一种用于对眼科镜片作标记的方法。

更具体地，本申请涉及永久标记、尤其是眼科镜片的永久标记。

已知了眼科镜片(例如像眼科眼镜或护目镜)要经历不同的制造步骤。通常用于获得被磨边成具体镜架的形状的成品镜片所采用的制造方法典型地包括多个步骤，在这些步骤中，在眼科镜片的面上提供了被称作永久标记的多个标记。

技术性的永久标记可以由表示点或十字并且标识特定点(例如，眼科镜片的光学中心或渐变镜片的棱镜参考点)的雕刻物、或微型雕刻物、或轴线(例如，用于指示矫正散光所沿着的水平轴线)或界定特定区域(例如，在渐变镜片的情况下的近视觉区或远视觉区)的形状来形成。

同样，可能有必要产生与镜片的标识有关的标记或被称为商业性标记的其他永久标记，这些标记是在已经执行了成品镜片的制造过程的最后步骤之后被雕刻在成品镜片上、或清漆上、减反射叠层上、或直接雕刻在基片上。

这些技术性或商业性永久标记通常是产生在眼科镜片的一个面上，正面或背面上。背面通常是凹面的，而正面通常是凸面的，但反过来也是可能的。

例如，通过去除材料来标记的方法是已知的。这样的方法被配置成作用于镜片的一个面的表面上并且用激光射线的脉冲从其上去除少量材料。具体而言，标记通常是由一系列点(或斑点)形成的，每个斑点是由激光的一个或多个脉冲产生的。

除了这些方法，允许通过灼烧来去除材料的热方法，如实施二氧化碳激光器(CO₂激光器)的方法，是已知的。在这样的方法中，激光器发出的连续波或脉冲红外(IR)或近红外激光辐射与镜片的吸收射线的构成材料之间的相互作用引起以下热效应：射线被材料吸收、热量扩散到材料中、材料熔化接着材料汽化。因此，如果脉冲相对长，则去除的材料量大并且镜片的更大体积区受到热影响。然而，如果镜片的材料受到热影响，则其特性被改变。因此，通常优选的是使得受到热影响的区(TAZ)尽可能小。热方法此外通常与烧蚀点处的材料变形问题相关联。具体而言，在材料被去除之前发生的这些热机理足够慢到使得受到热影响的区是大的，并且因此形成变形材料区。

通过烧蚀、并且特别是光烧蚀标记的其他示例方法(又称为光化学方法，如准分子激光器方法)也是已知的。在这样的方法中，紫外线(UV)激光辐射与镜片的吸收性材料(通常为聚合物)的相互作用驱动了化学分解机理。与红外光子(IR)相比，紫外线(UV)光子的能量足够高到破坏共价键。因此，材料吸收的UV光子越多，热效应就越小，并且反之亦然。用UV射线照射进一步允许斑点的大小减小并且允许镜片材料对射线的吸收得到改善。

除了烧蚀标记方法以外，被称为超短波标记方法的方法也是已知的，如采用“飞秒”(10^-15秒)或“皮秒”(10^-12秒)激光器的方法。在“皮秒”方法中，对于短于5ps(皮秒)的脉冲持续时间而言，镜片的被照射体积之外几乎没有热扩散，因为被烧蚀掉的材料带走了过量热量。相比而言，在CO₂激光器方法中，脉冲的持续时间是约1ms(飞秒)。在超短波标记方法中每脉冲去除的材料量相对少但是标记的品质得到改善，尤其是相对于热方法而言。在超短波方法中生成的脉冲具有高强度(为大约几GW/cm²，而在准分子激光器方法中是大约18MW/cm²，在CO₂激光器方法中是大约3kW/cm²)。因此，这些超短波脉冲使得能够借助于非线性多光子吸收机理来对透明材料(例如电介质)在表面上标记。