[发明专利]使用长度和直径可调的激光束焦线来加工透明材料的系统和方法

权利要求书

1.一种用于加工透明材料的系统，所述系统包括：

激光源，所述激光源可操作用于发射脉冲激光束；以及

光学组件，所述光学组件布置在所述脉冲激光束的光学路径内并且被配置成用于将所述脉冲激光束转变为具有可调长度和可调直径的激光束焦线，其中，所述激光束焦线的至少一部分可操作用于被定位在所述透明材料的块内，从而使得所述激光束焦线在所述透明材料内生成诱导多光子吸收，诱导多光子吸收沿着所述激光束焦线在所述透明材料内产生材料改性；

其中所述光学组件包括轴锥镜；

其中所述轴锥镜是透光的，并且所述光学组件进一步包括定位在所述轴锥镜与所述透明材料之间的所述脉冲激光束的光学路径中的可变变焦组件。

2.一种用于加工透明材料的系统，所述系统包括：

激光源，所述激光源可操作用于发射脉冲激光束；以及

光学组件，所述光学组件布置在所述脉冲激光束的光学路径内并且被配置成用于将所述脉冲激光束转变为具有可调长度和可调直径的激光束焦线，其中，所述激光束焦线的至少一部分可操作用于被定位在所述透明材料的块内，从而使得所述激光束焦线在所述透明材料内生成诱导多光子吸收，诱导多光子吸收沿着所述激光束焦线在所述透明材料内产生材料改性；

其中，所述光学组件包括轴锥镜；

所述轴锥镜是透光的；

所述光学组件进一步包括具有第一焦距的第一透镜元件和具有第二焦距的第二透镜元件；

所述第一透镜元件和所述第二透镜元件布置在所述轴锥镜之后的所述脉冲激光束的光学路径内，从而使得所述第一透镜元件定位在所述轴锥镜与所述第二透镜元件之间；并且

所述第一焦距和所述第二焦距为使得所述激光束焦线至少部分地布置在所述透明材料的所述块内；并且

通过改变所述第一透镜元件的所述第一焦距和所述第二透镜元件的所述第二焦距中的至少一项来调节所述激光束焦线的可调长度和可调直径。

3.如权利要求2所述的系统，其中，

所述光学组件进一步包括：包括多个第一透镜元件的第一透镜组件，每个第一透镜元件具有不同的第一焦距；以及包括多个第二透镜元件的第二透镜组件，每个第二透镜元件具有不同的第二焦距；

通过选择性地将所述多个第一透镜元件中的期望第一透镜元件定位在所述脉冲激光束的所述光学路径内来调节所述第一透镜元件的所述第一焦距；并且

通过选择性地将所述多个第二透镜元件中的期望第二透镜元件定位在所述脉冲激光束的所述光学路径内来调节所述第二透镜元件的所述第二焦距。

4.一种用于加工透明材料的系统，所述系统包括：

激光源，所述激光源可操作用于发射脉冲激光束；以及

光学组件，所述光学组件布置在所述脉冲激光束的光学路径内并且被配置成用于将所述脉冲激光束转变为具有可调长度和可调直径的激光束焦线，其中，所述激光束焦线的至少一部分可操作用于被定位在所述透明材料的块内，从而使得所述激光束焦线在所述透明材料内生成诱导多光子吸收，诱导多光子吸收沿着所述激光束焦线在所述透明材料内产生材料改性；

其中，所述光学组件包括轴锥镜；

所述轴锥镜包括入射表面和出射表面；

所述出射表面具有相对于所述入射表面的角度；并且

通过改变所述轴锥镜的所述出射表面的角度来调节所述激光束焦线的所述可调长度和所述可调直径。

5.如权利要求4所述的系统，其中，

所述光学组件进一步包括轴锥镜组件，所述轴锥镜组件包括多个轴锥镜，每个单独的轴锥镜包括在所述出射表面上的不同角度；并且

通过选择性地将所述多个轴锥镜中的期望单独轴锥镜定位在所述脉冲激光束的所述光学路径内来改变所述轴锥镜的所述出射表面的所述角度。

6.如权利要求5所述的系统，其中，

所述光学组件进一步包括具有第一焦距的第一透镜元件和具有第二焦距的第二透镜元件；

所述第一透镜元件和所述第二透镜元件布置在所述轴锥镜之后的所述脉冲激光束的所述光学路径内，从而使得所述第一透镜元件定位在所述轴锥镜与所述第二透镜元件之间；并且

通过改变所述第一焦距和/或所述第二焦距来进一步调节所述激光束焦线的所述可调长度和所述可调直径。