[发明专利]应用于PLC晶圆激光切割装置及带有该装置的皮秒激光器有效

专利信息
申请号: 201710098229.7 申请日: 2017-02-23
公开(公告)号: CN106825943B 公开(公告)日: 2018-10-09
发明(设计)人: 庄鸿武;张朝阳;陆海强;徐金磊;杨敬博;顾秦铭 申请(专利权)人: 江苏大学
主分类号: B23K26/38 分类号: B23K26/38;B23K26/0622;B23K26/064;B23K26/067
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地址: 212013 江*** 国省代码: 江苏;32
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摘要:
搜索关键词: 应用于 plc 激光 切割 装置 带有 激光器
【说明书】:

本发明公开了应用于PLC晶圆激光切割装置及带有该装置的皮秒激光器,涉及激光加工应用领域,该装置包括用于射出激光的激光器,激光器一端设置有用于接收激光的第一45°镜,第一45°镜一侧设置有接收激光的变频晶体,变频晶体远离所示第一45°镜的一侧设置有高反镜,高反镜将激光反射至第一45°镜,激光器远离所述第一45°镜的一侧设置有角锥,角锥与所述激光晶体之间设置有调Q,第一45°镜远离所述高反镜的一侧设置有分光系统,分光系统的一侧设置有凸透镜。本发明具有激光器射出的激光能量较低,经折射后存储在调Q中,能量足够后再射出并穿透第一45°镜,进行切割,降低了激光器功率的要求。

技术领域

本发明涉及激光加工应用技术领域,特别涉及一种应用于PLC晶圆激光切割装置及带有该装置的皮秒激光器。

背景技术

激光切割已成为非常成熟的先进制造技术,在众多领域发挥着重要的作用。激光切割是一个复杂的加工过程,主要考察切割速度和切割质量,切割质量的评价包括材料溅射重凝层、热影响区、裂纹和材料强度影响等,激光对脆性材料的高质量、高效率切割研究受到了研究人员的重视。PLC平面波导型光分路器(PLC Splitter)是一种基于石英基板的集成波导光功率分配器件,与同轴电缆传输系统一样,光网络系统也需要将光信号进行耦合、分支、分配,这就需要光分路器来实现。PLC平面光波导分路器芯片采用光刻技术,实现通过光波导技术把一束光或两束光均匀地分成多路光。PLC光分路器芯片具有较高的光学性能,高稳定性和高可靠性,是平面光波导分路器中关键部件之一。PLC光分路器晶圆基于平面光波导技术,在石英衬底上通过生长、光刻、刻蚀等工艺最终制造出不同通道数目的光分路器晶圆。PLC光分路器晶圆通过粘片、切割、研磨和抛光等工艺得到高性能、高成品率、高稳定性的光分路器芯片。

传统的金刚刀切割技术由于机械刀片尺寸的限制,加上容易出现裂痕、崩缺等异常,已经处理不了划片道尺寸50μm以下的产品;而砂轮划片技术由于刀片在切割时的震动会加载到芯片上,会导致芯片崩片、碎片、裂纹;刀片切割磨损会导致切割深度变化,刀片切割消耗、划片槽较宽、有切屑。

激光切割脆性材料从原理上可分为激光熔融法和激光热裂法。激光热裂法不需要高功率激光照射,材料不会软化和熔化;没有切削粉末或熔渣,切割面光滑,材料没有损失;理论上可以作任意形状的切割。该方法被认为是脆性材料高质量切割的有效手段,得到深入研究。

公告号为CN102653032B,公告日为2014.12.10的中国专利《一种激光多点聚焦加工系统》,提出了一种激光多点聚焦加工系统。该系统可以将激光的单聚焦点转换成同光轴多聚焦点后,入射到待加工透明材料内,提高透明脆性材料沿厚度方向上对激光能量吸收的均匀性,从而增强透明材料沿厚度方向上受热的均匀性,显著减小沿厚度方向产生的应力差别,实现激光对透明脆性材料高质量、高效率、高成功率地切割分离。

上述发明通过增加聚焦点的设置,提升了激光切割的均匀度,提升了切割质量,但是要求激光能量高,输出功率较大,对硬件的要求严格。

发明内容

本发明的第一个目的是提供一种应用于PLC晶圆激光切割装置,在加工过程中所需的激光器功率较小,降低了硬件要求。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的:

应用于PLC晶圆激光切割装置,包括用于射出激光的激光器,所述激光器一端设置有用于接收激光的第一45°镜,所述第一45°镜一侧设置有接收反射激光的变频晶体,所述变频晶体远离所示第一45°镜的一侧设置有高反镜,所述高反镜将经过变频晶体转换过的激光反射至第一45°镜,所述激光器远离所述第一45°镜的一侧设置有角锥,所述角锥与所述激光器之间设置有调Q开关,所述第一45°镜远离所述高反镜的一侧设置有分光系统,所述分光系统入射激光侧设置有导光镜,分光系统射出激光侧设置有凸透镜;所述凸透镜与所述分光系统之间设置有第二45°镜。

进一步的,所述导光镜为直角三角形。

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