[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

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。