[发明专利]一种透明材料的加工方法及装置

权利要求书

1.一种透明材料的加工方法，其特征在于：

提供一波长在1020纳米～1090纳米之间的光纤激光器，将种子激光器输出的激光脉冲串采用光纤放大器进行能量放大后，进行光学倍频，获得绿光输出，输出绿光的脉冲串, 每一脉冲串里包括至少两个激光脉冲，脉冲宽度小于10ns，脉冲的峰值功率大于5KW，各脉冲串里的相邻激光脉冲间的间隔时间小于120ns，脉冲串间的间隔时间大于300ns，每一秒的总脉冲数大于100000个；其中，光纤激光器输出的激光束只采用光纤放大器进行能量放大；

将上述绿光聚焦到透明材料的待加工位置，通过移动聚焦位置，实现对透明材料的加工。

2.根据权利要求1所述的透明材料的加工方法，其特征在于：所述的种子激光器是光纤激光器或光纤耦合的半导体激光器。

3.根据权利要求1所述的透明材料的加工方法，其特征在于：所述的移动聚焦位置通过扫描振镜实现，输出的绿光经扫描振镜后由聚焦透镜聚焦到透明材料的待加工位置，使材料发生微米量级的爆破，通过扫描振镜移动焦点的位置，使爆破点在所需加工的区域叠加从而实现加工。

4.根据权利要求1所述的透明材料的加工方法，其特征在于：所述的移动聚焦位置通过改变聚焦透镜与待加工的透明材料的相对位置实现，输出的绿光经聚焦透镜聚焦到透明材料的待加工位置，使材料发生微米量级的爆破，通过移动包括激光器和透镜的光学头，或者移动待加工的透明材料，改变焦点在透明材料上的位置，使爆破点在所需加工的区域叠加从而实现加工。

5.根据权利要求1至4中任一权利要求所述的透明材料的加工方法，其特征在于：所述透明材料是玻璃、晶体材料、半导体和塑料中的一种；所述加工是钻孔、切割、磨边、和倒角中的一种。

6.一种透明材料的加工装置，由绿光激光器、聚焦透镜和焦点调整机构组成，其特征在于：所述绿光脉冲串激光器主要由输出波长在1020纳米～1090纳米之间的脉冲串种子激光器、多级或单级光纤放大器、准直器和倍频器件构成，脉冲串种子激光器的输出光经光纤放大器放大后，由准直器准直后经倍频器件倍频输出绿光脉冲串；所述绿光经聚焦透镜聚焦在透明材料的待加工位置，所述透明材料采用机械夹具夹持，所述机械夹具连接在固定式工作平台或者移动平台上。

7.根据权利要求6所述的透明材料的加工装置，其特征在于：所述焦点调整机构包括扫描振镜，所述扫描振镜在光路中位于绿光脉冲串激光器的输出和聚焦透镜之间。

8.根据权利要求6所述的透明材料的加工装置，其特征在于：所述扫描振镜是二维振镜、2.5维振镜、或者三维振镜中的一种。

9.根据权利要求6所述的透明材料的加工装置，其特征在于：所述绿光脉冲串激光器和所述聚焦透镜构成光学头，所述焦点调整机构包括光学头位置调整机构，以待加工的透明材料所在平面为X-Y平面，Z轴垂直于X-Y平面，该光学头位置透整机构使光学头具有X轴、Y轴、Z轴平移的自由度。

10.根据权利要求6所述的透明材料的加工装置，其特征在于：所述焦点调整机构包括放置待加工的透明材料的平台，以待加工的透明材料所在平面为X-Y平面，Z轴垂直于X-Y平面，所述焦点调整机构使所述平台具有X轴、Y轴平移的自由度，所述聚焦透镜和所述平台之间具有沿Z轴相对运动的自由度。