[发明专利]用于切割透明材料的具有轴锥的贝塞尔光束

权利要求书

1.一种贝塞尔光束激光切割系统，包括：

超快激光光源，其配置为将光束发射到轴锥中；

所述轴锥，其配置为将光束衍射成轴锥近场中的第一贝塞尔光束和轴锥远场中的环形光束；

第一透镜，其配置为聚焦环形光束；以及

第二透镜，其配置为将聚焦的环形光束会聚成第二贝塞尔光束，以改性透明材料，

其中，由第二贝塞尔光束产生的改性的深度在透明材料内部的数十微米至几毫米的范围内。

2.根据权利要求1所述的贝塞尔光束激光切割系统，其中：

所述光束的直径为3毫米；

所述轴锥的顶角配置为178度；

所述第一贝塞尔光束的景深长度在空气中为190毫米；

所述环形光束的环形宽度为1.5毫米；

所述第一透镜和第二透镜对环形光束的轴向放大率为1/280；

所述第二贝塞尔光束的景深长度在空气中为400微米；以及

所述第二贝塞尔光束产生的改性的深度在透明材料中为0.3毫米。

3.根据权利要求1所述的贝塞尔光束激光切割系统，其中：

所述光束的直径为15毫米；

所述轴锥的顶角配置为178度；

所述第一贝塞尔光束的景深长度在空气中为950毫米；

所述第二贝塞尔光束的景深长度在空气中为2毫米；以及

所述第二贝塞尔光束产生的改性的深度在透明材料中为1毫米。

4.根据权利要求1所述的贝塞尔光束激光切割系统，其中：

所述光束的直径为3毫米；

所述轴锥的顶角配置为178度；

所述第一贝塞尔光束的景深长度在空气中为190毫米；

所述环形光束的环形宽度为1.5毫米；

所述第一透镜和第二透镜对环形光束的轴向放大率为1/100；

所述第二贝塞尔光束的景深长度在空气中为2毫米；以及

所述第二贝塞尔光束产生的改性的深度在透明材料中为1毫米。

5.根据权利要求1所述的贝塞尔光束激光切割系统，其中，所述超快激光光源配置为发出脉冲串超短激光脉冲作为光束，并且其中：

与脉冲串超短激光脉冲相关的脉冲串能量在100微焦耳至250微焦耳的范围内；

与脉冲串超短激光脉冲相关的功率在8瓦至20瓦的范围内；以及

与脉冲串超短激光脉冲相关的重复率在70千赫至80千赫的范围内。

6.根据权利要求1所述的贝塞尔光束激光切割系统，其中，所述光束具有高斯强度轮廓或礼帽强度轮廓。

7.根据权利要求1所述的贝塞尔光束激光切割系统，其中，所述第一透镜配置为凸透镜，并且所述第二透镜配置为凹透镜。

8.根据权利要求1所述的贝塞尔光束激光切割系统，其中，所述贝塞尔光束激光切割系统的形状因数长度小于或等于100毫米。

9.一种用于透明材料的切割系统，包括：

超快激光光源，其配置为将超短激光脉冲发射到轴锥中；

所述轴锥配置为将超短激光脉冲衍射成轴锥近场中的第一贝塞尔光束和轴锥远场中的环形光束，

其中，所述第一贝塞尔光束的景深长度为在空气中的10毫米至在空气中的1米的范围内；

第一透镜，其配置为聚焦环形光束；以及

第二透镜，其配置为将聚焦的环形光束会聚成第二贝塞尔光束，以改性透明材料，

其中，所述第二贝塞尔光束的景深长度为在空气中的30微米至在空气中的15毫米的范围内；并且

其中，所述第二贝塞尔光束的切割深度在透明材料中为20微米至10毫米的范围内。

10.根据权利要求9所述的用于透明材料的切割系统，其中，所述超快光源配置为以脉冲串模式发射超短激光脉冲。

11.根据权利要求9所述的用于透明材料的切割系统，其中，所述轴锥的顶角配置为在170至180度的范围内。