用于加工蓝宝石的激光系统和方法技术方案

使用在准连续波(QCW)模式下操作的连续波激光器(在下文QCW激光器)以发出在约1060nm至1070nm的波长范围内的连贯的激光脉冲来执行对蓝宝石的激光加工。可以通过较低占空比(例如，在约1％和10％之间)并且在诸如氩或氦的惰性气体气氛中执行使用QCW激光器对蓝宝石的激光加工。使用QCW激光器对蓝宝石的激光加工可以进一步包括使用具有较短波长和/或脉冲持续时间的辅助激光器以改变蓝宝石衬底的特性以形成吸收中心，所述吸收中心便于将QCW激光器的激光脉冲耦接进入蓝宝石中。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于加工蓝宝石的激光系统和方法交叉引用相关申请本申请要求2013年2月28日提交的序列号61/1770,816的美国临时专利申请的权益，所述专利申请通过引用而被完全地纳入本文。本申请还与2014年2月28日提交的序列号61/1945,911的美国临时专利申请(代理人案号IPGM006P)相关，所述专利申请的名称为：使用具有独特波长和/或脉冲持续时间的多激光束的多光束激光加工(MULTIPLE-BEAMLASERPROCESSINGUSINGMULTIPLELASERBEAMSWITHDISTINCTWAVELENGTHSAND/ORPULSEDURATIONS)，所述专利申请与本案同时提交并且通过引用而被完全地纳入本文。
本专利技术涉及使用在约1060-1070nm(纳米)的波长范围内的激光器以加工蓝宝石，并且更具体地，涉及利用在准连续波模式("QCW")下操作的调制单模("SM")光纤激光系统加工蓝宝石的激光器。
技术介绍
诸如蓝宝石(A1203)的硬质材料用于许多工业应用中，诸如光学窗口、防止磨损的硬质材料和用于半导体发射装置的缓冲材料等。用于处理或加工蓝宝石衬底的常规机械方法包本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于对蓝宝石衬底进行激光加工的方法，所述方法包括：周期性地启动电源以使连续波激光器产生脉冲，从而在准连续波(QCW)模式下操作激光器，以便发出波长在约1060nm和约1070nm之间的范围内的连贯的激光脉冲；将激光脉冲聚焦在蓝宝石衬底处；以及利用激光脉冲对蓝宝石衬底进行激光加工。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.02.28 US 61/770,8161.一种用于对蓝宝石衬底进行激光加工的方法，所述方法包括：周期性地启动电源以使连续波激光器产生脉冲，从而在准连续波("QCW")模式下操作激光器，以便发出波长在1060nm和1070nm之间的范围内的连贯的激光脉冲；将激光脉冲聚焦在蓝宝石衬底处；以及利用激光脉冲对蓝宝石衬底进行激光加工。2.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：在蓝宝石衬底附近供应惰性气体。3.根据权利要求2所述的方法，其中所述惰性气体从由氩和氦构成的组中选择。4.根据权利要求1所述的方法，其中对蓝宝石衬底进行激光加工从由切割、划片和钻孔构成的组中选择。5.根据权利要求1所述的方法，其中激光加工包括以在每分钟10英寸和40英寸之间的速度切割，并且其中蓝宝石衬底具有在0.1mm和1mm之间的厚度。6.根据权利要求1所述的方法，其中所述激光器是镱光纤激光器。7.根据权利要求1所述的方法，其中所述激光器以在1％和10％之间的范围内的占空比操作。8.根据权利要求1所述的方法，其中所述激光器以在50微秒和600微秒之间的范围内的脉冲宽度操作。9.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：将辅助激光聚焦在蓝宝石衬底处，其中辅助激光改变蓝宝石的特性以形成吸收中心，并且其中来自激光器的激光脉冲耦接到吸收中心中以便于激光加工。10.根据权利要求9所述的方法，其中辅助激光由绿色光纤激光器生成，所述绿色光纤激光器被构造成用于以约532nm的波长发出辅助激光。11.根据权利要求10所述的方法，其中所述绿色光纤激光器被构造成用于以1ns的脉冲持续时间发出辅助激光。12.根据权利要求9所述的方法，其中辅助激光与来自激光器的激光脉冲被同时地引导至蓝宝石衬底处。13.一种用于对蓝宝石衬底进行激光加工的激光加工系统，所述激光加工系统包括：光纤激光器，所述光纤激光器被构造成用于在准连续波("QCW")模式下操作，以便发出波长在1060nm和1070nm之间的连贯的激光脉冲；控制器，所述控制器耦接到光纤激光器用于将电力周期性地切换到光纤激光器，以使光纤激光器在QCW模式下以在1％和10％之间的范围内的占空比产生脉冲...

【专利技术属性】
技术研发人员：维杰·坎恰拉，威廉·什叶纳，史蒂文·梅纳德，杰弗里·P·谢塞尔，马可·曼德斯，鲁兹贝赫·萨拉菲，
申请(专利权)人：IPG光子公司，
类型：发明
国别省市：美国;US