利用激光的透光材料的加工方法技术

做成使光吸收层２与透光材料１的加工面接触的状态，将激光ＬＢ通过光吸收层２照射到透光材料１的加工面上，以此来实施利用激光ＬＢ的透光材料的加工。在将规定能量的脉冲状激光ＬＢ多次断续照射时，随着激光的重复照射，光吸收层２的加工孔的深度逐渐增大，并形成通孔２ａ，同时通孔２ａ的下端口径慢慢扩大。在加工孔深度逐渐增大及通孔２ａ的下端口径慢慢扩大的过程中，由光吸收层２吸收的能量变换成热能，利用在透光材料１与光吸收层２的界面ＢＦ上产生的热能对透光材料１的加工面开始进行孔加工，同时孔１ａ的尺寸及深度渐渐增大。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

Method for processing transparent material by laser

The light absorption layer made of transparent material processing surface 2 and 1 of the contact state of the laser LB through the light absorption layer 2 on the processed surface transparent material 1, processing in order to implement transparent materials by laser LB. The provisions of LB shaped laser pulse energy of multiple intermittent irradiation, with repeated laser irradiation, the light absorption layer 2 hole depth increases gradually, and the formation of hole 2a, the lower end of the through hole diameter of 2A slowly expanding. Increases in the hole depth and the bottom hole of 2A diameter of slowly expanding in the light absorption layer 2 energy conversion into heat absorption, on the machined surface of transparent material 1 to hole processing and utilization of heat generated in the transparent material 1 and the light absorption layer 2 interface on BF, pore size and depth 1A gradually increased with time.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及利用激光来加工光吸收少的玻璃和透明树脂等透光材料的方法，以及利用激光加工的透光材料加工物。
技术介绍
作为在光吸收少的玻璃和透明树脂等透光材料上照射激光以进行加工的方法，提出了下述(1)至(3)的方法。(1)在使含有金属离子的溶液与透光材料的背面接触的状态下，将激光照射到透光材料的表面，在含金属离子的溶液接触的透光材料的背面进行开孔开加工方法。(2)在含有金属离子的光学晶体的表面设置金属吸收层或有机物吸收层，对吸收层进行激光照射，使在光学晶体的表面生成激光吸收率高的变质层，并且，对该变质层进行激光照射，由此对光学晶体进行加工的方法。另外，在含有杂质的玻璃表面涂布含金属离子的溶液或有色，对含金属离子的溶液或有色浆料进行激光照射，以在玻璃表面生成激光吸收率高的变质层，并且，对该变质层进行激光照射，由此对光学晶体进行加工的方法。(3)在透光材料的表面设置光吸收层，通过透镜进行激光照射，以在光吸收层与透光材料的境界面上结成焦点，由此对透光材料进行雕刻的方法(日本国的特开平9-192857号公报)。但是，所述(1)的方法，是将激光照射到透光材料的表面，利用透过透光材料的激光来加工透光材料的背面的，所以加工本身难于控制，加工形状也有限制。所述(2)和(3)的方法，由于是利用激光在透光材料的表面生成激光吸收率高的变质层后再对该变质层照射激光以进行加工的，所以不能生成所述变质层的材料，如石英玻璃等是不能用作为加工材料的。并且，还需要高能量的激光，所以不管透光材料的材质、厚度如何，由激光照射后有可能产生裂缝。本专利技术的鉴于所述情况而产生的，其主要目的是提供不拘泥于激光的种类及透光材料的材质等，可用低能量的激光正确地对透光材料进行所需加工的方法，以及用激光加工为透光材料加工物。
技术实现思路
本专利技术的透光材料的加工方法是利用激光的一种加工方法，具有这样的特点，将激光通过光吸收层照射到透光材料的加工面，由此在加工面上形成孔或槽。上述光吸收层对上述激光的吸光系数为d时，上述光吸收层的厚度比由1/d表示的激光进入深度要大。利用该加工方法，可不拘泥于激光的种类和透光材料的材质等，由低能量的激光正确地对透光材料进行所需要的加工。本专利技术的透光材料加工物是通过光吸收层使激光照射在透光材料的加工面上以进行加工的透光材料加工物，其特点是，加工部分的光透过率为非加工部分的光透过率的5％以下。利用该透光材料加工物，可作为控制激光透透的光学器件而发挥出优异的功能。附图简单说明附图说明图1(A)和图1(B)表示第1加工方法说明图。图2(A)和图2(B)表示第2加工方法说明图。图3(A)和图3(B)表示第3加工方法说明图。图4(A)和图4(B)表示第3加工方法变形例。图5(A)和图5(B)表示第4加工方法说明图。图6(A)和图6(B)表示第5加工方法说明图。图7(A)和图7(B)表示第6加工方法说明图。图8(A)和图8(B)表示第7加工方法说明图。图9(A)和图9(B)示出了具有吸光系数不同的多个部分的光吸收层。专利技术的最佳实施形态图1(A)和图1(B)示出了第1加工方法。图中，符号1为作为加工对象的透光材料，符号2为设置在透光材料1的加工面上的光吸收层，符号LB为对吸收层2照射的激光。透光材料1由激光LB吸收少的材料，如石英玻璃、硼硅玻璃、铝硅玻璃、碱石灰玻璃、无碱玻璃，聚碳酸酯、丙烯酸类树脂、氟化乙烯树酯等塑料，以及水晶、CaF、兰宝石、SiC、GaN、金刚石等晶体构成。此外，利用光散射等的不透明的氟化乙烯树酯和玻璃等也相当于激光LB吸收少的材料。光吸收层2由对激光LB具有规定吸光系数α的材料构成，例如，可为在热可塑性塑料中从聚甲基丙烯酸甲酯(DMMA)、聚乙烯(PE)、聚酰亚胺(PI)等选择的一种塑料，从SiO2、Al2O3、CaO2、Na2O、B2O3、SiC、Si3N4、B4C、TiO3、BeO、AlN、MgO、BaTiO、BrTiO3、ZnO、SnO2、CrO2及Fe2O3等选择的至少含有一种的陶瓷，或含有与该陶瓷相同的陶瓷粉末的浆料膜或其开燥膜，从Au、Ag、Pt、Pd、Ni、Cu、Fe、Al等选择的至少含有一种的金属，或含有与该金属相同的金属粉末的浆料膜或其干燥膜，以及含有碳或碳粉的浆料膜或其干燥膜。用上述的塑料形成光吸收层2时，可使用将预先成形的膜状塑料附设在透光材料1的加工面上的方法，或使用将加热石流动的塑料涂布在透光材料1的加工面上，固化后形成膜的方法。用上述陶瓷形成光吸收层2时，可使用将预先整形的片状陶瓷附设在透光材料1的加工面上的方法，或使用这样的方法，交陶瓷粉末、有机结合剂和有机溶剂作为必须成分，根据需要添加分散剂和可塑剂，将这样得到的浆料涂布在透光材料1的加工面上，进行烧结以形成膜。顺便提一名，有机结合剂可从丙烯酸树酸、酚醛树酯、醇酸树酯、松脂及各种纤维素等中至少选用一种，有机溶剂可从乙醇类、碳氢化合物类、醚类及酯类等中至少选用一种。另外，在用含有上述陶瓷粉末的浆料膜形成光吸收层2时，可使用将上述浆料涂布在透光材料1的加工面上以形成膜的方法。在用上述含有陶瓷粉末的浆料干燥膜形成光吸收层2时，可使用将上述浆料涂布在透光材料1的加工面上，并使该涂膜干燥的方法，或使用将上述浆料涂布在塑料薄膜上、干燥后得到的片状物质再附设在透光材料1的加工面上的方法。在用上述金属形成光吸收层2时，可使用将预先成形的片状金属附设在透光材料1的加工面上的方法，或通过蒸发或溅射等薄膜成形方法将碳膜直接形成在透光材料1的加工面上的方法，或使用这样的方法，将碳粉、上述相同的结合剂及上述相同的溶剂作为必须成分，其中加入适量的添加剂，将这样得到的浆料涂布在透光材料1的加工面上，进行烧结以形成膜。另外，在用上述含有碳粉的浆料膜形成光吸收层2时，可使用将上述浆料涂布在透光材料1的加工面上以形成膜的方法。在用上述含有碳粉的浆料干燥膜形成光吸收层2时，可使用将上述浆料涂布在透光材料1的加工面上并使该涂膜干燥的方法，或使用将上述浆料涂布在塑料薄膜上、干燥后得到的片状物质附设在透光材料1的加工面上的方法。另外，上述光吸收层2也可以含有后述的调节吸光系数α用的吸光数调节剂，例如无机颜料等色素，铜等金属粉末及碳粉中的至少一种。激光LB为He-Ne激光，Ar离子激光、CO2激光、受激光准分子激光等气体激光，YAG激光等固体激光，或从半导体激光器发出的激光，通过图示省略的光学系统照射到光吸收层2上。利用激光LB的透光材料1的加工是这样实施的，如图1(A)所示，形成使光吸收层2与透光材料1的加工面相接触的状态，如图1(B)所示，将激光LB通过光吸收层2照射到透光材料1的加工面上。作为激光LB的照射方法，可采用将规定能量(输出X照射时间)的脉冲状激光LB多次断续照射的方法和将规定输出的激光LB按规定时间连续照射的方法中的其中一个方法。在将规定能量的脉冲激光LB通过光吸收层2多次断续地照射到透光材料1的加工面上时，随着激光的重复照射，光吸收层2的加工深度逐渐增大，形成图1(B)虚线所示的通孔2a，同时通孔2a的下端口径慢慢扩大，在加工孔的深度逐渐增大及通孔a的下端口径慢慢扩大的过程中，被光吸收层2吸收的能量变换成热能，利用在透光材料1与光吸收层2的界面BF上产生本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用激光的透光材料的加工方法，借助于将激光通过光吸收层照射到透光材料的加工面，由此在加工面上形成孔或槽，其特征在于，所述光吸收层对所述激光的吸光系数为α时，所述光吸收层的厚度比由１／α表示的激光的进入深度要大。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：王俊，
申请(专利权)人：太阳诱电株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]