应用于PLC晶圆激光切割装置及带有该装置的皮秒激光器制造方法及图纸

本发明专利技术公开了应用于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。本发明专利技术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。

Laser cutting device for PLC wafer and picosecond laser with the same

The invention discloses a picosecond laser used in PLC wafer laser cutting device and with the device, which relates to the application field of laser processing, the device includes a laser for emitting a laser beam, a laser is arranged at one end of the first 45 degree mirror receiving laser for the first 45 degree mirror is arranged at one side of the laser receiving frequency conversion crystal, crystal frequency away from the side the first 45 degree mirror is provided with a high reflection mirror, mirror laser reflection to the first 45 degree mirror, one side of the first 45 degrees away from the laser mirror is arranged is arranged between the Q pyramid, the pyramid and the laser crystal, one side of the first 45 degrees away from the mirror mirror set a light optical system, one side provided with a convex lens. The invention has the advantages that the laser energy emitted by the laser is low, and stored in the modulated Q after being refracted, the energy is enough to be ejected and penetrated through the first 45 DEG mirror for cutting, thereby reducing the laser power requirement.

【技术实现步骤摘要】
应用于PLC晶圆激光切割装置及带有该装置的皮秒激光器
本专利技术涉及激光加工应用
，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。
技术介绍
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(PLCSplitter)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。上述专利技术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。
技术实现思路
本专利技术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。本专利技术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，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。进一步的，所述激光器内设置有激光晶体。进一步的，所述调Q与所述角锥之间设置有半玻片。进一步的，所述第一45°镜与所述角锥之间设置有光楔。进一步的，所述分光系统包括分光镜和凸面镜。进一步的，所述分光镜与所述导光镜之间设置有波片。一种皮秒激光器，包括数个应用于PLC晶圆激光切割装置并联。进一步的，所述应用于PLC晶圆激光切割装置有两个。有益效果：1.通过采用上述技术方案，多个激光切割装置的并联结合，提升了激光的覆盖范围，提升了加工效率以及质量。2.凸透镜与分光系统之间设置有第二45°镜，通过该技术方案，第二45°镜的作用在于引导从不同的分散装置上射出的激光，且将其排列在同一直线上，便于进行切割作业，提升了切割精度和效率。3.激光器射出激光的能量较低时，不能穿过第一45°镜，在经过多次的反射和折射后进入到调Q中存储；当存储到一定的值，将激光射出，激光能够穿透第一45°镜，进入到分光系统中，然后通过第二45°镜折射到凸透镜上，产生多个焦点，激光器所需发出的激光能量较低，降低了成本，在第二45°镜的作用下将两个激光切割装置结合起来，提升了切割范围，并且能够保持切割的平整度，提升切割效果。附图说明附图1是本专利技术应用于PLC晶圆激光切割装置的原理图；附图2是本专利技术中分光系统的原理图；附图3是本专利技术切割装置并联连接的原理图。附图标记如下：1、激光器；2、第一45°镜；3、变频晶体；4、高反镜；5、光楔；6、角锥；7、半玻片；8、调Q；9、导光镜；10、分光系统；101、分光镜；102、凸面镜；11、波片；12、凸透镜；13、第二45°镜。具体实施方式为对本专利技术做进一步的理解，现结合附图对本专利技术做进一步的描述：结合本专利技术涉及的附图1，应用于PLC晶圆激光切割装置，包括用于射出激光的激光器1，所述激光器1一端设置有用于接收激光的第一45°镜2，所述第一45°镜2一侧设置有接收反射激光的变频晶体3，所述变频晶体3远离所示第一45°镜2的一侧设置有高反镜4，所述高反镜4将经过变频晶体3转换过的激光反射至第一45°镜2，所述激光器1远离所述第一45°镜2的一侧设置有角锥6，所述角锥6与所述激光器1之间设置有调Q8，所述第一45°镜2远离所述高反镜4的一侧设置有分光系统10，所述分光系统10入射激光侧设置有导光镜9，分光系统10射出激光侧设置有凸透镜12；所述凸透镜12与所述分光系统10之间设置有第二45°镜13。其中，激光器1内设置有激光晶体，对激光进行频率转换，在激光器1的一端为第一45°镜2，第一45°镜2是半透半反镜，当有激光从激光器1射出时，由于激光器1的输出功率较小，激光的能量不足，所以不能穿过第一45°镜2，激光发生反射；在第一45°镜2的一侧设置有高反镜4，将激光反射至第一45°镜2上，第一45°镜2和高反镜4之间还设置有变频晶体3，从第一45°镜2上反射的激光会经过变频晶体3到高反镜4上，通过变频晶体3进行频率转换，保持激光的稳定；通过高反镜4反射到第一45°镜2上的激光能量未增加，还是不具备足够的能量，不能穿过第一45°镜2，而是发生反射，且激光的方向与激光器1中发出的激光方向平行，在第一45°镜2和激光晶体的同侧设置有角锥6，角锥6对反射的激光进行引导，改变光路的方向；角锥6和第一45°镜2之间设置有光楔5，对激光进行调制，光楔5补偿的是角锥6的制造误差，角锥6理想的加工结构是三个锥面互成90度，但是在实际加工时，90度无法保证，必然存在加工误差，因此，用光楔5的斜面进行补偿；调整的时候，转动光楔5到光束可以平行输出即可；在激光晶体和角锥6之间还设置有调Q8，用于存储从角锥6引导过来的激光。在调Q8和角锥6之间还设置有半玻片7，半玻片7的作用在于对偏振光进行旋转，减少激光中的能量散失，提升能量的利用率。当调Q8中的激光能量累计到一定程度时会释放出来，经过激光器1中的激光晶体再次射在第一45°镜2上，由于此时的激光能量本文档来自技高网...

【技术保护点】
应用于PLC晶圆激光切割装置，其特征在于：包括用于射出激光的激光器(1)，所述激光器(1)一端设置有用于接收激光的第一45°镜(2)，所述第一45°镜(2)一侧设置有接收反射激光的变频晶体(3)，所述变频晶体(3)远离所示第一45°镜(2)的一侧设置有高反镜(4)，所述高反镜(4)将经过变频晶体(3)转换过的激光反射至第一45°镜(2)，所述激光器(1)远离所述第一45°镜(2)的一侧设置有角锥(6)，所述角锥(6)与所述激光器(1)之间设置有调Q(8)，所述第一45°镜(2)远离所述高反镜(4)的一侧设置有分光系统(10)，所述分光系统(10)入射激光侧设置有导光镜(9)，分光系统(10)射出激光侧设置有凸透镜(12)；所述凸透镜(12)与所述分光系统(10)之间设置有第二45°镜(13)。

【技术特征摘要】
1.应用于PLC晶圆激光切割装置，其特征在于：包括用于射出激光的激光器(1)，所述激光器(1)一端设置有用于接收激光的第一45°镜(2)，所述第一45°镜(2)一侧设置有接收反射激光的变频晶体(3)，所述变频晶体(3)远离所示第一45°镜(2)的一侧设置有高反镜(4)，所述高反镜(4)将经过变频晶体(3)转换过的激光反射至第一45°镜(2)，所述激光器(1)远离所述第一45°镜(2)的一侧设置有角锥(6)，所述角锥(6)与所述激光器(1)之间设置有调Q(8)，所述第一45°镜(2)远离所述高反镜(4)的一侧设置有分光系统(10)，所述分光系统(10)入射激光侧设置有导光镜(9)，分光系统(10)射出激光侧设置有凸透镜(12)；所述凸透镜(12)与所述分光系统(10)之间设置有第二45°镜(13)。2.根据权利要求1所述的应用于PLC晶圆激光切割装置，其特征在于：所述导光镜(9)为直角...

【专利技术属性】
技术研发人员：庄鸿武，张朝阳，陆海强，徐金磊，杨敬博，顾秦铭，
申请(专利权)人：江苏大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32