采用多束超快激光减小切割锥度提升切割速度的方法技术

本发明专利技术属于激光加工领域，具体涉及一种在激光切割中采用多束超快激光减小切割锥度和提升切割速度的方法。所述方法步骤如下：将一束激光分为将一束激光分为至少两束激光束；将分成至少两束的激光束经过聚焦透镜聚焦在样品表面，形成多个排列的焦点。该发明专利技术利用小光斑能量集中的特点减小锥度，更主要的是聚焦的光束之间在与材料作用相互影响更进一步增强了能量利用效率；具有极大的市场前景和经济价值。

Method for reducing cutting taper and improving cutting speed by using multi beam ultra fast laser

The invention belongs to the field of laser processing, in particular to a method for reducing cutting taper and improving cutting speed by adopting multi beam ultra fast laser in laser cutting. The method is as follows: a beam of laser is divided into a laser beam divided into at least two laser beams; a laser beam divided into at least two beams is focused on the sample surface through a focusing lens to form a plurality of arranged focus. The invention utilizes small spot energy focused on the characteristics of reducing taper, which is between the focusing beam in the interaction with the material further enhances the efficiency of energy utilization; has a great market prospect and economic value.

【技术实现步骤摘要】
采用多束超快激光减小切割锥度提升切割速度的方法
本专利技术属于激光加工领域，具体涉及一种在激光切割中采用多束超快激光减小切割锥度和提升切割速度的方法。
技术介绍
由于常规激光器输出的光束呈现高斯分布，所以在材料切割中，切缝也呈现锥形，当锥度形成后，材料去除效率大大降低，切割时间随厚度指数增加，为了实现完全切断，一则延长加工时间，或者增加激光能量。其结果都是加工效率低，成本高，质量差。所以对激光切割而言，尤其是对于超快激光的加工来讲减小锥度非常重要。这是因为随着高端制造的需求的增加以及超快激光稳定性提高和价格下降，超快激光加工已被工业接受，所以提高超快激光加工效率成为一个必须解决的课题。目前，现有技术中解决锥度的方法主要是改变入射光的角度或者或采用平顶光。然而改变入射光角度的方式主要是适合钻孔。虽然平顶光可以用来切割，但是焦点深度有限，很难实现厚度大于100微米材料的切割。所以需要找到一种有效而可行的方法实现减小锥度，提高切割效率。
技术实现思路
为此，本专利技术所要解决的技术问题在于克服现有技术的问题，从而提出一种有效而可行的方法实现减小锥度，提高切割效率的切割方法。为解决上述技术问题，本专利技术公开了一种采用多束超快激光减小切割锥度和提升切割速度的方法，所述方法步骤如下：1)将一束激光分为将一束激光分为至少两束激光束；2)将分成至少两束的激光束经过聚焦透镜聚焦在样品表面，形成多个排列的焦点。优选的，所述焦点之间的距离是所述焦点所形成的光斑的直径的1-10倍。优选的，所述方法中的所述激光的脉冲宽度要在300飞秒到50皮秒。优选的，所述激光束相对于所述样品表面呈90度垂直。优选的，所述激光束沿着X方向，切割方向可沿着X正向或负向进行。优选的，所述激光束沿X方向，切割方向可沿着Y正向或负向进行切割。优选的，所述激光束沿着X方向，切割方向可沿着XY之间任意角度正向或负向进行切割。优选的，所述步骤1)将所述激光分成激光束的仪器为衍射光学器件。更为优选的，所述步骤1)将所述激光分成激光束的仪器为微透镜列阵。本专利技术的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：该专利技术的独特之处在于利用小光斑能量集中的特点减小锥度，更主要的是聚焦的光束之间在与材料作用相互影响更进一步增强了能量利用效率；具有极大的市场前景和经济价值。具体实施方式实施例实施例1本实施例公开了一种采用多束超快激光减小切割锥度和提升切割速度的方法1、使用衍射光学器件DOE(diffractiveopticelement)把一束激光分为若干束(多束激光)；2、多束激光经过聚焦透镜聚焦在样品表面，形成多个排列的焦点。加工沿着聚焦光斑排列的方向进行。焦点之间的距离对锥度的减小非常重要一般在光斑尺寸的5倍；3、根据加工需要可使用2维的多束激光聚焦进行二维的切割；4、超快激光器的脉冲宽度为40皮秒；5、多束激光焦点处的间距保持在5倍光斑的尺寸。其中，所述激光束相对于所述样品表面呈90度垂直；所述激光束沿着X方向，切割方向可沿着X正向或负向进行。实施例2本实施例公开了一种采用多束超快激光减小切割锥度和提升切割速度的方法1、使用微透镜列阵把一束激光分为若干束(多束激光)；2、多束激光经过聚焦透镜聚焦在样品表面，形成多个排列的焦点。加工沿着聚焦光斑排列的方向进行。焦点之间的距离对锥度的减小非常重要一般在光斑尺寸的1倍；3、根据加工需要可使用2维的多束激光聚焦进行二维的切割；4、超快激光器的脉冲宽度为50皮秒；5、多束激光焦点处的间距保持在1倍光斑的尺寸。其中，所述激光束相对于所述样品表面呈90度垂直；所述激光束沿X方向，切割方向可沿着Y正向或负向进行切割。实施例3本实施例公开了一种采用多束超快激光减小切割锥度和提升切割速度的方法1、使用衍射光学器件DOE(diffractiveopticelement)把一束激光分为若干束(多束激光)；2、多束激光经过聚焦透镜聚焦在样品表面，形成多个排列的焦点。加工沿着聚焦光斑排列的方向进行。焦点之间的距离对锥度的减小非常重要一般在光斑尺寸的10倍；3、根据加工需要可使用2维的多束激光聚焦进行二维的切割；4、超快激光器的脉冲宽度要在300飞秒之间；5、多束激光焦点处的间距保持在10倍光斑的尺寸。其中，所述激光束相对于所述样品表面呈90度垂直；所述激光束沿着X方向，切割方向可沿着XY之间任意角度正向或负向进行切割。综上，这样一个多束聚焦激光按照排列方向加工时能够实现减小锥度。除了单个聚焦光束能量集中以外，另外一个关键效应就是在材料去除过程中，光束之间相互影响，例如，在材料要去除的位置上，一个脉冲激发后，材料尚在激发态的时候又受到后续脉冲的一次激发，从而提高去除效率，也提高能量利用效率。显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本专利技术创造的保护范围之中。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种采用多束超快激光减小切割锥度和提升切割速度的方法，其特征在于，所述方法步骤如下：1)将一束激光分为将一束激光分为至少两束激光束；2)将分成至少两束的激光束经过聚焦透镜聚焦在样品表面，形成多个排列的焦点。

【技术特征摘要】
1.一种采用多束超快激光减小切割锥度和提升切割速度的方法，其特征在于，所述方法步骤如下：1)将一束激光分为将一束激光分为至少两束激光束；2)将分成至少两束的激光束经过聚焦透镜聚焦在样品表面，形成多个排列的焦点。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述焦点之间的距离是所述焦点所形成的光斑的直径的1-10倍。3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法中的所述激光的脉冲宽度要在300飞秒到50皮秒。4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述激光束相对于所述样品表面呈90度垂直。5.如权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：陶沙，张杰，赵晓杰，秦国双，
申请(专利权)人：英诺激光科技股份有限公司，常州英诺激光科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44