切割非金属材料的方法以及执行该方法的设备技术

本发明专利技术通常涉及诸如钻石非金属材料的加工方法。更具体地，本发明专利技术涉及一种透明非金属材料的激光雕刻方法，特别是具有半导体覆盖层的如刚玉坚硬物体，玻璃，玻璃陶瓷，陶瓷等。本发明专利技术可被用于电子工业以切割板材，光学元件，晶体，薄片，液晶显示器薄片和光掩膜，磁和磁－光盘，也可用于制造眼镜和镜子等。本发明专利技术的任务为创造一种利用经原始整形的激光束切割透明非金属，特别是包括具有半导体结构覆盖物的坚硬和超硬材料的方法。具有一组特定参数的激光脉冲提供了通过爆破和多光子离子化击穿材料的机构，结果产生非常小尺寸的缺失（近似于衍射极限），以及由于正确选择两击穿点之间的距离，实现了与激光脉冲能量的实际符合和在两个击穿点之间形成破碎的所需能量。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术通常涉及加工诸如钻石非金属材料的材料的方法。更具体地，本专利技术涉及一种透明非金属材料的激光雕刻方法，特别是具有半导体覆盖层的坚硬物体(如刚玉)，玻璃，玻璃陶瓷，陶瓷等。本专利技术可被用于电子工业以切割基板，光学元件，晶体，薄片，液晶显示器薄片和光掩膜，磁和磁-光盘，也可用于制造眼镜和镜子。利用金刚石工具切割和雕刻、抛光边缘是处理诸如石英和无色宝石等非金属材料的传统方法。这种过程的特征是由于高劳动力密集的手工操作而引起的材料高浪费和低成品率。切割非金属材料的其它方法包括通过激光辐射加热材料使其温度不超过材料软化的温度，然后局部冷却加热区域。在这种情况下，选择光束，材料的相对移动速度和加热区域的局部冷却部位，来实现在材料中形成破碎层的条件(俄罗斯联邦专利No.2024441，C03B33/02，公开日期为15/12/94)。该方法的特征在于由于大的激光功率和长辐射波长而很难形成小尺寸的缺失，而且只有低的切割局部精度。由于加工样品的局部加热显著，切割的精度也有所降低。激光雕刻和破坏具有涂层的玻璃层的方法是已知的。该方法包括将来自脉冲CO2激光器且具有可被玻璃强吸收波长的激本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种切割非金属材料的方法，该方法通过导向来自脉冲激光器的激光束，并聚焦至样品的表面或内部，在焦点处形成缺失，在样品表面产生机械效果，其特征在于：所用的脉冲激光辐射的脉冲持续时间为１０－１００ｐｓ且脉冲能量足够在材料的焦点区形成击穿，其波长可以透过该材料，然后决定缺失的尺寸且形成的缺失点以缺失点相互重叠５０％的距离至两倍缺失点尺寸的距离排布，同时形成一光束，使得在表面的能量密度不超过半导体覆盖层的破坏阈值。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：安德烈米卡耶洛维奇阿莱克谢耶夫，费拉迪米尔约瑟福维奇克雷扎诺夫斯基，奥列格维克托罗维奇海特，
申请(专利权)人：安德烈米卡耶洛维奇阿莱克谢耶夫，
类型：发明
国别省市：RU[俄罗斯]