用于透明工件的大角度激光加工的相位修改准非衍射激光射束制造技术

一种用于加工透明工件的方法，该方法包括将激光射束引导到透明工件。入射到冲击表面的激光射束具有长圆形角谱，并且被引导到透明工件中的激光射束的部分是激光射束焦线，并且生成诱导吸收以在透明工件内产生缺陷。激光射束焦线包括：波长λ；光斑尺寸w

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于透明工件的大角度激光加工的相位修改准非衍射激光射束
[0001]本申请要求于2019年5月17日提交的美国临时专利申请序列号62/849,364在35 USC
§
119(e)下的优先权，并且该申请通过引用以其整体并入本文。背景领域
[0002]本说明书总体涉及用于激光加工透明工件的装置和方法，并且更具体地涉及包括激光射束焦线的激光射束，该激光射束焦线是准非衍射的，并且当以非法向入射角被引导到透明工件中时保持准非衍射特性。
技术背景
[0003]材料的激光加工领域涵盖涉及不同类型材料的切割、钻孔、铣削、焊接、熔化等的各种应用。在这些工艺中，特别感兴趣的一种工艺是在可用于生产用于薄膜晶体管(TFT)或电子设备的显示材料的材料(诸如玻璃、蓝宝石或熔融石英)的工艺中切割或分离不同类型的透明基板。
[0004]从工艺开发和成本角度来看，在切割和分离玻璃基板方面存在许多改进的机会。与目前在市场上实施的方法相比，具有更快、更清洁，更便宜、更可重复且更可靠的分离玻璃基板的方法是非常有意义的。许多分离玻璃基板的方法导致方形分离的边缘，这些边缘本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于加工透明工件的方法，所述方法包括：将沿着射束路径定向的激光射束引导到冲击位置处的所述透明工件的冲击表面中，其中：入射到所述冲击表面的所述激光射束包括长圆形角谱，所述长圆形角谱包括从具有第一曲率半径的第一轴端延伸到具有第二曲率半径的第二轴端的对称轴，其中所述第一曲率半径和所述第二曲率半径不同；并且被引导到所述透明工件中的所述激光射束的部分包括激光射束焦线，并且生成诱导吸收以在所述透明工件内产生缺陷，所述激光射束焦线包括：波长λ；光斑尺寸w
o
；瑞利范围Z
R
，所述瑞利范围Z
R
大于其中F
D
是包括10或更大的值的无量纲发散因子；以及内部射束角，所述内部射束角相对于在所述冲击位置处与所述冲击表面正交的平面大于10
°
，使得所述缺陷包括：相对于在所述冲击位置处与所述冲击表面正交的所述平面大于10
°
的所述透明工件内的缺陷角。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述激光射束焦线包括在所述透明工件内的圆形角谱。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述激光射束焦线包括所述透明工件内的具有第一曲率半径和第二曲率半径的角谱；以及所述透明工件内的所述角谱的第一曲率半径与第二曲率半径之间的差异小于入射所述透明工件的所述冲击表面的所述激光射束的所述长圆形角谱的第一曲率半径和第二曲率半径之间的差异。4.如权利要求1
‑
3中任一项所述的方法，进一步包括使所述激光射束冲击到相变光学元件上，所述相变光学元件向所述激光射束施加相位变化，以形成入射到所述冲击表面的包括所述长圆形角谱的所述激光射束。5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述相变光学元件包括静态相变光学元件。6.如权利要求5所述的方法，其特征在于：所述静态相变光学元件包括长圆形轴棱锥，所述长圆形轴棱锥具有基部和从所述基部延伸的锥形部分；以及所述基部包括长圆形周边，所述长圆形周边具有从具有第一曲率半径的第一轴端延伸到具有第二曲率半径的第二轴端的对称轴，其中所述基部的第一曲率半径和所述基部的第二曲率半径不同。7.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述相变光学元件包括自适应相变光学元件。8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述自适应相变光学元件包括空间光调制器、可变形镜或自适应相位板。9.如权利要求1
‑
8中任一项所述的方法，其特征在于，所述内部射束角为从大于10
°
到
40
°
。10.如权利要求1
‑
8中任一项所述的方法，其特征在于，所述内部射束角为从15
°
到40
°
。11.如权利要求1
‑
8中任一项所述的方法，其特征在于，所述内部射束角为从20
°
到40
°
。12.如权利要求1
‑
11中任一项所述的方法，其特征在于：所述激光射束包括第一组光线和第二组光线，所述第一组光线和所述第二组光线共同包括所述长圆形角谱，并且所述方法进一步包括用遮挡光学元件遮挡所述第二组光线，使得入射到所述冲击表面的所述激光射束包括所述第一组光线并且包括中断的长圆形角谱；并且所述第一组光线以一个或多个射线传播角冲击所述透明工件的所述冲击表面，每个射线传播角相对于在所示冲击位置处与所述透明工件的所述冲击表面正交的所述平面小于或等于90
°
。13.如权利要求12所述的方法，其特征在于，所述第二组光线被对准，使得如果不受遮挡，则所述第二组光线将以一个或多个射线传播角冲击所述透明工件，每个射线传播角相对于在所述冲击位置处与所述透明工件的所述冲击表面正交的所述平面大于90
°
。14.如权利要求12所述的方法，其特征在于，所述第二组光线被对准，使得如果不受遮挡，则所述第二组光线中的至少一些将冲击所述透明工件的边缘表面、所述透明工件的相对表面、或两者。15.如权利要求12所述的方法，其特征在于，所述第一组光线的所述一个或多个射线传播角包括：在所述冲击位置处与所述透明工件的所述冲击表面正交的所述平面的85
°
内的至少一个射线传播角。16.如权利要求1
‑
15中任一项所述的方法，其特征在于，所述激光射束焦线的部分延伸到所述透明工件的外部并且包括外部焦线角，所述外部焦线角大于所述内部射束角。17.如权利要求1
‑
16中任一项所述的方法，进一步包括：沿着轮廓线将所述透明工件和所述激光射束中的至少一者相对于彼此平移，以形成包括多个缺陷的轮廓。18.如权利要求17所述的方法，其特征在于，所述激光射束焦线从所述透明工件的所述冲击表面延伸到所述透明工件的边缘表面，使得所述多个缺陷各自从所述透明工件的所述冲击表面延伸到所述透明工件的所述边缘表面。19.如权利要求17所述的方法，其特征在于，所述轮廓线包括弯曲轮廓线，所述轮廓包括弯曲轮廓，并且所述方法进一步包括：在沿着所述弯曲轮廓线将所述透明工件和所述激光射束中的至少一者相对于彼此平移的同时旋转所述激光射束，使得所述多个缺陷中的每个缺陷相对于所述弯曲轮廓线径向向内或径向向外定向。20.如权利要求19所述的方法，其特征在于，所述弯曲轮廓线包括闭合弯曲轮廓线，并且所述弯曲轮廓包括闭合弯曲轮廓。21.如权利要求17
‑
20中任一项所述的方法，进一步包括：向所述轮廓施加应力以沿着所述轮廓分离所述透明工件。22.如权利要求21所述的方法，其特征在于，所述应力包括热应力、机械应力或其组合。23.如权利要求1
‑
22中任一项所述的方法，其特征在于，所述激光射束包括由射束源输出的脉冲激光射束，所述射束源产生包括每个脉冲串有2个子脉冲或更多个子脉冲的脉冲串。
24.如权利要求1
‑
...

【专利技术属性】
技术研发人员：V，
申请(专利权)人：康宁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：