【技术实现步骤摘要】
本技术涉及光学器件领域，具体地涉及一种基于超表面光学元件的激光切割器。
技术介绍
1、随着半导体行业的快速发展，半导体材料如硅，碳化硅，玻璃等材料对切割要求越来越高，传统的砂轮划片机切割难以满足高精度的切割要求，而激光切割因其切割速度更快，切割道宽度要求更小，更加适合当前行业的发展需要。但因激光切割焦点深度有限，针对较厚的切割材料无法满足切割要求。
技术实现思路
1、本技术的目的在于提供一种基于超表面光学元件的激光切割器。
2、本技术提供一种基于超表面光学元件的激光切割器，其包括激光器和激光切割头，所述激光切割头包括超表面光学元件，所述超表面光学元件包括衬底和形成于所述衬底上的纳米级微结构单元阵列；所述超表面光学元件的微结构单元阵列被配置为将所述激光器发出的光束调控整形为贝塞尔高斯光束。
3、作为本技术的进一步改进，所述超表面光学元件的微结构单元阵列对光束进行调控整形的相位分布为：
4、
5、其中，λ为激光的波长，r为所述超表面光学元件距离所述激光器光轴中心的距离，θt为光线从超表面出射的角度，nt为出射后介质的折射率。
6、作为本技术的进一步改进，所述超表面光学元件被配置为通过调整所述微结构单元阵列结构将所述贝塞尔高斯光束聚焦到不同深度。
7、作为本技术的进一步改进，所述激光切割器还包括准直元件，所述准直元件被配置用于对所述激光器发出的光束进行准直。
8、作为本技术的进一步改进，所述准直元件集成于
9、作为本技术的进一步改进，所述超表面光学元件的微结构单元阵列对光束进行准直的相位分布为：
10、
11、其中，f为焦距，λ为激光的波长，r为所述超表面光学元件距离所述激光器光轴中心的距离。
12、作为本技术的进一步改进，所述准直元件为设置于所述激光器和所述超表面光学元件之间的准直透镜。
13、作为本技术的进一步改进，所述超表面光学元件的所述微结构单元阵列沿所述激光器的快轴和慢轴的方向上呈非对称分布。
14、作为本技术的进一步改进，所述激光切割器的切割道宽度小于1μm。
15、作为本技术的进一步改进，所述结构单元的几何形状为圆柱体和/或椭圆主体和/或长方体，和/或双方柱体，和/或自由面型，和/或上述几何形状的镂空体，以及上述几何形状旋转后的形状。
16、本技术的有益效果是：通过在激光切割器的切割头中采用超表面光学元件，利用超表面光学元件直接将激光器所发出的光束调控整形为贝塞尔高斯光束，从而省略传统贝塞尔光束激光器中所采用的锥透镜。相比于采用传统的锥透镜形成贝塞尔高斯光束，超表面透镜对光的调控能力更优秀，根据不同的需求可以通过对微结构单元阵列的设计调整而将光聚焦到不同深度，从而大幅提高切割效率。
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1.一种基于超表面光学元件的激光切割器，其包括激光器和激光切割头，其特征在于，
2.根据权利要求1所述的基于超表面光学元件的激光切割器，其特征在于，所述超表面光学元件的微结构单元阵列对光束进行调控整形的相位分布为：
3.根据权利要求2所述的基于超表面光学元件的激光切割器，其特征在于，所述超表面光学元件被配置为通过调整所述微结构单元阵列结构将所述贝塞尔高斯光束聚焦到不同深度。
4.根据权利要求1所述的基于超表面光学元件的激光切割器，其特征在于，所述超表面光学元件的微结构单元阵列对光束进行准直的相位分布为：
5.根据权利要求1所述的基于超表面光学元件的激光切割器，其特征在于，所述超表面光学元件的所述微结构单元阵列沿所述激光器的快轴和慢轴的方向上呈非对称分布。
6.根据权利要求1所述的基于超表面光学元件的激光切割器，其特征在于，所述激光切割器的切割道宽度小于1μm。
7.根据权利要求1所述的基于超表面光学元件的激光切割器，其特征在于，所述微结构单元的几何形状为圆柱体和/或椭圆主体和/或长方体，和/或双方柱体，和/或
...【技术特征摘要】
1.一种基于超表面光学元件的激光切割器，其包括激光器和激光切割头，其特征在于，
2.根据权利要求1所述的基于超表面光学元件的激光切割器，其特征在于，所述超表面光学元件的微结构单元阵列对光束进行调控整形的相位分布为：
3.根据权利要求2所述的基于超表面光学元件的激光切割器，其特征在于，所述超表面光学元件被配置为通过调整所述微结构单元阵列结构将所述贝塞尔高斯光束聚焦到不同深度。
4.根据权利要求1所述的基于超表面光学元件的激光切割器，其特征在于，所述超表面光学元件的微结构单元阵列对光束进行准直的...
【专利技术属性】
技术研发人员：吴贤丰，马钊，延宇豪，邱山峰，
申请(专利权)人：苏州山河光电科技有限公司，
类型：新型
国别省市：
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