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玻璃切割難點在哪
作者:希爾貝  更新時間:2021-04-06 14:26:50

對玻璃等透明材料而言,當超高峰值功率的激光被聚焦在透明材料內部時,材料內部由光傳播造成的非線性極化改變了光的傳播特性,使光束出現自聚焦現象(波前聚焦)。由于超快激光的峰值功率極高,使脈沖在玻璃內不斷重復聚焦,在不發散的狀態下一路向下傳輸到材料內部,直至激光的能量不足以繼續支持發生自聚焦現象。至此,激光傳輸過的地方留下了如同絲線般的軌跡(直徑只有數個微米),將這些絲線連起來,對其施加應力,玻璃便會自行沿著絲線裂開。

這是玻璃被激光改性過的結果,改性后的玻璃與原本的性質不同。而這樣的加工方式也確保了加工過程中不會對所涉及的空間范圍的周圍材料造成影響,從而做到了加工的“超精細”。

此外,非接觸式加工也可避免傳統機加方式切割容易發生崩邊、裂紋等問題,具有精度高、不產生微裂紋、破碎或碎片問題、邊緣抗破裂性高、無需沖洗、打磨、拋光等二次制造成本等優點,降低成本的同時大幅提高了工件良率及加工效率。

超快激光加工玻璃的難點

激光的脆性材料切割模組便是利用超快激光在材料內部的自聚焦現象進行切割、鉆孔,但應用超快激光進行自聚集也存在一定難點。例如,使用高斯光束自聚焦成絲,至多只有一兩百微米的長度,而且成絲的強度、粗細不均勻,呈一端粗一端細。這便無法確保激光作用于材料時成絲的穩定性。

激光通過光束整形解決了這一難點。一方面,激光自主開發的脆性材料切割模組通過空間分布的光束整形,將原本聚焦為一點的高斯光束變成沿軸線的線型聚焦光束,在很長的一個范圍內都有不錯的聚焦效果。而AOPICO皮秒系列則通過特殊的運行模式,將脈沖在時間上進行光束整形。兩種光束整形的共同作用,實現了自聚焦的效果極大化。
整形后的成絲長度可達5mm以內,且粗細均勻,適合玻璃切割、鉆孔。由于成絲長度長,可完全覆蓋手機用的薄玻璃厚度,只需一次掃描即可完成整個切割輪廓的改性。視不同曲線而定,激光切割的速度可從數十毫米每秒到一米每秒,切割速度是傳統激光消融的數十倍以上。

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