CN106536119A - 使用非圆形激光光束来处理材料 - Google Patents

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Abstract

一种利用脉冲激光来处理材料的方法，包括产生一系列超短激光脉冲(22)，通过限定地参照处理路径(25)中的相应分配的处理点(26)，将各激光脉冲(22)引导到所述材料(1)，以及将各激光脉冲(22)聚焦成使得聚焦后的激光脉冲(22)的相应焦点包括对材料(1)的第一表面(2)的预限定的空间关系，其中，各发射的激光脉冲(22)在所述材料(1)内实现相应的裂纹(24)。根据本发明，将各激光脉冲关于其光束轮廓成形，以使得由所述激光脉冲的在其焦点处的与其传播方向正交的截面限定的截面区域(11，31)具有特定形状具有比次延伸轴线大的延伸的主延伸轴线(A)。由各激光脉冲(22)实现一个主裂纹(24)，主裂纹(12，24)具有基本上根据相应脉冲的在焦点处的主延伸轴线(A)来取向的横向延伸。此外，发射各激光脉冲(22)，以使得在焦点处其主延伸轴线(A)的取向对应于预限定的取向，该预限定的取向与处理路径(25)在所述分配的处理点(26)处的相应切线的取向相关。

Description

使用非圆形激光光束来处理材料
本发明总体上涉及利用脉冲激光来处理材料的方法，其中，通过施加激光束脉冲在材料中实现具有限定取向的微裂纹，该激光束脉冲具有穿过其光束截面的激光功率的空间分布，以使得能够以高速沿着分配的处理路径精确地切割材料，该光束截面在第一方向上具有比与其正交的第二方向大的空间延伸。
用于加工脆性材料的已有的机械方法，诸如锯切和刻划，通常不能满足工业需要，或者需要大量的后处理以满足质量和产量方面的需要。现在，激光越来越多地用于对不同类型的材料进行加工。激光切割工艺被用于切割如金属和聚合物的韧性材料，该激光切割工艺诸如熔化、蒸发和熔融切割。这些方法不适于对透明或半透明材料进行切割以满足要求的高质量和切割速度标准。
例如从D.Helie和R.Vallee的“Micromashining of Thin Glass Plates with aFemtosecond Laser”，Proc.of SPIE Vol.7386,738639,Photonics North 2009中已知，对于透明材料的此种切割，可控断裂技术是用于对这些材料进行加工的非常适合的方法。
当需要切割曲线和闭合形状的内部特征时，可以使用激光直接烧蚀工艺。然而，烧蚀速率(即，直接烧蚀方法的处理速度)用激光平均功率调整，并且该烧蚀速率通常被限制为数mm/s。激光直接烧蚀工艺的典型缺点除了形成裂纹缓慢的处理速度，还有由烧蚀碎屑引起的污染、沿着切割的附带损伤(热影响区)。
飞秒激光成丝用于对玻璃基板进行加工的应用是直接烧蚀工艺的有趣替代。Ahmed等人提出了在玻璃裂开之前使用飞秒激光脉冲对样品进行预处理而快速切割显示器玻璃的构思。(F.Ahmed，M.S.Lee，H.Sekita，“Display Glass Cutting by FemtosecondLaser induced single shot periodic void array”，Appl.Phys.A(2008)93,189-192)。在该研究中实现的最大处理速度为15mm/s。该速度受到空隙之间的最小距离的限制，因为在空隙周期大于10μm时不可能裂开样品。
已知由成丝引起的应力积累和微缺陷被用于切割薄的硼硅酸盐玻璃基板并且被用于从不同类型的玻璃生产简单的3D零件。然而，通过此技术不能实现对所产生的切割边缘的控制，因此，上述提出方法对切割曲线和内部特征的应用是不可行的。
因此，本发明的目的是提供一种改进的对(例如，透明或半透明)材料进行处理的方法，其中，能够沿着期望的处理路径以较高的处理速度(例如，>15mm/s)进行对材料的较精确的处理，具体地在切割边缘的质量方面。
本发明的进一步的目的是提供一种激光切割方法，该方法能够以高精度和高速度对透明或半透明材料中的曲线或其他形状轮廓进行切割。
通过实现独立权利要求的特征来达到这些目的。在从属权利要求中描述了以另选或者有利方式进一步发展本发明的特征。
本发明在一个方面涉及使用对透明材料内部的微缺陷取向的形成和控制来切割板、晶片和/或基板。这可以用于直线切割以及用于在材料中产生曲线和/或内部闭合形状特征。
本发明总体上涉及一种通过使用脉冲激光来处理材料的方法，该材料具体地为透明或半透明的(对于脉冲激光的波长)。
该方法包括产生一系列(超短)激光脉冲，具体地脉冲持续时间<1ns的激光脉冲，具体地皮秒激光脉冲，具体地飞秒激光脉冲，并且通过限定地参照处理路径的分别分配的处理点，将各激光脉冲引导到材料。对各激光脉冲进行聚焦，以使得聚焦后的激光脉冲的相应的焦点包括对材料(具体地与对应于材料厚度的z轴线相关)的第一表面的预限定的空间关系。例如，聚焦各激光脉冲，以使得聚焦后的激光脉冲的相应焦点位于材料的第一表面上或者在材料的第一表面和相反的第二表面之间或者在材料的相反的第二表面上。各发射的激光脉冲导致在(具体地脆性的)材料内的相应的微裂纹。
使得激光能量能够耦合到透明或半透明材料中的主要的物理效应是非线性吸收。非线性吸收使得能够将激光能量局限在材料内部。超短激光脉冲的应用使得材料中的非线性过程更为可能，该非线性过程诸如非线性吸收和自聚焦等。
因此，为了对透明或半透明材料进行处理，所发射的激光脉冲的相应波长对应于待处理材料的波长透明或波长半透明范围。换句话说，所发射的激光的波长根据材料的透明度或半透明度来调整。通常，激光脉冲以一个常见波长发射，例如，用于对玻璃进行处理在近红外区域中。
图1示出了已从现有技术知晓的通过施加一个1040nm的飞秒激光脉冲引起的玻璃材料100内部的典型缺陷。这里所使用的激光束包括完全对称的圆形光束轮廓。由于该圆形轮廓，所出现的缺陷由围绕所产生的通道101的一组辐射状裂纹102组成。这种裂纹的最大尺寸通常为约10μm长。由于通过应用圆形光束轮廓不能实现对玻璃内部微缺陷的类型和形状的控制，本发明的方法基于另选方案。
根据本发明的一个总的方面，将各激光脉冲关于其光束轮廓成形，以使得由所述激光脉冲的在其焦点处与其传播方向正交的截面限定的截面区域具有特定形状，并且所述截面区域具有比次延伸轴线显著大的延伸的主延伸轴线，具体地其中，所述次延伸轴线与所述主延伸轴线正交(即，该光束轮廓是非圆形)。此外，由各激光脉冲实现一个主微裂纹，所述主微裂纹具有基本上根据在所述焦点处相应脉冲的所述截面区域的所述主延伸轴线的方向来取向的横向延伸。另外，发射各激光脉冲以使得在所述焦点处各激光脉冲的所述主延伸轴线的取向对应于预限定的取向，该预限定的取向与所述处理路径在特定处理点处的相应切线的取向相关。此种方案可以与本文所描述的方法的任何其他说明组合，例如，使用补偿板或多焦点透镜(见下文)。那些方案中的每一种都提供了使用非圆形激光光束来对材料进行高效和高质量激光处理的常见问题的特定技术方案，该材料优选是玻璃。
根据本发明的另一个总的方面，将各激光脉冲关于其光束轮廓成形，以使得由所述激光脉冲的在其焦点处的与其传播方向正交的截面限定的截面区域具有特定形状，并且所述截面区域具有比次延伸轴线显著大的延伸的主延伸轴线，具体地其中，所述次延伸轴线与所述主延伸轴线正交(即，该光束轮廓是具有优选的(主)延伸轴线的非圆形)。此外，由各激光脉冲产生一个主微裂纹，所述主微裂纹具有基本上根据在所述焦点处相应脉冲的所述截面区域的所述主延伸轴线的方向来取向的横向延伸，并且所述主微裂纹的横向延伸显著大于所述焦点处的所述截面区域的相应主延伸轴线的延伸，所述横向延伸在相应主延伸轴线的长度的3-30倍的范围内。另外，各激光脉冲被发射(照射在材料上)成使得在所述焦点处各激光脉冲(22)的所述主延伸轴线的取向对应于预限定的取向，该预限定的取向与所述处理路径在特定处理点处的相应切线的取向相关。
在本发明的上下文中，截面区域具体地由到激光光束中心的距离来限定，该距离对应于激光器峰值功率减少到一半(半峰全宽，FWHM)或该功率的1/e2(高斯光束轮廓)。通常，参考(1/2或1/e2)仅影响截面的尺寸而不影响形状(椭圆率)。关于产生材料中期望的微裂纹的激光束的形状(即，激光脉冲的光束轮廓的形状)，如上所限定的截面区域分别与在焦点或焦平面中穿过激光束的相应截面相关。具体地，该系列激光脉冲中的一个单个激光脉冲包括至少10μJ的脉冲能量，具体地大于30μJ或40μJ的脉冲能量，并且该单个激光脉冲是飞秒激光脉冲或至少一个具有短于10ps的持续时间的脉冲，这导致该主微裂纹的横向延伸显著大于激光脉冲截面的相应主延伸轴线的延伸。
切割根据本发明在对材料(例如，玻璃或蓝宝石基板)进行处理意义上的可以优选地使用相应激光***的以下参数来执行(假定切割可以通过单一线扫描实现)：约34μJ的脉冲能量，高达200kHz的重复率和6.8W的平均功率。此外，激光光束在空间上成形为准直的椭圆束形状，其中，强度轮廓在两个轴线上都是高斯的且主斑点直径比次斑点直径大2.18倍左右。由此引起主微裂纹具有相应的主延伸轴线的长度的3-30倍的横向延伸。样品可以优选地相对于焦斑以高达6m/s的速度移动。
应当理解光束轮廓不一定必须是“高斯”轮廓，而可以替代地是“顶帽(Top-Hat)”或“炸面圈(Donut)”轮廓或提供适当的不圆度的截面区域的任何其他光束轮廓。
此外，在本发明的上下文中，截面区域的(完全)对称性被理解为以连续方式(即，独立于旋转等级)旋转对称，其中，不对称性被理解为也是旋转对称的，但是仅以对应于激光脉冲的光束轮廓的实施方式的离散方式(例如，通过每个180°的旋转)。例如，在本申请的意义上，假定圆是对称的，其中，假定具有与其短轴线相比显著更大的长度的主延伸轴线(长轴线)的椭圆在一定方式上是不对称的(＝不是完全对称的)。此外，对称体将被理解为关于与几何中心相交的任何轴线都是轴对称的，其中，一旦未给出根据这样的轴线之一的对称性，则应假定该主体是不对称的。当然，不对称形状不一定必须提供任何对称性。
通过上述处理方法，在实现的缺陷的形成和取向方面以限定的方式在材料中实现微缺陷(微裂纹)来提供材料的受控操作。由于激光束提供了所提到的主延伸轴线(而不是对称的圆形光束)，获得了良好限定的单个主微裂纹(微缺陷)(而不是任意数量的辐射裂纹)。每个初始投射脉冲仅出现一个单个的主微裂纹。
当然，可以附加地产生显著较小的小裂纹(由所发射的激光脉冲与待处理的材料的相互作用)，其延伸轴线与主裂纹的延伸轴线不同，但是由于这些小裂纹的本质上较小的尺寸而对材料所需的处理没有贡献，在本发明的上下文中它们被认为是可忽略的。
关于激光光束的截面区域的形状，激光脉冲被成形为使得由截面区域给出限定的主延伸方向。因此，脉冲可以具有类似条形的细长形状，具体地相对于线的方向几乎没有延伸的线或像矩形(其中，当然矩形的长边限定主延伸轴线)或像如下文所述的具有长轴线和短轴线的椭圆。此外，截面区域可以是提供一个单一主延伸方向(轴线)的任何另选(非几何)形状。
由于脉冲被引导到表面而使得主延伸轴线的取向与处理路径上的切线的取向相关，所实现(引起)的每个主微裂纹也因此使得其取向与处理路径的切线相关，具体地在相应的处理点处。
与根据本发明的方法基本上(但不是排他地)相关的处理路径被实施为曲线(弯曲的)处理路径。
此外，与由具有基本相同脉冲能量的圆形脉冲引起的微裂纹相比，通过在透明或半透明材料上发射具有较大的主延伸轴线的细长激光脉冲而产生的主微裂纹具有增加的长度。
另外，与现有技术已知的丝化方案相反，由本方法产生的主裂纹具有比其截面区域的主轴线显著大的横向尺寸。丝化的目的是贯穿整个材料(z方向)在光束截面的尺寸的区域中产生精确的直径的通道，其中，在本发明的上下文中要实现的主裂纹期望并实现具有与光束直径相比具有可注意的大的横向延伸。
根据本发明，相应主微裂纹的横向长度显著大于焦点处截面区域的相应主延伸轴线的长度。横向长度涉及在基本上平行于焦平面的方向上相应主微裂纹的长度。如上所述，横向长度在激光光束的相应长轴线的长度的3-30倍的范围内，即，横向长度比由激光改性的区域(其中激光脉击中材料)的延伸大。
因此，在两个连续的激光脉冲之间的材料中/处的距离可以选择为相对地大，并且仍然提供没有任何处理中断(与横向处理方向有关，例如，该横向处理方向在焦平面中)的切割(处理)路径。
由于两个连续脉冲之间的距离可以选择为大的，因此可以显著增加相应的切割速度。切割速度定义为激光光束相对于待处理基板横向移动的速度，其在数学上被定义为在基板处的两个连续脉冲之间的距离和激光脉冲发射的重复频率的乘积。
具体地，指向材料的两个连续发射的脉冲之间的距离选择为大于由这种激光脉冲引起的一个主微裂纹的长度。因此，以较快的切割速度仍然可以实现根据给定要求的切割质量。
此外，由于两个改性区域之间的较大距离，即在与基板相互作用的激光脉冲之间的距离，能够实现沿z方向穿过待处理材料并沿着处理路径的截面的总粗糙度的较好质量(较低的粗糙度)。待处理的玻璃的粗糙度在未用激光改性的区域中低得多。因此，随着激光脉冲之间的距离增加，未改性的区域也被扩大，并且相应地减小粗糙度。
具体地，在发射激光脉冲时，激光***(即，激光***发射激光光束的点)和材料的面向激光***的第一表面之间的距离对应于小于或等于激光光束的焦距，并且激光***和远离激光***的第二表面之间的距离对应于大于或等于激光光束的焦距，以提供良好聚焦的光束，例如，在限定的焦平面中。
另选地，激光脉冲被聚焦和发射，以使得所发射的激光脉冲的焦点位于材料内的不同平面中。该方案允许对例如特定形状的材料或包括限定结构的材料进行处理。
换句话说，激光脉冲可以被聚焦以以使得在材料中限定至少两个焦平面，并且聚焦后的激光脉冲的相应焦点位于两个焦平面中，或者-在将激光脉冲引导到材料的同时-可以使用可变焦透镜改变焦距来执行可变聚焦，以在z-方向上实现可变聚焦斑点。可变焦透镜使得能够根据需要沿着激光光束的发射方向提供不同的焦距，例如通过改变透镜的光学特性，焦距也随之变化。
此外，可以使用一个单个多焦点透镜同时提供至少两个焦距来执行静态聚焦。这种多焦点透镜的光学器件同时限定不同焦距的至少两个焦点。
以上改变连续脉冲的焦距或者立即提供至少两个焦点的方案能够在要在至少两个平面中引起裂纹的情况下增加处理速度，这些平面具体地平行于基板的第一表面。
另选地，激光光束被聚焦以使得焦点位于第一表面上方但仍在其附近，或位于第二表面下方但仍然在其附近。
激光脉冲可以优选地是具有<1ns，具体地<10ps的脉冲持续时间或者在飞秒区域中的超短激光脉冲。
在本发明的上下文中，待处理的材料具体地以透明材料的形式，具体地为玻璃或蓝宝石，具体地为强化玻璃。
上述效果和性质提供了进一步的优点，即通过施加具有限定的横向距离和相对于彼此限定的取向的连续激光脉冲，可以相对于其方向对材料中的裂纹的横向传播进行控制和限定。引起的裂纹基本上根据在下一激光脉冲的焦点处的细长截面区域的主延伸轴线的投影的取向来传播，即在激光脉冲正交地照射到表面上的情况下(激光光束的传播方向与材料的表面正交)，裂纹基本上根据截面区域(例如，椭圆形光束轮廓)的主延伸轴线的取向而传播。
此外，对材料内部的微缺陷的可控形成和可控取向的本发明的方法提供了超过其他激光处理方法，具体地切割法的优点，在于可以以显著高的速度进行切割。这是因为用于切割的空隙之间的距离由微缺陷的尺寸限定。由于这些缺陷以较大的长度产生，因此用于切割所必须发射的脉冲较少，并因此可以相应地增加切割速度。
另外，根据本发明的方法提供了对透明或半透明(相对于波长)材料的曲线外形和内部闭合形状特征的精确切割。
另外，提供了高质量的切割，其中，沿着切割边缘不发生碎裂和碎屑，并且提供没有截口损失或具有非常小的截口损失的处理。具体地，在裂开之后在材料内没有微缺陷或非常少的微缺陷。
上述激光处理方法可以优选地利用用于产生超短激光脉冲的激光***，即具有飞秒或皮秒级的脉冲持续时间的脉冲来实现，其中，该***必须以用于执行该方法的特定方式实施。该***通常可以包括具有例如掺杂镱或钕的激光介质的锁模激光发生器，该掺杂镱或钕的激光介质诸如掺杂镱的钨酸盐(例如，Yb：KYW或Yb：KGW)或钕掺杂的钒酸盐(例如，d：YVO4)。这种一般构造的***对于材料处理的应用是公知的。
根据本发明的实施方式，通过光束轮廓的限定的旋转，各激光脉冲的截面区域的主延伸轴线的取向依赖于处理路径的路线而调整。光束轮廓具体地绕截面区域的形心旋转。光束轮廓的这种可旋转性提供了还根据曲线路径的材料处理，其中，在路径方向改变时，光束轮廓的取向被相应地调整，以使得所施加的脉冲保持以与处理路径的相应切线(关于它们的主延伸轴线)相关地限定地取向。
由此，使用细长的非圆形(例如，椭圆形或条形等形状)光束给出控制裂纹传播的可能性。例如，以每个步长15°来旋转椭圆形光束，以便沿着具有相应曲率的曲线路径提供处理。椭圆形光束相对于待处理样品的取向的变化导致样品内部实现的微裂纹的取向的变化，该样品例如，玻璃样品。如上所述，微裂纹传播的方向基本上与材料的表面之间的焦点处的椭圆长轴线的方向一致。
对激光脉冲(即，光束轮廓)的截面的取向的改变例如通过光学或电光元件(例如，反射镜，棱镜等)的特定可变布置和/或通过关于将激光光束耦合出激光***的特定调整来实现。可以由光束限定单元来提供取向的这种调整。
关于所发射的激光脉冲的主延伸轴线相对于诸如玻璃的非晶材料的取向，通常与脉冲如何相对于材料取向以用于提供对材料的适当处理无关(因为在材料内没有限定的结构)。然而，关于对晶体材料的处理和具体切割，施加到材料的第一脉冲的主轴线的取向会显著影响该处理，具体地影响材料相对于激光切割的断裂方式。为了提供对晶体结构材料的精确切割，第一发射脉冲的主延伸轴线的取向以这种主延伸轴线的取向对应于材料的晶体结构(即，对应于材料中晶体的取向)的方式来设置。为此，可以相应地调整处理路径和/或待处理晶体材料相对于激光***的取向。
关于根据处理路径对各激光脉冲取向，各激光脉冲能以其主延伸轴线的预限定的取向来发射，该预限定的取向对应于从在处理点处的相应切线的取向具有至多20°的角度偏差，具体地至多10°。
通过设定从处理路径的相应切线的限定的旋转角度偏差，可以将诸如玻璃的特定材料在内来控制材料中连续裂纹的传播(例如，在所产生的主微裂纹不邻接的情况下，但在主微裂纹之间有限定间隙)，即裂纹的传播(材料的断裂)在激光处理之后的限定时间间隔之后发生。对于这种材料，裂纹传播依赖于所描述的角度偏差。该效果及其控制对于切割这种材料是有利的，其中，在整个处理步骤完成之后材料初始地突发。
因此，通过相应地设置激光脉冲的主延伸轴线的取向相对于相应分配的切线的角度偏差可以关于材料中的裂纹传播调节预限定的时间延迟。
关于激光脉冲投射在材料表面上的位置，该脉冲被以良好限定的方式设置。
根据本发明的特定实施方式，发射激光脉冲，使得在表面上或在相对于第一表面的平面中和/或相对于激光脉冲中的至少两个之间的焦点的横向距离对应于由此引起的主微裂纹的横向长度的平均。
因此，在上文中，由于由一个激光脉冲所实现的主微裂纹的长度对应于从光束中心到沿着截面的主延伸轴线的点的距离(在焦平面中)的3-30倍，其中，在该点处激光的功率例如是峰值功率的1/e 2，并且在这样的脉冲中的两个之间的距离基本上是所实现的主微裂纹的长度的平均，所产生的主微裂纹彼此接触(邻接)。换句话说，作为示例，在焦点处脉冲的主延伸轴线的长度在2-3μm的范围内，并且所实现的主微裂纹具有在10-60μm的范围内的横向(平行于材料的第一表面和/或焦平面)长度，激光脉冲以对应于10-60μm的范围中的相应值的彼此之间的距离施加。
优选地，激光脉冲被引导成使得所产生的主微裂纹彼此横向接触或几乎接触，以提供对材料的精确处理或切割。由于微裂纹包括比相应脉冲的截面的主轴线长度显著大的长度，因此，在表面上的脉冲之间的距离被相应地选择为较大。
根据本发明的相应实施方式，发射激光脉冲，以使得连续发射的至少两个激光脉冲(分别关于它们的焦点或在第一表面上)之间的横向距离比这些脉冲在焦点处的相应截面区域的主延伸的长度的平均大，该主延伸具体地主轴线。由此，产生具有限定的间隔的相应主微裂纹，或者相应主微裂纹是邻接的(基本上在微裂纹之间没有距离，并且还基本上没有交叠)。此外，由连续激光脉冲中的第一个激光脉冲所产生的主微裂纹由于由连续激光脉冲中的第二个所引起的主微裂纹而延伸。
具体地，根据本发明，发射激光脉冲，以使得连续发射的激光脉冲以如上所述的相对横向距离投射在表面上。因此，(仅)一个单个激光脉冲被引导到各相应处理点，其中存在到前一个和后一个激光脉冲的限定距离。
优选地，在处理路径上的连续(相邻)处理点的距离对应于如上所概括的横向距离。因此，两个处理点之间的距离可以对应于由在这些点处施加的脉冲引起的主微裂纹的横向长度的平均。
根据优选实施方式，激光脉冲中的至少一个被成形为使得其截面区域为椭圆形(在其焦点处)，并且主延伸轴线由椭圆形截面区域的长轴线(的方向)限定，即长轴线对应于主延伸轴线。
为了用根据本发明的椭圆形脉冲轮廓的激光脉冲实现线状主微裂纹，激光光束(相应的激光脉冲)被配置(成形)，以使得长轴线的长度与截面(椭圆形)的短轴线的长度的关系为至少1.1:1或者1.2:1。
根据本发明的方法的玻璃切割例如示出了关于切割质量和处理速度的可靠的良好结果，其中，使用具有2.18的光束轮廓的椭圆率，即长轴线的长度与短轴线的长度的比为2.18:1。因此，根据本发明的特定实施方式，长轴线的长度与截面区域的短轴线的长度的关系为至少2:1，具体地在2:1到3:1的范围中。
对于关于待处理的特定材料的合适处理，激光参数具体地根据材料的类型而调整。对于本发明的实施方式，相对于要处理材料的性质，具体地相对于材料的化学成分和/或厚度，来调整激光脉冲的特性，具体地主延伸轴线的长度(例如，高斯激光光束轮廓的椭圆率)、脉冲重复率、脉冲持续时间和/或脉冲能量，以使得各激光脉冲以垂直于焦平面的方向，具体地穿过整个材料，实现具有指定的横向长度和/或指定的延伸的相应的主微裂纹。
通过提供这种单独调整的激光脉冲，可以在材料和处理中产生具有限定长度的主微裂纹，例如，能够以较可靠和优化的方式执行对材料的切割。
根据本发明的具体构造，被引导到材料的一系列激光脉冲的单个激光脉冲产生具有至少3μm，具体地至少10μm的横向长度的主微裂纹，具体地其中，所述单个激光脉冲包括约40μJ的脉冲能量、飞秒级的脉冲持续时间，并且所述材料是透明或半透明的，具体地由强化的(视觉上透明的)玻璃，未强化的玻璃或蓝宝石制成，例如，用于移动电话的显示器的玻璃板。
根据本发明的另一构造，被引导到材料的一系列激光脉冲的单个激光脉冲引起微裂纹，该微裂纹具有在垂直于材料表面的方向上10至50μm的延伸范围内，具体地在10至30μm的范围内。
关于以切割材料的形式的材料处理，根据本发明的材料的这种切割通过沿着处理路径以相邻的方式引起连续的主微裂纹来进行，其中，切割边缘由材料中连续的主微裂纹的路线限定。
具体地，材料的切割以相对于材料的表面的横向切割速度在0.2至10m/s，具体地0.2-3m/s的范围内进行，该切割速度至少依赖于截面区域的主轴线的延伸(即，主延伸轴线和次延伸轴线的比)，具体地依赖于截面区域的长轴线和短轴线的长度的比、依赖于所产生的微裂纹(微缺陷)的横向(和/或垂直)长度、依赖于脉冲能量、依赖于脉冲持续时间以及依赖于脉冲重复率。脉冲能量越高，所实现的主微裂纹可以越大，用于切割而沿着路径要发射的激光脉冲的数量可以越少。另外，如果脉冲重复率增加，则可以增加切割速度，因此可以维持投射的脉冲的距离。
关于切割相对厚的材料，通过沿着处理路径重复发射激光脉冲可以执行材料的切割，其中，首先沿着处理路径引导激光脉冲而产生的主微裂纹至少在垂直于焦平面的方向上传播，当第二次或更多次沿着所述处理路径引导所述激光脉冲时，具体地其中，焦点的位置根据激光脉冲沿着处理路径的各引导来调整。通过这样做，在各处理点施加限定数量的激光脉冲(根据处理路径的重复次数)，并且可以通过施加的各附加脉冲来扩大初始产生的微裂纹。
具体地，在激光***和材料样本之间的不同距离处执行每个这样的扫描，用于提供以适当的焦距施加的一系列脉冲。或者，通过调整各个光学元件来调整焦距。例如，当第二次扫描路径时，距离增加，使得激光束的焦点不再处于材料的第二表面的区域(其背离激光发射点)，而是位于样品的“内部”(更靠近面向激光发射点的第一表面)。
作为这种切割的具体实例，可以用以下切割参数精确且可靠地切割厚度约0.55mm的“Gorilla”Glass(由Corning Inc.，USA制造)。超短激光脉冲包括大约2.18椭圆率的椭圆形。脉冲能量为34μJ，并且以3.3kHz的频率(重复率)发射脉冲。因此，达到约100mm/s的扫描速度，其中，切割路径将被处理四次，因此得到25mm/s的有效切割速度。这种切割使用140mW的平均激光功率来进行。通过将功率增加到8W，并且将重复率增加到200kHz，可以达到1.5m/s的切割速度。
对于如上示例性地概括的切割工艺，优选使用激光脉冲突发(在一个处理点连续施加的多个激光脉冲而不是一个单个脉冲)，以在每次扫描时提供较大的微裂纹。
因此，考虑到根据本发明的优化(快速和精确)材料处理，能够产生具有限定的突发能量(即，突发的脉冲的总和包括限定的总突发能量)的激光脉冲突发，激光脉冲突发被引导到所述材料的指定点，具体地在处理点，其中，提供所述材料中的相应微裂纹的限定的引起和传播，具体地是其中，所述突发能量为至少10μJ。
具体地，突发的激光脉冲以1到100ns的范围内，具体地在10到20ns的范围内的脉冲到脉冲的时间滞后产生。这种时间滞后优选地根据材料的应力弛豫时间来选择。也就是说，如果要处理具有不同弛豫特性的材料，则可以相应地调整脉冲到脉冲时间滞后。
作为一个大的优点，这样的突发可能导致材料中的裂纹具有在10至150μm范围内的与材料表面垂直的方向的延伸，具体地在40至100μm范围内的与材料表面垂直的方向的延伸。当然，所实现的裂纹的尺寸依赖于所使用的材料和激光器配置。
根据本发明的特定实施方式，突发的激光脉冲被附加地或另选地产生为包括限定的功率曲线。该功率曲线由激光突发的脉冲(即，突发内的脉冲)的脉冲能量的指数衰减限定，具体地其中，初始突发脉冲的能量在15％至30％的范围内，具体地在脉冲能量的20％至25％的范围内，或者激光突发的脉冲的脉冲能量的指数增加，或突发内的恒定脉冲能量。
上述突发可以包括至少五个子脉冲，这些子脉冲是利用限定的脉冲到脉冲时间延滞后产生的，其中，对于所有脉冲，时间滞后可以变化或者是恒定的。子脉冲的第一发射脉冲可以包括整个突发能量的约23％，并且连续脉冲可以包括连续降低的能量。
另选地或附加地，突发的激光脉冲以限定的脉冲持续时间轮廓产生。持续轮廓能够由激光突发的脉冲的脉冲持续时间(脉冲长度)的脉冲到脉冲增加或减少来限定，或能够由在激光脉冲的一个突发的脉冲持续时间的脉冲到脉冲增加和减小两者来限定。这种增加和/或减少可以以特定的增加和减少速率来提供。此外，能够调节脉冲持续时间(和能量)，使得突发中的脉冲的脉冲能量不会由于脉冲持续时间的改变而改变。因此，能够实现特定的处理参数，其例如当在一个突发上施加增加和/或减小的脉冲持续时间时要求相当恒定的脉冲能量但是呈现出改善的结果。
例如，14脉冲的突发(包括14个子脉冲的突发)的增加的脉冲持续时间开始于350fs并以增加到至多2.5ps得到在截面表面粗糙度方面较好的质量。这里的表面粗糙度涉及在用该突发处理的整个材料中产生的切割面(切割表面)。
关于根据本发明总体的方法，一般来说，激光脉冲可以具体地被引导(发射)，使得各激光脉冲的截面区域的形心位于材料的表面上或内部，这依赖于所指定的处理点，具体地其中，激光脉冲被引导，使得各截面区域的形心位于处理路径上或对应于相应的处理点。
根据本发明的实施方式，在材料的第一表面(面向激光源的表面)处设置补偿板，其中，该补偿板包括限定的厚度和透光(或吸收)性质，并且激光脉冲在到达材料之前经过该补偿板，具体地其中，该透光性质，具体地折射率，对应于待处理材料的透光性质。因此，由于在表面附近产生精确裂纹的能力以更精确和可靠的方式提供裂开，能够进一步改善具有细长或椭圆形激光脉冲的激光处理的质量。
补偿板可以直接放置在材料上，即与材料接触，或者可以在补偿板和材料之间提供限定的间隙(例如，用空气或特定的处理介质填充)。
本发明还涉及一种用于对材料进行处理的激光***，该材料具体地为相对于激光的波长透明或半透明的材料(在使用的激光波长的意义上)，具体地脆性材料。激光***包括激光源，该激光源用于产生具有限定光束轮廓的一系列超短激光脉冲，具体地具有小于1ns(或<100ps)的脉冲持续时间，具体地皮秒或飞秒激光脉冲，以及光束限定单元，该光束限定单元用于根据处理路径中限定的相应分配的处理点，将各激光脉冲引导到材料，并且用于将各激光脉冲聚焦使得聚焦后的激光脉冲的相应焦点包括对材料的第一表面的预限定的空间关系(例如，对各激光脉冲进行聚焦，使得聚焦激光脉冲的相应焦点位于材料的第一表面上或者位于材料的第一表面和相反的第二表面之间)。被引导到材料的各相应聚焦后的激光脉冲在材料内导致(实现)相应的微裂纹。
根据本发明，激光源被设计成使得各激光脉冲能够关于其光束轮廓成形为使得由激光脉冲在垂直于其传播方向的焦点处的截面限定的截面区域具有特定形状(即，光束轮廓例如具有椭圆形的形状)，并且具有比其次延伸轴线显著大的延伸的主延伸轴线。因此，各激光脉冲产生一个主微裂纹，该主微裂纹具有基本上根据在焦点处相应脉冲的截面的主延伸轴线的方向取向的横向延伸。此外，***提供处理功能，其被设计成以能够发射各激光脉冲的方式来控制光束限定单元，并且具体地激光源，使得其在焦点处的主延伸轴线的取向对应于预限定的取向，该预限定的取向与在所分配的处理点处的处理路径的相应切线的取向相关。
激光***特别包括用于根据光束整形和激光脉冲的设置的上述特征来控制限定单元和激光源的控制单元。
根据激光***的特定实施方式，处理功能被设计为使得在执行处理功能时执行上述方法的方式。
具体地，激光***包括工作台，该工作台被设计成相对于激光源和/或光束限定单元能在至少两个方向(x和y方向)上移动，工作台提供要处理样本的期望位移，具体地其中，所述工作台是可移动的，以使得根据限定的相应处理点将激光脉冲引导到材料。
此外，本发明涉及一种具有用于控制和/或分别执行上述方法的计算机可执行指令的计算机程序产品，具体地当在上述激光***上运行时。即，计算机程序优选对控制合适的激光***调整，使得根据所述方法发射非圆形激光脉冲。
以下参照附图中示意地示出的工作示例，仅仅通过示例，更详细地描述或者说明方法和装置。具体来说，
图1示出了穿过用从现有技术已知的圆形激光脉冲加工的样品的截面；
图2示出了穿过用根据本发明的具有椭圆形光束轮廓的激光脉冲处理的透明材料的截面；
图3a-图3b示出了根据本发明的用于将具有限定的光束轮廓的飞秒激光脉冲发射到待处理材料上的激光发射单元；
图4a-图4b示出了根据本发明的对曲线结构的激光切割的示意图；
图5a-图5e示出了根据本发明的横向尺寸对所发射的椭圆脉冲的数量的依赖性；
图6示出了根据本发明的激光脉冲突发的功率曲线的实施方式；
图7a-图7c示出了根据本发明的激光脉冲突发的激光脉冲的脉冲长度的可能变化；
图8示出了对与本发明一起使用的光束轮廓的测量；
图9示出了类似本发明的成形激光脉冲与透明材料的相互作用以及由此产生的主裂缝；
图10示出了根据本发明的激光切割透明材料的具体方法(“反冲法”)。
图11a-图11b示出了穿过经激光处理的材料的截面和相应的粗糙度分析；
图12示出了根据本发明的使用补偿板来进行材料处理的另一实施方式；
图13示出了根据本发明的使用细长激光脉冲和针对连续脉冲的焦点变化的材料处理的实施方式；以及
图14示出了根据本发明的材料处理的实施方式，其使用非圆形激光脉冲并且将各激光脉冲会聚在至少两个焦点处。
图2示出穿过透明材料1的截面，该透明材料1例如是如“Xensation”铝硅酸盐玻璃(由Schott AG，Germany制造)或“Gorilla”玻璃(由Corning Inc.，USA制造)的化学强化玻璃，其中，具有椭圆形光束轮廓11a的超短激光脉冲(即该激光脉冲的截面11是椭圆形的)垂直地投射在材料1内的焦平面上。作为由以关于光束轮廓，具体地关于脉冲持续时间和/或脉冲能量，限定的方式的激光脉冲带入材料1的能量的影响，在材料1中引起一个单个的主细长微缺陷12(微裂纹12)。
另选地，待处理材料由与太阳能电池或平板显示器一起使用的导电透明氧化物膜形成，该氧化物膜例如是具有限定厚度的ZnO的氧化物膜。
如从图2中可以看出，微裂纹12的横向延伸显著比截面区域11的主延伸轴线(这里为：主轴线)的长度大。这种微裂纹12通过施加具有适当的非圆形的细长光束轮廓(例如，椭圆形光束轮廓)的超短激光脉冲而发生，在本发明的意义上，具体地通过在材料1上的一个单个点上施加超过一个脉冲。横向长度涉及微裂纹12的在基本上平行于焦平面的方向上的长度。
应当理解的是，由于材料和激光特性的相互作用，根据本发明的通过施加具有主延伸轴线长于其次延伸轴线的(例如，椭圆形)光束轮廓的激光脉冲而得到的微裂纹最终被良好限定，具体地关于其尺寸被良好限定。
在本发明的上述实施方式的上下文中，激光光束在焦点处的截面区域的尺寸可以通过到激光光束的中心(通道15)的距离来限定，该距离例如对应于激光峰值功率减小到该功率的1/e2(具体地对于高斯光束轮廓)。
图3a示出了根据本发明的用于发射具有限定的光束轮廓的超短(例如，飞秒，具体地<600fs)激光脉冲22的激光发射单元20。该单元20被设计成使得所发射的激光束21的取向能够以限定的方式变化。因此，光束21能够根据限定的图案，具体地沿着限定的处理或切割路径，在待处理的基板1的表面上移动。为了提供激光束的这种移动，发射单元20包括扫描头。
此外，发射单元20提供激光束20，该激光束20具有由在焦点处与激光束20的传播方向垂直的穿过激光束20的截面限定的具体地非圆形形状的截面区域的光束形状，其中，对应于该形状的主延伸的轴线的长度大于对应于所需形状的次延伸的不同(垂直)轴线的长度。通过以限定的处理速度在表面上移动激光束并且以预限定的脉冲重复率发射这种非圆形激光脉冲22，能够在表面上施加多个激光脉冲22，其中，脉冲22以相对于彼此的限定的横向距离投射在表面上。
另选地，如图3b所示，激光光束21以恒定方向从激光源20发射，其中，提供承载基板1的工作台19，工作台19可在x和y方向上移动和/或相对于激光源20旋转。因此，通过相应移动样品1(并因此限定扫描速度)同时发射具有限定的重复频率和光束轮廓的取向的激光脉冲，使得能够根据给定的处理路径进行处理。具体地，激光发射点和工作台19之间的距离可以通过沿着z轴线移动激光源20或工作台19(或两者)来调节。
具体地，移动激光束21和移动样品1的组合可以被应用。
重复率和扫描速度优选地被调整为使得在表面上或在位于基板1的上表面和底表面之间的焦平面中两个连续激光脉冲22之间的距离(即，在表面上这些脉冲的中心之间的距离)对应于由这些激光脉冲在材料(透明或半透明材料，如玻璃等类型)中实现的主微裂纹的长度的平均长度。由这样的激光脉冲引起的主微裂纹的长度在这里基本上是脉冲的细长截面的截面区域的相应长轴线的长度的约5-10倍-(为了更好地说明，这里的激光斑点以与所引起的微裂纹相比过大的方式示出)，其中，截面区域由相对于激光脉冲在光束中心处的强度的半峰全宽(FWHM)值来限定(当然，截面区域可以基于从现有技术已知的允许限定光束轮廓的延伸的其他方法来限定)。所产生的主微裂纹的长度依赖于几个因素，如脉冲能量、脉冲持续时间、在材料上的一个相同点处施加的脉冲数量和材料性质。
主微裂纹的长度基本上对应于相应主延伸轴线的长度的倍数。通过这种发射的一系列激光脉冲引起的主微裂纹能够被接续地施加，以使得通过以相应(对应于主微裂纹和主延伸轴线的长度的比)距离来设置激光光斑而在相应产生的主微裂纹之间没有间隔。利用这种处理方案，提供了材料的连续切割，其中，通过随各发射的激光脉冲22的裂纹的传播而限定相应的切割边缘。
具体地，依赖于待处理(具体地待切割的)的材料，激光脉冲22可以设置成在它们的截面区域之间以及在表面2上的所产生的主微裂纹之间具有限定的空间。由于材料也根据从主微裂纹到主微裂纹的直接连接线而在所产生的主微裂纹之间裂开，仍然可以提供材料沿着预定处理路径的精确和良好限定的断裂。
通过优化在样品1上的两个连续投射脉冲22之间的距离，即选择最大距离，其中，仍然满足所需要求的对材料的精确处理或切割仍然是可能的，例如，将精度和切割质量的要求考虑在内，可以达到优化(高)处理(切割)速度。
作为一个示例，材料可以具有0.7mm厚度的一种视觉上透明或半透明的(至少相对于约1040nm的波长区域)材料(例如“Xensation”玻璃)，并且以60mW的平均功率操作激光源20，其中，各脉冲具有24μJ的能量和1040nm的波长，以及2kHz的重复率。使用这种配置，通过产生具有约50μm的横向长度的微裂纹能够达到100mm/s的扫描速度，其中，所产生的微裂纹穿过材料的整个厚度传播，并因此提供了干净的切口。通过将激光器20的功率增加到8W或更高，可以实现约10m/s的处理速度。对于这种处理，优选地，可以对于每个切割点施加激光脉冲的子集(突发，参见例如图6)，具体地如果要切割较大厚度的材料。
图4a示出了根据本发明的曲线结构的激光切割的示意图。沿着指定的曲线处理路径25将一系列激光脉冲22施加在材料1上(由于该系列激光脉冲的脉冲包括除了它们的截面区域的取向之外的相同特性，所以脉冲22中的仅一个被用数字标出来代替其余的所示脉冲)。设置激光脉冲22，以使得存在各脉冲22的限定的截面区域之间的限定的距离。截面区域可以通过在峰值功率减小到峰值功率的1/e2时到光束中心的距离来限定。
这里，各脉冲22在材料1中造成微裂纹，其延伸(相对于裂纹的横向长度)比在焦点处的相应截面区域的长轴线的长度大。在材料1的第一2(面向激光源)和第二3表面(与第一表面2相对)之间限定焦平面，其中，激光脉冲22以相应焦点发射，所有焦点都位于这样的共同焦平面中。
如根据图4a的示例所示，各脉冲22在z方向上贯穿整个材料1产生一种通道23。当然，应当理解，如果通道23穿透整个材料1，则其至少依赖于材料1的厚度。激光脉冲22根据与材料1的第一表面2垂直的方向(即在z方向)投射。
图4b示出了类似于图4a所示的处理的材料(第一表面2)上的顶视的示意图。以以下这种限定的相对距离来施加脉冲22，即，使得所产生的主微裂纹24基本上彼此接合，并因此由所产生的主微裂纹24建立一个连续边缘。
根据本发明，通过椭圆形光束的旋转，主微缺陷24(裂纹)的取向跟随所需的处理方向。为此，调整(改变)激光脉冲22的椭圆形截面(＝主延伸轴线)的长轴线的取向，以使这些轴线的方向平行于处理路径25的相应切线，或者使这些轴线甚至与这些切线同轴。换句话说，各相应激光脉冲22的长轴线被设置为使得它至少平行于在该路径25的相应处理点26处处理路径25的切线，其中，将各激光脉冲22分配给限定的处理点26。
因此，根据本发明，通过利用光束轮廓根据处理路径25的路线旋转的原理，能够从材料1中切出任何外形。切割边缘产生自一系列引起的主微裂纹24，其中，激光参数(例如，脉冲能量、重复率、激光脉冲的脉冲持续时间和形状)和待处理材料1的性质(例如，透明度、厚度和硬度)限定了切割质量和切割速度。
例如，在要切割的材料1比通过施加一个单个激光脉冲22在材料1中沿着z方向产生的主微裂纹的长度厚的情况下，可以为每个处理点26发射超过一个的激光脉冲22，或者可以增加脉冲能量以提供穿透过整个材料1的微裂纹24。这可以通过重复扫描相同的处理路径和/或通过对每个处理点应用激光突发来完成。
根据本发明的具体实施方式，以限定的重复频率针对每个处理点26发射子系列激光脉冲22(突发，参见例如图6)，使得一组激光脉冲投射在材料1处的限定的点上，并且由于在该点处施加的突发脉冲的数量从该点产生的微裂纹扩大。由此，微裂纹22具体地沿着材料的表面和/或垂直于进入材料1的表面(z方向)而横向生长。
具体地，施加激光脉冲22，以使得它们投射到被分配脉冲的处理点26上。如这里为了更清楚示出，以限定的偏移将激光脉冲22施加到路径25并且沿着该路径25施加到相应的处理点26。
激光性质可以在沿着处理路径25切割轮廓时调整。对于包括基本上为线状的切割部分在内的处理路径25的区域，可以使用较高的脉冲能量来实现具有较大横向长度的微裂纹，其中，当沿着用于提供具有较小尺寸的微裂纹的曲线来切割时，可以减小脉冲能量，从而更精确地在那里产生曲线轮廓。相应地，切割速度和/或脉冲重复率也将被调整。
另选地或附加地，可以沿着限定的处理路径发射脉冲，以使得在处理路径的每单位长度的材料或材料的每单位面积(或体积)中引入限定的和基本上恒定量的能量。
关于在一个单个处理点施加的脉冲的数量的情况下由激光脉冲产生的微缺陷24的横向尺寸，图5a-图5e示出了根据本发明的横向尺寸对发射脉冲数量的依赖性。因此，脉冲具有在飞秒区域中的脉冲持续时间，并且在两个连续脉冲(脉冲串频率)之间施加大约13ns的时间间隔。处理的材料由化学强化玻璃形成。
图5a示意性地例示了在施加一个单脉冲时产生的主微裂纹24。微裂纹24的长度具体地为约19μm。图5b例示了在材料上的相同点处投射两个脉冲引起的微缺陷24，其中，微缺陷的长度增加约70％，具体地增加到约32μm。当在相同材料上的一个单个点上施加三个脉冲时，由此产生的微裂纹24的尺寸将为通过一个单个脉冲的微裂纹尺寸的约236％(约45μm)，如图5c所示。发射四个脉冲得到如图5d所示的初始微裂纹(约53μm)的约278％的微裂纹尺寸，如图5d所示，并且施加超过四个脉冲，即多个脉冲，将根据所示示例产生具有至少56μm的长度的微裂纹24，如图5e所例示。
关于上述突发产生和在本发明的上下文中的这样的突发，一般来说，应当理解，引入材料的一个单个(处理)点的总能量不依赖于所施加的脉冲的数量，而是相同的，例如，对于三和五个所产生的突发脉冲而言。换句话说，根据图5a的单个脉冲的脉冲能量对应于在图5b的上下文中施加的两个脉冲的脉冲能量的和。
关于由上述使用脉冲的突发引起的微裂纹的轴向尺寸(z方向)，例如，与由单个脉冲引起的微裂纹的轴向长度相比，微裂纹的轴向长度通过施加四个脉冲而增加大约“3”倍。
因此，使用根据本发明的方法，激光脉冲突发的使用导致能被处理(即，能够被精确切割)的材料的更宽范围，具体地关于材料的可能的厚度。此外，由于横向微裂纹尺寸也显著增加，因此也可以达到较高的切割速度。
此外，关于根据本发明的突发模式的使用，具体地根据要处理的材料的种类(性质)来调整一个突发内的脉冲的性质。优选地，设置从脉冲到脉冲(两个连续脉冲之间的时间滞后)的时间段，使得其基本上对应于或小于材料的应力松弛时间。这是因为材料中的微缺陷通过引起应力传播(由施加的激光脉冲)而出现，其中应力由激光激发点处的热冲击引起。因此，脉冲串的脉冲之间的时间应该等于或小于材料的相应的应力松弛时间。例如。化学强化玻璃的应力松弛时间在约10-20ns的范围内，因此可以在两个连续脉冲之间以约13ns的时间间隔施加脉冲的脉冲。
图6示出了在本发明的上下文中用于处理材料的激光脉冲突发的功率曲线的实施方式。这里，在相应的突发内产生五个激光脉冲，其中，突发内的激光脉冲的数量可以根据处理要求而变化。突发内的脉冲被产生有限定的脉冲到脉冲时间延迟(滞后)Δt，例如约13ns。此外，突发的初始脉冲包括特定的脉冲功率P1(和相应的脉冲能量E1)，其中，突发中的连续脉冲被产生为包括连续减小的脉冲能量。
如这里所示，从脉冲到脉冲的能量呈指数减小。根据具体实施方式，这种指数衰减可以通过下面的函数来限定
具体地，其中，τ＝50ns。
图7a-图7c示出了激光脉冲突发中的激光脉冲的脉冲长度的可能变化。图7a示出了对于第一个突发脉冲从大约200-300fs(飞秒)的持续时间开始并且以大约2700fs的突发的最后激光脉冲的持续时间结束的相应脉冲持续时间的增加。该突发包括14个子脉冲。
图7b示出了相反的突发中的脉冲持续时间的变化，即以大约2700fs的长持续时间开始，并且以在500-200fs的范围中的脉冲结束突发。
如上所描述，突发激光脉冲的减小和增加的持续时间(或反之亦然)的组合在本发明的范围内。图7c示出了对一个突发的脉冲持续时间的这种调整。前六个脉冲被设计为具有从脉冲到脉冲的较短持续时间，得到最小脉冲长度(这里：约250fs)，其中，连续(六个)脉冲的持续时间再次增加。如所描述的，可以根据期望值来调节持续时间减少或增加的速率(虚线的斜率)并且可以相应地改变最小值的位置。即，具有减小的长度的脉冲的数量可以与具有增加的持续时间的脉冲的数量不同。
图8示出了对与本发明一起使用的椭圆形光束轮廓的测量。示出了激光光束的截面31，该光束以具有限定的脉冲持续时间的激光脉冲的形式用于对根据本发明的材料进行处理(脉冲持续时间通常基于脉冲的FWHM值而限定)。光束轮廓，即截面区域31是具有长轴线A和短轴线B的椭圆形形状，其中，长轴线A的长度约为短轴线B的长度2.2倍大。这样的椭圆率提供了在例如玻璃质材料，并通常在透明材料中，创建限定的基本上直线的缺陷(在本文中称为“主微裂纹”)。
根据本发明的另一个具体实施方式(未示出)，长轴线的长度与短轴线的长度之间的比为约1.5:1，2:1，3:1或者甚至>3:1。优选地根据待处理材料和关于所出现的微裂纹尺寸和切割速度的优化来选择长轴线和短轴线之间的比。
此外，示出了用这样的椭圆形光束测量的沿着长轴线A和短轴线B的光束轮廓的强度分布。曲线32描述了在短轴线B的过程中的激光辐射的强度分布，曲线33描述了在长轴线A的过程中的激光辐射的强度分布。可以清楚地看出，从其宽度来看(例如，在一半高度处的全宽度)，分布32，33显著彼此不同，这是用于相应激光脉冲的光束轮廓的椭圆率的度量。
在图8的上下文和贯穿本申请的具有截面和光束轮廓的其他表示中，应当理解，优选地如这里所示的高斯激光光束的截面仅仅是在整个激光光束上的真实强度分布的示意图，并且由沿着相对于光束截面的中心的最大值的限定的峰值功率减小的边界线来描绘激光脉冲的形状。具体地，将半高/最大值(FWHH)的全宽或峰值功率的1/e2的减小用于示出激光脉冲的形状(和尺寸)。
图9示出了待处理的透明材料与超短激光脉冲22之间的相互作用，该超短激光脉冲22在其焦点，焦平面4中分别具有椭圆形形状的截面区域。激光脉冲22垂直于透明材料的第一表面2，即面向激光发射点的表面，透过第一表面2，并且基本上在焦平面4周围与材料相互作用。由于高脉冲能量(例如，如上所述)，小于100ps的超短脉冲持续时间和至少2:1的光束轮廓的椭圆率，在材料内实现主微裂纹24。
从图中可以看出，微裂纹24的横向延伸，即至少平行于第一表面2或焦平面4的延伸，大体上相对于其长轴线(在x方向上)延伸光束直径。此外，主微裂纹24在z方向上延伸，但基本上在x方向上取向。
图10示出了根据本发明的对如化学强化玻璃的透明材料的激光切割的具体方法(“反冲法”)。第一系列椭圆形激光脉冲22'沿着限定的，具体地为曲线的(此处未示出的)处理路径发射到材料1，其中，发射脉冲，以使得所产生的主微裂纹在彼此之间具有显著的距离，并因此，在第一系列脉冲22'已经处理之后，不会发生材料的断裂。
为了启动材料1的断裂，至少一个另外的激光脉冲22”被引导到沿着处理的处理路径的端部之一处或在限定的点处，并且启动材料1的断裂。脉冲被具体地发射，以使得已经引起的主微裂纹中的至少一个由于附加脉冲22”而被放大，并因此沿着处理路径推进材料1的断裂。另选地或另外地，另外的激光脉冲22”使用不同的激光参数产生，例如，另外的脉冲22”包括较高的脉冲能量或其主延伸轴线相对于其次延伸轴线具有不同比。
换句话说，通常，在已经将一系列激光脉冲引导到材料之后，在材料1处发射至少一个另外的启动激光脉冲22”，根据限定的处理路径，使得启动的激光脉冲22与材料1的相互作用沿着处理路径启动材料1的断裂。
图11a示出了根据本发明的方法处理的材料1的截面。处理方向为y方向。可以看出，利用与材料1相互作用的各激光脉冲产生在材料1内的改性区域41(为简化原因而仅标出其中的一个)。此外，描述了各改性区域41的相应裂纹的长度42。这种相关裂纹的长度42显著大于改性区域41在y方向上的宽度(基本上对应于激光脉冲的截面区域的主延伸轴线)。
图11b示出沿着线43的形貌测量(轮廓)，即在改性平面(y-z平面)和焦平面(x-y平面)中的激光处理之后的材料1的轮廓。示出了在y方向上的相应位置上的轮廓高度。曲线的峰表示改性区域41的形貌特性。形貌曲线的峰之间的距离44对应于改性区域之间的距离44(两个连续的激光脉冲之间的距离)。因此，粗糙度主要随着各改性41而增加，但在这些改性41之间的区域中保持相对低。
这意味着，改性区域44之间的距离越大，处理质量越好，即总粗糙度越小。通过应用根据本发明的方法，可以用如本文所述的玻璃基板来实现<1μm的粗糙度(Ra)。
此外，可以通过增加改性区域41之间的距离44来改善工艺鲁棒性。在从现有技术已知的其他激光工艺中使用的脉冲之间的小距离(例如3-5μm)的情况下，下一(连续)改性区域的形成(形状，z位置等)受到先前改性的区域的影响。处理窗口限定为例如的脉冲距离，其中第二改性区域的形成已经不受第一改性区域的影响，具体地在该窗口下材料仍然能够以受控的方式被切割。这也限制了可应用于该处理的激光重复率、切割速度、脉冲能量等。
在根据本发明的顺序激光脉冲(或突发)之间的扩大的距离的情况下-第二(连续)改性区域的形成独立于第一改性区域(不受其影响)。处理窗口仅受限于距离Dmax>>6μm(直到例如50μm)，这依赖于所实现的显著更大的横向裂纹长度。
图12示出了根据本发明的处理材料的另一实施方式。在要处理材料1的顶部上(即在面向在激光***处发射激光21的点的表面2上)提供附加层或板50。根据所示的实施方式，补偿板50(n1)的(复)折射率与基板1(n2)的折射率具有相同数量级，具体地相同。当n1等于n2时，可以减少菲涅尔损耗。补偿板50的光透射特性优选地选择为类似于该基板。相对于激光波长，补偿板50可以是透明或半透明的。
通过将这种补偿元件50放置在材料1上，与没有补偿板50的处理相比，所引起的主微裂纹的质量变得显著更好。此外，能够实现显著的改进，以引起靠近基板1的顶表面2的裂纹。为此，当然，必须分别提供板50的匹配厚度和激光光束的焦距。除了主微裂纹在靠近顶表面加工时具有更好质量的优点之外，通过使用板50可以增加切割平直度。
补偿板50使得能够关于其位置(在z方向上)和形状来调节基板1内的改性区域41。
因此，将施加椭圆形激光脉冲和这种补偿板50与待处理材料(例如玻璃基板)结合得到对处理参数的进一步改善以例如提高玻璃切割质量。
图13示出了使用细长(例如，椭圆形)激光脉冲(相对于横向x或y方向)和连续脉冲的焦点变化的材料处理的实施方式。各脉冲的焦点位于两个焦平面E和F内。焦点在z方向上的位置的变化可以从脉冲到脉冲来实现，使得连续的脉冲位于不同的焦平面E或F中。优选使用能够提供具有高变化频率的不同焦点的透镜来实现变化。
在z方向上产生具有不同焦点位置的裂纹的改性区域41和相应中心，这在超过一个焦平面E和F中需要裂纹启动的情况下提供了有效切割速度的增加，例如，如果待处理基板1具有相对大的厚度(即，仅在一个焦平面中产生裂纹的处理不足以保证足够的裂开结果)。换句话说，通过在y方向上的一次扫描期间施加具有不同聚焦级别的脉冲，只经过一次扫描的经过是足够的，而另外地，根据现有技术，在使用固定焦距的处理时将需要二次经过。设置用于可变地调节焦距的透镜优选地以MHz级的频率工作，该频率为各发射的激光脉冲提供改变聚焦位置的位置。
图14示出了使用非圆形(例如，椭圆形)的激光脉冲(相对于横向x或y方向)并且将各激光脉冲会聚(聚焦)在至少两个焦点(焦平面E和F)沿其相应的发射方向(这里：z方向)。这种针对一个激光脉冲的两个焦点的形成可以由多焦点透镜来提供。
作为这种处理的大优点，可以通过仅施加一个激光脉冲来造成两个改性区域，该激光脉冲在不同的z位置提供两个裂纹中心，并因此通过沿着处理路径的激光的单次经过能够实现具有较大厚度的玻璃基板1的切割(劈裂)。能够避免具有不同焦距的第二次经过。因此，可以实现具有显著更高效率的(更高的)处理速度。
尽管以上例示了本发明，部分地参照某些特定实施方式，必须理解的是可以进行实施方式的不同特征的很多修改和组合，并且不同特征能够从现有技术已知的材料的激光处理途径和/或脉冲激光***组合。

Claims (20)

1.一种利用脉冲激光来处理材料(1)的方法，具体地该材料(1)相对于该脉冲激光的波长是透明的或半透明的，所述方法包括以下步骤：
·产生一系列超短激光脉冲(22，22')，具体地该激光脉冲(22，22')具有小于1ns的脉冲持续时间，具体地为皮秒激光脉冲或飞秒激光脉冲，
·通过限定地参照处理路径(25)中的相应分配的处理点(26)，将各激光脉冲(22)引导到所述材料(1)，以及
·对各激光脉冲(22)聚焦，以使得聚焦后的激光脉冲(22)的相应焦点包括对材料(1)的第一表面(2)的预限定的空间关系，
其中，各发射的激光脉冲(22)在所述材料(1)内实现相应的裂纹，
所述方法的特征在于，
·对各激光脉冲关于其光束轮廓成形，以使得由所述激光脉冲的在其焦点处的与其传播方向正交的截面限定的截面区域(11，31)具有特定形状并且具有比次延伸轴线(B)显著大的延伸的主延伸轴线(A)，具体地所述次延伸轴线(B)与所述主延伸轴线(A)正交，
·由各激光脉冲(22)实现一个主微裂纹(12，24)，所述主微裂纹(12，24)具有横向延伸，该横向延伸
о基本上根据在所述焦点处相应脉冲的所述主延伸轴线(A)的取向来取向，并且
о显著大于所述焦点处的所述截面区域(11，31)的相应主延伸轴线(A)的延伸，所述横向延伸在相应主延伸轴线(A)的长度的3-30倍的范围内，以及
·发射各激光脉冲(22)，以使得在所述焦点处各激光脉冲(22)的所述主延伸轴线(A)的取向对应于预限定的取向，该预限定的取向与所述处理路径(25)在所述分配的处理点(26)处的相应切线的取向相关。
2.根据权利要求1所述的方法，
所述方法的特征在于，
通过所述光束轮廓的限定的旋转，具体地绕所述截面区域(11，31)的形心的旋转，依赖于所述处理路径(25)的路线调整各激光脉冲(22)的所述截面区域(11，31)的所述主延伸轴线(A)的所述取向。
3.根据权利要求1或2所述的方法，
所述方法的特征在于，
以其主延伸轴线(A)的预限定的取向发射各激光脉冲(22)，该取向对应于从所述相应切线的取向至多20°的角度偏差，具体地其中，所述主延伸轴线(A)的取向对应于所述相应切线的取向，
具体地其中，通过相对于分别分配的切线相应地设置所述激光脉冲(22)的主延伸轴线(A)的取向的所述角度偏差，来调节关于所述材料(1)中的裂纹传播的预限定的时间延迟。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，
所述方法的特征在于，
所述激光脉冲中的至少一个激光脉冲被成形以使得其截面区域(11，31)具有椭圆形并且所述主延伸轴线(A)由椭圆形截面区域(11，31)的长轴线(A)来限定，其中，所述截面区域(11，31)的长轴线(A)的长度与短轴线(B)的长度的比为至少1.1:1，具体地至少2:1，具体地在2:1到3:1的范围内。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，
所述方法的特征在于，
在将所述一系列激光脉冲(22)引导到所述材料之后，通过限定地参照所述处理路径(25)在所述材料(1)处发射至少一个另外的启动激光脉冲(22”)，以使得所述启动激光脉冲(22”)与所述材料(1)的相互作用启动所述材料(1)沿着所述处理路径(25)的断裂。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，
所述方法的特征在于，
引导所述激光脉冲(22)以使得横向距离
·在所述第一表面(2)上或在与所述第一表面相关的平面中，和/或
·参照在所述激光脉冲(22)中的连续发射的至少两个激光脉冲之间的所述焦点
·对应于由此实现的所述主微裂纹(12，24)的横向长度的平均，或者
·大于在所述焦点处这些脉冲(22)的相应截面区域(11，31)的主延伸的长度的平均，所述主延伸具体地为长轴线(A)，其中，
о相应主微裂纹(12，24)被产生成在其间具有限定间隔，或
о相应主微裂纹(12，24)是邻接的，或
о由所述连续激光脉冲中的第一脉冲实现的所述主微裂纹(12，24)由于由所述连续激光脉冲中的第二脉冲引起的所述主微裂纹(12，24)而延伸。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，
所述方法的其特征在于，
关于要处理的所述材料(1)的特性，具体地关于所述材料的化学成分和/或厚度，来调整所述激光脉冲(22)的特性，具体地所述主延伸轴线(A)的长度、脉冲重复率、脉冲持续时间和/或脉冲能量，以使得各激光脉冲产生相应主微裂纹(12，24)，所述相应主微裂纹(12，24)具有指定的横向长度和/或具有在与所述焦平面垂直的方向上的指定的延伸，所述相应主微裂纹(12，24)具体地穿过整个材料(1)。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，
所述方法的特征在于，
被引导到所述材料(1)的所述一系列激光脉冲(22)中的单个激光脉冲以至少3μm的横向长度来实现所述主微裂纹(12，24)，具体地至少10μm的横向长度来实现所述主微裂纹(12，24)，具体地其中，所述单个激光脉冲包括至少10μJ的脉冲能量，具体地约40μJ的脉冲能量，飞秒级的脉冲持续时间，并且所述材料(1)是透明或半透明的，具体地由化学强化玻璃、未强化玻璃或蓝宝石制成。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的方法，
所述方法的特征在于，
通过沿着所述处理路径(25)以邻接的方式引起连续的主微裂纹(12，24)来执行对所述材料(1)的切割，其中，切割边缘由所述材料(1)中连续的主微裂纹(12，24)的路线来限定，具体地其中，关于所述材料的所述第一表面以在0.2至10m/s，具体地0.2至3m/s的范围内的横向切割速度来执行对所述材料(1)的切割，所述切割速度至少依赖于所述截面区域的形状，具体地依赖于所述截面区域(11，31)的长轴线(A)和短轴线(B)的长度比、依赖于脉冲能量、依赖于脉冲持续时间以及依赖于脉冲重复率，
具体地其中，
通过沿着所述处理路径(25)重复引导激光脉冲(22)来执行对所述材料(1)的切割，其中，在第二次或更多次沿着所述处理路径(25)引导所述激光脉冲时，第一次沿着所述处理路径(25)引导所述激光脉冲(22)实现的所述主微裂纹(12a，12b，24)至少在垂直于所述焦平面的方向上传播，具体地其中，针对沿着所述处理路径(25)对所述激光脉冲(22)的各次引导调整所述焦点的位置。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的方法，
所述方法的特征在于，
产生具有限定的突发能量的激光脉冲的突发，所述激光脉冲的突发被引导至所述材料上的指定的点，具体地在处理点(26)处，其中，提供所述材料(1)中相应的主微裂纹(12，24)的限定的引起和传播，具体地其中，所述突发能量为至少10μJ。
11.根据权利要求10所述的方法，
所述方法的特征在于，
所述激光脉冲(22)的所述突发被产生成
·具有在1至100ns的范围内的脉冲到脉冲的时间滞后，具体地在10至20ns的范围内，具体地其中，所述突发在所述材料中实现微裂纹(12，24)，所述微裂纹具有按照与所述材料的表面垂直的方向在10至150μm范围内的延伸，具体地在40至100μm范围内的延伸，和/或
·包括限定的功率曲线，该功率曲线由如下限定：
о所述激光突发的脉冲的脉冲能量的指数衰减，具体地其中，初始突发脉冲的能量在突发能量的15％至30％的范围内，具体地在所述突发能量的20％至25％的范围内，或者
о所述激光突发的脉冲的脉冲能量的指数增加，或者
о相对于所述激光突发的脉冲的恒定脉冲能量，和/或
·包括限定的脉冲持续时间轮廓，脉冲持续时间轮廓由如下限定：
о所述激光突发的脉冲的脉冲持续时间的脉冲到脉冲增加，或者
о所述激光突发衰减的脉冲的脉冲持续时间的脉冲到脉冲的减少，或者
о在激光脉冲的一个突发期间，脉冲持续时间的脉冲到脉冲增加和减少这两者，具体地具有限定的增加速率和减少速率。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的方法，
所述方法的特征在于，
在所述材料(1)的所述第一表面(2)处设置补偿板(50)，所述补偿板(50)包括限定的厚度和透光特性，具体地其中，所述透光特性对应于所述材料(2)的透光特性，所述透光特性具体地为折射率，并且所述激光脉冲(22)在到达所述材料(1)之前经过所述补偿板(50)。
13.根据权利要求1至12中任一项所述的方法，
所述方法的特征在于，
对所述激光脉冲(22)聚焦，以使得限定至少两个焦平面(E，F)，并且聚焦后的激光脉冲(22)的相应焦点位于所述两个焦平面(E，F)中，其中，在将激光脉冲(22)引导到所述材料(1)的同时-
·使用变焦透镜改变焦距来执行可变聚焦，和/或
·使用多焦点透镜同时提供至少两个焦距来执行静态聚焦。
14.一种利用脉冲激光来处理材料(1)的方法，具体地该材料(1)相对于所述脉冲激光的波长是透明的或半透明的，所述方法包括以下步骤：
·产生一系列超短激光脉冲(22，22')，具体地该激光脉冲(22，22')具有小于1ns的脉冲持续时间，具体地为皮秒激光脉冲或飞秒激光脉冲，
·通过限定地参照处理路径(25)中的相应分配的处理点(26)，将各激光脉冲(22)引导到所述材料(1)，以及
·对各激光脉冲(22)聚焦以使得聚焦后的激光脉冲(22)的相应焦点包括对材料(1)的第一表面(2)的预限定的空间关系，
·将各激光脉冲关于其光束轮廓成形，以使得由所述激光脉冲的在其焦点处的与其传播方向正交的截面限定的截面区域(11，31)具有特定形状并且具有比次延伸轴线(B)显著大的延伸的主延伸轴线(A)，
·由各激光脉冲(22)实现一个主微裂纹(12，24)，所述主微裂纹(12，24)具有基本上根据所述焦点处相应脉冲的所述主延伸轴线(A)的取向来取向的横向延伸，以及
·发射各激光脉冲(22)，以使得在所述焦点处各激光脉冲(22)的所述主延伸轴线(A)的取向对应于预限定的取向，该预限定的取向与所述处理路径(25)在所述分配的处理点(26)处的相应切线的取向相关，
所述方法的特征在于，
以其主延伸轴线(A)的预限定的取向发射各激光脉冲(22)，该取向对应于从所述相应切线的取向至多20°的角度偏差，具体地其中，通过相对于分别分配的切线的相应地设置所述激光脉冲(22)的主延伸轴线(A)的取向的所述角度偏差，来调节关于所述材料(1)中的裂纹传播的预限定的时间延迟。
15.一种利用脉冲激光来处理材料(1)的方法，具体地该材料(1)相对于所述脉冲激光的波长是透明的或半透明的，所述方法包括以下步骤：
·产生一系列超短激光脉冲(22，22')，具体地该激光脉冲(22，22')具有小于1ns的脉冲持续时间，具体地为皮秒激光脉冲或飞秒激光脉冲，
·通过限定地参照处理路径(25)中的相应分配的处理点(26)，将各激光脉冲(22)引导到所述材料(1)，以及
·对各激光脉冲(22)聚焦以使得聚焦后的激光脉冲(22)的相应焦点包括对材料(1)的第一表面(2)的预限定的空间关系，
·将各激光脉冲关于其光束轮廓成形，以使得由所述激光脉冲的在其焦点处的与其传播方向正交的截面限定的截面区域(11，31)具有特定形状并且具有比次延伸轴线(B)显著大的延伸的主延伸轴线(A)，
·由各激光脉冲(22)产生一个主微裂纹(12，24)，所述主微裂纹(12，24)具有基本上根据所述焦点处相应脉冲的所述主延伸轴线(A)的取向来取向的横向延伸，以及
·发射各激光脉冲(22)，以使得在所述焦点处各激光脉冲(22)的所述主延伸轴线(A)的取向对应于预限定的取向，该预限定的取向与所述处理路径(25)在所述分配的处理点(26)处的相应切线的取向相关，
所述方法的特征在于，
对所述激光脉冲(22)聚焦，以使得限定至少两个焦平面(E，F)，并且聚焦后的激光脉冲(22)的相应焦点位于所述两个焦平面(E，F)中，其中，在将激光脉冲(22)引导到所述材料(1)的同时-
·使用变焦透镜改变焦距来执行可变聚焦，和/或
·使用多焦点透镜同时提供至少两个焦距来执行静态聚焦。
16.一种利用脉冲激光来处理材料(1)的方法，具体地该材料(1)相对于所述脉冲激光的波长是透明的或半透明的，所述方法包括以下步骤：
·产生一系列超短激光脉冲(22，22')，具体地该激光脉冲(22，22')具有小于1ns的脉冲持续时间，具体地为皮秒激光脉冲或飞秒激光脉冲，
·通过限定地参照处理路径(25)中的相应分配的处理点(26)，将各激光脉冲(22)引导到所述材料(1)，以及
·对各激光脉冲(22)聚焦以使得聚焦后的激光脉冲(22)的相应焦点包括对材料(1)的第一表面(2)的预限定的空间关系，
·将各激光脉冲关于其光束轮廓成形，以使得由所述激光脉冲的在其焦点处与其传播方向正交的截面限定的截面区域(11，31)具有特定形状并且具有比次延伸轴线(B)显著大的延伸的主延伸轴线(A)，
·由各激光脉冲(22)在所述材料中产生一个主微裂纹(12，24)，所述主微裂纹(12，24)具有基本上根据所述焦点处相应脉冲的所述主延伸轴线(A)的取向来取向的横向延伸，以及
·发射各激光脉冲(22)，以使得在所述焦点处各激光脉冲(22)的所述主延伸轴线(A)的取向对应于预限定的取向，该预限定的取向与所述处理路径(25)在所述分配的处理点(26)处的相应切线的取向相关，
所述方法的特征在于，
在所述材料(1)的所述第一表面(2)处设置补偿板(50)，所述补偿板(50)包括限定的厚度和限定的透光特性，其中，所述激光脉冲(22)在到达所述材料(1)之前经过所述补偿板(50)，具体地其中，所述透光特性对应于所述材料(2)的透光特性，所述透光特性具体地为折射率。
17.一种用于处理材料(1)的激光***(20)，具体地该材料(1)相对于所述激光的波长是透明的或半透明的，所述激光***(20)包括：
·激光源，所述激光源用于产生具有限定的光束轮廓的一系列超短激光脉冲(22)，具体地该激光脉冲(22)具有小于1ns的脉冲持续时间，具体地为皮秒激光脉冲或飞秒激光脉冲，以及
·光束限定单元，所述光束限定单元用于
о通过限定地参照处理路径(25)中的相应分配的处理点(26)，将各激光脉冲(22)引导到所述材料(1)，以及
о对各激光脉冲(22)聚焦，以使得聚焦后的激光脉冲(22)的相应焦点包括对材料(1)的第一表面(2)的预限定的空间关系，
其中，被引导到所述材料(1)的各相应聚焦后的激光脉冲在所述材料(1)内实现相应的微裂纹(12，24)，
所述激光***(20)的特征在于，
·所述激光源按照对各激光脉冲能够关于其光束轮廓成形的方式来设计，以使得由所述激光脉冲(22)在其焦点处的与其传播方向正交的截面限定的截面区域(11，31)具有特定形状并且具有比次延伸轴线(B)显著大的延伸的主延伸轴线(A)，具体地所述次延伸轴线(B)与所述主延伸轴线(A)正交，由此通过各激光脉冲能够实现一个主微裂纹(12，24)，所述主微裂纹(12，24)具有横向延伸，该横向延伸
о基本上根据所述焦点处相应脉冲的所述主延伸轴线(A)的取向来取向，并且
о显著大于所述焦点处的所述截面区域(11，31)的相应主延伸轴线(A)的延伸，所述横向延伸在相应主延伸轴线(A)的长度的3-30倍的范围内，以及
·处理功能，所述处理功能被设计为控制所述光束限定单元，并且具体地控制所述激光源，以各激光脉冲(22)能够被发射的方式控制，以使得在所述焦点处各激光脉冲(22)的所述主延伸轴线(A)的取向对应于预限定的取向，该预限定的取向与所述处理路径(25)在所述分配的处理点(26)处的相应切线的取向相关。
18.根据权利要求17所述的激光***，
所述激光***的特征在于，
所述处理功能按照在执行所述处理功能时进行根据权利要求1至13中任一项所述的方法的方式来设计，具体地其中
·所述光束限定单元包括变焦透镜和/或多焦点透镜，和/或
·在所述材料(1)的所述第一表面(2)处设置有补偿板(50)。
19.一种用于处理材料(1)的激光***(20)，具体地所述材料(1)相对于所述激光的波长是透明的或半透明的，所述激光***(20)包括：
·激光源，所述激光源用于产生具有限定的光束轮廓的一系列超短激光脉冲(22)，具体地该激光脉冲(22)具有小于1ns的脉冲持续时间，具体地为皮秒激光脉冲或飞秒激光脉冲，以及
·光束限定单元，所述光束限定单元用于
о通过限定地参照处理路径(25)中的相应分配的处理点(26)，将各激光脉冲(22)引导到所述材料(1)，以及
о对各激光脉冲(22)聚焦，以使得聚焦后的激光脉冲(22)的相应焦点包括对材料(1)的第一表面(2)的预限定的空间关系，
其中，被引导到所述材料(1)的各相应聚焦后的激光脉冲在所述材料(1)内产生相应的微裂纹(12，24)，
所述激光***(20)的特征在于，
·所述激光源按照对各激光脉冲能够关于其光束轮廓成形的方式来设计，以使得由所述激光脉冲(22)在其焦点处的与其传播方向正交的截面限定的截面区域(11，31)具有特定形状并且具有比次延伸轴线(B)显著大的延伸的主延伸轴线(A)，具体地所述次延伸轴线(B)与所述主延伸轴线(A)正交，由此通过各激光脉冲能够生成一个主微裂纹(12，24)，所述主微裂纹(12，24)具有基本上根据在所述焦点处相应脉冲(22)的所述主延伸轴线(A)的取向来取向的横向延伸，以及
·处理功能，所述处理功能被设计成控制所述光束限定单元，并且具体地控制所述激光源，该处理功能按照以下方式设计以使得
о根据权利要求14所述的方法，能够以其主延伸轴线(A)的取向发射各激光脉冲(22)，或
о根据权利要求15所述的方法，能够以其主延伸轴线(A)的取向发射各激光脉冲(22)，以及根据权利要求15所述的方法来聚焦所述激光脉冲(22)，其中，所述光束限定单元包括变焦透镜和/或多焦点透镜，或
о根据权利要求16所述的方法，能够以其主延伸轴线(A)的取向发射各激光脉冲(22)，其中，在所述材料(1)的所述第一表面(2)处设置补偿板(50)。
20.一种计算机程序产品，该计算机程序产品具有用于控制和/或分别执行根据权利要求1至16中任一项所述的方法的计算机可执行指令，具体地，当在根据权利要求17至19中任一项所述的激光***(20)上运行时执行根据权利要求1至16中任一项所述的方法。
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Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110253155A (zh) * 2019-05-10 2019-09-20 武汉华工激光工程有限责任公司 一种微裂纹控制的激光加工装置
CN110316949A (zh) * 2018-03-28 2019-10-11 福州高意光学有限公司 一种飞秒激光器切割玻璃的方法
CN110625275A (zh) * 2018-06-20 2019-12-31 株式会社迪思科 激光加工装置
CN112775539A (zh) * 2019-11-07 2021-05-11 大族激光科技产业集团股份有限公司 激光加工方法及装置
CN113169057A (zh) * 2018-11-19 2021-07-23 株式会社东京精密 激光加工装置及其控制方法
CN114178710A (zh) * 2020-08-24 2022-03-15 奥特斯(中国)有限公司 部件承载件及其制造方法
CN114531857A (zh) * 2019-09-18 2022-05-24 浜松光子学株式会社 检查装置及检查方法
US12023761B2 (en) 2019-09-18 2024-07-02 Hamamatsu Photonics K.K. Inspection device and inspection method

Families Citing this family (56)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014079478A1 (en) 2012-11-20 2014-05-30 Light In Light Srl High speed laser processing of transparent materials
EP2754524B1 (de) 2013-01-15 2015-11-25 Corning Laser Technologies GmbH Verfahren und Vorrichtung zum laserbasierten Bearbeiten von flächigen Substraten, d.h. Wafer oder Glaselement, unter Verwendung einer Laserstrahlbrennlinie
EP2781296B1 (de) 2013-03-21 2020-10-21 Corning Laser Technologies GmbH Vorrichtung und verfahren zum ausschneiden von konturen aus flächigen substraten mittels laser
US10442719B2 (en) 2013-12-17 2019-10-15 Corning Incorporated Edge chamfering methods
US20150165560A1 (en) 2013-12-17 2015-06-18 Corning Incorporated Laser processing of slots and holes
US9850160B2 (en) 2013-12-17 2017-12-26 Corning Incorporated Laser cutting of display glass compositions
US11556039B2 (en) 2013-12-17 2023-01-17 Corning Incorporated Electrochromic coated glass articles and methods for laser processing the same
US9815730B2 (en) 2013-12-17 2017-11-14 Corning Incorporated Processing 3D shaped transparent brittle substrate
EP3166895B1 (en) 2014-07-08 2021-11-24 Corning Incorporated Methods and apparatuses for laser processing materials
WO2016010943A2 (en) 2014-07-14 2016-01-21 Corning Incorporated Method and system for arresting crack propagation
EP3169635B1 (en) 2014-07-14 2022-11-23 Corning Incorporated Method and system for forming perforations
JP6788571B2 (ja) 2014-07-14 2020-11-25 コーニング インコーポレイテッド 界面ブロック、そのような界面ブロックを使用する、ある波長範囲内で透過する基板を切断するためのシステムおよび方法
KR20170028943A (ko) 2014-07-14 2017-03-14 코닝 인코포레이티드 조정가능한 레이저 빔 촛점 라인을 사용하여 투명한 재료를 처리하는 방법 및 시스템
DE102014116958B9 (de) 2014-11-19 2017-10-05 Trumpf Laser- Und Systemtechnik Gmbh Optisches System zur Strahlformung eines Laserstrahls, Laserbearbeitungsanlage, Verfahren zur Materialbearbeitung und Verwenden einer gemeinsamen langgezogenen Fokuszone zur Lasermaterialbearbeitung
KR102138964B1 (ko) 2014-11-19 2020-07-28 트룸프 레이저-운트 시스템테크닉 게엠베하 비대칭 광학 빔 정형을 위한 시스템
DE102014116957A1 (de) 2014-11-19 2016-05-19 Trumpf Laser- Und Systemtechnik Gmbh Optisches System zur Strahlformung
WO2016115017A1 (en) 2015-01-12 2016-07-21 Corning Incorporated Laser cutting of thermally tempered substrates using the multi photon absorption method
EP3274306B1 (en) 2015-03-24 2021-04-14 Corning Incorporated Laser cutting and processing of display glass compositions
WO2016160391A1 (en) 2015-03-27 2016-10-06 Corning Incorporated Gas permeable window and method of fabricating the same
US11186060B2 (en) 2015-07-10 2021-11-30 Corning Incorporated Methods of continuous fabrication of holes in flexible substrate sheets and products relating to the same
MY194570A (en) 2016-05-06 2022-12-02 Corning Inc Laser cutting and removal of contoured shapes from transparent substrates
US10410883B2 (en) 2016-06-01 2019-09-10 Corning Incorporated Articles and methods of forming vias in substrates
US10794679B2 (en) 2016-06-29 2020-10-06 Corning Incorporated Method and system for measuring geometric parameters of through holes
FR3054151B1 (fr) * 2016-07-25 2018-07-13 Amplitude Systemes Procede et appareil pour la decoupe de materiaux par multi-faisceaux laser femtoseconde
JP7090594B2 (ja) 2016-07-29 2022-06-24 コーニング インコーポレイテッド レーザ加工するための装置および方法
EP3507057A1 (en) 2016-08-30 2019-07-10 Corning Incorporated Laser processing of transparent materials
KR102078294B1 (ko) 2016-09-30 2020-02-17 코닝 인코포레이티드 비-축대칭 빔 스폿을 이용하여 투명 워크피스를 레이저 가공하기 위한 기기 및 방법
WO2018081031A1 (en) 2016-10-24 2018-05-03 Corning Incorporated Substrate processing station for laser-based machining of sheet-like glass substrates
US10752534B2 (en) 2016-11-01 2020-08-25 Corning Incorporated Apparatuses and methods for laser processing laminate workpiece stacks
US10688599B2 (en) 2017-02-09 2020-06-23 Corning Incorporated Apparatus and methods for laser processing transparent workpieces using phase shifted focal lines
US11078112B2 (en) 2017-05-25 2021-08-03 Corning Incorporated Silica-containing substrates with vias having an axially variable sidewall taper and methods for forming the same
US10580725B2 (en) 2017-05-25 2020-03-03 Corning Incorporated Articles having vias with geometry attributes and methods for fabricating the same
US10626040B2 (en) 2017-06-15 2020-04-21 Corning Incorporated Articles capable of individual singulation
US10830943B2 (en) * 2017-10-31 2020-11-10 Corning Incorporated Optical fibers and optical systems comprising the same
JP6783401B2 (ja) * 2018-01-31 2020-11-11 Hoya株式会社 円盤形状のガラス素板の製造方法、及び磁気ディスク用ガラス基板の製造方法
DE102018126381A1 (de) * 2018-02-15 2019-08-22 Schott Ag Verfahren und Vorrichtung zum Einfügen einer Trennlinie in ein transparentes sprödbrüchiges Material, sowie verfahrensgemäß herstellbares, mit einer Trennlinie versehenes Element
US11554984B2 (en) 2018-02-22 2023-01-17 Corning Incorporated Alkali-free borosilicate glasses with low post-HF etch roughness
WO2020090894A1 (ja) * 2018-10-30 2020-05-07 浜松ホトニクス株式会社 レーザ加工装置及びレーザ加工方法
TW202027894A (zh) * 2018-10-30 2020-08-01 日商濱松赫德尼古斯股份有限公司 雷射加工裝置及雷射加工方法
JP7120904B2 (ja) * 2018-10-30 2022-08-17 浜松ホトニクス株式会社 レーザ加工装置及びレーザ加工方法
WO2020090905A1 (ja) * 2018-10-30 2020-05-07 浜松ホトニクス株式会社 レーザ加工装置及びレーザ加工方法
US20210024411A1 (en) 2019-07-26 2021-01-28 Laser Engineering Applications Method for structuring a transparent substrate with a laser in a burst mode
DE102019129036A1 (de) * 2019-10-28 2021-04-29 Schott Ag Verfahren zur Herstellung von Glasscheiben und verfahrensgemäß hergestellte Glasscheibe sowie deren Verwendung
JP2021088474A (ja) * 2019-12-03 2021-06-10 日本電気硝子株式会社 ガラス物品の製造方法、及びガラス物品
DE102019219462A1 (de) * 2019-12-12 2021-06-17 Flabeg Deutschland Gmbh Verfahren zum Schneiden eines Glaselements und Schneidsystem
LT3875436T (lt) * 2020-03-06 2024-04-10 Schott Ag Substrato elementas ir substrato elemento gavimo ir (arba) atskyrimo atlikimo būdas
JP2021163914A (ja) * 2020-04-02 2021-10-11 浜松ホトニクス株式会社 レーザ加工装置、レーザ加工方法及びウェハ
US20210379695A1 (en) * 2020-06-04 2021-12-09 Corning Incorporated Methods for laser processing transparent workpieces using modified pulse burst profiles
DE102020122598A1 (de) 2020-08-28 2022-03-03 Trumpf Laser- Und Systemtechnik Gmbh Verfahren zum Bearbeiten eines Materials
DE102020213776A1 (de) * 2020-11-03 2022-05-05 Q.ant GmbH Verfahren zum Spalten eines Kristalls
WO2022185096A1 (en) 2021-03-03 2022-09-09 Uab Altechna R&B Laser beam transforming element
US11782276B2 (en) 2021-03-17 2023-10-10 Google Llc Systems and methods to reduce bounce spacing and double-bounce in waveguides
DE102021109579B4 (de) 2021-04-16 2023-03-23 Trumpf Laser- Und Systemtechnik Gmbh Verfahren und vorrichtung zum ausbilden von modifikationen mit einem laserstrahl in einem material mit einer gekrümmten oberfläche
WO2022264976A1 (ja) * 2021-06-16 2022-12-22 Ａｇｃ株式会社 板状部材の製造方法及び板状部材
WO2023099946A1 (en) 2021-12-02 2023-06-08 Uab Altechna R&D Pulsed laser beam shaping device for laser processing of a material transparent for the laser beam
DE102022115711A1 (de) * 2022-06-23 2023-12-28 Schott Ag Verfahren und Vorrichtung zum Bearbeiten von Werkstücken

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1276495C (zh) * 2000-01-10 2006-09-20 电子科学工业公司 以具超短脉冲宽度的激光脉冲的脉冲串处理存储器链路的激光器***及方法
CN100589915C (zh) * 2003-07-02 2010-02-17 詹诺普蒂克自动化技术有限公司 利用算出的射束光点长度分离扁平的陶瓷工件的方法
CN102233485A (zh) * 2010-04-30 2011-11-09 Qmc株式会社 目标对象处理方法和目标对象处理装置
DE102012110971A1 (de) * 2012-11-14 2014-05-15 Schott Ag Trennen von transparenten Werkstücken
CN104339084A (zh) * 2013-07-29 2015-02-11 Ap***股份有限公司 使用非球面多焦点透镜加工脆性基底的设备

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4659300B2 (ja) 2000-09-13 2011-03-30 浜松ホトニクス株式会社 レーザ加工方法及び半導体チップの製造方法
JP3867109B2 (ja) * 2000-09-13 2007-01-10 浜松ホトニクス株式会社 レーザ加工方法
US8624157B2 (en) * 2006-05-25 2014-01-07 Electro Scientific Industries, Inc. Ultrashort laser pulse wafer scribing
WO2009008329A1 (ja) * 2007-07-06 2009-01-15 Nitto Denko Corporation 偏光板
JP5446631B2 (ja) 2009-09-10 2014-03-19 アイシン精機株式会社 レーザ加工方法及びレーザ加工装置
CA2805003C (en) 2010-07-12 2017-05-30 S. Abbas Hosseini Method of material processing by laser filamentation
JP5860228B2 (ja) 2011-06-13 2016-02-16 株式会社ディスコ レーザー加工装置
US9029242B2 (en) * 2011-06-15 2015-05-12 Applied Materials, Inc. Damage isolation by shaped beam delivery in laser scribing process
JP2013082589A (ja) 2011-10-11 2013-05-09 V Technology Co Ltd ガラス基板のレーザ加工装置
JP2014104484A (ja) * 2012-11-27 2014-06-09 Disco Abrasive Syst Ltd レーザー加工装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1276495C (zh) * 2000-01-10 2006-09-20 电子科学工业公司 以具超短脉冲宽度的激光脉冲的脉冲串处理存储器链路的激光器***及方法
CN100589915C (zh) * 2003-07-02 2010-02-17 詹诺普蒂克自动化技术有限公司 利用算出的射束光点长度分离扁平的陶瓷工件的方法
CN102233485A (zh) * 2010-04-30 2011-11-09 Qmc株式会社 目标对象处理方法和目标对象处理装置
DE102012110971A1 (de) * 2012-11-14 2014-05-15 Schott Ag Trennen von transparenten Werkstücken
CN104339084A (zh) * 2013-07-29 2015-02-11 Ap***股份有限公司 使用非球面多焦点透镜加工脆性基底的设备

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110316949A (zh) * 2018-03-28 2019-10-11 福州高意光学有限公司 一种飞秒激光器切割玻璃的方法
CN110625275A (zh) * 2018-06-20 2019-12-31 株式会社迪思科 激光加工装置
CN113169057A (zh) * 2018-11-19 2021-07-23 株式会社东京精密 激光加工装置及其控制方法
US11260470B2 (en) 2018-11-19 2022-03-01 Tokyo Seimitsu Co., Ltd. Laser machining device and control method therefor
CN113169057B (zh) * 2018-11-19 2022-05-27 株式会社东京精密 激光加工装置及其控制方法
CN110253155A (zh) * 2019-05-10 2019-09-20 武汉华工激光工程有限责任公司 一种微裂纹控制的激光加工装置
CN114531857A (zh) * 2019-09-18 2022-05-24 浜松光子学株式会社 检查装置及检查方法
US12023761B2 (en) 2019-09-18 2024-07-02 Hamamatsu Photonics K.K. Inspection device and inspection method
CN112775539A (zh) * 2019-11-07 2021-05-11 大族激光科技产业集团股份有限公司 激光加工方法及装置
CN114178710A (zh) * 2020-08-24 2022-03-15 奥特斯(中国)有限公司 部件承载件及其制造方法

Also Published As

Publication number Publication date
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LT2965853T (lt) 2016-11-25
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KR20170028888A (ko) 2017-03-14
US10589384B2 (en) 2020-03-17
JP2017528322A (ja) 2017-09-28

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