CN116847941A - 用于分割材料的设备和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于分割具有透明材料的工件(1)的方法，其中，来自超短脉冲激光器(2)的超短激光脉冲用于沿分割线(4)将材料改性(5)引入到工件(1)的透明材料中，然后在分割步骤中沿由此产生的材料改性面(50)分割工件(1)的材料，其中，激光脉冲以迎角(α)进入工件(1)上，材料改性(5)是III型改性，与工件(1)的材料中的裂纹形成相关联。

Description

用于分割材料的设备和方法

技术领域

本发明涉及一种用于通过超短激光脉冲来分割材料的设备和方法。

背景技术

近年来，具有非常短的脉冲长度(尤其是具有低于一纳秒的脉冲长度)和具有高平均功率(尤其是在千瓦范围内)的激光器的发展已经引起一种新型的材料加工。短脉冲长度和高脉冲峰值功率或几微焦耳至100μJ的高脉冲能量可以导致材料内脉冲能量的非线性吸收，结果甚至可以加工对所利用的激光波长实际上透明或基本上透明的材料。

这种激光辐射的特定应用领域在于工件的分割和加工。在该过程中，激光束优选地以垂直入射的方式引入到材料中，因为这使材料表面处的反射损失最小化。对于以一定迎角加工材料，例如对于对材料棱边进行倒角或对于产生迎角大于30°的倒角结构和/或斜面结构，这仍然存在未解决的问题，尤其是还因为材料棱边处的大迎角导致激光束的明显像差，使得在材料中无法达到目标能量沉积。

发明内容

基于已知的现有技术，本发明的任务是提供一种用于分割工件的改进的设备，并且还提供一种对应的方法。

该目的通过具有权利要求1的特征的用于分割工件的方法来实现。从从属权利要求、本说明书和附图中得出该方法的有利扩展方案。

相应地，提出了一种用于分割包括透明材料的工件的方法，其中，来自超短脉冲激光器的超短激光脉冲用于沿分割线将材料改性引入到工件的透明材料中，然后沿着由此产生的材料改性面以分割步骤分割工件。根据本发明，激光脉冲以迎角进入到工件的透明材料中，并且材料改性是与透明材料中的裂纹形成相关联的III型改性。

在此，超短脉冲激光器提供超短激光脉冲。在此，超短可以意味着脉冲长度例如在500皮秒至10飞秒之间并且尤其是在10皮秒至100飞秒之间。在此，超短激光脉冲沿着由这些超短激光脉冲构成的激光束在光束传播方向上运动。

当超短激光脉冲聚焦到工件的材料中时，聚焦体积中的强度可以引起非线性吸收，例如通过多光子吸收和/或电子雪崩电离过程。这种非线性吸收导致产生电子-离子等离子体，其中，在该等离子体冷却时，可以在工件的材料中引起永久的结构改变。由于能量可以通过非线性吸收传输到材料的体积中，因此可以在不影响工件表面的情况下在样品内部产生这些结构改变。

在此，透明材料应理解为对于超短脉冲激光器的激光束的波长来说基本上透明的材料。术语“材料”和“透明材料”在本文中可互换使用，也就是说，本文指定的材料应始终理解为对超短脉冲激光器的激光束来说透明的材料。

通过超短激光脉冲引入到透明材料中的材料改性细分为三个不同类别；参见K.Itoh et al.，，Ultrafast Processes for Bulk Modification of TransparentMaterials“MRS Bulletin,vol.31 p.620(2006)：I型是各向同性折射率变化；II型是双折射折射率变化；并且III型是所谓的空隙或空腔。在这方面，所产生的材料改性取决于激光参数，例如脉冲持续时间、波长、脉冲能量和激光的重复频率，取决于材料特性，例如电子结构和热膨胀系数等，并且还取决于聚焦的数值孔径(NA)。

I型各向同性折射率变化通过激光脉冲和透明材料的快速再固化追溯到地点受限的熔合。例如，当石英玻璃从较高温度快速冷却，则石英玻璃具有较高的材料密度和折射率。因此，如果聚焦体积中的材料熔化并且随后快速冷却，则石英玻璃在材料改性面中具有比在未改性区域中更高的折射率。

II型双折射折射率变化可以例如由于超短激光脉冲与由激光脉冲生成的等离子体的电场之间的干涉而产生。该干涉导致电子等离子体密度中的周期性调制，这导致透明材料在固化时的双折射特性，即方向相关的折射率。II型改性例如还伴随着所谓的纳米光栅的形成。

例如，III型改性的空隙(空腔)可以在高激光脉冲能量下产生。在此，空隙的形成归因于高度激发的蒸发材料从聚焦体积到周围材料中的***式膨胀。该过程也称为微***。由于这种膨胀发生在材料块内，因此微***导致不太致密或空芯(空隙)，或亚微米范围或原子范围内的微观缺陷，该空隙或缺陷被致密的材料包封物包围。考虑到在微***的冲击前沿处的压实，在透明材料中产生可能导致裂纹自发形成或可能促进裂纹形成的应力。

尤其，空隙的形成也可以伴随I型和II型改性。例如，I型和II型改性可以在引入的激光脉冲周围的较小应力区域中产生。相应地，在引入III型改性的情况下，则在任何情况下都存在不太致密或空芯或缺陷。例如，它不是空腔，而是通过III型改性的微***在蓝宝石中产生的较低密度的区域。由于在III型改性的情况下产生的材料应力，这种改性此外通常伴随或促进裂纹的形成。当引入III型改性时，不能完全抑制或避免I型和II型改性的形成。因此不太可能发现“纯的”III型改性。

在激光重复率高的情况下，材料不能在脉冲之间完全冷却，使得从脉冲到脉冲引入的热量的累积效应可能影响材料改性。例如，激光重复频率可能高于材料的热扩散时间的倒数，使得由于激光能量的连续吸收而导致的热积聚可以在聚焦区中发生，直到达到材料的熔化温度。此外，由于热能向聚焦区周围的区域的热传输，比聚焦区大的区域可以熔合。加热的材料在引入超短激光脉冲之后快速冷却，并且因此高温状态的密度和其他结构性质在材料中固定。

材料改性沿着分割线引入到材料中。分割线描述了激光束在工件表面上的入射线。例如，激光束和工件由于进给而以进给速度相对彼此移动，使得激光脉冲随着时间推移在不同地点处入射在工件表面上。在此，选择激光的进给速度和/或重复率，使得工件材料中的材料改性不重叠，而是彼此分开地存在于材料中。在此，可相对彼此移动意味着，不但激光束可以相对于地点固定的工件平移地移动，以及工件可以相对于激光束移动。还可以是，不但工件而且激光束都运动。在工件和激光束相对彼此运动期间，超短脉冲激光器以其重复频率将激光脉冲发射到工件材料中。

由于材料改性在光束传播方向上的显现在工件材料中产生以下面，所有材料改性存在于该面中，并且该面沿分割线与工件表面相交。其中存在材料改性的面被称为材料改性面。尤其，材料改性面也可以是弯曲的，使得例如形成柱体或锥体的外表面的材料改性也位于材料改性面中。

激光脉冲以所谓的迎角引入到工件材料中。在此，迎角由激光束与待分割工件的面法线之间的角度差给出。当迎角不等于零时，材料改性面同样相对于工件的面法线倾斜。在此需要考虑的是，在非平移迎角的情况下，根据斯涅尔定律，激光束根据周围介质、优选空气和工件材料的相应折射率被折射。由此，工件材料中的光束传播方向可以不同于进入工件材料之前的光束传播方向。尤其，材料改性面因此还可以相对于面法线以与迎角不同的角度倾斜。

当前，III型改性用于在材料中产生应断部位，或以便沿着材料改性面贯穿材料。在此，由空隙促进的裂纹形成能够实现，在相邻的材料改性之间发生裂纹扩宽，如将在下文中更深入地解释。优选，这种裂纹形成发生在材料改性面中，使得材料改性面变成分割面。

沿材料改性面的分割在此通过分割步骤实施，使得工件被分成散装零件和所谓的工件区段。

在此，分割步骤可以包括机械分割和/或蚀刻过程和/或热施加和/或自分割步骤。

例如，热施加可以是材料加热或分割线加热。例如，可以借助连续波CO₂激光器局部加热分割线，使得与未处理或未改性的材料相比，材料改性区域中的材料不同地膨胀。但也可能的是，热量施加也可以通过热空气流实现，或通过在热板上烘烤或通过在烘箱中加热材料来实现。尤其，在分割步骤中还可以施加温度梯度。由材料改性促进的裂纹由此经历裂纹生长，使得可以形成连续且不卡顿的分割面，通过该分割面，工件的一部分彼此分割开。

机械分割可以通过施加拉伸或弯曲应力来产生，例如通过对由分割线分割开的工件部分上施加机械载荷。例如，如果在材料平面中反向作用到由分割线分割开的工件部分上的力在各个力作用点处起作用，则可以施加拉应力，该反向力分别远离分割线地指向。如果这些力不是彼此平行或反平行地定向，则这可以有助于产生弯曲应力。一旦拉应力或弯曲应力大于材料沿分割面的结合力，工件就沿分割面分割开。尤其，机械变化还可以通过在待分割的部分上的类似脉冲的作用来实现。例如，通过冲击可以在材料中产生晶格振动。因此，通过晶格原子的偏转可以产生触发裂纹形成的拉应力和压应力。

材料还可以通过蚀刻利用湿化学溶液来分割，其中，蚀刻过程将材料优选附着在材料改性上，即有针对性地弱化材料。由于通过材料改性而弱化的工件部分优选地被蚀刻，这导致工件沿分割面被分割。

尤其，所谓的自分割也可以通过由于材料中的材料改性的取向实现的针对性的裂纹引导来执行。在此，从材料改性到材料改性的裂纹形成使得能够实现工件的两个部分的整个面的分割，而不必实施另外的分割步骤。

这具有以下优点，可以为工件的对应材料选择理想的分割方法，使得工件的分割伴随有高质量的分割棱边。

尤其可以设置，材料改性贯穿工件的两个侧面，这两个侧面位于相交平面中，并且通过分割步骤产生成形出的棱边，优选倒角和/或斜角。

如果平面的面法线没有彼此平行地定向，则两个侧面位于相交平面中。例如，在长方体的情况下，如果两个侧面可以通过长方体的棱边连接，这些侧面位于相交平面中。在盘形材料的情况下，盘的周面在一定程度上位于与盘的上侧和下侧相交的平面中。至少局部地看，即使在盘的情况下，在激光束的入射平面中也会产生矩形截面。

材料改性穿透两个邻接的侧面。在此，穿透意味着材料改性在一个侧面开始，并且在光束传播方向上在另一侧面结束。然而这也可以意味着，材料改性仅在工件材料内延伸，以避免材料面上的材料碎屑。然而，在这种情况中，激光路径的较大部分必须在具有材料改性的两个侧面之间被修改。例如，由于材料改性在材料中的策略上有意义的定位，因此仅在路径的三分之一上引入材料改性可能就足够了。然而，材料改性也可以在两个侧面之间的整个路径上是连续的。

由此，在激光束的、入射光束和折射光束所在的入射平面中产生工件的区段。例如，在长方体的情况下，该区段可以是三角形的。工件的三角形区段具有所谓的斜边，该斜边与待分割的棱边对置。在此，斜边的长度由工件中的材料改性的长度给出。此外，与区段的斜边相邻的边的距离由分割线与工件棱边的距离给出。

由于材料改性穿透材料的两个侧面，在整个斜边长度上引入应断部位。由此，工件在随后的分割步骤中沿着材料改性面分割开。

在分割之后，材料改性面变成所谓的材料的成形棱边。工件的成形棱边被细分为所谓的倒角和斜角。在此，工件的倒角被理解为倒棱，在该倒棱中，长方体的初始棱边已经被两个棱边代替。由此，初始棱边被缓和，或在第一长方体侧面倒第二长方体侧面之间实现过渡区域。而如果区段的斜边与工件的棱边重合，或者通常如果三角形区段的侧面与工件的平行于该侧面延伸的至少一个侧边长一致，则产生斜面。

例如，倒角和/或斜角的斜边的长度在50μm至5000μm之间，优选地在100μm至200μm之间。

这具有以下优点，由此工件可以以视觉上特别吸引人并且具有高质量效果的方式被倒角。此外，因此也可以被倒角相对厚的工件。此外，提供成形棱边、倒角或斜角允许获得更稳定的棱边，该棱边在进一步加工、在安装时或在最终客户使用时不会像具有90°角的棱边那样容易碎裂。

激光束可以是非衍射激光束。

尤其，非衍射光束和/或贝塞尔型光束应被理解为其中横向强度分布传播不变的光束。尤其，在非衍射光束和/或贝塞尔型光束的情况下，光束的纵向方向和/或传播方向上的横向强度分布基本上是恒定的。

横向强度分布应理解为，位于与光束的纵向方向和/或传播方向垂直地取向的平面中的强度分布。此外，强度分布总是被理解为激光束的强度分布的大于材料改性阈值的部分。例如，这可以意味着，非衍射光束的强度最大值中的仅一些或非衍射光束的强度最大值中的仅几个可以将材料改性引入到工件的材料中。相应地，短语“聚焦区”也可以用于强度分布，以便阐明强度分布的该部分以有针对性的方式提供，并且通过聚焦获得强度分布形式的强度增强。

关于非折射光束的定义和性质，参考以下书籍：“Structured Light Fields:Applications in Optical Trapping,Manipulation and Organisation“,M.Springer Science&Business Media(2012),ISBN 978-3-642-29322-1。明确参考其全部内容。

因此，非衍射激光束具有以下优点，因为这些非衍射激光束可以具有在光束传播方向上被拉长到比强度分布的横向尺寸明显更大的强度分布。尤其，由此可以产生在光束传播方向上被拉长的材料改性，使得这些材料改性可以特别容易地穿透工件的两个侧面。

激光束可以具有非径向对称的横向强度分布，其中，与第二轴线相比，该横向强度分布呈现为在第一轴线的方向被拉长，其中，第二轴线垂直于第一轴线。

在此，非径向对称意味着，横向强度分布不仅取决于到光轴的距离，而且至少也取决于围绕光束传播方向的极角。例如，非径向对称的横向强度分布可以意味着，横向强度分布是例如十字形或三角形或多边形，例如五边形。非径向对称的横向强度分布还可以包括另外的旋转对称和镜像对称的光束截面。尤其，非径向对称的横向强度分布也可以具有椭圆形形式，其中，椭圆具有长轴A和与该长轴垂直的短轴B。相应地，如果比率A/B大于1，特别是如果A/B＝1.5，则存在椭圆形横向强度分布。激光束的椭圆形横向强度分布可以对应于理想的数学椭圆。然而，非衍射激光束的非径向对称的横向强度分布也可以仅具有长主轴与短主轴的上述比率，并且可以具有不同的轮廓-例如近似的数学椭圆、哑铃型形状或由数学理想椭圆包络的任何其他对称或不对称轮廓。

尤其，可以通过非衍射光束产生椭圆形非衍射光束。在此，椭圆形非衍射光束表现出特殊的特性，这由对光束强度进行分析来呈现。例如，椭圆形非衍射光束具有主最大值，该主最大值与光束的中心重合。在此，光束的中心由这些主轴相交的位置给出。尤其，椭圆形准非衍射光束可以由多个强度最大值的叠加呈现，其中，在此，只有所涉及的强度最大值的包络线是椭圆形的。尤其，各个强度最大值不必具有椭圆形强度轮廓。

由于非径向对称的横向强度分布，在垂直于材料中的光束传播方向的截面中的材料改性同样也将是非径向对称的。相反，材料改性的形状对应于工件材料中的非衍射光束的强度分布。

在非衍射光束的情况下，尤其是存在与材料相互作用并且引入材料改性的高强度区域，以及低于改性阈值的区域。在此，非径向对称的横向强度分布涉及高于改性阈值的强度最大值。

相应地，非径向对称的III型材料改性具有平行于材料改性的拉长的轴线延伸的优选方向。相应地，典型地沿该优选方向形成或引起裂纹。例如，裂纹主要在椭圆形III型材料改性的长轴方向上扩展，因为材料改性的轮廓在那里具有较小的曲率，并且因此这里的应力峰值优选地以材料中的裂纹的形式松弛。

尤其，因此可以通过材料中非径向对称材料改性的适当取向来以目标方式促进裂纹进展，因此例如由于优选方向的取向，裂纹形成与分割线相切地取向。

例如，如果非衍射激光束与工件之间的进给方向平行于横向强度分布的短轴，则相邻的材料改性的裂纹不太可能相遇，因为裂纹形成优选地垂直于进给方向延伸。相比之下，如果进给方向平行于长轴，则相邻材料改性的裂纹很可能相遇并合并，裂纹形成优选地相对于该长轴发生。由于光束截面和/或工件的取向，即使在分割线弯曲的情况下也可以在分割线的整个长度上确保有针对性的裂纹发展。这使得可以沿任何期望形状的分割线分割材料。

在将非径向对称的横向强度分布投影到工件的表面上时，由于迎角，第一轴线和第二轴线可以呈现为具有相同的尺寸。

非径向对称的横向强度分布在工件表面上以迎角的数学投影可能导致强度分布的失真。因此，例如，可以通过初始为椭圆形的强度分布在工件上产生圆形强度分布。然而，尤其由此还可以实现的是，通过初始为圆形的强度分布在工件的表面上实现椭圆形投影。由此，具有由以迎角投影到工件表面上而产生的强度分布的材料改性被引入到材料中。

由此，将材料改性引入倒材料中，这些材料改性具有这样的强度分布，该强度分布通过投影以迎角投射到工件表面上。

由此也可能的是，通过投影使非径向对称的横向强度分布的先前选择的优选方向失真，因此优选方向偏离实际有效的强度分布。

在一种实施方式中，因此优选的是，非径向对称的横向强度分布由于迎角而呈现为圆形。尤其意味着，在初始为椭圆形的横向强度分布的情况下，通过投影椭圆的长轴A和短轴B呈现为具有相同大的。由此，有效地引起圆的强度分布用于产生材料改性。

非径向对称的强度分布在工件表面上的投影可以在进给方向上被拉长。

由此，可以这样控制由强度分布投影到工件表面上引起的失真，使得有效光束型廓的优选方向指向进给方向。由于优选方向指向进给方向并且因此平行于分割线延伸，可以特别容易地并且以特别高的质量沿由此产生的材料改性面分割工件。

非径向对称的横向强度分布的第一轴线与第二轴线的比率可以大于迎角的余弦的倒数。

假设激光束以迎角入射在表面上，其中，横向强度分布的第一轴线平行于工件的表面延伸并且垂直于激光束的入射平面，并且第二轴线在入射平面中。此外，使第一轴线为非径向对称的横向强度分布的长轴，并且使第二轴线为非径向对称的横向强度分布的短轴。然后，由于第二轴线投影到工件表面上，有效长度增加了迎角的倒数。

例如，如果第二轴线为10μm并且迎角为60°，则第二轴线在工件表面上的投影为10μm/cos(60°)＝20μm。

此外，横向强度分布的第一轴线由于其垂直于入射平面而没有通过投影而增大。相应地，光束型廓具有大小相同的第一轴线。

例如，如果上述示例中的第一轴线为20μm，则其在投影中同样为20μm。然而整体上，这因此在工件表面上产生圆形光束形状。

例如，如果上述示例中的第一轴线为15μm，则其在投影中同样为15μm，但第二轴线已增长到20μm。因此，产生了具有位于激光束的入射平面中的优选方向的材料改性。尤其，由于投影，优选方向已经从第一轴线旋转到第二轴线。

因此，通过将第一轴线与第二轴线的比率选择为大于迎角的余弦的倒数，确保了即使当光束投影到工件表面上时也保持强度分布的初始预期定向。

第一轴线与第二轴线的比率可以大于

由此，尤其在迎角为45°时确保，横向强度分布的初始预期定向被保持。尤其，适用使得相应地选择轴线比率。由此，即使当光束投影到工件表面上时，也通过材料改性保持优选方向。

材料改性面可以相对于工件的表面以量值方面最大35°的角度倾斜。

根据斯涅尔定律，周围介质的折射率与迎角的正弦的乘积相当于材料的折射率与折射角的正弦的乘积。相应地，根据折射率，可以选择迎角，使得材料改性面相对于工件表面倾斜不超过35°。尤其，角规格涉及材料改性所在的材料改性面，使得该角直接对应于折射角。

激光脉冲的脉冲能量可以在10μJ至5mJ之间和/或平均激光功率可以在1W至1kW之间和/或激光脉冲可以是单个激光脉冲或激光爆发的一部分和/或激光的波长可以在300nm至1500nm之间、尤其是1030nm。

这具有以下优点，因为可以为各种材料提供最佳激光参数。

例如，超短脉冲激光器可以提供具有100μJ的脉冲能量的单个激光脉冲，其中，平均激光功率为5W并且激光的波长为1030nm。

激光爆发可以包括2至20个激光脉冲，其中，激光爆发的激光脉冲具有10ns至40ns、优选为20ns的时间间隔。

例如，激光爆发可以包括10个激光脉冲，并且激光脉冲的时间间隔可以是20ns。在这种情况中，激光脉冲的重复频率为50MHz。在此，可以以100kHz量级的单独激光脉冲重复频率发射激光爆发。

通过使用激光爆发，可以响应于材料特定的热特性，使得可以产生表面质量特别高的成形棱边。

入射激光束可以平行于入射平面偏振。

在从周围介质过渡到材料中时激光束的折射不仅取决于迎角和折射率。在此，激光束的偏振也起重要作用。使用所谓的菲涅耳方程，可以表明，对于大于10°的入射角，平行于入射平面偏振的激光束穿过材料的透射率总是大于垂直于入射平面偏振的激光束的透射率。

尤其，因此可以使具有P偏振的激光束的反射损耗最小化，以便实现材料内的分割过程的最佳能量产出。此外，在激光束以布鲁斯特角入射的情况下，可以获得耦合到材料中的特别有利的能量输入。

上述目的还通过具有权利要求9的特征的用于分割工件的设备来实现。从从属权利要求、说明书和附图中可以明显看出有利的发展。

相应地，提出了一种用于分割包括透明材料的工件的设备，该设备包括：超短脉冲激光器，该超短脉冲激光器设置为用于提供超短激光脉冲；加工光具，该加工光具设置为用于将激光脉冲引入到工件的透明材料中；以及进给设备，该进给设备设置为用于使由激光脉冲形成的激光束与工件沿分割线以进给相对彼此运动，并且将加工光具的光轴相对于工件的表面以迎角取向。根据本发明，激光脉冲以迎角引入工件的透明材料中，并且材料改性是III型改性，与工件的材料中的裂纹形成相关联。

例如，加工光具可以是光学成像***。例如，加工光具可以由一个或多个组成部分构成。例如，组件部分可以是透镜或光学成像自由形式表面或菲涅耳波带片。通过加工光具尤其可以确定强度分布被引入工件材料的深度。在某种意义上，这可以设定聚焦区在光束传播方向上的布置。例如，通过调节加工光具，聚焦区因此可以布置在工件的表面上，或者优选地布置在工件的材料中。例如，这允许聚焦区被设定成使得激光束穿透两个相邻的侧面，并且因此导致产生材料改性，该材料改性通过分割步骤允许工件的整个区域分割。

例如，在此，进给设备可以是XY工作台或XYZ工作台，以便改变激光脉冲在工件上的入射点。在此，给进设备可以运动工件和/或激光束，使得材料改性可以沿分割线彼此相邻地引入到工件的材料中。

给进设备同样可以具有角度调节，使得工件和激光束可以相对于彼此围绕所有欧拉角旋转。这尤其可以确保可以沿整个分割线保持迎角。

尤其，迎角也被理解为加工光具的光轴与工件材料的面法线之间的角。在此，加工光具的光轴与面法线之间的迎角可以例如在0至60°之间。

光束成形光具可以从激光束整形出非衍射激光束成形，其中非衍射激光束的横向强度分布能够是非径向对称的，其中与第二轴线相比，非径向对称的横向强度分布能够在第一轴线上被拉长，并且其中第二轴线垂直于第一轴线。

例如，光束成形光具可以呈衍射光学元件(DOE)、反射或折射实施例中的自由形式表面或轴锥或微轴锥的形式，或者可以包含多个这些组成部分或功能性的组合。如果光束成形光具从加工光具上游的激光束整形出非衍射激光束，则可以通过加工光具的聚焦来确定将强度分布引入到材料中的深度。然而，光束成形光具还可以以这种方式配置，使得非衍射激光束仅通过用加工光具成像来生成。

衍射光学元件设置为用于在两个维度上影响入射激光束的一个或多个特性。衍射光学元件是固定部件，其可以用于从入射激光束产生非衍射激光束的恰好一个强度分布。典型地，衍射光学元件是特别形成的衍射光栅，其中入射激光束通过衍射而变成期望的光束形状。

轴锥是圆锥研磨的光学元件，其在入射高斯激光束穿过时从入射高斯激光束整形出非衍射激光束。尤其，轴锥具有锥角α，该锥角是从光束入射表面到圆锥的侧向表面计算的。使得，高斯激光束的棱边光线被折射到与近轴光线不同的焦斑。尤其，这产生在光束传播方向上被拉长的强度分布。

加工光具可以包括望远镜***，该望远镜***设置为用于将尺寸减小和/或增大的激光束引入到工件的材料中。

激光束的尺寸或其横向强度分布的增加或减小允许激光束强度在大聚焦区或小聚焦区上分布。由于激光能量在大区域或小区域上分部，因此强度适于使得特别是还可以通过增加和/或减少在改性类型I、II和III之间进行选择。

尤其，通过增大或减小非径向对称的横向强度分布，也可以将增大或减小的材料改性引入到工件材料中。例如，通过将椭圆的横向强度分布减小地引入到材料中，也使由此引入的材料改性的曲率半径减小。换句话说，给定曲率由于减小而变得更尖。由此，可以促进工件材料中的裂纹形成。此外，光学***的增大或减小可以适配于给定的加工条件，使得可以更灵活地使用设备。

进给设备可以包括轴设备和工件保持架，轴设备和工件保持架设置为用于使加工光具和工件相对彼此沿三个空间轴平移地运动并且围绕至少两个空间轴旋转地运动。

例如，轴设备可以是5轴设备。例如，轴设备也可以是机器人臂，该机器人臂将激光束在工件上引导，或使工件相对于激光束运动。

由于激光束和工件相对彼此运动，以便能够沿分割线引入材料改性，因此对于相对于分割线保持迎角来说必要的是，激光束或工件局部地共同旋转。因在，在分割线弯曲的情况下，材料改性面可以总是具有相对于工件表面的相同角度。

尤其，通过这种轴设备同时还能使非径向对称的横向强度分布相对于分割线取向，使得产生其优选方向平行于分割线延伸并且促进沿分割线形成裂纹的材料改性。

此外，轴设备还可以包括少于5个可运动轴线，只要工件保持架可围绕相应数量的轴运动。例如，如果轴设备仅在XYZ方向上可移动，则工件保持架可以例如具有两个旋转轴线，以便使工件相对于激光束旋转。

激光束的光束分量可以相对于工件的面法线最大以80°的迎角入射倒工件上。

由于加工光具，激光脉冲向光轴会聚，该光轴相对于工件的面法线以迎角取向。在此，射线的子激光束相对于加工光具的光轴具有一角度。尤其，由于数值孔径，这些角度可以具有非常大或非常小的角度。

由于激光射线束的这些包络的子激光束以不大于80°的入射角入射到工件的表面上，因此可以避免大的反射损失。根据菲涅耳公式，激光束在工件表面处的反射和透射取决于迎角和折射率。在激光束掠入射的情况下，仅少量激光可以耦入到材料中，使得有效的材料加工停止。此外，非衍射光束的形状可能因此受到负面影响。

偏振光具可以设置为用于调整激光束的偏振相对于激光束的入射平面，优选平行于入射平面，该偏振光具优选包括偏振器和波片。

波片、尤其是所谓的半波片，可以将线性偏振光的偏振方向旋转可选择的角度。由此，可以给激光束带来期望的偏振。

例如，偏振器可以是薄膜偏振器。薄膜偏振器仅透射确定偏振的激光辐射。

因此，通过波片和偏振器的组合总是可以控制激光辐射的偏振状态。

根据菲涅耳公式，平行于入射平面的激光束偏振具有以下优点，对于大于10°的迎角，透射率总是大于当激光束垂直于入射平面偏振时的透射率。尤其，相比于偏振光垂直的情况，在偏振激光束平行的情况下的透射在更大的迎角范围上更恒定和均匀。由此，还可以使用具有大数值孔径的加工光具。在此，在偏振激光束垂直的情况下，在工件的表面处会存在不对称的光束反射，使得光学像差使材料改性的质量和分割面的质量变差。

光束引导设备可以设置为用于将激光束引导到工件，其中，光束引导通过反射镜***和/或光纤、优选地空芯光纤来实现。

所谓的自由光束引导使用反射镜***，以便在各个空间维度上将激光束从固定的超短脉冲激光器引导到光束成形光具。自由光束引导具有以下优点，整个光路是可接近的，使得例如可以毫无问题地安装另外的元件，例如偏振器和波片等。

空芯光纤是能够将超短脉冲的激光器激光束灵活地进一步引导到光束成形光具的光子光纤。通过空芯光纤可以省去发射镜光具的调节。

调节电子装置可以设置为用于由于激光束和工件的相对位置而触发超短脉冲激光器的激光脉冲发射。

在进给轨迹弯曲或为多边形的情况下可能有意义的是，进给速度局部降低。然而，在激光重复频率恒定的情况下，这可能导致相邻材料改性的重叠或导致材料不希望地被加热和/或熔合。出于该原因，调节电子装置能够基于激光束和工件的相对位置来控制脉冲发射。

例如，进给设备可以包括地点分辨的编码器，该编码器测量进给设备和激光束的位置。基于地点信息，通过调节电子装置的相应触发***可以触发超短脉冲激光器中的激光脉冲的脉冲发射。

为了实现脉冲触发尤其也可以使用计算机***。例如，可以在加工材料之前为相应的分割线确定激光脉冲发射的地点，使得确保了材料改性沿分割线的最佳分布。

由此实现，即使进给速度变化，材料改性的间隔也总是相同大小的。尤其，由此也实现，可以产生均匀的分割表面并且倒角或斜角具有高表面质量。

工件保持架可以具有不反射及/或不散射激光束的表面。

由此尤其可以防止，激光束在它已经穿透材料之后重新被引导回到材料中并且在那里重新引起材料改性。尤其，非反射和/或非散射的表面也可以提高工作安全性。

附图说明

通过以下对附图的描述更详细地说明本发明的优选实施方式，在附图中示出：

图1A、图1B、图1C、图1D、图1E示出了方法的示意性图示；

图2A、图2B、图2C示出了倒角和斜角结构的示意性图示；

图3A、图3B、图3C、图3D、图3E、图3F示出了倒角和斜面结构的另外的示意性图示；

图4A、图4B示出了非衍射激光束的示意性图示；

图5A、图5B、图5C、图5D、图5E示出了非衍射激光束的另外的示意性图示；

图6A、图6B示出了材料改性周围的裂纹形成的示意性图示；

图7A、图7B示出了材料表面上的光束投影的示意性图示；

图8A、图8B、图8C、图8D示出了材料面上的光束投影的另外的示意性图示；

图9示出了用于示出根据偏振和迎角的透射率的曲线图；

图10示出了用于实施该方法的设备的示意性图示；以及

图11A、图11B、图11C示出了用于实施该方法的设备的另外的示意性图示。

具体实施方式

下面参考附图描述了优选实施例。在此，在不同附图中，为相同的、相似的或相同作用的元件设置相同的附图标记，并且部分地省去了对这些元件的重复描述以避免冗余。

图1示意性地示出了一种用于分割包括透明材料的工件1的方法。图1A中示出工件1的截面，超短脉冲激光器2的激光束20入射到该工件上。在此，激光束20以迎角α引入到工件1上，该迎角相当于下面示出的加工光具3的光轴。

在过渡到工件1中时，激光束20根据斯涅尔折射定律在工件1的表面10处折射，使得激光束20相对于面法线N以角度β在工件1的材料中继续传播。由于激光脉冲通过激光束20引入到工件1中，工件1的材料在激光束20的聚焦区220中被加热。在此，工件1的材料在聚焦区中蒸发，使得在工件1的周围材料中出现该等离子体状态的***式膨胀。由于在该所谓的微***的冲击前部处的压缩而产生材料应力，而在激光束的初始聚焦区220中保留不太紧密或甚至空的空间(空隙)。工件1在聚焦区220中的材料改性被称为材料改性5，其中，材料改性5尤其是III型材料改性。由于材料应力，最终有利于工件1的材料中的裂纹形成。

在此，激光脉冲的脉冲能量可以在10μJ至5mJ之间和/或平均激光功率可以在1W至1kW之间和/或激光脉冲可以是单个激光脉冲或激光爆发的一部分和/或激光的波长可以在300nm至1500nm之间。此外可能的是，激光爆发包括2至20个激光脉冲，其中，激光爆发的激光脉冲具有10ns至40ns、优选为20ns的时间间隔。

如图1B中所示，在超短脉冲激光器2输出激光脉冲期间，激光束20和工件1以进给V相对彼此运动。该进给V沿着分割线4引导，该分割线确定：工件1在上侧10上在哪里应被分割。由于激光束20在工件1的材料中以角度β传播，因此材料改性5同样以角度β引入到工件1的材料中。尤其，材料改性5可以视聚焦区220的延展尺度和构型或强度分布不同地成形，尤其是在光束传播方向上被拉长。

在材料改性5沿光束传播方向被拉长的情况下，通过激光束20的同时进给V，在工件1的材料中产生材料改性5所位于的、所谓的材料改性面50。在此将观察到，材料改性5不重叠，而是彼此分割存在。通过材料改性面50将工件1分割成所谓的散装工件1'和所谓的区段12。例如，材料改性面50相对于工件1的表面10可以以量值方面最大35°的角度β倾斜。

由于材料改性面50中的材料改性5，工件1的材料在一定程度上穿孔，使得工件1和区段12沿着该材料改性面50可以特别容易地彼此分割。

真正的分割可以通过确定的分割步骤来实现。例如，可以通过在区段12上的机械作用来引发自发的裂纹生长，使得区段12可以从散装工件1'面式地分割。

如图1C中所示，也可以是区段12在化学浴中与散装工件1'分割。例如可能的是，所引入的材料改性5特别容易受到蚀刻溶液的影响，使得材料改性面50中的蚀刻过程将区段12与散装工件1'分割。

例如也可能的是，通过热作用将区段12与散装工件1'分割，如图1D中所示。为此，例如使用热板42或加热激光器(这里未示出)加热工件1，使得出现工件1的热膨胀。由于工件1的热膨胀，由于材料改性面50中已经存在的材料应力可能形成裂纹，使得散装工件1'和区段12面式地彼此分割。

同样可能的是，工件1由于自发的裂纹形成、所谓的自分割而在没有外部影响的情况下分割。通过III型材料改性将材料应力引入到工件1中，这些材料应力与裂纹形成本身已经相关联。因此，通过这种自发的裂纹形成也可以使散装工件1和区段12分割。

如图1E所示，由于上述分割步骤，在散装工件1'上产生所谓的倒角和/或斜角。将工件1倒棱为工件1的成形棱边同样是已知的。倒角或斜角由材料改性面50形成，使得由激光束20的迎角α、周围介质的折射率和工件1的折射率得出折射角β，并且因此使得也得出材料改性5的定向以及最终的倒角或斜角的定向。

为了产生成形棱边14，有利的是，材料改性5穿透工件1的形成应被倒角的棱边的那些侧面。例如，在图1A中侧面10和11形成应被倒角的棱边110。尤其是，工件1的侧面10和11位于相交的空间平面中，其中，这些平面的相交线精确地是工件1的棱边110。

图2A至图2C示出了材料的不同的可能的成形棱边。在图2A中，材料改性面50与工件1相交，其中，倒角的高度小于侧面11的高度，并且倒角的宽度小于侧面10。与此相应地，通过倒角，棱边110被两个棱边110'和110”代替。由此，尤其初始棱边110变钝或扁平化。

在图2B中，材料改性面50与工件1相交，其中，区段12的高度相当于侧面11的高度，并且材料改性面50与由工件1的下侧13和侧面11形成的棱边130重合。在该示例中，棱边的数量保持恒定，但是侧面13和11相交的角度变得更尖锐。与此相应地，工件1可以通过成形出斜面12而变尖和/或形成尖端。

在图2C中，材料改性面50与工件1相交，其中，材料改性面不但与工件1的上侧10而且与下侧13相交。由此，工件1的纵向延展尺度整体上减小并且工件1同样变尖，如图2B所示。

在所示的每种情况下，区段12的所谓的斜边H由材料中的材料改性的长度给出。

即使至此的描述已经减少为立方体分割，但也可以用该方法分割圆的材料1或倒圆的材料。例如，图3A、图3B中以盘的形式示出工件1。所谓的入射平面由以迎角α入射的激光束20和以角度β折射的激光束20限定。在该入射平面内可以逐字采用以上描述。

此外，图3C示出了对图3A、图3B的盘进行倒角产生锥形元件，使得通过所引入的材料改性5能产生不同形式的成形棱边。

图3D中示出另一示例。材料改性5环绕地引入到工件1中，其中，分割线4是弯曲的并且入射平面中的迎角α总是保持恒定。由此，在分割步骤之后产生具有高光学质量的倒圆的倒角或斜角。

图3E中示出了另一示例。与图3D不同，在此没有使用倒圆的分割线4。工件1相继地在所有四个侧面上被倒角，使得在分割步骤之后在工件1的角部产生晶体状倒角。因此，该方法还适合于使工件1具有质量上特别高价值的外观。

图3F示出了图3D和图3E的材料1的截面。该截面清楚地示出倒角14的形成。

为了产生至少区段地穿透工件1的特别简单的材料改性5，所谓的非衍射激光束20是合适的。非衍射光束20优选具有在光束传播方向上被拉长的、长度为L的聚焦区220。由于聚焦区220的长度L大于区段12的期望斜边H的长度，工件1可以特别容易且有效地被倒角。

图4A示意性地示出由光束成形光具处理过的激光束20。激光束20的子激光束200相对于光轴30以角度α'入射到工件1上，其中，每个子激光束200按照其相对于光轴30的角度α’折射。然而总体上，光轴30在激光束20的该示例中垂直于工件1的表面10，使得迎角为0°。在工件1中，子激光束200叠加成具有长度L的、被拉长的聚焦区220的非衍射光束。

在激光束20倾斜入射的情况下，即在非平移迎角α的情况下，材料中出现像差，由于上半光束以角度α+α’并且下半光束以角度α-α’入射到工件1上。由此，如图4B中所示，对于α＝15°的迎角而言，聚焦区220可能缩短或变形。然而，即使在使用没有像差校正的激光束时，利用该方法也能产生材料改性5，其中，倒角和/或斜角的斜边H在50μm至5000μm之间，优选地在100μm至200μm之间。

图5A示出了非衍射激光束20的横向强度分布或聚焦区220。非衍射激光束20是所谓的贝塞尔-高斯光束，其中，xy平面中的横向强度分布是径向对称的，使得非衍射激光束20的强度仅取决于距光轴30的径向距离。尤其，横向强度分布的直径在0.25μm至10μm之间。图5B中示出了纵向束横截面，即纵向强度分布。纵向强度分布具有高强度的拉长区域，该拉长区域约为3mm。因此，聚焦区220的纵向延展尺度显著大于横向延展尺度。

图5C中以类似于图5A的方式示出具有非径向对称的横向强度分布的非衍射激光束。尤其，横向强度分布呈现为在y方向上被拉伸并且几乎是椭圆形的。图5D中示出激光束20的纵向强度分布，其中，聚焦区220重新具有L＝3mm的延展尺度。图5E示出了图5C的横向强度分布的放大的局部，其中，不同的强度最大值由不同的子激光束200的叠加产生。尤其，聚焦区220在水平方向A上相对于竖直方向B显著地被拉长，其中，这两个方向彼此垂直。

如果具有这种聚焦区220的激光束20被引入到工件1中，则由此产生的材料改性5具有相同的形式。这在图6A中示出。尤其，材料改性5因此具有尖的侧面和平坦的侧面，其中，尖的侧面在长轴A的方向上存在，钝的侧面在短轴B的方向上存在。在此，由于材料改性5引起的裂纹形成52在长轴A的方向上实现，由于在那里应力峰值最大。

因此，优选，非径向对称的横向强度分布的长轴A沿着分割线4取向，例如相对于分割线4切向地取向，使得所引起的裂纹形成遵循分割线4。如果现在如图6B所示那样材料改性5在分割线4上取向，使得相邻的材料改性5的裂纹52重叠，则可以特别容易地通过分割步骤实现分割。

如果具有圆形或非径向对称的横向强度分布的激光束20以迎角α投影到工件1的表面10上，则这在入射平面中导致强度分布的失真。这在图7中示出。在图7A、图7B中，激光束20以非径向对称的横向强度分布入射到工件1的表面10上。例如，短轴B可以位于入射平面中，而光束型廓的长轴A平行于进给方向V。由此可以实现，裂纹形成52优选在进给方向V上延伸。然而，由于短轴B投影到表面10上，短轴B的强度分布在长度B/cosα上，使得由于该投影，短轴B随着迎角的增大而变长。尤其，由此可以实现以下情况，短轴B的投影相当于长轴A的长度。所产生的材料改性5不再具有用于裂纹形成的优选方向。

例如，在迎角为45°的情况下，短轴增长到因此，如果投影之前的比率A/B大于则在投影时长轴A相对于分割线4的取向保持不变。

图8示出了关于投影的影响的另外的示例。图8A中示出图5A的在工件1的表面10上垂直入射的情况下的贝塞尔-高斯光束。在非平移迎角α的情况下，如图8B所示，工件1的表面10上的径向对称强度分布变成在一个方向上拉长的强度分布，使得由此产生的材料改性5具有优选方向。与此相应地，可以通过将激光束20投影到工件1的表面10上来调整或改变材料改性5的优选方向。图8C中示出图5C的贝塞尔光束。通过投影到工件1的表面10上来保持长轴A的定向，使得由此产生的材料改性5的裂纹扩宽的优选方向的取向没有变化。在此，A/B小于迎角α的余弦的倒数。

激光束20尤其可以被偏振，优选平行于入射平面偏振，以便使反射损耗最小化。为此，图9描绘了根据菲涅耳公式在相对于入射平面平行和垂直偏振的情况下的穿过工件1的激光辐射的透射。在此，尤其在X轴上绘制迎角α，但是根据图4A的子激光束20具有相对于光轴30的会聚角α'。

例如，在迎角α＝50°并且会聚角α’＝20°的情况下，子激光束200以从α-α’＝30°至α+α’＝70°的角度范围中入射到工件1的表面10上。由此，在平行入射的情况下，透射率在96％至94％之间，而在垂直入射的情况下，透射率在95％至70％之间变化。因此，垂直于入射平面偏振的激光束20的变化比平行于入射平面偏振的光的变化明显更强烈。因此，为了减少反射损耗，特别有利的是，子激光束200相对于面法线N以小于80°的角度入射到工件1上。

图10示出了用于实施该方法的设备的实施方式。在此，激光脉冲由超短脉冲激光器2提供并且通过偏振光具32、通过光束成形光具34偏转。激光束20从光束成形光具34通过望远镜***36偏转到工件1上，其中，加工光具3的光轴30相对于工件1的面法线N以迎角α取向。

在此，偏振光具32可以包括偏振器，该偏振器使由超短脉冲激光器2发射的激光束20偏振，使得该激光束仅具有明确限定的偏振。然后，后面的半波片可以最终使激光束20的偏振旋转，使得激光束20可以优选平行于入射平面偏振地被引入到工件1中。

在所示的示例中，光束成形光具34是轴锥，以便将入射激光束20成形为非衍射激光束。然而，轴锥也可以由其他元件代替，以便产生非衍射光束。轴锥从优选准直的输入光束产生锥形聚集的激光束20。在此，光束成形光具34还可以给入射的激光束20施加非径向对称的强度分布。最后，激光束20可以经由望远镜光具36成像到工件1中，该望远镜光具在此由两个透镜360、362构成，其中，成像能够是放大成像或缩小成像。望远镜光具36的一部分、尤其是透镜360还可以集成到光束成形光具34中。例如，折射自由形状表面或具有球形抛光背侧的轴锥不但可以具有透镜360的透镜功能而且具有光束成形光具34的光束成形功能。

图11A中示出进给设备6，该进给设备设置为用于使加工光具3和工件1沿三个空间轴线平移地运动并且围绕两个空间轴线旋转地运动。超短脉冲激光器2的激光束20通过加工光具3偏转到工件1上。在此，工件1布置在进给设备6的支撑面上，其中，支撑面优选既不反射也不吸收未被材料吸收的激光能量，也不将该激光能量强烈地散射回到工件1中。

尤其，激光束20可以通过光束引导设备38耦入到加工光具3中。在此，光束引导设备可以是具有透镜和反射镜***的自由空间路径，如图11A中所示。然而，光束引导设备38还可以是具有耦入和耦出光具的空芯光纤，如图11B中所示。

在图11A的当前示例中，激光束20通过反射镜结构朝工件1的方向偏转，并且由加工光具3引入到工件1中。在工件1中，激光束20引起材料改性5。加工光具3可以借助于进给设备6相对于材料运动和调节，使得例如激光束20的横向强度分布的优选方向或对称轴线可以适配于进给轨迹并因此适配于分割线4。

在此，进给设备6可以在激光束20下方以进给V使工件1运动，使得激光束20沿期望的分割线4引入材料改性5。尤其是，在所示的图11A中，进给设备6具有第一轴***60，利用该第一轴线***工件1可以沿XYZ轴运动并且必要时可以旋转。尤其，进给设备6还可以具有设置为用于保持工件1的工件保持架62。必要时，工件保持架同样可以具有运动自由度，使得非径向对称的横向强度分布的垂直于光束传播方向的长轴总是可以相对于期望的分割线4切向地取向。

为此目的，进给设备6还可以与调节电子装置64连接，该调节电子装置将设备的用户的用户命令转换为用于进给设备6的控制命令。尤其，预定义的切割模式可以存储在调节电子装置64的存储器中并且可以由调节电子装置64自动控制过程。

调节电子装置64尤其还可以与超短脉冲激光器2连接。在此，调节电子装置64可以要求或触发激光脉冲或激光爆发的输出。调节电子装置64还可以与其他所提及的部件连接并且因此可以协调材料加工。

尤其，可以这样实现位置受控的脉冲触发器，其中，例如进给设备6的轴编码器600被读取并且轴编码器信号被调节电子装置64解读为地点信息。因此，调节电子装置64能自动地触发激光脉冲或激光爆发的发射，例如，如果将横向路径长度相加的内部加法器单元达到一定值并且在达到该值之后重置为0。因此，例如，激光脉冲或激光脉冲序列可以以规则的间隔自动发射到工件1中。

由于还可以在调节电子装置64中处理进给速度V和进给方向并且因此处理分割线4，因此可以自动发射激光脉冲或激光脉冲序列。

调节电子装置64还能够基于所测量的速度和由激光器2提供的基频来计算应发射激光脉冲序列或激光脉冲的距离或地点。由此，尤其可以实现，材料改性5在工件1中不重叠。

由于激光脉冲或脉冲序列的发射位置受控地实现，可以省去耗费的分割过程编程。此外，可以简单地实现可自由选择的加工速度。

图11C同样示出了进给设备6，其中，加工光具通过5轴臂在工件1上被引导，以将材料改性5引入到工件1中。通过旋转臂的组合能实现加工光具沿三个空间轴线移动并且围绕两个空间轴线旋转。

在适用范围内，在示例性实施例中呈现的所有各个特征可以在不脱离本发明的范围的情况下彼此组合和/或互换。

附图标记列表

1 工件

1' 散装工件

10 表面

11 上侧

110 棱边

12 区段

13 下侧

130 棱边

14 成形棱边、倒角、斜面

2 超短脉冲激光器

20 激光束

200 子激光束

220 聚焦区

3 加工光具

30 光轴

32 偏振光具

34 光束成形光具

36 望远镜

38 光束引导设备

360 第一透镜

362 第二透镜

4 分割线

40 化学浴

42 热板

5 材料改性

50 材料改性面

52 裂纹

6 进给设备

60 轴设备

62 工件保持架

64 调节电子装置

α 迎角

β 折射角

A 第一轴线

B 第二轴线

N 面法线

V 进给

H 斜边

Claims (14)

1.一种用于分割具有透明材料的工件(1)的方法，其中，借助超短脉冲激光器(2)的超短激光脉冲将材料改性(5)沿着分割线(4)引入到所述工件(1)的透明材料中，并且然后所述工件(1)的材料沿着由此产生的材料改性面(50)利用分割步骤被分割，

其特征在于，

所述激光脉冲以迎角(α)引入到所述工件(1)上，所述材料改性(5)是与所述工件(1)的材料的裂纹形成相关联的III型改性，所述材料改性(5)穿透所述工件(1)的位于相交的平面中的两个侧面，通过所述分割步骤产生倒角和/或斜角，并且所述倒角(14)和/或所述斜角(14)的斜边(H)大小在50μm至5000μm之间。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述分割步骤包括机械分割和/或蚀刻过程和/或热施加和/或自分割步骤。

3.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，

-所述激光束(20)是非衍射激光束，和/或

-所述激光束(20)具有非径向对称的横向强度分布(220)，其中，所述横向强度分布(220)在第一轴线(A)的方向上与第二轴线(B)相比被拉长，其中，所述第二轴线(B)垂直于所述第一轴线(A)。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，

-在所述非径向对称的横向强度分布(220)到所述工件(1)上的投影中，所述第一轴线(A)和所述第二轴线(B)由于所述迎角(α)而呈现为相同大的，和/或

-所述非径向对称的横向强度分布(220)在所述工件(1)上的投影在进给方向(V)上被拉长，和/或

-所述非径向对称的横向强度分布(220)的所述第一轴线(A)与所述第二轴线(B)的比率大于所述迎角(α)的余弦的倒数，和/或

-所述第一轴线(A)与所述第二轴线(B)的比率大于

5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述倒角(14)和/或斜角(14)的斜边(H)在100μm至200μm之间。

6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，

所述激光脉冲的脉冲能量大小在10μJ至5mJ之间，和/或

平均激光功率大小在1W至1kW之间，和/或

所述激光脉冲是单个激光脉冲或激光爆发的一部分，其中，一个激光爆发包括2至20个激光脉冲，其中，所述激光爆发的激光脉冲具有10ns至40ns、优选为20ns的时间间隔，和/或

所述激光的波长大小在300nm至1500nm之间、尤其是1030nm。

7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述入射激光束(20)平行于入射平面偏振。

8.一种用于分割包括透明材料的工件(1)的设备，该设备包括：超短脉冲激光器(2)，所述超短脉冲激光器设置为用于提供超短激光脉冲；加工光具(3)，所述加工光具设置为用于将这些激光脉冲引入到所述工件(1)的材料中；以及进给设备(6)，所述进给设备设置为用于使由这些激光脉冲形成的激光束(20)与所述工件(1)沿着分割线(4)以进给(V)相对彼此运动，并且将所述加工光具(3)的光轴(30)相对于所述工件(1)的表面(10)以迎角(α)取向，

其特征在于，

所述激光脉冲以迎角(α)引入到所述工件(1)中，所述材料改性(5)是与所述工件(1)的材料中的裂纹形成相关联的III型改性，所述材料改性(5)穿透所述工件(1)的位于相交的平面中的两个侧面，通过所述分割步骤产生倒角和/或斜角，并且所述倒角(14)和/或所述斜角(14)的斜边(H)在50μm至5000μm之间。

9.根据权利要求8所述的设备，其特征在于，光束成形光具(34)从所述激光束(20)成形出非衍射激光束(20)，其中，所述非衍射激光束(20)的横向强度分布(220)是非径向对称的，

其中，，所述非径向对称的横向强度分布(220)在第一轴线(A)的方向上与第二轴线(B)相比被拉长，其中，所述第二轴线(B)垂直于所述第一轴线(A)。

10.根据权利要求8和9中任一项所述的设备，其特征在于，

-所述加工光具(3)包括望远镜***(36)，所述望远镜***设置为用于将所述激光束(20)减小和/或增大地引入到所述工件(1)中，和/或

-所述进给设备(6)包括轴设备(60)和工件保持架(62)，所述轴设备和所述工件保持架设置为用于使所述加工光具(3)和所述工件(1)沿着三个空间轴线平移地并且围绕至少两个空间轴线旋转地相对彼此运动。

11.根据权利要求8至10中任一项所述的设备，其特征在于，

-所述加工光具(3)的迎角(α)在0°至60°之间，和/或

-所述激光束(20)的子激光束(200)相对于所述工件(1)的面法线(N)最大以80°的迎角照射到所述工件(1)上。

12.根据权利要求8至11中任一项所述的设备，其特征在于，偏振光具(32)设置为用于，相对于所述激光束(20)的入射平面调整所述激光束(20)的偏振，优选平行于所述入射平面，所述偏振光具优选包括偏振器和波片。

13.根据权利要求9至12中任一项所述的设备，其特征在于，为了使所述非径向对称的横向强度分布(220)的长轴(A)沿着所述进给方向(V)定向，调整所述轴***(62)。

14.根据权利要求8至13中任一项所述的设备，其特征在于，

-光束引导设备(38)设置为用于，将所述激光束(20)引导到所述工件(1)，其中，所述光束引导通过反射镜***和/或光纤、优选地空芯光纤来实现，和/或

-调节电子装置(64)设置为用于由于激光束(20)和工件(1)的相对位置而触发所述超短脉冲激光器(2)的激光脉冲发射，和/或

-所述工件保持架(62)具有不反射和/或不散射所述激光束(20)的表面。