基于激光的材料加工装置和方法

摘要

不同的实施例可用于基于激光的改性工件的靶材料，同时有利地实现加工处理量和/或质量的提高。加工的方法的实施例可包括以足够短的脉冲宽度将激光脉冲聚焦并导向工件的一区域，以便通过从所述区域非线性光学吸收有效地去除材料并且热影响区的量和所述区域内或区域附近或两者的材料上的热应力相对于使用具有更长脉冲的激光可得到的量有减少。在至少一个实施例中，超短脉冲激光系统可包括光纤放大器或光纤激光器中的至少一个。不同的实施例可适用于切割、切片、划片和在复合材料上或复合材料内形成结构中的至少一种。

主权项

一种划片、切割、切片或加工以便从具有复合材料的工件的区域去除材料的方法，其中所述复合材料包括具有不同光学特性的至少两种非金属材料，所述方法包括：将激光脉冲导向所述工件的所述复合材料，所述激光脉冲具有至少一个脉冲宽度在从大于十飞秒到约500皮秒的范围内并且脉冲重复率在从大于十kHz到约10MHz的范围内；将所述激光脉冲聚焦成激光光斑，所述激光光斑的光斑尺寸（1/e2）在从大于1微米到约100μm的范围内，其中至少一个所述激光脉冲提供的功率密度高于用于以所述至少一个激光脉冲的波长在复合材料非线性吸收的阈值；和相对于所述工件定位所述激光光斑，使得用于去除所述复合材料的相邻聚焦光斑（1/e2）之间的空间重叠足以用于在所述波长、脉冲宽度、重复率和功率密度划片、切割、切片或加工所述工件，其中所述方法控制所述工件区域的一种或多种材料内的热积聚，同时限制所述区域周围不需要的材料的积聚。