[发明专利]用于切割叠层结构的系统和方法

权利要求书

1.一种用于加工一叠层结构的系统，该叠层结构包括多个叠层片层，该系统包括：

用于提供多个激光脉冲串发射的激光组件，其中每个激光脉冲串发射具有预定的激光 特性；

与激光组件相连接的光学组件，该光学组件用于将每个激光脉冲串发射聚焦到预定的 焦线，该光学组件是可调整的从而使得每个预定的焦线以预定的焦线参数为特征并相对于 光学组件被设置在预定的位置处；

用于夹持该叠层结构的工件夹具，该工件夹具或者光学组件用于提供在叠层结构和光 学组件之间的相对运动；和

与激光组件、光学组件或工件夹具相连接的控制器，该控制器用于执行代表预定设计 的指令，该控制器用于为每个激光脉冲串发射动态地选择预定的激光特性和预定的焦线参 数从而使得在叠层结构内的预定位置处形成具有预定尺寸的缺陷，控制器还用于选择所述 相对运动从而使得多个激光脉冲串发射在叠层结构中形成多个对应于三维缺陷图案的缺 陷，选择预定的激光特性或者预定的焦线参数使得每个缺陷基本上由诱发的吸收所生成。

2.如权利要求1所述的系统，其中(i)激光组件包括多个激光器，可由控制器单独选择， 每个激光器以波长为特征，每个波长对应于在该波长下基本上透明的多个叠层片层的至少 一部分，和/或(ii)预定的激光特性从以下一组激光特性中进行选择，包括波长、功率电平、 脉冲宽度、每个激光脉冲串发射的激光脉冲数和激光脉冲串发射率。

3.如权利要求2所述的系统，其中(i)多个缺陷中的每个缺陷由预定的缺陷形态来实 现，该预定的缺陷形态是功率电平、脉冲宽度、每个激光脉冲串发射的激光脉冲数、或激光 脉冲串发射率中至少一个的函数；或者(ii)多个缺陷中的每个缺陷由预定的缺陷形态来实 现，该预定的缺陷形态是功率电平、脉冲宽度、每个激光脉冲串发射的激光脉冲数中至少一 个的函数，且预定的缺陷形态选自包括在叠层结构中形成的裂纹、分段孔或槽的一组缺陷 形态。

4.如权利要求1所述的系统，其中预定的焦线参数包括焦线长度、焦线强度或焦线直 径。

5.如权利要求4所述的系统，其中：焦线长度被选择以基本上对应于多个叠层片层中所 选的片层的宽度、多个叠层片层中所选的多个片层的宽度、或者叠层结构的所选部分的宽 度。

6.如权利要求5所述的系统，其中多个缺陷中的每个缺陷由预定的缺陷形态来实现，该 预定的缺陷形态是焦线长度、焦线强度或焦线直径中至少一个的函数，或(ii)其中该预定 的缺陷形态选自以下一组形态，包括在叠层结构中形成的裂纹、分段孔或槽，且预定的缺陷 形态选自以下一组形态，包括在叠层结构中形成的裂纹、分段孔或槽。

7.如权利要求1所述的系统，其中：(i)多个缺陷中的一缺陷的长度基本上与在诱发吸 收过程中叠层结构中形成的一部分焦线相对应，和/或(ii)多个叠层片层由选自以下组的 材料所构成，包括玻璃、塑料、聚合物、橡胶、半导体、软质纤维板、陶瓷、金属材料、压电材 料、气态材料、液晶材料、氧化铟锡材料或电致变色玻璃。

8.如权利要求1所述的系统，还包括：分离装置，用于根据多个缺陷将叠层结构分离为 多个组件以实现预定的设计。

9.如权利要求8所述的系统，其中分离装置包括用于沿着多个缺陷对应的线分离该叠 层结构的CO₂激光装置、或者用于将实质均匀的力施加到多个缺陷上的装置。

10.如权利要求1所述的系统，其中(i)在三维缺陷图案中的单独的缺陷由大于大约 0.5um且小于大约20um的距离所分隔，和/或(ii)诱发吸收包括多光子吸收(MPA)。