[发明专利]环形复合脉冲激光打孔方法及装置

权利要求书

1.一种环形复合脉冲激光打孔方法，其特征在于，包括：

产生短脉宽脉冲，所述短脉宽脉冲由短脉宽脉冲列构成，所述短脉宽脉冲列内的脉冲的脉宽小于或等于500纳秒，短脉宽脉冲列内的脉冲重频等于或大于100千赫，单脉冲能量等于或小于100毫焦；

产生长脉宽脉冲，并调整所述长脉宽脉冲能量的空间分布，使所述长脉宽脉冲光斑中心的能流密度小于光斑边界附近能流密度，且使所述长脉宽脉冲在构件表面产生的熔坑直径等于所述短脉宽脉冲列产生的熔坑直径；

调整所述长脉宽脉冲，使其能量的大小等于或大于所述短脉宽脉冲列打孔过程中小孔侧壁与孔底的熔流层厚度熔化所需的熔化热，使其焦点相对于所述短脉宽脉冲焦点的距离为0.1毫米至4毫米；

将所述短脉宽脉冲和长脉宽脉冲通过组束装置进行组束，构成环形复合脉冲；

将所述环形复合脉冲发射到构件上进行激光打孔。

2.根据权利要求1所述的环形复合脉冲激光打孔方法，其特征在于，所述长脉宽脉冲为环形光斑，由谐振腔内或腔外整形形成。

3.根据权利要求1所述的环形复合脉冲激光打孔方法，其特征在于，所述长脉宽脉冲的M²光束传输比大于所述短脉宽脉冲列的M²光束传输比。

4.根据权利要求2所述的环形复合脉冲激光打孔方法，其特征在于，所述长脉宽脉冲的M²光束传输比等于或大于4倍的短脉宽脉冲列的M²光束传输比。

5.根据权利要求1所述的环形复合脉冲激光打孔方法，其特征在于，所述长脉宽脉冲的光斑中心的能流密度比光斑边界附近能流密度小1倍以上。

6.根据权利要求1所述的环形复合脉冲激光打孔方法，其特征在于，所述长脉宽脉冲的脉宽等于或大于所述短脉宽脉冲列内脉冲重频倒数的10倍。

7.根据权利要求1所述的环形复合脉冲激光打孔方法，其特征在于，所述短脉宽脉冲列和长脉宽脉冲的激光波长等于或小于1.064微米。

8.根据权利要求1所述的环形复合脉冲激光打孔方法，其特征在于，所述短脉宽脉冲列和长脉宽脉冲的激光波长等于或小于0.532微米。

9.根据权利要求1所述的环形复合脉冲激光打孔方法，其特征在于，所述短脉宽脉冲列的首脉冲前沿相对于所述长脉宽脉冲的前沿同步对齐，定时抖动小于1微秒，相对延迟为0至100微秒。

10.一种环形复合脉冲激光打孔装置，其特征在于，包括：

短脉宽脉冲列激光谐振腔，用于产生短脉宽脉冲，所述短脉宽脉冲由短脉宽脉冲列构成，所述短脉宽脉冲列内的脉冲的脉宽小于或等于500纳秒，短脉宽脉冲列内的脉冲重频等于或大于100千赫，单脉冲能量等于或小于100毫焦；

长脉宽脉冲激光谐振腔，用于产生长脉宽脉冲，并调整所述长脉宽脉冲能量的空间分布，使所述长脉宽脉冲的光斑中心的能流密度小于光斑边界附近能流密度，且使所述长脉宽脉冲在构件表面产生的熔坑直径等于所述短脉宽脉冲列产生的熔坑直径；调整所述长脉宽脉冲，使其能量的大小等于或大于所述短脉宽脉冲列打孔过程中小孔侧壁与孔底的熔流层厚度熔化所需的熔化热，使其焦点相对于所述短脉宽脉冲焦点的距离为0.1毫米至4毫米；所述长脉宽脉冲的脉宽等于或大于所述短脉宽脉冲列内脉冲重频倒数的10倍；

组束装置，用于将所述短脉宽脉冲和长脉宽脉冲进行组束，构成环形复合脉冲；

引导整形装置，用于将所述环形复合脉冲发射到构件上进行激光打孔。