[发明专利]一种硬脆材料双光束热裂加工装置及方法

权利要求书

1.一种硬脆材料双光束热裂加工装置，其特征在于，包括：连续激光器(1)、超快激光器(2)以及支撑板(8)，连续激光器(1)包括连续激光头(4)，超快激光器(2)包括超快激光头(3)；支撑板(8)正面用于承载待加工工件(7)；其中，

超快激光器(2)通过超快激光头(3)向待加工工件(7)发射超快激光光束(5)，在待加工工件(7)表面形成裂纹，实现起裂；超快激光是指脉冲宽度在皮秒或飞秒量级的激光；

连续激光器(1)通过连续激光头(4)向待加工工件(7)发射连续激光光束(6)，用于使超快激光光束(5)起裂形成的裂纹进一步延伸，直至到达待加工工件(7)底面；

超快激光头(3)和连续激光头(4)在加工路径上同步运动，且超快激光头(3)在加工路径上始终位于连续激光头(4)正前方；连续激光光束(6)与超快激光光束(5)的边缘最短间距为100μm～200μm且连续激光光束(6)的光斑直径大于超快激光光束(5)的光斑直径；

超快激光器(2)的参数设定如下：功率50W～200W，激光波长355nm～1064nm，脉冲宽度10fs～200ps且不大于待加工工件材料的电声耦合特征时间，重复频率50kHz～500kHz，光斑大小10μm～50μm，焦点位于待加工工件表面附近。

2.如权利要求1所述的一种硬脆材料双光束热裂加工装置，其特征在于，超快激光器(2)的激光波长为355nm、532nm或1064nm。

3.如权利要求1或2所述的一种硬脆材料双光束热裂加工装置，其特征在于，连续激光器(1)的参数设定如下：功率100W～200W，波长532nm～1064nm，光斑大小100μm～1mm。

4.一种硬脆材料双光束热裂加工方法，其特征在于，按照预先规划好的裂纹路径，先采用脉冲宽度在皮秒或飞秒量级的超快激光在待加工工件表面产生裂纹，实现起裂；然后利用连续激光照射超快激光起裂形成的裂纹，促使裂纹加深直至待加工工件底面；连续激光的光斑直径大于超快激光的光斑直径；超快激光的参数如下：功率50W～200W，激光波长355nm～1064nm，脉冲宽度10fs～200ps且不大于待加工工件材料的电声耦合特征时间，重复频率50kHz～500kHz，光斑大小10μm～50μm，焦点位于待加工工件表面。

5.如权利要求4所述的一种硬脆材料双光束热裂加工方法，其特征在于，超快激光的激光波长为355nm、532nm或1064nm。

6.如权利要求4或5所述的一种硬脆材料双光束热裂加工方法，其特征在于，连续激光的参数设定如下：功率100W～200W，波长532nm～1064nm，光斑大小100μm～1mm。