[发明专利]一种透明材料超快激光切割方法及装置

权利要求书

1.一种透明材料超快激光切割方法，由半导体激光器调制提供一波长在1020纳米～1090纳米之间的脉冲串种子激光，将种子激光器输出的激光采用光纤放大器进行能量放大，其特征在于：激光从光纤输出后用倍频晶体进行三倍频转换成紫外激光；将上述紫外激光脉冲串经贝塞尔切割头聚焦到透明材料的待加工位置，在被加工材料内部形成三个以上的聚焦点，通过移动聚焦位置，实现对透明材料的切割；

其中，每一激光脉冲串里包括至少四个激光脉冲，每一所述激光脉冲的脉冲宽度小于60ps，脉冲的峰值功率大于1MW，脉冲串内的相邻激光脉冲间的时间小于30ns；相邻脉冲串间的间隔时间大于100ns；

激光器输出的超快激光束只采用光纤放大器进行能量放大，从种子光到光纤输出，激光脉冲宽度展宽量和压缩量都不超过种子激光脉宽的40%。

2.根据权利要求1所述的透明材料超快激光切割方法，其特征在于：每一激光脉冲串中的激光脉冲数是4～50个。

3.根据权利要求2所述的透明材料超快激光切割方法，其特征在于：每一激光脉冲串中的激光脉冲数是4～15个。

4.根据权利要求1所述的透明材料超快激光切割方法，其特征在于：所述透明材料是玻璃、晶体材料、半导体和塑料中的一种。

5.一种透明材料超快激光切割装置，包括激光发生装置、光转向组件、光学头、工作平台，光学头和工作平台间设有三维运动机构，其特征在于：所述激光发生装置为超快脉冲串激光器，所述超快脉冲串激光器主要由半导体激光器、光纤放大器、准直器和三倍频晶体构成，所述半导体激光器提供一波长在1020纳米～1090纳米之间的脉冲串种子激光；所述光学头为贝塞尔切割头；所述半导体激光器发出的脉冲串种子激光经光纤放大器放大后，进入准直器，再经三倍频晶体转换成紫外光，输出超快脉冲串激光，由光转向组件导入贝塞尔切割头，在工作平台上的被加工材料内部形成三个以上的聚焦点。

6.根据权利要求5所述的透明材料超快激光切割装置，其特征在于：所述工作平台上方固定设置有机架，以工作平台所在平面为X-Y平面，Z轴垂直于X-Y平面，所述激光发生装置位于机架上，机架前侧设有X轴运动模组，X轴运动模组的运动件上设有Z轴运动模组，贝塞尔切割头固定在Z轴运动模组的运动件上，工作平台具有Y轴运动机构；所述光转向组件由4个全反射镜片组成，其中第一镜片和第二镜片固定在机架上，将激光束引导至贝塞尔切割头上方，第三镜片和第四镜片设置在Z轴运动模组的运动件上，使激光束转为竖直向下方向并进入贝塞尔切割头。

7.根据权利要求5所述的透明材料超快激光切割装置，其特征在于：每一激光脉冲串里包括至少四个激光脉冲，每一所述激光脉冲的脉冲宽度小于60ps，脉冲的峰值功率大于1MW，脉冲串内的相邻激光脉冲间的时间小于30ns；相邻脉冲串间的间隔时间大于100ns。

8.根据权利要求5所述的透明材料超快激光切割装置，其特征在于：每一激光脉冲串中的激光脉冲数是4～50个。