[发明专利]用于透明工件的大角度激光加工的相位修改准非衍射激光射束

权利要求书

1.一种用于加工透明工件的方法，所述方法包括：

将沿着射束路径定向的激光射束引导到冲击位置处的所述透明工件的冲击表面中，其中：

入射到所述冲击表面的所述激光射束包括长圆形角谱，所述长圆形角谱包括从具有第一曲率半径的第一轴端延伸到具有第二曲率半径的第二轴端的对称轴，其中所述第一曲率半径和所述第二曲率半径不同；并且

被引导到所述透明工件中的所述激光射束的部分包括激光射束焦线，并且生成诱导吸收以在所述透明工件内产生缺陷，所述激光射束焦线包括：

波长λ；

光斑尺寸w_o；

瑞利范围Z_R，所述瑞利范围Z_R大于其中F_D是包括10或更大的值的无量纲发散因子；以及

内部射束角，所述内部射束角相对于在所述冲击位置处与所述冲击表面正交的平面大于10°，使得所述缺陷包括：相对于在所述冲击位置处与所述冲击表面正交的所述平面大于10°的所述透明工件内的缺陷角。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述激光射束焦线包括在所述透明工件内的圆形角谱。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于：

所述激光射束焦线包括所述透明工件内的具有第一曲率半径和第二曲率半径的角谱；以及

所述透明工件内的所述角谱的第一曲率半径与第二曲率半径之间的差异小于入射所述透明工件的所述冲击表面的所述激光射束的所述长圆形角谱的第一曲率半径和第二曲率半径之间的差异。

4.如权利要求1-3中任一项所述的方法，进一步包括使所述激光射束冲击到相变光学元件上，所述相变光学元件向所述激光射束施加相位变化，以形成入射到所述冲击表面的包括所述长圆形角谱的所述激光射束。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述相变光学元件包括静态相变光学元件。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于：

所述静态相变光学元件包括长圆形轴棱锥，所述长圆形轴棱锥具有基部和从所述基部延伸的锥形部分；以及

所述基部包括长圆形周边，所述长圆形周边具有从具有第一曲率半径的第一轴端延伸到具有第二曲率半径的第二轴端的对称轴，其中所述基部的第一曲率半径和所述基部的第二曲率半径不同。

7.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述相变光学元件包括自适应相变光学元件。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述自适应相变光学元件包括空间光调制器、可变形镜或自适应相位板。

9.如权利要求1-8中任一项所述的方法，其特征在于，所述内部射束角为从大于10°到40°。

10.如权利要求1-8中任一项所述的方法，其特征在于，所述内部射束角为从15°到40°。

11.如权利要求1-8中任一项所述的方法，其特征在于，所述内部射束角为从20°到40°。

12.如权利要求1-11中任一项所述的方法，其特征在于：

所述激光射束包括第一组光线和第二组光线，所述第一组光线和所述第二组光线共同包括所述长圆形角谱，并且所述方法进一步包括用遮挡光学元件遮挡所述第二组光线，使得入射到所述冲击表面的所述激光射束包括所述第一组光线并且包括中断的长圆形角谱；并且

所述第一组光线以一个或多个射线传播角冲击所述透明工件的所述冲击表面，每个射线传播角相对于在所示冲击位置处与所述透明工件的所述冲击表面正交的所述平面小于或等于90°。