[发明专利]一种硬脆材料的超快激光加工方法

权利要求书

1.一种硬脆材料的超快激光加工方法，其特征在于，包括如下步骤：将脉冲激光器输出的高斯光束进行光束整形转换为平顶光束或贝塞尔光束；然后将其聚焦于硬脆材料的表面；调节激光加工参数直至在激光辐照区域形成具有多孔褶皱结构的界面，加工后无宏观尺度的微裂纹；再通过移动激光聚焦位置，并结合应力分离方式，实现对硬脆材料的加工；

所述多孔褶皱结构具有纳米级和/或微米级尺寸的孔洞；

所述多孔褶皱结构单位表面中的孔洞面积占比为40%以上；

激光加工参数条件包括：激光重复频率为40kHz、激光单脉冲能量为140~240μJ、扫描速度为60~240mm/s。

2.根据权利要求1所述的超快激光加工方法，其特征在于，所述平顶光束或贝塞尔光束聚焦于硬脆材料的下表面。

3.根据权利要求1所述的超快激光加工方法，其特征在于，所述激光加工参数的调节方法为：利用计算机控制系统分别对辐照到待加工硬脆材料上的激光功率、重复频率进行控制，并结合对三维移动平台的运行加工程序控制，直至在辐照区域表征得到具有多孔褶皱结构的界面。

4.根据权利要求3所述的超快激光加工方法，其特征在于，所述表征手段包括形貌表征和/或成分表征。

5.根据权利要求4所述的超快激光加工方法，其特征在于，所述形貌表征手段包括扫描电镜技术、透射电镜技术或X射线计算机断层扫描技术；成分表征包括X射线能谱分析、X射线波谱分析或电子显微探针分析技术。

6.根据权利要求1所述的超快激光加工方法，其特征在于，所述硬脆材料包括无机晶体、无机玻璃或无机陶瓷。

7.根据权利要求1所述的超快激光加工方法，其特征在于，所述加工方法包括切割方法或钻孔方法，分别利用三维移动平台使贝塞尔光束或平顶光束的聚焦位置沿设定的切割线移动，或结合高速振镜扫描系统使塞尔光束或平顶光束的聚焦位置沿设定的钻孔路径运动。