[发明专利]一种纵向多焦点激光隐形切割脆性材料的装置及加工方法

权利要求书

1.一种纵向多焦点激光隐形切割脆性材料的装置，其特征在于，包括：

机床工作平台，用于安装待切割脆性材料(12)，并能使待切割脆性材料在水平方向移动；

超短脉冲激光器(1)；

激光束空间光调制器(2)，所述超短脉冲激光器(1)发出的激光束经所述超短脉冲激光束空间调制器(2)进行空间整形分束，形成X或Y方向上位置错开和Z方向上焦点不同的超短脉冲激光子束(13)，多束的所述超短脉冲激光子束(13)经第一反射镜(3)反射至超快激光切割头(4)，超快激光切割头(4)将多束的所述超短脉冲激光子束(13)聚焦在待切割脆性材料(12)内部。

2.根据权利要求1所述的纵向多焦点激光隐形切割脆性材料的装置，其特征在于，所述机床工作平台包括第一运动平台(10)和第二运动平台(11)，所述第一运动平台(10)安装于床身底座(6)上，所述第二运动平台(11)安装于第一运动平台(10)上，所述第一运动平台(10)用于使所述第二运动平台沿X方向移动，所述第二运动平台(11)用于使待切割脆性材料(12)沿Y方向移动。

3.根据权利要求1所述的纵向多焦点激光隐形切割脆性材料的装置，其特征在于，所述激光束空间光调制器(2)安装在调制器安装支架(8)上，所述的第一反射镜(3)安装在切割头安装支架(7)上，所述超快激光切割头(4)固定在Z轴移动平台(5)上，所述Z轴移动平台(5)安装在切割头安装支架(7)上，所述切割头安装支架(7)和调制器安装支架(8)安装在床身底座(6)上。

4.根据权利要求1所述的纵向多焦点激光隐形切割脆性材料的装置，其特征在于，所述超短脉冲激光器(1)、激光束空间光调制器(2)和Z轴移动平台(5)分别与控制系统(12)相连，并由控制系统(12)控制。

5.一种根据权利要求1所述的纵向多焦点激光隐形切割脆性材料的装置的加工方法，其特征在于，包括如下步骤：

将待加工脆性材料(12)放置在机床工作平台；

将超短脉冲激光器(1)的输出光束输入至激光束空间光调制器(2)，所述激光束空间光调制器(2)将所述超短脉冲激光器(1)的输出光束整形分束成形成X或Y方向上位置错开和Z方向上焦点不同的超短脉冲激光子束(13)，多束所述超短脉冲激光子束(13)对聚焦到待加工脆性材料(12)上；

调整所述机床工作平台使得多束所述超短脉冲激光子束(13)的焦点均位于待加工脆性材料(12)内部；

在切割过程中移动所述机床工作平台，按照切割路径移动待加工脆性材料(12)，使超短脉冲激光子束(13)完成脆性材料(12)的切割。

6.根据权利要求5所述的纵向多焦点激光隐形切割脆性材料的装置的加工方法，其特征在于，通过所述激光束空间光调制器(2)内置CCD相机(20)与控制系统(14)相连，控制系统(14)根据CCD相机的反馈，对多束所述超短脉冲激光子束(13)的强度进行调整。

7.根据权利要求6所述的纵向多焦点激光隐形切割脆性材料的装置的加工方法，其特征在于，所述控制系统(14)通过CCD相机(20)获取多束所述超短脉冲激光子束(13)的光强分布像素图，所述控制系统(14)通过识别所述像素图得出多束所述超短脉冲激光子束(13)的光强，计算多束所述超短脉冲激光子束(13)的光强与预设光强的差值；

若差值大于等于预设光强的5％，则控制系统(14)控制激光束空间光调制器(2)重新调整分束；若差值小于预设光强的5％，则控制系统(14)控制激光束空间光调制器(2)将多束所述超短脉冲激光子束(13)对聚焦到待加工脆性材料(12)。

8.根据权利要求7所述的纵向多焦点激光隐形切割脆性材料的装置的加工方法，其特征在于，预设光强为等光强或者不等光强。