[发明专利]一种玻璃大幅面激光切孔方法

权利要求书

1.一种玻璃大幅面激光切孔方法，其特征在于：使用激光扫描光束焦于玻璃工件的下表面进行材料蚀除，在聚焦激光束快速扫描的过程中三维运动平台带动玻璃工件沿着设定的切割轨迹在xy平面内移动形成大幅面切缝，完成一次扫描后三维运动平台移动玻璃工件向下移动，依次往复最终实现切缝在玻璃厚度上的延深直至贯穿，切缝贯穿后余料脱落形成孔。

2.根据权利要求1所述的玻璃大幅面激光切孔方法，其特征在于：所述玻璃工件放置在三维运动平台上形成玻璃工件的三轴复合运动，所述激光束通过数字振镜控制激光束的快速扫描形成激光束的两轴运动，进而形成五轴复合运动。

3.根据权利要求2所述的玻璃大幅面激光切孔方法，其特征在于：所述的玻璃大幅面激光切孔方法使用的设备包括激光器、扩束镜、反射镜、聚焦场镜和移动平台；

激光器，用于发射激光束；

扩束镜，设置在激光器激光束发射端的前方并与激光束同轴，用于对激光束扩束，

反射镜，设置在扩束镜的前方，用于对激光束反射并使得激光束进入聚焦场镜；

数字振镜，设置在经过反射镜反射激光束的路径上，用于控制激光束在xy平面内高速扫描以展宽切缝；

聚焦场镜，设置在数字振镜的出射端口，用于将激光束聚焦于透明玻璃工件内部，聚焦的激光束形成能量密度高于玻璃工件损伤阈值的聚焦光斑以诱导玻璃材料的局部去除；

三维运动平台，承载透明玻璃工件，用于使玻璃工件所在的立体空间内移动。

4.根据权利要求3所述的玻璃大幅面激光切孔方法，其特征在于：所述激光器采用皮秒、飞秒、纳秒或亚纳秒激光器；波长532nm纳秒激光器平均功率大于40W，波长1064nm纳秒激光器平均功率大于65W，波长532nm皮秒、飞秒激光器平均功率大于30W，波长1064nm皮秒、飞秒激光器平均功率大于50W。

5.根据权利要求3所述的玻璃大幅面激光切孔方法，其特征在于：所述数字振镜选择入瞳≤10mm，扫描速度大于5000mm/s的高速振镜，提高光束扫描速度，进而提高切割效率。

6.根据权利要求3所述的玻璃大幅面激光切孔方法，其特征在于：所述聚焦场镜选择焦距60-80mm的远心短聚焦场镜，保证幅面＞25mm×25mm，获得≤10μm聚焦光斑，提高聚焦光斑能量密度，保证高硬度玻璃材料除去效率和质量。

7.根据权利要求3所述的玻璃大幅面激光切孔方法，其特征在于：所述三维运动平台兼具支撑与定位玻璃功能，xy最大幅面1.5m×1.5m，最大承载能力400kG。

8.根据权利要求3所述的玻璃大幅面激光切孔方法，其特征在于：所述激光束在数字振镜控制下沿着圆形轨迹进行局部扫描，扫描范围最大为聚焦场镜幅面；三维运动平台带动玻璃工件在xy平面内平动实现1.5m×1.5m最大幅面。

9.根据权利要求3所述的玻璃大幅面激光切孔方法，其特征在于：所述数字振镜2轴为高速扫描轴，用于切缝的快速展宽，沿着直径为0.5mm圆轨迹进行快速扫描，扫描速度＞400mm/s。

10.根据权利要求3所述的玻璃大幅面激光切孔方法，其特征在于：所述三维运动平台经过定位与空间位置校正，保证xy平面内层与层扫描过程中轨迹的高精度重合，保证z轴方面移动后平面的一致性。