飛秒激光器的發(fā)展改變了微加工技術(shù)。它可以高速、高精度地加工薄、透明和半透明的材料。飛秒激光提供了一種在脆性材料上產(chǎn)生切口、孔和劃痕的可靠方法。

薄玻璃廣泛用于光子學(xué)、微電子學(xué)、顯示和生物醫(yī)學(xué)芯片中，因此這些領(lǐng)域的科研工作中需要可靠高產(chǎn)量高質(zhì)量的玻璃加工工藝。 

早先，由于長(zhǎng)脈沖會(huì)引起熱損傷，因此對(duì)玻璃進(jìn)行激光加工的良率很低。如今，飛秒激光器提供超短脈沖，具有非常高的峰值功率，可以對(duì)薄透明材料進(jìn)行表面和塊狀材料內(nèi)部修飾。

圖1▲  利用ORIGAMI XP激光切割的100 µm厚度的AF32®玻璃

飛秒級(jí)超短脈沖寬度比材料中的電子-聲子耦合過程都短，因此超短的飛秒脈沖寬度，意味著在飛秒時(shí)間尺度傳遞能量，這能很好的抑制熱影響區(qū)的形成和熱損害。這種“冷燒蝕”方式實(shí)現(xiàn)了高精度和高分辨率的微加工處理，并具有較高的處理可靠性。緊密聚焦的光束可以在微尺度上非常高分辨率地對(duì)復(fù)雜形狀進(jìn)行微加工。 

在NKT Photonics的應(yīng)用實(shí)驗(yàn)室中，演示了使用1030nm波長(zhǎng)ORIGAMI XP激光通過燒蝕切割50 µm和100 µm薄的AF32®玻璃。圖1顯示了具有非常干凈的邊緣的切口，并且沒有長(zhǎng)脈沖激光經(jīng)常出現(xiàn)的熱損傷或裂紋現(xiàn)象。 

與通過內(nèi)部修飾玻璃實(shí)現(xiàn)的加工（稱為“隱形”激光加工）相比，燒蝕工藝總體上更快，并且為切割各種閉合形狀（例如圓形）提供了更大的靈活性。

圖2▲  在100µm厚的AF32®玻璃上使用ORIGAMI XP激光切割了復(fù)雜的線條和曲線。切割輪廓干凈，無微裂紋

近年移動(dòng)終端設(shè)備中使用的薄、柔性的顯示面板的高速增長(zhǎng)，推動(dòng)了市場(chǎng)對(duì)薄玻璃切割技術(shù)的關(guān)注。 在一種稱為劃線和折斷的技術(shù)中，玻璃的劃線使用的是激光技術(shù)。  

使用超快激光刻劃的玻璃可以提供更一致，更可預(yù)測(cè)的破碎過程，并且切割邊緣更直，產(chǎn)量更高。 

在NKT Photonics的應(yīng)用實(shí)驗(yàn)室中，我們展示了在50 µm厚度薄玻璃上深度為20 µm的干凈劃痕，如下所示。橫截面輪廓顯示出理想的干凈“V形”，沒有任何裂紋，這對(duì)于隨后的斷裂過程是非常理想的。

圖3▲  用ORIGAMI XP激光劃刻50 µm厚度 AF32®玻璃。劃出一個(gè)V形通道，通道度為15 µm，深度為20 µm。

激光提供了一種非接觸式和清潔的鉆孔技術(shù)，該技術(shù)通過沖擊式的打孔技術(shù)來鉆出小孔。在NKT Photonics的應(yīng)用實(shí)驗(yàn)室中，使用紅外1030nm波長(zhǎng)的ORIGAMI XP激光在100 µm厚的玻璃上鉆出非常小的15 µm直徑的孔。當(dāng)然使用515nm波長(zhǎng)的綠光ORIGAMI XP激光可以打出更小的孔。 

圖4▲  使用ORIGAMI XP激光在100 µm厚的AF32®玻璃中鉆出四個(gè)直徑<15 µm的孔。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，NKT Photonics的超快激光器發(fā)出的飛秒脈沖非常適合薄玻璃的微加工。

ORIGAMI XP系統(tǒng)基于緊湊的啁啾脈沖放大技術(shù)平臺(tái)，能夠在1030 nm處提供高達(dá)75µJ的脈沖能量，5 W的平均功率以及小于400 fs的脈沖持續(xù)時(shí)間。

• 風(fēng)冷，單箱，易于集成

• <400 fs標(biāo)準(zhǔn)脈沖寬度

• 5 W / 75 µJ @ 1030nm

• 2.5 W / 40 µJ @ 515 nm

• 1 W / 20 µJ @ 343nm

• 單發(fā)(Single-shot)和按需脈沖(Pulse-on-Demand)

• 雙輸出波長(zhǎng)模塊

• 出色的脈沖能量和指向穩(wěn)定性

• 工業(yè)，堅(jiān)固的設(shè)計(jì)

• 可以任意方向安裝

• 實(shí)時(shí)脈沖能量測(cè)量和控制

• 高可靠性

• 亦可用水冷