CN104708208A - 激光输出装置及其蓝宝石挖槽方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种激光输出装置，包括激光器及光路组件，所述激光器用于产生激光；所述光路组件包括反射镜及四分之一波片；所述反射镜用于反射所述激光器产生的激光；所述四分之一波片用于将所述激光器产生的激光转变成圆偏振激光。同时还提供了一种是用上述激光输出装置的蓝宝石挖槽方法。使用上述激光输出装置的蓝宝石挖槽方法，将线偏振的激光光束通过四分之一波片转换成圆偏振激光光束以对蓝宝石样片进行挖槽加工，加工后的蓝宝石样片的凹槽的深度更加均匀，一致性更好，有效提升蓝宝石加工效果和质量。此外，上述蓝宝石挖槽方法操作较为简单，具备良好的应用前景。

Description

激光输出装置及其蓝宝石挖槽方法

技术领域

本发明涉及激光加工领域，特别是涉及一种激光输出装置及其蓝宝石挖槽方法。

背景技术

蓝宝石具有耐划伤，擦伤，耐腐蚀的特点，与其它玻璃相比的优点早已被很多人了解。但是由于材料本身的价格以及其加工上的难度，使得它一直以来难以被广泛使用。目前蓝宝石的材料成本已经逐步下降，并且激光微加工领域的技术也有了飞快的发展。对蓝宝石的切割，打孔，挖槽等具有很大的市场应用前景。

对于传统的消费类电子行业中蓝宝石凹槽的激光加工工艺来说，由于蓝宝石是晶体材料，其晶向结构是六方晶向，具有各向异性的特点，在激光加工中这种各向异性也会导致激光的效果的各向差异，用普通的线偏振激光来加工凹槽容易造成凹槽的深浅不一，影响加工效果和质量。

发明内容

基于此，有必要提供一种能够提升蓝宝石加工效果和质量的激光输出装置及使用该激光输出装置的蓝宝石挖槽方法。

一种激光输出装置，包括激光器及光路组件，所述激光器用于产生激光；所述光路组件包括：

反射镜，用于反射所述激光器产生的激光；及

四分之一波片，用于将所述激光器产生的激光转变成圆偏振激光。

在其中一个实施例中，还包括检测组件，用于检测经过所述四分之一波片的激光是否是圆偏振激光，所述检测组件包括二分之一波片、偏振片、第一功率计及第二功率计；经过所述四分之一波片的激光依次经过所述二分之一波片及偏振片，激光分为互成90度夹角的第一分量及第二分量，第一功率计及第二功率计分别用于测量第一分量及第二分量的功率。

在其中一个实施例中，还包括用于控制所述圆偏振激光的激光振镜。

在其中一个实施例中，还包括用于聚焦所述激圆偏振激光的激光聚焦镜。

在其中一个实施例中，所述激光器产生的激光的波长范围为355～1064nm，激光的偏振态为线偏振，偏振比大于50:1。

一种蓝宝石挖槽方法，包括以下步骤：

提供权利要求1所述的激光输出装置；

将蓝宝石样片放置于工作台上，所述激光器产生激光，所述激光经过所述四分之一波片转变成圆偏振激光，所述圆偏振激光经所述反射镜反射后射至所述蓝宝石样片上进行挖槽加工。

在其中一个实施例中，所述激光输出装置还包括检测组件，所述检测组件包括二分之一波片、偏振片、第一功率计及第二功率计；

所述蓝宝石挖槽方法还包括对所述圆偏振激光进行检测的步骤，所述对所述圆偏振激光进行检测的步骤具体为：

经过所述四分之一波片的激光依次经过所述二分之一波片及偏振片，激光分为互成90度夹角的第一分量及第二分量；

所述第一功率计及所述第二功率计分别测量所述第一分量及所述第二分量的功率，转动所述二分之一波片，并比较所述第一分量的功率与所述第二分量的功率的大小，若转动所述二分之一波片前后所述第一分量的功率与所述第二分量的功率都相等，则经过所述四分之一波片的激光为圆偏振激光。

使用上述激光输出装置的蓝宝石挖槽方法，将线偏振的激光光束通过四分之一波片转换成圆偏振激光光束以对蓝宝石样片进行挖槽加工，加工后的蓝宝石样片的凹槽的深度更加均匀，一致性更好，有效提升蓝宝石加工效果和质量。

附图说明

图1为本发明一实施例中的激光输出装置的结构示意图；

图2为圆偏振激光在蓝宝石样片上的挖槽的轨迹的示意图；

图3为圆偏振激光在蓝宝石样片上挖出的凹槽的横截面示意图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施方式。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

请参阅图1，本发明一实施例中的激光输出装置100，包括激光器110及光路组件(图未标)。

激光器110用于产生激光。工作时，光路组件介于激光器110与需处理产品之间，激光器110发出的激光经过光路组件。

光路组件包括反射镜120及四分之一波片130。反射镜120用于反射激光器110产生的激光。具体在本实施例中，反射镜120包括第一反射镜121及第二反射镜123。

四分之一波片130用于将激光器110产生的激光转变成圆偏振激光。

激光器110产生的激光经过第一反射镜121的反射后进入四分之一波片130，四分之一波片130将激光器110产生的激光转变成圆偏振激光。具体在本实施例中，激光器110产生的激光的波长范围为355～1064nm，激光的偏振态为线偏振，偏振比大于50:1。经过四分之一波片130之后，所获得的圆偏振激光光束的偏振长轴与短轴比的范围为1～1.2。

激光输出装置100还包括检测组件(图未标)。检测组件用于检测经过四分之一波片130的激光是否是圆偏振激光，

检测组件包括二分之一波片140、偏振片150、第一功率计160及第二功率计170。经过四分之一波片130的激光依次经过二分之一波片140及偏振片150。由于偏振片150的特性，其中水平偏振光垂直透过偏振片150，垂直偏振光转90度射出。激光分为互成90度夹角的第一分量及第二分量，第一功率计160及第二功率计170分别用于测量第一分量及第二分量的功率。

转动二分之一波片140，若分别由第一功率计160及第二功率计170测得的第一分量及第二分量的功率相等，则经过四分之一波片130的激光为圆偏振激光。若第一分量及第二分量的功率不相等，则需要对四分之一波片130的角度进行调整。

激光输出装置100还可包括激光振镜180。激光振镜180用于控制圆偏振激光。激光输出装置100还可包括激光聚焦镜190，激光聚焦镜190用于聚焦激圆偏振激光。经过四分之一波片130的圆偏振激光经过第二反射镜123的反射，并依次经过激光振镜180及激光聚焦镜190，最终照射至需处理产品表面。

同时还提供了一种使用上述激光输出装置100的蓝宝石挖槽方法，包括以下步骤：

步骤S210，提供上述激光输出装置100。

步骤S220，将蓝宝石样片300放置于工作台400上，激光器110产生激光，激光经过四分之一波片130转变成圆偏振激光，圆偏振激光经反射镜120反射后射至蓝宝石样片300上进行挖槽加工。

请再次参阅图1，将蓝宝石样片300放置于工作台400上。激光器110产生的激光经过四分之一波片130转变成圆偏振激光。请一并参阅图2及图3，圆偏振激光经反射镜120反射后射至蓝宝石样片300上进行挖槽加工，图2显示了圆偏振激光在蓝宝石样片300上的挖槽的轨迹，图3为圆偏振激光在蓝宝石样片300上挖出的凹槽的横截面示意图，凹槽的宽度从开口部往槽底逐渐变窄。

此外，为了确保经过四分之一波片130的光为圆偏振激光，蓝宝石挖槽方法还包括对圆偏振激光进行检测的步骤，对圆偏振激光进行检测的步骤具体为：

经过四分之一波片130的激光依次经过二分之一波片140及偏振片150，激光分为互成90度夹角的第一分量及第二分量。

第一功率计160及第二功率计170分别测量第一分量及第二分量的功率。转动二分之一波片140，并比较第一分量的功率与第二分量的功率的大小，若转动二分之一波片140前后第一分量的功率与第二分量的功率都相等，则经过四分之一波片130的激光为圆偏振激光。

第一功率计160及第二功率计170分别测得的第一分量及第二分量的功率为P1和P2，若P1等于P2，转动二分之一波片140，转动前后P1始终等于P2，则证明经过四分之一波片130的激光为圆偏振激光。

若转动二分之一波片140时P1和/或P2的值有变化，表明经过四分之一波片130的激光还不是圆偏振激光，需要转动四分之一波片130进行调节，调节之后再通过上述步骤进行检验，如此反复，直至转动二分之一波片140前后P1始终等于P2。

使用上述激光输出装置100的蓝宝石挖槽方法，将线偏振的激光光束通过四分之一波片130转换成圆偏振激光光束以对蓝宝石样片300进行挖槽加工，加工后的蓝宝石样片300的凹槽的深度更加均匀，一致性更好，有效提升蓝宝石加工效果和质量。

此外，上述蓝宝石挖槽方法操作较为简单，具备良好的应用前景。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (7)

1.一种激光输出装置，其特征在于，包括激光器及光路组件，所述激光器用于产生激光；所述光路组件包括：

反射镜，用于反射所述激光器产生的激光；及

四分之一波片，用于将所述激光器产生的激光转变成圆偏振激光。

2.根据权利要求1所述的激光输出装置，其特征在于，还包括检测组件，用于检测经过所述四分之一波片的激光是否是圆偏振激光，所述检测组件包括二分之一波片、偏振片、第一功率计及第二功率计；经过所述四分之一波片的激光依次经过所述二分之一波片及偏振片，激光分为互成90度夹角的第一分量及第二分量，第一功率计及第二功率计分别用于测量第一分量及第二分量的功率。

3.根据权利要求1所述的激光输出装置，其特征在于，还包括用于控制所述圆偏振激光的激光振镜。

4.根据权利要求1所述的激光输出装置，其特征在于，还包括用于聚焦所述激圆偏振激光的激光聚焦镜。

5.根据权利要求1所述的激光输出装置，其特征在于，所述激光器产生的激光的波长范围为355～1064nm，激光的偏振态为线偏振，偏振比大于50:1。

6.一种蓝宝石挖槽方法，其特征在于，包括以下步骤：

提供权利要求1所述的激光输出装置；

将蓝宝石样片放置于工作台上，所述激光器产生激光，所述激光经过所述四分之一波片转变成圆偏振激光，所述圆偏振激光经所述反射镜反射后射至所述蓝宝石样片上进行挖槽加工。

7.根据权利要求6所述的蓝宝石挖槽方法，其特征在于，所述激光输出装置还包括检测组件，所述检测组件包括二分之一波片、偏振片、第一功率计及第二功率计；

所述蓝宝石挖槽方法还包括对所述圆偏振激光进行检测的步骤，所述对所述圆偏振激光进行检测的步骤具体为：

经过所述四分之一波片的激光依次经过所述二分之一波片及偏振片，激光分为互成90度夹角的第一分量及第二分量；

所述第一功率计及所述第二功率计分别测量所述第一分量及所述第二分量的功率，转动所述二分之一波片，并比较所述第一分量的功率与所述第二分量的功率的大小，若转动所述二分之一波片前后所述第一分量的功率与所述第二分量的功率都相等，则经过所述四分之一波片的激光为圆偏振激光。