CN106994564B - 一种激光切割装置及其切割方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种激光切割装置及其切割方法，包括激光器、光束整形系统和第一聚光镜，所述激光器为皮秒激光器；所述激光器用于出射激光，所述激光为高斯光束；所述光束整形系统用于将所述高斯光束转换为贝塞尔光束；所述第一聚光镜用于将所述贝塞尔光束聚焦到待切割样品的待切割区域，以使所述贝塞尔光束对所述待切割区域进行预切割。由于聚焦后的贝塞尔光束为焦深较长的聚焦光束，因此，与高斯光束相比，能够对厚度较厚的待切割样品进行有效切割，从而扩大了激光切割装置的应用范围。

Description

一种激光切割装置及其切割方法

技术领域

本发明涉及激光切割技术领域，更具体地说，涉及一种激光切割装置及其切割方法。

背景技术

双层组合玻璃，是指由两个单层玻璃通过光学胶粘结在一起的双层玻璃，其已广泛应用在平板显示、液晶面板、车载显示和智能穿戴等领域。由于双层组合玻璃较厚，如整体厚度大于2mm，因此，现有技术中只能采用刀轮切割的方式对其进行切割。

但是，由于刀轮切割的方式具有切割道较宽、浪费材料，切割后的产品表面崩边大，不能切割异形产品以及刀轮损耗大等问题，因此，不利于双层组合玻璃的切割和应用。

虽然现有技术中公开了一种采用激光器出射的激光切割产品的方法，且该方法具有切割道窄、切割后的产品表面崩边小和可切割异形产品等优点，但是，由于激光器出射的激光为高斯光束，因此，在高斯光束焦深短的限制下，上述激光切割方法并不能对厚度较厚的双层组合玻璃进行有效切割。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种激光切割装置及其切割方法，以解决现有的中激光器出射的高斯光束焦深短，不能对厚度较厚的产品进行有效切割的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种激光切割装置，包括激光器、光束整形系统和第一聚光镜，所述激光器为皮秒激光器；

所述激光器用于出射激光，所述激光为高斯光束；

所述光束整形系统用于将所述高斯光束转换为贝塞尔光束；

所述第一聚光镜用于将所述贝塞尔光束聚焦到待切割样品的待切割区域，以使所述贝塞尔光束对所述待切割区域进行预切割。

优选地，所述光束整形系统包括依次设置在所述激光器出光光路上的轴锥棱镜、扩束镜和第二聚光镜；

所述轴锥棱镜用于将所述高斯光束转换为贝塞尔光束；

所述扩束镜用于对所述贝塞尔光束进行扩束；

所述第二聚光镜用于对所述扩束后的贝塞尔光束进行聚焦。

优选地，还包括运动平台；

所述运动平台用于支撑所述待切割样品，并带动所述待切割样品沿预设轨迹运动，以使所述贝塞尔光束在所述待切割区域形成多条预切割线。

优选地，还包括第一控制器；

所述第一控制器用于控制所述激光器照射在相邻的两条预切割线的光束的间隔时间等于所述运动平台带动所述待切割样品在所述相邻的两条预切割线之间的运动时间，以使任意两条相邻的预切割线之间的距离相等。

优选地，还包括扫描振镜和平场镜；

所述扫描振镜用于对所述激光器出射的高斯光束进行反射；

所述平场镜用于对所述扫描振镜出射的高斯光束进行聚焦，以使所述高斯光束对所述待切割区域进行二次切割，以切断分离所述待切割样品。

优选地，还包括第一反射镜和第二反射镜；

所述光束整形系统和所述第一聚光镜依次设置在第一光路上；

所述扫描振镜和所述平场镜依次设置在第二光路上；

所述第一反射镜用于将所述激光器出射的激光反射至所述第一光路；

所述第二反射镜用于将所述激光器出射的激光反射至所述第二光路。

优选地，还包括检测校正系统；

所述检测校正系统用于检测校正所述扫描振镜中心与所述第一聚光镜中心之间的距离，以使所述高斯光束沿着所述贝塞尔光束的切割轨迹对所述待切割区域进行二次切割。

一种激光切割方法，应用于如上任一项所述的激光切割装置，包括：

激光器出射激光，所述激光为高斯光束；

光束整形系统将所述高斯光束转换为贝塞尔光束；

第一聚光镜将所述贝塞尔光束聚焦到待切割样品的待切割区域，以使所述贝塞尔光束对所述待切割区域进行预切割。

优选地，所述贝塞尔光束对所述待切割区域进行预切割的过程包括：

运动平台带动所述待切割样品沿预设轨迹运动，以使所述贝塞尔光束在所述待切割区域形成多条预切割线。

优选地，所述贝塞尔光束在所述待切割区域形成多条预切割线包括：

第一控制器控制所述激光器照射在相邻的两条预切割线的光束的间隔时间等于所述运动平台带动所述待切割样品在所述相邻的两条预切割线之间的运动时间，以使任意两条相邻的预切割线之间的距离相等。

优选地，第一聚光镜将所述贝塞尔光束聚焦到待切割样品的待切割区域之后，还包括：

所述激光器出射激光，所述激光为高斯光束；

扫描振镜对所述激光器出射的高斯光束进行反射；

平场镜对所述扫描振镜出射的高斯光束进行聚焦，以使所述高斯光束对所述待切割区域进行二次切割，以切断分离所述待切割样品。

优选地，所述待切割样品包括沿厚度方向依次排列的多个待切割区域，所述贝塞尔光束对所述待切割区域进行预切割，包括：

调整所述第一聚光镜的焦距，以使所述贝塞尔光束对所述多个待切割区域依次进行预切割。

与现有技术相比，本发明所提供的技术方案具有以下优点：

本发明所提供的激光切割装置及其切割方法，激光器出射高斯光束后，光束整形系统将高斯光束转换为贝塞尔光束，第一聚光镜将贝塞尔光束聚焦到待切割样品的待切割区域，以使贝塞尔光束对待切割区域进行预切割。由于聚焦后的贝塞尔光束为焦深较长的聚焦光束，因此，与高斯光束相比，能够对厚度较厚的待切割样品进行有效切割，从而扩大了激光切割装置的应用范围。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种激光切割装置的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的光束整形系统的结构示意图；

图3a至图3c为本发明实施例提供的切割依次排列的多个待切割区域的效果示意图；

图4为本发明实施例提供的具有多条预切割线的待切割样品的剖面结构示意图；

图5为本发明实施例提供的具有多条预切割线的待切割样品的俯视结构示意图；

图6a为现有的固定频率的激光器形成的多条预切割线结构示意图；

图6b为本发明实施例提供的激光器形成的等间距的多条预切割线结构示意图；

图7为本发明实施例提供的另一种激光切割装置的结构示意图；

图8为本发明实施例提供的激光切割方法的预切割流程图；

图9为本发明实施例提供的激光切割方法的二次切割流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例提供了一种激光切割装置，如图1所示，该激光切割装置包括激光器10、光束整形系统11和第一聚光镜12。

其中，激光器10用于出射激光，该激光为高斯光束；

光束整形系统11用于将激光器10出射的高斯光束转换为贝塞尔光束；

第一聚光镜12用于将光束整形系统11出射的贝塞尔光束聚焦到待切割样品A的待切割区域，以使贝塞尔光束对待切割区域进行预切割，并形成预设切割线。

由于聚焦后的贝塞尔光束为焦深较长的聚焦光束，因此，与高斯光束相比，能够对厚度较厚的待切割样品进行有效切割，从而扩大了激光切割装置的应用范围。

需要说明的是，本实施例中的待切割样品A可以是双层组合玻璃，也可以是厚度较厚的单层玻璃、蓝宝石和陶瓷等透明材料，当然，本发明并不仅限于此。此外，本实施例中待切割样品A的待切割区域可以是待切割样品A的表面、内部或底面等，本发明并不对此进行限定。

本实施例中，激光器10为皮秒激光器，优选为固体皮秒激光器。其中，皮秒激光器是一种脉宽为皮秒的激光器，由于皮秒激光器具有皮秒级超短脉宽、重复频率可调、脉冲能量高等特点，因此，可以通过使待切割样品A的材料改质或气化，来实现对待切割样品A的切割。

本实施例中，如图2所示，光束整形系统11包括依次设置在激光器10出光光路上的轴锥棱镜110、扩束镜111和第二聚光镜112。其中，轴锥棱镜110用于将激光器10出射的高斯光束转换为贝塞尔光束；扩束镜111用于对轴锥棱镜110出射的贝塞尔光束进行扩束；第二聚光镜112用于对扩束镜111出射的贝塞尔光束进行聚焦。

可选地，本实施例中的扩束镜111包括依次设置在激光器10出光光路上的第一透镜M1、第二透镜M2和第三透镜M3，其中，第一透镜M1为平凸透镜，第二透镜M2为平凸透镜，第三透镜M3为平凹透镜。当然，本发明并不仅限于此，在其他实施例中，扩束镜111还可以包括一个平凸透镜和一个平凹透镜，在此不再赘述。

本实施例中，采用扩束镜111对贝塞尔光束进行扩束以及采用第二聚光镜112对贝塞尔光束进行聚焦，可以调节贝塞尔光束聚焦光斑的直径大小，为贝塞尔光束进入第一聚光镜12进行聚焦提供有利条件。可选地，本实施例中的第一聚光镜12位于第二聚光镜112的焦平面上，当然，本发明并不仅限于此。

本实施例中，第一聚光镜12为凸透镜。可选的，该第一聚光镜12为物镜，该物镜由多个凸透镜组成。当然，本发明并不仅限于此。

具体地，激光器10出射高斯光束后，光束整形系统11将高斯光束转换为贝塞尔光束，此时光束的光斑由原来的实心圆形光斑变成圆环形光斑，之后，第一聚光镜12将贝塞尔光束聚焦成一束直径较小、焦深较长的高能量密度细丝光束，并将该高能量密度细丝光束照射在待切割样品A的待切割区域。其中，高能量密度细丝光束的直径在2μm～3μm范围内、焦深长度在0.8mm～1mm范围内，包括端点值。

如图1所示，当高能量密度细丝光束的焦深长度大于或等于待切割样品A的厚度D时，在待切割样品A的厚度方向上会产生直径在2μm～3μm范围内、长度等于待切割样品A厚度D的作用细柱，该作用细柱内的材料因吸收了激光的能量而发生了改质，如由单晶转变为多晶或非晶，或者，该作用细柱内的材料因吸收了激光的能量而发生了气化，从而实现了对待切割样品A的预切割，进而在待切割样品A上形成了预切割线A1。

当高能量密度细丝光束的焦深长度小于待切割样品A的厚度D时，待切割样品A包括在厚度方向上依次排列的多个待切割区域，贝塞尔光束在对待切割样品A进行预切割时，通过调整第一聚光镜12的焦距，对多个待切割区域依次进行预切割。

以多个待切割区域包括沿厚度方向依次排列的第一待切割区域B1、第二待切割区域B2和第三待切割区域B3为例进行说明。如图3a所示，先将贝塞尔光束聚焦到第一待切割区域B1，使贝塞尔光束对第一待切割区域B1进行气化或改质，形成第一预切割线A01；然后，调整第一聚光镜12的焦距，如沿着Z轴向上移动第一聚光镜12，以使贝塞尔光束聚焦到第二待切割区域B2，并使贝塞尔光束对第二待切割区域B2进行气化或改质，形成第二预切割线A02，如图3b所示；之后，继续调整第一聚光镜12的焦距，如沿着Z轴向上继续移动第一聚光镜12，以使贝塞尔光束聚焦到第三待切割区域B3，并使贝塞尔光束对第三待切割区域B3进行气化或改质，形成第三预切割线A03，如图3c所示。

需要说明的是，第一预切割线A01、第二预切割线A02和第三预切割线A03在厚度方向上形成一条直线，即形成预切割线A1，以便待切割样品A沿着预切割线A1进行分离。并且，在进行待切割区域的划分时，需保证每个待切割区域在待切割样品A厚度方向上的长度小于或等于贝塞尔光束的焦深长度，以便贝塞尔光束能够一次切割一个待切割区域。

也就是说，当高能量密度细丝光束的焦深长度小于待切割样品A的厚度D时，首先让贝塞尔光束聚焦在待切割样品的底部，然后沿Z轴从下往上多次移动，让贝塞尔光束累计的焦深长度之和大于待切割样品A的厚度，即高能量密度细丝光束产生的作用细柱叠加的后能穿透待切割样品A即可完成切割。

其中，激光器10的脉冲宽度、单脉冲能量和聚焦光斑直径是对待切割样品A进行改质或气化的重要参数。可选地，激光器10的脉冲宽度小于15ps，单脉冲能量大于120uj，聚焦光斑直径小于5μm。

在本发明的另一实施例中，参考图7，激光切割装置还包括运动平台13，该运动平台13用于支撑待切割样品A，并带动待切割样品A沿预设轨迹运动，以使贝塞尔光束在待切割样品A的待切割区域形成多条预切割线。可选地，运动平台13带动待切割样品A沿图1所示的X轴、Y轴或Z轴方向移动。

如图4所示，当运动平台13带动待切割样品A沿箭头所示的预设轨迹运动时，可以在待切割样品A的待切割区域形成平行排列的多条预切割线A10～A1n，其中，n为大于2的整数。如图5所示，这些预切割线A10～A1n构成待切割样品A的分离线，即可沿着分离线将分离线包围的材料与周边的材料分离开来。其中，预设轨迹即分离线可以是直线可以是曲线，本发明并不仅限于此。

其中，多条预切割线不能太密或太疏，若太疏，则待切割样品A不易分裂开或不能按照分离线分离开，若太密，则待切割样品A的边缘容易崩边或相邻的高能量密度细丝光束不能在材料内部形成改质或气化。可选地，任意两条相邻的预切割线之间的距离L₁在3μm～15μm的范围内，包括端点值。也就是说，高能量密度细丝光束照射在待切割样品A上的光斑间距在3μm～15μm的范围内，包括端点值，当然，本发明并不仅限于此，在其他实施例中，光斑间距可以在5μm～15μm的范围内，包括端点值。

进一步地，当高能量密度细丝光束的长度小于待切割样品A的厚度D时，以多个待切割区域包括沿厚度方向依次排列的第一待切割区域B1、第二待切割区域B2和第三待切割区域B3为例进行说明，将贝塞尔光束聚焦到第一待切割区域B1，运动平台13带动待切割样品A沿预设轨迹运动，并在第一待切割区域B1形成多条第一预切割线；然后将贝塞尔光束聚焦到第二待切割区域B2，运动平台13带动待切割样品A沿预设轨迹运动，并在第二待切割区域B2形成多条第二预切割线；之后，将贝塞尔光束聚焦到第三待切割区域B3，运动平台13带动待切割样品A沿预设轨迹运动，并在第三待切割区域B3形成多条第三预切割线。其中，每个第一预切割线与一个第二预切割线和一个第三预切割线构成一条在厚度方向上贯穿待切割样品A的预切割线。

此外，在本发明的另一实施例中，参考图7，激光切割装置还包括第一控制器14，该第一控制器14用于控制激光器10照射在相邻的两条预切割线的光束的间隔时间等于运动平台13带动待切割样品A在相邻的两条预切割线之间的运动时间，以使任意两条相邻的预切割线之间的距离相等。其中，激光器10照射在相邻的两条预切割线的光束的间隔时间等于激光器10出射的相邻的两个激光脉冲的间隔时间。

也就是说，运动平台13带动待切割样品A运动，在T1时刻，使得待切割样品A的第一条预切割线A10的预设位置到达切割位置，即使得第一条预切割线A10的预设位置到达激光切割装置切割头的位置，同时，激光器10出射第一个激光脉冲，使得第一个激光脉冲形成的细丝光束在待切割样品A上形成第一条预切割线A10；

之后，保持切割位置不动，运动平台13继续带动待切割样品A运动，在T2时刻，使得待切割样品A的第二条预切割线A11的预设位置到达切割位置，同时，激光器10出射第二个激光脉冲，使得第二个激光脉冲形成的细丝光束在待切割样品A上形成第二条预切割线A11，以此类推。

若激光器10发出的激光脉冲数量固定，且激光脉冲之间的间隔时间固定，如图6a所示，在运动平台13带动待切割样品A沿直线匀速运动时，形成的多条预切割线A10～A1i是均匀等间距的，但是，在运动平台13带动待切割样品A沿弧线匀速运动时，对于相同的距离L₂而言，运动平台13走弧线所用的时间比走直线所用的时间长，这就造成走弧线形成的多条预切割线A1j～A1k不是均匀等间距的，即走弧线形成的多条预切割线A1j～A1k的密度大于走直线形成的多条预切割线A10～A1i的密度，从而导致走弧线切割形成的待切割样品A容易出现崩边、不易改质或气化的问题。其中，i为大于1的整数，j为大于i的整数，k为大于j的整数。

基于此，本实施例中的第一控制器14通过采用位置同步输出控制技术(PositionSynchronization Output，PSO)，控制激光器10发出的激光脉冲的间隔时间随运动平台13在相邻的两条预切割线之间的运动时间变化而变化，以做到均匀等距离出光即形成如图6b所示的均匀等间距的多条预切割线A10～A1n。

另外，由于贝塞尔光束的聚焦光斑直径较小，约为2μm～3μm，因此，形成的预切割线的宽度较窄，约为2μm～3μm，从而使得一次切割后的待切割样品A不易分离。

基于此，如图7所示，在本发明的另一实施例中，激光切割装置还包括扫描振镜15和平场镜16。扫描振镜15用于对激光器10出射的高斯光束进行反射；平场镜16用于对扫描振镜15出射的高斯光束进行聚焦，以使高斯光束沿着预切割线的切割引线即图5所示的引线B1～B4对待切割区域进行二次切割，以切断分离待切割样品A。

此外，本实施例中的激光切割装置还包括第一反射镜17和第二反射镜18。其中，光束整形系统11和第一聚光镜12依次设置在第一光路上；扫描振镜15和平场镜16依次设置在第二光路上；第一反射镜17设置在激光器10和光束整形系统11之间，用于将激光器10出射的激光反射至第一光路；第二反射镜18在激光器10和扫描振镜15之间，用于将激光器10出射的激光反射至第二光路。当然，本发明并不仅限于此，在其他实施例中，还可以通过其他反射镜来改变激光器10出射的激光的光路。

在实际应用中，第一反射镜17先将激光器10出射的激光反射至第一光路，光束整形系统11将高斯光束转换为贝塞尔光束，第一聚光镜12将贝塞尔光束聚焦到待切割样品A的待切割区域，贝塞尔光束完成对待切割样品A待切割区域的预切割后，将第一反射镜17移开，第二反射镜18将激光器10出射的激光反射至第二光路，扫描振镜15对激光器10出射的高斯光束进行反射，平场镜16用于对扫描振镜15出射的高斯光束进行聚焦，以使高斯光束照射在待切割样品A上，高速运转的扫描振镜15使得高斯光束沿着预切割线的切割引线B1～B4多次重复扫描，从而实现待切割样品A的切断分离。

本实施例中，激光器10出射的高斯光束沿着或邻近切割引线B1～B4照射时，激光传导的热量从切割引线B1～B4不断传递到预设切割线A10～A1n构成的分离线区域，使该区域的材料充分受热释放应力，实现待切割样品A的成品与边框废料的分离。当然，本发明并不仅限于此，在其他实施例中，激光器10在待切割样品A的待切割区域形成多条预切割线后，可通过机械外力代替激光器10加热裂片来分离待切割样品A。

此外，如图7所示，本实施例中的激光切割装置还包括检测校正系统19。该检测校正系统19用于检测校正扫描振镜15的中心与第一聚光镜12的中心之间的距离，以使高斯光束沿着预设切割线的切割引线B1～B4对待切割区域进行二次切割。

需要说明的是，本实施例中的检测校正系统19为CCD(Charge-coupled Device，图像传感器)视觉检测系统，当然，本发明并不仅限于此。此外，本实施例中的第一控制器14不仅可以控制激光器10的参数，还可以控制检测校正系统19的校正参数、运动平台13的运动以及扫描振镜15的扫描速率等，在此不再赘述。

本实施例中，激光器10的工艺参数对待切割样品A的二次切割非常重要，可选地，二次切割时，激光器10的脉冲宽度小于15ps，单脉冲能量大于80uj，光斑之间在30μm～100μm的范围内，包括端点值，扫描振镜15的扫描速度大于1000mm/s。

本发明实施例提供的激光切割装置，由于聚焦后的贝塞尔光束为焦深较长的聚焦光束，因此，与高斯光束相比，能够对厚度较厚的待切割样品进行有效切割，从而扩大了激光切割装置的应用范围。并且，本发明实施例激光切割装置，只需对待切割样品进行两次切割即可分离成品和废料，切割效率较高。此外，本发明实施例激光切割装置具有切割道窄、切割后的产品表面崩边小、锥度小、静压强度高和可切割异形产品等优点。

本发明实施例还提供了一种激光切割方法，应用于上述实施例提供的激光切割装置，该激光切割装置包括激光器、光束整形系统和第一聚光镜，如图8所示，该激光切割方法包括：

S801：激光器发射激光，所述激光为高斯光束；

S802：光束整形系统将所述高斯光束转换为贝塞尔光束；

S803：第一聚光镜将所述贝塞尔光束聚焦到待切割样品的待切割区域，以使所述贝塞尔光束对所述待切割区域进行预切割。

具体地，激光器出射高斯光束后，光束整形系统将高斯光束转换为贝塞尔光束，之后，第一聚光镜将贝塞尔光束聚焦成一束直径较小、焦深较长的高能量密度细丝光束，并将该高能量密度细丝光束照射在待切割样品的待切割区域。

当高能量密度细丝光束的长度大于或等于待切割样品的厚度时，在待切割样品的厚度方向上会产生长度等于待切割样品厚度的作用细柱，该作用细柱内的材料因吸收了激光的能量而发生了改质即由单晶转变为多晶或非晶，或者，该作用细柱内的材料因吸收了激光的能量而发生了气化，从而实现了对待切割样品的预切割，进而在待切割样品上形成了预切割线。

当高能量密度细丝光束的长度小于待切割样品的厚度时，待切割样品包括在厚度方向上依次排列的多个待切割区域，贝塞尔光束在对待切割样品进行预切割时，通过调整第一聚光镜的焦距，对多个待切割区域依次进行预切割。

以多个待切割区域包括沿厚度方向依次排列的第一待切割区域B1、第二待切割区域B2和第三待切割区域B3为例进行说明。如图3a所示，先将贝塞尔光束聚焦到第一待切割区域B1，使贝塞尔光束对第一待切割区域B1进行气化或改质，形成第一预切割线A01；然后，调整第一聚光镜12的焦距，如沿着Z轴向上移动第一聚光镜12，以使贝塞尔光束聚焦到第二待切割区域B2，并使贝塞尔光束对第二待切割区域B2进行气化或改质，形成第二预切割线A02，如图3b所示；之后，继续调整第一聚光镜12的焦距，如沿着Z轴向上继续移动第一聚光镜12，以使贝塞尔光束聚焦到第三待切割区域B3，并使贝塞尔光束对第三待切割区域B3进行气化或改质，形成第三预切割线A03，如图3c所示。

也就是说，当待切割样品包括沿厚度方向依次排列的多个待切割区域时，所述贝塞尔光束对所述待切割区域进行预切割，包括：

调整所述第一聚光镜的焦距，以使所述贝塞尔光束对所述多个待切割区域依次进行预切割。

在一个实施例中，激光切割装置还包括运动平台，所述贝塞尔光束对所述待切割区域进行预切割的过程包括：

运动平台带动所述待切割样品沿预设轨迹运动，以使所述贝塞尔光束在所述待切割区域形成多条预切割线。

如图4所示，当运动平台带动待切割样品沿预设轨迹时，可以在待切割样品的待切割区域形成平行排列的多条预切割线A10～A1n，其中，n为大于2的整数。如图5所示，这些预切割线A10～A1n构成待切割样品的分离线，该预设轨迹即分离线可以是直线可以是曲线，本发明并不仅限于此。

在另一个实施例中，所述贝塞尔光束在所述待切割区域形成多条预切割线包括：

第一控制器控制所述激光器照射在相邻的两条预切割线的光束的间隔时间等于所述运动平台带动所述待切割样品在所述相邻的两条预切割线之间的运动时间，以使任意两条相邻的预切割线之间的距离相等。

其中，激光器照射在相邻的两条预切割线的光束的间隔时间等于激光器出射的相邻的两个激光脉冲的间隔时间。

具体地，运动平台带动待切割样品运动，在T1时刻，使得待切割样品的第一条预切割线的预设位置到达切割位置，即使得第一条预切割线的预设位置到达激光切割装置切割头的位置，同时，激光器出射第一个激光脉冲，使得第一个激光脉冲形成的细丝光束在待切割样品上形成第一条预切割线；

之后，保持切割位置不动，运动平台继续带动待切割样品运动，在T2时刻，使得待切割样品的第二条预切割线的预设位置到达切割位置，同时，激光器出射第二个激光脉冲，使得第二个激光脉冲形成的细丝光束在待切割样品上形成第二条预切割线，以此类推。

在另一实施例中，如图9所示，所述贝塞尔光束对所述待切割区域进行预切割之后，还包括：

S804：激光器出射激光，所述激光为高斯光束；

S805：扫描振镜对所述激光器出射的高斯光束进行反射；

S806：平场镜对所述扫描振镜出射的高斯光束进行聚焦，以使所述高斯光束对所述待切割区域进行二次切割，以切断分离所述待切割样品。

具体地，第一反射镜先将激光器出射的激光反射至第一光路，光束整形系统将高斯光束转换为贝塞尔光束，第一聚光镜将贝塞尔光束聚焦到待切割样品的待切割区域，贝塞尔光束完成对待切割样品待切割区域的预切割后，将第一反射镜移开，第二反射镜将激光器出射的激光反射至第二光路，扫描振镜对激光器出射的高斯光束进行反射，平场镜用于对扫描振镜出射的高斯光束进行聚焦，以使高斯光束照射在待切割样品上，高速运转的扫描振镜使得高斯光束沿着预切割线的切割引线即图5所示的引线B1～B4多次重复扫描，从而实现待切割样品的切断分离。

本实施例中，激光器出射的高斯光束沿着或邻近切割引线B1～B4照射时，激光传导的热量从切割引线B1～B4不断传递到预设切割线A10～A1n构成的分离线区域，使该区域的材料充分受热释放应力，实现待切割样品的成品与边框废料的分离。当然，本发明并不仅限于此，在其他实施例中，激光器在待切割样品的待切割区域形成多条预切割线后，可通过机械外力代替激光器加热裂片来分离待切割样品。

本发明实施例提供的激光切割方法，由于聚焦后的贝塞尔光束为焦深较长的聚焦光束，因此，与高斯光束相比，能够对厚度较厚的待切割样品进行有效切割，从而扩大了激光切割装置的应用范围。并且，本发明实施例激光切割方法，只需对待切割样品进行两次切割即可分离成品和废料，切割效率较高。此外，本发明实施例激光切割方法具有切割道窄、切割后的产品表面崩边小、锥度小、静压强度高和可切割异形产品等优点。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (5)

1.一种激光切割装置，其特征在于，包括激光器、光束整形系统和第一聚光镜，所述激光器为皮秒激光器；

所述激光器用于出射激光，所述激光为高斯光束；

所述光束整形系统用于将所述高斯光束转换为贝塞尔光束，所述光束整形系统包括依次设置在所述激光器出光光路上的轴锥棱镜、扩束镜和第二聚光镜；所述轴锥棱镜用于将所述高斯光束转换为贝塞尔光束；所述扩束镜用于对所述贝塞尔光束进行扩束；所述第二聚光镜用于对所述扩束后的贝塞尔光束进行聚焦；

所述第一聚光镜用于将所述贝塞尔光束聚焦到待切割样品的待切割区域，以使所述贝塞尔光束对所述待切割区域进行预切割；

所述激光切割装置还包括运动平台和第一控制器；

所述运动平台用于支撑所述待切割样品，并带动所述待切割样品沿预设轨迹运动，以使所述贝塞尔光束在所述待切割区域形成多条预切割线；

所述第一控制器用于控制所述激光器照射在相邻的两条预切割线的光束的间隔时间等于所述运动平台带动所述待切割样品在所述相邻的两条预切割线之间的运动时间，以使任意两条相邻的预切割线之间的距离相等；

还包括扫描振镜和平场镜；

所述扫描振镜用于对所述激光器出射的高斯光束进行反射；

所述平场镜用于对所述扫描振镜出射的高斯光束进行聚焦，以使所述高斯光束对所述待切割区域进行二次切割，以切断分离所述待切割样品。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括第一反射镜和第二反射镜；

所述光束整形系统和所述第一聚光镜依次设置在第一光路上；

所述扫描振镜和所述平场镜依次设置在第二光路上；

所述第一反射镜用于将所述激光器出射的激光反射至所述第一光路；

所述第二反射镜用于将所述激光器出射的激光反射至所述第二光路。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括检测校正系统；

所述检测校正系统用于检测校正所述扫描振镜中心与所述第一聚光镜中心之间的距离，以使所述高斯光束沿着所述贝塞尔光束的切割轨迹对所述待切割区域进行二次切割。

4.一种激光切割方法，其特征在于，应用于权利要求1～3任一项所述的激光切割装置，包括：

激光器出射激光，所述激光为高斯光束；

光束整形系统将所述高斯光束转换为贝塞尔光束，轴锥棱镜将所述高斯光束转换为贝塞尔光束；扩束镜对所述贝塞尔光束进行扩束；第二聚光镜用于对所述扩束后的贝塞尔光束进行聚焦；

第一聚光镜将所述贝塞尔光束聚焦到待切割样品的待切割区域，以使所述贝塞尔光束对所述待切割区域进行预切割；

所述激光器出射激光，所述激光为高斯光束；

扫描振镜对所述激光器出射的高斯光束进行反射；

平场镜对所述扫描振镜出射的高斯光束进行聚焦，以使所述高斯光束对所述待切割区域进行二次切割，以切断分离所述待切割样品；

其中，所述贝塞尔光束对所述待切割区域进行预切割的过程包括：

运动平台带动所述待切割样品沿预设轨迹运动，以使所述贝塞尔光束在所述待切割区域形成多条预切割线；

所述贝塞尔光束在所述待切割区域形成多条预切割线包括：

第一控制器控制所述激光器照射在相邻的两条预切割线的光束的间隔时间等于所述运动平台带动所述待切割样品在所述相邻的两条预切割线之间的运动时间，以使任意两条相邻的预切割线之间的距离相等。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述待切割样品包括沿厚度方向依次排列的多个待切割区域，所述贝塞尔光束对所述待切割区域进行预切割，包括：

调整所述第一聚光镜的焦距，以使所述贝塞尔光束对所述多个待切割区域依次进行预切割。