CN111151873A

CN111151873A - 一种脆性材料激光切割装置及方法

Info

Publication number: CN111151873A
Application number: CN201811314898.4A
Authority: CN
Inventors: 孙玉芬; 张明荣; 谢圣君; 彭荣森; 吕启涛; 彭伟东; 黄海; 李少荣; 龚凯蒂; 周亚飞; 刑沐悦; 朱高翔; 张庆礼; 毕瑜彬; 邓鹏�; 高云峰
Original assignee: Han s Laser Technology Industry Group Co Ltd
Current assignee: Han s Laser Technology Industry Group Co Ltd
Priority date: 2018-11-06
Filing date: 2018-11-06
Publication date: 2020-05-15

Abstract

本发明涉及一种脆性材料激光切割装置及方法，包括激光器、扩束系统、光阑孔、锥透镜、准直透镜以及物镜；激光器能够输出高斯激光光束，扩束系统、光阑孔、锥透镜、准直透镜以及物镜被设置在激光的光路上；输出的高斯激光光束依次射入扩束系统和光阑孔，高斯激光光束经过该扩束系统扩束，将激光光斑直径扩大；再经过光阑孔，控制光斑的能量分布；再经过锥透镜将高斯激光光束转换成贝塞尔激光光束，再射入准直透镜，形成环形光，再经过物镜聚焦，形成聚焦后贝塞尔激光光束作用在脆性材料上进行切割操作。利用本发明的激光切割装置在满足脆性材料的切断面的粗糙度要求同时也能满足对激光强度的控制要求，切割出合适形状的切断面粗糙度的脆性材料。

Description

一种脆性材料激光切割装置及方法

技术领域

本发明属于激光切割领域，具体涉及一种脆性材料激光切割装置及方法。

背景技术

面板行业的不断发展，对其内部配件玻璃、蓝宝石等材料切割要求在不断的提高，特别是崩边、断面粗糙度等方面，目前有刀轮切割、激光烧蚀切割、激光隐形切割、激光成丝切割等技术，前两种方式已经不能满足要求，隐形切割崩边可以，但断面粗糙度太大，激光成丝切割崩边和断面粗糙度都只能满足一般需求，对产品切割后的强度影响较大。

而在激光切割技术方面，常见的有高斯激光光束切割和贝塞尔激光光束切割技术，对于高斯激光光束，常规的高斯激光光束由于其激光能量集中在焦点附近很短的长度范围内，很难满足对脆性材料的切断面的粗糙度要求，对于需要高质量切割的面板，高斯激光光束切割技术很难满足要求。

目前，获得贝塞尔激光光束的方法主要可以分为两类，第一类是利用具有特定结构谐振腔的激光器直接产生贝塞尔激光光束，第二类是通过光束空间变换的方法由其他光束转换为贝塞尔激光光束，较为普遍的产生方式是将激光器输出的高斯激光光束通过一个锥透镜生成贝塞尔激光光束，但对于贝塞尔激光光束技术，贝塞尔激光光束是指横截面上光强沿径向满足第一类贝塞尔函数的一类光，贝塞尔激光光束相比传统高斯激光光束，其光场能量分布具有更高的长径比，可以预测，如果利用它来加工，能够达到比高斯激光光束更好的效果。但对于如何控制贝塞尔激光光束的强度，控制其激光的能量和作用在被切割材料上产生热量影响一直都存在问题，影响了贝塞尔激光光束在脆性材料切割领域上应用。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中存在的激光切割粗糙度无法精确控制和激光切割的热影响切断面的成型效果的问题，提供一种脆性材料激光切割装置及方法。

为了实现上述技术目的，本发明提供了一种脆性材料激光切割装置，包括激光器、扩束系统、光阑孔、锥透镜、准直透镜以及物镜；所述激光器能够输出高斯激光光束，所述扩束系统、光阑孔、锥透镜、准直透镜以及物镜被设置在激光的光路上；输出的高斯激光光束依次射入扩束系统和光阑孔，所述高斯激光光束经过该扩束系统扩束，将激光光斑直径扩大；再经过所述光阑孔，控制光斑的能量分布；再经过锥透镜将高斯激光光束转换成贝塞尔激光光束，所述贝塞尔激光光束再射入准直透镜，形成环形光，再经过物镜聚焦，形成聚焦后贝塞尔激光光束作用在脆性材料上，切割该脆性材料。

进一步的，所述物镜替换为聚焦透镜组。聚焦透镜组可以采用焦距较小的聚焦透镜组替代物镜，与准直透镜配合，同样也能形成一个聚焦系统，聚焦激光切割材料。

优选的，所述扩束系统将高斯激光光束的光斑直径扩大到5-15mm。扩束系统旨在改变高斯激光光束的光斑尺寸，使其通过锥透镜时产生适用于切削加工的贝塞尔激光光束。

进一步的，所述光阑孔为锯齿状光阑孔。锯齿状的光阑孔能够将环形的高斯激光光斑分割成为一段段的光斑，这然虽然减弱的激光的光强，但其仍然满足市面上面面板厚度所需要的激光加工的光强要求，也能够有效的控制激光切割产生的热影响，提高切割后材料断面的成型效果。

再进一步的，所述扩束系统将激光扩束之后形成的光斑的直径与所述锯齿状光阑孔的锯齿处的尺寸配合。通过锯齿状的光阑孔将光斑重新分布，将光斑分成一段一段的光斑，能够缩减激光的能量，减少切割材料时产生的热而使材料温度过高。

再进一步的，所述脆性材料为玻璃、蓝宝石或贴膜的玻璃。

优选的，还包括反射镜，所述反射镜设置在激光的光路中，反射激光来改变光路的角度。通过反射镜可以改变激光的光路，方便对激光光路中的各个设备进行结构的设计，让激光切割装置的结构更加紧密。

优选的，所述物镜至少为5倍物镜。

一种脆性材料激光切割方法，包括以下步骤：

激光产生步骤，通过激光器产生高斯激光光束，并形成激光光路；

激光处理步骤，高斯激光光束先通过扩束系统扩大激光的光斑直径，再通过光阑孔控制光斑的分布；

激光转换步骤，经过激光处理步骤的高斯激光光束经过锥透镜转换成贝塞尔激光光束；

聚焦步骤，贝塞尔激光光束经过包括准直透镜和物镜的聚焦系统,或经过包括准直透镜和聚焦透镜组的聚焦系统的聚焦作用在脆性材料上，切割脆性材料。

根据本发明的一种脆性材料激光切割方法，利用扩束系统和光阑孔对高斯激光光束的光斑进行处理，使通过处理后的激光光斑能够通过锥透镜产生具有合适强度的0阶贝塞尔激光光束，再通过聚焦系统，切割脆性材料，满足切割断面的粗糙度要求，同时防止了切割时产生过多的热影响影响切割断面的品质。

优选的，还包括光路反射步骤:通过设置在光路上反射镜，改变光路的角度。通过反射镜3可以改变激光的光路，方便对激光光路中的各个设备进行结构的设计，让激光切割装置的结构更加紧密。

根据本发明的一种脆性材料激光切割装置，通过激光器产生高斯激光光束，再对高斯激光光束的光斑进行处理，通过扩束系统扩大激光的光斑，产生环形的光斑，通过扩束系统来控制光斑的尺寸，即控制了射入锥透镜的高斯激光光束的光斑直径，继而通过锥透镜产生适合进行切割加工的贝塞尔激光光束；同时还设置有光阑孔，通过光阑孔控制光斑的能量分布，避免切割时产生的热效应烧毁切断面而影响切割出来的产品的质量；通过扩束系统和光阑孔处理后的激光通过锥透镜产生0阶的贝塞尔激光光束，再通过包括准直透镜和物镜的聚焦系统将贝塞尔激光光束聚焦在被切割的脆性材料上。

附图说明

图1为本发明的脆性材料切割装置的示意图；

图2为本发明的聚焦系统的结构示意图；

图3为本发明的光阑孔的俯视图；

图4为第一块玻璃切断面的显微镜3D扫描图；

图5为第二块玻璃切断面的显微镜3D扫描图；

图6为第三块玻璃切断面的显微镜3D扫描图；

图7为玻璃面板放大400倍的显微镜3D扫描图；

图8为玻璃面板放大1000倍的显微镜3D扫描图；

图9为本发明的激光切割装置切割的厚度为3mm的玻璃的图片；

图10为本发明的激光切割装置切割的厚度为2mm的玻璃的图片。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例详细说明本发明的技术方案。

如图1至2所示的一种脆性材料激光切割装置，包括激光器1、扩束系统2、光阑孔4、锥透镜5、准直透镜6以及物镜7；所述激光器1能够输出高斯激光光束，所述扩束系统2、光阑孔4、锥透镜5、准直透镜6以及物镜7被设置在激光的光路上；输出的高斯激光光束依次射入扩束系统2和光阑孔4，所述高斯激光光束经过该扩束系统2扩束，将激光光斑直径扩大；再经过所述光阑孔4，控制光斑的能量分布；再经过锥透镜5将高斯激光光束转换成贝塞尔激光光束，所述贝塞尔激光光束再射入准直透镜6，形成环形光，在经过物镜7聚焦，形成聚焦后贝塞尔激光光束作用在脆性材料上，切割该脆性材料。

根据本发明的一种脆性材料激光切割装置，通过激光器1产生高斯激光光束，再对高斯激光光束的光斑进行处理，通过扩束系统2扩大激光的光斑，产生环形的光斑，通过扩束系统2来控制光斑的尺寸，即控制了射入锥透镜5的高斯激光光束的光斑直径，继而通过锥透镜5产生适合进行切割加工的贝塞尔激光光束；同时还设置有光阑孔4，通过光阑孔4控制光斑的能量分布，避免切割时产生的热效应烧毁切断面而影响切割出来的产品的质量；通过扩束系统2和光阑孔4处理后的激光通过锥透镜5产生0阶的贝塞尔激光光束，再通过包括准直透镜6和物镜7的聚焦系统将贝塞尔激光光束聚焦在被切割的脆性材料上。

进一步的，所述物镜7替换为聚焦透镜组。聚焦透镜组可以采用焦距较小的聚焦透镜组替代物镜7，与准直透镜6配合，同样也能形成一个聚焦系统，聚焦激光切割材料。

优选的，所述扩束系统2将高斯激光光束的光斑直径扩大到5-15mm。扩束系统2旨在改变高斯激光光束的光斑尺寸，使其通过锥透镜5时产生适用于切削加工的贝塞尔激光光束。

进一步的，所述光阑孔4为锯齿状光阑孔4。锯齿状的光阑孔4能够将环形的高斯激光光斑分割成为一段段的光斑，这虽然减弱的激光的光强，但其仍然满足市面上面板厚度所需要的激光加工的光强要求，也能够有效的控制激光切割产生的热影响，提高切割后材料断面的成型效果。

再进一步的，所述扩束系统2将激光扩束之后形成的光斑的直径与所述锯齿状光阑孔4的锯齿处的尺寸配合。通过锯齿状的光阑孔4将光斑重新分布，将光斑分成一段一段的光斑，能够缩减激光的能量，减少切割材料时产生的热而使材料温度过高。

再进一步的，所述脆性材料为玻璃、蓝宝石或贴膜的玻璃。

优选的，还包括反射镜3，所述反射镜3设置在激光的光路中，反射激光来改变光路的角度。通过反射镜3可以改变激光的光路，方便对激光光路中的各个设备进行结构的设计，让激光切割装置的结构更加紧密。

一般的激光切割装置，激光器1产生激光后，会通过反射镜3改变激光的光路，将激光射入激光切割头中处理后切割被切割的材料。

优选的，所述物镜7至少为5倍物镜7。

贝塞尔激光光束是指横截面上光强沿径向满足第一类贝塞尔函数的一类光，贝塞尔激光光束一般由多层圆环状结构组成，根据贝塞尔函数的级次不同，贝塞尔激光光束的光强分布也不相同，对于0阶贝塞尔激光光束，中心光斑能量最高，能量向外依次降低，因此，在实际生产中，通常利用0阶贝塞尔激光光束进行物体的切割。

而且，从高斯激光光束和贝塞尔激光光束的特性来说，在光束的传播方向的横截面上看，贝塞尔激光光束的光强在横截面上的分布并不随着传播距离而发生变化，这一特性被称之为贝塞尔激光光束的无衍射特性，也是贝塞尔激光光束区别于高斯激光光束的最大特点。作为对比，高斯激光光束在横截面上的传播方向上的分布，高斯激光光束的光强只是在焦点附近有限的长度范围内比较集中。

理想的0阶贝塞尔激光光束拥有无限大的长径比，对于加工切割脆性材料具有重要意义，然后理想的贝塞尔激光光束要求激光能量无限大且光束直径无效大，这不可能实现，实际情况下，一般只能产生在一定长度范围内近似的贝塞尔光束。目前，较为普遍的产生方式是将激光器1输出的高斯激光光束通过一个锥透镜5生成贝塞尔激光光束。

如图2所示，从几何光学角度的普通高斯激光光束通过锥透镜5转换成贝塞尔激光光束的原理示意图。理想的锥透镜5是一个圆锥形状的光学透镜。锥透镜5将高斯激光光束转换成贝塞尔激光光束，所述贝塞尔激光光束再射入准直透镜6，形成环形光，在经过物镜7聚焦，形成聚焦后贝塞尔激光光束作用在脆性材料上，切割该脆性材料

如附图1所示的激光切割装置，激光器1输出的激光，通过扩束系统2进行扩束，把光斑直径扩大到5-15mm，经过反射镜3把激光束反射进入激光切割头，激光切割头包括光阑孔4、锥透镜5、准直透镜6和物镜7，光阑孔4的作用是控制光斑能量分布，锥透镜把高斯分布的光改变成为贝塞尔分布；准直透镜6的作用是准直、改变焦深实现薄厚不同的材料的切割，将锥透镜输出的贝塞尔激光光束转换成环形光；物镜7，可以是5倍以上的物镜7，也可以替换为焦距较小的聚焦透镜组，可以根据切割材料的厚度进行调换。

正常切割时，所述激光器为超快激光器，激光器输出的激光脉冲需要逐步释放，即会输出一个脉冲包络，脉冲包络中有两个或两个以上的子脉冲，而且每个子脉冲的高度可以控制，所以一个脉冲包络中的子脉冲可以是一样高，或者先高后低，或先低后高。

通过附图1所示的激光切割装置，可以切割厚度范围在0.2mm到3.5mm的脆性材料，如玻璃、蓝宝石等脆性材料，切割断面的粗糙度＜1.5um，崩边小于5um，还可以切割有薄镀膜层的玻璃。

如图3所示的光阑孔4，其孔径呈锯齿状，当光斑经过该光阑孔4时，光斑的尺寸和光阑孔4锯齿位置的尺寸配合，光斑会被锯齿分割成一段段的光斑，再经过锥透镜5转换成贝塞尔激光光束，即可合理的控制贝塞尔激光光束的强度和产生的热影响。

通过改变锯齿的数量和密度，可以控制穿过光阑孔4的光斑的强度，当需要切割的脆性材料厚度较大时，这时需要改变光阑孔4的锯齿的分布，比如增加锯齿的数量，或增大单个锯齿的宽度，让更多的光斑穿过光阑孔4，让转换成贝塞尔激光光束具有更高的光强，能够切割更厚的材料；而需要切割的脆性材料厚度较小时，这时可以减少锯齿的数量，或降低单个锯齿的宽度，让较少的光斑穿过光阑孔4，让转换成贝塞尔激光光束具有角度的光强，避免切割时产生过多的热效应，影响切割断面的成型效果。

以切割1.5mm厚玻璃为例，通过显微镜观察和导出利用上述切割装置切割后的切割断面效果：

第一块玻璃切割效果：

如附图4所示第一块玻璃切断面在显微镜下的3D扫描图，取第一块玻璃切断面的其中一个区段1做显微镜测试，通过显微镜3D扫描下取区段1切割端面效果。并且通过显微镜测试的结果如下表：

Rp

Rv

Rz

Ra

Rq

Rsk

Rku

Rδc

Rmr

Rmr(c)

注释

总计

2.69um

2.32um

5.01um

0.53um

0.66um

-0.0165

2.9228

0.89um

50.00％

39.57％

最大值

2.69um

2.32um

5.01um

0.53um

0.66um

-0.0165

2.9228

0.89um

50.00％

39.57％

最小值

2.69um

2.32um

5.01um

0.53um

0.66um

-0.0165

2.9228

0.89um

50.00％

39.57％

平均值

2.69um

2.32um

5.01um

0.53um

0.66um

-0.0165

2.9228

0.89um

50.00％

39.57％

标准偏差

0.00um

0.00％

3sigma

0.00um

0.00％

根据显微镜3D扫描图和导出的测试结果显示，区段1的切断面的粗糙度为Ra＝0.53um。(上表格中的第4列)

第二块玻璃切割效果：

如附图5所示第二块玻璃切断面在显微镜下的3D扫描图，取第二块玻璃切断面的其中一个区段2做显微镜测试，通过显微镜3D扫描下取区段2切割端面效果。并且通过显微镜测试的结果如下表：

Rp

Rv

Rz

Ra

Rq

Rsk

Rku

Rδc

Rmr

Rmr(c)

注释

总计

33.16um

4.00um

37.16um

0.79um

1.51um

6.5231

78.8036

1.07um

50.00％

0.09％

最大值

33.16um

4.00um

37.16um

0.79um

1.51um

6.5231

78.8036

1.07um

50.00％

0.09％

最小值

33.16um

4.00um

37.16um

0.79um

1.51um

6.5231

78.8036

1.07um

50.00％

0.09％

平均值

33.16um

4.00um

37.16um

0.79um

1.51um

6.5231

78.8036

1.07um

50.00％

0.09％

标准偏差

0.00um

0.00％

3sigma

0.00um

0.00％

根据显微镜3D扫描图和导出的测试结果显示，区段2的切断面的粗糙度为Ra＝0.79um。(上表格中的第4列)

第三块玻璃切割效果：

如附图6所示第三块玻璃切断面在显微镜下的3D扫描图，取第三块玻璃切断面的其中一个区段3做显微镜测试，通过显微镜3D扫描下取区段3切割端面效果。并且通过显微镜测试的结果如下表：

Rp

Rv

Rz

Ra

Rq

Rsk

Rku

Rδc

Rmr

Rmr(c)

注释

总计

12.71um

6.63um

19.34um

0.64um

0.95um

2.6624

22.7481

0.97um

50.00％

1.18％

最大值

12.71um

6.63um

19.34um

0.64um

0.95um

2.6624

22.7481

0.97um

50.00％

1.18％

最小值

12.71um

6.63um

19.34um

0.64um

0.95um

2.6624

22.7481

0.97um

50.00％

1.18％

平均值

12.71um

6.63um

19.34um

0.64um

0.95um

2.6624

22.7481

0.97um

50.00％

1.18％

标准偏差

0.00um

0.00％

3sigma

0.00um

0.00％

根据显微镜3D扫描图和导出的测试结果显示，区段3的切断面的粗糙度为Ra＝0.64um。(上表格中的第4列)

如附图7所示，玻璃面板的切断面在放大400倍时的显微镜3D扫描图，玻璃面板的切断边缘整齐，切割边缘无明显的崩边。

如附图8所示，玻璃面板的切断面在放大1000倍时的显微镜3D扫描图，玻璃面板的切断边缘整齐，显示仅存在2μm左右的崩边。

根据显微镜的测试结果，经过扩束系统2和光阑孔4处理的激光光斑，在切割玻璃等脆性材料时，切割效果好，端面粗糙度可以控制到小于1.5um，崩边可以控制到小于5um，能够满足市场对切割玻璃等脆性材料的切割要求。再通过聚焦系统对焦深的控制，实现了对玻璃、蓝宝石等脆性材料的精细切割。

如附图9所示，通过本发明的激光切割装置切割的厚度3mm的圆形玻璃面板，其切断面边缘整齐，并且没有明显的热影响影响玻璃面板的切断面的成型效果。

如附图10所示，通过本发明的激光切割装置切割的厚度2mm的方形玻璃面板，其切断面边缘整齐，并且没有明显的热影响影响玻璃面板的切断面的成型效果。

还包括可编程控制器和使所述激光切割头移动的移动装置，利用可编程控制器编写激光切割头的切割路线，进而切割成如附图9和附图10所示形状的脆性材料面板。比如通过可编程控制器与移动装置电连接，可编程控制器产生控制电信号使移动装置移动，控制带着激光切割头按照编写好的切割路线移动，同时也启动激光切割装置，切割出在可编程控制器中编写的特定形状的脆性材料面板。

一种脆性材料激光切割方法，包括以下步骤：

激光产生步骤，通过激光器1产生高斯激光光束，并形成激光光路；

激光处理步骤，高斯激光光束先通过扩束系统2扩大激光的光斑直径，再通过光阑孔4控制光斑的分布；

激光转换步骤，经过激光处理步骤的高斯激光光束经过锥透镜5转换成贝塞尔激光光束；

聚焦步骤，贝塞尔激光光束经过包括准直透镜6和物镜7的聚焦系统,或经过包括准直透镜6和聚焦透镜组的聚焦系统的聚焦作用在脆性材料上，切割脆性材料。

根据本发明的一种脆性材料激光切割方法，利用扩束系统2和光阑孔4对高斯激光光束的光斑进行处理，使通过处理后的激光光斑能够通过锥透镜5产生具有合适强度的0阶贝塞尔激光光束，再通过聚焦系统，切割脆性材料，满足切割断面的粗糙度要求，同时防止了切割时产生过多的热影响影响切割断面的品质。

在聚焦系统中，准直透镜6的作用在于将入射的光束准直，改变其焦深以实现不同厚度的脆性材料的切割，物镜7，至少是5倍以上的物镜7，通过物镜7聚焦切割，还可以根据被切割材料的厚度进行调换。

本发明的切割方法还可以用焦距较小的聚焦透镜组替换物镜7，组成聚焦系统，将贝塞尔激光光束聚焦，再对脆性材料进行切割，可以根据实际被切割材料及其厚度选择使用物镜7还是焦距较小的聚焦透镜组。

在激光处理步骤，包括扩束系统2，通过扩束系统2将激光器1产生的高斯分布的激光光斑扩大，形成一个直径在5-15mm的光斑，使锥透镜5产生一个适应于切割0.2mm到3.5mm厚度的脆性材料，如玻璃等材料；同时，还通过锯齿状的光阑孔4重新对光斑进行处理，通过光阑孔4的锯齿将光斑分割成一段一段的，控制光斑的能量，避免产生的贝塞尔激光光束产生过高的热影响，影响了玻璃切断面的成型效果。那么，所产生的光斑的尺寸必然和光阑孔4的锯齿的位置配合，这样才能够让光阑孔4对光斑进行处理；锯齿状的光阑孔4能够将环形的高斯激光光斑分割成为一段段的光斑，这然虽然减弱的激光的光强，但其仍然满足市面上面面板厚度所需要的激光加工的光强要求，也能够有效的控制激光切割产生的热影响，提高切割后材料断面的成型效果。

优选的，还包括光路反射步骤:通过设置在光路上反射镜3，改变光路的角度。一般的激光切割装置，激光器1产生激光后，会通过反射镜3改变激光的光路，将激光射入激光切割头中处理后切割被切割的材料。

还包括控制步骤，通过可编程控制器和使所述激光切割头移动的移动装置，利用可编程控制器编写激光切割头的切割路线，进而切割成如附图9和附图10所示形状的脆性材料面板。比如通过可编程控制器与移动装置电连接，可编程控制器产生控制电信号使移动装置移动，控制带着激光切割头按照编写好的切割路线移动，同时也启动激光切割装置，切割出在可编程控制器中编写的特定形状的脆性材料面板。

而且，反射镜3也正好配合移动的激光切割头进行设置，将反射镜3设置在该反射镜3的入射光路的方向上跟随激光切割头移动，而在该反射镜3的出射光路的方向上相对激光器1位置固定；即在该反射镜3的入射方向上移动时，反射镜3跟随激光切割头一同移动，当在该反射镜3的出射方向上移动时，反射镜3保持静止，而激光切割头单独移动，这样即使激光切割头如何移动，都能够保证激光器1发射的激光光路能够被反射镜3反射进入到激光切割头内，对脆性材料进行切割。

在本发明的描述中，还需要补充解释的是，所述“上”“下”等指示方位或位置关系的词语为基于附图所示的方位或位置，仅仅为了更加清楚地描述本发明，而不应当理解为对本发明的限制。使用的术语“第一”“第二”仅仅出于描述的目的，而不应当理解为明示或暗示其相对重要性，也并非限定其数目为一个。除非另有明确的规定和限制，术语“安设”、“安装”、“连接”等应当做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸的连接或一体的连接，可以是机械连接也可以是电连接、通讯连接，可以是直接连接也可以是通过中间媒介连接，或者两个元件内部的连通。对于本领域的技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”“若干”的含义是两个或两个以上。

根据上述说明书的揭示和教导，本发明所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行变更和修改。因此，本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。

Claims

1.一种脆性材料激光切割装置，其特征在于，包括激光器、扩束系统、光阑孔、锥透镜、准直透镜以及物镜；所述激光器能够输出高斯激光光束，所述扩束系统、光阑孔、锥透镜、准直透镜以及物镜被设置在激光的光路上；输出的高斯激光光束依次射入扩束系统和光阑孔，所述高斯激光光束经过该扩束系统扩束，将激光光斑直径扩大；再经过所述光阑孔，控制光斑的能量分布；再经过锥透镜将高斯激光光束转换成贝塞尔激光光束，所述贝塞尔激光光束再射入准直透镜，形成环形光，再经过物镜聚焦，形成聚焦后贝塞尔激光光束作用在脆性材料上，切割该脆性材料。

2.根据权利要求1所述的脆性材料激光切割装置，其特征在于，所述物镜替换为聚焦透镜组。

3.根据权利要求1或2所述的脆性材料激光切割装置，其特征在于，所述扩束系统将高斯激光光束的光斑直径扩大到5-15mm。

4.根据权利要求1或2所述的脆性材料激光切割装置，其特征在于，所述光阑孔为锯齿状光阑孔。

5.根据权利要求4所述的脆性材料激光切割装置，其特征在于，所述扩束系统将激光扩束之后形成的光斑的直径与所述锯齿状光阑孔的锯齿处的尺寸配合。

6.根据权利要求1或2所述的脆性材料激光切割装置，其特征在于，所述脆性材料为玻璃、蓝宝石或贴膜的玻璃。

7.根据权利要求1或2所述的脆性材料激光切割装置，其特征在于，还包括反射镜，所述反射镜设置在激光的光路中，反射激光来改变光路的角度。

8.根据权利要求1所述的脆性材料激光切割装置，其特征在于，所述物镜至少为5倍物镜。

9.一种应用权利要求1至8任一项所述的切割装置的脆性材料激光切割方法，其特征在于，包括以下步骤：

10.根据权利要求9的脆性材料激光切割方法，其特征在于，还包括光路反射步骤:通过设置在光路上反射镜，改变光路的角度。