CN113620586A - 一种滤光片激光切割方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及滤光片切割技术领域，公开了一种滤光片激光切割方法，包括以下步骤：S1、将绿光激光器输出的高斯光通过多个反射镜传送至变倍扩束镜；S2、将经过变倍扩束镜的激光通过反射镜传送至1/2水晶波长板，使得激光变成偏振方向可调的线性偏振光；S3、线性偏振光经过偏光立方体分光镜后分成S偏光和P偏光；S4、将P偏光传送至组合透镜，形成能量密度从内往外逐渐减弱的环形光束；S5、将环形光束通过反射镜传送至聚焦镜，将环形光束聚焦于材料内部，通过伺服控制系统带动聚焦镜移动，对材料进行切割。通过多组反射镜和组合透镜后将激光传送至待加工的滤光片材料，通过控制激光功率和光斑形状将切割破坏影响降低至5微米以内。
Description
技术领域
本发明涉及一种切割方法，特别涉及一种滤光片激光切割方法。
背景技术
近年来手机产业发展迅猛，随着4摄、8摄等高端手机的普及，摄像头模组中的滤光片需求量每年以较快速度增长，当前各大芯片厂商如五方光电、水晶光电，星浪光学等都在进行产能扩建，以满足日益增长的消费需求。激光切割是目前主要切割方法，利用高功率密度激光束照射被切割材料，使材料很快被加热至汽化温度，蒸发形成孔洞，随着光束对材料的移动，孔洞连续形成宽度很窄的切缝，完成对材料的切割。激光制造行业的表现与整体行业的景气度密不可分，现有的激光切割设备切割破坏影响比较大，通常为30微米甚至50微米，切割效果不理想。
发明内容
本发明提供了一种滤光片激光切割方法，通过多组反射镜和组合透镜后将激光传送至待加工的滤光片材料，通过组合透镜改变光的形状和能量密度，进而改变激光的脉冲能量及光斑大小，降低激光切割破坏影响。
本发明的工作原理：一种滤光片激光切割方法，包括以下步骤：
S1、将绿光激光器输出的高斯光通过多个反射镜传送至变倍扩束镜；
S2、将经过变倍扩束镜的激光通过反射镜传送至1/2水晶波长板，使得激光变成偏振方向可调的线性偏振光；
S3、线性偏振光经过偏光立方体分光镜后分成S偏光和P偏光；
S4、将P偏光传送至组合透镜，形成能量密度从内往外逐渐减弱的环形光束；
S5、将环形光束通过反射镜传送至聚焦镜，将环形光束聚焦于材料内部，通过伺服控制系统带动聚焦镜移动，对材料进行切割。
进一步的是：步骤S1中所述的激光从光源射出后经过光闸和多个反射镜后传送至变倍扩束镜。
进一步的是：步骤S2中的1/2水晶波长板由一个电动模组驱动调节角度。
进一步的是：步骤S3中P偏光直接透过偏光立方体分光镜，S偏光全部被反射。
进一步的是：步骤S4中所述的组合透镜由1度锥透镜和f=250mm的平凸透镜组成，两组镜片分别固定在两组三维调整镜架上；两组所述三维调整镜架安装在一维平移台上。
本发明的有益效果为：
1、通过电机模组驱动1/2水晶波长板，在通过偏光立方体分光镜，可自由调节激光入射角度，从而实现控制功率。
2、通过变倍扩束镜改变光斑大小，通过偏光镜改变功率，通过组合透镜改变聚焦后的光斑形状，保证激光在相同光束尺寸情况下，有更高的焦深和较小的发散角；最后通过伺服控制系统带动聚焦镜移动，改变切割焦点，使激光在材料内部多次切割，从而降低激光切割破坏影响，将截面延展纹缩减至5微米以内。
3、组合透镜的两组镜片分别固定在两组三维调整镜架上，并将两组所述三维调整镜架安装在一维平移台上，通过调整一维平移台进而实现两组镜片距离的改变，从而可以实现加工蓝玻璃和白玻璃的兼容性。
附图说明
图1为切割方法流程图；
图2为切割设备结构示意图；
图中标记为：1、第一光闸；2、第一反射镜；3、第二反射镜；4、第三反射镜；
5、变倍扩束镜；6、第四反射镜；7、1/2水晶波长板；8、偏光立方体分光镜；9、锥透镜；10、平凸透镜；11、第五反射镜；12、第六反射镜。
具体实施方式
为了加深对本发明的理解，下面将结合附图和实施例对本发明做进一步详细描述，该实施例仅用于解释本发明，并不对本发明的保护范围构成限定。
一种滤光片激光切割方法，本实施例实用的切割设备如图2所示，激光从光源输出后经过切割设备调整后，输出功率和光斑形状符合加工要求的环形光束，再利用聚焦镜将环形光束聚焦于待加工材料内进行切割，具体包括以下步骤：
S1、将绿光激光器输出的高斯光通过第一光闸1后传送至第一反射镜2，然后经过第二反射镜3、第三反射镜4传送至变倍扩束镜5；通过多个反射镜改变光的传播路径，保证光路行程在一定的合理范围内，保证切割效果。
S2、将经过变倍扩束镜的激光通过第四反射镜6传送至1/2水晶波长板7，使得激光变成偏振方向可调的线性偏振光；
S3、线性偏振光经过偏光立方体分光镜8后分成S偏光和P偏光；P偏光直接透过偏光立方体分光镜，S偏光全部被反射；
S4、将P偏光传送至组合透镜，形成能量密度从内往外逐渐减弱的环形光束；
S5、将环形光束通过第五反射镜11、第六反射镜12传送至聚焦镜，将环形光束聚焦于材料内部，通过伺服控制系统带动聚焦镜移动，对材料进行切割。
在上述基础上，步骤S2中的1/2水晶波长板由一个电动模组驱动调节角度，1/2水晶波长板是由两枚水晶板直接接触后构成的零次波长板，可以通过旋转角度来实现光的偏振方向线性可调，在通过偏光立方体分光镜后分成P光和S光，从而达到控制功率的目的。
在上述基础上，步骤S4中所述的组合透镜由1度锥透镜9和f=250mm的平凸透镜10组成，两组镜片分别固定在两组三维调整镜架上；两组所述三维调整镜架安装在一维平移台上，通过调整一维平移台进而实现两组镜片距离的改变，两组镜片距离产生变化时，环光的形状大小及能量密度均会发生变化，从而改变激光的脉冲能量及光斑大小，从而可以实现加工蓝玻璃和白玻璃的兼容性。
上述实施例不应以任何方式限制本发明，凡采用等同替换或等效转换的方式获得的技术方案均落在本发明的保护范围内。
Claims (5)
1.一种滤光片激光切割方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1、将绿光激光器输出的高斯光通过多个反射镜传送至变倍扩束镜；
S2、将扩束后的激光通过反射镜传送至1/2水晶波长板，使得激光变成偏振方向可调的线性偏振光；
S3、线性偏振光经过偏光立方体分光镜后分成S偏光和P偏光；
S4、将P偏光传送至组合透镜，形成能量密度从内往外逐渐减弱的环形光束；
S5、将环形光束通过反射镜传送至聚焦镜，将环形光束聚焦于材料内部，通过伺服控制系统带动聚焦镜移动，对材料进行切割。
2.根据权利要求1所述的一种滤光片激光切割方法，其特征在于：步骤S1中所述的激光从光源射出后经过光闸和多个反射镜后传送至变倍扩束镜。
3.根据权利要求1所述的一种滤光片激光切割方法，其特征在于：步骤S2中的1/2水晶波长板由一个电动模组驱动调节角度。
4.根据权利要求1所述的一种滤光片激光切割方法，其特征在于：步骤S3中P偏光直接透过偏光立方体分光镜，S偏光全部被反射。
5.根据权利要求1所述的一种滤光片激光切割方法，其特征在于：步骤S4中所述的组合透镜由1度锥透镜和f=250mm的平凸透镜组成，两组镜片分别固定在两组三维调整镜架上；两组所述三维调整镜架安装在一维平移台上。
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