CN113857686A - 滤光片的激光切割方法 - Google Patents

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蔡建杰
刘林杰
毛磊
黄浩
张红江
尹建刚
高云峰
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Abstract

本发明涉及一种滤光片的激光切割方法，包括如下步骤：提供滤光片；选取超快激光器和聚焦镜头，将滤光片放置到加工平台上，开启激光设备，调整激光焦距，使激光焦点聚焦于滤光片的正面表面和背面表面之间；控制激光在正面表面和背面表面之间形成加工形成若干条平行设置的改质通道，若干条平行设置的改质通道组成改质通道集群；以及滤光片沿着改质通道集群自然裂开，完成滤光片的加工。这种滤光片的激光切割方法，在激光切割时不触及滤光片的正面表面和背面表面，也就不会对滤光片的正面表面和背面表面造成损伤，从而在切割时不会造成滤光片的表面膜层脱落。

Description

滤光片的激光切割方法
技术领域
本发明涉及激光切割领域，尤其涉及一种滤光片的激光切割方法。
背景技术
随着3D成像和传感技术的成熟，各行业对窄带滤光片的需求越来越突，并对精度有着更高的要求。
现在有技术对滤光片的切割，多为机械式的刀轮切割，这种切割方式存有巨大的的缺陷，如刀轮切割时必须使用高压水枪对刀片进行降温处理，当水压不稳定时会有大量的热产生导致整体崩裂，或由于水压过大冲击材料表面破裂；即使以上问题都解决了，受限于刀轮切割属于接触性物理切割，在切割过程中容易造成滤光片最重要的表面膜层脱落。
发明内容
基于此，有必要提供一种滤光片的激光切割方法，其在对滤光片进行切割时不会造成滤光片的表面膜层脱落。
一种滤光片的激光切割方法，包括如下步骤：
提供滤光片，所述滤光片具有相对的正面表面和背面表面；
选取超快激光器和聚焦镜头，将所述滤光片放置到加工平台上，开启激光设备，调整激光焦距，使激光焦点聚焦于所述滤光片的所述正面表面和所述背面表面之间；
控制激光在所述正面表面和所述背面表面之间形成加工形成若干条平行设置的改质通道，若干条平行设置的所述改质通道组成改质通道集群；以及
所述滤光片沿着所述改质通道集群自然裂开，完成所述滤光片的加工。
这种滤光片的激光切割方法，通过控制激光在滤光片的正面表面和背面表面之间形成加工形成若干条平行设置的改质通道，由于激光切割时不触及滤光片的正面表面和背面表面，也就不会对滤光片的正面表面和背面表面造成损伤，从而在切割时不会造成滤光片的表面膜层脱落。
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一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。
其中：
图1为一实施方式的滤光片的激光切割方法的方法流程图。
图2为如图1所示的方法切割滤光片后的剖面图。
图3为本申请的激光加工工艺对850nm的滤光片切割后的微观图。
图4为对比例的激光加工工艺对850nm的滤光片切割后的微观图。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将结合具体实施方式对本发明进行更全面的描述。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。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例的目的，不是旨在于限制本发明。
如图1所示的一实施方式的滤光片的激光切割方法，包括如下步骤：
S10、提供滤光片。
结合图2，滤光片具有相对的正面表面10和背面表面20。
一般来说，滤光片的波长为780nm～1000nm。
特别的，滤光片的波长为850nm或950nm。
S20、选取超快激光器和聚焦镜头，将S10得到的滤光片放置到加工平台上，开启激光设备，调整激光焦距，使激光焦点聚焦于滤光片的正面表面10和背面表面20之间。
考虑到滤光片的正面表面10和背面表面20的镀膜层对热影响很敏感，超快激光器优选为脉宽≦100ps的皮秒红外激光或皮秒红外激光，聚焦镜头优选为数值孔径≧0.5的短焦镜头，并且控制激光在正面表面10和背面表面20之间形成高斯光斑，从而可以避免激光加工时热量扩散太多而损伤到镀膜层。
S30、控制激光在正面表面10和背面表面20之间形成加工形成若干条平行设置的改质通道30，若干条平行设置的改质通道30组成改质通道集群。
优选的，相邻的两条改质通道之间的距离为1μm～20μm。
具体来说，相邻的两条改质通道之间的距离为4μm、6μm、8μm、10μm、12μm、14μm或16μm。
本实施方式中，组成改质通道集群的改质通道30的数量为4条。
组成改质通道集群的改质通道30的数量由滤光片的厚度决定，厚度越高，则改质通道30的数量越多。
为了避免影响到正面表面10，最靠近正面表面10的一条改质通道30与正面表面10之间的距离为1μm～20μm。
优选的，最靠近正面表面10的一条改质通道30与正面表面10之间的距离为4μm、6μm、8μm、10μm、12μm、14μm或16μm。
为了避免影响到背面表面20，最靠近背面表面20的一条改质通道30与背面表面20之间的距离为1μm～20μm。
优选的，最靠近背面表面20的一条改质通道30与背面表面20之间的距离为4μm、6μm、8μm、10μm、12μm、14μm或16μm。
具体来说，每条改质通道中，相邻的两个炸点之间的距离为1μm～20μm。
优选的，每条改质通道中，相邻的两个炸点之间的距离为4μm、6μm、8μm、10μm、12μm、14μm或16μm。
更具体的，相邻的两个炸点之间的距离略大于相邻的两条改质通道30之间的距离，这是为了使得改质通道集群加工完成后，滤光片可以完美的实现沿着改质通道集群自然裂开。
更具体的，相邻的两个炸点之间的距离略小于最靠近背面表面20的一条改质通道30与背面表面20之间的距离，并且相邻的两个炸点之间的距离略小于最靠近背面表面20的一条改质通道30与背面表面20之间的距离，这一方面是为了尽可能的提高滤光片待切割处内的改质通道30的数量，另一方面是为了避免激光加工时对镀膜层造成热损伤。
加工平台可控制滤光片在X轴和Y轴两个方向上移动，聚焦镜头可以在Z轴方向上进行移动，从而可以实现若干条平行设置的改质通道30的激光加工。
S40、滤光片沿着改质通道集群自然裂开，完成滤光片的切割。
这种滤光片的激光切割方法，通过控制激光在滤光片的正面表面10和背面表面20之间形成加工形成若干条平行设置的改质通道30，由于激光切割时不触及滤光片的正面表面10和背面表面20，也就不会对滤光片的正面表面10和背面表面20造成损伤，从而在切割时不会造成滤光片的表面膜层脱落。
此外，为了避免传统激光切割工艺由于热扩散对滤光片的镀膜层造成损伤，超快激光器优选为脉宽≦100ps的皮秒红外激光或皮秒红外激光，聚焦镜头优选为数值孔径≧0.5的短焦镜头，并且控制激光在正面表面10和背面表面20之间形成高斯光斑，从而可以避免激光加工时热量扩散太多而损伤到镀膜层。
进一步的，相邻的两条改质通道之间的距离为1μm～20μm，最靠近正面表面10的一条改质通道30与正面表面10之间的距离为1μm～20μm，为了避免影响到背面表面20，最靠近背面表面20的一条改质通道30与背面表面20之间的距离为1μm～20μm，每条改质通道中，相邻的两个炸点之间的距离为1μm～20μm。进行上述具体的参数设置，一方面对镀膜层形成保护，避免了激光加工时的热损伤，另一方面也保证了滤光片可以沿着改质通道集群自然裂开，形成完美的裂口。
结合图3和图4，对比传统的切割工艺，采用上述激光切割方法对850nm波长的滤光片的切割效果最好，其中对比现有的业内切割工艺，上述激光切割方法改善了对镀膜层的灼烧情况，直线度更好，并且边缘没有熔融堆积物。
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申请专利范围的限制。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 (10)

1.一种滤光片的激光切割方法，其特征在于，包括如下步骤：
提供滤光片，所述滤光片具有相对的正面表面和背面表面；
选取超快激光器和聚焦镜头，将所述滤光片放置到加工平台上，开启激光设备，调整激光焦距，使激光焦点聚焦于所述滤光片的所述正面表面和所述背面表面之间；
控制激光在所述正面表面和所述背面表面之间形成加工形成若干条平行设置的改质通道，若干条平行设置的所述改质通道组成改质通道集群；以及
所述滤光片沿着所述改质通道集群自然裂开，完成所述滤光片的加工。
2.根据权利要求1所述的滤光片的激光切割方法，其特征在于，所述滤光片的波长为780nm～1000nm。
3.根据权利要求1所述的滤光片的激光切割方法，其特征在于，相邻的两条所述改质通道之间的距离为1μm～20μm。
4.根据权利要求3所述的滤光片的激光切割方法，其特征在于，相邻的两条所述改质通道之间的距离为4μm、6μm、8μm、10μm、12μm、14μm或16μm。
5.根据权利要求3所述的滤光片的激光切割方法，其特征在于，最靠近所述正面表面的一条所述改质通道与所述正面表面之间的距离为1μm～20μm；
最靠近所述背面表面的一条所述改质通道与所述背面表面之间的距离为1μm～20μm。
6.根据权利要求3所述的滤光片的激光切割方法，其特征在于，每条所述改质通道中，相邻的两个炸点之间的距离为1μm～20μm。
7.根据权利要求1所述的滤光片的激光切割方法，其特征在于，所述控制激光在所述正面表面和所述背面表面之间形成加工形成若干条平行设置的改质通道的操作中，所述激光在所述正面表面和所述背面表面之间形成高斯光斑。
8.根据权利要求1所述的滤光片的激光切割方法，其特征在于，所述加工平台可控制所述滤光片在X轴和Y轴两个方向上移动，所述聚焦镜头可以在Z轴方向上进行移动。
9.根据权利要求1～8中任一项所述的滤光片的激光切割方法，其特征在于，所述超快激光器为脉宽≦100ps的皮秒红外激光或皮秒红外激光。
10.根据权利要求9所述的滤光片的激光切割方法，其特征在于，聚焦镜头为数值孔径≧0.5的短焦镜头。
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