CN114173965A - 光机械工具 - Google Patents

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CN114173965A
CN114173965A CN202080053527.4A CN202080053527A CN114173965A CN 114173965 A CN114173965 A CN 114173965A CN 202080053527 A CN202080053527 A CN 202080053527A CN 114173965 A CN114173965 A CN 114173965A
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rake
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D·Vm·拉温德拉
H·沙希尼安
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Weilin Co ltd
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Abstract

本发明公开光机械工具(10a到10o)。所述光机械工具包含具有进入面、前刀面、后刀面、侧前刀面及侧后刀面的材料主体。所述侧前刀面及所述侧后刀面连接到所述进入面。所述侧前刀面连接到所述前刀面。所述侧后刀面连接到所述后刀面。所述前刀面连接到所述后刀面以界定弯曲刀刃。所述进入面延伸远离所述侧后刀面以界定后离隙角。所述前刀面延伸远离所述侧前刀面以界定前刀面角。所述进入面经配置以引导光束朝向所述前刀面、所述后刀面、所述侧前刀面、所述侧后刀面及所述弯曲刀刃中的一或多者且穿过所述前刀面、所述后刀面及所述弯曲刀刃中的一或多者，使得所述光束折射到工件上。本发明还公开系统。本发明还公开用于使光束透射穿过光机械工具的方法。

Description

光机械工具
技术领域
本发明涉及光机械工具、包含光机械工具的系统及用于利用包含光机械工具的系统的方法。
背景技术
本章节提供与本发明有关的背景信息，所述背景信息未必是现有技术。
光辅助(例如，激光辅助)机械加工工具是众所周知的。虽然现有光辅助机械加工工具足以执行其既定目的，但不断寻求对光辅助机械加工工具的改进以推动技术进步。
附图说明
图1A是在被布置成钝后离隙角的基本上线性、平坦或平面光束进入面处接收准直光束的示范性光机械工具的侧视图。
图1B是在被布置成钝后离隙角的向内突出的轴向圆柱形光束进入面处接收准直光束的示范性光机械工具的侧视图。
图1B′是图1B的光机械工具的透视图。
图1C是在被布置成钝后离隙角的向外突出的轴向圆柱形光束进入面处接收准直光束的示范性光机械工具的侧视图。
图1C′是图1C的光机械工具的透视图。
图1D是被布置成钝后离隙角的向内突出的横向圆柱形光束进入面处接收准直光束的示范性光机械工具的侧视图。
图1D′是图1D的光机械工具的透视图。
图1E是在被布置成钝后离隙角的向外突出的横向圆柱形光束进入面处接收准直光束的示范性光机械工具的侧视图。
图1E′是图1E的光机械工具的透视图。
图1F是在被布置成钝后离隙角的向内突出的球形光束进入面处接收准直光束的示范性光机械工具的侧视图。
图1F′是图1F的光机械工具的透视图。
图1G是在被布置成钝后离隙角的向外突出的球形光束进入面处接收准直光束的示范性光机械工具的侧视图。
图1G′是图1G的光机械工具的透视图。
图2A是图1A的光机械工具的俯视图。
图2B是图1B的光机械工具的俯视图。
图2C是图1C的光机械工具的俯视图。
图2D是图1D的光机械工具的俯视图。
图2E是图1E的光机械工具的俯视图。
图2F是图1F的光机械工具的俯视图。
图2G是图1G的光机械工具的俯视图。
图2H是包含光束进入面的示范性光机械工具的俯视图，所述光束进入面布置成界定一或多个衍射表面部分的钝后离隙角。
图2I是包含光束进入面及反射增强涂层的示范性光机械工具的俯视图，所述光束进入面布置成钝后离隙角，且所述反射增强涂层施涂到光机械工具的一或多个外表面。
图3A是在被布置成锐后离隙角的基本上线性、平坦或平面光束进入面处接收准直光束的示范性光机械工具的侧视图。
图3B是在被布置成锐后离隙角的向内突出的轴向圆柱形光束进入面处接收准直光束的示范性光机械工具的侧视图。
图3B′是图3B的光机械工具的透视图。
图3C是在被布置成锐后离隙角的向外突出的轴向圆柱形光束进入面处接收准直光束的示范性光机械工具的侧视图。
图3C′是图3C的光机械工具的透视图。
图3D是在被布置成锐后离隙角的向内突出的横向圆柱形光束进入面处接收准直光束的示范性光机械工具的侧视图。
图3D′是图3D的光机械工具的透视图。
图3E是在被布置成锐后离隙角的向外突出的横向圆柱形光束进入面处接收准直光束的示范性光机械工具的侧视图。
图3E′是图3E的光机械工具的透视图。
图3F是在被布置成锐后离隙角的向内突出的球形光束进入面处接收准直光束的示范性光机械工具的侧视图。
图3F′是图3F的光机械工具的透视图。
图3G是在被布置成锐后离隙角的向外突出的球形光束进入面处接收准直光束的示范性光机械工具的侧视图。
图3G′是图3G的光机械工具的透视图。
图4A是图3A的光机械工具的俯视图。
图4B是图3B的光机械工具的俯视图。
图4C是图3C的光机械工具的俯视图。
图4D是图3D的光机械工具的俯视图。
图4E是图3E的光机械工具的俯视图。
图4F是图3F的光机械工具的俯视图。
图4G是图3G的光机械工具的俯视图。
图4H是包含光束进入面的示范性光机械工具的俯视图，所述光束进入面布置成界定一或多个衍射表面部分的锐后离隙角。
图4I是包含光束进入面及反射增强涂层的示范性光机械工具的俯视图，所述光束进入面布置成锐后离隙角，且所述反射增强涂层施涂到光机械工具的一或多个外表面。
图5A是在被布置成垂直后离隙角或后离隙直角的基本上线性、平坦或平面光束进入面处接收准直光束的示范性光机械工具的侧视图。
图5B是在被布置成垂直后离隙角或后离隙直角的向内突出的轴向圆柱形光束进入面处接收准直光束的示范性光机械工具的侧视图。
图5B′是图5B的光机械工具的透视图。
图5C是在被布置成垂直后离隙角或后离隙直角的向外突出的轴向圆柱形光束进入面处接收准直光束的示范性光机械工具的侧视图。
图5C′是图5C的光机械工具的透视图。
图5D是在被布置成垂直后离隙角或后离隙直角的向内突出的横向圆柱形光束进入面处接收准直光束的示范性光机械工具的侧视图。
图5D′是图5D的光机械工具的透视图。
图5DC是在被布置成垂直后离隙角或后离隙直角的向内突出的横向圆柱形光束进入面处接收会聚光束的示范性光机械工具的侧视图。
图5DD是在被布置成垂直后离隙角或后离隙直角的向内突出的横向圆柱形光束进入面处接收发散光束的示范性光机械工具的侧视图。
图5E是在被布置成垂直后离隙角或后离隙直角的向外突出的横向圆柱形光束进入面处接收准直光束的示范性光机械工具的侧视图。
图5E′是图5E的光机械工具的透视图。
图5EC是在被布置成垂直后离隙角或后离隙直角的向外突出的横向圆柱形光束进入面处接收会聚光束的示范性光机械工具的侧视图。
图5ED是在被布置成垂直后离隙角或后离隙直角的向外突出的横向圆柱形光束进入面处接收发散光束的示范性光机械工具的侧视图。
图5F是在被布置成垂直后离隙角或后离隙直角的向内突出的球形光束进入面处接收准直光束的示范性光机械工具的侧视图。
图5F′是图5F的光机械工具的透视图。
图5G是在被布置成垂直后离隙角或后离隙直角的向外突出的球形光束进入面处接收准直光束的示范性光机械工具的侧视图。
图5G′是图5G的光机械工具的透视图。
图6A是图5A的光机械工具的俯视图。
图6B是图5B的光机械工具的俯视图。
图6C是图5C的光机械工具的俯视图。
图6D是图5D的光机械工具的俯视图。
图6E是图5E的光机械工具的俯视图。
图6F是图5F的光机械工具的俯视图。
图6G是图5G的光机械工具的俯视图。
图6H是包含光束进入面的示范性光机械工具的俯视图，所述光束进入面布置成界定一或多个衍射表面部分的垂直后离隙角或后离隙直角。
图6I是包含光束进入面及反射增强涂层的示范性光机械工具的俯视图，所述光束进入面布置成垂直后离隙角或后离隙直角，且所述反射增强涂层施涂到光机械工具的一或多个外表面。
图7A是在被布置成锐后离隙角的光束进入面的基本上线性、平坦或平面功能性进入面区段处接收准直光束的示范性光机械工具的侧视图。
图7B是在被布置成锐后离隙角的光束进入面的向内突出的轴向圆柱形功能性进入面区段处接收准直光束的示范性光机械工具的侧视图。
图7B′是图7B的光机械工具的透视图。
图7C是在被布置成锐后离隙角的光束进入面的向外突出的轴向圆柱形功能性进入面区段处接收准直光束的示范性光机械工具的侧视图。
图7C′是图7C的光机械工具的透视图。
图7D是在被布置成锐后离隙角的光束进入面的向内突出的横向圆柱形功能性进入面区段处接收准直光束的示范性光机械工具的侧视图。
图7D′是图7D的光机械工具的透视图。
图7E是在被布置成锐后离隙角的光束进入面的向外突出的横向圆柱形功能性进入面区段处接收准直光束的示范性光机械工具的侧视图。
图7E′是图7E的光机械工具的透视图。
图7F是在被布置成锐后离隙角的光束进入面的向内突出的球形功能性进入面区段处接收准直光束的示范性光机械工具的侧视图。
图7F′是图7F的光机械工具的透视图。
图7G是在被布置成锐后离隙角的光束进入面的向外突出的球形功能性进入面区段处接收准直光束的示范性光机械工具的侧视图。
图7G′是图7G的光机械工具的透视图。
图8A是图7A的光机械工具的俯视图。
图8B是图7B的光机械工具的俯视图。
图8C是图7C的光机械工具的俯视图。
图8D是图7D的光机械工具的俯视图。
图8E是图7E的光机械工具的俯视图。
图8F是图7F的光机械工具的俯视图。
图8G是图7G的光机械工具的俯视图。
图8H是包含光束进入面的功能性进入面区段的示范性光机械工具的俯视图，所述光束进入面布置成界定一或多个衍射表面部分的锐后离隙角。
图8I是包含激光束进入面的功能性进入面区段及反射增强涂层的示范性光机械工具的俯视图，所述激光束进入面布置成锐后离隙角，且所述反射增强涂层施涂到光机械工具的一或多个外表面。
图9是在被布置成钝后离隙角的基本上线性、平坦或平面光束进入面及在副余隙面处接收准直光束的示范性光机械工具的侧视图。
图10是图9的光机械工具的俯视图。
图11A是在被布置成锐后离隙角的基本上线性、平坦或平面光束进入面及在副余隙面处接收准直光束的示范性光机械工具的侧视图。
图11B是在被布置成锐后离隙角的基本上线性、平坦或平面光束进入面及在副余隙面处接收准直光束的示范性光机械工具的另一侧视图。
图12A是图11A的光机械工具的俯视图。
图12B是图11B的光机械工具的俯视图。
图13是在布置成垂直后离隙角或后离隙直角的基本上线性、平坦或平面光束进入面及在副余隙面处接收准直光束的示范性光机械工具的侧视图。
图14是图13的光机械工具的俯视图。
图15是在被布置成垂直后离隙角或后离隙直角的基本上线性、平坦或平面光束进入面、在副余隙面处接收准直光束且无侧前刀面的示范性光机械工具的侧视图。
图16是图15的光机械工具的俯视图。
图17是在被布置成垂直后离隙角或后离隙直角的向内突出的楔形光束进入面处接收准直光束的示范性光机械工具的侧视图。
图17′是图17的光机械工具的透视图。
图18是图17的光机械工具的俯视图。
图19是在被布置成垂直后离隙角或后离隙直角的向外突出的楔形光束进入面处接收准直光束的示范性光机械工具的侧视图。
图19′是图19的光机械工具的透视图。
图20是图19的光机械工具的俯视图。
图21是在光束进入面处接收准直光束的示范性光机械工具的侧视图，所述光束进入面包含布置成垂直后离隙角或后离隙直角的一或多个衍射表面部分。
图22是在不可移动或固定光学透镜处接收准直光束的示范性光机械工具的侧视图，所述不可移动或固定光学透镜布置于由光机械工具的光束进入面形成的光学透镜凹部内。
图23A到23C是在可移动光学透镜处接收准直光束的示范性光机械工具的俯视图，所述可移动光学透镜布置于光机械工具的光束进入面附近。
图24A到24C是在光学棱镜系统处接收准直光束的示范性光机械工具的俯视图，所述光学棱镜系统布置于光机械工具的光束进入面附近。
图25是在被布置成垂直后离隙角或后离隙直角的向外突出的光束进入面处接收准直光束的示范性光机械工具的侧视图。
图25′是图25的光机械工具的透视图。
图26是图25的光机械工具的俯视图。
图26′是根据图26的线26′的放大图。
图27是示范性光机械工具的平面图。
图28是透射光束的图27的光机械工具的侧视图。
图29是在透射光束的同时与工件啮合的光机械工具的视图。
图30A是图27的相对于工件布置的光机械工具的侧视图，所述工件具有沿着光机械工具的至少前刀面延伸的最高压缩区及延伸跨越光机械工具的后刀面的最低拉伸区。
图30B是图27的相对于工件布置的光机械工具的侧视图，所述工件具有沿着光机械工具的至少前刀面延伸的高压缩区及延伸跨越光机械工具的后刀面的低拉伸区。
图30C是图27的相对于工件布置的光机械工具的侧视图，所述工件具有沿着光机械工具的至少前刀面延伸的中间压缩区及延伸跨越光机械工具的后刀面的中间拉伸区。
图30D是图27的相对于工件布置的光机械工具的侧视图，所述工件具有沿着光机械工具的至少前刀面延伸的低压缩区及延伸跨越光机械工具的后刀面的高拉伸区。
图30E是图27的相对于工件布置的光机械工具的侧视图，所述工件具有沿着光机械工具的至少前刀面延伸的最低压缩区及延伸跨越光机械工具的后刀面的最高拉伸区。
图31A是是示范性光束的透视图。
图31A是图31A的光束的端视图。
图32是示范性计算装置的示意图。
在各个图式中，相同的参考符号指示相同的元件。
具体实施方式
本发明的各方面针对于包含光(例如，激光)产生器及光机械工具的系统。光机械工具可对由材料(例如，陶瓷、半导体、光学晶体、玻璃、金属合金、塑料、复合物、骨骼、牙齿等)界定的工件进行机械加工，以将工具力最小化，同时改进工件的表面光洁度、美观度、形式可重复性及总体机械加工性。
尽管以下公开内容描述光机械工具的各种配置(所述光机械工具例如可替代地被称为接收例如激光束的“激光透射机械加工工具”)，但所述光机械工具/激光透射机械加工工具并不限于接收激光束；因此，光机械工具/激光透射机械加工工具可接收任何类型的光，例如可见光(具有介于380nm与780nm之间的波长)、红外光(具有长于780nm的波长)、紫外光(具有短于380nm的波长)、激光(具有介于150nm与11000nm之间的波长)等。因此，尽管术语“激光”在以下公开内容中与光机械工具/激光透射机械加工工具相关联地利用，但术语“激光”用作光的示范性形式，且如此，本发明中所描述的光机械工具/激光透射机械加工工具并不限于接收一种类型的光束，例如激光束。
本发明的其它方面包含利用包含用于对工件进行机械加工的激光透射机械加工工具的系统的方法。在一实例中，在将工件与激光透射机械加工工具直接啮合之后，激光透射机械加工工具将来自激光产生器的激光辐射透射到工件的若干部分，目的在于减弱工件的键且因此软化工件以最终将工件塑性变形及/或热软化。
本发明的又一些方面包含可与激光透射机械加工工具中的任一者介接的系统。在一些例子中，示范性系统可用于表征由激光透射工具透射的激光束且确定所述激光束是否合格。在其它实例中，系统可确定由激光透射机械加工工具在对工件进行机械加工的同时反射、透射及吸收的激光功率。此外，在其它实例中，示范性系统还可表征在激光透射工具不与工件接触时由激光透射工具透射的激光束且确定激光束是否合格。在又一些实例中，示范性系统可精确地测量由激光透射机械加工工具透射的激光束的大小、形状及位置。在其它实例中，示范性系统可进一步将激光大小、形状及位置与基准进行比较。
在以图1到26′描述示范性激光透射机械加工工具10a到10o的配置之前，参考针对于示范性激光透射机械加工工具10的图27到30E。首先参考图27，示范性激光透射机械加工工具10界定多个表面或多个面12到20。所述多个表面或所述多个面12到20中的表面12可被称为激光束进入面。所述多个表面或所述多个面12到20中的表面14可被称为前刀面。所述多个表面或所述多个面12到20中的表面16可被称为后刀面或余隙面。所述多个表面或所述多个面12到20中的表面18可被称为第一侧面或侧前刀面。所述多个表面或所述多个面12到20中的表面20可被称为第二侧面或侧后刀面。
第一侧面18的第一端181延伸远离激光束进入面12的第一端121。第二侧面20的第一端201延伸远离激光束进入面12的第二端122。
前刀面14的第一端141延伸远离第一侧面18的第二端182。后刀面16的第一端161延伸远离第二侧面20的第二端202。前刀面14的第二端142接合到后刀面16的第二端162以界定刀刃22。此外，前刀面14的第一端141以前刀面角θ14延伸远离第一侧面18的第二端182，且后刀面16的第一端161以后刀面角或余隙角θ16延伸远离第二侧面20的第二端202。由前刀面14与第一侧面18界定的角度θ14可被称为前刀面角。由后刀面16与第二侧面20界定的角度θ16可被称为后刀面角或余隙角。如将关于图30A到30E更详细地描述，在激光透射机械加工工具10本身的上下文中而并不关于与激光透射机械加工工具10相关的周围环境(例如，如何相对于工件(例如，参见图29中的W)定位激光透射机械加工工具10)来描述前刀面角θ14及后刀面角θ16。
所述多个表面或所述多个面12到20中的一或多个表面(例如，参见激光束进入面12)可界定激光透射机械加工工具10的激光束进入端24。此外，所述多个表面或所述多个面12到20中的一或多个表面(例如，参见前刀面14及后刀面16)可界定激光透射机械加工工具10的激光束射出端26。
此外，所述多个表面或所述多个面12到20中的一或多个表面(例如，参见前刀面14及第一侧面18)可界定激光透射机械加工工具10的第一侧28。此外，所述多个表面或所述多个面12到20中的一或多个表面(例如，参见激光束进入面12、后刀面16及第二侧面20)可界定激光透射机械加工工具10的第二侧30。
激光透射机械加工工具10界定工具长度l。在一实例中，工具长度l是由第一侧面18的第一端181与刀刃22定界。
此外，激光透射机械加工工具10还可包含施涂到激光透射机械加工工具10的所述多个表面或所述多个面12到20中的至少一者的抗反射涂层32。在一实例中，抗反射涂层32可施涂到激光束进入面12。
刀刃22、前刀面14及后刀面16中的一者或两者上包含热活化/激光活化切割流体/浆体/蚀刻剂能准许激光透射机械加工工具10响应于受热或者在激光束L射出激光透射机械加工工具10的射出端26时暴露于所述激光束L而发生化学反应。在热活化/激光活化切割流体/浆体/蚀刻剂发生反应且邻近于工件W布置激光透射机械加工工具10之后，会促成更具延展性的材料移除状态。因此，可在也使用从激光透射机械加工工具10施予的较小工具力的同时提高从工件W移除材料的速率。
在图27中看到，经由激光透射机械加工工具10透射激光束L。从激光产生器朝向激光透射机械加工工具10的激光束进入端24引导激光束L。激光束L在激光束进入面12处相对于线R以离隙角θi进入激光透射机械加工工具10，线R法向于激光束进入面12。然后，激光束L在激光透射机械加工工具10内以角度θr被折射，且沿着激光透射机械加工工具10的长度l从激光透射机械加工工具10的激光束进入端24行进到激光透射机械加工工具10的激光束射出端26。
参考图31A及31B，激光束L界定激光束直径Φ。激光束直径Φ可进一步界定：中心射线ΦA，其沿着激光束L的中心轴线LA–LA(例如，参见图31A)延伸；射线ΦR1的第一圆周阵列，其布置于远离激光束L的中心轴线LA–LA的第一径向距离处；及射线ΦR2的至少一个第二圆周阵列，其布置于远离激光束L的中心轴线LA–LA的第二径向距离处，借此第二径向距离大于第一径向距离。
参考图28，根据光折射原理，如果激光束L在从具有较高折射率n2的第一介质(例如，金刚石材料)去向具有较低折射率n1的第二介质(例如，空气)时以小于临界角(例如，参见方程式3中的θc)照射激光束后刀面16，那么激光束L将在射出激光透射机械加工工具10时经历另一折射。假定就空气来说n1＝1，则支配关系由以下方程式给出：
Figure BDA0003486772720000101
一般支配关系由以下方程式给出：
Figure BDA0003486772720000102
因此，临界角θC取决于以下方程式：
Figure BDA0003486772720000103
在一实例中，就从金刚石过渡到空气的激光束L来说，金刚石材料可具有24.4°的临界角；照射大于此角度的表面的任何入射激光束L将在金刚石内部反射。在一实例中，图28图解说明射出激光束射出端26的示范性经反射射线ΦR1、ΦR2，所述示范性经反射射线ΦR1、ΦR2从激光束进入面12被引导到前刀面14。
参考图29，在机械加工过程期间，激光透射机械加工工具10的激光束射出端26的至少一部分接触工件W、被安置成邻近工件W或没入到工件W中。界定工件W的材料可包含但不限于陶瓷、半导体、光学晶体、玻璃、金属合金、塑料、复合物、骨骼、牙齿等。由于工件W的折射率n3高于空气的折射率n1，因此将激光透射机械加工工具10布置成邻近工件W或将激光透射机械加工工具10没入到工件W的体积中允许激光束L的射线ΦA、ΦR1、ΦR2透射到工件W的选定部分中且被工件W的选定部分吸收，此使得内反射的临界角增大。
在一实例中，由硅构成的示范性激光透射机械加工工具10可由等于3.4的折射率n2界定，使得当被机械加工的工件W具有比由金刚石构成的示范性激光透射机械加工工具10的折射率n2高的折射率n3时不存在对内反射的限制。激光束L的射线ΦA、ΦR1、ΦR2将进入工件W的没入区域，从而允许激光束L有效地处理工件W的经历压缩应力的选定区。因此，在图29中看到，允许射出前刀面14的激光束L的射线ΦR1、ΦR2传播到具有类似或较高折射率的工件W中，而射出后刀面16的激光束L的射线ΦR1、ΦR2表示激光束L的影响已由后刀面16及刀刃22机械加工的工件W(即，在后刀面16接触工件W时后刀面16将工件W退火)的部分。
在图29中看到，激光束L的中心射线ΦA聚焦于激光透射机械加工工具10的激光束射出端26的刀刃22上并射出所述刀刃22。如上文所阐释，激光束L除射出激光透射机械加工工具10的激光束射出端26的刀刃22之外，激光束L也射出激光透射机械加工工具10的激光束射出端26的前刀面14及激光透射机械加工工具10的激光束射出端26的后刀面16中的一者或两者。在一实例中，射线ΦR1的第一圆周阵列及射线ΦR2的第二圆周阵列中的一些可射出前刀面14，且射线ΦR1的第一圆周阵列及射线ΦR2的第二圆周阵列中的一些可射出后刀面16。
继续参考图29，激光透射机械加工工具10的激光束射出端26可邻近于工件W安置，激光透射机械加工工具10会使工件W发生塑性变形及/或热软化。工件W可大致地界定压缩区WC及拉伸区WT。
在一些例子中，工件W的压缩区WC可大致延伸跨越前刀面14及后刀面16的位于后刀面16的第二端162附近的部分(即，工件W的压缩区WC延伸跨越激光透射机械加工工具10的刀刃22)。在一些实例中，工件W的拉伸区WT可大致在激光透射机械加工工具10的后刀面16的第二端162附近延伸跨越后刀面16，但不延伸跨越激光透射机械加工工具10的刀刃22。在其它实例中，工件W的拉伸区WT可大致从后刀面16延伸且延伸跨越刀刃22，使得工件W的拉伸区WT在激光透射机械加工工具10的前刀面14的第二端142附近稍微延伸跨越前刀面14。在一些例子中，拉伸区WT可稍微延伸跨越前刀面14，且在此类例子中，稍微延伸跨越前刀面14的拉伸区WT不受限于激光透射工具10的几何形状、工件W的材料、处理参数等。
参考图30A到30E，前刀面角θ14及后刀面角θ16中的一者或两者可对应于将由激光透射机械加工工具10机械加工的工件W的材料的一或多种质量。在一实例中，前刀面角θ14可处于大体约91°与195°之间的范围，后刀面角θ16可处于大体约93°与120°之间的范围。工件W的材料的一或多种质量可与从激光透射机械加工工具10施予到工件W的压缩区WC的压缩力及从激光透射机械加工工具10施予到工件W的拉伸区WT的拉伸力的不同水平有关。
在一实例中，图30A的前刀面角θ14可被称为高度负前刀面角且可大于90°小于约135°。图30B的前刀面角θ14可被称为适中的负前刀面角，其可大于图30A的高度负前刀面角θ14；在一实例中，适中的负前刀面角θ14可大于约136°且小于约165°。图30C的前刀面角θ14可被称为低幅度负前刀面角，其可大于图30B的适中的负前刀面角θ14；在一实例中，低幅度负前刀面角θ14可大于约166°且小于约179°。图30D的前刀面角θ14可被称为零前刀面角，其大于图30C的低幅度负前刀面角θ14；在一实例中，零前刀面角可大约等于180°。图30E的前刀面角θ14可被称为正前刀面角，其可大于图30D的零前刀面角θ14；在一实例中，正前刀面角θ14可大于约181°且小于约210°。参考表1，以下展示示范性材料及前刀面角θ14的对应示范性范围。
<u>工件W的材料</u> <u>前刀面角θ<sub>14</sub>的范围</u>
硅 约135°到约155°
硒化锌 约145°到约165°
硫化锌 约145°到约165°
氟化钙 约145°到约165°
碳化钨 约145°到约180°
铝 约175°到约190°
钢或不锈钢 约91°到约135°
锗 约91°到约135°
玻璃 约91°到约135°
蓝宝石 约91°到约135°
尖晶石 约135°到约165°
氟化钡 约135°到约165°
表1
在一实例中，当界定工件W的材料是例如相对于张力来说压缩力更强(即，对压缩区WC进行机械加工时所涉及的力相比来说大于拉伸区WT)的陶瓷或光学晶体材料时，图30A的高度负前刀面角θ14、图30B的适中的负前刀面角θ14可为激光透射机械加工工具10的较优配置。除前刀面角θ14及后刀面角θ16中的一者或两者的设计考虑之外，也可选择性地调整从激光透射机械加工工具10的激光束射出端26辐射的激光束L以补偿工件W的已知的压缩质量及拉伸质量。
在另一实例中，高度负前刀面角θ14可为处于约135°与约155°之间的范围中的角度，以使用聚焦于刀刃22上也偏向前刀面14的激光束L来机械加工从硅材料获得的工件W(例如，参见图29及30A到30E中的任一者)，以便促进工件W的压缩区WC中的材料的塑性变形、热软化及延展性移除。替代地，在期望时，可将激光束B聚焦于刀刃22上但也偏向后刀面16以将对工件W的拉伸区WT的子表面损坏最小化且促进工件W的退火或“恢复(healing)”效应。因此，使激光束L偏向前刀面14的动作会促成更具延展性的切割状态，从而允许增大切割深度。因此，可在保存激光透射机械加工工具10的完整性的同时提高从工件W移除材料的速率。此外，如果激光束L偏向后刀面16，那么可最小化或消除工件W的后处理(例如，抛光)。
在参考图30D的又一实例中，由于大多数金属(例如，铝)相对于压缩性来说拉伸性更强的事实，因此可选择零前刀面角θ14来机械加工从金属或金属复合物获得的工件W(例如，参见图29及30A到30E中的任一者)；因此，可利用正前刀面角θ14(例如，参见图30E)或接近180°的前刀面角θ14(例如，参见图30C)来机械加工金属或聚合材料。然而，复合材料具有诸多类型，且因此材料组成将控制工具的几何形状。因此，为促进具有强拉伸质量的材料的拉伸区的机械加工性，可将激光束L聚焦于刀刃22上但也偏向后刀面16或前刀面14，以促进工件W的拉伸区WT中的材料的塑性变形、热软化及移除。
参考图27，以下描述使激光束偏向激光透射机械加工工具10的激光束射出端26的前刀面14及后刀面16中的一者的动作。在一实例中，图27的激光透射机械加工工具10可由适中的负前刀面角θ14界定，且基于司乃耳定律(Snell’s law)，可鉴于激光透射机械加工工具10的已知长度l及在刀刃22下方的所要位置(例如，参见水平线a)计算最小离隙角θi。
当光(即，激光束L)进入具有较高折射率n2的介质(即，由激光透射机械加工工具10界定的介质)时，对于不垂直于激光束进入面12的入射束，光束将折射。界定激光透射机械加工工具10的介质的示范性材料可包含但不限于任何类型的单晶或多晶透射介质，包含但不限于：金刚石、蓝宝石、碳硅石、金绿宝石、变石等。在其它配置中，界定激光透射机械加工工具10的介质的示范性材料可包含但不限于其它透射介质，例如：碳化物、立方氮化硼(CBN)、硅、氮化物、钢、合金、陶瓷、氧化铝、玻璃、玻璃复合物、复合物等。光将发生折射的量是基于司乃耳定律，司乃耳定律表明使用以下关系约束射入角的正弦：
Figure BDA0003486772720000131
假定就空气来说n1＝1，可如下导出θ2：
Figure BDA0003486772720000132
Figure BDA0003486772720000133
对于小角度，
Figure BDA0003486772720000134
或
Figure BDA0003486772720000135
就在图27中的角度A、B及C处标识的三角形ABC来说，其中使用内错角关系，角度A是90°-θi且角度C是θi-θr。使用司乃耳定律的重写形式，角度C也可被重写为：
Figure BDA0003486772720000141
为使激光束L位于刀刃22的线a下方的所要位置，可在激光透射机械加工工具10的折射率n2及激光透射机械加工工具10的长度l已知的情况下使用以下公式针对将激光束向上折射到刀刃22中所需的最小后视角求解三角形ABC(注意，长度lc是三角形的补偿因后离隙角θi所致的长度减小而得到的长度)。在一实例中，基于金刚石的激光透射机械加工工具10可由在0.050mm到0.100mm之间的范围中的初始搭接量hi界定。因此，对应的反正切由于长度l缩短而变小：
θi＜20°且此时
Figure BDA0003486772720000142
且可假定
Figure BDA0003486772720000143
将方程式10的近似值与方程式8的小角度近似值组合，可在已知值a及l时求解以下所展示的方程式11以获得θi。
对于0＜θi＜20°，
Figure BDA0003486772720000144
其中：
Figure BDA0003486772720000145
a＝在刀刃线下方的所要束位置
θi＝用于达成束到刀刃的折射的最小入射角
参考图31A及31B，所要激光束位置可对应于光(即，激光)束直径Φ。在一实例中，根据下文展示的方程式12，所要束位置可直接对应于激光束直径Φ：
Figure BDA0003486772720000146
其中R％对应于额外安全裕度以确保整个激光束L位于刀刃22的线下方。
利用以上方程式11及方程式12，以下实例及相关联表表示多个示范性激光透射机械加工工具10。如在下文看到，示范性激光透射机械加工工具10中的每一者可由例如不同的前刀面角θ14及界定激光透射机械加工工具10的介质的材料(例如单晶或多晶透射介质，例如金刚石、蓝宝石、碳硅石、金绿宝石、变石等；或替代地其它透射介质，例如碳化物、立方氮化硼(CBN)、硅、氮化物、钢、合金、陶瓷、氧化铝、玻璃、玻璃复合物、复合物等)来界定。
以下示范性激光透射机械加工工具10针对于负前刀面角θ14(例如，参见图30A、30B或30C)及金刚石材料。
实例1
R％ 20％
l 2.4mm
n<sub>2</sub> 2.417
Φ 0.200mm
h<sub>i</sub> 0.050mm
表2将表2的可变数据应用于方程式12，如下求解a(即，刀刃22下方的所要光束位置)：
Figure BDA0003486772720000151
Figure BDA0003486772720000152
a＝0.12mm (15)
借此，激光透射机械加工工具10的第一侧面18下方的有效束位置是：(hi+a)＝(0.050mm+0.12mm)＝0.17mm。
然后，将求解出的a(即，在刀刃22下方的所要光束位置)及表2的可变数据应用于方程式11，如下求解最小离隙角θi：
对于0＜θi＜20°，
Figure BDA0003486772720000153
对于0＜θi＜20°，
Figure BDA0003486772720000154
θi＝5° (18)
以下示范性激光透射机械加工工具10针对于负前刀面角θ14(例如，参见图30A、30B或30C)及蓝宝石材料。
实例2
Figure BDA0003486772720000155
Figure BDA0003486772720000161
表3
将表3的可变数据应用于方程式12，如下求解a(即，刀刃22下方的所要光束位置)：
Figure BDA0003486772720000162
Figure BDA0003486772720000163
a＝0.12mm (21)
借此，激光透射机械加工工具10的第一侧面18下方的有效束位置是：(hi+a)＝(0.050mm+0.12mm)＝0.17mm。
然后，将求解出的a(即，在刀刃22下方的所要光束位置)及表3的可变数据应用于方程式11，如下求解最小离隙角θi：
对于0＜θi＜20°，
Figure BDA0003486772720000164
对于0＜θi＜20°，
Figure BDA0003486772720000165
θi＝7° (24)
相比来说，在上文看到，在与激光束L在实例1的基于金刚石的激光透射机械加工工具10的第一侧面18下方的射入位置相同的情况下，由实例2的蓝宝石界定的较低折射率n2形成较大后离隙角θi以将激光束L引导到刀刃22。
以下示范性激光透射机械加工工具10针对于零前刀面角θ14(例如，参见图30D)及金刚石材料。
实例3
Figure BDA0003486772720000166
Figure BDA0003486772720000171
表4
将表4的可变数据应用于方程式12，如下求解a(即，刀刃22下方的所要光束位置)：
Figure BDA0003486772720000172
Figure BDA0003486772720000173
a＝0.17mm (27)
借此，激光透射机械加工工具10的第一侧面18下方的有效束位置是：(hi+a)＝(0mm+0.17mm)＝0.17mm。
然后，将求解出的a(即，在刀刃22下方的所要光束位置)及表4的可变数据应用于方程式11，如下求解最小离隙角θi：
对于0＜θi＜20°，
Figure BDA0003486772720000174
对于0＜θi＜20°，
Figure BDA0003486772720000175
θi＝7° (30)
现在参考图1A到26′，以10a到10o大体展示多个示范性光机械激光透射机械加工工具。每一激光透射机械加工工具10a到10o包含多个表面(至少例如：激光束进入面12、前刀面14、后刀面或余隙面16、第一侧面或侧前刀面18；以及第二侧面或侧后刀面20)。尽管每一激光透射机械加工工具10a到10o包含所述多个表面12到20，但激光透射机械加工工具10a到10o中的一些激光透射机械加工工具可进一步经界定以包含一或多个额外表面(例如，参见在图9、11、13及15处的副余隙面34)。替代地，在一些例子中，激光透射机械加工工具10a到10o中的一些激光透射机械加工工具可不包含所述多个表面12到20中的一或多者(例如，参见激光透射机械加工工具10h不包含侧前刀面18的图15)。因此，每一激光透射机械加工工具10a到10o经配置以通过界定每一激光透射机械加工工具10a到10o的介质在损耗及内反射达到最小的情况下提供高激光导引效率，使得每一激光透射机械加工工具10a到10o：(1)由于损耗较小而提高切割工件W的确定性；及(2)由于从激光透射机械加工工具10a到10o发射的激光的局部加热而增大被机械加工的工件W的表面的延展性。
在一些实例中，界定每一激光透射机械加工工具10a到10o的介质可包含单晶透射介质或多晶透射介质，例如金刚石、蓝宝石、碳硅石、金绿宝石、变石等。在其它实例中，界定每一激光透射机械加工工具10a到10o的介质可包含其它透射介质，例如碳化物、立方氮化硼(CBN)、硅、氮化物、钢、合金、陶瓷、氧化铝、玻璃、玻璃复合物、复合物等。
除工件W的材料的化学惰性之外，每一介质还针对不同的波长提供不同的透射率。因此，激光透射机械加工工具10a到10o的选定介质的光学性质、化学性质及机械性质可经采用，使得激光透射机械加工工具10a到10o：(1)对用作机械加工过程的辅助的光源的波长光学透明；(2)具有比工件W的材料更大的机械硬度；及(3)对工件W的材料(且如果也适用，那么对施涂到激光透射机械加工工具10a到10o的切割流体)具有化学惰性。
现在参考图1A到2I，以10a大体展示示范性激光透射机械加工工具。激光透射机械加工工具10a的介质可包含任何所要材料，例如任何类型的单晶或多晶透射介质，包含但不限于：金刚石、蓝宝石、碳硅石、金绿宝石、变石等。在其它配置中，界定激光透射机械加工工具10a的介质的示范性材料可包含但不限于其它透射介质，例如：碳化物、立方氮化硼(CBN)、硅、氮化物、钢、合金、陶瓷、氧化铝、玻璃、玻璃复合物、复合物等。
示范性激光透射机械加工工具10a被界定为具有与上文所描述的图27的透射机械加工工具10的基本上类似的结构配置，且包含多个表面或多个面12到20。所述多个表面或所述多个面12到20中的表面12可被称为激光束进入面。所述多个表面或所述多个面12到20中的表面14可被称为前刀面。所述多个表面或所述多个面12到20中的表面16可被称为后刀面或余隙面。所述多个表面或所述多个面12到20中的表面18可被称为第一侧面或侧前刀面。所述多个表面或所述多个面12到20中的表面20可被称为第二侧面或侧后刀面。在一些例子中，激光透射机械加工工具10a可用于对工件W进行机械加工(例如，参见图29及30A到30E中的任一者)。
参考图1A到2I，示范性激光透射机械加工工具10a也被界定为具有多个侧壁表面或多个侧壁面21a到21d。所述多个侧壁表面或所述多个侧壁面21a到21d包含第一上游侧壁表面或第一上游侧壁面21a(例如，参见图1A到1G及2A到2I)、第一下游侧壁表面或第一下游侧壁面21b(例如，参见图1A到1G及2A到2I)、第二上游侧壁表面或第二上游侧壁面21c(例如，参见图2A到2I)及第二下游侧壁表面或第二下游侧壁面21d(例如，参见图2A到2I)。
第一上游表面或第一上游面21a及第二上游侧壁表面或第二上游侧壁面21c中的每一者从激光束进入面12延伸。第一下游侧壁表面或第一下游侧壁面21b及第二下游侧壁表面或第二下游侧壁面21d中的每一者从前刀面14及后刀面或余隙面16延伸。
第一上游表面或第一上游面21a与第一下游侧壁表面或第一下游侧壁面21b在被布置成角度θ23(例如，参见图1A到1G)的第一侧边缘23a(例如，参见图1A到1G及2A到2I)处交会，角度θ23基本上类似于将在下文更详细地描述的后刀面角或余隙角θ16。第一上游表面或第一上游面21a及第一下游侧壁表面或第一下游侧壁面21b将激光透射机械加工工具10a的第一侧28(即，前刀面14及第一侧面18中的一者或两者)连接到激光透射机械加工工具10a的第二侧30(即，后刀面16及第二侧面20中的一者或两者)。
第二上游侧壁表面或第二上游侧壁面21c与第二下游侧壁表面或第二下游侧壁面21d在类似地被布置成角度θ23的第二侧边缘23b(例如，参见图2A到2I)处交会。第二上游表面或第二上游面21c及第二下游侧壁表面或第二下游侧壁面21d也将激光透射机械加工工具10a的第一侧28(即，前刀面14及第一侧面18中的一者或两者)连接到激光透射机械加工工具10a的第二侧30(即，后刀面16及第二侧面20中的一者或两者)。
侧前刀面18的第一端181延伸远离激光束进入面12的第一端121。侧后刀面20的第一端201延伸远离激光束进入面12的第二端122。前刀面14的第一端141延伸远离侧前刀面18的第二端182。后刀面16的第一端161延伸远离侧后刀面20的第二端202。前刀面14的第二端142接合到后刀面16的第二端162以界定可为非线性、弯曲或弧形的刀刃22(例如，在图2A到2I中看到)；尽管刀刃22可为非线性、弯曲或弧形的，但刀刃22可经界定以包含其它配置，例如线性、非弯曲或非弧形的形状。此外，前刀面14的第一端141以负前刀面角或钝前刀面角θ14延伸远离侧前刀面18的第二端182；因此，前刀面14可被称为负前刀面。后刀面16的第一端161以钝后刀面角或钝余隙角θ16延伸远离侧后刀面20的第二端202。
在一些实例中，激光束进入面12的第二端122以后离隙角θ12延伸远离第二侧面20的第一端201。在图1A到1G处看到，后离隙角θ12是钝角(即，大于90°)。在一些实施方案中，激光透射机械加工工具10a的钝后离隙角θ12大约等于102°。然而，在其它实例中，例如在图3A到3G处看到，示范性激光透射机械加工工具10b包含为锐角(即，小于90°)的后离隙角θ12。在又一些实例中，例如在图5A到5G处看到，示范性激光透射机械加工工具10c包含可为直角(即，等于90°)的后离隙角θ12。
在图1A到1G处看到，进入且然后射出激光透射机械加工工具10a的激光束L被展示为由多个区段LE1、L1、LE2界定。所述多个区段LE1、L1、LE2包含激光束进入区段LE1、激光束折射区段L1及激光束射出区段LE2。激光束进入区段LE1是准直的，其大体被界定为管状或圆柱形射线阵列(例如，参见图31A到31B的包含中心射线ΦA且包含射线ΦR1、ΦR2的圆周阵列的激光束L)。
参考图1A到1G，激光束进入面12经配置以接收并折射准直激光束进入区段LE1，使得引导激光束折射区段L1朝向且穿过以下各项中的一或多者：(1)刀刃22(例如，使得激光束射出区段LE2折射到工件W上)；(2)在刀刃22附近的负前刀面14(例如，使得激光束射出区段LE2折射到工件W上)；及(3)在刀刃22附近的后刀面16(例如，使得激光束射出区段LE2折射到工件W上)。后离隙角θ12经配置以根据司乃耳定律使激光束折射区段L1在激光束进入面12处发生折射。钝后离隙角θ12致使激光束折射区段L1在远离侧后刀面20的方向上折射。
尽管进入激光束进入面12的激光束进入区段LE1是准直的，但激光束进入区段LE1可以其它配置进入激光束进入面12。在一些例子中，激光束进入区段LE1可被界定为会聚激光束(例如，在图5DC及5EC中看到)。在其它实例中，激光束进入区段LE1可被界定为发散激光束(例如，在图5DD及5ED中看到)。
在一些例子中，负前刀面角θ14及余隙角θ16经配置使得前刀面14及后刀面16两者以小于方程式3中所界定的临界角θC的角度接收激光束L。举例来说，负前刀面角θ14可为大于90°且小于180°的钝角；在一些例子中，前刀面角θ14可处于大约95°115°之间的范围中且余隙角θ16可为小于105°的钝角。当钝前刀面角θ14及钝后刀面角θ16满足以下关系时，后离隙角θ12可经配置使得激光束折射区段L1在进入面12处分别以小于临界角的角度朝向负前刀面14或以小于临界角的角度朝向后刀面16折射：
(θ16-90°)+(θ14-90°)＜2θC (31)
参考图1A到1G、1B′到1G′及2A到2I，展示界定激光透射机械加工工具10a的激光束进入端24的多个替代激光束进入面12。首先参考图1A及2A，当激光束进入面12在激光束进入面12的第一端121与激光束进入面12的第二端122之间延伸时，激光束进入面12可为基本上线性、平坦或平面的。在准直激光束进入区段LE1在基本上线性、平坦或平面的激光束进入面12处进入激光透射机械加工工具10a之后，在激光束L的激光束折射区段L1行进穿过激光透射机械加工工具10a时，激光束折射区段L1保持准直。在激光束折射区段L1接触且行进穿过(1)刀刃22(使得激光束折射区段L1折射到工件W上)、(2)在刀刃22附近的负前刀面14(使得激光束折射区段L1折射到工件W上)及(3)在刀刃22附近的后刀面16(使得激光束折射区段L1折射到工件W上)中的一或多者之后，激光束L的激光束射出区段LE2发生会聚。
在图1B′及2B处看到，激光束进入面12可被界定为向内突出(例如，凹形的)表面，所述向内突出表面具有非线性、弯曲或弧形配置，例如在激光束进入面12的第一端121与激光束进入面12的第二端122之间延伸的向内突出的轴向圆柱形配置。在准直激光束进入区段LE1在被界定为向内突出的轴向圆柱形配置的激光束进入面12处进入激光透射机械加工工具10a之后，在激光束L的激光束折射区段L1行进穿过激光透射机械加工工具10a时，激光束折射区段L1发散(例如，参见图2B)。在激光束折射区段L1接触并行进穿过(1)刀刃22(使得激光束折射区段L1折射到工件W上)、(2)在刀刃22附近的负前刀面14(使得激光束折射区段L1折射到工件W上)及(3)在刀刃22附近的后刀面16(使得激光束折射区段L1折射到工件W上)中的一或多者之后，激光束L的激光束射出区段LE2发生会聚(例如，参见图1B及2B)。
参考图1C′及2C，激光束进入面12可被界定为向外突出(例如，凸形的)表面，所述向外突出表面具有非线性、弯曲或弧形配置，例如在激光束进入面12的第一端121与激光束进入面12的第二端122之间延伸的轴向圆柱形配置。在准直激光束进入区段LE1在被界定为向外突出的轴向圆柱形配置的激光束进入面12处进入激光透射机械加工工具10a之后，在激光束L的激光束折射区段L1行进穿过激光透射机械加工工具10a时，激光束折射区段L1发生会聚(例如，参见图2C)，且然后从在刀刃22上游的焦点FP(例如，参见图2C)发散。在激光束折射区段L1接触并行进穿过(1)刀刃22(使得激光束折射区段L1折射到工件W上)、(2)在刀刃22附近的负前刀面14(使得激光束折射区段L1折射到工件W上)及(3)在刀刃22附近的后刀面16(使得激光束折射区段L1折射到工件W上)中的一或多者中的一或多者之后，激光束L的激光束射出区段LE2发生会聚(例如，参见图1C)。
在图1D′及2D处看到，激光束进入面12可被界定为向内突出(例如，凹形的)表面，所述向内突出表面具有非线性、弯曲或弧形配置，例如在激光束进入面12的第一端121与激光束进入面12的第二端122之间延伸的横向圆柱形配置。在准直激光束进入区段LE1在被界定为向内突出的横向圆柱形配置的激光束进入面12处进入激光透射机械加工工具10a之后，在激光束L的激光束折射区段L1行进穿过激光透射机械加工工具10a时，激光束折射区段L1发散(例如，参见图1D)。在激光束折射区段L1接触并行进穿过(1)刀刃22(使得激光束折射区段L1折射到工件W上)、(2)在刀刃22附近的负前刀面14(使得激光束折射区段L1折射到工件W上)及(3)在刀刃22附近的后刀面16(使得激光束折射区段L1折射到工件W上)中的一或多者之后，激光束L的激光束射出区段LE2会聚(例如，参见图1D及2D)。
参考图1E′及2E，激光束进入面12可被界定为向外突出(例如，凸形的)表面，所述向外突出表面具有非线性、弯曲或弧形配置，例如在激光束进入面12的第一端121与激光束进入面12的第二端122之间延伸的横向圆柱形配置。在准直激光束进入区段LE1在被界定为向外突出的横向圆柱形配置的激光束进入面12处进入激光透射机械加工工具10a之后，在激光束L的激光束折射区段L1行进穿过激光透射机械加工工具10a时激光束折射区段L1发生会聚(例如，参见图1E)，且然后从在刀刃22上游的焦点FP(例如，参见图1E)发散。在激光束折射区段L1接触并行进穿过(1)刀刃22(使得激光束折射区段L1折射到工件W上)、(2)在刀刃22附近的负前刀面14(使得激光束折射区段L1折射到工件W上)及(3)在刀刃22附近的后刀面16(使得激光束折射区段L1折射到工件W上)中的一或多者之后，激光束L的激光束射出区段LE2发生会聚(例如，参见图1E及2E)。
在图1F′及2F处看到，激光束进入面12可被界定为向内突出(例如，凹形的)表面，所述向内突出表面具有非线性、弯曲或弧形配置，例如在激光束进入面12的第一端121与激光束进入面12的第二端122之间延伸的球形配置。在准直激光束进入区段LE1在被界定为向内突出的球形配置的激光束进入面12处进入激光透射机械加工工具10a之后，在激光束L的激光束折射区段L1行进穿过激光透射机械加工工具10a时，激光束折射区段L1发散(例如，参见图1F及2F)。在激光束折射区段L1接触并行进穿过(1)刀刃22(使得激光束折射区段L1折射到工件W上)、(2)在刀刃22附近的负前刀面14(使得激光束折射区段L1折射到工件W上)及(3)在刀刃22附近的后刀面16(使得激光束折射区段L1折射到工件W上)中的一或多者之后，激光束L的激光束射出区段LE2发生会聚(例如，参见图1F及2F)。
参考图1G′及2G，激光束进入面12可被界定为向外突出(例如，凸形的)表面，所述向外突出表面具有非线性、弯曲或弧形配置，例如在激光束进入面12的第一端121与激光束进入面12的第二端122之间延伸的球形配置。在准直激光束进入区段LE1在被界定为向外突出的球形配置的激光束进入面12处进入激光透射机械加工工具10a之后，在激光束L的激光束折射区段L1行进穿过激光透射机械加工工具10a时激光束折射区段L1发生会聚，且然后从在刀刃22上游的焦点FP(例如，参见图1G及2G)发散。在激光束折射区段L1接触并行进穿过(1)刀刃22(使得激光束折射区段L1折射到工件W上)、(2)在刀刃22附近的负前刀面14(使得激光束折射区段L1折射到工件W上)及(3)在刀刃22附近的后刀面16(使得激光束折射区段L1折射到工件W上)中的一或多者之后，激光束L的激光束射出区段LE2发生会聚(例如，参见图1G)。
参考图2H，激光束进入面12可被界定为以下两项的组合：(1)当激光束进入面12在激光束进入面12的第一端121与激光束进入面12的第二端122之间延伸时，基本上线性、平坦或平面的；及(2)在激光束进入面12的第一端121与激光束进入面12的第二端122之间延伸的一或多个衍射表面部分12D。邻近的衍射表面部分12D可间隔开距离d。尽管包含一或多个衍射表面部分12D的激光束进入面12被展示为与基本上线性、平坦或平面的激光束进入面12(基本上类似于图1A及2A)相关联，但图1B到1G及2B到2G的激光束进入面12中的任一者也可包含所述一或多个衍射表面部分12D。
激光束进入面12的一或多个衍射表面部分12D中的至少一者接收激光束L的激光束进入区段LE1并使激光束L的激光束进入区段LE1发生衍射，从而在激光透射机械加工工具10a的主体内将激光束进入区段LE1分离成多个衍射激光束区段L1。所述多个衍射激光束区段L1可包含三个衍射激光束区段L1。每一衍射激光束区段L1分隔开达衍射角度θD。三个衍射激光束区段L1在总角度2θD内分配激光功率。假定就空气来说n1＝1，可使用光栅方程式给出具有波长λ且通过包括具有缝隙间距离d的光栅的衍射表面部分12D的衍射激光束L的总掠角2θD以计算θD：n2λ＝d sinθD
n2λ＝d sin(θD) (32)
在一些实例中，激光束进入面12的所述一或多个衍射表面部分12D中的至少一者经配置以使激光束进入区段LE1从一或多个衍射表面部分12D中的衍射表面部分12D处的衍射点FP发生衍射，使得所述多个衍射激光束区段L1被朝向弧形或弯曲刀刃22引导并由弧形或弯曲刀刃22接收。
在一些实例中，一或多个衍射表面部分12D中的一者使激光束L聚焦或散焦，或者增大或减小激光透射机械加工工具10a的焦距。此外，在一些配置中，两个或更多个激光束L可比单个激光束L更广地将激光功率分配于工件W上。
参考图2I，当激光束进入面12在激光束进入面12的第一端121与激光束进入面12的第二端122之间延伸时，激光束进入面12可为基本上线性、平坦或平面的。另外，在图2I处看到，激光透射机械加工工具10a的所述多个表面12到20中的一或多个表面部分地或完全涂覆有反射增强涂层36。尽管反射增强涂层36被展示为与基本上线性、平坦或平面的激光束进入面12(基本上类似于图1A及2A)相关联，但图1B到1G及2B到2G的激光透射机械加工工具10a中的任一者也可包含反射增强涂层36。
涂层36通过在激光透射机械加工工具10a上提供镜面表面来增强对激光束L(其可被界定为在图2I处看到的会聚激光束进入区段LE1)的反射，所述镜面表面将激光束L反射到激光透射机械加工工具10a的所要区带以达到提高效率及工具覆盖范围的目标。在一些例子中，当采用内反射的能力不可行时，将涂层36施涂到激光透射机械加工工具10a。在一些实施方案中，涂层36包含金属材料。可用于涂层36的示范性金属材料包含但不限于铝、银、金、铬镍铁合金(Inconel)、铬、镍及氮化钛。涂层36可安置于以下各项之上：(1)在弧形或弯曲刀刃22的第一端221附近的前刀面14的一部分；(2)在弧形或弯曲刀刃22的第二端222附近的后刀面16的一部分；及(3)在弧形或弯曲刀刃22附近的第一下游侧壁表面或第一下游侧壁面21b及第二下游侧壁表面或第二下游侧壁面21d中的一者或两者。
在图2I处看到，激光束进入面12经配置以接收激光束L。激光束L可进一步被界定为多个区段LE1、L1、LE2。举例来说，所述多个区段LE1、L1、LE2至少包含，会聚激光束进入区段LE1、激光束折射区段L1及激光束射出区段LE2。激光束进入面12接收会聚激光束进入区段LE1。激光束折射区段L1在位于弧形或弯曲刀刃22的最向外部分上游的第一焦点FP1处发生会聚。此后，激光束折射区段L1从第一焦点FP1发散且可入射于包含涂层36的第一下游侧壁表面或第一下游侧壁面21b及第二下游侧壁表面或第二下游侧壁面21d中的一者或两者上。此后，激光束L的激光束折射区段L1在位于弧形或弯曲刀刃22的最向外部分上游的第二焦点FP2处发生会聚。此后，激光束折射区段L1从第二焦点FP2发散且可入射于弧形或弯曲刀刃22上。此后，激光束L的激光束折射区段L1折射离开弧形或弯曲刀刃22以界定激光束射出区段LE2，然后激光束射出区段LE2将随后在位于弧形或弯曲刀刃22的最向外部分下游的第三焦点FP3处发生会聚。
现在参考图3A到3G及4A到4I，以10b大体展示示范性激光透射机械加工工具。激光透射机械加工工具10b的介质可包含任何所要材料，例如任何类型的单晶或多晶透射介质，包含但不限于：金刚石、蓝宝石、碳硅石、金绿宝石、变石等。在其它配置中，界定激光透射机械加工工具10b的介质的示范性材料可包含但不限于其它透射介质，例如：碳化物、立方氮化硼(CBN)、硅、氮化物、钢、合金、陶瓷、氧化铝、玻璃、玻璃复合物、复合物等。
激光透射机械加工工具10b基本上类似于上文所描述的激光透射机械加工工具10a。因此，与在图3A到3G及4A到4I处所展示的激光透射机械加工工具10b的参考编号相关联的说明类似于图1A到1G及2A到2I处的激光透射机械加工工具10a；因此，关注与图1A到1G及2A到2I相关联的书面说明，以识别与图3A到3G及4A到4I的激光透射机械加工工具10b的参考编号相关联的结构。
与图1A到1G的激光透射机械加工工具10a的被布置成钝角(即，大于90°)的后离隙角θ12不同，图3A到3G的激光透射机械加工工具10b的后离隙角θ12被布置成锐角(即，小于90°)。在一些实施方案中，激光透射机械加工工具10b的锐后离隙角θ12可大约等于40°。
在图3A到3G处看到，进入并然后射出激光透射机械加工工具10b的激光束L被展示为由多个区段LE1、L1、L2、LE2界定。所述多个区段LE1、L1、L2、LE2包含激光束进入区段LE1、激光束折射区段L1、激光束反射区段L2及激光束射出区段LE2。激光束进入区段LE1是准直的，其大体被界定为管状或圆柱形射线阵列(例如，参见图31A到31B的包含中心射线ΦA且包含射线ΦR1、ΦR2的圆周阵列的激光束L)。
参考图3A到3G，激光束进入面12经配置以接收并折射准直激光束进入区段LE1，使得引导激光束折射区段L1(随后由用于界定激光束反射区段L2的侧后刀面20反射)朝向并穿过以下各项中的一或多者：(1)弧形或弯曲刀刃22(例如，使得激光束射出区段LE2折射到工件W上)；(2)在弧形或弯曲刀刃22附近的负前刀面14(例如，使得激光束射出区段LE2折射到工件W上)；及(3)在弧形或弯曲刀刃22附近的后刀面16(例如，使得激光束射出区段LE2折射到工件W上)。后离隙角θ12经配置以使激光束折射区段L1(随后由用于界定激光束反射区段L2的侧后刀面20反射)在激光束进入面12处根据司乃耳定律发生折射。尽管刀刃22可为非线性、弯曲或弧形的，但刀刃22可经界定以包含其它配置，例如线性、非弯曲或非弧形的形状。锐后离隙角θ12致使激光束折射区段L1在朝向侧后刀面20的方向上发生折射，侧后刀面20随后用于界定被反射离开侧后刀面20的激光束反射区段L2。
侧后刀面20接收呈入射镜角度θm-i(将垂直延伸远离侧后刀面20的参考线θm作为参考)的激光束折射区段L1。侧后刀面20反射激光束折射区段L1以界定激光束反射区段L2。激光束反射区段L2以反射镜角度θm-r(也将垂直延伸远离侧后刀面20的参考线θm作为参考)延伸远离侧后刀面20。反射镜角度θm-r等于入射镜角度θm-i。
尽管进入激光束进入面12的激光束进入区段LE1是准直的，但激光束进入区段LE1可以其它配置进入激光束进入面12。在一些例子中，激光束进入区段LE1可被界定为会聚激光束(例如，在图5DC及5EC中看到)。在其它实例中，激光束进入区段LE1可被界定为发散激光束(例如，在图5DD及5ED中看到)。
在一些例子中，负前刀面角θ14及余隙角θ16经配置使得前刀面14及后刀面16两者以小于方程式3中所界定的临界角θC的角度接收激光束L。举例来说，负前刀面角θ14可为大于90°且小于180°的钝角；在一些例子中，前刀面角θ14可处于大约95°与115°之间的范围中且余隙角θ16可为小于105°的钝角。当钝前刀面角θ14及钝后刀面角θ16满足以下关系时，后离隙角θ12可经配置使得激光束折射区段L1在进入面12处分别以小于临界角的角度朝向负前刀面14或以小于临界角的角度朝向后刀面16折射：
(θ16-90°)+(θ14-90°)＜2θC (33)
参考图3A到3G、3B′到3G′及4A到4I，展示界定激光透射机械加工工具10b的激光束进入端24的多个替代激光束进入面12。首先参考图3A及4A，当激光束进入面12在激光束进入面12的第一端121与激光束进入面12的第二端122之间延伸时，激光束进入面12可为基本上线性、平坦或平面的。在准直激光束进入区段LE1在基本上线性、平坦或平面的激光束进入面12处进入激光透射机械加工工具10b之后，在激光束L的激光束折射区段L1行进穿过激光透射机械加工工具10b时，激光束折射区段L1保持准直。在激光束反射区段L2随后被侧后刀面20反射且接触并行进穿过(1)弧形或弯曲刀刃22(使得激光束反射区段L2折射到工件W上)、(2)在弧形或弯曲刀刃22附近的负前刀面14(使得激光束反射区段L2折射到工件W上)及(3)在弧形或弯曲刀刃22附近的后刀面16(使得激光束反射区段L2折射到工件W上)中的一或多者之后，激光束L的激光束射出区段LE2发生会聚。
在图3B′及4B处看到，激光束进入面12可被界定为向内突出(例如，凹形的)表面，所述向内突出表面具有非线性、弯曲或弧形配置，例如在激光束进入面12的第一端121与激光束进入面12的第二端122之间延伸的向内突出的轴向圆柱形配置。在准直激光束进入区段LE1在被界定为向内突出的轴向圆柱形配置的激光束进入面12处进入激光透射机械加工工具10b之后，在激光束L的激光束折射区段L1行进穿过激光透射机械加工工具10b时，激光束折射区段L1发散(例如，参见图4B)。在激光束反射区段L2随后被侧后刀面20反射且接触并行进穿过(1)弧形或弯曲刀刃22(使得激光束反射区段L2折射到工件W上)、(2)在弧形或弯曲刀刃22附近的负前刀面14(使得激光束反射区段L2折射到工件W上)及(3)在弧形或弯曲刀刃22附近的后刀面16(使得激光束反射区段L2折射到工件W上)中的一或多者之后，激光束L的激光束射出区段LE2发生会聚(例如，参见图3B及4B)。
参考图3C′及4C，激光束进入面12可被界定为向外突出(例如，凸形的)表面，所述向外突出表面具有非线性、弯曲或弧形配置，例如在激光束进入面12的第一端121与激光束进入面12的第二端122之间延伸的轴向圆柱形配置。在准直激光束进入区段LE1在被界定为向外突出的轴向圆柱形配置的激光束进入面12处进入激光透射机械加工工具10b之后，在激光束L的激光束折射区段L1行进穿过激光透射机械加工工具10b时激光束折射区段L1发生会聚(例如，参见图4C)，且然后从位于弧形或弯曲刀刃22上游的焦点FP(例如，参见图4C)发散。在激光束反射区段L2随后被侧后刀面20反射且接触并行进穿过(1)弧形或弯曲刀刃22(使得激光束反射区段L2折射到工件W上)、(2)在弧形或弯曲刀刃22附近的负前刀面14(使得激光束反射区段L2折射到工件W上)及(3)在弧形或弯曲刀刃22附近的后刀面16(使得激光束反射区段L2折射到工件W上)中的一或多者中的一或多者之后，激光束L的激光束射出区段LE2发生会聚(例如，参见图3C)。
在图3D′及4D处看到，激光束进入面12可被界定为向内突出(例如，凹形的)表面，所述向内突出表面具有非线性、弯曲或弧形配置，例如在激光束进入面12的第一端121与激光束进入面12的第二端122之间延伸的横向圆柱形配置。在准直激光束进入区段LE1在被界定为向内突出的横向圆柱形配置的激光束进入面12处进入激光透射机械加工工具10b之后，在激光束L的激光束折射区段L1行进穿过激光透射机械加工工具10b时，激光束折射区段L1发散(例如，参见图3D)。在激光束反射区段L2随后被侧后刀面20反射且接触并行进穿过(1)弧形或弯曲刀刃22(使得激光束反射区段L2折射到工件W上)、(2)在弧形或弯曲刀刃22附近的负前刀面14(使得激光束反射区段L2折射到工件W上)及(3)在弧形或弯曲刀刃22附近的后刀面16(使得激光束反射区段L2折射到工件W上)中的一或多者之后，激光束L的激光束射出区段LE2发生会聚(例如，参见图3D及4D)。
参考图3E′及4E，激光束进入面12可被界定为向外突出(例如，凸形的)表面，所述向外突出表面具有非线性、弯曲或弧形配置，例如在激光束进入面12的第一端121与激光束进入面12的第二端122之间延伸的横向圆柱形配置。在准直激光束进入区段LE1在被界定为向外突出的横向圆柱形配置的激光束进入面12处进入激光透射机械加工工具10b之后，在激光束L的激光束折射区段L1行进穿过激光透射机械加工工具10b时激光束折射区段L1发生会聚(例如，参见图3E)，且然后从位于弧形或弯曲刀刃22上游的焦点FP(例如，参见图3E)发散。在激光束反射区段L2随后被侧后刀面20反射且接触并行进穿过(1)弧形或弯曲刀刃22(使得激光束反射区段L2折射到工件W上)、(2)在弧形或弯曲刀刃22附近的负前刀面14(使得激光束反射区段L2折射到工件W上)及(3)在弧形或弯曲刀刃22附近的后刀面16(使得激光束反射区段L2折射到工件W上)中的一或多者之后，激光束L的激光束射出区段LE2发生会聚(例如，参见图3E及4E)。
在图3F′及4F处看到，激光束进入面12可被界定为向内突出(例如，凹形的)表面，所述向内突出表面具有非线性、弯曲或弧形配置，例如在激光束进入面12的第一端121与激光束进入面12的第二端122之间延伸的球形配置。在准直激光束进入区段LE1在被界定为向内突出的球形配置的激光束进入面12处进入激光透射机械加工工具10b之后，在激光束L的激光束折射区段L1行进穿过激光透射机械加工工具10b时，激光束折射区段L1发散(例如，参见图3F及4F)。在激光束反射区段L2随后被侧后刀面20反射且接触并行进穿过(1)弧形或弯曲刀刃22(使得激光束反射区段L2折射到工件W上)、(2)在弧形或弯曲刀刃22附近的负前刀面14(使得激光束反射区段L2折射到工件W上)及(3)在弧形或弯曲刀刃22附近的后刀面16(使得激光束反射区段L2折射到工件W上)中的一或多者之后，激光束L的激光束射出区段LE2发生会聚(例如，参见图3F及4F)。
参考图3G′及4G，激光束进入面12可被界定为向外突出(例如，凸形的)表面，所述向外突出表面具有非线性、弯曲或弧形配置，例如在激光束进入面12的第一端121与激光束进入面12的第二端122之间延伸的球形配置。在准直激光束进入区段LE1在被界定为向外突出的球形配置的激光束进入面12处进入激光透射机械加工工具10b之后，在激光束L的激光束折射区段L1行进穿过激光透射机械加工工具10b时激光束折射区段L1发生会聚，且然后从位于弧形或弯曲刀刃22上游的焦点FP(例如，参见图3G及4G)发散。在激光束反射区段L2随后被侧后刀面20反射且接触并行进穿过(1)弧形或弯曲刀刃22(使得激光束反射区段L2折射到工件W上)、(2)在弧形或弯曲刀刃22附近的负前刀面14(使得激光束反射区段L2折射到工件W上)及(3)在弧形或弯曲刀刃22附近的后刀面16(使得激光束反射区段L2折射到工件W上)中的一或多者之后，激光束L的激光束射出区段LE2保持发散(例如，参见图3G及4G)。
参考图4H，激光束进入面12可被界定为以下两项的组合：(1)当激光束进入面12在激光束进入面12的第一端121与激光束进入面12的第二端122之间延伸时，基本上线性、平坦或平面的；及(2)在激光束进入面12的第一端121与激光束进入面12的第二端122之间延伸的一或多个衍射表面部分12D。邻近的衍射表面部分12D可间隔开距离d。尽管包含一或多个衍射表面部分12D的激光束进入面12被展示为与基本上线性、平坦或平面的激光束进入面12(基本上类似于图3A及4A)相关联，但图3B到3G及4B到4G的激光束进入面12中的任一者也可包含一或多个衍射表面部分12D。
激光束进入面12的一或多个衍射表面部分12D中的至少一者接收激光束L的激光束进入区段LE1并使激光束L的激光束进入区段LE1发生衍射，从而在激光透射机械加工工具10b的主体内将激光束进入区段LE1分离成多个衍射激光束区段L1。所述多个衍射激光束区段L1可包含三个衍射激光束区段L1。每一衍射激光束区段L1分隔开达衍射角度θD。三个衍射激光束区段L1在总角度2θD内分配激光功率。假定就空气来说n1＝1，可使用光栅方程式给出具有波长λ且通过包括具有缝隙间距离d的光栅的衍射表面部分12D的衍射激光束L的总掠角2θD以计算θD：n2λ＝d sinθD
n2λ＝d sin(θD) (34)
在一些实例中，激光束进入面12的一或多个衍射表面部分12D中的至少一者经配置以使激光束进入区段LE1从一或多个衍射表面部分12D中的衍射表面部分12D处的衍射点FP发生衍射，使得所述多个衍射激光束区段L1朝向弧形或弯曲刀刃22引导并由弧形或弯曲刀刃22接收(作为由侧后刀面20反射的激光束反射区段L2)。
在一些实例中，一或多个衍射表面部分12D中的一者使激光束L聚焦或散焦，或者增大或减小激光透射机械加工工具10b的焦距。此外，在一些配置中，两个或更多个激光束L可比单个激光束L更广地将激光功率分配于工件W中。
参考图4I，当激光束进入面12在激光束进入面12的第一端121与激光束进入面12的第二端122之间延伸时，激光束进入面12可为基本上线性、平坦或平面的。另外，如在图4I处看到，激光透射机械加工工具10b的所述多个表面12到20中的一或多个表面部分地或完全地涂覆有反射增强涂层36。尽管反射增强涂层36展示为与基本上线性、平坦或平面的激光束进入面12(基本上类似于图3A及4A)相关联，但图3B到3G及4B到4G的激光透射机械加工工具10b中的任一者也可包含反射增强涂层36。
涂层36通过在激光透射机械加工工具10b上提供镜面表面来增强对激光束L(其可界定为如在图4I处看到的会聚激光束进入区段LE1)的反射，所述镜面表面将激光束L反射到激光透射机械加工工具10b的所要区带以达到提高效率及工具覆盖范围的目标。在一些例子中，当采用内反射的能力不可行时，将涂层36施涂到激光透射机械加工工具10b。在一些实施方案中，涂层36包含金属材料。可用于涂层36的示范性金属材料包含但不限于铝、银、金、铬镍铁合金、铬、镍及氮化钛。涂层36可安置于以下各项之上：(1)在弧形或弯曲刀刃22的第一端221附近的前刀面14的一部分；(2)在弧形或弯曲刀刃22的第二端222附近的后刀面16的一部分；及(3)在弧形或弯曲刀刃22附近的第一下游侧壁表面或第一下游侧壁面21b及第二下游侧壁表面或第二下游侧壁面21d中的一者或两者。
在图4I处看到，激光束进入面12经配置以接收激光束L。激光束L可进一步被界定为多个区段LE1、L1、LE2。举例来说，所述多个区段LE1、L1、L2及LE2至少包含会聚激光束进入区段LE1、激光束折射区段L1、激光束反射区段L2、激光束射出区段LE2。激光束进入面12接收会聚激光束进入区段LE1。激光束折射区段L1在位于弧形或弯曲刀刃22的最向外部分上游的第一焦点FP1处发生会聚。此后，激光束折射区段L1从第一焦点FP1发散且可(作为由侧后刀面20反射的激光束反射区段L2)入射于包含涂层36的第一下游侧壁表面或第一下游侧壁面21b及第二下游侧壁表面或第二下游侧壁面21d中的一者或两者上。此后，激光束L的激光束反射区段L2在位于弧形或弯曲刀刃22的最向外部分上游的第二焦点FP2处发生会聚。此后，激光束反射区段L2从第二焦点FP2发散且可入射于弧形或弯曲刀刃22上。此后，激光束L的激光束反射区段L2折射离开弧形或弯曲刀刃22以界定激光束射出区段LE2，然后激光束射出区段LE2将随后在位于弧形或弯曲刀刃22的最向外部分下游的第三焦点FP3处发生会聚。
现在参考图5A到5G及6A到6I，以10c大体展示示范性激光透射机械加工工具。激光透射机械加工工具10c的介质可包含任何所要材料，例如任何类型的单晶或多晶透射介质，包含但不限于：金刚石、蓝宝石、碳硅石、金绿宝石、变石等。在其它配置中，界定激光透射机械加工工具10c的介质的示范性材料可包含但不限于其它透射介质，例如：碳化物、立方氮化硼(CBN)、硅、氮化物、钢、合金、陶瓷、氧化铝、玻璃、玻璃复合物、复合物等。
激光透射机械加工工具10c基本上类似于上文所描述的激光透射机械加工工具10a。因此，与在图5A到5G及6A到6I处所展示的激光透射机械加工工具10c的参考编号相关联的说明类似于图1A到1G及2A到2I处的激光透射机械加工工具10a；因此，关注与图1A到1G及2A到2I相关联的书面说明以识别与图5A到5G及6A到6I的激光透射机械加工工具10c的参考编号相关联的结构。
与图1A到1G及2A到2I的激光透射机械加工工具10a的被布置成钝角(即，大于90°)的后离隙角θ12不同，图5A到5G的激光透射机械加工工具10c的后离隙角θ12被布置成直角(即，等于90°)。
在图5A到5G处看到，进入且然后射出激光透射机械加工工具10c的激光束L被展示为由多个区段LE1、L1、LE2界定。所述多个区段LE1、L1、LE2包含激光束进入区段LE1、激光束区段L1及激光束射出区段LE2。激光束进入区段LE1是准直的，其大体被界定为管状或圆柱形射线阵列(例如，参见图31A到31B的包含中心射线ΦA且包含射线ΦR1、ΦR2的圆周阵列的激光束L)。
参考图5A到5G，激光束进入面12经配置以接收准直激光束进入区段LE1，使得引导激光束区段L1朝向并穿过以下各项中的一或多者：(1)弧形或弯曲刀刃22(例如，使得激光束射出区段LE2折射到工件W上)；(2)在弧形或弯曲刀刃22附近的负前刀面14(例如，使得激光束射出区段LE2折射到工件W上)；及(3)在弧形或弯曲刀刃22附近的后刀面16(例如，使得激光束射出区段LE2折射到工件W上)。尽管刀刃22可为非线性、弯曲或弧形的，但刀刃22可经界定以包含其它配置，例如线性、非弯曲或非弧形的形状。后离隙角θ12经配置以根据司乃耳定律在激光束进入面12处接收激光束区段L1。在图5A及6A处看到，示范性基本上线性、平坦或平面的激光束进入面12的垂直后离隙角θ12或后离隙直角θ12致使激光透射机械加工工具10c不折射激光束进入区段LE1；而是，图5A及6A的激光透射机械加工工具10c的激光束进入面12准许激光束进入区段LE1穿行到透射机械加工工具10c的主体中以用于界定激光束区段L1。
尽管进入激光束进入面12的激光束进入区段LE1是准直的，但激光束进入区段LE1可以其它配置进入激光束进入面12。在一些例子中，激光束进入区段LE1可被界定为会聚激光束(例如，在图5DC及5EC中看到)。在其它实例中，激光束进入区段LE1可被界定为发散激光束(例如，在图5DD及5ED中看到)。
在一些例子中，负前刀面角θ14及余隙角θ16经配置使得前刀面14及后刀面16两者以小于方程式3中所界定的临界角θC的角度接收激光束L。举例来说，负前刀面角θ14可为大于90°且小于180°的钝角；在一些例子中，前刀面角θ14可处于大约95°115°之间的范围中且余隙角θ16可为小于105°的钝角。当钝前刀面角θ14及钝后刀面角θ16满足以下关时，后离隙角θ12可经配置以在进入面12处接收激光束区段L1以随后分别被引导成以小于临界角的角度朝向负前刀面14或者以小于临界角的角度朝向后刀面16：
(θ16-90°)+(θ14-90°)＜2θC (35)
参考图5A到5G、5B′到5G′及6A到6I，展示界定激光透射机械加工工具10c的激光束进入端24的多个替代激光束进入面12。首先参考图5A及6A，当激光束进入面12在激光束进入面12的第一端121与激光束进入面12的第二端122之间延伸时，激光束进入面12可为基本上线性、平坦或平面的。在准直激光束进入区段LE1在基本上线性、平坦或平面的激光束进入面12处进入激光透射机械加工工具10c之后，在激光束L的激光束区段L1行进穿过激光透射机械加工工具10c时，激光束区段L1保持准直。在激光束区段L1接触并行进穿过(1)弧形或弯曲刀刃22(使得激光束区段L1折射到工件W上)、(2)在弧形或弯曲刀刃22附近的负前刀面14(使得激光束区段L1折射到工件W上)及(3)在弧形或弯曲刀刃22附近的后刀面16(使得激光束区段L1折射到工件W上)中的一或多者之后，激光束L的激光束射出区段LE2发生会聚(例如，参见图6A)。
在图5B′及6B处看到，激光束进入面12可被界定为向内突出(例如，凹形的)表面，所述向内突出表面具有非线性、弯曲或弧形配置，例如在激光束进入面12的第一端121与激光束进入面12的第二端122之间延伸的向内突出的轴向圆柱形配置。在准直激光束进入区段LE1在被界定为向内突出的轴向圆柱形配置的激光束进入面12处进入激光透射机械加工工具10c之后，在激光束L的激光束折射区段L1行进穿过激光透射机械加工工具10c时，激光束折射区段L1发散(例如，参见图6B)。在激光束折射区段L1接触并行进穿过(1)弧形或弯曲刀刃22(使得激光束折射区段L1折射到工件W上)、(2)在弧形或弯曲刀刃22附近的负前刀面14(使得激光束折射区段L1折射到工件W上)及(3)在弧形或弯曲刀刃22附近的后刀面16(使得激光束折射区段L1折射到工件W上)中的一或多者之后，激光束L的激光束射出区段LE2发生会聚(例如，参见图6B)。
参考图5C′及6C，激光束进入面12可被界定为向外突出(例如，凸形的)表面，所述向外突出表面具有非线性、弯曲或弧形配置，例如在激光束进入面12的第一端121与激光束进入面12的第二端122之间延伸的轴向圆柱形配置。在准直激光束进入区段LE1在被界定为向外突出的轴向圆柱形配置的激光束进入面12处进入激光透射机械加工工具10c之后，在激光束L的激光束折射区段L1行进穿过激光透射机械加工工具10c时激光束折射区段L1发生会聚(例如，参见图6C)，且然后从位于弧形或弯曲刀刃22上游的焦点FP(例如，参见图6C)发散。在激光束折射区段L1接触并行进穿过(1)弧形或弯曲刀刃22(使得激光束折射区段L1折射到工件W上)、(2)在弧形或弯曲刀刃22附近的负前刀面14(使得激光束折射区段L1折射到工件W上)及(3)在弧形或弯曲刀刃22附近的后刀面16(使得激光束折射区段L1折射到工件W上)中的一或多者中的一或多者之后，激光束L的激光束射出区段LE2保持发散(例如，参见图6C)。
在图5D′及6D处看到，激光束进入面12可被界定为向内突出(例如，凹形的)表面，所述向内突出表面具有非线性、弯曲或弧形配置，例如在激光束进入面12的第一端121与激光束进入面12的第二端122之间延伸的横向圆柱形配置。在准直激光束进入区段LE1在被界定为向内突出的横向圆柱形配置的激光束进入面12处进入激光透射机械加工工具10c之后，在激光束L的激光束折射区段L1行进穿过激光透射机械加工工具10c时，激光束折射区段L1发散(例如，参见图5D)。在激光束折射区段L1接触并行进穿过(1)弧形或弯曲刀刃22(使得激光束折射区段L1折射到工件W上)、(2)在弧形或弯曲刀刃22附近的负前刀面14(使得激光束折射区段L1折射到工件W上)及(3)在弧形或弯曲刀刃22附近的后刀面16(使得激光束折射区段L1折射到工件W上)中的一或多者之后，激光束L的激光束射出区段LE2发生会聚(例如，参见图6D)。
参考图5DC，不同于上文与图5D、5D′及6D相关联地描述的实例，激光束进入区段LE1可被界定为会聚激光束。激光束进入面12的向内突出的横向圆柱形配置接收由具有第一焦点FP的会聚圆锥角θCA界定的激光束进入区段LE1；因此，激光束L可被称为会聚激光束。第一焦点FP位于激光束进入面12的向内突出的横向圆柱形配置下游。
激光束进入面12的向内突出的横向圆柱形配置根据司乃耳定律使激光束L发生折射，使得激光束折射区段L1具有经变换圆锥角θCA′及经变换焦点FP′。激光束进入面12的向内突出的横向圆柱形配置可聚焦激光束L，使得经变换焦点FP′布置于激光透射机械加工工具10c内、前刀面14及后刀面16上游、从焦点FP延伸第二距离D2处。
参考以下方程式，与经变换焦点FP′相关联的第二距离D2可通过以下方程式指定，其中D1的正值是向上游延伸，且D2的正值是向下游延伸：
Figure BDA0003486772720000321
因此，经变换圆锥角θCA′通过以下方程式与圆锥角θCA相关：
tan(θCA′/2)＝abs(D1/D2)tan(θCA/2) (37)
在于图5DD处看到的另一实例中，不同于上文与图5DC相关联地描述的实例，激光束进入区段LE1可被界定为发散激光束。激光束进入面12的向内突出的横向圆柱形配置接收由具有第一焦点FP的发散圆锥角θCA界定的激光束进入区段LE1；因此，激光束L可被称为发散激光束。第一焦点FP位于激光束进入面12的向内突出的横向圆柱形配置上游。激光束进入面12的向内突出的横向圆柱形配置根据司乃耳定律使激光束L发生折射，使得激光束折射区段L1具有经变换圆锥角θCA′；由于激光束进入区段LE1被界定为发散激光束，因此激光束进入区段LE1不界定经变换焦点FP′，且如此，激光束进入区段LE1在其穿过激光透射机械加工工具10c朝向前刀面14、后刀面16及弧形或弯曲刀刃22行进时继续发散。
参考图5E′及6E，激光束进入面12可被界定为向外突出(例如，凸形的)表面，所述向外突出表面具有非线性、弯曲或弧形配置，例如在激光束进入面12的第一端121与激光束进入面12的第二端122之间延伸的横向圆柱形配置。在准直激光束进入区段LE1在被界定为向外突出的横向圆柱形配置的激光束进入面12处进入激光透射机械加工工具10c之后，在激光束L的激光束折射区段L1行进穿过激光透射机械加工工具10c时激光束折射区段L1发生会聚(例如，参见图5E)，且然后从位于弧形或弯曲刀刃22上游的焦点FP(例如，参见图5E)发散。在激光束折射区段L1接触并行进穿过(1)弧形或弯曲刀刃22(使得激光束折射区段L1折射到工件W上)、(2)在弧形或弯曲刀刃22附近的负前刀面14(使得激光束折射区段L1折射到工件W上)及(3)在弧形或弯曲刀刃22附近的后刀面16(使得激光束折射区段L1折射到工件W上)中的一或多者之后，激光束L的激光束射出区段LE2发生会聚(例如，参见图6E)。
参考图5EC，不同于上文与图5E、5E′及6E相关联地描述的实例，激光束进入区段LE1可被界定为会聚激光束。激光束进入面12的向外突出的横向圆柱形配置接收由具有第一焦点FP的会聚圆锥角θCA界定的激光束进入区段LE1；因此，激光束L可被称为会聚激光束。第一焦点FP位于激光束进入面12的向外突出的横向圆柱形配置下游。
激光束进入面12的向外突出的横向圆柱形配置根据司乃耳定律使激光束L发生折射，使得激光束折射区段L1具有经变换圆锥角θCA′及经变换焦点FP′。激光束进入面12的向外突出的横向圆柱形配置可聚焦激光束L，使得经变换焦点FP′布置于激光透射机械加工工具10c内、前刀面14及后刀面16上游、从焦点FP延伸第二距离D2处。
参考以下方程式，与经变换焦点FP′相关联的第二距离D2可通过以下方程式指定，其中D1的正值是向上游延伸，且D2的正值是向下游延伸：
Figure BDA0003486772720000341
因此，经变换圆锥角θCA′通过以下方程式与圆锥角θCA相关：
tan(θCA′/2)＝abs(D1/D2)tan(θCA/2) (39)
在于图5ED处看到的另一实例中，不同于上文与图5EC相关联地描述的实例，激光束进入区段LE1可被界定为发散激光束。激光束进入面12的向外突出的横向圆柱形配置接收由具有第一焦点FP的发散圆锥角θCA界定的激光束进入区段LE1；因此，激光束L可被称为发散激光束。第一焦点FP位于激光束进入面12的向外突出的横向圆柱形配置上游。激光束进入面12的向外突出的横向圆柱形配置根据司乃耳定律使激光束L发生折射，使得激光束折射区段L1具有经变换圆锥角θCA′；由于激光束进入区段LE1被界定为发散激光束，因此激光束进入面12的向外突出的横向圆柱形配置可使激光束L散焦，使得经变换焦点FP′布置于激光透射机械加工工具10c之外、前刀面14、后刀面16及弧形或弯曲刀刃22下游、从激光束进入面12的向外突出的横向圆柱形配置的最向外部分延伸第二距离D2处，且如此，激光束进入区段LE1在其穿过激光透射机械加工工具10c朝向前刀面14、后刀面16及弧形或弯曲刀刃22行进时会聚。
在图5F′及6F处看到，激光束进入面12可被界定为向内突出(例如，凹形的)表面，所述向内突出表面具有非线性、弯曲或弧形配置，例如在激光束进入面12的第一端121与激光束进入面12的第二端122之间延伸的球形配置。在准直激光束进入区段LE1在被界定为向内突出的球形配置的激光束进入面12处进入激光透射机械加工工具10c之后，在激光束L的激光束折射区段L1行进穿过激光透射机械加工工具10c时，激光束折射区段L1发散(例如，参见图5F及6F)。在激光束折射区段L1接触并行进穿过(1)弧形或弯曲刀刃22(使得激光束折射区段L1折射到工件W上)、(2)在弧形或弯曲刀刃22附近的负前刀面14(使得激光束折射区段L1折射到工件W上)及(3)在弧形或弯曲刀刃22附近的后刀面16(使得激光束折射区段L1折射到工件W上)中的一或多者之后，激光束L的激光束射出区段LE2发生会聚(例如，参见图6F)。
参考图5G′及6G，激光束进入面12可被界定为向外突出(例如，凸形的)表面，所述向外突出表面具有非线性、弯曲或弧形配置，例如在激光束进入面12的第一端121与激光束进入面12的第二端122之间延伸的球形配置。在准直激光束进入区段LE1在被界定为向外突出的球形配置的激光束进入面12处进入激光透射机械加工工具10c之后，在激光束L的激光束折射区段L1行进穿过激光透射机械加工工具10c时激光束折射区段L1发生会聚，且然后从位于弧形或弯曲刀刃22上游的焦点FP(例如，参见图5G及6G)发散。在激光束折射区段L1接触并行进穿过(1)弧形或弯曲刀刃22(使得激光束折射区段L1折射到工件W上)、(2)在弧形或弯曲刀刃22附近的负前刀面14(使得激光束折射区段L1折射到工件W上)及(3)在弧形或弯曲刀刃22附近的后刀面16(使得激光束折射区段L1折射到工件W上)中的一或多者之后，激光束L的激光束射出区段LE2保持发散(例如，参见图5G及6G)。
参考图6H，激光束进入面12可被界定为以下两项的组合：(1)当激光束进入面12在激光束进入面12的第一端121与激光束进入面12的第二端122之间延伸时，基本上线性、平坦或平面的；及(2)在激光束进入面12的第一端121与激光束进入面12的第二端122之间延伸的一或多个衍射表面部分12D。邻近的衍射表面部分12D可间隔开距离d。尽管包含一或多个衍射表面部分12D的激光束进入面12被展示为与基本上线性、平坦或平面的激光束进入面12(基本上类似于图5A及6A)相关联，但图5B到5G及6B到6G的激光束进入面12中的任一者也可包含一或多个衍射表面部分12D。
激光束进入面12的一或多个衍射表面部分12D中的至少一者接收激光束L的激光束进入区段LE1并使激光束L的激光束进入区段LE1发生衍射，从而在激光透射机械加工工具10c的主体内将激光束进入区段LE1分离成多个衍射激光束区段L1。所述多个衍射激光束区段L1可包含三个衍射激光束区段L1。每一衍射激光束区段L1分隔开达衍射角度θD。三个衍射激光束区段L1在总角度2θD内分配激光功率。假定就空气来说n1＝1，可使用光栅方程式给出具有波长λ且通过包括具有缝隙间距离d的光栅的衍射表面部分12D的衍射激光束L的总掠角2θD以计算θD：n2λ＝d sinθD
n2λ＝d sin(θD) (40)
在一些实例中，激光束进入面12的所述一或多个衍射表面部分12D中的至少一者经配置以使激光束进入区段LE1从一或多个衍射表面部分12D中的衍射表面部分12D处的衍射点FP发生衍射，使得所述多个衍射激光束区段L1被朝向弧形或弯曲刀刃22引导并由弧形或弯曲刀刃22接收。
在一些实例中，所述一或多个衍射表面部分12D中的一者使激光束L聚焦或散焦，或者增大或减小激光透射机械加工工具10c的焦距。此外，在一些配置中，两个或更多个激光束L可比单个激光束L更广地将激光功率分配于工件W中。
参考图6I，当激光束进入面12在激光束进入面12的第一端121与激光束进入面12的第二端122之间延伸时，激光束进入面12可为基本上线性、平坦或平面的。另外，在图6I处看到，激光透射机械加工工具10c的所述多个表面12到20中的一或多个表面部分地或完全地涂覆有反射增强涂层36。尽管反射增强涂层36被展示为与基本上线性、平坦或平面的激光束进入面12(基本上类似于图5A及6A)相关联，但图5B到5G及6B到6G的激光透射机械加工工具10c中的任一者也可包含反射增强涂层36。
涂层36通过在激光透射机械加工工具10c上提供镜面表面来增强对激光束L(其可被界定为在图6I处看到的会聚激光束进入区段LE1)的反射，所述镜面表面将激光束L反射到激光透射机械加工工具10c的所要区带以达到提高效率及工具覆盖范围的目标。在一些例子中，当采用内反射的能力不可行时，将涂层36施涂到激光透射机械加工工具10c。在一些实施方案中，涂层36包含金属材料。可用于涂层36的示范性金属材料包含但不限于铝、银、金、铬镍铁合金、铬、镍及氮化钛。涂层36可安置于以下各项之上：(1)在弧形或弯曲刀刃22的第一端221附近的前刀面14的一部分；(2)在弧形或弯曲刀刃22的第二端222附近的后刀面16的一部分；及(3)在弧形或弯曲刀刃22附近的第一下游侧壁表面或第一下游侧壁面21b及第二下游侧壁表面或第二下游侧壁面21d中的一者或两者。
在图6I处看到，激光束进入面12经配置以接收激光束L。激光束L可进一步被界定为多个区段LE1、L1、LE2。举例来说，所述多个区段LE1、L1、LE2至少包含，会聚激光束进入区段LE1、激光束折射区段L1及激光束射出区段LE2。激光束进入面12接收会聚激光束进入区段LE1。激光束折射区段L1在位于弧形或弯曲刀刃22的最向外部分上游的第一焦点FP1处发生会聚。此后，激光束折射区段L1从第一焦点FP1发散且可入射于包含涂层36的第一下游侧壁表面或第一下游侧壁面21b及第二下游侧壁表面或第二下游侧壁面21d中的一者或两者上。此后，激光束L的激光束折射区段L1在位于弧形或弯曲刀刃22的最向外部分上游的第二焦点FP2处发生会聚。此后，激光束折射区段L1从第二焦点FP2发散且可入射于弧形或弯曲刀刃22上。此后，激光束L的激光束折射区段L1折射离开弧形或弯曲刀刃22以界定激光束射出区段LE2，然后激光束射出区段LE2将随后在位于弧形或弯曲刀刃22的最向外部分下游的第三焦点FP3处发生会聚。
现在参考图7A到7G及8A到8I，以10d大体展示示范性激光透射机械加工工具。激光透射机械加工工具10d的介质可包含任何所要材料，例如任何类型的单晶或多晶透射介质，包含但不限于：金刚石、蓝宝石、碳硅石、金绿宝石、变石等。在其它配置中，界定激光透射机械加工工具10d的介质的示范性材料可包含但不限于其它透射介质，例如：碳化物、立方氮化硼(CBN)、硅、氮化物、钢、合金、陶瓷、氧化铝、玻璃、玻璃复合物、复合物等。
参考图7A到8I，示范性激光透射机械加工工具10d也被界定为具有多个侧壁表面或多个侧壁面21a到21d。所述多个侧壁表面或所述多个侧壁面21a到21d包含第一上游侧壁表面或第一上游侧壁面21a(例如，参见图7A到7G及8A到8I)、第一下游侧壁表面或第一下游侧壁面21b(例如，参见图7A到7G及8A到8I)、第二上游侧壁表面或第二上游侧壁面21c(例如，参见图8A到8I)及第二下游侧壁表面或第二下游侧壁面21d(例如，参见图8A到8I)。
第一上游表面或第一上游面21a及第二上游侧壁表面或第二上游侧壁面21c中的每一者从激光束进入面12延伸。第一下游侧壁表面或第一下游侧壁面21b及第二下游侧壁表面或第二下游侧壁面21d中的每一者从前刀面14及后刀面或余隙面16延伸。
第一上游表面或第一上游面21a与第一下游侧壁表面或第一下游侧壁面21b在被布置成角度θ23(例如，参见图7A到7G)的第一侧边缘23a(例如，参见图7A到7G及8A到8I)处交会，角度θ23基本上类似于将在下文更详细地描述的后刀面角或余隙角θ16。第一上游表面或第一上游面21a及第一下游侧壁表面或第一下游侧壁面21b将激光透射机械加工工具10d的第一侧28(即，前刀面14及第一侧面18中的一者或两者)连接到激光透射机械加工工具10d的第二侧30(即，后刀面16及第二侧面20中的一者或两者)。
第二上游侧壁表面或第二上游侧壁面21c与第二下游侧壁表面或第二下游侧壁面21d在类似地被布置成角度θ23的第二侧边缘23b(例如，参见图8A到8I)处交会。第二上游表面或第二上游面21c及第二下游侧壁表面或第二下游侧壁面21d也将激光透射机械加工工具10d的第一侧28(即，前刀面14及第一侧面18中的一者或两者)连接到激光透射机械加工工具10d的第二侧30(即，后刀面16及第二侧面20中的一者或两者)。
侧前刀面18的第一端181延伸远离激光束进入面12的第一端121。侧后刀面20的第一端201延伸远离激光束进入面12的第二端122。前刀面14的第一端141延伸远离侧前刀面18的第二端182。后刀面16的第一端161延伸远离侧后刀面20的第二端202。前刀面14的第二端142接合到后刀面16的第二端162以界定可为非线性、弯曲或弧形的刀刃22(例如，在图8A到8I中看到)；尽管刀刃22可为非线性、弯曲或弧形的，但刀刃22可经界定以包含其它配置，例如线性、非弯曲或非弧形的形状。此外，前刀面14的第一端141以负前刀面角或钝前刀面角θ14延伸远离侧前刀面18的第二端182；因此，前刀面14可被称为负前刀面。后刀面16的第一端161以钝后刀面角或钝余隙角θ16延伸远离侧后刀面20的第二端202。负前刀面角θ14可为大于90°且小于180°的钝角；在一些例子中，前刀面角θ14可处于大约135°与155°之间的范围中。
示范性激光透射机械加工工具10d被界定为与上文所描述的图1及27的透射机械加工工具10及10a基本上类似的结构配置，且包含所述多个表面或所述多个面12到20及刀刃22。在一些例子中，激光透射机械加工工具10d可用于对工件W进行机械加工(例如，参见图29及30A到30E中的任一者)。此外，前刀面14的第一端141以负前刀面角或钝前刀面角θ14延伸远离侧前刀面18的第二端182；因此，前刀面14可被称为负前刀面。后刀面16的第一端161以钝后刀面角或钝余隙角θ16延伸远离侧后刀面20的第二端202。
激光束进入面12可被界定为功能性进入面区段12f及非功能性进入面区段12n。非功能性进入面区段12n的第一端12n1以高度Hn垂直延伸远离侧后刀面20的第一端201。功能性进入面区段12f的第一端12f1延伸远离非功能性进入面区段12n的第二端12n2(根据与高度Hn相关联、平行于侧后刀面20的参考线)。功能性进入面区段12f的第二端12f2延伸远离侧前刀面18的第一端181。
功能性进入面区段12f的第一端12f1以将平行于侧后刀面20的平面(例如，参见虚线)作为参考的角度(例如，参见θ12)延伸远离非功能性进入面区段12n的第二端12n2。角度θ12可替代地被称为后离隙角θ12。如上文在例如图1A到1G中类似地描述，在一些实例中，后离隙角θ12是锐角(即，小于90°)。在一些实施方案中，锐后离隙角θ12大约等于60°。后离隙角θ12经配置以根据司乃耳定律使激光束L在激光束进入面12的功能性进入面区段12f处发生折射。锐后离隙角θ12致使激光束L在远离侧前刀面18的方向上折射。
参考图7A到7G，激光束进入面12的功能性进入面区段12f经配置以在高度Hi处接收且折射激光束L，高度Hi大于界定激光束进入面12的非功能性进入面区段12n的高度Hn。因此，激光束L不进入非功能性进入面12n。
在图7A到7G处看到，进入且然后射出激光透射机械加工工具10d的激光束L被展示为由多个区段LE1、L1、L2、LE2界定。所述多个区段LE1、L1、L2、LE2包含激光束进入区段LE1、激光束折射区段L1、激光束反射区段L2及激光束射出区段LE2。激光束进入区段LE1是准直的，其大体被界定为管状或圆柱形射线阵列(例如，参见图31A到31B的包含中心射线ΦA且包含射线ΦR1、ΦR2的圆周阵列的激光束L)。
参考图7A到7G，激光束进入面12的功能性进入面区段12f经配置以接收且折射准直激光束进入区段LE1，使得引导激光束折射区段L1(随后被侧后刀面20反射以界定激光束反射区段L2)朝向且穿过以下各项中的一或多者：(1)刀刃22(例如，使得激光束射出区段LE2折射到工件W上)；(2)在刀刃22附近的负前刀面14(例如，使得激光束射出区段LE2折射到工件W上)；及(3)在刀刃22附近的后刀面16(例如，使得激光束射出区段LE2折射到工件W上)。后离隙角θ12经配置以根据司乃耳定律使激光束折射区段L1在激光束进入面12的功能性进入面区段12f处发生折射。锐后离隙角θ12致使激光束折射区段L1在朝向侧后刀面20的方向上折射。
尽管进入激光束进入面12的功能性进入面区段12f的激光束进入区段LE1是准直的，但激光束进入区段LE1可以其它配置进入激光束进入面12的功能性进入面区段12f。在一些例子中，激光束进入区段LE1可被界定为会聚激光束(例如，在图5DC及5EC中看到)。在其它实例中，激光束进入区段LE1可被界定为发散激光束(例如，在图5DD及5ED中看到)。
在一些实例中，激光束进入面12的功能性进入面12f在位于侧后刀面20上方的高度Hi处接收准直激光束进入区段LE1；高度Hi是在侧后刀面20与侧前刀面18之间延伸的工具高度Ht的一部分。激光束进入面12的功能性进入面区段12f折射准直激光束进入区段LE1以界定被朝向侧后刀面20引导且由侧后刀面20接收的激光束折射区段L1。
侧后刀面20接收呈入射镜角度θm-i(将垂直延伸远离侧后刀面20的参考线θm作为参考)的激光束折射区段L1。侧后刀面20反射激光束折射区段L1以界定激光束反射区段L2。激光束反射区段L2以反射镜角度θm-r(也将垂直延伸远离侧后刀面20的参考线θm作为参考)延伸远离侧后刀面20。反射镜角度θm-r等于入射镜角度θm-i。
然后，引导激光束反射区段L2朝向以下各项中的一或多者且由以下各项中的一或多者接收：(1)刀刃22(例如，使得激光束射出区段LE2折射到工件W上)；(2)在刀刃22附近的负前刀面14(例如，使得激光束射出区段LE2折射到工件W上)；及(3)在刀刃22附近的后刀面16(例如，使得激光束射出区段LE2折射到工件W上)。可以高水平的热效率将激光束射出区段LE2折射到工件W中。
激光束射出区段LE2在侧后刀面20上方的高度He处射出激光透射机械加工工具10d。在一些实例中，如果满足以下关系，那么前刀面接收呈小于方程式3中所界定的临界角θC的角度的激光束反射区段L2：
abs(θm+θ14-180°)＜θC (41)
在图7A到7G可清楚地看到，可通过增大界定非功能性进入面区段12n的高度Hn来减小激光透射机械加工工具10d的长度l。激光透射机械加工工具10d的长度l可通过以下方程式指定：
l＝(Hi+He)*tan(θm)+(Hi-Hn)*tan(90°-θ12) (42)
因此，非功能性进入面12n的高度Hn越大，激光透射机械加工工具10d的长度l越短。
参考图7A到7G、7B′到7G′及8A到8I，展示界定激光透射机械加工工具10d的激光束进入端24的多个替代激光束进入面12。首先参考图7A及8A，当激光束进入面12的功能性进入面区段12f在激光束进入面12的功能性进入面区段12f的第一端12f1与激光束进入面12的功能性进入面区段12f的第二端12f2之间延伸时，激光束进入面12的功能性进入面区段12f可为基本上线性、平坦或平面的。在准直激光束进入区段LE1在激光束进入面12的基本上线性、平坦或平面的功能性进入面区段12f处进入激光透射机械加工工具10d之后，在激光束L的激光束折射区段L1行进穿过激光透射机械加工工具10d时，激光束折射区段L1保持准直。在激光束反射区段L2随后被侧后刀面20反射且接触并行进穿过(1)刀刃22(使得激光束反射区段L1折射到工件W上)、(2)在刀刃22附近的负前刀面14(使得激光束反射区段L2折射到工件W上)及(3)在刀刃22附近的后刀面16(使得激光束反射区段L2折射到工件W上)中的一或多者之后，激光束L的激光束射出区段LE2发生会聚。
在图7B′及7B处看到，激光束进入面12的功能性进入面区段12f可被界定为向内突出(例如，凹形的)表面，所述向内突出表面具有非线性、弯曲或弧形配置，例如在激光束进入面12的功能性进入面区段12f的第一端12f1与激光束进入面12的功能性进入面区段12f的第二端12f2之间延伸的向内突出的轴向圆柱形配置。在准直激光束进入区段LE1在激光束进入面12的被界定为向内突出的轴向圆柱形配置的功能性进入面区段12f处进入激光透射机械加工工具10d之后，在激光束L的激光束折射区段L1行进穿过激光透射机械加工工具10d时，激光束折射区段L1发散(例如，参见图8B)。在激光束反射区段L2随后被侧后刀面20反射且接触并行进穿过(1)刀刃22(使得激光束反射区段L2折射到工件W上)、(2)在刀刃22附近的负前刀面14(使得激光束反射区段L2折射到工件W上)及(3)在刀刃22附近的后刀面16(使得激光束反射区段L2折射到工件W上)中的一或多者之后，激光束L的激光束射出区段LE2发生会聚(例如，参见图7B及8B)。
参考图7C′及8C，激光束进入面12的功能性进入面区段12f可被界定为向外突出(例如，凸形的)表面，所述向外突出表面具有非线性、弯曲或弧形配置，例如在激光束进入面12的功能性进入面区段12f的第一端12f1与激光束进入面12的功能性进入面区段12f的第二端12f2之间延伸的轴向圆柱形配置。在准直激光束进入区段LE1在激光束进入面12的被界定为向外突出的轴向圆柱形配置的功能性进入面区段12f处进入激光透射机械加工工具10d之后，在激光束L的激光束折射区段L1行进穿过激光透射机械加工工具10d时激光束折射区段L1发生会聚(例如，参见图8C)，且然后从位于刀刃22上游的焦点FP(例如，参见图8C)发散。在激光束反射区段L2随后被侧后刀面20反射且接触并行进穿过(1)刀刃22(使得激光束反射区段L2折射到工件W上)、(2)在刀刃22附近的负前刀面14(使得激光束反射区段L2折射到工件W上)及(3)在刀刃22附近的后刀面16(使得激光束反射区段L2折射到工件W上)中的一或多者中的一或多者之后，激光束L的激光束射出区段LE2发生会聚(例如，参见图7C)。
在图7D′及8D处看到，激光束进入面12的功能性进入面区段12f可被界定为向内突出(例如，凹形的)表面，所述向内突出表面具有非线性、弯曲或弧形配置，例如在激光束进入面12的功能性进入面区段12f的第一端12f1与激光束进入面12的功能性进入面区段12f的第二端12f2之间延伸的横向圆柱形配置。在准直激光束进入区段LE1在激光束进入面12的被界定为向内突出的横向圆柱形配置的功能性进入面区段12f处进入激光透射机械加工工具10d之后，在激光束L的激光束折射区段L1行进穿过激光透射机械加工工具10d时，激光束折射区段L1发散(例如，参见图7D)。在激光束反射区段L2随后被侧后刀面20反射且接触并行进穿过(1)刀刃22(使得激光束反射区段L2折射到工件W上)、(2)在刀刃22附近的负前刀面14(使得激光束反射区段L2折射到工件W上)及(3)在刀刃22附近的后刀面16(使得激光束反射区段L2折射到工件W上)中的一或多者之后，激光束L的激光束射出区段LE2发生会聚(例如，参见图7D及8D)。
参考图7E′及8E，激光束进入面12的功能性进入面区段12f可被界定为向外突出(例如，凸形的)表面，所述向外突出表面具有非线性、弯曲或弧形配置，例如在激光束进入面12的功能性进入面区段12f的第一端12f1与激光束进入面12的功能性进入面区段12f的第二端12f2之间延伸的横向圆柱形配置。在准直激光束进入区段LE1在激光束进入面12的被界定为向外突出的横向圆柱形配置的功能性进入面区段12f处进入激光透射机械加工工具10d之后，在激光束L的激光束折射区段L1行进穿过激光透射机械加工工具10d时激光束折射区段L1发生会聚(例如，参见图7E)，且然后从位于刀刃22上游的焦点FP(例如，参见图7E)发散。在激光束反射区段L2随后被侧后刀面20反射且接触并行进穿过(1)刀刃22(使得激光束反射区段L2折射到工件W上)、(2)在刀刃22附近的负前刀面14(使得激光束反射区段L2折射到工件W上)及(3)在刀刃22附近的后刀面16(使得激光束反射区段L2折射到工件W上)中的一或多者之后，激光束L的激光束射出区段LE2发生会聚(例如，参见图7E及8E)。
在图7F′及8F处看到，激光束进入面12的功能性进入面区段12f可被界定为向内突出(例如，凹形的)表面，所述向内突出表面具有非线性、弯曲或弧形配置，例如在激光束进入面12的功能性进入面区段12f的第一端12f1与激光束进入面12的功能性进入面区段12f的第二端12f2之间延伸的球形配置。在准直激光束进入区段LE1在激光束进入面12的被界定为向内突出的球形配置的功能性进入面区段12f处进入激光透射机械加工工具10d之后，在激光束L的激光束折射区段L1行进穿过激光透射机械加工工具10d时，激光束折射区段L1发散(例如，参见图7F及8F)。在激光束反射区段L2随后被侧后刀面20反射且接触并行进穿过(1)刀刃22(使得激光束反射区段L2折射到工件W上)、(2)在刀刃22附近的负前刀面14(使得激光束反射区段L2折射到工件W上)及(3)在刀刃22附近的后刀面16(使得激光束反射区段L2折射到工件W上)中的一或多者之后，激光束L的激光束射出区段LE2发生会聚(例如，参见图7F及8F)。
参考图7G′及8G，激光束进入面12的功能性进入面区段12f可被界定为向外突出(例如，凸形的)表面，所述向外突出表面具有非线性、弯曲或弧形配置，例如在激光束进入面12的功能性进入面区段12f的第一端12f1与激光束进入面12的功能性进入面区段12f的第二端12f2之间延伸的球形配置。在准直激光束进入区段LE1在激光束进入面12的被界定为向外突出的球形配置的功能性进入面区段12f处进入激光透射机械加工工具10d之后，在激光束L的激光束折射区段L1行进穿过激光透射机械加工工具10d时激光束折射区段L1发生会聚，且然后从位于刀刃22上游的焦点FP(例如，参见图7G及8G)发散。在激光束反射区段L2随后被侧后刀面20反射且接触并行进穿过(1)刀刃22(使得激光束反射区段L2折射到工件W上)、(2)在刀刃22附近的负前刀面14(使得激光束反射区段L2折射到工件W上)及(3)在刀刃22附近的后刀面16(使得激光束反射区段L2折射到工件W上)中的一或多者之后，激光束L的激光束射出区段LE2发散(例如，参见图7G及8G)。
参考图8H，激光束进入面12的功能性进入面区段12f可被界定为以下两项的组合：(1)当激光束进入面12的功能性进入面区段12f在激光束进入面12的功能性进入面区段12f的第一端12f1与激光束进入面12的功能性进入面区段12f的第二端12f2之间延伸时，基本上线性、平坦或平面的；及(2)在激光束进入面12的功能性进入面区段12f的第一端12f1与激光束进入面12的功能性进入面区段12f的第二端12f2之间延伸的一或多个衍射表面部分12D。邻近衍射表面部分12D可间隔开距离d。尽管激光束进入面12的包含一或多个衍射表面部分12D的功能性进入面区段12f被展示为与激光束进入面12的基本上线性、平坦或平面的功能性进入面区段12f(基本上类似于图7A及8A)相关联，但图7B到7G及8B到8G的激光束进入面12中的任一者也可包含一或多个衍射表面部分12D。
激光束进入面12的功能性进入面区段12f的一或多个衍射表面部分12D中的至少一者接收并衍射激光束L的激光束进入区段LE1，从而在激光透射机械加工工具10d的主体内将激光束进入区段LE1分离成多个衍射激光束区段L1。所述多个衍射激光束区段L1可包含三个衍射激光束区段L1。每一衍射激光束区段L1分隔开达衍射角度θD。三个衍射激光束区段L1在总角度2θD内分配激光功率。假定就空气来说n1＝1，可使用光栅方程式给出具有波长λ且通过包括具有缝隙间距离d的光栅的衍射表面部分12D的衍射激光束L的总掠角2θD以计算θD：n2λ＝d sinθD
n2λ＝d sin(θD) (43)
在一些实例中，激光束进入面12的功能性进入面区段12f的一或多个衍射表面部分12D中的至少一者经配置以使激光束进入区段LE1从在一或多个衍射表面部分12D中的衍射表面部分12D处的衍射点FP发生衍射，使得所述多个衍射激光束区段L1被朝向弧形或弯曲刀刃22引导且由弧形或弯曲刀刃22接收(作为由侧后刀面20反射的激光束反射区段L2)。
在一些实例中，一或多个衍射表面部分12D中的一者使激光束L聚焦或散焦，或者增大或减小激光透射机械加工工具10d的焦距。此外，在一些配置中，两个或更多个激光束L可比单个激光束L更广地将激光功率分配于工件W中。
参考图8I，当激光束进入面12的功能性进入面区段12f在激光束进入面12的功能性进入面区段12f的第一端12f1与激光束进入面12的功能性进入面区段12f的第二端12f2之间延伸时，激光束进入面12的功能性进入面区段12f可为基本上线性、平坦或平面的。另外，在图8I处看到，激光透射机械加工工具10d的所述多个表面12到20中的一或多个表面部分地或完全地涂覆有反射增强涂层36。尽管反射增强涂层36被展示为与激光束进入面12的基本上线性、平坦或平面的功能性进入面区段12f(基本上类似于图7A及8A)相关联，但图7B到7G及8B到8G的激光透射机械加工工具10d中的任一者也可包含反射增强涂层36。
涂层36通过在激光透射机械加工工具10d上提供镜面表面来增强对激光束L(其可被界定为在图8I处看到的会聚激光束进入区段LE1)的反射，所述镜面表面将激光束L反射到激光透射机械加工工具10d的所要区带以达到提高效率及工具覆盖范围的目标。在一些例子中，当采用内反射的能力不可行时，将涂层36施涂到激光透射机械加工工具10d。在一些实施方案中，涂层36包含金属材料。可用于涂层36的示范性金属材料包含但不限于铝、银、金、铬镍铁合金、铬、镍及氮化钛。涂层36可安置于以下各项之上：(1)在弧形或弯曲刀刃22的第一端221附近的前刀面14的一部分；(2)在弧形或弯曲刀刃22的第二端222附近的后刀面16的一部分；及(3)在弧形或弯曲刀刃22附近的第一下游侧壁表面或第一下游侧壁面21b及第二下游侧壁表面或第二下游侧壁面21d中的一者或两者。
在图8I处看到，激光束进入面12经配置以接收激光束L。激光束L可进一步被界定为多个区段LE1、L1、LE2。举例来说，所述多个区段LE1、L1、LE2至少包含会聚激光束进入区段LE1、激光束折射区段L1、激光束反射区段L2及激光束射出区段LE2。激光束进入面12的功能性进入面区段12f接收会聚激光束进入区段LE1。激光束折射区段L1在位于弧形或弯曲刀刃22的最向外部分上游的第一焦点FP1处发生会聚。此后，激光束折射区段L1从第一焦点FP1发散且可(作为由侧后刀面20反射的激光束反射区段L2)入射于包含涂层36的第一下游侧壁表面或第一下游侧壁面21b及第二下游侧壁表面或第二下游侧壁面21d中的一者或两者上。此后，激光束L的激光束反射区段L2在位于弧形或弯曲刀刃22的最向外部分上游的第二焦点FP2处发生会聚。此后，激光束反射区段L2从第二焦点FP2发散且可入射于弧形或弯曲刀刃22上。此后，激光束L的激光束反射区段L2折射离开弧形或弯曲刀刃22以界定激光束射出区段LE2，然后激光束射出区段LE2将随后在位于弧形或弯曲刀刃22的最向外部分下游的第三焦点FP3处发生会聚。
现在参考图9及10，以10e大体展示示范性激光透射机械加工工具。激光透射机械加工工具10e的介质可包含任何所要材料，例如任何类型的单晶或多晶透射介质，包含但不限于：金刚石、蓝宝石、碳硅石、金绿宝石、变石等。在其它配置中，界定激光透射机械加工工具10e的介质的示范性材料可包含但不限于其它透射介质，例如：碳化物、立方氮化硼(CBN)、硅、氮化物、钢、合金、陶瓷、氧化铝、玻璃、玻璃复合物、复合物等。
参考图9及10，示范性激光透射机械加工工具10e也被界定为具有多个侧壁表面或多个侧壁面21a到21d。所述多个侧壁表面或所述多个侧壁面21a到21d包含第一上游侧壁表面或第一上游侧壁面21a(例如，参见图9及10)、第一下游侧壁表面或第一下游侧壁面21b(例如，参见图9及10)、第二上游侧壁表面或第二上游侧壁面21c(例如，参见图10)及第二下游侧壁表面或第二下游侧壁面21d(例如，参见图10)。第一上游表面或第一上游面21a及第二上游侧壁表面或第二上游侧壁面21c中的每一者从激光束进入面12延伸。第一下游侧壁表面或第一下游侧壁面21b及第二下游侧壁表面或第二下游侧壁面21d中的每一者从前刀面14及后刀面或余隙面16延伸。第一上游表面或第一上游面21a与第一下游侧壁表面或第一下游侧壁面21b在被布置成角度θ23(例如，参见图9)的第一侧边缘23a(例如，参见图9及10)处交会，角度θ23可基本上类似于将在下文更详细地描述的后刀面角或余隙角θ16。第一上游表面或第一上游面21a及第一下游侧壁表面或第一下游侧壁面21b将激光透射机械加工工具10e的第一侧28(即，前刀面14及第一侧面18中的一者或两者)连接到激光透射机械加工工具10e的第二侧30(即，后刀面16及第二侧面20中的一者或两者)。第二上游侧壁表面或第二上游侧壁面21c与第二下游侧壁表面或第二下游侧壁面21d在类似地被布置成角度θ23的第二侧边缘23b(例如，参见图10)处交会。第二上游表面或第二上游面21c及第二下游侧壁表面或第二下游侧壁面21d也将激光透射机械加工工具10e的第一侧28(即，前刀面14及第一侧面18中的一者或两者)连接到激光透射机械加工工具10e的第二侧30(即，后刀面16及第二侧面20中的一者或两者)。
示范性激光透射机械加工工具10e被界定为与上文所描述的图1A到8I及27的透射机械加工工具10及10a到10d基本上类似的结构配置且包含：所述多个表面或所述多个面12到20；每一相应表面12到20的第一端121到201；及每一相应表面12到20的第二端122到202。此外，前刀面14的第一端141以负前刀面角θ14延伸远离侧前刀面18的第二端182；因此，前刀面14可被称为负前刀面。
在一些实例中，激光束进入面12的第二端122以后离隙角θ12延伸远离第二侧面20的第一端201。在图9处看到，后离隙角θ12是钝角(即，大于90°)。在一些实施方案中，激光透射机械加工工具10e的钝后离隙角θ12大约等于102°。然而在其它实例中，例如在图11处看到，示范性激光透射机械加工工具10f包含是锐角(即，小于90°)的后离隙角θ12。在又一些实例中，例如在图13处看到，示范性激光透射机械加工工具10g包含可为直角(即，等于90°)的后离隙角θ12。
在图9处看到，进入且然后射出激光透射机械加工工具10e的激光束L被展示为由多个区段LE1、L1、LE2界定。所述多个区段LE1、L1、LE2包含激光束进入区段LE1、激光束折射区段L1及激光束射出区段LE2。激光束进入区段LE1是准直的，其大体被界定为管状或圆柱形射线阵列(例如，参见图31A到31B的包含中心射线ΦA且包含射线ΦR1、ΦR2的圆周阵列的激光束L)。
参考图9，激光束进入面12经配置以接收且折射准直激光束进入区段LE1，使得引导激光束折射区段L1朝向且穿过以下各项中的一或多者：(1)刀刃22(例如，使得激光束射出区段LE2折射到工件W上)；(2)在刀刃22附近的负前刀面14(例如，使得激光束射出区段LE2折射到工件W上)；及(3)在刀刃22附近的后刀面16(例如，使得激光束射出区段LE2折射到工件W上)。刀刃22可为非线性、弯曲或弧形的(例如，在图10中看到)；尽管刀刃22可为非线性、弯曲或弧形的，但刀刃22可经界定以包含其它配置，例如线性、非弯曲或非弧形的形状。后离隙角θ12经配置以根据司乃耳定律使激光束折射区段L1在激光束进入面12处发生折射。钝后离隙角θ12致使激光束折射区段L1在远离侧后刀面20的方向上折射。
尽管进入激光束进入面12的激光束进入区段LE1是准直的，但激光束进入区段LE1可以其它配置进入激光束进入面12。在一些例子中，激光束进入区段LE1可被界定为会聚激光束(例如，在图5DC及5EC中看到)。在其它实例中，激光束进入区段LE1可被界定为发散激光束(例如，在图5DD及5ED中看到)。
激光透射机械加工工具10e进一步包含在后刀面16与侧后刀面20之间延伸且将后刀面16连接到侧后刀面20的副余隙面34。在一些实例中，副余隙面34的第一端341延伸远离侧后刀面20的第二端202，且副余隙面34的第二端342延伸远离后刀面16的第一端161。在一些例子中，激光透射机械加工工具10e可用于对工件W进行机械加工(例如，参见图29及30A到30E中的任一者)。
后刀面16的第一端161延伸远离副余隙面34的第二端342以界定后刀面角或余隙角θ16。后刀面角或余隙角θ16是钝角。
副余隙面34可以副余隙角θ34延伸远离侧后刀面20。在一些例子中，副余隙角θ34是钝角。副余隙面角θ34可介于120°与180°之间。在一些实施方案中，钝副余隙角θ34大约等于150°。在一些例子中，假定副余隙角θ34大约等于120°，则余隙角θ16可处大约110°与大约130°之间的范围。
在图9处看到，激光束进入面12在侧后刀面20上方的高度Hi处接收激光束进入区段LE1；高度Hi是在侧后刀面20与侧前刀面18之间延伸的工具高度Ht的一部分。激光束进入面12折射激光束进入区段LE1以界定被朝向侧前刀面18引导且由侧前刀面18接收的激光束折射区段L1。
侧前刀面18接收相对于侧前刀面18呈入射镜角度θm-i(将垂直延伸远离侧前刀面18的参考线θm作为参考)的激光束折射区段L1。侧前刀面18反射激光束折射区段L1以界定激光束反射区段L2。激光束反射区段L2以反射镜角度θm-r(也将垂直延伸远离侧前刀面18的参考线θm作为参考)延伸远离侧前刀面18。反射镜角度θm-r等于入射镜角度θm-i。
然后，引导激光束反射区段L2朝向以下各项中的一或多者且由以下各项中的一或多者接收：(1)刀刃22(例如，使得激光束射出区段LE2折射到工件W上)；(2)在刀刃22附近的负前刀面14(例如，使得激光束射出区段LE2折射到工件W上)；及(3)在刀刃22附近的后刀面16(例如，使得激光束射出区段LE2折射到工件W上)；根据在图9处看到的激光透射机械加工工具10e的示范性配置，然后引导激光束反射区段L2朝向在刀刃22附近的后刀面16的第二端162且由所述第二端162接收。此后，激光束反射区段L2射出激光透射机械加工工具10e且界定激光束L的激光束射出区段LE2。激光束射出区段LE2可被折射到工件W中。在一些例子中，激光透射机械加工工具10e用于对深凹工件W(例如以小曲率半径(ROC)及小通光孔径(CA)为特征的工件W)进行机械加工。
激光束射出区段LE2在侧后刀面20上方的高度He处射出激光透射机械加工工具10e。在一些实例中，当满足以下关系时，侧前刀面18接收呈小于方程式3中所界定的临界角θC的角度的激光束反射区段L2：
abs(θm-θ34-θ16+360°)<θC，θm>θC (44)
尽管在图9处将侧前刀面18展示为使激光束反射区段L2朝向后刀面16反射，但在其它实例中，侧前刀面18可使激光束反射区段L2朝向前刀面14反射，使得前刀面14将激光束反射区段L2折射到工件W中。侧前刀面18也可使激光束反射区段L2朝向激光透射机械加工工具10e的其它面反射。激光透射机械加工工具10e的工具长度l可通过以下方程式指定：
l＝(Ht-He)*tan(θm)+(Ht-Hi)*tan(θ12-90°) (45)
参考图9及10，激光束进入面12可被界定为在激光束进入面12的第一端121与激光束进入面12的第二端122之间延伸的基本上线性、平坦或平面的激光束进入面12。尽管激光束进入面12被界定为与图2A、4A、6A及8A各自的激光透射机械加工工具10a、10b、10c及10d的基本上线性、平坦或平面的激光束进入面12基本上类似的基本上线性、平坦或平面的激光束进入面12，但上文在图2B到2H、4B到4H、6B到6H及8B到8H处所描述的其它配置(例如，向内突出的轴向圆柱形配置、向外突出的轴向圆柱形配置、向内突出的横向圆柱形配置、向外突出的横向圆柱形配置、向内突出的球形配置、向外突出的球形配置或者一或多个衍射表面部分)中的任一者可界定激光透射机械加工工具10e的激光束进入面12。类似地，激光透射机械加工工具10e的所述多个表面12到20中的一或多个表面可部分地或完全地涂覆有反射增强涂层36，与上文在图2I、4I、6I及8I处所描述的类似。
现在参考图11A到12A及11B到12B，以10f大体展示示范性激光透射机械加工工具。激光透射机械加工工具10f的介质可包含任何所要材料，例如任何类型的单晶或多晶透射介质，包含但不限于：金刚石、蓝宝石、碳硅石、金绿宝石、变石等。在其它配置中，界定激光透射机械加工工具10f的介质的示范性材料可包含但不限于其它透射介质，例如：碳化物、立方氮化硼(CBN)、硅、氮化物、钢、合金、陶瓷、氧化铝、玻璃、玻璃复合物、复合物等。
示范性激光透射机械加工工具10f也被界定为具有多个侧壁表面或多个侧壁面21a到21d。所述多个侧壁表面或所述多个侧壁面21a到21d包含第一上游侧壁表面或第一上游侧壁面21a(例如，参见图11A到12A及11B到12B)、第一下游侧壁表面或第一下游侧壁面21b(例如，参见图11A到12A及11B到12B)、第二上游侧壁表面或第二上游侧壁面21c(例如，参见图12A及12B)及第二下游侧壁表面或第二下游侧壁面21d(例如，参见图12A及12B)。第一上游表面或第一上游面21a及第二上游侧壁表面或第二上游侧壁面21c中的每一者从激光束进入面12延伸。第一下游侧壁表面或第一下游侧壁面21b及第二下游侧壁表面或第二下游侧壁面21d中的每一者从前刀面14及后刀面或余隙面16延伸。第一上游表面或第一上游面21a与第一下游侧壁表面或第一下游侧壁面21b在被布置成角度θ23(例如，参见图11A及11B)的第一侧边缘23a(例如，参见图11A到12A及11B到12B)处交会，角度θ23基本上类似于将在下文更详细地描述的后刀面角或余隙角θ16。第一上游表面或第一上游面21a及第一下游侧壁表面或第一下游侧壁面21b将激光透射机械加工工具10f的第一侧28(即，前刀面14及第一侧面18中的一者或两者)连接到激光透射机械加工工具10f的第二侧30(即，后刀面16及第二侧面20中的一者或两者)。第二上游侧壁表面或第二上游侧壁面21c与第二下游侧壁表面或第二下游侧壁面21d在类似地被布置成角度θ23的第二侧边缘23b(例如，参见图12A及12B)处交会。第二上游表面或第二上游面21c及第二下游侧壁表面或第二下游侧壁面21d也将激光透射机械加工工具10f的第一侧28(即，前刀面14及第一侧面18中的一者或两者)连接到激光透射机械加工工具10f的第二侧30(即，后刀面16及第二侧面20中的一者或两者)。
示范性激光透射机械加工工具10f被界定为与上文所描述的图1A到8I及27的透射机械加工工具10及10a到10d基本上类似的结构配置且包含：所述多个表面或所述多个面12到20；每一相应表面12到20的第一端121到201；及每一相应表面12到20的第二端122到202。此外，前刀面14的第一端141以负前刀面角θ14延伸远离侧前刀面18的第二端182；因此，前刀面14可被称为负前刀面。负前刀面角θ14可为大于90°且小于180°的钝角。在一些例子中，图11A的前刀面角θ14可处于大约135°与155°之间的范围中。在其它实例中，图11B的前刀面角θ14可处于大约155°与小于180°的量之间的范围。
在一些实例中，激光束进入面12的第二端122以后离隙角θ12延伸远离第二侧面20的第一端201。在图11A及11B处看到，后离隙角θ12是锐角(即，小于90°)。在一些实施方案中，例如在图11A处看到，激光透射机械加工工具10f的锐后离隙角θ12大约等于60°。在其它实施方案中，例如在图11B处看到，激光透射机械加工工具10f的锐后离隙角θ12大约等于70°。
在图11A及11B处看到，进入且然后射出激光透射机械加工工具10f的激光束L被展示为由多个区段LE1、L1、L2、LE2界定。所述多个区段LE1、L1、L2、LE2包含激光束进入区段LE1、激光束折射区段L1、激光束反射区段L2及激光束射出区段LE2。激光束进入区段LE1是准直的，其大体被界定为管状或圆柱形射线阵列(例如，参见图31A到31B的包含中心射线ΦA且包含射线ΦR1、ΦR2的圆周阵列的激光束L)。
参考图11A及11B，激光束进入面12经配置以接收且折射准直激光束进入区段LE1，使得引导激光束折射区段L1朝向且穿过以下各项的一或多者：(1)刀刃22(例如，使得激光束射出区段LE2折射到工件W上)；(2)在刀刃22附近的负前刀面14(例如，使得激光束射出区段LE2折射到工件W上)；及(3)在刀刃22附近的后刀面16(例如，使得激光束射出区段LE2折射到工件W上)。刀刃22可为非线性、弯曲或弧形的(例如，在图12A及12B中看到)；尽管刀刃22可为非线性、弯曲或弧形的，但刀刃22可经界定以包含其它配置，例如线性、非弯曲或非弧形的形状。后离隙角θ12经配置以根据司乃耳定律使激光束折射区段L1在激光束进入面12处发生折射。图11A的锐后离隙角θ12(小于图11B的锐后离隙角θ12)致使激光束折射区段L1在朝向侧后刀面20的方向上折射；然而，在图11B处看到，锐后离隙角θ12(大于图11A的锐后离隙角θ12)致使激光束折射区段L1在朝向副余隙面34的方向上折射。此外，在一些例子中，图11A的激光透射机械加工工具10f的后刀面16成比例地小于图11B的激光透射机械加工工具10f的后刀面16。而更进一步地，在其它实例中，图11A的激光透射机械加工工具10f的副余隙面34大于图11B的激光透射机械加工工具10f的副余隙面34。因此，在图11A及11B处看到(且类似地本发明的激光透射机械加工工具10a到10o中的任一者均如此)，后离隙角θ12的定向及所述多个表面或所述多个面12到20中的任一者的相对尺寸或长度中的一者或组合可改变激光束L如何行进穿过激光透射机械加工工具10f。
尽管进入激光束进入面12的激光束进入区段LE1是准直的，但激光束进入区段LE1可以其它配置进入激光束进入面12。在一些例子中，激光束进入区段LE1可被界定为会聚激光束(例如，在图5DC及5EC中看到)。在其它实例中，激光束进入区段LE1可被界定为发散激光束(例如，在图5DD及5ED中看到)。
激光透射机械加工工具10f进一步包含在后刀面16与侧后刀面20之间延伸且将后刀面16连接到侧后刀面20的副余隙面34。在一些实例中，副余隙面34的第一端341延伸远离侧后刀面20的第二端202，且副余隙面34的第二端342延伸远离后刀面16的第一端161。在一些例子中，激光透射机械加工工具10f可用于对工件W进行机械加工(例如，参见图29及30A到30E中的任一者)。
后刀面16的第一端161延伸远离副余隙面34的第二端342以界定后刀面角或余隙角θ16。后刀面角或余隙角θ16是钝角。
副余隙面34可以副余隙角θ34延伸远离侧后刀面20。在一些例子中，副余隙角θ34是钝角。副余隙面角θ34可介于120°与180°之间。在一些实施方案中，钝副余隙角θ34大约等于150°。
在图11A及11B处看到，激光束进入面12在侧后刀面20上方的高度Hi处接收激光束进入区段LE1；高度Hi是在侧后刀面20与侧前刀面18之间延伸的工具高度Ht的一部分。参考图11A，激光束进入面12折射激光束进入区段LE1以界定被朝向侧后刀面20引导且由侧后刀面20接收的激光束折射区段L1。由于图11B的激光透射机械加工工具10f的锐后离隙角θ12大于上文所描述的图11A处的激光透射机械加工工具10f的锐后离隙角θ12，因此图11B的激光透射机械加工工具10f的激光束进入面12折射激光束进入区段LE1以界定被朝向副余隙面34引导且由副余隙面34接收的激光束折射区段L1。
参考图11A，侧后刀面20接收相对于侧后刀面20呈入射镜角度θm-i的激光束折射区段L1(将垂直延伸远离侧后刀面20的参考线θm作为参考)。侧后刀面20反射激光束折射区段L1以界定激光束反射区段L2。激光束反射区段L2以反射镜角度θm-r(也将垂直延伸远离侧后刀面20的参考线θm作为参考)延伸远离侧后刀面20。反射镜角度θm-r等于入射镜角度θm-i。在图11B处看到，副余隙面34接收呈入射镜角度θm-i(将垂直延伸远离副余隙面34的参考线θm作为参考)的激光束折射区段L1。副余隙面34反射激光束折射区段L1以界定激光束反射区段L2。激光束反射区段L2以反射镜角度θm-r(也将垂直延伸远离副余隙面34的参考线θm作为参考)延伸远离副余隙面34。反射镜角度θm-r等于入射镜角度θm-i。
在图11A及11B两者处看到，然后引导激光束反射区段L2朝向以下各项中的一或多者且由以下各项中的一或多者接收：(1)刀刃22(例如，使得激光束射出区段LE2折射到工件W上)；(2)在刀刃22附近的负前刀面14(例如，使得激光束射出区段LE2折射到工件W上)；及(3)在刀刃22附近的后刀面16(例如，使得激光束射出区段LE2折射到工件W上)；根据在图11A及11B处看到的激光透射机械加工工具10f的示范性配置，然后引导激光束反射区段L2朝向在刀刃22附近的前刀面14的第二端142且由第二端142接收。此后，激光束反射区段L2射出激光透射机械加工工具10f且界定激光束L的激光束射出区段LE2。激光束射出区段LE2可被折射到工件W中。在一些例子中，激光透射机械加工工具10f用于对深凹工件W(例如以小曲率半径(ROC)及小通光孔径(CA)为特征的工件W)进行机械加工。
激光束射出区段LE2在侧后刀面20上方的高度He处射出图11A及11B的激光透射机械加工工具10f。在一些实例中，当满足以下关系时，侧后刀面20接收呈小于方程式3中所界定的临界角θC的角度的激光束反射区段L2：
abs(θm-θ34-θ16+360°)＜θC，θm＞θC (46)
尽管在图11A处将侧后刀面20展示为使激光束反射区段L2朝向前刀面14反射，但在其它实例中，侧后刀面20可使激光束反射区段L2朝向后刀面16反射，使得后刀面16将激光束反射区段L2折射到工件W中。侧后刀面20也可使激光束反射区段L2朝向激光透射机械加工工具10f的其它面反射。激光透射机械加工工具10f的工具长度l可通过以下方程式指定：
l＝(Ht-He)*tan(θm)+(Ht-Hi)*tan(θ12-90°) (47)
参考图11A到12A及11B到12B，激光束进入面12可被界定为在激光束进入面12的第一端121与激光束进入面12的第二端122之间延伸的基本上线性、平坦或平面的激光束进入面12。尽管激光束进入面12被界定为与图2A、4A、6A及8A各自的激光透射机械加工工具10a、10b、10c及10d的基本上线性、平坦或平面的激光束进入面12基本上类似的基本上线性、平坦或平面的激光束进入面12，但上文在图2B到2H、4B到4H、6B到6H及8B到8H处所描述的其它配置(例如，向内突出的轴向圆柱形配置、向外突出的轴向圆柱形配置、向内突出的横向圆柱形配置、向外突出的横向圆柱形配置、向内突出的球形配置、向外突出的球形配置或者一或多个衍射表面部分)中的任一者可界定激光透射机械加工工具10f的激光束进入面12。类似地，激光透射机械加工工具10f的所述多个表面12到20中的一或多个表面可部分地或完全地涂覆有反射增强涂层36，与上文在图2I、4I、6I及8I处所描述的类似。
现在参考图13及14，以10g大体展示示范性激光透射机械加工工具。激光透射机械加工工具10g的介质可包含任何所要材料，例如任何类型的单晶或多晶透射介质，包含但不限于：金刚石、蓝宝石、碳硅石、金绿宝石、变石等。在其它配置中，界定激光透射机械加工工具10g的介质的示范性材料可包含但不限于其它透射介质，例如：碳化物、立方氮化硼(CBN)、硅、氮化物、钢、合金、陶瓷、氧化铝、玻璃、玻璃复合物、复合物等。
参考图13及14，示范性激光透射机械加工工具10g也被界定为具有多个侧壁表面或多个侧壁面21a到21d。所述多个侧壁表面或所述多个侧壁面21a到21d包含第一上游侧壁表面或第一上游侧壁面21a(例如，参见图13及14)、第一下游侧壁表面或第一下游侧壁面21b(例如，参见图13及14)、第二上游侧壁表面或第二上游侧壁面21c(例如，参见图14)及第二下游侧壁表面或第二下游侧壁面21d(例如，参见图14)。第一上游表面或第一上游面21a及第二上游侧壁表面或第二上游侧壁面21c中的每一者从激光束进入面12延伸。第一下游侧壁表面或第一下游侧壁面21b及第二下游侧壁表面或第二下游侧壁面21d中的每一者从前刀面14及后刀面或余隙面16延伸。第一上游表面或第一上游面21a与第一下游侧壁表面或第一下游侧壁面21b在被布置成角度θ23(例如，参见图13)的第一侧边缘23a(例如，参见图13及14)处交会，角度θ23基本上类似于将在下文更详细地描述的后刀面角或余隙角θ16。第一上游表面或第一上游面21a及第一下游侧壁表面或第一下游侧壁面21b将激光透射机械加工工具10g的第一侧28(即，前刀面14及第一侧面18中的一者或两者)连接到激光透射机械加工工具10g的第二侧30(即，后刀面16及第二侧面20中的一者或两者)。第二上游侧壁表面或第二上游侧壁面21c与第二下游侧壁表面或第二下游侧壁面21d在类似地被布置成角度θ23的第二侧边缘23b(例如，参见图14)处交会。第二上游表面或第二上游面21c及第二下游侧壁表面或第二下游侧壁面21d也将激光透射机械加工工具10g的第一侧28(即，前刀面14及第一侧面18中的一者或两者)连接到激光透射机械加工工具10g的第二侧30(即，后刀面16及第二侧面20中的一者或两者)。
示范性激光透射机械加工工具10g被界定为与上文所描述的图1A到8I及27的透射机械加工工具10及10a到10d基本上类似的结构配置且包含：所述多个表面或所述多个面12到20；每一相应表面12到20的第一端121到201；及每一相应表面12到20的第二端122到202。此外，前刀面14的第一端141以负前刀面角θ14延伸远离侧前刀面18的第二端182；因此，前刀面14可被称为负前刀面。在一些例子中，前刀面角θ14可处于大约155°与小于180°的量之间的范围。
在一些实例中，激光束进入面12的第二端122以后离隙角θ12延伸远离第二侧面20的第一端201。在图13处看到，后离隙角θ12是直角(即，等于90°)。
在图13处看到，进入且然后射出激光透射机械加工工具10g的激光束L被展示为由多个区段LE1、L1、L2、LE2界定。所述多个区段LE1、L1、L2、LE2包含激光束进入区段LE1、激光束区段L1、激光束反射区段L2及激光束射出区段LE2。激光束进入区段LE1是准直的，其大体被界定为管状或圆柱形射线阵列(例如，参见图31A到31B的包含中心射线ΦA且包含射线ΦR1、ΦR2的圆周阵列的激光束L)。
参考图13，激光束进入面12经配置以接收准直激光束进入区段LE1，使得引导激光束区段L1朝向并穿过以下各项中的一或多者：(1)刀刃22(例如，使得激光束射出区段LE2折射到工件W上)；(2)在刀刃22附近的负前刀面14(例如，使得激光束射出区段LE2折射到工件W上)；及(3)在刀刃22附近的后刀面16(例如，使得激光束射出区段LE2折射到工件W上)。刀刃22可为非线性、弯曲或弧形的(例如，在图14中看到)；尽管刀刃22可为非线性、弯曲或弧形的，但刀刃22可经界定以包含其它配置，例如线性、非弯曲或非弧形的形状。后离隙角θ12经配置以根据司乃耳定律在激光束进入面12处接收激光束区段L1。垂直后离隙角θ12或后离隙直角θ12致使激光透射机械加工工具10g不折射激光束进入区段LE1；而是，激光透射机械加工工具10g的激光束进入面12准许激光束进入区段LE1穿行到透射机械加工工具10g的主体中以界定激光束区段L1。
尽管进入激光束进入面12的激光束进入区段LE1是准直的，但激光束进入区段LE1可以其它配置进入激光束进入面12。在一些例子中，激光束进入区段LE1可被界定为会聚激光束(例如，在图5DC及5EC中看到)。在其它实例中，激光束进入区段LE1可被界定为发散激光束(例如，在图5DD及5ED中看到)。
激光透射机械加工工具10g进一步包含在后刀面16与侧后刀面20之间延伸且将后刀面16连接到侧后刀面20的副余隙面34。在一些实例中，副余隙面34的第一端341延伸远离侧后刀面20的第二端202，且副余隙面34的第二端342延伸远离后刀面16的第一端161。在一些例子中，激光透射机械加工工具10g可用于对工件W进行机械加工(例如，参见图29及30A到30E中的任一者)。
后刀面16的第一端161延伸远离副余隙面34的第二端342以界定后刀面角或余隙角θ16。后刀面角或余隙角θ16是钝角。
副余隙面34可以副余隙角θ34延伸远离侧后刀面20。在一些例子中，副余隙角θ34是钝角。副余隙面角θ34可介于120°与180°之间。在一些实施方案中，钝副余隙角θ34大约等于150°。
在图13处看到，激光束进入面12在侧后刀面20上方的高度Hi处接收激光束进入区段LE1；高度Hi是在侧后刀面20与侧前刀面18之间延伸的工具高度Ht的一部分。激光束进入面12接收激光束进入区段LE1以界定被引导但不朝向侧前刀面18及侧后刀面20中的任一者的激光束区段L1；因此，激光束区段L1可被朝向以下各项中的一者引导且可由以下各项中的一者接收：前刀面14；后刀面16；或副余隙面34。在一些例子中，激光束区段L1可被直接引导到刀刃22。前刀面14、后刀面16、副余隙面34中的任一者反射激光束区段L1以界定激光束反射区段L2；然后，可将激光束反射区段L2朝向以下各项中的一或多者引导且由以下各项中的一或多者接收：(1)在刀刃22附近的负前刀面14(例如，使得激光束射出区段LE2折射到工件W上)；(2)在刀刃22附近的后刀面16(例如，使得激光束射出区段LE2折射到工件W上)；及(3)副余隙面34(例如，使得激光束射出区段LE2折射到工件W上)。在一些例子中，激光透射机械加工工具10g用于对深凹工件W(例如以小曲率半径(ROC)及小通光孔径(CA)为特征的工件W)进行机械加工。
在一实例中，激光束进入面12接收激光束进入区段LE1。副余隙面34接收呈入射镜角度θm-i(将垂直延伸远离副余隙面34的参考线θm作为参考)的激光束区段L1。副余隙面34反射激光束区段L1以界定激光束反射区段L2。激光束反射区段L2以反射镜角度θm-r(也将垂直延伸远离副余隙面34的参考线θm作为参考)延伸远离副余隙面34。反射镜角度θm-r等于入射镜角度θm-i。
然后，引导激光束反射区段L2朝向前刀面14、后刀面16及刀刃22中的一者且由前刀面14、后刀面16及刀刃22中的一者接收；根据在图13处看到的激光透射机械加工工具10g的示范性配置，然后将激光束反射区段L2朝向刀刃22折射或引导，且激光束反射区段L2在刀刃22附近被接收。此后，激光束反射区段L2射出激光透射机械加工工具10g，且界定激光束L的激光束射出区段LE2。激光束射出区段LE2可朝向工件W折射。
参考图13及14，激光束进入面12可界定为在激光束进入面12的第一端121与激光束进入面12的第二端122之间延伸的基本上线性、平坦或平面的激光束进入面12。尽管激光束进入面12界定为与图2A、4A、6A及8A各自的激光透射机械加工工具10a、10b、10c及10d的基本上线性、平坦或平面的激光束进入面12基本上类似的基本上线性、平坦或平面的激光束进入面12，但上文在图2B到2H、4B到4H、6B到6H及8B到8H处所描述的其它配置(例如，向内突出的轴向圆柱形配置、向外突出的轴向圆柱形配置、向内突出的横向圆柱形配置、向外突出的横向圆柱形配置、向内突出的球形配置、向外突出的球形配置或者一或多个衍射表面部分)中的任一者可界定激光透射机械加工工具10g的激光束进入面12。类似地，激光透射机械加工工具10g的所述多个表面12到20中的一或多个表面可部分地或完全地涂覆有反射增强涂层36，与上文在图2I、4I、6I及8I处所描述的类似。
现在参考图15及16，以10h大体展示示范性激光透射机械加工工具。激光透射机械加工工具10h的介质可包含任何所要材料，例如任何类型的单晶或多晶透射介质，包含但不限于：金刚石、蓝宝石、碳硅石、金绿宝石、变石等。在其它配置中，界定激光透射机械加工工具10h的介质的示范性材料可包含但不限于其它透射介质，例如：碳化物、立方氮化硼(CBN)、硅、氮化物、钢、合金、陶瓷、氧化铝、玻璃、玻璃复合物、复合物等。
参考图15及16，示范性激光透射机械加工工具10h也被界定为具有多个侧壁表面或多个侧壁面21a到21b。所述多个侧壁表面或所述多个侧壁面21a到21b包含第一侧壁表面或侧壁面21a(例如，参见图15及16)及第二侧壁表面或侧壁面21b(例如，参见图16)。第一侧壁表面或侧壁面21a及第二侧壁表面或侧壁面21b中的每一者从激光束进入面12、前刀面14、后刀面或余隙面16、侧后刀面20及副余隙面34延伸。
示范性激光透射机械加工工具10h被界定为与上文所描述的图1A到8I及27的透射机械加工工具10及10a到10d基本上类似的结构配置且包含：所述多个表面或所述多个面12到16及20，唯侧前刀面18除外(即，激光透射机械加工工具10h的前刀面14从激光束进入面12延伸且将激光束进入面12直接连接到后刀面16)。此外，前刀面14的第一端141延伸远离激光束进入面12的第二端122，且前刀面14的第二端142以前刀面角θ14延伸远离后刀面16的第二端162。不同于上文所描述的示范性激光透射机械加工工具10及10a到10g，激光透射机械加工工具10h不界定是负角或钝角的前刀面角θ14。在图15处看到，前刀面14的第二端142以正前刀面角θ14或锐前刀面角θ14延伸远离后刀面16的第二端162；因此，前刀面14可被称为正前刀面。在一些例子中，正前刀面角θ14可处于大约70°与小于90°的量之间的范围。
在一些实例中，激光束进入面12的第二端122以后离隙角θ12延伸远离第二侧面20的第一端201。在图15处看到，后离隙角θ12是直角(即，等于90°)。
在图15处看到，进入且然后射出激光透射机械加工工具10h的激光束L被展示为由多个区段LE1、L1、L2、LE2界定。所述多个区段LE1、L1、L2、LE2包含激光束进入区段LE1、激光束区段L1、激光束反射区段L2及激光束射出区段LE2。激光束进入区段LE1是准直的，其大体被界定为管状或圆柱形射线阵列(例如，参见图31A到31B的包含中心射线ΦA且包含射线ΦR1、ΦR2的圆周阵列的激光束L)。
参考图15，激光束进入面12经配置以接收准直激光束进入区段LE1，使得引导激光束区段L1朝向并穿过以下各项中的一或多者：(1)刀刃22(例如，使得激光束射出区段LE2折射到工件W上)；(2)在刀刃22附近的负前刀面14(例如，使得激光束射出区段LE2折射到工件W上)；及(3)在刀刃22附近的后刀面16(例如，使得激光束射出区段LE2折射到工件W上)。刀刃22可为非线性、弯曲或弧形的(例如，在图16中看到)；尽管刀刃22可为非线性、弯曲或弧形的，但刀刃22可经界定以包含其它配置，例如线性、非弯曲或非弧形的形状。后离隙角θ12经配置以根据司乃耳定律在激光束进入面12处接收激光束区段L1。垂直后离隙角θ12或后离隙直角θ12致使激光透射机械加工工具10h不折射激光束进入区段LE1；而是，激光透射机械加工工具10h的激光束进入面12准许激光束进入区段LE1穿行到透射机械加工工具10h的主体中以界定激光束区段L1。
尽管进入激光束进入面12的激光束进入区段LE1是准直的，但激光束进入区段LE1可以其它配置进入激光束进入面12。在一些例子中，激光束进入区段LE1可被界定为会聚激光束(例如，在图5DC及5EC中看到)。在其它实例中，激光束进入区段LE1可被界定为发散激光束(例如，在图5DD及5ED中看到)。
激光透射机械加工工具10h进一步包含在后刀面16与侧后刀面20之间延伸且将后刀面16连接到侧后刀面20的副余隙面34。在一些实例中，副余隙面34的第一端341延伸远离侧后刀面20的第二端202，且副余隙面34的第二端342延伸远离后刀面16的第一端161。在一些例子中，激光透射机械加工工具10h可用于对工件W进行机械加工(例如，参见图29及30A到30E中的任一者)。
后刀面16的第一端161延伸远离副余隙面34的第二端342以界定后刀面角或余隙角θ16。后刀面角或余隙角θ16是钝角。
副余隙面34可以副余隙角θ34延伸远离侧后刀面20。在一些例子中，副余隙角θ34是钝角。副余隙面角θ34可介于120°与180°之间。在一些实施方案中，钝副余隙角θ34大约等于140°。
在一实例中，激光束进入面12接收激光束进入区段LE1。激光透射机械加工工具10h的激光束进入面12不折射激光束进入区段LE1；而是，激光透射机械加工工具10h的激光束进入面12准许激光束进入区段LE1穿行到透射机械加工工具10h的主体中，从而界定被朝向副余隙面34引导且由副余隙面34接收的激光束区段L1。
副余隙面34接收呈入射镜角度θm-i(将垂直延伸远离副余隙面34的参考线θm作为参考)的激光束区段L1。副余隙面34反射激光束区段L1以界定激光束反射区段L2。激光束反射区段L2以反射镜角度θm-r(也将垂直延伸远离副余隙面34的参考线θm作为参考)延伸远离副余隙面34。反射镜角度θm-r等于入射镜角度θm-i。
然后，引导激光束反射区段L2朝向以下各项且由以下各项接收：(1)刀刃22(例如，使得激光束射出区段LE2折射到工件W上)；(2)在刀刃22附近的负前刀面14(例如，使得激光束射出区段LE2折射到工件W上)；及(3)在刀刃22附近的后刀面16(例如，使得激光束射出区段LE2折射到工件W上)；根据在图15处看到的激光透射机械加工工具10h的示范性配置，然后将激光束反射区段L2朝向刀刃22折射或引导且激光束反射区段L2在刀刃22附近被接收。此后，激光束反射区段L2射出激光透射机械加工工具10h且界定激光束L的激光束射出区段LE2。激光束射出区段LE2可朝向工件W折射。
参考图15及16，激光束进入面12可被界定为在激光束进入面12的第一端121与激光束进入面12的第二端122之间延伸的基本上线性、平坦或平面的激光束进入面12。尽管激光束进入面12被界定为与图2A、4A、6A及8A各自的激光透射机械加工工具10a、10b、10c及10d的基本上线性、平坦或平面的激光束进入面12基本上类似的基本上线性、平坦或平面的激光束进入面12，但上文在图2B到2H、4B到4H、6B到6H及8B到8H处所描述的其它配置(例如，向内突出的轴向圆柱形配置、向外突出的轴向圆柱形配置、向内突出的横向圆柱形配置、向外突出的横向圆柱形配置、向内突出的球形配置、向外突出的球形配置或者一或多个衍射表面部分)中的任一者可界定激光透射机械加工工具10h的激光束进入面12。类似地，激光透射机械加工工具10h的所述多个表面12到20中的一或多个表面可部分地或完全地涂覆有反射增强涂层36，与上文在图2I、4I、6I及8I处所描述的类似。
现在参考图17、17′及18，以10i大体展示示范性激光透射机械加工工具。激光透射机械加工工具10i的介质可包含任何所要材料，例如任何类型的单晶或多晶透射介质，包含但不限于：金刚石、蓝宝石、碳硅石、金绿宝石、变石等。在其它配置中，界定激光透射机械加工工具10i的介质的示范性材料可包含但不限于其它透射介质，例如：碳化物、立方氮化硼(CBN)、硅、氮化物、钢、合金、陶瓷、氧化铝、玻璃、玻璃复合物、复合物等。
参考图17，示范性激光透射机械加工工具10i被界定为与上文所描述的图1A到8I及27的透射机械加工工具10及10a到10d基本上类似的结构配置且包含所述多个表面或所述多个面12到20。激光透射机械加工工具10i还包含非线性、弯曲或弧形的刀刃22；尽管刀刃22可为非线性、弯曲或弧形的，但刀刃22可经界定以包含其它配置，例如线性、非弯曲或非弧形的形状。在一些例子中，激光透射机械加工工具10i可用于对工件W进行机械加工(例如，参见图29及30A到30E中的任一者)。激光透射机械加工工具10i界定是负角或钝角的前刀面角θ14。后刀面16的第一端161延伸远离侧后刀面20的第二端202以界定后刀面角或余隙角θ16。后刀面角或余隙角θ16是钝角。
在一些实例中，激光束进入面12的第二端122以后离隙角θ12延伸远离侧后刀面20的第一端201。在一些实例中，后离隙角θ12是直角(即，等于90°)。尽管后离隙角θ12可为直角，但以与上文例如在图1A到4I处关于激光透射机械加工工具10a及10b所描述的基本上类似的方式，后离隙角θ12可为钝角(即，大于90°)或锐角(即，小于90°)。
参考图17及18，示范性激光透射机械加工工具10i也被界定为具有多个侧壁表面或多个侧壁面21a到21d。所述多个侧壁表面或所述多个侧壁面21a到21d包含第一上游侧壁表面或第一上游侧壁面21a(例如，参见图17及18)、第一下游侧壁表面或第一下游侧壁面21b(例如，参见图17及18)、第二上游侧壁表面或第二上游侧壁面21c(例如，参见图18)及第二下游侧壁表面或第二下游侧壁面21d(例如，参见图18)。
第一上游表面或第一上游面21a及第二上游侧壁表面或第二上游侧壁面21c中的每一者从激光束进入面12延伸。第一下游侧壁表面或第一下游侧壁面21b及第二下游侧壁表面或第二下游侧壁面21d中的每一者从前刀面14及后刀面或余隙面16延伸。
第一上游表面或第一上游面21a与第一下游侧壁表面或第一下游侧壁面21b在被布置成角度θ23(例如，参见图17)的第一侧边缘23a(例如，参见图17及18)处交会，角度θ23基本上类似于将在下文更详细地描述的后刀面角或余隙角θ16。第一上游表面或第一上游面21a及第一下游侧壁表面或第一下游侧壁面21b将激光透射机械加工工具10i的第一侧28(即，前刀面14及第一侧面18中的一者或两者)连接到激光透射机械加工工具10i的第二侧30(即，后刀面16及第二侧面20中的一者或两者)。
第二上游侧壁表面或第二上游侧壁面21c与第二下游侧壁表面或第二下游侧壁面21d在类似地被布置成角度θ23的第二侧边缘23b(例如，参见图18)处交会。第二上游表面或第二上游面21c及第二下游侧壁表面或第二下游侧壁面21d也将激光透射机械加工工具10i的第一侧28(即，前刀面14及第一侧面18中的一者或两者)连接到激光透射机械加工工具10i的第二侧30(即，后刀面16及第二侧面20中的一者或两者)。
在图17处看到，进入且然后射出激光透射机械加工工具10i的激光束L被展示为由多个区段LE1、L1、L2、LE2界定。所述多个区段LE1、L1、LE2包含激光束进入区段LE1、激光束折射区段L1、激光束反射区段L2及激光束射出区段LE2。激光束进入区段LE1是准直的，其大体被界定为管状或圆柱形射线阵列(例如，参见图31A到31B的包含中心射线ΦA且包含射线ΦR1、ΦR2的圆周阵列的激光束L)。
尽管进入激光束进入面12的激光束进入区段LE1是准直的，但激光束进入区段LE1可以其它配置进入激光束进入面12。在一些例子中，激光束进入区段LE1可被界定为会聚激光束(例如，在图5DC及5EC中看到)。在其它实例中，激光束进入区段LE1可被界定为发散激光束(例如，在图5DD及5ED中看到)。
在图17、17′及18处看到，激光束进入面12可被界定为凹入、倒置或向内突出的楔形，其包含第一基本上线性、平坦或平面的激光束进入面区段12a及第二基本上线性、平坦或平面的激光束进入面区段12b，这两个区段均在激光束进入面12的第一端121(从侧前刀面18)与激光束进入面12的第二端122(从侧后刀面20)之间延伸。第一基本上线性、平坦或平面的激光束进入面区段12a也从第一上游侧壁表面或第一上游侧壁面21a延伸。第二基本上线性、平坦或平面的激光束进入面区段12b也从第二上游侧壁表面或第二上游侧壁面21c延伸。第一基本上线性、平坦或平面的激光束进入面区段12a与第二基本上线性、平坦或平面的激光束进入面区段12b在进入面边缘12c处交会。
继续参考图18，平面P12靠近激光束进入面12而延伸跨越激光透射机械加工工具10i。在一实例中，平面P12延伸跨越一边缘，在所述边缘处：(1)第一基本上线性、平坦或平面的激光束进入面区段12a从第一上游侧壁表面或第一上游侧壁面21a延伸；且(2)第二基本上线性、平坦或平面的激光束进入面区段12b从第二上游侧壁表面或第二上游侧壁面21c延伸。此外，平面P12相对于第一上游侧壁表面或第一上游侧壁面21a及第二上游侧壁表面或第二上游侧壁面21c两者基本上垂直。
在一些例子中，第一基本上线性、平坦或平面的激光束进入面区段12a及第二基本上线性、平坦或平面的激光束进入面区段12b中的每一者被布置成向内突出角度θw，所述向内突出角度θw界定激光透射机械加工工具10i的激光束进入面12的凹入、倒置或向内突出的楔形。在一些例子中，向内突出角度θw是锐角(即，小于90°)且朝向弧形或弯曲刀刃22的方向突出；在一些实施方案中，向内突出角度θw大约等于20°。第一基本上线性、平坦或平面的激光束进入面区段12a及第二基本上线性、平坦或平面的激光束进入面区段12b两者均经配置以根据司乃耳定律使激光束L在激光束进入面12处发生折射。
在图18处看到，在一些例子中，激光透射机械加工工具10i的激光束进入面12的凹入、倒置或向内突出的楔形接收激光束L的激光束进入区段LE1，且此后使得激光束L的激光束折射区段L1在激光束L进入激光透射机械加工工具10i的主体之后发散。在图18处可容易看到，进入面12根据司乃耳定律使激光束L发生折射，经折射激光束相对于法向于进入面12的线R呈现角度θR。θR可通过以下方程式表达：
Figure BDA0003486772720000591
在一些实例中，激光透射机械加工工具10i的激光束进入面12的凹入、倒置或向内突出的楔形接收激光束L的激光束进入区段LE1，且此后使得激光束L的激光束折射区段L1在激光束L进入激光透射机械加工工具10i的主体之后发散。此后，激光束L的激光束折射区段L1可在弧形或弯曲刀刃22附近入射于第一下游侧壁表面或第一下游侧壁面21b及第二下游侧壁表面或第二下游侧壁面21d中的一者或两者上以界定激光束反射区段L2。此后，激光束L的激光束反射区段L2被反射离开第一下游侧壁表面或第一下游侧壁面21b及第二下游侧壁表面或第二下游侧壁面21d中的一者或两者，且在弧形或弯曲刀刃22上游的焦点FP处会聚。此后，激光束L的激光束反射区段L2被折射离开弧形或弯曲刀刃22以界定激光束射出区段LE2，激光束射出区段LE2可朝向工件W折射。反射激光束的会聚角度θS可通过以下方程式表达：
θS＝180°-2(θW-θR) (49)
现在参考图19、19′及20，以10j大体展示示范性激光透射机械加工工具。激光透射机械加工工具10j的介质可包含任何所要材料，例如任何类型的单晶或多晶透射介质，包含但不限于：金刚石、蓝宝石、碳硅石、金绿宝石、变石等。在其它配置中，界定激光透射机械加工工具10j的介质的示范性材料可包含但不限于其它透射介质，例如：碳化物、立方氮化硼(CBN)、硅、氮化物、钢、合金、陶瓷、氧化铝、玻璃、玻璃复合物、复合物等。
参考图19，示范性激光透射机械加工工具10j被界定为与上文所描述的图1A到8I及27的透射机械加工工具10及10a到10d基本上类似的结构配置且包含所述多个表面或所述多个面12到20。激光透射机械加工工具10j还包含非线性、弯曲或弧形的刀刃22；尽管刀刃22可为非线性、弯曲或弧形的，但刀刃22可经界定以包含其它配置，例如线性、非弯曲或非弧形的形状。在一些例子中，激光透射机械加工工具10j可用于对工件W进行机械加工(例如，参见图29及30A到30E中的任一者)。激光透射机械加工工具10j界定是负角或钝角的前刀面角θ14。后刀面16的第一端161延伸远离侧后刀面20的第二端202以界定后刀面角或余隙角θ16。后刀面角或余隙角θ16是钝角。
在一些实例中，激光束进入面12的第二端122以后离隙角θ12延伸远离侧后刀面20的第一端201。在一些实例中，后离隙角θ12是直角(即，等于90°)。尽管后离隙角θ12可为直角，但以与上文例如在图1A到4I处关于激光透射机械加工工具10a及10b所描述的基本上类似的方式，后离隙角θ12可为钝角(即，大于90°)或锐角(即，小于90°)。
参考图19及20，示范性激光透射机械加工工具10j也被界定为具有多个侧壁表面或多个侧壁面21a到21d。所述多个侧壁表面或所述多个侧壁面21a到21d包含第一上游侧壁表面或第一上游侧壁面21a(例如，参见图19及20)、第一下游侧壁表面或第一下游侧壁面21b(例如，参见图19及20)、第二上游侧壁表面或第二上游侧壁面21c(例如，参见图20)及第二下游侧壁表面或第二下游侧壁面21d(例如，参见图20)。
第一上游表面或第一上游面21a及第二上游侧壁表面或第二上游侧壁面21c中的每一者从激光束进入面12延伸。第一下游侧壁表面或第一下游侧壁面21b及第二下游侧壁表面或第二下游侧壁面21d中的每一者从前刀面14及后刀面或余隙面16延伸。
第一上游表面或第一上游面21a与第一下游侧壁表面或第一下游侧壁面21b在被布置成角度θ23(例如，参见图19)的第一侧边缘23a(例如，参见图19及20)处交会，角度θ23基本上类似于将在下文更详细地描述的后刀面角或余隙角θ16。第一上游表面或第一上游面21a及第一下游侧壁表面或第一下游侧壁面21b将激光透射机械加工工具10j的第一侧28(即，前刀面14及第一侧面18中的一者或两者)连接到激光透射机械加工工具10j的第二侧30(即，后刀面16及第二侧面20中的一者或两者)。
第二上游侧壁表面或第二上游侧壁面21c与第二下游侧壁表面或第二下游侧壁面21d在类似地被布置成角度θ23的第二侧边缘23b(例如，参见图20)处交会。第二上游表面或第二上游面21c及第二下游侧壁表面或第二下游侧壁面21d也将激光透射机械加工工具10j的第一侧28(即，前刀面14及第一侧面18中的一者或两者)连接到激光透射机械加工工具10j的第二侧30(即，后刀面16及第二侧面20中的一者或两者)。
在图19处看到，进入且然后射出激光透射机械加工工具10j的激光束L被展示为由多个区段LE1、L1、LE2界定。所述多个区段LE1、L1、LE2包含激光束进入区段LE1、激光束折射区段L1及激光束射出区段LE2。激光束进入区段LE1是准直的，其大体被界定为管状或圆柱形射线阵列(例如，参见图31A到31B的包含中心射线ΦA且包含射线ΦR1、ΦR2的圆周阵列的激光束L)。
尽管进入激光束进入面12的激光束进入区段LE1是准直的，但激光束进入区段LE1可以其它配置进入激光束进入面12。在一些例子中，激光束进入区段LE1可被界定为会聚激光束(例如，在图5DC及5EC中看到)。在其它实例中，激光束进入区段LE1可被界定为发散激光束(例如，在图5DD及5ED中看到)。
在图19′及20处看到，激光束进入面12可被界定为凸起或向外突出楔形，其包含第一基本上线性、平坦或平面的激光束进入面区段12a及第二基本上线性、平坦或平面的激光束进入面区段12b，这两个区段均在激光束进入面12的第一端121(从侧前刀面18)与激光束进入面12的第二端122(从侧后刀面20)之间延伸。第一基本上线性、平坦或平面的激光束进入面区段12a也从第一上游侧壁表面或第一上游侧壁面21a延伸。第二基本上线性、平坦或平面的激光束进入面区段12b也从第二上游侧壁表面或第二上游侧壁面21c延伸。第一基本上线性、平坦或平面的激光束进入面区段12a与第二基本上线性、平坦或平面的激光束进入面区段12b在进入面边缘12c处交会。
继续参考图20，平面P12靠近激光束进入面12而延伸跨越激光透射机械加工工具10j。在一实例中，平面P12延伸跨越一边缘，在所述边缘处：(1)第一基本上线性、平坦或平面的激光束进入面区段12a从第一上游侧壁表面或第一上游侧壁面21a延伸；且(2)第二基本上线性、平坦或平面的激光束进入面区段12b从第二上游侧壁表面或第二上游侧壁面21c延伸。此外，平面P12相对于第一上游侧壁表面或第一上游侧壁面21a及第二上游侧壁表面或第二上游侧壁面21c两者基本上垂直。
在一些例子中，第一基本上线性、平坦或平面的激光束进入面区段12a及第二基本上线性、平坦或平面的激光束进入面区段12b中的每一者被布置成向外突出角度θw′，向外突出角度θw′界定激光透射机械加工工具10j的激光束进入面12的凸起或向外突出楔形。在一些例子中，向外突出角度θw′是锐角(即，小于90°)且在远离弧形或弯曲刀刃22的方向上突出；在一些实施方案中，向外突出角度θw′大约等于20°。第一基本上线性、平坦或平面的激光束进入面区段12a及第二基本上线性、平坦或平面的激光束进入面区段12b两者均经配置以根据司乃耳定律使激光束L在激光束进入面12处发生折射。
在图20处看到，在一些例子中，激光透射机械加工工具10j的激光束进入面12的凸起或向外突出楔形接收激光束L的激光束进入区段LE1，且此后使得激光束L的激光束折射区段L1在激光束L进入激光透射机械加工工具10j的主体之后会聚。在图20处可容易看到，进入面12根据司乃耳定律使激光束L发生折射，经折射激光束相对于法向于进入面12的线R呈现角度θR。θR可通过以下方程式表达：
Figure BDA0003486772720000611
因此，可通过以下方程式将会聚角度θS表达为θR及钝后离隙角θ12的函数：
θS＝2(θW′-θR) (51)
此后，激光束L的激光束折射区段L1在位于弧形或弯曲刀刃22的最向外部分上游的焦点FP处会聚。此后，激光束折射区段L1从焦点FP发散且可入射于弧形或弯曲刀刃22上。此后，激光束L的激光束折射区段L1被折射离开弧形或弯曲刀刃22以界定激光束射出区段LE2。
现在参考图21，以10k大体展示示范性激光透射机械加工工具。激光透射机械加工工具10k的介质可包含任何所要材料，例如任何类型的单晶或多晶透射介质，包含但不限于：金刚石、蓝宝石、碳硅石、金绿宝石、变石等。在其它配置中，界定激光透射机械加工工具10k的介质的示范性材料可包含但不限于其它透射介质，例如：碳化物、立方氮化硼(CBN)、硅、氮化物、钢、合金、陶瓷、氧化铝、玻璃、玻璃复合物、复合物等。
示范性激光透射机械加工工具10k被界定为与上文所描述的图1A到8I及30的透射机械加工工具10、10a到10d基本上类似的结构配置，且包含所述多个表面或所述多个面12到20及刀刃22，刀刃22可为非线性、弯曲或弧形的；尽管刀刃22可为非线性、弯曲或弧形的，但刀刃22可经界定以包含其它配置，例如线性、非弯曲或非弧形的形状。在一些例子中，激光透射机械加工工具10k可用于对工件W进行机械加工(例如，参见图29及30A到30E中的任一者)。此外，前刀面14的第一端141以负前刀面角或钝前刀面角θ14延伸远离侧前刀面18的第二端182；因此，前刀面14可被称为负前刀面。后刀面16的第一端161以钝后刀面角或钝余隙角θ16延伸远离侧后刀面20的第二端202。
参考图21，示范性激光透射机械加工工具10k也被界定为具有多个侧壁表面或多个侧壁面21a到21d。所述多个侧壁表面或所述多个侧壁面21a到21d包含第一上游侧壁表面或第一上游侧壁面21a、第一下游侧壁表面或第一下游侧壁面21b、第二上游侧壁表面或第二上游侧壁面21c(未展示/例如参考上文的图2A到2I)及第二下游侧壁表面或第二下游侧壁面21d(未展示/例如参考上文的图2A到2I)。
第一上游表面或第一上游面21a及第二上游侧壁表面或第二上游侧壁面21c中的每一者从激光束进入面12延伸。第一下游侧壁表面或第一下游侧壁面21b及第二下游侧壁表面或第二下游侧壁面21d中的每一者从前刀面14及后刀面或余隙面16延伸。
第一上游表面或第一上游面21a与第一下游侧壁表面或第一下游侧壁面21b在被布置成角度θ23的第一侧边缘23a处交会，角度θ23基本上类似于将在下文更详细地描述的后刀面角或余隙角θ16。第一上游表面或第一上游面21a及第一下游侧壁表面或第一下游侧壁面21b将激光透射机械加工工具10k的第一侧28(即，前刀面14及第一侧面18中的一者或两者)连接到激光透射机械加工工具10k的第二侧30(即，后刀面16及第二侧面20中的一者或两者)。
第二上游侧壁表面或第二上游侧壁面21c与第二下游侧壁表面或第二下游侧壁面21d在类似地被布置成角度θ23的第二侧边缘23b处交会。第二上游表面或第二上游面21c及第二下游侧壁表面或第二下游侧壁面21d也将激光透射机械加工工具10k的第一侧28(即，前刀面14及第一侧面18中的一者或两者)连接到激光透射机械加工工具10k的第二侧30(即，后刀面16及第二侧面20中的一者或两者)。
在一些实例中，激光束进入面12的第二端122以后离隙角θ12延伸远离侧后刀面20的第一端201。在一些实例中，后离隙角θ12是直角(即，等于90°)。激光束进入面12经配置以接收激光束L。激光束L可进一步被界定为多个区段LE1、L1(例如参见L1a、L1b)、L2、LE2。所述多个区段LE1、L1(例如参见L1a、L1b)、L2、LE2至少包含例如激光束进入区段LE1及激光束射出区段LE2。
在图21处看到，进入且然后射出激光透射机械加工工具10k的激光束L被展示为由多个区段LE1、L1、LE2界定。所述多个区段LE1、L1、LE2包含激光束进入区段LE1、激光束折射区段L1、激光束反射区段L2及激光束射出区段LE2。激光束进入区段LE1是准直的，其大体被界定为管状或圆柱形射线阵列(例如，参见图31A到31B的包含中心射线ΦA且包含射线ΦR1、ΦR2的圆周阵列的激光束L)。
参考图21，激光束进入面12经配置以接收且折射准直激光束进入区段LE1，使得引导激光束折射区段L1朝向且穿过以下各项中的一或多者：(1)刀刃22(例如，使得激光束射出区段LE2折射到工件W上)；(2)在刀刃22附近的负前刀面14(例如，使得激光束射出区段LE2折射到工件W上)；及(3)在刀刃22附近的后刀面16(例如，使得激光束射出区段LE2折射到工件W上)。后离隙角θ12经配置以根据司乃耳定律使激光束折射区段L1在激光束进入面12处发生折射。
尽管进入激光束进入面12的激光束进入区段LE1是准直的，但激光束进入区段LE1可以其它配置进入激光束进入面12。在一些例子中，激光束进入区段LE1可被界定为会聚激光束(例如，在图5DC及5EC中看到)。在其它实例中，激光束进入区段LE1可被界定为发散激光束(例如，在图5DD及5ED中看到)。
激光束进入面12可进一步由一或多个衍射表面部分12D界定。激光束进入面12的一或多个衍射表面部分12D中的至少一者接收激光束L的激光束进入区段LE1并使激光束L的激光束进入区段LE1发生衍射，从而将激光束折射区段L1分离成各自在特定角度下具有巨大最大值的至少第一折射激光束部分L1a及第二折射激光束部分L1b。第一折射激光束部分L1及第二折射激光束部分L2可以衍射角度θD发生衍射。在一些实例中，激光束进入面12的一或多个衍射表面部分12D中的至少一者经配置以：(1)使激光束折射区段L1的第一折射激光束部分L1a衍射远离侧后刀面20；及(2)使激光束折射区段L1的第二激光束部分L1b朝向侧后刀面20衍射。
可引导激光束折射区段L1的第一折射激光束部分L1a朝向以下各项中的一或多者：(1)刀刃22(例如，使得激光束射出区段LE2折射到工件W上)；(2)在刀刃22附近的负前刀面14(例如，使得激光束射出区段LE2折射到工件W上)；及(3)在刀刃22附近的后刀面16(例如，使得激光束射出区段LE2折射到工件W上)。激光束折射区段L1的第二激光束部分L1b反射离开侧后刀面20以界定激光束反射区段L2。激光束折射区段L1的第二激光束部分区段L1b以入射镜角度θm-i(将垂直延伸远离侧后刀面20的参考线θm作为参考)反射离开侧后刀面20。激光束折射区段L1的第二激光束部分区段L1b以反射镜角度θm-r(也将垂直延伸远离侧后刀面20的参考线θm作为参考)延伸远离侧后刀面20。反射镜角度θm-r等于入射镜角度θm-i。可引导激光束反射区段L2朝向以下各项中的一或多者：(1)刀刃22(例如，使得激光束射出区段LE2折射到工件W上)；(2)在刀刃22附近的负前刀面14(例如，使得激光束射出区段LE2折射到工件W上)；及(3)在刀刃22附近的后刀面16(例如，使得激光束射出区段LE2折射到工件W上)。
激光束折射区段L1的第一折射激光束部分L1a及激光束反射区段L2在刀刃22处射出激光透射机械加工工具10k，且界定激光束L的激光束射出区段LE2。激光束射出区段LE2可折射到工件W中。
在一些实例中，负前刀面角θ14及后刀面角θ16经配置使得前刀面14及后刀面16分别以小于临界角θc的角度接收激光束L的第一激光束部分L1及第二激光束部分L2中的每一者。在一些实例中，负前刀面角θ14及后刀面角θ16经配置使得前刀面14及后刀面16将激光束L的第一激光束部分L1及第二激光束部分L2中的每一者折射到工件W中。激光束L的第一激光束部分L1及第二激光束部分L2可在工件W中比在激光束进入面12处未发生衍射的激光束L更广地分配激光功率，从而改进激光束L或改进激光束L在工件W的有效区域之上的聚焦质量，确切来说，在一些例子中，当工件W由有限工作距离界定时。
现在参考图22，以10l大体展示示范性激光透射机械加工工具。激光透射机械加工工具10l的介质可包含任何所要材料，例如任何类型的单晶或多晶透射介质，包含但不限于：金刚石、蓝宝石、碳硅石、金绿宝石、变石等。在其它配置中，界定激光透射机械加工工具10l的介质的示范性材料可包含但不限于其它透射介质，例如：碳化物、立方氮化硼(CBN)、硅、氮化物、钢、合金、陶瓷、氧化铝、玻璃、玻璃复合物、复合物等。
示范性激光透射机械加工工具10l被界定为与上文所描述的图1A到8I及30的透射机械加工10、10a到10d基本上类似的结构配置且包含：所述多个表面或所述多个面12到20；每一相应表面12到20的第一端121到201；及每一相应表面12到20的第二端122到202。此外，前刀面14的第一端141以负前刀面角θ14延伸远离侧前刀面18的第二端182；因此，前刀面14可被称为负前刀面。后刀面16的第一端161延伸远离侧后刀面20的第二端202以界定后刀面角或余隙角θ16。后刀面角或余隙角θ16是钝角。在一些例子中，激光透射机械加工工具10l可用于对工件W进行机械加工(例如，参见图29及30A到30E中的任一者)。
参考图22，示范性激光透射机械加工工具10l也被界定为具有多个侧壁表面或多个侧壁面21a到21d。所述多个侧壁表面或所述多个侧壁面21a到21d包含第一上游侧壁表面或第一上游侧壁面21a、第一下游侧壁表面或第一下游侧壁面21b、第二上游侧壁表面或第二上游侧壁面21c(未展示/例如参考上文的图2A到2I)及第二下游侧壁表面或第二下游侧壁面21d(未展示/例如参考上文的图2A到2I)。
第一上游表面或第一上游面21a及第二上游侧壁表面或第二上游侧壁面21c中的每一者从激光束进入面12延伸。第一下游侧壁表面或第一下游侧壁面21b及第二下游侧壁表面或第二下游侧壁面21d中的每一者从前刀面14及后刀面或余隙面16延伸。
第一上游表面或第一上游面21a与第一下游侧壁表面或第一下游侧壁面21b在被布置成角度θ23的第一侧边缘23a处交会，角度θ23基本上类似于将在下文更详细地描述的后刀面角或余隙角θ16。第一上游表面或第一上游面21a及第一下游侧壁表面或第一下游侧壁面21b将激光透射机械加工工具10l的第一侧28(即，前刀面14及第一侧面18中的一者或两者)连接到激光透射机械加工工具10l的第二侧30(即，后刀面16及第二侧面20中的一者或两者)。
第二上游侧壁表面或第二上游侧壁面21c与第二下游侧壁表面或第二下游侧壁面21d在类似地被布置成角度θ23的第二侧边缘23b(未展示/例如参考上文的图2A到2I)处交会。第二上游表面或第二上游面21c及第二下游侧壁表面或第二下游侧壁面21d也将激光透射机械加工工具10l的第一侧28(即，前刀面14及第一侧面18中的一者或两者)连接到激光透射机械加工工具10l的第二侧30(即，后刀面16及第二侧面20中的一者或两者)。
侧前刀面18的第一端181延伸远离激光束进入面12的第一端121。侧后刀面20的第一端201延伸远离激光束进入面12的第二端122。前刀面14的第一端141延伸远离侧前刀面18的第二端182。后刀面16的第一端161延伸远离侧后刀面20的第二端202。前刀面14的第二端142接合到后刀面16的第二端162以界定可为非线性、弯曲或弧形的刀刃22；尽管刀刃22可为非线性、弯曲或弧形的，但刀刃22可经界定以包含其它配置，例如线性、非弯曲或非弧形的形状。此外，前刀面14的第一端141以负前刀面角或钝前刀面角θ14延伸远离侧前刀面18的第二端182；因此，前刀面14可被称为负前刀面。后刀面16的第一端161以钝后刀面角或钝余隙角θ16延伸远离侧后刀面20的第二端202。
在图22处看到，进入且然后射出激光透射机械加工工具10l的激光束L被展示为由多个区段LE1、L1、LE2界定。所述多个区段LE1、L1、LE2包含激光束进入区段LE1、激光束折射区段L1及激光束射出区段LE2。激光束进入区段LE1是准直的，其大体被界定为管状或圆柱形射线阵列(例如，参见图31A到31B的包含中心射线ΦA且包含射线ΦR1、ΦR2的圆周阵列的激光束L)。
参考图22，激光束进入面12经配置以接收且折射准直激光束进入区段LE1，使得引导激光束折射区段L1朝向且穿过以下各项中的一或多者：(1)刀刃22(例如，使得激光束射出区段LE2折射到工件W上)；(2)在刀刃22附近的负前刀面14(例如，使得激光束射出区段LE2折射到工件W上)；及(3)在刀刃22附近的后刀面16(例如，使得激光束射出区段LE2折射到工件W上)。后离隙角θ12经配置以根据司乃耳定律使激光束折射区段L1在激光束进入面12处发生折射。
尽管进入激光束进入面12的激光束进入区段LE1是准直的，但激光束进入区段LE1可以其它配置进入激光束进入面12。在一些例子中，激光束进入区段LE1可被界定为会聚激光束(例如，在图5DC及5EC中看到)。在其它实例中，激光束进入区段LE1可被界定为发散激光束(例如，在图5DD及5ED中看到)。
不同于上文所描述的激光透射机械加工工具10a到10k，激光透射机械加工工具10l的基本上线性激光束进入面12不从侧后刀面20延伸以界定后离隙角θ12；然而，基本上线性激光束进入面12被布置成相对于侧后刀面20基本上垂直，使得后离隙角大体呈θ12，从而界定直角(即，θ12等于90°)。
此外，在图22处看到，激光透射机械加工工具10l的激光束进入面12界定经定大小以接纳光学透镜40的光学透镜凹部38的一部分。在一些实例中，光学透镜40可被移除或交换为具有不同光学性质的另一光学透镜(未展示)。光学透镜40可为圆形的、卵形的等。此外，光学透镜40可以不可移动地或固定地安置于光学透镜凹部38内。因此，光学透镜40可被称为不可移动光学透镜或固定光学透镜。
除激光束进入面12之外，光学透镜凹部38进一步由多个表面部分381到384界定。在一实例中，分别地，界定光学透镜凹部38的所述多个表面部分381到384中的第一表面部分381延伸远离激光束进入面12的第一端121，且界定光学透镜凹部38的所述多个表面部分381到384中的第二表面部分382延伸远离激光束进入面12的第二端122。激光束进入面12可相对于第一表面部分381及第二表面部分382两者基本上垂直地布置。界定光学透镜凹部38的所述多个表面部分381到384中的第三表面部分383将侧前刀面18的第一端181连接到界定光学透镜凹部38的所述多个表面部分381到384中的第一表面部分381。界定光学透镜凹部38的所述多个表面部分381到384中的第四表面部分384将侧后刀面20的第一端201连接到界定光学透镜凹部38的所述多个表面部分381–384中的第二表面部分382。
在图22处看到，分别地，不可移动或固定光学透镜40的第一端401可邻近于界定光学透镜凹部38的所述多个表面部分381到384中的第一表面部分381安置，且不可移动或固定光学透镜40的第二端402可邻近于界定光学透镜凹部38的所述多个表面部分381到384中的第二表面部分382安置。不可移动或固定光学透镜40的上游侧40U经配置以接收激光束L，且不可移动或固定光学透镜40的下游侧40D经配置以准许激光束L射出不可移动或固定光学透镜40，使得激光束L可由激光束进入面12接收。在一些配置中，不可移动或固定光学透镜40的下游侧40D与激光束进入面12间隔开以在其之间界定间隙G。
在图22处看到，进入且然后射出激光透射机械加工工具10l的激光束L被展示为由多个区段LE1、L1界定。所述多个区段LE1、L1包含激光束进入区段LE1及激光束折射区段L1。激光束进入区段LE1被展示为首先在不可移动或固定光学透镜40的上游侧40U处进入不可移动或固定光学透镜40。在进入可移动或固定光学透镜40之后，激光束L被界定为开始会聚的激光束折射区段L1，通过不可移动或固定光学透镜40的下游侧40D且此后在激光束进入面12处进入激光透射机械加工工具10l。此后，激光束L的激光束折射区段L1可入射且会聚于位于弧形或弯曲刀刃22的最向外部分处的焦点FP上。焦点FP位于后刀面16的第一端161与第二端162之间。
现在参考图23A、23B及23C，以10m大体展示示范性激光透射机械加工工具。激光透射机械加工工具10m的介质可包含任何所要材料，例如任何类型的单晶或多晶透射介质，包含但不限于：金刚石、蓝宝石、碳硅石、金绿宝石、变石等。在其它配置中，界定激光透射机械加工工具10m的介质的示范性材料可包含但不限于其它透射介质，例如：碳化物、立方氮化硼(CBN)、硅、氮化物、钢、合金、陶瓷、氧化铝、玻璃、玻璃复合物、复合物等。
示范性激光透射机械加工工具10m可被界定为与上文所描述的透射机械加工工具10、10a到10k基本上类似的结构配置，其包含：多个表面或多个面12到20；每一相应表面12到20的第一端121到201；及每一相应表面12到20的第二端122到202。此外，前刀面14的第一端141以负前刀面角θ14延伸远离侧前刀面18的第二端182；因此，前刀面14可被称为负前刀面。后刀面16的第一端161以钝后刀面角或钝余隙角θ16延伸远离侧后刀面20的第二端202。激光透射机械加工工具10m经配置以对工件W进行机械加工(例如，参见图29及30A到30E中的任一者)。
参考图23A到23C，示范性激光透射机械加工工具10m也被界定为具有多个侧壁表面或多个侧壁面21a到21d。所述多个侧壁表面或所述多个侧壁面21a到21d包含第一上游侧壁表面或第一上游侧壁面21a、第一下游侧壁表面或第一下游侧壁面21b、第二上游侧壁表面或第二上游侧壁面21c(未展示/例如参考上文的图2A到2I)及第二下游侧壁表面或第二下游侧壁面21d(未展示/例如参考上文的图2A到2I)。
第一上游表面或第一上游面21a及第二上游侧壁表面或第二上游侧壁面21c中的每一者从激光束进入面12延伸。第一下游侧壁表面或第一下游侧壁面21b及第二下游侧壁表面或第二下游侧壁面21d中的每一者从前刀面14及后刀面或余隙面16延伸。
第一上游表面或第一上游面21a与第一下游侧壁表面或第一下游侧壁面21b在被布置成角度θ23的第一侧边缘23a处交会，角度θ23基本上类似于将在下文更详细地描述的后刀面角或余隙角θ16。第一上游表面或第一上游面21a及第一下游侧壁表面或第一下游侧壁面21b将激光透射机械加工工具10m的第一侧28(即，前刀面14及第一侧面18中的一者或两者)连接到激光透射机械加工工具10m的第二侧30(即，后刀面16及第二侧面20中的一者或两者)。
第二上游侧壁表面或第二上游侧壁面21c与第二下游侧壁表面或第二下游侧壁面21d在类似地被布置成角度θ23的第二侧边缘23b(未展示/例如参考上文的图2A到2I)处交会。第二上游表面或第二上游面21c及第二下游侧壁表面或第二下游侧壁面21d也将激光透射机械加工工具10m的第一侧28(即，前刀面14及第一侧面18中的一者或两者)连接到激光透射机械加工工具10m的第二侧30(即，后刀面16及第二侧面20中的一者或两者)。
侧前刀面18的第一端181延伸远离激光束进入面12的第一端121。侧后刀面20的第一端201延伸远离激光束进入面12的第二端122。前刀面14的第一端141延伸远离侧前刀面18的第二端182。后刀面16的第一端161延伸远离侧后刀面20的第二端202。前刀面14的第二端142接合到后刀面16的第二端162以界定可为非线性、弯曲或弧形的刀刃22；尽管刀刃22可为非线性、弯曲或弧形的，但刀刃22可经界定以包含其它配置，例如线性、非弯曲或非弧形的形状。此外，前刀面14的第一端141以负前刀面角或钝前刀面角θ14延伸远离侧前刀面18的第二端182；因此，前刀面14可被称为负前刀面。后刀面16的第一端161以钝后刀面角或钝余隙角θ16延伸远离侧后刀面20的第二端202。
在图23A到23C处看到，进入且然后射出激光透射机械加工工具10m的激光束L被展示为由多个区段LE1、L1、LE2界定。所述多个区段LE1、L1、LE2包含激光束进入区段LE1、激光束折射区段L1及激光束射出区段LE2。激光束进入区段LE1是准直的，其大体被界定为管状或圆柱形射线阵列(例如，参见图31A到31B的包含中心射线ΦA且包含射线ΦR1、ΦR2的圆周阵列的激光束L)。
参考图23A到23C，激光束进入面12经配置以接收且折射准直激光束进入区段LE1，使得引导激光束折射区段L1朝向且穿过以下各项中的一或多者：(1)刀刃22(例如，使得激光束射出区段LE2折射到工件W上)；(2)在刀刃22附近的负前刀面14(例如，使得激光束射出区段LE2折射到工件W上)；及(3)在刀刃22附近的后刀面16(例如，使得激光束射出区段LE2折射到工件W上)。后离隙角θ12经配置以根据司乃耳定律使激光束折射区段L1在激光束进入面12处发生折射。
尽管进入激光束进入面12的激光束进入区段LE1是准直的，但激光束进入区段LE1可以其它配置进入激光束进入面12。在一些例子中，激光束进入区段LE1可被界定为会聚激光束(例如，在图5DC及5EC中看到)。在其它实例中，激光束进入区段LE1可被界定为发散激光束(例如，在图5DD及5ED中看到)。
不同于上文所描述的激光透射机械加工工具10、10a到10k，激光透射机械加工工具10m不包含与侧后刀面20协作以界定后离隙角θ12的基本上线性激光束进入面12。而是，激光束进入面12可被界定为具有非线性、弧形或弯曲配置的正弦(例如，三次多项式)表面，所述正弦表面在第一上游侧壁表面或第一上游侧壁面21a与第二上游侧壁表面或第二上游侧壁面21c之间延伸。
可使用原点在光学形状的中心处的x-y坐标系由三次多项式界定非线性、弧形或弯曲激光束进入面12的光学形状。举例来说，光学形状的厚度Z可通过以下方程式界定，其中H是缩放因数：
Z(x，y)＝H(x3+3xy2) (52)
此外，激光透射机械加工工具10m可被布置成靠近光学透镜系统42，光学透镜系统42包含光学透镜44及连接到光学透镜44的移动致动器46。光学透镜44可由与激光透射机械加工工具10m相同的材料制成。以下公开内容中将描述，移动致动器46使得光学透镜44相对于激光透射机械加工工具10m可移动地布置。因此，光学透镜44可被称为可移动或非固定光学透镜。移动致动器46可使得可移动或非固定光学透镜相对于激光束L的中心轴线基本上垂直地移动。
可移动或非固定光学透镜44可具有与激光透射机械加工工具10m相同的折射率n2。在一些实例中，可移动或非固定光学透镜44与进入面12分隔开间隙G或者被具有不同折射率(例如，空气n1)的材料分隔开。移动致动器46促使可移动或非固定光学透镜44相对于激光束进入面12移动，以达成激光透射机械加工工具10m的不同光学性质。以下公开内容中将描述，可移动或非固定光学透镜44相对于图23A的激光透射机械加工工具10m的布置展示激光束L大体发散；换句话说，可移动或非固定光学透镜44相对于图23A处展示的激光透射机械加工工具10m的布置提供散焦光学性质。可移动或非固定光学透镜44相对于图23B处所展示的激光透射机械加工工具10m的布置既不使激光束L聚焦也不使其散焦。可移动或非固定光学透镜44相对于图23C处所展示的激光透射机械加工工具10m的布置展示激光束L大体会聚；换句话说，可移动或非固定光学透镜44相对于图23C处所展示的激光透射机械加工工具10m的布置提供聚焦光学性质。
在一些实例中，可移动或非固定光学透镜44及激光束进入面12可形成焦距lf与横向移位δ成反比的透镜系统。假定就空气来说n1＝1，则焦距lf可大致通过以下方程式指定：
lf＝1/(6Hδ(n2-1)) (53)
在图23A到23C处看到，可移动或非固定光学透镜44的第一端441可连接到移动致动器46。可移动或非固定光学透镜44的上游侧44U经配置以接收激光束L，且可移动或非固定光学透镜44的下游侧44D经配置以准许激光束L射出可移动或非固定光学透镜44，使得激光束L可由激光束进入面12接收。在一些配置中，可移动或非固定光学透镜44的下游侧44D与激光束进入面12间隔开以在其之间界定间隙G。
可移动或非固定光学透镜44的上游侧44U可基本上垂直于可移动或非固定光学透镜44的第一端441及第二端442两者。此外，可移动或非固定光学透镜44的下游侧44D可被界定为具有非线性、弧形或弯曲配置的正弦(例如，三次多项式)表面，所述正弦表面类似于激光束进入面12；因此，在图23B处看到，当可移动或非固定光学透镜44的第一端441及第二端442分别与激光透射机械加工工具10m的第二上游侧壁表面或第二上游侧壁面21c及第一上游侧壁表面或第一上游侧壁面21a对准时，可移动或非固定光学透镜44的下游侧44D与激光透射机械加工工具10m的激光束进入面12之间界定间隙G的距离沿着非固定光学透镜44及激光透射机械加工工具10m的宽度是相同的。相反地，在图23A及23C处看到，当可移动或非固定光学透镜44的第一端441及第二端442分别未与激光透射机械加工工具10m的第二上游侧壁表面或第二上游侧壁面21c及第一上游侧壁表面或第一上游侧壁面21a对准时，可移动或非固定光学透镜44的下游侧44D与激光透射机械加工工具10m的激光束进入面12之间界定间隙G的距离沿着非固定光学透镜44及激光透射机械加工工具10m的宽度不相同。
在图23A到23C处看到，激光束进入面12经配置以接收激光束L。激光束L可进一步被界定为多个区段LE1、L1、LE2。所述多个区段LE1、L1、LE2至少包含例如激光束进入区段LE1、激光束折射区段L1及激光束射出区段LE2。
激光束进入区段LE1被展示为首先进入可移动或非固定光学透镜44的上游侧44U且然后随后射出可移动或非固定光学透镜44的下游侧44D。然后，激光束L进入间隙G且随后入射于激光透射机械加工工具10m的激光束进入面12上。
首先参考图23A，移动致动器46将可移动或非固定光学透镜44布置于第一定向中，借此可移动或非固定光学透镜44的下游侧44D与激光透射机械加工工具10m的激光束进入面12之间的间隙G相对较小(在与图23C的定向相比时)。由于可移动或非固定光学透镜44相对于激光束进入面12的定向，激光束进入面12接收激光束L的激光束进入区段LE1，且此后在激光束L进入激光透射机械加工工具10m的主体之后使得激光束L的激光束折射区段L1发散。此后，激光束L的激光束折射区段L1可入射于前刀面14、后刀面16及弧形或弯曲刀刃22中的一或多者上。此后，激光束L的激光束折射区段L1可被折射开前刀面14、后刀面16及弧形或弯曲刀刃22中的一或多者以界定激光束射出区段LE2。激光束射出区段LE2会聚于远离弧形或弯曲刀刃22的最向外部分而位于第一距离D1处的焦点FP上。
参考图23B，移动致动器46将可移动或非固定光学透镜44布置于第二或“中立”定向中，借此可移动或非固定光学透镜44的下游侧44D与激光透射机械加工工具10m的激光束进入面12之间的间隙G沿着非固定光学透镜44及激光透射机械加工工具10m的宽度是相同的。由于可移动或非固定光学透镜44相对于激光束进入面12的定向，激光束进入面12接收激光束L的激光束进入区段LE1，且此后不改变由激光束进入区段LE1界定的激光束方向(即，非固定光学透镜44相对于激光透射机械加工工具10m的定向在激光束L进入激光透射机械加工工具10m的主体之后不会使得激光束L的激光束折射区段L1发散或会聚；因此，激光束L可保持准直)。此后，激光束L的激光束折射区段L1可入射于前刀面14、后刀面16及弧形或弯曲刀刃22中的一或多者上。此后，激光束L的激光束折射区段L1可被折射开前刀面14、后刀面16及弧形或弯曲刀刃22中的一或多者以界定激光束射出区段LE2。激光束射出区段LE2会聚于远离弧形或弯曲刀刃22的最向外部分而位于第一距离D1处的焦点FP上。
参考图23C，移动致动器46将可移动或非固定光学透镜44布置于第三定向中，借此可移动或非固定光学透镜44的下游侧44D与激光透射机械加工工具10m的激光束进入面12之间的间隙G相对较大(在与图23A的定向相比时)。由于可移动或非固定光学透镜44相对于激光束进入面12的定向，激光束进入面12接收激光束L的激光束进入区段LE1，且此后在激光束L进入激光透射机械加工工具10m的主体之后使得激光束L的激光束折射区段L1会聚。此后，激光束L的激光束折射区段L1可入射于位于弧形或弯曲刀刃22处的焦点FP上。此后，激光束L的激光束折射区段L1被折射离开弧形或弯曲刀刃22以界定激光束射出区段LE2。激光束射出区段LE2从焦点FP发散。
现在参考图24A、24B及24C，以10n大体展示示范性激光透射机械加工工具。激光透射机械加工工具10n的介质可包含任何所要材料，例如任何类型的单晶或多晶透射介质，包含但不限于：金刚石、蓝宝石、碳硅石、金绿宝石、变石等。在其它配置中，界定激光透射机械加工工具10n的介质的示范性材料可包含但不限于其它透射介质，例如：碳化物、立方氮化硼(CBN)、硅、氮化物、钢、合金、陶瓷、氧化铝、玻璃、玻璃复合物、复合物等。
示范性激光透射机械加工工具10n被界定为与上文所描述的图1A到8I及30的透射机械加工工具10、10a到10d基本上类似的结构配置，其包含：多个表面或多个面12到20；每一相应表面12到20的第一端121到201；及每一相应表面12到20的第二端122到202。此外，前刀面14的第一端141以负前刀面角θ14延伸远离侧前刀面18的第二端182；因此，前刀面14可被称为负前刀面。后刀面16的第一端161以钝后刀面角或钝余隙角θ16延伸远离侧后刀面20的第二端202。激光透射机械加工工具10n经配置以对工件W进行机械加工(例如，参见图29及30A到30E中的任一者)。
在一些实例中，激光束进入面12的第二端122以后离隙角θ12延伸远离第二侧面20的第一端201。在一些配置中，后离隙角θ12可为直角(即，等于90°)。在其它配置中，后离隙角θ12可为钝角(即，大于90°)。在又一些配置中，后离隙角θ12是锐角(即，小于90°)。
参考图24A到24C，示范性激光透射机械加工工具10n也被界定为具有多个侧壁表面或多个侧壁面21a到21d。所述多个侧壁表面或所述多个侧壁面21a到21d包含第一上游侧壁表面或第一上游侧壁面21a、第一下游侧壁表面或第一下游侧壁面21b、第二上游侧壁表面或第二上游侧壁面21c(未展示/例如参考上文的图2A到2I)及第二下游侧壁表面或第二下游侧壁面21d(未展示/例如参考上文的图2A到2I)。
第一上游表面或第一上游面21a及第二上游侧壁表面或第二上游侧壁面21c中的每一者从激光束进入面12延伸。第一下游侧壁表面或第一下游侧壁面21b及第二下游侧壁表面或第二下游侧壁面21d中的每一者从前刀面14及后刀面或余隙面16延伸。
第一上游表面或第一上游面21a与第一下游侧壁表面或第一下游侧壁面21b在被布置成角度θ23的第一侧边缘23a处交会，角度θ23基本上类似于将在下文更详细地描述的后刀面角或余隙角θ16。第一上游表面或第一上游面21a及第一下游侧壁表面或第一下游侧壁面21b将激光透射机械加工工具10n的第一侧28(即，前刀面14及第一侧面18中的一者或两者)连接到激光透射机械加工工具10n的第二侧30(即，后刀面16及第二侧面20中的一者或两者)。
第二上游侧壁表面或第二上游侧壁面21c与第二下游侧壁表面或第二下游侧壁面21d在类似地被布置成角度θ23的第二侧边缘23b(未展示/例如参考上文的图2A到2I)处交会。第二上游表面或第二上游面21c及第二下游侧壁表面或第二下游侧壁面21d也将激光透射机械加工工具10n的第一侧28(即，前刀面14及第一侧面18中的一者或两者)连接到激光透射机械加工工具10n的第二侧30(即，后刀面16及第二侧面20中的一者或两者)。
侧前刀面18的第一端181延伸远离激光束进入面12的第一端121。侧后刀面20的第一端201延伸远离激光束进入面12的第二端122。前刀面14的第一端141延伸远离侧前刀面18的第二端182。后刀面16的第一端161延伸远离侧后刀面20的第二端202。前刀面14的第二端142接合到后刀面16的第二端162以界定可为非线性、弯曲或弧形的刀刃22；尽管刀刃22可为非线性、弯曲或弧形的，但刀刃22可经界定以包含其它配置，例如线性、非弯曲或非弧形的形状。此外，前刀面14的第一端141以负前刀面角或钝前刀面角θ14延伸远离侧前刀面18的第二端182；因此，前刀面14可被称为负前刀面。后刀面16的第一端161以钝后刀面角或钝余隙角θ16延伸远离侧后刀面20的第二端202。
在图24A到24C处看到，进入且然后射出激光透射机械加工工具10n的激光束L被展示为由多个区段LE1、L1、LE2界定。所述多个区段LE1、L1、LE2包含激光束进入区段LE1、激光束折射区段L1及激光束射出区段LE2。激光束进入区段LE1是准直的，其大体被界定为管状或圆柱形射线阵列(例如，参见图34A到34B的包含中心射线ΦA且包含射线ΦR1、ΦR2的圆周阵列的激光束L)。
参考图24A到24C，激光束进入面12经配置以接收且折射准直激光束进入区段LE1，使得引导激光束折射区段L1朝向且穿过以下各项中的一或多者：(1)刀刃22(例如，使得激光束射出区段LE2折射到工件W上)；(2)在刀刃22附近的负前刀面14(例如，使得激光束射出区段LE2折射到工件W上)；及(3)在刀刃22附近的后刀面16(例如，使得激光束射出区段LE2折射到工件W上)。后离隙角θ12经配置以根据司乃耳定律使激光束折射区段L1在激光束进入面12处发生折射。
尽管进入激光束进入面12的激光束进入区段LE1是准直的，但激光束进入区段LE1可以其它配置进入激光束进入面12。在一些例子中，激光束进入区段LE1可被界定为会聚激光束(例如，在图5DC及5EC中看到)。在其它实例中，激光束进入区段LE1可被界定为发散激光束(例如，在图5DD及5ED中看到)。
此外，激光透射机械加工工具10n可靠近光学棱镜系统48布置，光学棱镜系统48包含第一直角棱镜50、第二直角棱镜52及连接到第二直角棱镜52的移动致动器54。以下公开内容将描述，移动致动器54使得第二直角棱镜52相对于直角棱镜50及激光透射机械加工工具10n的不可移动、固定或触地定向可移动地布置。因此，第一直角棱镜50可被称为不可移动或固定直角棱镜，第二直角棱镜52可被称为可移动或非固定直角棱镜。移动致动器54可使得可移动或非固定直角棱镜52在与激光束L的方向类似的轴向方向上移动。
第一不可移动或固定直角棱镜50被界定成锐棱镜角θP。第二可移动或非固定直角棱镜52也被界定成同一锐棱镜角θP。第一不可移动或固定直角棱镜50经定位以首先接收激光束L且然后随后使激光束L透射穿过第二可移动或非固定直角棱镜52而朝向激光束进入面12。
在一些实例中，第一不可移动或固定直角棱镜50由棱镜折射率np界定，且第二可移动或非固定直角棱镜52也由相同的棱镜折射率np界定。在一些实例中，第一不可移动或固定直角棱镜50及第二可移动或非固定直角棱镜52被由不同的折射率(例如，n1)界定的材料(例如，空气)分隔开分隔距离h。在第一不可移动或固定直角棱镜50及第二可移动或非固定直角棱镜52使激光束L在横向上移位(例如，参见方程式43中的Lshift)之后，激光束L随后由激光束进入面12接收。根据以下方程式，横向移位Lshift可与分隔距离改变(例如，参见Δh)成比例：
Figure BDA0003486772720000741
由于移动致动器54促使第二可移动或非固定直角棱镜52移动，因此第一不可移动或固定直角棱镜50与第二可移动或非固定直角棱镜52之间的分隔距离h可调整。参考图24A，第一不可移动或固定直角棱镜50与第二可移动或非固定直角棱镜52分隔开比在图24B及24C处看到的第二分隔距离h小的分隔距离h。在图24B处看到，第一不可移动或固定直角棱镜50与第二可移动或非固定直角棱镜52分隔开大于图24A的第一分隔距离h但小于图24C的第三分隔距离h的分隔距离h。因此，取决于第二可移动或非固定直角棱镜52相对于第一不可移动或固定直角棱镜50的选定定向，可在进入面12处选择性地调整激光束L的轴向定向，使得激光束可在前刀面14、后刀面16或者弧形或弯曲刀刃22中的任一者处射出激光透射机械加工工具10n。
现在参考图25、25′、26及26′，以10o大体展示示范性激光透射机械加工工具。激光透射机械加工工具10o的介质可包含任何所要材料，例如任何类型的单晶或多晶透射介质，包含但不限于：金刚石、蓝宝石、碳硅石、金绿宝石、变石等。在其它配置中，界定激光透射机械加工工具10o的介质的示范性材料可包含但不限于其它透射介质，例如：碳化物、立方氮化硼(CBN)、硅、氮化物、钢、合金、陶瓷、氧化铝、玻璃、玻璃复合物、复合物等。
参考图25，示范性激光透射机械加工工具10o被界定为与上文所描述的图1A到8I及27的透射机械加工工具10及10a到10d基本上类似的结构配置且包含所述多个表面或所述多个面12到20。激光透射机械加工工具10o还包含“混合”刀刃或“分裂半径”刀刃22。不同于上文所描述的示范性实施例，在图26′处看到，混合刀刃或分裂半径刀刃22可并不限于被界定为非线性、弯曲或弧形配置(或替代地，线性、非弯曲或非弧形配置)，而是混合刀刃或分裂半径刀刃22可被界定为包含以下两项的组合：(1)非线性、弯曲或弧形部分(例如，参见刀刃22的在参考编号21d2处的部分)；及(2)线性、非弯曲或非弧形部分(例如，参见刀刃22的在参考编号21b2处的部分)。在一些例子中，激光透射机械加工工具10o可用于对工件W进行机械加工(例如，参见图29及30A到30E中的任一者)。激光透射机械加工工具10o界定是负角或钝角的前刀面角θ14。后刀面16的第一端161延伸远离侧后刀面20的第二端202以界定后刀面角或余隙角θ16。后刀面角或余隙角θ16是钝角。
在一些实例中，激光束进入面12的第二端122以后离隙角θ12延伸远离侧后刀面20的第一端201。在一些实例中，后离隙角θ12是直角(即，等于90°)。尽管后离隙角θ12可为直角，但以与上文例如在图1A到4I处关于激光透射机械加工工具10a及10b所描述的基本上类似的方式，后离隙角θ12可为钝角(即，大于90°)或锐角(即，小于90°)。
参考图25及26，示范性激光透射机械加工工具10o也被界定为具有多个侧壁表面或多个侧壁面21a到21d。所述多个侧壁表面或所述多个侧壁面21a到21d包含第一上游侧壁表面或第一上游侧壁面21a(例如，参见图25及26)、第一下游侧壁表面或第一下游侧壁面21b(例如，参见图19及20)、第二上游侧壁表面或第二上游侧壁面21c(例如，参见图20)及第二下游侧壁表面或第二下游侧壁面21d(例如，参见图20)。
第一上游表面或第一上游面21a及第二上游侧壁表面或第二上游侧壁面21c中的每一者从激光束进入面12延伸。第一下游侧壁表面或第一下游侧壁面21b及第二下游侧壁表面或第二下游侧壁面21d中的每一者从前刀面14及后刀面或余隙面16延伸。
第一上游表面或第一上游面21a与第一下游侧壁表面或第一下游侧壁面21b在被布置成角度θ23(例如，参见图25)的第一侧边缘23a(例如，参见图25及26)处交会，角度θ23基本上类似于将在下文更详细地描述的后刀面角或余隙角θ16。第一上游表面或第一上游面21a及第一下游侧壁表面或第一下游侧壁面21b将激光透射机械加工工具10o的第一侧28(即，前刀面14及第一侧面18中的一者或两者)连接到激光透射机械加工工具10o的第二侧30(即，后刀面16及第二侧面20中的一者或两者)。
第二上游侧壁表面或第二上游侧壁面21c与第二下游侧壁表面或第二下游侧壁面21d在类似地被布置成角度θ23的第二侧边缘23b(例如，参见图26)处交会。第二上游表面或第二上游面21c及第二下游侧壁表面或第二下游侧壁面21d也将激光透射机械加工工具10o的第一侧28(即，前刀面14及第一侧面18中的一者或两者)连接到激光透射机械加工工具10o的第二侧30(即，后刀面16及第二侧面20中的一者或两者)。
在图26′处看到，第一下游侧壁表面或第一下游侧壁面21b被界定为第一部分21b1及第二部分21b2，且第二下游侧壁表面或第二下游侧壁面21d被界定为第一部分21d1及第二部分21d2。第一下游侧壁表面或第一下游侧壁面21b及第二下游侧壁表面或第二下游侧壁面21d两者的第一部分21b1、21d1沿着侧前刀面18延伸。第一下游侧壁表面或第一下游侧壁面21b及第二下游侧壁表面或第二下游侧壁面21d两者的第二部分21b2、21d2沿着前刀面14延伸。第一下游侧壁表面或第一下游侧壁面21b的第二部分21b2界定混合刀刃或分裂半径刀刃22的线性、非弯曲或非弧形部分，而第二下游侧壁表面或第二下游侧壁面21b的第二部分21d2界定混合刀刃或分裂半径刀刃22的非线性、弯曲或弧形部分。
在图25处看到，进入且然后射出激光透射机械加工工具10o的激光束L被展示为由多个区段LE1、L1、LE2界定。所述多个区段LE1、L1、LE2包含激光束进入区段LE1、激光束折射区段L1及激光束射出区段LE2。激光束进入区段LE1是准直的，其大体被界定为管状或圆柱形射线阵列(例如，参见图31A到31B的包含中心射线ΦA且包含射线ΦR1、ΦR2的圆周阵列的激光束L)。
尽管进入激光束进入面12的激光束进入区段LE1是准直的，但激光束进入区段LE1可以其它配置进入激光束进入面12。在一些例子中，激光束进入区段LE1可被界定为会聚激光束(例如，在图5DC及5EC中看到)。在其它实例中，激光束进入区段LE1可被界定为发散激光束(例如，在图5DD及5ED中看到)。
在图25′及26处看到，激光束进入面12可被界定为凸起或向外突出部分楔形，其包含第一基本上线性、平坦或平面的激光束进入面区段12a及第二基本上线性、平坦或平面的激光束进入面区段12b，这两个区段均在激光束进入面12的第一端121(从侧前刀面18)与激光束进入面12的第二端122(从侧后刀面20)之间延伸。第一基本上线性、平坦或平面的激光束进入面区段12a也从第一上游侧壁表面或第一上游侧壁面21a延伸。第二基本上线性、平坦或平面的激光束进入面区段12b也从第二上游侧壁表面或第二上游侧壁面21c延伸。第一基本上线性、平坦或平面的激光束进入面区段12a与第二基本上线性、平坦或平面的激光束进入面区段12b在进入面边缘12c处交会。以下公开内容将描述，第一基本上线性、平坦或平面的激光束进入面区段12a可替代地被称为基本上线性、平坦或平面的激光束功能性进入面区段，且第二基本上线性、平坦或平面的激光束进入面区段12b可替代地被称为基本上线性、平坦或平面的激光束非功能性进入面区段。
继续参考图26，平面P12靠近激光束进入面12而延伸跨越激光透射机械加工工具10o。在一实例中，平面P12延伸跨越一边缘，在所述边缘处，基本上线性、平坦或平面的激光束功能性进入面区段12a从第一上游侧壁表面或第一上游侧壁面21a延伸。此外，平面P12相对于第一上游侧壁表面或第一上游侧壁面21a基本上垂直。基本上线性、平坦或平面的激光束非功能性进入面区段12b从第二下游侧壁表面或第二下游侧壁面21d垂直延伸，且与基本上线性、平坦或平面的激光束功能性进入面区段12a在进入面边缘12c处交会。基本上线性、平坦或平面的激光束非功能性进入面区段12b可与平面P12间隔开距离d。
在一些例子中，基本上线性、平坦或平面的激光束功能性进入面区段12a被布置成向外突出角度θw′，向外突出角度θw′界定激光透射机械加工工具10o的激光束进入面12的凸起或向外突出部分楔形。在一些例子中，向外突出角度θw′是锐角(即，小于90°)且在远离混合刀刃或分裂半径刀刃22的方向上突出；在一些实施方案中，向外突出角度θw′大约等于25°。基本上线性、平坦或平面的激光束功能性进入面区段12a经配置以根据司乃耳定律使激光束L在激光束进入面12处发生折射。
在图26处看到，在一些例子中，激光透射机械加工工具10o的激光束进入面12的凸起或向外突出部分楔形的基本上线性、平坦或平面的激光束功能性进入面区段12a接收激光束L的激光束进入区段LE1，且此后在激光束L进入激光透射机械加工工具10o的主体之后使得激光束L的激光束折射区段L1保持准直。在图26处可容易看到，进入面12根据司乃耳定律使激光束L发生折射，经折射激光束相对于法向于进入面12的线R呈现角度θR。θR可通过以下方程式表达：
Figure BDA0003486772720000771
参考图26′，激光束L的激光束折射区段L1可入射于混合刀刃或分裂半径刀刃22上。在一些例子中，激光束L的激光束折射区段L1入射于第二下游侧壁表面或第二下游侧壁面21b的界定混合刀刃或分裂半径刀刃22的非线性、弯曲或弧形部分的第二部分21d2上。此后，激光束L的激光束折射区段L1被折射离开第二下游侧壁表面或第二下游侧壁面21b的界定混合刀刃或分裂半径刀刃222的非线性、弯曲或弧形部分的第二部分21d2，以界定激光束射出区段LE2。在激光束折射区段L1接触并行进穿过混合刀刃或分裂半径刀刃22之后，激光束L的激光束射出区段LE2发生会聚。
图32是可用于实施此文档中所描述的系统及方法的实例性计算装置3200的示意图(例如，计算装置3200可连接到束轮廓仪(未展示)或是束轮廓仪的组件，束轮廓仪具有束表征软件以用于产生由上文所描述的示范性激光透射机械加工工具10a到10o中的任一者接收的激光束L)。计算装置3200旨在表示各种形式的数字计算机，例如膝上型计算机、桌上型计算机、工作站、个人数字助理、服务器、刀片式服务器、大型计算机及其它适当计算机。本文所展示的组件、其连接及关系以及其功能意在仅具示范性，且不意在限制本文档中所描述及/或所主张的本发明实施方案。
计算装置3200包含：处理器3210(也被称为数据处理硬件)；存储器3220(也被称为存储器硬件)；存储装置3230；高速接口/控制器3240，其连接到存储器3220及高速扩展端口3250；及低速接口/控制器3260，其连接到低速总线3270及存储装置3230。组件3210、3220、3230、3240、3250及3260中的每一者是使用各种总线互连，且可安装于共同母板上或适当地呈其它方式。处理器3210可处理在计算装置3200内执行的指令(包含存储于存储器3220中或存储于存储装置3230上的指令)，以在外部输入/输出装置(例如，耦合到高速接口3240的显示器3280)上显示用于图形用户界面(GUI)的图形信息。在其它实施方案中，多个处理器及/或多个总线可适当地与多个存储器及多种类型的存储器一起使用。此外，可连接多个计算装置3200，其中每一装置提供必要操作的若干部分(例如，作为服务器组、刀片式服务器群组或多处理器系统)。
存储器3220在计算装置3200内非暂时性地存储信息。存储器3220可为计算机可读媒体、易失性存储器单元或非易失性存储器单元。非暂时性存储器3220可为用于暂时地或永久地存储程序(例如，指令序列)或数据(例如，程序状态信息)以供由计算装置3200使用的物理装置。非易失性存储器的实例包含但不限于快闪存储器及只读存储器(ROM)/可编程只读存储器(PROM)/可擦除可编程只读存储器(EPROM)/电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)(例如，通常用于固件，例如启动程序)。易失性存储器的实例包含但不限于随机存取存储器(RAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、相变存储器(PCM)以及磁盘或磁带。
存储装置3230能够为计算装置3200提供大容量存储。在一些实施方案中，存储装置3230是计算机可读媒体。在各种不同的实施方案中，存储装置3230可为软盘装置、硬盘装置、光盘装置或磁带装置、快闪存储器或其它类似固态存储器装置或装置阵列，包含存储区域网络或其它配置中的装置。在额外的实施方案中，计算机程序产品有形地体现于信息载体中。计算机程序产品含有指令，所述指令在被执行时执行一或多种方法，例如上文所描述的方法。信息载体是计算机可读媒体或机器可读媒体，例如存储器3220、存储装置3230或处理器3210上的存储器。
高速控制器3240管理计算装置3200的带宽密集型操作，而低速控制器3260管理较低带宽密集型操作。此职责分配仅为示范性的。在一些实施方案中，高速控制器3240耦合到存储器3220、显示器3280(例如，经由图形处理器或加速器)且耦合到可接纳各种扩展卡(未展示)的高速扩展端口3250。在一些实施方案中，低速控制器3260耦合到存储装置3230及低速扩展端口3290。可包含各种通信端口(例如，USB、蓝牙、以太网、无线以太网)的低速扩展端口3290可例如经由网络适配器耦合到一或多个输入/输出装置，例如键盘、指向装置、扫描仪或联网装置(例如，交换机或路由器)。
如图中所展示，可以若干种不同形式来实施计算装置3200。举例来说，可将计算装置3200实施为标准服务器3200a或在此类服务器3200a的群组中多次实施、实施为膝上型计算机3200b或实施为机架服务器系统3200c的部分。
可在数字电子及/或光学电路系统、集成电路系统、专门设计的ASIC(专用集成电路)、计算机硬件、固件、软件及/或其组合中实现本文所描述的系统及技术的各种实施方案。这些各种实施方案可包含可在可编程系统上执行及/或解译的一或多个计算机程序中的实施方案，可编程系统包含可以是专用或通用的至少一个可编程处理器(其经耦合以从存储系统接收数据及指令且将数据及指令传输到存储系统)、至少一个输入装置及至少一个输出装置。
这些计算机程序(也被称为程序、软件、软件应用程序或代码)包含用于可编程处理器的机器指令，且可以高级程序及/或面向对象的程序设计语言及/或以汇编/机器语言来实施。如本文中所使用，术语“机器可读媒体”及“计算机可读媒体”是指任何计算机程序产品、非暂时性计算机可读媒体、用于将机器指令及/或数据提供到可编程处理器的设备及/或装置(例如，磁盘、光盘、存储器、可编程逻辑装置(PLD))，包含接收机器指令作为机器可读信号的机器可读媒体。术语“机器可读信号”是指用于将机器指令及/或数据提供到可编程处理器的任何信号。
本说明书中所描述的过程及逻辑流程可由执行一或多个计算机程序的一或多个可编程处理器执行，以通过对输入数据进行操作并产生输出来执行功能。过程及逻辑流程也可由专用逻辑电路系统(例如，FPGA(现场可编程门阵列)或ASIC(专用集成电路))来执行。举例来说，适合于执行计算机程序的处理器包含通用微处理器及专用微处理器两者以及任何种类的数字计算机中的任一个或多个处理器。一般来说，处理器将从只读存储器或随机存取存储器或从此两者接收指令及数据。计算机的基本元件是用于执行指令的处理器以及用于存储指令及数据的一或多个存储器装置。一般来说，计算机也将包含用于存储数据的一或多个大容量存储装置(例如，磁盘、磁光盘或光盘)或经操作地耦合以从大容量存储装置接收数据或向大容量存储装置传送数据或既接收也传送数据。然而，计算机不必具有此类装置。适合于存储计算机程序指令及数据的计算机可读媒体包含所有形式的非易失性存储器、媒体及存储器装置，例如包含：半导体存储器装置(例如，EPROM、EEPROM及快闪存储器装置)；磁盘(例如，内部硬盘或可装卸磁盘)；磁光盘；以及CD ROM及DVD-ROM盘。处理器及存储器可由专用逻辑电路系统补充或并入于专用逻辑电路系统中。
为提供与用户的交互，本发明的一或多个方面可实施于计算机上，所述计算机具有用于向用户显示信息的显示装置(例如，CRT(阴极射线管)、LCD(液晶显示器)监视器或触摸屏)，且任选地具有用户可借以将输入提供到计算机的键盘及指向装置(例如，鼠标或轨迹球)。也可使用其它种类的装置来提供与用户的交互；举例来说，提供给用户的反馈可为任何形式的感观反馈，例如视觉反馈、听觉反馈或触觉反馈；且可以任何形式接收来自用户的输入，包含声音输入、语音输入或触觉输入。另外，计算机可通过向用户所使用的装置发送文档及从所述装置接收文档来与用户交互；举例来说，通过响应于从用户的用户端装置上的web浏览器接收的请求而向所述web浏览器发送网页。
已描述若干种实施方案。然而，应理解，可在不背离本发明的精神及范围的情况下做出各种修改。因此，其它实施方案处于所附权利要求书的范围内。

Claims (51)

1.一种用于对工件(W)进行机械加工的光机械工具(10a到10g及10i到10o)，所述光机械工具(10a到10o)包括：
材料主体，其具有进入面(12)、前刀面(14)，后刀面(16)、侧前刀面(18)及侧后刀面(20)，所述侧前刀面(18)及所述侧后刀面(20)连接到所述进入面(12)，所述侧前刀面(18)连接到所述前刀面(14)，所述侧后刀面(20)连接到所述后刀面(16)，所述前刀面(14)连接到所述后刀面(16)以界定至少部分弯曲的刀刃(22)，
其中所述进入面(12)延伸远离所述侧后刀面(20)以界定后离隙角(θ12)，其中所述前刀面(14)延伸远离所述侧前刀面(18)以界定前刀面角(θ14)，且
其中所述进入面(12)经配置以引导光束(L)朝向所述前刀面(14)、所述后刀面(16)、所述侧前刀面(18)、所述侧后刀面(20)及所述至少部分弯曲的刀刃(22)中的一或多者且穿过所述前刀面(14)、所述后刀面(16)及所述至少部分弯曲的刀刃(22)中的一或多者，使得所述光束(L)折射到所述工件(W)上。
2.根据权利要求1所述的光机械工具(10a到10g及10i到10o)，其中所述前刀面角(θ14)是负前刀面角。
3.根据权利要求1到2中任一权利要求所述的光机械工具(10a、10e、10i到10o)，其中所述后离隙角(θ12)是钝角。
4.根据权利要求1到3中任一权利要求所述的光机械工具(10b、10d、10f)，其中所述后离隙角(θ12)是锐角。
5.根据权利要求1到4中任一权利要求所述的光机械工具(10c、10g、10h)，其中所述后离隙角(θ12)是直角。
6.根据权利要求1到5中任一权利要求所述的光机械工具(10a到10h)，其中所述进入面(12)是基本上线性、平坦或平面的。
7.根据权利要求1到6中任一权利要求所述的光机械工具(10a到10d)，其中所述进入面(12)被界定为向内突出的轴向圆柱形配置。
8.根据权利要求1到7中任一权利要求所述的光机械工具(10a到10d)，其中所述进入面(12)被界定为向外突出的轴向圆柱形配置。
9.根据权利要求1到8中任一权利要求所述的光机械工具(10a到10d)，其中所述进入面(12)被界定为向内突出的横向圆柱形配置。
10.根据权利要求1到9中任一权利要求所述的光机械工具(10a到10d)，其中所述进入面(12)被界定为向外突出的横向圆柱形配置。
11.根据权利要求1到10中任一权利要求所述的光机械工具(10a到10d)，其中所述进入面(12)被界定为向内突出的球形配置。
12.根据权利要求1到11中任一权利要求所述的光机械工具(10a到10d)，其中所述进入面(12)被界定为向外突出的球形配置。
13.根据权利要求1到12中任一权利要求所述的光机械工具(10a到10d、10k)，其中所述进入面(12)被界定为一或多个衍射表面部分。
14.根据权利要求1到13中任一权利要求所述的光机械工具(10a到10g及10i到10n)，其中所述进入面(12)、所述前刀面(14)、所述后刀面(16)、所述侧前刀面(18)及所述侧后刀面(20)中的一或多者至少部分地涂覆有反射增强涂层材料(36)。
15.根据权利要求1到14中任一权利要求所述的光机械工具(10a到10g及10i到10o)，其中所述反射增强涂层材料(36)是铝、银、金、铬镍铁合金、铬、镍或氮化钛。
16.根据权利要求1到15中任一权利要求所述的光机械工具(10d)，其中所述进入面(12)进一步包括功能性进入面区段(12f)及非功能性进入面区段(12n)，所述功能性进入面区段(12f)连接到所述侧前刀面(18)，所述非功能性进入面区段(12n)连接到所述侧后刀面(20)，其中所述非功能性进入面区段(12n)延伸远离所述功能性进入面区段(12f)以界定后离隙角(θ12)。
17.根据权利要求1到16中任一权利要求所述的光机械工具(10a到10d及10i到10o)，其中所述后刀面(16)延伸远离所述侧后刀面(20)以界定余隙角(θ16)。
18.根据权利要求1到17中任一权利要求所述的光机械工具(10e到10g)，其进一步包括副余隙面(34)，其中所述副余隙面(34)在所述后刀面(16)与所述侧后刀面(20)之间延伸且将所述后刀面(16)连接到所述侧后刀面(20)，其中所述后刀面(16)延伸远离所述副余隙面(34)以界定余隙角(θ16)，其中所述副余隙面(34)延伸远离所述侧后刀面(20)以界定副余隙角(θ34)。
19.根据权利要求1到18中任一权利要求所述的光机械工具(10i、10j)，其进一步包括从所述进入面(12)延伸且将所述侧前刀面(18)连接到所述侧后刀面(20)的第一上游侧壁表面或第一上游侧壁面(21a)及第二上游侧壁表面或第二上游侧壁面(21c)，其中所述进入面(12)被界定为楔形，所述楔形包含在进入面边缘(12c)处交会的第一光束进入面区段(12a)及第二光束进入面区段(12b)，所述第一光束进入面区段(12a)连接到所述第一上游侧壁表面或所述第一上游侧壁面(21a)，所述第二光束进入面区段(12b)连接到所述第二上游侧壁表面或所述第二上游侧壁面(21c)。
20.根据权利要求1到19中任一权利要求所述的光机械工具(10i)，其中所述楔形被界定为凹入、倒置或向内突出的配置。
21.根据权利要求1到19中任一权利要求所述的光机械工具(10i)，其中所述楔形被界定为凸起或向外突出的配置。
22.根据权利要求1到21中任一权利要求所述的光机械工具(10l)，其中所述进入面(12)界定经配置以固持光学透镜(40)的光学透镜壳体(38)。
23.根据权利要求1到22中任一权利要求所述的光机械工具(10a到10g及10i到10o)，其中所述材料主体包括选自由以下各项组成的群组的材料：金刚石、蓝宝石、碳硅石、金绿宝石、变石、碳化物、立方氮化硼(CBN)、硅、氮化物、钢、合金、陶瓷、氧化铝、玻璃及玻璃复合物。
24.根据权利要求1到23中任一权利要求所述的光机械工具(10a到10g及10i到10o)，其中所述材料主体包括金刚石材料。
25.根据权利要求1到24中任一权利要求所述的光机械工具(10o)，其中第一下游侧壁表面或第一下游侧壁面(21b)的沿着所述前刀面(14)延伸的部分(21b2)界定所述至少部分弯曲的刀刃(22)的线性、非弯曲或非弧形部分，其中第二下游侧壁表面或第二下游侧壁面(21d)的沿着所述前刀面(14)延伸的部分(21d2)界定所述至少部分弯曲的刀刃(22)的非线性、弯曲或弧形部分，其中所述至少部分弯曲的刀刃(22)是混合刀刃或分裂半径刀刃。
26.一种用于对工件(W)进行机械加工的光机械工具(10h)，所述光机械工具(10h)包括：
材料主体，其具有进入面(12)、前刀面(14)、后刀面(16)及侧后刀面(20)，所述前刀面(14)及所述侧后刀面(20)连接到所述进入面(12)，所述侧后刀面(20)连接到所述后刀面(16)，所述前刀面(14)连接到所述后刀面(16)以界定至少部分弯曲的刀刃(22)，
其中所述进入面(12)延伸远离所述侧后刀面(20)以界定后离隙角(θ12)，其中所述前刀面(14)延伸远离所述后刀面(16)以界定前刀面角(θ14)，
其中所述进入面(12)经配置以引导光束(L)朝向所述前刀面(14)、所述后刀面(16)、所述侧后刀面(20)及所述至少部分弯曲的刀刃(22)中的一或多者且穿过所述前刀面(14)、所述后刀面(16)及所述至少部分弯曲的刀刃(22)中的一或多者，使得所述光束(L)折射到所述工件(W)上。
27.根据权利要求26所述的光机械工具(10h)，其中所述前刀面角(θ14)是正前刀面角。
28.根据权利要求26到27中任一权利要求所述的光机械工具(10h)，其中所述后离隙角(θ12)是直角。
29.根据权利要求26到28中任一权利要求所述的光机械工具(10h)，其中所述进入面(12)是基本上线性、平坦或平面的。
30.根据权利要求26到29中任一权利要求所述的光机械工具(10h)，其进一步包括副余隙面(34)，其中所述副余隙面(34)在所述后刀面(16)与所述侧后刀面(20)之间延伸且将所述后刀面(16)连接到所述侧后刀面(20)，其中所述后刀面(16)延伸远离所述副余隙面(34)以界定余隙角(θ16)，其中所述副余隙面(34)延伸远离所述侧后刀面(20)以界定副余隙角(θ34)。
31.根据权利要求26到30中任一权利要求所述的光机械工具(10h)，其中所述材料主体包括选自由以下各项组成的群组的材料：金刚石、蓝宝石、碳硅石、金绿宝石、变石、碳化物、立方氮化硼(CBN)、硅、氮化物、钢、合金、陶瓷、氧化铝、玻璃及玻璃复合物。
32.根据权利要求26到31中任一权利要求所述的光机械工具(10h)，其中所述材料主体包括金刚石材料。
33.一种系统，其包括：
光机械工具(10m)，其包含材料主体，所述材料主体具有进入面(12)、前刀面(14)、后刀面(16)、侧前刀面(18)及侧后刀面(20)，所述侧前刀面(18)及所述侧后刀面(20)连接到所述进入面(12)，所述侧前刀面(18)连接到所述前刀面(14)，所述侧后刀面(20)连接到所述后刀面(16)，所述前刀面(14)连接到所述后刀面(16)以界定至少部分弯曲的刀刃(22)，其中所述进入面(12)延伸远离所述侧后刀面(20)以界定后离隙角(θ12)，其中所述前刀面(14)延伸远离所述侧前刀面(18)以界定前刀面角(θ14)，其中所述进入面(12)经配置以引导光束(L)朝向所述前刀面(14)、所述后刀面(16)、所述侧前刀面(18)、所述侧后刀面(20)及所述至少部分弯曲的刀刃(22)中的一或多者且穿过所述前刀面(14)、所述后刀面(16)及所述至少部分弯曲的刀刃(22)中的一或多者，使得所述光束(L)折射到工件(W)上；及
光学透镜系统(42)，其布置于所述光机械工具(10m)的所述进入面(12)上游。
34.根据权利要求33所述的系统，其中所述光学透镜系统(42)包含：
光学透镜(44)；及
移动致动器(46)，其连接到所述光学透镜(44)，经配置以使所述光学透镜(44)相对于所述光机械工具(10m)的所述进入面(12)横向移位。
35.根据权利要求33到34中任一权利要求所述的系统，其中所述光机械工具(10m)包含从所述进入面(12)延伸且将所述侧前刀面(18)连接到所述侧后刀面(20)的第一上游侧壁表面或第一上游侧壁面(21a)及第二上游侧壁表面或第二上游侧壁面(21c)，其中所述进入面(12)被界定为三次多项式表面，所述三次多项式表面具有在所述第一上游侧壁表面或所述第一上游侧壁面(21a)与所述第二上游侧壁表面或所述第二上游侧壁面(21c)之间延伸的非线性、弧形或弯曲配置。
36.根据权利要求33到35中任一权利要求所述的系统，其中所述光学透镜(44)的下游侧(44D)被界定为三次多项式表面，所述三次多项式表面具有在所述光学透镜(44)的第一端(441)与第二端(442)之间延伸的非线性、弧形或弯曲配置。
37.根据权利要求33到36中任一权利要求所述的系统，其中所述光机械工具(10m)的所述材料主体及所述光学透镜(44)包括选自由以下各项组成的群组的材料：金刚石、蓝宝石、碳硅石、金绿宝石、变石、碳化物、立方氮化硼(CBN)、硅、氮化物、钢、合金、陶瓷、氧化铝、玻璃及玻璃复合物。
38.根据权利要求33到37中任一权利要求所述的系统，其中所述光机械工具(10m)的所述材料主体及所述光学透镜(44)包括金刚石材料。
39.一种系统，其包括：
光机械工具(10n)，其包含材料主体，所述材料主体具有进入面(12)、前刀面(14)、后刀面(16)、侧前刀面(18)及侧后刀面(20)，所述侧前刀面(18)及所述侧后刀面(20)连接到所述进入面(12)，所述侧前刀面(18)连接到所述前刀面(14)，所述侧后刀面(20)连接到所述后刀面(16)，所述前刀面(14)连接到所述后刀面(16)以界定至少部分弯曲的刀刃(22)，其中所述进入面(12)延伸远离所述侧后刀面(20)以界定后离隙角(θ12)，其中所述前刀面(14)延伸远离所述侧前刀面(18)以界定前刀面角(θ14)，其中所述进入面(12)经配置以引导光束(L)朝向所述前刀面(14)、所述后刀面(16)、所述侧前刀面(18)、所述侧后刀面(20)及所述至少部分弯曲的刀刃(22)中的一或多者且穿过所述前刀面(14)、所述后刀面(16)及所述至少部分弯曲的刀刃(22)中的一或多者，使得所述光束(L)折射到工件(W)上；及
光学棱镜系统(48)，其布置于所述光机械工具(10n)的所述进入面(12)上游。
40.根据权利要求39所述的系统，其中所述光学棱镜系统(48)包含：
第一直角棱镜(50)；
第二直角棱镜(52)；及
移动致动器(54)，其连接到所述第二直角棱镜(52)，经配置以使所述第二直角棱镜(52)相对于所述光机械工具(10m)的所述进入面(12)及所述第一直角棱镜(50)轴向地移位。
41.根据权利要求39到40中任一权利要求所述的系统，其中所述光机械工具(10n)的所述材料主体、所述第一直角棱镜(50)及所述第二直角棱镜(52)包括选自由以下各项组成的群组的材料：金刚石、蓝宝石、碳硅石、金绿宝石、变石、碳化物、立方氮化硼(CBN)、硅、氮化物、钢、合金、陶瓷、氧化铝、玻璃及玻璃复合物。
42.根据权利要求39到40所述的系统，其中所述光机械工具(10n)的所述材料主体、所述第一直角棱镜(50)及所述第二直角棱镜(52)包括金刚石材料。
43.一种使光束(L)朝向工件(W)的方法，其包括：
提供光机械工具(10a到10o)，所述光机械工具(10a到10o)由进入面(12)、前刀面(14)、连接到所述前刀面(14)的后刀面(16)、在所述进入面(12)与所述前刀面(14)之间延伸的侧前刀面(18)及在所述进入面(12)与所述后刀面(16)之间延伸的侧后刀面(20)界定，其中所述前刀面(14)到所述后刀面(16)的所述连接界定至少部分弯曲的刀刃(22)；
在所述进入面(12)处接收所述光束(L)；
使所述光束(L)朝向由所述侧前刀面(18)及所述侧后刀面(20)中的一或多者界定的反射面(18、20)折射；
使所述光束(L)朝向所述前刀面(14)、所述后刀面(16)及所述至少部分弯曲的刀刃(22)中的一或多者反射；及
使所述光束(L)穿过所述前刀面(14)、所述后刀面(16)及所述至少部分弯曲的刀刃(22)朝向所述工件(W)折射。
44.根据权利要求43所述的方法，其中所述反射面(18、20)是所述侧后刀面(20)。
45.根据权利要求43到44中任一权利要求所述的方法，其中所述光机械工具(10e到10h)进一步包括在所述后刀面(16)与所述侧后刀面(18)之间延伸的副余隙面(34)，其中所述副余隙面(34)在所述后刀面(16)与所述侧后刀面(20)之间延伸以界定副余隙角(θ34)，其中所述反射面进一步由所述副余隙面(34)界定。
46.根据权利要求43到45中任一权利要求所述的方法，其中所述副余隙角(θ34)介于120°与180°之间。
47.根据权利要求43到46中任一权利要求所述的方法，其中所述光机械工具(10a到10o)由选自由以下各项组成的群组的材料形成：金刚石、蓝宝石、碳硅石、金绿宝石、变石、碳化物、立方氮化硼(CBN)、硅、氮化物、钢、合金、陶瓷、氧化铝、玻璃及玻璃复合物。
48.根据权利要求43到47中任一权利要求所述的方法，其中所述反射面(18、20)完全地涂覆有或部分地涂覆有反射增强涂层材料(36)。
49.根据权利要求43到48中任一权利要求所述的方法，其中所述反射增强涂层材料(36)是铝、银、金、铬镍铁合金、铬、镍或氮化钛。
50.根据权利要求43到49中任一权利要求所述的方法，其中所述进入面(12)被界定为弯曲表面。
51.根据权利要求43到50中任一权利要求所述的方法，其中所述光束(L)由初始焦点或焦平面(FP)界定，其中所述进入面(12)经配置以使所述光束(L)折射以界定经变换焦点或焦平面(FP′)。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114799933A (zh) * 2022-05-05 2022-07-29 中国科学院光电技术研究所 一种激光辅助切削刀具
CN115026597A (zh) * 2022-07-15 2022-09-09 哈尔滨理工大学 一种基于ros操作系统的激光辅助制孔的末端执行器

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102021002115A1 (de) 2021-04-22 2022-10-27 Innolite Gmbh Vorrichtung und Verfahren mit einem optisch durchlässigen Werkzeug

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20150217418A1 (en) * 2012-09-06 2015-08-06 Adamant Kogyo Co., Ltd. Cutting tool and cutting method
US20170120345A1 (en) * 2015-10-30 2017-05-04 Western Michigan University Research Foundation Laser augmented diamond drilling apparatus and method
CN108345267A (zh) * 2018-01-24 2018-07-31 深圳大学 一种单点金刚石车削中刀具干涉区域确定的方法和相关装置
CN108463309A (zh) * 2016-07-18 2018-08-28 微林股份有限公司 激光发射工具
CN108818983A (zh) * 2018-06-12 2018-11-16 华中科技大学 光学硬脆性材料的微激光辅助加工系统及其使用方法

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4126136A (en) * 1976-02-09 1978-11-21 Research Corporation Photocoagulating scalpel system
DE19613183C1 (de) * 1996-04-02 1997-07-10 Daimler Benz Ag Verfahren und Vorrichtung zum Feindrehen eines Werkstückes aus einem härtbaren Stahl mittels Drehmeißel
CA2259700C (en) * 1998-01-21 2007-05-08 Clive G. Whittenbury Laser-assisted cutting device
US6429982B2 (en) * 1999-07-30 2002-08-06 Applied Materials, Inc. Counter-rotating anamorphic prism assembly with variable spacing
US8656815B2 (en) * 2004-12-06 2014-02-25 Konica Minolta Opto, Inc. Transfer optical surface machining method, optical device producing mold and optical device
JP2007030055A (ja) * 2005-07-22 2007-02-08 Konica Minolta Opto Inc 切削工具、加工方法、加工装置及び光学素子成形用金型
CA2558898C (en) * 2005-09-07 2013-11-05 Purdue Research Foundation Laser assisted machining process with distributed lasers
WO2007040528A1 (en) * 2005-09-28 2007-04-12 The Board Of Trustees Of Western Michigan University, A Corporation Of The State Of Michigan Micro laser assisted machining
TWM308131U (en) * 2006-09-29 2007-03-21 Lecc Technology Co Ltd Improved laser positioning device
CN100585522C (zh) * 2007-07-20 2010-01-27 天津大学 一种带有金刚石刀具前角补偿的超精密车削方法
US8839497B2 (en) * 2009-02-19 2014-09-23 Purdue Research Foundation Machining apparatus and process
DE102009011587A1 (de) * 2009-03-06 2010-09-16 A.R.C. Laser Gmbh Laserskalpell
JP5446631B2 (ja) * 2009-09-10 2014-03-19 アイシン精機株式会社 レーザ加工方法及びレーザ加工装置
DE102011000505A1 (de) * 2011-02-04 2012-08-09 A. Monforts Werkzeugmaschinen Gmbh & Co. Kg Werkzeugwechselträger und Werkzeugsystem

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20150217418A1 (en) * 2012-09-06 2015-08-06 Adamant Kogyo Co., Ltd. Cutting tool and cutting method
US20170120345A1 (en) * 2015-10-30 2017-05-04 Western Michigan University Research Foundation Laser augmented diamond drilling apparatus and method
CN108463309A (zh) * 2016-07-18 2018-08-28 微林股份有限公司 激光发射工具
CN108345267A (zh) * 2018-01-24 2018-07-31 深圳大学 一种单点金刚石车削中刀具干涉区域确定的方法和相关装置
CN108818983A (zh) * 2018-06-12 2018-11-16 华中科技大学 光学硬脆性材料的微激光辅助加工系统及其使用方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114799933A (zh) * 2022-05-05 2022-07-29 中国科学院光电技术研究所 一种激光辅助切削刀具
CN115026597A (zh) * 2022-07-15 2022-09-09 哈尔滨理工大学 一种基于ros操作系统的激光辅助制孔的末端执行器

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