CN114555281A - 在薄玻璃中光学冲裁出微孔 - Google Patents

Abstract

一种用于在工件(75)中选择性激光诱导蚀刻出微孔(81)的方法，其包括以下步骤：在所述工件(75)中产生(步骤71)从所述工件的射入侧(61A)延伸到所述工件的出射侧(61B)的修改(91)，所述修改(91)借助激光脉冲产生，所述激光脉冲具有环形横向强度分布(51A，51B，151)，所述环形横向强度分布沿着激光束(5)的传播方向(Z)至少在长度(L)上延伸，所述长度导致形成从所述工件的射入侧(61A)到所述工件的出射侧(61B)的修改(91)，其中，所述修改(91)将柱形体(77)与围绕所述修改(91)的剩余材料(79)界定开；和将具有所述修改(91)的工件(75)放入(步骤73)湿化学蚀刻浴(80)中，以将所述柱形体(77)与所述剩余材料(79)在结构上分离。

Description

在薄玻璃中光学冲裁出微孔

技术领域

本发明涉及一种用于在材料中产生孔的方法。本发明还涉及一种具有光束成形元件的激光加工设备。

背景技术

在透明激光加工中，借助激光辐射在材料中产生修改，所述材料对于激光辐射是基本上透明的并且在此称为透明材料。激光辐射在材料体积中发生的吸收(简称体积吸收)可以在透明材料中用于例如钻孔、通过感应电压分离、焊接、实现修改折射特性或者用于选择性激光蚀刻。在此，参见例如申请人的申请文件WO 2016/079062 A1、WO 2016/079062 A1和WO 2016/079275 A1。

在所述应用领域中会很重要的是，能够适当地控制材料中的修改的几何形状和类型。除了参数、例如激光波长、随时间改变的脉冲形状、脉冲数量和脉冲能量等以外，光束形状在此可以是重要的。

例如基于超短脉冲激光的玻璃修改工艺可以为了将玻璃分离或选择性激光蚀刻(selective laser etching SLE)而通过被拉长的焦点分布被实施。例如使用贝塞尔光束状光束轮廓产生被拉长的焦点分布。所述被拉长的焦点分布可以在材料中形成长形的修改，所述修改沿着激光辐射的传播方向在材料内部延伸。

例如在所述WO 2016/079062 A1中描述了光束成形元件和光学器件结构，通过所述光束成形元件和光学器件结构可以提供在光束传播方向上被拉长的纤细的、具有用于激光加工的高纵横比的光束轮廓。

在选择性激光蚀刻中，通过借助激光加工在材料中的修改以及紧接着的湿化学蚀刻过程产生微结构。侵蚀性蚀刻介质在此断开了待加工材料中的化学键，其中，这基本上仅在被加工的(多个)修改的区域中进行。相应地仅仅在那里被加工的(被修改的)材料在蚀刻介质中分解。在所述湿化学蚀刻方法的情况中，绝对蚀刻速率此外与蚀刻液体(蚀刻剂)的蚀刻温度和浓度相关以及与在待蚀刻的材料中(即在修改中)的结构缺陷相关。

发明内容

本公开文件的一个方面的目的在于，将具有100μm并且更小的范围内的直径的微孔加工到薄玻璃、特别是超薄玻璃(通常低厚度的、例如具有几微米到几百微米或几毫米的范围内的厚度的玻璃材料)中。

所述目的中的至少一个目的通过根据权利要求1所述的方法、根据权利要求11所述的衍射光学光束成形元件以及根据权利要求15所述的激光加工设备来解决。

在本公开文件的一个方面中，一种用于在工件中选择性激光诱导蚀刻出微孔的方法包括以下步骤：

在所述工件中产生从所述工件的射入侧延伸到出射侧的修改，所述修改借助激光脉冲产生，所述激光脉冲具有环形横向强度分布，所述环形横向强度分布沿着激光束的传播方向至少在下述长度上延伸，所述长度形成从所述工件的射入侧到所述工件的出射侧的修改，其中，所述修改将柱形体与围绕所述修改的剩余材料界定开；和

将具有所述修改的工件放入湿化学蚀刻浴中，以将所述柱形体与所述剩余材料在结构上分离。

在一个另外的方面中，一种用于将相位分布施加到激光束的横向光束轮廓上的衍射光学光束成形元件包括：

彼此相邻的面元件，所述面元件形成面状的栅格结构，在所述栅格结构中给每个面元件配置相移值，并且所述相移值确定二维相位分布，其中，

-所述二维相位分布具有光束中心位置，所述光束中心位置确定所述面状的栅格结构中的径向方向，

-所述相移值分别关于所述光束中心位置在径向方向上形成周期栅格函数，所述周期栅格函数具有相同的栅格周期，并且

-给所述周期栅格函数的每个周期栅格函数配置关于所述光束中心位置的径向栅格相位，所述径向栅格相位通过下述相位值形成，所述相位值以方位角循环连续的方式增大或者在方位角区段中改变、特别是增大、减少或者在一个或多个值之间交替。

在一个另外的方面中，一种用于借助激光束通过在激光束的焦点区域中修改工件的材料来加工所述工件的激光加工设备，所述焦点区域在所述激光束的传播方向上被拉长形成，所述激光加工设备包括：

激光束源，所述激光束源射出激光束；和

光学系统，所述光学系统具有

-在此公开的衍射光学光束成形元件，或者用于施加轴棱锥相位分布的轴棱锥与用于施加涡旋形相位分布的螺旋相位板的组合，或者用于施加轴棱锥相位分布的轴棱锥与用于施加瓣光束相位分布的瓣光束相位板的组合，和

-具有聚焦透镜的加工头。

所述衍射光学光束成形元件布置在所述激光束的光路中，以便将二维相位分布施加给所述激光束，并且所述二维相位分布设置用于通过借助所述聚焦透镜聚焦所述激光束实现在所述材料中形成被拉长的焦点区域，并且为了特别借助一个激光脉冲或多个激光脉冲产生修改，所述焦点区域具有环形的、特别是圆环形的或椭圆环形的横向强度分布，所述横向强度沿着所述激光束的传播方向至少在下述长度上延伸，所述长度导致形成从所述材料的射入侧到所述材料的出射侧的修改，所述修改将柱形的、特别是圆柱形的或椭圆环柱形的体与围绕所述修改的剩余材料界定开。所述激光加工设备还包括湿化学蚀刻浴，用于将所述柱形体与所述剩余材料在结构上分离。

在所述方法的一些进一步方案中，所述修改可以在空心柱体中延伸，所述空心柱体在垂直于所述传播方向的横截面中形成圆环或椭圆环，并且所述柱形体可以具有圆柱体或椭圆柱体的形状。

在一些进一步方案中，所述环形横向强度分布可以具有一个围绕所述激光束的传播方向连续延伸的强度区域，所述强度区域在所述工件的材料中产生柱体壁状的修改区域作为修改。柱体壁状的修改区域可以在垂直于所述传播方向的横截面中可选地形成圆环或椭圆环。

在一些进一步方案中，所述环形横向强度分布可以具有被限定在围绕所述激光束的传播方向的方位角区域上的多个强度区域，所述多个强度区域在所述工件的材料中产生多个修改区域作为修改，所述多个修改区域沿着所述激光束的传播方向延伸并且在围绕所述激光束的传播方向的柱体壁表面上延伸。所述多个修改区域可以在垂直于所述传播方向的横截面中可选地形成圆环或椭圆环。

在一些进一步方案中，所述修改可以是所述工件的材料的结构改变，所述结构改变将材料从未被修改的材料的不可蚀刻状态转变到被修改的材料的可蚀刻状态中，其中，所述修改的特征尤其在于，与未被修改的材料相比增大湿化学可蚀刻性。

在所述方法的一些进一步方案中，为了产生柱体壁状的修改可以射入一个激光脉冲或具有相同的横向强度分布和纵向强度分布的多个激光脉冲。所述多个激光脉冲可以特别是作为具有在几纳秒范围内的时间间隔的激光脉冲串或者作为以在最大几百微秒的范围内的时间间隔被时间间隔开的、激光脉冲或激光脉冲串的序列被射在所述工件上。在此，所述多个激光脉冲特别是被射在相同的位置上，以确保所述的相互作用区域的叠加。

在一些进一步方案中，所述方法还可以包括：将横向相位分布施加到所述激光束上，所述相位分布在所述激光束被聚焦之后导致环形横向强度分布。所述环形横向强度分布可以特别是在圆环形状中具有圆直径，所述圆直径沿着所述激光束在所述工件中的传播方向保持基本不变，或者在椭圆环形状中具有最小直径和最大直径，所述最小直径和最大直径沿着所述激光束在所述工件中的传播方向保持基本不变。

在所述方法的一些进一步方案中，所述相位分布可以借助于在此公开的衍射光学光束成形元件来成形，或者通过用于施加轴棱锥相位分布的轴棱锥与用于施加涡旋形相位分布的螺旋相位板的组合来成形，或者通过用于施加轴棱锥相位分布的轴棱锥与用于施加瓣光束相位分布的瓣光束相位板的组合来成形。

在一些进一步方案中，

-所述工件可以是薄玻璃、特别是超薄玻璃，和/或

-所述激光脉冲可以是超短脉冲，所述超短脉冲尤其具有几皮秒或更短的、特别是在几飞秒到几百飞秒的范围内的脉冲长度，和/或

-所述环形横向强度分布和由此所述微孔可以在圆形的横向基本形状的情况中具有圆直径或者在椭圆形的横向基本形状的情况中具有小于等于500μm的最大直径，和/或

所述工件可以具有在射入的激光束的传播方向上的、小于等于2mm、特别是在5μm至2mm的范围内或者在10μm至200μm的范围内的厚度，和/或

所述工件的材料可以对于所述激光束大体上是透明的。

在一些进一步方案中，所述方法还可以包括：引起所述工件和所述激光束之间的相对运动，以产生微孔的布置。

在所述衍射光学光束成形元件的一些进一步方案中，所述周期栅格函数可以分别包括锯齿形栅格相位曲线的分量，所述锯齿形栅格相位曲线的每个锯齿形栅格相位曲线中的上升区域的斜率相应于配置给所述衍射光学光束成形元件的预确定的轴棱锥角。在此，所述预确定的轴棱锥角可以处于0.5°至40°的范围内，用于借助激光束在所述衍射光学光束成形元件的下游产生贝塞尔光束中间实焦点，或者可以处于(-0.5)°至(-40)°的范围内，用于将在所述衍射光学光束成形元件上游的贝塞尔光束中间虚焦点作为基础。

在所述衍射光学光束成形元件的一些进一步方案中，所述周期栅格函数可以分别具有关于所述光束中心位置径向对称地构成的二维准直相位分布、特别是二维聚焦相位分布的分量。

在一些进一步方案中，所述激光加工设备还可以包括工件保持装置，其中，可选地设置所述加工头与由所述工件保持装置提供的、作为待加工的材料的工件的能相对定位性。

在所述激光加工设备的一些进一步方案中，所述二维相位分布可以设置为使得所述环形横向强度分布具有围绕所述激光束的传播方向连续延伸的强度区域或者被限定在围绕所述激光束的传播方向的方位角区域上的多个强度区域。所述修改可以在垂直于所述激光束的传播方向的横截面中可选地形成连续的或中断的圆环或者连续的或中断的椭圆环。

根据本发明，通过使用高阶的类似于贝塞尔光束的光束借助于单个激光脉冲或者以相同的光束轮廓射在相同位置上的多个依次相继的激光脉冲、或者替换地借助以相同的光束轮廓射在相同位置上的一个或多个由激光脉冲构成的串来准备微孔轮廓以用于湿化学蚀刻方法。高阶的贝塞尔光束在此在柱体壁表面上(以方位角连续的方式或至少在多个方位角区段中)修改材料，所述柱体壁表面围绕要分离出的内部体积。所述内部体积中的材料可以通过紧接着的蚀刻过程与围绕的剩余材料被分离并且形成一种微型钻芯。所述钻芯可以从所述剩余材料被去除(例如通过蚀刻介质被冲洗掉)，从而在所述剩余材料中保留微孔。如果所述修改区域在多个方位角区段中延伸，从而在所述剩余材料与所述钻芯之间保持存在材料桥，则可以附加地需要使材料桥分离的力。

在此公开的方案允许从透明材料、例如玻璃、透明陶瓷、蓝宝石、玻璃陶瓷等中分离出小轮廓和孔。在此可以实现构造具有高制造率和(例如在5μm至500μm、特别优选地2μm至200μm的范围内的)小的孔直径的微孔。相应地，在此公开的方案也称为光学激光冲裁。

在此所述的方案使用(三维)光束轮廓，所述光束轮廓在传播方向上无衍射地(非衍射地)形成。因为不存在沿着传播方向的光束轮廓中的强度的大的改变，所以可以在材料中产生在传播方向上连续地形成的修改。所述修改可以连续地延伸通过低厚度的工件，并且由此可以例如用于在薄玻璃和超薄玻璃中形成微孔。薄玻璃具有几微米至几毫米的范围内的材料厚度，并且在更低的厚度范围内也称为超薄玻璃；例如超薄玻璃具有5微米至几百微米的范围内、特别是10μm至200μm的范围内、例如30μm的厚度。

附图说明

在此公开能够至少部分地改进现有技术的方面的方案。特别是另外的特征及其有利方面由借助附图对实施例的下述描述中得出。附图中：

图1示出具有光束成形元件的激光系统的示意图，所述激光系统用于借助延伸通过工件的焦点区域来加工工件，

图2A至2D示出用于说明用于产生柱体壁状的焦点区域的光束成形元件的面状相位分布以及连续环形横向强度分布的示意图，

图3A和3B示出柱体壁状的具有10μm直径的焦点区域的横向和纵向计算强度分布，该焦点区域例如可以借助于图2A的相位分布在材料中产生，

图3B和3D示出柱体壁状的具有40μm直径的焦点区域的横向和纵向计算强度分布，该焦点区域例如可以借助于图3A的相位分布在材料中产生，

图4示出用于说明用于激光冲裁微孔的方法的流程图，

图5A和图5B示出借助激光脉冲产生的微孔的照片，

图6示出具有三个修改的工件的照片，

图7A至7C示出用于说明用于产生下述焦点区域的光束成形元件的面状相位分布以及下述环形横向强度分布的示意图，该焦点区域是柱体壁状的并且被方位角地分成多个区段，该环形横向强度分布具有被限定在方位角区域上的强度区域，

图8A和图8B示出用于说明用于产生具有椭圆横截面的焦点区域的光束成形元件的相位分布的示意图，和

图8C和图8D示出下述焦点区域的横向和纵向计算强度分布，该焦点区域被方位角地分成区段并且具有椭圆横截面。

具体实施方式

在此所述的方面部分地基于以下知识，如同例如在开头所述的申请人申请中描述的那样，在通过常规的贝塞尔光束焦点区域的扫描来修改小轮廓时，可能出现由已被修改的材料导致的遮蔽效应。例如材料深度上的修改(在焦点区域的端部处)可能被影响，并且在极端情况中不再发生。所述零阶贝塞尔光束的使用特别是与待加工材料的纵横比和材料厚度相关。在使用类似于所述零阶贝塞尔光束的光束时，要以扫描轨迹裁切出的几何形状(孔轮廓)的直径可能受到限制。

在此提出的方案此时不是使用激光辐射沿着孔轮廓的扫描，而是使用特定成形的光束轮廓。光束轮廓柱体状形成。也就是说，激光参数这样被调节，以使得沿着柱体壁几何形状(以方位角连续的方式或至少在方位角区段中)存在高的强度、即高于所述材料的阈值通量/阈值强度的强度。光束轮廓此外如此呈贝塞尔光束的形式，以使得能量从外侧侧向地输入到柱体壁的区域中，从而不仅在传播方向上形成修改时的第一激光脉冲而且借助后续的激光脉冲在相同位置上的继续的修改不受先前产生的修改的影响。

在下述的方法中，在第一步骤中，例如将修改刻录到工件中，其中，每个修改设置用于形成微孔。在第二步骤中，然后进行蚀刻过程。在此，蚀刻介质沿着所述修改作用到材料内部中并且将微孔内部与剩余材料分离。蚀刻方法在第二步骤中例如在几分钟或几小时的时间段内并且在蚀刻介质、例如KOH等中进行。时间段和蚀刻介质能够与材料以及修改相匹配。

发明人已经发现，特别是也可以通过射入多个依次相继的(在相同位置具有相同的光束轮廓的)脉冲而产生具有更高准确度和更好表面特性的微孔。此外可以使用更低的脉冲强度，因为所述修改的柱体壁状的结构的形成可以逐个脉冲地累积。

下面参考图1至8示例性的地描述微孔的激光冲裁。

图1示出用于借助激光束5加工材料3的激光加工设备1的示意图。所述加工实现在焦点区域7中修改材料3。如图1所示地，焦点区域7可以通常在激光束5的传播方向9上被拉长地形成。焦点区域7例如是“修改的”贝塞尔光束或“修改的”逆贝塞尔光束的焦点区域，例如该焦点区域可以在基本上透明的材料中形成。在此，贝塞尔光束这样被修改，以使得所述贝塞尔光束具有下述的光束轮廓、特别是存在于柱体壁表面上的强度最大值。

激光加工设备1包括激光束源11，所述激光束源产生并且射出激光束5。激光束5例如是脉冲激光辐射。激光脉冲例如具有下述脉冲能量，所述脉冲能量导致脉冲峰值强度，所述脉冲峰值强度引起材料3中的体积吸收并且由此形成在期望的几何形状中的修改。

为了光束成形和引导，激光加工设备1还包括光学系统13。光学系统13包括衍射光学光束成形元件15(或施加相应的相位分布且由多个相互作用的光学元件构成的光学系统)和具有聚焦透镜17A的加工头17。

在图1中未示出光学系统13的另外的光束引导部件、例如镜面、透镜、望远镜布置、滤波器以及用于将不同的部件定向的控制模块。

最后，激光加工设备1包括示意性地示出的用于支承工件的工件保持装置19。在图1中，工件是待加工的材料3。所述待加工的材料可以例如是薄玻璃板或者对于所使用的激光波长大体上透明的、呈陶瓷或晶体的构型(例如由蓝宝石或硅构成)的薄板作为用于加工薄玻璃或超薄玻璃材料的实例。为了加工材料3而进行光学系统13与材料3之间的相对运动，从而焦点区域7可以在不同的位置处被射入到工件中，以形成多个修改的布置。

通常，激光束5通过光束参数、例如波长、光谱宽度、随时间改变的脉冲形状、脉冲组(脉冲串)的形成、光束直径、横向光束轮廓/输入强度曲线、横向输入相位曲线、输入发散度和/或偏振等来确定。

激光束5的示例性的的参数是：

波长：例如1030nm

几皮秒(例如3ps)并且更小的、例如几百或几(几十)飞秒的脉冲持续时间

例如在mJ范围内、在20μJ和2mJ之间(例如1200μJ)、典型地在100μJ与1mJ之间的脉冲能量

脉冲串中的脉冲数量：可能的是一个脉冲串中的多个脉冲，例如每个脉冲串1至4个脉冲，其具有在脉冲串中几纳秒(例如约17ns)的时间间隔

每个修改的脉冲数量：可能的是对于一个修改的一个脉冲或多个脉冲/脉冲串，例如2、5或10个脉冲，其例如具有两个依次相继的脉冲之间的100μs(10kHz)、20μs和1ms(1kHz)的时间间隔。通过改变脉冲之间的时间间隔和/或每个修改的脉冲数量可以影响材料修改的可蚀刻性。

根据图1，激光束5被传输给光学系统13用于光束成形、即转变所述光束参数中的一个或多个光束参数。通常为了加工激光材料使激光束5近似成为具有横向高斯强度曲线的准直高斯光束，所述准直高斯光束由激光束源11、例如超短脉冲高功率激光系统产生。关于可使用的激光辐射，示例性地参考在开头所述的申请人申请中描述的激光系统和参数。

通常给光学系统13配置光轴21，所述光轴优选地延伸通过光束成形元件15的对称点(例如通过衍射光学光束成形元件15的光束中心位置23，参见图2A，或者通过衍射光学光束成形元件115的光束中心位置123，参见图7A)。在旋转对称的激光束5的情况中，激光束5的横向光束轮廓的、沿着光学系统13的光轴21的光束中心可以射入到光束中心位置23上。

光束成形元件15例如是空间光调制器(SLM spatiallightmodulator)。所述空间光调制器可以实施为例如固定刻录的衍射光学元件。光束成形元件15也可以电子地通过与时间相关地调节可编程的衍射光学元件来实现。所述光束成形元件通常是数字化的光束成形元件，所述数字化的光束成形元件设计用于将相位曲线(二维相位分布)施加到激光束的横向光束轮廓上。所述数字化可以在此涉及使用离散值用于相移和/或横向栅格结构。替换地，相位分布可以借助由轴棱锥光学器件和相位板(其设计为例如固定刻录的衍射光学元件)构成的组合产生(例如参见图2C)。

通常例如与光刻制造的、固定刻录的衍射光学元件不同地，可调节的衍射光学光束成形元件可以在侧向粗的分辨率(较大的面元件/相移值区域)下允许非常精准的相位改变(相邻的面元件中的相移值的非常小的差别)。在可调节的光束成形元件(例如SLM)的情况中，相位调制可以通过局部地改变折射率实现。固定刻录的(静态的)光束成形元件中的相位调制可以通过局部地改变通过在例如石英玻璃中蚀刻的高度轮廓而返回的路径来实现。固定刻录的衍射光学元件可以例如包括平面平行的阶梯，其中，阶梯(面元件)的区域中的材料厚度确定相移的大小(即相移值)。平面平行的阶梯的光刻制造可以实现高的侧向分辨率(较小的面元件/相移值区域)。通常相移值表明被配置给一个点或面的相位，激光辐射在与用于施加相位的光学系统相互作用时、例如在通过衍射光学光束成形元件的面元件时经历所述相位。

根据光束成形元件的实施方案，所述光束成形元件可以在透射或反射中被使用，以便将相位曲线施加到激光束上。在此提出的光束成形元件通常可以例如被使用在在开头所述的申请人申请中描述的光学结构中。结合图2至8示例性地阐述基本特征。

结构化的、实现施加相位的并且面状地构造的光束成形元件也称为相位掩模，其中，所述掩模与二维相位分布的相位相关。

在此公开的方案的二维相位分布特别是设计用于(在借助聚焦透镜17A的聚焦之后)产生被拉长的焦点区域。焦点区域相应于三维强度分布，所述三维强度分布在待加工的材料3中确定所述相互作用的空间范围并且由此确定修改范围。由此作为被拉长的焦点区域在材料3中在传播方向9上被拉长的区域中产生下述的通量/强度，所述通量/强度大于所述材料的与加工/修改相关的阈值通量/阈值强度。

当关于目标阈值强度的三维强度分布的特征在于至少10:1和更大、例如20:1和更大或者30:1和更大、例如也大于1000:1的纵横比(在传播方向上的延伸相对于横向延伸的比例)时，则通常是指被拉长的焦点区域。所述被拉长的焦点区域可以导致具有类似的纵横比的材料的修改。通常在所述纵横比的情况中，焦点区域上的(有效)强度分布的横向延伸的最大改变可以处于50％和更小、例如20％和更小的范围内，例如处于10％和更小的范围内。在根据本发明地使用柱体壁状的焦点区域的情况中，纵横比可以特别是在大直径下与径向截面有关。

特别是通过贝塞尔光束状的光束轮廓，可以将能量基本上在要引起的修改的整个长度上侧向地(即与传播方向9成角度地)输入到被拉长的焦点区域中，以用于体积吸收。在这种意义中，高斯光束不能产生类似的被拉长的焦点，因为能量输送基本上纵向地而非侧向地进行。

对于体积吸收而言，对于激光束5“大体上透明的”材料的透明性在此涉及线性的吸收。对于低于阈值通量/阈值强度的光，对于激光束5大体上透明的材料可以例如在要引起的修改的长度上吸收射入的光的例如小于20％或者甚至小于10％。

回到光束成形，图2A示意性地示出固定刻录的衍射光学光束成形元件15的相位分布25。图2B示出相位分布25'，该相位分布附加地具有用于将透镜集成到光束成形元件中的相位分量。如果“透镜”同时被加入光束成形元件中，则可以产生聚焦作用。在这种情况中，可以获得呈环形分布形式的被施加的光场的傅里叶变换，其例如具有恒定的或被调制的方位角相关性。

图2A至2C以从-π至+π的灰度等级表示基本相移值(以rad为单位的相位)。如下所述地，相位分布25以及通常用于成形“涡旋形”贝塞尔光束而进行的相位施加具有方位角的相位相关性。

光束成形元件15可以同样如同在本发明的意义中被修改的(特别是以相位板补充的)的轴棱锥那样布置在激光束5的光路中以将根据相位分布25的相位施加到激光束5的横向光束轮廓上。

在图2A中示出相位分布25的参数和面状的栅格结构的参数，其中，面状的栅格结构实现相位分布25。

面状的栅格结构可以借助于彼此相邻的面元件15A构成。在此，面元件15A涉及栅格结构的空间结构单元，通过所述空间结构单元可以根据配置给面元件的相移值实现用于射入的激光辐射的预设定的相移。面元件15A相应地作用到激光束5的横向光束轮廓的二维区段上。面元件相应于前述的数字化方面。在图2A中在相位分布25的右上角中示出示例性的面元件15A，其中，示例性的矩形的面元件与相位相关性之间的尺寸比例与光束成形元件的制造相关。

面元件15A在面状的栅格结构上形成涡旋形状的相位走向。

在图2A的相位分布25中还标出已述的光束中心位置23，射入的激光束5的中心被调整到所述束中心位置上。光束中心位置23确定面状的栅格结构中的径向方向(在图2A中在视图平面中从光束中心位置23起始)。相位曲线形成在径向方向上的周期栅格函数，所述栅格函数在径向方向上具有相同的栅格周期Tr。在径向方向上在此存在恒定的栅格周期。径向相位曲线的相位可以例如关于2π的方位角改变3×2π(通常例如π的整数倍)。径向相位曲线可以例如改变20×2π并且更大。径向栅格相位相应地改变，该径向栅格相位例如被配置作为初始相位值的、在光束中心位置23处的径向栅格函数。

在一些实施方式中，周期栅格函数分别包括锯齿形栅格相位曲线的分量。在锯齿形栅格曲线的情况中，相移值具有在径向方向上重复的增大的、减小的区域，所述区域被相位回复(例如相移值中的跃变)限制，其中，相移值的增大/减小可以特别是线性地延伸(线性轮廓特别是允许形成无衍射的光束)。相位曲线中的另外的分量(例如被提及的并且结合图2C被讨论的复合透镜情况)是可能的，所述另外的分量可以与在此公开的方案叠加。

作为用于集成一个另外的相位分量的实例，远场光学器件的相位分量可以被纳入相位分布中，所述远场光学系统的相位分量在光学系统13中布置在光束成形元件15下游。因此可以将例如径向对称地构成的准直相位分布集成到二维相位分布中。(为此也参见开头所述的申请人申请。)

径向的锯齿形栅格相位曲线中的上升区域的斜率相应于预确定的轴棱锥角。所述轴棱锥角被配置给衍射光学光束成形元件15并且确定贝塞尔光束的形成。预确定的轴棱锥角(“实轴棱锥”)可以例如处于0.5°至40°、特别优选地1°至5°的范围内，以借助激光束在衍射光学光束成形元件的下游产生贝塞尔光束中间实焦点。为了将在衍射光学光束成形元件15上游的贝塞尔光束中间虚焦点作为基础，预确定的轴棱锥角(“逆轴棱锥”)可以例如处于-0.5°至-40°、特别优选地-1°至-5°的范围内。

总之，为了产生能用于光学冲裁的光束轮廓可以使用产生类似于高阶贝塞尔光束的光束的光学器件方案。

与传统的贝塞尔光束焦点区域(零阶贝塞尔光束)的加工区域中的“点状的”横向强度分布不同地，使用“环形”横向强度分布，其方式是，例如借助固定刻录的衍射光学元件或可调节的空间光调制器、或者由轴棱锥和用于形成涡旋形的相位板构成的组合将为此所需的二维横向相位分布(示例性地参见图2A)施加到射入的激光束上。关于由轴棱锥和用于形成瓣光束的相位板构成的组合，参见对图7A至7C的阐述。

衍射光学元件为此具有下述的相位分布，该相位分布使与被提及的径向对称的锯齿形栅格与涡旋形相位调制复合(组合)，其中，涡旋形相位调制具有线性的方位角相位增大(0至I×2π，其中，I为电荷)。通过电荷还可以调节所产生的横向功率环的大小。由于基本的贝塞尔光束特征，横向功率环的直径基本上沿着传播方向(在附图中的Z轴)不改变。

如图2C所示地，所述横向和纵向的光束轮廓也可以借助轴棱锥(轴棱锥相位分布31)和螺旋相位板30(具有涡旋形相位分布35)折射地实现。

图2C也可以一般地阐述相位分布25'的结构(以及类似于无透镜相位分量的相位分布25)。示例性地，(用于产生逆贝塞尔光束轮廓的)逆轴棱锥的相位分布31在每个面元件中与相位分布33的透镜相位分量和涡旋形相位分布35的涡旋形相位分量叠加。如果所述相位分布借助面元件15A上的4相模型来实现，则得出例如相位分布25”。

图2D在横向的(即垂直于焦点区域7中的激光辐射的传播方向延伸)的截面中示出示例性的环形横向强度分布29(I(x,y))，例如所述环形横向强度分布可以借助光束成形元件被产生，所述光束成形元件具有面状的相位分布25用于施加到超短脉冲相位激光束上。相位分布25例如借助固定刻录的衍射光学元件或者可调节的空间光调制器或者由轴棱锥和螺旋相位板30构成的组合被施加到激光束上。所得出的强度分布29形成连续的环并且具有强度区域29A，该强度区域围绕激光束5的传播方向Z连续地延伸。

总之，柱体状的(贝塞尔涡旋形)光束轮廓可以通过施加相位分布25被产生，所述相位分布通过“轴棱锥”相位与方位角相位分量叠加而产生的。在柱体对称的(贝塞尔涡旋形)光束轮廓的情况中得出环形横向光束轮廓(参见图3A和图3C)，从而沿着柱体壁表面在材料中产生(闭合的)修改。

相位分布25也可以(同样如同结合图7A至7C所述的示例性的相位分布125那样)设计为使得其产生在传播方向上基本上无衍射的光束轮廓。当相位分布25(相位分布125)在所有方向上具有相同的栅格周期时，则可以实现无衍射的设计方案。在此，“相同栅格周期”的条件与用于形成焦点区域的相位分量有关。如同已述的那样，例如用于集成光学透镜的另外的相位分量可以被集成到光束成形元件中。所述相位分量具有自己的栅格结构，该栅格结构例如被决定用于聚焦的(旋转对称的)相位施加。

在图3A至3D中示例性地示出两个强度分布，例如所述强度分布可以在被施加相位的光束被聚焦之后产生。图3A和3C示出侧向截面中的强度环(横向的X-Y光束轮廓51A和51B)，所述强度环横向于传播方向Z形成并且属于具有大约10μm或大约40μm的柱体直径的焦点区域。图3B和图3D示出沿着传播方向的相应的截面(纵向光束轮廓53A和53B)。

在横向光束轮廓51A和51B中可以看到圆形成形的主最大值55和位于径向更外部的多个副最大值57的形成。副最大值57例如低于待加工材料的相关阈值通量/阈值强度，从而在那里不引起材料修改。材料结构由此仅仅在位于最内部的最大值55的区域中被修改。所述修改在空心柱体中延伸，所述空心柱体在垂直于传播方向的横截面中形成圆环。

在纵向光束轮廓53A和53B中还可以看到，主最大值55和副最大值57如何形成柱体壁状的被拉长的焦点区域59，所述焦点区域沿着传播方向未显现出衍射效应。

为了说明薄工件的加工，在图3B中示意性地示出激光束的入射侧61A和激光束的出射侧61B，所述入射侧和出射侧例如是要被钻孔的薄玻璃板的上侧和下侧。玻璃板的厚度D小于焦点区域在传播方向Z上的假定的长度L。

参考图4通常可以在工件75中在较小的范围内(例如借助于望远镜布置)再现配置给衍射光学系统的柱体壁状的被修改的(实的或虚的)贝塞尔光束焦点区域。为此可以在第一步骤69中将相应的二维相位横向施加到激光束上。示例性的透明材料包括石英玻璃、硼硅酸盐玻璃、铝硅酸盐玻璃(碱金属铝硅酸盐玻璃)、硼铝硅酸盐玻璃(碱土金属硼铝硅酸盐玻璃)和蓝宝石。

在足够的强度下，工件75中的柱体壁表面77被修改。柱体壁表面77围绕具有柱体状成型的体78并且使所述体与剩余材料79分离。这相应于修改步骤(图4中的步骤71)，在该步骤中，材料结构选择性地在柱体壁表面77中被改变，以提高可蚀刻性。

在紧接着的蚀刻方法步骤(图4中的步骤73)中，通过分解以柱体壁表面形式被修改的材料，使得具有柱体状形状的体与剩余材料79分离。蚀刻过程的示例性的参数是例如28％重量百分比的KOH的蚀刻介质和例如80℃的蚀刻温度。蚀刻方法步骤通常在蚀刻剂80A的蚀刻浴80中进行，并且能够可选地通过将超声波射入到蚀刻浴中来辅助。

如果所分离的体被去除或者从剩余材料79脱落，则微孔81保留在剩余材料79中，所述微孔相应于具有极小直径的柱形孔。如果结合图7C所述的强度区域未实现通过湿化学蚀刻完全分离体，则可以例如通过机械分离连接线来将所述体去除。

图5A和图5B示出孔的显微照片，该孔具有大约40μm的孔直径d'。微孔/微孔结构的示例性的参数是孔直径以及与下一个相邻的微孔的间距，所述孔直径在100μm、特别是小于100μm例如20μm或25μm的范围内，所述间距在例如一个或更多个孔直径、例如孔直径的至少两倍至三倍的数量级内(例如10μm至60μm、例如20μm或40μm的最小间距)。

参考图5A和图5B，在这里提出的方案中可以改变每个脉冲串的脉冲数量(每个脉冲串有单个脉冲、两个脉冲、3个、4个或更多个脉冲)和/或每个修改的脉冲数量以及所述脉冲的时间间隔。

图6示出在工件中的三个间隔开的修改91的布置的显微照片，所述修改通过所述使用的蚀刻过程而可见。

回到借助图1的光束成形元件15进行的光束成形，图7A至7C示出相位掩模的示意图用于说明面状形成的相位分布，例如该相位分布可以在替换的光束成形元件中存在。如同在图2A至2C中的那样，在图7A和7C中相移值Φ(x,y)以单位为[rad]的“-π”至“+π”的灰度值表示。在这种情况中，所得的光束成形元件实现产生被分成方位角区段的焦点区域，所述焦点区域由此区段地柱体壁状地形成。换句话说，焦点区域具有环形横向强度分布，其中仅仅在一些方位角区域内存在增大的强度的区域。

图7A示意性地示出相位分布125(相移值Φ(x,y))，所述相位分布可以例如借助固定刻录的衍射光学光束成形元件15(参见图1)来实现。光束成形元件15布置在激光束5的光路中，以便将相位分布(即根据相位分布125的相移值)施加到激光束5的横向光束轮廓上。在图7A的相位分布125中标出光束中心位置123，射入的激光束5的中心优选地被调整到所述光束中心位置上。

相位分布125可以通过将(逆)轴棱锥的相位分布与在相位中具有方位角跃变的相位分布(交替的相移值“0”和“-π”)叠加被产生。(为此也参见结合图7C所述的工作过程，仅仅无透镜相位分布。)在图7A中可以看到在方位角方向上的六个相位跃变。也就是说，在光束成形元件15中每60°的

上形成在六个方位角区域128中特定的相位曲线。

在图7A中，面状的径向栅格结构通过彼此相邻的面元件115A来形成(参见图2A的描述)。示例性地矩形地示出的面元件115A与相位相关性(在径向方向上的栅格周期Tr)之间的大小比例主要由光束成形元件的技术实现决定。

分别对置的方位角区域128在其径向相位曲线方面相对应。在此，径向方向通过面状的栅格结构中心的光束中心位置123被确定。径向相位曲线形成具有锯齿形栅格相位曲线的、在径向方向上周期的栅格函数，其中，在方位角区域128中存在具有在径向方向上相同的栅格周期Tr的栅格函数。然而所述栅格函数可以在其径向栅格相位上不同。因此在图7A中，相邻方位角区域128的径向栅格相位在“0”和“-π”之间交替(投影到光束中心位置123上)。在图7A中，六个方位角区域128(具有pi相位差)在相同大小的角度区段

上延伸。相应地得出相位分布125围绕光束中心位置123(和由此也强度分布围绕光轴，为此参见图7B)的六重旋转对称。

相位分布125可以用于产生所谓的瓣光束，所述瓣光束具有方位角均匀分布的六个主强度区域。所述位于径向最内部的强度区域环形地布置。

在工件中映射焦点区域时，强度区域沿着光束方向Z延伸并且由此形成被拉长的焦点区域。强度区域限定柱体壁表面的轮廓。为了产生贯通微孔，焦点区域的参数这样被选择，以使得被拉长的焦点区域(优选地具有几乎恒定的直径)在工件、例如薄玻璃或超薄玻璃的两个表面之间延伸。

图7B在横向截面(垂直于焦点区域7中激光辐射的传播方向)中示出示例性的环形横向强度分布129(I(x,y))。强度分布129可以借助光束成形元件被产生，所述光束成形元件具有用于施加到超短脉冲激光束上的面状的相位分布125，例如借助固定刻录的衍射光学元件或可调节的空间光调制器、或者由轴棱锥和瓣光束相位板构成的组合被产生。强度分布129在X-Y平面中在六个方位角区域(每60°)中具有由方位角限定的强度区域129A。由此可以轴向局部地增大激光脉冲的能量。例如强度区域129A中的强度可以是在图2D中的强度环29A中相同的激光参数下的强度的两倍大。

与具有围绕激光束5的传播方向Z连续地延伸的强度区域的“环形”横向强度分布(例如参见图2D)不同地，环形横向强度分布129具有多个(在此示例性地六个)在围绕激光束5的传播方向Z的方位角区域上被限定的强度区域129A。

所述焦点区域也可以用于光学冲裁出微孔。当在被划分成方位角区段的环形横向光束轮廓的情况中强度区域彼此非常接近时，则可以在工件75的材料中产生沿着柱体壁表面的几乎闭合的修改。所述修改可以在湿法蚀刻过程中被导致沿着柱体壁表面的连续的材料加工区域。在方位角相距更远的强度区域的情况中，可以在工件75的材料中产生多个修改区域，所述修改区域在焦点区域中沿着激光束的传播方向并且在围绕激光束的传播方向的柱体壁表面上延伸。修改区域的间距可以在此是这样的，以使得通过湿法蚀刻过程不再能将修改区域连接成完全连接的材料加工区域。因此，连接线会保留在由强度区域129A限定的柱体壁表面的内部和外侧之间。

类似于图2C地，图7C示出透镜分量如何作用于相位分布、例如图7A的相位分布125。在图7C的上排左边示出逆轴棱锥的相位分布131(例如用于产生(逆)贝塞尔光束轮廓的径向对称的锯齿形栅格)作为输出相位曲线。示例性地，所示的二维相位分布可以在5mm×5mm的尺寸上延伸。轴棱锥相位分布131与透镜相位分量、例如远场光学器件的准直相位分量(相位分布133，在图7C的上排中间)组合(复合)，所述远场光学器件可以在光学系统13中布置在光束成形元件15下游。

为了形成方位角强度区域而纳入一个另外的二维相位分量，所述另外的二维相位分量在多个方位角区域中具有恒定的相移值(瓣光束相位分布135，在图7C的上排右边)。通过方位角区域的数量可以调节所产生的横向和方位角调制的功率环的强度区域的数量。如图7C中所示地，所述横向和纵向的光束轮廓也可以借助轴棱锥(轴棱锥相位分布)和瓣光束相位板130(具有瓣光束相位分布135)折射地实现。

由于基本的贝塞尔光束特征(径向锯齿形相位曲线)，横向和方位角调制的功率环的直径沿着传播方向(在附图中的Z轴)基本上不改变。

三个相位分布131，133，135的组合产生具有在“-π”和“+π”之间的连续的相移值(多个相移值)的相位分布125'。

相位分布125'可以借助面元件115A上的(例如具有四个相移值“-π”、“-π/2”、“0”和“+π/2”的)4相模型来实现，从而产生相位分布125”。

例如图7C的相位分布125”可以在衍射光学元件中实现。替换地，相位分布125或相位分布125”可以通过用于施加(逆)轴棱锥相位分布的轴棱锥与用于施加瓣光束相位分布的瓣光束相位板130的组合来实现(并且可选地以准直相位分布进行扩展)。在此，瓣光束相位板130理解为在方位角上被分成角度区段的相位掩模，在所述相位掩模中存在有在角度区段中特定的恒定的相移值。

图3A、3C和7B中所示的强度分布在焦点区域中具有关于光轴的旋转对称。强度分布可以具有旋转对称的光束横截面(狭义上的旋转对称或具有预确定的多重性)。旋转对称导致可沿着圆柱体的外周表面连续地形成的修改，或者导致布置在圆柱体的外周表面上的多个修改。也就是说，(多个)修改区域可选地在垂直于传播方向Z的横截面中形成圆环。

图8A至8D表示到具有呈椭圆环形式的截面区域的焦点区域的扩展。所述图示例性地示出强度最大值在传播方向Z上在椭圆柱体的外周表面上的方位角区段中延伸的情况。

图8A示意性地示出具有面状地分布的相移值Φ(x,y)的相位分布225。相位分布225可以例如借助固定刻录的衍射光学光束成形元件(图1中的光束成形元件15)来实现。光束成形元件布置在激光束的光路中，以便将其相位分布(即根据相位分布225的相移值)施加到激光束的横向光束轮廓上。在图8A的相位分布225中标出光束中心位置223，射入的激光束的中心优选地被调整到所述光束中心位置上。在图8A中还标出方位角

如同图7A的相位分布125那样，相位分布225可以通过(逆)轴棱锥的相位分布与在相位中具有方位角跃变的相位分布(交替的相移值“0”和“-π”)叠加被产生。

图8B示出相位分布225在发生“-π”与“0”之间的相位跃变的径向位置上的方位角相位曲线

在图8A和8B中可以看到在方位角方向上的24个相位跃变。图8B示例性地标出三个方位角区域

可以看到，相位分布225的方位角区域具有不同的大小，其中，给出相对于光束中心位置223的点对称。

在图8A中也看到，在径向方向上的栅格周期在所有方位角的角度区域中是相同的，并且相位Φ在径向方向上从“+π”至“-π”连续地(线性地)改变，并且相应地形成锯齿形栅格相位曲线。

如图8C中所示地，相位分布225可以用于产生具有24个强度区域229A，229B的类似于瓣光束的光束。24个强度区域229A，229B布置为在X-Y横截面中相对于传播方向Z以椭圆形状分布。在图8C中标出椭圆形状的在X方向上的最大直径dmax和在Y方向上的最小直径dmin。最小直径dmin和最大直径dmax沿着激光束的传播方向Z保持基本上不变。在椭圆的横向基本形状的情况中，最大直径dmax优选地小于等于500μm。

与此相关地，图8D示出在通过焦点区域、亦即图8C的强度区域229A、229B的Z-X横截面中的强度曲线。强度曲线在Z方向上被拉长地延伸，例如具有例如至少10:1和更大、例如20:1和更大或者30:1和更大、例如甚至大于1000:1的高纵横比。

24个强度区域229A、229B在焦点区域内部界定呈椭圆柱体形式的体积231，所述体积沿着光束传播方向Z延伸。如果这样成形的高强度激光束射入到工件中，则可以产生从工件的一侧延伸到另一侧的、工件材料的修改。

所述修改可以包括例如源自强度区域229A、229B的多个修改区域。在工件中，所述修改界定了柱形体，所述柱形体具有椭圆柱体的形状。如果将具有所述修改的工件被放入到湿化学蚀刻浴中，则可以将体与剩余材料在结构上分离。如果被分离的体从工件上被去除，则得到通过工件的具有椭圆横截面的通孔。

应注意的是，例如在使用相应地相匹配的涡旋形相位分布(参见图2C)的情况下也可以产生相位掩模，所述相位掩模导致呈椭圆柱体壁表面形式的连续地形成的强度最大值。

明确强调的是，出于原始公开的目的，同样例如出于限制所要求保护的本发明的目的，所有在说明书和/或权利要求中公开的特征应视为与实施例和/或权利要求中的特征组合无关地彼此分开的和独立的。明确指出的是，出于原始公开的目的，同样例如出于限制要求保护的本发明的目的，所有范围数据或单元的组的表述公开了任何可能的中间值或单元的子组，特别是也作为范围数据的边界。

Claims (17)

1.一种用于在工件(75)中选择性激光诱导蚀刻出微孔(81)的方法，其包括以下步骤：

在所述工件(75)中产生(步骤71)从所述工件的射入侧(61A)延伸到所述工件的出射侧(61B)的修改(91)，其中，所述修改(91)借助激光脉冲产生，所述激光脉冲具有环形横向强度分布(51A，51B，151)，所述环形横向强度分布沿着激光束(5)的传播方向(Z)至少在长度(L)上延伸，所述长度导致形成从所述工件的射入侧(61A)到所述工件的出射侧(61B)的修改(91)，其中，所述修改(91)将柱形体(77)与围绕所述修改(91)的剩余材料(79)界定开；和

将具有所述修改(91)的工件(75)放入(步骤73)湿化学蚀刻浴(80)中，以将所述柱形体(77)与所述剩余材料(79)在结构上分离。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述修改(91)在空心柱体中延伸，所述空心柱体在垂直于所述传播方向(Z)的横截面中形成圆环或椭圆环，并且所述柱形体(77)具有圆柱体或椭圆柱体的形状。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述环形横向强度分布(51A，51B，151)具有围绕所述激光束(5)的传播方向(Z)连续延伸的强度区域(29A)，所述强度区域在所述工件(75)的材料中产生柱体壁状的修改区域作为修改(91)，

其中，柱体壁状的修改区域在垂直于所述传播方向(Z)的横截面中可选地形成圆环或椭圆环。

4.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述环形横向强度分布(51A，51B，151)具有被限定在围绕所述激光束(5)的传播方向(Z)的方位角区域(128)上的多个强度区域(129A)，所述多个强度区域在所述工件(75)的材料中产生多个修改区域作为修改(91)，所述多个修改区域沿着所述激光束(5)的传播方向(Z)并且在围绕所述激光束(5)的传播方向(Z)的柱体壁表面上延伸，

其中，所述多个修改区域在垂直于所述传播方向(Z)的横截面中可选地形成圆环或椭圆环。

5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述修改(91)是所述工件(75)的材料的结构改变，所述结构改变将材料从未被修改的材料的不可蚀刻状态转变到被修改的材料的可蚀刻状态中，其中，所述修改(91)的特征尤其在于，与未被修改的材料相比增大湿化学可蚀刻性。

6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，为了产生柱体壁状的修改(91)而射入一个激光脉冲或具有相同的横向强度分布(51A，51B，151)和纵向强度分布(53A，53B)的多个激光脉冲，所述多个激光脉冲特别是作为具有在几纳秒范围内的时间间隔的激光脉冲串或者作为以在最大几百微秒范围内的时间间隔被时间间隔开的、激光脉冲或激光脉冲串的序列被射在所述工件(75)上，其中，所述多个激光脉冲特别是被射在相同的位置上，以确保相互作用区域的叠加。

7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其还具有：

将横向相位分布(25)施加(步骤69)到所述激光束(5)上，所述相位分布在所述激光束(5)被聚焦之后导致所述环形横向强度分布(51A，51B，151)，所述环形横向强度分布(51A，51B，151)特别是在圆环形状中具有圆直径(d)，所述圆直径沿着所述激光束(5)的传播方向(Z)在所述工件(75)中保持基本不变，或者在椭圆环形状中具有最小直径(dmin)和最大直径(dmax)，所述最小直径和最大直径沿着所述激光束(5)的传播方向(Z)在所述工件(75)中保持基本不变。

8.根据权利要求7所述的方法，其中，所述相位分布(25)借助于根据权利要求11至14中任一项所述的衍射光学光束成形元件(15)来成形，或者通过用于施加轴棱锥相位分布(31)的轴棱锥与用于施加涡旋形相位分布的螺旋相位板(29)的组合来成形，或者通过用于施加轴棱锥相位分布(131)的轴棱锥与用于施加瓣光束相位分布(135)的瓣光束相位板(130)的组合来成形。

9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，

所述工件(75)是薄玻璃、特别是超薄玻璃，和/或

所述激光脉冲是超短脉冲，所述超短脉冲尤其具有几皮秒或更短的、特别是在几飞秒到几百飞秒的范围内的脉冲长度，和/或

所述环形横向强度分布(51A，51B，151)和由此所述微孔在圆形的横向基本形状的情况中具有圆直径(d，d')或者在椭圆形的横向基本形状的情况中具有小于等于500μm的最大直径(dmax)，和/或

所述工件(75)具有在射入的的激光束(5)的传播方向(9)上的、小于等于2mm、特别是在5μm至2mm的范围内或者在10μm至200μm的范围内的厚度(D)，和/或

所述工件(75)的材料对于所述激光束(5)大体上是透明的。

10.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其还具有：

引起所述工件(75)和所述激光束(5)之间的相对运动，以产生微孔的布置。

11.一种用于将相位分布施加到激光束(5)的横向光束轮廓上的衍射光学光束成形元件(15)，其具有：

彼此相邻的面元件(15A)，所述面元件形成面状的栅格结构，在所述栅格结构中给每个面元件(15A)配置相移值，并且所述相移值确定二维相位分布(25)，其中，

-所述二维相位分布(25)具有光束中心位置(23，123)，所述光束中心位置确定所述面状的栅格结构中的径向方向，

-所述相移值分别关于所述光束中心位置(23)在径向方向上形成周期栅格函数，所述周期栅格函数具有相同的栅格周期(Tr)，并且

-给所述周期栅格函数的每个周期栅格函数配置关于所述光束中心位置(23，123)的径向栅格相位，所述径向栅格相位通过下述相位值形成，所述相位值以方位角循环连续的方式增大或者在方位角区段(128)中改变、特别是增大、减少或者在一个或多个值之间交替。

12.根据权利要求10所述的衍射光学光束成形元件(15)，其中，所述周期栅格函数分别包括锯齿形栅格相位曲线的分量，其中，所述锯齿形栅格相位曲线的每个锯齿形栅格相位曲线中的上升区域的斜率相应于预确定的轴棱锥角，所述预确定的轴棱锥角配置给所述衍射光学光束成形元件(15)。

13.根据权利要求12所述的衍射光学光束成形元件(15)，其中，所述预确定的轴棱锥角

处于0.5°至40°的范围内，用于借助所述激光束(5)在所述衍射光学光束成形元件(15)的下游产生贝塞尔光束中间实焦点，或者

处于(-0.5)°至(-40)°的范围内，用于将在所述衍射光学光束成形元件(15)上游的贝塞尔光束中间虚焦点作为基础。

14.根据权利要求11至13中任一项所述的衍射光学光束成形元件(15)，其中，所述周期栅格函数分别具有关于所述光束中心位置(23)径向对称地构成的二维准直相位分布、特别是二维聚焦相位分布的分量。

15.一种用于借助激光束(5)通过在所述激光束(5)的焦点区域(7)中修改工件(75)的材料(3)来加工所述工件(75)的激光加工设备(1)，所述焦点区域在所述激光束(5)的传播方向(9)上被拉长地形成，所述激光加工设备具有：

激光束源(11)，所述激光束源射出激光束(5)；

光学系统(13)，所述光学系统具有

-根据权利要求11至14中任一项所述的衍射光学光束成形元件(15)，或者用于施加轴棱锥相位分布(27)的轴棱锥与用于施加涡旋形相位分布的螺旋相位板(30)的组合，或者用于施加轴棱锥相位分布(27)的轴棱锥与用于施加瓣光束相位分布(135)的瓣光束相位板(130)的组合，和

-具有聚焦透镜(17A)的加工头(17)，

其中，所述衍射光学光束成形元件(15)布置在所述激光束(5)的光路中，以便将二维相位分布施加给所述激光束(5)，并且所述二维相位分布设置用于通过借助所述聚焦透镜(17A)聚焦所述激光束(5)实现在所述材料(3)中形成被拉长的焦点区域(7)，其中，为了特别是借助一个激光脉冲或多个激光脉冲产生修改(91)，所述焦点区域(7)具有环形的、特别是圆环形的或椭圆环形的横向强度分布(51A，51B)，所述横向强度分布沿着所述激光束(5)的传播方向(Z)至少在一长度(L)上延伸，所述长度导致形成从所述材料(3)的射入侧(61A)到所述材料(3)的出射侧(61B)的修改(91)，其中，所述修改(91)将柱形的、特别是圆柱形的或椭圆环柱形的体(77)与围绕所述修改(91)的剩余材料(79)界定开；以及

湿化学蚀刻浴(80)，用于将所述柱形体(77)与所述剩余材料(79)在结构上分离。

16.根据权利要求15所述的激光加工设备(1)，其还具有工件保持装置(19)，其中，可选地设置所述加工头(17)与由所述工件保持装置(19)提供的、作为待加工的材料(3)的工件的能相对定位性。

17.根据权利要求15或16所述的激光加工设备(1)，其中，所述二维相位分布设置为使得所述环形横向强度分布(51A，51B，151)具有一个围绕所述激光束(5)的传播方向(Z)连续延伸的强度区域(29A)或者被限定在围绕所述激光束(5)的传播方向(Z)的方位角区域(128)上的多个强度区域(129A，229A，229B)，

其中，所述修改(91)在垂直于所述激光束(5)的传播方向(Z)的横截面中可选地形成连续的或中断的圆环或者连续的或中断的椭圆环。

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