CN114829054A - 用于激光材料加工的方法和激光加工设备 - Google Patents

Abstract

一种通过借助脉冲激光束顺序地修改材料(9)的彼此邻接的区段(125A，125B)来对至少部分透明的材料(109)进行激光材料加工的方法包括以下步骤：借助第一脉冲激光束(103)加工材料(109)以产生第一修改部(119，143)，其中，第一修改部(119，143)形成屏蔽面(115)；产生第二脉冲激光束(103’)，所述第二脉冲激光束在射入到材料(109)中时形成第二聚焦区(107’)，所述第二聚焦区通过朝向第二聚焦区轴线(113’)成角度地射入的激光辐射的相长干涉形成；和借助第二脉冲激光束(103’)加工材料(109)，其方式是，聚焦区(107’)相对于材料(109)运动以在材料(109)的第二区段(125B)中产生第二修改部(119’)，其中，朝向第二聚焦区轴线(113’)成角度地射入的激光辐射的至少一部分射到屏蔽面(115)上。屏蔽面(115)可以干扰并且特别是抑制第二脉冲激光束的激光辐射的射到屏蔽面(115)上的部分与第二脉冲激光束(103’)的激光辐射的未射到屏蔽面(115)上的部分的相长干涉。

Description

用于激光材料加工的方法和激光加工设备

技术领域

本发明涉及一种通过借助脉冲激光束顺序地修改材料的彼此邻接的区段来对至少部分透明的材料进行激光材料加工的方法。此外，本发明涉及一种激光加工设备。

背景技术

通常可以通过激光辐射与工件的材料的相互作用来加工工件，所述相互作用修改工件的材料。如果激光辐射在材料的体积中被吸收(所谓的体积吸收)，则通过激光辐射可以将局部的修改部加工到工件的材料和由此工件内部中。在此，工件由至少部分透明的材料构成。

通常，可以通过使用非线性诱导吸收来促进空间限定的体积吸收，其中，激光辐射与材料的相互作用从材料相关的(阈值)强度起才进行。在此，材料典型地具有低的线性吸收。非线性诱导吸收在此中理解为光的与强度相关的吸收，所述吸收主要不是基于光的直接吸收，而是基于多光子电离和/或隧道电离诱导的吸收。因此非线性诱导吸收基于在与入射光、主要即时间限定的激光脉冲相互作用期间吸收的增大。在此，电子可以例如通过逆轫致辐射而吸收如此多的能量，以使得通过碰撞释放另外的电子，并且电子产生的速率超过复合的速率。用于雪崩式增加的吸收所需的起始电子可能在开始时已经存在，或者所述起始电子可以例如通过存在的(线性)残余吸收而产生。例如在纳秒(ns)激光脉冲的情况中，初始电离可能导致温度升高，由于所述温度升高增大自由电子的数量和由此增大随后的吸收。在亚纳秒(sub-ns)脉冲持续时间的情况中，作为公知的非线性吸收机制的实例可以通过多光子电离或隧道电离产生起始电子。

在对激光束透明的材料情况中，体积吸收可以用于在拉长的聚焦区中形成材料的修改部，参见例如申请人的WO 2016/079062 A1。所述修改部可以实现材料的分离、钻孔或结构化。为了分离可以例如产生一列修改部，所述修改部在修改部内或沿着修改部引起断裂。此外公知的是，为了分离、钻孔和结构化而产生修改部，所述修改部实现对已修改的区域进行选择性蚀刻(SLE：selective laser etching，选择性激光蚀刻)。

拉长的聚焦区的产生可以例如借助于切趾贝塞尔光束(在此也称为准贝塞尔光束)实现。拉长的聚焦区沿着聚焦区轴线延伸，并且在准贝塞尔光束的情况中，所述拉长的聚焦区由相对于聚焦区轴线成角度地延伸的激光辐射的相长干涉形成。

准贝塞尔光束可以例如通过轴锥镜或空间光调制器(SLM：spatial lightmodulator)以及具有高斯光束轮廓的入射激光束来成形。然后到透明工件中的映射导致用于体积吸收所需的在拉长的聚焦区中的强度。准贝塞尔光束(如同贝塞尔光束那样)通常具有在远场中的环形强度分布。具有定义的始端(传统的准贝塞尔光束)的聚焦区与具有定义的末端(逆准贝塞尔光束)的聚焦区之间通过以下方式来区分，即根据是聚焦区的始端还是聚焦区的末端归因于形成环形强度分布的中心区域(靠近聚焦区轴线)的激光辐射的相长干涉来区分。此外，强度分布可以在传播方向上被成形，例如在所谓的均匀化的(逆)贝塞尔光束中使强度曲线匹配(均匀化)。

沿着聚焦区轴线可以在这方面这样将强度曲线成形，以使得在材料中沿着聚焦区轴线产生从未修改的材料到已修改的材料的空间限定的过渡部。

此外，通过在传播方向上的高斯光束轮廓可以产生空间限界的修改部，所述空间限界的修改部相对于所述的拉长的聚焦区可以视为点状的。

发明内容

本公开的一个方面的任务在于，在将至少部分透明的材料分离成多个工件时实现成形的分离边缘走向。所述任务尤其在于，在加工透明材料时减少、简化或者甚至避免再加工步骤。

所述任务中的至少一个任务通过根据权利要求1所述的方法和根据权利要求14所述的激光加工设备来解决。进一步方案在从属权利要求中给出。

在一个方面中公开了一种通过借助脉冲激光束顺序地修改材料的彼此邻接的区段来对至少部分透明的材料进行激光材料加工的方法。所述方法包括以下步骤：

产生第一脉冲激光束，所述第一脉冲激光束在射入到材料中时形成第一聚焦区，

借助所述第一脉冲激光束加工所述材料以产生第一修改部，其中，所述第一聚焦区相对于所述材料运动以修改所述材料的第一区段，从而所述第一修改部形成屏蔽面；

产生第二脉冲激光束，所述第二脉冲激光束在射入到所述材料中时形成第二聚焦区，所述第二聚焦区沿着第二聚焦区轴线拉长地形成并且通过朝向所述第二聚焦区轴线成角度地射入的激光辐射的相长干涉形成；和

借助所述第二脉冲激光束加工所述材料，其方式是，所述第二聚焦区相对于所述材料运动以在所述材料的第二区段中产生第二修改部，其中，朝向所述第二聚焦区轴线成角度地射入的激光辐射的至少一部分射到所述屏蔽面上。

在一个另外的方面中公开了一种激光加工设备，其用于通过借助脉冲激光束顺序地修改材料的彼此邻接的区段来对至少部分透明的材料进行加工。激光加工设备包括激光束源，所述激光束源用于产生第一脉冲激光束，所述第一脉冲激光束在射入到所述材料中时形成第一聚焦区，所述第一聚焦区可选地形成为高斯聚焦区或沿着第一聚焦区轴线拉长的聚焦区并且在所述第一聚焦区的始端和/或末端处形成强度上升，所述强度上升在所述材料中沿着所述第一聚焦区轴线产生从未修改的材料到已修改的材料的空间限定的过渡部，并且所述激光束源用于产生第二脉冲激光束，所述第二脉冲激光束在射入到所述材料中时形成第二聚焦区，所述第二聚焦区沿着第二聚焦区轴线拉长地形成并且通过相对于所述第二聚焦区轴线成角度地延伸的激光辐射的相长干涉形成。激光加工设备还包括工件支承单元和控制单元，所述工件支承单元用于支承作为工件的材料，所述控制单元设计用于实施在此公开的方法。在此，激光加工设备设计用于在材料与第一脉冲激光束和第二脉冲激光束的聚焦区之间实施相对运动以及用于将第二脉冲激光束关于屏蔽面定向。

在一些实施方式中，在借助第二脉冲激光束加工材料期间，第二聚焦区轴线可以相应地相对于屏蔽面这样定向，以使得第二脉冲激光束的激光辐射的相长干涉在屏蔽面(115)之后被干扰、特别是被抑制，从而第二脉冲激光束(103’)形成仅仅直至屏蔽面(115)的第二修改部(119’)。可选地，第二脉冲激光束的仅仅一部分可以射到屏蔽面上，从而射到屏蔽面上的第二脉冲激光束的激光辐射与第二脉冲激光束的激光辐射的未射到屏蔽面上的部分的相长干涉被干扰、特别是被抑制，从而第二脉冲激光束形成(仅仅)直至屏蔽面的第二修改部，并且第二区段优选地延伸到第一区段。特别是第二聚焦区轴线可以与屏蔽面相切或者延伸通过屏蔽面。

在一些实施方式中，第一聚焦区可以沿着第一聚焦区轴线拉长地形成并且在第一聚焦区的始端和/或末端处可以形成强度上升，所述强度上升在材料中沿着第一聚焦区轴线产生从未修改的材料到已修改的材料的空间限定的过渡部。屏蔽面可以在材料中通过空间限定的过渡部限界，其中，所述空间限定的过渡部可以是延伸通过所述材料的屏蔽边缘。此外，第二聚焦区可以这样相对于所述材料运动，以使得第二聚焦区轴线靠近屏蔽边缘延伸，或者延伸通过屏蔽边缘，或者在围绕屏蔽边缘延伸的空间区域中延伸，或者延伸通过屏蔽面。在此，在借助第二脉冲激光束加工所述材料期间可以将第二脉冲激光束这样定向，以使得第二聚焦区相应地延伸到屏蔽面中，和/或第二聚焦区轴线延伸通过屏蔽边缘。替换地或附加地，从未修改的材料到已修改的材料的过渡部可以在第一聚焦区中这样空间地被限界，以使得过渡部沿着聚焦区轴线在1μm与200μm之间、典型地5μm与50μm之间、或者10μm与30μm之间的范围内的长度上延伸。

在一些实施方式中，可以这样产生第一脉冲激光束和/或第二脉冲激光束，以使得第一聚焦区和/或第二聚焦区(107’)具有至少10:1的纵横比，和/或以使得第一聚焦区和/或第二聚焦区具有在聚焦区上的引起修改部的强度分布的横向延伸长度的最大变化，所述最大变化在50％或更小、例如20％或更小、或者10％或更小的范围内。替换地或附加地，可以这样产生第一脉冲激光束和/或第二脉冲激光束，以使得第一聚焦区和/或第二聚焦区在其在始端和/或末端处的轴向延伸长度上通过入射激光束的相位调制确定，其中，所述相位调制设计用于形成贝塞尔光束聚焦区并且特别是将在径向方向上变化的轴锥镜相位贡献施加给所述入射激光束，其中，所述相位调制被限制到径向区域上，其中可选地，为了限制到所述径向区域上，所述入射激光束在径向内部区域中和/或在径向外部区域中与光束光阑相互作用、特别是通过振幅光阑阻挡或者通过相位光阑被散射，或者其中可选地，所述入射激光束仅仅形成在所述径向区域中。

在一些实施方式中，第一聚焦区可以借助高斯激光束形成，从而第一修改部在其几何形状上相应于高斯聚焦区，在所述材料中，第一修改部布置在栅格中，并且所述栅格形成屏蔽面。在此，第二聚焦区可以相对于材料运动，以使得第二聚焦区轴线延伸通过屏蔽面，或者在围绕屏蔽面延伸的空间区域中延伸，或者在屏蔽面的边界区域中延伸。

在一些实施方式中，第二脉冲激光束可以在第二聚焦区的始端处射入到材料中时形成强度上升，所述强度上升在所述材料中沿着第二聚焦区轴线产生从未修改的材料到已修改的材料的空间限定的过渡部，从而通过第二脉冲激光束的激光脉冲修改的材料区域形成另外的屏蔽面，所述另外的屏蔽面在所述材料中通过空间限定的过渡部限界，其中，所述空间限定的过渡部是延伸通过所述材料的另外的屏蔽边缘。所述方法可以还包括以下步骤：

产生第三脉冲激光束，所述第三脉冲激光束在射入到材料中时形成第三聚焦区，所述第三聚焦区沿着第三聚焦区轴线拉长地形成并且通过相对于第二聚焦区轴线成角度地射入的激光辐射的相长干涉形成；和

借助第三脉冲激光束加工材料，其方式是，第三聚焦区相对于材料这样运动以修改材料的第三区段，从而第三聚焦区轴线靠近所述另外的屏蔽边缘延伸，或者延伸通过所述另外的屏蔽边缘。

在一些实施方式中，第一区段和第二区段可以至少部分地在所述材料中形成分离轮廓面。所述方法可以还包括：沿着分离轮廓面分离所述材料，其中，特别是第一区段或第二区段导致形成长斜边或微斜边，和/或其中，第一区段和第二区段导致在所述材料中形成缺口。例如第二区段可以限定过渡到屏蔽面中的连接面，从而在已经将所述材料分离成两个部分之后，在所述部分之一中，沿着空间限定的过渡部形成边缘。

在一些实施方式中，第二脉冲激光束和可选地第一脉冲激光束可以具有准贝塞尔光束状的光束轮廓，其中，特别是仅仅入射激光辐射的中心区域对拉长的聚焦区的在上游的端部做出贡献。此外，第二脉冲激光束和可选地第一脉冲激光束可以具有逆准贝塞尔光束状的光束轮廓，其中，特别是仅仅入射激光辐射的中心区域对拉长的聚焦区的在下游的端部做出贡献。

在激光加工设备的一些实施方式中，控制单元可以设计用于关于工件支承单元调设聚焦区的位置、特别是拉长的聚焦区的末端的位置，和/或用于调设激光束的参数。附加地或替换地，激光束源可以还设计用于产生通过非线性吸收来修改所述材料的激光辐射。

激光加工设备可以还包括具有光束成形元件的光学系统，其中，光束成形元件设计用于将横向相位曲线施加给入射激光辐射。特别是光学系统可以设计用于产生拉长的聚焦区，该拉长的聚焦区具有至少10:1的纵横比和/或在聚焦区上的强度分布的横向延伸长度的最大变化，所述最大变化在50％或更小的范围内。替换地或附加地，光学系统可以设计用于形成拉长的聚焦区，其中，仅仅激光束的中心区域对拉长的聚焦区的在上游的端部或在下游的端部做出贡献。

借助于聚焦区中非常快速的强度上升或强度下降，可以获得用于修改区段的始端或末端(特别是用于通过构成修改区段的修改部来形成屏蔽边缘)的空间限定的过渡部。特别是快速的强度上升/下降可以引起修改部的在空间上明确限定的始端或在空间上明确限定的末端，其中，这可以通过非线性吸收过程和修改过程来支持。尽管如此会难以形成修改部的“硬”始端/“硬”末端，或者难以使所述“硬”始端/“硬”末端在彼此邻接的修改区段的情况中相互协调。

根据本发明，为了形成所述过渡部而利用在准贝塞尔光束的聚焦形成期间的干涉方面。因此看出，先前已刻入的修改平面可以用于屏蔽，以在形成修改部时在已刻入的修改平面下游抑制相长干涉。

与使用磨削工艺的成型方法相比，在此公开的方案能够实现下述优点，例如在无特别脏的再加工步骤情况下的激光加工以及非常快速的成型方法。

附图说明

在此公开了允许至少部分地改进现有技术的方面的方案。另外的特征及其适用性特别是由根据附图的实施方式的下述描述得出。附图中：

图1示出用于材料加工的激光加工设备的示意图，

图2示出平板激光加工设备的示意性的3D图，

图3-6示出基于不同类型的准贝塞尔光束的在拉长的聚焦区中的强度分布的示意图，

图7A示出用于说明第一加工步骤的简图，

图7B示出用于说明第二加工步骤的简图，

图7C示出用于说明第二加工步骤的另外的简图，

图7D示出剖割在已进行第二加工步骤之后的材料的截面图用于说明所产生的修改部，

图7E示出在沿着图7D中说明的修改部将材料分离之后得到的工件的示意图，

图8示出示例性的工件的示意图，其中，聚焦区根据本发明相互未被协调，

图9示出用于说明两个加工步骤的替换的顺序的简图，和

图10A示出用于说明具有借助拉长的聚焦区进行的三个加工步骤的顺序的材料加工的简图，

图10B示出用于说明具有借助拉长的聚焦区进行的两个加工步骤和借助高斯光束聚焦区进行的一个加工步骤的材料加工的简图，和

图11示出用于说明贝塞尔光束聚焦区的始端、末端和长度的可调节性的简图。

具体实施方式

在此描述的方面部分地基于下述认识，如果在聚焦区内部的沿着聚焦区轴线的强度典型地相对平坦地上升并且且又下降，则不同修改部的起点和终点不能准确地排列在一起。发明人已认识到，在通过会聚的光束部分的相长干涉形成的聚焦区中，先前产生的修改部可以影响干涉。因此认识到，特别是在从已修改的材料到未修改的材料的在空间上快速的过渡的情况中，也可以通过先前产生的修改部影响仅仅一个光束部分，因此可以减少或避免干涉。总之，一个修改部可以用于在空间上限定另一个修改部的形成。

在此描述的方面还部分地基于下述认识，到拉长的聚焦区中的横向能量输入可以主动地通过影响相长干涉的屏蔽效应来抑制。

由所述认识得出的系统和方法尤其可以实现以高的速度和在高质量的切割边缘的情况下分离透明的脆硬材料。

下面参考图1至6总地阐述所基于的光学系统。接着描述通过借助脉冲激光束顺序地修改材料的彼此邻接的区段来对至少部分透明的材料进行激光材料加工的示例性的实施方式(参见图7A至图10B)。图11附加地阐述通过在相位施加区域中的光束光阑影响拉长的聚焦区的轴向延伸长度。

图1示出激光加工设备1的示意图，所述激光加工设备包括激光束源1A和用于光束源1A的激光束3的光束成形的光学系统1B，其目的是在要加工的材料9中产生沿着第一聚焦区轴线5拉长地形成的聚焦区7。激光加工设备1可以还具有光束定向单元和工件支承单元(图1中未明确示出)。

一般地，激光束3由光束参数、例如波长、光谱范围、随时间变化的脉冲形状、脉冲组的形成、光束直径和偏振等确定。激光束3通常是具有横向高斯强度曲线的准直高斯光束，所述光束由激光束源1A、例如超短脉冲高功率激光系统产生。，光学系统1B从高斯光束成形光束轮廓，所述光束轮廓可以形成拉长的聚焦区7；例如常规的或逆贝塞尔光束状的光束轮廓借助光束成形元件11产生，为了将横向相位曲线施加给入射激光辐射，所述光束成形元件例如设计为空心锥轴锥镜、空心锥轴锥镜透镜/镜面系统、反射轴锥镜透镜/镜面系统、或者特别是可编程或永久写入的衍射光学元件、特别是空间光调制器。对于光学系统的示例性的配置方案参考开头所述的WO 2016/079062A1。

拉长的聚焦区7在此涉及通过光学系统1B确定的三维强度分布，所述三维强度分布在要加工的材料9中确定相互作用的空间范围并且由此确定借助激光脉冲/激光脉冲组修改的空间范围。拉长的聚焦区7由此确定下述拉长的区域，在要加工的材料中在所述拉长的区域中存在高于与加工/修改相关的阈值通量/阈值强度的通量/强度。

材料的透明度在此涉及线性吸收。对于低于阈值通量/强度的光，“基本上”透明的材料可以例如在修改部的长度上吸收例如入射光的小于20％或者甚至小于10％。

如果关于目标阈值强度的三维强度分布通过至少10:1、例如20:1和更大、或30:1和更大、或1000:1和更大的纵横比(传播方向上的延伸长度与横向于聚焦区轴线的横向延伸长度(轴线上最大的直径)之比)表征，则通常称为拉长的聚焦区。这种拉长的聚焦区可以产生材料的具有相似纵横比的修改部。一般地，在所述纵横比下，引起修改部的在聚焦区上的强度分布的横向延伸长度的最大变化可以处于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。

在此在拉长的聚焦区中，可以基本上在聚焦区的整个长度上横向地供应能量。这产生的结果是，在聚焦区的始端区域中的材料修改部对在下游、即例如在聚焦区的末端区域中引起材料修改部的激光辐射的部分没有或者至少几乎没有任何屏蔽效应。

图2示出用于材料加工的激光加工设备21的一个示例性的结构。激光加工设备21具有承载系统23(作为光束定向单元的一部分)和工件支承单元25。承载系统23跨越工件支承单元25并且承载激光束源，所述激光束源在图2中例如集成在承载系统23的上方的横向承载件23A中。此外，光学系统1B可以在X方向上能移动地安置在横向承载件23A上。在替换的实施方式中，激光系统可以例如设置为自己的外部光束源，该外部光束源的激光束3借助于光纤或者作为自由光束被引导到光学系统。

工件支承单元25承载X-Y平面中延伸的工件。工件是要加工的材料9、例如玻璃片、或者对所使用的激光波长基本透明的呈陶瓷的或晶体的构型的片材、例如蓝宝石或硅。工件支承单元25允许工件在Y方向上相对于承载系统23运动，从而结合光学系统1B的可移动性提供在X-Y平面中延伸的加工区域。

此外根据图2设置例如光学系统1B或横向承载件23A在Z方向上的可移动性，以便能够调设与工件的间距。对于在Z方向上延伸的截面，激光束通常也在Z方向上(即垂直地)指向工件(图2中的聚焦区轴线5A)。在图2中示例性地通过悬臂组件27和附加的旋转轴线29示出的另外的加工轴线允许出射的激光束和由此聚焦区轴线在空间上定向。例如在图2中示出相对于X-Y平面倾斜的聚焦区轴线5B。

激光加工设备21还具有控制单元31，所述控制单元特别是具有用于通过用户输入运行参数的接口。一般地，控制单元31包括用于控制激光加工设备21的电部件、机械部件和光学部件的元件，这例如通过控制激光系统的相应的运行参数、例如泵浦激光功率和工件保持、用于调设光学元件(例如SLM)的电参数以及用于(例如用于转动聚焦区的)光学元件的空间定向的参数。

可在本公开的框架内使用的、例如超短脉冲激光系统和拉长的聚焦区的示例性的激光束参数是：

脉冲能量Ep：1μJ至20mJ(例如20μJ至1000μJ)，

脉冲组的能量Eg：1μJ至20mJ

波长范围：IR、VIS、UV(例如2μm>λ>200nm；例如1550nm、1064nm、1030nm、515nm、343nm)

脉冲持续时间(FWHM)：10fs至50ns(例如200fs至20ns)

作用持续时间(与进给速度相关)：小于100ns(例如5ps至15ns)

占空比(激光脉冲/脉冲组的作用持续时间与重复时间之比)：小于或等于5％，例如小于或等于1％

在射入光学系统中时的原始光束直径D(1/e²)：例如在1mm至25mm的范围内

材料中(聚焦区的)光束轮廓的长度：大于20μm

材料中的光束轮廓的必要时在短方向上的最大横向延伸长度：小于20λ

纵横比：大于20

例如用于分离的两个相邻修改部之间的进给量dv：

100nm<dv<10*进给方向上的横向延伸长度

在作用持续时间内的进给量：例如进给方向上的横向延伸长度的小于5％

在此，脉冲持续时间涉及激光脉冲，并且作用持续时间涉及例如为了在一个位置上形成唯一的修改部而使一组激光脉冲与材料相互作用的时间范围。作用持续时间关于存在的进给速度在此是短的，从而一组所有激光脉冲为在一个位置处的修改部做贡献。

上述参数范围可以允许加工最大例如5mm和更大(典型地100μm至1.1mm)的材料厚度。对于示例性的激光加工设备的进一步细节参考开头所述的WO 2016/079062 A1。

对于借助于拉长的体积吸收来加工透明材料通常适用的是，一旦进行吸收，所述吸收自身然而或材料特性的产生的修改就会影响激光辐射的传播。因此有利的是，将用于继续在下游进行修改的光束部分相对于聚焦区轴线成角度地引导到相互作用区。为此一个实例是(传统的)准贝塞尔光束，其中存在环形的远场分布，所述远场分布的环宽度典型地小于半径。径向光束部分在此基本上以该角度旋转对称地被引导到相互作用区/聚焦区轴线。这同样适用于逆准贝塞尔光束及其变体、例如均匀化的或经调制的(逆)准贝塞尔光束。

图3示例性地示出纵向强度分布61，例如所述纵向强度分布可以在拉长的聚焦区7中存在。强度分布61对于逆准贝塞尔光束形状被计算。标出在Z方向上标准化的强度I。补充说明的是，根据到材料9上的(在Z方向上)垂直入射的传播方向不是强制性的，如同结合图2所述的那样，可以替换地相对于Z方向成角度地实现。

图3可看出在几百微米上最初缓慢的强度上升61A(高斯入射光束的低的(外部)强度的开始叠加)直到最大强度，紧接着急剧的强度下降61B(高斯入射光束的高的(中心)强度的叠加)。对于逆贝塞尔光束形状，在传播方向(图4中的Z方向)上得出纵向强度分布61的硬边界(确定的端部)。所述硬边界基于纵向强度分布61的末端归因于入射激光束的光束中心的贡献。对于逆贝塞尔光束形状的进一步细节参考开头所述的WO2016/079062A1。

图4示出对于图3中所示的纵向强度分布61的在聚焦区7中的强度的示例性的X-Z截面63。补充说明的是，图4中的灰度图基于颜色视图，从而聚焦区中心的强度/振幅的最大值表示为暗的。可看出，聚焦区7在几微米的横向延伸长度的情况下在几百微米上拉长地形成。通过非线性吸收的阈值特性，工件中的所述光束轮廓可以实现明确限定的拉长的修改部，伴随着从未修改的材料到已修改的材料的空间限定的过渡部。聚焦区7的拉长的形状具有例如在10:1至1000:1的范围内、例如20:1或更大、例如50:1至400:1的纵横比、即聚焦区的长度与在所述长度内上产生的、通常在与中心最大值的横向最短的方向上的最大延伸长度的比例。

附加地可以利用在传播方向(Z方向)上的强度修改。在此可以在Z方向上可自由选择的长度上产生例如纵向平顶强度曲线71(在图4中示例性地在Z方向上大约200μm的长度范围)，其例如在图5中结合聚焦区7中的示例性的强度分布73的X-Z截面图示出。

为了使Z方向上的强度均匀化，衍射光学元件可以在入射的输入强度曲线上进行数字化的和例如基于像素的相位匹配。从逆准贝塞尔光束形状的强度曲线出发，可以在聚焦区7中产生例如图5所示的纵向平顶强度曲线71。为此，输出强度曲线中的强度贡献可以从形成最大强度和贝塞尔光束的尾部的区域提取，并且可以通过相位变化这样径向地重新分布，以使得在随后的聚焦时(例如通过将功率从尾部移到均匀化区域中)在空间上缩短强度上升71A和强度下降71B。

在强度上升71A的区域中，图5示出在几十微米(μm)内从最大强度的20％到80％的上升。由此结合非线性吸收可以在材料中沿着第一聚焦区轴线产生从未修改的材料到已修改的材料的空间限定的过渡部。

在如此修改的逆准贝塞尔光束状的光束形状的情况中，修改部的末端在其在光束传播方向上的位置方面基本上是固定的，因为所述位置通过入射激光束的光束中心来供应能量。

图6示出在(传统的)准贝塞尔光束的Z方向上的纵向强度分布81。在起始处急剧的上升81A之后达到最大强度，强度从所述最大强度起又下降。在低的强度下使用缓慢拖尾的下降81B(具有小斜率的拖尾下降)。可看出与图3的纵向强度分布61和81的原则上相反的情况，其中，末端处的“硬边界”通过“硬始端”替代。

对于所述准贝塞尔光束，例如以高斯光束轮廓入射的激光束通过轴锥镜的透射引起沿着聚焦区轴线的相长叠加(干涉)的光束区域。首先进行高斯光束轮廓的中心区域的强度的叠加(相长干涉)，然后进行高斯光束轮廓的低的(外部)强度的叠加(相长干涉)。

类似于图5，图6还示出在已修改的(传统的)准贝塞尔光束的Z方向上的纵向平顶强度曲线91，该准贝塞尔光束沿着聚焦区在其强度上被均匀化。在此，图6又示出在几微米内从最大强度的80％到20％的下降。由此结合非线性吸收可以沿着第一聚焦区轴线在材料中产生从已修改的材料到未修改的材料的空间限定的过渡部。

对于贝塞尔光束形状、特别是光束均匀化的进一步细节参考申请人的WO 2016/079275A1。

在此，附加地参考图11中所述的用于调设准贝塞尔光束的拉长的聚焦区的始端和/或末端的可能性。

如同前面并且在此结合图11所述的那样，由此可以产生脉冲激光束，所述脉冲激光束在射入到部分透明的材料中时可以形成聚焦区，所述聚焦区沿着聚焦区轴线拉长地形成并且在聚焦区的始端和/或末端处(沿着聚焦区轴线)形成强度上升/强度下降，所述强度上升/强度下降在材料中沿着聚焦区轴线产生从未修改的材料到已修改的材料的特别是空间上明确限定的过渡部，并且反之亦然。过渡部可以沿着聚焦区轴线1μm与200μm之间、典型地10μm与30μm之间的范围内的长度上延伸。

附加地或替换地，脉冲激光束可以通过相对于聚焦区轴线成角度地延伸的激光辐射的相长干涉来形成聚焦区。

至少部分透明的材料的激光材料加工可以通过在多个步骤中借助所述脉冲激光束(和拉长的聚焦区)顺序地修改材料的彼此邻接的区段进行，所述多个步骤下面结合图7A至图7C进行。如同还结合图10B所述的那样，不是所有区段必须借助引起所述拉长的聚焦区的激光束被产生，而是区段也可以借助局部的、例如高斯聚焦区形成。

作为实例描述用于将材料分离成两个部分的加工，其中，相对于分离面在所述部分中的一个部分上设置单侧的斜边。这通过加工垂直的修改部以及相对于其定位的修改部实现。

图7A以示意性的截面图示出如何可以借助脉冲激光束103在材料109中产生拉长的(第一)聚焦区107，所述脉冲激光束示例性地具有由轴锥镜光学单元产生的(逆)贝塞尔光束轮廓。在图7A中还示意性地示出作为位于X-Y平面中的环形横向强度分布(强度环)的贝塞尔光束轮廓。激光束103的传播方向111在Z方向上垂直于材料109的上侧109A延伸。如同以箭头110所示的那样，强度环在材料109中朝向聚焦区轴线成角度α地射入，从而不同的径向区可以相互干涉。相应地通过不同的径向区的相长干涉，例如在材料109中沿着聚焦区轴线113旋转对称地形成拉长的聚焦区107。

激光辐射的强度这样来选择，以使得通过体积吸收而在相应于所示出的聚焦区107的区域中进行材料109的修改。

聚焦区107的位置这样调设，以使得聚焦区107的始端107A位于材料109的内部，从而沿着聚焦区轴线113实现从未修改的材料到已修改的材料的空间限定的过渡部。特别是贝塞尔光束轮廓可以这样被调制，以使得实现用于在材料109中修改的尖的起点(始端107A)。在此，聚焦区107的末端107B例如终止于材料109的下侧109B。

如果聚焦区107例如沿着Y方向相对于材料109运动，则进行材料的第一区段的修改。对于脉冲激光束103的激光脉冲，在材料109中实现并排布置的已修改的区域(拉长的修改部)。材料109的相应面状地实现的修改部已经用于稍后的分离，然而该修改部也用于在紧接着的加工步骤中屏蔽激光辐射。

在这个意义中，已修改的区段构成在Y-Z平面中延伸的屏蔽面。屏蔽面在材料中在Z方向上通过空间限定的过渡部限界，从而空间限定的过渡部是在Y方向上延伸通过材料109的屏蔽边缘。屏蔽在此涉及影响激光辐射的传播的修改部的存在。屏蔽面(至少部分地)延伸到光路中，以便影响激光辐射的传播，特别是以便干扰关于另外出现的干涉的相位关系。在这个意义中，屏蔽面在此也可以称为干涉干扰表面。

图7B示出在第二加工步骤中，如何可以关于第一区域修改部成角度β地将第二区域修改部加工到材料109中。角度β相应于要实现的分离面的期望的斜边角度。

在图7B的截面图中示出作为屏蔽面115的面状的第一修改部。图7B还示出具有环形强度分布的脉冲激光束103’，其中，激光束103’这次在相应的角度下射到材料109的上侧109A。在图7B中示出相应的传播方向111’。

通过径向光束区域的相长干涉，沿着聚焦区轴线113’形成拉长的聚焦区107’。在此这样选择激光束103’的光束参数，以使得在没有屏蔽面115的情况中，可以产生会超出该屏蔽面的位置的聚焦区。换句话说，借助脉冲激光束103’实现的修改部可以延伸越过屏蔽边缘的位置，然而激光辐射的传播受到已经存在的屏蔽面115的影响。

例如第二脉冲激光束103’可以(在加工材料109期间)这样定向，以使得第二聚焦区107’对于每个激光脉冲延伸到屏蔽面115中，和/或第二聚焦区轴线113’延伸通过屏蔽边缘或者靠近屏蔽边缘121延伸。

在聚焦区轴线113’与屏蔽面115之间的相交点之后不再出现相长干涉。拉长的聚焦区在屏蔽面115上的延续部由此被抑制，并且材料109中相应的已修改的区域的形成在屏蔽面115处结束。

在图7B中以虚线方式示出在干涉被干扰的情况中的区域117的形成。贝塞尔光束聚焦不再在区域117中形成。

图7C相应地借助于X-Z平面中的截面图和Y-Z平面中的截面图示例性地对于图5的二维光束轮廓示出干涉抑制。从屏蔽面115起，增大的强度的区域不再能通过相长干涉产生，因为贝塞尔光束轮廓的不同区域之间的相位关系被干扰。

如图7C的X-Z截面图中所示地，得出在聚焦区中相应提前结束的强度分布73’。如图7C中还示出的Y-Z平面中的截面图延伸通过屏蔽面115。示意性地示出通过例如单独激光脉冲产生的多个修改部119。所述修改部119中的每个修改部从材料109的下侧109B延伸直到至未修改的材料的空间限定的过渡部。所述过渡部确定屏蔽边缘121的走向。在基于图7C的对激光束的调整中，第二激光束的聚焦区轴线113’在屏蔽边缘121的区域中延伸。

如果借助第二脉冲激光束103’加工材料109，在所述第二脉冲激光束中使第二聚焦区107’在Y方向上相对于材料109运动，则得出具有已修改的区域的材料109的第二修改区段。第二区段由此形成过渡到屏蔽面115中的连接面。

根据在此提出的方案，第二聚焦区轴线113’在此相应地靠近屏蔽边缘121延伸或者延伸通过屏蔽边缘121(特别是在围绕屏蔽边缘121延伸的空间区域中延伸)。换句话说，在借助第二脉冲激光束加工材料109期间，第二聚焦区轴线相应地可以相对于屏蔽面115这样定向，以使得仅仅第二脉冲激光束103’的部分123A射到屏蔽面115上，从而射到屏蔽面115上的第二脉冲激光束103’的激光辐射与第二脉冲激光束103’的激光辐射的未射到屏蔽面115上的部分123B的相长干涉被干扰、特别是被抑制。因此，第二脉冲激光束103’形成仅仅直至屏蔽面115的已修改的材料，并且第二区段延伸到第一区段中。

图7D以截面图示出由两个区段125A和125B构成的所产生的(整个)修改面125的走向。其次产生的区段125B中的修改部在与首先产生的区段125A的相交点127处终止，由此在将材料109分离成两个部分期间，可以防止裂纹扩展超过相交点127/屏蔽面。

图7E示例性地示出工件129，其具有例如通过沿着修改面125分离实现的构件几何形状。工件具有侧面129A(通过第一区段125A形成；第一区段125A的长的修改部119的示例性的走向以虚线示出)以及邻接于侧面129A的斜面129B(通过第二区段125B形成；第二区段125B的长的修改部119’的示例性的走向以点划线示出)。要指出的是，依次相继产生的区段的修改部119和修改部119’不是必须过渡到彼此中，而是也可以彼此错开地被辐射加工。

与工件129不同地，图8示出了示例性的工件131的示意性的截面图，其中，聚焦区相互未被协调并且根据本发明被射入。在工件131的情况中，从侧面131A到邻接的斜面131B的过渡部具有突出的残余材料133，所述残余材料必须事后被去除。

图9、图10A和图10B示出修改部的走向的另外的实例，该修改部可以通过借助脉冲激光束顺序地修改材料的彼此邻接的区段产生。

在图9中进行两个加工步骤。在第一步骤中，第一脉冲激光束这样射入到材料109上，以使得(第一)聚焦区在Z方向上从材料109的上侧109A延伸到材料109中。沿着聚焦区轴线的强度分布在此例如根据如图6中所示的纵向平顶强度曲线91形成。相应地在聚焦区的末端处形成强度方面的快速下降，从而在聚焦区的末端处产生从已修改的材料到未修改的材料的空间限定的过渡部。替换地，为了产生(第一)聚焦区的预确定的射入深度而参考图11。

在第二步骤中，如同也结合图7B所述的那样射入脉冲激光束。与结合图7C所述的屏蔽效应不同地，所产生的区段135A影响第二脉冲激光束的激光辐射的靠近上侧的部分。屏蔽又具有(相同的)效应，即各个修改部(和由此区段135B)不超出屏蔽面形成。

因此，在从修改面135划分开的残余材料137已经从材料109分离之后，区段135A和135B沿着(整个)修改面135在材料109的上侧109A形成楔形切口(作为材料109中的缺口的实例)。

图10A示出具有三个加工步骤的顺序的激光材料加工。为了产生前两个区段139A和139B而参考图7A至图7C的描述。然而关于区段139B使用聚焦区，所述聚焦区的始端位于材料109的内部，并且所述聚焦区不通过上侧109A射入到材料中。为了在区段139B中产生从未修改的材料到已修改的材料的空间限定的过渡部，例如可以又使用例如结合图5所述的均匀化的强度分布。

为了将区段139B的始端与材料109的上侧109A连接，示例性地在Z方向上射入第三脉冲激光束，其中，如果第三激光束的聚焦区轴线相应地朝向对应的屏蔽边缘定向，则第二修改区段现在可以用作屏蔽面。

通过使第三脉冲激光束的聚焦区在Y方向上移动实现在Z方向上延伸的第三区段139C。区段139A-139C形成(整体)修改面139，所述修改面的走向确定分离轮廓面。

在沿着(整个)修改面139进行分离之后，产生了工件的具有倾斜的梯级的侧面。

图10B示出具有三个加工步骤的顺序的激光材料加工。为了产生修改部的首先加工的区段和最后加工的区段141A和141C而参考图10A的描述和区段139A和139C。

在借助具有贝塞尔光束轮廓的激光束(贝塞尔激光束)加工区段141A之后，将具有相应局部的高斯光束聚焦区的高斯光束用于(过渡)区段141B。如果激光束的强度足够高，则修改部143基本上借助高斯光束聚焦区的几何形状被加工到材料109中。图10B示出X方向上的修改部143的排列。

在材料109中，也在Y方向上产生相应的修改部。与使用贝塞尔光束聚焦区不同地，为了借助高斯聚焦区形成屏蔽面115而需要高斯激光束的至少二维的扫描运动。高斯聚焦区与已经二维地狭长地延伸的贝塞尔光束聚焦区相比是局部的并且以准点状方式实现材料结构的修改。

因此，修改部143形成栅格145，所述栅格在图10B中示例性地位于平面中并且形成区段141B。栅格145的平面可以例如相对于材料109的表面109A平行或成小角度地延伸。这例如对于图10A中借助贝塞尔光束聚焦区形成的区段139B是不可能的。因为栅格145通过“点状”高斯光束聚焦区形成，所以栅格145的空间走向可以自由地被调设，其中，先前产生的聚焦区优选地在聚焦形成期间不影响激光束。例如栅格145可以形成弯曲的或多重弯曲的平面。

在图10B的实例中，栅格145的第一边界145A位于区段141A中的修改部的始端区域中。此外，栅格145在X-Y平面中沿着区段141A条状地延伸，并且由此限定图10B中的实例中的梯级的深度。

为了将栅格145与材料109的上侧109A连接，示例性地如图10A中所示地将脉冲贝塞尔激光束在Z方向上射入。所述激光束现在形成修改部，其中，如果贝塞尔激光束的聚焦区轴线相应地朝向栅格145的第二边界145B定向，则现在已修改的第二区段141B、即修改部143的栅格145用作屏蔽面。

通过使贝塞尔激光束的聚焦区在Y方向上移动如图10A中所示地实现在Z方向上延伸的第三区段141C。区段141A-141C形成(整体)修改面141，所述修改面的走向确定梯级状的分离轮廓面。由于通过栅格145抑制了用于形成贝塞尔光束聚焦区所需的干涉，第三区段141C的分离平面不会突出超过由栅格145形成的、第二区段141B的分离平面。

在沿着(整个)修改面141进行分离之后，产生工件的具有90°梯级的侧面。

下面结合图11阐述在借助贝塞尔光束产生贝塞尔光束聚焦区时的灵活性。贝塞尔光束聚焦区沿着聚焦区轴线(示例性地在图11中即通过轴锥镜轴线的Z轴线)以基本恒定的强度曲线(参见图6)延伸。

参考图11的上部分，贝塞尔光束聚焦区可以借助轴锥镜151产生，或者借助产生轴锥镜的相位曲线的空间光调制器产生。在图11中，具有高斯光束轮廓153A的入射激光束153(高斯激光束)射到轴锥镜151上。

基于轴锥镜151的在径向方向上变化的相位贡献，激光辐射在轴锥镜151下游朝向光束轴线射入，从而沿着聚焦区轴线径向可以进行射入的激光辐射的干涉。也就是说，与聚焦区轴线的不同的径向间距的区域沿着聚焦区轴线逐渐干涉。

参考图11的下部分，在三行中示出沿着聚焦区轴线的示例性的强度曲线。在此，除了借助轴锥镜的相位施加以外还使用环形光阑，以影响入射激光束153的径向区域。

为此，在图11中示出两种类型的环形光阑。图11的左侧涉及振幅光阑155的使用，并且图11的右侧涉及相位光阑157的使用。所述环形光阑155，157的位置在图11的上部分中示例性地在轴锥镜151的入射侧(一般在轴锥镜/相位施加的平面中)示出。

在第一行中可看到未受影响的强度分布159。所述强度分布仅仅由轴锥镜151产生；也就是说，不存在入射激光束的振幅或相位影响。因此光阑155，157仅仅表示为孔。

如果入射激光束153的径向区域现在被阻挡(振幅光阑155)或者在相位方面受到影响(相位光阑157)，则强度分布沿着聚焦区轴线改变。为此，光阑可以在内部区域161和外部区域163中起作用。

例如如果照射轴锥镜151的激光束153从半径R1起在轴锥镜151的平面中被阻挡，则在材料的体积中的修改部会非常突然地结束。在第二行中，这通过振幅光阑155的外部区域中的黑环163A来说明。如果所述外部光束区域被阻挡，则贝塞尔光束聚焦区终止于所属的纵向平面L1(参见强度曲线159A)，因为从这里开始不再有可相长干涉的激光辐射射到聚焦区轴线上。因此借助激光束153产生的修改部也终止于纵向平面L1。

如果替代振幅光阑155使用功率适合的相位光阑157，可以实现修改部的相同的轴向限界，所述相位光阑在从半径R1起在环形光束区域上施以附加的变化的相位贡献。这在图11的上部区域中通过散射辐射165来说明，该散射辐射在径向外部区域中通过相位光阑157产生。在图11的下部区域中的第二行中，这由棋盘图案环163B示出，所述棋盘图案环应表示变化的相位贡献。

如果例如照射轴锥镜151的激光束153在轴锥镜151的平面中直至半径R2被阻挡，则借助于内部区域161中的光阑可以类似地使在材料的体积中的修改部非常突然地开始。在第三行中，这通过振幅光阑155的内部区域中的附加的中心黑色区161A来说明。如果内部光束区域在那里被阻挡，则贝塞尔光束聚焦区在所属的纵向平面L2处开始(参见强度曲线159B)，因为激光辐射仅仅从这里射入到聚焦区轴线上并且可以相长干涉。由此在纵向平面L2中也在那里才使借助激光束153产生的修改部开始。

如果替代振幅光阑155使用功率适合的相位光阑157，则可以实现修改部同样突然地开始，该相位光阑直至半径R1在中心光束区域上施以附加的变化的相位贡献。这也在图11的上部区域中通过内部区域161中的散射辐射165来说明。在图11的下部区域中的第三行中，这通过棋盘图案区域161B示出，所述棋盘图案区域应表示变化的相位贡献。

本领域技术人员认识到，也可以在没有突然结束的情况下实现修改部的突然开始。此外，轴锥镜平面可以借助横向平顶分布照射，以便以这种方式限定照射的径向范围。

换句话说，修改部从第一聚焦区107和/或第二聚焦区107’出发在所述修改部在始端和/或末端处的轴向延伸长度上可以通过入射激光束153的相位调制来确定，其中，相位调制设计用于形成贝塞尔光束聚焦区，并且特别是将在径向方向上变化的轴锥镜相位贡献施加给入射激光束153，其中，相位调制被限制到径向区域。可选地，为了限制径向区域，入射激光束153在径向内部区域161中和/或在径向外部区域163中可以与光束光阑相互作用，特别是可以借助振幅光阑被阻挡和/或借助相位光阑被散射。替换地或补充地，入射激光束153可以仅仅在径向区域中形成。

补充地提出，图11中所示的且在传播方向上在始端和/或末端处限界的聚焦区同样用于实现在轴向方向上空间限界的修改部，并且所述限界的修改部必要时设置在彼此邻接的平面/表面中，以在材料内部中产生具有复杂走向的修改面。以所述方式例如可以与在图7A至图10B中示例性地并且示意性地说明的修改部类似地产生修改部。

因此如结合图11描述的具有开始平面/结束平面L1/L2的贝塞尔光束聚焦区实现下述方案，所述方案可以用作通过根据在此先前描述的方案的干涉来限定末端的替换方案，或者与所述先前描述的方案相结合，用于在工件中产生修改部/修改面。

补充的是，对于屏蔽边缘的在空间上明确描绘的定义，例如可以致力于使贝塞尔光束聚焦区中的强度在例如5μm至50μm范围内的长度上从大于90％下降到小于10％或者上升。下降/上升可以还例如在五个光束直径范围内的长度上实现。

明确强调的是，出于原始公开的目的以及同样出于与实施方式和/或权利要求中的特征组合无关地限定要求保护的本发明的目的，在说明书和/或权利要求书中公开的所有特征应被视为单独的并且彼此独立。明确指出的是，出于原始公开的目的并且同样出于限定要求保护的本发明的目的，所有范围数据或单位组的数据公开了任何可能的中间值或单位子集，特别是也作为范围数据的边界。

Claims (17)

1.一种通过借助脉冲激光束顺序地修改材料(9)的彼此邻接的区段(125A，125B)来对至少部分透明的材料(109)进行激光材料加工的方法，所述方法包括以下步骤：

产生第一脉冲激光束(103)，所述第一脉冲激光束在射入到所述材料(109)中时形成第一聚焦区(107)；

借助所述第一脉冲激光束(103)加工所述材料(109)以产生第一修改部(119，143)，其中，所述第一聚焦区(107)相对于所述材料(109)运动以修改所述材料(109)的第一区段(125A)，从而所述第一修改部(119，143)形成屏蔽面(115)；

产生第二脉冲激光束(103’)，所述第二脉冲激光束在射入到所述材料(109)中时形成第二聚焦区(107’)，所述第二聚焦区沿着第二聚焦区轴线(113’)拉长地形成并且通过朝向所述第二聚焦区轴线(113’)成角度地射入的激光辐射的相长干涉形成；和

借助所述第二脉冲激光束加工所述材料(109)，其方式是，所述第二聚焦区(107’)相对于所述材料(109)运动以在所述材料(109)的第二区段(125B)中产生第二修改部(119’)，其中，朝向所述第二聚焦区轴线(113’)成角度地射入的激光辐射的至少一部分射到所述屏蔽面(115)上。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，在借助所述第二脉冲激光束加工所述材料(109)期间，所述第二聚焦区轴线(107)相应地相对于所述屏蔽面(115)定向，以使得所述第二脉冲激光束的激光辐射的相长干涉在所述屏蔽面(115)之后被干扰、特别是被抑制，从而所述第二脉冲激光束(103’)形成仅仅直至所述屏蔽面(115)的第二修改部(119’)，其中，可选地，所述第二脉冲激光束(103’)的仅仅一部分射到所述屏蔽面(115)上，从而射到所述屏蔽面(115)上的第二脉冲激光束的激光辐射与第二脉冲激光束(103’)的激光辐射的未射到所述屏蔽面(115)上的部分的相长干涉被干扰、特别是被抑制，从而所述第二脉冲激光束(103’)形成仅仅直至所述屏蔽面(115)的第二修改部(119’)，并且所述第二区段(125B)延伸到所述第一区段(125A)中。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述第二聚焦区轴线(113’)与所述屏蔽面(115)相切或者延伸通过所述屏蔽面(115)。

4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述第一区段(125A)和所述第二区段(125B)相对彼此在0°至90°范围内、优选地0°至30°范围内的角度下延伸。

5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，

所述第一聚焦区(107)沿着第一聚焦区轴线(113)拉长地形成，并且在所述第一聚焦区(107)的始端(107A)和/或末端(107B)处形成强度上升，所述强度上升在所述材料(109)中沿着所述第一聚焦区轴线(113)产生从未修改的材料到已修改的材料的空间限定的过渡部，

屏蔽面(115)在所述材料(109)中通过所述空间限定的过渡部限界，其中，所述空间限定的过渡部是延伸通过所述材料(109)的屏蔽边缘(121)，和

所述第二聚焦区(107)相对于所述材料(109)运动，以使得所述第二聚焦区轴线(113’)靠近所述屏蔽边缘(121)延伸，或者延伸通过所述屏蔽边缘(121)，或者在围绕所述屏蔽边缘(121)延伸的空间区域中延伸，或者延伸通过所述屏蔽面(115)。

6.根据权利要求5所述的方法，其中，在借助所述第二脉冲激光束(103’)加工所述材料(109)期间将所述第二脉冲激光束(103’)定向，以使得所述第二聚焦区(107’)相应地延伸到所述屏蔽面(115)中，和/或所述第二聚焦区轴线(113’)延伸通过所述屏蔽边缘(121)。

7.根据权利要求5或6中任一项所述的方法，其中，将从未修改的材料到已修改的材料的过渡部在所述第一聚焦区(107)中在空间上限界，以使得所述过渡部沿着所述聚焦区轴线(113)在1μm与200μm之间、典型地5μm与50μm之间、或者10μm与30μm之间的范围内的长度上延伸。

8.根据权利要求5至7中任一项所述的方法，其中，产生所述第一脉冲激光束(103)和/或所述第二脉冲激光束(103’)，

以使得所述第一聚焦区(107)和/或所述第二聚焦区(107’)具有至少10:1的纵横比，和/或

以使得所述第一聚焦区(107)和/或所述第二聚焦区(107’)具有引起修改部的在所述聚焦区上的强度分布的横向延伸长度的最大变化，所述最大变化在50％或更小的范围内，和/或

以使得所述第一聚焦区(107)和/或所述第二聚焦区(107’)在其在始端和/或末端处的轴向延伸长度上通过入射激光束(153)的相位调制确定，其中，所述相位调制设计用于形成贝塞尔光束聚焦区并且特别是将在径向方向上变化的轴锥镜相位贡献施加给所述入射激光束(153)，其中，所述相位调制被限制到径向区域上，其中可选地，为了限制到所述径向区域上，所述入射激光束(153)在径向内部区域(161)中和/或在径向外部区域(163)中与光束光阑相互作用、特别是通过振幅光阑被阻挡或者通过相位光阑被散射，或者其中可选地，所述入射激光束(153)仅仅在所述径向区域中形成。

9.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中，

所述第一聚焦区(107)借助高斯激光束形成，从而所述第一修改部(143)在其几何形状上相应于高斯聚焦区，

在所述材料(109)中，所述第一修改部(143)布置在栅格(145)中，并且所述栅格(145)形成所述屏蔽面(115)，和

所述第二聚焦区(107)相对于所述材料(109)运动，以使得所述第二聚焦区轴线(113’)延伸通过所述屏蔽面(115)，或者在围绕所述屏蔽面(115)延伸的空间区域中延伸，或者在所述屏蔽面(115)的边界区域中延伸。

10.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述第二脉冲激光束(103’)在所述第二聚焦区(107’)的始端处射入到所述材料(109)中时形成强度上升，所述强度上升在所述材料(109)中沿着所述第二聚焦区轴线(113’)产生从未修改的材料到已修改的材料的空间限定的过渡部，从而通过所述第二脉冲激光束(103’)的激光脉冲修改的材料区域形成另外的屏蔽面，所述另外的屏蔽面在所述材料中通过所述空间限定的过渡部被限界，其中，所述空间限定的过渡部是延伸通过所述材料(109)的另外的屏蔽边缘，所述方法还具有：

产生第三脉冲激光束，所述第三脉冲激光束在射入到所述材料(109)中时形成第三聚焦区，所述第三聚焦区沿着第三聚焦区轴线拉长地形成并且通过相对于所述第二聚焦区轴线成角度地延伸的激光辐射的相长干涉形成；和

借助所述第三脉冲激光束加工所述材料(109)，其方式是，所述第三聚焦区相对于所述材料(109)运动以修改所述材料(109)的第三区段(139C)，以使得所述第三聚焦区轴线靠近所述另外的屏蔽边缘延伸，或者延伸通过所述另外的屏蔽边缘。

11.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述第一区段(125A)和所述第二区段(125B)至少部分地在所述材料(109)中形成分离轮廓面，所述方法还包括：

沿着所述分离轮廓面分离所述材料(109)，其中，特别是所述第一区段(125A)或所述第二区段(125B)导致形成长斜边或微斜边，和/或其中，所述第一区段(125A)和所述第二区段(125B)导致在所述材料(109)中形成缺口。

12.根据权利要求11所述的方法，其中，所述第二区段(125B)限定过渡到所述屏蔽面(115)中的连接面，从而在已经将所述材料分离成两个部分之后，在所述部分之一中，沿着所述空间限定的过渡部形成边缘。

13.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述第二脉冲激光束(103’)和可选地所述第一脉冲激光束(103)具有准贝塞尔光束状的光束轮廓，其中，特别是仅仅所述入射激光辐射的中心区域对拉长的聚焦区的在上游的端部做出贡献，和/或

其中，所述第二脉冲激光束(103’)和可选地所述第一脉冲激光束(103)具有逆准贝塞尔光束状的光束轮廓，其中，特别是仅仅所述入射激光辐射的中心区域对拉长的聚焦区的在下游的端部做出贡献。

14.一种激光加工设备(1，21)，其用于通过借助脉冲激光束顺序地修改材料(109)的彼此邻接的区段来加工至少部分透明的材料(109)，所述激光加工设备具有：

激光束源(1A)，所述激光束源用于产生第一脉冲激光束(103)，所述第一脉冲激光束在射入到所述材料(109)中时形成第一聚焦区(107)，所述第一聚焦区可选地形成为高斯聚焦区或者沿着第一聚焦区轴线(113)拉长的聚焦区并且在所述第一聚焦区(107)的始端和/或末端处形成强度上升，所述强度上升在所述材料中沿着所述第一聚焦区轴线(113)产生从未修改的材料到已修改的材料的空间限定的过渡部，并且所述激光束源用于产生第二脉冲激光束(103’)，所述第二脉冲激光束在射入到所述材料(109)中时形成第二聚焦区(107’)，所述第二聚焦区沿着第二聚焦区轴线(113’)拉长地形成并且通过相对于所述第二聚焦区轴线(113’)成角度地延伸的激光辐射的相长干涉形成；

工件支承单元(25)，所述工件支承单元用于支承作为工件的材料(9)；以及

控制单元(31)，所述控制单元用于实施根据前述权利要求中任一项所述的方法，

其中，所述激光加工设备(1，21)设计用于在所述材料(109)与所述第一脉冲激光束(103)和所述第二脉冲激光束(103’)的聚焦区(107，107’)之间实施相对运动以及用于将所述第二脉冲激光束(103’)关于借助所述第一脉冲激光束产生的屏蔽面(115)定向。

15.根据权利要求14所述的激光加工设备(1，21)，其中，所述控制单元(31)设计用于关于所述工件支承单元(25)调设聚焦区的位置、特别是拉长的聚焦区的末端的位置，和/或用于调设所述激光束的参数。

16.根据权利要求14或15所述的激光加工设备，其中，所述激光束源(1A)还设计用于产生通过非线性吸收来修改所述材料(109)的激光辐射。

17.根据权利要求14至16中任一项所述的激光加工设备，其中，所述激光加工设备(1，21)还包括具有光束成形元件(11)的光学系统(1B)，其中，所述光束成形元件(11)设计用于将横向相位曲线施加给入射激光辐射，

其中可选地，所述光学系统(1B)设计为

用于产生拉长的聚焦区(107，107’)，该拉长的聚焦区具有至少10:1的纵横比和/或在所述聚焦区上的强度分布的横向延伸长度的最大变化，所述最大变化在50％或更小的范围内；和/或

用于形成拉长的聚焦区(107，107’)，其中，仅仅所述激光束的中心区域对所述拉长的聚焦区(107，107’)的在上游的端部或在下游的端部做出贡献。

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