JP6837969B2 - 非回折レーザビームを用いたガラス切断システムおよび方法 - Google Patents
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Description
一実施の形態によれば、少なくとも1つのガラス物品を、レーザ切断するシステムが提供される。このシステムは、パルスレーザアセンブリと、パルスレーザアセンブリ内でのレーザ切断中にガラス物品を支持するように構成された、ガラス支持アセンブリとを備えている。パルスレーザアセンブリは、入力ビームを擬似NDBビームへと変換するように構成された、少なくとも1つの擬似NDBビーム形成光学要素と、擬似NDBビームを、約1μmから約500μmの距離だけ間隔を空けた複数の擬似NDBサブビームへと変換するように構成された、少なくとも1つのビーム変換要素とを備えている。パルスレーザアセンブリは、複数の擬似NDBサブビームの1以上のパルスをガラス物品の表面上へと送出するように置かれ、このとき複数の擬似NDBサブビームのパルスの夫々は、ガラス物品に複数の穿孔を開けるように動作可能である。
少なくとも1つのガラス物品を、レーザ切断するシステムであって、パルスレーザアセンブリと、前記パルスレーザアセンブリ内での前記レーザ切断中に前記ガラス物品を支持するように構成された、ガラス支持アセンブリとを備え、前記パルスレーザアセンブリが、
入力ビームを擬似NDBビームへと変換するように構成された、少なくとも1つの非回折ビーム(NDB)形成光学要素、および、
前記擬似NDBビームを、約1μmから約500μmの距離だけ間隔を空けた複数の擬似NDBサブビームへと変換するように構成された、少なくとも1つのビーム変換要素、
を備えたものであり、
前記パルスレーザアセンブリが、前記複数の擬似NDBサブビームの1以上のパルスを前記ガラス物品の表面上へと送出するように置かれ、前記複数の擬似NDBサブビームの前記パルスの夫々が、前記ガラス物品に複数の穿孔を開けるように動作可能なものであることを特徴とするシステム。
前記少なくとも1つのNDB形成光学要素からの前記擬似NDBビームを細くするように構成された、少なくとも1つのコリメートレンズをさらに備えていることを特徴とする実施形態1記載のシステム。
前記ビーム変換要素が、前記コリメートレンズの下流に置かれていることを特徴とする実施形態2記載のシステム。
前記ビーム変換要素が、前記コリメートレンズにより生成されるフーリエ変換平面の近傍に置かれていることを特徴とする実施形態2または3記載のシステム。
前記ビーム変換要素の下流に、前記複数の擬似NDBサブビームを集束させるように構成された、少なくとも1つのさらなるコリメートレンズをさらに備えていることを特徴とする実施形態1記載のシステム。
前記ビーム変換要素が、前記さらなるコリメートレンズの焦点距離の範囲内に置かれていることを特徴とする実施形態5記載のシステム。
前記入力ビームがガウシアンビームであることを特徴とする実施形態1から6いずれか1項記載のシステム。
前記複数の擬似NDBサブビームが、互いに平行であり、かつ約1μmから約20μmの距離だけ間隔を空けたものであることを特徴とする実施形態1から7いずれか1項記載のシステム。
前記ビーム変換要素が、位相回折格子、振幅回折格子、またはこれらの組合せから選択されたものであり、前記NDB形成光学要素が、アキシコン、空間光変調器、楕円レンズ、またはこれらの組合せから選択されたものであることを特徴とする実施形態1から8いずれか1項記載のシステム。
前記ビーム変換要素が、前記複数の擬似NDBサブビームのうちの少なくとも1つの位相を、約π/4から約2πシフトさせるように構成されていることを特徴とする実施形態1から9いずれか1項記載のシステム。
前記擬似NDBビームが、ベッセルビーム、エアリービーム、ウェーバービーム、またはマチュービームであることを特徴とする実施形態1から10いずれか1項記載のシステム。
少なくとも1つのガラス物品をレーザ切断する方法において、
パルス毎に約1μmから約500μmの距離の間隔を空けた複数の擬似非回折ビーム(NDB)を生成する、パルスレーザシステムに、少なくとも1つのガラス物品を供給するステップ、
前記複数の擬似NDBサブビームを用いて前記ガラス物品に複数の穿孔をもたらして、前記少なくとも1つのガラス物品をレーザ切断するステップ、および、
前記複数の穿孔に沿って前記ガラス物品を分離して、レーザ切断されたガラス物品を生み出すステップ、
を含むことを特徴とする方法。
前記パルスレーザシステムが、入力ビームを擬似NDBビームへと変換するように構成された、少なくとも1つのNDB形成光学要素と、前記擬似NDBビームを複数の擬似NDBサブビームへと変換するように構成された、少なくとも1つのビーム変換要素とを備えていることを特徴とする実施形態12記載の方法。
前記ビーム変換要素が、位相回折格子、振幅回折格子、またはこれらの組合せから選択されたものであり、前記NDB形成光学要素が、アキシコン、空間光変調器、楕円レンズ、またはこれらの組合せから選択されたものであることを特徴とする実施形態13記載の方法。
前記複数の擬似NDBサブビームのうちの少なくとも1つの位相を、約π/4から約2πシフトさせることを特徴とする実施形態12から14いずれか1項記載の方法。
少なくとも1つのガラス物品を、レーザ切断するシステムであって、パルスレーザアセンブリと、前記パルスレーザアセンブリ内での前記レーザ切断中に前記ガラス物品を支持するように構成された、ガラス支持アセンブリとを備え、前記パルスレーザアセンブリが、
ガウシアンビームをベッセルビームへと変換するように構成された、少なくとも1つのアキシコン、
前記アキシコンの下流に配置された、第1のコリメートレンズおよび第2のコリメートレンズ、および、
前記第1のコリメートレンズおよび第2のコリメートレンズの間に置かれ、前記ベッセルビームを、約1μmから約500μmの距離だけ間隔を空けた平行な複数のサブベッセルビームへと変換するように構成された、少なくとも1つのビーム変換要素、
を備えたものであり、
前記パルスレーザアセンブリが、前記複数のサブベッセルビームの1以上のパルスを前記ガラス物品の表面上へと送出するように置かれ、前記複数のサブベッセルビームの前記パルスの夫々が、前記ガラス物品に複数の穿孔を開けるように動作可能なものであることを特徴とするシステム。
前記ビーム変換要素が、位相回折格子、振幅回折格子、またはこれらの組合せであることを特徴とする実施形態16記載のシステム。
前記複数の擬似NDBサブビームが、約1μmから約20μmの距離だけ間隔を空けたものであることを特徴とする実施形態16または17記載のシステム。
前記ビーム変換要素が、前記第1のコリメートレンズにより生成されるフーリエ変換平面の近傍に置かれていることを特徴とする実施形態16から18いずれか1項記載のシステム。
前記ビーム変換要素が、前記第2のコリメートレンズの焦点距離の範囲内に置かれていることを特徴とする実施形態16から19いずれか1項記載のシステム。
5 ガラス物品
7 入力ビーム
10 パルスレーザアセンブリ
11 光学アセンブリ
12 擬似NDBビーム
18 擬似NDBサブビーム
20 NDB形成光学要素
31、32 コリメートレンズ
40 ビーム変換要素
41 フーリエ変換平面
50 ガラス支持アセンブリ
Claims (9)
- 少なくとも1つのガラス物品を、レーザ切断するシステムであって、パルスレーザアセンブリと、前記パルスレーザアセンブリ内での前記レーザ切断中に前記ガラス物品を支持するように構成された、ガラス支持アセンブリとを備え、前記パルスレーザアセンブリが、
入力ビームを擬似NDBビームへと変換するように構成された、少なくとも1つの非回折ビーム(NDB)形成光学要素、および、
前記擬似NDBビームを、約1μmから約500μmの距離だけ間隔を空けた複数の擬似NDBサブビームへと変換するように構成された、少なくとも1つのビーム変換要素、
を備えたものであり、
前記パルスレーザアセンブリが、前記複数の擬似NDBサブビームの1以上のパルスを前記ガラス物品の表面上へと送出するように置かれ、前記複数の擬似NDBサブビームの前記パルスの夫々が、前記ガラス物品に複数の穿孔を開けるように動作可能なものであることを特徴とするシステム。 - 前記少なくとも1つのNDB形成光学要素からの前記擬似NDBビームを細くするように構成された、少なくとも1つのコリメートレンズをさらに備えていることを特徴とする請求項1記載のシステム。
- 前記ビーム変換要素が、前記コリメートレンズにより生成されるフーリエ変換平面の近傍に置かれていることを特徴とする請求項2記載のシステム。
- 前記ビーム変換要素の下流に、前記複数の擬似NDBサブビームを集束させるように構成された、少なくとも1つのさらなるコリメートレンズをさらに備えていることを特徴とする請求項2または3記載のシステム。
- 前記複数の擬似NDBサブビームが、互いに平行であり、かつ約1μmから約20μmの距離だけ間隔を空けたものであることを特徴とする請求項1から4いずれか1項記載のシステム。
- 前記ビーム変換要素が、位相回折格子、振幅回折格子、またはこれらの組合せから選択されたものであり、前記NDB形成光学要素が、アキシコン、空間光変調器、楕円レンズ、またはこれらの組合せから選択されたものであることを特徴とする請求項1から5いずれか1項記載のシステム。
- 前記擬似NDBビームが、ベッセルビーム、エアリービーム、ウェーバービーム、またはマチュービームであることを特徴とする請求項1から6いずれか1項記載のシステム。
- 少なくとも1つのガラス物品をレーザ切断する方法において、
パルス毎に約1μmから約500μmの距離の間隔を空けた複数の擬似非回折ビーム(NDB)を生成する、パルスレーザシステムに、少なくとも1つのガラス物品を供給するステップ、
複数の擬似NDBサブビームを用いて前記ガラス物品に複数の穿孔をもたらして、前記少なくとも1つのガラス物品をレーザ切断するステップ、および、
前記複数の穿孔に沿って前記ガラス物品を分離して、レーザ切断されたガラス物品を生み出すステップ、
を含み、
前記パルスレーザシステムが、入力ビームを擬似NDBビームへと変換するように構成された、少なくとも1つのNDB形成光学要素と、前記擬似NDBビームを複数の擬似NDBサブビームへと変換するように構成された、少なくとも1つのビーム変換要素とを備えていることを特徴とする方法。 - 少なくとも1つのガラス物品を、レーザ切断するシステムであって、パルスレーザアセンブリと、前記パルスレーザアセンブリ内での前記レーザ切断中に前記ガラス物品を支持するように構成された、ガラス支持アセンブリとを備え、前記パルスレーザアセンブリが、
ガウシアンビームをベッセルビームへと変換するように構成された、少なくとも1つのアキシコン、
前記アキシコンの下流に配置された、第1のコリメートレンズおよび第2のコリメートレンズ、および、
前記第1のコリメートレンズおよび第2のコリメートレンズの間に置かれ、前記ベッセルビームを、約1μmから約500μmの距離だけ間隔を空けた平行な複数のサブベッセルビームへと変換するように構成された、少なくとも1つのビーム変換要素、
を備えたものであり、
前記パルスレーザアセンブリが、前記複数のサブベッセルビームの1以上のパルスを前記ガラス物品の表面上へと送出するように置かれ、前記複数のサブベッセルビームの前記パルスの夫々が、前記ガラス物品に複数の穿孔を開けるように動作可能なものであることを特徴とするシステム。
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