LT6428B - Skaidrių medžiagų lazerinis apdirbimo būdas ir įrenginys - Google Patents

Skaidrių medžiagų lazerinis apdirbimo būdas ir įrenginys Download PDF

Info

Publication number
LT6428B
LT6428B LT2015085A LT2015085A LT6428B LT 6428 B LT6428 B LT 6428B LT 2015085 A LT2015085 A LT 2015085A LT 2015085 A LT2015085 A LT 2015085A LT 6428 B LT6428 B LT 6428B
Authority
LT
Lithuania
Prior art keywords
laser beam
gaussian
workpiece
bessel
optical element
Prior art date
Application number
LT2015085A
Other languages
English (en)
Other versions
LT2015085A (lt
Inventor
Mindaugas Mikutis
Original Assignee
Uab "Altechna R&D"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Uab "Altechna R&D" filed Critical Uab "Altechna R&D"
Priority to LT2015085A priority Critical patent/LT6428B/lt
Priority to CN201610255377.0A priority patent/CN106560269B/zh
Priority to LTEP16787347.0T priority patent/LT3356300T/lt
Priority to EP16787347.0A priority patent/EP3356300B1/en
Priority to JP2018516757A priority patent/JP7046798B2/ja
Priority to PCT/EP2016/073460 priority patent/WO2017055576A1/en
Priority to US15/761,596 priority patent/US20180345419A1/en
Priority to KR1020187012424A priority patent/KR102584490B1/ko
Publication of LT2015085A publication Critical patent/LT2015085A/lt
Publication of LT6428B publication Critical patent/LT6428B/lt

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
    • B23K26/06—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing
    • B23K26/062—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by direct control of the laser beam
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B33/00—Severing cooled glass
    • C03B33/02—Cutting or splitting sheet glass or ribbons; Apparatus or machines therefor
    • C03B33/0222—Scoring using a focussed radiation beam, e.g. laser
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/50—Working by transmitting the laser beam through or within the workpiece
    • B23K26/53—Working by transmitting the laser beam through or within the workpiece for modifying or reforming the material inside the workpiece, e.g. for producing break initiation cracks
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/0006—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring taking account of the properties of the material involved
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
    • B23K26/06—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing
    • B23K26/062—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by direct control of the laser beam
    • B23K26/0622—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by direct control of the laser beam by shaping pulses
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
    • B23K26/06—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing
    • B23K26/062—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by direct control of the laser beam
    • B23K26/0622—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by direct control of the laser beam by shaping pulses
    • B23K26/0624—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by direct control of the laser beam by shaping pulses using ultrashort pulses, i.e. pulses of 1ns or less
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
    • B23K26/06—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing
    • B23K26/062—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by direct control of the laser beam
    • B23K26/0626—Energy control of the laser beam
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
    • B23K26/06—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing
    • B23K26/064—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by means of optical elements, e.g. lenses, mirrors or prisms
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
    • B23K26/06—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing
    • B23K26/064—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by means of optical elements, e.g. lenses, mirrors or prisms
    • B23K26/0648—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by means of optical elements, e.g. lenses, mirrors or prisms comprising lenses
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
    • B23K26/06—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing
    • B23K26/064—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by means of optical elements, e.g. lenses, mirrors or prisms
    • B23K26/0652—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by means of optical elements, e.g. lenses, mirrors or prisms comprising prisms
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
    • B23K26/06—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing
    • B23K26/073—Shaping the laser spot
    • B23K26/0736—Shaping the laser spot into an oval shape, e.g. elliptic shape
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/08—Devices involving relative movement between laser beam and workpiece
    • B23K26/082—Scanning systems, i.e. devices involving movement of the laser beam relative to the laser head
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/08—Devices involving relative movement between laser beam and workpiece
    • B23K26/0823—Devices involving rotation of the workpiece
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/36—Removing material
    • B23K26/362—Laser etching
    • B23K26/364—Laser etching for making a groove or trench, e.g. for scribing a break initiation groove
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/36—Removing material
    • B23K26/38—Removing material by boring or cutting
    • B23K26/382—Removing material by boring or cutting by boring
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/36—Removing material
    • B23K26/40—Removing material taking account of the properties of the material involved
    • B23K26/402—Removing material taking account of the properties of the material involved involving non-metallic material, e.g. isolators
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B33/00—Severing cooled glass
    • C03B33/07—Cutting armoured, multi-layered, coated or laminated, glass products
    • C03B33/072—Armoured glass, i.e. comprising reinforcement
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B33/00—Severing cooled glass
    • C03B33/08—Severing cooled glass by fusing, i.e. by melting through the glass
    • C03B33/082—Severing cooled glass by fusing, i.e. by melting through the glass using a focussed radiation beam, e.g. laser
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P40/00—Technologies relating to the processing of minerals
    • Y02P40/50—Glass production, e.g. reusing waste heat during processing or shaping
    • Y02P40/57—Improving the yield, e-g- reduction of reject rates

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Laser Beam Processing (AREA)
  • Re-Forming, After-Treatment, Cutting And Transporting Of Glass Products (AREA)

Abstract

Išradimas priklauso lazerių sričiai ir yra susijęs su skaidrių terpių apdirbimu ir gali būti panaudotas skaidrių terpių tarp jų stiklų, chemiškai grūdintų stiklų, safyrų bei kitokių kristalinių medžiagų pjaustymui, skaldymui ir kitiems apdirbimo procesams panaudojant ultratrumpųjų impulsų lazerinės spinduliuotės Beselio-Gauso asimetrinio intensyvumo skirstinio pluoštą. Gauso intensyvumo skirstinio ultratrumpųjų impulsų lazerio pluoštą transformuoja į asimetrinio intensyvumo skirstinio Beselio-Gauso pluoštą patalpinant optinį elementą Gauso arba Beselio-Gauso intensyvumo skirtinio pluošto optiniame kelyje, Beselio-Gauso intensyvumo skirstinio pluošto asimetriją keičia parenkant optinio elemento medžiagą ir/arba parametrus ir/arba jo išdėstymą optiniame kelyje taip, kad Beselio-Gauso lazerinės spinduliuotės pluoštas, lokalizuotas apdirbamame ruošinyje, turi pailgą pavidalą tiek pluošto sklidimo kryptimi tiek plokštumoje, statmenoje minėtai lazerinės spinduliuotės pluošto sklidimo krypčiai. Formuojant pjovimo ir/arba skilimo plokštumą, minėtą skaidrios medžiagos ruošinį ir lokalizuotą Beselio-Gauso lazerinės spinduliuotės pluoštą vienas kito atžvilgiu valdomai perkelia taip, kad ruošinyje suformuotos pailgo pavidalo pažaidos sritys išilgai išdėstomos viena po kitos pjovimo ir/arba skilimo plokštumos trajektorijoje.

Description

Technikos sritis, kuriai yra skiriamas išradimas.
Išradimas priklauso lazerių sričiai ir yra susijęs su skaidrių terpių apdirbimu ir gali būti panaudotas skaidrių terpių tarp jų stiklų, chemiškai grūdintų stiklų, safyrų bei kitokių kristalinių medžiagų pjaustymui, skaldymui ir kitiems apdirbimo procesams panaudojant ultratrumpųjų impulsų lazerinės spinduliuotės Beselio-Gauso asimetrinio intensyvumo skirstinio pluoštą.
Technikos lygis.
Dauguma skaidrių terpių pjaustymo arba skaldymo ar raižymo būdų ir įrenginių yra pagrįsti lazerinio šaltinio generuojamo šviesos pluošto fokusavimu skaidrios terpės paviršiuje arba tūryje, tokiu būdu skaidrioje terpėje suformuojant įtrūkimą, dėl kurio skaidri terpė skyla arba lūžta dėl išorinės jėgos poveikio.
Tarptautinėje patentinėje paraiškoje WO20122006736, 2012-01-19, aprašytas skaidrios medžiagos ruošinio paruošimas jos suskaldymui būdas, apimantis šią operacijų seką: ultratrumpųjų impulsų lazerinės spinduliuotės pluošto nukreipimą į ruošinį ir fokusavimą jame, kur ruošinio medžiaga yra skaidri sufokusuotam spinduliuotės pluoštui. Lazerio spinduliuotės impulsų trukmė ir energija yra parinkta taip, kad suformuotų minėtame ruošinyje siūlelio pavidalo pažaidos sritį (filamentą), kuri savo išilgine kryptimi tęsiasi pluošto sklidimo kryptimi skersai ruošinio storio. Vykdo ruošinio perkėlimą atžvilgiu fokusuojamo lazerinio pluošto pasirinktinai tiek kartų ir tokia kryptimi, kad minėtame ruošinyje sukuriamas reikiamas skaičius papildomų siūlelio pavidalo pažaidos sričių, suformuojant jame norimą skilimo plokštumos trajektoriją.
Artimiausias pagal techninę esmę yra skaidrios medžiagos ruošinio apdirbimo būdas ir įrenginys aprašytas tarptautinėje patentinėje paraiškoje WO 2014/079478 A1, 2014-05-30. Žinomas skaidrių terpių apdirbimo būdas naudoja ultratrumpųjų impulsų lazerinės spinduliuotės Beselio-Gauso intensyvumo skirstinio pluoštą bei apima šią operacijų seką: iš lazerinio šaltinio ultratrumpųjų impulsų lazerinės spinduliuotės Gauso pluoštą nukreipia į optinę sistemą, formuojančią Beselio-Gauso intensyvumo skirstinio lazerinės spinduliuotės pluoštą, kurį optiniais elementais nukreipia į apdorojamą ruošinį ir jame lokalizuoja. Ruošinio medžiaga yra skaidri lokalizuojamam Beselio-Gauso lazerinės spinduliuotės pluoštui, o lazerinės spinduliuotės impulsų trukmė ir energija yra parenkama taip, kad minėto ruošinio medžiagoje viršytų optinės pažaidos slenkstį ir suformuotų pažaidos sritį, sudarytą iš mikrometrinių matmenų įtrūkimų, kuri išilgine ašimi tęsiasi fokusuojamo lazerinio pluošto sklidimo kryptimi skersai ruošinio. Atlieka minėto ruošinio perkėlimą atžvilgiu fokusuojamo pluošto, sukuriant ruošinyje kitą pažeistą dėmę. Perkėlimą vykdo pasirinktinai tiek kartų ir tokia kryptimi, kad minėtame ruošinyje sukurtų reikiamą skaičių papildomų pažaidos sričių, suformuojant norimą ruošinio pjovimo/skilimo plokštumos trajektoriją.
Žinomuose įrenginiuose naudojant Gauso lazerinės spinduliuotės arba Beselio-Gauso lazerinės spinduliuotės pluoštą vienu lazerinės spinduliuotės impulsu perdengiama tam tikra dalis ruošinio storio ar visas ruošinio storis, ir tai leidžia pasiekti didelį ruošinio apdorojimo tikslumą ir greitį. Artimiausiame pagal techninę esmę žinomame būde ir įrenginyje lokalizuojamas ruošinyje Beselio-Gauso intensyvumo skirstinio lazerinės spinduliuotės pluoštas suformuoja pažaidos sritį, kuri tęsiasi ruošinyje minėto lazerinio pluošto sklidimo kryptimi ir turi artimą apskritimui pavidalą plokštumoje, statmenoje lazerinės spinduliuotės sklidimo krypčiai. Suformuotos artimo apskritimui skerspjūvio pažaidos sritys išdėstomos viena šalia kitos taip suformuojant skilimo ir/arba pjovimo plokštumos trajektorijos konfigūraciją. Pjovimo ir/arba skilimo plokštuma suformuota ruošinyje iš apskrito skersmens pailgų dėmių ruošinio skilimo metu sukuria atsitiktinės krypties ar kelių atsitiktinių krypčių įtempius bei įskilimus ruošinio medžiagos tūryje ir ant paviršiaus skilimo ir/arba pjūvio trajektorijos atžvilgiu. Tai daro neigiamą įtaką skilimo ir/arba pjūvio kokybei, ypač kai skilimo ir/arba pjūvio plokštumos trajektorija yra sudaryta iš skirtingų spindulių kreivių. Be to, dėl susidariusių atsitiktinių skilimų ir įtempiu, atsišakojusių nuo skilimo trajektorijos ruošinio tūryje ir paviršiuje, sumažėja apdirbto ruošinio mechaninis atsparumas, padidėja ruošinio medžiagos išeiga ir sumažėja apdirbimo našumas bei greitis.
Išradimu sprendžiama problema.
Išradimu siekiama pagerinti skaidrių medžiagų apdorojimo kokybę skaldant ar pjaunant skaidrias medžiagas, kartu pagerinant skaidrių medžiagų išeigą, apdorojimo našumą ir greitį.
Išradimo esmės atskleidimas
Uždavinio sprendimo esmė pagal pasiūlytą išradimą yra ta, kad skaidrių medžiagų apdirbimo būde apimančiame ultratrumpųjų impulsų lazerinės spinduliuotės Gauso intensyvumo skirstinio pluošto nukreipimą iš lazerio šaltinio į optinę sistemą, formuojančią Beselio-Gauso intensyvumo skirstinio lazerinės spinduliuotės pluoštą, lokalizavimą apdirbamame ruošinyje, kur ruošinio medžiaga yra skaidri lokalizuojamo Beselio-Gauso intensyvumo skirstinio lazerinės spinduliuotės pluoštui, lazerio spinduliuotės impulsų trukmės ir energijos parinkimą taip, kad minėto ruošinio medžiagoje viršytų optinės pažaidos slenkstį ir suformuotų pažaidos sritį, kuri tęsiasi minėto lazerinio pluošto sklidimo kryptimi, minėto skaidrios medžiagos ruošinio ir lazerinio pluošto valdomą perkėlimą vienas kito atžvilgiu, tam kad minėtame ruošinyje sukurtų viena šalia kitos reikiamą skaičių papildomų pažaidos sričių suformuojant norimos trajektorijos ruošinio pjovimo ir/arba skilimo plokštumą. Gauso intensyvumo skirstinio ultratrumpųjų impulsų lazerio pluoštą transformuoja į Beselio-Gauso asimetrinio intensyvumo skirstinio pluoštą patalpinant optinį elementą Gauso arba Beselio-Gauso intensyvumo skirtinio pluošto optiniame kelyje, Beselio-Gauso intensyvumo skirstinio pluošto asimetriją keičia parenkant optinio elemento medžiagą ir/arba parametrus ir/arba jo išdėstymą optiniame kelyje taip, kad Beselio-Gauso asimetrinio intensyvumo skirstinio lazerinės spinduliuotės pluoštas, suformuotas optinėje sistemoje ir lokalizuotas apdirbamame ruošinyje turi pailgą pavidalą plokštumoje, statmenoje minėtai lazerinės spinduliuotės pluošto sklidimo krypčiai ir suformuoja pailgo pavidalo pažaidos sritį ruošinyje, o formuojant pjovimo ir/arba skilimo plokštumą, minėtą skaidrios medžiagos ruošinį ir lokalizuotą lazerinės spinduliuotės Beselio-Gauso asimetrinio intensyvumo skirstinio pluoštą vienas kito atžvilgiu valdomai perkelia taip, kad suformuotos pailgo pavidalo pažaidos sritys ruošinyje išdėstomos išilgai viena po kitos pjovimo ir/arba skilimo plokštumos trajektorijoje.
Suformuotų pažaidos sričių pailgas pavidalas plokštumoje, statmenoje lazerinio pluošto sklidimo krypčiai gali būti artimas elipsės pavidalui. Apdirbamame ruošinyje pailgo pavidalo pažaidų sritys išilgai išdėstomos viena po kitos pjovimo ir/arba skilimo plokštumos trajektorijoje tam tikru atstumu viena nuo kitos taip, kad tarp gretimų pažaidos sričių centrų atstumas dx yra diapazone nuo 0,5 iki 15 pažaidos sričių ilgio, kur pažaidos srities (18b) matmenys ilgąja ašimi (18e) gali būti nuo maždaug 1 pm iki maždaug 20 pm, o ilgąja ašimi pažaidos sritis gali būti nuo maždaug 1,3 iki 5 kartų, geriau 2 kartus, didesnė už jos matmenį trumpąja ašimi.
Apdirbamo ruošinio skaidri medžiaga gali būti tokia kaip stiklas, chemiškai grūdintas stiklas, safyras bei kitokios kristalinės bei amorfinės medžiagos.
Pažaidos srities ilgis lazerinio pluošto sklidimo kryptimi suformuotas skaidrios medžiagos ruošinyje gali būti mažesnis už plokštelės pavidalo ruošinio storį ir nesisieti su nei vienu iš plokštelės paviršių, arba pažaidos srities ilgis atitinka plokštelės pavidalo ruošinio storį ir siejasi su abiem plokštelės paviršiais arba pažaidos srities ilgis mažesnis už plokštelės pavidalo ruošinio storį ir siejasi su vienu iš paviršių.
Privalumą turintis pasiūlyto išradimo konstrukcinis išpildymas yra skaidrių medžiagų apdirbimo įrenginys, apimantis lazerinį šaltinį, generuojantį ultratrumpųjų impulsų spinduliuotės Gauso intensyvumo skirstinio pluoštą, optinę sistemą, formuojančią Beselio-Gauso intensyvumo skirstinio lazerinės spinduliuotės pluoštą ir jj lokalizuojantį apdirbamame ruošinyje, kur ruošinio medžiaga yra skaidri BeselioGauso intensyvumo skirstinio lazerinės spinduliuotės pluoštui, lazerinės spinduliuotės impulsų trukmė ir energija yra parinkta taip, kad minėtame ruošinyje sukelia pailgą pažaidos sritį, kuri tęsiasi minėto lazerinio pluošto sklidimo kryptimi, perkėlimo mechanizmą, skirtą minėto skaidrios medžiagos ruošinio ir lazerinio Beselio-Gauso intensyvumo skirstinio pluošto perkėlimui vienas kito atžvilgiu, tam kad minėtame ruošinyje sukurtų pjovimo ir/arba skilimo plokštumos norimą trajektoriją, ir perkėlimo valdymui skirtą valdiklį. Įrenginyje numatytas optinis elementas, patalpintas Gauso arba Beselio-Gauso intensyvumo skirstinio pluošto optiniame kelyje, skirtas BeselioGauso pluošto intensyvumo skirstinio simetrijai suardyti, kur optinės sistemos pagalba suformuotas Beselio-Gauso spinduliuotės asimetrinio intensyvumo skirstinio pluoštas lokalizuotas ruošinyje, suformuoja pažaidos sritį, kuri yra pailgo pavidalo plokštumoje, statmenoje sklidimo krypčiai, o perkėlimo mechanizmas sukonstruotas taip, kad minėtą skaidrios medžiagos ruošinį ir Beselio-Gauso spinduliuotės asimetrinio intensyvumo skirstinio pluoštą vienas kito atžvilgiu valdomai perkelia taip, kad suformuotos pailgo pavidalo pažaidos sritys išsidėsto išilgai viena po kitos pjovimo ir/arba skilimo plokštumos trajektorijoje.
Optinis elementas gali būti skaidri plokštelė patalpinta lazerinės spinduliuotės Gauso arba Beselio-Gauso intensyvumo skirstinio pluošto kelyje ir išdėstyta jame taip, kad ji perdengia pusė minėto pluošto kur neperdengta ir perdengta pluošto dalys yra simetriškos, neperdengta pluošto dalis praeina tiesiogiai, o perdengta pluošto dalis praeina per skaidrią minėtą plokštelę.
Optinis elementas gali būti skaidri plokštelė sudaryta iš skirtingo storio pirmosios ir antrosios zonų, išdėstyta lazerinės spinduliuotės Gauso arba BeselioGauso intensyvumo skirstinio pluošto kelyje taip, kad minėtos pirmoji ir antroji zonos padalina minėtą pluoštą j dvi simetrines lygias dalis, kur pirmoji pluošto dalis praeina per pirmąją skaidrios plokštelės zoną, o antroji pluošto dalis praeina per antrąją plokštelės zoną.
Optinis elementas gali būti skaidri plokštelė sudaryta iš skirtingo lūžio rodiklio pirmosios ir antrosios zonų, išdėstytų lazerinės spinduliuotės Gauso arba BeselioGauso intensyvumo skirstinio pluošto kelyje taip, kad minėtos zonos padalina pluoštą į dvi simetrines lygias dalis, kur pirmoji pluošto dalis praeina per pirmąją plokštelės zoną, o antroji pluošto dalis praeina per plokštelės antrąją zoną.
Perkėlimo mechanizmas apima galintį suktis pirmąjį staliuką, ant kurio pritvirtintas optinis elementas ir galintį pasislinkti tiesiaeigiu judesiu antrąjį staliuką, ant kurio pritvirtintas apdorojamas ruošinys, pirmasis ir antrasis staliukai valdomi valdikliu, kurie gauna kompiuterio komandas priklausomai nuo pasirinktos pjovimo ir/arba skilimo trajektorijos taip, kad formuojamos pjovimo ir/arba skilimo plokštumos trajektorijos kryptį valdo pirmuoju staliuku sukant optinį elementą, o pažaidos sričių išdėstymą ruošinyje tam tikru atstumu viena nuo kitos valdomai vykdo tiesiaeigio poslinkio antruoju staliuku.
Perkėlimo mechanizmas gali apimti Dove prizmę, išdėstytą lazerinės spinduliuotės Gauso arba Beselio-Gauso intensyvumo skirstinio pluošto kelyje ir pagal pluošto sklidimo kryptįuž nejudamai privirtintos skaidrios plokštelės ir įtaisytą ant galinčio suktis pirmojo staliuko, o ant galinčio pasislinkti tiesiaeigiu judesiu antrojo staliuko pritvirtintas apdorojamas ruošinys, pirmas ir antras staliukai gauna valdymo komandas iš kompiuterio priklausomai nuo apibrėžtos trajektorijos taip, kad formuojamos skilimo plokštumos trajektorijos kryptis valdoma pirmuoju staliuku sukant Dove prizmę, o pažaidos sričių išdėstymą ruošinyje tam tikru atstumu išilgine kryptimi viena nuo kitos skilimo ir/arba pjovimo plokštumos trajektorijoje valdomai vykdo tiesiaeigio poslinkio antruoju staliuku.
Lazerinio pluošto kelyje pagal pluošto sklidimo kryptį prieš arba už optinio elemento gali būti patalpinta ketvirčio bangos ilgio plokštelė, skirta lazerio spinduliuotės tiesinę poliarizaciją pakeisti į apskritiminę.
Lazerinio pluošto kelyje pagal pluošto sklidimo kryptį už optinio elemento gali būti patalpinta pusės bangos ilgio plokštelė, kuri įtaisyta ant pirmojo sukamo staliuko ir sukama kartu su Dove prizme tam, kad išlaikyti tokią pačią krintančios lazerinės spinduliuotės poliarizaciją.
Išradimo naudingumas.
Pagal išradimą pasiūlytas skaidrių medžiagų lazerinis apdirbimo būdas ir įrenginys leidžia suformuoti apdirbamame ruošinyje pažaidos sritis, kurios yra pailgo pavidalo tiek lazerinės spinduliuotės sklidimo kryptimi tiek plokštumoje, statmenoje lazerinės spinduliuotės sklidimo krypčiai. Ruošinyje formuojamų pažaidos sričių išdėstymo kryptį ir atstumą tarp jų galima valdyti valdomu perkėlimo mechanizmu išdėstant jas išilgai viena po kitos pjovimo ir/arba skilimo plokštumos trajektorijoje taip suformuojant norimą pjovimo ir/arba skilimo plokštumos trajektoriją iš pailgų geriau artimų elipsei pažaidos sričių. Pasiūlytu būdu ir įrenginiu formuojant skilimo ir/arba pjovimo plokštumos trajektoriją galima kontroliuoti įtempio ar įskilimo kryptį apdirbamo ruošinio medžiagoje ir tuo pačiu jtempius ar įskilimus formuoti išilgai pjūvio trajektorijos, o tai leidžia iki minimumo sumažinti arba visai išvengti ruošinio medžiagos tūryje ir paviršiuje atsitiktinių skilimų ir įtempiu atžvilgiu skilimo ir/arba pjovimo trajektorijos, o dėl to žymiai pagerėja skaidrių medžiagų ruošinių apdorojimo kokybė, ruošinio medžiagos išeiga ir apdorojimo našumas bei greitis apdorojant skaidrių medžiagų lakštus laisvoms jų formoms gauti. Apdirbimo kokybė, našumas ir greitis didėja dėl prailgintos pažaidos srities ir mikrometrinių matmenų įtrūkimų tvarkingo išdėstymo pjovimo ir/arba skilimo plokštumos trajektorijoje, dėl tvarkingo mikroįtrūkių orientavimo ir jų pačių dydžio.
Trumpas brėžinių figūrų aprašymas
Fig. 1 pavaizduota pasiūlyto skaidrių medžiagų lazerinio apdirbimo įrenginio principinė blokinė schema.
Fig. 2 pavaizduota optinio elemento, keičiančio lazerinės spinduliuotės intensyvumo skirstinio simetriją konfigūracijos ir išdėstymas pluošto atžvilgiu.
Fig. 3a pavaizduota pasiūlyto įrenginio principinė optinė schema, kai optinis elementas yra pritvirtintas prie galinčio suktis staliuko ir patalpintas Gauso intensyvumo skirstinio pluošto optiniame kelyje prieš optinę sistemą, formuojančią
Beselio-Gauso intensyvumo skirstinio lazerinę spinduliuotę.
Fig.3b pavaizduota pasiūlyto įrenginio principinė optinė schema, kai optinis elementas pritvirtintas prie galinčio suktis staliuko ir patalpintas Beselio-Gauso intensyvumo skirstinio pluošto optiniame (pateikti du optinio elemento išdėstymo variantai).
Fig.4a pavaizduota pasiūlyto įrenginio principinė optinė schema, kai optinis elementas yra nejudamai įtaisytas Gauso intensyvumo skirstinio pluošto optiniame kelyje, o už jo prie galinčio suktis staliuko įtaisyta Dove prizmė.
Fig.4b pavaizduota pasiūlyto įrenginio principinė optinė schema, kai optinis elementas yra nejudamai įtaisytas Gauso intensyvumo skirstinio pluošto optiniame kelyje, o Beselio-Gauso intensyvumo skirstinio pluošto optiniame kelyje prie galinčio suktis staliuko įtaisyta Dove prizmė.
Fig.5 pavaizduoti lazerinės spinduliuotės simetrinio ir asimetrinio BeselioGauso intensyvumo skirstinio pluošto (viršutinė eilė) indukuotų pažaidos sričių skaidrios medžiagos ruošinyje vaizdai (apatinė eilė), kur
18a -pavaizduota lazerinės spinduliuotės Beselio-Gauso simetrinio intensyvumo skirstinio pluošto indukuota pažaidos sritis su atsitiktiniais įskilimais apdirbamo ruošinio skaidrioje medžiagoje (lazerinės spinduliuotės pluošto optiniame kelyje nėra optinio elemento, transformuojančio jį į asimetrinio intensyvumo skirstinio Beselio-Gauso pluoštą).
18b - pavaizduota lazerinės spinduliuotės Beselio-Gauso asimetrinio intensyvumo skirstinio pluošto ruošinyje indukuota pažaidos sritis su įskilimais apdirbamo ruošinio skaidrioje medžiagoje (lazerinės spinduliuotės pluošto optiniame kelyje patalpintas optinis elementas, transformuojantis jį į asimetrinio intensyvumo skirstinio Beselio-Gauso pluoštą).
Fig.6 pavaizduota pailgų, artimų elipsiniam pavidalui, pažaidos sričių išdėstymas išilgai viena po kitos formuojamos pjovimo ir/arba skilimo plokštumos trajektorijoje.
Fig.7 pavaizduoti keturi variantai pažaidos sričių ilgių 18f ir jų išdėstymo, suformuotų lazerinio pluošto sklidimo kryptimi, skaidrios medžiagos ruošinyje.
Fig.8 nuotrauka vaizduojanti skaidrios medžiagos ruošinyje suformuotų pažaidos sričių įtrūkiu krypties valdymą sukant optinį elementą.
Skaidrių medžiagų lazerinis apdirbimo būdas apima šią operacijų seką: ultratrumpųjų impulsų lazerinės spinduliuotės Gauso intensyvumo skirstinio pluoštas transformuojamas į asimetrinio intensyvumo Beselio-Gauso pluoštą, patalpinant lazerinės spinduliuotės Gauso arba Beselio-Gauso intensyvumo skirstinio pluošto optiniame kelyje optinį elementą, skirtą lazerinės spinduliuotės intensyvumo skirstinio simetrijai suardyti. Suformuotas Beselio-Gauso asimetrinio intensyvumo skirstinio lazerinės spinduliuotės pluoštas lokalizuojamas apdirbamo ruošinio tūryje, kur ruošinio medžiaga yra skaidri lokalizuotam lazerinės spinduliuotės pluoštui. Lazerinės spinduliuotės impulsų trukmės ir energijos parinkimas taip, kad minėto ruošinio medžiagoje viršytų optinės pažaidos slenkstį ir suformuotų jame pažaidos sritį. Lokalizuotas Beselio-Gauso asimetrinio intensyvumo skirstinio lazerinės spinduliuotės pluoštas minėtame ruošinyje suformuoja pažaidos sritį, kuri tęsiasi minėto lazerinio pluošto sklidimo kryptimi ir yra pailga, pavyzdžiui artima elipsės pavidalui, plokštumoje, statmenoje lazerinio pluošto sklidimo krypčiai. Minėtas skaidrios medžiagos ruošinys ir lokalizuotas Beselio-Gauso asimetrinio intensyvumo skirstinio lazerinis pluoštas valdomai perkeliami vienas kito atžvilgiu suformuojant reikiamą skaičių norimos krypties pailgo pavidalo pažaidos sričių, kurias išdėsto išilgai viena po kitos pjovimo ir/arba skilimo plokštumos trajektorijoje tam tikru atstumu viena nuo kitos taip, kad tarp gretimų pažaidos sričių centrų atstumas dx gali būti diapazone nuo 0,5 iki 15 pažaidos sričių ilgių. Apdirbamo ruošinio skaidri medžiaga gali būti tokia kaip stiklas, chemiškai grūdintas stiklas, safyras bei kitokios kristalinės medžiagos. Pažaidos srities ilgis lazerinio pluošto sklidimo kryptimi suformuotas skaidrios medžiagos ruošinyje gali būti mažesnis už plokštelės pavidalo ruošinio storį ir nesisieti su nei vienu iš plokštelės paviršių, arba pažaidos srities ilgis atitinka plokštelės pavidalo ruošinio storį ir siejasi su abiem plokštelės paviršiais arba pažaidos srities ilgis mažesnis už plokštelės pavidalo ruošinio storį ir siejasi su vienu iš paviršių.
Pasiūlyto išradimo realizavimų aprašymas
Skaidrių medžiagų lazerinis apdirbimo įrenginys, realizuojantis pasiūlyto išradimo būdą apima:
- lazerinį šaltinį 1, generuojantį ultratrumpųjų impulsų lazerinės spinduliuotės
Gauso intensyvumo skirstinio pluoštą 2,
- optinį elementą (3, 3‘, 3“), skirtą lazerinės spinduliuotės Beselio-Gauso intensyvumo skirstinio ultratrumpųjų impulsų lazerio pluoštą transformuoti į asimetrinio intensyvumo skirstinio Beselio-Gauso pluoštą,
- valdomai sukamą įtaisą (4a, 4b), skirtą pažaidos sričiai 18b pakreipti norima linkme apdirbamame ruošinyje 7 formuojant pjovimo ir/arba skilimo plokštumos trajektoriją,
- optinę sistemą 5, skirtą lazerinės spinduliuotės Beselio-Gauso intensyvumo skirstinio pluoštui formuoti ir jį lokalizuoti skaidriame šiam pluoštui apdirbamame ruošinyje 7,
- staliuką 8, galintį pasislinkti tiesiaeigiu judesiu, valdomą valdikliu 10, gaunančiu valdymo komandas iš kompiuterio 9,
- optinį elementą 11 Beselio-Gauso pluoštui generuoti, tokį kaip erdvinis šviesos moduliatorius, kūginis lęšis,
- optinių komponentų rinkinį 12, 13, skirtą Beselio-Gauso pluoštui lokalizuoti apdorojamo ruošinio medžiagos tūryje,
- skaidrią plokštelę (14a), skirtą optinio elemento (3, 3‘, 3“) funkcijai atlikti,
- skaidrią plokštelę (14b), sudarytą iš skirtingo storio zonų, skirtą optinio elemento (3, 3‘, 3“) funkcijai atlikti,
- skaidrią plokštelę (14c), sudarytą iš skirtingo lūžio rodiklio zonų, skirtą optinio elemento (3, 3‘, 3“) funkcijai atlikti,
- sukamą judesį realizuojantį staliuką (15, 15‘, 15“), skirtą optiniam elementui (3, 3‘, 3“) arba Dove prizmei (16, 16‘) sukti,
- optinę schemą 19, skirtą Beselio-Gauso asimetrinio intensyvumo skirstinio pluošto lazerinei spinduliuotei suformuoti.
Fig. 1 pavaizduota pasiūlyto skaidrių medžiagų lazerinio apdirbimo įrenginio principinė blokinė schema, realizuojanti plokštelės pavidalo ruošinių 7 lazerinio mikroapdirbimo būdą, būtent pjovimą arba paruošiamąjį pjovimą, skirtą ruošinio skaldymui realizuoti, kur ruošinio plokštelės medžiaga yra skaidri lazerinio šaltinio 1 spinduliuotei 2. Medžiaga yra skaidri tam tikram lazerinio šaltinio spinduliuotės bangos ilgiui, kai to bangos ilgio spinduliuotės vieno fotono energija yra mažesnė nei medžiagos draustinių energijų juosta, ir tokio lazerinio šaltinio spinduliuotės sugertis įmanoma tik dėl netiesinių procesų, inicijuojamų didelio intensyvumo ultratrumpųjų impulsų spinduliuote. Būdas realizuojamas parinkus optinę schemą 19, skirtą suformuoti lazerinės spinduliuotės Beselio-Gauso asimetrinio intensyvumo skirstinio pluoštą ir lazerinės spinduliuotės parametrus, kad impulsinio Beselio-Gauso asimetrinio intensyvumo skirstinio pluošto 6b sąveika su ruošinio 7 medžiaga indukuotų pažaidos sritį 18b medžiagoje, kurios forma yra pailga tiek pluošto sklidimo kryptimi, tiek plokštumoje, statmenoje sklidimo krypčiai. Kompiuteriu 9 valdomas valdiklis 10 valdo indukuotų pažaidos sričių 18b skaičių ir jų išdėstymą 18c išilgai vieną po kitos, perkeliant ruošinį 7 ir Beselio-Gauso asimetrinio intensyvumo skirstinio lazerinės spinduliuotės pluoštą, kurio forma pluošto sklidimo krypčiai statmenoje plokštumoje turi pailgą, artimą elipsės pavidalui formą, vienas kito atžvilgiu. Indukuotos pailgos pažaidos sritys 18b dėl vidinių įtempiu jungiasi į skilimų plokštumą, suformuojant jos norimą trajektoriją 18d. Medžiagos pažaidos sričių 18b geometriniai matmenys bei pažaidos mastas valdomas parenkant lazerinės spinduliuotės parametrus, tokius kaip lazerinio impulso trukmė, vidutinė lazerinio impulso energija, lazerinio šaltinio bangos ilgis ir Beselio-Gauso pluošto kūgio kampas. Tipiniai medžiagos pažaidos sričių 18b matmenys ilgąja ašimi 18e, plokštumoje statmenoje pluošto sklidimo krypčiai, gali būti nuo maždaug 1 pm iki maždaug 20 pm, o ilgąja ašimi pažaidos sritis gali būti nuo maždaug 1,3 iki 5 kartų, kaip pavyzdžiui maždaug 2 kartus, didesnė už jos matmenį trumpąja ašimi, priklausomai nuo ruošinio medžiagos tipo, storio ir sluoksnių struktūros, jei tokią turi. Būdui realizuoti naudojamas ultratrumpųjų impulsų lazeris, kurio impulso trukmė gali būti nuo maždaug 1 ps iki 100 ps, tokia kaip pavyzdžiui diapazone nuo 10 ps iki 100 ps. Vidutinė lazerio impulso energija, matuojama ties apdirbama medžiaga, parenkama mažesnė nei 1000 pJ, pavyzdžiui mažesnė nei 400 pJ. Lazerinio šaltinio bangos ilgis parenkamas toks, kad to bangos ilgio vieno fotono energija yra mažesnė nei apdirbamos medžiagos draustinių energijų juosta, tokia kaip pavyzdžiui mažesnė nei 3 pm. Realizuojama tokia optinė schema, kur Beselio-Gauso pluošto kūgio pusė kampo 17 yra diapazone nuo 4 laipsnių iki 45 laipsnių, pavyzdžiui diapazone nuo 4 laipsnių iki 20 laipsnių. Perkeliant plokštelės pavidalo ruošinį 7 ir artimą elipsės pavidalui Beselio-Gauso skirstinio pluoštą 6b vienas kito atžvilgiu, viena po kitos indukuojamos pažaidos sritys 18b apdirbamo ruošinio 7 medžiagoje, kurios išdėstomos išilgai viena po kitos formuojamos pjovimo ir/arba skilimo plokštumos trajektorijoje tam tikru atstumu dx, kuris gali būti diapazone nuo 0,5 iki 15 pažaidos sričių ilgių, priklausomai nuo apdirbamos medžiagos tipo, storio ir sluoksnių struktūros, jei tokią turi. Parenkami optinės sistemos 5 ir lazerinės spinduliuotės 2 parametrai, kad pailgo, geriau artimo elipsei, pavidalo Beselio-Gauso asimetrinio intensyvumo skirstinio pluošto 6b ir apdirbamo ruošinio 7 medžiagos sąveikos indukuojama pažaidos sritis 18b pluošto sklidimo kryptimi būtų tokio ilgio 18f, kad šis ilgis būtų mažesnis už plokštelės pavidalo ruošinio 7 storį ir nesisietų su nė vienu iš plokštelės paviršių, arba modifikacijos ilgis 18f atitiktų plokštelės pavidalo ruošinio storį ir sietųsi su abiem plokštelės paviršiais 7a, 7b, arba modifikacijos ilgis 18f būtų mažesnis už plokštelės pavidalo ruošinio storį ir sietųsi su priekiniu paviršiumi 7a, arba modifikacijos ilgis 18f būtų mažesnis už plokštelės pavidalo ruošinį ir sietųsi su galiniu ruošinio paviršiumi 7b.
Fig.3a pateikta viena iš pasiūlyto išradimo realizacijų, kur ultratrumpųjų impulsų lazeris 1 generuoja lazerinės spinduliuotės Gauso intensyvumo skirstinio pluoštą 2, kuris sklinda pro lazerinės spinduliuotės pluošto simetriją ardantį optinį elementą 3. Toliau asimetrinio intensyvumo skirstinio pluoštas sklinda pro tipinį optinį elementą 11 Beselio-Gauso pluoštui generuoti, tokį kaip erdvinis šviesos moduliatorius, kūginis lęšis, kurį praėjus iš lazerinės spinduliuotės pluošto susiformuoja Beselio-Gauso asimetrinio intensyvumo skirstinio lazerinės spinduliuotės pluoštas, kuris yra pailgo, artimo elipsei pavidalo plokštumoje, statmenoje jo sklidimo krypčiai. Asimetrinio intensyvumo skirstinio Beselio-Gauso pluoštas toliau gali būti modifikuotas naudojant pluošto atvaizdavimui skirtų optinių komponentų rinkinį 12, 13, arba tiesiog lokalizuotas apdorojamo ruošinio 7 medžiagos tūryje. Lazerinės spinduliuotės asimetrinio intensyvumo skirstinio BeselioGauso pluoštui sąveikaujant su apdorojama medžiaga, sukelia medžiagos modifikacijas tokias kaip pažaidos sritis 18b, kurios inicijuoja mikro įtrūkimo plokštumos trajektoriją 18d medžiagoje, kurios kryptis valdoma sukamuoju įtaisu 4a sukant optinį elementą 3 galinčiu suktis staliuku 15. Nuosekliai, tam tikru atstumu 18c vienas nuo kito išdėstomi lazerinės spinduliuotės impulsai XN-i, Xn, Xn+i medžiagoje naudojant tiesiaeigio poslinkio staliuką 8, galinčiu suktis staliuką 15, ir valdiklį 10, kurie gauna kompiuterio 9 komandas priklausomai nuo pasirinktos pjovimo ir/arba skilimo trajektorijos. Arba optinių komponentų rinkinys kartu arba be lazerio gali būti judinamas apdorojamo ruošinio atžvilgiu tokiam pačiam efektui gauti.
Fig.3b pateiktos kitos pasiūlyto išradimo realizacijos analogiškos pirmajai pasiūlyto išradimo realizacijai, kuriose valdomai sukamas įtaisas 4a, apimantis optinį elementą (3‘, 3“) įtaisytą ant galinčio suktis staliuko (15‘, 15“), skirtas pažaidos sričiai 6b ruošinyje 7 pakreipti norima linkme apdirbamame ruošinyje 7 formuojant pjovimo ir/arba skilimo plokštumos trajektoriją, yra patalpintas lazerinės spinduliuotės BeselioGauso intensyvumo skirstinio pluošto kelyje pagal lazerinio pluošto sklidimo kryptį už optinio elemento 11, skirto Beselio-Gauso pluoštui generuoti arba tarp optinių elementų 12 ir 13.
Fig. 4a pateikta dar kita pasiūlyto išradimo realizacija, kur optinė schema 19 apima valdomai sukamą įtaisą 4b, patalpintą lazerinės spinduliuotės Gauso intensyvumo skirstinio pluošto 2 optiniame kelyje prieš optinę sistemą 5, skirtą lazerinės spinduliuotės Beselio-Gauso intensyvumo skirstinio pluoštui generuoti. Valdomai sukamas įtaisas 4b apima optinį elementą 3 ir Dove prizmę 16, kuri įtaisyta ant galinčio suktis staliuko 15 už nejudamai įtaisyto optinio elemento 3 pagal lazerinio pluošto sklidimo kryptį. Ultratrumpųjų impulsų lazerio 1 generuojamas lazerinės spinduliuotės Gauso profilio intensyvumo skirstinio pluoštas 2, sklinda pro lazerinės spinduliuotės pluošto simetriją ardantį optinį elementą 3, esantį Gauso intensyvumo skirstinio lazerinės spinduliuotės pluošto 2 optiniame kelyje, ir toliau sklinda pro tipinį optinį elementą 11, Beselio-Gauso pluoštui generuoti, tokį kaip erdvinis šviesos moduliatorius, kūginis lęšis. Asimetrinio intensyvumo skirstinio Beselio-Gauso lazerinis pluoštas toliau gali būti modifikuotas naudojant pluošto atvaizdavimui skirtų optinių komponentų rinkinį 12, 13, arba tiesiog lokalizuotas apdorojamo ruošinio 7 medžiagos tūryje. Lazerinės spinduliuotės Beselio-Gauso asimetrinio intensyvumo skirstinio pluoštas sąveikaujant su apdorojama medžiaga, sukelia ruošinio medžiagoje pažaidos sritis 18b, kurios inicijuoja medžiagoje mikro įtrūkimo plokštumos trajektoriją 18d, kurios kryptis valdoma sukant ultratrumpųjų impulsų lazerio Gauso intensyvumo skirstinio pluošto 2 vaizdą, prasklidusį pro optinį elementą 3. Tai įgyvendinama sukant Dove prizmę 16 sukamuoju staliuku 15. Siekiant išvengti atspindžio kitimo priklausomai nuo Dove tipo prizmės kampo, jei tokie iškyla, gali būti naudojama ketvirčio bangos ilgio fazinė plokštelė 16b, 16b‘ skirta pakeisti tiesinę lazerio spinduliuotės poliarizaciją į apskritiminę, arba pusės bangos ilgio fazinę plokštelė 16b“, kuri gali būti sukama kartu su Dove prizme 16 tam, kad išlaikyti tokią pačią krintančios lazerinės spinduliuotės poliarizaciją. Nuosekliai, tam tikru atstumu 18c vienas nuo kito ruošinio 7 medžiagoje išdėstomi lazerinės spinduliuotės impulsai Xn-i, Xn. Xn+i naudojant tiesiaeigio judesio stalą 8, galintį suktis staliuką 15, kurie valdomi valdikliu 10, gaunančiu iš kompiuterio 9 komandas priklausomai nuo pasirinktos trajektorijos. Arba optinių komponentų rinkinys kartu arba be lazerio gali būti judinamas apdorojamo ruošinio atžvilgiu tokiam pačiam efektui gauti.
Fig.4b pateikta kita pasiūlyto išradimo realizacija analogiška pasiūlyto išradimo realizacijai pagal Fig.4a. Šioje realizacijoje valdomai sukamas įtaisas 4b, apima nejudamai įtaisytą optinį elementą 3 patalpintą lazerinės spinduliuotės Gauso profilio intensyvumo skirstinio pluošto 2 kelyje, kur prieš jį arba už jo gali būti įtaisyta ketvirčio bangos ilgio fazinė plokštelė 16b, 16b‘, skirta pakeisti tiesinę lazerio spinduliuotės poliarizaciją į apskritiminę. Dove prizmė 16‘ įtaisyta ant galinčio suktis staliuko 15‘, skirta pažaidos sričiai 6b ruošinyje 7 pakreipti norima linkme apdirbamame ruošinyje 7 formuojant pjovimo ir/arba skilimo plokštumos trajektoriją. Dovė prizmė 16‘ yra patalpinta lazerinės spinduliuotės Beselio-Gauso intensyvumo skirstinio pluošto kelyje pagal lazerinio pluošto sklidimo kryptį už optinio elemento 11, skirto Beselio-Gauso pluoštui generuoti.
Fig. 2 pateikti optinio elemento 3 išpildymo variantai. Optinis elementas 3 gali būti skaidrios medžiagos, pavyzdžiui stiklo, kristalo ar dvejopo spindulių lūžio kristalo, plokštelės pavidalo, ir/ar turinti sluoksniuotą struktūrą, įtakojančią atspindžio charakteristikas, kaip pavyzdžiui skaidrinančias dielektrines dangas. Pasiūlyto išradimo realizacijose optinio elemento 3 paskirtis yra prailginti pasirinktos lazerinės spinduliuotės pluošto dalies optinį kelią sukuriant Gauso arba Beselio-Gauso intensyvumo skirstinio lazerinio pluošto asimetriją. Dėl sukurtos lazerinės spinduliuotės intensyvumo skirstinio pluošto asimetrijos Beselio-Gauso pluoštas transformuojamas į pailgą, geriau artimą elipsės pavidalui Beselio-Gauso intensyvumo skirstinio lazerinį pluoštą 6b.
Optinį elementą 3 galima realizuoti keliais techniniais sprendimais. Optinis elementas 3 gali būti stiklo plokštelė 14a, kuri dengtų tik dalį lazerinės spinduliuotės pluošto. Stiklo plokštelė 14a patalpinama taip, kad perdengtų tik pusė Gauso ar Beselio-Gauso intensyvumo skirstinio lazerinės spinduliuotės pluošto, kur perdengta ir neperdengta pluošto dalys yra simetriškos. Dėl paminėto lazerinio pluošto perdengimo stiklo plokštele 14a atsiranda optinių kelių skirtumas tarp atitinkamų pluošto dalių ir dėl to suardoma lazerinio pluošto intensyvumo skirstinio simetrija. Plokštelės 14a storis parenkamas toks, kad Beselio-Gauso intensyvumo skirstinio lazerinis pluoštas transformuojamas į asimetrinio intensyvumo skirtinio BeselioGauso lazerinį pluoštą, pavyzdžiui 0,5 mm.
Kitas optinio elemento 3 išpildymas gali būti, kai j pluošto sklidimo kelią patalpinama skaidri plokštelė 14b, sudaryta iš skirtingo storio pirmosios ir antrosios zonų, dėl kurių skiriasi optinis kelias skirtingoms lazerinės spinduliuotės pluošto dalims. Minėtos pirmoji ir antroji zonos padalina lazerinės spinduliuotės pluoštą j dvi simetrines lygias dalis, kur pirmoji pluošto dalis praeina per pirmąją plokštelės 14b zoną, o antroji pluošto dalis praeina per antrąją plokštelės 14b zoną.
Dar kitas optinio elemento išpildymas gali būti kai į lazerinės spinduliuotės pluošto sklidimo kelią patalpinama skaidri plokštelė 14c, kuri sudaryta iš skirtingo lūžio rodiklio pirmosios ir antrosios zonų, dėl kurių atsiranda optinių kelių skirtumas tarp atitinkamų pluošto dalių. Stiklo plokštelė išdėstoma lazerinės spinduliuotės pluošto kelyje taip, kad minėtos zonos padalina pluoštą į dvi simetrines lygias dalis, kur pirmoji pluošto dalis praeina per pirmąją plokštelės 14c zoną, o antroji pluošto dalis praeina per plokštelės 14c antrąją zoną.
Kitais pasiūlyto išradimo realizavimo atvejais skaidrios plokštelės (14a, 14b, 14c), išdėstytos lazerinės spinduliuotės pluošto kelyje jį dalinai perdengiant, gali pluoštą padalinanti j asimetrines dalis ir priklausomai nuo minėtos perdengtos ir neperdengtos dalių asimetrijos ruošinyje galima suformuoti skirtingų pavidalų pažaidos sritis.
Pasiūlytu išradimu standartinis Gauso intensyvumo skirstinio ultratrumpųjų impulsų lazerio pluoštas 2 transformuojamas j asimetrinio intensyvumo skirstinio lazerinį Beselio-Gauso pluoštą, turintį pailgą pavidalą statmenoje pluošto sklidimo krypčiai plokštumoje, ir lokalizuojamas skaidrios plokštelės pavidalo ruošinio tūryje, kur lazerio impulsų energija dėl netiesinių procesų sugeriama ir indukuojama pažaidos sritis mikrometrinių matmenų įtrūkimų pavidalo. Dėl medžiagos tankio pakitimo, artimo elipsės pavidalui, vidiniai įtempiai medžiagoje inicijuoja mikrometrinių matmenų įskilimus, formuojančius skilimo plokštumą, kurios kryptį galima kontroliuoti kreipiant norima trajektorija ilgąją [asimetrinio/pailgo] pavidalo Beselio-Gauso lazerinio pluošto skirstinio ašį. Išdėsčius tokias medžiagos pažaidos sritis pagal iš anksto pasirinktą trajektoriją, sukuriama skilimų plokštuma, kuri gali būti panaudota atskirti ruošinio dalis pagal suformuotą trajektoriją panaudojant mechaninę jėgą, terminio poveikio suformuotų įtempiu jėgą, ar dėl daugiasluoksnės struktūros kuriamų vidinių įtempiu jėgos ruošinys gali savaime pasidalinti j suformuotus segmentus, priklausomai nuo ruošinio medžiagos ir sluoksnių struktūros.

Claims (13)

  1. IŠRADIMO APIBRĖŽTIS
    1. Skaidrių medžiagų apdirbimo būdas apimantis šiuos etapus:
    ultratrumpųjų impulsų lazerinės spinduliuotės Gauso intensyvumo skirstinio pluošto (2) nukreipimą iš lazerinio šaltinio (1) j optinę sistemą, formuojančią BeselioGauso intensyvumo skirstinio lazerinės spinduliuotės pluoštą, suformuoto Beselio-Gauso intensyvumo skirstinio lazerinės spinduliuotės pluošto lokalizavimą apdirbamame ruošinyje (7), kur ruošinio medžiaga yra skaidri lokalizuojamam Beselio-Gauso intensyvumo skirstinio lazerinės spinduliuotės pluoštui, lazerio spinduliuotės (2) impulsų trukmės ir energijos parinkimą taip, kad minėto ruošinio (7) medžiagoje viršytų optinės pažaidos slenkstį ir suformuotų pažaidos sritį, kuri tęsiasi minėto lazerinio pluošto sklidimo kryptimi, minėto skaidrios medžiagos ruošinio (7) ir lazerinės spinduliuotės pluošto valdomą perkėlimą vienas kito atžvilgiu, tam kad minėtame ruošinyje (7) sukurtų viena šalia kitos reikiamą skaičių papildomų pažaidos sričių suformuojant norimos trajektorijos ruošinio pjovimo ir/arba skilimo plokštumą, besiskiriantis tuo, kad ultratrumpųjų impulsų lazerinės spinduliuotės Gauso intensyvumo skirstinio pluoštą (2) transformuoja į asimetrinio intensyvumo skirstinio Beselio-Gauso pluoštą (6b) patalpinant optinį elementą (3, 3‘, 3“) Gauso arba Beselio-Gauso intensyvumo skirtinio pluošto optiniame kelyje,
    Beselio-Gauso intensyvumo skirstinio pluošto asimetriją keičia parenkant optinio elemento (3, 3‘, 3“) medžiagą ir/arba optinio elemento (3, 3‘, 3“) parametrus ir/arba optinio elemento (3, 3‘, 3“) išdėstymą optiniame kelyje taip, kad
    Beselio-Gauso lazerinės spinduliuotės pluoštas (6b), turi pailgą pavidalą plokštumoje, statmenoje minėtai lazerinės spinduliuotės pluošto sklidimo krypčiai ir suformuoja atitinkamą pailgo pavidalo pažaidos sritį (18b) ruošinyje (7), o formuojant pjovimo ir/arba skilimo plokštumą, minėtą skaidrios medžiagos ruošinį (7) ir lokalizuotą Beselio-Gauso lazerinės spinduliuotės pluoštą (6b) vienas kito atžvilgiu valdomai perkelia taip, kad ruošinyje (7) suformuotos pailgo pavidalo pažaidos sritys (18b) išilgai išdėstomos viena po kitos numatytoje pjovimo ir/arba skilimo plokštumos trajektorijoje.
  2. 2. Būdas pagal 1 punktą, besiskiriantis tuo, kad suformuotas pažaidos srities (18b) pailgas pavidalas plokštumoje, statmenoje lazerinio pluošto sklidimo krypčiai, yra artimas elipsės pavidalui.
  3. 3. Būdas pagal 1 arba 2 punktą, besiskiriantis tuo, kad apdirbamame ruošinyje (7) pailgo pavidalo pažaidų sritys (18b) išilgai išdėstomos viena po kitos pjovimo ir/arba skilimo plokštumos trajektorijoje tam tikru atstumu viena nuo kitos taip, kad tarp gretimų pažaidos sričių centrų atstumas dx yra diapazone nuo maždaug 0,5 iki maždaug 15 pažaidos srities ilgio (18e), kur pažaidos srities (18b) matmenys ilgąja ašimi (18e) gali būti nuo maždaug 1 pm iki maždaug 20 pm, o ilgąja ašimi pažaidos sritis gali būti nuo maždaug 1,3 iki 5 kartų, geriau 2 kartus, didesnė už jos matmenį trumpąja ašimi.
  4. 4. Būdas pagal bet kurj iš 1-3 punktų, besiskiriantis tuo, kad apdirbamo ruošinio (7) skaidri medžiaga gali būti stiklas, chemiškai grūdintas stiklas, safyras bei kitokios kristalinės medžiagos.
  5. 5. Būdas pagal bet kurį iš 1-4 punktų, besiskiriantis tuo, kad pažaidos srities (18b) ilgis (18f), suformuotas lazerinės spinduliuotės pluošto sklidimo kryptimi skaidrios medžiagos ruošinyje, gali būti mažesnis už plokštelės pavidalo ruošinio (7) storį ir nesisieti su nei vienu iš plokštelės paviršių, arba pažaidos srities ilgis (18f) atitinka plokštelės pavidalo ruošinio storį ir siejasi su abiem plokštelės paviršiais (7a, 7b), arba pažaidos srities ilgis (18f) yra mažesnis už plokštelės pavidalo ruošinio (7) storį ir siejasi su vienu iš paviršių (7a, 7b).
  6. 6. Skaidrių medžiagų apdirbimo įrenginys, apimantis lazerinį šaltinį (1), generuojantį ultratrumpųjų impulsų lazerinės spinduliuotės Gauso intensyvumo skirstinio pluoštą (2), optinę sistemą, formuojančią lazerinės spinduliuotės BeselioGauso intensyvumo skirstinio pluoštą ir lokalizuojančią jj apdirbamame ruošinyje (7), kur ruošinio medžiaga yra skaidri lazerinės spinduliuotės Beselio-Gauso intensyvumo skirstinio pluoštui, lazerinės spinduliuotės impulsų trukmė ir energija yra parinkta taip, kad minėto ruošinio (7) medžiagoje viršytų optinės pažaidos slenkstį ir suformuotų pažaidos sritį, kuri tęsiasi minėto lazerinės spinduliuotės pluošto sklidimo kryptimi, perkėlimo mechanizmą, valdomą valdikliu, skirtą minėto skaidrios medžiagos ruošinio (7) ir lazerinės spinduliuotės Beselio-Gauso intensyvumo skirstinio pluošto perkėlimui vienas kito atžvilgiu, tam kad minėtame ruošinyje sukurtų reikiamą skaičių viena šalia kitos išdėstytų papildomų minėtų pažaidos sričių, suformuojant norimos trajektorijos pjovimo ir/arba skilimo plokštumą, besiskiriantis tu o, kad numatytas optinis elementas (3, 3‘, 3“), patalpintas Gauso arba Beselio-Gauso intensyvumo skirstinio pluošto optiniame kelyje, skirtas Beselio-Gauso pluošto intensyvumo skirstinio simetrijai suardyti, suformuojant optinėje sistemoje Beselio-Gauso spinduliuotės asimetrinio intensyvumo skirstinio pluoštą (6b), kuris lokalizuotas ruošinyje (7) suformuoja pažaidos sritį (18b), kuri yra pailgo pavidalo plokštumoje, statmenoje lazerinės spinduliuotės pluošto sklidimo krypčiai, perkėlimo mechanizmas, valdomas valdikliu (10), sukonstruotas taip, kad minėtą skaidrios medžiagos ruošinį (7) ir Beselio-Gauso spinduliuotės asimetrinio intensyvumo skirstinio pluoštą (6b) vienas kito atžvilgiu valdomai perkelia taip, kad suformuotos pailgo pavidalo pažaidos sritys (18b) išsidėsto išilgai viena po kitos pjovimo ir/arba skilimo plokštumos trajektorijoje.
  7. 7. įrenginys pagal 6 punktą, besiskiriantis tuo, kad optinis elementas (3, 3‘, 3“) yra skaidri plokštelė (14a), patalpinta lazerinės spinduliuotės Gauso arba Beselio Gauso intensyvumo skirstinio pluošto kelyje ir išdėstyta jame taip, kad ji perdengia pusę minėto pluošto kur neperdengta ir perdengta pluošto dalys yra simetriškos, neperdengta pluošto dalis praeina tiesiogiai, o perdengta pluošto dalis praeina per skaidrią plokštelę (3, 3‘, 3“).
  8. 8. Įrenginys pagal 6 punktą, besiskiriantistuo, kad optinis elementas (3, 3‘, 3“) yra skaidri plokštelė (14b) sudaryta iš skirtingo storio pirmosios ir antrosios zonų, išdėstyta lazerinės spinduliuotės Gauso arba Beselio-Gauso intensyvumo skirstinio pluošto kelyje taip, kad minėtas pluoštas padalinamas į dvi simetrines lygias dalis, kur pirmoji pluošto dalis praeina per pirmąją plokštelės (14b) zoną, o antroji pluošto dalis praeina per antrąją plokštelės (14b) zoną.
  9. 9. įrenginys pagal 6 punktą, besiskiriantis tuo, kad optinis elementas (3, 3‘, 3“) yra skaidri plokštelė (14c) sudaryta iš skirtingo lūžio rodiklio pirmosios ir antrosios zonų, išdėstytų lazerinės spinduliuotės Gauso arba Beselio-Gauso intensyvumo skirstinio pluošto kelyje taip, kad pluoštas padalinamas į dvi simetrines lygias dalis, kur pirmoji pluošto dalis praeina per pirmąją plokštelės (14c) zoną, o antroji pluošto dalis praeina per plokštelės (14c) antrąją zoną.
  10. 10. Įrenginys pagal bet kurį iš 6-9 punktų, besiskiriantis tuo, kad perkėlimo mechanizmas, valdomas valdikliu (10), apima galintį suktis staliuką (15, 15‘, 15“), ant kurio pritvirtintas optinis elementas (3, 3‘, 3“), ir galintį pasislinkti tiesiaeigiu judesiu staliuką (8), ant kurio pritvirtintas apdorojamas ruošinys (7), staliukai (15, 15‘, 15“) ir (8) valdomi valdikliu (10), kuris gauna kompiuterio (9) komandas priklausomai nuo pjovimo ir/arba skilimo plokštumos numatytos trajektorijos taip, kad formuojamos pjovimo ir/arba skilimo plokštumos trajektorijos kryptį valdo staliuku (15, 15‘, 15“) sukant optinį elementą (3, 3‘, 3“), o pažaidos sričių (18b) išdėstymą ruošinyje (7) tam tikru atstumu (18e) viena nuo kitos valdomai vykdo tiesiaeigio poslinkio staliuku (8).
  11. 11. Įrenginys pagal bet kurį iš 6-9 punktų, besiskiriantis tuo, kad perkėlimo mechanizmas, valdomas valdikliu (10), apima Dove prizmę (16, 16‘), išdėstytą lazerinės spinduliuotės Gauso arba Beselio-Gauso intensyvumo skirstinio pluošto kelyje, pagal pluošto sklidimo kryptį, už nejudamai privirtinto optinio elemento (3) ir įtaisytą ant galinčio suktis staliuko (15, 15‘) ir galintį pasislinkti tiesiaeigiu judesiu staliuką (8), ant kurio pritvirtintas apdorojamas ruošinys (7), staliukai (15, 15“) ir (8) valdomi valdikliu (10), kuris gauna valdymo komandas iš kompiuterio (9) priklausomai nuo numatytos trajektorijos taip, kad formuojamos pjovimo ir/arba skilimo plokštumos trajektorijos kryptis yra valdoma staliuku (15, 15“) sukant Dove prizmę (16, 16‘), o pažaidos sričių (18b) išdėstymas ruošinyje (7) tam tikru atstumu išilgine kryptimi (18e) viena nuo kitos pjovimo ir/arba skilimo plokštumos trajektorijoje valdomai vykdomas tiesiaeigio poslinkio stalu (8).
  12. 12. Įrenginys pagal 11 punktą, besiskiriantis tuo, kad lazerinio pluošto kelyje, pagal pluošo sklidimo kryptį, prieš arba už optinio elemento (3) ir prieš Dove prizmę (16, 16‘) patalpinta ketvirčio bangos ilgio plokštelė (16b, 16b‘), skirta lazerinio šaltinio (1) spinduliuotės tiesinę poliarizaciją pakeisti į apskritiminę.
  13. 13. Įrenginys pagal 11 punktą, besiskiriantis tuo, kad lazerinio pluošto kelyje, pagal pluošto sklidimo kryptį, už optinio elemento (3) ir prieš Dove prizmę (16) patalpinta pusės bangos ilgio plokštelė (16b“), kuri įtaisyta ant sukamo staliuko (15) ir sukama kartu su Dove prizme (16) tam, kad išlaikyti tokią pačią krintančios lazerinio šaltinio (1) spinduliuotės poliarizaciją.
LT2015085A 2015-10-02 2015-10-02 Skaidrių medžiagų lazerinis apdirbimo būdas ir įrenginys LT6428B (lt)

Priority Applications (8)

Application Number Priority Date Filing Date Title
LT2015085A LT6428B (lt) 2015-10-02 2015-10-02 Skaidrių medžiagų lazerinis apdirbimo būdas ir įrenginys
CN201610255377.0A CN106560269B (zh) 2015-10-02 2016-04-22 对透明材料进行激光加工的方法和装置
LTEP16787347.0T LT3356300T (lt) 2015-10-02 2016-09-30 Skaidrių medžiagų lazerinio apdorojimo būdas ir prietaisas
EP16787347.0A EP3356300B1 (en) 2015-10-02 2016-09-30 Method and device for laser processing of transparent materials
JP2018516757A JP7046798B2 (ja) 2015-10-02 2016-09-30 透明材料のレーザ加工方法および装置
PCT/EP2016/073460 WO2017055576A1 (en) 2015-10-02 2016-09-30 Method and device for laser processing of transparent materials
US15/761,596 US20180345419A1 (en) 2015-10-02 2016-09-30 Method and device for laser processing of transparent materials
KR1020187012424A KR102584490B1 (ko) 2015-10-02 2016-09-30 투명한 재료의 레이저 가공 방법 및 장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
LT2015085A LT6428B (lt) 2015-10-02 2015-10-02 Skaidrių medžiagų lazerinis apdirbimo būdas ir įrenginys

Publications (2)

Publication Number Publication Date
LT2015085A LT2015085A (lt) 2017-04-10
LT6428B true LT6428B (lt) 2017-07-25

Family

ID=55022652

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
LT2015085A LT6428B (lt) 2015-10-02 2015-10-02 Skaidrių medžiagų lazerinis apdirbimo būdas ir įrenginys
LTEP16787347.0T LT3356300T (lt) 2015-10-02 2016-09-30 Skaidrių medžiagų lazerinio apdorojimo būdas ir prietaisas

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
LTEP16787347.0T LT3356300T (lt) 2015-10-02 2016-09-30 Skaidrių medžiagų lazerinio apdorojimo būdas ir prietaisas

Country Status (7)

Country Link
US (1) US20180345419A1 (lt)
EP (1) EP3356300B1 (lt)
JP (1) JP7046798B2 (lt)
KR (1) KR102584490B1 (lt)
CN (1) CN106560269B (lt)
LT (2) LT6428B (lt)
WO (1) WO2017055576A1 (lt)

Families Citing this family (43)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016138054A1 (en) 2015-02-27 2016-09-01 Corning Incorporated Optical assembly having microlouvers
DE102017206461B4 (de) 2017-04-13 2019-05-02 Schott Ag Vorrichtung und Verfahren zum laserbasierten Trennen eines transparenten, sprödbrechenden Werkstücks
KR102811497B1 (ko) * 2017-05-19 2025-05-21 쇼오트 아게 유리 또는 유리 세라믹을 포함하고 선결정된 분할선을 따라 기손상부를 갖는 부품, 그 부품을 제조하기 위한 방법과 장치, 및 그 부품의 용도
TW201919805A (zh) * 2017-08-25 2019-06-01 美商康寧公司 使用遠焦光束調整組件以雷射處理透明工件的設備與方法
US10830943B2 (en) * 2017-10-31 2020-11-10 Corning Incorporated Optical fibers and optical systems comprising the same
WO2019179603A1 (de) * 2018-03-20 2019-09-26 Robert Bosch Gmbh Verfahren und vorrichtung zur prozessorientierten strahlformanpassung und strahlorientierung
US11059131B2 (en) 2018-06-22 2021-07-13 Corning Incorporated Methods for laser processing a substrate stack having one or more transparent workpieces and a black matrix layer
US11075496B2 (en) 2018-06-28 2021-07-27 Samsung Electronics Co., Ltd. Laser dicing device, method of laser beam modulation, and method of dicing a substrate
WO2020188861A1 (ja) * 2019-03-19 2020-09-24 株式会社村田製作所 光学装置
LT6791B (lt) * 2019-05-15 2020-12-28 Uab "Altechna R&D" Skaidrių medžiagų apdirbimo būdas ir įrenginys
DE102019121827A1 (de) * 2019-08-13 2021-02-18 Trumpf Laser- Und Systemtechnik Gmbh Laserätzen mit variierender Ätzselektivität
US10903121B1 (en) * 2019-08-14 2021-01-26 Applied Materials, Inc. Hybrid wafer dicing approach using a uniform rotating beam laser scribing process and plasma etch process
US12116303B2 (en) 2019-08-15 2024-10-15 Corning Incorporated Method of bonding substrates and separating a portion of the bonded substrates through the bond, such as to manufacture an array of liquid lenses and separate the array into individual liquid lenses
CN110539085A (zh) * 2019-09-11 2019-12-06 华东师范大学重庆研究院 一种飞秒光丝隐切方法及装置
DE102019128362B3 (de) * 2019-10-21 2021-02-18 Trumpf Laser- Und Systemtechnik Gmbh Segmentiertes Strahlformungselement und Laserbearbeitungsanlage
DE102019129036A1 (de) 2019-10-28 2021-04-29 Schott Ag Verfahren zur Herstellung von Glasscheiben und verfahrensgemäß hergestellte Glasscheibe sowie deren Verwendung
KR20210110510A (ko) 2020-02-28 2021-09-08 쇼오트 아게 유리 부재의 분리 방법 및 유리 서브부재
ES2976069T3 (es) * 2020-03-06 2024-07-22 Schott Ag Procedimiento para la preparación y/o realización de la separación de un elemento de sustrato y un elemento parcial de sustrato
CN111716015B (zh) * 2020-05-28 2022-06-14 大族激光科技产业集团股份有限公司 一种激光切割裂纹控制方法及装置
CN115697620A (zh) 2020-06-04 2023-02-03 康宁股份有限公司 使用改性脉冲串分布来激光加工透明工件的方法
CN113770548A (zh) * 2020-06-10 2021-12-10 大族激光科技产业集团股份有限公司 激光加工系统、激光加工方法及获得椭圆形光斑的方法
JP7629924B2 (ja) * 2020-07-15 2025-02-14 浜松ホトニクス株式会社 レーザ加工装置、及び、レーザ加工方法
JP7629923B2 (ja) 2020-07-15 2025-02-14 浜松ホトニクス株式会社 レーザ加工装置、レーザ加工方法、及び、半導体部材の製造方法
KR102375235B1 (ko) * 2020-09-08 2022-03-16 주식회사 필옵틱스 레이저 가공 시스템 및 방법
KR20230065304A (ko) * 2020-09-09 2023-05-11 코닝 인코포레이티드 투명 작업편의 고각도 레이저 처리를 위한 방법 및 광학 어셈블리
US12006245B2 (en) * 2020-09-11 2024-06-11 Corning Incorporated Laser forming non-square edges in transparent workpieces using low intensity airy beams
CN112142315A (zh) * 2020-09-22 2020-12-29 东莞市盛雄激光先进装备股份有限公司 一种厚玻璃的超快激光加工系统及方法
DE102020134195A1 (de) * 2020-12-18 2022-06-23 Trumpf Laser- Und Systemtechnik Gmbh Vorrichtung und Verfahren zum Trennen eines Materials
DE102020134198A1 (de) * 2020-12-18 2022-06-23 Trumpf Laser- Und Systemtechnik Gmbh Vorrichtung und Verfahren zum Trennen eines Materials
US12304005B2 (en) 2021-02-01 2025-05-20 Corning Incorporated Sacrificial layers to enable laser cutting of textured substrates
WO2022167257A1 (de) * 2021-02-02 2022-08-11 Trumpf Laser- Und Systemtechnik Gmbh Vorrichtung und verfahren zur laserbearbeitung eines werkstücks
CN116829295A (zh) * 2021-02-02 2023-09-29 通快激光与系统工程有限公司 用于对工件进行激光加工的设备和方法
CN116867598A (zh) * 2021-02-02 2023-10-10 通快激光与系统工程有限公司 用于激光加工工件的设备和方法
JP2024504842A (ja) * 2021-02-02 2024-02-01 トルンプフ レーザー－ ウント ジュステームテヒニク ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング ワークピースをレーザ加工するための装置及び方法
CN115041815B (zh) * 2021-02-26 2025-10-10 深圳市大族半导体装备科技有限公司 一种脆性材料的激光加工系统及加工方法
DE102021123801A1 (de) 2021-06-02 2022-12-08 Trumpf Laser- Und Systemtechnik Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Laserbearbeitung eines Werkstücks
DE102021120286A1 (de) * 2021-08-04 2023-02-09 Trumpf Laser- Und Systemtechnik Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Laserbearbeitung eines Werkstücks
DE102021123962A1 (de) 2021-09-16 2023-03-16 Trumpf Laser- Und Systemtechnik Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Laserbearbeitung eines Werkstücks
KR20230064664A (ko) 2021-11-03 2023-05-11 삼성디스플레이 주식회사 광학 시스템
DE102021131811A1 (de) 2021-12-02 2023-06-07 Trumpf Laser- Und Systemtechnik Gmbh Vorrichtung und Verfahren zum Bearbeiten eines Werkstücks
CN115582631B (zh) * 2022-09-23 2024-10-08 深圳市汇川技术股份有限公司 飞行加工方法、装置、激光平面切割设备及介质
CN115401342B (zh) * 2022-11-02 2023-03-03 武汉引领光学技术有限公司 一种激光切割透明脆性材料的裂纹诱导方法
CN115647578A (zh) * 2022-12-28 2023-01-31 歌尔股份有限公司 激光加工方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060213883A1 (en) * 2005-03-22 2006-09-28 Jenoptik Automatisierungstechnik Gmbh; Method for severing brittle materials by lasers with asymmetric radiation density distribution
WO2012006736A2 (en) 2010-07-12 2012-01-19 Filaser Inc. Method of material processing by laser filamentation
WO2014079478A1 (en) 2012-11-20 2014-05-30 Light In Light Srl High speed laser processing of transparent materials

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10295946B4 (de) * 2001-02-01 2013-09-26 Electro Scientific Industries, Inc. Verfahren zum Lasertrimmen eines Schichtwiderstandes
JP3559827B2 (ja) * 2002-05-24 2004-09-02 独立行政法人理化学研究所 透明材料内部の処理方法およびその装置
JPWO2006038565A1 (ja) * 2004-10-01 2008-05-15 三星ダイヤモンド工業株式会社 脆性材料のスクライブ方法およびスクライブ装置
DE102006042280A1 (de) * 2005-09-08 2007-06-06 IMRA America, Inc., Ann Arbor Bearbeitung von transparentem Material mit einem Ultrakurzpuls-Laser
JP2009255114A (ja) * 2008-04-15 2009-11-05 Linkstar Japan Co Ltd 脆性材料基板の加工装置および切断方法
JP5416492B2 (ja) 2009-06-30 2014-02-12 三星ダイヤモンド工業株式会社 レーザ光によるガラス基板加工装置
US8635887B2 (en) * 2011-08-10 2014-01-28 Corning Incorporated Methods for separating glass substrate sheets by laser-formed grooves
KR20130061897A (ko) * 2011-12-02 2013-06-12 디앤에이 주식회사 기판가공장치
CN102785031B (zh) * 2012-08-15 2015-04-01 武汉隽龙科技有限公司 一种利用超短脉冲激光的透明材料切割方法及切割装置
DE102012110971B4 (de) * 2012-11-14 2025-03-20 Schott Ag Verfahren zur Herstellung von linienförmig aufgereihten Schädigungsstellen in einem transparenten Werkstück sowie Verfahren und Vorrichtung zum Trennen eines Werkstücks
JP5613809B2 (ja) * 2013-09-25 2014-10-29 株式会社レーザーシステム レーザ切断方法およびレーザ加工装置
US9757815B2 (en) * 2014-07-21 2017-09-12 Rofin-Sinar Technologies Inc. Method and apparatus for performing laser curved filamentation within transparent materials
JP6005125B2 (ja) * 2014-12-22 2016-10-12 イムラ アメリカ インコーポレイテッド 超短パルスレーザでの透明材料処理

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060213883A1 (en) * 2005-03-22 2006-09-28 Jenoptik Automatisierungstechnik Gmbh; Method for severing brittle materials by lasers with asymmetric radiation density distribution
WO2012006736A2 (en) 2010-07-12 2012-01-19 Filaser Inc. Method of material processing by laser filamentation
WO2014079478A1 (en) 2012-11-20 2014-05-30 Light In Light Srl High speed laser processing of transparent materials
EP2922793A1 (en) * 2012-11-20 2015-09-30 UAB Altechna R&D High speed laser processing of transparent materials

Also Published As

Publication number Publication date
US20180345419A1 (en) 2018-12-06
JP7046798B2 (ja) 2022-04-04
EP3356300B1 (en) 2019-08-14
JP2018535912A (ja) 2018-12-06
WO2017055576A1 (en) 2017-04-06
KR20180061331A (ko) 2018-06-07
CN106560269A (zh) 2017-04-12
LT2015085A (lt) 2017-04-10
CN106560269B (zh) 2020-02-18
KR102584490B1 (ko) 2023-10-04
LT3356300T (lt) 2019-09-25
EP3356300A1 (en) 2018-08-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
LT6428B (lt) Skaidrių medžiagų lazerinis apdirbimo būdas ir įrenginys
KR102230762B1 (ko) 레이저 빔 초점 라인을 사용하여 시트형 기판들을 레이저 기반으로 가공하는 방법 및 디바이스
CN107073641B (zh) 接口块；用于使用这种接口块切割在波长范围内透明的衬底的系统和方法
TWI794959B (zh) 從透明基板雷射切割及移除輪廓形狀
CN110997220B (zh) 同步多激光加工透明工件的装置和方法
JP6465859B2 (ja) レーザを用いて平基板から輪郭形状を切り取るための装置及び方法
TWI632975B (zh) 雷射鑽孔材料的方法及玻璃物件
TWI592244B (zh) 於透明材料內部施行雷射絲化之方法與裝置
CN102574245B (zh) 激光加工方法以及激光加工装置
KR20170028888A (ko) 비-원형 레이저 빔들을 이용한 재료의 프로세싱
KR20190070340A (ko) 유리 기판에서 홀 및 슬롯의 생성
KR102865541B1 (ko) 공작물 분리 방법
KR20190035805A (ko) 레이저 처리를 위한 장치 및 방법
KR20120098869A (ko) 레이저 가공과 스크라이빙 시스템 및 방법
KR101217698B1 (ko) 순차적 멀티 포커싱을 이용한 레이저 가공방법 및 레이저 가공장치
US11420894B2 (en) Brittle object cutting apparatus and cutting method thereof
JP2015057296A (ja) レーザー加工装置
JP2018052814A (ja) 脆性材料基板の改質層形成方法並びに改質層形成装置
JP2012076148A (ja) 被加工物の加工方法および被加工物の分割方法

Legal Events

Date Code Title Description
BB1A Patent application published

Effective date: 20170410

FG9A Patent granted

Effective date: 20170725

MM9A Lapsed patents

Effective date: 20211002