NL2026552B1

NL2026552B1 - Laser forming non-square edges in transparent workpieces using modified airy beams

Info

Publication number: NL2026552B1
Application number: NL2026552A
Authority: NL
Inventors: Liu Anping; John Mancusi Ungaro Craig
Original assignee: Corning Inc
Priority date: 2020-09-11
Filing date: 2020-09-28
Publication date: 2022-05-16

Claims

CONCLUSIES

1. Werkwijze omvattende het richten van een laserbundel op een fase-aanpassingsinrichting zodanig dat de laserbundel stroomafwaarts van de fase-aanpassingsinrichting een gemodificeerde Airy-bundel omvat met een gemodificeerd Airy-bundelfocusgebied dat een hoofdlob en een veelvoud aan zijlobben omvat, waarbij de hoofdlob een breedte-hoogteverhouding van de lob van 1,2 of groter omvat.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, waarbij de breedte-hoogteverhouding van de lob van de hoofdlob 1,5 of groter is.

3. Werkwijze volgens conclusie 1 of 2, waarbij de breedte-hoogteverhouding van de lob van de hoofdlob 2 of groter is.

4, Werkwijze volgens een van de conclusies 1-3, conclusie 1, waarbij de breedte-hoogteverhouding van de lob van de hoofdlob 3 of groter is.

5. Werkwijze volgens een van de conclusies 1-4, waarbij ten minste 60% van de laserenergie van het gemodificeerde Airy-bundelfocusgebied in de hoofdlob is aangebracht.

6. Werkwijze volgens een der conclusies 1-5, waarbij ten minste 65% van de laserenergie van het gemodificeerde Airy-bundelfocusgebied in de hoofdlob is aangebracht.

7. Werkwijze volgens een van de conclusies 1-6, waarbij ten minste 68% van de laserenergie van het gemodificeerde Airy-bundelfocusgebied in de hoofdlob is aangebracht.

8. Werkwijze volgens een van de conclusies 1-7, waarbij de fase-aanpassingsinrichting een faseplaat met een kubische fasemodulatie omvat.

9. Werkwijze volgens een van de conclusies 1-8, waarbij de fase-aanpassingsinrichting een fasemodulatiefunctie 9 = (ak)3(x? + (2,y)?) omvat, . Co 27 vn waarbij a een frequentie van fasemodulatie is, k = Eu waarbij A een golflengte van de laserbundel is, x en y ruimtelijke coördinaten van de fase-aanpassingsinrichting zijn en ayeen fasemodulatie- frequentieverhouding is; en ay 0,8 of minder is.

10. Werkwijze volgens conclusie 9, waarbij a, 0,6 of minder is.

11. Werkwijze volgens een van de conclusies 1-10, waarbij de laserbundel een gepulseerde laserbundel is die pulssalvo's omvat en elk pulssalvo van de gepulseerde laserbundel 2 subpulsen tot 20 subpulsen omvat.

12. Werkwijze volgens een van de conclusies 1-11, voorts omvattende het richten van de gemodificeerde Airy-bundel op een transparant werkstuk, zodanig dat de gemodificeerde Airy-bundel het gemodificeerde Airy-bundelfocusgebied in het transparante werkstuk vormt, waarbij het gemodificeerde Airy- bundelfocusgebied absorptie in het transparante werkstuk induceert, waarbij de geïnduceerde absorptie een gebogen defect in het transparante werkstuk veroorzaakt.

13. Werkwijze volgens conclusie 12, voorts omvattende het ten opzichte van elkaar langs een contourlijn transleren van ten minste één van het transparante werkstuk en de gemodificeerde Airy-bundel om een contour te vormen die een veelvoud aan gebogen defecten omvat.

14. Werkwijze volgens conclusie 13, waarbij een afstand tussen aangrenzende gebogen defecten van het veelvoud aan gebogen defecten 35 urn of minder is.

15. Werkwijze volgens conclusie 12 of 13, voorts omvattende het uitoefenen van een spanning op de contour om het transparante werkstuk langs de contour te scheiden, waardoor een niet-vierkante rand op het transparante werkstuk wordt gevormd.

16. Werkwijze volgens een van de conclusies 12-15, waarbij het transparante werkstuk borosilicaatglas, natronkalkglas, aluminiumsilicaatglas, alkalimetaal-aluminiumsilicaatglas, aardalkalimetaal- aluminiumsilicaatglas, aardalkalimetaal-boor-alumintumsilicaatglas, gesmolten silictumdioxide, saffier, silicium of galliumarsenide omvat.

17. Werkwijze, omvattende: het richten van een door een bundelbron uitgevoerde laserbundel op een bundelvormend element zodanig dat de laserbundel stroomafwaarts van het bundelvormende element een gemodificeerde laserbundel met een asymmetrische dwarsdoorsnedevorm omvat; en het richten van de gemodificeerde laserbundel op een fase-aanpassingsinrichting zodanig dat de gemodificeerde laserbundel een asymmetrische bundelspot projecteert op de fase-aanpassingsinrichting en de gemodificeerde laserbundel stroomafwaarts van de fase-aanpassingsinrichting een gemodificeerde Aity-bundel omvat, waarbij de asymmetrische bundelspot een breedte-hoogteverhouding van de bundelspot van 1,5 of groter omvat.

18. Werkwijze volgens conclusie 17, waarbij de gemodificeerde Airy-bundel een gemodificeerd Airy- bundelfocusgebied omvat dat een hoofdlob en een veelvoud aan zijlobben omvat en ten minste 59% van de laserenergie van het gemodificeerde Airy-bundelfocusgebied in de hoofdlob is aangebracht.

19. Werkwijze volgens conclusie 17 of 18, waarbij de gemodificeerde Airy-bundel een gemodificeerd Aity-bundelfocusgebied omvat, een hoofdlob en een veelvoud aan zijlobben omvat en ten minste 65% van de laserenergie van het gemodificeerde Airy-bundelfocusgebied in de hoofdlob is aangebracht.

20. Werkwijze volgens een van de conclusies 17-19, waarbij de breedte-hoogteverhouding van de bundelspot 3,0 of groter is.

21. Werkwijze volgens een van de conclusies 17-20, waarbij de breedte-hoogteverhouding van de bundelspot 4,0 of groter is.

22. Werkwijze volgens een van de conclusies 17-21, waarbij de fase-aanpassingsinrichting een faseplaat omvat met een kubische fasemodulatie.

23. Werkwijze volgens een van de conclusies 17-22, waarbij de fase-aanpassingsinrichting een fasemodulatiefunctie @ = (ak)3(x3 + (a,y)°)omvat. waarbij a cen frequentie van fasemodulatie is, k = 2 waarbij à een golflengte van de laserbundel is, xen y ruimtelijke coördinaten van de fase-aanpassingsinrichting zijn en ayeen fasemodulatie- frequentieverhouding is; en ay 0,8 of minder is.

24. Werkwijze volgens conclusie 23, waarbij a, 0,6 of minder is.

25. Werkwijze volgens een van de conclusies 17-24, waarbij het bundelvormende element een of meer refractieve optische elementen, diffractieve optische elementen of een combinatie daarvan omvat.

26. Werkwijze volgens een van de conclusies 17-25, waarbij het gemodificeerde Airy-bundelfocusgebied een hoofdlob en een veelvoud aan zijlobben omvat en de hoofdlob een breedte-hoogteverhouding van de lob omvat van 1,2 of groter, bij voor keur 1,5 of groter.

27. Werkwijze volgens een van de conclusies 17-25, waarbij het gemodificeerde Airy-bundelfocusgebied een hoofdlob en een veelvoud aan zijlobben omvat en de hoofdlob een breedte-hoogteverhouding van de lob van 2 of groter omvat.

28. Werkwijze volgens een van de conclusies 17-25, waarbij het gemodificeerde Airy-bundelfocusgebied een hoofdlob en een veelvoud aan zijlobben omvat en de hoofdlob cen breedte-hoogteverhouding van de lob van 3 of groter, of een breedte-hoogteverhouding van de lob van 4 of groter omvat.

29. Werkwijze volgens een van de conclusies 17-28, voorts omvattende het richten van de gemodificeerde Airy-bundel op een transparant werkstuk zodanig dat de gemodificeerde Airy-bundel het gemodificeerde Airy-bundelfocusgebied in het transparante werkstuk vormt, waarbij het gemodificeerde Airy-bundelfocusgebied absorptie in het transparante werkstuk induceert, waarbij de geïnduceerde absorptie een gebogen defect in het transparante werkstuk veroorzaakt.

30. Werkwijze volgens conclusie 29, voorts omvattende het ten opzichte van elkaar langs een contourlijn transleren van ten minste één van het transparante werkstuk en de gemodificeerde Airy-bundel om een contour te vormen die een veelvoud aan gebogen defecten omvat.

31. Werkwijze volgens conclusie 30, waarbij een afstand tussen aangrenzende gebogen defecten van het veelvoud aan gebogen defecten 35 um of minder is.

32. Werkwijze volgens conclusie 30 of 31, voorts omvattende het uitoefenen van cen spanning op de contour om het transparante werkstuk langs de contour te scheiden, waardoor een niet-vierkante rand op het transparante werkstuk wordt gevormd.

33. Werkwijze volgens een van de conclusies 30-32, waarbij het veelvoud aan gebogen defecten een centraal defectgebied en een of meer radiale armen omvat die zich vanaf het centrale defectgebied langs de contourlijn buitenwaarts uitstrekken.

34, Werkwijze volgens cen van de conclusies 29-33, waarbij: het gemodificeerde Airy-bundelfocusgebied een hoofdlob en een veelvoud aan zijlobben omvat, waarbij de hoofdlob asymmetrisch is en een horizontale lobas, een verticale lobas en een breedte- hoogteverhouding van de lob omvat van 1,2 of groter, 1,5 of groter, 2 of groter, 3 of groter, of 4 of groter; en wanneer het gemodificeerde Airy-bundelfocusgebied absorptie induceert in het transparante werkstuk om elk gebogen defect te vormen, de horizontale lobas van de hoofdlob van het gemodificeerde Aity-bundelfocusgebied met ten minste één radiale arm van het gebogen defect wordt uitgelijnd.

35. Werkwijze volgens een van de conclusies 17-34, waarbij de laserbundel een gepulseerde laserbundel is die pulssalvo's omvat en elk pulssalvo van de gepulseerde laserbundel 2 subpulsen tot 20 subpulsen omvat.

36. Gemodificeerde Airy-bundel, omvattende een gemodificeerd Airy-bundelfocusgebied met een hoofdlob en een veelvoud aan zijlobben, waarbij de hoofdlob een breedte-hoogteverhouding van de lob van 1,2 of groter omvat.

37. Gemodificeerde Airy-bundel volgens conclusie 36, waarbij de breedte-hoogteverhouding van de lob van de hoofdlob 1,5 of groter is.

38. Gemodificeerde Airy-bundel volgens conclusie 36 of 37, waarbij de breedte-hoogteverhouding van de lob van de hoofdlob 2 of groter is.

39. Gemodificeerde Airy-bundel volgens een van de conclusies 36-38, waarbij de breedte- hoogteverhouding van de lob van de hoofdlob 3 of groter is.

40. Gemodificeerde Airy-bundel volgens een van de conclusies 36-39, waarbij de breedte- hoogteverhouding van de lob van de hoofdlob 4 of groter is.

41. Gemodificeerde Airy-bundel volgens een van de conclusies 36-40, waarbij ten minste 60% van de laserenergie van het gemodificeerde Airy-bundelfocusgebied in de hoofdlob is aangebracht.

42. Gemodificeerde Airy-bundel volgens een van de conclusies 36-41, waarbij ten minste 65% van de laserenergie van het gemodificeerde Airy-bundelfocusgebied in de hoofdlob is aangebracht.

43. Gemodificeerde Airy-bundel volgens een van de conclusies 36-42, waarbij ten minste 68% van de laserenergie van het gemodificeerde Airy-bundelfocusgebied in de hoofdlob is aangebracht.