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

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

Info

Publication number
NL2026552B1
NL2026552B1 NL2026552A NL2026552A NL2026552B1 NL 2026552 B1 NL2026552 B1 NL 2026552B1 NL 2026552 A NL2026552 A NL 2026552A NL 2026552 A NL2026552 A NL 2026552A NL 2026552 B1 NL2026552 B1 NL 2026552B1
Authority
NL
Netherlands
Prior art keywords
modified
airy
phase
main lobe
lobe
Prior art date
Application number
NL2026552A
Other languages
English (en)
Inventor
Liu Anping
John Mancusi Ungaro Craig
Original Assignee
Corning Inc
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 Corning Inc filed Critical Corning Inc
Priority to US17/403,998 priority Critical patent/US12434331B2/en
Priority to KR1020237012242A priority patent/KR20230066087A/ko
Priority to PCT/US2021/047661 priority patent/WO2022055713A1/en
Priority to EP21196151.1A priority patent/EP3967439A1/en
Application granted granted Critical
Publication of NL2026552B1 publication Critical patent/NL2026552B1/en

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/02Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
    • B23K26/06Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing
    • B23K26/064Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by means of optical elements, e.g. lenses, mirrors or prisms
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/02Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
    • B23K26/06Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing
    • B23K26/064Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by means of optical elements, e.g. lenses, mirrors or prisms
    • B23K26/0648Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by means of optical elements, e.g. lenses, mirrors or prisms comprising lenses
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/50Working by transmitting the laser beam through or within the workpiece
    • B23K26/53Working 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
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K2103/00Materials to be soldered, welded or cut
    • B23K2103/50Inorganic material, e.g. metals, not provided for in B23K2103/02 – B23K2103/26
    • B23K2103/54Glass

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Laser Beam Processing (AREA)

Claims (43)

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.
NL2026552A 2020-09-11 2020-09-28 Laser forming non-square edges in transparent workpieces using modified airy beams NL2026552B1 (en)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US17/403,998 US12434331B2 (en) 2020-09-11 2021-08-17 Laser forming non-square edges in transparent workpieces using modified airy beams
KR1020237012242A KR20230066087A (ko) 2020-09-11 2021-08-26 변형 에어리 빔을 사용하여 투명 작업편에서 비-직각 에지를 형성하는 레이저
PCT/US2021/047661 WO2022055713A1 (en) 2020-09-11 2021-08-26 Laser forming non-square edges in transparent workpieces using modified airy beams
EP21196151.1A EP3967439A1 (en) 2020-09-11 2021-09-10 Laser forming non-square edges in transparent workpieces using modified airy beams

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US202063077200P 2020-09-11 2020-09-11

Publications (1)

Publication Number Publication Date
NL2026552B1 true NL2026552B1 (en) 2022-05-16

Family

ID=81707821

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NL2026552A NL2026552B1 (en) 2020-09-11 2020-09-28 Laser forming non-square edges in transparent workpieces using modified airy beams

Country Status (2)

Country Link
CN (1) CN116472139A (nl)
NL (1) NL2026552B1 (nl)

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5521759A (en) * 1993-06-07 1996-05-28 National Research Council Of Canada Optical filters for suppressing unwanted reflections
WO2013031524A1 (ja) * 2011-08-31 2013-03-07 住友電気工業株式会社 コリメータ装置及びレーザ光源
FR2989294B1 (fr) * 2012-04-13 2022-10-14 Centre Nat Rech Scient Dispositif et methode de nano-usinage par laser
US9757815B2 (en) * 2014-07-21 2017-09-12 Rofin-Sinar Technologies Inc. Method and apparatus for performing laser curved filamentation within transparent materials
WO2017085618A1 (en) * 2015-11-16 2017-05-26 Ecole Polytechnique Federale De Lausanne (Epfl) Superresolved synthetic aperture microscope
WO2017206929A1 (en) * 2016-06-01 2017-12-07 The University Of Hong Kong Airy-beam optical swept source
LT3311947T (lt) * 2016-09-30 2019-12-27 Corning Incorporated Skaidrių ruošinių lazerinio apdirbimo, naudojant spindulių pluošto dėmes be simetrijos ašių, būdas
CN206471491U (zh) * 2016-10-31 2017-09-05 宁夏大学 一种双环结构多模态oam电磁涡旋波阵列天线
WO2018119222A1 (en) * 2016-12-21 2018-06-28 The Curators Of The University Of Missouri Systems and methods for airy beam optical coherence tomography
DE102017215976B4 (de) * 2017-09-11 2025-02-20 Robert Bosch Gmbh Verfahren zur Vermessung eines Laserstrahls
CN112882133B (zh) * 2021-02-25 2022-11-04 南京理工大学 一种产生艾里光束的几何相位型超透镜

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
MATHIS A ET AL: "Micromachining along a curve: Femtosecond laser micromachining of curved profiles in diamond and silicon using accelerating beams", APPLIED PHYSICS LETTERS, A I P PUBLISHING LLC, US, vol. 101, no. 7, 13 August 2012 (2012-08-13), pages 71110 - 71110, XP012164680, ISSN: 0003-6951, [retrieved on 20120814], DOI: 10.1063/1.4745925 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN116472139A (zh) 2023-07-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11401195B2 (en) Selective laser processing of transparent workpiece stacks
WO2018148155A1 (en) Apparatus and methods for laser processing transparent workpieces using phase shifted focal lines
WO2023009331A1 (en) Phase modified quasi-non-diffracting laser beams for simultaneous high angle laser processing of transparent workpieces
US12290880B2 (en) Curved quasi-non-diffracting laser beams for laser processing of transparent workpieces
US12006245B2 (en) Laser forming non-square edges in transparent workpieces using low intensity airy beams
WO2007061018A1 (ja) ガラス基材の加工方法およびガラス部品
US12186835B2 (en) Methods for laser processing coated substrates using a top-hat energy distribution
US12233474B2 (en) Methods for laser processing transparent workpieces using modified pulse burst profiles
US12434331B2 (en) Laser forming non-square edges in transparent workpieces using modified airy beams
US12421155B2 (en) Methods for adjusting beam properties for laser processing coated substrates
NL2026552B1 (en) Laser forming non-square edges in transparent workpieces using modified airy beams
TW202245950A (zh) 可實現對紋理化基板作雷射切割的犧牲層
US20220073401A1 (en) Methods and optical assemblies for high angle laser processing of transparent workpieces
TW202233339A (zh) 基板切割和分離系統及方法
WO2021262537A1 (en) Methods for laser processing transparent workpieces using radially variable laser beam focal columns
NL2029054B1 (en) Phase modified quasi-non-diffracting laser beams for simultaneous high angle laser processing of transparent workpieces
WO2025174496A1 (en) Refractive optical elements for generating quasi-non-diffracting laser beams and associated methods

Legal Events

Date Code Title Description
MM Lapsed because of non-payment of the annual fee

Effective date: 20231001