TW201531365A - 具有超快雷射光光學元件、中斷層及其他層的堆疊式透明材料切割 - Google Patents

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Abstract

一種用於雷射鑽孔、形成穿孔、切割、分開或其他處理材料之方法包含將脈衝雷射光聚焦於雷射光焦線中及將雷射光焦線引導入工件中，工件包含至少下列項目之堆疊：第一層，面對雷射光，第一層為要被雷射處理的材料、包含載體層的第二層、及位於第一與第二層之間的雷射光中斷元件，雷射光焦線在第一層材料內產生感應吸收，感應吸收在第一層材料內沿著雷射光焦線產生缺陷線。光中斷元件可能是光中斷層或光中斷介面。

Description

具有超快雷射光光學元件、中斷層及其他層的堆疊式透明材料切割 【相關申請案的交叉引用】
本專利申請案，主張享有於2013年12月17日提出申請的美國臨時專利申請案第61/917,092號的權益、及於2014年7月10日提出申請的美國臨時專利申請案第62/022,896號的權益、及於2014年10月31日提出申請的美國專利申請案第14/530,457號的權益，經由引用的方式將其內容整體併入於本文。
本發明係關聯於具有超快雷射光光學元件、中斷層及其他層的堆疊式透明材料切割。
在最近幾年中，精確微加工(precision micromachining)和它為達到客戶需求以減少尖端設備的尺寸、重量及材料費用的處理發展之改善已導致用於觸控螢幕、平板、智慧型手機和TV的平面顯示器的高科技產業中的 快節奏成長，其中超快產業雷射正變為用於需要高精確的應用的重要工具。
有各種已知方式來切割玻璃。在傳統雷射玻璃切割程序中，玻璃之分開依靠雷射劃線、或遵循使用機械力的分開的穿孔(perforation)、或熱應力感應的裂紋傳播(crack propagation)。幾乎所有現在的雷射切割技術存在包含下列項目的一或更多個缺點：(1)它們實施在載體(carrier)上薄玻璃的自由形式形狀切割的能力之限制(因為用於切割的與長雷射脈衝(毫微秒(nanosecond)等級或更長)相關的大型熱影響區域(heat-affected zone，HAZ))、(2)熱應力之產生，其常導致靠近雷射照明區域的玻璃表面的裂紋(因為衝擊波之產生及不受控制材料移除)、及(3)在玻璃中的子表面損壞之產生，其在玻璃表面下方延伸數百微米(或更多)玻璃，導致能開始裂紋傳播的缺陷地點、(4)控制切割深度之困難(例如：在數十微米內)。
這裡揭露的實施例關聯於為了鑽孔、切割、分開、穿孔或其他處理材料而在透明材料(玻璃、藍寶石等等)中產生小型(微米和更小的)「孔洞」之方法和設備。特別是，超短(即，自10-10到10-15秒)脈衝雷射光(波長像是(例如)1064、532、355或266毫微米)係聚焦於高於在透明材料表面處或在透明材料內的聚焦區域中產生缺陷所需要之閾值的能量密度。藉由重 複程序，能產生沿著預決定路徑對齊的一系列雷射感應的(laser-induced)缺陷。藉由隔開雷射感應的特徵為充分地接近在一起，在透明材料內能產生機械缺點的受控制區域，及能沿著由一系列雷射感應的缺陷所定義的路徑來精確地斷裂或分開(機械地或熱地)透明材料。(例如)超短雷射脈衝可後面跟隨(可選地)二氧化碳(CO2)雷射或其他熱應力源，以完全實現將透明材料或部分由基板片的自動分開。
在透明材料被一起鍵結(bond)以形成堆疊或層的結構的某些應用中，常希望可選擇地「切割」特定層的邊界而不打擾下面層。這作法可用在切割的較佳深度處的反射或吸收(針對想要的波長)材料(或層)之增加來實施。可藉由沉積薄材料(例如：鋁、銅、銀、金等等)來形成反射層。散射或反射層(如同它散射或反射入射能量(而不是吸收與熱地散熱入射能量))是優先的。以這種方式，切割深度可為受控制的而不損壞下面層。在一種應用中，透明材料被鍵結於載體基板，且在透明材料與載體基板之間形成反射或吸收層。反射或吸收層將能夠對透明材料切割而不損壞下面基板(然後可被再使用)。載體基板為一種支撐層(被用來提供機械剛性或易操作性以允許在載體基板上面的層由這裡所述的一或更多個雷射程序步驟所修改、切割或鑽孔)。
在一個實施例中，一種用於雷射鑽孔、切割、分開或其他處理材料之方法包含在工件(workpiece)中形成雷射光焦線(focal line)，雷射光焦線是從脈衝雷射光所形成的，工件包含下列項目之複數個材料：面對雷射光的第一層，第一層 為要被雷射處理的材料、第二層、及位於第一和第二層之間的光中斷(beam disruption)層。雷射光焦線在第一層材料內產生感應吸收(induced absorption)，感應吸收在第一層材料內沿著雷射光焦線產生缺陷線(defect line)。光中斷層能為(例如)載體層。
在另一個實施例中，一種用於雷射處理之方法包含在工件中形成雷射光焦線，雷射光焦線是從脈衝雷射光所形成的，工件包含玻璃層和透明電性導電層，雷射光焦線在工件內產生感應吸收，感應吸收透過透明電性導電層且進入玻璃層沿著雷射光焦線產生缺陷線。
在又另一個實施例中，一種用於雷射處理之方法包含在工件中形成雷射光焦線，雷射光焦線是從脈衝雷射光所形成的，工件包含複數個玻璃層，工件包含在每個玻璃層之間的透明保護層，雷射光焦線在工件內產生感應吸收，感應吸收在工件內沿著雷射光焦線產生缺陷線。
在仍另一個實施例中，一種用於雷射處理之方法包含在工件中形成雷射光焦線，雷射光焦線是從脈衝雷射光所形成的，工件包含複數個玻璃層，工件包含在每個玻璃層之間的氣隙(air gap)，雷射光焦線在工件內產生感應吸收，感應吸收在工件內沿著雷射光焦線產生缺陷線。
在又另一個實施例中，一種用於雷射處理之方法包含在工件中形成雷射光焦線，雷射光焦線是從脈衝雷射光所形成的，工件具有玻璃層，雷射光焦線在玻璃層內產生感應吸收，及感應吸收在玻璃層內沿著雷射光焦線產生缺陷線。 方法也包含沿著輪廓(contour)將工件與雷射光相對於彼此平移，因此沿著輪廓形成複數個缺陷線，及運用酸蝕刻程序，酸蝕刻程序沿著輪廓分開玻璃層。
酸蝕刻之使用允許對複雜輪廓之釋放(release)，像是孔洞或槽或在較大物件內部的其他內部輪廓，其可能是難以進行的(僅以雷射方法而要具有高速率與高良率)。此外，酸蝕刻之使用允許具有實用於金屬化或其他化學塗層的尺寸的孔洞之形成。由雷射所產生的孔洞在平行程序中被平行地放大到目標直徑，相較於使用雷射以鑽孔出孔洞到大直徑(藉由使用進一步雷射照射(exposure))，這作法可能為較快的。
相較於僅雷射使用，酸蝕刻產生較強部分(藉由鈍化任何微裂紋(micro-crack)或由對雷射的長時間照射所可能引起的損壞)。
在仍另一個實施例中，一種用於雷射處理之方法包含在工件中形成雷射光焦線，雷射光焦線是從脈衝雷射光所形成的。工件具有玻璃層，雷射光焦線在工件內產生感應吸收，及感應吸收在工件內沿著雷射光焦線產生缺陷線。方法也包含沿著封閉輪廓(closed contour)將工件與雷射光相對於彼此平移，因此沿著封閉輪廓形成複數個缺陷線，及運用酸蝕刻程序，酸蝕刻程序促進由封閉輪廓所限制的玻璃層之部分之移除。
在又另一個實施例中，一種用於雷射處理之方法包含在工件中形成雷射光焦線，雷射光焦線是從脈衝雷射光所形成的，工件具有玻璃層，雷射光焦線在工件內產生感應吸 收，感應吸收在工件內沿著雷射光焦線產生缺陷線。沿著輪廓將工件與雷射光相對於彼此平移，因此沿著輪廓形成複數個缺陷線，及沿著輪廓引導紅外線雷射光。能藉由二氧化碳(CO2)雷射或其他紅外線雷射來產生紅外線雷射光。
根據本發明揭露的薄玻璃之雷射切割具有下列優點：在燒蝕區域處(或靠近)的裂紋產生之最小化或防止及實施任意形狀的自由形式切割之能力。從玻璃基板(針對像是平面顯示器的應用)所分開的部分中來避免邊緣裂紋與剩餘邊緣應力是重要的(因為即使是當應力是被施加於中央時，部分也具有從邊緣斷裂的明顯傾向)。在這裡所述的方法中與定制光傳遞(tailored beam delivery)結合的超快雷射的高峰值功率能避免這些問題(因為本發明方法是一種「冷」燒蝕技術，其切割沒有有害熱效應)。根據本發明方法的由超快雷射的雷射切割不會在玻璃中實質上產生剩餘應力。
本發明實施例更延伸到：一種用於雷射處理之方法包含：在工件中形成雷射光焦線，雷射光焦線是從脈衝雷射光所形成的，工件包含第一層、第二層、及位於第一與第二層之間的光中斷元件；及雷射光焦線在第一層內產生感應吸收，及感應吸收在第一層內沿著雷射光焦線產生缺陷線。
本發明實施例更延伸到：一種用於雷射處理之方法包含： 在工件中形成雷射光焦線，雷射光焦線是從脈衝雷射光所形成的，工件包含玻璃層和透明電性導電層，雷射光焦線在工件內產生感應吸收，感應吸收透過透明電性導電層且進入玻璃層沿著雷射光焦線產生缺陷線。
本發明實施例更延伸到：一種用於雷射處理之方法包含：在工件中形成雷射光焦線，雷射光焦線是從脈衝雷射光所形成的，工件包含複數個玻璃層，工件包含在每個玻璃層之間的透明保護層，雷射光焦線在工件內產生感應吸收，感應吸收在工件內沿著雷射光焦線產生缺陷線。
本發明實施例更延伸到：一種用於雷射處理之方法包含：在工件中形成雷射光焦線，雷射光焦線是從脈衝雷射光所形成的，工件包含複數個玻璃層，工件包含在每個玻璃層之間的氣隙，雷射光焦線在工件內產生感應吸收，感應吸收在工件內沿著雷射光焦線產生缺陷線。
本發明實施例更延伸到：一種用於雷射處理之方法包含：在工件中形成雷射光焦線，雷射光焦線是從脈衝雷射光所形成的，工件具有玻璃層，雷射光焦線在玻璃層內產生感應吸收，感應吸收在玻璃層內沿著雷射光焦線產生缺陷線；沿著輪廓將工件與雷射光相對於彼此平移，因此沿著輪廓在玻璃層內形成複數個缺陷線；及 運用酸蝕刻程序，酸蝕刻程序沿著輪廓分開玻璃層。
本發明實施例更延伸到：一種用於雷射處理之方法包含：在工件中形成雷射光焦線，雷射光焦線是從脈衝雷射光所形成的，工件具有玻璃層，雷射光焦線在工件內產生感應吸收，感應吸收在工件內沿著雷射光焦線產生缺陷線；沿著封閉輪廓將工件與雷射光相對於彼此平移，因此沿著封閉輪廓形成複數個缺陷線；及運用酸蝕刻程序，酸蝕刻程序促進由封閉輪廓所限制的玻璃層之部分之移除。
本發明實施例更延伸到：一種用於雷射處理之方法包含：在工件中形成雷射光焦線，雷射光焦線是從脈衝雷射光所形成的，工件具有玻璃層，雷射光焦線在工件內產生感應吸收，感應吸收在工件內沿著雷射光焦線產生缺陷線；沿著輪廓將工件與雷射光相對於彼此平移，因此沿著輪廓形成複數個缺陷線；及沿著輪廓引導紅外線雷射。
本發明實施例更延伸到：一種用於形成穿孔之方法包含：(i)提供多層結構，多層結構包含在載體上所設置的光中斷元件及在光中斷元件上所設置的第一層； (ii)將具有波長為λ的雷射光聚焦於第一層之第一部分上，第一層對波長λ是透明的，聚焦之步驟在第一層內形成高雷射強度的區域，高雷射強度是足夠於在高雷射強度的區域內影響非線性吸收，光中斷元件防止在載體材料或其他層(設置於在第一層對面的光中斷元件的側面上)中非線性吸收之發生，非線性吸收使能量傳送能夠從雷射光到高強度的區域內的第一層，能量傳送導致在高雷射強度的區域中的第一層中第一穿孔之產生，第一穿孔向雷射光傳播之方向延伸；(iii)將雷射光聚焦於第一層之第二部分上；及(iv)重複步驟(ii)以在基板的第二部分中形成第二穿孔，第二穿孔向雷射光傳播之方向延伸，在第二穿孔形成期間光中斷元件防止在載體材料或其他層(設置於在第一層對面的光中斷元件的側面上)中非線性吸收之發生。
1‧‧‧層
1a‧‧‧平面
1b‧‧‧平面
2‧‧‧雷射光
2a‧‧‧部分
2aR‧‧‧邊緣光線
2aZ‧‧‧中央光
2b‧‧‧焦線
2c‧‧‧部分
6‧‧‧光學組件
7‧‧‧透鏡
8‧‧‧孔徑
9‧‧‧旋轉三稜鏡
10‧‧‧旋轉三稜鏡
11‧‧‧透鏡
12‧‧‧透鏡
1400‧‧‧疊層堆疊
1405‧‧‧塑膠膜
1410‧‧‧層
1415‧‧‧層
1420‧‧‧層
1425‧‧‧層
1430‧‧‧層
1435‧‧‧塑膠膜
1450‧‧‧雷射穿孔
1450’‧‧‧雷射穿孔
1452‧‧‧缺陷線
1452’‧‧‧缺陷線
br‧‧‧寬度
d‧‧‧厚度
dr‧‧‧直徑
D‧‧‧延伸
L‧‧‧長度
SR‧‧‧圓形輻射
Z1‧‧‧距離
Z1a‧‧‧距離
Z1b‧‧‧距離
Z2‧‧‧距離
從接下來示例實施例的更特定描述，前述內容將變得明顯，如同在附圖(貫穿不同視圖，相似參考字符是指相同部分)中所顯示的。圖不一定是按比例繪製，而是將重點放在說明代表性實施例。
圖1為一種三個層的堆疊之顯示圖：面對雷射能量的薄材料A、修改介面、及厚材料B，修改介面中斷雷射能量免於與遠離雷射光的修改介面的側面上的堆疊之部分的相互作用。
圖2A與2B為一種雷射光焦線的位置之顯示圖，即，透明於雷射波長的材料的雷射處理(由於沿著焦線的感應 吸收)。
圖3A為一種用於雷射處理的光學組件之顯示圖。
圖3B-1到3B-4為一種處理基板的各種可能之顯示圖(藉由在相對於基板的透明材料內的不同位置處形成雷射光焦線)。
圖4為一種用於雷射處理的第二光學組件之顯示圖。
圖5A與5B為用於雷射鑽孔的第三光學組件之顯示圖。
圖6為一種用於雷射處理的第四光學組件之概要顯示圖。
圖7A與7B描繪出用於微微秒(picosecond)雷射的以時間為函數之雷射放射。每個放射的特徵是在脈衝「突衝(burst)」(能包含一或更多個子脈衝)。顯示出對應於脈衝期間、脈衝之間的分開、及突衝之間的分開之時間。
圖8為一種入射於玻璃-空氣-玻璃的複合結構上的聚焦高斯光(focused Gaussian beam)與貝賽爾光(Bessel beam)之間之比較圖。
圖9為一種具有透明保護層的堆疊以切割多個片同時減少磨損或污染之顯示圖。
圖10為一種氣隙與封裝裝置之切割之顯示圖。
圖11為一種插入器或窗戶之切割(連同雷射穿孔、然後蝕刻或雷射穿孔及CO2雷射釋放)之顯示圖。
圖12為一種切割像是用透明電性導電層(例如氧化 銦錫(ITO))所塗層的電致變色(electrochromic)玻璃之物之顯示圖。
圖13為一種在堆疊中一些層之精確切割同時不損害到其他層之顯示圖。
圖14A為一種包含塑膠膜外層連同玻璃或塑膠內層的示例疊層堆疊(laminate stack)之側視顯示圖。
圖14B顯示通過顯示於圖14A中的疊層之全部層所產生的雷射穿孔(使用所揭露雷射方法)。
圖14C顯示從雷射穿孔1450所導致的缺陷線。
圖15為一種展示於圖14A到14C中的疊層之上視顯示圖。
圖16A為一種疊層(相似於展示於圖14A到14C中的疊層，但具有僅延伸通過疊層之一些層的雷射穿孔)之側視顯示圖。
圖16B展示對應於圖16A的雷射穿孔的缺陷線(在疊層中僅延伸到特定深度)。
接下來是示例實施例的描述。
這裡所述的實施例關聯於一種用於在透明材料中(或通過)光學地產生高精確切割之方法及設備。子表面損壞可被限制於大約100微米深度或更少、或75微米深度或更少、或60微米深度或更少、或50微米深度或更少，且切割可僅產生少量碎屑。根據本發明揭露的利用雷射對透明材料之切割在這裡也可是指如鑽孔或雷射鑽孔或雷射處理。在本發明 揭露的上下文內，當吸收是小於大約10%時，材料對雷射波長為實質上透明的，較佳地在這波長是每毫米(材料深度)小於大約1%。
根據下述的方法，在單次通過(pass)中，能使用雷射以通過材料產生高受控制全線(full line)穿孔，連同極小的(小於75微米，常小於50微米)子表面損壞及碎屑產生。這情況是對比於典型使用點聚焦雷射來燒蝕材料，其中常需要多次通過以完全地穿孔玻璃厚度，從燒蝕程序形成大量碎屑，且發生更廣泛的子表面損壞(大於100微米)與邊緣碎屑。如同這裡所用，子表面損壞是指在從基板或材料(根據本發明揭露受到雷射處理)所分開部分的周邊表面(perimeter surface)中的結構缺陷之最大尺寸(例如長、寬、直徑)。既然結構缺陷從周邊表面延伸，子表面損壞也可被視為自周邊表面的最大深度(其中發生來自根據本發明揭露的雷射處理的損壞)。分開部分的周邊表面這裡可是指分開部分的邊緣或邊緣表面。結構缺陷可為裂紋或空隙且代表機械弱點之點(促使斷裂或從基板或材料所分開部分的失敗)。藉由最小化子表面損壞之尺寸，本發明方法改善結構完整性及分開部分的機械強度。
因此，利用一或更多個高能量脈衝或高能量脈衝之一或更多個突衝，來在透明材料中產生精微(即，直徑小於2微米且大於100奈米，及在有些實施例中小於0.5微米且大於100奈米)伸長的缺陷線(這裡也是指如穿孔或損壞軌(damage track))是可能的。穿孔代表由雷射所修改的基板材料的區域。雷射感應修改中斷基板材料的結構及構成機械弱點的地點。 結構中斷包含壓實、熔化、材料趕出(dislodging)、重組、及鍵結斷裂。穿孔延伸入基板材料的內部且具有與雷射的橫截面形狀(一般為圓形)一致的橫截面形狀。穿孔的平均直徑可為從0.1微米到50微米範圍中、或從1微米到20微米範圍中、或從2微米到10微米範圍中、或從0.1微米到5微米範圍中。在一些實施例中，穿孔是一種「穿透孔洞」，其為孔洞或開放通道(從頂端延伸到基板材料底端)。在一些實施例中，穿孔可非為連續地開放通道且可包含由雷射從基板材料所趕出的固體材料的部分。趕出的材料阻礙或部分阻礙由穿孔所定義的空間。一或更多個開放通道(暢通區域)可被分散於趕出材料之部分之間。開放通道之直徑可能為小於1000奈米、或小於500奈米、或小於400奈米、或小於300奈米、或從10奈米到750奈米範圍中、或從100奈米到500奈米範圍中。在這裡所揭露的實施例中，圍繞孔洞的材料的中斷或修改區域(例如，被壓實、被熔化、或其他被改變)較佳地具有小於50微米的直徑(例如，小於10微米)。
能以數百個千赫茲(kilohertz)的速率來產生個別穿孔(例如，每秒數十萬個穿孔)。因此，連同在雷射源與材料之間的相對運動，能彼此相鄰地放置這些穿孔(根據需要，空間分開的不同是從次微米(sub-micron)到數微米(甚至數十微米))。這空間分開的選擇是為了促進切割。
此外，通過明智的光學元件選擇，能達到堆疊式透明材料的個別層的選擇切割。使用切割的深度的精確控制(通過對合適雷射源與波長以及光傳送光學元件之選擇)及在所需 層的邊界處光中斷元件的放置，來完成微加工及透明材料的堆疊的選擇切割。光中斷元件可為材料之層或介面。光中斷元件這裡可是指雷射光中斷元件、中斷元件或相似者。光中斷元件的實施例這裡可是指如光中斷層、雷射光中斷層、中斷層、光中斷介面、雷射光中斷介面、中斷介面、或相似者。
光中斷元件反射、吸收、散射、散焦或其他與入射雷射光干涉，以抑制或防止雷射光來損壞或其他修改堆疊中的下面層。在一個實施例中，光中斷元件是在透明材料層背後(雷射鑽孔將發生處)。如這裡所用，當光中斷元件的放置是要使得雷射光在遭遇光中斷元件之前必須先通過透明材料時，光中斷元件是在透明材料層背後。光中斷元件可在透明材料層背後且為直接地相鄰於透明材料層(雷射鑽孔將發生處)。藉由插入層或修改介面，堆疊式材料能以高選擇性被微加工或切割，以致於在堆疊之不同層之間存在光學特性(optical property)的對比。藉由使在堆疊中的材料之間的介面更反射的、吸收的、散焦的、及/或散射的(在感興趣的雷射波長)，切割能被限制於堆疊的一個部分或層。
選擇雷射之波長，以致於要被雷射處理的(被鑽孔、被切割、被燒蝕、被損壞或其他明顯地由雷射所修改)在堆疊內的材料是對雷射波長為透明的。在一個實施例中，由雷射所處理的材料對雷射波長為透明的(如果它吸收每毫米(材料厚度)小於10%雷射波長強度)。在另一個實施例中，由雷射所處理的材料對雷射波長為透明的(如果它吸收每毫米(材料厚度)小於5%雷射波長強度)。在仍另一個實施例中，由雷射所 處理的材料對雷射波長為透明的(如果它吸收每毫米(材料厚度)小於2%雷射波長強度)。在又另一個實施例中，由雷射所處理的材料對雷射波長為透明的(如果它吸收每毫米(材料厚度)小於1%雷射波長強度)。
雷射源的選擇更是基於在透明材料中感應多光子吸收(MPA)的能力。MPA是相同或不同頻率的多個光子的同時吸收，以便將材料從低能態(通常為基態)激發到高能態(激發態)。激發態可為激發電子態或離子態。在材料的較高和較低能態之間的能量差是相等於兩個或更多個光子的能量之和。MPA是一種非線性程序(相較於線性吸收，一般弱上幾個數量級)。它與線性吸收的不同處在於MPA的強度取決於光強度(light intensity)平方(或更高次方)，因此讓它成為非線性光學程序。在普通光強度，MPA是可忽略的。如果光強度(能量密度)是極高的，像是在雷射源(尤其是脈衝雷射源)的焦點的區域中，則MPA變得明顯的且在區域內的材料中(光源的能量密度是足夠高的)導致可量測的影響。在焦區域(focal region)內，能量密度可為足夠高的以導致離子化。
在原子能階，個別原子的離子化具有離散能量需求。在玻璃中所常用的數個元素(例如，矽、鈉、鉀)具有相對地低離子化能量(約5eV)。在不具有MPA現象的狀況，將需要約248奈米的波長，以產生在約5eV的線性離子化。在具有MPA的狀況，能使用大於248奈米的波長來完成由約5eV能量所分開的狀態之間的離子化或激發。例如，因為具有532奈米的波長的光子具有約2.33eV的能量，所以具有波長532 奈米的兩個光子能(例如)在兩個光子吸收中(TPA)在由約4.66eV能量所分開的狀態之間感應轉換(transition)。因此，原子和鍵(bonds)能在材料的區域中(雷射光的能量密度是足夠高的)被選擇地激發或離子化，以感應(例如)具有一半所需激發能量的雷射波長的非線性TPA。
MPA能導致(i)局部重新配置與(ii)從相鄰原子和鍵分開所激發原子和鍵。在鍵結或配置中的結果修改能導致非熱燒蝕與來自材料的區域(MPA發生)的物質移除。這物質移除產生結構缺陷(例如，缺陷線、損壞線、或「穿孔」)，結構缺陷機械地弱化材料且使得它更容易受到裂紋或斷裂之影響(就在機械或熱應力之應用後)。藉由控制穿孔的放置，能精確地定義沿著裂紋發生的輪廓或路徑且能完成材料的精確微加工。由一系列穿孔所定義的輪廓可被視為斷層線(fault line)且對應於在材料中結構弱點的區域。在一個實施例中，微加工包含從由雷射所處理材料分開一部分，其中該部分具有精確地所定義的形狀或周邊(由通過由雷射所感應的MPA影響所形成的穿孔的封閉輪廓所決定)。如此處所用，術語封閉輪廓指的是由雷射線所形成的穿孔路徑，其中路徑與自身相交在一些位置。內部路徑是一種由材料的外部分所完全地包圍的結果形狀所形成之路徑。
雷射是一種超短脈衝的雷射(脈衝期間大約為數十微微秒或更短)且能被操作在脈衝模式或突衝模式。在脈衝模式，一系列名義上相同的單一脈衝從雷射被放射出且被引導到工件。在脈衝模式，由脈衝之間的時間間隔來決定雷射之 重複速率(repetition rate)。在突衝模式，脈衝之突衝從雷射被放射出，其中每個突衝包含兩個或更多個脈衝(有相同或不同振幅)。在突衝模式，由第一時間間隔(定義出針對突衝的脈衝重複速率)來分開在突衝內的脈衝且由第二時間間隔(定義出突衝重複速率)來分開突衝，其中第二時間間隔是典型地遠長於第一時間間隔。如這裡所用的(不論是在脈衝模式或突衝模式的情況)，時間期間是指在脈衝或突衝的對應部分之間的時間差異(例如：前緣對前緣、峰對峰、或後緣對後緣)。脈衝與突衝重複速率是由雷射之設計所控制且是典型地能藉由調整雷射的操作條件所調整(在限制內)。典型的脈衝與突衝重複速率是在kHz到MHz的範圍。
雷射脈衝期間(在脈衝模式、或針對在突衝模式在突衝內的脈衝)可以是10-10秒或更少、或10-11秒或更少、或10-12秒或更少、或10-13秒或更少。在這裡所述的示例實施例中，雷射脈衝期間是大於10-15。
透過雷射及/或基板或堆疊之動作之控制，穿孔可以被隔開且藉由控制基板或堆疊的速度(相對於雷射)精確地被放置。作為示例，在薄透明基板(以200毫米/秒移動，且被暴露於100kHz的一系列脈衝(或脈衝之突衝))中，個別脈衝將會被隔開2微米以產生分開2微米的一系列穿孔。這缺陷線(穿孔)間距是足夠接近的以允許沿著由一系列穿孔所定義的輪廓的機械或熱分開。沿著斷層線之方向在相鄰缺陷線之間的距離能為(例如)從0.25微米到50微米之範圍中、或從0.50微米到約20微米之範圍中、或從0.50微米到約15微米之範圍中、 或從0.50微米到約10微米之範圍中、或從0.50微米到約3.0微米之範圍中、或從3.0微米到約10微米之範圍中。
熱分開：
在某些情況，沿著由一系列穿孔或缺陷線所定義的輪廓所產生的斷層線是不夠來同時地分開部分，且次步驟可能是需要的。如果希望這樣，(例如)能使用第二雷射以產生熱應力以分開它。在低應力玻璃(像是Corning Eagle XG或康寧(Corning)玻璃碼2318)之情況，在它已經歷來自離子交換的化學強化之前，能達成分開，在斷層線的產生之後，藉由機械力的應用或藉由使用熱來源(例如，紅外線雷射(例如，CO2雷射))以產生熱應力且強制部分從基板分開。另一個選項是使CO2雷射僅手動地(manually)開始分開且然後完成分開。能(i)利用散焦連續波(cw)雷射(以10.6微米放射)且(ii)利用功率(藉由控制它的占空比(duty cycle)來調整)，來達成可選的CO2雷射分開。焦點改變(即，散焦之延伸達到並包含聚焦點大小)是用於變化感應熱應力(藉由變化點(spot)大小)。散焦雷射光包含產生大於最小的、繞射限制的(diffraction-limited)點大小大約為雷射波長大小的點大小的那些雷射光。例如，散焦點大小(1/e2直徑)為2到12毫米者、或約為7毫米、2毫米和20毫米者能使用於CO2雷射，(例如)其繞射限制的點大小是遠小於給定的放射波長為10.6微米者。
蝕刻：
能使用酸蝕刻(例如)以分開具有玻璃層的工件(例如)。在一個實施例中，(例如)所使用的酸能為(體積比)10%氫 氟酸(HF)/15%硝酸(HNO3)。部分能以24到25℃之溫度被蝕刻達53分鐘，以擴大通過MPA連同雷射為約100微米所形成的孔洞直徑(例如)。能沉浸雷射穿孔的部分於這酸浴中，且能使用超聲波攪動以(例如)40kHz與80kHz頻率之結合，以在孔洞中促進液體之滲透與液體交換。此外，能進行在超聲波場(ultrasonic field)內的部分的手動攪動，以防止駐波圖案(來自超聲波場來自產生「熱點」或在部分上與損壞相關聯的空孔(cavitation))。能有意地設計酸組成與蝕刻速率，以慢慢地蝕刻部分-(例如)材料移除速率為僅1.9微米/分鐘。小於約2微米/分鐘的蝕刻速率(例如)允許(i)酸能完全滲透狹窄孔洞及(ii)攪動能交換新鮮流體與從孔洞移除所溶解材料(當孔洞由雷射被初始地形成時，孔洞為非常狹窄的)。一旦酸滲透孔洞，且孔洞擴大到將它們連接到相鄰孔洞的大小，然後所穿孔輪廓將從基板的剩餘部分分開。(例如)這允許內部特徵(像是孔洞或槽要被脫落自更大部分、或窗口(window)要被脫落自包含它的更大「框架」)。
在圖1所顯示的實施例中，藉由形式為光中斷介面(被標記為「修改介面」)的光中斷元件之包含，來達成在多層堆疊中切割深度的精確控制。光中斷介面防止雷射輻射在中斷介面的位置以外與多層堆疊的部分進行互動。
在一個實施例中，光中斷元件被放置在緊鄰堆疊的層(在其中將發生通過兩個(或多個)光子吸收的修改)之下。在圖1所顯示的這種配置，其中光中斷元件是一種緊鄰材料A之下的修改介面且材料A是在其中將發生這裡所述的透過兩 個(或多個)光子吸收機制的穿孔之形成的材料。如這裡所用，對一位置在另一個位置之下(或比另一個位置更低)的參考號假設出頂部或最高位置是多層堆疊的表面(在其上雷射光是第一次入射)。在圖1，(例如)最靠近雷射源的材料A的表面是頂部表面，且在材料A之下的光中斷元件的放置意味著雷射光在與光中斷元件進行互動之前穿過(traverse)材料A。
光中斷元件具有不同於要被切割的材料的光學特性。(例如)光中斷元件可為散焦元件、散射元件、半透明元件、繞射元件、吸收元件、或反射元件。散焦元件是一種包含預防雷射光形成雷射光焦線在散焦元件上或下的材料的介面或層。散焦元件可包含著具有折射率不均勻的材料或介面(散射或擾動光學光之波前)。半透明元件是一種允許光能穿過的材料的介面或層，但僅在散射或衰減雷射光以足夠地降低能量密度以防止在遠離雷射光的半透明元件的側面上的堆疊的部分中的雷射光焦線的形成之後。在一個實施例中，半透明元件影響散射或偏移至少10%的雷射光光線。
更具體地，能使用中斷元件的反射性、吸收性、散焦、繞射性、衰減、及/或散射以產生對雷射輻射的屏障或阻礙。能由數種手段來產生雷射光中斷元件。如果整體堆疊系統的光學特性是無關緊要的，則能沉積一或更多個薄膜作為在堆疊的所希望兩個層之間的(多個)光中斷層，其中一或更多個薄膜吸收、散射、散焦、衰減、反射、繞射、及/或消除(比緊鄰在它之上的層)雷射輻射之更多者，以保護在光中斷層之下的層免於從雷射源接收過多能量密度。如果整體堆疊系統 的光學特性是確實重要的，能將光中斷元件實現為限波濾波器。這能藉由下列數種方法來完成：(a)在光中斷層或介面處產生結構(例如，通過薄膜生長、薄膜圖案、或表面圖案)，以致於在特定波長或波長範圍的入射雷射輻射的繞射發生；(b)在光中斷層或介面處產生結構(例如，通過薄膜生長、薄膜圖案、或表面圖案)，以致於入射雷射輻射的散射發生(例如紋理表面)；(c)在光中斷層或介面處產生結構(例如，通過薄膜生長、薄膜圖案、或表面圖案)，以致於雷射輻射的衰減相移(phase-shifting)發生；及(d)在光中斷層或介面處通過薄膜堆疊產生分散Bragg反射器，以反射僅雷射輻射。
不需要由光中斷元件的雷射光之吸收、反射、繞射、散射、衰減、散焦等等是完全的。僅需要在雷射光上的光中斷元件的影響是足夠將聚焦雷射光的能量密度或強度減少到在針對由光中斷元件(光中斷元件下)所保護的堆疊中的層的切割、燒蝕、穿孔等等所需要的閾值之下的程度。在一個實施例中，光中斷元件將聚焦雷射光的能量密度或強度減少到在感應兩個(或多個)光子吸收所需要的閾值之下的程度。可配置光中斷層或光中斷介面，以吸收、反射、繞射、或散射雷射光，其中吸收、反射、繞射、或散射是足夠將傳送到載體(或其它下面層)的雷射光的能量密度或強度減少到在載體(或下面層)中的感應非線性吸收所需要的程度之下的程度。
轉到圖2A與2B，一種雷射鑽孔材料的方法包含將脈衝雷射光2聚焦於雷射光焦線2b中，沿著光傳播方向看。雷射光焦線2b為高能量密度的區域。如在圖3A所顯示，雷射3(未顯示)放射雷射光2，其具有部分2a入射於光學組件6。光學組件6將入射雷射光變成雷射光焦線2b(在輸出側上在所定義擴大範圍沿著光方向(焦線的長度l))。
層1是多層堆疊的層，在其中要發生由雷射處理的內部修改與兩個(或多個)光子吸收。層1是更大多層工件(其剩餘部分未示出)的部件，其典型地包含基板或載體(在其上形成多層堆疊)。層1是在多層堆疊內的層，在其中透過在這裡所述的燒蝕或修改所協助的兩個(或多個)光子吸收要形成孔洞、切割、或其他特徵。在圖1，(例如)材料A相當於層1且材料B是在光中斷元件下的層。層1被放置在光路徑中，以至少部分地重疊雷射光2的雷射光焦線2b。參考號1a標出面對(最接近或靠近)光學組件6或雷射的層1的表面，個別地，且參考號1b標出層1的反表面(遠、或更遠離於光學組件6或雷射的表面)。層1的厚度(垂直於平面1a與1b(即，基板平面)來量測)被標記為d。
如同圖2A所繪，層1是基本上垂直於縱向光軸(longitudinal beam axis)對齊的，且因此在由光學組件6所產生的相同焦線2b之後(基板是垂直於圖的平面)。沿著光方向看，層1是位於相對於焦線2b(以焦線2b(向光的方向看)開始於層1的表面1a之前且停止於層1的表面1b之前的這種方式(即，焦線2b在層1內終止且沒有延伸超過表面1b))。在 雷射光焦線2b與層1的重疊區域中(即，在由焦線2b所重疊的層1之部分中)，雷射光焦線2b在層1中產生非線性吸收，(假設沿著雷射光焦線2b有合適的雷射強度，藉由雷射光2之充足聚焦在長度l的部分(即，長度l的線聚焦)上來確保這強度)，其定義部分2c(沿著縱向光方向對齊的)，沿著其在層1中產生感應非線性吸收。能由數種方式來產生這種線聚焦，例如：Bessel光、Airy光、Weber光、與Mathieu光(即，非繞射光)，它們的場剖面是典型地由特殊函數(相比於Gaussian函數在橫向方向(即，傳播之方向)是更慢地衰減)所給定。感應非線性吸收導致缺陷線之形成在層1沿著部分2c。缺陷線之形成不僅是局部的，而是可延伸在感應吸收的部分2c的整個長度上。部分2c的長度(對應到雷射光焦線2b與層1之重疊的長度)被標記為參考號L。感應吸收的部分2c(或經歷缺陷線形成的在層1之材料中的部分)的平均直徑或延伸被標記為參考號D。這平均延伸D基本上對應於雷射光焦線2b的平均直徑δ，亦即，平均點直徑是在約0.1微米與約5微米之間的範圍中。
如圖2A顯示，因為沿著焦線2b的感應吸收，所以層1(對波長為λ雷射光2是透明的)是局部地加熱。感應吸收由與在焦線2b內雷射光的高強度(能量密度)相關聯的非線性影響引起。圖2B顯示出加熱層1最終將擴大，以便對應的感應張力(induced tension)導致微裂紋形成，在表面1a處具有最高的張力。
代表性光學組件6，其能被運用以產生焦線2b，以 及代表性光學設定(在其中這些光學組件能被運用)，如下所述。全部組件或設定是基於如上所描述，以便相同的參考號是用於相同的部件或特徵或那些與它們在功能上相等者。因此，僅差異處描述如下。
在沿著輪廓(由一系列穿孔所定義)裂紋之後，為確保分開的表面的高品質(關於斷裂強度、幾何精確度、粗糙度、及再加工需求的避免)，應利用如下所述的光學組件(以下，光學組件交替地也是指雷射光學元件(laser optics))，來產生用於形成穿孔(定義裂紋的輪廓)的個別焦線。藉由焦線的點直徑或點大小來主要地決定分開表面的粗糙度。能特徵化表面的粗糙度為(例如)由ASME B46.1標準所定義的中心線平均粗糙度(Ra)表面粗糙度參數。如在ASME B46.1所述，Ra是自中心線(mean line)的表面輪廓高度偏移(surface profile height deviations)的絕對值的算術平均數，被記錄於評估長度內。在交替術語，Ra是表面的個別特徵(波峰和波谷)的絕對高度偏移對中心之集合的平均值。
為達成小的點大小(例如，針對與層1的材料相互作用的雷射3的特定波長λ為0.5微米到2微米)，必須經常將特定需要施加於雷射光學元件6的數值孔徑。這些需要由如下所述的雷射光學元件6來滿足。為達成所需數值孔徑，光學元件必須，在一方面，針對給定焦長度的所需開口的配置，根據習知Abbé公式(N.A.=n sin(theta)，n：被處理材料的折射率，theta：一半孔徑角度；且theta=arctan(DL/2f)；DL：孔徑直徑，f：焦長度)。在另一方面，雷射光必須照明光學元 件達到所需孔徑，在雷射與聚焦光學元件之間利用加寬望遠鏡(widening telescopes)借助於光加寬來典型地達成。
為沿著焦線的均勻交互作用之目的，點大小不應該太強烈變化。這能(例如)藉由照明聚焦光學元件僅在小、圓的區域中來確保，以便光開口及因此數值孔徑的比率僅略有變化。
根據圖3A(部分是垂直於基板平面在中央光的水平處在雷射輻射2的雷射光束中；這裡也是，雷射光2是垂直地入射於層1(在進入光學組件6之前)，即，入射角θ是0°，以便焦線2b或感應吸收的部分2c是平行於基板法線)，由雷射3所放射的雷射輻射2a一開始是引導到圓的孔徑8(其對所用的雷射輻射為完全不透明)上。孔徑8是定向為垂直於縱向光軸及是集中於所繪光束2a的中央光上。以下列這種方式來選擇孔徑8的直徑：靠近光束2a中央或中央光(這裡被標記為2aZ)的光束擊中孔徑且是由它所完全地阻礙。因為所減少孔徑大小(與光直徑比較)，所以僅在光束2a的較外周長範圍中的光(邊緣光線，這裡被標記為2aR)是沒有被阻礙的，但橫向地通過孔徑8且擊中光學組件6的聚焦光學元件的邊緣區域，其(在這實施例中)是被設計為球形地切割、雙凸透鏡7。
透鏡7被集中於中央光上且是被設計為非校正、雙凸聚焦透鏡(以共同、球型地切割透鏡之形式)。這種透鏡的球面像差可能是有利的。作為替代，非球面或多透鏡系統(自理想校正系統的偏移)，其並不形成理想焦點但所定義長度的不同、拉長的焦線，也是能使用的(例如，不具有單一焦點的透 鏡或系統)。透鏡區因此集中沿著焦線2b，受限制於自透鏡中央的距離。跨越光方向的孔徑8的直徑是大約光束的直徑的90%(由減少光強度到波峰強度的1/e2所需的距離所定義)及光學組件6的透鏡7的直徑的75%。因此使用由在中央阻礙光束所產生的非像差校正的球面透鏡7的焦線2b。圖3A顯示區域是在一個平面通過中央光，當圍繞焦線2b旋轉所繪光時，能看見完全三維束。
由在圖3A中所顯示的透鏡7與系統所形成的這類型焦線的一個潛在缺點是狀態(點大小、雷射強度)可沿著焦線(及因此沿著所需深度在材料中)變化，且因此所需類型交互作用(沒有熔化、感應吸收、熱塑膠形變達到裂紋形成)是僅可能發生在焦線的所選擇部分中。這又意味著可能僅由材料來吸收入射雷射光之一部分(以所需方式被處理)。以這種方式，可能削弱處理效率(針對所需分開速率的所需平均雷射功率)，且也可能將雷射光傳送到不需要區域(附著於基板的部分或層、或基板夾緊裝置(holding fixture))，且以不想要的方式(例如：加熱、擴散、吸收、多餘的修改)來與它們交互作用。
圖3B-1到4顯示出(不僅針對在圖3A中的光學組件，而且針對任何其他可應用的光學組件6)能藉由合適地定位及/或調整光學組件6(相對於層1)以及藉由合適地選擇光學組件6的參數，來控制雷射光焦線2b的位置。如圖3B-1顯示，能以下列這種方式來調整焦線2b的長度l：它超過層厚度d(這裡是兩倍)。如果層1是對焦線2b中央地被放置(以縱向光方向看)，則在整個基板厚度上產生感應吸收的部分 2c。
在圖3B-2所顯示的情況，產生出長度l的焦線2b是或多或少對應到層厚度d。既然層1是以下列這種方式位於相對於線2b處：線2b在材料外的一點開始被處理，則感應吸收的部分2c的長度L(這裡從基板表面延伸到所定義基板深度，但不是到反表面1b)是小於焦線2b的長度l。圖3B-3顯示出基板1是位於焦線2b的開始點之上(沿著光方向看)的情況，以便(如在圖3B-2中)線2b的長度l是大於在層1中的感應吸收的部分2c的長度L。焦線因此開始於層1內及延伸超過反(遠端)表面1b。圖3B-4顯示出焦線長度l是小於層厚度d的情況，以便(在以入射的方向看相對於焦線的基板的中央定位的情況)焦線開始於靠近在層1內的表面1a且結束於靠近在層1內的表面1b(例如l=0.75．d)。雷射光焦線2b能具有(例如)範圍在約0.1毫米與約100毫米之間、或範圍在約0.1毫米與約10毫米之間、或範圍在約0.1毫米與約1毫米之間的長度l。能配置不同的實施例，以具有(例如)約0.1毫米、0.2毫米、0.3毫米、0.4毫米、0.5毫米、0.7毫米、1毫米、2毫米、3毫米、或5毫米的長度l。
特別有利的是以下列方式來定位焦線2b：由焦線覆蓋表面1a、1b中之至少一者，以便感應非線性吸收之部分2c至少開始於要處理的層或材料的一個表面上。如此，達成理想切割同時在表面處避免燒蝕、羽化(feathering)、及微粒化(particulation)。
圖4繪製另一個可用的光學組件6。基本結構跟隨 在圖3A中所描述者，以便僅差異處被描述如下。所繪製光學組件是基於光學元件的使用連同非球形自由表面，以產生焦線2b，其以下列方式來成形：形成所定義長度l的焦線。為這目的，能使用非球面透鏡作為光學組件6的光學元件。在圖4中，使用(例如)所謂的錐形稜鏡(conical prism)，也有時是指旋轉三稜鏡(axicon)。旋轉三稜鏡是一種特殊、錐形地切割透鏡(在沿著光軸的線上形成點來源(或轉換雷射光為環))。這種旋轉三稜鏡的佈局(layout)為本領域具有通常知識者所已知；在示例中的圓錐角為10°。旋轉三稜鏡(這裡標記為參考號9)的頂點被導向入射方向且被集中於光中央上。既然由旋轉三稜鏡9所產生的焦線2b在它的內部開始，能定位層1(這裡是垂直於主光軸地對齊的)於光路徑中在旋轉三稜鏡9正後方。如圖4顯示出，沿著光方向移動層1(因為旋轉三稜鏡的光學特徵)同時維持在焦線2b的範圍內也是可能的。在層1的材料中的感應吸收的部分2c延伸超過整個深度d。
但是，所繪製佈局是受限於下列限制：既然由旋轉三稜鏡9所形成的焦線2b的區域開始於旋轉三稜鏡9內，在旋轉三稜鏡9與要處理的材料之間有分開的情況下，雷射能量的重要部分沒有聚焦於焦線2b的感應吸收的部分2c中(其位於材料內)。此外，焦線2b的長度l與通過折射率的光直徑和旋轉三稜鏡9的圓錐角相關聯。這是為何，在相對地薄的材料(幾毫米)的情況，總焦線是遠長於要處理材料的厚度，有許多雷射能量沒有聚焦於材料中的影響。
為這原因，可能希望使用包含旋轉三稜鏡與聚焦透鏡的光學組件6。圖5A描繪出這種光學組件6，在其中具有被設計以形成雷射光焦線2b的非球形自由表面的第一光學元件(沿著光方向看)被定位於雷射3的光路徑中。在圖5A所顯示的情況，這第一光學元件是具有5°圓錐角的旋轉三稜鏡10，其是垂直於光方向地定位的且被集中於雷射光3上。旋轉三稜鏡之頂點是朝向光方向。第二、聚焦光學元件(這裡是平凸透鏡11(其彎曲(curvature)是朝向旋轉三稜鏡))被定位於從旋轉三稜鏡10的距離Z1處的光方向中。以下列的方式來選擇距離Z1(在大約300毫米的情況)：由旋轉三稜鏡10所形成的雷射輻射是圓形地入射於透鏡11的外部徑向部分上。透鏡11將圓形輻射聚焦於距離Z2處的輸出側上(在距離透鏡11大約20毫米的情況)，於所定義長度的焦線2b上(在1.5毫米的情況)。在這實施例中，透鏡11的有效焦長度為25毫米。由旋轉三稜鏡10的雷射光的圓形轉換被標記為參考號SR。
圖5B係根據圖5A來詳細地描繪焦線2b或在層1的材料中的感應吸收2c之形成。以下列的方式來選擇元件10、11兩者的光學特徵以及它們的定位：在光方向中的焦線2b的長度l是完全相同於層1的厚度d。所以，沿著光方向的層1的精確定位是需要的，以在層1的兩個表面1a與1b之間經確地定位焦線2b，如圖5B所顯示。
因此有利的是(i)如果能從雷射光學元件在特定距離處形成焦線且(ii)如果能將雷射輻射的較大部分聚焦達到焦線的所需末端。如所述，這能藉由照明僅圓形地(環狀地)在特 定外部徑向區域上的主要聚焦元件(透鏡)11來達成，其中，一方面是用於實現所需數值孔徑及因此所需點大小，且另一方面是(但)漫射圈(circle of diffusion)的強度在點中央中的非常短距離的所需焦線2b之後減小，如形成基本圓形點。以這方式，缺陷線的形成被停止於所需基板深度中的短距離內。旋轉三稜鏡10與聚焦透鏡11之組合滿足這需求。旋轉三稜鏡以下列兩個不同方式來動作：因為旋轉三稜鏡10，將通常為圓形的雷射點以環的形式發送至聚焦透鏡11，且旋轉三稜鏡10的非球面性具有在透鏡的焦平面外來形成焦線的影響(而不是在焦平面中的焦點)。能在旋轉三稜鏡上經由光直徑來調整焦線2b的長度l。(另一方面)能經由距離Z1(旋轉三稜鏡-透鏡的分開)與經由旋轉三稜鏡的圓錐角來調整沿著焦線的數值孔徑。以這方式，能集中整個雷射能量於焦線中。
如果意圖要將缺陷線的形成連續到要處理的層或材料的背面，則圓形(環狀)照明仍具有下列優點：(1)最佳化地使用雷射功率(就大部分雷射光保持集中於焦線的所需長度中的意義)，及(2)因為圓形地照明的區域結合所需像差(借助於其他光學功能來設定)，所以實現沿著焦線的均勻點大小(及因此由焦線所產生的沿著穿孔的均勻分開處理)是可能的。
代替在圖5A中所繪的平凸透鏡，使用聚焦凹凸透鏡或另一較高的校正聚焦透鏡(非球面、多透鏡系統)也是可能的。
為了利用在圖5A中所繪的旋轉三稜鏡及透鏡之組合來產生非常短焦線2b，將有必要來選擇入射於旋轉三稜鏡 上的雷射光的非常小光直徑。這具有下列的實際缺點：在旋轉三稜鏡上的光的定心(centering)必須是非常精確的，且其結果對雷射的方向變化是非常敏感的(光偏移穩定性)。因此，緊密準直(tightly collimated)雷射光是非常發散的，即，因為光偏轉(light deflection)，所以光束在短距離變得模糊。
如在圖6中所顯示，能藉由包含另一透鏡(在光學組件6中的準直透鏡12)來避免上面兩個影響。額外的凸透鏡12用於將聚焦透鏡11的圓形照明調整到非常緊密。以下列的方式來選擇準直透鏡12的焦長度f'：所需圓直徑dr是來自從旋轉三稜鏡到準直透鏡12的距離Z1a(其等於f')的結果。能通過距離Z1b(準直透鏡12到聚焦透鏡11)來調整環的所需寬度br。作為單純幾何問題，圓形照明的小寬度導致短焦線。能在距離f'處實現最小值。
在圖6中所繪的光學組件6是因此基於在圖5A中所繪者，以便僅差異處被描述如下。額外地將準直透鏡12(這裡也被設計為平凸透鏡(其具有朝向光方向的彎曲))中央地放置於旋轉三稜鏡10(其具有朝向光方向的頂點)在一側與平凸透鏡11在另一側之間的光路徑中。來自旋轉三稜鏡10的準直透鏡12的距離被稱為Z1a、來自準直透鏡12的聚焦透鏡11的距離為Z1b、且來自聚焦透鏡11的焦線2b的距離為Z2(總是以光方向看)。如在圖6中所顯示，將由旋轉三稜鏡10所形成的圓形輻射SR(其發散地且以圓直徑dr地入射於準直透鏡12上)調整到在聚焦透鏡11處的對至少大約恆定的圓直徑dr的沿著距離Z1b的所需圓寬度br。在所顯示的情況，意 圖來產生非常短焦線2b，以便因為透鏡12的聚焦屬性(在示例中，圓直徑dr為22毫米)，將在透鏡12處大約是4毫米的圓寬度br減少到在透鏡11處大約是0.5毫米。
在所繪示例中，利用2毫米的典型雷射光直徑、具有焦長度f=25毫米的聚焦透鏡11、具有焦長度f'=150毫米的準直透鏡、及選擇距離Z1a=Z1b=140毫米及Z2=15毫米，來達成小於0.5毫米的焦線的長度l是可能的。
更具體地，如在圖7A和7B中所顯示的，根據這裡所述的某些實施例，微微秒雷射產生脈衝500A的「突衝」500，有時也叫作「突衝脈衝」。突衝是雷射操作的種類，其中脈衝之放射並不是在均勻與穩定的流(stream)，而是在緊密的群脈衝(clusters of pulses)。每個「突衝」500可包含達到100微微秒(例如，0.1微微秒、5微微秒、10微微秒、15微微秒、18微微秒、20微微秒、22微微秒、25微微秒、30微微秒、50微微秒、75微微秒、或其間)的非常短期間Td的多個脈衝500A(像是2個脈衝、3個脈衝、4個脈衝、5個脈衝、10個、15個、20個、或更多個)。脈衝期間一般是在從約1微微秒到約1000微微秒的範圍、或在從約1微微秒到約100微微秒的範圍、或在從約2微微秒到約50微微秒的範圍、或在從約5微微秒到約20微微秒的範圍。在單一突衝500內的這些個別脈衝500A也能術語化為「子脈衝」，其簡單地表示下列事實：它們在脈衝的單一突衝內產生。在突衝內的每個雷射脈衝500A的能量或強度可不等於在突衝內的其他脈衝的能量或強度，且在突衝500內的多個脈衝的強度分佈可跟 隨由雷射設計所管理的時間的指數衰減。較佳地，在這裡所述的示例實施例的突衝500內的每個脈衝500A跟在突衝中的後續脈衝在時間上是分開為自1毫微秒到50毫微秒的期間Tp(例如：10-50毫微秒、或10-40毫微秒、或10-30毫微秒)連同時間常是由雷射腔設計所管理。針對特定雷射，在突衝500內的每個脈衝之間的時間分開Tp(脈衝到脈衝(pulse-to-pulse)分開)是相對地均勻的(±10%)。例如，在一些實施例中，每個脈衝跟後續脈衝在時間上是分開為約20毫微秒(50MHz的脈衝重複頻率)。例如，針對產生約20毫微秒的脈衝到脈衝分開Tp的雷射，在突衝內的脈衝到脈衝分開Tp是維持在約±10%之內、或是約±2毫微秒。在每個「突衝」之間的時間(即，在突衝之間的時間分開Tb)將會是更長的(例如，0.25Tb 1000微秒，例如1-10微秒、或3-8微秒)。例如在這裡所述的雷射的示例實施例中之一些者，針對大約200kHz的雷射重複速率或頻率，大約是5微秒。雷射重複速率(i)在這裡也是指如突衝重複頻率或突衝重複速率，及(ii)被定義為在突衝中的第一脈衝到在後續突衝中的第一脈衝之間的時間。在其他實施例中，突衝重複頻率是在約1kHz與約4MHz之間的範圍、或是在約1kHz與約2MHz之間的範圍、是在約1kHz與約650kHz之間的範圍、是在約10kHz與約650kHz之間的範圍。在每個突衝中的第一脈衝到在後續突衝中的第一脈衝之間的時間Tb可為0.25微秒(4MHz的突衝重複速率)到1000微秒(1kHz的突衝重複速率)，例如：0.5微秒(2MHz的突衝重複速率)到40微秒(25kHz的突衝重複速 率)、或2微秒(500kHz的突衝重複速率)到20微秒(50kHz的突衝重複速率)。準確定時、脈衝期間、及重複速率能取決於雷射設計與受使用者控制的操作參數來變化。高強度的短脈衝(Td<20微微秒且較佳地Td 15微微秒)已顯示出是正常工作。
能用突衝能量(在突衝內所包含的能量(每個突衝500包含一系列脈衝500A))或在單一雷射脈衝內所包含的能量(其中有很多可包含突衝)，來描述修改材料的所需能量。針對這些應用，每單位突衝的能量(要切割的材料的每單位毫米)能為從10-2500μJ、或從20-1500μJ、或從25-750μJ、或從40-2500μJ、或從100-1500μJ、或從200-1250μJ、或從250-1500μJ、或從250-750μJ。在突衝內的個別脈衝的能量將減少，且準確個別雷射脈衝能量將取決於如在圖7A與7B中所顯示的在突衝500內的脈衝500A的數目與隨時間的雷射脈衝的衰減速率(例如，指數衰減速率)。例如，針對恆定能量/突衝，如果脈衝突衝包含10個個別雷射脈衝500A，則(相較於如果相同的突衝脈衝500具有僅2個個別雷射脈衝)每個個別雷射脈衝500A將包含較少的能量。
使用能產生這種脈衝突衝的雷射是有利於切割或修改透明材料，例如玻璃。相比於使用單一脈衝(由單一脈衝雷射的重複速率來在時間上隔開)，使用突衝脈衝序列(在突衝500內的脈衝的快速序列傳播雷射能量)允許對與材料進行高強度互動的較大時間尺度(timescale)之存取(相較於可用單一脈衝雷射)。當在時間上能擴大單一脈衝時，能量守恆要求當 這樣做時，在脈衝內的強度必須下降為大約脈衝寬度分之一。因此如果將10微微秒的單一脈衝擴大到10毫微秒的脈衝，強度下降為大約三個數量級。這種減少能減少光強度到非線性吸收不再顯著且光材料交互作用不再強到足以允許切割的地步。相反地，連同突衝脈衝雷射，在每個脈衝或突衝500內的子脈衝500A的期間的強度能保持非常高(例如，具有脈衝期間Td為10微微秒的三個脈衝500A(其在時間上隔開為約10毫微秒的分開Tp)仍然允許在每個脈衝內的強度相較於單一10微微秒脈衝的強度為約三倍大)，在雷射被允許與材料在大於三個數量級的時間尺度上進行互動時。在突衝內的多個脈衝500A的這調整，以能促進(i)更多或更少的光交互作用連同預先存在等離子體羽(pre-existing plasma plume)、(ii)更多或更少的光-材料交互作用連同已經由初始或先前雷射脈衝所預先激發的原子與分子、及(iii)在材料內的更多或更少的加熱效應(其能促進缺陷線(穿孔)的控制生長)的方式，來允許雷射-材料交互作用的時間尺度的處理。要修改材料的所需突衝能量的大小將取決於基板材料組成及用於與基板互動的線聚焦的長度。有愈長的交互作用區域，則散開愈多的能量，及將需要愈高的突衝能量。
當脈衝的單一突衝基本上撞擊玻璃上的相同位置時，在材料中形成缺陷線或孔洞。即，在單一突衝內的多個雷射脈衝能在玻璃中產生單一缺陷線或孔洞位置。當然，如果玻璃是移動的(例如，藉由不斷移動的臺子)或光相對於玻璃是移動的，則在突衝內的個別脈衝是無法在玻璃上的完全相 同的空間位置處。但是，它們還是在彼此的1微米內，即，它們撞擊玻璃於基本上相同位置處。例如，它們可以彼此為間距sp(其中0<sp500奈米)來撞擊玻璃。例如，當用20個脈衝的突衝來擊中玻璃位置時，在突衝內的個別脈衝在彼此的250奈米內撞擊玻璃。因此，在一些實施例，1奈米<sp<250奈米。在一些實施例，1奈米<sp<100奈米。
一般來說，有越高的可用雷射功率，用上述程序能越快切割材料。這裡所揭露的程序能以0.25米/秒的切割速率(或更快)來切割玻璃。當產生多個缺陷線孔洞時，切割(cut)速率(或切割(cutting)速率)是相對於基板材料(例如，玻璃)的表面的雷射光移動速率。為了最小化用於製造的資金投資且最佳化設備使用率，常常是期望有高切割速率，像是例如：400毫米/秒、500毫米/秒、750毫米/秒、1米/秒、1.2米/秒、1.5米/秒、或2米/秒、或甚至3.4米/秒到4米/秒。雷射功率等於突衝能量乘上雷射的突衝重複頻率(速率)。一般來說，為以高切割速率來切割玻璃材料，缺陷線是典型地間隔為1-25微米，在一些實施例中，間距較佳為3微米或更大，例如3-12微米或例如5-10微米。
例如，為達成300毫米/秒的線性切割速度，3微米的孔洞孔距(hole pitch)對應於具有至少100kHz的突衝重複速率的脈衝突衝雷射。針對600毫米/秒的線性切割速度，3微米的孔距對應於具有至少200kHz的突衝重複速率的突衝脈衝化雷射。脈衝突衝雷射(在200kHz產生至少40微焦耳/突衝，且以600毫米/秒的切割速率來切割)需要具有至少8瓦 特的雷射功率。更高的切割速率因此需要更高的雷射功率。
例如，在3微米孔距及40微焦耳/突衝的0.4米/秒切割速率將需要至少5瓦特雷射，在3微米孔距及40微焦耳/突衝的0.5米/秒切割速率將需要至少6瓦特雷射。因此，較佳地，脈衝突衝微微秒雷射的雷射功率是6瓦特或更高，更較佳地，至少8瓦特或更高，且甚至更較佳地，至少10瓦特或更高。例如，為了達成在4微米孔距(缺陷線間距或損壞軌間距)及100微焦耳/突衝的0.4米/秒切割速率，人們將需要至少10瓦特雷射，為了達成在4微米孔距及100微焦耳/突衝的0.5米/秒切割速率，人們將需要至少12瓦特雷射。例如，為達成在3微米孔距及40微焦耳/突衝的1米/秒切割速率，人們將需要至少13瓦特雷射。還例如，在4微米孔距及400微焦耳/突衝的1米/秒切割速率將需要至少100瓦特雷射。
在缺陷線(損壞軌)之間的最佳孔距及精確突衝能量是材料相依的且能經驗上被決定的。但是，應當注意的是，提升雷射脈衝能量或產生在較靠近孔距的損壞軌並非是總是使基板材料分開的更好或具有改善的邊緣品質的條件。在缺陷線(損壞軌)之間的太小的孔距(例如，<0.1微米，或在一些示例性實施例中是<1微米，或在其他實施例中是<2微米)有時能抑制附近後續的缺陷線(損壞軌)的形成，且經常能抑制在所穿孔輪廓週圍的材料的分開。如果孔距太小，則也可能導致在玻璃內的不想要微裂紋的增加。太長的孔距(例如，>50微米，且在一些玻璃是>25微米或甚至>20微米)可導致「不受控制的微裂紋化」，即，其中取代沿著預期輪廓的從缺陷 線到缺陷線的傳播，微裂紋沿著不同路徑來傳播，且導致玻璃是以遠離預期輪廓的不同(不想要)方向來裂紋。因為殘留微裂紋構成弱化玻璃的缺陷，這可能最終降低分開部分的強度。太高的用於形成缺陷線的突衝能量(例如，>2500微焦耳/突衝，或在一些實施例中是>500微焦耳/突衝)能導致「治療」或先前形成的缺陷線的再熔化，其可抑制玻璃的分開。因此，最好是突衝能量是<2500微焦耳/突衝，例如，500微焦耳/突衝。還有，使用太高的突衝能量能導致極大的微裂紋的形成及產生能減少分開後之部分的邊緣強度的結構缺陷。太低的突衝能量(例如，<40微焦耳/突衝)可導致在玻璃內沒有任何明顯的缺陷線的形成，且因此可能需要特別高的分開力量或導致完全不能對沿著所穿孔輪廓來分開。
由這程序所致能的典型示例性切割速率(速率)是(例如)0.25米/秒或更高。在一些實施例中，切割速率是至少300毫米/秒。在一些實施例中，切割速率是至少400毫米/秒，(例如)500毫米/秒到2000毫米/秒，或更高。在一些實施例中，微微秒(ps)雷射利用脈衝突衝以產生具有在0.5微米與13微米之間(例如，在0.5與3微米之間)的週期(periodicity)的缺陷線。在一些實施例中，脈衝雷射具有10瓦特-100瓦特的雷射功率，且材料及/或雷射光是以至少0.25米/秒的速率來相對於彼此移動，(例如)以0.25米/秒到0.35米/秒或0.4米/秒到5米/秒的速率。較佳地，脈衝雷射光的每個脈衝突衝具有的平均雷射能量(在工件處量測)是大於40微焦耳(工件的每單位毫米厚度的每單位突衝)。較佳地，脈衝雷射光的每個脈衝 突衝具有的平均雷射能量(在工件處量測)是小於2500微焦耳(工件的每單位毫米厚度的每單位突衝)，且較佳地，是小於2000微焦耳(工件的每單位毫米厚度的每單位突衝)，且在一些實施例中，是小於1500微焦耳(工件的每單位毫米厚度的每單位突衝)，(例如)不大於500微焦耳(工件的每單位毫米厚度的每單位突衝)。
我們發現到針對穿孔具有低或沒有鹼金屬內容的鹼土硼鋁矽酸鹽玻璃是需要更高的(5到10倍高)體積脈衝能量密度(微焦耳/微米3)。這能(例如)藉由利用脈衝突衝雷射(較佳地具有每單位突衝至少2個脈衝及提供約0.05微焦耳/微米3或更高(例如，至少0.1微焦耳/微米3)的在鹼土硼鋁矽酸鹽玻璃(具有低或沒有鹼金屬)內的體積脈衝能量密度，例如0.1-0.5微焦耳/微米3)來達成。
因此，最好是雷射產生具有每單位突衝至少2個脈衝的脈衝突衝。例如，在一些實施例中，脈衝雷射具有10瓦特-150瓦特的功率(例如，10瓦特-100瓦特)且產生具有每單位突衝至少2個脈衝的脈衝突衝(例如，每單位突衝2-25個脈衝)。在一些實施例中，脈衝雷射具有25瓦特-60瓦特的功率且產生具有每單位突衝至少2-25個脈衝的脈衝突衝，且由雷射突衝所產生的在相鄰缺陷線之間的距離或週期是2-10微米。在一些實施例中，脈衝雷射具有10瓦特-100瓦特的功率，產生具有每單位突衝至少2個脈衝的脈衝突衝，且工件及雷射光是以至少0.25米/秒的速率來相對於彼此移動。在一些實施例中，工件及/或雷射光是以至少0.4米/秒的 速率來相對於彼此移動。
例如，針對切割0.7毫米厚的非離子交換式康寧碼2319或碼2320的Gorilla®玻璃，可觀察到3-7微米的孔距能正常運作，具有約150-250微焦耳/突衝的脈衝突衝能量，及範圍從2到15的突衝脈衝數目，且較佳地是具有3-5微米的孔距及2到5的突衝脈衝數目(每單位突衝的脈衝數目)。
以1米/秒的切割速率，Eagle XG®玻璃的切割典型地需要使用15-84瓦特的雷射功率，用30-45瓦特常常是足夠的。一般來說，跨不同的玻璃與其他透明材料，申請人發現到要達成從0.2到1米/秒的切割速率，較佳的是在10瓦特與100瓦特之間的雷射功率，針對許多玻璃用25-60瓦特的雷射功率是足夠的(或最佳的)。針對0.4米/秒到5米/秒的切割速率，雷射功率較佳為10瓦特-150瓦特，具有40-750微焦耳/突衝的突衝能量、每單位脈衝2-25個突衝(取決於切割的材料)、及3到15微米或3-10微米的缺陷線分開(孔距)。針對這些切割速率，微微秒脈衝突衝雷射的使用將是較佳的(因為它們產生高功率與每單位突衝的脈衝的所需數目)。因此，根據一些示例性實施例，脈衝雷射產生10瓦特-100瓦特功率，例如25瓦特到60瓦特，且產生每單位突衝至少2-25個脈衝的脈衝突衝及在缺陷線之間的距離為2-15微米；且雷射光及/或工件是以至少0.25米/秒的速率來相對於彼此移動(在一些實施例中是至少0.4米/秒)，例如0.5米/秒到5米/秒，或更快。
圖8顯示出在聚焦高斯光與貝賽爾光(入射於玻璃- 空氣-玻璃的複合結構上)之間的對比。聚焦高斯光將在進入第一玻璃層時發散且將不會鑽孔到大的深度，或如果當鑽孔玻璃時自聚焦(self-focusing)發生，則光將從第一玻璃層產生及繞射，且將不會鑽孔入第二玻璃層。經過克爾效應(Kerr effect)的高斯光的自聚焦(有時稱為「絲狀形成」)的可靠性對具有氣隙的結構是有問題的(因為經過克爾效應在空氣中促使自聚焦的所需功率是約20倍的在玻璃中的所需功率)。相反地，貝賽爾光將鑽孔兩玻璃層於線聚焦的全部範圍上。利用貝賽爾光的玻璃-空氣-玻璃複合結構切割的示例是顯示在圖8中的插圖照片中，其顯示出露出切割邊緣的側視圖。頂部與底部玻璃片是0.4毫米厚的康寧公司碼2320玻璃，具有101MPa的中央張力(CT)。在玻璃的兩層之間的示例性氣隙是約400微米。以200毫米/秒的雷射的單次通過來產生切割，以便同時切割兩片玻璃，即使它們是以約400微米分開的。
在這裡所述的實施例中之一些實施例，氣隙的厚度是在50微米與5毫米之間、或在50微米與2毫米之間、或在200微米與2毫米之間。
示例性光中斷層包含聚乙烯塑膠片(polyethylene plastic sheeting)(例如，Visqueen，可購自British Polythene Industries Limited)。透明層(如圖9所示)包含透明乙烯(例如，Penstick，可購自MOLCO GmbH)。需要注意的是，不同於具有其它聚焦雷射方法，為得到停止層或阻斷的效應，精確聚焦並不需要被精確地控制，光中斷層的材料也不需要是特別地耐用的或昂貴的。在許多應用中，人們只需要與雷射光略 為干擾的層，以中斷雷射光及防止線聚焦的發生。Visqueen防止與微微秒雷射的切割及線聚焦的事實就是完美例子(其他聚焦微微秒雷射光(例如，高斯光)將幾乎肯定是以直接通過Visqueen來鑽孔，且人們若希望用其他雷射方法避免以直接通過這種材料來鑽孔，人們將需要非常精確地設定雷射聚焦以不靠近到Visqueen)。
圖10顯示出氣隙與封裝裝置之切割。這線聚焦程序能通過堆疊玻璃片來同時切割，即使是呈現出顯著肉眼可見的氣隙。用其他雷射方法，這是不可能的，如在圖8所顯示的。許多裝置需要玻璃封裝，像是OLED(有機發光二極體)。能夠通過兩個玻璃層來同時切割是非常有利於可靠的及有效率的裝置分割程序(segmentation process)。被分割意味著一個元件能從材料的更大片(其可包含複數個其他元件)來分開。單一雷射通過的使用以切割元件的全部堆疊意味著在每個層的切割邊緣之間是沒有錯位(misalignment)，錯位可能發生於多通過(multi-pass)方法，其中雷射的第二次通過是絕不會在第一次通過的位置。由這裡所述的方法所能分割、切出、或產生的其他元件是：例如，OLED(有機發光二極體)元件、DLP(數位光處理器)元件、LCD(液晶顯示器)單元、半導體裝置基板。
圖11顯示出具有透明保護層的堆疊以切割多個片同時減少磨損或汙染。同時切割顯示玻璃片的堆疊是非常有利的。透明聚合物(像是乙烯或聚乙烯)能被放在玻璃層之間。透明聚合物層用於減少對玻璃表面(彼此緊密相接)的損壞。這 些層將允許切割程序運作，但將保護玻璃片免於刮傷彼此，且將更防止任何切割碎屑(在這程序儘管它小)來汙染玻璃表面。保護層也能包含沉積在基板或玻璃片上的蒸發(evaporated)介電層。
圖12顯示出切割像是用透明電性導電層(例如ITO)所塗層的電致變色玻璃(標示為「透明基板」)之物。對電致變色玻璃應用及還有觸控面板裝置，切割已經具有透明導電層的玻璃(例如氧化銦錫(ITO))是有高價值的。這雷射程序能通過這種層來切割而具有(i)對透明電性導電層的最小損壞及(ii)非常少的碎屑產生。所穿孔孔洞的極小尺寸(<5微米)意味著非常少的ITO將會由切割程序所影響到，然而其他切割方法將產生遠多的表面損壞及碎屑。
圖13顯示出在堆疊中一些層的精確切割同時不損害到其他層，還如圖1所顯示，將概念延伸到多個層(即，多於兩個層)。在圖13的實施例中，光中斷元件是散焦層。
實施例方法具有下列優點：能穿孔及切割基本上透明的材料(像是玻璃、塑膠及橡膠)。穿孔是能通過疊層工件的多個疊層之層或選擇之層。(例如)用定向於疊層工件的3D表面之法線處的雷射光以穿孔所有層，能產生非常獨特的產品形狀及特徵，且實施例甚至能用於切割形成的3D形狀。也能穿孔及/或弱化選擇之層以允許可控制斷裂(像是用於汽車擋風玻璃或其他安全玻璃應用)。用於製造能以高速來切割具有(例如)0.1毫米到1毫米層厚度的玻璃、塑膠及/或橡膠的疊層之層(連同非常高準確度及連同非常好邊緣品質)。所揭露雷射 程序甚至能消除任何邊緣精加工的需求，其具有顯著的成本優點。
圖14A為一種包含塑膠膜外層連同玻璃或塑膠內層的示例疊層堆疊之側視顯示圖。疊層堆疊1400包含層1410、1415、1420、1425及1430於塑膠膜1405與塑膠膜1435之間。層1410、1415、1420、1425及1430可為玻璃或塑膠及可為相同或不同組成。塑膠膜1405與塑膠膜1435具有範圍從0.01毫米到0.10毫米的典型厚度。層1410、1415、1420、1425及1430具有範圍從0.05毫米到1.5毫米的典型厚度。疊層堆疊1400的總厚度是典型地在範圍從1.0毫米到4.0毫米。能將疊層融合在一起、用粘著劑結合、或甚至具有空氣或真空隙於相鄰層之間。如果所有層是基本上透明的且缺少能破壞雷射光的顯著缺陷，則能使得雷射穿孔通過所有或部分的疊層。
圖14B顯示通過顯示於圖14A中的疊層之全部層所產生的雷射穿孔1450(使用所揭露雷射方法以切割疊層)。在一些實施例中，疊層具有3D表面，且以一角度來定位雷射(例如適合疊層形狀且允許雷射光以疊層的3D表面之法線處來穿孔疊層)。
圖14C顯示從雷射穿孔1450所導致的缺陷線1452。一系列相鄰缺陷線能使疊層弱化及就緒於沿著由該系列相鄰缺陷線所定義的邊緣與輪廓的分開。
圖15為一種展示於圖14A到14C中的疊層之上視顯示圖。圖15展示出形成雷射穿孔以促進疊層的一整個邊緣 及疊層的長方形部分之兩者的移除。能用如展示的一系列相鄰雷射穿孔來完成這切割。在圖15中，該系列相鄰缺陷線是位於垂直地及水平地定向的直線上。但是，在其他情況下，相鄰穿孔是(例如)沿著彎曲的輪廓。此外，能產生孔洞、槽、開口、凹陷、及任何形狀。在圖15中展示的玻璃或塑膠長方形(或在其他情況下的其他形狀)能被移除(藉由機械地推它通過材料，如同用(例如)凸凹模方法(punch and die method)來完成)。也能利用其他方法(像是利用(例如)真空吸盤)，來移除玻璃或塑膠。
圖16A為一種疊層(相似於展示於圖14A到14C中的疊層)之側視顯示圖。但是，雷射穿孔1450’僅延伸通過疊層之一些層。能選擇穿孔的深度以允許切割及移除任何數目的層，在原位留下剩餘層。因此，能切割孔洞、槽、開口、凹陷、及任何形狀的其他特徵。這切割方法能導致切割及移除選擇的區域，產生具有一個或更多個3D表面的疊層形狀。
圖16B展示對應於雷射穿孔1450’的缺陷線1452’(在疊層中僅延伸到特定深度)。
通過引用方式將本文引用的所有專利、公開應用及引證的相關教示整體併入。
當本文已描述示例實施例時，在不脫離由隨附請求項所包含範圍的情況下，這裡可進行在形式及細節上的不同改變，這對本領域具有通常知識者將是可理解的。

Claims (11)

  1. 一種用於雷射處理的方法，該方法包含以下步驟：在一工件中形成一雷射光焦線(focal line)，該雷射光焦線是從一脈衝雷射光形成的；該工件包含：一第一層、一第二層、及位於該第一層及該第二層之間的一光中斷元件；及該雷射光焦線在該第一層內產生一感應吸收(induced absorption)，該感應吸收在該第一層內沿著該雷射光焦線產生一缺陷線(defect line)。
  2. 如請求項1所述之方法，其中該第二層是一載體層。
  3. 如請求項1所述之方法，其中該第一層包含一玻璃片。
  4. 如請求項3所述之方法，其中該第二層是一載體層。
  5. 如任一請求項1-4所述之方法，其中該雷射光具有一脈衝期間是在大於約1微微秒(picosecond)及小於約100微微秒之間的一範圍。
  6. 如任一請求項1-4所述之方法，其中該脈衝雷射光具有一波長，且該第一層在該波長處是基本上透明的。
  7. 如任一請求項1-4所述之方法，其中該缺陷線具有一平 均直徑是在約0.1微米及約5微米之間的一範圍。
  8. 如任一請求項1-4所述之方法，該方法更包含以下步驟：沿著一輪廓將該工件與該雷射光相對於彼此平移，因此沿著該輪廓及在該工件內形成複數個缺陷線。
  9. 如請求項8所述之方法，該方法更包含以下步驟：沿著該輪廓斷裂該工件。
  10. 如請求項8所述之方法，該方法更包含以下步驟：沿著該輪廓引導一紅外線雷射。
  11. 如任一請求項1-4所述之方法，其中該工件可為下列項目中之任一者：一OLED元件、一DLP元件、一LCD單元、或一半導體裝置。
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