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Applications 应用天地

大的机械力或温差力来实现。例如，
后者可以由 CO 2 激光器加热来提供。
对于化学强化或热强化玻璃，工件内
部的应力可以实现自动沿外部轮廓分
离，因此无需再额外增加其他环节。

实施 SmartCleave
图 6：SmartCleave 支持快速对玻璃进行曲线切割 随着相干公司于 2016 年收购
图 5：激光光丝在厚度为 0.5mm的蓝宝石中形成一 和内嵌切割，例如切割用于显示屏基板的玻璃。
系列平行空隙。 Rofin，SmartCleave 技术 现已 融入相
法在厚度 3mm 的钠钙玻璃上钻一个 到达到某一阈值后在材料中产生低密 干公司的工业超快激光器系列，包括
直径 1mm 的孔，大约需要 1s。切割 度等离子体。这种等离子体会降低材 HYPERRAPID 系列。这些产品提供了
自由轮廓的速度为每秒钟几毫米。这 料在光束路径中间的折射率，并会造 输出功率、可靠性和操作灵活性的独特
种方法的缺陷还包括无法加工强化玻 成光束散焦。通过适当配置光束聚焦 组合，包括支持突发模式和按需脉冲操
璃，而且加工边缘往往存在 10~50µm 光学部件，可以让这种聚焦 / 散焦效 作。因此，在特定应用环境中有效实施
的较大碎屑。 应达到平衡，从而实现周期性重复并 成丝切割的能力，达到了领先水平。
超快激光器的划线过程通常是激 在光学透明材料中形成长达数毫米、 另 外，Coherent | Rofin 提供各
光首先聚焦于基板上表面，然后通过 较为稳定的光丝。这种光丝的直径通 种产品，以多种多样的集成配置支
调整光束聚焦点让加工深度达到穿透 常在 0.5~1µm 之间。 持 SmartCleave 加工。首先是激光源，
整个材料。由于切割过程中产生的微 为了有效得到零间隙切割或穿 如 HYPERRAPID 系列产品。还提供
小颗粒不能自动从划片掉落（虽然通 孔线，需要移动工件与激光光束之 将激光器与光束传输光学部件和控制
过一定方法可以去除这些颗粒），因 间的相对位置，让激光生成的光丝 电子器件集成在一起的子系统。另外，
此超快激光器难以实现“自下而上” 彼此靠近。根据材料厚度和需要的 可以将这些器件配置为所谓的“黑
的钻孔或切割。除了切割速度较慢和 切割几何图形，切割速度可以达到 盒”子系统，也就是针对特定工艺提
边缘较粗糙这两个局限性之外，使用 100~2000mm/s。 供现成的特定配置。这些配置已开发
超快激光器进行顶部划线的局限性还 Coherent | Rofin 利用成丝技术研 和编程完毕，能够支持和优化这一特
包括划片和孔始终会存在范围通常在 发的代表性技术称为 SmartCleave。这 定工艺。最后，Coherent | Rofin 还能
8° 到 12° 的锥度。 一技术由 Rofin 在采购的工艺技术基 提供完善、即时可用的系统来实现
在超快激光器中，飞秒激光器的 础上进一步研发，然后搭配相干公司 SmartCleave 工艺，并且这些系统随
切割质量已被证明优于皮秒激光器，不 的高级工业超快激光器形成。最终形 时能够在生产环境中投入使用。
过由于工业激光器提供的平均功率较 成的工艺可快速切割任意形状、厚度 总之，实践证明，激光器能在广
低，飞秒激光器的切割速度往往更慢。 为 0.05~10mm 的透明脆性材料（包 泛应用环境中代替传统玻璃切割技术的
括曲线切割、自由形式切割和内嵌切 可行替代方案。一般来说，在机械法不
SmartCleave 成丝切割 割），并且无锥度产生。SmartCleave 能提供所需的切割质量或特征、或者旧
玻璃切割也能通过特定形式的内 的切割面平滑，Ra 小于 1µm，并且无 方法因需要大量后期处理而变得过于昂
部变形来实现。这个过程叫做“成丝”， 缺口和碎屑。与机械式工艺相比，这 贵时，激光器的优势最大。然而，玻璃
同样需要利用由超快激光器聚焦光束 样得到的切割工件的弯曲强度更高。 激光切割涉及的范围很广，涵盖多种不
提供的超高功率密度。在这个过程中， 对于非强化透明玻璃（例如钠钙 同的技术，并且每种技术都有其独特的
受非线性克尔光学效应影响，超高密 玻璃、硼硅酸盐玻璃和铝硅酸盐玻璃） 特征和优点。相干公司几乎能提供所有
度的激光光束会产生自聚焦现象。这 以及蓝宝石，在成丝之后还需增加一 玻璃切割激光器，能够为具体应用环境
种自聚焦会进一步提高功率密度，直 个分离环节。这可以通过施加一个不 提供最佳解决方案。

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