2 试验设备和资料
试验设备如图1所示,激光经过光纤传导到准直镜后经过聚集镜, 最终在焦平面获得直径为20μm的激光光斑;自动控制系统控制移动渠道能在X,Y方向移动。试验选用光纤激光器的脉宽为0.13~0.2 ms、波长为1070 nm、光斑直径为20μm、重复频率为0~5 kHz、能量密度改变规模为0~2.4 × 10^5J/cm2、切开速度改变规模为0~100 mm/s。加工选用N2作为辅佐气体,喷嘴直径为2 mm。
选用波长为1070 nm的光纤激光对蓝宝石基片进行切开加工,研讨加工后的特征尺寸和微观形貌,剖析其加工机理以及不一样技术参数对蓝宝石切开质量的影响,得出以下定论:
1) 激光与N2相互效果,N2被击穿今后构成等离子体;激光与等离子体的相互效果过程中,构成钥匙孔景象;钥匙孔的深度对蓝宝石反面切开质量影响较大;归纳考虑理论与试验结果,激光能量密度挑选为 5.7~6.3×10^3J/cm2;
2) 依据激光切开速度与激光光斑堆叠率的关系,以及对切开边际锯齿状的影响;堆叠率较低时,光斑处于别离状况,锯齿状较显着,可是较小时,因为热效果显着致使崩边较严峻,所以切开速度为6 mm/s最好;
3) 激光重复频率较低时,激光与蓝宝石的效果时刻较长,反面崩边严峻,所以重复频率挑选为1.8 kHz;