光纤激光切割蓝宝石基片的工艺研究

摘要：

采用波长为1070 nm的光纤激光对蓝宝石基片进行切割加工.研究了蓝宝石基片切割过程中,蓝宝石基片下表面产生粉末物质和崩边的原因,并分析了激光加工工艺参数(激光能量密度、切割速度、重复频率、辅助气体压力)与蓝宝石基片上下表面崩边尺寸的关系.研究结果表明:光纤激光与蓝宝石之间的相互作用主要是光热作用,蓝宝石材料吸收激光能量后发生熔化、气化现象.同时,伴随辅助气体N2被击穿后产生的等离子体对激光的吸收,在蓝宝石内部出现了钥匙孔现象,钥匙孔的长度对切割质量有较大的影响.综合考虑激光切割蓝宝石基片工艺参数以及辅助气体压力等因素,激光能量密度为5.7×103 J/cm2、切割速度为6 mm/s、重复频率为1.8 kHz、N2压力为0.9 MPa时,获得了厚度为0.31 mm的蓝宝石基片,上表面崩边为3 μm,下表面崩边为8 μm.

关键词：激光光学、材料、激光切割、光纤激光、1070 nm、蓝宝石

所属期刊栏目：52

分类号：O436;TN249(光学)

在线出版日期：2015-09-28（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页码：166-173