用于对透明基板改性的系统和方法技术方案

一种系统，包括：射束源(110)，以及包括第一部分和第二部分的光学系统(304)。该系统进一步包括集成到第一部分和第二部分中的相应部分中的第一扭矩电机和第二扭矩电机。第一扭矩电机(420)配置为使第一部分(416)围绕第一轴线(434)旋转。第二扭矩电机(426)配置为使第二部分(418)围绕第二轴线(436)旋转。第一轴线垂直于第二轴线。垂直于第二轴线。垂直于第二轴线。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于对透明基板改性的系统和方法
[0001]本申请要求于2018年9月28日提交的美国临时申请序列号62/738,643的优先权的权益，本申请依据该临时申请的内容并且该临时申请的内容通过引用整体并入本文。


[0002]本说明书总体上涉及用于激光处理透明工件的装置和方法，并且更具体地涉及使用准非衍射射束的激光处理。

技术介绍

[0003]材料的激光处理领域包括涉及不同类型材料的切割、钻孔、铣削、焊接、熔化等的各种应用。在这些工艺中，特别感兴趣的一种工艺是在可用于生产用于薄膜晶体管(TFT)或电子设备的显示材料的材料(诸如玻璃、蓝宝石或熔融石英)的工艺中切割或分离不同类型的透明基板。
[0004]从工艺开发和成本角度来看，在切割和分离玻璃基板方面存在许多改进的机会。非常感兴趣的是处理具有弯曲表面的三维(3D)结构。典型地，工件被倾斜并引导朝向激光射束，使得射束入射相对于表面维持垂直。然而，这些系统限制了生产力以及工件的尺寸，并且在大多数情况下不产生期望的准确度。因此，存在对用于自由形态切割透明工件的系统和方法的需求。

技术实现思路

[0005]因此，所需的是高精度光学系统，该系统产生期望的激光射束并且提供准确的定位以用于对透明工件的自由形态激光处理。
[0006]根据第一实施例，本公开提供了一种系统，包括：光源；以及光学系统，包括第一部分和第二部分。该系统还包括：第一扭矩电机和第二扭矩电机，与第一部分和第二部分中的相应部分集成，其中，第一扭矩电机配置为使第一部分围绕第一轴线旋转，并且第二扭矩电机配置为使第二部分围绕第二轴线旋转，其中，第一轴线垂直于第二轴线。
[0007]第二实施例包括如第一实施例的系统，其中，光学系统包括：非球面光学元件，第一反射光学设备，配置为对光线进行准直的第一透镜，第二反射光学设备，以及配置为对光线进行聚焦的第二透镜。
[0008]第三实施例包括如第一实施例的系统，其中，光学系统进一步包括：非球面光学元件，该非球面光学元件包括：折射轴棱锥、反射轴棱锥、负轴棱锥、空间光调制器、衍射光学器件、或立方体形状的光学元件。
[0009]第四实施例包括如第一或第二实施例的系统，其中，光学系统包括：第一反射光学设备和第二反射光学设备，该第一反射光学设备和第二反射光学设备包括镜子。
[0010]第五实施例包括如第一实施例的系统，其中，第一部分包括非球面光学元件和反射光学设备。
[0011]第六实施例包括如第五实施例的系统，其中，第一部分进一步包括透镜。
[0012]第七实施例包括如第一实施例的系统，其中，第一部分包括反射光学设备和透镜。
[0013]第八实施例包括如第一实施例的系统，其中，第二部分包括反射光学设备和透镜。
[0014]第九实施例包括如第八实施例的系统，其中，第二部分进一步包括另一透镜。
[0015]第十实施例包括如第一实施例的系统，其中，光源产生具有脉冲串的脉冲激光射束，脉冲串包括针对每个脉冲串的两个或更多个子脉冲。
[0016]第十一实施例包括前述实施例中的任一项，其中，光学系统配置为生成准非衍射射束。
[0017]第十二实施例包括前述实施例中的任一项，其中，准非衍射射束包括：波长λ，光斑尺寸w
o
，以及包括大于的瑞利范围Z
R
的横截面，其中，F
D
是包括10或更大值的无量纲发散因子。
[0018]第十三实施例包括如第十二实施例的系统，其中，无量纲发散因子F
D
包括从10到2000、从50到1500、或从100到1000的值。
[0019]第十四实施例包括前述实施例中的任一项，进一步包括：编码器，配置为跟踪扭矩电机。
[0020]第十五实施例包括前述实施例中的任一项，其中，第一轴线是笛卡尔坐标系中的竖直的Z轴，并且第二轴线是笛卡尔坐标系中的X轴或Y轴。
[0021]第十六实施例包括前述实施例中的任一项，其中，系统被配置用于对透明工件进行激光处理。
[0022]第十七实施例包括如第十六实施例的系统，其中，透明工件包括碱铝硅玻璃材料。
[0023]根据第十八实施例，一种方法，包括：由系统生成准非衍射射束；以及将准非衍射射束引导到透明工件上。该方法还包括：在透明工件内生成诱导吸收并产生缺陷。该方法进一步包括：由光学系统沿轮廓线将准非衍射射束相对于透明工件移动，并且在透明工件中形成具有多个缺陷的轮廓，其中，准非衍射射束在冲击位置处被取向为与透明工件的冲击表面正交。
[0024]第十九实施例包括如第十八实施例的方法，其中，透明工件的冲击表面是弯曲表面。
[0025]第二十实施例包括如第十八或第十九实施例的方法，进一步包括：当准非衍射射束沿着轮廓线移动到透明工件的弯曲表面上的具有不同表面方向的不同位置时，准非衍射射束和冲击表面之间的正交取向被维持。
[0026]第二十一实施例包括如第十八、第十九或第二十实施例的方法，其中，系统包括：光源；光学系统，包括第一部分和第二部分；以及第一扭矩电机和第二扭矩电机，与第一部分和第二部分中的相应部分集成，其中，第一扭矩电机配置为使第一部分围绕第一轴线旋转，并且第二扭矩电机配置为使第二部分围绕第二轴线旋转，其中，第一轴线垂直于第二轴线。
[0027]第二十二实施例包括如第二十一实施例的方法，其中，光学系统包括：非球面光学元件，第一反射光学设备，配置为对光线进行准直的第一透镜，第二反射光学设备，以及配置为对光线进行聚焦的第二透镜。
[0028]根据第二十三实施例，一种方法，包括：捕获物体的轮廓的图像；根据所捕获的图
像中的校准图案的位移来确定准非衍射射束的运动；将所确定的位移与预定的位移进行比较；根据比较产生差值；根据差值对准非衍射射束的位置和取向进行校正；以及重复捕获、确定、比较、产生以及校正步骤，直到差值低于阈值。
[0029]第二十四实施例包括如第二十三实施例的方法，其中，阈值包括20μm到40μm之间的值。
[0030]第二十五实施例包括如第二十三或第二十四实施例的方法，进一步包括使用碱铝硅玻璃材料作为物体。
[0031]本文中所描述的过程和系统的附加特征和优点将在以下具体实施方式中阐述，并且将部分地从所述描述中对本领域的技术人员变得显而易见，或可通过实践本文中所描述的实施例(包括下面的具体实施方式、权利要求书以及附图)而被认识。
[0032]应当理解的是，以上一般描述和以下详细描述两者描述了各种实施例，并且它们旨在提供用于理解所要求保护的主题的本质和特性的概观或框架。附图被包括以提供对各个实施例的进一步的理解，并且附图被结合到本说明书中并构成说明书的一部分。附图示出本文所述的各个实施例，并与说明书一起用于说明所要求保护的主题的原理和操作。
附图说明
[0033]附图中阐述的实施例本质上是说明性的和示例性的，并且不旨在限制由权利要求所限定的主题。当结合以下附图阅本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种系统，包括：光源；光学系统，包括第一部分和第二部分；以及第一扭矩电机和第二扭矩电机，与所述第一部分和所述第二部分中的相应部分集成，其中，所述第一扭矩电机配置为使所述第一部分围绕第一轴线旋转；其中，所述第二扭矩电机配置为使所述第二部分围绕第二轴线旋转；其中，所述第一轴线垂直于所述第二轴线。2.如权利要求1所述的系统，其中，所述光学系统包括：非球面光学元件；第一反射光学设备；第一透镜，配置为对光线进行准直；第二反射光学设备；以及第二透镜，配置为对所述光线进行聚焦。3.如权利要求1所述的系统，其中，所述光学系统进一步包括：非球面光学元件，所述非球面光学元件包括：折射轴棱锥、反射轴棱锥、负轴棱锥、空间光调制器、衍射光学器件、或立方体形状的光学元件。4.如权利要求1或2所述的系统，其中，所述光学系统包括：第一反射光学设备和第二反射光学设备，所述第一反射光学设备和第二反射光学设备包括镜子。5.如权利要求1所述的系统，其中，所述第一部分包括非球面光学元件和反射光学设备。6.如权利要求5所述的系统，其中，所述第一部分进一步包括透镜。7.如权利要求1所述的系统，其中，所述第一部分包括反射光学设备和透镜。8.如权利要求1所述的系统，其中，所述第二部分包括反射光学设备和透镜。9.如权利要求8所述的系统，其中，所述第二部分进一步包括另一透镜。10.如权利要求1所述的系统，其中，所述光源产生具有脉冲串的脉冲激光射束，所述脉冲串包括针对每个脉冲串的两个或更多个子脉冲。11.如权利要求1至10所述的系统，其中，所述光学系统配置为生成准非衍射射束。12.如权利要求1至11所述的系统，其中，所述准非衍射射束包括：波长λ；光斑尺寸w
o
；以及包括大于的瑞利范围Z
R
的横截面，其中，F
D
是包括10或更大值的无量纲发散因子。13.如权利要求12所述的系统，其中，所述无量纲发散因子F
D
包括从10到2000、从50到1500、或从100到1000的值。14.如权利要求1至13所述的系统，进一步包括：编码器，配置为跟踪所述扭矩电机。...

【专利技术属性】
技术研发人员：H，
申请(专利权)人：康宁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：