玻璃和其他透明脆性材料的加工是激光器的重要應用領域。玻璃的激光切割用於(yu) 顯示器和移動設備製造，電子產(chan) 品包裝， 汽車玻璃和太陽能製造等領域。在這些行業(ye) 中，需要處理各種厚度的玻璃。同時移動設備中的玻璃向更薄的趨勢發展，這是因為(wei) 人們(men) 要求設備更輕， 柔韌並且可彎曲。

基於(yu) 我們(men) 利用貝塞爾光束進行玻璃加工的豐(feng) 富經驗（應用說明 ＃46；SPI 技術文獻），通過專(zhuan) 門選擇的貝塞爾光束光學元件， Spectra－Physics IceFyre® 1064－50 工業(ye) 皮秒激光器輸出產(chan) 生較短貝塞爾區域 （圖 1），來加工薄玻璃和藍寶石。為(wei) 完成這些測試而選擇的材料包括： ～300 μm Cornin Eagle X （堿性硼鋁矽酸鹽） 玻璃， ～100μm 厚 Corning Willow （無堿硼矽酸鹽） 玻璃以及～300 μm 厚藍寶石。由於(yu) 通過高斯光束剖麵 產(chan) 生的貝塞爾光束在 z 軸上的強度可變（圖 2），最好使貝塞爾區域比材料厚度更長，以便在該厚度上實現更均勻的強度。

由圖 1 中的原理圖描述的光學結構產(chan) 生的貝塞爾區域在空氣中的長度約為(wei) 440 μm， 半徑為(wei) 1.1 μm。在應用材料中， 貝塞爾區域和半徑都更大， 這由材料的折射率決(jue) 定。對於(yu) 我們(men) 所用的兩(liang) 種玻璃， 產(chan) 生長度為(wei) ～680 μm 和半徑為(wei) ～1.7 μm 的貝塞爾區域。藍寶石較高的折射率導致長度增加了 ～780 μm 以及 ～2 μm 半徑。

圖 1 中的光學係統類似於(yu) 先前的貝塞爾切割工作中使用的光學係統， 但已通過減少入射光束直徑對較薄的材料進行了調整。這樣產(chan) 生更小的貝塞爾區域， 同時保持先前的測試中證明相同有效直徑。與(yu) 先前的結果同樣類似的是， 使用了 2–4 個(ge) 脈衝(chong) 的TimeShift™ ps 脈衝(chong) 串來實現最佳結果。

在手動裂開之後， 目視檢查發現完整均勻的邊緣表麵修改（圖4）。表麵紋理顯得輕微顆粒化， 300 μm Eagle XG 玻 璃和100 μm Willow 玻璃通過光學輪廓儀(yi) 表征的表麵粗糙度分別約為(wei) 0.2 μm 和 0.1 μm。

除了玻璃，貝塞爾工藝還可有效地切割薄藍寶石，該材料用於(yu) LED， 可穿戴設備和移動設備。與(yu) 經測試的玻璃不同，最佳藍寶石切割結果是采用更高 PRF， 更高速度的工藝。

在 1000 mm／s 和 400 kHz PRF 時， 間距 （材料上入射的激光脈衝(chong) 之間的距離）大於(yu) 用於(yu) 玻璃的間距； 然而切割線和邊緣表麵， 如圖 5 中所示， 仍然連續且均勻， 與(yu) 玻璃的結果非常相似。

我們(men) 用目視（圖 6）和光學輪廓儀(yi) 對裂開的邊緣進行了檢查。目視檢查發現顆粒度類似於(yu) 玻璃， 但可以感覺到更粗糙。這種額外的粗糙度體(ti) 現在 Ra 中， 測得為(wei) ～0.3 μm，略高於(yu) 玻璃的值， 這可能是因為(wei) 該工藝所需的更大的貝塞爾半徑和更大的間距。

由於(yu) 貝塞爾區域的狹窄， 材料加工所需的脈衝(chong) 能量遠低於(yu) 指定重複頻率時可用的最大能量。根據下表 1， 這樣可以使用分束通過並行加工擴大產(chan) 量。通過適當的光學元件和工藝參數， 使用 IceFyre 1064－50 激光器的貝塞爾光束 切割能夠以極高的質量快速加工各種薄透明材料

IceFyre® 工業(ye) 皮秒激光器

IceFyre 355－50 是市麵上功能優(you) 異的紫外皮秒激光器，在 1.25 MHz （＞40 μJ） 時提供 ＞50 W 的紫外輸出功率，脈衝(chong) 串模式下的脈衝(chong) 能量為(wei) 100 μJ， 脈衝(chong) 寬度為(wei) 10 ps。IceFyre 355－50 設定了從(cong) 單次激發到 10 MHz 的功率和重複率的新標準。IceFyre 355－30 提供 ＞30 W 的典型紫外輸出功率 ，脈衝(chong) 能量 ＞60 μJ （脈衝(chong) 串模式下脈衝(chong) 能量更大）， 並提供 從(cong) 單次激發到 3 MHz 的優(you) 異性能。IceFyre 1064－50 在 400 kHz 單脈衝(chong) 時提供 ＞50 W 的紅外輸出功率， 並提供從(cong) 單脈衝(chong) 到 10 MHz 的優(you) 異性能。IceFyre 激光器獨特的 TimeShift™ 設計利用光纖激光器的靈活性和 Spectra－Physics 獨有的功率放大器能力， 實現TimeShift™ ps 可 編程脈衝(chong) 串模式技術， 實現業(ye) 內(nei) 實現業(ye) 內(nei) 優(you) 異的多功能性和廣泛的應用範圍。每台激光器均配備一組標準波形；可選的TimeShift ps GUI  可用於(yu) 創建自定義(yi) 波形。該激光器的設計可為(wei) 高掃描速度的優(you) 質加工 （例如使用多麵掃描鏡） 實現同類激光器中時間抖動極其低的按需脈衝(chong) （POD） 和位置同步輸出 （PSO） 觸發功能。