El láser verde de nanosegundos de alta frecuencia de repetición permite un procesamiento rápido y de alta calidad del vidrio

El equipo de perforación láser de vidrio utiliza un láser verde de nanosegundos de 532 nm de alta frecuencia de repetición, combinado con un proceso de procesamiento láser posterior (es decir, el foco del haz se mueve de abajo hacia arriba), que puede realizar varios tipos de vidrio delgado y vidrio tubular de diversos materiales. . Acabado rápido. Por ejemplo, perforar orificios a lo largo del extremo o de la pared lateral, cortar láminas de vidrio de tamaños especiales, retirar la película conductora transparente del sustrato de vidrio, texturizar y rayar localmente la superficie del vidrio, marcar en la superficie o en el interior, etc. Dependiendo de El ancho del pulso y la frecuencia de repetición del pulso, la potencia de salida promedio máxima del láser puede alcanzar los 50 W. En lo que respecta a la perforación de vidrio, el diámetro del orificio generalmente puede ser tan pequeño como 0,15 mm y tan grande como 50 mm o más, lo que puede producir Orificios pasantes de conicidad casi nula, orificios ciegos, orificios oblicuos, orificios escalonados, orificios cuadrados u otras formas de orificios especiales. . Tucson Laser utiliza un láser de fibra verde de nanosegundos de alta frecuencia de repetición para procesar vidrio de cal sodada, vidrio de borosilicato, vidrio de cuarzo, etc. Tiene muchos casos exitosos en el campo del procesamiento profundo de vidrio. El rango de espesor del vidrio aplicable suele ser de 0,1 mm a 10 mm. entre. Al cambiar al vidrio sodocálcico de 0,5 mm de espesor, la velocidad máxima de corte del alambre puede alcanzar más de 22 mm/s. Las figuras 1 a 3, respectivamente, ofrecen algunas imágenes representativas de los resultados del procesamiento del vidrio.

Vidrio sodocálcico de 5,8 mm de espesor

Vidrio de borosilicato de diferentes espesores.

Vidrio sodocálcico de 0,17 mm de espesor

figura 1. Algunas muestras de vidrio cortadas por Tucson Laser usando un láser verde de nanosegundos de alta frecuencia de repetición.

figura 2. Tucson Laser utiliza un láser verde de nanosegundos de alta frecuencia de repetición para perforar un orificio de 1 mm de diámetro en una placa de vidrio flotado con un espesor de 3 mm. (El tiempo que se tarda en perforar cada orificio es inferior a 1 segundo y el desconchado del borde es inferior a 130 um).

Imagen 3. Tucson Laser utiliza un láser de fibra verde de nanosegundos de alta frecuencia de repetición para perforar un orificio de 2,0 mm de diámetro en la pared lateral de un tubo de vidrio con un espesor de pared de 1,0 mm.

A diferencia de los lóbulos de calentamiento y trazado de superficies de vidrio con láser de CO2 y los lóbulos de filamento interno de vidrio con láser de pulso ultracorto, el uso del láser de fibra verde de nanosegundos de alta frecuencia de repetición para lograr el corte de vidrio se basa principalmente en la ablación punto por punto de la pieza de trabajo mediante un único pulso láser y el foco láser. Un movimiento de escaneo rápido a través del espacio siguiendo una ruta de diseño predeterminada. Por lo tanto, es más flexible y puede realizar una eliminación de material altamente controlable punto por punto, línea por línea y capa por capa en diversos materiales de vidrio, por lo que puede considerarse como un "digital" eficiente con alta precisión. Tecnología de procesamiento de corte de vidrio por láser. Esta tecnología permite utilizar láseres para cortar diferentes formas tridimensionales o topografía tridimensional sobre diversos materiales de vidrio. Esta tecnología de procesamiento de vidrio por láser de corte punto por punto generalmente tiene un cierto ancho de línea de corte y astillas irregulares en el borde de corte. Dependiendo del espesor del vidrio, las dimensiones de procesamiento específicas y los requisitos de velocidad de corte, el ancho de la línea de corte en aplicaciones reales suele estar entre 0,1 mm y 0,45 mm, y el astillado máximo del borde a menudo se puede controlar entre 100 um y 150 um. . En circunstancias especiales, como vidrio ultrafino y tamaño de procesamiento relativamente pequeño, el máximo de rotura de bordes se puede controlar entre 50 um y 80 um. La Figura 4 muestra los orificios cónicos y los orificios escalonados procesados ​​utilizando un láser de luz verde de fibra de nanosegundos de alta frecuencia de repetición, y la Figura 5 muestra los trazados y las ranuras en la superficie del vidrio sodocálcico. El ancho de trazado es de aproximadamente 5 um y la velocidad de trazado es de 3000 mm/s; la profundidad de la ranura rectangular puede ser desde unas pocas micras hasta cientos de micras, o incluso milímetros, y el control de profundidad no sólo es preciso sino también simple y conveniente.

Figura 4. Tucson Laser utiliza un láser de fibra verde de nanosegundos de alta frecuencia de repetición para procesar orificios cónicos y escalonados.

Figura 5. Tucson Laser utiliza un láser de fibra verde de nanosegundos de alta frecuencia de repetición para producir líneas de trazado en la superficie del vidrio (imagen de la izquierda) (el ancho de la línea es de aproximadamente 5 um, velocidad de trazado de 3000 mm/s); Ranura rectangular de 4,5 mm x 3 mm (imagen de la derecha), la profundidad de la ranura es de 20 um a 200 um.

Vale la pena señalar que el mecanismo de ablación de pulsos de láser verde de nanosegundos de alta frecuencia de repetición sobre materiales de vidrio no es la fusión térmica convencional del material y luego su descarga o vaporización por el gas auxiliar, sino que surge principalmente del gradiente de estrés térmico local. inducida por el pulso láser. El material resultante se colapsa en un espacio limitado. Según estimaciones, en circunstancias típicas, la cantidad promedio de material de vidrio eliminado por un pulso láser en dicho procesamiento es sólo de unas decenas de nanogramos o menos, y las partículas de vidrio correspondientes tienen un tamaño de entre 20 y 30 micras y varias micras. Este método único de ablación y eliminación de material tiene una eficiencia de corte significativamente mayor que la correspondiente fusión térmica y gasificación del material. Tomando como ejemplo el vidrio sodocálcico común, su eliminación de material por unidad de energía de pulso de luz puede alcanzar 150 um3/uJ. La rugosidad de la pared cortada suele ser del orden de unas pocas micras. Cuando se utiliza un láser de fibra de luz verde de nanosegundos de alta frecuencia de repetición para extirpar vidrio, además de inhalar rápidamente el polvo generado durante el corte en una aspiradora, generalmente no se requieren otros medios auxiliares como soplado de aire o presión.