光纤激光切割蓝宝石基片的工艺研究

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、