脉冲绿激光划切蓝宝石基片过程研究

采用波长为532 nm的脉冲绿激光对蓝宝石基片进行划切加工。首先研究单脉冲激光烧蚀加工蓝宝石材料，确定材料烧蚀阈值和产生裂纹阈值，分析激光能量密度与烧蚀凹坑深度和直径之间的关系，接着对纳秒绿激光烧蚀蓝宝石基片的热应力进行了分析，最后进行脉冲激光划切蓝宝石的工艺实验。研究结果表明：纳秒绿激光烧蚀蓝宝石材料主要是基于光热作用的机理。光热作用使得蓝宝石材料熔化、汽化，为材料去除提供条件，过大的热应力导致材料产生裂纹。综合考虑激光划切工艺参数（能量密度、扫描速度、扫描次数）以及材料表面处理方式等因素，获得了切槽宽度为20 μm，深宽比为7的良好切槽。