全光纤皮秒激光切割蓝宝石晶圆的实验研究

搭建了中心波长为1064 nm的光纤激光器装置。全保偏光纤结构的锁模脉冲种子源结合选频单元和全光纤放大器, 实现了重复频率连续可调、脉冲串中脉冲数可选、微焦量级单脉冲能量的皮秒激光输出。通过优化选取激光器的输出参数, 对厚度为110 μm的蓝宝石晶圆进行了切片。观察多种激光参数下切片后的微观形貌, 发现单脉冲能量、脉冲串的脉冲数以及光束的光斑圆度会显著影响切割效果。在重复频率100 kHz、脉冲串内7脉冲、光斑圆度大于97%、平均功率0.37 W、划切速度600 mm/s时, 芯片外观最佳, 良品率高达99.58%。