专利名称：高压水浴激光消融和加工方法
技术领域：
本发明涉及激光加工，特别是一种高压水浴激光消融和加工方法(以下简称消融)。
背景技术：
在激光消融中，需消融的工件或工件(以下简称工件)一般均暴露在空气中。作用后的工件表面会有各种形貌缺陷和应力缺陷，加工精度也受到影响。在改进的方法中，常常在消融过程中采用喷嘴将惰性气体或其他气体(例如氧气)的喷射在消融部位来隔离空气和去除激光加工喷溅物，但这种方法只能改善工件表面的形貌而不能同时改善工件的机械应力分布；同时用气体辅助在某些场合增加了操作难度；也有采用普通水浴环境，抑制激光消融飞溅物的影响区，但由于水汽化时产生的气泡过早过快地膨胀，当消融尺度过小时，反而对作用后的工件表面形貌会产生一定的负面影响。
发明内容
本发明的目的在于在改善工件表面的形貌的同时改善机械应力分布，提高激光消融的总体质量，提供一种简单有效的高压水浴激光消融和加工方法。
本发明的目的通过以下措施来实现一种高压水浴激光消融和加工方法，其特征在于该方法包括下列步骤
1、将工件放入盛水容器中，水面高出工件顶面1-10毫米；2、调整容器水面压力为5-6个大气压；3、再进行激光消融和加工。
工件放置于水浴中阻断了其暴露于空气环境中，水浴降低刻蚀环境的温度，抑制激光消融飞溅物的大范围扩散，高压环境可有效抑制消融时局部高温产生气泡的过早过快膨胀对消融区边缘的形貌影响，改善工件表面的光洁度和加工精度；对激光等离子体所产生的冲击波起到反向增强的作用，对表面施以压应力，可以改善工件表面的应力分布从而提高其机械性能。
本发明方法适用于耐水的工件，比如硅片、玻璃，各种晶体或不锈钢等，并且适用于可在水中传播的激光波段，蓝绿激光被水吸收很小是很好的光源，另外紫外激光也可在工件表面水不深时进行消融。
与在先技术相比，本发明的高压水浴激光消融和加工方法，不仅能改善更微小尺度消融区的工件的表面形貌，还提高了工件的机械性能，具有使用方便、成本低廉和环保等优点。
图1为本发明的高压水浴激光消融和加工方法的一种实施例的示意图。
具体实施例方式图1为本发明高压水浴激光消融和加工方法的实施例的布局图，其中激光器1采用Spectron-SL454G-Nd:YAG固体激光的532nm二次谐波输出。激光经过JD-1衰减器2后，一部分经分束片3分光后由功率计4监测。透过的激光用空间滤波器5整形。6为45°全反片，将入射激光偏转45°，再经小孔7和透镜8汇聚到工件10。工件10浸泡于盛有水并通过阀门11加6个大气压的容器9中，水面高出工件顶部5-10毫米。
本实施例进行硅片打孔和切割，获得了很好的结果。
权利要求
1.一种高压水浴激光消融和加工方法，其特征在于该方法包括下列步骤①将工件放入盛水容器中，水面高出工件顶面1-10毫米；②调整容器水面压力为5-6个大气压；③再进行激光消融和加工；
全文摘要
一种高压水浴激光消融和加工方法，其特征在于该方法包括下列步骤将工件放入盛水容器中，水面高出工件顶面1－10毫米；调整容器水面压力为5－6个大气压；再进行激光消融和加工。本发明的高压水浴激光消融和加工方法，不仅能改善更微小尺度消融区的工件的表面形貌，还提高了工件的机械性能，具有使用方便、成本低廉和环保等优点。
文档编号B23K26/12GK1544195SQ20031010877
公开日2004年11月10日 申请日期2003年11月21日 优先权日2003年11月21日
发明者凌磊, 楼祺洪, 叶震寰, 董景星, 魏运荣, 凌 磊 申请人:中国科学院上海光学精密机械研究所