使用多個(gè)焦點(diǎn)來進(jìn)行對(duì)透明制品的激光加工的制作方法

本申請(qǐng)要求于2014年11月10日提交的美國申請(qǐng)?zhí)?2/077451的優(yōu)先權(quán)權(quán)益，所述美國申請(qǐng)的內(nèi)容通過引用以其全文結(jié)合在此。

本公開總體上涉及用于加工透明材料(比如，玻璃)的方法和系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

許多應(yīng)用需要已經(jīng)經(jīng)過強(qiáng)化的玻璃，例如，在消費(fèi)者和商業(yè)電子設(shè)備(比如，lcd和led顯示器、計(jì)算機(jī)監(jiān)視器、自動(dòng)柜員機(jī)(atm)等)中。用于這種設(shè)備的片狀玻璃零件通常是使用機(jī)械刻劃工具或激光器從更大的片中切割的。這些粗切割零件通常經(jīng)歷附加研磨和拋光工藝以便滿足特定要求，比如，特定尺寸公差和/或邊緣形狀。這些工藝不僅很慢且勞動(dòng)密集，而且不是非常適合于(尤其是)強(qiáng)化玻璃。

可使用各種工藝來強(qiáng)化玻璃，包括化學(xué)鋼化、熱鋼化和層壓。例如，在離子交換強(qiáng)化工藝中，通過浴溶液(如鹽浴)中具有相同價(jià)態(tài)或氧化態(tài)的更大離子來替代或交換玻璃的表面層中的離子。層壓機(jī)械玻璃強(qiáng)化是鍵合或?qū)訅壕哂胁煌瑹崤蛎浵禂?shù)(cte)的多個(gè)玻璃層的機(jī)制。例如，在三層層壓件(即，芯層由兩個(gè)包覆層圍繞)中，與包覆玻璃層的cte相比，在熱鍵合之后進(jìn)行的冷卻時(shí)，芯玻璃層的相對(duì)更高cte使芯玻璃層比包覆玻璃層縮小或收縮得更多。這使芯玻璃層處于拉伸狀態(tài)，而包覆玻璃層處于壓縮狀態(tài)。包覆玻璃層中的壓縮應(yīng)力抑制在包覆玻璃層中進(jìn)行的裂縫形成和裂縫擴(kuò)展，由此與不在壓縮應(yīng)力下的包覆玻璃相比，強(qiáng)化了玻璃層壓件。

可以使用激光器來加工各種類型的強(qiáng)化和非-強(qiáng)化玻璃。在各種激光加工方法和系統(tǒng)中，可以創(chuàng)建多條劃片線以便實(shí)現(xiàn)對(duì)一片玻璃的期望平滑且均勻劃分。所述多條劃片線可以通過重復(fù)激光頭和玻璃結(jié)構(gòu)相對(duì)于彼此的移動(dòng)來實(shí)現(xiàn)，這增加了制造工藝的時(shí)間和成本。

因此，將有利的是，提供用于切割透明材料(例如，強(qiáng)化玻璃)的方法和系統(tǒng)，所述方法和系統(tǒng)提供改善的精度和/或準(zhǔn)確度，同時(shí)還節(jié)省時(shí)間且具有成本效益。為了減小制造成本和/或加工時(shí)間，另外將有利的是，提供可以至少部分地結(jié)合現(xiàn)有系統(tǒng)而起作用以便切割玻璃結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)和方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

在各個(gè)實(shí)施例中，本公開涉及用于加工透明材料的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括：(i)激光發(fā)射器，所述激光發(fā)射器被配置成用于生成初始激光束；(ii)第一偏振分束器，所述第一偏振分束器被配置成用于將所述初始激光束分割成沿著第一路徑引導(dǎo)的第一激光束以及沿著從所述第一路徑發(fā)散的第二路徑引導(dǎo)的第二激光束，其中，所述第一激光束包括沿著所述第一路徑的第一焦點(diǎn)并且所述第二激光束包括沿著所述第二路徑的第二焦點(diǎn)；以及(iii)第二偏振分束器，所述第二偏振分束器被配置成用于接收所述第一和第二激光束并且被配置成用于將所述第一和第二激光束引導(dǎo)穿過共同聚焦透鏡，其中，所述第一激光束被配置成用于在所述透明材料中在所述透明材料的第一橫向位置處以及在所述透明材料的所述透明表面中的第一深度處生成第一缺陷串列，其中，所述第二激光束被配置成用于在所述透明材料中在所述透明材料的第二橫向位置處以及在所述透明材料的所述表面中的第二深度處生成第二缺陷串列，并且其中，所述第一和第二缺陷串列促進(jìn)沿著所述第一和第二缺陷串列將所述透明材料分離成多于一個(gè)部分。在各個(gè)實(shí)施例中，所述系統(tǒng)可以包括：第一透鏡組，所述第一透鏡組沿著所述第二路徑布置并且被配置成用于接收所述第二激光束，其中，所述第一透鏡組之間的距離沿著所述第二路徑確立所述第二焦點(diǎn)的位置；和/或至少兩個(gè)第二透鏡，所述至少兩個(gè)透鏡被配置成用于接收所述初始激光束，其中，調(diào)整所述第一透鏡組之間的距離改變了所述第一和第二激光束中的至少一者的焦點(diǎn)。另外，至少一個(gè)鏡子可以被配置成用于反射所述第二激光束，其中，調(diào)整所述鏡子的角度改變分別與所述第一和第二激光束相對(duì)應(yīng)的所述焦點(diǎn)的所述第一橫向位置與所述第二橫向位置之間的距離。

在各個(gè)實(shí)施例中，本公開還涉及用于加工透明材料的方法，所述方法包括：(i)沿著共同路徑共線地會(huì)聚第一激光束和第二激光束，其中，所述第一激光束具有沿著所述共同路徑的第一焦點(diǎn)并且所述第二激光束具有沿著所述共同路徑的第二焦點(diǎn)，并且所述第一焦點(diǎn)和所述第二焦點(diǎn)彼此偏離；(ii)初始地移動(dòng)所述共線會(huì)聚的第一和第二激光束橫跨所述透明材料的表面的一部分，其中，在所述透明材料中在所述透明材料的所述表面中與所述第一焦點(diǎn)相對(duì)應(yīng)的第一深度以及在所述透明材料的所述表面中與所述第二焦點(diǎn)相對(duì)應(yīng)的第二深度處形成第一缺陷串列；(iii)調(diào)整所述第一焦點(diǎn)和所述第二焦點(diǎn)中的至少一個(gè)焦點(diǎn)；以及(iv)隨后橫跨所述透明材料的所述表面的所述部分移動(dòng)所述共線會(huì)聚的第一和第二激光束，其中，在所述透明材料中在所述透明材料的所述表面中與所述第一焦點(diǎn)相對(duì)應(yīng)的第三深度以及在所述透明材料的所述表面中與所述第二焦點(diǎn)相對(duì)應(yīng)的第四深度處形成第二缺陷串列，并且其中，所述第一缺陷串列與所述第二缺陷串列交錯(cuò)。

在各個(gè)實(shí)施例中，本公開還涉及用于加工透明材料的方法，所述方法包括：(i)使用激光器來生成初始激光束，所述初始激光束被配置成用于沿著第一路徑投射；(ii)使用偏振分束器來分割所述初始激光束，所述偏振分束器布置在所述第一路徑中，其中，沿著所述第一路徑引導(dǎo)第一激光束并且沿著從所述第一路徑發(fā)散的第二路徑引導(dǎo)第二激光束，并且其中，所述第一激光束具有沿著所述第一路徑的第一焦點(diǎn)并且所述第二激光束具有沿著所述第二路徑的第二焦點(diǎn)；(iii)使所述第一和第二激光束穿過共同聚焦透鏡，其中，所述共同聚焦透鏡將所述第一和第二激光束聚焦到所述透明材料上；以及(iv)移動(dòng)所述第一和第二激光束橫跨所述透明材料的表面以便在所述透明材料中分別形成第一和第二缺陷串列，其中，所述第一缺陷串列形成于所述透明材料的第一橫向位置處以及在所述透明材料的所述表面中的第一深度處，其中，所述第二缺陷串列形成于所述透明材料的與所述第一橫向位置偏離的第二橫向位置處以及在所述透明材料的所述表面中與所述第一深度偏離的第二深度處，并且其中，所述第一橫向位置和所述第一深度與所述第一焦點(diǎn)相對(duì)應(yīng)，并且所述第二橫向位置和所述第二深度與所述第二焦點(diǎn)相對(duì)應(yīng)。

另外的方法包括：沿著所述第一和第二缺陷串列將所述透明材料分離成多個(gè)部分的步驟。

本公開的附加特征和優(yōu)點(diǎn)將在以下具體實(shí)施方式中予以闡述，并且部分地對(duì)本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言，根據(jù)所述描述，所述特征和優(yōu)點(diǎn)將非常明顯，或者通過實(shí)踐如所本文中所描述的方法(包括以下具體實(shí)施方式、權(quán)利要求書以及所附附圖)，所述特征和優(yōu)點(diǎn)很容易被認(rèn)識(shí)。

應(yīng)當(dāng)理解的是，前述一般描述和以下具體實(shí)施方式呈現(xiàn)了本公開的各個(gè)實(shí)施例，并且旨在為理解權(quán)利要求書的本質(zhì)和特征提供概要或框架。附圖被包括以便提供對(duì)本公開的進(jìn)一步理解，并被結(jié)合在本說明書中并構(gòu)成本說明書的一部分。附圖展示了本公開的各個(gè)實(shí)施例，并且與說明書一起用于解釋本公開的原理和操作。

附圖說明

當(dāng)結(jié)合以下附圖閱讀以下具體實(shí)施方式時(shí)，可以最好地理解以下具體實(shí)施方式，其中，類似的結(jié)構(gòu)由類似的參考標(biāo)號(hào)指示，并且在附圖中：

圖1是根據(jù)本公開的實(shí)施例的針對(duì)多焦點(diǎn)激光束的示例性光學(xué)安排的示意性平面圖。

圖2是根據(jù)本公開的另一個(gè)實(shí)施例的針對(duì)多焦點(diǎn)激光束的示例性光學(xué)安排的示意性平面圖。

圖3a是根據(jù)本公開的實(shí)施例的具有多條劃片線的示例性透明制品的側(cè)視圖圖像。

圖3b是根據(jù)本公開的實(shí)施例的包括圖3a的所述多條劃片線的示例性透明制品的示意性透視圖。

圖4是根據(jù)本公開的實(shí)施例的包括堆疊的劃片線對(duì)的示例性透明制品的側(cè)視圖圖像。

圖5是根據(jù)本公開的實(shí)施例的包括交錯(cuò)的劃片線對(duì)的示例性透明制品的側(cè)視圖圖像。

圖6是根據(jù)本公開的實(shí)施例的包括可變劃片線間距的示例性透明制品的側(cè)視圖圖像。

圖7是根據(jù)本公開的實(shí)施例的作為透鏡間距的函數(shù)的垂直劃片線間距的圖形表示。

圖8是根據(jù)本公開的實(shí)施例的對(duì)第一和第二激光束的作為波片設(shè)置的函數(shù)的平均功率進(jìn)行比較的圖形表示。

圖9a是根據(jù)本公開的實(shí)施例的包括與在圖8的圖示中所表示的第一設(shè)置組相對(duì)應(yīng)的多條劃片線的示例性透明制品的側(cè)視圖圖像。

圖9b是根據(jù)本公開的實(shí)施例的包括與在圖8的圖示中所表示的第二設(shè)置組相對(duì)應(yīng)的多條劃片線的示例性透明制品的側(cè)視圖圖像。

圖10是根據(jù)本公開的實(shí)施例的對(duì)第一和第二功率路徑的作為波片設(shè)置的函數(shù)的劃片線斑點(diǎn)大小進(jìn)行比較的圖形表示。

圖11是根據(jù)本公開的實(shí)施例的用于形成具有彼此偏離軸線的多個(gè)焦點(diǎn)的激光束的示例性光學(xué)安排的示意性平面圖。

圖12a是根據(jù)本公開的實(shí)施例的用于在示例性透明制品中形成u形邊緣的可變劃片線的示意性橫截面?zhèn)纫晥D。

圖12b是根據(jù)本公開的實(shí)施例的圖12a的沿著可變劃片線分離以便形成u形邊緣的示例性透明制品的示意性橫截面?zhèn)纫晥D。

圖13a至圖13d是根據(jù)本公開的實(shí)施例來形成的不同透明制品邊緣形狀的示意性橫截面視圖。

圖14是根據(jù)本公開的實(shí)施例的來自具有多條劃片線的示例性透明制品的切割邊緣的側(cè)視圖圖像。

具體實(shí)施方式

本文中公開了用于加工透明材料的方法和系統(tǒng)。所述系統(tǒng)可以包括光學(xué)安排，所述光學(xué)安排包括激光發(fā)射器和至少兩個(gè)偏振分束器。所述激光發(fā)射器可以生成初始激光束。所述兩個(gè)偏振分束器中的第一偏振分束器可以被配置成用于將所述初始激光束分割成沿著第一路徑引導(dǎo)的第一激光束以及沿著從所述第一路徑發(fā)散的第二路徑引導(dǎo)的第二激光束。所述第一激光束包括沿著所述第一路徑的第一焦點(diǎn)，并且所述第二激光束包括沿著所述第二路徑的第二焦點(diǎn)。所述兩個(gè)偏振分束器中的第二偏振分束器可以被配置成用于接收所述第一和第二激光束并且被配置成用于引導(dǎo)所述第一和第二激光束穿過共同聚焦透鏡。所述第一激光束可以被配置成用于在所述透明材料中在其表面下面的第一深度處生成第一缺陷串列。另外，所述第二激光束可以被配置成用于在所述透明材料中在其表面下面的第二深度處生成第二缺陷串列。以此方式，所述第一和第二缺陷串列可以促使沿著所述第一和第二缺陷串列將所述透明材料分離成多于一個(gè)部分。

如本文中所使用的，術(shù)語“激光器(laser)”是指利用能量級(jí)之間的原子或分子的自然振蕩來生成相干電磁輻射束(本文中被稱為激光束，通常在光譜的紫外區(qū)域、可見區(qū)域或紅外區(qū)域中)的設(shè)備。根據(jù)各個(gè)實(shí)施例，可以將初始激光束分割(即，分離)成多個(gè)激光束。

如本文中所使用的，術(shù)語“共線地會(huì)聚(collinearlyconverging)”是指多于一個(gè)激光束集合在一起以便占據(jù)或穿過同一直線。

如本文中所使用的，術(shù)語“焦點(diǎn)(focuspoint)”及其變體是指射線(如光線、熱線或聲線)會(huì)聚或射線發(fā)散或好像發(fā)散的點(diǎn)。這包括例如與從另一個(gè)點(diǎn)發(fā)散或朝著所述另一個(gè)點(diǎn)會(huì)聚的射線相符的幾何邊界或其延長部分相交并且在通過鏡子進(jìn)行反射或者通過透鏡或光學(xué)安排進(jìn)行折射之后引起射線圖像或射線組的點(diǎn)。

如本文中所使用的，術(shù)語“光具組(opticaltrain)”及其變化形式意指激光束可以行進(jìn)穿過的光學(xué)部件串列。

如本文中所使用的，如本文中所使用的術(shù)語“透明制品(transparentarticle)”是指激光束可以穿過的特定物項(xiàng)或物體。具體地，透明物體可以是易碎的，包括但不限于，玻璃、陶瓷、玻璃-陶瓷、晶體材料、聚合物及其組合。本文中所描述的方法可以用于的玻璃實(shí)施例包括但不限于玻璃片和玻璃結(jié)構(gòu)以及具體地強(qiáng)化玻璃(例如，化學(xué)強(qiáng)化和/或?qū)訅翰Ａ?。應(yīng)當(dāng)指出的是，僅為了便于參考，可以關(guān)于玻璃而描述實(shí)施例，但是實(shí)施例應(yīng)當(dāng)被理解為同樣可用于其他玻璃材料。

如本文中所使用的，術(shù)語關(guān)于激光束相對(duì)于正被加工的透明材料的表面的“移動(dòng)”旨在包括彼此相對(duì)地移動(dòng)或者激光束或者透明材料或者兩者。因此，短語“移動(dòng)第一和第二激光束橫跨所述透明材料的表面，從而在透明材料中形成第一和第二缺陷串列”包括激光束被移動(dòng)但透明材料保持靜止的實(shí)施例、透明材料被移動(dòng)但激光器保持靜止的實(shí)施例以及透明材料和激光器兩者被移動(dòng)的實(shí)施例。

如本文中所使用的，術(shù)語“缺陷(flaw)”及其變化形式意味著包括透明制品的物理結(jié)構(gòu)或形式中的缺陷或?qū)ζ涞膿p傷。如本文中所使用的“缺陷串列(seriesofflaws)”是指前后相繼地定位在透明制品中或上的多個(gè)缺陷。持續(xù)和連續(xù)缺陷串列可以形成線(即，狹長標(biāo)記)，所述線可以是直的和/或彎曲的。缺陷可以形成于制品的表面上以及制品的主體部分中(即，在表面下面)。

如本文中所使用的，術(shù)語“劃片線(scribeline)”及其變化形式意指通過刻劃或切割制品(比如，玻璃片)的表面來形成的線。根據(jù)各個(gè)實(shí)施例，劃片線可以形成于制品的頂表面下面，比如，在透明制品的主體部分中。根據(jù)所描述的各個(gè)實(shí)施例，通過激光加工來形成劃片線。根據(jù)各個(gè)實(shí)施例，劃片線可以是基本上連續(xù)的線或者可以包括不連續(xù)的缺陷串列。

在玻璃行業(yè)內(nèi)已經(jīng)廣泛采用激光加工來代替機(jī)械加工并且為被加工玻璃提供唯一屬性。激光加工特別適用于傳統(tǒng)機(jī)械刻劃和折斷方法可能無法實(shí)現(xiàn)平滑且均勻分離的強(qiáng)化玻璃。在用于玻璃的傳統(tǒng)激光加工系統(tǒng)中，激光功率被集中在直接圍繞激光束的單個(gè)焦點(diǎn)的小區(qū)域中。如果功率密度大于被加工玻璃的主體損傷閾值，則這將在所述小區(qū)域處創(chuàng)建缺陷。在彼此相對(duì)地(或者激光頭相對(duì)于透明制品移動(dòng)，或者反之亦然)移動(dòng)激光束焦點(diǎn)和透明制品時(shí)，缺陷將形成劃片線，所述劃片線可以是直線或與所述運(yùn)動(dòng)相對(duì)應(yīng)的其他形狀。

用于強(qiáng)化和非強(qiáng)化玻璃兩者的各種激光分離技術(shù)可以用于實(shí)現(xiàn)高邊緣強(qiáng)度和/或良好邊緣質(zhì)量。所述工藝使用或者創(chuàng)建裂紋/缺陷并經(jīng)由激光誘導(dǎo)熱應(yīng)力、經(jīng)由化學(xué)鍵斷裂、兩種機(jī)制(熱應(yīng)力和化學(xué)鍵斷裂)的組合來擴(kuò)展裂紋(即，裂紋擴(kuò)展方法)或切除來移除或部分移除玻璃材料(即，切除方法)。裂紋擴(kuò)展方法可以實(shí)現(xiàn)相對(duì)高的切割速度(例如，>300mm/s)連同期望的邊緣質(zhì)量和強(qiáng)度，但是不可用于實(shí)現(xiàn)所有期望邊緣形狀(比如，外圓角(bullnose)和倒圓角(chamfer))。相比而言，切除方法可以以非常高的精度移除玻璃的微小部分并且因此可以實(shí)現(xiàn)特定邊緣形狀，但是相對(duì)緩慢(例如，小于50mm/s的切割速度)。

根據(jù)各個(gè)實(shí)施例，示例性方法和系統(tǒng)包括具有多個(gè)焦點(diǎn)的單個(gè)激光束。這種實(shí)施例可以使得能夠使用激光頭的單個(gè)遍來創(chuàng)建多個(gè)缺陷或多條劃片線。非限制性實(shí)施例可以包括具有用于實(shí)現(xiàn)束分割和/或操縱的偏振分束器和可變光學(xué)透鏡的光學(xué)系統(tǒng)。以此方式，單個(gè)激光束可以在其中被操縱成具有多個(gè)焦點(diǎn)。所述多個(gè)焦點(diǎn)中的每個(gè)焦點(diǎn)可以能夠在玻璃中形成缺陷，比如，用于將玻璃分離成多個(gè)部分的各種劃片線和/或圖案，讓切割邊緣具有預(yù)定形狀或剖面。

例如，來自脈沖激光器的激光束(具有范圍為從皮秒到數(shù)十納秒的脈沖持續(xù)時(shí)間，波長范圍為200nm到1600nm)可以被分割成多個(gè)束，每個(gè)束能夠在硬質(zhì)層壓玻璃以及其他玻璃類型(比如但不限于eagle玻璃和玻璃(全部都是紐約康寧市的康寧公司的玻璃產(chǎn)品注冊(cè)商標(biāo)))中形成缺陷或劃片線。

通常，如相比于在許多激光系統(tǒng)(所述激光系統(tǒng)在一些應(yīng)用中可以提供超過5至10倍于所需功率的功率)中可用的滿功率，在玻璃中形成缺陷或劃片線所需的功率需求可能相對(duì)較低。相應(yīng)地，本文中所描述的各個(gè)實(shí)施例可以利用而不是浪費(fèi)由常規(guī)激光器通過將單個(gè)高功率激光束分割成多個(gè)低功率激光束來供應(yīng)的過量功率，每個(gè)低功率激光束配置有足夠的能量以便在最硬玻璃類型中的某些玻璃類型中創(chuàng)建劃片線。

典型的激光束發(fā)射給定波長的具有高斯性質(zhì)的橫向強(qiáng)度分布i(r)的輻射，可以根據(jù)等式(1)來表示所述強(qiáng)度分布：

其中：

i0＝在激光束中心處在其腰部處的強(qiáng)度；

exp＝指數(shù)函數(shù)e^x；

r＝距中心極大值的半徑；并且

ω0＝高斯束最小半徑(即，在其腰部處)。

使用透鏡組，可以將高斯束聚焦至與焦點(diǎn)相關(guān)聯(lián)的小斑點(diǎn)。焦點(diǎn)將與透鏡組相距距離df，所述距離與沿著與束腰相關(guān)聯(lián)的束路徑的點(diǎn)相關(guān)聯(lián)。當(dāng)一片玻璃被置于所述小斑點(diǎn)處時(shí)，如果來自束的能量超過透明制品的主體損傷閾值，則將生成缺陷。以此方式，如果焦點(diǎn)與透明制品的表面重合，則可能需要超過表面損傷閾值以便生成缺陷。否則，如果焦點(diǎn)在透明制品的表面下面，則需要超過透明制品的與焦點(diǎn)重合的所述區(qū)域的主體損傷閾值以便生成缺陷。缺陷的大小將取決于斑點(diǎn)的大小以及所述焦點(diǎn)處的束超過主體損傷閾值多少?？梢愿鶕?jù)等式(2)來表示距離透鏡組的距離df：

其中：

f＝透鏡的有效焦距；

λ＝波長；并且

π＝pi～3.14156。

對(duì)于由兩個(gè)透鏡組成的復(fù)合透鏡，其有效焦距f＝f1*f2/(f1+f2-h1)，其中，f1和f2是這兩個(gè)透鏡中的每個(gè)透鏡的有效焦距；h1是這兩個(gè)透鏡之間的距離。以此方式，可以通過改變透鏡之間的透鏡間隔h1來改變復(fù)合透鏡的有效焦距。

然而，可以根據(jù)等式(3)來表示光束發(fā)散的半角：

因此，可以根據(jù)等式(4)來重寫等式(2)：

以此方式，等式(4)表明發(fā)生最小斑點(diǎn)大小的距離df取決于束的發(fā)散。相應(yīng)地，通過改變束的發(fā)散，也可以改變距離df。

根據(jù)一個(gè)示例性實(shí)施例，可以通過將兩個(gè)互補(bǔ)透鏡(所述互補(bǔ)透鏡一起進(jìn)行動(dòng)作以便在高斯束行進(jìn)穿過光具組時(shí)稍微修改高斯束的發(fā)散)放置在束路徑中來改變束的發(fā)散。在彼此靠近或遠(yuǎn)離地移動(dòng)透鏡時(shí)，發(fā)散改變，并且隨后，可以相對(duì)于聚焦透鏡的焦距而改變發(fā)生最小斑點(diǎn)大小的距離df。

圖1展示了用于本文中所描述的各種方法的示例性光學(xué)安排100的非限制性實(shí)施例；然而，設(shè)想了各種其他配置并且所述各種其他配置旨在落入本公開的范圍內(nèi)，包括但不限于，不同取向、配置、大小和數(shù)量的光具組以及不同數(shù)量的光具組。光學(xué)安排100包括兩個(gè)單獨(dú)的光具組，所述光具組包括用于初始地分離并且稍后重新組合初始激光束10的透鏡串列、分束器和鏡子。一旦初始激光束10被分離成多個(gè)束，就可以根據(jù)以上所描述的等式1至4來改變所述多個(gè)束中的至少一個(gè)束的焦點(diǎn)。因此，在重新組合所述多個(gè)束時(shí)，它們將表現(xiàn)得像具有多個(gè)焦點(diǎn)的單個(gè)束。

通過示例的方式，初始激光束10可以是通過激光器(比如，能夠輸出具有從200nm到1600nm的波長的激光束的紫外激光器)來產(chǎn)生的一般準(zhǔn)直束?？蛇x地，可以在將初始激光束10引導(dǎo)到光具組中之前對(duì)其進(jìn)行修改。例如，可選地，可以將初始激光束10引導(dǎo)穿過可以提供可調(diào)整的伸縮安排的第一普通透鏡組110。例如，第一普通透鏡組110可以包括至少兩個(gè)透鏡以便擴(kuò)展或收縮初始束從而生成具有期望直徑的經(jīng)調(diào)整激光束11。否則，在沒有第一普通透鏡組110的情況下，經(jīng)調(diào)整激光束11將與初始激光束10相同。可選地，經(jīng)調(diào)整激光束11可以被配置成具有線性偏振，但是具有混合和/或任意的初始偏振角?？梢詫⒔?jīng)調(diào)整激光束11引導(dǎo)到第一偏振分束器121中。第一偏振分束器121將把來自經(jīng)調(diào)整激光束11的入射光分割成具有正交偏振的兩個(gè)部分，即，第一激光束21和第二激光束22。另外，第一偏振分束器121的內(nèi)角將在不同于經(jīng)調(diào)整激光束11但彼此正交(成直角)的第一激光束21和第二激光束22中授予偏振角。

例如，如果經(jīng)調(diào)整激光束11具有45°的線性偏振(表示為具有雙箭頭的對(duì)角線)并且第一偏振分束器121包括成45°角的內(nèi)部反射層，則第一激光束21可能具有90°的線性偏振(表示為具有雙箭頭的垂直線)，而第二激光束22可能具有0°的線性偏振(表示為小圓圈，表明進(jìn)出頁面的方向)?？梢栽谂c經(jīng)調(diào)整激光束11相同的方向上繼續(xù)對(duì)第一激光束21的引導(dǎo)，而第二激光束22沿著與第一路徑正交的第二路徑反射。以此方式，根據(jù)各個(gè)實(shí)施例，相比第一激光束21，可以將第二激光束22引導(dǎo)穿過單獨(dú)的光具組。

在各個(gè)實(shí)施例中，單獨(dú)的光具組可以包括第一鏡子131、第二鏡子132以及第一透鏡組141。單獨(dú)的光具組可以具有在第一偏振分束器121與第一鏡子之間測量的第一距離a1?？梢栽诘谝荤R子131中將第二激光束22反射到第一透鏡組141中。第一透鏡組141可以例如彼此特別匹配并且被配置成彼此間隔開某個(gè)透鏡間隔h1以便生成特定發(fā)散。例如，可以將具有-100mm焦距的凹透鏡與具有+100mm焦距的凸透鏡間隔透鏡間隔h1。如相比于第一激光束21，特定發(fā)散可以用于向第二激光束22授予不同的焦點(diǎn)。在穿過第一透鏡組141之后，第二激光束22可以反射離開第二鏡子132，所述第二鏡子將第二激光束22往回引導(dǎo)朝向第一激光束21。單獨(dú)的光具組可以具有在第一鏡子131與第二鏡子132之間測量的第二距離b1。第一和第二距離a1、b1可能保持不變，即使在透鏡間隔h1改變時(shí)。可替代地，第一透鏡組141可以被定位在單獨(dú)的光具組中的其他地方，比如，在第一偏振分束器121與第一鏡子131之間，或者在第二鏡子132與第二偏振分束器122之間。

可以引導(dǎo)第一激光束21和第二激光束22以便在第二偏振分束器122處會(huì)聚，所述第二偏振分束器用于重新組合第一和第二激光束21、22。以此方式，第一激光束21可以穿過第二偏振分束器122，而不改變方向?？梢允沟诙す馐?2在第二偏振分束器122之內(nèi)反射以便沿著共同路徑30共線地會(huì)聚第一激光束21和第二激光束22。第一激光束21和第二激光束22的會(huì)聚將修改對(duì)應(yīng)激光束的偏振狀態(tài)。共線會(huì)聚的第一激光束21和第二激光束22可以穿過用于將第一和第二激光束21、22分別集中到第一焦點(diǎn)151和第二焦點(diǎn)152的聚焦透鏡150。

因此，共線會(huì)聚的第一和第二激光束21、22可以表現(xiàn)得像沿著共同路徑30但是具有彼此偏離的多個(gè)焦點(diǎn)(根據(jù)示例性實(shí)施例，比如，兩個(gè)焦點(diǎn))的單個(gè)束。第一焦點(diǎn)151可以與聚焦透鏡150具有第一焦離df1，并且第二焦點(diǎn)152可以與聚焦透鏡150具有第二焦距df2。可以根據(jù)以上等式(2)和(4)來計(jì)算第一和第二焦距df1、df2。通過改變第一透鏡組141的設(shè)置(這包括透鏡間隔h1的改變)，可以改變第二焦點(diǎn)152(即，移動(dòng)更靠近或更遠(yuǎn)離第一焦點(diǎn)151)。

下表1-1顯示透鏡間隔h1的改變可以如何改變第二焦距df2以及與所述焦點(diǎn)相對(duì)應(yīng)的斑點(diǎn)半徑(即，束腰大小)(所有測量結(jié)果以毫米為單位；a1＝40mm；b1＝80mm)。

表1-1

下表1-2顯示距離d0的改變?nèi)绾尾桓淖兊谝唤咕郿f1，而改變與所述焦點(diǎn)相對(duì)應(yīng)的斑點(diǎn)半徑(即，束腰大小)(所有測量結(jié)果以毫米為單位)。

表1-2

相比而言，可選地，主要光具組距離d0可以是固定的或者以其他方式保持不變?？梢栽诘谝黄穹质?21與聚焦透鏡150之間測量主要光具組距離d0。可替代地，可以修改主要光具組距離d0，或者可以將附加部件添加到主要光具組中。例如，可以將附加透鏡組140置于第一與第二偏振分束器121、122之間。修改附加透鏡組140的透鏡間隔h2可以改變與第一焦點(diǎn)151相關(guān)聯(lián)的第一焦距df1?？商娲鼗蛄硗獾?，可以將一個(gè)或多個(gè)波片包括在光具組的一個(gè)或多個(gè)部分中以便選擇性地改變引導(dǎo)到對(duì)應(yīng)光具組中的功率的量或者總體上改變所有焦點(diǎn)151、152。例如，可以在經(jīng)調(diào)整激光束11進(jìn)入第一偏振分束器121之前使用波片112來控制第一與第二激光束21、22之間的功率比。

作為穿過各種光具組部件的結(jié)果，第一和第二激光束21、22可能具有比初始激光束10顯著更小的功率。因此，在某些實(shí)施例中，可能期望的是，初始激光束10的初始功率水平是充分的，從而使得所述多個(gè)激光束(例如，第一和第二激光束21、22)中的每個(gè)激光束一旦被共線地會(huì)聚就仍具有足夠的功率以便超過被加工玻璃的主體損傷閾值。以此方式，可以使用單個(gè)激光束來源來創(chuàng)建具有多個(gè)焦點(diǎn)的共線激光束組，所述共線激光束組可以用于使用單個(gè)遍來在玻璃中同時(shí)創(chuàng)建多個(gè)缺陷。

圖2展示了根據(jù)本文中所描述的各個(gè)實(shí)施例的進(jìn)一步示例性光學(xué)安排200。光學(xué)安排200包括四個(gè)單獨(dú)的光具組，所述光具組包括用于將束多次分離并且稍后重新組合所有分離的束的透鏡串列、分束器和鏡子。一旦束被分離，就可以根據(jù)以上所描述的等式1至4來改變所述束中的至少三個(gè)束的焦點(diǎn)。因此，在重新組合所述多個(gè)束時(shí)，它們將表現(xiàn)得像具有多個(gè)焦點(diǎn)的單個(gè)束。

在各個(gè)示例性實(shí)施例中，光學(xué)安排200的第一部分可以類似于以上關(guān)于圖1而描述的光學(xué)安排100。例如，可選地，可以將初始激光束10引導(dǎo)穿過第一普通透鏡組110，所述第一普通透鏡組可以產(chǎn)生具有期望直徑的經(jīng)調(diào)整激光束11并且可以被配置成具有線性偏振，例如，具有混合和/或任意初始偏振角。如果沒有使用第一普通透鏡組110，則經(jīng)調(diào)整激光束11將與初始激光束10相同。可以將經(jīng)調(diào)整激光束11引導(dǎo)到第一偏振分束器121中，所述第一偏振分束器將把來自經(jīng)調(diào)整激光束11的入射光分割成具有正交偏振的兩個(gè)部分，即，第一激光束21和第二激光束22?？梢栽谂c經(jīng)調(diào)整激光束11相同的方向上繼續(xù)對(duì)第一激光束21的引導(dǎo)，而第二激光束22沿著與第一路徑正交的第二路徑反射。以此方式，相比第一激光束21，可以將第二激光束22引導(dǎo)穿過單獨(dú)的光具組。

在各個(gè)實(shí)施例中，光學(xué)安排200可以不同于以上關(guān)于圖1而描述的光學(xué)安排100，例如，在經(jīng)調(diào)整激光束11被分割成第一激光束21和第二激光束22之后。通過示例的方式，可以將第一激光束21引導(dǎo)穿過第三偏振分束器123，所述第三偏振分束器將把來自第一激光束21的入射光分割成第三激光束23和第四激光束24?？梢栽谂c第一激光束21相同的方向上繼續(xù)對(duì)第三激光束23的引導(dǎo)，而可以沿著與第一路徑正交的第三路徑反射第四激光束24。以此方式，相比第三激光束23，可以將第四激光束24引導(dǎo)穿過單獨(dú)的光具組。

仍可以將第二激光束22引導(dǎo)穿過第一鏡子131，但是然后引導(dǎo)穿過第四偏振分束器124，所述第四偏振分束器將把來自第二激光束22的入射光分割成第五激光束25和第六激光束26?？梢栽谂c第二激光束22相同的方向上繼續(xù)對(duì)第五激光束25的引導(dǎo)，而可以沿著與第二路徑正交的第四路徑反射第六激光束26。以此方式，相比第五激光束25，可以將第六激光束26引導(dǎo)穿過單獨(dú)的光具組?？梢允沟谖寮す馐?5穿過第一透鏡組141以便生成特定發(fā)散，從而導(dǎo)致具有唯一焦點(diǎn)的第五激光束25。

關(guān)于下面兩個(gè)光具組(根據(jù)圖2中的取向)，可以將第四激光束24引導(dǎo)到第三鏡子133中，所述第三鏡子可以將第四激光束24反射穿過第二透鏡組142。第二透鏡組142可以彼此特別匹配并且被配置成彼此間隔某個(gè)距離以便生成特定發(fā)散。特定發(fā)散可以用于向第四激光束24授予唯一焦點(diǎn)。在穿過第二透鏡組142之后，第四激光束24可以反射離開第四鏡子134，所述第四鏡子將第四激光束24往回引導(dǎo)朝向第三激光束23?？梢砸龑?dǎo)第三激光束23和第四激光束24以便在第五偏振分束器125處會(huì)聚，所述第五偏振分束器用于重新組合第三和第四激光束23、24。以此方式，第三激光束23可以穿過第五偏振分束器125，而不改變方向?？梢允沟谒募す馐?4在第五偏振分束器125之內(nèi)反射以便沿著共同路徑共線地會(huì)聚第三激光束23和第四激光束24。第三激光束23和第四激光束24的會(huì)聚將修改對(duì)應(yīng)激光束的偏振狀態(tài)。

關(guān)于上面兩個(gè)光具組(根據(jù)圖2中的取向)，可以將第六激光束26引導(dǎo)到第五鏡子135中，所述第五鏡子可以將第六激光束26反射穿過第二透鏡組143。第三透鏡組143可以彼此特別匹配并且被配置成彼此間隔開某個(gè)距離以便生成特定發(fā)散。特定發(fā)散可以用于向第六激光束26授予唯一焦點(diǎn)。在穿過第三透鏡組143之后，第六激光束26可以反射離開第六鏡子136，所述第六鏡子將第六激光束26往回引導(dǎo)朝向第五激光束25。可以引導(dǎo)第五激光束25和第六激光束26以便在第六偏振分束器126處會(huì)聚，所述第六偏振分束器用于重新組合第五和第六激光束25、26。以此方式，第五激光束25可以穿過第六偏振分束器126，而不改變方向?？梢允沟诹す馐?6在第六偏振分束器126之內(nèi)反射以便沿著共同路徑共線地會(huì)聚第五激光束25和第六激光束26。第五激光束25和第六激光束26的會(huì)聚將修改對(duì)應(yīng)激光束的偏振狀態(tài)。

可選地，在第三偏振分束器123與第五偏振分束器125之間，第三激光束23可以穿過第四透鏡組144以便在第三激光束23與第四激光束24重新組合之前改變第三激光束的焦點(diǎn)。

可以引導(dǎo)第三和第四激光束23、24以及第五和第六激光束25、26以便在第二偏振分束器122處會(huì)聚，所述第二偏振分束器用于重新組合第三、第四、第五和第六激光束23、24、25、26。以此方式，第三和第四激光束23、24可以穿過第二偏振分束器122，而不改變方向?？梢允沟谖搴偷诹す馐?5、26反射離開第二鏡子132并在第二偏振分束器122之內(nèi)反射以便沿著共同路徑共線地會(huì)聚第三和第四激光束23、24以及第五和第六激光束25、26。第三、第四、第五和第六激光束23、24、25、26的會(huì)聚將修改對(duì)應(yīng)激光束的偏振狀態(tài)。共線會(huì)聚的第三、第四、第五和第六激光束23、24、25、26可以穿過用于將所述束分別集中到第一焦點(diǎn)151、第二焦點(diǎn)152、第三焦點(diǎn)153和第四焦點(diǎn)154的聚焦透鏡150。

因此，共線會(huì)聚的第三、第四、第五和第六激光束23、24、25、26可以表現(xiàn)得像沿著共同路徑的但是具有彼此偏離的多個(gè)焦點(diǎn)(即，至少四個(gè)焦點(diǎn))的單個(gè)束。第一、第二、第三和第四焦點(diǎn)151、152、153、154中的每個(gè)焦點(diǎn)可以布置成與聚焦透鏡150相距不同距離，即，分別地，第一、第二、第三和第四焦距df1、df2、df3、df3。根據(jù)各個(gè)示例性實(shí)施例，通過改變第一透鏡組141的設(shè)置(這包括透鏡間隔h1(例如，圖1)的改變)，可以改變第二焦點(diǎn)152(即，移動(dòng)更靠近或更遠(yuǎn)離第一焦點(diǎn)151)。

在重新組合經(jīng)分離的部分之前將激光束分割兩次的過程可能導(dǎo)致并非全都具有相同偏振角的第三、第四、第五和第六激光束23、24、25、26。因此，可選地，第一、第二、第三和第四偏振旋轉(zhuǎn)器161、162、163、164可以用于確保共線會(huì)聚的第三、第四、第五和第六激光束23、24、25、26全都具有相同的偏振角。

例如，離開第一偏振分束器121的第一激光束21可能具有90°的線性偏振，但是在穿過第一偏振旋轉(zhuǎn)器161之后，可能具有45°的線性偏振。以此方式，當(dāng)?shù)谝患す馐?1進(jìn)入第三偏振分束器123時(shí)，線性偏振角與在經(jīng)調(diào)整激光束11進(jìn)入第一偏振分束器121時(shí)相同。因此，通過在每個(gè)激光束第二次被分割之前并且在重新組合第二次分離的激光束之后將偏振旋轉(zhuǎn)器置于光具組中，共線會(huì)聚的第三、第四、第五和第六激光束23、24、25、26可能具有相同的偏振角。因此，第一偏振旋轉(zhuǎn)器161可以布置在第一偏振分束器121與第三偏振分束器123之間；第二偏振旋轉(zhuǎn)器162可以布置在第五偏振分束器125與第二偏振分束器122之間；第三偏振旋轉(zhuǎn)器163可以布置在第一偏振分束器121與第四偏振分束器124之間；并且第四偏振旋轉(zhuǎn)器164可以布置在第六偏振分束器126與第二偏振分束器122之間。以此方式，當(dāng)被重新組合時(shí)，第三、第四、第五和第六激光束23、24、25、26的偏振狀態(tài)將是向量相加組合。

可以使用一個(gè)或多個(gè)可選波片來控制組合激光束的偏振。例如，四分之一波片(未示出)可以包括在第二偏振分束器122與聚焦透鏡150之間以便將組合的第三、第四、第五和第六激光束23、24、25、26轉(zhuǎn)換成各自具有圓偏振。圓偏振可以更一致地將功率從組合的第三、第四、第五和第六激光束23、24、25、26轉(zhuǎn)移至透明材料，從而形成更可靠的缺陷或缺陷串列。可替代地或另外地，可以將一個(gè)或多個(gè)波片包括在光具組的一個(gè)或多個(gè)部分中以便選擇性地改變引導(dǎo)到對(duì)應(yīng)光具組中的功率的量。例如，可以在經(jīng)調(diào)整激光束11進(jìn)入第一偏振分束器121之前使用波片112來控制第一與第二激光束21、22之間的功率比。

通過包括附加光具組部件，通過光學(xué)安排200產(chǎn)生的第三、第四、第五和第六激光束23、24、25、26可能具有顯著減小的功率。因此，可以根據(jù)各個(gè)實(shí)施例而將光學(xué)安排200中的初始激光束10的初始功率水平選擇為是充足的以便確保第三、第四、第五和第六激光束23、24、25、26中的每個(gè)激光束一旦被共線地聚合就仍具有足夠的功率以便超過被加工玻璃的主體損傷閾值。以此方式，可以使用單個(gè)激光束來源來創(chuàng)建具有多個(gè)焦點(diǎn)的共線激光束組，所述共線激光束組可以用于使用單個(gè)遍來在玻璃中同時(shí)創(chuàng)建單獨(dú)的劃片線。另外，使用關(guān)于光學(xué)安排200而公開的技術(shù)，可以形成僅受限于總激光功率以及所涉及的光學(xué)器件的功率損傷閾值的多于四個(gè)共線焦點(diǎn)。

圖3a展示了由根據(jù)本公開的非限制性實(shí)施例的光學(xué)安排加工的示例性透明制品300的側(cè)視圖圖像。具體地，圖3a示出了在透明制品300中可見的四個(gè)單獨(dú)的缺陷330、335、340、345，所述缺陷是使用在每一遍a、b、c中具有不同設(shè)置的光學(xué)安排100(圖1)通過三個(gè)單獨(dú)遍a、b、c來形成的。示例性透明制品300是層壓玻璃。具有輸出波長355nm的紫外激光器用于生成缺陷330、335、340、345。具體地，激光器是以120khz進(jìn)行操作并且為所述多個(gè)激光束(即，圖1中的21和22)中的每個(gè)激光束產(chǎn)生平均1.2瓦特功率的脈沖激光器，當(dāng)這兩個(gè)激光束被重新組合時(shí)，總功率為共約2.3瓦特。總功率可以將由于穿過光具組的各種部件而產(chǎn)生的損耗考慮在內(nèi)。單獨(dú)的激光束的焦點(diǎn)被間隔開大約350μm。示例性透明制品300安裝在真空吸盤中，所述真空吸盤本身安裝在兩個(gè)平移臺(tái)上。為了生成缺陷330、335、340、345，使示例性透明制品300在三個(gè)單獨(dú)遍a、b、c中相對(duì)于產(chǎn)生初始激光束的激光頭以100mm/sec的速度平移。

在透明制品300中創(chuàng)建第一和第二缺陷330、335之前，存在這樣一種擔(dān)心：因?yàn)榈诙毕?35直接位于第一缺陷330下面，所以由第一缺陷330產(chǎn)生的損傷將干擾創(chuàng)建第二缺陷335的焦點(diǎn)位置。以此方式，認(rèn)為的是，因?yàn)榈谝蝗毕?30布置在激光束來源于第二缺陷335本身的位置之間，所以第一缺陷330可能使形成第二缺陷335的第二焦點(diǎn)位置散焦。然而，圖3a中所示出的結(jié)果顯示出第一缺陷330對(duì)第二缺陷335的很少干擾或無干擾。具體地，第一缺陷330的大小與同時(shí)形成的第二缺陷335大致相同。作為比較，第三缺陷345和第四缺陷340分別在單獨(dú)遍b、c中形成，但是類似地具有大致相同的大小。

圖3b展示了來自圖3a的示例性透明制品的示意性表示。如所示出的，缺陷330、335、340、345中的每個(gè)缺陷以在y方向上延伸的串列重復(fù)。根據(jù)各個(gè)實(shí)施例，使用遍a、b、c中的每個(gè)遍，可以將激光垂直地引導(dǎo)到頂表面305中以便在表面下面創(chuàng)建缺陷，并且可以在y方向上在頂表面305上移動(dòng)，從而在相同深度處創(chuàng)建缺陷330、335、340、345中的每個(gè)缺陷的串列。缺陷330、335、340、345中的每個(gè)缺陷的串列與頂表面305下面(即，在透明制品300的主體部分中)用于切割透明制品300的劃片線相對(duì)應(yīng)。

在圖3a和圖3b中，在透明制品300的左側(cè)的第一缺陷對(duì)包括第一缺陷330和第二缺陷335。第一和第二缺陷330、335是作為以下操作的結(jié)果而形成的：作為第一遍a的一部分使用引導(dǎo)到透明物體300的頂表面305中的共線會(huì)聚的第一和第二激光束(例如，21、22)來將示例性光學(xué)安排100(圖1)付諸實(shí)踐。第一和第二缺陷330、335同時(shí)創(chuàng)建，而第三缺陷345和第四缺陷340彼此分離地并且與第一和第二缺陷330、335兩者分離地創(chuàng)建。第一激光束(例如，圖1中的21)的第一焦點(diǎn)(例如，圖1中的151)與頂表面305下面的第一深度d1重合。而且，第二激光束(例如，圖1中的22)的第二焦點(diǎn)(例如，圖1中的152)與頂表面305下面的第二深度d2重合。以此方式，第一缺陷330與第二缺陷335偏離一定偏離距離z，但是第一和第二缺陷330、335垂直地對(duì)準(zhǔn)。偏離距離z對(duì)應(yīng)于光學(xué)安排中的第一透鏡組(例如，141)的特定透鏡間隔(例如，h1)。

在圖3a和圖3b中，在透明制品300右側(cè)的第三缺陷345和第四缺陷340作為以下操作的結(jié)果而單獨(dú)形成：將示例性光學(xué)安排100(圖1)付諸實(shí)踐，但是一次僅使用這兩個(gè)光具組之一。例如，作為第二遍b的一部分，可以阻擋第一激光束(例如，21)以便自己將第二激光束(例如，22)引導(dǎo)到透明制品300的頂表面305中從而產(chǎn)生第三缺陷345。另外，作為第三遍c的一部分，可以阻擋第二激光束(例如，22)以便允許第一激光束(例如，21)自己進(jìn)入透明制品300的頂表面305從而產(chǎn)生第四缺陷340。

根據(jù)各個(gè)實(shí)施例，可以以各種方式來阻擋激光束。例如，可以在第一偏振分束器之前將附加透鏡組(例如，圖1中的140)引入到激光束路徑中。然后，通過使用所述附加透鏡組來改變初始激光束的偏振角，可以限制或阻擋第一和第二激光束之一。以此方式，可以選擇性地修改進(jìn)入第一偏振分束器(例如，121)的激光束(例如，圖1中的經(jīng)調(diào)整激光束11)的偏振角以便限制將輸入激光束的功率的什么部分引導(dǎo)至這兩個(gè)光具組中的每個(gè)光具組。作為進(jìn)一步示例性實(shí)施例，可以在第一或第二激光束路徑之一中選擇性地使用附加鏡子來將所選激光束重新引導(dǎo)出光具組，從而使得其不到達(dá)聚焦透鏡150。已知用于阻擋激光束的其他方式還旨在包括在本公開的范圍內(nèi)。

圖4展示了由根據(jù)本公開的示例性和非限制性實(shí)施例的光學(xué)安排加工的透明制品400的側(cè)視圖圖像。具體地，圖4示出了在透明制品400上的垂直線上方的兩個(gè)單獨(dú)遍d、e的結(jié)果。每個(gè)遍d、e涉及激光頭在y方向上在透明制品400上的垂直平移(進(jìn)入或離開頁面)。兩個(gè)遍d、e使用示例性光學(xué)安排100(圖1)連同激光頭產(chǎn)生具有多個(gè)焦點(diǎn)的共線會(huì)聚的第一和第二激光束。然而，激光頭(例如，聚焦透鏡150)與透明制品的頂表面405之間的不同間隔用于每個(gè)遍d、e。z高度是激光頭與透明制品的頂表面405之間的距離。

第一遍d產(chǎn)生這兩個(gè)最低(根據(jù)圖4中的取向)缺陷，即，第一缺陷430和第二缺陷435。第一和第二缺陷430、435是作為以下操作的結(jié)果而同時(shí)形成的：作為第一遍d的一部分使用引導(dǎo)到透明物體400的頂表面405中的共線會(huì)聚的第一和第二激光束(例如，21、22)來將示例性光學(xué)安排100(圖1)付諸實(shí)踐。第一激光束(例如，圖1中的21)的第一焦點(diǎn)(例如，圖1中的151)與頂表面405下面的第一深度d1重合。而且，第二激光束(例如，圖1中的22)的第二焦點(diǎn)(例如，圖1中的152)與頂表面405下面的第二深度d2重合。以此方式，第一缺陷430與第二缺陷435偏離一定偏離距離z，但是第一和第二缺陷430、435垂直地對(duì)準(zhǔn)。偏離距離z對(duì)應(yīng)于光學(xué)安排中的第一透鏡組(例如，141)的特定透鏡間隔(例如，h1)。

第二遍e產(chǎn)生這兩個(gè)上部(根據(jù)圖4中的取向)缺陷，即，第三缺陷440和第四缺陷445。第三和第四缺陷440、445是作為以下操作的結(jié)果而同時(shí)形成的：作為第二遍e的一部分使用共線會(huì)聚的第一和第二激光束(例如，21、22)來將示例性光學(xué)安排100(圖1)付諸實(shí)踐。相比第一遍d，針對(duì)第二遍e，增大了激光頭與頂表面405之間的距離。因此，在第二遍e時(shí)，第一激光束的第一焦點(diǎn)與頂表面405下面的第三深度d3重合。而且，在第二遍e時(shí)，第二激光束的第二焦點(diǎn)與頂表面405下面的第四深度d4重合。以此方式，第三缺陷440與第四缺陷445偏離與第一和第二缺陷430、435相同的偏離距離z。另外，像第一和第二缺陷430、435一樣，第三和第四缺陷440、445垂直地對(duì)準(zhǔn)。由于使用光學(xué)安排中的第一透鏡組的相同設(shè)置(即，間隔距離)，在第一遍d與第二遍e之間的偏離距離z不變。

所產(chǎn)生的所述多個(gè)缺陷，即，第一、第二、第三和第四缺陷430、435、440、445顯示在多個(gè)遍中使用激光頭來創(chuàng)建的多條劃片線可以垂直地堆疊。然而，由于在下部缺陷對(duì)(第一和第二缺陷430、435)之后產(chǎn)生上部缺陷對(duì)(第三和第四缺陷440、445)，所以未預(yù)料第一與第二遍d、e之間的干擾。以此方式，將劃片線對(duì)堆疊類似于使用多個(gè)遍利用單焦點(diǎn)激光束來堆疊單一劃片線。

圖5展示了由根據(jù)本公開的非限制性實(shí)施例的光學(xué)安排加工的透明制品500的側(cè)視圖圖像。具體地，圖5示出了在透明制品500上的垂直線上方的兩個(gè)單獨(dú)遍f、g的結(jié)果。相比于在透明制品400(圖4)上的遍d、e，遍f、g與成對(duì)缺陷的安排交錯(cuò)。每個(gè)遍f、g仍涉及激光頭在y方向上在透明制品500上的垂直平移(進(jìn)入或離開頁面)。兩個(gè)遍f、g使用光學(xué)安排100(圖1)連同激光頭產(chǎn)生具有多個(gè)焦點(diǎn)的共線會(huì)聚的第一和第二激光束。另外，類似于以上關(guān)于圖4而描述的實(shí)施例，共同z高度用于每個(gè)遍f、g。

第一遍f產(chǎn)生第一缺陷530和第二缺陷535。第一和第二缺陷530、535是作為以下操作的結(jié)果而同時(shí)形成的：作為第一遍f的一部分使用引導(dǎo)到透明物體500的頂表面505中的共線會(huì)聚的第一和第二激光束(例如，21、22)來將示例性光學(xué)安排100(圖1)付諸實(shí)踐。第一激光束(例如，圖1中的21)的第一焦點(diǎn)(例如，圖1中的151)與頂表面405下面的第一深度d1重合。而且，第二激光束(例如，圖1中的22)的第二焦點(diǎn)(例如，圖1中的152)與頂表面405下面的第二深度d2重合。以此方式，第一缺陷530與第二缺陷535偏離一定偏離距離z，但是第一和第二缺陷530、535垂直地對(duì)準(zhǔn)。偏離距離z對(duì)應(yīng)于光學(xué)安排中的第一透鏡組(例如，141)的特定透鏡間隔(例如，h1)。

第二遍g產(chǎn)生第三缺陷540和第四缺陷545。第三和第四缺陷540、545是作為以下操作的結(jié)果而同時(shí)形成的：作為第二遍g的一部分使用共線會(huì)聚的第一和第二激光束(例如，21、22)來將示例性光學(xué)安排100(圖1)付諸實(shí)踐。相比第一遍f，針對(duì)第二遍g，增大了激光頭與頂表面505之間的距離。因此，在第二遍g時(shí)，第一激光束的第一焦點(diǎn)與頂表面505下面的第三深度d3重合。而且，在第二遍g時(shí)，第二激光束的第二焦點(diǎn)與頂表面505下面的第四深度d4重合。以此方式，第三缺陷540與第四缺陷545偏離與第一和第二缺陷530、535相同的偏離距離z。另外，像第一和第二缺陷530、535一樣，第三和第四缺陷540、545垂直地對(duì)準(zhǔn)。由于使用光學(xué)安排中的第一透鏡組的相同設(shè)置(即，間隔距離)，在第一遍f與第二遍g之間的偏離距離z不變。

根據(jù)至少某些示例性實(shí)施例，所產(chǎn)生的所述多個(gè)缺陷，即，第一、第二、第三和第四缺陷530、535、540、545顯示在多個(gè)遍中使用激光頭來創(chuàng)建的多條劃片線不僅可以垂直地堆疊，而且還可以在不彼此干擾的情況下交錯(cuò)(即，以交替序列來安排)。具體地，在第二遍g時(shí)產(chǎn)生第三缺陷540，而不論事先在所述位置處的并且直接布置在第三缺陷540的位置上方的第一和第二缺陷530、535如何。類似地，也在第二遍g時(shí)在已經(jīng)在第一遍f時(shí)創(chuàng)建的第一和第二缺陷530、535之間產(chǎn)生第四缺陷545。因?yàn)轭A(yù)料了重疊缺陷之間的干擾，所以交錯(cuò)安排產(chǎn)生出乎意料的結(jié)果。使劃片線交錯(cuò)的能力可以通過減小所需遍的數(shù)量來增大創(chuàng)建多條劃片線的效率。除了通過改變第一透鏡組的透鏡間隔(例如，h1)來改變激光頭的z高度之外，還可以使用每個(gè)遍來改變偏離距離z。劃片線的交錯(cuò)安排可用于加工不同厚度的玻璃工件。另外，交錯(cuò)安排可以用于微調(diào)劃片線相對(duì)于被加工的增強(qiáng)或?qū)訅和该髦破返膽?yīng)力分布的精確位置。

圖6展示了由根據(jù)本公開的非限制性實(shí)施例的示例性光學(xué)安排加工的透明制品600的側(cè)視圖圖像。具體地，圖6示出了使用如由三個(gè)單獨(dú)的遍h、i、j所顯示的可變間隔來產(chǎn)生多條劃片線的能力。

第一遍h產(chǎn)生這兩個(gè)最左邊的(根據(jù)圖6中的取向)缺陷，即，第一缺陷630和第二缺陷635。第一和第二缺陷630、635是作為以下操作的結(jié)果而同時(shí)形成的：作為第一遍h的一部分使用引導(dǎo)到透明物體600的頂表面605中的共線會(huì)聚的第一和第二激光束(例如，21、22)來將示例性光學(xué)安排100(圖1)付諸實(shí)踐。第一激光束(例如，圖1中的21)的第一焦點(diǎn)(例如，圖1中的151)與頂表面605下面的第一深度d1重合。而且，第二激光束(例如，圖1中的22)的第二焦點(diǎn)(例如，圖1中的152)與頂表面605下面的第二深度d2重合。以此方式，第一缺陷630與第二缺陷635偏離第一偏離距離z1，但是第一和第二缺陷630、635垂直地對(duì)準(zhǔn)。第一偏離距離z1對(duì)應(yīng)于光學(xué)安排中的第一透鏡組(例如，141)的第一間隔距離。

第二遍i產(chǎn)生這兩個(gè)中心(根據(jù)圖6中的取向)缺陷，即，第三缺陷640和第四缺陷645。第一激光束維持第一焦點(diǎn)，所述第一焦點(diǎn)和與第一遍h相同的在頂表面605下面的第一深度d1重合。相比而言，第二激光束的第三焦點(diǎn)與頂表面605下面的第三深度d3重合。以此方式，第三缺陷640與第四缺陷645偏離第二偏離距離z2，但是第三和第四缺陷640、645垂直地對(duì)準(zhǔn)。第二偏離距離z2對(duì)應(yīng)于光學(xué)安排中的第一透鏡組的第二間隔距離。

第三遍j產(chǎn)生這兩個(gè)最右邊的(根據(jù)圖6中取向)缺陷，即，第五缺陷650和第六缺陷655。再次，第一激光束維持第一焦點(diǎn)，所述第一焦點(diǎn)和與第一和第二遍h、i相同的在頂表面605下面的第一深度d1重合。相比而言，第二激光束的第四焦點(diǎn)與頂表面605下面的第四深度d4重合。以此方式，第五缺陷650與第六缺陷655偏離第三偏離距離z3，但是第五和第六缺陷650、655垂直地對(duì)準(zhǔn)。第三偏離距離z3對(duì)應(yīng)于光學(xué)安排中的第一透鏡組的第三間隔距離。

圖7展示了根據(jù)各個(gè)示例性實(shí)施例的如相比于透鏡間隔距離的在劃片線之間的相對(duì)垂直間距的圖形表示。y軸(即，垂直)與以毫米為單位來測量的劃片線間距相對(duì)應(yīng)。x軸(即，水平)與也以毫米為單位來測量的透鏡間隔(例如，圖1中的h1)相對(duì)應(yīng)。因此，在圖7的圖示中描繪了五種不同透鏡設(shè)置的結(jié)果。所述設(shè)置中的第一設(shè)置(最左邊)未使用透鏡之間的任何間距并且然而實(shí)現(xiàn)幾乎0.4mm的劃片線間距。相比而言，所述設(shè)置中的最后一個(gè)設(shè)置(最右邊)使用透鏡之間的2mm間距，并且實(shí)現(xiàn)劃片線之間超過1.0mm的間距。

圖8展示了根據(jù)各個(gè)示例性實(shí)施例的由與第一和第二激光束相關(guān)聯(lián)的每個(gè)光具組路徑輸出的平均功率的圖形表示?？蛇x地，可以使用一個(gè)或多個(gè)波片(例如，關(guān)于圖1和圖2而描述的112)來改變第一和第二激光束的功率輸出?？梢蕴峁└郊影氩ㄆM以便在兩個(gè)光具組之間進(jìn)行選擇性功率平衡。平衡第一和第二激光束的功率可以確保每條劃片線具有相同的有效損傷(即，創(chuàng)建相同大小的缺陷)?？商娲?，可以故意地使相對(duì)功率輸出失衡，從而使得一條劃片線具有比另一條劃片線更多或更少的有效損傷。

在圖8中，垂直軸表示向?qū)?yīng)第一和第二激光束21、22供應(yīng)的以瓦特?cái)?shù)py為單位的功率水平。水平軸表示用于限制和/或阻擋到第一和第二激光束21、22中的任一激光束的功率的所述一個(gè)或多個(gè)波片(例如，112)的旋轉(zhuǎn)角設(shè)置。在圖示中，附加半波片組的旋轉(zhuǎn)角的范圍為從230°到290°。對(duì)于根據(jù)本文中所描述的各個(gè)實(shí)施例來選擇的特定光學(xué)安排，這些角可能是唯一的。

在圖示上的示例性第一標(biāo)記對(duì)(最左邊)與小于240°的旋轉(zhuǎn)角相關(guān)聯(lián)并且反應(yīng)具有大約2.3w的功率水平的第一激光束21以及具有幾乎為0的功率水平的第二激光束22。在圖示上的第一標(biāo)記對(duì)可以與共線會(huì)聚的第一和第二激光束21、22在玻璃(例如，圖9中的透明制品900)上方的用于生成缺陷的第一遍k相關(guān)聯(lián)。

在圖示上的示例性第二標(biāo)記對(duì)(從左邊數(shù)第二對(duì))與大約242°的旋轉(zhuǎn)角相關(guān)聯(lián)并且反應(yīng)具有低于2.3w的功率水平的第一激光束21以及具有大約0.1w的功率水平的第二激光束22。在圖示上的第二標(biāo)記對(duì)可以與共線會(huì)聚的第一和第二激光束21、22在透明制品上方的用于生成缺陷的第二路徑l相關(guān)聯(lián)。

類似地，在圖示上的示例性第三標(biāo)記對(duì)(從左邊數(shù)第三對(duì))與差不多250°的旋轉(zhuǎn)角相關(guān)聯(lián)并且反應(yīng)具有大約2.0w的功率水平的第一激光束21以及具有大約0.4w的功率水平的第二激光束22。在圖示上的第三標(biāo)記對(duì)可以與共線會(huì)聚的第一和第二激光束21、22在透明制品上方的用于生成缺陷的第三遍m相關(guān)聯(lián)。

在260°與270°的旋轉(zhuǎn)角之間的某個(gè)地方，功率平衡在第一激光束21與第二激光束22之間變化。例如，在圖示上的示例性最后一個(gè)標(biāo)記對(duì)(最右邊)與大約290°的旋轉(zhuǎn)角相關(guān)聯(lián)并且反應(yīng)具有大約為0的功率水平的第一激光束21以及具有大約2.3w的功率水平的第二激光束22。最后一個(gè)標(biāo)記對(duì)可以與共線會(huì)聚的第一和第二激光束21、22在透明制品上方的第六路徑p相關(guān)聯(lián)。

在圖示上的示例性倒數(shù)第二標(biāo)記對(duì)(從右邊數(shù)第二對(duì))與大約283°的旋轉(zhuǎn)角相關(guān)聯(lián)并且反應(yīng)具有大約0.1w的功率水平的第一激光束以及具有低于2.3w的功率水平的第二激光束22。在圖示上的倒數(shù)第二標(biāo)記對(duì)可以與共線會(huì)聚的第一和第二激光束21、22在透明制品上方的第五路徑o相關(guān)聯(lián)。

類似地，在圖示上的示例性倒數(shù)第三標(biāo)記對(duì)(從右邊數(shù)第三對(duì))與大約272°的旋轉(zhuǎn)角相關(guān)聯(lián)并且反應(yīng)具有大約1.0w的功率水平的第一激光束以及具有大約1.3w的功率水平的第二激光束22。在圖示上的倒數(shù)第三標(biāo)記對(duì)可以與共線會(huì)聚的第一和第二激光束21、22在透明制品上方的第四遍n相關(guān)聯(lián)。

圖9a和圖9b展示了由根據(jù)本公開的非-限制性實(shí)施例的示例性光學(xué)安排加工的樣本層壓透明制品900的側(cè)視圖圖像。圖9a示出了使用與第一、第二和第三遍k、l、m相關(guān)聯(lián)的半波片設(shè)置來生成的五個(gè)缺陷。第一缺陷930是由激光束(例如，圖1的21)在第一遍k中形成的。所示出的損傷反應(yīng)了第一激光束的高功率設(shè)置。另外，由于第二激光束以如關(guān)于圖8而描述的幾乎為0的功率水平進(jìn)行操作，所以從第二激光束(例如，圖1中的22)中未注意到任何損傷。第二缺陷940和第三缺陷945是分別由第一和第二激光束在第二遍l中形成的。由第一激光束21生成的第二缺陷940在尺寸上稍微減小，并且第二激光束現(xiàn)在具有足夠高的功率水平以便生成第三缺陷945。第三遍m允許第一激光束產(chǎn)生第四缺陷950并且允許第二激光束產(chǎn)生第五缺陷955。

圖9b包括使用與第四、第五和第六遍n、o、p相關(guān)聯(lián)的半波片設(shè)置來在透明制品900的不同部分上生成的五個(gè)附加缺陷。第六缺陷960是由第一激光束(例如，圖1中的21)在第四遍n中形成的，而第七缺陷965也是在第四遍n中但是由第二激光束(比如，圖1中的22)形成的。如所看到的，通過第四遍n，更多功率被引導(dǎo)至第二激光束，這反應(yīng)為以第七缺陷965的更大大小(如相比第六缺陷960)。第八缺陷970和第九缺陷975是分別由第一和第二激光束在第五遍o中形成的。由第一激光束生成的第八缺陷970在尺寸上進(jìn)一步減小，并且第九缺陷975在尺寸上進(jìn)一步增大。最后，第六遍p允許第二激光束產(chǎn)生第十缺陷985，并且可以看到第一激光束未產(chǎn)生缺陷。在第六遍中所示出的損傷反應(yīng)了第二第一激光束的高功率設(shè)置。另外，由于第一激光束以如關(guān)于圖8而描述的幾乎為0的功率水平進(jìn)行操作，所以從第一激光束中未注意到任何損傷。

圖10展示了在針對(duì)各種功率平衡組合的每條劃片線中引起的損傷的估計(jì)程度的圖形表示。垂直軸表示以微米(μm)為單位的斑點(diǎn)大小，反應(yīng)了由對(duì)應(yīng)第一和第二激光束21、22在透明制品上引起的損傷的大小。水平軸表示所述一個(gè)或多個(gè)波片(例如，112)的與關(guān)于圖8而描述的那些旋轉(zhuǎn)角類似的旋轉(zhuǎn)角設(shè)置。當(dāng)所述一個(gè)或多個(gè)波片被設(shè)置為低于250°時(shí)，第二激光束22未被指示為引起顯著缺陷(即，零斑點(diǎn)大小)。然而，在250°偏振角以下，第一激光束21產(chǎn)生其最高損傷程度。

例如，大約235°的偏振角設(shè)置與產(chǎn)生大小幾乎為150μm的斑點(diǎn)的第一激光束21相對(duì)應(yīng)。圖10顯示了由第一激光束21生成的斑點(diǎn)大小與波片的偏振角的增大成反比地減小。相比而言，由第二激光束22生成的斑點(diǎn)大小隨著波片的偏振角的增大而增大。大約250°的偏振角設(shè)置與在第二激光束22產(chǎn)生直徑為大約15μm的可見斑點(diǎn)時(shí)相對(duì)應(yīng)。在大約265°的偏振角設(shè)置下，由第一和第二激光束21、22引起的斑點(diǎn)大小會(huì)聚為大約相同的大小(40μm)。另外，在超過265°的偏振角設(shè)置的情況下，第二激光束22繼續(xù)在透明制品中生成更大大小的斑點(diǎn)。

出乎意料地，如在圖10中的圖示中所看到的，與第一和第二激光束21、22相關(guān)聯(lián)的斑點(diǎn)大小損傷不對(duì)稱。換言之，在旋轉(zhuǎn)角范圍內(nèi)，第一激光束21始終比第二激光束22生成更大的斑點(diǎn)大小。另外，第二激光束22生成難以估計(jì)的缺陷，這在圖示中未清晰地反映。

圖11展示了示例性光學(xué)安排1100的進(jìn)一步非限制性實(shí)施例，所述光學(xué)安排包括被配置成處于不同深度(即，在透明制品的表面中的位置)但是還彼此偏離軸線的兩個(gè)焦點(diǎn)。光學(xué)安排1100包括兩個(gè)單獨(dú)的光具組，所述光具組包括用于將束多次分離并且稍后將它們重新組合(但是彼此稍微偏離軸線)的透鏡串列、分束器和鏡子。一旦初始激光束10被分割成兩個(gè)部分，就可以根據(jù)以上所描述的等式1至4來改變這兩個(gè)部分中的至少一個(gè)部分的焦點(diǎn)。因此，當(dāng)初始激光束的第一和第二部分一起恢復(fù)時(shí)，它們將具有不同的焦點(diǎn)。另外，通過修改所述部分之一的角度，所述部分的焦點(diǎn)將不與另一個(gè)部分軸向地對(duì)準(zhǔn)(即，偏離軸線)。

可選地，光學(xué)安排1100可以包括以上關(guān)于光學(xué)安排100(圖1)而描述的所有相同元件，但是在以下方面可能不同：其生成彼此偏離軸線的第一激光束41和第二激光束42。第一激光束41仍包括被布置成與聚焦透鏡150相距第一焦距df1的第一焦點(diǎn)151，并且第二激光束42仍包括被布置成與同一共同聚焦透鏡150相距第二焦距df2的第二焦點(diǎn)155。然而，除了第一焦距df1不同于第二焦距df2之外，第二焦點(diǎn)155與第一激光束41的軸線橫向偏離。以此方式，第一和第二激光束41、42的不同焦點(diǎn)彼此偏離軸線，并且可以被配置成與被加工的透明材料(比如，透明制品)之內(nèi)的不同深度重合。

光學(xué)安排1100可以通過以稍微大于或小于45°的角度α來重新定位第二鏡子132從而實(shí)現(xiàn)偏離軸線配置。第二鏡子132的這種角度改變使第二激光束42以不同的角度(例如，非-正交于第一激光束41)進(jìn)入第二偏振分束器122，所述第二偏振分束器在與第一激光束41類似的方向上但是沿著稍微偏離軸重新引導(dǎo)第二激光束42。以此方式，在使第一激光束41和第二激光束42在第二偏振分束器122處會(huì)聚的同時(shí)，它們的偏離軸配置使這兩個(gè)束在離開第二偏振分束器122之后發(fā)散。因此，第一和第二激光束41、42并不像在其他示例性實(shí)施例中那樣精確地共線會(huì)聚。

在又進(jìn)一步示例性實(shí)施例中，光學(xué)安排1100可以通過以45°角來定位第二鏡子132(但是與第二偏振分束器122稍微不對(duì)準(zhǔn))從而實(shí)現(xiàn)偏離軸線配置，從而使得與第一激光束41平行但稍微偏離地重新引導(dǎo)第二激光束42。可替代地，稍微旋轉(zhuǎn)第一鏡子131或傾斜偏振分束器121可以實(shí)現(xiàn)相同的期望偏離軸線性能。

可替代地，可以將一個(gè)或多個(gè)波片包括在光具組的一個(gè)或多個(gè)部分中以便選擇性地改變引導(dǎo)到對(duì)應(yīng)光具組中的功率的量或者總體上改變焦點(diǎn)151、155。例如，可以在經(jīng)調(diào)整激光束11進(jìn)入第一偏振分束器121之前使用波片112來控制第一與第二激光束41、42之間的功率比。

圖12a展示了加工透明制品1200的三個(gè)偏離軸線的多焦點(diǎn)激光束對(duì)的非限制性實(shí)施例。第一激光束對(duì)包括第一激光束51和第二激光束52。第一和第二激光束51、52可以彼此共線地會(huì)聚，但具有偏離焦點(diǎn)。例如，第一激光束51包括第一焦點(diǎn)151，并且第二激光束52包括與第一焦點(diǎn)151偏離的第二焦點(diǎn)152，其中，第一和第二焦點(diǎn)151、152沿同一軸線形成一條直線。

另外，第二激光束對(duì)包括第三激光束53和第四激光束54。第三和第四激光束53、54可以彼此共線地會(huì)聚，但具有偏離焦點(diǎn)。例如，第三激光束53包括第三焦點(diǎn)251，并且第四激光束54包括與第三焦點(diǎn)251偏離的第四焦點(diǎn)252，其中，第三和第四焦點(diǎn)251、252沿同一軸線形成一條直線。

類似地，第三激光束對(duì)包括第五激光束55和第六激光束56。第五和第六激光束55、56可以彼此共線地會(huì)聚，但具有偏離焦點(diǎn)。例如，第五激光束55包括第五焦點(diǎn)351，并且第六激光束56包括與第一焦點(diǎn)351偏離的第六焦點(diǎn)352，其中，第五和第六焦點(diǎn)351、352沿同一軸線形成一條直線。

通過將這三個(gè)激光束對(duì)51、52；53、54；以及55、56聚焦到透明制品1200上，可以在與焦點(diǎn)151、152、251、252、351、352重合的位置中生成缺陷。在至少某些實(shí)施例中，可以期望在創(chuàng)建針對(duì)非線性切口的劃片線時(shí)使用更低的激光功率水平以便避免基本上偏離預(yù)期切割路徑的裂縫或缺陷擴(kuò)展。

這三個(gè)激光束對(duì)51、52；53、54；以及55、56無需同時(shí)生成。這三個(gè)對(duì)中的每個(gè)對(duì)可由分割成兩個(gè)部分的單個(gè)初始激光束形成。如此，第一和第二激光束可以是具有多個(gè)遍的相同激光束，從而使得第三激光束與第一激光束相對(duì)應(yīng)并且第四激光束與第二激光束相對(duì)應(yīng)等。因此，在透明制品1200上彼此橫向偏離的三個(gè)遍的情況下，這六個(gè)不同焦點(diǎn)151、152、251、252、351、352可以引導(dǎo)在透明制品1200處。

可替代地，這三個(gè)激光束對(duì)51、52；53、54；以及55、56可由分割成六個(gè)部分的單個(gè)初始激光束形成?？梢岳珙愃朴趯⒓す馐指畛伤膫€(gè)部分的示例性光學(xué)安排200(圖2)的方式(但是將兩個(gè)附加偏振分束器添加到示例性光學(xué)安排200的配置中以便將激光束分割成六個(gè)部分)來完成這一點(diǎn)。另外，可以引導(dǎo)這三個(gè)激光束對(duì)51、52；53、54；以及55、56中的單獨(dú)對(duì)以便跟隨不需要在最終共同偏振分束器處相交或會(huì)聚的單獨(dú)光具組。作為進(jìn)一步示例性實(shí)施例，使用光學(xué)安排1100的偏離軸線配置，可以實(shí)現(xiàn)具有各種橫向位置并且各自具有不同深度的這六個(gè)不同焦點(diǎn)151、152、251、252、351、352。

圖12b展示了通過沿著遵循由焦點(diǎn)(即，151、152、251、252、351、352)以連接點(diǎn)的方式創(chuàng)建的缺陷的劃片線分離圖12a中所示出的透明制品1200來形成的第一玻璃部分1201和第二透明制品部分1202。對(duì)第一和第二玻璃部分1201、1202的分離創(chuàng)建了u形邊緣1210，而不是簡單的直線切割邊緣。u形邊緣1210是可以根據(jù)本文中的各個(gè)實(shí)施例來形成的非平面表面的示例。

圖13a至圖13d展示了可以通過根據(jù)本文中所描述的示例性實(shí)施例的各種加工玻璃的方法來實(shí)現(xiàn)的許多示例性邊緣形狀。例如，圖13a展示了包括成角度的邊緣切口1311的透明制品1301，所述邊緣切口可以使用具有所述實(shí)施例之一或其組合的特征的光學(xué)安排來實(shí)現(xiàn)。可選地，成角度的邊緣切口1311可以使用針對(duì)透明制品1301的共線會(huì)聚的多焦點(diǎn)光學(xué)安排100、200(圖1、圖2)以與成角度的邊緣切口1311的角度相匹配的微小角度來實(shí)現(xiàn)?？商娲兀山嵌鹊倪吘壡锌?311可以使用偏離軸線的多焦點(diǎn)光學(xué)安排1100(圖11)來實(shí)現(xiàn)。

圖13b展示了包括直邊緣1321連同截短轉(zhuǎn)角1322的透明制品1302。圖13c展示了包括圓形(即，外圓角)邊緣切口1331的透明制品1302。圖13d展示了包括直邊緣1341連同圓形轉(zhuǎn)角1342的透明制品1304。

本文中所公開的系統(tǒng)和方法可以用于成形具有各種厚度的透明制品。本文中所公開的技術(shù)和特定光學(xué)安排可以用于生成具有不同且變化的焦點(diǎn)的激光束。另外，可以根據(jù)各個(gè)實(shí)施例來改變和/或變化焦點(diǎn)之間的間距。進(jìn)一步地，可以選擇性地修改從初始激光束分離的所述多個(gè)激光束之間的功率平衡以便改變?cè)谕该髦破穬?nèi)生成的一個(gè)或多個(gè)缺陷的大小。各個(gè)實(shí)施例從單個(gè)初始激光束產(chǎn)生多個(gè)激光束，其中，所述多個(gè)激光束在方向上彼此獨(dú)立。各個(gè)實(shí)施例可以通過減小形成用于分離透明制品的劃痕線的遍數(shù)來增大切割透明制品的加工速度。仍進(jìn)一步地，各個(gè)實(shí)施例可以用于實(shí)現(xiàn)非線性的和/或包括唯一定制形狀的切割玻璃邊緣形狀。

圖14展示了由根據(jù)本公開的非-限制性實(shí)施例的示例性光學(xué)安排加工的示例性層壓透明制品1400切割邊緣的圖像。透明制品1400包括頂表面1405(即，第一外表面)、底表面1410(即，第二外表面)以及切割邊緣，所述切割邊緣在頂表面1405與底表面1410之間的整個(gè)厚度t上延伸。切割邊緣是通過與切割邊緣的平面表面一起布置在共同平面上的兩條劃片線1430、1435來形成的。使用光學(xué)安排100(圖1)利用單個(gè)遍來形成這兩條劃片線1430、1435。這兩條劃片線1430、1435反應(yīng)由與多個(gè)焦點(diǎn)共線組合的第一和第二激光束產(chǎn)生的損傷。來自第一激光束的第一焦點(diǎn)將由持續(xù)和連續(xù)缺陷串列產(chǎn)生的第一劃片線1430創(chuàng)建為頂表面1405下面的第一距離d1處的水平線。來自第二激光束的第二焦點(diǎn)將由持續(xù)和連續(xù)缺陷串列產(chǎn)生的第二劃片線1435創(chuàng)建為頂表面1405下面的第二距離d2處的水平線。另外，第一和第二劃片線1430、1435彼此偏離距離z1。第一和第二劃片線1430、1435用于通過將透明制品1400與被移除制品分離來形成透明制品1400的切割邊緣，所述被移除制品在被分離之前與透明制品1400一體形成。根據(jù)各個(gè)實(shí)施例，第一與第二劃片線之間的最小間隔為全厚度t的至少10％，例如，如在圖14中所展示的約全厚度t的25％，所述間隔對(duì)于分離透明制品1400有效。

根據(jù)本文中的各個(gè)實(shí)施例來加工的透明制品的邊緣屬性不同于現(xiàn)有玻璃加工技術(shù)。具體地，可以在透明制品之內(nèi)形成至少兩條劃片線，其之間的間隔等于或大于透明制品的厚度的10％。這使得能夠在仍提供對(duì)透明制品的有效分離的同時(shí)形成更少的劃片線。以此方式，可以在不需要?jiǎng)澠€的重疊以及如相比于當(dāng)代技術(shù)的在劃片線之間的進(jìn)一步間距的情況下分離透明制品。以此方式，沿著將成為玻璃的切割邊緣的物體的劃片線的總面積可以小于邊緣面積的70％或者優(yōu)選地小于邊緣面積的60％或者更優(yōu)選地小于邊緣面積的50％。另外，對(duì)于非平坦邊緣(即，外圓或倒圓邊緣)，可以使用比現(xiàn)有玻璃加工技術(shù)更少的劃片線來實(shí)現(xiàn)切割邊緣。根據(jù)本文中的各個(gè)實(shí)施例來形成的劃片線在分離之前在透明制品之內(nèi)引起應(yīng)力。應(yīng)力的累積可能足以將裂紋擴(kuò)展到相鄰劃片線并且最終分離透明制品。因此，根據(jù)各個(gè)實(shí)施例來形成的劃片線可以比當(dāng)代技術(shù)更快速地且使用更少劃片線地形成切割邊緣。

非限制性示例性透明制品包括但不限于單張玻璃、單個(gè)堆疊中的多張玻璃、玻璃-玻璃層壓結(jié)構(gòu)以及玻璃-聚合物層壓結(jié)構(gòu)。

將理解的是，所公開的各個(gè)實(shí)施例可以涉及結(jié)合所述特定實(shí)施例而描述的特定特征、元件或步驟。還將理解的是，盡管關(guān)于一個(gè)具體實(shí)施例而描述了這些特定特征、元件或步驟中的任何一者，但是其可以以各種未展示的組合或排列互換或與替代實(shí)施例相組合。例如，關(guān)于圖11而描述的偏離軸線的這兩個(gè)焦點(diǎn)可以結(jié)合到關(guān)于圖2而描述的使一個(gè)或多個(gè)焦點(diǎn)與其他焦點(diǎn)偏離軸線的四焦點(diǎn)安排中。

還應(yīng)理解的是，除非明確指出是相反的，否則如本文中所使用的術(shù)語“所述(the)”、“一個(gè)(a)”或“一個(gè)(an)”是指“至少一個(gè)”，并且不應(yīng)限于“僅一個(gè)”。同樣，“多個(gè)(plurality)”旨在表示“多于一個(gè)(morethanone)”。如此，“多個(gè)激光束(pluralityoflaserbeams)”包括兩個(gè)或更多個(gè)激光束等。

在本文中，范圍可以表示為從“約(about)”一個(gè)特定值和/或到“約”另一個(gè)特定值。當(dāng)表達(dá)這種范圍時(shí)，示例包括從一個(gè)特定值和/或到另一個(gè)特定值。類似地，當(dāng)通過使用先行詞“約”來將值表示為近似值時(shí)，應(yīng)當(dāng)理解的是所述特定值形成了另一方面。將進(jìn)一步理解的是，所述范圍中的每個(gè)范圍的端點(diǎn)既相對(duì)于另一個(gè)端點(diǎn)又獨(dú)立于另一個(gè)端點(diǎn)都是有效的。

如本文中所使用的術(shù)語“基本(substantial)”、“基本上(substantially)”及其變化形式旨在指出所描述的特征等于或近似等于值或描述。例如，“基本上直的(substantiallystraight)”邊緣旨在指示直的或近似直的邊緣。此外，如以上所定義的，“基本上相似(substantiallysimilar)”旨在表示兩個(gè)值相等或近似相等。

除非另有明確說明，否則不旨在將本文中所闡述的任何方法解釋為要求以特定順序執(zhí)行其步驟。相應(yīng)地，在方法(包括方法權(quán)利要求)實(shí)際上不敘述其步驟遵循的順序或者所述方法未另外具體地陳述為遵循順序或描述步驟被限制于特定順序的情況下，絕不旨在推斷任何特定的順序。

盡管可以使用過渡短語“包括(comprising)”來公開特定實(shí)施例的各種特征、元件或步驟，但是應(yīng)當(dāng)理解的是，暗示了替代性實(shí)施例處，包括可以使用過渡短語“由…組成(consisting)”或“基本上由…組成(consistingessentiallyof)”來描述的替代實(shí)施例。因此，例如，包括a+b+c的系統(tǒng)的暗示替代實(shí)施例包括系統(tǒng)由a+b+c組成的實(shí)施例以及系統(tǒng)基本上由a+b+c組成的實(shí)施例。

對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員顯而易見的是，在不脫離本公開的精神和范圍的情況下，可以對(duì)本公開進(jìn)行各種修改和變化。由于本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以想到包括本公開的精神和實(shí)質(zhì)的所公開的實(shí)施例的修改組合、子組合和變化形式，所以本公開應(yīng)當(dāng)被解釋為包括所附權(quán)利要求及其等同物的范圍內(nèi)的一切。