纳飞光电皮秒激光器在智能设备保护盖板生产切割的应用

智能设备外观结构及模组方案，是指为智能手机、平板电脑、智能手表、VR/AR、智能家居设备、人工智能设备等智能设备提供保护盖板、相关模组以及其他最外层盖板组件在内的一站式服务。按出货价值计算，2021年全球智能设备外观结构及模组方案市场规模约达264.36亿美元，预计2023年其市场规模将增长至293.25亿美元。

玻璃是智能外观设备结构及模组方案中重要组成部分，通过一张张玻璃材质的盖板，起保护和装饰的功能，智能设备的内部显示屏不会更容易碎。

在玻璃保护盖板的切割生产中，以CNC切割工艺为代表的传统玻璃加工方法虽然仍保持着非常重要的地位，但随着应用端对切割边缘加工质量要求越来越高，激光切割作为一项创新技术，在切割保护盖板领域逐渐渗透，并逐渐获得一席之地。

在对玻璃盖板的激光切割加工解决方案中，采用超短脉冲皮秒激光切割有着十分显著的优势。纳飞光电研发设计的1064nm工业级皮秒激光器，脉宽仅为10ps左右，峰值功率高，功率稳定性和脉冲稳定性非常高，结合光学组件搭建而来的玻璃盖板加工平台，可直接切透效率高，具有切缝窄，崩边小，可进行高速异形切割（R角、C角等），无需刀模，无其他耗材，污染少，非接触的“冷”加工工艺，更加灵活的光路选择，可以在切割过程中，避免对硬脆性质的玻璃产生物理应力损伤和二次污染。

切割原理：当高峰值功率的皮秒级脉冲激光光束从激光器腔体输出后，在扫描振镜的往复移动下经过物镜聚焦到玻璃表面，使之瞬间温度抬升到等离子态气化温度，并从玻璃本体剥离，从而实现材料去除、切透、断开。这个过程的热作用程度非常的小，皮秒级脉冲激光器的加工过程也因此被称为“冷”加工。、

其中，切割的关键点在于激光器的稳定性要足够好，即脉冲稳定性和功率稳定性要高，一方面，高稳定性可以在切割时候更为均匀的输出，对切割边缘的质量和产品一致性有直接的关系，防止出现崩裂情况而影响产品；一方面，高稳定性意味着可以进行持久性的输出，保证产线的持续进行，对提高产量有重要意义。

同时，优异的光束质量（M2＜1.3）使得光束聚焦后的光斑直径可以达到微米量级（15-20um），这意味着切割的缝更小，节约原材料，而且对于小面积的盖板也能进行精确切割。

当然，除了直接切透的工艺外，还可以整合贝赛尔激光光束整形切割技术，激光束作用在玻璃材料内部一定深度，让高能量密度光束在内部产生爆裂区域，再结合外部机械应力直接断裂，或用CO2激光器照射使其内外温度落差大完成玻璃材料的裂片。