一種激光切割濾光片的方法和系統與流程

本發明涉及激光切割技術領域，更具體地說，涉及一種激光切割濾光片的方法和系統。

背景技術：

現有的手機攝像頭大多采用藍玻璃濾光片吸收紅外光來濾除進入鏡頭的可見光中的紅外光，以避免紅外光影響拍攝圖像的質量。進一步地，為了增加藍玻璃濾光片的透光率、提升拍攝圖像的亮度，現有技術中還會在濾光片的表面貼附增透膜。

在將上述濾光片應用到手機攝像頭之前，需對濾光片進行切割，以使濾光片的尺寸滿足攝像頭的要求。現有技術中公開了一種采用激光對貼附有增透膜的濾光片進行切割的方法，但是，由于其激光的聚焦光斑較大，因此，會對濾光片表面的增透膜造成損傷，并且，采用聚焦光斑較大的激光對具有一定厚度的濾光片進行切割時，會導致濾光片的切割溝道寬度較大，進而造成濾光片材料的浪費，降低濾光片的出片率。

技術實現要素：

有鑒于此，本發明提供了一種激光切割濾光片的方法和系統，以解決現有技術中的激光聚焦光斑較大造成的濾光片表面增透膜損傷和切割溝道較寬的問題。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種激光切割濾光片的方法，所述濾光片包括相對的第一表面和第二表面，所述第一表面和/或所述第二表面具有增透膜，所述方法包括：

將所述濾光片貼合在擴展薄膜上；

采用聚光元件將皮秒激光器出射的激光聚焦到所述濾光片的內部，以在所述濾光片內部形成爆裂點；

采用運動平臺帶動所述濾光片沿著預設軌跡運動，以使多個所述爆裂點在所述濾光片內部形成爆裂帶；

均勻拉伸所述擴展薄膜，使所述濾光片沿著所述爆裂帶分離；

其中，所述第一表面到所述爆裂帶的距離大于或等于第一預設值，所述第二表面到所述爆裂帶的距離大于或等于所述第一預設值。

優選的，采用運動平臺帶動所述濾光片沿著預設軌跡運動，以使多個所述爆裂點在所述濾光片內部形成爆裂帶，包括：

采用所述運動平臺帶動所述濾光片在第一方向和/或第二方向上運動，以在所述濾光片內部形成一條所述爆裂帶。

優選的，還包括：

采用所述運動平臺帶動所述濾光片在第三方向上運動，以在所述濾光片內部形成沿所述第三方向依次排列的多條爆裂帶，所述第三方向垂直于所述第一方向和所述第二方向所在的平面；

其中，相鄰的兩條所述爆裂帶之間部分重疊或者完全不重疊，且當相鄰的兩條所述爆裂帶之間完全不重疊時，相鄰的兩條所述爆裂帶之間的距離等于第二預設值。

優選的，所述第一預設值等于40μm；

所述第二預設值等于0，或者，所述第二預設值大于或等于10μm、小于或等于30μm。

優選的，相鄰的兩個所述爆裂點之間的距離為6μm～15μm；

所述爆裂點在所述濾光片厚度方向的長度為20μm～50μm。

優選的，聚焦在所述濾光片內部的激光光斑的直徑小于5μm。

一種激光切割濾光片的系統，所述濾光片包括相對的第一表面和第二表面，所述第一表面和/或所述第二表面具有增透膜，所述系統包括：

皮秒激光器，用于出射激光；

聚光元件，用于將所述皮秒激光器出射的激光聚焦到所述濾光片的內部，以在所述濾光片內部形成爆裂點；

運動平臺，用于帶動所述濾光片沿預設軌跡運動，以使多個所述爆裂點在所述濾光片內部形成爆裂帶；

擴展薄膜，用于貼合所述濾光片；

擴膜器件，用于均勻拉伸所述擴展薄膜，以使所述濾光片沿著所述爆裂帶分離；

其中，所述第一表面到所述爆裂帶的距離大于或等于第一預設值，所述第二表面到所述爆裂帶的距離大于或等于所述第一預設值。

優選的，所述運動平臺用于帶動所述濾光片在第一方向和/或第二方向上運動，以在所述濾光片內部形成一條所述爆裂帶；

所述運動平臺還用于帶動所述濾光片在第三方向上運動，以在所述濾光片內部形成沿所述第三方向依次排列的多條爆裂帶，所述第三方向垂直于所述第一方向和所述第二方向所在的平面；

其中，相鄰的兩條所述爆裂帶之間部分重疊或者完全不重疊，且當相鄰的兩條所述爆裂帶之間完全不重疊時，相鄰的兩條所述爆裂帶之間的距離等于第二預設值。

優選的，所述第一預設值等于40μm；

所述第二預設值等于0，或者，所述第二預設值大于或等于10μm、小于或等于30μm。

優選的，相鄰的兩個所述爆裂點之間的距離為6μm～15μm；

所述爆裂點在所述濾光片厚度方向的長度為20μm～50μm；

聚焦在所述濾光片內部的聚焦光斑的直徑小于5μm。

與現有技術相比，本發明所提供的技術方案具有以下優點：

本發明所提供的激光切割濾光片的方法和系統，采用皮秒激光器出射激光，采用聚光元件對激光進行聚焦，由于聚焦后的激光光斑較小，因此，形成的爆裂帶即切割溝道的寬度較小，從而可以減少材料的損耗、提高出片率；并且，由于濾光片內部的爆裂帶到第一表面和第二表面的距離都大于或等于第一預設值，即爆裂帶并未延伸至第一表面和/或第二表面的增透膜，因此，不會對第一表面和/或第二表面的增透膜造成損傷；此外，通過均勻拉伸擴展薄膜，使得濾光片內部的爆裂帶向上下兩個表面即第一表面和第二表面擴散產生應力釋放來實現裂片分離，可以使得濾光片的斷裂面均勻無錐度，更符合實際應用的需求。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據提供的附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發明實施例提供的濾光片的結構示意圖；

圖2為本發明實施例提供的激光切割濾光片的方法的流程圖；

圖3a至圖3c為本發明實施例提供的激光切割濾光片的過程示意圖；

圖4為本發明實施例提供的具有爆裂帶的濾光片的俯視結構示意圖；

圖5a至圖5d為本發明實施例提供的具有爆裂帶的濾光片的剖面結構示意圖。

具體實施方式

下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。

本發明實施例提供了一種激光切割濾光片的方法，該濾光片優選為藍玻璃濾光片，其通過吸收紅外光來濾除可見光中的紅外光，當然，本發明并不僅限于此，在其他實施例中，該濾光片還可以是通過反射紅外光來濾除可見光中的紅外光的濾光片。

進一步地，如圖1所示，濾光片1包括相對的兩個表面，即第一表面a1和第二表面a1，并且，第一表面a1具有增透膜10，本實施例中僅以此為例進行說明，并不僅限于此。本發明中，濾光片1的第一表面a1和/或第二表面a2具有增透膜10，即第一表面a1或第二表面a2具有增透膜10，或者，第一表面a1和第二表面a2都具有增透膜10，以通過該增透膜10增加濾光片1的透光率。

本實施例中的激光切割濾光片的方法，如圖2所示，包括：

s101：將濾光片貼合在擴展薄膜上；

s102：采用聚光元件將皮秒激光器出射的激光聚焦到濾光片的內部，以在濾光片內部形成爆裂點；

s103：采用運動平臺帶動濾光片沿著預設軌跡運動，以使多個爆裂點在濾光片內部形成爆裂帶；

s104：均勻拉伸擴展薄膜，使濾光片沿著爆裂帶分離；

其中，所述第一表面到所述爆裂帶的距離大于或等于第一預設值，所述第二表面到所述爆裂帶的距離大于或等于所述第一預設值。

下面結合濾光片1的結構來對激光切割濾光片1的過程進行說明。

首先，如圖3a所示，將待切割的濾光片1貼合在擴展薄膜2上，其中，可將濾光片1的第一表面a1貼合在擴展薄膜2上，也可將濾光片1的第二表面a2貼合在擴展薄膜2上，本發明并不僅限于此。

然后，如圖3b所示，將貼合有濾光片1的擴展薄膜2吸附運動平臺3上，具體地，可先將貼合有濾光片1的擴展薄膜2吸附在真空陶瓷吸盤上，然后再將真空陶瓷吸盤固定在運動平臺3上。基于此，貼合有濾光片1的擴展薄膜2可在運動平臺3的帶動下沿預設軌跡運動，例如，運動平臺3帶動濾光片1沿濾光片1的厚度方向即z軸方向移動，以使激光在濾光片1內部的一定深度處形成爆裂點b。其中，運動平臺3可在直線電機的帶動下沿x軸、y軸和z軸方向移動，即運動平臺3可帶動濾光片1沿x軸、y軸和z軸方向移動，其中，x軸和y軸所在的平面與濾光片1所在的平面平行，z軸垂直于x軸和y軸所在的平面即垂直于濾光片1。

之后，如圖3c所示，開啟皮秒激光器4，調節皮秒激光器4的功率等，并采用位于皮秒激光器4出光光路上的聚光元件5如物鏡將皮秒激光器4出射的激光聚焦到濾光片1的內部，以在濾光片1內部形成爆裂點b。其中，激光通過對濾光片1內部的材料進行改質或氣化來形成爆裂點b。可選地，皮秒激光器4出射的激光波長范圍為400nm～700nm，優選為532nm；聚焦后的激光光斑的直徑小于5μm，優選小于3μm，進一步優選為2μm～3μm；單個激光脈沖的寬度小于15ps，單個激光脈沖的能量約為1μj～25μj。

然后，采用運動平臺3帶動濾光片1沿著預設軌跡運動，例如，沿著x軸和/或y軸方向移動，以使多個爆裂點b在濾光片1內部形成爆裂帶c。在一個實施例中，如圖4所示，爆裂帶c為橫豎排列的直線線條，以將濾光片1分裂成多個方形的小塊，當然，本發明并不僅限于此，在其他實施例中，爆裂帶c可以為曲線，以將濾光片1分割成不規則的形狀。該爆裂帶c由多個爆裂點b組成，由于爆裂點b的應力向濾光片1上下兩個表面即第一表面a1和第二表面a2擴散，因此，沿圓周方向均勻拉伸擴展薄膜2后，在擴展薄膜2的拉伸作用下，濾光片1可以沿著爆裂帶c裂片分離，從而實現了濾光片1的切割分離。

本實施例中，主要采用擴膜機沿圓周方向拉伸擴展薄膜2，當然，本發明并不僅限于此，在其他實施例中，還可以采用其他擴膜器件拉伸擴展薄膜2。

需要說明的是，在激光切割濾光片1形成爆裂帶c的過程中，相鄰的激光脈沖的作用間距即相鄰的兩個爆裂點b之間的距離不能太密或太疏，若太疏，則濾光片1不易分裂開或不能按照爆裂帶c分離開，若太密，則濾光片1的邊緣容易崩裂。可選地，本實施例中，如圖4所示，相鄰的兩個爆裂點b之間的距離l1為6μm～15μm。

此外，本實施例中，可以通過調節皮秒激光器4的功率以及選擇合適參數的聚光元件5等，來控制單個激光脈沖在濾光片1內部形成的爆裂點b在濾光片1厚度方向上的長度。可選地，如圖3c所示，本實施例中的爆裂點b在濾光片1厚度方向上的長度l2范圍為20μm～50μm。若長度l2大于50μm，則激光能量會在長度方向上分散，爆裂應力不足以裂片分離；若長度l2小于20μm，則對于相同厚度的濾光片1而言，需進行多次切割才能分離濾光片，會影響濾光片1的切割效率。需要說明的是，爆裂點b的直徑是由激光光斑直徑決定的，即爆裂點b的直徑在小于5μm的范圍。

對于較薄的濾光片1而言，只需采用運動平臺3帶動濾光片1在第一方向即x軸，和/或，第二方向即y軸上運動，在濾光片1內部的某一深度上形成一條爆裂帶c，即可實現濾光片1的裂片分離，如圖5a所示。但是，本發明并不僅限于此，在其他實施例中，對于較厚的濾光片1而言，還需采用運動平臺3帶動濾光片1在第三方向即z軸上運動，在濾光片1內部形成沿第三方向z軸依次排列的多條爆裂帶c，來實現濾光片1的裂片分離，如圖5b至5d所示，其中，第三方向即z軸垂直于第一方向即x軸和第二方向即y軸所在的平面。

在圖5a所示的結構中，運動平臺3先帶動濾光片1在z軸上移動，當激光在濾光片1內部一深度處聚焦后，運動平臺3帶動濾光片1在x軸和y軸上移動，以在濾光片1的同一深度處形成一條爆裂帶c。在圖5b至圖5d所示的結構中，運動平臺3帶動濾光片1在z軸上移動，當激光在濾光片1內部第一深度處聚焦后，運動平臺3帶動濾光片1在x軸和y軸上移動，在濾光片1的第一深度處形成一條爆裂帶c1，然后，運動平臺3帶動濾光片1在z軸上移動，當激光在濾光片1內部第二深度處聚焦后，運動平臺3帶動濾光片1在x軸和y軸上移動，在濾光片1的第二深度處形成一條爆裂帶c2。

進一步地，如圖5b所示，相鄰的兩條爆裂帶如c1和c2之間部分重疊，當然，本發明并不僅限于此，在其他實施例中，相鄰的兩條爆裂帶如c1和c2之間可以完全不重疊，如圖5c和5d所示。當相鄰的兩條爆裂帶之間完全不重疊時，相鄰的兩條爆裂帶之間的距離等于第二預設值。

其中，第二預設值可以等于0，如圖5c所示，相鄰的兩條爆裂帶緊密銜接但不重疊，或者，第二預設值可以大于等于10μm、小于等于30μm，即相鄰的兩條爆裂帶之間具有一定間距，且該間距l3大于等于10μm、小于等于30μm。進一步地，第二預設值優選為大于等于15μm、小于等于30μm。

并且，在上述任一實施例中，第一預設值等于40μm，即爆裂帶到第一表面a1的距離d1大于或等于40μm，并且，爆裂帶到第二表面a2的距離d2大于或等于40μm，以避免激光光斑對濾光片1表面的增透膜造成損傷。

本發明實施例所提供的激光切割濾光片的方法，采用皮秒激光器出射激光，采用聚光元件對激光進行聚焦，由于聚焦后的激光光斑較小，因此，形成的爆裂帶即切割溝道的寬度較小，從而可以減少材料的損耗、提高出片率；并且，由于濾光片內部的爆裂帶到第一表面和第二表面的距離都大于或等于第一預設值，即爆裂帶并未延伸至第一表面和/或第二表面的增透膜，因此，不會對第一表面和/或第二表面的增透膜造成損傷；此外，通過均勻拉伸擴展薄膜，使得濾光片內部的爆裂帶向上下兩個表面即第一表面和第二表面擴散產生應力釋放來實現裂片分離，可以使得濾光片的斷裂面均勻無錐度，更符合實際應用的需求。此外，采用激光聚焦在濾光片內部進行切割，無切割粉塵，切割環境較清潔。

本發明實施例還提供了一種激光切割濾光片的系統，應用于上述任一實施例提供的方法，同樣，如圖1所示，濾光片1包括相對的兩個表面，即第一表面a1和第二表面a1，并且，濾光片1的第一表面a1和/或第二表面a2具有增透膜10，以增加濾光片1的透光率。

如圖3c所示，該系統包括皮秒激光器4、聚光元件5、運動平臺3、擴展薄膜2和擴膜器件(圖中未示出)，皮秒激光器4用于出射激光；聚光元件5用于將皮秒激光器4出射的激光聚焦到濾光片1的內部，以在濾光片1內部形成爆裂點b；運動平臺3用于帶動濾光片1沿預設軌跡運動，以使多個爆裂點b在濾光片1內部形成爆裂帶c；擴展薄膜2用于貼合濾光片1；擴膜器件，用于均勻拉伸擴展薄膜2，以使濾光片1沿著爆裂帶c分離；其中，第一表面a1到爆裂帶c的距離d1大于或等于第一預設值，第二表面a2到爆裂帶c的距離大于或等于第一預設值。

可選地，皮秒激光器4出射的激光波長范圍為400nm～700nm，優選為532nm；聚焦后的激光光斑的直徑小于5μm，優選小于3μm，進一步優選為2μm～3μm；單個激光脈沖的寬度小于15ps，單個激光脈沖的能量約為1μj～25μj。

可選地，本實施例中的擴膜器件為擴膜機。

可選地，本實施例中，相鄰的激光脈沖的作用間距即相鄰的兩個爆裂點b之間的距離l1為6μm～15μm；爆裂點b在濾光片1厚度方向上的長度l2的范圍為20μm～50μm。

本實施例中，運動平臺3用于帶動濾光片1在第一方向即x軸，和/或，第二方向即y軸上運動，以在濾光片1內部某一深度處形成一條爆裂帶c；此外，運動平臺3還用于帶動濾光片1在第三方向即z軸上運動，以在濾光片1內部形成沿第三方向即z軸依次排列的多條爆裂帶，其中，第三方向即z軸垂直于第一方向即x軸和第二方向即y軸所在的平面。

對于較薄的濾光片1而言，只需采用運動平臺3帶動濾光片1在第一方向即x軸，和/或，第二方向即y軸上運動，在濾光片1內部的某一深度上形成一條爆裂帶c，即可實現濾光片1的裂片分離，如圖5a所示。但是，本發明并不僅限于此，在其他實施例中，對于較厚的濾光片1而言，還需采用運動平臺3帶動濾光片1在第三方向即z軸上運動，在濾光片1內部形成沿第三方向z軸依次排列的多條爆裂帶如c1和c2，來實現濾光片1的裂片分離，如圖5b至5d所示，其中，第三方向即z軸垂直于第一方向即x軸和第二方向即y軸所在的平面。

進一步地，如圖5b所示，相鄰的兩條爆裂帶如c1和c2之間部分重疊，當然，本發明并不僅限于此，在其他實施例中，相鄰的兩條爆裂帶如c1和c2之間可以完全不重疊，如圖5c和5d所示。當相鄰的兩條爆裂帶之間完全不重疊時，相鄰的兩條爆裂帶之間的距離等于第二預設值。

其中，第二預設值可以等于0，如圖5c所示，相鄰的兩條爆裂帶緊密銜接但不重疊，或者，第二預設值可以大于等于10μm、小于等于30μm，即相鄰的兩條爆裂帶之間具有一定間距，且該間距l3大于等于10μm、小于等于30μm。進一步地，第二預設值優選為大于等于15μm、小于等于30μm。

并且，在上述任一實施例中，第一預設值等于40μm，即爆裂帶到第一表面a1的距離d1大于或等于40μm，并且，爆裂帶到第二表面a2的距離d2大于或等于40μm，以避免激光光斑對濾光片1表面的增透膜造成損傷。

本發明實施例所提供的激光切割濾光片的系統，由于聚焦后的激光光斑較小，因此，形成的爆裂帶即切割溝道的寬度較小，從而可以減少材料的損耗、提高出片率；并且，由于濾光片內部的爆裂帶到第一表面和第二表面的距離都大于或等于第一預設值，即爆裂帶并未延伸至第一表面和/或第二表面的增透膜，因此，不會對第一表面和/或第二表面的增透膜造成損傷；此外，通過均勻拉伸擴展薄膜，使得濾光片內部的爆裂帶向上下兩個表面即第一表面和第二表面擴散產生應力釋放來實現裂片分離，可以使得濾光片的斷裂面均勻無錐度，更符合實際應用的需求。

本說明書中各個實施例采用遞進的方式描述，每個實施例重點說明的都是與其他實施例的不同之處，各個實施例之間相同相似部分互相參見即可。對于實施例公開的裝置而言，由于其與實施例公開的方法相對應，所以描述的比較簡單，相關之處參見方法部分說明即可。

對所公開的實施例的上述說明，使本領域專業技術人員能夠實現或使用本發明。對這些實施例的多種修改對本領域的專業技術人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發明的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現。因此，本發明將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的范圍。