本文選題：石英 + 多焦點激光��； 參考：《江蘇大學(xué)》2017年碩士論文

【摘要】：隨著光電行業(yè)和光通訊行業(yè)的快速發(fā)展,脆性材料因其良好的綜合性能被廣泛應(yīng)用于LED燈絲和光纖PLC平面波導(dǎo)型光分路器等芯片中�？萍嫉奶岣咭约笆袌龅男枰偈惯@些芯片向小型化、高密度化、高速化方向發(fā)展。晶圓通過粘片、切割、研磨和拋光等工藝得到高性能、高成品率、高穩(wěn)定性的芯片。有效提高單片晶圓內(nèi)的產(chǎn)品的數(shù)量,窄劃片道結(jié)構(gòu)受到了很大的重視。在減少生產(chǎn)成本的同時,提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量是目前關(guān)注的重點。因此,藍(lán)寶石、石英脆性材料的切割工藝和方法在實際生產(chǎn)應(yīng)用中具有舉足輕重的作用。本課題研制了一個激光多焦點隱形加工光學(xué)系統(tǒng),旨在實現(xiàn)石英、藍(lán)寶石等脆性透明材料高質(zhì)量、高效率的加工,為藍(lán)寶石燈絲以及PLC芯片等晶圓量產(chǎn)提供一個全新的的思路和技術(shù)方法。首先對激光隱形切割脆性材料時的傳輸特性進(jìn)行了分析。主要考察了激光在各向異性的單軸晶體中傳輸?shù)姆抡娼Y(jié)果;結(jié)合瞬態(tài)熱傳導(dǎo)理論、熱彈性力學(xué)理論、斷裂力學(xué)理論,分析了激光與脆性材料的斷裂機(jī)制,最后結(jié)合相關(guān)理論分析激光多焦點隱形切割的斷裂機(jī)理,為后文進(jìn)行激光多焦點隱形切割分離脆性材料奠定理論基礎(chǔ)。其次詳細(xì)論述了激光隱形加工系統(tǒng),分析了光路系統(tǒng)、運(yùn)動系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)的原理,描述激光隱形切割的加工過程;然后對激光多焦點加工系統(tǒng)光學(xué)原理進(jìn)行了詳細(xì)的解釋,同時簡單論述了多焦點系統(tǒng)在ZEMAX中的定量的設(shè)計過程。最后進(jìn)行了皮秒多焦點隱形切割脆性材料的試驗研究。通過激光隱形切割玻璃實驗與傳統(tǒng)熱裂法進(jìn)行對比和分析;開展激光單焦點和多焦點隱形切割石英、藍(lán)寶石實驗對比和分析;通過控制變量法進(jìn)行試驗,分析激光參數(shù)對切割質(zhì)量的影響,并通過實驗分析解釋了一些試驗現(xiàn)象;采用激光多焦點隱形切割PLC芯片,并對實驗結(jié)果進(jìn)行研究,分析了多焦點隱形切割的效果。
[Abstract]:With the rapid development of optoelectronic and optical communication industries, brittle materials have been widely used in LED filaments and optical fiber PLC planar waveguide splitters due to their good comprehensive properties. The improvement of technology and the need of market promote the development of these chips in the direction of miniaturization, high density and high speed. Wafer chips with high performance, high yield and high stability are obtained by wafer, cutting, grinding and polishing. In order to increase the number of products in single wafer, narrow-cut channel structure has been paid more attention. At the same time, improving production efficiency and product quality is the focus of attention. Therefore, cutting processes and methods of sapphire and quartz brittle materials play an important role in practical production and application. In this paper, a laser multi-focus invisible processing optical system is developed, which aims to achieve high quality and high efficiency processing of brittle transparent materials such as quartz and sapphire. It provides a new way of thinking and technology for bulk production of sapphire filament and PLC chip. Firstly, the transmission characteristics of the brittle material are analyzed when the laser is invisible to cut the brittle material. The simulation results of laser propagation in anisotropic uniaxial crystals are investigated, and the fracture mechanism between laser and brittle materials is analyzed by combining transient heat conduction theory, thermoelastic theory and fracture mechanics theory. Finally, the fracture mechanism of laser multi-focus stealth cutting is analyzed based on the related theory, which lays a theoretical foundation for separating brittle materials by laser multi-focus stealth cutting. Secondly, the laser stealth processing system is discussed in detail, and the principle of optical path system, motion system and cooling system is analyzed, and the process of laser stealth cutting is described, then the optical principle of laser multi-focus machining system is explained in detail. At the same time, the quantitative design process of multi-focus system in ZEMAX is briefly discussed. Finally, the experimental study on the brittle material with picosecond multi-focus stealth cutting is carried out. The experiments of laser invisible cutting glass are compared and analyzed with the traditional hot split method; the experiments of single focus and multi focus cut quartz and sapphire are carried out; the experiments are carried out by controlling variables. The influence of laser parameters on cutting quality is analyzed and some experimental phenomena are explained through experimental analysis. The effect of multi-focus stealth cutting is analyzed by using laser multi-focus stealth cutting PLC chip and the experimental results are studied.
【學(xué)位授予單位】：江蘇大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TB32;TN249

【參考文獻(xiàn)】

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3 李勇;朱蕓;;利用1064nm皮秒激光加工石英玻璃精密劃線工藝研究[J];激光雜志;2015年01期

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5 楊惠琳;;激光隱形切割技術(shù)在智能卡領(lǐng)域晶圓切割上的量產(chǎn)應(yīng)用[J];中國集成電路;2013年03期

6 鄧?yán)诿?段軍;楊煥;杜敏;;聚焦激光在KDP晶體中的傳輸特性模擬[J];激光技術(shù);2013年01期

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9 楊淵思;盧炎麟;周國斌;郭聰聰;;基于有限元的熱裂法切割液晶玻璃的仿真分析[J];輕工機(jī)械;2011年03期

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2 黃珊;激光多焦點加工系統(tǒng)研制及分離脆性透明材料研究[D];華中科技大學(xué);2014年

3 鄧?yán)诿?飛秒激光加工KDP晶體機(jī)理及其工藝研究[D];華中科技大學(xué);2013年

4 鄭華;水導(dǎo)激光切割機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計與晶圓預(yù)對準(zhǔn)研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2013年

5 冷曼;晶體錐形折射及其應(yīng)用的研究[D];長春理工大學(xué);2011年

6 盛曉軍;氧化鋁陶瓷激光熱應(yīng)力切割數(shù)值仿真與實驗分析[D];上海交通大學(xué);2010年

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9 李紅;金剛石線鋸超聲復(fù)合鋸切硬脆材料的實驗研究[D];沈陽理工大學(xué);2008年

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本文編號：1876394