Исследование и разработка процесса изготовления пластин заданной толщины из хрупких материалов методом лазерного параллельного термораскалывания, страница 11

Рисунок 2.1.2.1

Взаимное расположение эллиптического пучка, трещины и края материала, распределение мощности.

Применяется совместно с предыдущим способом. Для эксперимента использовался лазер с распределением «точка с кольцом», изменение распределения производилось с помощью экранов из листового алюминия, закрепленных на пути луча, между объективом и образцом, на расстоянии 4-5 мм от поверхности материала, или вблизи объектива, или непосредственно на поверхности материала.

(привести таблицу)(привести фото)(привести профиль)

Способ дал неплохие результаты (уточнить цифру). 

Достоинства: простота,

Недостатки:

(дополнить)

Совмещение двух пучков.

1.  Зачем нужно совмещение

2.  Одновременный проход двумя пучками

3.  Проход зоны реза поочередно двумя пучками

1. Зачем нужно совмещение.

Для разделения материала на пластины с помощью параллельного термораскалывания требуется эллиптический пучок лазерного излучения такой же ширины, как и ширина обрабатываемого образца. Необходимо обеспечить определенную плотность мощности на поверхности материала. Пластина должна быть ровной, это означает, что трещина должна проходить на одной и той же глубине, а для этого необходимо каким-то образом глубину регулировать. Условия образования трещины отличаются в толще материала и на его краях. Плюс к тому, при необходимости разделять не прямоугольные образцы, а круглые були, встает задача изменения ширины пучка при перемещении. Для того, чтобы иметь возможность обрабатывать заготовки с различными геометрическими размерами, также нужно изменять ширину пучка.

Регулировать распределение плотности мощности на поверхности можно несколькими способами:

1)  сделать широкий луч с постоянным распределением мощности по полю, и затем регулировать плотность мощности экранами;

2)  использовать не один широкий луч, а несколько узких, идущих параллельно и регулировать интенсивность каждого луча;

3)  использовать один узкий луч, разворачиваемый по поверхности заготовки сканером. Излучение модулируется по мощности либо изменяется скорость движения луча в различных точках. Скорость развертки достаточно большая для того, чтобы поверхность не успевала остыть между двумя проходами луча;

4)  использовать луч, последовательно проходящий необходимые участки заготовки. Отличие от предыдущего способа в том, что поверхность успевает разогреться достаточно для образования трещины;

Отличие третьего и четвертого способа в различной скорости движения луча. Разворачиваемый сканером пучок движется достаточно быстро для того, чтобы создаваемая им картина напряжений в стекле выглядела так же, как и создаваемая одним пучком больших размеров. С другой стороны, можно перемещать луч настолько медленно, чтобы картина температурных напряжений успевала стабилизироваться и возникла параллельная трещина, смыкающаяся с предыдущей трещиной.

Для определения условий, при которых параллельные трещины смыкаются, было проведено несколько экспериментов. В одном из них (в перечне способ номер 2) использовалось два лазера, создававших на поверхности материала два пучка излучения. Интенсивность и форму каждого пучка, расстояние между пучками можно было изменять.

Оптимизация включает в себя: (дополнить).

В заключении обобщены основные результаты исследований автора. Разработанная автором новая технология по своему уровню превышает результаты лучших мировых достижений.

В процессе исследований получены следующие результаты:

1. Технологический процесс разделения полупроводниковых материалов с помощью ЛПТ.

2. Оптимальные режимы ЛПТ для получения деталей с заданными параметрами поверхности.

3. Способ нанесения дефекта.

4. Математическая модель ЛПТ.

Основные результаты диссертации отражены в следующих работах: