這種激光器被廣泛應(yīng)用于要求嚴(yán)格的醫(yī)療和制造領(lǐng)域。為了展示ClearShape飛秒激光器的加工能力，Spirit激光器應(yīng)用于制造化學(xué)強(qiáng)化大猩猩玻璃（康寧）。測試所使用的玻璃厚度為0.55mm、壓縮層深度為20μm。使用該激光器進(jìn)行ClearShape加工的切割速度最高達(dá)4m/s。豁口小于1μm，平均割邊粗度小于1μm（圖2）。

圖2.使用Spirit 1040-IMC激光器，運(yùn)用ClearShape工藝對康寧化學(xué)強(qiáng)化大猩猩玻璃（厚度為0.55mm、壓縮層深度為20μm）進(jìn)行直線切割后，未進(jìn)行任何后期處理結(jié)果示例。切割速度最高達(dá)4m/s。割邊俯視圖展示了極佳的切割質(zhì)量，在表面未形成任何豁口（圖a），而割邊側(cè)視圖展示了清晰光滑的表面，粗度小于0.1μm。 

大于1m/s的高加工速度可以在一秒鐘之內(nèi)完整切割好一張顯示屏為6英寸的智能手機(jī)保護(hù)玻璃。在切割步驟之后，材料會進(jìn)行自切割，而無需再進(jìn)行機(jī)械切割。衡量玻璃激光切割工藝的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)是對原切割樣本進(jìn)行4點(diǎn)彎曲測試。4點(diǎn)彎曲測試顯示，被切割后未進(jìn)行后期處理的不同種類化學(xué)強(qiáng)化玻璃，其彎曲強(qiáng)度最高可達(dá)700Mpa（圖3）。

圖3.使用Spirit 1040-IMC激光器，運(yùn)用ClearShape工藝切割后，大猩猩玻璃（厚度為0.55mm、壓縮層深度為20μm）以及IOX-FS玻璃（厚度為0.55mm、壓縮層深度為30μm）的4點(diǎn)彎曲測試結(jié)果。結(jié)果顯示未進(jìn)行后期處理的原切割玻璃具有極強(qiáng)的彎曲強(qiáng)度。

除了化學(xué)強(qiáng)化玻璃，這一工藝可以加工直線或曲線切割以及具備內(nèi)部封閉形狀特征的非強(qiáng)化玻璃，還可以加工多層玻璃復(fù)合體。此外，這一方法已被應(yīng)用于加工耐劃性極強(qiáng)的藍(lán)寶石，它是智能手機(jī)攝影串口或手表表蓋的理想材料。圖4顯示了從0.43mm厚藍(lán)寶石上切割下來的直徑為6.4mm的圓形窗口，正是使用這一工藝。得到的藍(lán)寶石窗口質(zhì)量上乘（幾乎沒有豁口），通過量高（每一個窗口所需時間不超過0.5秒）。

 

圖4：將用于攝像頭保護(hù)蓋的直徑為6.4mm的圓形窗口，使用Spirit 1040-IMC激光器，運(yùn)用ClearShape工藝從厚度為0.43mm的藍(lán)寶石晶片上切割下來。每切割一個窗口的時間不超過0.5s。（a）顯示了在激光切割后，割開前的藍(lán)寶石串口，（b）顯示了切開后的圓形窗口俯視圖。

小結(jié) 

尚在申請專利的ClearShape工藝已用于加工光學(xué)透明脆性材料。本文中所展示的結(jié)論是使用Spirit工業(yè)飛秒激光器在波長為1040nm條件下得出，這樣避免了像可見光或紫外激光等難以操控，高諧波激光輻射也更強(qiáng)。結(jié)論顯示這一結(jié)實可靠的飛秒激光器，配合新穎的ClearShape工藝，就產(chǎn)生了一個理想的解決方案，可以依照工業(yè)用戶所需的加工速度，高質(zhì)量加工各種透明或半透明脆性材料。