石英玻璃是一種以SiO2為單組分的玻璃，具有超強(qiáng)的機(jī)械力學(xué)性能、熱性能、光學(xué)性能、電學(xué)性能和耐腐蝕性能，在半導(dǎo)體、光學(xué)器件、光通訊、太陽(yáng)能等行業(yè)中，發(fā)揮著不可替代的作用，被譽(yù)為玻璃材料中的皇冠。

石英玻璃屬于高硬度、高熔點(diǎn)的脆性透明材料，一般加工方法很難滿(mǎn)足精細(xì)加工要求，機(jī)械研磨、超聲落料、化學(xué)腐蝕等加工方法均存在各種缺陷，比如切面比較粗糙、存在細(xì)微裂痕等，尤其是石英玻璃材料較薄時(shí)，容易造成碎裂。

在實(shí)際生產(chǎn)中，改進(jìn)現(xiàn)有石英玻璃加工技術(shù)十分重要。將激光精密切割技術(shù)應(yīng)用于石英玻璃加工中，可以大大改善石英玻璃加工的表面質(zhì)量并提高加工生產(chǎn)效率。

目前常采用激光劃線(xiàn)的方式對(duì)石英玻璃材料進(jìn)行切割。激光劃線(xiàn)是采用脈沖激光在石英玻璃上沿指定線(xiàn)路打一系列相互銜接的盲孔或通孔，由于應(yīng)力集中，經(jīng)施加外力時(shí)使石英材料沿著此線(xiàn)折斷。與穿透切割相比，劃線(xiàn)切割具有線(xiàn)寬小，熱影響區(qū)小，掛渣少，所需功率低等特點(diǎn)，目前得到廣泛的應(yīng)用。

不過(guò)，所采用的激光頗為講究。以往曾采用CO2激光切割、準(zhǔn)分子激光切割等，但這些切割方式很難實(shí)現(xiàn)斷面崩邊小于20微米的精密切割。若使用飛秒激光切割，雖然能得到5微米的斷面崩邊度，但飛秒激光器價(jià)格昂貴，性?xún)r(jià)比不高，較少應(yīng)用于石英玻璃的切割。

隨著納飛光電生產(chǎn)的單脈沖能量高達(dá)300微焦的1064nm工業(yè)級(jí)皮秒激光器的出現(xiàn)，功率穩(wěn)定性和脈沖穩(wěn)定性pps均＜1% RMS，如此高的穩(wěn)定性和高能量為石英玻璃的高精細(xì)“冷加工”提供了硬件基礎(chǔ)。

據(jù)資料顯示，透明石英玻璃從紫外線(xiàn)到近紅外光的整個(gè)光譜波段都有非常好的透光性能，根據(jù)透過(guò)率和吸收率的相互關(guān)系可得，在吸收率不高的情況下，需要較高的峰值功率和脈沖頻率才能對(duì)石英玻璃實(shí)現(xiàn)切割。這款工業(yè)級(jí)皮秒激光器輸出功率可達(dá)30W，重復(fù)頻率高達(dá)2MHz，最大脈沖能量達(dá)到300微焦，是切割石英玻璃的不錯(cuò)選擇；10ps超短脈寬，其脈沖持續(xù)的時(shí)間小于電子和晶格之間產(chǎn)生的熱平衡時(shí)間，因此避免了熱擴(kuò)散對(duì)切割質(zhì)量的影響，基本不會(huì)產(chǎn)生熱影響。通過(guò)具體工藝參數(shù)的設(shè)定，結(jié)合burst mode的使用，獲得設(shè)想中的正反面的崩邊值以及側(cè)面粗糙度，從而得到較高的切割質(zhì)量。