红外脉冲激光诱导背面湿式刻蚀加工蓝宝石的工艺规律研究

蓝宝石具有高耐磨性、高硬度、高熔点及化学性能稳定等特点，是重要的光学元件和半导体衬底材料，广泛应用于工业、国防和科研等领域。传统的机械加工易产生裂纹、碎片和刀具易磨损等问题，化学刻蚀法的加工效率又较低。因此采用波长为1064nm的纳秒脉冲红外激光，以CuSO4溶液作为工作液，对激光诱导背面湿式刻蚀蓝宝石技术进行了加工工艺研究，并利用共聚焦显微镜对激光加工后蓝宝石沟槽表面的形貌尺寸进行检测。同时通过单因素实验法研究了脉冲激光能量与扫描速度、重复次数、刻蚀液浓度以及液膜厚度对划槽尺寸和划槽质量的影响规律。实验表明使用20％的饱和CuSO4溶液，在0．5～0．9J／mm的线密度能量下8次扫描，并使用4301400μm的液层厚度有利于提高激光诱导液相沉积量，加大激光划切深度，获得质量较好的划槽。