杰普特M8系列高峰值激光器：可轻松应对复杂材料，高质量加工

玻璃具有良好的透明性和化学稳定性，在生活中应用非常广泛。在医疗、化工、光伏等特种玻璃领域，随着科技水平的发展，需求也在逐年增加。以下是一些常见玻璃的分类及其加工特性：

1. 钠钙玻璃、超白玻璃和K9玻璃

● 钠钙玻璃（普通玻璃）

● 超白玻璃（低铁玻璃）

● K9玻璃

这类型玻璃具有良好的韧性和硬度，适用于0-20mm厚度的钻孔。

2. 高硼硅玻璃和石英玻璃

● 高硼硅玻璃：透光性能优异，热膨胀系数极低。

● 石英玻璃：常用于光学镜头，具有极高的硬度。

在加工这类型玻璃时，通常使用热胀冷缩法或激光裂片法。随着激光技术的不断发展，激光玻璃钻孔逐渐成为一种新的加工选择。对于高硬度玻璃的加工，需要使用高峰值功率的激光器。

3. 钢化玻璃

钢化玻璃是一种预应力玻璃，通过化学或物理方法在表面形成压应力，从而提高玻璃的强度和承载能力。其抗风压性、耐寒暑性和抗冲击性都得到了增强。然而，钢化玻璃在加工后不能再进行切割。当钢化玻璃破碎时，碎片呈蜂窝状钝角颗粒，减少了对人体的伤害。

不同玻璃类型在不同应用场景下都有各自的优势和加工要求，选择合适的加工方法和工具是确保加工质量的关键。

玻璃钻孔是玻璃生产和深加工中的关键环节，其重要性不言而喻。目前，传统的玻璃切割工艺主要包括刀具CNC切割和水刀CNC切割两种方式。对于小型企业或预算有限的企业来说，这两种传统切割方式由于高昂的成本难以推广使用。 

激光玻璃钻孔作为非接触式加工，利用聚焦后的高能量密度的激光束将玻璃融化甚至气化。激光利用玻璃的透光性将焦点聚焦在玻璃最底层，通过2.5D振镜进行高速扫描，从下往上将玻璃一层一层去除，可加工不同厚度不同种类的玻璃。激光切割玻璃除了初期成本投入外，无需后续的耗材成本，逐渐成为玻璃加工行业的重要选择。

①脉冲宽度对玻璃钻孔的影响

下面是对超白玻璃进行钻孔实验，圆的孔径大小为10mm，厚度为3mm，分别采用6ns模式，9ns模式，12ns模式对应的截止频率测试脉宽对玻璃切割的影响。

图1 不同脉宽和频率切割的效果

图2 崩边平均值（左）和最大值（右）测量

通过实验可以得出结论，9ns的崩边平均值和崩边最大值控制得最好，随后是6ns同样有着不错的崩边表现，12ns的崩边平均值和最大值略大，分析原因是12ns下热量堆积造成崩边。合适的单脉冲能量和峰值功率对于控制崩边有着重要的影响，相同脉宽下更高的单脉冲能量，更高的峰值功率有着更好的加工效果。

②重复频率对玻璃钻孔的影响

通过实验可以得出结论，重复频率为截止频率时，加工效率最高，加工时间减小降低了热量堆积，崩边相比90%和110%最小，截止频率以下时输出平均功率低导致效率偏低，截止频率以上时单脉冲能量和峰值功率下降导致效率偏低。

③功率对玻璃钻孔的影响

激光器的功率影响着加工的效率和时间，为了进一步探究激光器功率对效率的可观影响，实验采用同一参数仅改变功率百分比的方式进行测试。参数选择9ns 模式280k频率，功率百分比设置为70%，80%，90%，测试3mm厚白玻璃钻10mm直径孔的效率。

通过实验可以得出结论，随着平均功率的提高，激光峰值功率提高，相同厚度相同孔径钻孔所需时间减小。

激光器输出激光束，振镜电机通过高速移动实现激光束的高速移动，再经过F-Theta透镜聚焦到工作范围，这种加工方式方便可控可调，为设备的自动化加工、集成一体化提供了一种具有竞争力的方案。

图3 振镜工作原理

图4 异形钻孔效果

 钻孔厚度/直径相对应的加工时间

杰普特M8系列激光器采用主振荡功率放大的MOPA结构，自2021年推出以来，经过多次迭代升级和优化，针对不同应用开发了多种功率等级的激光器。中低功率激光器（如20瓦、50瓦）适用于对热量敏感材料的表面处理和刻蚀。中高功率激光器（100瓦至300瓦）在深度切割、深度雕刻和玻璃磨砂处理等高效率、高要求的应用中表现出色。

图5  YDFLP-200-M8-S-W-V2 外观图

图6 YDFLP-200-M8-S-W-V2 性能指标与峰值功率曲线