引言超薄柔性玻璃（TFG: Thin Flex Glass. 又可称为UTG: Ultra Thin Glass)因其轻、薄、柔、透等特性，广泛应用于柔性显示器、OLED照明、微流体芯片等领域。然而，传统机械切割易导致其边缘裂纹、碎片，且难以实现微孔加工。

激光加工，尤其是超快激光（皮秒、飞秒），凭借其“冷加工”特性，能极大减少热影响区（HAZ），实现“无裂纹、无碎屑”的高质量加工。

上一篇文章《激光切割，选对合适的设备是切好玻璃的第一步》介绍了激光切割玻璃的设备以及设备的组要构成部件，选对激光切割设备，是切好玻璃的第一步，针对超薄玻璃，第二步——参数调节，也是最关键的，那么，哪些参数设置对切出高质量的TFG/UTG有重要影响呢？本文就以一项发表于《Optics and Lasers in Engineering》的研究”皮秒激光切割/钻孔超薄柔性玻璃“的实验案例来说明，针对激光波长、脉冲能量、扫描速度和脉冲重叠率这几个关键参数进行优化，如何在切割速度和切割质量之间找到最佳平衡。

实验材料激光器: TRUMPF TruMicro 5250-3C    

脉冲宽度: 6 ps(皮秒级)    

波长可选: 1030nm(近红外), 515nm(绿光), 343nm(紫外)    

最大脉冲能量: 125μJ(1030 nm), 60μJ (515nm), 24μJ(343nm)    

最大重复频率 (PRF):400 kHz玻璃材料：Schott AG 的AF32®Eco TFG (Thin Flex Glass)，使用50μm和100μm两种规格.

实验目的：找到最佳参数 (波长 λ, 脉冲能量 Ep, 重叠度 o, 通过次数 N)，实现高质量切割 (无裂纹、无崩边)。

实验一：不同波长的选择，速度vs.切割质量

研究人员用同一台激光器，在50μm厚的AF32 Eco Thin Glass 上，对比了 1030nm(红外)、515nm(绿光)、343nm(紫外)三种波长的表现。

当玻璃厚度增至100μm，加工难度陡升,有效切割速度变慢，脉冲能量增加，但是切割质量的趋势没有变。

实验二： 脉冲重叠率，多少才算 “Sweet Spot”

脉冲重叠率是控制热积累的关键。研究人员用1030nm波长切割100μm 玻璃，做了直观对比。实验发现，无论用何种波长，将脉冲重叠率控制在85% 以下，是避免超薄玻璃开裂的关键诀窍。

重叠过高（>85%，如 95.5%、88.9%）：激光脉冲积热无法通过玻璃传导散失，导致局部热应力，引发明显裂纹（100μm玻璃用 1030nm切割时尤为显著）；

重叠适中（77.8%，对应扫描速度2m/s）：无裂纹，仅需 9 次激光即可完全切割 100 μm TFG；

重叠过低（<77.8%）：ablation 效率下降，需增加激光次数（如 27 次）才能完全切割，加工效率降低。

实验三：激光打孔 偏振态测试：线偏振vs.圆偏振

实验目的是在100umTFG上打微孔(<80um)。分布采用515nm(绿光) 和 343nm波长(紫外）,钻孔方式为旋涡式(Trepanning)

实验发现：激光偏振（线偏振 vs 圆偏振）对微孔质量影响极小，无需额外增加偏振控制模块，降低了设备成本。

实验四：完成一套柔性玻璃上做各种结构形状的加工

用515nm皮秒激光在100μm厚AF32玻璃上加工了一套复杂结构：4mm大孔+ 1mm中孔+75μm微孔阵列。

结果显示：

总加工时间仅 34 秒，切割边缘HAZ小，微孔无堵塞，总体加工质量较好，边缘质量优良，无明显崩边或裂纹。

在超薄玻璃上实现高效、高质量的加工关键在于对核心参数的精准调控。文章实验中给出了在制程调整的方向性指导。除文中实验所关注的参数外，有些参数可能被固定或未作为变量讨论，但在实际的工业工艺开发中至关重要：其他重要的参数：
1. 脉冲宽度：脉宽是区分超快激光与长脉冲激光的核心，它决定了能量沉积到材料上的时间尺度。文中固定使用的是皮秒。而更短的脉宽（飞秒）能进一步减少热影响，但成本和系统复杂性更高。

2. 光束质量与聚焦光斑尺寸：光束质量和光斑尺寸直接决定了能量密度。一个更小、更完美的光斑可以实现更高的精度和更低的阈值能量，是决定加工极限分辨率的关键。

3. 聚焦位置与景深：激光焦点是位于玻璃表面、内部还是底面，会 dramatically 影响切口形状、锥度和材料去除效率。这对于控制钻孔的锥度和切割的垂直度至关重要。

4. 辅助气体：惰性气体可抑制氧化反应，减少熔融物再沉积和黑边。反应性气体有时可增强化学反应，促进材料去除。高压气体能有效吹走切缝中的熔融和汽化产物，提升切割速度和质量。

5. 激光脉冲时域整形：这是高端应用的前沿技术。指的不是单个脉冲的能量，而是脉冲串模式。例如，将一个宏脉冲分解为一系列紧密相连的微脉冲，可以更高效地耦合能量，优化材料去除过程并进一步抑制热影响。

6. 材料本身的性质：不同成分的玻璃其热膨胀系数、转变温度、对特定波长的本征吸收率等都会不同，最优的激光参数也需要相应调整。

总结

文章中的多个实验提供了一个工艺研究框架，聚焦于波长、能量、速度、重叠率和偏振这几个最直接的操作变量。而在更广泛的工业应用中，一个完整的工艺窗口优化还必须考虑脉宽、光斑、焦平面、气体环境等同样重要的参数，它们共同构成了激光精密加工的“工具箱”。

咨询：135 2207 9385

皮秒激光为超薄柔性玻璃的精密加工提供了高精度、高效率、无损伤的解决方案。那么在精度要求更高的产品，需要飞秒激光实现，比如更小的微孔(<10um,<5um)，TGV的应用，其参数调整方向也是同理。