封面论文：

廖恺,王文君,梅雪松,刘斌.基于光丝效应的飞秒激光单次高质量直接切割薄石英玻璃工艺研究（特邀）[J].光子学报,,50(6):.

LIAOKai,WANGWenjun,MEIXuesong,LIUBin.FemtosecondLaserSingle-passHighQualityDirectCuttingThinQuartzGlassProcessBasedonFilamentEffect（Invited）[J].ActaPhotonicaSinica,,50(6):.

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论文背景与概述西安交通大学王文君教授课题组在《光子学报》发表了题为“基于光丝效应的飞秒激光单次高质量直接切割薄石英玻璃工艺研究”的研究文章。文中，作者阐述了飞秒激光在玻璃中的成丝效应机理与仿真以及利用光丝效应进行薄石英玻璃切割的原理，通过实验研究探索了飞秒激光加工参数对薄石英玻璃划线切割质量影响规律并对其影响机制进行机理解释，最后通过工艺参数优化选择，实现了对薄石英玻璃的单次高质量直接切割。该方法实现了薄石英玻璃切割效率和质量的同步提升，具有广阔的应用前景。研究背景随着消费电子、集成电子、微机电系统（MicroElectromechanicalSystem，MEMS）、光伏等行业的飞速发展，液晶显示器、等离子显示器、集成芯片、柔性显示器等高科技产品应运而生。玻璃等透明硬脆材料广泛用于手机、笔记本电脑、平板电脑、微型机器和其他电子设备中。特别是在航空航天领域，石英玻璃广泛应用于石英振梁加速度计、石英摆锤、MEMS陀螺仪等惯性仪器的关键部件。石英玻璃之所以被广泛使用的原因是它具有许多其他材料所没有的独特性能。它具有出色的光学特性，可以反射、弯曲、透射和吸收光，并且在整个观察范围内具有很高的透明度。就化学性质而言，玻璃是一种耐腐蚀的惰性材料。就热和电而言，玻璃是极好的绝缘体。从物理性质的角度来看，玻璃的表面坚硬且耐刮擦。石英玻璃是通过熔化各种纯天然石英制成的。线性膨胀系数非常小，为普通玻璃的1/10-1/20，并且具有良好的耐热冲击性。同时，它具有很高的耐热性，通常在℃到℃之间的温度下正常使用，短期使用温度可以达到℃。在生产这些产品时，往往需要根据实际需求对玻璃基板进行切割。因此，开展石英玻璃高质高效切割工艺研究具有十分重要的意义。目前，玻璃切割主要有传统和非传统的加工方法。传统加工主要采用金刚石切割轮切割，切割质量较差。非传统方法包括水射流和激光加工。近年来，超快激光器因其高加工精度而成为研究的热点。裂纹控制方法是激光切割玻璃中广泛应用的一种方法，它首先采用激光束在玻璃表面形成划痕，然后通过后续的机械应力或者热应力，使玻璃沿预设的切割道裂开。这种方法需要严格控制划痕的深度以及后续裂片过程的工艺参数，加工工艺复杂，产品成品率稍低。采用激光直接烧蚀切割的方法可以避免切割后续处理过程，但是石英玻璃的烧蚀阈值较大，皮秒激光等峰值功率较低，单次扫描材料去除率低，实现完全切割需要采取重复扫描。这就大大降低了加工效率。如果采用低重频飞秒激光透镜聚焦结合三维工作台，为了保证光斑重叠率就必须降低扫描速度，其加工效率更是极低。最近，采用贝塞尔光束进行玻璃切割成为研究热门，但其设备成本较高，且其安装调试需要更高的技术要求，其对厚玻璃切割很有优势。但是在MEMS等一些领域，所切割的石英玻璃样品厚度很小，没有必要采用贝塞尔光束进行切割。为了解决薄石英玻璃切割效率和质量不易同步提升的问题，本文提出了一种基于光丝效应的高重频飞秒激光结合高速扫描振镜单次高质量直接切割薄石英玻璃的工艺方法。通过合理的工艺参数选择实现了薄石英玻璃的高质高效切割。

图1飞秒激光在玻璃内光丝仿真及切割玻璃示意图

Fig.1Simulationoffemtosecondlaserfilamentinglassandschematicdiagramofonestepcuttingglass

科研团队介绍

西安交通大学智能系统与激光加工技术团队以梅雪松教授为学术带头人，长期从事激光先进制造、机器人、智能装备与智能工厂、电动汽车技术研究的科研和教学实体。目前有教师19名（博导10人），其中教授7人，副教授4人，副研究员1人，工程师1人，助理研究员6人；在读博士生近50人、硕士生余人；近年来，承担了包括国家重点研发计划、LJ专项，国家科技重大专项、计划、计划、国家自然科学基金重点项目等国家级、省部级项目余项，校企联合横向课题近30项；获得国家级教学成果奖1项；获得国家科学技术进步一等奖1项，省部级科技进步一等奖3项；发表SCI/EI论文余篇，授权发明专利40余项。

廖恺（第一作者），西安交通大学机械工程专业博士生，主要研究方向为硬脆材料的超快激光微纳制造。

王文君（通讯作者），西安交通大学机械学院教授、博士生导师。长期从事超快激光加工和微纳制造领域的研究。获得陕西省高等学校科学技术一等奖1项（年）、教育部高等学校科技进步一等奖1项（年）；主持国家重点研发计划课题一项、国家自然科学基金四项、陕西省重点产业链项目一项、中国博士后科学基金面上资助和特别资助各一项、省部级重点实验室项目两项，并核心参与国家重点研发计划一项、国家自然科学基金重点基金一项、教育部预研项目一项、课题一项、课题一项。已发表SCI论文余篇，其中以第一作者和通讯作者身份发表SCI论文50余篇。以第一发明人授权发明专利20余项。

《光子学报》简介

ESCI、EI、Scopus、中文核心、中国科技核心及CSCD等数据库收录期刊。

主编：郝跃院士

《光子学报》是中国科学院西安光学精密机械研究所、中国光学学会主办、科学出版社出版的学术月刊。宗旨是展示光子学研究领域的新理论、新概念、新思想、新技术和新进展，反映代表本学科前沿并具有国内外先进水平而为国际上关心的最新研究成果，促进国内外学术交流和讨论。多次获得中国国际影响力优秀学术期刊、陕西省科技期刊精品期刊等称号。

主要刊登本学科的学术论文、研究简报、研究快报，内容涉及瞬态光学、光电子学、智能光学仪器、集成光学、信息光学、导波光学、非线性光学、光物理、光化学、光生物学、光通信、光传感、光计算、光神经网络、光子功能材料、光子自身相互作用、光子的经典与非经典效应等。

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