一种借助于激光加工在多相透明工件之中或之上产生修改的方法；多相复合材料

摘要

本发明涉及借助于激光加工装置(1)在透明工件(2)之中或之上产生修改(14)的方法，其中使用激光加工装置(1)，激光加工装置(1)具有发射在工件(2)透明范围内的波长的激光辐射(12)的短脉冲或超短脉冲激光器(10)，并且具有用于光束成形、尤其是用于聚焦所述激光辐射的光束成形光学单元(11)，并且其中使用由具有多个相的材料构成的透明工件(2)，其中至少两个相具有不同的介电常数，进而其中一个相是以颗粒形式被包围的相，该相基本上被另一相包围，并且其中以立方纳米为单位表示的所述颗粒的体积和两个不同介电常数之差的绝对值与所述包围相的介电常数之比的乘积大于500，优选大于1000，更优选大于2000，使得相比于在由不具有以颗粒形式被包围的相的相同材料构成的工件上，在透明工件(2)之中或之上的修改(14)实现的程度更高。

权利要求

1.一种借助于激光加工装置(1)在透明工件(2)之中或之上产生修改的方法，其中采用激光加工装置(1)，所述激光加工装置(1)具有发射在所述工件(2)的透明范围内的波长的激光辐射(12)的短脉冲或超短脉冲激光器(10)，并且具有用于光束成形的光束成形光学单元(11)，以及其中使用由具有多个相的材料构成的透明工件(2)，所述多个相的至少两个相具有不同的介电常数，进而所述多个相的一个相是以颗粒形式被包围的相，该相基本上被另一相包围，并且其中以立方纳米为单位表示的所述颗粒的体积和两个不同介电常数之差的绝对值与所述另一相的介电常数之比的乘积大于500。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述光束成形是聚焦所述激光辐射。

3.根据权利要求1所述的方法，其中所述乘积大于1000。

4.根据权利要求1所述的方法，其中所述乘积大于2000。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中通过沿着线(20)相对于所述工件(2)移动所述激光辐射(12)，以及通过作为单个脉冲或者以连发脉冲的形式在时间上连续地发射激光脉冲，沿着所述线(20)在所述透明工件(2)中产生一系列相邻的线性修改(14)，其中所述单个脉冲或连发脉冲中的每一个用于产生相应的一个所述线性修改(14)。

6.根据权利要求5所述的方法，其中所述线性修改(14)的长度通过脉冲能级来调节。

7.根据权利要求5所述的方法，其中所述线性修改通过形成线聚焦的光束成形或通过形成对于沿着光轴的修改而言足够高的强度的光束成形而产生。

8.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中使用光学器件聚焦所述激光辐射，所述光学器件以这样的方式在传播方向上空间地延伸焦点，使得所述激光辐射的最大强度小于强度阈值的150％，在所述强度阈值之上，所述材料得到修改。

9.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中使用光学器件聚焦所述激光辐射，所述光学器件以这样的方式在传播方向上空间地延伸焦点，使得所述激光辐射的最大强度小于强度阈值的130％，在所述强度阈值之上，所述材料得到修改。

10.根据权利要求8所述的方法，其中聚焦所述激光辐射，使得在所述强度为所述修改的阈值的至少110％时所跨越的长度范围与在所述强度为所述阈值的至少10％时所跨越的长度范围之比为至少0.4。

11.根据权利要求8所述的方法，其中聚焦所述激光辐射，使得在所述强度为所述修改的阈值的至少110％时所跨越的长度范围与在所述强度为所述阈值的至少10％时所跨越的长度范围之比为至少0.5。

12.根据权利要求8所述的方法，其中聚焦所述激光辐射，使得在所述强度为所述修改的阈值的至少110％时所跨越的长度范围与在所述强度为所述阈值的至少10％时所跨越的长度范围之比为至少0.7。

13.根据权利要求5所述的方法，其中所述线性修改通过具有直线或曲线高强度分布的光束成形而产生。

14.根据权利要求5所述的方法，其包括提供工件台(3)和位移装置，该位移装置用于将所述光束成形光学单元(11)对准所述工件(2)，以在所述工件(2)中产生所述线性修改(14)，并且之后根据所述线(20)在所述光束成形光学单元(11)与所述工件台(3)之间进行增量的相对位移。

15.根据权利要求5所述的方法，其中将所述线性修改以预定的方向引入至所述工件中，其中相对于所述工件的局部表面法线并且与所述工件相距一距离来调节所述方向。

16.根据权利要求5所述的方法，其中所述线性修改(14)各自由沿着通道排列的多个缺陷而形成，其中所述缺陷的长度随着距所述工件(2)的表面的距离的增加而增加。

17.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中在所述透明工件(2)的表面处通过借助于所述激光辐射(12)将材料从所述表面上除去而产生修改。

18.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中在所述透明工件(2)内通过以避免对所述透明工件(2)表面的损伤的方式来调节所述短脉冲或超短脉冲激光器的参数而产生修改。

19.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中所述被包围的相由至少一个颗粒所形成。

20.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中所述材料为复合材料。

21.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中所述材料为玻璃陶瓷。

22.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中使用其颗粒具有6nm或更大的颗粒尺寸中值的材料。

23.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中使用光学元件来偏转所述激光以及所述激光束的入射点被依次更改。

24.一种复合材料，其包含具有介电常数εr1的第一相的区域和具有介电常数εr2的至少一个第二相的区域，介电常数εr1和εr2彼此不同；

其中以立方纳米为单位表示的所述至少一个第二相的区域的体积和所述第一相与所述至少一个第二相的介电常数之比减一的乘积大于五百，其中所述第一相的介电常数εr1大于所述至少一个第二相的介电常数εr2，并且其中由形成长度为至少500微米的缺陷通道的缺陷所形成的至少一个线性修改在所述复合材料内延伸。

25.根据权利要求24所述的复合材料，其中所述复合材料是玻璃陶瓷或聚合物材料。

26.根据权利要求24所述的复合材料，其中所述乘积大于一千。

27.根据权利要求24所述的复合材料，其中所述乘积大于两千。

28.根据权利要求24至27中任一项所述的复合材料，其中所述第一相的区域至少部分地包围所述至少一个第二相的区域。

29.根据权利要求24至27中任一项所述的复合材料，其中所述至少一个第二相的区域被所述第一相所包围。

30.根据权利要求24至27中任一项所述的复合材料，其中所述至少一个第二相的区域彼此间隔开。

31.根据权利要求24至27中任一项所述的复合材料，其中所述至少一个第二相在形状上大体上呈球形。

32.根据权利要求24至27中任一项所述的复合材料，其中所述至少一个线性修改的长度或总缺陷长度为100至10,000微米。

33.根据权利要求24至27中任一项所述的复合材料，其中所述至少一个线性修改的长度或总缺陷长度为1000至10,000微米。

34.根据权利要求24至27中任一项所述的复合材料，其中所述至少一个线性修改的长度或总缺陷长度为3000至10,000微米。

35.根据权利要求24至27中任一项所述的复合材料，其中所述第一相的介电常数和所述第二相的介电常数之比(εr1/εr2)大于或等于1.1。

36.根据权利要求24至27中任一项所述的复合材料，其中由沿着通道排列的多个缺陷来形成由缺陷所形成的所述至少一个线性修改，其中所述缺陷的长度随着距所述复合材料表面的距离的增加而增加。

37.根据权利要求24至27中任一项所述的复合材料，其中所述至少一个线性修改具有在1至5μm的范围内的平均宽度。

38.根据权利要求24至27中任一项所述的复合材料，其中所述至少一个线性修改具有在2至3μm的范围内的平均宽度。

39.根据权利要求24至27中任一项所述的复合材料，其中所述至少一个线性修改包含至少部分开放的区域。

40.根据权利要求24至27中任一项所述的复合材料，其中所述至少一个线性修改包含孔状区域或泡状区域。

说明书

一种借助于激光加工在多相透明工件之中或之上产生修改的

方法；多相复合材料

技术领域

[0001] 本发明涉及尤其是使用短脉冲或超短脉冲激光器，在多相透明材料之中或之上有效地产生修改的方法。

[0002] 这种方法可用于对工件或其材料性能进行有效的局部修改，并且复合材料也可以相应地以有效的方式进行局部修改。特别地，这种方法可以用于沿着预定的轮廓有效地产生一系列对齐的线性修改，并且也可以以有效的方式在复合材料中产生这样的线性修改。在这种情况下，该方法适用于分离工件，并且相应地复合材料也可以轻松地分离。

背景技术

[0003] 通常，使用激光辐射在透明材料之中或之上产生修改有许多可行手段。

[0004] 例如，JP002011147943A描述了基板激光加工中的热效应抑制。为此，借助于贝塞尔(Bessel)光束对基板的端部进行激光加工。

[0005] 对于线性修改的特殊情况，即对于有意地产生线性或丝状缺陷的情况，也已经有多种技术可用。

[0006] ″Femtosecond filamentation in transparent media″，A.Couairon，A. Mysyrowicz，Physics Reports第441卷，第2-4期，2007年3月，第47-189 页描述了在各种透明介质中形成超短激光脉冲成丝的基本机理。

[0007] 还从WO 2012/006736A2得知，通过利用透明材料的非线性光学性质(例如电光克尔效应和多光子吸收)，有可能通过注入足够辐射强度(＞1012W/m2) 的激光辐射在玻璃中产生线性或丝状永久缺陷或损伤形式的修改。通过在时间上和在空间上改变激光辐射(例如沿着工件表面上的轮廓)所导致的玻璃中的这类线性损伤的并列允许在工件上产生空间延伸的修改。利用适当的定位及成型，这样的修改甚至可以使得透明基板分离。

[0008] 为此所需的高线性辐射强度可以通过使用不同的物理效应而产生：一种可能性是形成“实际”长丝，即通过激光辐射由克尔效应和散焦达直径约1μm 和一定长度的等离子体(“孤子”)自行产生的波导；另一种可能性是使用光束成形光学单元靶向确定性生成线性或丝状强度分布，在这种情况下，强度分布直径甚至会由于与激光辐射的非线性相互作用而显著减小。

[0009] 长丝是一种高强度的激光束，其自行变极窄并且与该长丝的直径相比传播非常远，而且其由于光束与介质的非线性相互作用而由足够功率的一个或多个短或超短激光脉冲来形成。通常，材料中所产生的永久性线性修改，如折射率的变化，或永久性线性损伤区域，被称为“长丝”。

[0010] 相关的激光技术也被称为超短脉冲(USP)技术或超短脉冲激光技术。由于克尔效应导致折射率的局部增加，激光束在玻璃内经历自聚焦，由此强度不断增加，其进而可以导致电子的雪崩式释放，直至电子密度在某一点上变得如此之高，以致于材料的局部复介电常数所产生的变化导致折射率降低及吸光度增加。在极端情况下，发生等离子体爆炸，其中玻璃可能由所吸收的激光能量引起等离子体形成部位周围的不可逆损伤。折射率的降低导致剩余辐射的散焦。在剩余光束散焦之后，可发生新的聚焦，其进而结束于崩塌以及传导电子的释放。这被称为一个重新聚焦循环。取决于脉冲功率，只要有足够的能量可用，这种效应就可以重复若干次。

[0011] 丝状传播的激光束的功率沿着长丝减小。因此，第一等离子体点将吸收最大量的能量，并且还产生最大的损伤。由于发生能量耗散，该重新聚焦循环只能在有限的距离上进行。

[0012] 在DE 10 2012 110 971 A1中也描述了如此将缺陷引入至玻璃和玻璃陶瓷中，其被称为成丝。

[0013] 从WO 2014/111385 A1中已知，通过适当注入短和超短脉冲激光辐射而引起的透明材料如玻璃中的这类永久性线性修改也可以通过适当的光束成形，不是在(接近)点状的聚焦区域而是在一定长度的“焦线”上通过聚焦激光束而产生。与其中高度变窄的激光束沿着长丝线传播，在该过程中失去功率，并且最后再扩展(具有大大降低的剩余功率)的实际长丝相比，在形成焦线的情况下沿着该线的辐射以在光轴方向上小于90°的入射角连续沿径向发生。这可以如WO 2014/111385 A1的各个实施方式中所描述的那样来实现，例如通过其中焦距随着光束半径而变化的透镜或透镜系统，或者通过使用将点源形成一条线的圆锥形底透镜(轴锥镜)。并且在这些情况下，如果光束成形是合适的并且光束功率在焦线区域内是足够的，则由于与介质的非线性相互作用，可能发生材料的永久性修改或损伤。并且在这种情况下，通过在时间上和空间上改变激光辐射(例如，沿着工件表面上的线)而产生的玻璃中的这类线性损伤的并列允许在工件上进行空间延伸的修改。并且在这种情况下，利用适当的定位及成型，这样的修改可以允许透明基板的分离。由于激光辐射的很大一部分是横向/径向提供的，而远非像在实际成丝的情况下那样仅在所形成的长丝的光轴方向上提供，所以可以在介电固体如玻璃中产生显著更长的损伤线，而无激光束的过度衰减。

[0014] KR 2014-0072448(A)还公开了使用轴锥镜作为光学单元来切割玻璃的装置，其中用激光束来辐射玻璃。使用在激光束内的准直透镜和前述的轴锥镜产生具有多个焦点的光束。在焦距范围内布置该玻璃。

[0015] 此外，已知通过将足够功率的适当激光辐射“简单地”聚焦到介质上或介质中(即没有将光束聚焦到焦线上，没有形成以丝状方式传播的光束)，从而可以通过与介质的非线性相互作用在介质中产生空间局限的修改或损伤。这用于表面加工中的所有形式的激光烧蚀，并且还用于在透明材料内部选择性地引入点状修改(“激光划线”)，并且还用于两个叠加的透明工件例如两片玻璃的点焊。也可以连续地更改多个这样的焦点，使得沿着一条线来提供一系列相邻的修改或损伤，如同一串珍珠。例如，在US 2005/173387A1中描述了这种方法。

[0016] 此外，从"Femtosecond laser-induced color change and filamentation in Ag+-doped silicate glass",H.Sun等人,Chinese Optics Letters,第7卷,第4期, 第329-331页(2009)中得知，可以通过激光辐射实现玻璃的颜色变化和多重成丝。

[0017] 玻璃陶瓷的结构变化也可能是可逆的。在"On the Reversibility of Laser-induced Phase-structure Modification of Glass-ceramics",Journal of Laser Micro/Nanoengineering,Vol.1,No.2,2006中描述了该效应。

[0018] 玻璃陶瓷是包含无定形玻璃相和至少一个结晶相的材料。玻璃陶瓷的生产过程从经受特殊的温度处理的所谓的毛坯玻璃开始，由此发生部分结晶(被称为陶瓷化)，并且于此期间在玻璃态材料中形成单个精细分散的晶体。材料的这种转变过程可细分为成核和随后在结晶核处的晶体生长。为了成核，特意将杂质添加到该毛坯玻璃中，其在加热时沉淀并且有效作为结晶晶种。为了陶瓷化，两个过程，即理想的均匀分散且致密的成核以及晶体生长，必须进行协调。这可以通过温度来控制。

[0019] 激光辐射后玻璃陶瓷的结构变化从文章"Structure and properties of glass ceramics after laser treatment",Glass and Ceramics,第56卷,第5-6期(1999), 144-148中得知。

[0020] 玻璃陶瓷的基本性质不但取决于无定形相与结晶相的体积比，而且取决于玻璃陶瓷还包含在组成上与生长晶相不同的初始晶种这一事实。因此，严格来说，玻璃陶瓷包括至少三个相。玻璃陶瓷的不同相由不同的介电常数来表征。尤其因为介质中的光速取决于介电常数的值，这对玻璃陶瓷中的光速有影响。

[0021] 另外众所周知，玻璃中的气泡内含物可以在激光束冲击玻璃-空气界面时引起等离子体形成。然而，这不如说是一种干扰现象。

发明内容

[0022] 本发明的目的在于进一步开发通用方法或通用复合材料，从而获得具有足够的尺寸、强度或损伤的材料修改。因此，该目的的一个方面包括有效地产生材料修改。

[0023] 例如，可能需要足够长度的线性材料修改，以便促进工件沿着一条相邻引入的修改线进行后续的分离(例如通过施加弯曲应力)。在该示例性情况下，这些线性材料修改可以通过以丝状方式传播的激光束而产生，而且也可以通过聚焦在焦线上的激光束或者由相邻焦点的线性系列而产生。

[0024] 该目的通过独立权利要求的特征来实现。

[0025] 在根据本发明的方法中，借助于激光加工装置在透明工件之中或之上产生修改。

[0026] 所使用的激光加工装置包括短脉冲或超短脉冲激光器，其发射具有在工件的透明范围内的波长的激光辐射的，并且其具有用于光束成形、特别是用于使激光辐射聚焦的光束成形光学单元。

[0027] 特别地，使用由具有多个相的材料构成的透明工件，所述多个相的至少两个相具有不同的介电常数，进而所述多个相的一个相是以颗粒形式被包围的相，该相被另一个相包围或至少基本上包围，并且其中以立方纳米为单位表示的所述颗粒的体积和所述两个不同介电常数之差的绝对值与所述包围相的介电常数之比的乘积大于500，优选大于1000，更优选大于2000，

[0028] 令人惊讶的是，相比于在由相同材料制成却不具有以颗粒形式被包围的相的工件上，根据本发明的方法能够在透明工件之中或之上实现更高程度的修改。

[0029] 在该方法中，使用由具有多个相的材料构成的工件。这些相中的至少两个具有不同的介电常数。这两个相中的一个相以颗粒的形式提供，并且被另一相包围或基本上包围。此外，以立方纳米为单位表示的被包围相的区域的体积和两个不同介电常数之差的绝对值与包围相的介电常数之比的乘积大于 500，优选大于1000，更优选大于2000。

[0030] 这也可以用以下方式表达：两个不同的介电常数之比减一和以立方纳米为单位表示的颗粒体积的乘积大于五百，优选大于一千，更优选大于两千，其中这两个不同的介电常数之比大于1。

[0031] 也可以用以下公式表达所述关系：(颗粒体积/nm3)·(|Δεr|/εr)>x且x∈ {500,1000,2000}，其中εr为一个相的介电常数，优选玻璃态介质或剩余玻璃相的介电常数，且|Δεr|是玻璃态介质和被包围相的介电常数之差的绝对值。

[0032] 所提到的颗粒体积不是指所有颗粒的总体积，而是指多个颗粒中的一个颗粒的体积；尤其考虑平均值，例如至少50％的颗粒的平均值，或者中值，如下所述。

[0033] 特别地，工件的材料可以是玻璃陶瓷，但也可以是复合材料。特别地，被包围相可以是结晶相。基本上被另一相包围并且尤其是可以在玻璃陶瓷中生长的晶体的被包围相的区域被称为颗粒。

[0034] 令人惊讶地发现，尤其针对高能激光脉冲的冲击，玻璃陶瓷与制造该玻璃陶瓷的毛坯玻璃(green glass)的反应明显不同。

[0035] 特别地，已经发现，在这样的多相工件中，在采用一定的激光功率的情况下可以比在由相同材料所制成的单相工件中且采用相同的激光功率的情况下产生明显更高程度的损伤或缺陷。因此，根据本发明的方法使得在相同的激光功率的情况下与单相工件的加工相比，可以在多相工件中产生更高程度的修改，或者采用与单相工件的加工相比要低的激光功率，就可以在多相工件中产生大致相当尺寸的修改。

[0036] 在本发明的进一步实施方式中，沿着一条线在透明工件上产生一系列相邻的线性材料修改。为此，如借助于光束成形光学单元而形成的、优选聚焦的激光辐射相对于工件移位，以便沿着位移的方向在工件上产生线性修改。每个线性修改由至少一个激光脉冲产生。也可以在一个位置处时间连续地施加多个脉冲，或者可以以连发脉冲(burst)形式发射连续的激光脉冲。

[0037] 在材料成丝的情况下，线性材料修改可以各自构成通常至少500微米长的缺陷通道，其直径通常为约1微米。

[0038] 相邻线性修改对齐所沿的路径或线可以具有直线状或弯曲状并且/或者可以是成角度的或具有角部。

[0039] 除了产生线性修改之外，根据本发明的方法也可用于在透明工件的表面上产生修改。为此，通过激光辐射从表面上去除材料。例如，这包含激光烧蚀过程。在这种情况下，根据本发明的方法允许在表面上实现更深和/或更广泛的材料去除。

[0040] 根据本发明的方法尤其也可用于在透明工件内产生修改。为此，可以调节短脉冲或超短脉冲激光器的参数，从而避免对透明工件表面的损伤。

[0041] 因此，换言之，根据本发明的方法也可用于在透明工件中产生内部标记或内部损伤。使用适合的参数来排除在激光束通过表面进入工件时对表面的损伤。尤其是可以在材料内部产生空腔，即所谓的空隙。根据本发明的方法尤其允许实现较明显的内部标记和较大空隙。

[0042] 可以通过根据本发明的方法产生的复合材料，尤其是玻璃陶瓷或聚合物材料的形式的复合材料，其特征在于，以立方纳米为单位表示的至少一个第二相的区域的体积和第一相与所述至少一个第二相的介电常数之比减一的乘积大于五百，优选大于一千，更优选大于两千，其中第一相的介电常数εr1大于或等于所述至少一个第二相的介电常数εr2。

[0043] 乘积IE＝(颗粒体积/nm3)·(|Δεr|/εr)(IE>500，优选IE>1000，更优选 IE>2000)是以下所述的界面效应(IE)的特征参数。在根据本发明的复合材料的情况下，通过相应乘积的体积份数加权的平均值用作乘积IE。根据物理原因，可以假定电场强度E的法向分量在材料的界面处呈现跳跃不连续性。场强E1，E2与介电常数之比呈反比。因此，E2/E1＝εr1/εr2是成立的。因此，随着从εr1＝4的介质材料到εr2＝2的介质材料的转变，场强将翻倍。

[0044] 根据本发明，至少一个线性材料修改在复合材料内部延伸，该材料修改构成长度至少为500微米的缺陷通道。

[0045] 尤其是如果将激光加工装置在待产生的修改位置处垂直于工件的表面对准，这些线性修改可以在工件的整个厚度上延伸。每个线性修改代表基本上在光轴方向上的缺陷通道。预计沿着一条线相邻地或相继地产生这样的修改。在随后的过程中，工件可以沿着这条线分离，这条线也可以是任何形状的曲线。因此，这条线可以作为分离线。

[0046] 沿着对应于所需的分离线或后续的破裂线的预定轮廓对齐的一系列线性修改通过适当成型、优选聚焦的脉冲激光辐射相对于工件的相对运动来实现。

[0047] 为了产生修改，尤其是作为整个分离线的一部分的线性修改，激光脉冲也可以以连发脉冲的形式发射。“连发脉冲”意指将实际的激光脉冲分成构成脉冲包的几个部分脉冲。因此，在这种情况下，短脉冲或超短脉冲激光以所谓的连发脉冲模式进行施加。例如，描述连发脉冲的部分脉冲的时间间隔的连发脉冲频率通常比脉冲激光的重复频率大得多，并且例如与仅1kHz的重复频率相比，其可以为50MHz。由于这个原因，将所有激光的连发脉冲的部分脉冲在几乎相同的位置处注入至工件中，并且全部有助于形成单一修改，优选线性修改。

[0048] 短脉冲或超短脉冲激光器的其他重要参数为其在工件的透明度范围内的波长，其平均功率，其重复频率，其脉冲持续时间，及其光束轮廓。

[0049] 光束成形光学单元的任务是在特定厚度的介电工件中产生轴向和横向界定的强度分布。

[0050] 优选地，使用光束成形系统，其不是产生完美的点状聚焦，而是产生在工件的轴向方向上扩展且在横向方向上紧密的强度分布。

[0051] 为此，激光加工装置的光束成形光学单元可以包括不同形状的光学元件。例如，凹面、凸面、平凹面、平凸透镜或者甚至凹面、凸面、平凹面、平凸透镜或轴锥镜均是可行的。利用轴锥镜，尤其是可以从其强度分布对应于高斯光束的激光束生成或近似生成其强度分布对应于贝塞尔光束的激光束。根据本发明的方法还允许通过(近似的)贝塞尔光束进行材料加工。或者，由于通常较少的调节需要而优选，因此可以使用具有选择性球面像差的光学系统。在最简单的情况下，其可以是球面透镜或其系统或具有非球面的光学元件。此外，也可以使用具有恒定或可变性质的衍射全息元件。其目标始终在于沿着光轴在几百微米到几毫米的距离上产生均匀的最大可能的强度，具有在轴向上中央半峰全宽和少数激光波长的宽度的最小可能方差。

[0052] 而且，调节或控制工件上作为时间的函数的x、y、z位置通常是有利的。此外，在工件表面偏离平坦表面的情况下或在弯曲表面如管的情况下，调节或控制入射激光辐射相对于局部表面法线的方向可以是有利的。

[0053] 另一方面，也可以根据被包围相和周围相的介电常数之比以及所需长度的长丝来选择单个颗粒的体积。

[0054] 对于给定的介电常数比，被包围相的单个颗粒的体积大小的参数可以是用于在工件中获得所需长度或所需形式的线性修改的决定性量。

[0055] 通过脉冲能量的水平可以特别容易地调节修改的长度。

[0056] 例如，在工件由多相材料制成并通过考虑到两相或更多相的不同介电常数的已知值的情况下，可以采用根据本发明的方法通过调节或改变被包围相的单个颗粒的体积大小来获得修改的所需程度或形式，特别是线性修改的长度。这样的调节或改变是通过合理选择多相材料来进行的。

[0057] 在根据本发明的方法的一个实施方式中，使用光学元件来使激光偏转并且用于依次更改激光束在工件上的入射点。例如，该光学元件可以包括至少一个被配置为电流计扫描仪的旋转镜。

[0058] 优选地，在期望产生线性修改的情况下，聚焦的激光辐射与工件之间的相对运动通过提供工件台和位移装置来实现，该位移装置用于将聚焦或光束成形光学单元对准工件，从而在工件中产生线性修改，并且之后根据对准线在光学单元与工件台之间进行增量的相对位移。然而，也可以提供工件台来产生其他类型的修改。

[0059] 与本发明相关的实验已经令人惊讶地表明，玻璃陶瓷对所述过程的反应与对应于相应玻璃陶瓷的毛坯玻璃的反应明显不同。这种差异在所得到的修改的特殊性、程度或尺寸上特别明显，已经发现在玻璃陶瓷中比在绿玻璃中明显更显著、更多延伸或更大。在线性修改的情况下，尤其是所得到的线性修改的长度得以增加。已经发现，这是由于其组成在亚微米级别上以被包围相形式，通常以玻璃质基质中的纳米颗粒的形式变化的玻璃陶瓷的多相性质所引起的。

[0060] 特别地，玻璃陶瓷的相可以包括晶种、高石英固溶体和基本上包围的非结晶的剩余玻璃相。这些相具有不同的介电常数。因此，玻璃陶瓷包含介电常数呈现跳跃不连续性的界面。如上所述，高强度激光辐射与物质的相互作用可以导致局部等离子体形成，并由此导致所描述的缺陷的形成。对相互作用的类型和强度或对与此相关的材料的修改起决定性作用的是激光辐射的电场强度的幅度，其与强度的根成比例。如果激光脉冲通过玻璃陶瓷传播，则电磁场(波)将对玻璃陶瓷产生作用。

[0061] 根据电磁场理论的连续性条件，由于不同的介电常数，在相界面处将会出现场强超高。该超高的大小取决于两个介电常数之比。于是，相界面处的场强的超高可以被称为“放大因数”。因此，期望具有可能最不同介电常数的相，以便提供促进的等离子体形成，具有高放大因数。

[0062] 在实验中令人惊讶地发现，不仅介电常数之间的差异对有效的材料修改起决定性作用，而且单个相的大小亦如此。在这种情况下，颗粒尺寸和放大因数的相互作用已证明是至关重要的。

[0063] 除了上述三相玻璃陶瓷之外，两相、四相和其他多相玻璃陶瓷以及其他材料类别的多相材料也适用于根据本发明的方法。特别地，该材料可以是复合材料，例如具有精细分散的颗粒的聚合物材料。玻璃陶瓷可以是被称为滤光玻璃的光学滤波器，以及具有零热膨胀的玻璃陶瓷。

[0064] 可以设想，颗粒体积的大小的预先确定是基于这样的假设：用于形成等离子体的两相之间的界面效应(在此被称为“界面效应”)的范围与颗粒体积成比例。此外，颗粒体积的大小的预先确定可以基于这样的假定：颗粒具有球状，即基本上球形形状。换言之，可以用界面效应与粒径的三次方成比例这样的假设来推定。

[0065] 此外，为了预先确定颗粒尺寸，可以假设界面效应与两相介电常数之比减1成比例(参见上文)。在介电常数的比值中，较大的介电常数，例如包围的剩余玻璃相的介电常数，作为分子，而较小的介电常数，例如高石英固溶体的介电常数，作为分母。当电磁波进入具有较小介电常数的介质时，等离子体形成将一直发生。

[0066] 基于上述三个假设，可以优选地使用以下关系式作为界面效应的特征参数IE：(颗粒大小/nm3)·(|Δεr|/εr)>x，其中x∈{500,1000,2000}，并且εr是玻璃质介质的介电常数。

[0067] 在上述关系式中，第一个因数是颗粒体积的量度，并且第二个因数是电场强度突升的量度。在介电常数相等的情况下，该因数为零，因此界面效应为零。粒径以纳米(nm)为单位表示，并且除以nm3仅用于参数IE的无量纲化。

[0068] 由于界面效应IE，在玻璃陶瓷中将已经发生相当低的强度的损伤，即形成修改。然后，这样的修改甚至可以比在毛坯玻璃中具有更高的程度、更多延伸、更显著、更大或更长。但是，由于每个区域没有太多的能量沉积，所以在玻璃陶瓷中的缺陷并不那么显著。相比之下，在对应于玻璃陶瓷的毛坯玻璃中，则需要更高的强度，使得毛坯玻璃中的损伤将比在玻璃陶瓷中的损伤更大。

[0069] 进一步发现，在丝状光束传播的情况下，在毛坯玻璃中通常将会有更多的重新聚焦循环。其可以通过上述的界面效应来解释。由于毛坯玻璃需要较高强度的激光来引燃等离子体，所以确定长丝长度的平衡状态并不是那么稳定，而且更快速地崩溃。然而，如果随后脉冲仍然有足够的能量，其可以重新聚焦。

[0070] 如果使用连发脉冲模式，则可以进一步考虑通过调节每个连发脉冲的部分脉冲的数目来调节修改的所需尺寸或程度，尤其是在线性修改的情况下的长度。根据激光器的配置，连发脉冲的部分脉冲比单发模式下相应的单个脉冲总共可以携带略微多些的能量。然而，每个连发脉冲的脉冲数越小，连发脉冲的第一个脉冲的能量通常越高。该连发脉冲的第一个脉冲的能量越高，修改的潜在程度越大。在更多的脉冲数的情况下，只有所谓的缺陷类别增加了。缺陷类别是透明材料损伤程度(修改程度)的量度。可以如下区分以下缺陷类别：0＝在100倍放大倍数下不能鉴定修改；1＝细通道；2＝具有局部较厚区域的细通道；3＝延伸的损伤；4＝裂纹、微爆炸和/或熔化范围。

[0071] 与玻璃陶瓷相比，如果使用连发脉冲模式，则毛坯玻璃需要在第一部分脉冲中的较高脉冲能量，以便获得相同大小或程度的修改，尤其是相同长度的线性修改。通过改变每个连发脉冲的部分脉冲的数目，可以改变第一脉冲的能量，由此可以调节修改的尺寸或程度。

[0072] 可以进一步提供颗粒尺寸的中值为6nm或更大，优选8nm或更大，更优选10nm或更大。其似乎存在临界颗粒尺寸，高于该临界颗粒尺寸，界面效应将会特别有效。考虑到该临界颗粒尺寸，上述颗粒尺寸的中值可以是有利的。

[0073] 优选地，可以在工件材料的生产中提供精细分散的附加颗粒，以便使产生该修改的工艺更有效率。

[0074] 利用根据本发明的方法，尤其是其可以应用于由平板玻璃制备的玻璃陶瓷中，与均质玻璃相比，可以用较低的激光功率获得更好的切割性能，这与成本优势相关。由于激光源的脉冲能量的配置相关的限制所设定的可以加工的材料厚度的上限，其对于多相材料要高于均质玻璃，这对应用于极厚或多层材料是有利的。

[0075] 在根据本发明的复合材料中，优选第一相的区域至少部分地，即基本上包围至少一个第二相的区域。特别优选地，在本发明的复合材料中至少一个第二相的区域完全被第一相包围。

[0076] 在根据本发明的复合材料中，至少一个第二相的区域可以彼此间隔开。根据本发明的复合材料的一个实施方式，其特征在于，至少一个第二相的区域大体上呈球形。在根据本发明的复合材料的另一个实施方式中，线性修改的长度在100和10,000μm之间，优选在1000和10,000μm之间，更优选在 3000和10,000μm之间的范围内。

[0077] 而且，第一个和第二个介电常数(εr1/εr2)的比值可以大于或等于1.05，较好地大于1.1，优选至少1.3。换言之，这意味着|εr1-εr2|/εr2，在别处也被称为|Δεr|/εr可以大于或等于0.05，优选大于0.1，优选至少为0.3。

[0078] 应该理解，根据本发明的复合材料可以由两个以上的相组成。可以使不同介电常数的多个第二相被包围在第一相中。

[0079] 根据本发明的复合材料优选包含线性修改的对齐排列以形成分离线。

附图说明

[0080] 从以下结合附图对图示的示例性实施方式的描述中，本发明的进一步细节将变得显而易见，其中：

[0081] 图1示出了在工件台上加工工件时的激光加工装置；

[0082] 图2示出了由玻璃陶瓷中的缺陷而形成的线性修改；

[0083] 图3示出了使用聚焦光学单元的不同焦距的透镜，在玻璃陶瓷和相应的毛坯玻璃中(出于比较起见)产生的线性修改的长度作为每个连发脉冲的脉冲数的函数；

[0084] 图4示意性地示出了沿着在玻璃陶瓷中聚焦的射线的中心轴线的两个强度曲线；

[0085] 图5示出了玻璃陶瓷(a)和硼硅酸盐玻璃(b)中线性修改的扫描电子显微照片。

具体实施方式

[0086] 图1图示了支撑在工件台3上的工件2上方的激光加工装置1。激光加工装置1包括超短脉冲激光器10和以便发射具有大致位于工件2的上表面上的焦点13的聚焦射线光束12的聚焦光学单元11。在工件2上显示了切割线或破裂线20，工件2将沿着该切割线或破裂线20分离或分开。采取措施以沿着该线20移动焦点13，这可以通过在两个坐标方向21、22上调节该工件台3来实现。使用非常小的调节增量。

[0087] 选择超短脉冲激光器10的辐射波长，使得其处于工件2的透明范围内。以所谓的连发脉冲模式操作超短脉冲激光器10，其中实际脉冲本身(被称为连发脉冲)通过以大约100kHz的重复频率R重复出现的脉冲包来定义。度量激光脉冲或脉冲包(连发脉冲)的能量，使得在每个连发脉冲的情况下，损伤通道14(被称为长丝)在工件2内部垂直于其上表面2a而形成。通过沿着预先确定的位移线20移动光束成形光学单元11，在工件2中产生一系列线性修改14。以1m/s的前进速度，指向底表面2b的损伤通道14的起始点在上表面2a上沿着超短脉冲激光器10的位移线20将具有10μm的间隔。超短脉冲激光器10相对于工件2的位移线
20限定了破裂面，并且因此被称为破裂线20。

[0088] 图2中示出了通过本发明的方法并在本发明的复合材料中产生的这样的线性修改14。根据图2中可以看出，通过已经产生或沿着损伤通道排列的长度为108μm、221μm、357μm和1037μm的缺陷50、51、52和53形成线性修改14。图2示出的缺陷分别具有263μm、195μm和34μm的间隔60、61 和62。对应于图2的三次测量的平均值产生104μm、237μm、350μm和1020 μm的缺陷长度，间隔290μm、209μm和150μm。

[0089] 限制于线性修改的产生的该示例性实施方式示出了缺陷长度不必一致。之后，为了能够沿着长丝的对齐线正确地分割工件，其可以是非常有利的。

[0090] 因此，在本发明的方法的进一步实施方式中，通常预期，不限于上述所阐明的特定示例性实施方式，沿透明工件2中的线20对齐的线性修改14每个均由沿通道排列的多个缺陷形成，并且缺陷的长度随着距工件表面的距离的增加而增加。因此，在拉伸或弯曲载荷的情况下，由于将其施加于线性修改的对齐线上用于有意破坏工件，则在表面附近(即发生较大弯曲应力的位置)将会存在较短的缺陷。在该体积中，朝向工件的中心，在弯曲载荷的情况下拉伸应力将会变小。但是，缺陷更长以及工件在此处变差的程度更大。因此，当工件经受弯曲载荷时，临界弯曲应力沿着长丝结构更均匀地分布，使得断裂行为得到改善。

[0091] 在下文中，将对相应的一对玻璃陶瓷和毛坯玻璃的研究进行描述，其被称为玻璃陶瓷A和毛坯玻璃A。毛坯玻璃A具有包含Li2O(氧化锂)、Al2O3 (氧化铝)、SiO2(二氧化硅)和总计约4重量％的TiO2(二氧化钛)和ZrO2 (二氧化锆)的玻璃组分。该组合物的转变温度为670℃。

[0092] 基于该毛坯玻璃A，已经通过陶瓷化来生产玻璃陶瓷A，在此期间，在玻璃质材料中形成了精细分散的单个晶体。为此，在电加热的陶瓷化炉中加工毛坯玻璃A。由此产生的材料转化过程可以细分为成核和晶体生长。每次结晶开始时都有晶体可以开始生长的结晶晶种。

[0093] 毛坯玻璃A含有以添加的二氧化钛和二氧化锆形式的杂质，其具有高的熔化温度(分别为1855℃和2715℃)，并且在加热时沉淀，以便有效作为结晶晶种。他们在陶瓷化过程中代表异质晶种，由此获得高的晶种密度和小的晶体尺寸。由于晶体生长，在正交排列的ZrTiO4的结晶晶种上生长出高石英固溶体(HQss)。其以LAS系统为基础，以氧化锂、氧化铝和二氧化硅的晶体构件区块命名。石英(SiO2)在573℃转变成所谓的高石英。然而，由于结合其他原子，HQss在低于该温度时是稳定的。

[0094] 采用超短脉冲激光器用于该研究，使用1064nm的波长，12W的平均功率(在1064nm，100kHz，每个连发脉冲含1个脉冲时)，100kHz的重复频率，50MHz的连发脉冲频率，约10ps的脉冲持续时间(在1064nm和100kHz 时)，以及高斯光束作为光束轮廓。

[0095] 通过激光脉冲引入和吸收的能量导致玻璃陶瓷A中的更强的加热，这是由于与毛坯玻璃相比热容量较低，并且所产生的热量也比毛坯玻璃A中更有效地消散。然而，在纳秒范围内的极短的时间方案中，不期望有明显散热，因此玻璃陶瓷A与毛坯玻璃A相比具有更高的温度的假设是合理的。

[0096] 在连发脉冲模式下，连发脉冲的第二个脉冲将因此冲击已经预热的区域。 50MHz的连发脉冲频率导致各个脉冲之间的间隔仅为20ns，其满足了前面段落中提到的条件。尽管USP激光冲击波技术中的连发脉冲模式的影响尚未明确阐明，但对影响其他脉冲行为的热沉积则有更强烈的推测。产生的缺陷随着脉冲数a的增加而更有效地形成。

[0097] 因此，进行了一系列的试验，其中根据本发明的一个优选实施方式，引入了线性修改，并且两种材料各自用每个连发脉冲的不同脉冲数目a进行加工。使用四个焦距不同的透镜，以便获得更广泛多样的数据。根据以上概述的理论，玻璃陶瓷A中的缺陷或线性修改的总长度与毛坯玻璃A中的相应的总长度的比值应随着每个连发脉冲的脉冲数的增加而增加，原因在于热沉积的效应随着部分脉冲数目的增加变得更为显著。

[0098] 但是，必须考虑到连发脉冲的各个部分脉冲的能量分布。就只有一个部分脉冲而言，脉冲能量为120μJ，且峰值脉冲功率为12MW。另一方面，在双脉冲连发模式的情况下，第一个脉冲具有约77μJ，第二个脉冲具有56μJ。因此，如果脉冲个数多，则脉冲能量以及因此的脉冲峰值功率和强度可能太低而无法导致材料的修改。

[0099] 在测试系列期间，重复频率、y方向上的前进速率(1m/s)和功率水平 (100％)保持不变。结果如图3所示。

[0100] 只有在两个群集中没有对材料造成损伤：毛坯玻璃A，10mm焦距和每个连发脉冲分别有四个或八个脉冲。此时，连发脉冲的第一部分脉冲的脉冲能量不足以产生材料的修改。对于其他光学器件，则未观察到这种缺失，因为通过这样的其他光学器件产生的光束形状可能更合适。

[0101] 结果表明总长度对部分脉冲的数目a有强依赖性。除了一个例外(毛坯玻璃A，焦距等于80mm且a等于2)，总长度随着部分脉冲数目的增加而减少，如图3所示，其中连接测量点，以便说明测量数据的单调递减特性。这大概是由于可用激光器的第一脉冲的低脉冲能量，其随着部分脉冲数目a的增加而减小。因此，至少在第一点上已经证实了第一脉冲的能量是造成长度的原因且其他部分脉冲仅放大该类型损伤的假设。

[0102] 在下文中，将进一步描述用于制造光学滤波器的材料的研究。其是材料 RG610，并且这种材料作为毛坯玻璃(以下被称为毛坯玻璃RG610)进行了研究，而且也作为由毛坯玻璃的热处理而制备且包含至少2个不同的玻璃质或玻璃质结晶相的所谓的滤光玻璃进行了研究。

[0103] 在呈现两相的滤光玻璃的状态下，折射率为1.52。淡黄毛坯玻璃RG610 通过热处理改变颜色，由此滤光玻璃RG610稍后呈现深红色。其原因是所得到的含有镉、硫、硒和锌的混合相(非结晶的或结晶的)。由于这些混合相没有可用的折射率，所以其是由类似晶体的588nm的D线处的折射率而得出的：硒化锌、硫化锌、硒化镉、硫化镉。因此，得到2.53的晶体的折射率。由于结晶相仅占小部分体积分数(约12％)，所以剩余玻璃相的折射率可以近似于1.52的毛坯玻璃RG610的折射率。这导致介电常数的比值(平方折射率的比值)为2.770。
晶体的大小(直径)为约12nm。

[0104] 通过将超短脉冲激光技术应用于RG610中，毛坯玻璃和玻璃陶瓷之间的差异可以清楚地得以证实：玻璃陶瓷RG610中的缺陷是毛坯玻璃RG610的两倍多，并且在6.6mm厚的玻璃中达到至多5mm的长度。

[0105] 表1：

[0106]

[0107] 表1示出了RG610(如滤光玻璃)和玻璃陶瓷A(剩余玻璃相和高石英固溶体界面)以及预先引晶的材料A(剩余玻璃相和晶种界面)的界面效应 IE的因素，其是使用上述公式计算出来的。

[0108] 尽管玻璃陶瓷A的计算值是滤光玻璃RG610A的两倍多，但两个值都是相同的数量级。对于预先引晶的材料A的值，这则是不同的。

[0109] 毛坯玻璃和玻璃陶瓷A是具有以下组成的锂铝硅酸盐玻璃：

[0110] 60-73.0重量％的SiO2；

[0111] 15-25.0重量％的Al2O3；

[0112] 2.2-5.0重量％的Li2O；

[0113] 0-5.0重量％的CaO+SrO+BaO；

[0114] 0-5.0重量％的TiO2；

[0115] 0-5.0重量％的ZrO2；

[0116] 0-4.0重量％的ZnO；

[0117] 0-3.0重量％的Sb2O3；

[0118] 0-3.0重量％的MgO；

[0119] 0-3.0重量％的SnO2；

[0120] 0-9.0重量％的P2O5；

[0121] 0-1.5重量％的As2O3；

[0122] 0-1.2重量％的Na2O+K2O，各自的量在以下指定范围内：

[0123] 0-1.0重量％的Na2O；

[0124] 0-0.5重量％的K2O；以及

[0125] 0-1.0重量％的着色氧化物。

[0126] 对于两个透镜，如上所示，利用参数调节，可以在玻璃陶瓷A中获得与毛坯玻璃A中相同的长丝结构长度。在这种情况下，也可以获得与毛坯玻璃 A中相同的缺陷类别。因此，连发脉冲的第一部分脉冲的能量对缺陷长度起决定性作用，然而已经发现，其他脉冲仅增加缺陷类别。采用相同的参数，玻璃陶瓷A中的缺陷实际上将会比毛坯玻璃A中的缺陷更长，但具有更低的缺陷类别。随着每个连发脉冲的部分脉冲数目的增加，缺陷变得更短且缺陷类别变得更高。研究发现，在八个部分脉冲的情况下，可以在玻璃陶瓷A中获得与毛坯玻璃A中的两个部分脉冲相同的结果。

[0127] 由于玻璃陶瓷A中的界面效应IE，在较低的强度下已经造成损伤，使得该缺陷比毛坯玻璃A中的缺陷要长。然而，由于每个区域没有太多的能量沉积，所以该缺陷并不那么显著。另一方面，毛坯玻璃A需要更高的强度，使得此处的损伤则更为显著。如上所述，其可以用增加每个连发脉冲的部分脉冲的数目来补偿。

[0128] 针对毛坯玻璃的通常较高数目的重新聚焦循环也可以用该模型来解释。由于在毛坯玻璃的情况下需要较高的激光强度来引燃等离子体，所以确定缺陷长度的平衡状态更不稳定且更快地崩溃。然而，如果之后脉冲仍然有足够的能量，则其可以重新聚焦。

[0129] 为了产生材料修改，则要达到或超过功率阈值。由于所描述的场强超高的效应，对于玻璃陶瓷来说，该阈值通常要比对应的毛坯玻璃的值小得多(参见下表，所有值以W/m2为单位)

[0130]

[0131] 在不是光学优化设置的情况下，例如当使用具有球面像差的透镜来聚焦激光辐射时，在聚焦区域后端处(在光束方向上)的材料中出现明显高于在成像光学器件附近的材料的强度和功率，使得基本上仅在强度峰值附近超过该阙值。然而，使用适配的光学器件，相同的脉冲能量(曲线下的相等面积)在聚焦区域中更均匀地分布，理想地在玻璃陶瓷阈值之上尽可能均匀地分布，使得由于上述场强放大效应，可以在比玻璃中明显更长的区域上产生材料修改。

[0132] 以下参照图4说明该效果。

[0133] 图4示意性地示出了沿着聚焦于玻璃陶瓷中的激光束的传播方向的中心轴上的每单位体积的功率的两条曲线J1、J2。沿着横坐标的x值表示到透镜的距离。在高于每单位体积阈值的一定功率的情况下产生所需的线性修改。在图4中，显示了用于在玻璃中产生修改的阈值(P/V)min,玻璃，以及用于在玻璃陶瓷中产生相应修改的较低阙值(P/V)min,玻璃。

[0134] 例如，当具有球面像差的透镜用于聚焦时，产生强度分布曲线J1。

[0135] 例如，强度分布曲线J2是优化的分布曲线，因为其可以使用轴锥镜来实现。随着聚焦，获得延长的强度最大值。在相同的脉冲能量下，峰值强度将会相应地低于在强度分布曲线J1的情况。

[0136] 所产生的线性修改的长度现在取决于每单位体积的脉冲功率超过相应阈值的区域的长度。强度分布曲线J1仍允许在玻璃中进行长度L玻璃的线性修改。然而，对于强度分布曲线J2，由于在相对较低的最大强度下未再超过阈值(P/V)min,玻璃，所以未能完成修改。另一方面，在玻璃陶瓷中，其不仅可以在较低的阈值 (P/V)min,玻璃陶瓷下实现修改，而且此外可达到的长度L玻璃陶瓷更长。因为超过阈值的聚焦范围在光束方向上延长，所以实现了相应延长的线性修改。因此，可以通过激光脉冲能量和高于最小能量的每单位体积的功率以及每单位体积的最小功率沿焦线的优选均匀分布使线性修改的长度最大化。

[0137] 为了实现可能最长的修改长度，因此可以根据工件2的材料和给定的脉冲能量选择光学系统来聚焦激光束，与球面透镜相比，该光学系统产生具有较小最大强度的拉长焦点，并且从而不会低于用于产生材料修改的阈值。换言之，因此光学单元用于聚焦激光辐射，其在传播方向上空间延伸焦点，使得激光辐射的最大强度小于强度阈值的150％，优选小于130％，在该强度阈值之上，材料将会得到修改。

[0138] 尤其是当使用光学单元聚焦光束时获得合适的强度分布，使得在强度为修改阈值的至少110％时所跨越的长度范围与在强度为阈值的至少10％时所跨越的长度范围之比为至少0.4，优选至少0.5，更优选至少0.7。以这种方式实现特别合适的强度分布，使得材料中的极为细长的区域以高于阈值的强度进行辐射。

[0139] 此外，从图4中可以明显看出，可以通过脉冲功率容易地调节修改的长度。随着功率的增加，长度部分得以延伸，在该过程中超过用于产生修改的阈值。

[0140] 图5a示出了通过根据本发明的方法并且在根据本发明的复合材料中产生的多个相邻排列(在图中从左到右)的线性修改14(并在图中从顶部到底部延伸) 的SEM图像。

[0141] 九个可见的线性修改14彼此间隔约7微米，并且其通过以连发脉冲形式的激光脉冲并使用双凸透镜(16mm)采用以下工艺参数而产生：6个连发脉冲，连发脉冲频率：50MHz，总连发脉冲能量：约500μJ，递减的连发脉冲形状，第一个脉冲的脉冲能量约170μJ，12mm管状光束1/e2，波长：1064nm。

[0142] 作为比较，在图5a中可以看出线性修改基本上比例如在图5b所示的硼硅酸盐玻璃中的修改更宽，并且其具有直径在亚微米范围内的丝状通道。

[0143] 因此，线性修改或者线性修改的缺陷可以具有宽度，尤其是平均宽度70，该宽度大于1μm，优选大于2μm。本文中的“宽度”是指垂直于线性修改的延伸方向的尺寸。

[0144] 尤其是这样的相对较宽的线性修改或线性修改的缺陷可以以熔融区的形式存在。因此，例如，复合材料的材料可以在激光的冲击区域周围熔化并且可以经历相转变。

[0145] 除了相对宽的冲击区域之外，从图5a的SEM图像中还可以看出，线性修改在某些区域中沿着其延伸方向(沿着激光束轴线)伴随有气泡形成。由于已经在上文中描述的场强超高，该气泡尤其可以是(例如在相边界处的)空隙。还可以发生沿线性修改而形成附加丝状通道。

[0146] 因此，线性修改可以包含至少部分开放的区域80，尤其是孔状区域或泡状区域。