具体实施方式

下面将结合本发明实施例中附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本发明的描述中，方位术语和次序术语等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

如图1、图2所示，硅棒快速解裂的激光加工装备，包括用于驱使硅棒101上下移动及360度旋转的X-θ二维运动机构14、用于扫描测量硅棒侧壁三维轮廓的三维轮廓扫描仪21、用于在硅棒101的侧壁表面形成预切刻痕的预切激光加工系统以及用于沿着预切刻痕扫描加热并解裂分离的解裂激光加工系统，三维轮廓扫描仪21设置于X-θ二维运动机构14的侧部，预切激光加工系统和解裂激光加工系统布置于X-θ二维运动机构14上硅棒101的侧部；

预切激光加工系统包含沿光路依次设置的脉冲激光器31、第一3D扫描振镜32和第一扫描场镜33，第一3D扫描振镜32与第一扫描场镜33连接于一体，位于X-θ二维运动机构14的侧面；

解裂激光加工系统包含沿光路依次设置的连续激光器41、第二3D扫描振镜42和第二扫描场镜43，第二3D扫描振镜42与第二扫描场镜43连接于一体，位于X-θ二维运动机构14的侧面。

具体设计时，脉冲激光器31采用波长500nm～1100nm、激光功率大于50w、脉冲宽度300fs～1us的脉冲激光器。

连续激光器41是波长500nm～10700nm、激光功率大于500W的连续激光器。

X-θ二维运动机构14包含X轴运动模组11以及连接于其上的θ轴运动模组12，X轴运动模组11包含X轴大理石底架、X轴直线导轨、X轴运动板和控制X轴运动板运动的X轴直线电机，X轴直线导轨和X轴直线电机安装于X轴大理石底架上，X轴直线导轨为竖立设置，X轴运动板置于X轴直线导轨上，X轴直线电机与X轴运动板驱动连接，从而控制X轴运动板沿X轴直线导轨上下运动；θ轴运动模组12包含旋转DD马达和石英载物架，石英载物架安装于旋转DD马达上，旋转DD马达固定于X轴运动板上；θ轴运动模组12上安装有用于夹持固定硅棒的夹紧机构13。

硅棒快速解裂的激光加工工艺，硅棒101固定于X-θ二维运动机构14上，硅棒倒置下垂，X-θ二维运动机构14可驱使硅棒上下移动以及360度旋转；

由X-θ二维运动机构14带动硅棒101运动，位于X-θ二维运动机构14一侧的三维轮廓扫描仪21对硅棒侧壁的三维轮廓进行扫描测量；

预切激光加工系统的脉冲激光器31输出波长500nm～1100nm、激光功率大于50w、脉冲宽度300fs～1us的脉冲激光，入射至第一3D扫描振镜32及第一扫描场镜33，第一3D扫描振镜32根据三维轮廓扫描仪21测量的硅棒侧壁的三维轮廓，形成预设的预切轨迹；三维轮廓扫描仪21采用思看科技的3D扫描仪，配置有geomagic软件，扫描后将点阵数据处理生成加工样品3D数据并转换成加工文件传输至振镜扫描系统进行加工；

通过X-θ二维运动机构14的步进和第一3D扫描振镜32区域性扫描，在硅棒101的侧壁表面沿着预切轨迹形成预切刻痕，预切刻痕的深度大于0.1mm；通过设定激光的功率、重复频率、扫描速度、扫描次数、扫描范围，通过控制器控制激光器开光信号与扫描振镜运动的同步控制，精确控制X-θ二维运动机构14的步进，实现硅棒侧壁预先设定轨迹的精确加工；

解裂激光加工系统的连续激光器41输出波长500nm～10700nm、激光功率大于500W的连续激光，入射至第二3D扫描振镜42及第二扫描场镜43，沿着激光预切刻痕进行扫描加热，利用热应力使得预切刻痕裂纹延展，使硅棒按照预先设定轨迹解裂分离。

综上所述，本发明设计新颖、易于操作，将需破裂的硅棒固定在X-θ二维运动机构上，硅棒的圆柱中心向下，硅棒可垂直于圆柱中心沿θ轴旋转，硅棒倒置下垂，X轴运动模组可驱使硅棒上下移动，θ轴运动模组驱使硅棒360度旋转；

X-θ二维运动机构带动硅棒运动，采用三维轮廓扫描仪检测硅棒的三维轮廓，确定预切轨迹和解裂轨迹；

巧妙设计两套激光加工系统，预切激光加工系统在硅棒的侧壁表面沿着预切轨迹形成预切刻痕，解裂激光加工系统沿着激光预切刻痕进行扫描加热，利用热应力使得预切刻痕裂纹延展，从而硅棒按照预先设定轨迹解裂分离；

解裂均匀一致性较好，破裂效果佳，破碎粒径占比稳定，无金属杂质引入。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

上述仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。