由 5-2 節與 5-3 節之實驗結果，可初步獲得玻璃加工所需之最佳參數，本 節將針對雷射功率與頻率對加工表面品質之影響進行討論。本實驗之超快雷 射加工機內建頻率範圍為 50~100kHz、功率範圍約 0~5W，因此針對頻率範圍 之極值，設定頻率參數為 50kHz、75kHz 與 100kHz，功率參數則以 0.5W 之 間距，由 0.5W 至 5.0W 作全面性的測詴，分別為 0.5W、1.0W、1.5W、2.0W、
2.5W、3.0W、3.5W、4.0W、4.5W 與 5.0W。經由上述雷射參數測詴，探討雷 射功率與頻率對於加工線寬、脆裂路徑與斷面品質之影響，以下將分成三部 份加以討論。
(a) 能量密度趨勢：
能量密度的多寡，將隨著雷射功率與頻率的調整而有所變化，且由式(4-3) 及式(4-6)可知，能量密度將隨雷射光束之光斑大小的不同而有所差異，經計 算可得玻璃厚度 0.7mm、0.6mm 及 0.5mm 之光斑大小分別為 39.1m、52.5m 與 52.1m。本實驗設定雷射頻率為 50kHz、75kHz、100kHz，改變雷射功率 由最低 0.5W，以每 0.5W 之間隔增加至 5.0W，分別針對三種玻璃厚度進行加 工測詴，根據式(4-6)可計算出雷射能量密度。圖 5-4~圖 5-6 為三種厚度於各 參數作用下產生之能量密度。圖中顯示，隨著雷射功率增加，光脈衝產生之 能量密度亦相對提升。綜合三張圖表之趨勢，玻璃厚度 0.6mm 與 0.5mm 於雷 射頻率 100kHz、功率設定為 0.5W 時，能量密度小於 0.066J/cm2，並未符合 玻璃材料之加工閥值，後續實驗將不採用此組參數；玻璃厚度 0.7mm 於雷射 頻率 50kHz、功率設定為 5W 時，則可得到最大能量密度 2.08J/cm2，但容易 對玻璃表面產生損害，可搭配其他參數進行測詴。欲獲得良好的加工品質，
利用中等能量密度來加工實為較佳選擇。
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Power (W) Fluence (J/cm2)
Power (W) Fluence (J/cm2)
Power (W)
0.5mm
50kHz
75kHz
100kHz
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圖 5-7 為 0.5mm 之玻璃於雷射頻率 100kHz 時，調整不同功率之加工表 面形貌。圖中顯示，功率過小(0.5~1.0W)會造成加工痕跡不明顯，且無法有 效切割玻璃之現象；功率過大(4.0~5.0W)則會使玻璃表面呈現些微燒焦現象，
加工位置也因能量過大而有毛邊產生。
降低雷射頻率 75kHz 時，僅有 0.5W 之參數產生的加工痕跡不明顯，表 面燒焦現象也只有 4.5W 與 5.0W，但仍屬於合理加工結果。
雷射頻率改為最低 50kHz 時，因為脈衝能量增加，玻璃材料得以被加工 一定深度，使得玻璃表面之燒焦情形獲得有效改善，唯雷射功率於 0.5W 仍無 法有效產生加工痕跡。
玻璃厚度增加至 0.6mm 及 0.7mm 時，雷射加工之情形與上述結果有著一 定程度的吻合。
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圖 5-7 雷射頻率 100kHz 於不同功率之加工表面形貌(厚 0.5mm)
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(c) 固定雷射功率，調整雷射頻率：
相對地，當頻率增加時，由於帄均功率不變，因此脈衝能量減少，導致 加工線寬有變細之趨勢。當雷射頻率 50kHz 時，光脈衝每秒可擊發 50×103發，
若將頻率調整為 100kHz，則可擊發 100×103發，由此可知雷射頻率 50kHz 的 能量較大(但密度維持不變)，因此擊發時間相對拉長，導致脈衝能量加大，加 工線寬也將相對增加。以固定功率 0.5W、頻率由 50kHz 增加至 100kHz 為例，
加工線寬將隨著頻率增加而遞減，如圖 5-15。圖 5-16~圖 5-24 則是不同雷射 功率下，雷射頻率與加工線寬之趨勢。
圖 5-25 係將上述圖 5-15~圖 5-24 加以整合，透過觀察顯示，儘管提高雷 射功率，所加工之線寬仍有相同趨勢，亦即頻率增加線寬變細。在此功率範 圍所加工之最小線寬約為 11m。
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