炭化ケイ素の安定した分離と切断損傷の低減を目的として、二重パルスピコ秒レーザーと機械的割れ複合の切断方法を提案する。破断誘導溝と応力誘起破断の協調作用の加工ルートにより、材料の高品質で安定した切断を実現した。二重パルスの遅延、階層スキャン間隔、レーザー出力、走査速度がアブレーション挙動、割れの安定性および断面品質に与える影響を体系的に研究した。実験結果は、二重パルスのタイムコントロールが協調作用を著しく強化し、遅延1 psで材料除去能力が最適であり、単一加工の溝深さが単パルスに比べ81.34％向上したことを示した。階層スキャン間隔30 μmでは、切断品質、効率および割れの制御が最適にマッチした。最適レーザー出力は18.6 W、走査速度は15 mm/sであった。アブレーションの進行に伴い、側壁領域のC、O元素含有量は増加し、Si元素は減少し、レーザー作用によりSiの蒸発、Cの蓄積および酸化修飾が誘導されたことを示している。本加工技術は炭化ケイ素材料の切断分離を可能にし、最適条件下でより安定した割れ誘導溝および内部亀裂を形成し、損傷が少なく高制御性の炭化ケイ素切断品質の獲得に有利であり、炭化ケイ素などの硬く脆い単結晶材料の高品質なレーザー切断の技術的基盤を提供する。

レーザー加工;4H-SiC;ピコ秒レーザー;二重パルス;レーザー切断