相關申請的交叉引用

本申請根據(jù)35u.s.c.§119要求于2014年7月14日提交的美國臨時申請?zhí)?2/024093的優(yōu)先權權益，該臨時申請的內(nèi)容被用作依據(jù)并且通過引用以其全部內(nèi)容結合在此。

本說明書總體上涉及制造玻璃制品，并且更具體地涉及通過激光加工來制造玻璃制品。

背景技術：

歷史上，由于其相比于其他材料的氣密性、透光性和極好的化學耐久性，玻璃已經(jīng)被用作各種目的的首選材料，包括用于食品、飲料和藥品的包裝。然而，由于加工玻璃制品中涉及的玻璃破損導致的容置在玻璃制品內(nèi)的材料的污染，因此如玻璃容器等玻璃制品的快速生產(chǎn)已經(jīng)受到限制。例如，玻璃帶機器(如美國專利號1,790,397中所公開的玻璃帶機器)可以每分鐘形成多于500個玻璃制品。然而，用于使玻璃制品與剩余部分帶分離的機械斷裂有時形成玻璃碎屑，所述玻璃碎屑隨后有可能污染所容置的材料(即食物、飲料、藥物)。

因此，需要用于形成玻璃制品的替代方法和相關聯(lián)的裝置來制造玻璃制品。

技術實現(xiàn)要素：

本文中所描述的實施例涉及制造成形玻璃制品的方法。根據(jù)一個實施例，用于制造成形玻璃制品的方法可以包括：形成玻璃帶，所述玻璃帶包括基本上平面的頂側和基本上平面的底側；以及形成包括所述玻璃帶的玻璃的玻璃料泡。所述玻璃料泡在所述玻璃帶中形成的孔徑處附接至所述玻璃帶，并且所述玻璃料泡可以是中空的，在所述玻璃帶的所述孔徑處具有開口，并且可以從所述玻璃帶的所述底側延伸。所述工藝還可以包括對所述玻璃料泡進行成型以便形成玻璃制品。所述玻璃制品可以在附接區(qū)域處附接至所述玻璃帶，所述附接區(qū)域包括接近所述孔徑的邊緣的區(qū)域，并且所述附接區(qū)域限定所述玻璃制品的邊緣。所述工藝還可以包括使所述附接區(qū)域與激光束的焦線接觸，以及使所述玻璃制品在所述附接區(qū)域處與所述玻璃帶分離。所述附接區(qū)域可以被所述激光束穿孔，并且所述焦線可以基本上垂直于所述玻璃帶的平面。

在另一個實施例中，一種玻璃帶機器可以形成玻璃制品。所述玻璃帶機器可以包括：滾軸，所述滾軸用于形成玻璃帶；傳送機，所述傳送機用于傳送所述玻璃帶；吹氣頭，所述吹氣頭用于在所述玻璃帶中形成玻璃料泡；糊料模具，所述糊料模具用于使所述玻璃料泡成型為玻璃制品；以及激光分離系統(tǒng)。所述激光分離系統(tǒng)包括激光束的焦線，所述焦線基本上垂直于所述玻璃帶的平面，具有足夠強度來將所述玻璃帶穿孔。

在又另一個實施例中，用于制造成形玻璃制品的方法可以包括：形成玻璃帶，所述玻璃帶包括基本上平面的頂側和基本上平面的底側；以及形成包括所述玻璃帶的玻璃的玻璃料泡。所述玻璃料泡在所述玻璃帶中形成的孔徑處附接至所述玻璃帶，并且所述玻璃料泡可以是中空的，在所述玻璃帶的所述孔徑處具有開口，并且可以從所述玻璃帶的所述底側延伸。所述工藝還可以包括對所述玻璃料泡進行成型以便形成玻璃制品。所述玻璃制品可以在附接區(qū)域處附接至所述玻璃帶，所述附接區(qū)域包括接近所述孔徑的邊緣的區(qū)域，并且所述附接區(qū)域限定所述玻璃制品的邊緣。所述工藝還可以包括使所述附接區(qū)域與激光束的焦線接觸，以及使所述玻璃制品在所述附接區(qū)域處與所述玻璃帶分離。所述附接區(qū)域可以被所述激光束穿孔，并且所述焦線可以基本上垂直于所述玻璃帶的平面。所述激光束可以具有在約1皮秒與約100皮秒之間的脈沖持續(xù)時間，并且可以具有在約1khz與2mhz之間的重復速率。所述玻璃制品和所述玻璃帶對所述激光束的波長來說可以是透明的。

本文中描述的實施例的附加特征和優(yōu)點將在以下具體實施方式中予以闡明，并且將部分地從所述描述中對本領域技術人員而言變得容易明顯或通過實踐本文種所描述的實施例而被認知，包括以下具體實施方式、權利要求書以及附圖。

應理解的是，前述概括描述和以下具體實施方式都描述了各種實施例并且都旨在為理解所要求保護的主題的本質(zhì)和特征提供概要或框架。附圖被包括以提供對各種實施例的進一步的理解并且被結合在本說明書中并構成本說明書的一部分。附圖展示了本文中所描述的各種實施例，并且與描述一起用于解釋所請求保護的主題的原理和操作。

附圖說明

圖1根據(jù)本文中所示出和所描述的一個或多個實施例示意性地描繪了帶狀玻璃制造裝置(本文中指玻璃帶機器)的側視圖；

圖2根據(jù)本文中所示出和所描述的一個或多個實施例示意性地描繪了在玻璃制品的制造期間的玻璃帶的俯視圖；

圖3根據(jù)本文中所示出和所描述的一個或多個實施例示意性地描繪了在玻璃制品的制造期間的玻璃帶和玻璃制品的橫截面?zhèn)纫晥D；

圖4根據(jù)本文中所示出和所描述的一個或多個實施例示意性地描繪了被激光加工的玻璃帶和玻璃制品的橫截面?zhèn)纫晥D；以及

圖5根據(jù)本文中所示出或所描述的一個或多個實施例示意性地描繪了用于引導激光束的旋轉反射鏡裝置。

具體實施方式

現(xiàn)將詳細參照用于利用激光加工來制造玻璃制品的裝置和方法的實施例，其示例在附圖中展示。只要可能，貫穿附圖將使用相同參考數(shù)字來指代相同或相似的零件。圖1描繪了用于制造玻璃制品的裝置的一個實施例，示出了利用激光加工來分離附接至玻璃帶的玻璃制品的玻璃帶機器。通常，玻璃帶機器可以生產(chǎn)在對玻璃制品塑形的形成步驟之后附接至玻璃帶的塑形的玻璃制品。例如，玻璃帶機器可以生產(chǎn)基本上中空的并在容器的與玻璃帶中的孔徑相對應的開口處附接至玻璃帶的玻璃容器。為了完成對玻璃制品的制造，將玻璃制品與玻璃帶分離。在一個實施例中，通過在玻璃制品和玻璃帶的附接區(qū)域中與激光束接觸來將玻璃制品與玻璃帶分離，本文中可能被稱為激光加工。激光加工可以單獨地或與其他制造步驟一起用于在玻璃制品和玻璃帶的附接區(qū)域中切割玻璃，由此，將玻璃制品與玻璃帶分離。激光加工可以包括使具有附接的玻璃制品的玻璃帶與激光束的焦線接觸，其中，焦線基本上垂直于玻璃帶的平面。例如，焦線可以沿著圍繞玻璃制品的與分離的玻璃制品的口的外邊緣相對應的開口的閉環(huán)。

利用激光加工來將玻璃制品與玻璃帶分離可以導致在碎屑的大小以及碎屑的總量方面基本上減少碎屑(即玻璃碎片、微粒、碎片等)。此外，整個玻璃制造工藝可以在相對低的溫度下進行，而不需要在進行成型期間將玻璃制品暴露于高形成溫度中，這可以在被存儲在玻璃制品中的材料接觸時給玻璃制品增強的耐久性。本文中將具體參考所附權利要求書來描述用于制造玻璃制品的方法和裝置的各種實施例。

參照圖1，示意性地描繪了玻璃帶機器100。通常，玻璃帶100由滾軸114形成，并且以加工方向118(圖1中從左向右)在傳送機116上運輸。在接觸滾軸114之前玻璃112被熔化，所述滾軸將玻璃112重新塑形成玻璃帶110。玻璃帶110通常具有在加工方向118上的長度以及遠小于長度的厚度(如由滾軸114之間的區(qū)域確定的)。厚度被限定為玻璃帶110的頂側111與底側113之間的距離。玻璃帶110的頂側111和底側113基本上是平面的。隨著玻璃帶110在加工方向上移動，更多熱玻璃112被模制以便形成玻璃帶110，從而使得當玻璃帶110的現(xiàn)有部分沿著加工方向118移動時不斷產(chǎn)生玻璃帶110。當傳送機116在加工方向118上移動并承載有在加工方向118上的玻璃帶110時，玻璃帶110可以擱置在傳送機116上。在一個實施例中，傳送機116包括鏈并且具有至少是玻璃制品200的直徑大小的孔洞。然而，傳送機116可以是適合沿加工方向118移動玻璃帶110的任何機械設備。

用于形成玻璃帶110的玻璃(所述玻璃將最終成為玻璃制品200的材料)可以是適合形成玻璃制品200的期望的形狀的任何玻璃。例如，玻璃可以是鋁硅酸鹽玻璃，如堿鋁硅酸鹽或堿土鋁硅酸鹽玻璃。在一個實施例中，玻璃可以是可離子交換的，從而使得玻璃組合物能夠在形成玻璃制品200之后經(jīng)歷用于機械加強的離子交換。在實施例中，玻璃組合物可以是如astm標準e438.92限定的‘類型1a’或‘類型1b’玻璃組合物。在一些實施例中，類型1a和類型1b玻璃具有用于藥物應用中的合適的化學耐久性。在實施例中，玻璃組合物可以包括大于約1.0摩爾％硼和/或包含硼的化合物(包括但不限于b2o3)。在其他實施例中，形成玻璃制品的玻璃組合物包括小于或等于約1.0摩爾％硼氧化物和/或包含硼的化合物。在這些實施例中的一些實施例中，玻璃組合物中的硼氧化物和/或包含硼的化合物的濃度可以小于或等于約0.5摩爾％、小于或等于約0.4摩爾％、或甚至小于或等于約0.3摩爾％。在這些實施例中的一些實施例中，玻璃組合物中的硼氧化物和/或包含硼的化合物的濃度可以小于或等于約0.2摩爾％、或甚至小于或等于約0.1摩爾％。在一些其他實施例中，玻璃組合物是基本上不含硼和包含硼的化合物的。

玻璃帶110被承載在加工方向118上，并且玻璃料泡(parson)142由吹氣頭140形成。吹氣頭140可以以與加工方向118上的玻璃帶110的速度幾乎相同的速度進行，并且與玻璃帶110的頂側111接觸。吹氣頭140將如空氣等氣體吹入玻璃帶110，并形成沿著加工方向118上的玻璃帶110移動的玻璃料泡142。如本文中所使用的，“玻璃料泡”指通過機械力從玻璃帶110的一部分中形成的下掛玻璃，如，不限于由位于玻璃帶110上方的吹氣頭140吹出的氣體。玻璃料泡142從玻璃帶110上懸掛，并且至少部分地被從吹氣頭140吹出的氣體拉長。玻璃料泡142主要由來自吹氣頭140的氣體和重力塑形。玻璃料泡142可以是中空的，并且可以在玻璃帶110中的由吹氣頭140形成的孔徑處連接到玻璃帶110。

此后，玻璃料泡142被塑形成玻璃制品200。在一個實施例中，玻璃料泡142由移動到對準玻璃料泡142的糊料模具160包封。糊料模具160可以具有兩側，所述兩側一起包圍玻璃料泡142。在實施例中，糊料模具160以與移動玻璃帶110的傳送機116的速度相同的速度在加工方向118上移動，并且通常對準形成玻璃料泡142的吹氣頭140。糊料模具160具有與將要形成的玻璃制品200的外部形狀相對應的內(nèi)部形狀。當糊料模具160被定位成圍繞玻璃料泡142時，吹氣頭140繼續(xù)將氣體吹入玻璃料泡142中，并且玻璃料泡142膨脹，從而使得其填充糊料模具160的內(nèi)部形狀，由此形成玻璃制品200的期望的形狀。玻璃料泡142在糊料模具160內(nèi)膨脹以便接觸糊料模具的內(nèi)壁，并且玻璃料泡142內(nèi)由空氣占據(jù)的區(qū)域形成玻璃制品的中空內(nèi)部202(圖3中示出)。由此，玻璃料泡142被塑形并在糊料模具160內(nèi)轉化成玻璃制品200。在實施例中，玻璃制品200可以具有在其外邊緣上是糊料模具的形狀的外形的壁201，并且具有圍繞壁201的整個區(qū)域的相對平坦的厚度。

如圖1中所示出的，多個吹氣頭140和糊料模具160連續(xù)地循環(huán)到與連續(xù)的玻璃帶110接觸。如此，吹氣頭140、糊料模具160以及移動玻璃帶110的傳送機116都以約相同的速度移動。

具有各種外形形狀的糊料模具160可以用于產(chǎn)生具有各種各樣的形狀和大小的玻璃制品200。盡管玻璃制品200在圖1中被描繪為具有容器形狀(即瓶狀)，但是應理解的是，玻璃制品200可以具有其他形狀形式，包括但不限于盒、管、注射器套筒、采血管、安瓿、瓶子、燒瓶、小藥瓶、導管、燒杯、燈泡、碗、小罐、膠囊、廣口瓶、油罐等。

在玻璃料泡142被吹成玻璃制品200的形狀之后，糊料模具160打開，并從成形玻璃制品200中離開，所述成形玻璃制品從玻璃帶110處懸掛。一旦移除糊料模具160，玻璃制品200的形狀和大小就是將與玻璃帶110分離的最終玻璃制品200的形狀和大小。然后，吹氣頭140從玻璃帶110中離開，只留下玻璃帶110和附接的玻璃制品200。玻璃帶110和玻璃制品200通過傳送機116在加工方向118上繼續(xù)移動。然后，玻璃制品200冷卻成硬的固態(tài)。冷卻可以是通過暴露于環(huán)境條件的逐漸工藝或者可以是強制冷卻工藝。

現(xiàn)參照圖2和圖3，描繪了在釋放吹氣頭140和糊料模具160之后的玻璃帶110和玻璃制品200(圖1中的右邊區(qū)域中)。通常，在通過糊料模具160進行成型之后，玻璃制品200在附接區(qū)域222處從玻璃帶110的底側113處懸吊下來。附接區(qū)域222限定了在玻璃制品與玻璃帶110分離之后，剩余玻璃帶110與玻璃制品200之間的邊界(玻璃制品200的邊緣的部分)。在一個實施例中，成形玻璃制品200是基本上包括開口209的中空的容器。開口209限定了玻璃帶110中的孔徑，所述孔徑最初由吹氣頭140通過直接吹入玻璃帶110的氣體產(chǎn)生以便產(chǎn)生玻璃料泡142。

在一個實施例中，玻璃制品包括包圍玻璃制品200的內(nèi)部202(容器的中空區(qū)域)的壁201。玻璃制品200的口211由玻璃制品200的開口209限定，所述開口是玻璃帶110中的孔徑?？?11可以接近玻璃制品200和玻璃帶110的附接區(qū)域222。附接區(qū)域222可以包括與玻璃帶110中的孔徑的邊緣鄰近的區(qū)域(由開口209限定)。例如，附接區(qū)域222可以為圓柱形狀，并且限定了玻璃制品200的口211的外邊緣134。附接區(qū)域222可以具有大于開口209的直徑并圍繞開口209，從而使得當玻璃制品200與玻璃帶110分離時，形成玻璃制品200的口211。在一個實施例中，玻璃帶110可以在其頂側111處具有由于接觸噴口140而引起的凹陷，所述凹陷由凹陷側邊緣132(如圖2和圖3中所示出的，所述凹陷側邊緣可以被圓柱地塑形)和凹陷底邊緣135限定。附接區(qū)域222可以在凹陷側邊緣132與開口209之間。凹陷底邊緣135可以限定玻璃制品200的口211的頂部的至少一部分。

在本文中所描述的實施例中，在附接區(qū)域222處通過使附接區(qū)域與激光束220接觸來使玻璃制品200與玻璃帶110分離，本文中有時指激光加工。激光束和能夠影響其移動、聚焦和路徑的配套機制在本文中共同指激光分離系統(tǒng)。使附接區(qū)域222與激光束220接觸可以單獨地或與其他制造步驟一起用于將玻璃制品200從玻璃帶110處切割，使玻璃帶110與玻璃制品200分離。

與激光束220接觸可以引起切割、穿孔、燒蝕或以其他方式改變附接區(qū)域222的機械完整性。通常，激光束220在附接區(qū)域222的特定區(qū)域處必須具有某個強度來改變附接區(qū)域222的機械完整性。為了鉆孔、切割、分離、穿孔或以其他方式加工附接的玻璃帶110和玻璃制品200的目的，激光束220可操作用于在附接區(qū)域222中產(chǎn)生小(微米以及更小)“孔洞”。更具體地，具有如1064nm、532nm、355nm、或266nm等波長的超短(即從10^-10到10^-15秒)脈沖激光束220被聚焦(示出為激光束220的焦線223)成高于產(chǎn)生附接區(qū)域222中的缺陷所需要的閾值的能量密度。激光束220可以具有在約1khz與約4mhz之間或約1khz與2mhz之間，或在另一個實施例中，在約10khz與約650khz之間的范圍內(nèi)的重復速率。通過重復所述工藝，在附接的玻璃帶110和玻璃制品200中產(chǎn)生沿著預定路徑(即附接區(qū)域222)對準的一系列激光誘導缺陷。通過間隔開充分靠近在一起的激光誘導特征，可以產(chǎn)生在附接區(qū)域222內(nèi)的機械薄弱的受控區(qū)域并且附接區(qū)域222可以沿著由一系列激光誘導缺陷(圖2和圖3中示出為表示附接區(qū)域222的虛線)限定的路徑精確地斷裂或分離(機械地或熱地)。(多個)超短脈沖激光可以任選地跟隨著二氧化碳(co²)激光或其他熱應力源以實現(xiàn)玻璃制品200與玻璃帶110的完全自動化分離。在題為“arrangementandmethodforlaser-basedprocessingofflatsubstrates(glasscutting)(用于對平坦襯底進行基于激光的加工的安排和方法(玻璃切割))”的美國專利申請61752489中詳細描述了可應用于使玻璃制品200與玻璃帶110分離的典型的激光系統(tǒng)，所述專利的傳授內(nèi)容通過引用以其全文結合于此。

可以選擇激光束220的波長，從而使得將要被激光加工的材料(即附接區(qū)域222)對激光的波長來說是透明的。激光源的選擇還可以基于在附接區(qū)域222中誘導多光子吸收(mpa)的能力。

可以使用具有高能量、在時間上被間隔成緊挨著的短時脈沖的單個“脈沖串”來完成附接區(qū)域222中的穿孔。激光脈沖持續(xù)時間可以是10^-10s或更小、或10^-11s或更小、或10^-12s或更小、或10^-13s或更小。例如，激光脈沖持續(xù)時間可以在約1皮秒與約100皮秒之間，或者在另一個實施例中，在約5皮秒與約20皮秒之間(例如，～10皮秒)。這些“脈沖串”可以以高重復速率(例如，khz或mhz)重復。每個“脈沖串”可以包含多個脈沖(如兩個脈沖、三個脈沖、四個脈沖、五個脈沖、10個脈沖、15個脈沖、20個脈沖、25個脈沖或更多)。每個“脈沖串”之間的時間將更長(對于約100khz的激光重復速率，通常約10微秒)。在一些實施例中，脈沖串重復頻率在約1khz與約200khz之間的范圍內(nèi)。確切定時、脈沖持續(xù)時間和重復速率可以根據(jù)激光器設計而改變，但高強度的短脈沖(即小于約15皮秒)已經(jīng)示出與此技術一起良好地工作。(爆發(fā)或產(chǎn)生脈沖串是激光操作的類型，其中脈沖發(fā)射并非呈均勻且穩(wěn)定的流，而是呈緊湊的脈沖簇。)

這些穿孔可以通過控制激光器和/或附接區(qū)域的運動(即玻璃帶110在加工方向118上的運動)控制附接區(qū)域相對于激光器的速度來間隔開并且精確定位。在一個實施例中，在單遍次中，激光可以用于穿過附接區(qū)域222產(chǎn)生高度受控的全線穿孔，具有極小(小于約75μm，或甚至小于約50μm)表面下?lián)p傷和碎屑產(chǎn)生。這與典型的使用點聚焦激光來燒蝕材料相反，其中，常常需要多遍次以完全穿透玻璃厚度，并且其中，大量的碎屑從燒蝕工藝中形成，并且更廣泛的表面下?lián)p傷(小于約100μm)和邊緣碎裂發(fā)生。

由此，使用單個高能量脈沖串脈沖在附接區(qū)域222中產(chǎn)生微小(即在直徑上小于約0.5μm，或甚至小于約100nm)細長的“孔洞”(還稱為穿孔或缺陷線)是可能的。這些單獨的穿孔能夠以數(shù)百千赫茲(例如，每秒數(shù)十萬個穿孔)的速率產(chǎn)生。由此，在具有在附接區(qū)域222與激光束220之間的相對運動下，這些穿孔可以彼此相鄰放置(如所希望的，空間間隔從亞微米至數(shù)微米變化)。選擇這種空間間隔以便有利于切割。例如，穿孔和損傷痕跡可以彼此間隔開1至25微米，在一些實施例中，間隔優(yōu)選地為3微米或更大，例如，3至12微米，或者例如，5至10微米或10至20微米。激光束220可是例如貝塞耳光束。

例如，為了實現(xiàn)300毫米/秒的線性切割速度，3微米孔間距對應于具有至少100khz脈沖串重復速率的脈沖串激光器。對600毫米/秒的切割速度而言，3微米的間距對應于具有至少200khz的脈沖串重復速率的脈沖串激光器。在200khz下產(chǎn)生至少40μj/脈沖串、并且在600毫米/秒切割速度下切割的脈沖串激光器需要具有至少8瓦特的激光器功率。更高的切割速度因此需要甚至更高的激光器功率。

例如，在3μm間距(穿孔之間的3微米間隔)和40μj/脈沖串下以0.4米/秒穿孔速度對玻璃進行穿孔將需要至少5瓦特激光，在3μm間距和40μj/脈沖串下的0.5米/秒切割速度將需要至少6瓦特激光。因此，優(yōu)選地，脈沖串皮秒激光器的激光器功率是6瓦特或更高，更優(yōu)選地至少8瓦特或更高，并且甚至更優(yōu)選地至少10w或更高。例如，為了實現(xiàn)在4μm間距(缺陷線調(diào)步或在損傷痕跡間隔之間)和100μj/脈沖串下的0.4米/秒切割速度，人們將需要至少10瓦特激光，并且為了實現(xiàn)在4μm間距和100μj/脈沖串下的0.5米/秒切割速度，人們將需要至少12瓦特激光。例如，為了實現(xiàn)在3μm間距和40μj/脈沖串下的1米/秒切割速度，人們將需要至少13瓦特激光。而且，例如，在4μm間距和400μj/脈沖串下的1米/秒切割速度將需要至少100瓦特激光。損傷痕跡之間的最佳間距和精確脈沖串能量是材料相關的，并且可以經(jīng)驗地確定。太長的間距(>50μm，并且在一些玻璃中>25μm)可以導致“不受控的微裂紋”-即，替代從孔到孔傳播，微裂紋沿著不同路徑傳播，并且使玻璃在不同(不希望的)方向上裂開。因為剩余微裂紋將作為削弱玻璃的缺陷，所以這可能最終降低所分離玻璃部分的強度。用于形成每個穿孔的太高的脈沖串能量(例如，>2500μj/脈沖串，并且在一些實施例中，>500μj/脈沖串)可以使相鄰穿孔的已經(jīng)形成的微裂紋“愈合”或再熔化，這將抑制玻璃的分離。因此，至少在一些實施例中，優(yōu)選的是，脈沖串能量<2500μj/脈沖串，例如，≤500μj/脈沖串。并且，使用太高的脈沖串能量可能使極大的微裂紋形成并且產(chǎn)生在分離之后減小所述部分的邊緣強度的裂紋。太低的脈沖串能量(<40μj/脈沖串)可能不會導致玻璃中的一些玻璃內(nèi)形成可觀的損傷痕跡，并且因此導致非常高的分離強度或完全不能沿著穿孔輪廓分離。在一些實施例中，脈沖激光器具有10w至100w的激光器功率。

根據(jù)一些實施例，體積脈沖能量密度可以在0.01至0.6μj/μm³內(nèi)。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，與如corning的玻璃相比，更高(高5至10倍)的體積脈沖能量密度(μj/μm³)對于穿孔一些堿性玻璃是需要的。這可以例如通過以下方式實現(xiàn)：利用脈沖串激光器，優(yōu)選具有每脈沖串至少2個脈沖，并且提供約0.05μj/μm³或更高，例如，至少0.1μj/μm³，例如0.1至0.5μj/μm³的堿土硼鋁硅酸鹽玻璃(具有低堿或沒有堿)內(nèi)的體積能量密度。對其他玻璃而言，體積能量密度可以在0.01至0.1μj/μm³或0.05至0.1μj/μm³范圍內(nèi)。因此，優(yōu)選的是，激光器產(chǎn)生具有每脈沖串至少2個脈沖的脈沖串。例如，在一些實施例中，脈沖激光器具有10w至150w(例如，10至100w)的激光器功率，并且產(chǎn)生具有每脈沖串至少2個脈沖的脈沖串(例如，每脈沖串2至25個脈沖)。在一些實施例中，脈沖激光器具有25w至60w的功率，并且產(chǎn)生具有每脈沖串2至25個脈沖的脈沖串，并且相鄰缺陷線之間的周期或距離或者由激光脈沖串產(chǎn)生的穿孔為2至10微米。

在一個實施例中，激光束220包括聚焦區(qū)域(如焦線223)，所述聚焦區(qū)域具有限定的長度，并且具有足夠基本上改變附接區(qū)域(即穿孔或切割)的強度。為了形成焦線223，激光器可以通過光學組件傳輸。在題為“stackedtransparentmaterialcuttingwithultrafastlaserbeamoptics,disruptivelayersandotherlayers(使用超快激光束光學器件、中斷層和其他層的堆疊透明材料切割)”的美國專利申請61917092中詳細描述了可以應用于生成焦線223的合適的光學組件以及這些光學組件可以應用于的典型的光學設置，所述專利的傳授內(nèi)容通過引用以其全文結合于此。例如，被定位在激光束的光束路徑中的光學組件被配置成用于將激光束轉換成沿著光束傳播方向的焦線182，激光束焦線223可以具有在0.1mm與100mm之間的范圍內(nèi)的長度。例如，如圖3中所示出的，激光束220包括與附接區(qū)域222接觸的具有限定的長度的焦線223。

如圖2和圖3中所示出的，激光束220的聚焦區(qū)域(如焦線223)可以基本上垂直于玻璃帶110的平面。焦線223可以入射到玻璃帶110的頂側111上的附接區(qū)域222上。例如，在一個實施例中，玻璃帶110可以以如至少約1m/s的速度在加工方向118上移動，并且激光束220的焦線223可以在路徑中移動并接觸附接區(qū)域222以及使附接區(qū)域222穿孔。例如，如圖2中所示出的，由于所述圓表示附接區(qū)域222，因此聚焦區(qū)域可以相對于玻璃帶110在圓形方向上移動，并且可以通過焦線223形成閉環(huán)。當激光加工發(fā)生時，焦線223和玻璃帶110可以處于運動中。然而，在其他實施例中，玻璃帶110或焦線223可以是靜止的。在一個實施例中，焦線223的移動可以由電流計鏡、mems反射鏡、或類似的掃描反射鏡210控制。

現(xiàn)參照圖4和圖5，在一個實施例中，多個反射鏡可用于在期望的方向上移動激光束220，以便接觸附接區(qū)域222。在一個實施例中，源激光器188可以由一個或多個移動反射鏡195,197反射。源激光器188的第一部分192可以被定向為向下的方向(垂直于玻璃帶110)并且由第一反射鏡195反射以便形成源激光器188的水平定向的第二部分194。源激光器188的第二部分194可以由第二反射鏡197反射以便形成源激光器188的向下定向的且入射到光學組件184上的第三部分196。第一反射鏡195可以圍繞在源激光器188的第一部分192的入射點處的軸旋轉。如此，第二部分194從第一反射鏡195處發(fā)出，并且旋轉以便接觸圓198的路徑。第二反射鏡197圍繞圓198的路徑以圓形路徑移動，以便連續(xù)反射旋轉的第二部分194。光學組件184以與第二反射鏡197的速率相同的速率并且在第二反射鏡197的正下方圍繞圓199的路徑移動，從而使得第三部分196連續(xù)入射到光學組件184上。在此安排下，第三部分196在其移動中可以形成圓柱形狀，并且可以轉化為圓柱形狀用于通過光學組件184轉移的激光的移動。在另一個實施例中，光學組件可以被定位在第一部分192上，并且激光束的聚焦區(qū)域可以由一個或多個反射鏡定向。激光束220的接觸附接區(qū)域222的圓形路徑可以用于針對口211的外邊緣134切割圓形形狀。此外，當結合到帶機器100中時，源激光器188可以被操作來形成圓，而且還可以在加工方向118上移動，以便跟隨玻璃帶110的移動。

在一個實施例中，聚焦區(qū)域(如激光束220的焦線223)具有足夠僅接觸附接區(qū)域222的長度。例如，焦線223可以具有使得在玻璃制品200的其他部分(如玻璃制品200的主體207)上沒有入射的長度。例如，玻璃制品200的主體207可以具有比玻璃制品200的口211的外邊緣134的直徑更大的直徑。在這種配置中，如果焦線223不確定地延伸，則焦線223將接觸玻璃制品200的主體207，可能切割主體207。

在激光束220接觸之后，玻璃制品200可以自發(fā)地與玻璃帶110分離，并且如圖3所示出的，可以從玻璃帶110處落下。在其他實施例中，分離可以由附加熱處理或附加激光處理引起。在一個實施例中，分離可以在緊隨附接區(qū)域222通過與激光束220接觸而被穿孔之后自發(fā)地發(fā)生。這種分離可以由玻璃中存在的機械應力引起。例如，一些具有相對高的熱膨脹系數(shù)的玻璃在被穿孔的區(qū)域產(chǎn)生較高的應力，引起連續(xù)的斷裂線和自發(fā)的分離。在另一個實施例中，分離可以由穿孔之后對附接區(qū)域222的冷卻引起。例如，附接區(qū)域222中的玻璃可以通過吸收輻射的黑體或通過在附接區(qū)域222上或其附近吹冷空氣或其他氣體來冷卻。在另一個實施例中，在穿孔之后向玻璃制品的頂部增加氣壓可以促成分離。例如，第二系列吹氣頭可以向玻璃帶110的頂側111上吹空氣。如此，空氣可以被向下吹，并且所吹空氣的力量可以引起分離。在另一個實施例中，在穿孔之后，機械力可以將玻璃制品200向下拉以便引起分離。例如，真空可以在玻璃制品200的底部上拉動，或者機械裝置可以附接至玻璃制品200并將其向下拉。

圖4示意性地描繪了形成具有足夠強度來使附接區(qū)域222穿孔和/或切割附接區(qū)域的焦線182的聚焦的激光的實施例。為了在激光束220中形成入射到附接區(qū)域222的焦線182，可以通過光學組件184傳播源激光器188。例如，被定位在源激光器188的光束路徑中的光學組件184被配置成用于將源激光器188轉換成沿著光束傳播方向觀察的焦線223，激光束焦線223具有在0.1mm與100mm之間的范圍內(nèi)的長度。例如，如圖4所示出的，球形或圓盤形狀的光學組件184可以用于聚焦源激光器188并形成具有限定的長度的焦線223。反射鏡在圖4中未被示出，但可能被合并以在維持焦線223的通常垂直安排的同時改變源激光器188和或光學組件184的位置。根據(jù)至少一些實施例，焦線223是貝塞爾光束焦線。

本文中所描述的用于形成玻璃制品200的方法和裝置可以特別好地適合于形成充當用于藥物、食物、飲料以及其他消耗材料的容器的玻璃制品200。在一個實施例中，玻璃制品200基本上在使玻璃制品200與玻璃帶110分離期間沒有形成碎屑。在玻璃切割產(chǎn)生的玻璃碎屑的情況下，由例如對混合有存儲在容器內(nèi)的材料(即藥物、食物、和/或飲料)的玻璃的攝取或注射所產(chǎn)生的消耗可能對人體有害。

傳統(tǒng)玻璃帶機器可以通過機械工藝使玻璃制品200與其附接的玻璃帶110分離。這樣的工藝可以產(chǎn)生大于約200微米的玻璃芯片。然而，本文中所描述的激光加工方法和裝置可以在不形成大于約200微米的玻璃芯片或其他碎屑的情況下使玻璃制品200與玻璃帶110分離。例如，在各種實施例中，激光加工所產(chǎn)生的碎屑的大小可以很小，如小于約200微米、小于約100微米、小于約50微米、小于約25微米、或者甚至小于約10微米。如本文中所使用的，玻璃碎屑在形成的任何單片碎屑的任何方向上被測量為最長長度。

在不被理論約束的情況下，據(jù)信，形成本文中所描述的工藝的模具允許在玻璃制品形成中使用更低的溫度，并且如此，可以降低本文中所描述的玻璃制品中的玻璃分層的傾向。具體地，用于包含藥物或其他組合物的一些玻璃制品通常由已知展示化學耐久性和低熱膨脹的玻璃組合物形成，如堿硼硅酸鹽玻璃。盡管堿硼硅酸鹽玻璃展示好的化學耐久性，但是容器制造商已經(jīng)注意到分散在包含于玻璃容器中的溶液中的高硅氧玻璃片。這一現(xiàn)象稱作分層。分層具體地發(fā)生在溶液已經(jīng)被存儲為與玻璃表面直接接觸很長一段時間(數(shù)月至數(shù)年)時。因此，展示好的化學耐久性的玻璃可能不需是抵抗分層的。

已經(jīng)假設分層是由于當玻璃暴露于用于在傳統(tǒng)成形工藝期間使玻璃重新形成容器形狀的相對高的溫度時，發(fā)生在堿硼硅酸鹽玻璃中的相位分離而產(chǎn)生的。此外，據(jù)信，來自玻璃的內(nèi)表面的高硅氧玻璃片的分層是由于玻璃容器在其成形條件下的組合特性而產(chǎn)生的。具體地，堿硼硅酸鹽玻璃的高硅含量使玻璃具有對傳統(tǒng)成形工藝而言相對高的熔化和成形溫度。然而，玻璃組合物中的堿和硼酸鹽成分在非常低的溫度時熔化和/或蒸發(fā)。具體地，玻璃中的硼酸鹽類具有高揮發(fā)性，并且在使用傳統(tǒng)方法形成和重新形成玻璃所必需的高溫度下從玻璃的表面蒸發(fā)。

具體地，在一些工藝中，在高溫度下玻璃庫存被重新形成為玻璃容器，并且使更多揮發(fā)性硼酸鹽類從玻璃的表面的部分中蒸發(fā)。當這種蒸發(fā)發(fā)生在玻璃容器的內(nèi)部體積內(nèi)時，揮發(fā)的硅酸鹽類重新沉積在玻璃容器表面的引起玻璃容器表面中的組合異質(zhì)性的其他區(qū)域中，特別關于玻璃容器的內(nèi)部的近表面區(qū)域(即在玻璃容器的內(nèi)表面的區(qū)域或與玻璃容器的內(nèi)表面直接相鄰的區(qū)域)。然而，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)本文中所描述的帶機器工藝可以用于低溫度的玻璃成形，并且由此，硼可能基本上未揮發(fā)。

考慮到本公開，應理解的是，本文中所描述的玻璃制品(如玻璃容器)可以通過具有減少的碎屑的玻璃帶機器以快速的步伐而制造。這種玻璃制品可能具有用于許多目的的期望的性質(zhì)，包括存儲藥物組合物。

對于本領域技術人員將明顯的是，在不脫離所要求保護的主題的精神和范圍的情況下，可對本文描述的實施例作出各種修改和變更。因此，本說明書旨在涵蓋本文描述的各實施例的修改和變更，只要這些修改和變更落在所附權利要求書及其等價物的范圍內(nèi)。