发明名称 雷射系统中之脉波控制
摘要 一种脉冲雷射系统包括:一雷射唧筒;一雷射棒;一反射镜,插入于该雷射唧筒与该雷射棒间,来自于该雷射唧筒的能量穿过此反射镜进入该雷射棒;一输出反射镜,能量穿过此输出反射镜由雷射棒放射;一开关,插入于该雷射棒与该输出反射镜之间;以及一控制装置。当该开关关闭,导致能量被储存在雷射棒中,且当该开关开启,允许能量在放射持续期间从该雷射棒放射出去。该控制装置,允许一在放射持续期间从电射棒放射的主要雷射脉冲,照射在一工作部件,且阻挡主要雷射脉冲持续期间之后发生的次要的雷射照射到该工作部件。该脉冲雷射系统操作于一反覆速率(repetition rate)的范围,使得,对每一反覆速率,于复数个发射周期的期间,雷射能量被发射。至少一部分在放射期间放射的雷射能量被导引到该目标结构,以实施对该目标构造被动的或函数的修整。在每个放射期间之前,该开关于反覆速率的范围之内,关闭一段固定、预先决定好的时间,而不论主要雷射脉冲的反覆速率是多少,以便在该雷射棒储存能量。该雷射唧筒连续不断地以固定的功率操作。
申请公布号 TW463432 申请公布日期 2001.11.11
申请号 TW088109804 申请日期 1999.06.15
申请人 通用扫描有限公司 发明人 唐那得V.史玛特
分类号 H01S3/091 主分类号 H01S3/091
代理机构 代理人 洪澄文 台北巿信义路四段二七九号三楼
主权项 1.一种脉冲雷射系统,包括:一雷射唧筒;一雷射棒;一反射镜,插入介于该雷射唧筒与该雷射棒之间,能量由该雷射唧筒透过此反射镜进入该雷射棒;一输出反射镜,透过此反射镜,能量由该雷射棒放射;一开关,插入介于该雷射棒与该输出反射镜之间,当此开关关闭,能量被储存在雷射棒中一段期望的时间,当此开关开启,允许能量在放射周期中,由雷射棒中被放射;以及一控制装置,允许在放射周期内,由雷射棒中被放射的主要雷射脉冲,照射在工作部件上,且至少阻挡一部分的在主要雷射之后发生的次要雷射放射照射到工作部件。2.如申请专利范围第1项所述之脉冲雷射系统,其中该控制装置内包括一光学遮光器。3.如申请专利范围第1项所述之脉冲雷射系统,其中该光学遮光器中包括一声-光调变器,一电光学调变器,或一高速光学开关。4.如申请专利范围第1项所述之脉冲雷射系统,其中该控制装置藉由衍射、偏斜、重导、或遮住不要的次要电射放射,以防止该次要雷射放射照射到该工作部件。5.如申请专利范围第1项所述之脉冲雷射系统,其中该控制装置主要雷射脉冲藉由衍射、偏斜、重导、或遮光,使照主要雷射脉冲射该工作部件。6.如申请专利范围第1项所述之脉冲雷射系统,其中该控制装置在放射周期中,阻挡超过百分之80的次要雷射放射照射到工作部件。7.如申请专利范围第1项所述之脉冲雷射系统,其中该控制装置在主要脉冲放射之后,立刻开始阻止放射周期中所发生之次要雷射放射照射到工作部件。8.如申请专利范围第1项所述之脉冲雷射系统,其中该雷射唧筒包括一二极体倾注的系统。9.如申请专利范围第1项所述之脉冲雷射系统,其中该雷射唧筒包括一灯源倾注的系统。10.如申请专利范围第1项所述之脉冲雷射系统,其中该开关为Q-开关。11.如申请专利范围第10项所述之脉冲雷射系统,其中该Q-开关被设定为收到控制讯号时为关闭状态,当该控制讯号位施加于该Q-开关时,Q-开关被设定开启状态。12.如申请专利范围第11项所述之脉冲雷射系统,其中该控制讯号为高频讯号。13.如申请专利范围第11项所述之脉冲雷射系统,其中该控制讯号为高电压讯号。14.如申请专利范围第11项所述之脉冲雷射系统,其中该控制讯号为激发讯号所触发。15.如申请专利范围第1项所述之脉冲雷射系统,其中在一定的反覆速率范围之内,该开关被安排为关闭一段固定且预先决定好的时间周期,而不论主要雷射脉冲的反覆速率是多少。16.如申请专利范围第15项所述之脉冲雷射系统,其中在主要雷射脉冲于低反覆速率时,该控制装置防止该在主要雷射脉冲放射之后所发生的次要雷射放射,照射到工作部件,且当主要雷射脉冲于高反覆速率时,在主要雷射脉冲放射之后的放射期间,没有次要雷射脉冲发生。17.如申请专利范围第1项所述之脉冲雷射系统,其中该雷射唧筒系为了连续不断操作所建构。18.一种运转脉冲雷射系统的方法,包括下列步骤:准备一脉冲雷射系统,其包括:一雷射唧筒;一雷射棒;一反射镜,插入介于雷射唧筒与雷射棒之间,能量透过该反射镜而由雷射唧筒进入雷射棒;一输出反射镜,能量由雷射棒透过此输出反射镜放射;以及一开关,插入于雷射棒与输出反射镜间,当该开关关闭,使得能量被储存在雷射棒中一段所需的时间,当该开关开启时,允许能量在放射周期中由雷射棒放射;操作该脉冲雷射系统,以使得雷射能量在复数个放射周期中被放射;允许一主要雷射脉冲在每个放射周期中从雷射棒放射,照射工作部件;以及阻止至少一部分于每个放射周期中,发生在每个主要雷射放射之后的次要雷射放射,照射到工作部件。19.如申请专利范围第18项所述之方法,更进一步包括在一定的反覆速率范围内,不论在什麽反覆速率之下,该关闭开关一段固定且预设好时间的步骤。20.如申请专利范围第19项所述之方法,其中该固定、预设好的时间内,是最长的能量储存周期,此周期可于反覆速率范围内,以最高反覆速率实施。21.如申请专利范围第18项所述之方法,其中于防止主脉冲放射之后的放射周期中所发生的次要雷射照射到工作部件之步骤中,主雷射脉冲以低反覆速率实施,且在此步骤中,当主雷射脉冲于高反覆速率时,在主脉冲放射后的放射周期中,没有发生次要雷射放射。22.如申请专利范围第18项所述之方法,其中在允许主雷射脉冲照射到工作部件的步骤中,包括一控制脉冲宽度的雷射,于工作表面上作微切削。23.如申请专利范围第22项所述之方法,其中在工作表面上作微切削的步骤中,包括对矽基板上的半导体电路作微切削。24.如申请专利范围第18项所述之方法,其中在允许主雷射脉冲照射到工作部件的步骤中,包括修整可修整的元件。25.如申请专利范围第24项所述之方法,其中在允许主雷射脉冲照射到工作部件的步骤中,包括修整厚薄膜电子元件。26.如申请专利范围第24项所述之方法,其中在允许主雷射脉冲照射到工作部件的步骤中,包括修整薄薄膜电子元件。27.如申请专利范围第24项所述之方法,其中在允许主雷射脉冲照射到工作部件的步骤中,包括修整电阻。28.如申请专利范围第24项所述之方法,其中在允许主雷射脉冲照射到工作部件的步骤中,包括修整电容器。29.如申请专利范围第24项所述之方法,其中在操作脉冲雷射系统的步骤中,包括连续地操作雷射唧筒。30.一种操作脉冲雷射的方法,包括下列步骤:提供一脉冲雷射系统,其包括:一雷射唧筒;一雷射棒;一反射镜,插入于该雷射唧筒与该雷射棒间,来自于该雷射唧筒的能量穿过此反射镜进入该雷射棒;一输出反射镜,能量穿过此输出反射镜由雷射棒放射;及一开关,插入于该雷射棒与该输出反射镜之间,当该开关关闭,导致能量被储存在雷射棒中一段要求的时间,且当该开关开启,允许能量在放射持续期间从该雷射棒放射出去;以及脉冲雷射系统操作于一反覆速率范围,使得对每一反覆速率,在复数个发射周期的期间,雷射能量被发射,至少一部分在发射时期期间放射的雷射能量被导引到该目标结构;操作脉冲雷射系统的步骤包括于反覆速率范围之内,在每一放射周期中关闭开关一段固定、事先决定好的时间,而不论主脉冲雷射的反覆速率;操作此雷射脉冲系统的步骤更进一步包括连续地操作该雷射唧筒于一固定功率之下。31.如申请专利范围第30项所述之方法,其中导引至少一部分在发射时期期间放射的雷射能量到目标结构的步骤中,包括以完成对该目标构造被动的或函数的修整。32.如申请专利范围第30项所述之方法,其中在操作该脉冲雷射系统的步骤中,包括修整可修整的元件。33.如申请专利范围第32项所述之方法,其中在操作该派冲雷射系统的步骤中,包括修整厚薄膜电子元件。34.如申请专利范围第32项所述之方法,其中在操作该派冲雷射系统的步骤中,包括修整薄薄膜电子元件。35.如申请专利范围第32项所述之方法,其中在操作该脉冲雷射系统的步骤中,包括修整电阻。36.如申请专利范围第32项所述之方法,其中在操作该派冲雷射系统的步骤中,包括修整电容器。37.如申请专利范围第32项所述之方法,其中在操作该脉冲雷射系统的步骤中,包括工作表面上作微切削。38.如申请专利范围第37项所述之方法,其中在对工作表面上作微切削的步骤中,包括对矽基板上的半导体电路作微切削。39.如申请专利范围第32项所述之方法,其中在操作该脉冲雷射系统的步骤中,包括连续地操作雷射唧筒。40.一种操作脉冲雷射系统的方法,包括:提供包含一电源之脉冲雷射系统;根据欲在一工作件上被处理之目标材料之已知性质预设欲由脉冲雷射系统产生之预先选择脉冲形状;及以一与预先选择脉冲形状无关之预先选择速率来脉冲化脉冲雷射系统,使得雷射源处理在工作件上的目标材料,同时维持预先选择脉冲形状为预设形状而不管反覆速率为何。41.如申请专利范围第40项之方法,其中预先选择脉冲之宽度为一预先选择之脉冲宽度。42.如申请专利范围第40项之方法,其中预先选择脉冲之形状为一预先选择之脉冲能量。43.如申请专利范围第40项之方法,其中预先选择脉冲之形状为一预先选择之最高脉冲功率。44.如申请专利范围第40项之方法,其中脉冲化脉冲雷射系统之步骤包括对矽基板上之半导体电路作微切削。45.如申请专利范围第40项之方法,其中电子装置系一厚薄膜电子元件。46.如申请专利范围第40项之方法,其中电子装置系一薄薄膜电子元件。47.如申请专利范围第40项之方法,其中电子装置系一电阻。48.如申请专利范围第40项之方法,其中电子装置系一电容。49.如申请专利范围第40项之方法,其中电子装置系一导电链结。50.如申请专利范围第40项之方法,其中预设预先选择之脉冲形状之步骤系由电脑控制执行。51.如申请专利范围第40项之方法,其中预先选择之反覆速率系由电脑控制选择。52.如申请专利范围第40项之方法,其中雷射源包含一雷射唧筒及一雷射棒,而脉冲雷射系统包括一开关,当关闭时,使得从雷射唧筒来的能量储存在雷射中,当开启时,允许能量在放射周期期间自雷射棒放射。53.如申请专利范围第52项之方法,其中:脉冲雷射系统更包含一反射镜,插入介于雷射唧筒及雷射棒之间,透过此雷射镜,能量自雷射唧筒进入雷射棒,及一输出反射镜,透过此输出反射镜,能量自雷射棒放射;及该开关,插入介于雷射棒及输出反射镜之间。54.如申请专利范围第40项之方法,其中脉冲化脉冲雷射系统之步骤包括避免次要雷射在允许主要雷射脉冲照射工作物件后照射到工作物件。55.一种操作脉冲雷射系统之方法,包括:提供包含一电射源之脉冲雷射系统;根据欲在工作件上被处理之目标材料之已知性质,预先设定脉冲雷射系统欲被操作之预先选择反覆速率。以一与预先选择速率无关之预先选择之脉冲形状脉冲化脉冲雷射系统,使得雷射源处理工作件上的目标材料,同时维持预先设定之预先选择之反覆速率而不管脉冲形状为何。56.如申请专利范围第55项之方法,其中该预先选择之脉冲宽度系一预先选择之脉冲宽度。57.如申请专利范围第55项之方法,其中预先选择之脉冲形状系一预先选择之脉冲能量。58.如申请专利范围第55项之方法,其中预先选择之脉冲形状系一预先选择之最高脉冲功率。59.如申请专利范围第55项之方法,其中操作脉冲雷射系统之步骤包括对矽基板上之半导体电路作微切削。60.如申请专利范围第55项之方法,其中电子装置系一厚薄膜电子元件。61.如申请专利范围第55项之方法,其中电子装置系一薄薄膜电子元件。62.如申请专利范围第55项之方法,其中电子装置系一电阻。63.如申请专利范围第55项之方法,其中电子装置系一电容。64.如申请专利范围第55项之方法,其中电子装置系一导电链结。65.如申请专利范围第55项之方法,其中预先设定之预先选择之脉冲形状之步骤系由电脑控制执行。66.如申请专利范围第55项之方法,其中预先选择反覆速率系由电脑控制选择。67.如申请专利范围第55项之方法,其中雷射源包含一雷射唧筒及一雷射棒,而脉冲雷射系统包括一开关,当关闭时,使得来自雷射唧筒之能量储存在雷射中,当开关开启时,允许能量在放射周期期间自雷射棒放射。68.如申请专利范围第67项之方法,其中脉冲雷射系统更进一部包括一反射镜,插入介于雷射唧筒及雷射棒之间,透过此反射镜,能量自雷射唧筒进入雷射棒,及一输出反射镜,透过此输出反射镜,能量自雷射棒放射;及该开关系插入介于雷射棒及输出反射镜之间。69.如申请专利范围第55项之方法,其中操作脉冲雷射化之系统避免次要雷射在允许主要脉冲照射工作件后照射到工作件。图式简单说明:第一图系显示本发明的雷射系统之主要元件的方块图;第二图系显示本发明的替代雷射系统之主要元件的方块图;第三图系显示第一图所示之雷射系统在固定的高及低反覆速率时操作的波形图;第四图系显示第一图所示之雷射系统,在没有声-光调变器的情况下,对时间的输出功率的图式;第五图系显示如第四图所示,减小时间刻度的图式;以及第六图系显示第一图所示之雷射系统,在使用声-光调变器以减少来自于此雷射连续波输出而使热度减弱,因此,第六图系相似于第四图所示,在次要、不想要的脉冲被移除的情况下,对时间的输出功率的图式。
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