线光束形成装置制造方法及图纸

提供一种线光束形成装置，其配置成：通过使用由多个反射镜组成的单反射镜组，可以沿与激光束的行进方向(z轴)垂直的第一方向(y轴)将激光束分割为具有预定尺寸的子光束，并且沿与激光束的行进方向(z轴)垂直的第二方向(x轴)以规则的间隔排列这些子光束并出射，本发明专利技术的线光束形成装置可以用作准分子激光器(具有高光束发散度的多模式激光束发生器)、大功率DPSS激光器或激光二极管，可以通过会聚光束而获得高密度能量，可以获得在长轴和短轴两者中均具有均匀强度的光束轮廓，并且可以组合多个激光束而不受入射光束特性的影响。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】线光束形成装置
本专利技术涉及一种线光束形成装置，更具体地，该线光束形成装置可以通过使用由多个反射镜组成的单反射镜组来沿与激光束的行进方向(z轴)垂直的第一方向(y轴)将激光束分割成具有预定尺寸的子光束，并且可以沿与激光束的行进方向(z轴)垂直的第二方向(x轴)以规则的间隔排列这些子光束并出射。
技术介绍
近来，作为大功率UV激光器的准分子激光器或UVDPSS(二极管泵浦固态)激光器被用于使用激光束分离基板上的薄膜的LLO(激光剥离)工艺，从而制造小型装置，例如LED(发光二极管)。此外，准分子激光器或DPSS激光器被用于沉积非晶硅层后使其结晶以制造用作液晶面板中的开关装置的LTPS(低温多晶硅)薄膜晶体管的工艺。为了确保在需要高能量的工艺中紧密聚焦和高度分辨的束斑，需要减小束斑的尺寸。此外，光束的强度应均匀分布在光束中以进行均匀加工。在美国专利号7286308中公开了一种使用棱镜阵列交换长轴和短轴的光束质量的方法，以用于聚焦来自激光二极管条的光。根据美国专利号7286308的方法，当使用棱镜阵列时，由于复杂的制造、组装和布置而难以制造精确的光学系统，并且光学系统的尺寸太大，因此实用性低。此外，美国专利号5513201采用旋转光路的装置，以将光聚焦到激光二极管阵列系统中的光纤，并且提出了使用透镜、棱镜和反射镜来旋转光路的方法。然而，由于复杂的制造、组装和布置，仍然难以制造精确的光学系统，并且仍然存在光学系统的尺寸太大的问题。特别地，当使用柱面透镜阵列时，存在焦距越大，光束损耗越大的问题。这导致焦距小，从而导致光学像差。此外，需要超过预定电平的功率阈值的系统在激光的最大输出方面受限，因此在某些情况下需要组合两个以上的激光。因此，需要一种光学系统，其制造可以通过组合两个以上的激光而在整个区域中同时执行均匀处理的平顶线光束轮廓。然而，采用棱镜阵列的美国专利号7286308或美国专利号5513201中公开的方法需要单独的光学系统，因为在一个光学系统中难以组合两个以上的激光。此外，需要构造一种在短轴(y轴)方向上保持较小的束斑尺寸并且在长轴(x轴)方向和短轴(y轴)方向上具有平顶轮廓的光学系统，以便产生高密度能量线光束并均匀分布光束的强度。
技术实现思路
[技术问题]本专利技术的目的是提供一种装置，该装置可用于任何能量来源的激光，因此能够减少维护成本，而且不仅可以简单地制造，还可以减少光的损失，并且可以减小束斑尺寸的同时可以产生沿短轴和长轴的方向均匀的线光束。然而，本专利技术的目的不限于上述内容，并且从下面的描述中其它目的可以对本领域技术人员显而易见。[技术方案]为了实现上述目的，根据本专利技术的一个方面，提供了一种线光束形成装置，其用于在操作表面上形成线光束，该装置包括：激光源，其发射激光束；以及单反射镜组，其由多个反射镜组成，其中单反射镜组在线光束形成装置中被布置成：通过重复执行接收激光束、沿与激光束的行进方向(z轴)垂直的第一方向(y轴)分割激光束以出射具有预定尺寸的子光束、以及在单反射镜组中对其余光束进行再反射以使其余光束在第一方向(y轴)上移动预定尺寸的过程来顺序地出射具有预定尺寸的子光束，并且沿与激光束的行进方向(z轴)垂直的第二方向(x轴)以规则的间隔排列子光束。[有益效果]本专利技术的线光束形成装置可以用作准分子激光器(具有高光束发散度的多模激光束)、大功率DPSS激光器或激光二极管；可以通过会聚光束来获得高密度能量；可以获得在长轴和短轴两者中均具有均匀强度的光束轮廓；并且可以组合多个激光束而不受入射光束特性的影响。附图说明图1是示意性地示出了根据本专利技术的实施方式的由两个反射镜组成的单反射镜组中的光的入射、反射和出射的侧视图(图1a)和平面图(图1b)。图2是示意性地示出了根据本专利技术的实施方式的由三个反射镜组成的单反射镜组中的光的入射、反射和出射的侧视图(图2a)和平面图(图2b)。图3是示意性地示出了根据本专利技术的实施方式的由四个反射镜组成的单反射镜组中的光的入射、反射和出射的侧视图(图3a)和平面图(图3b)。图4是示意性地示出了根据本专利技术的实施方式的包括相对于光轴倾斜的单反射镜组的光学系统中的光的入射、反射和出射的平面图。图5是示出了在第一方向(y轴)上增加光束的尺寸之后穿过单反射镜组的光束的布置状态的示意图。图6a和图6b是示出根据本专利技术的实施方式的通过单反射镜组的光束出射路径中的非反射涂层来使光损失最小化的光学系统的构造的视图。图7是示出了根据本专利技术的实施方式的使用两个单反射镜组将入射光束分割为两半并透过的光学系统的构造的平面图(图7a)和正视图(图7b)。图8是示出根据本专利技术的实施方式的使用多个相邻光束作为入射光束的光学系统的构造的视图。图9是示出根据本专利技术的实施方式的线光束形成装置的构造的示意图。图10示出了在第一方向(y轴)上增加光束的尺寸之后(图10a)和光束随后穿过单反射镜组之后(图10b)的光束轮廓。图11是示出根据本专利技术的实施方式的激光脉冲持续时间展宽器的原理的视图。图12是根据本专利技术的实施方式的使用柱面反射镜阵列的激光脉冲持续时间展宽器的示意图。图13是根据本专利技术实施方式的使用单反射镜组作为第二方向(x轴)均化器的光学系统的示意图。图14a、图14b和图14c示出了根据本专利技术的实施方式的包括作为单反射镜组的柱面反射镜阵列的光学系统的示例。具体实施方式将参考附图说明本专利技术的实施方式，以使本领域的技术人员可以容易地实现本专利技术。然而，如本领域技术人员将认识到的那样，在不脱离本专利技术的精神或范围的情况下，所描述的实施方式可以以各种不同的方式进行修改。在附图中，将省略与描述无关的部分，以便明确地描述本专利技术，并且在本说明书中将使用相似的附图标记来描述相似的部分。通过本说明书，除非另有明确说明，否则“包含”任何组件将被理解为暗示可包含其它组件，而不是排除任何其它组件。由本文使用的术语“由…组成”或“包括”不应被解释为必然地包括所有各种组件或各种步骤，而是解释为它们可以不包括一些组件或步骤，或者可以进一步包括附加组件或步骤。此外，包括在说明书中使用的诸如“第一”和“第二”的序数的术语可以用于描述其它组件，但是组件不应被解释为限于这些术语。这些术语用于区分一个组件和另一个组件。例如，在不脱离本专利技术的范围的情况下，“第一”组件可以被命名为“第二”组件，反之亦然。本专利技术涉及一种线光束形成装置，其包括使用激光源来产生高密度能量线光束的光学系统。光学系统的一大特征在于，在与光束的行进方向(z轴)垂直的第一方向(y轴或短轴)和第二方向(x轴或长轴)上的光束强度分布不同。为了均匀地处理物质，需要均匀分布光束密度，为此，需要使用均化器来将光束准直为在第二方向(x轴)上具有均匀强度和适用于的系统的长度(5～1500mm)的光束。此外，为了有效地加工物质，需要制造高密度的能量线光束，为此，需要通过在第一方向(y轴)上集中或聚焦光束来减小束斑尺寸。激光束以高斯型移动，束斑尺寸确定为束腰w0的两倍。基于激光波长λ、入射到透镜中的光束的尺寸D、透镜的焦距F和光束质量因子M2的关系，由下面的等式(1)确定通过透镜聚焦的光束的束斑尺寸2w0。参考等式(1)，可以考虑以下方法来减小束斑尺寸2w0。第一种方法是增加入射到透镜中的光束本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种线光束形成装置，其在操作表面上形成线光束，所述线光束形成装置包括：激光源，其发射激光束；以及单反射镜组，其由多个反射镜组成，其中，所述单反射镜组在所述线光束形成装置中被布置成：通过重复执行包括接收激光束、沿与所述激光束的行进方向(z轴)垂直的第一方向(y轴)分割所述激光束以出射具有预定尺寸的子光束、以及在所述单反射镜组中对其余光束进行再反射以使所述其余光束在所述第一方向(y轴)上移动预定尺寸的过程来顺序地出射具有预定尺寸的子光束，并且沿与所述激光束的所述行进方向(z轴)垂直的第二方向(x轴)以规则的间隔排列所述子光束。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.06.10 KR 10-2015-00821191.一种线光束形成装置，其在操作表面上形成线光束，所述线光束形成装置包括：激光源，其发射激光束；以及单反射镜组，其由多个反射镜组成，其中，所述单反射镜组在所述线光束形成装置中被布置成：通过重复执行包括接收激光束、沿与所述激光束的行进方向(z轴)垂直的第一方向(y轴)分割所述激光束以出射具有预定尺寸的子光束、以及在所述单反射镜组中对其余光束进行再反射以使所述其余光束在所述第一方向(y轴)上移动预定尺寸的过程来顺序地出射具有预定尺寸的子光束，并且沿与所述激光束的所述行进方向(z轴)垂直的第二方向(x轴)以规则的间隔排列所述子光束。2.根据权利要求1所述的线光束形成装置，其中，所述线光束形成装置在所述单反射镜组前面还包括光束转换器，其中，通过所述光束转换器来增加所述第一方向(y轴)上的所述激光束的尺寸，从而减小所述第一方向(y轴)上的光束发散度，然后将转换的激光束入射到所述单反射镜组中。3.根据权利要求1所述的线光束形成装置，其中，所述单反射镜组包括：第一反射镜，其接收入射激光束，通过出射部来出射子光束，并反射其余光束；和第二反射镜，其接收由所述第一反射镜所反射的光束并进行再反射，其中，所述第一反射镜在所述激光束的所述行进方向(z轴)上与所述第二反射镜间隔开，并且布置成在所述第一方向(y轴)上相对于所述第二反射镜偏移所述出射部的长度(d)。4.根据权利要求3所述的线光束形成装置，其中，通过调整所述出射部的所述长度(d)来调整所述子光束在所述第一方向(y轴)上的长度。5.根据权利要求3所述的线光束形成装置，其中，所述出射部是填充有空气的空间。6.根据权利要求3所述的线光束形成装置，其中，所述出射部从所述第一反射镜延伸，并涂覆有抗反射层。7.根据权利要求6所述的线光束形成装置，其中，在所述子光束的出射路径中另外设置有折射校正构件，并且所述折射校正构件由与涂覆有所述抗反射层的所述出射部相同厚度的相同材料制成，并且以与所述出射部相反的角度倾斜。8.根据权利要求1所述的线光束形成装置，其中...

【专利技术属性】
技术研发人员：文轸培，金惠贞，柳相吉，
申请(专利权)人：株式会社菲尔光学，
类型：发明
国别省市：韩国,KR