【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及激光加工领域，特别涉及一种光学装置及飞秒激光加工系统。
技术介绍
1、飞秒激光是一种超短脉冲的激光，飞秒激光的脉冲时间极短。飞秒激光脉冲可以获得极高的瞬时功率，瞬时功率可达到百万亿瓦。飞秒激光也能紧聚焦到比头发的直径还要小的空间区域。
2、飞秒激光可以作为一种精密加工技术。在晶圆制备工艺中，飞秒激光精密直写技术不断渗透，该技术被广泛应用于晶圆的隐切、打孔、开槽和划线工艺中。
3、目前，在晶圆的隐切工艺中，飞秒激光精密直写技术中常用的激光成丝和贝塞尔高斯光束光束质量均匀性较差，加工分辨率较低，在晶圆隐切中加工效率较低，容易造成晶圆崩边，使得芯片的内部结构破坏，导致芯片性能降低。
技术实现思路
1、本专利技术要解决的技术问题是为了克服现有技术中飞秒激光精密直写中的光束质量均匀性较差的上述缺陷，提供一种光学装置及飞秒激光直写系统。
2、本专利技术是通过下述技术方案来解决上述技术问题：
3、一种光学装置，所述光学装置包括：光源部、超长焦深调制模块及载物台，所述光源部用于发出激光；所述超长焦深调制模块用于接收激光，并将激光调制为超长聚焦深度的聚焦光场；所述载物台用于承载样品，所述聚焦光场加工所述样品。
4、在本方案中，通过采用以上结构，利用光源部发出激光，超长焦深调制模块将激光调制为超长聚焦深度的聚焦光场，超长聚焦深度的聚焦光场对设于载物台的样品进行加工。光学装置通过将激光调制为超长聚焦深度的聚焦光场，可以提高激光光针
5、可选地，所述超长焦深调制模块包括二元相位衍射光学元件，激光射入所述二元相位衍射光学元件，所述二元相位衍射光学元件用于调制激光的相位角和振幅，以将激光调制为所述聚焦光场。
6、在本方案中，通过采用以上结构，二元相位衍射光学元件能够实现超长聚焦深度和亚波长光斑横向尺寸的聚焦光场，可以在晶圆内部沿激光传播方向上造成超长的损伤尺度，同时获取更高的加工精度。
7、可选地，所述二元相位衍射光学元件包括若干环状结构，不同的所述环状结构对应不同相位角和/或振幅幅值。
8、在本方案中，通过采用以上结构，对应不同相位角、振幅幅值的环状结构可以实现对激光的调制，能够实现超长聚焦深度和亚波长光斑横向尺寸的聚焦光场。
9、可选地，不同的所述环状结构对应的相位角的大小采用粒子群算法优化获得；
10、和/或，不同的所述环状结构对应的振幅幅值的大小采用粒子群算法优化获得。
11、在本方案中，通过采用以上结构，采用粒子群算法获得环状结构对应的相位角、振幅幅值，结果更加精确。
12、可选地，所述二元相位衍射光学元件包括5个环状结构，5个所述环状结构对应的相位角在0-π相间分布。
13、可选地，所述超长焦深调制模块还包括高斯滤波镜组，激光经所述二元相位衍射光学元件后射入所述高斯滤波镜组，所述高斯滤波镜组对聚焦光场滤波。
14、在本方案中，通过采用以上结构，高斯滤波镜组可以对聚焦光场滤波，能够进一步提高激光的聚焦光束质量。
15、可选地，所述光学装置还包括偏振器件，激光射入所述偏振器件，所述偏振器件用于将激光调制为径向偏振矢量光场。
16、在本方案中，通过采用以上结构，偏振器件将激光调制为径向偏振矢量光场，可以极小的旁瓣光场强度。
17、可选地，所述光学装置还包括锥透镜，径向偏振矢量光场射入所述锥透镜，所述锥透镜用于将所述径向偏振矢量光场调制为径向偏振的贝塞尔高斯光束。
18、在本方案中，通过采用以上结构，锥透镜将径向偏振矢量光场调制为径向偏振的贝塞尔高斯光束，便于超长焦深调制模块对激光进行调制。
19、可选地，所述光学装置还包括扩束镜组，所述扩束镜组设于所述光源部的下游，激光射入所述扩束镜组，所述扩束镜组用于将所述激光的光斑直径扩展。
20、和/或，所述光学装置还包括物镜，所述物镜设于所述载物台的上方，所述聚焦光场经所述物镜射至所述样品；
21、和/或，所述超长焦深调制模块还用于将激光调制为亚波长光斑横向尺寸的聚焦光场。
22、在本方案中，通过采用以上结构，利用扩束镜组提高激光光斑的直径，直径更大的激光射入超长焦深调制模块及物镜，便于降低多焦点光场的干涉串扰，还可以提高聚焦光场的分辨率。
23、一种飞秒激光加工系统，所述飞秒激光加工系统包括上所述光学装置。
24、在本方案中，通过采用以上结构，飞秒激光加工系统通过将激光调制为超长聚焦深度的聚焦光场，可以提高激光光丝质量的均匀性，也可以提高加工分辨率。飞秒激光加工系统用到晶圆隐切加工时，可以提高加工效率，可以避免晶圆崩边，可以避免芯片内部被破坏，可以提高芯片的性能。
25、在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本专利技术各较佳实例。
26、本专利技术的积极进步效果在于：
27、本专利技术通过利用光源部发出激光，超长焦深调制模块将激光调制为超长聚焦深度的聚焦光场，超长聚焦深度的聚焦光场对设于载物台的样品进行加工。光学装置通过将激光调制为超长聚焦深度的聚焦光场，可以提高激光光针质量的均匀性，也可以提高加工分辨率。光学装置用到晶圆隐切加工时，可以提高加工效率，可以避免晶圆崩边，可以避免芯片内部被破坏，可以提高芯片的性能。
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1.一种光学装置，其特征在于，所述光学装置包括：
2.如权利要求1所述的光学装置，其特征在于，所述超长焦深调制模块包括二元相位衍射光学元件，激光射入所述二元相位衍射光学元件，所述二元相位衍射光学元件用于调制激光的相位角和振幅，以将激光调制为所述聚焦光场。
3.如权利要求2所述的光学装置，其特征在于，所述二元相位衍射光学元件包括若干环状结构，不同的所述环状结构对应不同相位角和/或振幅幅值。
4.如权利要求3所述的光学装置，其特征在于，不同的所述环状结构对应的相位角的大小采用粒子群算法优化获得；
5.如权利要求3所述的光学装置，其特征在于，所述二元相位衍射光学元件包括5个环状结构，5个所述环状结构对应的相位角在0-π相间分布。
6.如权利要求2所述的光学装置，其特征在于，所述超长焦深调制模块还包括高斯滤波镜组，激光经所述二元相位衍射光学元件后射入所述高斯滤波镜组，所述高斯滤波镜组对聚焦光场滤波。
7.如权利要求1所述的光学装置，其特征在于，所述光学装置还包括偏振器件，激光射入所述偏振器件，所述偏振器件用于将激光调
8.如权利要求7所述的光学装置，其特征在于，所述光学装置还包括锥透镜，径向偏振矢量光场射入所述锥透镜，所述锥透镜用于将所述径向偏振矢量光场调制为径向偏振的贝塞尔高斯光束。
9.如权利要求1-8中任意一项所述的光学装置，其特征在于，所述光学装置还包括扩束镜组，所述扩束镜组设于所述光源部的下游，激光射入所述扩束镜组，所述扩束镜组用于将所述激光的光斑直径扩展。
10.和/或，所述光学装置还包括物镜，所述物镜设于所述载物台的上方，所述聚焦光场经所述物镜射至所述样品；
11.一种飞秒激光加工系统，其特征在于，所述飞秒激光加工系统包括如权利要求1-9中任意一项所述光学装置。
...【技术特征摘要】
1.一种光学装置，其特征在于，所述光学装置包括：
2.如权利要求1所述的光学装置，其特征在于，所述超长焦深调制模块包括二元相位衍射光学元件，激光射入所述二元相位衍射光学元件，所述二元相位衍射光学元件用于调制激光的相位角和振幅，以将激光调制为所述聚焦光场。
3.如权利要求2所述的光学装置，其特征在于，所述二元相位衍射光学元件包括若干环状结构，不同的所述环状结构对应不同相位角和/或振幅幅值。
4.如权利要求3所述的光学装置，其特征在于，不同的所述环状结构对应的相位角的大小采用粒子群算法优化获得；
5.如权利要求3所述的光学装置，其特征在于，所述二元相位衍射光学元件包括5个环状结构，5个所述环状结构对应的相位角在0-π相间分布。
6.如权利要求2所述的光学装置，其特征在于，所述超长焦深调制模块还包括高斯滤波镜组，激光经所述二元相位衍射光学元件后射入所述高...
【专利技术属性】
技术研发人员：史长坤，金贤敏，魏志猛，
申请(专利权)人：无锡光子芯片联合研究中心，
类型：发明
国别省市：
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