[发明专利]使用超短脉冲激光器的随机触发特征的加工过程

说明书

一种关联于工件的加工过程可以包括通过控制装置来控制超短脉冲激光器的脉冲重复频率(PRF)。所述PRF可以被控制成在路径上的相邻的脉冲之间在工件上保持大致恒定的距离。尽管存在所述路径相对于工件的速度的改变，但仍可以保持大致恒定的距离。尽管存在与控制所述PRF相关联的所述PRF的改变，但所述路径上的每个脉冲的能量的量仍可以是大致恒定的。

技术领域

本公开一般地涉及使用超短脉冲激光器的加工过程，更具体地涉及使用具有随机触发特征的超短脉冲激光器的加工过程，所述随机触发特征允许即使存在路径相对于工件的速度的改变，但超短脉冲激光器的脉冲重复频率(PRF)仍受控，并且允许尽管存在所述PRF的改变，但来自超短脉冲激光器的给定脉冲的能量的量仍受控。

背景技术

短脉冲激光器系统产生具有亚微秒的脉冲宽度和亚毫秒的时间间隔的光脉冲。如本文使用的，短的光脉冲是时间延续小于微秒(μs)的电磁脉冲。短脉冲激光器包括超短脉冲激光器(有时称为超快激光器)，诸如皮秒激光器和飞秒激光器，以及能够产生具有亚微秒的脉冲宽度和亚毫秒的时间分辨率的放大脉冲的其它激光器。

在常规的超短脉冲激光器中，虽然超短脉冲激光器的脉冲重复频率(PRF)可以是能够选择的，但在加工过程中通常以固定频率产生高能脉冲，因此该高能脉冲具有相对恒定的能量的量。PRF典型地在加工过程中保持固定，因为在加工过程中改变PRF会导致不利的副作用(例如，使得过程质量降低和/或损伤激光器本身的脉冲能量波动)。在一些情况下，超短脉冲激光器可以配置有伪触发特征(例如，按需脉冲(PoD)特征)、前置放大器脉冲选择器，等等，而关于超短脉冲激光器的脉冲的时序提供了一些灵活性。但是，这种伪触发特征会不利地影响到使用这种超短脉冲激光器的加工过程的过程质量。

发明内容

根据一些可能的实施方式，一种关联于工件的加工过程可以包括：通过控制装置来控制超短脉冲激光器的PRF，其中所述PRF被控制成在路径上的相邻的脉冲之间在工件上保持大致恒定的距离，其中尽管所述路径相对于所述工件的速度改变，仍保持所述大致恒定的距离，并且其中尽管存在与控制所述PRF相关联的所述PRF的改变，但所述路径上的每个脉冲的能量的量仍是大致恒定的。

根据一些可能的实施方式，所述大致恒定的距离是与目标距离相距小于或等于0.50微米的距离。

根据一些可能的实施方式，所述路径上的相邻的脉冲之间的能量的量的波动小于近似2％均方根(RMS)。

根据一些可能的实施方式，在所述加工过程期间，所述PRF与在给定时间的所述路径相对于所述工件的速度成比例。

根据一些可能的实施方式，所述加工过程进一步包括确定所述路径相对于所述工件的速度；并且其中控制所述超短脉冲激光器的PRF包括基于所述路径相对于所述工件的速度控制所述PRF。

根据一些可能的实施方式，所述加工过程进一步包括尽管存在与控制所述PRF相关联的所述PRF的改变，但所述路径上的每个脉冲的能量的量仍是受控的。

根据一些可能的实施方式，其中所述加工过程是与将脆性材料改性相关联的过程。

根据一些可能的实施方式，一种关联于工件的加工过程可以包括：在所述加工过程期间，由超短脉冲激光器基于脉冲重复频率(PRF)对所述工件输出脉冲；在所述加工过程期间，控制装置基于路径相对于所述工件的速度的改变控制所述超短脉冲激光器的PRF，其中控制所述超短脉冲激光器的PRF，使得由所述控制装置来控制在工件上的路径上的相邻的脉冲的位置之间的距离，其中所述距离是在与所述加工过程相关联的可操作的距离范围内的任何距离；并且其中尽管存在与所述PRF的控制相关联的所述PRF的改变，但路径上脉冲的脉冲能量仍是受控的，其中所述脉冲的脉冲能量是在所述超短脉冲激光器的可操作的能量范围内的任何能量。

根据一些可能的实施方式，其中所述超短脉冲激光器的PRF被控制为使得相邻的脉冲的位置之间的距离是大致恒定的。