[发明专利]与高激光功率密度扫描系统一起使用的透镜系统

说明书

公开了一种与高激光功率密度扫描系统一起使用的透镜系统，并且包括其中具有一个或多个折射光学元件的第一透镜组。第一透镜组与至少一个高平均功率激光扫描系统通信，并且被配置成通过其传输至少一个高平均激光功率密度信号。在其中具有一个或多个折射光学元件的至少第二透镜组经由第一透镜组与激光扫描系统通信。第二透镜组被配置成通过其传输高平均激光功率密度信号。至少一个衍射光学元件可以与第一透镜组和第二透镜组中的至少一个通信，并且被配置成通过其传输至少一个高平均激光功率密度信号。

对相关申请的交叉引用

本申请要求2017年4月26日提交的题为“Lens System for Use with High LaserPower Density Scanning System”的美国临时专利申请序列号62/490,409的优先权，其整个内容由此通过引用结合到本文中。

背景技术

高激光功率密度扫描系统目前用于许多应用。例如，高功率激光扫描系统经常被用于半导体制造应用、电子器件制造过程以及类似的应用。通常，高功率激光扫描系统包括：至少一个透镜系统，其被配置成将激光引导至工件和/或工作表面。在这些扫描系统中使用的现有技术的透镜系统包括：多个折射光学元件，它们被配置成调节光能并将光能引导至工件和/或工作表面。

尽管现有技术的透镜系统提供了大的视野，该视野使得能够在工作表面上同时形成多个特征，但是已经发觉许多缺点。例如，在激光扫描系统中使用的现有技术的透镜系统不太适合与具有高激光功率密度的光学信号一起使用。另外，这些现有技术的透镜系统主要被设计用于在工件和/或工作表面上形成路线（course）特征（即，具有以毫米为单位测量的横向尺寸的特征）。如此，形成更小和/或更精确的特征（即，具有以微米为单位测量的横向尺寸的特征）已被证明是特别成问题的。此外，现有技术的系统利用由不同的光学材料制造的多个透镜。因此，先前的光学系统通常受较高的吸收的影响，该较高的吸收导致在透镜系统中使用的光学组件之间的温度变化，从而增加了系统畸变。而且，现有技术的透镜系统通常受较高横向色差的影响，从而导致光斑大小和/或形状中的不合期望的变化以及工件和/或工作表面的加工中的变化。

鉴于上述情况，一直需要与高激光功率密度扫描系统一起使用的透镜系统。

发明内容

本申请涉及与高激光功率密度扫描系统一起使用的透镜系统。更具体地，透镜系统可以与高激光功率密度扫描系统结合使用，以在一个或多个工件或表面上形成一个或多个特征、空隙和/或孔。在一个实施例中，本申请公开了一种与高激光功率密度扫描系统一起使用的透镜系统，并且包括其中具有一个或多个折射光学元件的第一透镜组。该第一透镜组可以与至少一个高平均功率激光扫描系统光通信，并且可以被配置成通过其传输至少一个高平均激光功率密度信号。其中具有一个或多个折射光学元件的至少第二透镜组可以经由第一透镜组与高平均功率激光扫描系统光通信。像第一透镜组一样，第二透镜组可以被配置成通过其传输高平均激光功率密度信号。此外，至少一个衍射光学元件可以与第一透镜组和第二透镜组中的至少一个光通信，其中至少一个衍射光学元件可以被配置成通过其传输高平均激光功率密度信号。

本申请进一步公开了与高激光功率密度扫描系统一起使用的透镜系统的另一实施例。该透镜系统可以包括其中具有一个或多个折射光学元件的第一透镜组。该第一透镜组与至少一个高平均功率激光扫描系统光通信，并且可以被配置成通过其传输至少一个高平均激光功率密度信号。该透镜系统可以进一步包括与第一透镜组光通信的至少一个衍射光学元件，并且被配置成从第一透镜组接收至少一个高平均激光功率密度信号，并且通过其传输该至少一个高平均激光功率密度信号。最后，该透镜系统可以进一步包括其中具有一个或多个折射光学元件的至少第二透镜组。该第二透镜组可以经由衍射光学元件与高平均功率激光扫描系统光通信。在使用期间，第二透镜组可以被配置成通过其传输高平均激光功率密度信号。