[发明专利]用于激光束的机器内分布的系统、方法和装置

说明书

一种激光器系统包括：包括处理器和非瞬态机器可读存储器的控制器、被配置为输出激光束的激光头、被定位为与该激光头相对的工作床、以及通信地耦合到该电子控制单元并集成在该工作床内的功率计。该激光器系统进一步包括位于该功率计和该激光头之间的刀刃板、以及存储在该非瞬态机器可读存储器中的机器可读指令集，当该机器可读指令集由该处理器执行时使得该激光器系统至少执行以下操作：将该激光头定位在距离该功率计一距离处，使得该激光头输出该激光束，将该激光头平移跨过该功率计，在该激光束平移跨过该功率计时从该功率计接收功率信号；以及基于该功率信号来计算光斑尺寸。

本申请要求于2018年8月9日提交的美国临时申请序列号62/716589的优先权的权益，本申请依据该临时申请的内容并且该临时申请的内容通过引用整体并入本文。

技术领域

本说明书大体涉及用于确定和控制激光束的轮廓的系统和方法，更具体地，涉及自动测量激光束的光斑尺寸并将该激光束的光斑尺寸与激光头到工作床距离(laser-head-to-work-bed distance)相关联的机器内系统和方法。

背景技术

激光切割系统利用激光局部加热材料，以在基板中诱导热应力并分离基板材料。一些系统利用皮秒激光穿透基板材料，因而产生损伤轨迹。这些系统随后可以利用CO₂激光沿着损伤轨迹诱导热应力以分离基板材料。然而，为了有效切割基板材料或分离具有损伤轨迹的基板材料，激光加工头应当被定位为使得最佳光斑尺寸入射到基板的表面上以在基板内诱导热应力。

因此，需要将切割激光束的光斑尺寸与激光头到工作床距离相关联的替代系统和方法。

发明内容

在实施例中，一种激光器系统可以包括：电子控制单元，该电子控制单元包括处理器和非瞬态机器可读存储器；可操纵支撑架，该可操纵支撑架通信地耦合到该电子控制单元，使得由该电子控制单元生成的控制信号控制该可操纵支撑架的移动；激光头，该激光头被配置为输出激光束；工作床，该工作床被定位为与该激光头相对，使得由该激光头输出的该激光束被引导到该工作床上；功率计，该功率计通信地耦合到该电子控制单元并集成在该工作床内；刀刃板，该刀刃板位于该功率计和该激光头之间，其中该刀刃板形成由刀刃延伸跨过该功率计所定义的阻挡部分和传输部分；以及机器可读指令集，该机器可读指令集存储在该非瞬态机器可读存储器中。当该机器可读指令集由该处理器执行时，可以使得该激光器系统至少执行以下操作：将该激光头定位在距离该功率计第一距离处；使得该激光头输出该激光束；将该激光头平移跨过该功率计，其中该激光束从该阻挡部分跨过该刀刃平移到该传输部分中，或该激光束从该传输部分跨过该刀刃平移到该阻挡部分中；在该激光束平移跨过该功率计时，从该功率计接收功率信号；以及基于从该功率计接收到的该功率信号来计算该激光束的光斑尺寸。

在实施例中，一种用于自动测量激光束的光斑尺寸并将该激光束的该光斑尺寸与激光头到工作床距离相关联的方法可以包括：将该激光头定位在距离工作床第一距离处，其中该工作床可以包括集成在该工作床内的功率计；使得该激光头输出该激光束；将该激光头平移跨过该功率计，其中该激光束从阻挡部分跨过刀刃平移到传输部分中，或该激光束从该传输部分跨过该刀刃平移到该阻挡部分中；在该激光束平移跨过该功率计时，从该功率计接收功率信号；以及基于从该功率计接收到的该功率信号来计算该激光束的光斑尺寸。

在实施例中，一种激光切割装置可以包括：可操纵支撑架；激光头，该激光头耦合到该可操纵支撑架并且被配置为输出激光束；工作床，该工作床被定位为与该激光头相对，使得由该激光头输出的该激光束被引导到该工作床上；功率计，该功率计集成在该工作床内；以及刀刃板，该刀刃板位于该功率计和该激光头之间，其中该刀刃板形成由刀刃延伸跨过该功率计所定义的阻挡部分和传输部分。

鉴于下面的详细描述，将结合附图更充分地理解本文所描述的实施例提供的这些和其他特征。

附图说明