[发明专利]一种准分子激光后端光路系统

说明书

本发明公开了一种准分子激光后端光路系统，准分子激光器输出光束发射至光束整形模块中；光束整形模块将准分子激光器输出光束的矩形光斑整形为点状光斑，经光束整形模块整形后得到的点状光斑最终成像在样品台上；利用经光束整形模块整形后得到的点状光斑对样品台上的样品进行微加工；实时在线监测模块对样品的微加工形貌进行实时监测，并将实时监测结果发送给整机控制模块；整机控制模块根据样品微加工形貌的实时监测结果，控制准分子激光器输出光束的激光脉冲参数，以及控制光束整形模块的相关调节参数。本发明可以实现材料的光刻、打标、微剥蚀等多种微加工过程，是一种通用型后端光路系统。

技术领域

本发明涉及激光微加工技术领域，尤其是一种准分子激光后端光路系统。

背景技术

准分子激光具有深紫外波长输出和高脉冲能量的独特优势，在材料加工领域，准分子激光的深紫外波长能够以极高分辨率实现极微小特征的加工，而高脉冲能量结合高重复频率，可以保证高产能，缩短生产时间，这两大独特优势使准分子激光具在材料微加工领域具有不可替代的地位。

但是，准分子激光输出的原始光束通常为近平顶分布的矩形光束，光斑面积较大，无法直接应用于微加工过程中。因此，利用准分子激光对材料进行微加工时，需要通过后端光路系统即外部光路系统来对准分子激光输出的原始光束进行整形处理，从而达到微加工的需求。比如，在非晶硅的准分子激光扫描系统中，需要将光束整形成极窄的线性光束进行扫描；在准分子激光眼科治疗系统中，需要极其均匀的光斑辐照的角膜基质上，因此准分子激光眼科治疗的后端光路系统中必须包含有精密的匀光系统；而在材料微加工过程中，通常需要保证到达材料的光斑为微米级别的点状光斑，通过对点状光斑的扫描或者样品的移动实现对材料的图形化微加工。

现有技术中的利用准分子激光进行微加工的后端光路系统通常只是针对某一应用领域单独开发设计，无法在其他领域应用。因此，设计一种通用型可用于材料的光刻、打标、微剥蚀等多种微加工过程的准分子激光后端光路系统，对于促进微加工领域的发展具有不可忽视的作用。

发明内容

为了克服上述现有技术中的缺陷，本发明提供一种准分子激光后端光路系统，可以实现材料的光刻、打标、微剥蚀等多种微加工过程，是一种通用型的后端光路系统。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案，包括：

一种准分子激光后端光路系统，包括：准分子激光器、光束整形模块、样品台、实时在线监测模块、整机控制模块；

所述准分子激光器的输出光束发射至所述光束整形模块中；

所述光束整形模块用于将准分子激光器输出光束的光斑整形为点状光斑，经光束整形模块整形后得到的点状光斑最终成像在所述样品台上；

所述样品台用于放置样品，并利用经光束整形模块整形后得到的点状光斑对样品进行微加工；

所述实时在线监测模块用于对样品的微加工形貌进行实时监测，并将实时监测结果发送给所述整机控制模块；

所述整机控制模块根据样品微加工形貌的实时监测结果，控制所述准分子激光器输出光束的激光脉冲参数，以及控制所述光束整形模块的相关调节参数。

所述光束整形模块包括：沿光束的传播方向依次设置的可调光阑单元、衰减单元、匀光单元、高精度成像单元、高速扫描振镜单元；

所述可调光阑单元用于调节光束的光斑大小；

所述衰减单元用于降低光束的激光能量；

所述匀光单元用于将光束的光斑能量分布均匀化；

所述高精度成像单元用于对光束的光斑进行聚焦，将经光束整形模块整形后得到的点状光斑最终成像在所述样品台上；