[发明专利]一种合束装置、激光加工设备和激光退火方法

说明书

本发明公开一种合束装置、激光加工设备和激光退火方法，涉及激光退火技术领域，用于降低激光退火时工艺区和非工艺区之间热预算差。所述合束装置用于对波长不同的预热光束和工艺光束进行合束，包括光束整形元件和半透半反光学元件；所述光束整形元件用于将预热光束转换为环形光束，并向所述半透半反光学元件提供所述环形光束；所述半透半反光学元件用于反射所述环形光束和透射所述工艺光束，使得所述环形光束套设所述工艺光束上。

技术领域

本发明涉及激光退火技术领域，尤其涉及一种合束装置、激光加工设备和激光退火方法。

背景技术

在激光退火工艺中，激光辐照区的表面温度超过1000度，而未辐照区域则接近室温，存在较大的温度梯度，也即，工艺区和非工艺区之间热预算差较大。这样，一方面容易造成破片风险，另一方面，容易使辐照区和未辐照区边界粗糙度增加，影响器件的特性。

现有技术中，为了解决此问题，一般采用双束或多束激光混合的方法，将用于工艺加热的光束混合在一个均匀的预热光束中。这样，加热光束和预热光束重叠，但这种方法并未降低工艺区和非工艺区之间的热预算差。

发明内容

本发明的目的在于提供一种合束装置、激光加工设备和激光退火方法，用于降低激光退火时工艺区和非工艺区之间热预算差。

第一方面，本发明提供一种合束装置。该合束装置包括光束整形元件和半透半反光学元件；光束整形元件用于将预热光束转换为环形光束，并向半透半反光学元件提供环形光束；半透半反光学元件用于反射环形光束和透射加热光束，使得环形光束套设工艺光束上。

通过上述技术方案，光束整形元件可以将预热光束转换为环形的，然后环形光束和工艺光束可以通过半透半反元件实现环形光束套设工艺光束上，也即，环形光束无间隙的环绕在工艺光束的外侧，这样，预热光束和环形光束没有重叠，环形光束用于预热非工艺区，工艺光束用于加工工艺区，如此可以降低工艺区和非工艺区之间的热预算差。

第二方面，本发明提供一种激光加工设备，该激光加工设备包括至少一个上述所有可能实现方式所描述的合束装置。

本发明中第二方面及其各种实现方式的有益效果与第一方面或第一方面任一可能的实现方式的有益效果相同，此处不再赘述。

第三方面，本发明提供一种激光退火方法，该激光退火方法可以应用于至少一个上述所有可能实现方式所描述的合束装置中，或者，应用于至少一个上述所有可能实现方式所描述的激光加工设备中，该激光退火方法包括：

利用光束整形元件将预热光束转换为环形光束，并向半透半反光学元件提供环形光束；

向半透半反光学元件提供工艺光束；

利用半透半反光学元件反射环形光束和透射工艺光束，使得环形光束套设工艺光束上，形成混合光束；

利用混合光束对待退火对象进行退火。

本发明中第三方面及其各种实现方式的有益效果与第一方面或第一方面任一可能的实现方式的有益效果相同，此处不再赘述。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本申请实施例提供的一种激光退火设备的示意图；

图2为本申请实施例提供的光束整形元件的示意图。

附图标记：

1-退火光源，2-预热光源，3-光束整形元件，31-挡光部，4-半透半反光学元件，5-承载台。

具体实施方式