[发明专利]多脉冲激光束产生方法和装置

说明书

本发明涉及多脉冲激光束的产生方法及其产生装置。

在1987年6月16日本专利JP-A-62-123788（NEC）中已经披露了一种常规的多脉冲激光束产生器，即一种延迟的脉冲激光束产生器，延迟激光束脉冲产生器包括具有类似特性的用于把输入的圆偏振光束经过透射或反射反把它分成P-偏振光和S-偏振光的第一和第二偏振器;一个放置在这些偏振器之间的用于由第一偏振器的反射把P-偏振或S-偏振的偏振激光束的偏振而旋转90度的偏振旋转装置;一个供激光束形成光路的全反射镜;以及把圆偏振激光束变换成具有二个轴线互相垂直，并有一定延迟时间的线偏振激光束的变换器，由此提供一个延迟的脉冲激光束。在这种情况下，输出到装置外的脉冲束限于两种光束。现有技术的装置不采用一种半透半反镜来阻止激光束能量的损失。

激光束加工是适宜于对一种其中包含有类似于导线层的金属薄层的多层板的加工，通常，用于对由金属薄层和树脂层迭层构成的印刷线路板进行钻孔。

一种打孔的钻孔方法已经得到广泛的实施其原因在于这种方法具有批量加工层压板的优点。然而，由于印刷电路板上的电路结构越来越高度的密集，所以钻孔的直径就变得越来越小，由此引起了一个带孔印刷电路板耐久性差的问题。尤其，在大型计算机中用的大块电路板上，需要大量的打孔工作，还需要周期性的改变钻孔以避免由于拙劣的钻孔工作损坏线路板引起的在单块线路板上各种毛病的出现。

最近，已研究了一种激光束加工方法来代替上述的钻孔方法。激光束加工方法不仅可消除加工质量差的线路板，而且可以打各种小直径，如约0.3毫米的孔，打这样的孔采用机械打孔的操作是困难的。而且，激光束加工方法具有在印刷线路板上不施加物理作用力的优点，因为它是一种无接触的加工。然而，仅使用由一台激光器所得到的一个波长的激光束来进行对迭层板的有效加工是有困难的，因为，一块迭层板包括各种不同材料的迭层，如金属薄膜和树脂层，这样的迭层板有不同的激光吸收系数，由此，必须使用由两台不同的激光器所获得的二种不同波长的二个激光束来解决这个问题。作为这一类型装置的例子已在1989年10月24日公开的JP-A-01-266983;1988年11月10日公开的JP-A-63-273587;和1989年11月1日公开的JP-01-273684中有过披露。有关激光束加工的技术也已有日本专利，JP-A-54-120498;JP-A-63-136546;和JP-A-63-154280予以公开。

而上述的诸现有技术是利用不同的激光波长的特性进行加工的方法，这种加工技术的问题是加工装置的整个结构很复杂，而且体积很大，这是因为在所使用的系统中需使用两台完全不同类型的激光器。

本发明的目的在于提供一种用于产生多脉冲激光束的方法和装置，该多脉冲激光束至少包括由一个激光束源产生的一个脉冲束中的三个脉冲束。

本发明的一个方面是：一个产生多脉冲激光束的方法包括下述各步，把来自脉冲激光束振荡器的振荡所产生的一个脉冲激光束利用偏振光分束器（PBS）或偏振器分成两个方向的线偏振激光束，仅把透射光束和反射光束的一束光加到光脉冲延迟器，由非线性偏振元件，例如一种光纤元件和玻璃镶嵌板使脉冲光束延迟，同时破坏激光束的线偏振状态，从而提供一束非线性偏振状态的光束，再一次把激光束加到偏振束分束器或偏振器上，取出其它的透射光和反射光作为一个多脉冲激光束。

本发明的另一方面是：在于得到一个多脉冲激光束发生器，该发生器包括一个能对由上述结构的光回路中得到的仅仅一部分多脉冲激光束的波长进行变换的波长变换部分，由此产生一个双波长多脉冲激光束。

本发明的其它方面的内容是：在于一个包含上述多脉冲激光束发生器的激光束加工设备具有一个监控单元，该监控单元的光接收区对双波长多脉冲激光束的可见激光束是灵敏的，所以，可以用由照射在欲加工物体表面上的可见激光束所产生的散射光束来监控激光束加工的状态。

对激光束发生器的概要操作，以及根据本发明的一个特征利用激光束发生器的激光束加工操作将由下面作出描述。

操作方法可以包括下列各步：利用偏振光分束器或偏振器把由脉冲激光振荡器的振荡所产生的一个脉冲激光束分成两束在第一方向和第二方向上的线性偏振激光束;利用一个单元，譬如具有一种脉冲延迟功能和非线性偏振功能的光学纤维或玻璃波导把两束分开的激光束中的第二个方向上的激光束进行延迟，并把受到延迟的激光束转变成一束非线性的，或非偏振的激光;以及把来自延迟和非线性偏振单元的输出激光束再一次加到偏振光分束器或偏振器上，再次把激光束在第一和第二个方向上分成线性的偏振激光束。把上述各步重复进行。