[发明专利]使用多激光束的高效微机械加工设备和方法

摘要

激光束切换系统(50)应用耦合到光束切换装置(58)的激光器(52)，这种激光切换装置使得激光束在第一和第二光束定位头之间切换，这样当第一光束定位头(60)正在引导激光束加工工件目标位置时，第二光束定位头(62)同时移动到另外一个目标位置，反之亦然。优选的光束切换装置包括第一和第二AOM。当施加RF到第一AOM(72)时，激光束向第一光束定位头衍射，并且当施加RF到第二AOM(74)时，激光束向第二光束定位头衍射。工件加工系统(120)使用一个通用模块化成像光学组件(122)和一个可选的可变光束扩展器(94)来对多个激光束进行光学处理。

主权项

1、一种被配置以协调的方式在多个光束传播方向选择性地引导激光束从而达到高速加工目标样本不同区域中材料的系统，该系统包括：激光源，其发射包含一系列激光脉冲的激光束；光束切换装置，其接收所述一系列激光脉冲，并且响应光束切换信号，引导第一组和第二组激光束脉冲沿着各自的第一和第二光束轴传送；和第一定位机构，其响应第一控制信号，以提供所述第一光束轴和所述目标样本的相对运动，从而在所述目标样本不同的第一目标区域处选择性地定位所述第一光束轴，并加工所述目标样本的所述第一目标区域中的材料；第二定位机构，其响应第二控制信号，以提供所述第二光束轴和所述目标样本的相对运动，从而在所述目标样本不同的第二目标区域处选择性地定位所述第二光束轴，并加工所述目标样本的所述第二目标区域中的材料；控制器，其产生所述光束切换信号和所述第一及第二控制信号，从而以第一和第二操作工序执行协调的系统操作；所述第一操作工序，其包括所述光束切换装置引导所述第一组激光束脉冲入射到被选择的所述第一目标区域之一，所述第一定位机构提供所述相对运动，使所述第一组激光脉冲能加工被选择的第一目标区域中的材料，且在所述第一组激光脉冲加工材料期间，所述第二定位机构提供所述相对运动，以将所述第二光束轴定位到被选择的所述第二目标区域之一；和所述第二操作工序，其包括所述光束切换装置引导所述第二组激光束脉冲入射到被选择的第二目标区域，所述第二定位机构提供所述相对运动，使所述第二组激光脉冲能加工被选择的第二目标区域中的材料，且在所述第二组激光脉冲加工材料期间，所述第一定位机构提供所述相对运动，以将所述第一光束轴从被选择的第一目标区域定位到下一个被选择的所述第一目标区域之一。