專利名稱：高能量脈沖抑制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
0001本發(fā)明涉及激光器，并且更具體地講，涉及一種用于根據(jù)需要提供高重復(fù)率、穩(wěn)定能量的激光脈沖的方法和裝置，其具有負載受控的聲-光調(diào)制器(“AOM”)以最小化激光束的質(zhì)量失真或位置/定位準(zhǔn)確度(positional accuracy)的失真。
背景技術(shù)：
0002激光被廣泛應(yīng)用在包括光譜和生物工藝學(xué)研究的各種研發(fā)(R&D)工作中，以及包括檢查、處理和微加工各種電子材料和襯底的工業(yè)性作業(yè)中。例如，為了修補動態(tài)隨機存取存儲器(“DRAM”)，使用激光脈沖來切斷導(dǎo)電鏈路以使有故障的存儲器單元從DRAM器件上分離，然后激活冗余的存儲器單元以替代有故障的存儲器單元。因為需要去除鏈路的故障存儲器的位置是隨機的，所以需要被切斷的鏈路的位置也是隨機的。因此，在激光鏈路修補過程中，激光脈沖是以隨機的脈沖間隔發(fā)出的。換言之，激光脈沖是以變化范圍很大的脈沖重復(fù)頻率(“PRF”)運行的，而不是以恒定的PRF運行的。對于獲得更大產(chǎn)品產(chǎn)量的工業(yè)工藝來說，激光脈沖是射向目標(biāo)鏈路的，而不用停止激光束的掃描機構(gòu)。這種生產(chǎn)技術(shù)在工業(yè)上稱作“忙碌的(on-the-fly)”(“OTF”)鏈路處理。其它普通激光應(yīng)用采用的激光脈沖僅當(dāng)需要時在隨機的時刻射出。
0003然而，雖然激光脈沖寬度隨PRF的增加而增大，但每個脈沖的激光能量是典型地隨著PRF的增加而減小的，這些特征對Q開關(guān)固態(tài)激光器特別適用。雖然，根據(jù)需要，許多激光應(yīng)用需要隨機時間位移的激光脈沖，但這些應(yīng)用還需要每個脈沖的激光能量和脈沖寬度保持為基本恒定。對于存儲器或其它IC芯片上的鏈路處理，激光能量不足會導(dǎo)致鏈路切斷不充分，而太大的激光能量會對鈍化結(jié)構(gòu)或硅襯底產(chǎn)生不可接受的損害。激光脈沖能量可接受的范圍通常稱作“加工窗(process window)”。對于許多實際的IC器件，加工窗需要激光脈沖能量變化量小于選定的脈沖能量值的5％。
0004有經(jīng)驗的技術(shù)人員已經(jīng)采用各種方法用于保證在加工窗范圍內(nèi)操作，或者擴大加工窗。例如，已經(jīng)轉(zhuǎn)讓給本發(fā)明申請的受讓人的題目為METHOD AND APPARATUS FOR GENERATING ANDEMPLOYING A HIGH DENSITY OF EXCITED IONS IN ALASANT的美國專利第5,590,141號描述了具有激射工作物質(zhì)的固態(tài)激光器，該激射工作物質(zhì)表現(xiàn)出作為PRF函數(shù)的減小的脈沖能量減少，由此表現(xiàn)出更高的可用PRF。因此，這種激光器在其最大的PRF下操作時，能夠產(chǎn)生更穩(wěn)定的脈沖能量等級。也已經(jīng)轉(zhuǎn)讓給本發(fā)明申請的受讓人的題目為SYSTEM AND METHOD FOR SELECTIVELY LASERPROCESSING A TARGET STRUCTURE OF ONE OR MOREMATERIALS OF A MULTIMATERIAL，MULTILAYER DEVICE的美國專利第5,265,114號描述了使用諸如1320納米(“nm”)的更長的激光波長來擴大鏈路處理窗口，以允許在處理過程中激光脈沖能量有更大的變化。題目為LASER PUMP CONTROL FOR OUTPUT POWERSTABILIZATION的美國專利第5,226,051號描述了通過控制泵浦二極管的電流來使激光脈沖能量相等的技術(shù)。該技術(shù)在采用低于約25KHz或30KHz的激光PRF的實際應(yīng)用中很適用。
0005以上描述的激光加工應(yīng)用通常采用具有1047nm-1342nm波長的紅外(“IR”)激光器，其在不超過約25或30KHz的PRF下運行。然而，產(chǎn)品需求正要求有更高的產(chǎn)量，所以激光器應(yīng)該能夠在高于約25KHz(諸如50-60KHz或更高)的PRF下操作。此外，許多激光加工應(yīng)用是通過采用紫外(“UV”)能量波長(一般會小于約400nm)改進的。這種UV波長可以通過將IR激光器置于模擬IR激光器的二次、三次或四次諧波的諧波產(chǎn)生過程來生成。不幸的是，由于諧波產(chǎn)生的性質(zhì)，這種UV激光的脈沖-脈沖能量等級對于PRF和激光脈沖間隔中的時間變化特別敏感。
0006也已經(jīng)轉(zhuǎn)讓給本發(fā)明申請的受讓人的題目為LASERPROCESSING POWER OUTPUT STABILIZATION APPARATUS ANDMETHOD EMPLOYING PROCESSING POSITION FEEDBACK的美國專利第6,172,325號描述了在恒定的高重復(fù)率下結(jié)合位置反饋受控的激光脈沖選擇或選通器件操作激光器的技術(shù)，以在隨機的時間間隔根據(jù)需要提供具有良好的激光脈沖能量穩(wěn)定性和高產(chǎn)量的激光脈沖選擇，該時間間隔是激光脈沖間隔的倍數(shù)。
0007典型的激光脈沖選擇或選通器件包括聲-光調(diào)制器(“AOM”)，和電-光調(diào)制器(“EOM”)，也稱作普克爾斯盒(Pockels cell)。典型的EOM材料，諸如KD*P或KDP，吸收相對較強的UV波長，而這會在使用的波長下產(chǎn)生材料的較低的損害閾，及在選通器件內(nèi)沿激光束路徑放置的光學(xué)器件的局部加熱，從而使調(diào)制器所需的電壓產(chǎn)生變化，進而影響半波長延遲。EOM的另一個劣勢是令人質(zhì)疑的它在超過50KHz的重復(fù)率下表現(xiàn)良好的能力。另一方面，AOM材料對250nm的UV到2000nm的IR是很透明的，這允許AOM在該范圍內(nèi)的所有典型的激光波長表現(xiàn)良好。AOM也能輕易在高達幾百KHz的重復(fù)率下適應(yīng)期望的脈沖的選通。AOM的一個劣勢是其約75-90％的限制衍射效率。
0008圖1示出了用在激光脈沖選擇或選通應(yīng)用中的由射頻(“RF”)驅(qū)動器12驅(qū)動的典型的現(xiàn)有技術(shù)AOM 10，圖2A-2D(總稱為圖2)示出了輸入的激光脈沖14、AOM RF脈沖15、以及AOM輸出脈沖16和20的對應(yīng)的現(xiàn)有技術(shù)的時距圖。圖2A示出了由激光器(未示出)發(fā)出并傳播到AOM 10的恒定重復(fù)率的激光脈沖14a-14k。圖2B圖解說明了兩個示例性方案，其將RF脈沖15施加到AOM 10，以選擇在相應(yīng)的時間周期22a-22k發(fā)出的激光脈沖14a-14k中的哪幾個脈沖被傳播至目標(biāo)。在第一種方案中，單個RF脈沖15cde(以虛線表示)被延長以覆蓋對應(yīng)于激光脈沖14c，14d，和14e的時間周期22c-22e；在第二種方案中，分離的RF脈沖15c，15d，和15e被產(chǎn)生以分別覆蓋激光脈沖14c，14d，和14e的各自的時間周期22c，22d和22e。圖2C和2D示出了從AOM 10傳播的第一階光束20和零階光束16，這是由有無施加到AOM 10的RF脈沖15確定的。
0009參考圖1和2，AOM 10被RF驅(qū)動器12驅(qū)動。當(dāng)沒有RF脈沖15施加到AOM 10時，輸入的激光脈沖14基本沿其原來的光束路徑通過AOM 10并作為光束16(通常稱為零階光束16)射出。當(dāng)RF脈沖15被施加到AOM 10時，輸入的激光脈沖14的部分能量從零階光束16的路徑上衍射到一階光束20的路徑上。AOM 10的衍射效率定義為第一階光束20的激光能量和輸入的激光脈沖14的激光能量的比率。第一階光束20或零階光束16都可用作工作光束，這取決于不同的應(yīng)用考慮。為了簡便，下文將進入AOM 10的激光脈沖14稱作“激光脈沖”或“激光輸出”，而且傳送到目標(biāo)的脈沖，由于是被AOM 10選擇的，將被稱作“工作激光脈沖”或“工作激光輸出”。
0010當(dāng)一階光束用作工作光束時，隨著RF功率從其最大功率變化到基本為零時，工作激光脈沖的能量可以分別地在100％的最大值到基本為零之間被動態(tài)地控制。因為在允許的最大RF功率負載下AOM 10實際的限制衍射效率是約75％-90％，所以工作激光脈沖的最大能量值是來自激光器的激光脈沖能量值的約75％-90％。然而，當(dāng)零階光束16用作工作光束時，隨著RF功率從基本為零到最大功率變化，工作激光脈沖的能量可以分別從來自激光器的激光脈沖能量的100％的最大值到最大值的15-20％之間進行動態(tài)控制。例如，對于存儲器鏈路加工，當(dāng)不需要工作激光脈沖時，不允許有系統(tǒng)激光脈沖能量泄露，即，工作激光脈沖能量應(yīng)該為零，這樣一階激光束20被用作工作光束。
0011再次參考圖2，RF脈沖15在隨機的時間間隔，并且僅當(dāng)需要工作激光脈沖時，被施加到AOM 10，在這種情況下，隨機的時間間隔是激光脈沖間隔的隨機整數(shù)倍。工作激光脈沖的隨機輸出在AOM 10上產(chǎn)生隨機變化的熱負載。變化的熱負載在AOM 10上引起幾何失真和溫度梯度，而這使其折射率產(chǎn)生梯度。熱負載產(chǎn)生的結(jié)果是使通過AOM 10的激光束變形，進而導(dǎo)致變壞的激光束質(zhì)量和激光束路徑的不穩(wěn)定或使光束定位準(zhǔn)確度變差。如果這些畸變能保持恒定的話，則在某些程度上可以被校正。然而，當(dāng)系統(tǒng)激光脈沖是隨機需要時，諸如在激光鏈路加工中，則這些失真也將具有相同的隨機性質(zhì)，所以實際上并不能被校正。
0012在AOM器件上，諸如由NEOS Technologies，Melbourne，F(xiàn)L制造的Model N23080-2-1.06-LTD上的測試結(jié)果表明當(dāng)?shù)竭_AOM 10的RF被隨機地施加或不施加時，僅2W的RF功率會使激光束定位的準(zhǔn)確度偏離1毫拉德(mrad)的大小。這種偏差比典型的存儲器鏈路加工系統(tǒng)允許的最大偏差要大幾百倍。由于AOM 10上的隨機的熱負載而產(chǎn)生的激光束質(zhì)量畸變還會使激光束的聚焦性變差，在聚焦點上產(chǎn)生較大的激光束光點大小。對于要求激光束光點大小盡可能小的諸如存儲器鏈路加工的應(yīng)用，特別不期望有這種畸變。
0013因此，需要有一種裝置和方法能隨機地從高重復(fù)率的激光脈沖鏈中選擇工作激光脈沖，而不會造成由于AOM上的隨機熱負載引起的激光束質(zhì)量和定位準(zhǔn)確度的畸變。還需要有一種能生成工作激光脈沖的裝置及方法，所述工作激光脈沖根據(jù)需要具有恒定的每脈沖激光能量，和恒定脈沖寬度，和/或是在高PRF時忙碌的工作激光脈沖，并在變化很大的脈沖時間間隔對多種激光應(yīng)用(例如光譜、生物工藝學(xué)、或微機械加工應(yīng)用，包括存儲器芯片上的激光鏈路加工)有很高的準(zhǔn)確度。

發(fā)明內(nèi)容
0014因此，本發(fā)明的一個目標(biāo)是提供一種將激光脈沖傳送到工件的方法，該方法通過下述實現(xiàn)的觸發(fā)激光器以生成一組第一激光脈沖，每個激光脈沖都以第一時間周期分隔，且具有第一能量等級；觸發(fā)所述激光器以生成第二和第三激光脈沖，所述第三激光脈沖以第二時間周期與所述第一組激光脈沖分隔，第二時間周期大于所述第一時間周期，并且所述第二激光脈沖在預(yù)定的時間被觸發(fā)，使所述第三激光脈沖具有第二能量等級，該第二能量等級基本與所述第一能量等級相同；阻止所述第二激光脈沖到達所述工件；以及允許所述這組的第一激光脈沖和所述第三激光脈沖傳播到所述工件。
0015本發(fā)明使用具有高重復(fù)率的脈沖輸出的激光器，并和腔外AOM器件一起使用，以選擇或選通激光脈沖，從而根據(jù)需要將選擇的激光脈沖傳送到目標(biāo)上，同時剩余的激光脈沖被阻塞。不像在現(xiàn)有技術(shù)中的那樣僅當(dāng)需要工作激光脈沖時將RF脈沖施加到AOM上，而是具有基本相似的脈沖間隔時間的RF脈沖，諸如那些激光脈沖，被施加到AOM，而不管是否需要工作激光脈沖。無論何時當(dāng)需要工作激光脈沖時，RF脈沖與相應(yīng)的激光脈沖同時/重合地(in coincidence with)被施加。無論何時當(dāng)不需要工作激光脈沖時，RF脈沖也施加到AOM，但不與對應(yīng)的激光脈沖同時/重合地施加。不與激光脈沖重合的RF脈沖的RF功率和持續(xù)時間，優(yōu)選與和激光脈沖重合的RF脈沖的RF功率和持續(xù)時間相同。不重合的RF脈沖和激光脈沖之間的時間位移/定時位移(timing shifting)足夠小，以使按照AOM上的熱負載，時間位移基本可以忽略。因此，不管需要工作激光脈沖有多么隨機，AOM基本不會經(jīng)歷熱負載變化。
0016在一優(yōu)選的實施例中，工作激光脈沖從以一恒定的高重復(fù)率或以一恒定的激光脈沖間隔生成的激光脈沖中被選擇或選通。這種工作激光脈沖在其能量和脈沖寬度上具有高的穩(wěn)定性和一致性。
0017類似地，AOM操作于基本恒定的RF功率負載或恒定的熱負載上，而不管需要工作激光脈沖有多么隨機。所以，由于有隨機傳送的AOM，對工作激光束質(zhì)量和其定位準(zhǔn)確度基本沒有負面影響。
0018RF脈沖功率也能夠被控制以和同一AOM器件一起對工作激光脈沖能量進行控制以適應(yīng)應(yīng)用需求。為了避免由于執(zhí)行激光脈沖能量控制的RF脈沖功率的隨機變化對工作激光束質(zhì)量產(chǎn)生不良影響，可以相應(yīng)調(diào)節(jié)RF脈沖持續(xù)時間，以使RF脈沖功率和RF脈沖持續(xù)時間的乘積保持基本恒定，或可以加入另外的RF脈沖，以使在一個激光脈沖間隔中施加到AOM的總的RF能量基本保持恒定。
0019如果工件加工應(yīng)用要求激光脈沖在隨機的時間間隔傳送，則需要采取一些行動以保證每個脈沖的能量在期望的容差范圍內(nèi)。提供準(zhǔn)確的脈沖能量的第一優(yōu)選的方式需要脈沖周期補償，其包括表征不完全的空穴放電行為并利用該信息調(diào)節(jié)時間周期Td以補償能量誤差。
0020提供準(zhǔn)確的脈沖能量的第二優(yōu)選方式需要脈沖高度補償，它使用AOM以改變允許通過工件的激光能量的量。
0021提供準(zhǔn)確的脈沖能量的第三優(yōu)選的方式需要RF窗口補償，它需要延長Q開關(guān)信號時間周期以便一旦發(fā)出假脈沖則允許額外的能量從激光腔中發(fā)出?！凹倜}沖”在本說明書是指發(fā)出的被AOM阻塞的激光脈沖。假脈沖包括延長的時間周期以釋放來自空穴中的額外能量，以使空穴充電時間周期Tc產(chǎn)生需要量的脈沖能量等級。
0022提供準(zhǔn)確的脈沖能量的第四優(yōu)選方式需要激光泵浦補償，這需要在工作脈沖發(fā)出前，減小到達激光器的泵浦電流?；诿}沖時間需求選擇預(yù)定特征的泵浦電流，減小了激光介質(zhì)中的能量積累的速率，以使發(fā)出的真實脈沖具有期望數(shù)量的能量等級。
0023本發(fā)明對為一般要求隨機開關(guān)激光脈沖的應(yīng)用(包括類似IC芯片鏈路切斷的應(yīng)用)生成穩(wěn)定的脈沖-脈沖工作激光脈沖是有利的。本發(fā)明對于穩(wěn)定Q開關(guān)固態(tài)激光器的工作激光脈沖-脈沖能量是有利的，該Q開關(guān)固態(tài)激光器采用非線性諧波生成過程以生成二倍頻，三倍頻，四倍頻激光脈沖，其中該工作激光脈沖是隨機地接通和關(guān)斷的。
0024本發(fā)明對于典型的AOM材料是有利的，這些材料諸如用在以前提到的AOM Model N23080-2-1.06-LTD的熔融石英和二氧化碲(TeO2)，它們在很寬的從UV光譜到近紅外(near IR)，諸如從250nm-2000nm的光譜范圍內(nèi)對激光波長是很透明的。在優(yōu)選的實施例中，一階光束被用作工作光束；然而，對于一些應(yīng)用，如果15-10％的激光脈沖能量泄漏不會引起問題，則一階或零階光束可以用作工作光束。
0025本發(fā)明的另一個優(yōu)勢是提供了根據(jù)需要從高重復(fù)率脈沖激光中選擇激光脈沖的裝置和方法。
0026本發(fā)明的另一優(yōu)勢是它能進行這種在AOM上具有最小的熱負載變化的脈沖挑選，以最小化激光束質(zhì)量和定位準(zhǔn)確度的畸變。
0027本發(fā)明的另一優(yōu)勢是它提供了根據(jù)需要生成系統(tǒng)激光脈沖的裝置和方法，該脈沖在從UV到近紅外(near IR)中選擇的波長，以及在用于高準(zhǔn)確度激光加工應(yīng)用(諸如存儲器鏈路切斷)的高PRF具有穩(wěn)定的脈沖能量和穩(wěn)定的脈沖寬度。
0028參考以下對優(yōu)選實施例的詳細描述并參考附圖，本發(fā)明另外的方面和優(yōu)勢將會是很顯然的。


0029圖1是現(xiàn)有技術(shù)AOM器件和RF驅(qū)動器，傳送零階和/或一階光束的部分示意圖。
0030圖2A-2D是激光脈沖、RF脈沖、和一階和零階AOM輸出激光脈沖的相應(yīng)的現(xiàn)有技術(shù)的時距圖。
0031圖3A-3C是使用在優(yōu)選的實施例中的激光輸出、RF脈沖、和工作激光輸出的相應(yīng)的示例性的時距圖。
0032圖4A-4C是說明將AOM用在工作激光輸出的能量控制的激光輸出、RF脈沖、和工作激光輸出的可選的相應(yīng)的示例性時距圖。
0033圖5A和5B是說明AOM能承受的工作激光輸出能量的動態(tài)控制范圍的RF脈沖和工作激光輸出的可選的相應(yīng)的示例性時距圖。
0034圖6A-6C是具有相應(yīng)的光束位置的示例性的存儲器鏈路行結(jié)構(gòu)的等距表示，以及說明工件激光輸出如何被隨機要求用于鏈路加工應(yīng)用的時距圖。
0035圖7是說明了采用一致熱負載的AOM的示例性的激光系統(tǒng)的優(yōu)選實施例的示意方塊圖，它根據(jù)需要提供穩(wěn)定的脈沖-脈沖UV激光能量以處理被選擇需移去的不均勻間隔的鏈路。
0036圖8A和8B分別是在均勻和不均勻間隔的時間間隔發(fā)出的現(xiàn)有技術(shù)Q開關(guān)信號和合成激光脈沖的時距圖。
0037圖9A和9B分別是根據(jù)圖8A和8B的間隔的時間間隔發(fā)出的現(xiàn)有技術(shù)Q開關(guān)信號和合成激光脈沖的時距圖，并且還示出了加入假脈沖的結(jié)果。
0038圖10A和10B分別是Q開關(guān)信號和本發(fā)明的合成激光脈沖的時距圖，本發(fā)明的合成激光脈沖通過采用圖9A和9B的假脈沖及考慮本發(fā)明的假脈沖時間，發(fā)出恒定能量等級的激光脈沖。
具體實施例方式
0039圖3A-3C(總稱為圖3)示出了施加到現(xiàn)有技術(shù)AOM 10的激光輸出24a-24k(總稱為激光輸出24)、RF脈沖38a-38k(總稱為RF脈沖38)、和工作激光輸出40a，40c，40d，40e，和40i(總稱為工作激光輸出40)的相應(yīng)時距圖。具體地，圖3A示出了由激光器(未示出)以固定重復(fù)率發(fā)出并由基本相同的激光輸出間隔41分隔開的激光輸出24a-24k。在典型的實施例中，激光輸出重復(fù)率的范圍可以為從約1KHz到約500KHz。示例的激光輸出重復(fù)率的范圍從約25KHz到大于約100KHz。對于鏈路加工的實施例，每個工作激光輸出40優(yōu)選地包括具有多納秒脈沖寬度的單個激光脈沖。然而，熟練技術(shù)人員會認識到每個工作激光輸出40可以包括一連串的一個或多個激光脈沖，每個脈沖具有極短的脈沖寬度，諸如在轉(zhuǎn)讓給該申請的受讓人的題目為LASERSYSTEM AND METHOD FOR PROCESSING A MEMORY LINK WITH A BURST OFLASER PULSES HAVING ULTRASHORT PULSE WIDTHS的美國專利第6,574,250號中公開的，或者連串的具有范圍從約10皮秒到約1000皮秒的脈沖寬度的一個或多個脈沖。
0040圖3B示出了RF脈沖發(fā)送方案30的優(yōu)選實施例，其采用由RF脈沖間隔32a-32j(通稱是RF脈沖間隔32)分隔的RF脈沖38，這些脈沖基本是有規(guī)則的或均勻的以維持AOM 10上的熱負載的變化在預(yù)先指定的操作容差之內(nèi)。這種容差可以是特定的熱負載窗口，但預(yù)先指定的容差也可以或可選地是光點大小或光束位置準(zhǔn)確度的窗口。在一個實施例中，熱負載變化被保持在±5％之內(nèi)，和/或光束指向的準(zhǔn)確度被保持在0.005毫拉德(mrad)內(nèi)。在一個優(yōu)選的實施例中，生成至少一個RF脈沖38以與每個激光輸出24一致。
0041無論何時當(dāng)要求工作激光輸出40撞擊諸如電導(dǎo)鏈路60(圖6A)的目標(biāo)時，RF脈沖38與激光輸出24一起被施加到AOM 10，以使它傳送通過AOM 10并成為工作激光輸出40。
0042在圖3B中，重合RF脈沖38是RF脈沖38a，38c，38d，38e，和38i。圖3c示出了合成的對應(yīng)的工作激光輸出40a，40c，40d，40e，和40i。當(dāng)不要求工作激光輸出與激光輸出24一致時，RF脈沖38被施加到AOM 10，并不與激光輸出24中對應(yīng)的一個重合。在圖3B中，不重合的RF脈沖38是RF脈沖38b，38f，38g，38h，38j，和38k。圖3c示出了沒有工作激光輸出40與不重合的RF脈沖38一致。
0043不重合的RF脈沖38優(yōu)選從各個激光輸出24的開始點偏移時間偏移42，此時間偏移42大于約0.5微秒。熟練的技術(shù)人員會認識到雖然時間偏移42顯示為跟隨激光輸出24，但時間偏移42可以可選地領(lǐng)先激光輸出24足夠長的時間，以阻止把激光工作輸出40作為目標(biāo)。因此，圍繞不重合的RF脈沖38中的一個脈沖的RF脈沖間隔32(諸如RF脈沖間隔32b和32h)比總的平均RF脈沖間隔32(諸如32c，32d，32f，32g和32j)更短或比平均RF脈沖間隔32更長(諸如RF脈沖間隔32a，32e，和32i)。
0044再次參考圖3C，工作激光輸出40c和40d之間和工作激光輸出40d和40e之間分別的非沖擊間隔50b和50c與激光輸出間隔41相同。工作激光輸出40a和40c之間和工作激光輸出40e和40i之間分別的非沖擊間隔50a和50d大概是激光輸出間隔41的整數(shù)倍(圖3A)。
0045熟練技術(shù)人員會認識到，即使工作激光輸出40對大多數(shù)應(yīng)用(諸如鏈路加工)優(yōu)選地是一階光束20，工作激光輸出40也可以是零階光束16，此時泄漏是可容忍的且期望有更高的工作激光輸出功率。
0046在優(yōu)選的實施例中，重合和不重合的RF脈沖38不僅使用大約相同的RF能量，而且還使用大約相同的RF功率值和大約相同的RF持續(xù)時間，這里RF能量是RF功率值和RF持續(xù)時間的乘積。
0047圖4A-4C(總稱為圖4)示出了激光輸出24、施加到AOM 10的RF脈沖38和工作激光輸出40的相應(yīng)的時距圖，它說明了AOM 10如何被另外地使用以控制工作激光輸出40的輸出功率。圖4A與圖3A相同，這里只是為了方便而再次示出。圖4B和4C示出了RF脈沖38’和工作激光輸出40’，方便起見還把相應(yīng)的RF脈沖38和工作激光輸出40以虛線重疊到它們上面。工作激光輸出40’的能量值通過RF脈沖38’比RF脈沖38向AOM 10施加較少的RF功率而被衰減；而相比RF脈沖38的RF持續(xù)時間42，RF脈沖38’的RF脈沖持續(xù)時間42’增加以保持RF功率值和RF持續(xù)時間的乘積基本恒定，從而保持AOM 10上基本恒定的熱負載。這允許在工作激光輸出40或40’之間根據(jù)需要選擇連續(xù)的輸出功率，而AOM 10上的熱負載沒有大的變化。熟練的技術(shù)人員會認識到不重合的RF脈沖38的RF功率值和RF持續(xù)時間42可以保持在原來值，或者可以在重合的RF脈沖38’的RF負載變化的指定的容差范圍內(nèi)改變。
0048RF脈沖持續(xù)時間42’優(yōu)選地是從大約一微秒到約二分之一激光輸出間隔41中選擇的，更優(yōu)選為比激光輸出間隔41的30％更短。例如，如果激光重復(fù)率是50KHz且激光輸出間隔41是20微秒，則RF脈沖持續(xù)時間42’可以為一微秒和十微秒之間的任何值。最小的RF脈沖持續(xù)時間42或42’是由激光脈沖抖動時間和AOM 10的反應(yīng)時間確定的。優(yōu)選圍繞激光輸出24的中間點發(fā)出RF脈沖38和38’中相應(yīng)的一個。類似地，優(yōu)選為RF脈沖38和38’從相應(yīng)的激光輸出24的開始點延遲或偏移約二分之一最小RF脈沖持續(xù)時間。
0049圖5A和5B(總稱為圖5)示出了RF脈沖38和工作激光輸出40的可選的相應(yīng)的時距圖，它圖解說明了工作激光輸出能量的很大的動態(tài)控制范圍。
0050參考圖4A和5，通過施加足以允許工作激光輸出40a1在目標(biāo)上傳送的鄰近RF功率的最小值的RF脈沖38a1，可以產(chǎn)生很低能量的工作激光輸出40a1。與激光輸出24a重合的RF脈沖持續(xù)時間44a1可以保持很短以最小化RF脈沖間隔32中的變化，并且具有較高RF功率以及短的RF脈沖持續(xù)時間44a2的一個或多個附加的不重合RF脈沖38a2，可以被施加到AOM 10，以使RF脈沖38a1和38a2的RF能量負載之和基本等于RF脈沖38b的RF能量負載。在一個優(yōu)選的實施例中，RF脈沖38a1和38a2之間的偏移時間52a可以是零微秒至幾微秒。熟練技術(shù)人員會認識到RF脈沖38a1和38a2可以被合并為單個RF脈沖38，在激光輸出24a完成之后，其沿斜坡增加至RF功率。熟練的技術(shù)人員也會認識到RF脈沖38a2可以在RF脈沖38a1之前，而不是在其之后。熟練技術(shù)人員會認識到，從激光束質(zhì)量和指向精度變差的角度來看，由于AOM10的熱慣性，RF間隔32a1和RF間隔32之間小的差異不會引起任何有意義的熱負載變化。因此，RF間隔32a可以保持與RF間隔32充分相同以將AOM 10上的熱負載中的變化保持在預(yù)先指定的操作容差之內(nèi)。原來不重合的RF脈沖38b可以保持在其原來的RF脈沖持續(xù)時間44b和RF功率值，或者可以以和RF脈沖38a1和38a2的集合同樣的方式調(diào)節(jié)。
0051圖6A-6C(總稱為圖6)示出了目標(biāo)對齊位置70(也為掃描位置70)(圖7)的時距圖，和在示例性的激光微機械加工過程中(諸如電導(dǎo)鏈路60a-60k(通稱為鏈路60)的激光加工中)的工作激光輸出40的時距圖。圖6A示出了典型的鏈路組62，其具有均勻間隔的鏈路60，它們橫穿掃描方向54通過光束定位系統(tǒng)的目標(biāo)對齊位置70。基于芯片檢測的結(jié)果，定位系統(tǒng)被控制以隨機地瞄準(zhǔn)隨意放置的必須被切斷以修復(fù)IC器件或其它工件120(圖7)的鏈路60，同時保持鏈路60完整。例如，光束定位系統(tǒng)的掃描速度可以被設(shè)置為恒定值或可以被控制且可變，以使目標(biāo)對齊位置70以基本恒定的定位間隔穿過每個鏈路60，并且激光器126(圖7)以一基本恒定的間隔發(fā)出激光輸出，該間隔等于定位間隔。因此，有了正確的定時協(xié)調(diào)，一旦位置70橫穿鏈路60，則發(fā)出激光輸出24(圖3A)。為方便起見，鏈路60a，60c，60d，60e，和60i被指定用于切斷以使描述工作激光輸出40的圖6B可以與圖3C相同。因此，工作激光輸出40a，40c，40d，40e，和40i沖擊鏈路60a，60c，60d，60e，和60i。圖6C示出了被切斷之后的鏈路60a，60c，60d，60e，和60i。激光輸出24與掃描位置70同步發(fā)出，并以相同的恒定間隔發(fā)出，以使每個工作激光輸出40撞擊一個鏈路60。因此，借助激光脈沖選擇或選通AOM 10，一旦鏈路60被選擇移去，AOM 10傳送激光輸出24作為工作激光輸出40以切斷鏈路60。一旦不選擇鏈路60，AOM 10不傳送激光輸出24，所以鏈路60保持完整。在此方式下，激光器126以基本恒定的重復(fù)率運行，并且激光輸出24具有基本恒定的輸出間隔26，但工作激光輸出40以激光輸出間隔26的隨機整數(shù)倍間隔發(fā)生。
0052圖7示出了作為例子的IC芯片鏈路切斷系統(tǒng)110，它在AOM 10上采用RF負載控制，以根據(jù)需要提供穩(wěn)定脈沖-脈沖UV激光能量，用于以不畸變的工作激光輸出40處理不均勻間隔的鏈路。在系統(tǒng)110中，系統(tǒng)控制計算機112和嵌入式控制計算機114共同動作以控制光束位置控制器116，其接收來自X-Y定位器118的位置信息，該定位器將工件120相對工作激光輸出40的目標(biāo)對齊位置70放置。工作激光輸出40可以傳送通過除了顯示的折疊鏡之外的各個光學(xué)組件(未示出)。X-Y定位器118也可以包括Z定位器123，其可以鏈路到X或Y臺。X-Y定位器118優(yōu)選為基于轉(zhuǎn)讓給本專利申請的受讓人的題目為HIGHSPEED，HIGH ACCURACY MULTI-STAGE TOOL POSITIONING SYSTEM的美國專利第5,751,585號中描述的定位系統(tǒng)。
0053在一個實施例中，UV激光子系統(tǒng)124優(yōu)選包括Q開關(guān)固態(tài)IR激光器126，諸如二極管泵浦聲-光Q開關(guān)Nd:YVO4激光器；用于選擇或選通以及對IR激光器126的激光輸出的幅值進行調(diào)節(jié)的AOM 10；和通過采用公知的第二、第三或第四諧波轉(zhuǎn)換過程，將IR激光器126的紅外波長發(fā)射轉(zhuǎn)換到綠和/或UV波長的頻率倍增器。AOM 10可以替代地位于頻率倍增器130之后，如以虛線示出的由AOM 10a(通稱為AOM10)的位置表示的。在任一個實施例中，激光控制器134控制AOM 10的透射率，以傳送或阻塞來自激光器126的激光脈沖，以根據(jù)需要將工作激光輸出40傳送到工件120。
0054系統(tǒng)控制計算機112傳送通過總線136進入嵌入式控制計算機114的需要進行激光加工的工件120方位的位置坐標(biāo)。在典型的樣本加工應(yīng)用中，工件120包括規(guī)則間隔開的器件結(jié)構(gòu)，諸如熔線(fusible link)60，它們中只有一些需要加工。要求加工的方位稱作目標(biāo)方位，不需要加工的方位稱作中間方位。嵌入式控制計算機114向目標(biāo)方位坐標(biāo)加入中間方位坐標(biāo)，該中間方位坐標(biāo)以接近相等的間隔41和觸發(fā)器IR激光器126間隔開(圖4A)。嵌入式控制計算機114每次以一預(yù)定的速率將目標(biāo)和中間位置坐標(biāo)傳送通過總線138到達光束位置控制器116內(nèi)的寄存器140，并同時裝載控制數(shù)據(jù)通過總線142到達激光控制器134中的寄存器144。預(yù)定的速率控制X-Y定位器118的運動速度，并且控制數(shù)據(jù)說明坐標(biāo)方位是否是要加工的目標(biāo)方位，控制數(shù)據(jù)還可以進一步包括輸出模式、定時、和振幅信息。
0055激光控制器134以自動脈沖模式或以精確脈沖(pulse-on-target)模式操作定時器146。在自動脈沖模式下，定時器啟動以響應(yīng)寄存器144中的控制數(shù)據(jù)；并且在目標(biāo)脈沖模式下，定時器146啟動以響應(yīng)從光束位置控制器116中的比較器150接收位置重合信號148。光束位置控制器116中的位置編碼器152向比較器150指示X-Y定位器118的當(dāng)前位置，以及在當(dāng)前位置與存儲在寄存器140中的位置坐標(biāo)匹配時，位置重合信號148被生成，指示工件120適當(dāng)?shù)胤胖迷谀繕?biāo)位置上或中間位置上。因此，如果工件120被放置在目標(biāo)位置上，則定時器146同時操作IR激光器126中的Q開關(guān)，并通過向AOM 10施加RF脈沖38(圖4B)設(shè)置AOM 10到傳送狀態(tài)，施加的RF脈沖38具有預(yù)定的RF功率和RF持續(xù)時間44(圖5A)，以使工作激光輸出40通過AOM 10并擊中目標(biāo)鏈路60(圖6C)。如果工件120放置在中間位置，則定時器146操作IR激光器中的Q開關(guān)并僅在Q開關(guān)操作的一預(yù)定的偏移42(圖3B)之后將RF脈沖38施加到AOM 10，RF脈沖38具有預(yù)定的RF功率和RF持續(xù)時間44。因此，RF脈沖38與激光輸出24不重合，并且沒有工作激光輸出40被選通通過。
0056由于X-Y定位器118的運動速度優(yōu)選是被控制的，以使定位器118以一恒定速率在目標(biāo)和中間位置的結(jié)合上運動，激光Q開關(guān)以恒定重復(fù)速率被發(fā)送，或換言之，激光輸出間隔26被調(diào)節(jié)成基本等于位置移動時間。因此，IR激光器126以一基本恒定的重復(fù)速率被操作，或者激光輸出間隔41大致是恒定的，所以實際上在激光輸出24中和在激光脈沖諧波轉(zhuǎn)換中有由于激光輸出間隔41的變化引起的可忽略的不穩(wěn)定性。有關(guān)根據(jù)需要觸發(fā)AOM 10的進一步的細節(jié)可以在題目為LASER PROCESSING POWER OUTPUT STABILIZATION APPARATUS AND METHODEMPLOYING PROGCESSING POSITION FEEDBACK的美國專利第6,172,325號中找到，該專利以參考形式并入本文。
0057當(dāng)定位器118在目標(biāo)上時，換言之，當(dāng)需要工作激光輸出40時，通過向AOM 10施加與激光輸出40重合的RF脈沖38，以及當(dāng)定位器118在中間位置時，或者換言之，不需要工作激光輸出40時，通過向AOM 10施加具有相同的RF能量但與激光輸出24不重合的RF脈沖38，RF負載控制技術(shù)在AOM 10上提供幾乎恒定的熱負載。熟練技術(shù)人員會認識到AOM 10上有了這種基本恒定的熱負載，則AOM 10對工作激光輸出40的質(zhì)量和定位準(zhǔn)確度有很小的不利影響。
0058還應(yīng)該認識到AOM 10上的RF脈沖38的RF功率可以被調(diào)節(jié)以控制工作激光輸出40的能量來滿足目標(biāo)加工要求，同時RF脈沖38的RF持續(xù)時間44也被相應(yīng)控制以維持基本恒定的RF能量或RF脈沖38的RF功率和RF持續(xù)時間44的算術(shù)積。
0059然而，并非所有的激光加工應(yīng)用都適合在基本恒定的激光PRF下操作。正如本發(fā)明的背景部分所描述的，許多應(yīng)用都要求發(fā)出隨機定時的激光脈沖。不幸的是，一旦隨機定時，諸如IR激光器126的激光器就不會發(fā)出可重復(fù)的激光脈沖能量，這是因為脈沖能量的量是依賴于從前一個脈沖的逝去的時間間隔的。
0060一種對脈沖激光腔行為粗略但有用的模擬是電容器。來自通常稱作泵的功率源的能量，隨時間對激光腔“充電”。當(dāng)Q開關(guān)信號出現(xiàn)時，存儲在空穴中的能量被釋放，空穴又再次開始充電。由合成的激光脈沖傳送的能量的量取決于允許空穴充電的時間。如果兩個Q開關(guān)信號在很短的時間周期內(nèi)出現(xiàn)，則由激光脈沖傳送的能量的量小于兩個Q開關(guān)信號被較長的時間周期分開的情況。因此，如果沒有某種形式的脈沖能量控制，則10-20％的脈沖能量變化是可能的，這遠超過了典型的可允許的5％的加工窗變化。
0061因此，本發(fā)明還提供了脈沖能量補償技術(shù)，它能自動確定在隨機的脈沖定時間隔提供預(yù)定激光脈沖能量等級所需的校正因子。
0062再參考圖7，本發(fā)明的隨機定時的激光系統(tǒng)可以基于IC芯片鏈路切斷系統(tǒng)110，其包括Q開關(guān)固態(tài)IR激光器126和AOM 10以選擇性地阻擋或不阻擋到達工件120的激光束。然而，如果工件120加工應(yīng)用要求激光脈沖在不是相同的Q開關(guān)信號周期的整數(shù)倍的時間間隔內(nèi)傳送，則需要采取一些措施以保證每個脈沖的能量在期望的容差范圍內(nèi)。對于這種情況的一種解決方案是在‘工作脈沖’之前，使用一個或多個‘假脈沖’?！倜}沖’在本文是指發(fā)出的受AOM 10阻擋的激光脈沖，‘工作脈沖’在本文是指發(fā)出的沒有受AOM 10阻擋的激光脈沖。
0063圖8A和8B示出了在均勻隔開的時間間隔1/F和不均勻隔開的時間間隔T發(fā)出的傳統(tǒng)的Q開關(guān)信號160和合成激光脈沖162的各自的時距圖。IR激光器126典型地接收由恒定時間周期1/F分離的Q開關(guān)脈沖，并發(fā)出大致恒定能量的脈沖164(被阻擋或不被阻擋)。然而，IR激光器126還接收至少一個Q開關(guān)脈沖166，此脈沖與前一個激光脈沖160隔開一個時間周期T，此時間周期T不同于1/F，但優(yōu)選為大于1/F，并小于2/F以發(fā)出真實脈沖168。因為每個脈沖的能量的量隨著Q開關(guān)信號之間的時間周期T的增大而增大，所以真實脈沖168的能量等級170大于恒定能量脈沖164的能量等級172。
0064圖9A和9B示出了根據(jù)圖8A和8B的相隔的時間間隔發(fā)出的現(xiàn)有技術(shù)Q開關(guān)信號180和合成激光脈沖182的各自的時距圖，并且還示出了加入假脈沖184的影響。在真實脈沖168之前的時間周期1/F加入假脈沖184應(yīng)該使真實脈沖168的能量等級186基本與恒定能量脈沖164的能量等級172相同。理想情況下，假脈沖184在激光腔中釋放能量，并允許激光充電回到時間周期1/F內(nèi)所需的能量值。因為AOM 10阻擋了由假脈沖184觸發(fā)的激光脈沖，所以激光脈沖能量被阻止到達工件120(圖7)。
0065盡管對于一些工件加工應(yīng)用適用，但實驗已經(jīng)顯示在IR激光器126內(nèi)有在真實脈沖168內(nèi)產(chǎn)生脈沖能量誤差的次生效應(yīng)。例如，當(dāng)恒定能量脈沖164和假脈沖184之間的時間周期Td減小時，真實脈沖168的能量等級186增大。這種效應(yīng)似乎會發(fā)生，原因是存儲在激光腔中的能量當(dāng)時間周期Td變得較小時不會有效釋放。在時間Td，在空穴中積累的能量只能部分由假脈沖184釋放。當(dāng)空穴隨后在假脈沖184和真實脈沖168之間的間隔內(nèi)充電時，存儲在空穴中的能量的量大于期望的量，且真實脈沖168的能量等級186大于期望的等級。
0066圖10A和10B示出了Q開關(guān)信號190和本發(fā)明通過采用假脈沖194合成的大致恒定能量等級激光脈沖192的各自的時距圖，假脈沖具有本發(fā)明的假脈沖定時描述。
0067對不完全的空穴放電現(xiàn)象的第一種優(yōu)選的解決方案需要脈沖周期補償，這需要表征不完全空穴放電行為，并采用此信息以調(diào)節(jié)時間周期Td來補償能量誤差。這優(yōu)選采用嵌入式控制計算機114(圖7)以采集數(shù)據(jù)集，該數(shù)據(jù)集包括一脈沖周期Tp值集合和能量值196的相關(guān)集合和與生成真實脈沖198相關(guān)的時間周期Td之間的關(guān)系。在運行時間可以使用這個數(shù)據(jù)集以確定發(fā)出假脈沖194定時所需的時間周期Td值，假脈沖194定時為每個預(yù)定的脈沖周期Tp值生成預(yù)定的脈沖能量值196。優(yōu)選地，時間周期Td被選擇，以使脈沖能量值196與恒定能量脈沖164的能量等級172大致相同。
0068對不完全的空穴放電現(xiàn)象的第二種優(yōu)選的解決方案需要脈沖高度補償，這采用AOM 10(圖7)以改變允許通過工件120的激光能量的量，如以上關(guān)于圖4和5描述的。這優(yōu)選需要采用嵌入式控制計算機114，以采集包括脈沖能量值196、脈沖周期Td、和AOM 10的衰減等級之間的關(guān)系的數(shù)據(jù)集，以將脈沖能量等級196設(shè)置成預(yù)定的值。
0069對不完全的空穴放電現(xiàn)象的第三種優(yōu)選的解決方案采用RF窗口補償，其必需向假脈沖194提供延長的時間周期200，以當(dāng)一旦發(fā)出假脈沖194時，允許額外的能量從激光腔中發(fā)出。額外的能量也被AOM10阻擋。因此，假脈沖194包括延長的時間周期200以從空穴中釋放出額外的能量，使得充電時間周期Tc、假脈沖194和真實脈沖198之間的時間周期產(chǎn)生期望量的能量等級196，此能量等級優(yōu)選為與能量等級172基本相同。
0070對不完全的空穴放電現(xiàn)象的第四種優(yōu)選的解決方案采用激光泵浦補償，這必需在發(fā)出真實脈沖168(圖8B或9B)或真實脈沖198(圖10B)之前減小流向激光器126(圖7)的泵浦電流?；诿}沖定時需求選擇預(yù)先特征的泵浦電流減小了激光介質(zhì)中能量積累的速率，使得發(fā)出的真實脈沖的能量等級為期望量的170、186、或196，這個期望量優(yōu)選為大致與能量等級172相同。
0071以上描述的技術(shù)的一個優(yōu)勢是基于激光的工件加工系統(tǒng)可以基于內(nèi)部系統(tǒng)定時和激光脈沖能量測量值自動確定激光脈沖能量等級校正因子。
0072熟練的技術(shù)人員會認識到本發(fā)明的部分可以不同于上文關(guān)于優(yōu)選的實施例描述的實施方式而被實施。對本領(lǐng)域熟練技術(shù)人員而言，很顯然可以對上文描述的實施例的細節(jié)進行多種改變，而不偏離本發(fā)明的根本原理。因此，本發(fā)明的范圍應(yīng)該僅由其權(quán)利要求書來確定。
權(quán)利要求
1.一種向工件傳送激光脈沖的方法，包括觸發(fā)激光器，以生成一組第一激光脈沖，每個第一激光脈沖被第一時間周期分隔，并具有第一能量等級；觸發(fā)所述激光器以生成第二和第三激光脈沖，所述第三激光脈沖與所述第一組激光脈沖分隔第二時間周期，所述第二時間周期大于所述第一時間周期，并且所述第二激光脈沖在一預(yù)定的時間被觸發(fā)，其使所述第三激光脈沖具有第二能量等級，該第二能量等級基本與所述第一能量等級相同；阻止所述第二激光脈沖到達所述工件；和允許該組第一激光脈沖和所述第三激光脈沖傳播到所述工件。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，進一步包括確定關(guān)聯(lián)第一能量等級組、第二能量等級組、以及預(yù)定時間的組的關(guān)系數(shù)據(jù)集；和從所述關(guān)系數(shù)據(jù)集中選擇所述預(yù)定時間。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述允許步驟進一步包括通過衰減因子衰減所述第三激光脈沖的能量等級，所述方法進一步包括確定關(guān)聯(lián)第二能量等級組、衰減因子組和預(yù)定時間組的關(guān)系數(shù)據(jù)集；和從所述關(guān)系數(shù)據(jù)集中選擇至少一個所述預(yù)定時間和衰減因子，它們使所述第二能量等級基本與所述第一能量等級相同。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中所述阻止、衰減、和允許步驟是通過聲-光調(diào)制器和電-光調(diào)制器中的至少一個執(zhí)行的。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，進一步包括將所述第二激光脈沖設(shè)置為一預(yù)定脈沖寬度，這使所述第二能量等級與所述第一能量等級基本相同。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述激光器包括Q開關(guān)固態(tài)激光器。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述阻塞和不阻塞是通過聲-光調(diào)制器和電-光調(diào)制器中的至少一個執(zhí)行的。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述第二時間周期等于或小于所述第一時間周期的兩倍。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述預(yù)定時間是由來自所述組的第一激光脈沖的時間函數(shù)和來自所述第三激光脈沖的時間函數(shù)中的至少一個確定的。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述工件包括一可分離的鏈路。
11.一種從Q開關(guān)激光腔生成的激光脈沖中形成一連串不均勻時間位移的工作激光輸出脈沖的方法，該工作激光輸出脈沖具有基本恒定的脈沖能量，該方法包括在期望的一連串不均勻時間位移的激光輸出脈沖中插入假激光輸出脈沖，以形成由所述激光腔發(fā)出的一連串合成的激光脈沖；引入假激光輸出脈沖補償以將激光工作輸出脈沖能量變化誤差限制在一預(yù)先指定的操作容差范圍內(nèi)，該誤差是由空穴能量釋放異常引起的，該異常源自于在所述期望的一連串不均勻時間位移的激光輸出脈沖中的所述假激光輸出脈沖和其相應(yīng)的最接近的相鄰激光輸出脈沖的相互作用；和選擇性地選通所述一連串合成的激光脈沖，以提供一連串的工作激光輸出脈沖，該輸出脈沖具有基本恒定的能量并對應(yīng)于所述期望的一連串不均勻的時間位移的激光輸出脈沖。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中每個所述假激光輸出脈沖和最接近的相鄰激光輸出脈沖具有起始時間，并且其中所述假激光輸出脈沖補償包括在所述合成的一連串激光脈沖中的給定的假激光輸出脈沖和其最接近的相鄰激光輸出脈沖的起始時間之間引入延遲，該延遲將所述相互作用減小至一個量，其將在所述給定的假激光輸出脈沖之后出現(xiàn)的工作激光脈沖的脈沖能量設(shè)定在所述預(yù)先指定的操作容差之內(nèi)。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中下一個隨后的工作激光輸出脈沖在給定的假激光輸出脈沖之后出現(xiàn)，并且其中所述假激光輸出脈沖補償包括，通過操作所述合成的一連串的激光脈沖的可選擇的選通，將所述下一個隨后的工作激光輸出脈沖的能量設(shè)置成在所述預(yù)先指定的操作容差范圍內(nèi)的一值。
14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中所述假激光輸出脈沖具有一持續(xù)時間，并且其中所述假激光輸出脈沖補償包括將所述假激光輸出脈沖持續(xù)時間設(shè)置成一值，以使空穴能量釋放足以為在所述假激光輸出脈沖之后發(fā)出的下一個隨后的工作激光輸出脈沖提供需要的脈沖能量；和操作所述可選擇的選通，以阻止在所述一連串的工作激光輸出脈沖中包括所述假激光輸出脈沖。
全文摘要
通過表征激光腔放電行為并利用該信息調(diào)節(jié)假脈沖時間周期來補償能量誤差，激光器(126)用激光脈沖(192)處理工件(120)，激光脈沖(192)是在隨機的時間間隔以基本恒定的能量等級傳送的。假脈沖(194)是被阻止到達工件的激光脈沖。提供恒定脈沖能量的第二種方式采用AOM(10)以改變傳遞到工件的激光能量的量。提供恒定脈沖能量的第三種方式需要將選定脈沖的脈沖周期(200)延長以便無論何時發(fā)出假脈沖時，允許有額外的激光腔放電時間。
文檔編號B23K26/06GK101088196SQ200580044852
公開日2007年12月12日 申請日期2005年4月13日 優(yōu)先權(quán)日2004年11月24日
發(fā)明者K·格蘭特, S·斯通, B·尼爾森 申請人:電子科學(xué)工業(yè)公司