激光檢測裝置及激光加工系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種激光檢測裝置及激光加工系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有技術(shù)中的通常所說的激光加工工藝是通過在加工對象表面照射激光使其產(chǎn)生表面或者物性變化的加工工藝。加工對象有很多種類，產(chǎn)生的變化可能為2D平面變化。例如激光加工工藝可能為在硅片上照射激光，使得非晶硅膜結(jié)晶從而形成有機硅的工藝。
[0003]激光加工的加工對象的品質(zhì)與加工使用的激光的品質(zhì)息息相關(guān)。即要使被加工物品質(zhì)維持良好的狀態(tài)，要使得照射到加工對象上的激光能一直維持加工所需的品質(zhì)。因為照射到加工對象的激光的品質(zhì)與需要的品質(zhì)相差超過一定范圍，那么加工對象表面產(chǎn)生的變化與預(yù)想的不一樣，也可能因為溫度或加工對象對光的反應(yīng)導致加工對象產(chǎn)生與預(yù)想不一樣的物性變化。
[0004]但是要做到上述的一直發(fā)出一樣品質(zhì)的激光是個非常困難的技術(shù)課題。目前激光裝置發(fā)出的激光的品質(zhì)穩(wěn)定性并不是很高。尤其是激光頻率(frequencydraft)可變或者功率密度可變(powerdensity)的情況產(chǎn)生的激光的品質(zhì)穩(wěn)定性會更加不理想。
[0005]因為激光裝置產(chǎn)生的激光品質(zhì)有這樣的缺點，加工對象大量生產(chǎn)時產(chǎn)生很多不良的情況也很多，這樣的大批量不良會對進行激光加工的企業(yè)帶來巨大的損失。因此為了防止大批量的不良產(chǎn)品，快速的從激光裝置中獲得反饋，除了以前單純能夠測定是否發(fā)出激光的檢測裝置，需要一種更高級的技術(shù)，即需要能實時檢測光的品質(zhì)并將其反饋出來的激光檢測裝置，激光加工系統(tǒng)及激光檢測方法的技術(shù)。
【實用新型內(nèi)容】
[0006]本實用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種激光檢測裝置。
[0007]為了解決上述技術(shù)問題，本實用新型采用的技術(shù)方案是:一種激光檢測裝置，包括能夠?qū)⒓す夤庠窗l(fā)出的激光分成測試光和加工光的分束器、對從所述的分束器中射出的光的品質(zhì)進行檢測的感應(yīng)裝置，感應(yīng)裝置還具有傳感器。
[0008]在某些實施方式中，需要檢測的所述的光的品質(zhì)包括光頻率、功率密度中的至少一種。
[0009]在某些實施方式中，所述的激光光源為氣體激光源、固體激光源的情況或液體激光源。
[0010]在某些實施方式中，所述的感應(yīng)裝置包括用于調(diào)節(jié)測試光光量的衰減器，所述的衰減器安裝在測試光通過的光路上。
[0011]在某些實施方式中，所述的感應(yīng)裝置還包括用于調(diào)整檢測光光路的至少一個鏡片的光學組件。
[0012]在某些進一步實施方式中，所述的鏡片為能夠調(diào)整位置或者焦距可變的可變型鏡片。
[0013]在某些進一步實施方式中，所述的可變型鏡片為能夠根據(jù)電信號表面張力發(fā)生變化從而表面產(chǎn)生形變的液體型鏡片。
[0014]本實用新型要解決的又一技術(shù)問題是提供一種激光加工系統(tǒng)。
[0015]為了解決上述技術(shù)問題，本實用新型采用的技術(shù)方案是:一種包含以上任意一項技術(shù)方案的激光檢測裝置的激光加工系統(tǒng)，還包括利用由所述的分束器分出的加工光對加工對象進行激光加工的激光加工裝置、以及獲得由所述的感應(yīng)裝置中檢測到的品質(zhì)信息后再判斷激光品質(zhì)好壞從而控制所述的激光光源的控制部，所述的激光光源與所述的感應(yīng)裝置分別與所述的控制部相連接。
[0016]在某些實施方式中，所述的激光加工系統(tǒng)還包括與所述的控制部相連接的警報激發(fā)裝置。
[0017]在某些實施方式中，所述的控制部具有去除激光品質(zhì)信息中的干擾信號的匹配濾波器。
[0018]本實用新型的范圍，并不限于上述技術(shù)特征的特定組合而成的技術(shù)方案，同時也應(yīng)涵蓋由上述技術(shù)特征或其等同特征進行任意組合而形成的其它技術(shù)方案。例如上述特征與本申請中公開的(但不限于)具有類似功能的技術(shù)特征進行互相替換而形成的技術(shù)方案等。
[0019]由于上述技術(shù)方案運用，本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有下列優(yōu)點:本實用新型提供一種通過將激光光源發(fā)出的光分成測試光和加工光，并通過檢測測試光的品質(zhì)來判斷加工光的品質(zhì)好壞，基于這樣的判斷，激光品質(zhì)判定為不良的情況馬上可以發(fā)出反饋信號從而防止再生產(chǎn)出不良品。
【附圖說明】
[0020]圖1為本實用新型中所說的激光檢測裝置的示例圖；
[0021]圖2為圖1中標示的感應(yīng)裝置的示例圖；
[0022]圖3為氣體激光的脈沖波形和固體激光的脈沖波形的示例圖；
[0023]圖4為本實用新型所說的激光加工系統(tǒng)的不例圖；
[0024]圖5為本實用新型另一個測試中所示的激光檢測方法的流程圖；
[0025]其中:100、激光檢測裝置110、分束器；102、加工光；104、測試光；120、感應(yīng)裝置；122、傳感器；124、衰減器；126、光學組件；20、激光光源；30、控制器；40、加工對象；400、激光加工系統(tǒng)；410、激光加工裝置；420、控制部。
【具體實施方式】
[0026]如附圖1、附圖4所示，一種激光檢測裝置100，用于實時檢測從激光光源20中產(chǎn)生的激光品質(zhì)。包括能夠?qū)⒓す夤庠?0發(fā)出的激光分成測試光104和加工光102的分束器110、對從所述的分束器110中射出的光的品質(zhì)進行檢測的感應(yīng)裝置120。需要檢測的所述的光的品質(zhì)包括光頻率、功率密度中的至少一種。上述的檢測并不限定于本測試的檢測頻率，也可能為根據(jù)固定時間間隔或者不固定的時間間隔進行檢測的情況。上述的光品質(zhì)包括激光的頻率(frequency)及能量密度(power density)中的至少一種。但這不局限于此，可能檢測的激光品質(zhì)不包括頻率而是包括波長(wavelength)。因為測試光104與加工光102具有一樣的品質(zhì)，因此通過檢測測試光104的品質(zhì)可以知道加工光102的品質(zhì)的信息。
[0027]這樣的分束器110是將入射的一束光分為兩束光的光學元件，有很多種類。其中一個例子是可以使用半反射器(semi reflecting mirror)。這樣的半反射器通常為表面鍍有薄的鋁膜的，通常可以將45度角度射入的光線一部分透過一部分反射回去從而將光分束。其他還可以使用裝有三棱鏡的方形分束器。上述的例子只是為了說明本實用新型不局限于此。加工光102如圖1所示從分束器110中射出未改變方向直接照射到加工對象上。
圖1中所示的加工光102是選擇了從分束器110中射出未改變方向的光束，但不局限于此。也有可能反過來選擇從分束器110中射出的改變方向的光束為加工光102，未改變方向的為測試光104。
[0028]感應(yīng)裝置120具有傳感器122。傳感器122可能為檢測激光的頻率、波長及功率密度的一般的光傳感器。這種傳感器122可以通過檢測激光的脈沖波形來檢測所說的功率密度。檢測波形時也是通過檢測峰值(peak)面積或者峰值功率值從而計算出激光的功率密度的。上述的峰值面積可能為圖3中脈沖波形曲線以下的面積。另外通過峰值面積或者峰值功率來計算功率密度的過程可能在傳感器122中，也可能在與傳感器122相連的控制器30中。
[0029]所述的激光光源20為氣體激光源、固體激光源或液體激光源。例如激光光源20為氣體光源或者固體光源時，各自測定不同的值來進行功率密度的計算。上面提到的氣體光源可能為將氣體作為活性介質(zhì)，通過氣體放電從而發(fā)出激光的激光源。另外固體激光源可能為通過包含可以激發(fā)激光的包含離子的固體帶電體來產(chǎn)生激光的激光源。
[0030]參考圖3，從表示固體激光源的脈沖波形的圖表320中可以看出激光脈沖波形為高斯波(Gaussian)分布波形。這樣的高斯波波形知道激光的峰值功率322曲線下的面積就可以自動計算出來，因此要測量功率密度只需要檢測出測試光104的峰值功率便足夠了。但是從表示氣體激光源的脈沖波形的圖表310中可以看出激光脈沖波形不按高斯波波形分布是不規(guī)則的。這種情況在低壓氣體放電中發(fā)生的很明顯。在這種情況下要檢測功率密度可以測定測試光104的峰值面積。這種情況需要實時檢測測試光104的脈沖，峰值面積為曲線下方的面積，如圖3的310中斜線表示的部分的面積。面積的計算為將脈沖按積分方式計算，這樣的積分計算可能在感應(yīng)部120中進行，也可能在控制部30中進行。
[0031]如圖2所示，所述的感應(yīng)裝置120包括用于調(diào)節(jié)