CN112867578A - 激光加工设备、其操作方法及使用其加工工件的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明揭示了众多具体实例。在一个具体实例中，一种激光加工设备包括配置于光束路径内的***，激光能量光束可沿该光束路径传播。控制器可用以控制该***的操作以使该光束路径在第一主要角范围及第二主要角范围内偏转，且使该光束路径偏转至该第一主要角范围及该第二主要角范围中的每一者内的多个角度。在另一具体实例中，一种整合式光束截止器***包括：框架；及耦接至该框架的检拾器镜面及光束截止器。在又一具体实例中，一种波前校正光学件包括具有反射表面的镜面，该反射表面具有特征在于条纹任尼克项Z4及Z9的特定比率的形状。本发明揭示有更多具体实例。
Description
相关申请案的交叉参考
本申请案主张2019年1月31日提交的美国临时申请案第62/799,218号、2019年4月10日提交的美国临时申请案第62/832,064号及2019年5月30日提交的美国临时申请案第62/854,579号的权益，所述申请案各自以全文引用的方式并入。
技术领域
本文中所描述的具体实例大体上涉及激光加工设备及其组件，且涉及其操作技术。
背景技术
大体而言，工件的激光加工借由以下操作实现：用激光能量辐照工件以使形成工件的一或多种材料受热、熔融、蒸发、剥蚀、开裂、褪色、抛光、粗化、碳化、发泡，或以其他方式修改该一或多种材料的一或多个性质或特性。举例而言，诸如印刷电路板(printedcircuit board；PCB)的工件可经受激光加工以在其中形成通孔。为了快速加工工件，可能需要使用高功率激光源产生激光能量、快速改变用激光能量辐照工件的位置，及能够快速改变激光能量的性质(例如，就脉冲持续时间、脉冲能量、脉冲重复率或其类似者而言)及其类似者。此外，可取决于待加工的工件的类型而选择在激光加工期间使用的激光能量的波长。然而，经开发用于使用具有一个特定波长范围(例如，在电磁波谱的紫外线范围内的波长)的激光能量进行激光加工的某些习知组件及技术可能不适于使用具有另一特定波长范围(例如，在电磁波谱的长波红外线范围内的波长)的激光能量进行相同激光加工。开发本文所论述的具体实例以认识到本发明人发现的所述及其他问题。
发明内容
本发明的一个具体实例的特征可为一种激光加工设备，其包括：激光源，其可操作以产生激光能量光束，其中该激光能量光束可沿光束路径传播；第一***，其配置于该光束路径内，其中该第一***可操作以使该光束路径偏转；及控制器，其耦接至该第一***。该控制器可经配置以控制该第一***的操作以使该光束路径在第一主要角范围内及在第二主要角范围内偏转，其中该第二主要角范围不与第一角范围重叠且不与该第一主要角范围邻接。该控制器可进一步经配置以控制该第一***的操作以使该光束路径偏转至该第一主要角范围内的第一多个角度及第二主要角范围内的第二多个角度。
本发明的另一具体实例的特征可为一种整合式光束截止器(dump)***，其包括：框架；检拾器(pickoff)镜面，其耦接至该框架且经配置以反射激光能量光束；及光束截止器，其耦接至该框架且经配置以吸收该激光能量光束。
本发明的另一具体实例的特征可为一种整合式光束截止器***，其包括具有第一表面及至少一个第二表面的框架。该第一表面可经配置以反射一激光能量光束，且该至少一个第二表面可经配置以吸收该激光能量光束。
本发明的另一具体实例的特征可为一种波前校正光学件，其包括具有反射表面的镜面，其中该反射表面的形状的特征为条纹任尼克项(fringe Zernike terms)Z4及Z9，且其中Z9对Z4的系数比率在-0.1至-0.3的范围内。
本发明的另一具体实例的特征可为一种波前校正光学件，其包括：可变形镜面，其具有反射表面；主体；及凹穴，其界定于该主体内。该主体可包括在该反射表面与该凹穴之间的可变形膜区，且该膜区的中心部分可具有第一厚度，且该膜区的周边部分具有大于该第一厚度的第二厚度。
本发明的另一具体实例的特征可为一种波前校正光学件，其包括：可变形镜面，其具有反射表面；主体，其包括至少一个肋状物；及多个凹穴，其界定于该主体内。该主体可包括在该反射表面与该凹穴之间的可变形膜区，且该至少一个肋状物可***于该多个凹穴之间。
本发明的另一具体实例的特征可为一种波前校正光学件***，其包括：膜状可变形镜面，其具有可加压凹穴；基座，其耦接至该镜面且具有延伸穿过其中的至少一个孔，其中该至少一个孔与该可加压凹穴流体连通；及安装板，其耦接至该基座及一光学安装构件。
本发明的另一具体实例的特征可为一种***，其包括：第一光学组件，其可操作以透射激光能量光束，其中该第一光学组件易受到热致透镜的影响；波前补偿光学件，其经配置以校正由该第一光学组件透射的该激光能量光束中且可归因于该热致透镜的波前像差；及光学中继器***，其经布置且经配置以将该第一光学组件在第一平面处的影像中继至第二平面。该波前补偿光学件可配置于该第二平面处，且该第一光学中继器***可经配置以使得该第一光学组件在该第二平面处的该影像的尺寸不同于该第一光学组件在该第一平面处的该影像的尺寸。
本发明的另一具体实例的特征可为一种***，其包括声光偏转器(acousto-opticdeflector；AOD)；色散补偿器，其包括从棱镜及光栅组成的群组中所选择的至少一者；第一光学组件，其在该色散补偿器的光学上游的一位置处光学耦接至该色散补偿器，该第一光学组件经配置以放大入射激光能量光束；及第二光学组件，其在光学上在该色散补偿器与该AOD之间的一位置处光学耦接至该色散补偿器及该AOD，该第二光学组件经配置以缩小入射于其上的激光能量光束。
本发明的另一具体实例的特征可为一种***，其包括：声光偏转器(acousto-optic deflector；AOD)，其可操作以使入射激光能量光束绕射且沿一光束路径输出经绕射激光能量光束，其中该AOD可操作以使该入射激光能量光束可变地绕射，从而使该光束路径在第一角范围内及在第二角范围内偏转；第一色散补偿器，其包括从棱镜及光栅组成的群组中所选择的至少一者，该第一色散补偿器光学耦接至该AOD的输出且配置于在该第一角范围内偏转的该光束路径中；及第二色散补偿器，其包括从棱镜及光栅组成的群组中所选择的至少一者，该第二色散补偿器光学耦接至该AOD的该输出且配置于在该第二角范围内偏转的该光束路径中。
本发明的另一具体实例的特征可为一种***，其包括：激光源，其可操作以产生激光能量光束，其中该激光能量光束可沿光束路径传播；***，其配置于该光束路径内且可操作以使该光束路径偏转，其中该***包括第一声光偏转器(acousto-opticdeflector；AOD)及光学耦接至该第一AOD的输出的第二AOD；及控制器，其耦接至该***，其中该控制器经配置以在至少一个片断(slice)时段期间操作该第一AOD及该第二AOD，以将该激光能量光束在时间上划分成至少一个脉冲片断。
附图说明
图1示意性地说明根据一个具体实例的多头激光加工设备。
图2及图3示意性地说明根据一些具体实例的可使用第一***来实施的光束路径偏转方案。
图4示意性地说明根据一个具体实例的可并入至第一***中的多轴AOD***。
图5及图6根据一些具体实例示意性地说明光束截止器***可如何并入至第一***中。
图7为根据一个具体实例的示意性地说明整合式光束截止器***的在任意u/v/w坐标系中的透视图。在图7中，u轴、v轴及w轴彼此正交。
图8及图9为说明例示性光束路径的透视图，激光能量可沿该光束路径在图7中所展示的整合式光束截止器***内传播，从而变得被捕获。
图10为根据另一具体实例的示意性地说明整合式光束截止器***的在任意u/v/w坐标系中的透视图。在图10中，u轴、v轴及w轴彼此正交。
图11至图14为说明例示性光束路径的透视图，激光能量可沿该光束路径在图10中所展示的整合式光束截止器***内传播，从而变得被捕获。
图15说明展示条纹任尼克多项式项Z4及Z9项(及其比率)的系数对块体透明材料的温度的实验判定相依性的图表。
图16示意性地说明根据一个具体实例的波前补偿光学件的平面图。
图16A示意性地说明沿图16的线XVIA-XVIA截取的图16中所展示的波前补偿光学件的横截面图。
图17示意性地说明根据一个具体实例的耦接至基座的图16中所展示的波前补偿光学件的横截面图。
图18及图19示意性地说明根据其他具体实例的各自耦接至基座的波前补偿光学件的横截面图。
图20、图21、图22、图23及图24说明根据一些具体实例的光学中继器***。
图25说明根据一个具体实例的光学座架。
图26、图27、图28及图29示意性地说明根据一些具体实例的并有色散补偿器的光束路径构件。
图30示意性地说明根据一个具体实例的用于将光束路径自激光源导引至图29中所展示的第一光学端口及第二光学端口的光束路径构件。
图31、图32、图33及图34说明根据一些具体实例的展示驱动第一***的第一AOD及第二AOD可借以的例示性频率范围的图表。
图35、图35A、图35B、图36、图37、图38、图39、图40及图41示意性地说明根据一些具体实例的用于实施脉冲分段的技术。
具体实施方式
本文中参看随附图式来描述实例具体实例。除非以其它方式明确地陈述，否则在图式中，组件、特征、元件等的大小、位置等以及其间的任何距离未必依据比例，而是出于明晰的目的而放大。在图式中，相同编号通篇指相同元件。因此，可能在参考其他图式时描述相同或类似数字，即使所述数字在对应图式中未提及亦未描述。又，即使未经参考数字指示的元件亦可参考其他图式加以描述。
本文中所使用的术语仅出于描述特定实例具体实例的目的，且并不意欲为限制性的。除非另外定义，否则本文中所使用的所有术语(包括技术及科学术语)具有所属技术领域中具有通常知识者通常所理解的相同意义。如本文中所使用，除非上下文另外明确地指示，否则单数形式「一(a/an)」及「该(the)」意欲亦包括复数形式。应认识到，术语「包含(comprise及/或comprising)」在用于本说明书中时指定所陈述的特征、整体、步骤、操作、元件及/或组件的存在，但并不排除一或多个其他特征、整体、步骤、操作、元件、组件及/或其群组的存在或添加。除非另外指定，否则在叙述值范围时，值范围包括该范围的上限及下限两者以及在其间的任何子范围。除非另外指示，否则诸如「第一(first)」、「第二(second)」等术语仅用于区别一个元件与另一元件。举例而言，一个节点可称为「第一节点(first node)」，且类似地，另一节点可称为「第二节点(second node)」，或反之亦然。
除非另外指示，否则术语「约(about)」、「大约(thereabout)」等意谓量、大小、配方、参数及其他量及特性并非且不必为精确的，而视需要可为大致的及/或更大或更小，从而反映容限、转换因素、舍入、量测误差及其类似者，以及所属技术领域中具有知识者已知的其他因素。为易于描述，诸如「在……下方(below)」、「在……之下(beneath)」、「下部(lower)」、「在……上方(above)」及「上部(upper)」以及其类似者的空间相对术语可在本文中使用以易于描述如在图式中所说明的一个元件或特征与另一元件或特征的关系。应认识到，所述空间相对术语意欲涵盖除图式中所描绘的定向之外的不同定向。举例而言，若将图式中的对象翻转，则描述为在其他元件或特征「下方」或「之下」的元件将定向为在其他元件或特征「上方」。因此，例示性术语「在...下方」可涵盖上方及下方两者的定向。对象可以其他方式定向(例如，旋转90度或处于其他定向)，且本文中所使用的空间相对描述词可相应地进行解释。
本文中所使用的章节标题仅用于组织目的，且除非另外明确地陈述，否则所述章节标题不应被理解为限制所描述的主题。将了解，许多不同形式、具体实例及组合是可能的，而不会背离本发明的精神及教示，且因此，本发明不应被视为限于本文中所阐述的实例具体实例。确切而言，提供所述实例及具体实例，使得本发明将为透彻且完整的，且将向所属技术领域中具有知识者充分传达本发明的范围。
I.综述
本文中所描述的具体实例大体上关于用于激光加工(或者，更简单地，「加工(processing)」)工件的方法及设备。大体而言，该加工借由以下操作来完全或部分地实现：用激光辐射辐照工件，以使形成工件的一或多种材料受热、熔融、蒸发、剥蚀、开裂、褪色、抛光、粗化、碳化、发泡，或以其他方式修改该一或多种材料的一或多个性质或特性(例如，就化学组成、原子结构、离子结构、分子结构、电子结构、微结构、奈米结构、密度、黏度、折射率、磁导率、相对电容率、纹理、色彩、硬度、电磁辐射透射率或其类似者或其任何组合而言)。待加工的材料在加工之前或期间可存在于工件外部，或在加工之前或期间可完全位于工件内(亦即，不存在于工件外部)。
可由用于激光加工的所揭示设备进行的制程的特定实例包括钻孔或其他孔形成、切割、穿孔、焊接、刻划、雕刻、标记(例如，表面标记、次表面标记等)、激光引发的正向传送、清洁、漂白、明亮像素修复(例如，彩色滤光片暗化、将OLED材料改质等)、除去涂层、表面纹理化(例如，粗化、平滑化等)或其类似者，或其任何组合。因此，作为加工的结果，可形成于工件上或内的一或多个特征可包括开口、槽孔、通孔或其他孔、凹槽、沟槽、切割道、锯口、凹陷区域、导电迹线、奥姆触点、光阻图案、人工或机器可读标记(例如，由具有一或多个视觉上或质地上可区分的特性的工件中或上的一或多个区组成)或其类似者，或其任何组合。当自俯视平面图检视时，诸如开口、槽孔、通孔、孔等特征可具有任何适合或合乎需要的形状(例如，圆形、椭圆形、正方形、矩形、三角形、环形或其类似者或其任何组合)。另外，诸如开口、槽孔、通孔、孔等特征可完全延伸穿过工件(例如，以便形成所谓的「穿孔(throughvia)」、「穿通孔(through hole)」等)或仅部分地延伸穿过工件(例如，以便形成所谓的「盲孔(blind via)」、「未穿孔(blind hole)」等)。
可加工的工件一般的特征可为由一或多种金属、聚合物、陶瓷、复合物或其任何组合(例如，不论是否为合金、化合物、混合物、溶液、复合物等)形成。因此，可加工的材料包括一或多种金属，诸如Al、Ag、Au、Cr、Cu、Fe、In、Mg、Mo、Ni、Pt、Sn、Ti或其类似物，或其任何组合(例如，是否作为合金、复合物等)、导电金属氧化物(例如，ITO等)、透明导电聚合物、陶瓷、蜡、树脂、层间介电材料(例如，二氧化硅、氮化硅、氮氧化硅等)、有机介电材料(例如，SILK、苯环丁烯、鹦鹉螺(皆由陶氏(Dow)制造)、聚氟四乙烯(由杜邦(DuPont)制造)、FLARE(由联合化学(Allied Chemical)制造)等或其类似物或其任何组合)、半导体或光学装置基板材料(例如，Al2O3、AlN、BeO、Cu、GaAS、GaN、Ge、InP、Si、SiO2、SiC、Si1-xGex(其中0.0001<x<0.9999)或其类似物，或其任何组合或合金)、玻璃(例如，熔融石英、钠钙硅玻璃、硼硅酸钠玻璃、氧化铅玻璃、铝硅酸盐玻璃、氧化锗玻璃、铝酸盐玻璃、磷酸盐玻璃、硼酸盐玻璃、硫化物玻璃、非晶形金属，或其类似物或其任何组合)、蓝宝石、聚合材料(例如，聚酰胺、聚酰亚胺、聚酯、聚萘二甲酸乙二酯(PEN)、聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、聚缩醛、聚碳酸酯、经改质的聚苯醚、聚对苯二甲酸丁二酯、聚苯硫醚、聚醚砜、聚醚酰亚胺、聚醚醚酮、液晶聚合物、丙烯腈丁二烯苯乙烯或其任何化合物、复合物或合金)、皮革、纸张、累积材料(例如，味素累积膜，亦被称作「ABF」等)、阻焊剂或其类似物或任何复合物、层合物或其其他组合。
可加工的工件的特定实例包括：印刷电路板(printed circuit board；PCB)(在本文中亦被称作「PCB面板」)的面板、PCB、PCB层合物(例如，FR4、高Tg环氧树脂、BT、聚酰亚胺或其类似物或其任何组合)、PCB层合物预浸材、基板类PCB(substrate-like PCB；SLP)、可挠性印刷电路(flexible printed circuit；FPC)的面板(在本文中亦被称作「FPC面板」)、FPC、覆盖层(coverlay)薄膜、集成电路(integrated circuit；IC)、IC基板、IC封装(ICpackage；ICP)、发光二极管(light-emitting diode；LED)、LED封装、半导体晶圆、电子或光学装置基板、中介层、引线框架、引线框架、引线框架坯料、显示器基板(例如，其上形成有TFT、彩色滤光片、有机LED(OLED)数组、量子点LED数组或其类似者或其任何组合的基板)、透镜、镜面、涡轮叶片、粉末、薄膜、箔片、板、模具(例如，蜡模具、用于射出模制制程、包模铸造制程等的模具)、织品(织物、毡制品等)、手术器械、医学植入物、零售包装商品、鞋、脚踏车、汽车、汽车或航空零件(例如，框架、主体面板等)、电器(例如，微波炉、烤箱、冰箱等)、装置外壳(例如，用于手表、计算机、智能型手机、平板计算机、可穿戴电子装置或其类似者或其任何组合)。
II.***概述
图1示意性说明根据本发明的一个具体实例的激光加工设备。
参看图1中所展示的具体实例，用于加工工件102a及102b(各自一般被称作「工件102(workpiece 102)」)的激光加工设备100(在本文中亦简称为「设备(apparatus)」)的特征可为包括用于产生激光能量光束的激光源104、第一***106、多个第二***(例如，第二***108a及108b，各自一般被称作「第二***108(second positioner 108)」)、第三***110及多个扫描透镜(例如，扫描透镜112a及112b，各自一般被称作「扫描透镜112(scan lens 112)」)。尽管图1说明激光加工设备100包括两个第二***108的具体实例，但将了解，本文中所揭示的众多具体实例可应用于仅包括单一第二***108的激光加工设备或可应用于多于两个第二***108。
扫描透镜112及对应第二***108可视情况整合至共享外壳或「扫描头(scanhead)」中。举例而言，扫描透镜112a及对应第二***108(亦即，第二***108a)可整合至共同扫描头120a中。同样，扫描透镜112b及对应第二***108(亦即，第二***108b)可整合至共同扫描头120b中。如本文中所使用，扫描头120a及扫描头120b中的每一者在本文中亦一般被称作「扫描头120(scan head 120)」。
尽管图1说明通常支撑多个工件102的单一第三***110，但将了解，可提供多个第三***110(例如，以各自支撑不同工件102，支撑共同工件102，或其类似操作或其任何组合)。然而，鉴于以下描述，应认识到，若不需要由任何第二***108或第三***110提供的功能，则包括任何第二***108或第三***110视情况选用的。
如下文更详细地论述，第一***106可操作以使激光能量光束绕射、反射、折射或以其他方式偏转，以便使光束路径114偏转至第二***108中的任一者。如本文中所使用，术语「光束路径(beam path)」指激光能量光束中的激光能量在自激光源104传播至扫描透镜112时行进所沿的路径。当使光束路径114偏转至第二***108a时，光束路径114可在第一角度范围(在本文中亦被称作「第一主要角范围116a(first primary angular range116a)」)内偏转任何角度(例如，如相对于入射于第一***106上的光束路径114所量测)。同样，当使光束路径114偏转至第二***108b时，光束路径114可在第二角度范围(在本文中亦被称作「第二主要角范围116b(second primary angular range 116b)」)内偏转任何角度(例如，如相对于入射于第一***106上的光束路径114所量测)。如本文中所使用，第一主要角范围116a及第二主要角范围116b中的每一者在本文中亦可一般被称作「主要角范围116(primary angular range 116)」。大体而言，第一主要角范围116a不与第二主要角范围116b重叠，且不与其邻接。第一主要角范围116a可大于、小于或等于第二主要角范围116b。如本文中所使用，使光束路径114在主要角范围116中的一或多者内偏转的动作在本文中被称作「光束分支(beam branching)」。
每一第二***108可操作以对由激光源104产生且由第一***106偏转(亦即，以使激光能量光束「偏转(deflect)」)的激光能量光束进行绕射、反射、折射或其类似操作或其任何组合，以便使光束路径114偏转至对应扫描透镜112。举例而言，第二***108a可使光束路径114偏转至扫描透镜112a。同样地，第二***108b可使光束路径114偏转至扫描透镜112b。当使光束路径114偏转至扫描透镜112a时，第二***108a可使光束路径114在第一角度范围(在本文中亦被称作「第一次要角范围118a(first secondary angularrange 118a)」)内偏转任何角度(例如，如相对于扫描透镜112a的光轴所量测)。同样，当使光束路径114偏转至扫描透镜112b时，第二***108b可使光束路径114在第二角度范围(在本文中亦被称作「第二次要角范围118b(second secondary angular range 118b)」内偏转任何角度(例如，如相对于扫描透镜112b的光轴所量测)。第一次要角范围118a可大于、小于或等于第二次要角范围118b。
偏转至扫描透镜112的激光能量典型地由扫描透镜112聚焦且经透射以沿束轴传播，以便递送至工件102。举例而言，偏转至扫描透镜112a的激光能量被递送至工件102a，且偏转至扫描透镜112b的经透射激光能量被递送至工件102b。递送至工件102的激光能量的特征可为具有高斯型空间强度剖面或非高斯型(亦即，「成形(shaped)」)空间强度剖面(例如，「顶帽型(top-hat)」空间强度剖面、超高斯空间强度剖面等)。
尽管图1说明多个工件102，其中的每一者经布置以便与不同束轴相交，但将了解，单一较大工件102可由已自多个扫描透镜递送的激光能量加工。另外，尽管图1说明多个扫描透镜112，其中的每一者经布置以便透射沿已由不同第二***108偏转的光束路径传播的激光能量，但将了解，设备100可经配置(例如，利用镜面、棱镜、分光器或其类似者或其任何组合)以使得沿由多个第二***108偏转的光束路径传播的激光能量由共同扫描透镜112透射。
如本文中所使用，术语「光点尺寸(spot size)」指在束轴与工件102的将由经递送激光能量光束至少部分地加工的区相交的位置处递送的激光能量光束的直径或最大空间宽度(亦被称作「制程光点(process spot)」、「光点位置(spot location)」，或简称为「光点(spot)」)。本文中出于论述的目的，将光点尺寸量测为自束轴至束轴处的光学强度下降至至少光学强度的1/e2的位置处的径向或横向距离。大体而言，激光能量光束的光点尺寸将在光束腰处达到最小值。一旦递送至工件102，光束内的激光能量的特征可为以介于2μm至200μm范围内的光点尺寸照射工件102。然而，将了解，可使光点尺寸小于2μm或大于200μm。因此，递送至工件102的激光能量光束可具有大于、小于或等于2μm、3μm、5μm、7μm、10μm、15μm、30μm、35μm、40μm、45μm、50μm、55μm、80μm、100μm、150μm、200μm等或介于所述值中的任一者之间的光点尺寸。
设备100亦可包括一或多个其他光学组件(例如，光束捕集器、光束扩展器、光束塑形器、分光器、孔隙、滤光器、准直仪、透镜、镜面、棱镜、偏振器、相位延迟器、绕射光学元件(在此项技术中通常被称为DOE)、折射光学元件(在此项技术中通常被称为ROE)或其类似者或其任何组合)，以在激光能量光束沿光束路径114传播时对该激光能量光束进行聚焦、扩展、准直、塑形、偏振、滤光、分离、组合、修剪(crop)、吸收或以其他方式修改、调节、引导等。在诸如光束扩展器、透镜、分光器、棱镜、二向色滤光器、窗、波板、DOE、ROE等光学组件由既定透射入射激光能量光束的块体透明材料(其可视情况涂布有一或多个抗反射涂层或其类似者)形成的限度内，此类光学组件在本文中一般被称作「透射光学组件(transmissiveoptical component)」。如本文中所使用，***及其他光学组件的集合当一起装配至激光加工设备100中时可被视为构成「光束路径构件(beam path assembly)」。
A.激光源
在一个具体实例中，激光源104可操作以产生激光脉冲。因而，激光源104可包括脉冲激光源、CW激光源、QCW激光源、丛发模式激光或其类似者或其任何组合。在激光源104包括QCW或CW激光源的情况下，激光源104可在脉冲模式中操作，或可在非脉冲模式中操作但进一步包括脉冲闸控单元(例如，声光(acousto-optic；AO)调变器(acousto-opticmodulator；AOM)、截光器等)以在时间上调变自QCW或CW激光源输出的激光辐射光束。尽管未说明，但设备100可视情况包括经配置以转换由激光源104输出的光波长的一或多个谐波产生晶体(亦被称作「波长转换晶体(wavelength conversion crystal)」)。然而，在另一具体实例中，激光源104可提供为QCW激光源或CW激光源且不包括脉冲闸控单元。因此，激光源104的特征广泛地可为可操作以产生激光能量光束，该激光能量光束可表现为一系列激光脉冲或者连续或准连续激光光束，该激光能量光束此后可沿光束路径114传播。尽管本文中所论述的许多具体实例参考激光脉冲，但应认识到，每当适当或需要时，可替代地或另外使用连续或准连续光束。
由激光源104输出的激光能量可具有在电磁波谱的紫外线(ultraviolet；UV)、可见光或红外线(infrared；IR)范围内的一或多个波长。电磁波谱的UV范围内的激光能量可具有在10nm(或上下)至385nm(或上下)的范围内的一或多个波长，诸如100nm、121nm、124nm、157nm、200nm、334nm、337nm、351nm、380nm等，或介于所述值中的任一者之间。电磁波谱的可见绿色范围内的激光能量可具有在500nm(或上下)至560nm(或上下)的范围内的一或多个波长，诸如511nm、515nm、530nm、532nm、543nm、568nm等，或介于所述值中的任一者之间。电磁波谱的IR范围中的激光能量可具有在750nm(或上下)至15μm(或上下)的范围内的一或多个波长，诸如600nm至1000nm、752.5nm、780nm至1060nm、799.3nm、980nm、1047nm、1053nm、1060nm、1064nm、1080nm、1090nm、1152nm、1150nm至1350nm、1540nm、2.6μm至4μm、4.8μm至8.3μm、9.4μm、10.6μm等，或介于所述值中的任一者之间。
当激光能量光束表现为一系列激光脉冲时，由激光源104输出的激光脉冲可具有在10fs至900ms的范围内的脉冲宽度或脉冲持续时间(亦即，基于脉冲中的光学功率对时间的半高全宽(full-width at half-maximum；FWHM))。然而，将了解，可使脉冲持续时间小于10fs或大于900ms。因此，由激光源104输出的至少一个激光脉冲可具有小于、大于或等于10fs、15fs、30fs、50fs、100fs、150fs、200fs、300fs、500fs、600fs、750fs、800fs、850fs、900fs、950fs、1ps、2ps、3ps、4ps、5ps、7ps、10ps、15ps、25ps、50ps、75ps、100ps、200ps、500ps、1ns、1.5ns、2ns、5ns、10ns、20ns、50ns、100ns、200ns、400ns、800ns、1000ns、2μs、5μs、10μs、15μs、20μs、25μs、30μs、40μs、50μs、100μs、300μs、500μs、900μs、1ms、2ms、5ms、10ms、20ms、50ms、100ms、300ms、500ms、900ms、1s等或介于所述值中的任一者之间的脉冲持续时间。
由激光源104输出的激光脉冲可具有在5mW至50kW范围内的平均功率。然而，将了解，可使平均功率小于5mW或大于50kW。因此，由激光源104输出的激光脉冲可具有小于、大于或等于5mW、10mW、15mW、20mW、25mW、50mW、75mW、100mW、300mW、500mW、800mW、1W、2W、3W、4W、5W、6W、7W、10W、15W、18W、25W、30W、50W、60W、100W、150W、200W、250W、500W、2kW、3kW、20kW、50kW等或介于所述值中的任一者之间的平均功率。
激光脉冲可由激光源104以在5kHz至5GHz范围内的脉冲重复率输出。然而，将了解，可使脉冲重复率小于5kHz或大于5GHz。因此，激光脉冲可由激光源104以小于、大于或等于5kHz、50kHz、100kHz、175kHz、225kHz、250kHz、275kHz、500kHz、800kHz、900kHz、1MHz、1.5MHz、1.8MHz、1.9MHz、2MHz、2.5MHz、3MHz、4MHz、5MHz、10MHz、20MHz、50MHz、60MHz、100MHz、150MHz、200MHz、250MHz、300MHz、350MHz、500MHz、550MHz、600MHz、900MHz、2GHz、10GHz等或介于所述值中的任一者之间的脉冲重复率输出。
除波长、平均功率以及当激光能量光束表现为一系列激光脉冲时的脉冲持续时间及脉冲重复率之外，递送至工件102的激光能量光束的特征可在于诸如脉冲能量、峰值功率等一或多个其他特性，所述特性可经选择(例如，视情况基于诸如波长、脉冲持续时间、平均功率及脉冲重复率等一或多个其他特性)而以足以加工工件102(例如，形成一或多个特征)的光学强度(以W/cm2量测)、通量(以J/cm2量测)等辐照制程光点处的工件102。
激光源104的激光类型的实例的特征可为气体激光(例如，二氧化碳激光、一氧化碳激光、准分子激光等)、固态激光(例如，Nd:YAG激光等)、棒激光、光纤激光、光子晶体棒/光纤激光、被动模式锁定固态块体或光纤激光、染料激光、模式锁定二极管激光、脉冲激光(例如，ms、ns、ps、fs脉冲激光)、CW激光、QCW激光或其类似者或其任何组合。取决于所述激光的组态，气体激光(例如，二氧化碳激光等)可经配置以在一或多个模式中(例如，在CW模式、QCW模式、脉冲模式或其任何组合中)操作。可提供为激光源104的激光源的特定实例包括一或多个激光源，诸如：由EOLITE制造的BOREAS、HEGOA、SIROCCO或CHINOOK系列激光；由PYROPHOTONICS制造的PYROFLEX系列激光；PALADIN进阶355、DIAMOND系列(例如，DIAMONDE、G、J-2、J-3、J-5系列)、由COHERENT制造的FLARE NX、MATRIX QS DPSS、MEPHISTO Q、AVIALX、AVIA NX、RAPID NX、HYPERRAPID NX、RAPID、HELIOS、FIDELITY、MONACO、OPERA或RAPIDFX系列激光；由SPECTRA HYSICS制造的ASCEND、EXCELSIOR、EXPLORER、HIPPO、NAVIGATOR、QUANTA-RAY、QUASAR、SPIRIT、TALON或VGEN系列激光；由SYNRAD制造的PULSTAR或FIRESTAR系列激光；全部由TRUMPF制造的TRUFLOW系列激光(例如，TRUFLOW 2000、2600、3000、3200、3600、4000、5000、6000、6000、8000、10000、12000、15000、20000)、TRUCOAX系列激光(例如，TRUCOAX 1000)或TRUDISK、TRUPULSE、TRUDIODE、TRUFIBER或TRUMICRO系列激光；由IMRAAMERICA制造的FCPApJEWEL或FEMTOLITE系列激光；由AMPLITUDE SYSTEMES制造的TANGERINE及SATSUMA系列激光(以及MIKAN及T-PULSE系列振荡器)；由IPG PHOTONICS制造的CL、CLPF、CLPN、CLPNT、CLT、ELM、ELPF、ELPN、ELPP、ELR、ELS、FLPN、FLPNT、FLT、GLPF、GLPN、GLR、HLPN、HLPP、RFL、TLM、TLPN、TLR、ULPN、ULR、VLM、VLPN、YLM、YLPF、YLPN、YLPP、YLR、YLS、FLPM、FLPMT、DLM、BLM或DLR系列激光(例如，包括GPLN-100-M、GPLN-500-QCW、GPLN-500-M、GPLN-500-R、GPLN-2000-S等)，或其类似者或其任何组合。
B.第一***
大体而言，第一***106可操作以赋予束轴相对于工件102沿X轴(或方向)、Y轴(或方向)或其组合的移动(例如，借由使光束路径114在第一主要角范围116a内、在第二主要角范围116b内偏转，或其组合)。尽管未说明，但Y轴(或Y方向)应理解为指正交于所说明的X及Y轴(或方向)的轴(或方向)。
在一个具体实例中，可控制第一***106的操作以使光束路径114偏转至第二***108a(例如，在第一分支时段期间)且接着使光束路径114偏转至第二***108b(例如，在第一分支时段之后的第二分支时段期间)，或反之亦然，或其任何组合。在另一实例中，可控制第一***106的操作以同时使光束路径114偏转至第二***108a及第二***108b。在本文中所论述的具体实例中，第一分支时段的持续时间可大于、小于或等于第二分支时段的持续时间。第一分支时段及第二分支时段中的每一者的持续时间可大于、等于或小于第一***106的定位时段。在一个具体实例中，第一分支时段及第二分支时段中的每一者的持续时间的特征可为第一***106的定位时段的整数倍数(其中整数可为诸如1、2、3、4、5、10、20、50、100等或介于所述值中的任一者之间的任何整数)。参见下文的此章节以关于第一***106的「定位时段(positioning period)」进一步论述。在一些具体实例中，每一分支时段的持续时间大于、等于或小于200μs、125μs、100μs、50μs、33μs、25μs、20μs、13.3μs、12.5μs、10μs、4μs、2μs、1.3μs、1μs、0.2μs、0.1μs、0.05μs、0.025μs、0.02μs、0.013μs、0.01μs、0.008μs、0.0067μs、0.0057μs、0.0044μs、0.004μs等或介于所述值中的任一者之间。
当由激光源104输出的激光能量光束表现为一系列激光脉冲时，每一分支时段可具有大于或等于激光能量光束内的激光脉冲的脉冲持续时间的持续时间。然而，在另一具体实例中，一或多个分支时段可具有小于激光能量光束内的激光脉冲的脉冲持续时间的持续时间。在此类具体实例中，光束分支的动作可导致在时间上划分激光脉冲，且因此亦可被称作「脉冲分段(pulse slicing)」。下文将更详细地描述脉冲分段，且可结合光束分支来实施，或可与光束分支分开地实施。亦即，可在操作第一***106以使光束路径114在单一主要角范围116内(例如，在第一主要角范围116a内在或第二主要角范围116b内)偏转不同角度的同时实现脉冲分段。因此，脉冲分段可结合光束分支来实施，或可与光束分支分开地实施，且在时间上划分激光脉冲的时段一般可被称作「片断时段(slice period)」。尽管脉冲分段技术在本文中描述为应用于在时间上划分激光脉冲，但将了解，所述技术可同样应用于在时间上划分表现为连续或准连续激光光束的激光能量光束。
束轴相对于工件102的移动在由第一***106赋予时大体上受限制，使得可扫描、移动或以其他方式将制程光点定位于由扫描透镜112投影的第一扫描场内。大体而言，且取决于诸如第一***106的组态、第一***106沿光束路径114的位置、入射于第一***106上的激光能量光束的光束尺寸、光点尺寸等一或多个因素，第一扫描场可在X或Y方向中的任一者上延伸至小于、大于或等于0.01mm、0.04mm、0.1mm、0.5mm、1.0mm、1.4mm、1.5mm、1.8mm、2mm、2.5mm、3.0mm、3.5mm、4.0mm、4.2mm、5mm、10mm、25mm、50mm、60mm等或介于所述值中的任一者之间的距离。如本文中所使用，术语「光束尺寸(beam size)」指激光能量光束的直径或宽度，且可量测为自束轴至光学强度下降至沿光束路径114的传播轴处的光学强度的1/e2的位置的径向或横向距离。第一扫描场的最大尺寸(例如，在X或Y方向上，或以其他方式)可大于、等于或小于待形成于工件102中的特征(例如，开口、凹陷、通孔、沟槽等)的最大尺寸(如在X-Y平面中所量测)。
大体而言，第一***106可提供为电流计镜面***、AO偏转器(AO deflector；AOD)***、电光(electro-optic；EO)偏转器(EO deflector；EOD)***、快速转向镜面(fast-steering mirror；FSM)***或其类似者或其任何组合。AOD***的AOD通常包括由诸如以下各物的材料形成的AO单元：结晶锗(Ge)、砷化镓(GaAs)、钼铅矿(PbMoO4)、二氧化碲(TeO2)、结晶石英、玻璃态SiO2、三硫化砷(As2S3)、铌酸锂(LiNbO3)或其类似物或其任何组合。EOD***的EOD通常包括由铌酸锂、钽铌酸钾等形成的EO单元。在AO单元及EO单元经配置以透射入射激光能量光束的限度内，AO及EO单元可被视为透射光学组件的类型。
第一***106的特征可为具有「第一定位速率(first positioning rate)」，其指第一***106将制程光点定位于第一扫描场内的任何位置处(因此移动束轴)的速率。举例而言，第一定位速率可大于、等于或小于8kHz、10kHz,20kHz、30kHz、40kHz、50kHz、75kHz、80kHz、100kHz、250kHz、500kHz、750kHz、1MHz、5MHz、10MHz、20MHz、40MHz、50MHz、75MHz、100MHz、125MHz、150MHz、175MHz、200MHz、225MHz、250MHz等，或介于所述值中的任一者之间。此范围在本文中亦被称作第一定位带宽。在第一***106的操作期间，驱动信号可重复地施加至第一***106，且第一定位带宽对应于(例如，等于或至少实质上等于)应用驱动信号的速率。应用驱动信号的速率亦被称作「更新速率(update rate)」或「再新率(refresh rate)」。第一定位速率的倒数在本文中被称作「第一定位时段」，且因此指在制程光点的位置自第一扫描场内的一个位置改变至第一扫描场内的另一位置之前经过的最小时间量。因此，第一***106的特征可为具有大于、等于或小于200μs、125μs、100μs、50μs、33μs、25μs、20μs、15μs、13.3μs、12.5μs、10μs、4μs、2μs、1.3μs、1μs、0.2μs、0.1μs、0.05μs、0.025μs、0.02μs、0.013μs、0.01μs、0.008μs、0.0067μs、0.0057μs、0.0044μs、0.004μs等或介于所述值中的任一者之间的第一定位时段。
i.大体关于作为第一***的AOD***的具体实例
在一个具体实例中，第一***106提供为AOD***，其包括至少一个(例如，一个、两个、三个、四个、五个、六个等)单元件AOD、至少一个(例如，一个、两个、三个、四个、五个、六个等)多元件AOD，或其类似者或其任何组合。仅包括一个AOD的AOD***在本文中被称作「单单元AOD***(single-cell AOD system)」，且包括多于一个AOD的AOD***在本文中被称作「多单元AOD***(multi-cell AOD system)」。如本文中所使用，「单元件(single-element)」AOD指仅具有声学耦接至AO单元的一个超音波换能器元件的AOD，而「多元件(multi-element)」AOD包括声学耦接至共同AO单元的至少两个超音波换能器元件。AOD***可借由以对应方式使光束路径114偏转而提供为单轴AOD***(例如，可操作以使束轴沿单一轴偏转)或提供为多轴AOD***(例如，可操作以使束轴沿一或多个轴偏转，诸如沿X轴、沿Y轴或其任何组合)。大体而言，多轴AOD***可提供为单单元或多单元AOD***。多单元多轴AOD***典型地包括多个AOD，所述AOD各自可操作以使束轴沿不同轴偏转。举例而言，多单元多轴***可包括可操作以使束轴沿一个轴(例如，沿X轴)偏转的第一AOD(例如，单元件或多元件AOD***)，及可操作以使束轴沿第二轴(例如，沿Y轴)偏转的第二AOD(例如，单元件或多元件AOD)。单单元多轴***典型地包括单一AOD，该AOD可操作以使束轴沿两个轴(例如，沿X及Y轴)偏转。举例而言，单单元多轴***可包括声学耦接至共同AO单元的正交配置平面、刻面、侧面等的至少两个超音波换能器元件。
如所属技术领域中具有通常知识者将认识到，AO技术(例如，AOD、AOM等)利用由一或多个声波产生的绕射效应，该一或多个声波传播通过AO单元(亦即，沿AOD的「绕射轴(diffraction axis)」)以使入射光波(亦即，在本申请案的上下文中，激光能量光束)绕射，同时传播通过AO单元(亦即，沿AOD内的「光轴(optical axis)」)。使入射激光能量光束绕射产生绕射图案，其典型地包括零阶及一阶绕射峰，且亦可包括其他高阶绕射峰(例如，二阶、三阶等)。如此项技术中已知，经绕射激光能量光束在零阶绕射峰中的部分被称为「零阶(zero-order)」光束，经绕射激光能量光束在一阶绕射峰中的部分被称为「一阶(first-order)」光束，等等。大体而言，零阶光束及其他绕射阶光束(例如，一阶光束等)在射出AO单元(例如，穿过AO单元的光学输出侧)后沿不同光束路径传播。举例而言，零阶光束沿零阶光束路径传播，一阶光束沿一阶光束路径传播，等等。
典型地借由将RF驱动信号(例如，来自第一***106的一或多个驱动器)施加至超音波换能器元件而将声波发射至AO单元中。因此，可借由将RF驱动信号施加至AOD***的一或多个超音波换能器元件来驱动AOD***。可控制(例如，基于由控制器122、组件特定控制器或其类似者或其任何组合输出的一或多个控制信号)RF驱动信号的特性(例如，振幅、频率、相位等)以调整绕射入射光波的方式。举例而言，所施加RF驱动信号的频率将判定光束路径114偏转的角度。如此项技术中已知，可如下计算光束路径114偏转的角度Θ：
其中λ为激光能量光束的光学波长，f为所施加RF驱动信号的频率，且v为AO单元中的声波的速度。若所施加RF驱动信号的频率由多个频率构成，则光束路径114将同时偏转多个角度。
射出AO单元的一阶光束路径可典型地被视为已在AO单元内旋转或偏转的光束路径114。除非本文中另外明确地陈述，否则射出AO单元的光束路径114对应于一阶光束路径。当操作或驱动AOD以使入射激光能量光束绕射时，射出AO单元的光束路径114旋转(例如，在入射于AO单元上时相对于光束路径114)所围绕的轴(在本文中亦被称作「旋转轴(rotationaxis)」)与AO单元的绕射轴及入射激光能量光束在AO单元内传播所沿的光轴两者正交。因此，AOD使入射光束路径114在含有(或另外大体平行于)AO单元的绕射轴及AO单元内的光轴的平面(在本文中亦被称作「偏转平面(plane of deflection)」)内偏转。AOD可使光束路径114在偏转平面内偏转所跨越的空间范围在本文中被称作该AOD的「扫描场(scan field)」。因此，第一***106的第一扫描场可被视为对应于单一AOD的扫描场(例如，在第一***106包括单一AOD的情况下)，或对应于多个AOD的经组合扫描场(例如，在第一***106包括多个AOD的情况下)。
将了解，形成AO单元的材料将取决于沿光束路径114传播以便入射于AO单元上的激光能量的波长。举例而言，可使用诸如结晶锗的材料，其中待偏转的激光能量的波长在2μm(或上下)至20μm(或上下)的范围内，可使用诸如砷化镓及三硫化砷的材料，其中待偏转的激光能量光束的波长在1μm范围内(或上下)至11μm(或上下)的范围内，且可使用诸如玻璃态SiO2、石英、铌酸锂、钼铅矿及二氧化碲的材料，其中待偏转的激光能量的波长在200nm范围内(或上下)至5μm(或上下)的范围内。
C.第二***
大体而言，第二***108可操作以赋予束轴相对于工件102沿X轴(或方向)、Y轴(或方向)或其组合的移动(例如，借由使光束路径114在第一次要角范围118a内或在第二次要角范围118b内偏转)。
如由第二***108赋予的束轴相对于工件102的移动大体上受限制，使得制程光点可扫描、移动或以其他方式定位于由扫描透镜112投影的第二扫描场内。大体而言，且取决于诸如第二***108的组态、第二***108沿光束路径114的位置、入射于第二***108上的激光能量光束的光束尺寸、光点尺寸等一或多个因素，第二扫描场可在X或Y方向中的任一者上延伸至大于第一扫描场的对应距离的距离。鉴于上文，第二扫描场可在X或Y方向中的任一者上延伸至小于、大于或等于1mm、25mm、50mm、75mm、100mm、250mm、500mm、750mm、1cm、25cm、50cm、75cm、1m、1.25m、1.5m等或介于所述值中的任一者之间的距离。第二扫描场的最大尺寸(例如，在X或Y方向上，或以其他方式)可大于、等于或小于待形成于工件102中的特征(例如，开口、凹陷、通孔、沟槽、切割道、导电迹线等)的最大尺寸(如在X-Y平面中所量测)。
鉴于本文中所描述的组态，应认识到，由第一***106赋予的束轴的移动可与由第二***108赋予的束轴的移动重叠。因此，第二***108可操作以在第二扫描场内扫描第一扫描场。
大体而言，第二***108能够将制程光点定位于第二扫描场内的任何位置处(因此使束轴在第二扫描场内移动及/或在第二扫描场内扫描第一扫描场)的定位速率跨越小于第一定位带宽的范围(在本文中亦被称作「第二定位带宽(second positioningbandwidth)」)。在一个具体实例中，第二定位带宽在500Hz(或上下)至8kHz(或上下)范围内。举例而言，第二定位带宽可大于、等于或小于500Hz、750Hz、1KHz、1.25KHz、1.5KHz、1.75KHz、2KHz、2.5KHz、3KHz、3.5KHz、4KHz、4.5KHz、5KHz、5.5KHz、6KHz、6.5KHz、7KHz、7.5KHz、8KHz等，或介于所述值中的任一者之间。
在一个具体实例中，第二***108可提供为包括两个电流计镜面组件的电流计镜面***，亦即，经布置以赋予束轴相对于工件102沿X轴的移动的第一电流计镜面组件(例如，X轴电流计镜面组件)，及经布置以赋予束轴相对于工件102沿Y轴的移动的第二电流计镜面组件(例如，Y轴电流计镜面组件)。然而，在另一具体实例中，第二***108可提供为仅包括单一电流计镜面组件的电流计镜面***，该单一电流计镜面组件经布置以赋予束轴相对于工件102沿X及Y轴的移动。在另外其他具体实例中，第二***108可提供为旋转多边形镜面***等。因此，将了解，取决于第二***108及第一***106的特定组态，第二定位带宽可大于或等于第一定位带宽。
D.第三***
第三***110可操作以赋予工件102(例如，工件102a及102b)相对于扫描透镜112的移动，且因此赋予工件102相对于束轴的移动。工件102相对于束轴的移动大体上受限制，使得制程光点可扫描、移动或以其他方式定位于第三扫描场内。取决于诸如第三***110的组态的一或多个因素，第三扫描场可在X方向、Y方向或其任何组合上延伸至大于或等于第二扫描场的对应距离的距离。然而，大体而言，第三扫描场的最大尺寸(例如，在X或Y方向上，或以其他方式)将大于或等于待形成于工件102中的任何特征的对应最大尺寸(如在X-Y平面中所量测)。视情况，第三***110可操作以使工件102相对于束轴在扫描场内移动，该扫描场在Z方向上(例如，在1mm与50mm之间的范围内)延伸。因此，第三扫描场可沿X、Y及/或Z方向延伸。
鉴于本文中所描述的组态，应认识到，制程光点相对于工件102的移动(例如，如由第一***106及/或第二***108赋予)可与如由第三***110赋予的工件102的移动重叠。因此，第三***110可操作以在第三扫描场内扫描第一扫描场及/或第二扫描场。大体而言，第三***110能够将工件102定位于第三扫描场内的任何位置处(因此移动工件102，在第三扫描场内扫描第一扫描场及/或在第三扫描场内扫描第二扫描场)的定位速率跨越小于第二定位带宽的范围(在本文中亦被称作「第三定位带宽(third positioningbandwidth)」)。在一个具体实例中，第三定位带宽小于500Hz(或上下)。举例而言，第三定位带宽可等于或小于500Hz、250Hz、150Hz、100Hz、75Hz、50Hz、25Hz、10Hz、7.5Hz、5Hz、2.5Hz、2Hz、1.5Hz、1Hz等，或介于所述值中的任一者之间。
在一个具体实例中，第三***110提供为一或多个线性平台(例如，各自能够赋予工件102沿X、Y及/或Z方向的平移移动)、一或多个旋转平台(例如，各自能够赋予工件102围绕平行于X、Y及/或Z方向的轴的旋转移动)，或其类似者或其任何组合。在一个具体实例中，第三***110包括用于使工件102沿X方向移动的X平台，及由X平台支撑(且因此可借由X平台沿X方向移动)的用于使工件102沿Y方向移动的Y平台。
尽管图中未示，但设备100可视情况包括耦接至第三***110的平台的夹具(例如，卡盘)。夹具可包括支撑区，且工件102可经机械夹持、固定、固持、紧固至夹具或以其他方式由夹具支撑于支撑区内。在一个具体实例中，工件102可经夹持、固定、固持、紧固或以其他方式支撑，以便直接接触夹具的主要典型平整支撑表面。在另一具体实例中，工件102可经夹持、固定、固持、紧固或以其他方式支撑，以便与夹具的支撑表面间隔开。在一个具体实例中，工件102可借助于自夹具施加至工件102或另外存在于工件102与夹具之间的力(例如，静电力、真空力、磁力)来固定、固持或紧固。
如目前所描述，设备100可将所谓的「堆叠式(stacked)」定位***用作第三***110，该第三***使工件102能够移动，同时诸如第一***106、第二***108、扫描透镜112等其他组件的位置保持在设备100内相对于工件102静止(例如，经由一或多个支撑件、框架等，如此项技术中已知)。在另一具体实例中，第三***110可经布置且可操作以使诸如第一***106、第二***108、扫描透镜112或其类似者或其任何组合的一或多个组件移动，且工件102可保持静止。
在又一具体实例中，第三***110可提供为所谓的「分离轴(split-axis)」定位***，其中诸如第一***106、第二***108、扫描透镜112或其类似者或其任何组合的一或多个组件由一或多个线性或旋转平台承载(例如，安装于框架、台架等上)且工件102由一或多个其他线性或旋转平台承载。在此类具体实例中，第三***110包括经布置且可操作以使诸如扫描头(例如，包括第二***108及扫描透镜112)的一或多个组件移动的一或多个线性或旋转平台，及经布置且可操作以使工件102移动的一或多个线性或旋转平台。举例而言，第三***110可包括用于赋予工件102沿Y方向的移动的Y平台及用于赋予扫描头沿X方向的移动的X平台。可有益地或有利地用于设备100中的分离轴定位***的一些实例包括以下各项中所揭示的***中的任一者：美国专利第5,751,585号、第5,798,927号、第5,847,960号、第6,606,999号、第7,605,343号、第8,680,430号、第8,847,113号或美国专利申请公开案第2014/0083983号或其任何组合，其中的每一者以全文引用的方式并入本文中。
在第三***110包括Z平台的一个具体实例中，Z平台可经布置且经配置以使工件102沿Z方向移动。在此情况下，Z平台可由其他前述平台中的一或多者承载以用于移动或定位工件102，可承载其他前述平台中的一或多者承载以用于移动或定位工件102，或其任何组合。在第三***110包括Z平台的另一具体实例中，Z平台可经布置且经配置以沿Z方向移动扫描头。因此，在第三***110提供为分离平台定位***的情况下，Z平台可承载X平台或由X平台承载。沿Z方向移动工件102或扫描头可导致工件102处的光点尺寸改变。
在又一具体实例中，诸如第一***106、第二***108、扫描透镜112等一或多个组件可由铰接式多轴机器人臂(例如，2轴、3轴、4轴、5轴或6轴臂)承载。在此类具体实例中，第二***108及/或扫描透镜112可视情况由机器人臂的末端执行器承载。在又一具体实例中，工件102可直接承载于铰接式多轴机器人臂的末端执行器上(亦即，不具有第三***110)。在又一具体实例中，第三***110可承载于铰接式多轴机器人臂的末端执行器上。
D.扫描透镜
扫描透镜112(例如，提供为简单透镜或化合物透镜)大体上经配置以聚焦沿光束路径引导的激光能量光束，典型地以便产生可定位于所要制程光点处或附近的光束腰。扫描透镜112可提供为f-θ透镜(如所展示)、远心f-θ透镜、轴锥透镜(在此情况下，产生一系列光束腰，从而得到沿束轴彼此移位的多个制程光点)，或其类似者或其任何组合。
在一个具体实例中，扫描透镜112提供为固定焦距透镜，且耦接至可操作以移动扫描透镜112(例如，以便改变光束腰沿束轴的位置)的扫描透镜***(例如，透镜致动器，图中未示)。举例而言，透镜致动器可提供为可操作以使扫描透镜112沿Z方向线性地平移的音圈。在此情况下，扫描透镜112可由诸如以下各物的材料形成：熔融硅石、光学玻璃、硒化锌、硫化锌、锗、砷化镓、氟化镁等。在另一具体实例中，扫描透镜112提供为可变焦距透镜(例如，变焦透镜，或并有由COGNEX、VARIOPTIC等当前提供的技术的所谓「液体透镜(liquidlens)」)，该可变焦距透镜能够经致动(例如，经由透镜致动器)以改变光束腰沿束轴的位置。改变光束腰沿束轴的位置可导致工件102处的光点尺寸改变。
在设备100包括透镜致动器的具体实例中，透镜致动器可耦接至扫描透镜112(例如，以便实现扫描透镜112在扫描头内相对于第二***108的移动)。替代地，透镜致动器可耦接至扫描头120(例如，以便实现扫描头自身的移动，在此情况下，扫描透镜112及第二***108将一起移动)。在另一具体实例中，扫描透镜112及第二***108整合至不同外壳中(例如，使得整合有扫描透镜112的外壳可相对于整合有第二***108的外壳移动)。
F.控制器
大体而言，设备100包括一或多个控制器，诸如控制器122，以控制或促进控制设备100的操作。在一个具体实例中，控制器122(例如，经由一或多个有线或无线、串行或并列的通信链路，诸如USB、RS-232、以太网络、Firewire、Wi-Fi、RFID、NFC、蓝芽、Li-Fi、SERCOS、MARCO、EtherCAT，或其类似者或其任何组合)以通信方式耦接至设备100的一或多个组件，诸如激光源104、第一***106、第二***108、第三***110、透镜致动器、扫描透镜112(当提供为可变焦距透镜时)、夹具等，该一或多个组件因此可响应于由控制器122输出的一或多个控制信号而操作。
举例而言，控制器122可控制第一***106、第二***108或第三***110或其任何组合的操作，以赋予束轴与工件之间的相对移动，以便引起制程光点与工件102之间沿工件102内的路径或轨迹(在本文中亦被称作「制程轨迹(process trajectory)」)的相对移动。将了解，可控制所述***中的任两者或所述***中的全部三者，使得两个***(例如，第一***106及第二***108、第一***106及第三***110，或第二***108及第三***110)或全部三个***同时赋予制程光点与工件102之间的相对移动(从而赋予束轴与工件之间的「化合物相对移动(compound relative movement)」)。当然，在任何时间，有可能仅控制一个***(例如，第一***106、第二***108或第三***110)以赋予制程光点与工件102之间的相对移动(从而赋予束轴与工件之间的「非化合物相对移动(non-compound relative movement)」)。
在一个具体实例中，控制器122可控制第一***106的操作以使光束路径114以赋予化合物相对移动(例如，与对应第二***108协调、与第三***110协调，或其任何组合)或束轴与每一工件102之间的非化合物相对移动的方式在每一主要角范围116内偏转，以便引起制程光点与工件102之间沿工件102内的制程轨迹的相对移动。举例而言，可控制第一***106的操作以使光束路径114以赋予化合物相对移动(例如，与对应第二***108a协调、与第三***110协调，或其任何组合)或束轴与工件102a之间的非化合物相对移动的方式在第一主要角范围116a内偏转，以便引起制程光点与工件102a之间沿工件102a内的第一制程轨迹的相对移动。同样，可控制第一***106的操作以使光束路径114以赋予化合物相对移动(例如，与对应第二***108b协调、与第三***110协调，或其任何组合)或束轴与工件102b之间的非化合物相对移动的方式在第二主要角范围116b内偏转，以便引起制程光点与工件102b之间沿工件102b内的第二制程轨迹的相对移动。第一制程轨迹可与第二制程轨迹相同或不同。
在另一具体实例中，控制器122可控制第一***106的操作从而以补偿由任何对应第二***108引入的追踪误差的方式使光束路径114在每一主要角范围116内偏转。举例而言，可控制第一***106的操作从而以补偿由对应第二***108a引入的追踪误差的方式使光束路径114在第一主要角范围116a内偏转。同样，可控制第一***106的操作从而以补偿由对应第二***108b引入的追踪误差的方式使光束路径114在第二主要角范围116b内偏转。
可控制前述组件中的一或多者以执行的操作的一些其他实例包括任何操作、功能、制程及方法等，如在前述美国专利第5,751,585号、5,847,960号、6,606,999号、8,680,430号、8,847,113号中所揭示，或如在美国专利第4,912,487号、第5,633,747号、第5,638,267号、第5,917,300号、第6,314,463号、第6,430,465号、第6,600,600号、第6,606,998号、第6,816,294号、第6,947,454号、第7,019,891号、第7,027,199号、第7,133,182号、第7,133,186号、第7,133,187号、第7,133,188号、第7,244,906号、第7,245,412号、第7,259,354号、第7,611,745号、第7,834,293号、第8,026,158号、第8,076,605号、第8,288,679号、第8,404,998号、第8,497,450号、第8,648,277号、第8,896,909号、第8,928,853号、第9,259,802号中所揭示，或在美国专利申请公开案第2014/0026351号、第2014/0196140号、第2014/0263201号、第2014/0263212号、第2014/0263223号、第2014/0312013号中所揭示，或在德国专利第DE102013201968B4号中所揭示，或在国际专利公开案第WO2009/087392号中所揭示，其中的每一者以全文引用的方式并入本文中。在另一实例中，控制器122可控制包括一或多个AOD的任何***(例如，在一些具体实例中，第一***106、第二***108或其组合)的操作以改变递送至加工光点的激光能量光束的光点形状或光点尺寸(例如，借由啁啾施加至一或多个AOD的一或多个超音波换能器元件的RF信号，借由将经光谱塑形的RF信号施加至一或多个AOD的一或多个超音波换能器元件，或其类似操作或其任何组合)，如例如国际专利公开案第WO2017/044646A1号中所揭示，其以全文引用的方式并入本文中。所施加的RF信号可以任何所要或适合方式线性地或非线性地啁啾。举例而言，所施加的RF信号可以第一速率且接着以第二速率啁啾，以使激光能量光束绕射，从而以两种不同方式运送AO单元。在此情况下，第一速率可比第二速率慢或快。
大体而言，控制器122包括可操作以在执行指令后产生前述控制信号的一或多个处理器。处理器可提供为可操作以执行指令的可程序化处理器(例如，包括一或多个通用计算机处理器、微处理器、数字信号处理器或其类似者或其任何组合)。可由处理器执行的指令可实施为软件、韧体等，或为任何适合形式的电路***，包括可程序化逻辑设备(programmable logic device；PLD)、场可程序化门阵列(field-programmable gatearray；FPGA)、场可程序化对象数组(field-programmable object array；FPOA)、特殊应用集成电路(application-specific integrated circuit；ASIC)-包括数字、模拟及混合模拟/数字电路***，或其类似者或其任何组合。指令的执行可在一个处理器上执行、分配在多个处理器中、跨一装置内的处理器或跨装置的网络并行地进行，或其类似者或其任何组合。
在一个具体实例中，控制器122包括诸如计算机内存的有形媒体，其可借由处理器存取(例如，经由一或多个有线或无线通信连结)。如本文中所使用，「计算机内存」包括磁性媒体(例如，磁带、硬盘机等)、光盘、挥发性或非挥发性半导体内存(例如，RAM、ROM、反及型闪存、反或型闪存、SONOS内存等)等，且可本端、远程(例如，跨网络)或以其组合方式存取。大体而言，指令可储存为可易于由技术人员根据本文中所提供的描述授权的计算机软件(例如，可执行码、档案、指令等，库档案等)，其例如以C、C++、Visual Basic、Java、Python、Tel、Perl、Scheme、Ruby、汇编语言、硬件描述语言(例如，VHDL、VERILOG等)等编写。计算机软件通常储存于借由计算机内存输送的一或多个数据结构中。
尽管图中未示，但一或多个驱动器(例如，RF驱动器、伺服驱动器、线驱动器、电源等)可以通信方式耦接至一或多个组件的输入端以用于控制所述组件，该一或多个组件诸如激光源104、第一***106、第二***108、第三***110、透镜致动器、扫描透镜112(当提供为可变焦距透镜时)、夹具等。因此，诸如激光源104、第一***106、第二***108、第三***110、透镜致动器、扫描透镜112(当提供为可变焦距透镜时)、夹具等一或多个组件可被视为亦包括任何适合驱动器，如此项技术中已知。所述驱动器中的每一者典型地将包括以通信方式耦接至控制器122的输入端，且控制器122可操作以产生一或多个控制信号(例如，触发信号等)，该一或多个控制信号可传输至与设备100的一或多个组件相关联的一或多个驱动器。诸如激光源104、第一***106、第二***108、第三***110、透镜致动器、扫描透镜112(当提供为可变焦距透镜时)、夹具等组件因此响应于由控制器122产生的控制信号。
尽管图中未示，但一或多个额外控制器(例如，组件特定控制器)可视情况以通信方式耦接至驱动器的输入端，该输入端以通信方式耦接至诸如激光源104、第一***106、第二***108、第三***110、透镜致动器、扫描透镜112(当提供为可变焦距透镜时)、夹具等组件(且因此与该组件相关联)。在此具体实例中，每一组件特定控制器可以通信方式耦接至控制器122且可操作以回应于自控制器122接收的一或多个控制信号而产生一或多个控制信号(例如，触发信号等)，该一或多个控制信号可接着传输至控制器以通信方式耦接至的驱动器的输入端。在此具体实例中，组件特定控制器可以与关于控制器122所描述的方式类似的方式操作。
在提供一或多个组件特定控制器的另一具体实例中，与一个组件(例如，激光源104)相关联的组件特定控制器可以通信方式耦接至与一个组件(例如，第一***106等)相关联的组件特定控制器。在此具体实例中，组件特定控制器中的一或多者可操作以响应于自一或多个其他组件特定控制器接收的一或多个控制信号而产生一或多个控制信号(例如，触发信号等)。
III.关于第一***的实例具体实例
A.关于AOD***的具体实例
参考图2，当第一***106提供为AOD***(例如，如上文所论述)时，第一***106可经操作以实施光束路径偏转方案，在该光束路径偏转方案中，零阶光束路径200位于第一主要角范围116a与第二主要角范围116b之间。在此偏转方案中，可借由反转所施加RF驱动信号的相位而操作或驱动第一***106(例如，响应于具有特定频率的所施加RF驱动信号)以使光束路径114在第一主要角范围116a或第二主要角范围116b内偏转。在所说明的具体实例中，光束捕集器202经布置以便吸收沿光束路径200传播的激光能量。
参考图3，当第一***106提供为AOD***(例如，如上文所论述)时，第一***106可经操作以实施光束路径偏转方案，在该光束路径偏转方案中，零阶光束路径300不位于第一主要角范围116a与第二主要角范围116b之间。在此偏转方案中，可借由改变所施加RF驱动信号的频率且在不反转所施加RF驱动信号的相位情况下(例如，响应于具有特定频率的所施加RF驱动信号)操作或驱动第一***106以使入射光束路径114在第一主要角范围116a或第二主要角范围116b内偏转。在所说明的具体实例中，光束捕集器202经布置以便吸收沿光束路径300传播的激光能量。
在上文关于图2及3所论述的具体实例中的任一者中，第一***106可提供为单轴AOD***或多轴AOD***。取决于AOD***内的AOD的构造(例如，如上文所论述)，AOD的特征可为纵向模式AOD或剪切模式AOD，且AOD可操作以使经线性偏振或圆形偏振的激光能量光束绕射。因此，取决于激光能量光束的波长及形成AOD***中的任何AOD的AO单元的材料，该AOD***中的任何AOD皆可定向，使得AOD中的AO单元的绕射轴平行或垂直于(或至少实质上平行或垂直于)入射至该AO单元中的激光能量光束的偏振平面。举例而言，若激光能量光束的波长在电磁波谱的紫外线或可见绿色范围内且AOD的AO单元由诸如石英的材料形成，则AOD可经定向以使得AO单元的绕射轴垂直于(或至少实质上垂直于)入射至该AO单元中的激光能量光束的偏振平面。在另一实例中，若激光能量光束的波长在电磁波谱的所谓的中波长或长波长红外线之内(亦即，跨越3μm(或上下)至15μm(或上下)的范围内的波长)且AOD的AO单元由诸如结晶锗的材料形成，则AOD可经定向以使得AO单元的绕射轴平行于(或至少实质上平行于)入射至该AO单元中的激光能量光束的偏振平面。
参看图4，多轴AOD***可提供为包括第一AOD 402及第二AOD 404的多单元多轴AOD***400。第一AOD 402及第二AOD 404两者可以如上文所描述的任何方式提供。第一AOD402经布置且可操作以使入射激光能量光束(例如，沿光束路径114传播)围绕第一旋转轴在第一角度范围(在本文中亦被称作「第一AOD角范围406(first AOD angular range 406)」)内旋转任何角度(例如，如相对于入射于第一AOD 402上的光束路径114所量测)，以便透射沿经偏转光束路径114传播的一阶光束。同样，第二AOD 404经布置且可操作以使由第一AOD402透射的入射激光能量光束(其可为零阶光束、一阶光束或其类似者或其任何组合)围绕第二旋转轴在第二角度范围(在本文中亦被称作「第二AOD角范围408(second AOD angularrange 408)」)内旋转任何角度(例如，如相对于入射于第二AOD 404上的光束路径114'所量测)，以便透射沿经偏转光束路径114″传播的一阶光束。如将了解，光束路径114'及光束路径114″中的每一者表示激光能量光束传播可沿的路径的特定实例；因此，光束路径114'及光束路径114″中的每一者在本文中亦可一般被称作「光束路径114(beam path 114)」。
大体而言，第二AOD 404相对于第一AOD 402定向，使得第二旋转轴不同于第一旋转轴。举例而言，第二旋转轴可正交于第一旋转轴或相对于第一旋转轴倾斜。然而，在另一具体实例中，第二AOD 404相对于第一AOD 402定向，使得第二旋转轴平行于(或至少实质上平行于)第一旋转轴。在此情况下，一或多个光学组件可配置于光束路径114'中以使第一AOD 402的偏转平面旋转(例如，90度或上下)，使得第一AOD 402的偏转平面在投影至第二AOD 404上时相对于第二AOD 404的偏转平面的定向旋转(例如，90度或上下)。参见例如国际公开案第WO 2019/060590A1号关于偏转平面可如何旋转的实例，如上文所论述。
大体而言，第一AOD 402中的AO单元由可与第二AOD 404中的AO单元相同或不同的材料形成。另外，第一AOD 402用以(亦即，剪切模式或纵向模式)使入射激光能量光束偏转的声波类型可与第二AOD 404用以使入射激光能量光束偏转的声波类型相同或不同。
将了解，可在任何时间操作AOD***400，使得仅第一AOD 402产生一阶光束，仅第二AOD 404产生一阶光束，或第一AOD 402及第二AOD 404两者产生一阶光束。因此，由第一***106产生的光束路径114的偏转可被视为仅由自光束路径114'获得的偏转引起，仅由自光束路径114″获得的偏转引起，或由自光束路径114'及114″获得的偏转的叠加引起。同样，主要角范围116可仅被视为第一AOD角范围406，仅被视为第二AOD角范围408，或被视为第一AOD角范围406及第二AOD角范围408的叠加。最后，图4中所说明的主要角范围116可为图2或图3中的任一者中所展示的第一主要角范围116a或第二主要角范围116b中的任一者。
在图4中所说明的具体实例中，射出第一AOD 402的零阶光束经透射至第二AOD404中，且由第二AOD 404透射的零阶光束可由光束捕集器(图中未示)吸收。然而，在另一具体实例中，由第一AOD 402透射的零阶光束可被截断(例如，借由***于第一AOD 402与第二AOD 404之间的光束捕集器或镜面(图中未示))以防止沿零阶光束路径自第一AOD 402传播的激光能量透射至第二AOD 404中。若第一AOD 402具有相对较高绕射效率且可在激光脉冲的完整持续时间内保持接通，则可能需要截断如上文所描述的零阶光束。然而，使第一AOD402在完整脉冲持续时间内保持接通可增加第一AOD 402及第二AOD 404上的平均热负荷，这是由于两个AOD上的热负荷常常相对相等，因此第二AOD 404可补偿第一AOD 402。AOD的增加的热负荷可引起可能不合需要的光束失真(例如，归因于热致透镜)。
不管上文如何，将零阶光束透射至第二AOD 404中有时可有助于将第二AOD 404的AO单元维持在与第一AOD 402的AO单元相同的温度(或接近于与第一AOD 402的AO单元相同的温度)下。将零阶光束透射至第二AOD 404中亦可有助于维持第二AOD 404的AO单元(在第二AOD 404的操作期间经由该AO单元运送激光能量光束)的区内的相对均一温度分布，从而消除或以其他方式减少在第二AOD 404的操作期间的不合需要的效应，诸如热致透镜、光束偏移等。鉴于上文，将零阶光束透射至第二AOD 404中在形成AO单元的材料在待偏转的激光能量光束的波长下具有相对较高吸收系数时可为特别有利的。举例而言，已知结晶锗在电磁波谱之中波长至长波长红外线范围内的波长下具有相对较高吸收系数(例如，相比于在电磁波谱的近UV至可见光波长范围内的波长下的石英的吸收系数)。
当第一***106提供为OD***(诸如，AOD***400)时，第一***106可视情况包括一或多个其他额外光学组件，诸如光束捕集器、光束扩展器、光束塑形器、孔隙、滤光器、准直仪、透镜、镜面、相位延迟器、偏振器或其类似者或其任何组合。
B.大体关于光束截止器***的具体实例
在一些具体实例中，第一***106包括一或多个光束截止器***以捕获及吸收(亦即，捕集)沿非所需光束路径自AOD传播的激光能量。习知地，自AOD传播的非所需激光能量使用检拾器镜面来转向，该检拾器镜面将激光能量(例如，来自该检拾器镜面的反射表面)反射至远程定位的光束捕集器。激光能量可直接自检拾器镜面反射至光束捕集器，或间接地经由一或多个额外中继器镜面反射。检拾器镜面及光束捕集器(及其间的任何中继器镜面)构成光束截止器***。
参看图5，第一***106可包括配置于第一AOD 402的光学输出侧处的光束截止器***500(在本文中亦被称作「第一光束截止器***(first beam dump system)」)。第一AOD 402典型地经操作以绕射入射激光能量光束，从而产生分别沿零阶光束路径300及一阶光束路径114'自第一AOD 402传播的零阶及一阶光束。通常，亦产生其他绕射阶的一或多个光束，所述光束中的每一者可沿一或多个其他光束路径自第一AOD 402传播，一般在图5中在502处标注。光束截止器***500经配置以捕集沿光束路径(诸如光束路径502中的任一者)传播的激光能量，同时准许分别沿零阶光束路径300及一阶光束路径114'传播的激光能量继续传播(例如，至第二AOD 404)。在另一具体实例中，光束截止器***500亦可经配置以捕集沿零阶光束路径300传播的激光能量(亦即，以防止激光能量传播至第二AOD 404)。
参看图6，第一***106可包括配置于第二AOD 404的光学输出侧处的光束截止器***600(在本文中亦被称作「第二光束截止器***(second beam dump system)」)。第二AOD 404典型地经操作以使入射激光能量光束绕射(例如，沿一阶光束路径114'自第一AOD402传播，及视情况沿零阶光束路径300自第一AOD 402传播)。在第二AOD 404的操作期间，使沿光束路径114'的传播入射激光能量光束绕射以产生沿一阶114″自第二AOD 404传播的一阶光束。如同第一AOD402一般，其他绕射阶的一或多个光束亦可在第二AOD 404的操作期间产生，所述光束中的每一者可沿一或多个其他光束路径自第二AOD 404传播，一般在图6中在602处标注。另外，沿零阶光束路径300自第一AOD 402传播的激光能量光束的至少一部分可沿零阶光束路径300自第二AOD 404传播。光束截止器***600经配置以捕集沿光束路径(诸如光束路径300及602)传播的激光能量，同时准许沿一阶光束路径114″传播的激光能量继续传播(例如，至第二***108)。
在一个具体实例中，第一***106包括第一光束截止器***500及第二光束截止器***600两者。然而，在另一具体实例中，第一***106可包括第一光束截止器***500但不包括第二光束截止器***600，或可包括第二光束截止器***600但不包括第一光束截止器***500。尽管第一光束截止器***500及第二光束截止器***600(各自在本文中一般被称作「光束截止器***(beam dump system)」在本文中描述为并入于提供为多单元多轴AOD***400的第一***106内，但将了解，本文中所描述的任何数目个光束截止器***可并入于仅包括一个AOD的第一***106中，或可结合其他光学组件(诸如棱镜、透镜、电流计镜面***、快速转向镜面***或其类似者或其任何组合)使用。
i.关于光束截止器***的实例具体实例
在一个具体实例中，光束截止器***的检拾器镜面及光束捕集器(及其间的任何中继器镜面)提供为实体上分离的组件，所述组件中的每一者分开提供及安装(例如，借助于螺钉、黏着剂、夹钳或其类似者或其任何组合)至共同光学模型板上等。尽管此提供弹性的方案，但所述组件相对于彼此的对准可能为困难且耗时的制程。
在解决与光束截止器***的分开提供的组件相关联的前述潜在问题时，根据另一具体实例的光束截止器***可将检拾器镜面、光束捕集器及任何介入中继器镜面整合(且视情况预对准)至共同封装中。此类光束截止器***(在本文中亦被称作「整合式光束截止器***(integrated beam dump system)」)可接着易于以此项技术中已知的任何适合方式并入至光束路径构件中，其中待进行的唯一对准为整合式光束截止器***的光学输入与任何非所需光束路径对准。
在一个实例具体实例中，整合式光束截止器***可包括一或多个分开提供的检拾器镜面、一或多个光束捕集器及视情况选用的在检拾器镜面与光束捕集器之间的一或多个中继器镜面，所述装置皆安装(例如，借助于螺钉、黏着剂、夹钳或其类似者或其任何组合)至共同结构，诸如光学模型板。如所属技术技术中已知，光学模型板为大体板状结构，其由诸如钢、黄铜、铝或铝合金、碳纤维强化聚合物复合物等材料形成，且其提供光学组件可安装至的平坦表面(例如，借助于螺钉、黏着剂、夹钳或其类似者或其任何组合)。光学模型板随后又可安装至激光加工设备100的光束路径构件中。
在另一实例具体实例中，分开提供的组件安装至的共同结构可为框架(例如，由诸如钢、黄铜、铝或铝合金、铜或铜合金、碳纤维强化聚合物复合物等材料形成)。在此情况下，框架提供多个表面(其中的至少两者不共面)，分开提供的组件中的不同组件可个别地安装(例如，借助于螺钉、黏着剂、夹钳或其类似者或其任何组合)至所述表面。框架可以此项技术中已知的任何适合或所要方式制造，例如借由CNC铣削、铸造、焊接、真空装袋、压缩模制或其类似方式或其任何组合。
在另一实例具体实例中，框架可以此方式提供或以其他方式加工以便形成一或多个反射表面(例如，适合于充当检拾器镜面、中继器镜面或其任何组合)、一或多个光学吸收表面或结构(例如，适合于充当光束捕集器或其部分)，或其类似者或其任何组合。举例而言，当框架由诸如钢、黄铜、铝或铝合金、铜或铜合金等金属材料形成时，框架的表面可经研磨及/或抛光(例如，化学、机械或其任何组合)以形成反射表面。在另一实例中，且不管形成框架的材料，可用对入射于表面上的激光能量光束中的光波长具反射性的材料涂布框架的表面(例如，经由电镀制程、无电电镀制程、真空沉积制程或其类似制程或其任何组合)。可涂布至框架上以形成反射表面的例示性材料包括铝、金、银、铜或其类似物或其任何组合。
在另一实例中，当框架由诸如钢、铝或铝合金、铜或铜合金等金属材料形成时，框架的表面可经蚀刻、粗化、氧化、阳极氧化等以形成适合吸收入射激光能量光束(例如，适合于充当光束捕集器或其部分)的表面或其他结构。在另一实例中，且不管形成框架的材料，可用对入射至框架的表面中的激光能量光束具有适合吸收性的材料涂布该表面(例如，经由电镀制程、无电电镀制程、真空沉积制程、涂漆制程或其类似制程或其任何组合)。
取决于一或多个因素，诸如光束捕集器的建构及由激光能量吸收的光束的功率及波长，光束捕集器可能在激光能量被吸收时不合需要地变热。因此，整合式光束截止器***可包括热耦接至光束捕集器且经配置以自该光束捕集器移除热的一或多个冷却***。适合冷却***的实例包括散热片、热管、帕耳帖热泵、水冷头(water block)或其类似者或其任何组合。在一个具体实例中，一或多个冷却***可热耦接至光学模型板或框架。在另一具体实例中，一或多个冷却***可与光学模型板或框架一体地形成，或以其他方式机械耦接至光学模型板或框架。
ii.关于整合式光束截止器***的实例具体实例
参看图7，诸如整合式光束截止器***700的整合式光束截止器***可包括由诸如钢、黄铜、铝或铝合金、铜或铜合金或其类似物或其任何组合的材料形成的框架702。框架702可借由此项技术中已知的任何适合或所要制程(例如，借由CNC铣削、铸造、焊接或其类似制程或其任何组合)形成以形成多个表面，诸如表面704、706、708、710、712、714及716。大体而言，表面704、706及708提供为反射表面，且表面710、712、714及716提供为光学吸收表面。举例而言，且如关于图8及图9更详细地论述，表面704及706可充当检拾器镜面，表面708可充当中继器镜面，且表面710、712、714及716可相对于彼此配置以便形成光束捕集器718。因此，表面704及706可使沿非所需光束路径传播的激光能量转向至表面708，该表面将经转向激光能量反射至光束捕集器718。
可使得表面704、706及708在形成框架702期间或在形成框架702之后具反射性。举例而言，在形成框架702之后，借由在形成有表面704、706及708中的一或多者的框架702的区上执行一或多个研磨或抛光操作(例如，如上文所论述)，借由用适合反射材料涂布表面704、706及708中的一或多者(例如，如上文所论述)或其类似操作或其任何组合，可使得表面704、706及708具反射性。
可使得表面710、712、714及716在形成框架702期间或在形成框架702之后具吸收性。举例而言，可形成框架702，使得表面704、706、708、710、712、714及716具反射性，且此后，可遮蔽表面704、706及708以防止应用于框架702之后续制程(例如，包括一或多个蚀刻操作、粗化操作、氧化操作、阳极氧化操作、涂布操作或其类似操作或其任何组合)使表面704、706及708呈现光学吸收性。可用以遮蔽表面704、706及708的例示性遮蔽材料包括带、蜡、漆、遮蔽树脂等，如所属技术领域中已知。在已适当遮蔽表面704、706及708之后，可执行(例如，如上文所论述)一或多个操作以使表面710、712、714及716显现光学吸收性。此后，可自静止反射表面704、706及708移除遮蔽材料。
在一个具体实例中，框架702可借由机械加工(例如，CNC铣削)块(例如，由铝或氧化铝形成)而形成，且框架702的所得表面可经阳极氧化以形成厚度足以至少部分(或至少实质上)吸收入射激光能量光束的阳极氧化层。大体而言，阳极氧化层应具有以提供激光能量的所要光吸收的最小厚度将取决于待吸收的激光能量的波长。举例而言，已发现，形成为至少45μm的厚度的阳极氧化层足以提供在9.4μm的波长下的激光能量的适合吸收。在对框架702阳极氧化之后，可研磨及/或抛光形成有表面704、706及708中的一或多者的框架702的区以移除阳极氧化层且因此形成适合反射的表面。替代地，可在阳极氧化框架702之前遮蔽表面704、706及708(例如，如上文所描述)，且可在框架702的未遮蔽部分(例如，表面710、712、714及716)已经适合阳极氧化之后移除遮蔽材料。
参看图8，表面704可充当检拾器镜面以将沿非所需光束路径(例如，自第一AOD402或第二AOD 404传播的光束路径800)传播的激光能量转向至表面708。表面708可充当中继器镜面以将由表面704反射的激光能量反射至光束捕集器718(例如，至表面716)，在该光束捕集器中，激光能量被吸收。尽管图8将光束路径800说明为在表面716处终止(因此表明沿光束路径800传播的所有激光能量皆被吸收)，但将了解，一些激光能量可在表面716处被反射。在此情况下，激光能量将自表面716反射至表面712，在表面712处，剩余激光能量将被完全吸收或部分地反射回表面716，在表面716处，该剩余激光能量将被至少部分吸收。
类似地，参看图9，表面706可充当检拾器镜面以将沿非所需光束路径(例如，自第一AOD 402或第二AOD 404传播的光束路径900)传播的激光能量转向至表面708。表面708可充当中继器镜面以将由表面704反射的激光能量反射至光束捕集器718(例如，至表面710)，在该光束捕集器中，激光能量被吸收。尽管图9将光束路径900说明为在表面710处终止(因此表明沿光束路径900传播的所有激光能量皆被吸收)，但将了解，一些激光能量可在表面710处被反射。在此情况下，激光能量将自表面710反射至表面714，在表面714处，剩余激光能量将被完全吸收或部分地反射回表面710，在表面710处，该剩余激光能量将被至少部分吸收。
返回参看图7，框架702可进一步包括充当整合式光束截止器***700的光学输入端的开口720。如所展示，开口720经布置且经尺寸设定以使得沿任何光束路径自第一AOD402或第二AOD 404(例如，沿光束路径114或300，如图7中所展示，或沿其他光束路径，诸如分别如图8或图9中所展示的光束路径800或900，或其任何组合)传播的激光能量可透射穿过该开口。框架702可进一步包括各自充当整合式光束截止器***700的光学输入端的开口722及724。具体言之，开口722经布置且经尺寸设定以便准许沿光束路径114传播的激光能量透射穿过该开口。同样，开口724经布置且经尺寸设定以便准许沿光束路径300传播的激光能量透射穿过该开口。
参看图10，诸如整合式光束截止器***1000的整合式光束截止器***可包括由诸如钢、黄铜、铝或铝合金、铜或铜合金或其类似物或其任何组合的材料形成的框架1002。框架1002可借由此项技术中已知的任何适合或所要制程(例如，以如上文关于框架702所描述的任何方式)形成以形成多个表面，诸如表面1004、1006、1008、1010、1012、1014、1016、1018及1020。大体而言，表面1004、1006、1008、1010及1012提供为反射表面，且表面1014、1016、1018及1020提供为光学吸收表面。表面1004、1006、1008、1010及1012中的任一者可以任何方式(例如，以与关于表面704、706及708所论述的方式相同或类似的方式)形成，以便适合地反射入射激光能量光束。同样，表面1014、1016、1018及1020中的任一者可以任何方式(例如，以与关于表面710、712、714及716所论述的方式相同或类似的方式)形成，以便适合地吸收入射激光能量光束。因此，且如关于图11至图14更详细地论述，表面1004、1006及1008可充当检拾器镜面，表面1010及1012可充当中继器镜面，且表面1014、1016、1018及1020可相对于彼此配置以便形成光束捕集器1022。因此，表面1004、1006及1008可使沿非所需光束路径传播的激光能量转向。特定言之，表面1004经配置以将入射激光能量直接反射至光束捕集器1020，而表面1006及1008经配置以将入射激光能量分别反射至表面1010及1012。表面1010及1012及各自经配置以将经转向激光能量反射至光束捕集器1022。
参看图11，表面1004可充当检拾器镜面以将沿非所需光束路径(例如，自第一AOD402或第二AOD 404传播的光束路径1100)传播的激光能量转向至表面1014。尽管图11将光束路径1100说明为在表面1014处终止(因此表明沿光束路径1100传播的所有激光能量皆被吸收)，但将了解，一些激光能量可在表面1014处被反射。在此情况下，激光能量将自表面1014反射至表面1018，在表面1018处，剩余激光能量将被完全吸收或部分地反射回表面1014，在表面1014处，该剩余激光能量将被至少部分吸收。
类似地，参看图12，表面1008可充当检拾器镜面以将沿非所需光束路径(例如，自第一AOD 402或第二AOD 404传播的光束路径1200)传播的激光能量转向至表面1014。尽管图12将光束路径1200说明为在表面1016处终止(因此表明沿光束路径1200传播的激光能量中的一些由表面1014反射，且沿光束路径1200传播的所有此类经反射激光能量在表面1016处被吸收)，但将了解，一些激光能量可在表面1016处被反射。在此情况下，激光能量将最可能自表面1016反射至表面1020，在表面1020处，剩余激光能量将被完全吸收或部分地反射回表面1016，在表面1016处，该剩余激光能量将被至少部分吸收。
参看图13，表面1006可充当检拾器镜面以将沿非所需光束路径(例如，自第一AOD402或第二AOD 404传播的光束路径1300)传播的激光能量转向至表面1010。表面1010可充当中继器镜面以将由表面1004反射的激光能量反射至光束捕集器1022(例如，至表面1016)，在该光束捕集器中，激光能量被吸收。尽管图13将光束路径1300说明为在表面1016处终止(因此表明沿光束路径1300传播的所有激光能量皆被吸收)，但将了解，一些激光能量可在表面1016处被反射。在此情况下，激光能量将自表面1016反射至表面1020，在表面1020处，剩余激光能量将被完全吸收或部分地反射回表面1016，在表面1016处，该剩余激光能量将被至少部分吸收。
类似地，参看图14，表面1008可充当检拾器镜面以将沿非所需光束路径(例如，自第一AOD 402或第二AOD 404传播的光束路径1400)传播的激光能量转向至表面1012。表面1012可充当中继器镜面以将由表面1008反射的激光能量反射至光束捕集器1022(例如，至表面1016)，在该光束捕集器中，激光能量被吸收。尽管图14将光束路径1400说明为在表面1016处终止(因此表明沿光束路径1400传播的所有激光能量皆被吸收)，但将了解，一些激光能量可在表面1016处被反射。在此情况下，激光能量将自表面1016反射至表面1020，在表面1020处，剩余激光能量将被完全吸收或部分地反射回表面1016，在表面1016处，该剩余激光能量将被至少部分吸收。
返回参看图10，框架1002可进一步包括充当整合式光束截止器***1000的光学输入端的开口1024。如所展示，开口1024经布置且经尺寸设定以使得沿任何光束路径自第一AOD 402或第二AOD 404(例如，沿光束路径114，如图10中所展示，或沿其他光束路径，诸如分别如图11、图12、13或图14中所展示的光束路径1100、1200、1300或1400，或其任何组合)传播的激光能量可透射穿过该开口。框架1002可进一步包括充当整合式光束截止器***1000的光学输入端的开口1026。具体言之，开口1026经布置且经尺寸设定以便准许沿光束路径114传播的激光能量透射穿过该开口。在整合式光束截止器***1000中，零阶光束路径300(例如，自第一AOD 402或第二AOD 404传播)经转向且发送至光束捕集器1022。在此情况下，零阶光束路径300可由例如光束路径1200或1300表示。
鉴于上文关于整合式光束截止器***700及1000的论述，将了解，由框架702及1002提供的前述表面界定一内部区，激光能量可经由该内部区传播至各别光束捕集器。举例而言，由框架702提供之前述表面界定内部区726，且由框架1002提供之前述表面界定内部区1028。为了防止或以其他方式最小化灰尘或其他颗粒或物体不合需要地进入至所述内部区中，整合式光束截止器***700或1000中的任一者可视情况包括横跨内部区的一或多个板。举例而言，整合式光束截止器***700可包括耦接至框架702(例如，在其第一侧处)的第一板726、耦接(例如，借助于螺钉、黏着剂、夹钳或其类似者或其任何组合)至框架702(例如，在其第二侧处，该第二侧与第一侧相对)的第二板728(以虚线展示于图7中)，或其组合。举例而言，整合式光束截止器***1000可包括耦接至框架1002(例如，在其第一侧处)的第一板1030、耦接(例如，借助于螺钉、黏着剂、夹钳或其类似者或其任何组合)至框架1002(例如，在其第二侧处，该第二侧与第一侧相对)的第二板1032(以虚线展示于图10中)，或其组合。关于整合式光束截止器***1000，尽管上文已将框架1002描述为提供表面1008，但表面1008可由耦接(例如，借助于螺钉、黏着剂、夹或其类似者或其任何组合)至第一板1030的块(例如，块1034)提供。
在一个具体实例中，耦接至整合式光束截止器***700或1000的框架的前述板中的任一者可由导热材料(例如，钢、黄铜、铝或铝合金、铜或铜合金或其类似者或其任何组合)形成，以便远离相关联光束捕集器(亦即，光束捕集器718或1022)传导热。在另一具体实例中，一或多个冷却***(例如，散热片、热管、帕耳帖热泵、水冷头或其类似者或其任何组合)可耦接至板728、730、1030或1032中的一或多者或以其他方式完全或部分地整合至板728、730、1030或1032中的一或多者中。
C.大体关于相位延迟器的具体实例
取决于第一***106中所包括的AOD的类型，可能需要使光的偏振平面(亦即，电场振荡的平面)在由AOD透射的一阶光束路径中旋转。若使入射激光能量光束的大部分绕射成一阶光束所需的RF驱动功率的量高度取决于经偏转激光能量光束的偏振状态，则将需要旋转偏振平面。另外，若多单元AOD***中的每一AOD包括由相同材料形成的AO单元，且若多单元AOD***中的每一AOD使用相同类型的声波以使入射激光能量光束偏转，且若需要使一阶光束中由多单元AOD***中的第一AOD(例如，多轴AOD***400中的第一AOD 402)透射的光的偏振状态为线性的且相对于多单元AOD***中的第二AOD(例如，多轴AOD***400中的第二AOD 404)的绕射轴定向于特定方向上，则类似地需要使一阶光束中由第二AOD透射的光的偏振状态相对于一阶光束中由第一AOD透射的光的偏振状态旋转，正如第二AOD的定向相对于第一AOD的定向旋转一般。
可并入至第一***106中的相位延迟器的实例包括一或多个透射相位延迟器(例如，半波板、四分之一波板、八分之一波板或其类似者或其任何组合)、一或多个反射相位延迟器(例如，经配置以赋予180度相移、90度相移或其类似者或其任何组合)，或其类似者或其任何组合。大体而言，视需要，一或多个相位延迟器可***至入射于AOD上的激光能量光束的光束路径(例如，一阶光束路径或其他路径)中以使入射于AOD上的经线性偏振激光能量光束的偏振平面与AOD中的AO单元的绕射轴对准。举例而言，一或多个相位延迟器可配置于光束路径114'中、第一AOD与第二AOD之间的位置处，以使射出第一AOD的将变得入射于第二AOD上的经线性偏振激光能量光束的偏振平面与第二AOD中的AO单元的绕射轴对准。
D.大体关于波前失真补偿的具体实例
通常，透射光学组件将吸收入射于其上的一定量的光。当入射光为高功率激光能量光束时，经吸收光可加热形成透射光学组件的材料。有时，当激光能量光束具有非均一空间强度剖面(例如，如同高斯型空间强度剖面)时，光束的不同区将透射光学组件的不同部分加热至不同温度。举例而言，具有高斯型空间强度分布的光束的中心区将比光束的周边区更多地加热透射光学组件的一个区。因为形成透射光学组件的许多材料的折射率随着温度变化(被称为热光学效应)，所以将随着高功率激光能量光束传播通过透射光学组件而修改该高功率激光能量光束的波前。另外，透射光学组件的相对热区可凸出(由于热膨胀)，且此凸出可使透射光学组件的形状类似于透镜的形状。折射率的改变亦可由透射光学组件内的热引发的机械应力(被称为光弹性效应)造成。如本文中所使用，以不同方式加热透射光学组件的不同部分的动作亦可被称作透射光学组件的「差别加热(differentialheating)」。透射光学组件的差别加热亦可借由除激光能量吸收以外的手段来实现。举例而言，透射光学组件可置放于热源附近。举例而言，当操作并有诸如EO或AO单元的透射光学组件的***时，可区别地加热所述透射光学组件。如此项技术中已知，透射光学组件的差别加热可能引发透射光学组件内的折射率的差别改变，此为被称为「热致透镜(thermallensing)」的效应。热致透镜可能在激光能量光束沿光束路径114传播通过光束路径构件时不合需要地使该激光能量光束的波前聚焦、散焦或以其他方式失真。
解决与热致透镜相关联的可能不利影响的一种方式为使用透射光学组件，所述透射光学组件对入射激光能量光束的光波长实质上透明(亦即，使得不发生热致透镜)。另一技术为仅降低激光能量光束中的功率。然而，若不存在实质上透明的透射光学组件，或若无法视需要使用相对较低功率激光能量光束来加工工件，则所述方法可能难以实施或不可能实施。因此，根据下文更详细地描述的一些具体实例，一或多个光学组件(在本文中被称作「波前补偿光学件(wavefront compensation optics)」)可配置于光束路径114中以补偿(亦即，完全或部分地补偿)可由光束路径构件的一或多个透射光学组件内的热致透镜引发的波前失真。
在本文所描述的具体实例中，输入至透射光学组件的激光能量光束典型地为轴向对称的(亦即，圆形或至少实质上圆形的)，且由热致透镜引发的失真通常由一或多个相位像差支配，该一或多个相位像差亦为轴向对称的。可借由任尼克多项式与其系数的适当量值的组合描述对激光能量光束的波前赋予的相位像差，如此项技术中已知。亦即：
其中ρ为来自所考虑的孔隙的中心的正规化径向坐标(其中，在此上下文中，「正规化(normalized)」意谓ρ在所考虑的孔隙的边缘处采用值1)，θ为所考虑的孔隙内的角坐标，aj为具有距离单位(例如，以λ为单位，其中λ为激光能量光束中的光学光波长，如上文所论述)的第j个任尼克多项式项的系数值，且Zj为第j个任尼克多项式项。
出于本文中的论述的目的，将使用「条纹(fringe)」(亦被称作「亚利桑那大学(University of Arizona)」编号及正规化方案来描述第j个任尼克多项式项。由于以下术语最受关注，因此其在以下表1中明确陈述。
表1.
| j | Z<sub>j</sub>(ρ,θ) |
| 1 | 1 |
| 4 | 2ρ<sup>2</sup>-1 |
| 9 | 6ρ<sup>4</sup>-6ρ<sup>2</sup>+1 |
| 16 | 20ρ<sup>6</sup>-30ρ<sup>4</sup>+12ρ<sup>2</sup>-1 |
读者应注意，所述术语为径向对称的，且因此，Zj(ρ,θ)并不取决于θ。
经由本申请人所执行的实验，已发现，当具有高斯型空间强度剖面的激光能量光束加热透射光学组件的块体透明材料以引起透射光学组件内的热致透镜时，Z9项的系数的正负号几乎始终与Z4项的系数的正负号相反，Z9项的系数的量值趋向于小于Z4项的系数的量值，且Z9对Z4项的系数比率不随着所吸收的激光功率的量改变而明显改变。因而，Z4及Z9项的系数的独立且任意的校正并非绝对必需的。所述观测结果在某种程度上取决于用以界定条纹任尼克多项式拟合的孔径尺寸的任意选择，但在稍微小于激光能量光束的4σ宽度至激光能量光束的4σ宽度的约两倍范围内的孔径尺寸为最适用的(对于完美高斯光束，4σ宽度等效于光束在偏心点处的全宽，其中峰值处的强度为1/e2)。
举例而言，图15说明展示Z4及Z9项的系数(及其比率)如何随着由结晶锗块(例如，具有用以形成AO单元的类型)形成的块体透明材料的温度而改变的一组实验结果的图表。在此情况下，自CO2激光源产生且具有在8μm至12μm范围内的波长及恒定功率的激光能量光束照射至锗块上。当块由激光能量光束照射时，锗块的温度借由改变在锗块周围循环的冷却水的温度而改变。因此，由锗块吸收的激光能量的量随着冷却水的温度升高而增加。自图15中所说明的图表，可看出，Z9项的系数的正负号(亦即，标注为「a9」的数据)始终与Z4项(亦即，标注为「a4」的资料)的系数的正负号相对，且Z9项的系数的量值趋向于小于Z4项的系数的量值。亦可见，Z9对Z4项的系数比率(亦即，标注为「a9/a4」的数据)不明显改变。应注意，图表中的数据基于观测结果，其中孔径为入射激光能量光束的4σ宽度的约1.6倍。
尽管上文已关于由结晶锗形成的块体透明材料与波长在8μm至12μm范围内的高功率激光能量光束的组合进行关于热致透镜的特定论述，但将了解，亦可在用以形成AO单元的诸如二氧化碲的其他块体透明材料中观测热致透镜(例如，取决于一或多个因素，诸如块体透明材料中的杂质的存在、传播通过块体透明材料的激光能量光束的功率、传播通过块体透明材料的激光能量光束的波长，或其类似者或其任何组合)。另外，尽管上文已关于AO单元中所使用的块体透明材料进行关于热致透镜的特定论述，但将了解，热致透镜亦可在诸如透镜、分光器、棱镜、二向色滤光片、窗、波板、DOE、ROE等由块体透明材料(其视情况可涂布有一或多个抗反射涂层或其类似者)形成的其他透明光学组件以及诸如激光增益介质的其他光学组件中观测到。因此，用于校正或补偿由热致透镜造成的激光能量光束中的波前像差的技术通常适用于校正由激光源104产生的激光能量光束中的波前像差，而不管在哪一透明光学组件中引发热致透镜。
i.关于波前补偿光学件的实例具体实例
在已论述可借由热致透镜引发的激光能量光束中的像差的性质后，下文论述波前补偿光学件的众多具体实例，所述波前补偿光学件可安置于光束路径114中以补偿像差。然而，大体而言，波前补偿光学件可提供为一或多个光学组件，诸如一或多个透镜、镜面或其类似者或其任何组合。
在一个具体实例中，波前补偿光学件可提供为具有反射表面的反射光学组件(例如，球面或以其他方式弯曲的镜面)，该反射表面具有特征在于条纹任尼克项(例如，Z4、Z9、Z16或其类似者或其任何组合)的形状，其中条纹任尼克项的系数经选择以便补偿激光能量光束中的波前失真。反射表面可借由此项技术中已知的任何适合技术(例如，借由镜面的高精确度金刚石车削、借由用磁流变方法对镜面基板精确度抛光(MRF抛光)等)来塑形。
在另一具体实例中，波前补偿光学件可提供为具有折射表面的透射光学组件(例如，球面透镜或其类似者)，该折射表面具有特征在于条纹任尼克项(例如，Z4、Z9、Z16或其类似者或其任何组合)的形状，其中条纹任尼克项的系数经选择以便补偿激光能量光束中的波前失真。在另一具体实例中，透射光学组件可包括更多的两个球面透镜，其设定成相隔一定距离以产生Z9项的系数的所要值。
在又一具体实例中，波前补偿光学件可提供为一或多个反射光学组件(例如，如上文所论述而提供)与一或多个透射光学组件(例如，如上文所论述而提供)的组合。在此情况下，Z4项的系数的任何补偿量可在一或多个透射光学组件的一或多个表面上实现，且Z9项的系数的补偿可由一或多个反射光学组件的一或多个表面实现。
上文所论述的反射及透射光学组件典型地提供对由透射光学组件内的热致透镜产生的效应的静态补偿，且因此被视为「静态波前补偿光学件(static wavefrontcompensation optic)」的实例。在另一具体实例中，波前补偿光学件可提供对由透射光学组件内的热致透镜产生的效应的动态补偿，且因此可被视为「动态波前补偿光学件(dynamic wavefront compensation optic)」。在此情况下，动态波前补偿光学件可单独地或以任何组合包括一或多个可变焦距透镜或透镜构件、一或多个可变形镜面、一或多个光学透射空间光调变器。可变形镜面的实例类型包括分段型可变形镜面(亦即，由可独立致动的平整镜面片段构成，其可视情况借由MEMS技术形成)及膜状可变形镜面(亦即，由反射膜构成，其可以此项技术中已知的任何方式-以机械方式、气动方式、液压方式、机械方式等变形)，及其类似者。动态波前补偿光学件亦可包括一或多个固定焦距透镜或透镜构件，或更多非可变形镜面，或其类似者或其任何组合，其可相对于彼此可移动(例如，一或多个变焦透镜)。
无论波前补偿光学件中的光学组件的类型，波前补偿光学件可经配置以补偿以下任何波前失真：(a)已由激光能量光束在波前补偿光学件的「光学上游(opticallyupstream)」的光束路径114中的一或多个位置处累积(亦即，在传播至波前补偿光学件之前)；(b)预期待由激光能量光束在波前补偿光学件的「光学下游(optically downstream)」的光束路径114中的一或多个位置处累积(亦即，在自波前补偿光学件传播之后)；或(c)(a)与(b)的任何组合。如本文中所使用，在传播至波前补偿光学件之前已由激光能量光束累积的波前失真亦被称作「实际波前失真(actual wavefront distortion)」，且预期在自波前补偿光学件传播之后由激光能量光束累积的波前失真亦被称作「预期波前失真(expectedwavefront distortion)」。
a.关于膜状可变形镜面的实施具体实例
在一个具体实例中，且参看图16及图16A，膜状可变形镜面可提供为镜面1600。大体而言，镜面1600包括反射表面1602、主体1604及形成于主体1604中的凹穴1606(例如，自主体之后表面朝向反射表面1602延伸)。因此，主体1604的特征可为包括相对薄膜区1608(例如，形成于反射表面1602与凹穴1606之间)及相对厚周边区1610(例如，围绕凹穴1606的周边)。在一个具体实例中，主体1604可由诸如铜的材料形成，且反射表面1602可由与主体1604相同的材料形成(例如，主体1604可经抛光以形成反射表面1602)，或反射表面1602可形成为膜或形成于主体1604上的其他涂层。
膜区1608经布置以便借由改变凹穴1606内的压力而变形。举例而言，且参看图17，镜面1600可耦接至基座1700(例如，经由黏着剂、一或多个焊接件、一或多个夹钳、一或多个螺钉或其类似者或其任何组合)以便形成沿凹穴1606的周边延伸的密封件(亦即，其中镜面1600的周边区1610抵靠基座1700的表面1702偏置或黏附至该表面)。基座1700包括孔1704，流体(例如，空气)可行进通过该孔以便对凹穴1606加压或减压，如此项技术中已知。当凹穴1606未经充分加压时(例如，当凹穴1606内的压力等于凹穴1606外部的环境的环境压力时)，反射表面1602为实质上平坦的。当凹穴1606经充分加压时(例如，当凹穴1606内的压力比凹穴1606外部的环境的环境压力大预定临限量时)，反射表面1602的形状改变以便具有与寻求补偿的波前失真(实际波前失真、预期波前失真或其任何组合)至少实质上相同的特性。膜区1608的几何形状可经配置以确保在反射表面1602改变时，可用以表征反射表面1602的形状的条纹任尼克项的系数(例如，Z4、Z9、Z16或其类似者或其任何组合)改变以便补偿激光能量光束中的波前失真(实际波前失真、预期波前失真或其任何组合)。
大体而言，对凹穴1606内的压力的控制可由一或多个控制元件实现，该一或多个控制元件诸如调节器(例如，固定压力调节器或可变压力调节器等)、控制阀(例如，可响应于由控制器122或其他控制器输出的一或多个命令信号而电子控制的控制阀)，或其类似者或其任何组合。控制元件可为用以将加压空气导引至凹穴1606中(例如，当操作激光源104以产生激光能量光束以加工工件时)及对凹穴1606减压(例如，当激光源104关闭时、当操作激光源104以产生低功率光束激光能量以促进对准时等)的元件。在此情况下，软管(例如，气动软管、液压软管等)的第一末端典型地耦接至基座1700以便与孔1704流体连通，且软管的第二末端(与第一末端相对)与控制元件流体连通。
在一个具体实例中，设备100可视情况包括激光功率监测器、波前传感器或其类似者或其任何组合，其经布置(例如，在第一***106的光学上游的位置处，在第一***106与第二***108之间的光学中游的位置处，在第二***108的光学下游的位置处，或其类似者或其任何组合)且经配置以产生表示激光能量光束的功率(在激光功率监测器的情况下)、波前(在波前传感器的情况下)等的量测信号。量测信号可输出至控制器122、与调节器或控制阀相关联的组件特定控制器，或其类似者或其任何组合。基于所接收量测信号，控制器(无论是控制器122抑或与调节器或控制阀相关联的组件特定控制器)可接着将控制信号输出至调节器及/或控制阀以在量测信号指示激光能量光束的功率例如已增大至超出预定临限功率、具有预定波前等时增加凹穴1606内的压力。
返回参看图16及图16A，在一个具体实例中，膜区1608的几何形状可经配置以确保可用以表征反射表面1602的形状的前述条纹任尼克项中的一或多者的系数与凹穴1606内的压力线性(或至少实质上线性或另外极线性)相依。大体而言，凹穴1606内的压力可在0psi(或上下)至85psi(或上下)范围内变化。在另一具体实例中，膜区1608的几何形状可经配置以确保可用以表征反射表面1602的形状的前述条纹任尼克项中的至少两者的系数之间的比率(在本文中亦被称作「补偿比率(compensation ratio)」)在预定范围内。举例而言，膜区1608的几何形状可经配置以确保Z9项的系数对Z4项的系数的补偿比率(亦即，Z9:Z4)在-0.1至-0.3范围内(例如，在-0.15至-0.25范围内，在-0.18至-0.23范围内，在-0.19至-0.22范围内，在-0.19至-0.21范围内，或其类似者)。补偿比率可基于凹穴1606内的压力在前述范围内变化，或可为恒定的(或至少实质上恒定的)而与凹穴1606内的压力无关。
鉴于上文，当以平面图检视时，膜区1608可为至少实质上圆形的(亦即，如图16中所展示)，且膜区1608的中心部分可具有第一厚度t1，该第一厚度小于膜区1608的周边部分的第二厚度t2。膜区1608的特征可为具有第一半径r1，且膜区1608之前述中心部分(亦即，膜区1608的具有第一厚度t1的部分)的特征可为具有第二半径r2。第一厚度t1可在0.8mm(或上下)至0.3mm(或上下)范围内，例如为0.5mm(或上下)。第二厚度t2可在1.0mm(或上下)至2.0mm(或上下)范围内，例如为1.5mm(或上下)。第一半径r1可在3.0mm(或上下)至4.0mm(或上下)范围内，例如为3.5mm(或上下)。第二半径r2可在16.0mm(或上下)至18.0mm(或上下)范围内，例如为17.0mm(或上下)。大体而言，镜面1600自身的特征可为具有大于第二半径r2的第三半径r3，且镜面1600的周边区1610将具有比第二厚度t2大得多的第三厚度t3。举例而言，第三半径r3可在24mm(或上下)至26mm(或上下)范围内(例如，为25mm或上下)，且第三厚度t3可在8mm(或上下)至10mm(或上下)范围内(例如，为10mm或上下)。图16A说明其中两个不同表面将以其他方式会合的小半径(例如，在由虚线圆围封的区内的半径)。所述半径可减少镜面基板上在所述区处的应力，且降低裂纹将形成且自所述区传播的可能性。可预期，就镜面1600在永久地改变镜面形状之前可承受的间歇(on-and-off)压力循环的数目而言，半径的存在增加镜面1600的较长使用寿命。
在一个具体实例中，镜面1600借由获得盘形主体(例如，具有至少大体上彼此平行之前表面及后表面)且接着自后表面机械加工主体以形成凹穴1606，如所说明，该凹穴包括第一空腔1612及第二空腔1614。在形成凹穴1606之后，主体之前表面借由此项技术中已知的一或多种适合技术(例如，平整抛光、金刚石车削、磁流变加工(magnetorheologicalfinishing；MRF)或其类似者或其任何组合)抛光为平整的。经抛光前表面可涂布有适合于反射激光能量光束的一或多个高反射率涂层。
在另一具体实例中，镜面1600可如上文所论述而形成，而非机械加工主体以形成第一空腔1612及第二空腔1614，仅需要形成第一空腔1612以形成膜区1608。随后，具有任何适合形状、硬度、厚度及材料的一或多个加强件可接合至第一空腔1612的与所要反射表面1602相对的表面。加强件的形状、硬度、厚度及材料可经选择以确保膜区1608以便于以上文所论述的方式补偿激光能量光束中的波前失真(实际波前失真、预期波前失真或其任何组合)的方式变形。在另一具体实例中，镜面1600可借由将可变形反射膜安装至圆筒而形成。
如上文所描述而建构，膜状可变形镜面1600的反射表面1602变形以便采用特征可在于诸如Z4及Z9的径向对称条纹任尼克多项式的组合的形状(或一系列形状)。在其他具体实例中，可以此项技术中已知的任何适合方式修改膜状可变形镜面1600的建构，使得反射表面1602的形状在变形后特征可适合地在于单一对称条纹任尼克多项式(例如，Z9)。
举例而言，且参看图18，膜状可变形镜面可提供为镜面1800。镜面1800可如关于镜面1600类似地论述而提供；然而，镜面1800可包括多个凹穴，诸如凹穴1802、1804及1806。凹穴1804及1806具有环形形状，且沿凹穴1802的周边延伸。凹穴1802、1804及1806借由自可变形区1608之后表面延伸的一对环形肋状物1808及1810彼此径向分离。凹穴1802、1804及1806(且因此，肋状物1808及1810)可借由任何适合技术(例如，借由制造镜面1800所借以的机械加工主体之后表面)形成。在另一具体实例中，凹穴1802、1804及1806可借由首先机械加工制造镜面1800所借以的主体之后表面中的单一空腔，且接着将环形肋状物1808及1810接合至可变形区1608之后表面而形成。
当镜面1800适合地耦接至基座1700(例如，经由黏着剂、一或多个焊接件、一或多个夹钳、一或多个螺钉或其类似者或其任何组合)时，镜面1800的周边区1610以及肋状物1808及1810抵靠基座1700的表面1702偏置或黏附至该表面。因此，形成多个密封件，其沿凹穴1802、1804及1806的周边延伸(亦即，其中一或多个肋状物抵靠表面1702偏置或黏附至该表面，且其中周边区1610抵靠表面1702偏置或黏附至该表面)。
如图18中所展示，基座1700具备第一孔1812、视情况选用的第二孔1814及第三孔1816。第一孔1812与凹穴1802流体连通，第二孔1814(若存在)与凹穴1804流体连通，且第三孔1816与凹穴1806流体连通。对凹穴1802及凹穴1806内的压力的控制可使用如上文例示性地描述的一或多个软管(例如，连接至第一孔1812及第三孔1816中的每一者)及一或多个控制元件(例如，连接至软管)来实现。若存在，则第二孔1814对外部环境敞开，使得凹穴1804与凹穴1804外部的周围环境流体连通。在一个具体实例中，可独立于凹穴1806内的压力而控制凹穴1802内的压力。在另一具体实例中，可以取决于凹穴1806内的压力的方式控制凹穴1802内的压力，或反之亦然。举例而言，第一孔1812可耦接至不同于第二孔1816的控制元件。在另一实例中，第一孔1812及第二孔1816可通常耦接至同一控制元件，该控制元件又可操作以相对于凹穴1806对凹穴1802加压或减压，或反之亦然，或可操作以通常对凹穴1802及凹穴1806加压或减压。
当凹穴1802及1806未经充分加压时(例如，当凹穴1802及1806内的压力等于凹穴1802及1806外部的外部环境的环境压力时)，反射表面1602为实质上平坦的。当凹穴1802及1806经充分加压时(例如，当凹穴1802及1806中的每一者内的压力比凹穴1804外部的环境的环境压力大预定临限量时)，膜区1608的由凹穴1802及1806曝露的部分凸面变形(例如，以便向外弯曲，远离基座1700的表面1702)，从而使膜区1608的由凹穴1804曝露的部分凹面变形(例如，以便向内弯曲，朝向基座1700的表面1702)。在此情况下，膜区1608与肋状物1808及1810之间的连接充当环形支点，从而准许膜区1608在对应于凹穴1802及1806的位置处凸面变形，以引发膜区1608在对应于凹穴1804的位置处的凹面变形。镜面1800的几何形状可因此经配置以确保当反射表面1602的形状改变时，条纹任尼克项Z9的系数改变以便补偿激光能量光束中的球面像差。
在另一具体实例中，且参看图19，膜状可变形镜面可提供为镜面1900。镜面1900可如关于镜面1800类似地论述而提供；然而，镜面1900仅包括单一环形肋状物1906以界定一对凹穴(亦即，凹穴1902及凹穴1904)。凹穴1904具有环形形状，且沿凹穴1902的周边延伸。凹穴1902及1904(且因此肋状物1906)可借由任何适合技术(例如，如上文关于镜面1800所论述)形成。
当镜面1900适合地耦接至基座1700(例如，经由黏着剂、一或多个焊接件、一或多个夹钳、一或多个螺钉或其类似者或其任何组合)时，镜面1900的周边区1610以及肋状物1906抵靠基座1700的表面1702偏置或黏附至该表面。因此，形成多个密封件，所述密封件沿凹穴1902及1904的周边延伸。
如图19中所展示，基座1700具备第一孔1908及第二孔1910。第一孔1908与凹穴1902流体连通，且第二孔1910与凹穴1904流体连通。对凹穴1902及凹穴1904内的压力的控制可使用如上文例示性地描述的一或多个软管(例如，连接至第一孔1908及第二孔1910中的每一者)及一或多个控制元件(例如，连接至软管)来实现。在一个具体实例中，可独立于凹穴1910内的压力而控制凹穴1902内的压力，或反之亦然。在另一具体实例中，可以取决于凹穴1904内的压力的方式控制凹穴1902内的压力，或反之亦然。举例而言，第一孔1908可耦接至不同于第二孔1910的控制元件。在另一实例中，第一孔1908及第二孔1910可通常耦接至同一控制元件，该控制元件又可操作以相对于凹穴1904对凹穴1902加压或减压，或反之亦然，或可操作以通常对凹穴1902及凹穴1904加压或减压。
当凹穴1902及1904未经充分加压时(例如，当凹穴1902及1904内的压力等于凹穴1902及1904外部的外部环境的环境压力时)，反射表面1602为实质上平坦的。当凹穴1902及1904经充分加压时(例如，当凹穴1902及1904中的每一者内的压力比凹穴1902及1904外部的环境的环境压力大预定临限量时)，膜区1608的由凹穴1902及1904曝露的部分凸面变形(例如，以便向外弯曲，远离基座1700的表面1702)。在此情况下，膜区1608与肋状物1906之间的连接充当环形支点，从而准许膜区1608之前述凸面变形，以引发膜区1608在肋状物1906处之前述凹面变形。镜面1900的几何形状可因此经配置以确保当反射表面1602的形状改变时，条纹任尼克项Z9的系数改变以便补偿激光能量光束中的球面像差。
将了解，以上文所描述的方式形成及建构的前述膜状可变形镜面中的任一者可以此项技术中已知的任何适合方式修改，使得反射表面1602的形状在变形后可采用广泛多种形状，并非仅借由上文所论述的径向对称条纹任尼克多项式的组合界定的形状。举例而言，关于图16、图18及图19所描述的膜状可变形镜面的凹穴为径向对称的。若膜状可变形镜经修改以具有非径向对称的凹穴，则反射表面1602的形状在变形后将不为径向对称的。
ii.大体关于光学中继器***的使用的具体实例
大体而言，由透射光学组件内的热致透镜引发的波前像差出现于透射光学组件内的特定位置处，该特定位置可由本文中被称作「对象平面(object plane)」或「第一平面(first plane)」的平面近似。理想地，在对象平面处(亦即，所述波前像差在其中产生)校正波前像差。然而，此在实体上通常为不可能的。因此，对象平面再成像至位于透射光学组件外部的另一平面(在下文被称作「影像平面(image plane)」或「第二平面(secondplane)」)，且波前补偿光学件位于影像平面处以补偿波前像差(例如，以上文所论述的方式)。
因此，在一些具体实例中，光束路径构件可包括配置于光束路径114内的光学中继器***以将对象平面中继或再成像至波前补偿光学件(亦即，以将影像平面置放至波前补偿光学件上)。大体而言，光学中继器***可包括任何数目个光学组件(例如，一或多个镜面、一或多个透镜或其类似者或其任何组合)。可提供光学中继器***内的光学组件的组态及配置，如此项技术中已知，以便确保影像平面处的对象的影像尺寸不同于(例如，大于或小于)对象平面处的实际对象的尺寸。
a.关于光束中继器***的实例具体实例
参看图20，诸如光学中继器***2000的光学中继器***可包括第一光学中继器2000a、第二光学中继器2000b或第一光学中继器2000a与第二光学中继器2000b的组合。光学中继器***2000并入于光束路径构件内，该光束路径构件包括波前补偿光学件2002及第一光学组件2004a及第二光学组件2004b中的一或两者。大体而言，第一光学组件2004a及第二光学组件2004b中的至少一者表示归因于热致透镜(例如，如上文所论述)可使入射激光能量光束的波前失真的光学组件。因此，波前补偿光学件2002可经配置以补偿由于第一光学组件2004a内的热致透镜由激光能量光束累积的实际波前失真，补偿由于第二光学组件2004b内的热致透镜待由激光能量光束累积的预期波前失真，或其组合。波前补偿光学件2002可提供为静态波前补偿光学件、动态波前补偿光学件或其类似者或其任何组合。然而，大体而言，波前补偿光学件2002对入射至其上的激光能量光束透射，且经配置以透射入射激光能量光束。
如例示性地说明，提供第一光学中继器2000a及第二光学中继器2000b中的每一者作为一组透镜。尽管图20将第一光学中继器2000a及第二光学中继器2000b中的每一者说明为不包括透镜之间的任何光学组件，但在其他具体实例中，可存在***于第一光学中继器2000a及第二光学中继器2000b中的一者或两者的透镜之间的一或多个光学组件(例如，镜面等)。第一光学中继器2000a经布置且经配置以将第一对象平面(亦即，在第一光学组件2004a内的平面处)处的激光能量光束的影像中继至第一影像平面(亦即，在位于波前补偿光学件2002处或内的平面处)上，使得激光能量光束的经中继影像在第一影像平面处比其在第一对象平面处更大。第二光学中继器2000b经布置且经配置以将第二对象平面(亦即，在波前补偿光学件2002内的平面处，该平面可与第一影像平面相同)处的激光能量光束的影像中继至第二影像平面(亦即，在位于第二光学组件2004b处或内的平面处)上，使得激光能量光束的经中继影像在第二影像平面处比其在第二对象平面处更大。在一个具体实例中，第一光学中继器2000a及第二光学中继器2000b经布置且经配置以使得第二影像平面处的激光能量光束的经中继影像的尺寸与第一对象平面处的激光能量光束的影像的尺寸相同。在其他具体实例中，第一光学中继器2000a及第二光学中继器2000b可经布置且经配置以使得第二影像平面处的激光能量光束的经中继影像的尺寸大于或小于第一对象平面处的激光能量光束的影像的尺寸。
参看图21，前述光学中继器***2000可并入于光束路径构件内，该光束路径构件包括第一光学组件2004a及第二光学组件2004b中的一或两者，但包括波前补偿光学件2100而非波前补偿光学件2002。类似于波前补偿光学件2002，波前补偿光学件2100可经配置以补偿由于第一光学组件2004a内的热致透镜由激光能量光束累积的实际波前失真，补偿由于第二光学组件2004b内的热致透镜待由激光能量光束累积的预期波前失真，或其组合。此外，波前补偿光学件2100可提供为静态波前补偿光学件、动态波前补偿光学件或其类似者或其任何组合。然而，在所说明具体实例中，波前补偿光学件2100经配置以反射入射至其上的激光能量光束(与透射入射激光能量光束相反)。在此具体实例中，波前补偿光学件2100可为以任何适合方式提供的膜状可变形镜面(例如，上文例示性地描述)。
根据图20及图21中例示性地展示的具体实例，第一光学中继器2000a及第二光学中继器2000b提供为完全分开的组件。亦即，第一光学中继器2000a及第二光学中继器2000b不实体地并有共同组件(例如，透镜、镜面等)。然而，在其他具体实例中，第一光学中继器2000a及第二光学中继器2000b可并有一或多个共同组件(例如，透镜、镜面或其类似者或其任何组合)。举例而言，且参看图22，诸如光学中继器***2200的光学中继器***可包括第一光学中继器2200a及第二光学中继器2200b。在此情况下，第一光学中继器2200a并有第一透镜2202及第二透镜2204，且第二光学中继器2200b并有第二透镜2204及第三透镜2206。光学中继器***2200并入于光束路径构件内，该光束路径构件包括波前补偿光学件(例如，前述波前补偿光学件2100)以及第一光学组件2004a及第二光学组件2004b中的一或两者。
第一光学中继器2200a经布置且经配置以将第一目标平面(亦即，在第一光学组件2004a内的平面处)处的激光能量光束(例如，沿光束路径114传播)的影像中继至第一影像平面(亦即，在位于波前补偿光学件2100处或内的平面处)上，使得激光能量光束的经中继影像在第一影像平面处比在第一对象平面处更大。第二光学中继器2200b经布置且经配置以将第二对象平面(亦即，在波前补偿光学件2100内的平面处，该平面可与第一影像平面相同)处的激光能量光束的影像中继至第二影像平面(亦即，在位于第二光学组件2004b处或内的平面处)上，使得激光能量光束的经中继影像在第二影像平面处比其在第二对象平面处更小。在一个具体实例中，第一光学中继器2200a及第二光学中继器2200b经布置且经配置以使得第二影像平面处的激光能量光束的经中继影像的尺寸与第一对象平面处的激光能量光束的影像的尺寸相同。在其他具体实例中，第一光学中继器2200a及第二光学中继器2200b可经布置且经配置以使得第二影像平面处的激光能量光束的经中继影像的尺寸大于或小于第一对象平面处的激光能量光束的影像的尺寸。
尽管图22将第一光学中继器2200a及第二光学中继器2200b中的每一者说明为不包括透镜之间的任何光学组件，但在其他具体实例中，可存在***于第一光学中继器2200a及第二光学中继器2200b中的一者或两者的透镜之间的一或多个光学组件(例如，镜面等)。举例而言，且参看图23，前述光学中继器***2200可经修改(因此产生光学中继器***2300)以并有沿第二透镜2204与第三透镜2206之间的光束路径114定位的多个镜面(例如，镜面2302及2304)。
大体而言，图20、图21、图22、图23及图24中的任一者中所展示的第一光学组件2004a及第二光学组件2004b中的一或两者可提供为前述透射光学组件、激光增益介质或其类似者或其任何组合中任一者的一或多者。在一个具体实例中，第一光学组件2004a及第二光学组件2004b中的至少一者提供为上文所论述的AOD***中的任一者的AO单元(例如，由结晶Ge、GaAs、PbMoO4、TeO2、结晶石英、玻璃态SiO2、As2S3、LiNbO3等形成)或其类似者。举例而言，第一光学组件2004a可提供为前述第一AOD 402的AO单元，且第二光学组件2004b可提供为前述第二AOD 404的AO单元。因此，第一光学组件2004a可被视为第一AOD402的部分，且第二光学组件2004b可被视为第二AOD 404的部分。在一个特定实例中，第一AOD 402及第二AOD 404的AO单元可皆由相同材料(例如，Ge、GaAs、PbMoO4、TeO2、石英、SiO2、As2S3、LiNbO3或其类似物或其任何组合)形成。在此情况下，且尽管未说明，但可提供诸如相位延迟器的一或多个额外光学组件(例如，出于上文所论述的目的)以便配置于第一光学组件2004a与第二光学组件2004b之间的光束路径内(例如，图22或图23中的任一者中所展示的光束路径114内或图24中所展示的光束路径114'内)。举例而言，一或多个相位延迟器(诸如上文所论述的彼等相位延迟器)可配置于光束路径内、第一光学组件2004a与第一透镜2202之间的位置处、第二光学组件2004b与第三透镜2206之间的位置处、第一透镜2202与第三透镜2206之间的位置处，或其类似者或其任何组合。
当第一光学组件2004a及第二光学组件2004b分别提供为前述第一AOD 402及第二AOD 404的AO单元时，图23中展示的自第一光学组件2004a传播的光束路径114可对应于自第一AOD 402传播的一阶光束114'(例如，如图4中所展示)，且可提供光束截止器(图中未示)以吸收亦将自第一光学组件2004a传播的零阶光束(图中亦未示)。在另一具体实例中，可允许零阶光束自第一光学组件2004a传播至第二光学组件2004b(例如，如图24中所展示)。
参看图24，除了镜面2302及2304的配置及组态之外，提供透镜2202、2204及2206的配置及组态，使得一阶光束路径114与第二光学组件2004b内的零阶光束路径300之间的角差的量值及方向与在移除所有介入光学件及第二光学组件2004b仅配置于第一光学组件2004a的光学输出处的情况下的量值及方向相同(或至少实质上相同)。此可用于促进沿非所需光束路径自第二光学组件2004b传播(例如，使用如上文例示性地描述的光束截止器***)的激光能量的捕获及吸收(亦即，捕集)。
如图24中例示性地展示，零阶光束路径300并不遵循与一阶光束路径114'相同的光学组件序列。亦即，零阶光束路径300不传播通过光学中继器***2300且不由波前补偿光学件2100反射，而一阶光束路径114'传播通过光学中继器***2300且由波前补偿光学件2100反射。因此，由第一光学组件2004a中的一阶光束累积的热致透镜效应(其可包括聚焦效应以及其他失真，如上文所论述)由一阶光束到达第二光学组件2004b的时间补偿，而由第一光学组件2004a中的零阶光束累积的热致透镜效应(其亦可包括聚焦效应)保持未由零阶光束到达第二光学组件2004b的时间补偿。因此，到两个光束到达第二光学组件2004b时，自第一光学组件2004a传播的零阶光束将显著小于一阶光束。为了补偿此差，光学中继器***2300可经修改(因此产生光学中继器***2400)以包括配置于自第一光学组件2004a传播的零阶光束路径300内的透镜2402(例如，单一发散透镜)，从而调整最终传播至第二光学组件2004b的尺寸零阶光束。在一个具体实例中，透镜2402的位置及/或定向可调整以便使零阶光束入射于第二光学组件2004b上的位置移位。
虽然关于图24所论述的具体实例提供不遵循与一阶光束路径114'相同的光学组件序列的零阶光束路径300，但将了解，在替代具体实例中，零阶光束路径300可遵循与一阶光束路径114'相同的光学组件序列。举例而言，可提供一或多个光学元件(例如，一或多个镜面)以引导零阶光束路径300在射出第一光学组件2004a后沿至少大体上平行于一阶光束路径114'的方向穿过第一透镜2202(例如，使得零阶光束路径300依序传播通过第二透镜2204，到达波前校正光学件2100，到达镜面2302，到达镜面2304，通过第三透镜2206，且到达第二光学组件2004b)。在此情况下，可自光束路径构件省略透镜2402。在另一实例中，第一透镜2202、第二透镜2204、波前校正光学件2100、镜面2302、镜面2304及第三透镜2206中的一或多者的尺寸及配置可经调整以便处于零阶光束路径300及一阶光束路径114'两者中。
E.关于光学组件的安装的具体实例
诸如透镜、窗口、相位延迟器、滤光片、镜面等前述光学组件中的任一者可使用光学座架固持于光束路径构件内的位置内。光学座架又典型地耦接至设备100的框架或壁、并入于设备100内的光学模型板或其类似者。通常，座架经配置以将一或多个压缩力施加至光学组件以在一系列环境条件下固持及维持光学组件的位置。然而，一些光学组件的光学表面可对机械应力极敏感，使得甚至相对较小压缩力亦可能不合需要地使光学表面变形。如本文中所使用，「光学表面(optical surface)」可指反射表面(例如，当光学组件为镜面时)、折射表面(例如，当光学组件为透镜或其类似者时)。
具有尤其可易受非所要变形影响的光学表面的一种特定类别的光学组件为膜状可变形镜面。因此，且在图25中例示性地展示的一个具体实例中，用于保持膜状可变形镜面的座架2500可包括基座(诸如关于图17所展示且论述的基座1700)及耦接至基座1700的安装板2502。安装板2502在其耦接部分2504处耦接至基座1700。在一个具体实例中，耦接部分2504是带螺纹的，且安装板2502包括经配置以与带螺纹耦接部分2504配合的内部带螺纹孔。在其他具体实例中，耦接部分2504借由任何其他耦接手段(例如，黏着剂、焊接、一或多个夹钳、一或多个螺钉等)固定于安装板2502的孔内。安装板2502可以此项技术中已知的任何方式(例如，经由一或多个螺钉、夹钳、弹簧、黏着剂等)耦接至任何适合或已知的固定或可调整光学安装构件(图中未示)。在耦接部分2504旋拧至安装板2502的带螺纹孔中的具体实例中，安装台2500亦可包括自锁螺帽2506。自锁螺帽2506可旋拧至安装板2502的带螺纹孔中，以帮助将耦接部分2504锁定于安装板2502的带螺纹孔内。
在所说明具体实例中，膜状可变形镜面1600耦接至基座1700，使得在镜面1600的膜区1608内不会引发应力(或显著应力)。另外，孔1704展示为自表面1702延伸穿过耦接部分2504的整个长度，流体(例如，空气)可行进通过孔1704从而以上文所论述的方式对凹穴1606加压或减压。为了促进流体经由孔1704的传送，配件2508可***至孔1704的一个末端中。配件2508可经配置以按任何适合或已知方式耦接至软管(例如，至诸如上文所论述的气动软管、液压软管等软管的第一末端)。
尽管图25将座架2500说明为耦接至图17中所展示的基座1700(亦即，用于紧固镜面1600)，将了解，座架2500可耦接至任何其他基座以紧固镜面1600或任何其他膜状可变形镜面。举例而言，座架2500可耦接至图18中所展示的基座1700(亦即，用于紧固镜面1800)或耦接至图19中所展示的基座1700(亦即，用于紧固镜面1900)。此外，尽管座架2500已在上文论述为包括用于紧固膜状可变形镜面的基座，但将了解，座架2500可包括用于紧固任何其他光学组件的任何其他适合基座。
F.大体关于波长色散的补偿的具体实例
应认识到，AOD为光谱色散元件，且因此，激光能量光束由AOD偏转的角度将取决于激光能量光束的波长。若入射于AOD上的激光能量光束的光谱线宽过大，则AOD内的入射光束的绕射将产生经偏转激光能量光束，该经偏转激光能量光束可能不合需要地空间失真(其可产生工件102处的不合需要地失真(例如，细长)制程光点)或空间地分解成具有不同波长或光谱线宽的许多小光束。对于诸如上文所论述的应用的激光加工应用，因此需要最终入射于第一***106中的AOD上的激光能量光束具有适合地变窄以最小化或避免AOD内绕射事件对宽线宽光激光能量光束之前述不利影响的光谱线宽。可基于例如激光能量光束中的光学功率光谱密度的半高全宽(full-width at half-maximum；FWHM)来量测光谱线宽。
由可操作以产生在电磁光谱的紫外线、可见光或NIR范围内的激光输出的许多***均功率的二氧化碳或一氧化碳CW激光)及其他低功率CW或脉冲气体激光(例如，具有小于约300W的平均功率)的激光源104可产生具有在SWIR、MWIR或LWIR范围内的光谱线宽的激光脉冲，所述光谱线宽对于激光加工应用适合地变窄。在所述情况下，由此类气体激光输出窄光谱线宽借由将一或多个光谱选择性装置(例如，标准具或光栅)并入于激光源104的激光谐振器内来达成。
然而，在一些具体实例中，最终入射于AOD上的激光能量光束的光谱线宽对于激光加工应用将不适合地变窄。举例而言，由缺少足够光谱选择性装置的气体激光(例如，高功率或低功率CW或脉冲二氧化碳或一氧化碳气体激光)产生的激光能量光束可产生具有不合需要地宽的光谱线宽的激光能量光束。当AOD(例如，并有由结晶锗形成的AO单元)用于使此类光束偏转时，AOD将产生可不合需要地空间失真或空间分解的经偏转激光能量光束，如上文所论述。在此类具体实例中，光束路径构件可包括安置于光束路径114中的一或多个波长色散补偿器(各自在本文中亦仅被称作「色散补偿器(dispersion compensator)」)。大体而言，色散补偿器可提供为棱镜、光栅或其类似者或其任何组合。将了解，色散补偿器的组态将取决于一或多个因素而变化，该一或多个因素诸如沿光束路径114传播的激光能量光束的波长、激光能量光束的光束尺寸及其类似者。举例而言，当沿光束路径114传播的激光能量光束具有在电磁光谱的红外线范围内(例如，在MWIR或LWIR范围内，跨越在3μm(或上下)至15μm(或上下)的范围内的波长，或其类似者)的波长时，色散补偿器可提供为由诸如熔融硅石、硅、氟化钙、氟化镁、锗、硒化锌、硫化锌、溴化钾、蓝宝石、氯化钠或其类似物的材料形成的色散棱镜。
i.关于色散补偿器的实例具体实例
在一个具体实例中，且参看图26，色散补偿器2600安置于光束路径114中、AOD2602光学上游的位置处。大体而言，色散补偿器2600应经定向以便使激光能量光束在平行于(或至少大体上或实质上平行于)AOD 2602的偏转平面的平面中色散。在图26中所说明的具体实例中，AOD 2602为第一***106的AOD(例如，第一AOD 402或第二AOD 404)。
在另一具体实例中，且参看图27，色散补偿器2600安置于光束路径114中、AOD2602的光学上游及光学中继器***的组件之间的位置处。举例而言，光学中继器***可包括配置于色散补偿器2600的光学上游的位置处的第一光束扩展器2700及配置于色散补偿器2600的光学下游的位置处的第二光束扩展器2702。第一光束扩展器2700经布置且经配置以放大沿光束路径114传播的激光能量光束(例如，自第一光束尺寸至第二光束尺寸，所述第二光束尺寸大于第一光束尺寸)，且第二光束扩展器2702经布置且经配置以使沿光束路径114自色散补偿器2600传播的激光能量光束变小(或「缩小(demagnify)」)(例如，自第二光束尺寸(或上下)至第一光束尺寸或至第三光束尺寸)。第三光束尺寸可小于第二光束尺寸，且小于或大于第一光束尺寸。如同图26中所说明的具体实例一般，图27中所说明的AOD2602为第一***106的AOD(例如，第一AOD 402或第二AOD404)。若由第一光束扩展器2700提供的光束尺寸放大率足够大，则色散补偿器2600的设计规格可有利地放宽(大体上减少产生色散补偿器2600的成本)。
在一些情况下，一阶激光能量光束在沿光束路径114'传播时发散。因此，沿一阶光束路径114'的第一位置处(例如，在第二***108的光学输入处)的一阶激光能量光束的光束尺寸可大于AOD 2602的表面处的激光能量光束的光束尺寸(例如，当AOD 2602为前述第一AOD 402时)。在此情况下，且参看图28，色散补偿器2600可安置于光束路径114中、AOD2602的光学下游的位置处。在图28中所说明的具体实例中，AOD 2602为第一***106的第二AOD 404；因此光束路径114对应于一阶光束路径114″。因此，所说明距离「d」(在本文中亦被称作「路径长度(path length)」)表示沿第二AOD 404的光学输出与第二光束***108(例如，第二***108a或第二***108b)的光学输入之间的光束路径114(例如，一阶光束路径114″)的长度的量值。大体而言，距离「d」可在1m(或上下)至5m(或上下)范围内。然而，将了解，若例如一或多个散焦元件(例如，一或多个适合透镜、镜面等)***至光束路径114中，则距离「d」可缩短。
在图26至图28中所说明的具体实例中，色散补偿器2600提供为色散棱镜(例如，等边色散棱镜)，但将了解，可使用任何其他适合棱镜几何形状(例如，直角棱镜)或另一类型的色散补偿器，诸如光栅。
在设备100包括多个第二***108(例如，第二***108a及108b，如上文关于图1所论述)的具体实例中，设备100的光束路径构件可包括对应多个色散补偿器2600。举例而言，且参看图29，光束路径构件可包括第一色散补偿器2600a及第二色散补偿器2600b。第一色散补偿器2600a配置于已在第一主要角范围116a内偏转的光束路径114中，且第二色散补偿器2600b配置于已在第二主要角范围116b内偏转的光束路径114中。在光束路径114为已由第一***106偏转的光束路径的具体实例中(亦即，如上文关于图4所论述)，光束路径114对应于前述一阶光束路径114″。
在图29中所说明的具体实例中，第一色散补偿器2600a及第二色散补偿器2600b各自附接到光学壁2902(例如，其第一侧2904)。同样，第二***108a及108b亦可附接至光学壁2902的第一侧2904，但情况不必如此。如由第一***106偏转的光束路径114可在第一主要角范围116a或第二主要角范围116b内偏转。当在第一主要角范围内偏转时，光束路径114中继通过形成于光学壁2902中的光学端口(亦即，第一光学端口2906a)，其中该光束路径此后被导引(例如，由一组第一镜面反射，诸如镜面2908a1、2908a2及2908a3，其各自一般被称作「第一镜面2908a(first mirror 2908a)」)至第一色散补偿器2600a。同样，当在第二主要角范围116b内偏转时，光束路径114中继通过形成于光学壁2902中的光学端口(亦即，第二光学端口2906b)，其中该光束路径此后被导引(例如，由一组第二镜面反射，诸如镜面2908b1、2908b2及2908b3，其各自一般被称作「第二镜面2908a(second mirror 2908b)」)至第二色散补偿器2600b。在射出第一色散补偿器2600a后，光束路径114被导引(例如，由镜面2910a反射)至第二***108a。同样，在射出第二色散补偿器2600b之后，光束路径114被导引(例如，由镜面2910b反射)至第二***108b。
在图29中所说明的具体实例中，镜面2908a、2908b、2910a及2910b中的每一者附接至光学壁2902的第一侧2904。然而，将了解，可使用任何其他适合技术在光束路径114中提供此类光学组件。将进一步了解，可以不同方式提供图29中所说明的光束路径构件(例如，借由镜面2908a、2908b、2910a及2910b的不同配置，借由第二***108的不同配置，借由比所说明镜面更多或更少的镜面，或其类似者或其任何组合)。在一个具体实例中，第一色散补偿器2600a的定向(例如，相对于第一镜面2908a3)不同于第二色散补偿器2600a的定向(例如，相对于第一镜面2908b3)以考虑在第一***106经操作以使光束路径114在第一主要角范围116a内偏转时对在第一***106经操作以使光束路径114在第二主要角范围116b内偏转时引入于一阶激光能量光束中的色散差。
G.关于光束路径构件的额外具体实例
尽管图29中未说明，但设备100可包括一或多个镜面，该一或多个镜面配置于光学板2902的第二侧处(与第一侧2904相对)、第一***106的光学输出与第一光学端口2906a之间，以经由第一光学端口2906a导引在第一主要角范围116a内偏转的光束路径114。同样，设备100可包括一或多个镜面，该一或多个镜面配置于光学板2902的第二侧处、第一***106的光学输出与第二光学端口2906b之间，以经由第二光学端口2906b导引在第二主要角范围116b内偏转的光束路径114。关于图30论述了关于光学板2902的第二侧处的光束路径构件的例示性具体实例。
参看图30，在3000处标识光学板2902的第二侧。亦说明了第一光学端口2906a、第二光学端口2906b、第一光学组件2004a、第二光学组件2004b及前述激光源104。在图30中所示的具体实例中，第一光学组件2004a提供为第一AOD 402的AO单元(例如，如上文所论述)，且第二光学组件2004b提供为第二AOD 404的AO单元(例如，如上文所论述)。因此，第一光学组件2004a可被视为第一AOD402的部分，且第二光学组件2004b可被视为第二AOD 404的部分。
如图30中例示性地说明，可提供多个镜面以促进将光束路径114自激光源104导引至第一光学端口2906a及第二光学端口2906b。举例而言，可提供第一组镜面3004a及3004b以将光束路径114自激光源104导引至第一光学组件2004a，可提供第二组镜面3006a及3006b以将光束路径114自第一光学组件2004a导引至第二光学组件2004b，可提供第三组镜面3008a、3010a及3012a以将光束路径114(亦即，当在第一主要角范围116a内偏转时)自第二光学组件2004a导引至第一光学端口2906a，且可提供第四组镜面3008b、3010b及3012b以将光束路径114(亦即，当在第二主要角范围116b内偏转时)自第二光学组件2004a导引至第二光学端口2906b。在图30中所展示的光束路径构件中，镜面3008a可提供为检拾器镜面。
诸如第一光学组件2004a、第二光学组件2004b及镜面3004a、3004b、3006a、3006b、3008a、3008b、3010a、3010b、3012a及3012b的光学组件可借由本文中所论述或以其他方式在此项技术中已知的任何适合技术附接至光学板2902的第二侧3000。然而，将了解，可使用任何其他适合技术在光束路径114中提供此类光学组件。将进一步了解，可以不同方式提供图30中所说明的光束路径构件(例如，借由镜面3004a、3004b、3006a、3006b、3008a、3008b、3010a、3010b、3012a及3012b的不同配置，借由光学组件2004a及2004b的不同配置，借由比所说明镜面更多或更少的镜面，或其类似者或其任何组合)。举例而言，第一光学组件2004a可配置于光束路径114中、镜面3006b与第二光学组件2004b之间的位置处。在另一实例中，第二光学组件2004b可配置于光束路径114中、第一光学组件2004a与镜面3006a之间的位置处。
i.关于第一光学组件及第二光学组件的论述
在一个具体实例中，第一光学组件2004a相对于第二光学组件2004b定向，亦即，定向于图30中所展示的光束路径构件中，使得与并有第二光学组件2004b的第二AOD 404相关联的第二旋转轴平行于(或至少实质上平行于)与并有第一光学组件2004a的第一AOD 402相关联的第一旋转轴。在此情况下，镜面3006a及3006b经定向以便确保第一AOD 402的偏转平面在投射至第二AOD 404上时不同于(例如，正交于或倾斜于)第二AOD 404的偏转平面。参见例如国际公开案第WO 2019/060590A1号关于偏转平面可如何旋转的实例。
在另一具体实例中，第一光学组件2004a相对于第二光学组件2004b定向，亦即，定向于图30中所展示的光束路径构件中，使得与并有第二光学组件2004b的第二AOD 404相关联的第二旋转轴正交于(或至少实质上正交于，或倾斜于)与并有第一光学组件2004a的第一AOD 402相关联的第一旋转轴。在此情况下，镜面3006a及3006b经定向以便确保第一AOD402的偏转平面在投射至第二AOD404上时保持正交于(例如，至少实质上正交于，或倾斜于)第二AOD 404的偏转平面。参见例如国际公开案第WO 2019/060590 A1号关于偏转平面可如何防止旋转的实例。
ii.关于额外光学组件的论述
尽管未说明，但一或多个其他光学组件(例如，光束捕集器、光束截止器***、光束扩展器、光束塑形器、分光器、孔隙、滤光器、准直仪、透镜、镜面、棱镜、偏振器、相位延迟器、DOE、ROE或其类似者或其任何组合)可提供于图30中所展示的光束路径构件内，以在激光能量光束沿光束路径114传播(例如，自激光源104至光学端口2906a及2906b中的一或两者)时对该激光能量光束进行聚焦、扩展、准直、塑形、偏振、滤光、分离、组合、修剪、吸收或以其他方式修改、调节、引导等。下文的内容为可并入至图30中所展示的光束路径构件中的额外光学组件的简要论述。将了解，光束路径构件可以任何组合包括所述额外光学组件中的一或多者或所有。
在一个具体实例中，诸如光束扩展器、准直仪或其类似者或其任何组合的光学组件可配置于光束路径114中、镜面3004b与第一光学组件2004a之间的位置处。
在另一具体实例中，可提供一或多个光束捕集器或光束截止器***以捕获或吸收沿任何非所需光束路径自第一光学组件2004a、自第二光学组件2004b或其组合传播的激光能量。举例而言，第一光束捕集器或光束截止器***可配置于镜面3006b与第二光学组件2004b之间的位置处，以选择性地捕集沿除一阶光束路径114'(且视情况，零阶光束路径300(未说明))以外的所有光束路径自第一光学组件2004a传播的激光能量。同样，第二光束捕集器或光束截止器***可配置于第二光学组件2004b与镜面3008a之间的位置处以捕集沿除一阶光束路径114″以外的光束路径自第二光学组件2004b传播的激光能量。在一个具体实例中，第一光束截止器***提供为整合式光束截止器***700，且第二光束截止器***提供为整合式光束截止器***1000。
在另一具体实例中，可提供诸如波前补偿光学件2002或2100或其类似者或其任何组合的波前补偿光学件(例如，配置于光束路径114中、第一光学组件2004a与第二光学组件2004b之间的位置处，亦即，配置于光束路径114'中的位置处)以补偿实际波前失真或预期波前失真(例如，如上文所论述)。
在另一具体实例中，形成诸如上文关于图20、图21、图22、图23及图24中的任一者所论述的光学中继器***2000、2200、2300或2400的光学中继器***的一或多个光学组件可具备波前补偿光学件以促进波前失真的补偿(例如，如上文所论述)。
在另一具体实例中，一或多个相位延迟器(例如，如上文所论述)可配置于光束路径114中，如图30中例示性地展示，以使入射于第二光学组件2004b上的激光能量光束的偏振平面旋转，从而确保激光能量光束的偏振平面平行或垂直于(或至少实质上平行或垂直于)第二光学组件2004b的绕射轴(例如，取决于激光能量光束的波长及形成第二光学组件2004b的材料，如上文所论述)。视需要，一或多个相位延迟器可同样配置于光束路径114中以使入射于第一光学组件2004a上的激光能量光束的偏振平面旋转，从而确保激光能量光束的偏振平面平行或垂直于(或至少实质上平行于或垂直于)第一光学组件2004a的绕射轴(例如，取决于激光能量光束的波长及形成第一光学组件2004a的材料，如上文所论述)。在一个实例具体实例中，第一光学组件2004a及第二光学组件2004b由诸如结晶锗的AO单元材料形成，且入射于第一光学组件2004a及第二光学组件2004b上的激光能量光束的特征为具有在9μm(或上下)至11μm(或上下)范围内的波长及在20W(或上下)至20kW(或上下)范围内的平均功率。在此类实例具体实例中，镜面3006a及3006b中的一者可提供为反射相位延迟器(例如，经配置以赋予180度相移)，或镜面3006a及3006b两者可提供为反射相位延迟器(例如，经配置以赋予90度相移)。然而，将了解，第一光学组件2004a及第二光学组件2004b可由任何其他适合AO单元材料形成，且入射于第一光学组件2004a及第二光学组件2004b上的激光能量光束的特征可为具有足以加工工件(例如，如上文所论述)的任何其他适合波长(例如，在电磁光谱的UV或可见范围内)及功率特性(例如，就平均功率、峰值功率等而言)。
iii.关于激光传感器***的具体实例
视情况，设备100进一步包括一或多个激光传感器***，诸如激光传感器***3014a及3014b。在此具体实例中，镜面3010a及3010b提供为经配置以反射入射激光能量光束中的大部分光且透射少量光(例如，2％或上下)的部分透射镜面，且激光传感器***经布置以接收由对应部分透射镜面透射的光。举例而言，激光传感器***3014a经布置以接收由镜面3010a透射的光，且激光传感器***3014b经布置以接收由镜面3010b透射的光。
大体而言，每一激光传感器***3014a及3014b包括光侦测器，该光侦测器经配置以感测或量测透射至其中的激光能量或功率，且基于感测或量测而产生传感器数据。传感器数据可借由任何适合手段输出至控制器122，其中该传感器资料此后可经处理以支持设备100的各种功能，诸如实时脉冲能量控制(例如，用以补偿激光功率的改变)、***校准(例如，用以补偿第一***106的AOD***相对于RF功率及频率等的透射率改变)或其类似者或其任何组合。
因为激光传感器***3014a及3014b位于第一光学组件2004a及第二光学组件2004b的光学下游，所以第一***106的AOD、由光侦测器采用的读数可各自取决于入射至该光侦测器中的能量光束的位置或角度而变化。因此，入射激光能量光束在光侦测器上方的移动可引起读数误差，其可导致错误功率控制、***校准等。为了减小或消除与光侦测器相关联的空间及方向敏感度，激光传感器***中的每一者可包括光束扩展器及/或扩散器，该光束扩展器及/或扩散器经布置以便在激光能量光束照在光侦测器上之前扩展及/或扩散激光能量光束。
在另一具体实例中，每一激光传感器***3014a及3014b可具备积分球3016，该积分球配置于光侦测器的光学上游以减少与光侦测器相关联的空间及方向敏感度。积分球3016可提供为光束扩展器/扩散器之前述使用的替代方案或补充。大体而言，且如此项技术中已知，积分球3016为包括中空球形(或至少实质上球形)空腔的光学组件，该空腔的内表面涂布有扩散反射涂层。积分球3016包括收集埠(已说明，但未标注)及侦测埠。积分球3016经布置以使得自部分地透射镜面(亦即，自镜面3010a或3010b)传播的光可经由收集埠进入至对应积分球3016的空腔中。入射于空腔的内表面上的任何点处的光经散射，且最终在侦测埠处射出积分球3016，以便入射于光侦测器上(针对此具体实例，在3018处标识)。
H.关于AOD驱动技术的具体实例
i.关于光束分支的具体实例
如上文所提及，图4一般说明入射于多轴AOD***400上的光束路径114在主要角范围116内的偏转。为了实施上文关于图3所论述的偏转方案，第一AOD 402可由具有属于多个第一频率范围中的一者内的驱动频率的所施加第一RF驱动信号操作或驱动，且第二AOD404可由具有属于多个第二频率范围中的一对应范围内的驱动频率的所施加第二RF驱动信号操作或驱动。举例而言，且参看图1、图4及图31，为了使入射于多轴AOD***400上的光束路径114在第一主要角范围116a内偏转(至第二***108a)，施加至第一AOD 402的第一RF驱动信号可具有属于第一频率范围3102a内的第一驱动频率f1，且施加至第二AOD 404的第二RF驱动信号可具有属于对应第二频率范围3104a内的第二驱动频率f2。为了使入射于多轴AOD***400上的光束路径114在第二主要角范围116b内偏转(至第二***108b)，施加至第一AOD 402的第一RF驱动信号可具有属于第一频率范围3102b内的第一驱动频率f1，且施加至第二AOD 404的第二RF驱动信号可具有属于对应第二频率范围3104b内的第二驱动频率f2。
大体而言，第一频率范围3102a不与第一频率范围3102b重叠，且不与其邻接。同样，第二频率范围3104a不与第二频率范围3104b重叠，且不与其邻接。因此，「间隙(gap)」存在于第一频率范围3102a与第一频率范围3102b之间，以及第二频率范围3104a与第二频率范围3104b之间。大体而言，第一频率范围3102a与第一频率范围3102b之间的间隙(亦即，「第一频率范围间隙(first frequency range gap)」)可大于、小于或等于第二频率范围3104a与第二频率范围3104b之间的间隙(亦即，「第二频率范围间隙(second frequencyrange gap)」)。第一频率范围间隙及第二频率范围间隙中的任一者可具有0.3MHz、0.5MHz、0.7MHz、0.9MHz、1MHz、2MHz、5MHz、10MHz等或介于所述值中的任一者之间的宽度。
大体而言，第一频率范围3102a、第一频率范围3102b、第二频率范围3104a及第二频率范围3104b横跨一系列频率。举例而言，由第一频率范围3102a、第一频率范围3102b、第二频率范围3104a及第二频率范围3104b中的任一者跨越的频率范围可等于3MHz、5MHz、7MHz、9MHz、10MHz、12MHz、15MHz、20MHz等或介于所述值中的任一者之间。第一频率范围3102a可大于、小于或等于第一频率范围3102b。同样，第二频率范围3104a可大于、小于或等于第二频率范围3104b。第一频率范围3102a可大于、小于或等于第二频率范围3104a。同样，第一频率范围3102b可大于、小于或等于第一频率范围3104b。
如图31中所展示，回应于所施加第一RF驱动信号具有在第一频率范围3102a内的第一驱动频率f1，第一AOD 402将使入射激光能量光束围绕第一旋转轴旋转，从而使光束路径114在第一AOD角范围406a内偏转一角度。类似地，响应于所施加第一RF驱动信号具有在第一频率范围3102b内的第一驱动频率f1，第一AOD 402将使入射激光能量光束围绕第一旋转轴旋转，从而使光束路径114在第一AOD角范围406b内偏转另一角度。如将了解，第一AOD角范围406a及406b中的每一者表示前述「第一AOD角范围406(first AOD angular range406)」的特定具体实例，且因此可一般被称作「第一AOD角范围406(first AOD angularrange406)」。
同样，响应于所施加第二RF驱动信号具有在第二频率范围3104a内的第二驱动频率f2，第二AOD 404将使入射激光能量光束围绕第二旋转轴旋转，从而使光束路径114'在第二AOD角范围408a内偏转一角度。类似地，响应于所施加第二RF驱动信号具有在第二频率范围3104b内的第二驱动频率f2，第二AOD 404将使入射激光能量光束围绕第二旋转轴旋转，从而使光束路径114'在第二AOD角范围408b内偏转另一角度。如将了解，第二AOD角范围408a及408b中的每一者表示前述「第二AOD角范围408(second AOD angular range 408)」的特定具体实例，且因此可一般被称作「第二AOD角范围408(second AOD angular range408)」。
在如上文所论述而驱动第一AOD 402(亦即，借由将属于第一频率范围3102a或第一频率范围3102b内的第一驱动频率施加至第一AOD 402)及驱动第二AOD404(亦即，借由将属于第二频率范围3104a或第二频率范围3104b内的第二驱动频率施加至第二AOD 404)后，多轴AOD***400的所得扫描场有效地划分成多个子扫描场(亦即，第一子扫描场3106a及第二子扫描场3106b)。
a.关于偏转及色散的额外论述
如上文所论述，AOD为能够使最终递送至工件102的制程光点失真(例如，拉长)的光谱色散元件。制程光点失真的程度的特征可至少部分地为与激光能量光束的光谱线宽及由AOD产生的偏转(或由多个AOD产生的总组合偏转)成正比。由例如第一AOD 402及第二AOD404的总组合偏转造成的光谱色散与
成正比，其中f1为第一驱动频率，且f2为第二驱动频率。
虽然诸如棱镜的色散补偿器2600可补偿如上文所论述的光谱色散，但结合给定光束尺寸的给定棱镜可仅补偿固定量的光谱色散。因此，驱动AOD使激光能量光束偏转的动作仍可能产生工件102处的制程光点的一定失真。赋予至工件102处的制程光点的失真的量可借由以下操作来保持足够低(例如，以免不利地影响工件102的加工)：在定向第一色散补偿器2600a(例如，相对于第一镜面2908a3)以便最佳地补偿由第一子扫描场3106a的中心处或附近的偏转产生的光谱色散且定向第二色散补偿器2600b(例如，相对于第一镜面2908b3)以便最佳地补偿由第二子扫描场3106b的中心处或附近的偏转产生的光谱色散时，使第一子扫描场3106a及第二子扫描场3106b的尺寸与激光能量光束的光谱线宽平衡。
在一个具体实例中，界定第一子扫描场3106a及第二子扫描场3106b的中心的驱动频率(亦即，就f1及f2而言)可经选择以使得第一子扫描场3106a的
等于(或至少实质上等于)第二子扫描场3106b的
举例而言，第一子扫描场3106a的f1可等于(或至少实质上等于)第二子扫描场3106b的f2。同样，第一子扫描场3106a的f2可等于(或至少实质上等于)第二子扫描场3106b的f1。当第一子扫描场3106a的
等于(或至少实质上等于)第二子扫描场3106b之时，赋予至在第一子扫描场3106a内偏转的激光能量光束的光谱色散的量值等于(或至少实质上等于)赋予至在第二子扫描场3106b内偏转的激光能量光束的光谱色散的量值，但光谱色散的定向不同。因此，第一色散补偿器2600a可具有与第二色散补偿器2600b相同的组态，但第一色散补偿器2600a的定向(例如，相对于第一镜面2908a3)不同于第二色散补偿器2600b的定向(例如，相对于第一镜面2908b3)。亦即，第一色散补偿器2600a的定向(例如，相对于第一镜面2908a3)可对应于赋予至在第一子扫描场3106a的中心处或附近偏转的激光能量光束的光谱色散的定向，且第二色散补偿器2600b的定向(例如，相对于第一镜面2908b3)可对应于赋予至在第二子扫描场3106b的中心处或附近偏转的激光能量光束的光谱色散的定向。
b.关于子扫描场的额外论述
在图31中所说明的具体实例中，第一频率范围3102a及3102b与第二频率范围3104a及3104b协调地选择以产生在第一方向上(例如，以对应于第一频率范围间隙的角度)且在第二方向上(例如，以对应于第二频率范围间隙的角度)彼此空间偏移的一对方形子扫描场3106a及3106b。若第一频率范围间隙等于第二频率范围间隙，则子扫描场3106a与3106b之间的最近点(亦即，第一子扫描场3106a的右下角与第二子扫描场3106b的左下角，如图31中所说明)比第一频率范围间隙或第二频率范围间隙大41％。另外，子扫描场3106a与3106b之间的最近点实际上为点而非线。因此，若存在归因于检拾器镜面(例如，镜面3008a)上的光束削波而发生的光束失真，则此类失真的发生频率将远低于此类失真仅在子扫描场的一个角中而非沿子扫描场的整个边缘发生的情况，该检拾器镜面用以选择性地相对于在第二子扫描场3106b内(亦即，在第二主要角范围116b内)偏转的激光能量光束反射在第一子扫描场3106a内(亦即，在第一主要角范围116a内)偏转的激光能量光束。然而，将了解，取决于对此类失真的工件加工的敏感度(或不敏感度)，可视需要独立地或以协调方式增大或减小第一频率范围间隙及第二频率范围间隙中的一或两者的尺寸。
尽管上文已关于由在第一方向上(例如，以对应于第一频率范围间隙的角度)且在第二方向上(例如，以对应于第二频率范围间隙的角度)彼此空间偏移的一对相等尺寸的方形子扫描场3106a及3106b组成的子扫描场的配置进行论述，如图31中所展示，但将了解，亦涵盖其他具体实例。
举例而言，子扫描场3106a及3106b的配置可不同于图31中所展示的配置(例如，如图32中所展示)。在其他实例中，驱动AOD的频率范围可经选择以产生多于两个方形子扫描场，以产生具有除正方形以外的形状(例如，矩形、圆形、卵形、三角形、六角形等)的一或多个子扫描场，以产生具有不同尺寸的子扫描场，或其类似者或其任何组合。
在另一实例中，且参看图33，第一AOD 402可由具有属于第一频率范围3300内的驱动频率的所施加第一RF驱动信号驱动，且第二AOD 404可由具有属于前述多个第二频率范围3104a及3104b中的一对应范围内的驱动频率的所施加第二RF驱动信号驱动。因此，为了使入射于多轴AOD***400上的光束路径114在第一主要角范围116a内偏转(至第二***108a)，施加至第一AOD 402的第一RF驱动信号可具有属于第一频率范围3300内的第一驱动频率f1，且施加至第二AOD 404的第二RF驱动信号可具有属于第二频率范围3104a内的第二驱动频率f2。为了使入射于多轴AOD***400上的光束路径114在第二主要角范围116b内偏转(至第二***108b)，施加至第一AOD 402的第一RF驱动信号可具有属于第一频率范围3300内的第一驱动频率f1，且施加至第二AOD 404的第二RF驱动信号可具有属于第二频率范围3104b内的第二驱动频率f2。在如上文所论述而驱动第一AOD 402(亦即，借由将属于第一频率范围3300内的第一驱动频率施加至第一AOD 402)及驱动第二AOD 404(亦即，借由将属于第二频率范围3104a或第二频率范围3104b内的第二驱动频率施加至第二AOD 404)后，多轴AOD***400的所得扫描场有效地划分成多个子扫描场(亦即，第一子扫描场3302a及第二子扫描场3302b)。亦将了解，多轴AOD***400的AOD可类似地由属于图34中例示性地说明的范围内的所施加驱动频率驱动。
根据图33或图34中所展示的驱动频率范围驱动多轴AOD***400的AOD可用于例如在第二***108包括电流计镜面***时校正或以其他方式至少部分地补偿所注意的远心性误差。在此应用中，第一频率范围3300的一或多个子范围内(例如，第一子范围3304a内、第二子范围3304b内或其类似者或其任何组合)的频率可应用于第一AOD 402(例如，如图33中所展示)以校正沿一个轴(例如，X轴)存在的远心性误差，或可应用于第二AOD 404(例如，如图34中所展示)以校正沿另一轴(例如，Y轴)存在的远心性误差。
ii.关于脉冲分段的具体实例
如上文所论述，第一***106可经操作以实现脉冲分段，亦即，将共同激光脉冲(在本文中亦被称作「母激光脉冲」)在时间上划分成至少两个激光脉冲。共同母激光脉冲的在时间上经划分的部分在本文中亦被称作「脉冲片断(pulse slice」)。图35中例示性地说明脉冲分段的一个具体实例，其中母激光脉冲3500在时间上划分成两个脉冲片断。具体言之，在第一片断时段p1期间，母激光脉冲3500被划分成第一脉冲片断3500a，且在第二片断时段p2期间，母激光脉冲3500被划分成第二脉冲片断3500b。如将了解，脉冲片断的脉冲持续时间大体上对应于自母激光脉冲在时间上划分的片断时段的持续时间。因此，举例而言，第一脉冲片断3500a的特征可为具有等于第一片断时段p1的脉冲持续时间，且第二脉冲片断3500b的特征可为具有等于第二片断时段p2的脉冲持续时间。
连续片断时段可连续地发生(亦即，其中一个片断时段紧接在前一片断时段之后开始)，可间歇地发生(亦即，其中一个片断时段在紧接在前一片断时段之后的延迟之后开始)，或其组合。在连续片断时段间歇地发生的情况下，将了解，延迟的持续时间的特征可为第一***106的定位时段的整数倍(其中整数可为任何整数，诸如1、2、3、4、5、10、20、50、100等，或介于所述值中的任一者之间)。图35中所展示的具体实例为连续片断时段p1及p2间歇地发生的实例。初始片断时段开始与待应用于共同母激光脉冲的最末片断时段结束之间的时间的总量小于或等于母激光脉冲的脉冲持续时间(亦即，基于脉冲的光学功率对时间的半高全宽(full-width at half-maximum；FWHM))。因此，母激光脉冲的特征可大体上为具有大于第一***106的定位时段的脉冲持续时间。在一些具体实例中，母激光脉冲的脉冲持续时间大于、等于或小于1μs、2μs、5μs、10μs、15μs、20μs、25μs、30μs、40μs、50μs、100μs、300μs、500μs、900μs、1ms、2ms、5ms、10ms、20ms、50ms、100ms、300ms、500ms、900ms、1s等或介于所述值中的任一者之间。
在一个具体实例中，每一片断时段的持续时间(且因此，每一脉冲片断的脉冲持续时间)为第一***106的定位时段的整数倍(例如，其中整数为1、2、3、5、10、20、50、100、150、200、300等，或介于所述值中的任一者之间等)。在一些具体实例中，每一片断时段的持续时间大于、等于或小于200μs、125μs、100μs、50μs、33μs、25μs、20μs、13.3μs、12.5μs、10μs、4μs、2μs、1.3μs、1μs、0.2μs、0.1μs、0.05μs、0.025μs、0.02μs、0.013μs、0.01μs、0.008μs、0.0067μs、0.0057μs、0.0044μs、0.004μs等，或介于所述值中的任一者之间。大体而言，母激光脉冲的一或多个片断时段的持续时间可等于或不同于同一激光脉冲的一或多个其他片断时段的持续时间。举例而言，尽管图35将第一片断时段p1说明为等于第二片断时段p2，但第一片断时段p1的持续时间可大于或小于第二片断时段p2的持续时间。
在片断时段之外，第一***106可以此项技术中已知的任何方式操作以使入射激光能量光束衰减，使得沿光束路径114传播的激光能量光束(如最终由第一***106偏转)不具有足以加工工件102的能量。另外或替代地，在片断时段之外，第一***106可经操作以便使光束路径114偏转至光束捕集器、光束截止器***或其类似者或其任何组合，如本文中所论述或此项技术中以其他方式已知。在第一***106提供为本文中所论述的任何AOD***的具体实例中，在片断时段之外，可视情况驱动(或不驱动，视具体情况)AOD***中的AOD中的一或多者以将激光能量光束透射至零阶光束路径(例如，零阶光束路径200或300)、一或多个高阶光束路径(例如，二阶光束路径、三阶光束路径等)中、透射至光束捕集器、透射至光束截止器***(例如，整合式光束截止器***700或1000等)，或其类似者或其任何组合。
如上文所提及，脉冲分段可结合光束分支来实施，或可与光束分支分开地实施。因此，第一***106的操作可经控制以使不同脉冲片断偏转至同一主要角范围116内的不同角度(例如，以便使不同脉冲片断偏转至同一第二***108)，使不同脉冲片断偏转至不同各别主要角范围116内的角度(例如，以便使不同脉冲片断偏转至第二***108中的不同各别者)，或其任何组合。举例而言，第一***106的操作可经控制以使第一脉冲片断3500a及第二脉冲片断3500b偏转至第一主要角范围116a内的不同角度(例如，以便使第一脉冲片断3500a及第二脉冲片断3500b偏转至第二***108a)。在另一实例中，第一***106的操作可经控制以使第一脉冲片断3500a在第一主要角范围116a内偏转一角度(例如，以便使第一脉冲片断3500a偏转至第二***108a)，且接着使第二脉冲片断3500b在第二主要角范围116b内偏转一角度(例如，以便使第二脉冲片断3500b偏转至第二***108b)。因此，具有图35A中所展示的光学功率剖面的脉冲片断3500a可传播至第二***108a，且具有图35B中所展示的光学功率剖面的脉冲片断3500b可传播至第二***108b。当任何脉冲片断在任何主要角范围116内偏转时，第一***106的操作可经控制以使光束路径114偏转(及因此，沿该光束路径传播的脉冲片断)至任何经选择主要角范围116内以用于任何适合或所要方式(例如，以补偿对应于经选择主要角范围116的第二***的定位误差，以在工件102的加工期间赋予制程光点与工件102a之间沿制程轨迹的相对移动，或其类似者或其任何组合)。
尽管图35说明了将激光脉冲3500在时间上划分成仅两个脉冲片断(亦即，第一脉冲片断3500a及第二脉冲片断3500b)，但将了解，激光脉冲3500可在时间上划分成多于两个脉冲片断(例如，划分成3个脉冲片断、5个脉冲片断、8个脉冲片断、10个脉冲片断、25个脉冲片断、30个脉冲片断、50个脉冲片断等，或其类似者或介于所述值中的任一者之间等)。举例而言，且参看图36，激光脉冲3500可在时间上划分成四个脉冲片断3600a、3600b、3600c及3600d。在一个具体实例中，第一***106的操作经控制以使得连续划分的脉冲片断在不同主要角范围116内偏转。举例而言，脉冲片断3600a可偏转至第一主要角范围116a，且接着脉冲片断3600b可偏转至第二主要角范围116b，脉冲脉冲片断3600c可偏转至第一主要角范围116a，且接着脉冲片断3600d可偏转至第二主要角范围116b。然而，在其他具体实例中，第一***106的操作经控制以使得连续划分的脉冲片断在相同或不同的主要角范围116内偏转。举例而言，脉冲片断3600a可偏转至第一主要角范围116a，且接着脉冲片断3600b及3600c可偏转至第二主要角范围116b，且接着脉冲片断3600d可偏转至第一主要角范围116a。
尽管上文已关于单一母激光脉冲(亦即，激光脉冲3500)论述脉冲分段，但将了解，第一***106可经操作以实现关于连续传播母激光脉冲的序列的脉冲分段。在该序列中，连续母激光脉冲可以任何所要方式在时间上经划分，且两个连续的母激光脉冲可以相同方式或以不同方式在时间上经划分。
在第一***106提供为多单元AOD***的具体实例中，脉冲分段可借由经协调操作或驱动多单元AOD***内的至少两个AOD来实现。举例而言，且参看图37，在多单元AOD***提供为前述AOD***400的具体实例中，第一AOD 402及第二AOD 404可在片断时段的持续时间内操作(例如，如上文所论述)以使光束路径114偏转至主要角范围116中的一或多者内。区块3700的水平范围指示第一AOD 402经操作以使入射于其中的激光能量光束偏转的持续时间，且区块3702的水平范围指示第二AOD 404经操作以使入射于其中的激光能量光束偏转的持续时间。在图37中，区块3700及3702的水平范围等于片断时段(例如，前述第一片断时段p1、第二片断时段p2等)。
然而，在其他具体实例中，第一AOD 402及第二AOD 404中的一或两者可在长于片断时段的持续时间内操作以使光束路径114偏转至主要角范围116中的一或多者内，但经操作以使得驱动所述AOD的时段与等于片断时段的持续时间重叠。参见例如图38、图39、图40及图41。
iii.关于绕射效率的论述
如本文中所使用，术语「绕射效率(diffraction efficiency)」指入射于AOD上的激光能量光束中的能量的比例，该激光能量光束在AOD的AO单元内绕射成一阶光束。绕射效率可因此表示为由AOD产生的一阶光束中的光学功率与入射于AOD上的入射激光能量光束的光学功率的比率。大体而言，所施加RF驱动信号的振幅可对AOD的绕射效率具有非线性影响，且AOD的绕射效率亦可随经施加以驱动AOD的RF驱动信号的频率而改变。鉴于上文，且在第一***106提供为前述AOD***400的具体实例中，经施加以驱动第一AOD 402的第一RF驱动信号的特征可为具有振幅(在本文中亦被称作「第一振幅(first amplitude)」)，且经施加以驱动第二AOD 404的第二RF驱动信号的特征可为具有振幅(在本文中亦被称作「第二振幅(second amplitude)」)。
大体而言，可基于一或多个因素而选择或以其他方式设定第一振幅，该一或多个因素诸如第一RF驱动信号的第一驱动频率，发现第一驱动频率的第一频率范围、第一AOD402待由第一RF驱动信号驱动的所要绕射效率、待在第一AOD402待由第一RF驱动信号驱动时的时段期间偏转的激光能量光束的峰值光学功率、待在第一AOD 402待由第一RF驱动信号驱动时的时段期间偏转的激光能量光束的平均光学功率，或其类似者或其任何组合。同样，可基于一或多个因素而选择或以其他方式设定第二振幅，该一或多个因素诸如第二RF驱动信号的第二驱动频率，发现第二驱动频率的第二频率范围、第二AOD 404待由第二RF驱动信号驱动的所要绕射效率、待在第二AOD 404待由第二RF驱动信号驱动时的时段期间偏转的激光能量光束的峰值光学功率、待在第二AOD 404待由第二RF驱动信号驱动时的时段期间偏转的激光能量光束的平均光学功率，或其类似者或其任何组合。若AOD***400待操作以实现脉冲分段(例如，如上文所论述)，则可视情况基于待自激光能量光束在时间上划分的脉冲片断的所要脉冲持续时间而选择或以其他方式设定第一振幅、第二振幅或其组合。
在AOD***400经驱动以实现光束分支(例如，如关于图3、图31、图32、图33或图34中的任一者所论述)的具体实例中，当第一RF驱动信号具有第一频率范围3102a内的第一驱动频率f1时，第一RF驱动信号的特征可为具有第一振幅a1a。类似地，当第一RF驱动信号具有第一频率范围3102b内的第一驱动频率f1时，第一RF驱动信号的特征可为具有第一振幅a1b。在此情况下，第一振幅a1a可高于第一振幅a1b。替代地，第一振幅a1a可低于或等于第一振幅a1b。同样，当第二RF驱动信号具有第二频率范围3104a内的第二驱动频率f2时，第二RF驱动信号的特征可为具有第二振幅a2a，且当第二RF驱动信号具有第二频率范围3104b内的第二驱动频率f2时，第二RF驱动信号的特征可为具有第二振幅a2b。在此情况下，第二振幅a2a低于第二振幅a2b。替代地，第二振幅a2a可大于或等于第二振幅a2b。
若AOD***400待操作以实现光束分支(例如，如上文所论述)，则第一RF驱动信号的第一振幅可经选择以使得沿已在第一AOD角范围406a内偏转的一阶光束路径114'传播的激光能量光束中的光学功率大于、小于或至少实质上等于已在第一AOD角范围406a内偏转的一阶光束路径114'传播的激光能量光束中的光学功率。尽管一阶光束路径114'在第一AOD角范围406a或406b中的任一者内偏转，但第一RF驱动信号的第一振幅可变化或可以其他方式维持于恒定(或至少实质上恒定)层级。同样，第二RF驱动信号的第二振幅可经选择以使得沿已在第二AOD角范围408a内偏转的一阶光束路径114″传播的激光能量光束中的光学功率大于、小于或至少实质上等于沿已在第二AOD角范围408b内偏转的一阶光束路径114″传播的激光能量光束中的光学功率。尽管一阶光束路径114″在第二AOD角范围408a或408b中的任一者内偏转，但第二RF驱动信号的第二振幅可变化或可以其他方式维持于恒定(或至少实质上恒定)层级。
IV.结论
前文说明本发明的具体实例及实例，且不应解释为对其的限制。虽然已参看图式描述几个特定具体实例及实例，但所属技术领域中具有知识者将易于了解，对所揭示具体实例及实例以及其他具体实例的诸多修改在不显著背离本发明的新颖教示及优点的情况下为可能的。相应地，所有所述修改意欲包括于如申请专利范围中所界定的本发明的范围内。举例而言，所属技术领域中具有知识者将了解，任何句子、段落、实例或具体实例的主题可与其他句子、段落、实例或具体实例中的一些或全部的主题组合，除非所述组合彼此互斥。本发明的范围因此应由以下权利要求书判定，且所述技术方案的等效物包括于本发明的范围中。
Claims (54)
1.一种激光加工设备，其包含：
激光源，其可操作以产生激光能量光束，其中该激光能量光束可沿光束路径传播；
第一***，其配置于该光束路径内，其中该第一***可操作以使该光束路径偏转；及
控制器，其耦接至该第一***，
其中该控制器经配置以控制该第一***的操作以使该光束路径在第一主要角范围内及在第二主要角范围内偏转，其中该第二主要角范围不与该第一角范围重叠且不与该第一主要角范围邻接，且
其中该控制器进一步经配置以控制该第一***的操作以使该光束路径偏转至该第一主要角范围内的第一多个角度及第二主要角范围内的第二多个角度。
2.根据权利要求1的设备，其中该激光源可操作以产生具有在电磁光谱的紫外线UV范围内的波长的激光能量光束。
3.根据权利要求1的设备，其中该激光源可操作以产生具有在电磁光谱的长波长红外线LWIR范围内的波长的激光能量光束。
4.根据权利要求1的设备，其中该第一***包含：
第一声光偏转器AOD；及
第二AOD，其光学耦接至该第一AOD的输出，
其中该第一AOD及该第二AOD可操作以使该光束路径沿同一轴偏转。
5.根据权利要求1的设备，其进一步包含：
第一扫描头，其包含扫描透镜；
第二扫描头，其包含扫描透镜；
至少一个光学组件，其经配置以将在该第一角范围内偏转的该光束路径导引至该第一扫描头；及
至少一个光学组件，其经布置以将在该第二角范围内偏转的该光束路径导引至该第二扫描头。
6.根据权利要求5的设备，其中从该第一扫描头及该第二扫描头所组成的群组中选择的至少一者包括可操作以使该光束路径偏转的第二***。
7.根据权利要求6的设备，其中该第二***包括电流计镜面***。
8.一种整合式光束截止器***，其包含：
框架；
检拾器镜面，其耦接至该框架且经配置以反射激光能量光束；及
光束截止器，其耦接至该框架且经配置以吸收该激光能量光束。
9.根据权利要求8的整合式光束截止器***，其中该检拾器镜面经布置以将激光能量光束反射至该光束截止器。
10.根据权利要求8的整合式光束截止器***，其进一步包含耦接至该框架的中继器镜面，其中该中继器镜面经布置以接收由该检拾器镜面反射的该激光能量光束且将所接收的该激光能量光束反射至该光束截止器。
11.根据权利要求8的整合式光束截止器***，其中该检拾器镜面包含形成于该框架上的涂层。
12.一种整合式光束截止器***，其包含：
一框架，其具有一第一表面及至少一个第二表面，
其中该第一表面经配置以反射一激光能量光束，且
其中该至少一个第二表面经配置以吸收该激光能量光束。
13.根据权利要求12的整合式光束截止器***，其中该第一表面经布置以将激光能量光束反射至该至少一个第二表面。
14.根据权利要求12的整合式光束截止器***，其中该框架具有第三表面，其中该第三表面经配置反射该激光能量光束、经布置以接收由该第一表面反射的该激光能量光束且将所接收的激光能量光束反射至该至少一个第二表面。
15.根据权利要求12的整合式光束截止器***，其进一步包含耦接至该框架的冷却***，其中该冷却***与该框架的具有该至少一个第二表面的部分热接触。
16.根据权利要求12的整合式光束截止器***，其中该框架进一步包括：
光学输入端口；及
光学输出端口，其定位成邻近于该第一表面，
其中该光学输入端口及该光学输出端口布置于共同轴中，该激光能量光束可沿该共同轴传播。
17.一种波前校正光学件，其包含：
镜面，其具有反射表面，其中该反射表面的形状的特征为条纹任尼克项Z4及Z9，且其中所述Z9对Z4的系数比率在-0.1至-0.3的范围内。
18.根据权利要求17的波前校正光学件，其中所述Z9对Z4的该系数比率在-0.18至-0.23的范围内。
19.根据权利要求17的波前校正光学件，其中该反射表面为可变形的。
20.一种波前校正光学件，其包含：
可变形镜面，其包括：
反射表面；
主体；及
凹穴，其界定于该主体内，
其中该主体包括在该反射表面与该凹穴之间的可变形膜区，且
其中该膜区的中心部分具有第一厚度，且该膜区的周边部分具有大于该第一厚度的第二厚度。
21.根据权利要求20的波前校正光学件，其进一步包含：
基座，其耦接至该可变形镜面的该主体且具有延伸穿过其中的孔，
其中该孔与该凹穴流体连通。
22.一种波前校正光学件，其包含：
可变形镜面，其包括：
反射表面；
主体，其包括至少一个肋状物；及
多个凹穴，其界定于该主体内，
其中该主体包括在该反射表面与该凹穴之间的可变形膜区，且
其中该至少一个肋状物***于该多个凹穴之间。
23.根据权利要求22的波前校正光学件，其中该膜区的中心部分具有第一厚度，且该膜区的周边部分具有大于该第一厚度的第二厚度。
24.根据权利要求22的波前校正光学件，其中该主体包括多个肋状物。
25.根据权利要求22的波前校正光学件，其进一步包含：
基座，其耦接至该可变形镜面的该主体且具有延伸穿过其中的至少一个孔，
其中该至少一个孔与该多个凹穴中的至少一者流体连通。
26.一种波前校正光学件***，其包含：
膜状可变形镜面，其具有可加压凹穴；
基座，其耦接至该镜面且具有延伸穿过其中的至少一个孔，其中该至少一个孔与该可加压凹穴流体连通；及
安装板，其耦接至该基座且耦接至光学安装构件。
27.根据权利要求26的***，其中
该基座***至形成于该安装板中的孔中，且
该至少一个孔延伸至形成于该安装板中的该孔中。
28.根据权利要求27的***，其进一步包含***至该至少一个孔中的配件。
29.根据权利要求28的***，其进一步包含耦接至该配件的末端的软管。
30.一种***，其包含：
第一光学组件，其可操作以透射激光能量光束，其中该第一光学组件易受到热致透镜的影响；
波前补偿光学件，其经配置以校正由该第一光学组件透射的该激光能量光束中且可归因于该热致透镜的波前像差；及
光学中继器***，其经布置且经配置以将该第一光学组件的在第一平面处的影像中继至第二平面，
其中该波前补偿光学件布置于该第二平面处，且
其中该第一光学中继器***经配置以使得该第一光学组件在该第二平面处的该影像的尺寸不同于该第一光学组件在该第一平面处的该影像的尺寸。
31.根据权利要求30的***，其中该第一光学组件在该第二平面处的该影像的尺寸大于该第一光学组件在该第一平面处的该影像的尺寸。
32.根据权利要求30的***，其中该第一光学组件在该第二平面处的该影像的尺寸小于该第一光学组件在该第一平面处的该影像的尺寸。
33.根据权利要求30的***，其中该波前补偿光学件经配置以透射该激光能量光束。
34.根据权利要求30的***，其中该波前补偿光学件经配置以反射该激光能量光束。
35.根据权利要求30的***，其中该波前补偿光学件包括静态波前补偿光学件。
36.根据权利要求30的***，其中该波前补偿光学件包括动态波前补偿光学件。
37.根据权利要求30的***，其进一步包含：
第二光学组件，其可操作以透射该激光能量光束，
其中该光学中继器***经布置且经配置以将该第一光学组件在该第二平面处的影像中继至第三平面，且
其中该第二光学组件经布置于该第三平面处。
38.根据权利要求37的***，其中该光学中继器***经配置以使得该第一光学组件在该第二平面处的该影像的尺寸与该第一光学组件在该第三平面处的该影像的尺寸相同。
39.根据权利要求37的***，其中
该波前补偿光学件经配置以反射该激光能量光束，且
该光学中继器***包括：
第一光学中继器，其包括两个透镜，及
第二光学中继器，其包括两个透镜。
40.根据权利要求39的***，其中该第一光学中继器及该第二光学中继器共享一共同透镜。
41.根据权利要求39的***，其中该光学中继器***进一步包含配置于该第二光学中继器的两个透镜之间的至少一个镜面。
42.根据权利要求30的***，其中该第一光学组件包括声光AO单元。
43.根据权利要求37的***，其中该第二光学组件包括声光AO单元。
44.根据权利要求37的***，其中该第一光学组件包括声光AO单元，且其中该第二光学组件经布置以使得该第一光学组件的该AO单元的零阶光束路径入射于该第二光学组件上。
45.根据权利要求44的***，其中
该第一光学组件包括声光AO单元，该AO单元可操作以沿一阶光束路径透射第一激光能量光束且沿零阶光束路径透射第二激光能量光束，且
该第二光学组件经布置以使得该第一光学组件的该AO单元的该零阶光束路径入射于该第二光学组件上。
46.根据权利要求45的***，其中该光学中继器***包括配置有该第一光学组件的该零阶光束路径的透镜，且其中该透镜并非该第一光学中继器或该第二光学中继器的部分。
47.一种***，其包含：
声光偏转器AOD；
色散补偿器，其包括从棱镜及光栅组成的群组中所选择的至少一者；
第一光学组件，其在该色散补偿器的光学上游的一位置处光学耦接至该色散补偿器，该第一光学组件经配置以放大入射激光能量光束；及
第二光学组件，其在光学性地在该色散补偿器与该AOD之间的一位置处光学耦接至该色散补偿器及该AOD，该第二光学组件经配置以缩小入射于其上的激光能量光束。
48.一种***，其包含：
声光偏转器AOD，其可操作以使入射激光能量光束绕射且沿光束路径输出该经绕射激光能量光束，其中该AOD可操作以使该入射激光能量光束可变地绕射，从而使该光束路径在第一角范围内及在第二角范围内偏转；
第一色散补偿器，其包括从棱镜及光栅组成的群组中所选择的至少一者，该第一色散补偿器光学耦接至该AOD的输出且配置于在该第一角范围内偏转的该光束路径中；及
第二色散补偿器，其包括从棱镜及光栅组成的群组中所选择的至少一者，该第二色散补偿器光学耦接至该AOD的该输出且配置于在该第二角范围内偏转的该光束路径中。
49.根据权利要求48的***，其进一步包含光学耦接至该第一色散补偿器的输出的第一***，其中该第一***可操作以使该经绕射激光能量光束偏转。
50.根据权利要求49的***，其进一步包含光学耦接至该第二色散补偿器的输出的第二***，其中该第二***可操作以使该经绕射激光能量光束偏转。
51.一种***，其包含：
激光源，其可操作以产生激光能量光束，其中该激光能量光束可沿光束路径传播；
***，其配置于该光束路径内且可操作以使该光束路径偏转，其中该***包括第一声光偏转器AOD及光学耦接至该第一AOD的输出的第二AOD；及
控制器，其耦接至该***，其中该控制器经配置以在至少一个片断时段期间操作该第一AOD及该第二AOD，以将该激光能量光束在时间上划分成至少一个脉冲片断。
52.根据权利要求51的***，其中该控制器经配置以在多个片断时段期间操作该第一AOD及该第二AOD，以将该激光能量光束在时间上划分成多个脉冲片断，其中连续片断时段间歇地发生。
53.根据权利要求51的***，其中该控制器经配置以在不同时间段内操作该第一AOD及该第二AOD，以将该激光能量光束在时间上划分成一脉冲片断。
54.根据权利要求51的***，其中该控制器经配置以在长于一片断时段的一时间段内操作从该第一AOD及该第二AOD组成的群组中所选择的至少一者，以将该激光能量光束在时间上划分成一脉冲片断。
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113478097A (zh) * | 2021-07-05 | 2021-10-08 | 上海维宏智能技术有限公司 | 激光切割数控***中实现圆孔环绕排序处理的方法、装置、处理器及其计算机可读存储介质 |
| WO2022271483A1 (en) * | 2021-06-21 | 2022-12-29 | Electro Scientific Industries, Inc. | Laser processing apparatus including beam analysis system and methods of measurement and control of beam characteristics |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20200298344A1 (en) * | 2019-03-22 | 2020-09-24 | Via Mechanics, Ltd. | Laser processing apparatus and laser processing method |
| CN112059422A (zh) * | 2020-09-12 | 2020-12-11 | 北京航空航天大学 | 用于半导体晶圆研磨的激光加工设备 |
| US20220143905A1 (en) * | 2020-11-12 | 2022-05-12 | Eagle Technology, Llc | Additive manufacturing device with acousto-optic deflector and related methods |
| US20220176495A1 (en) * | 2020-12-04 | 2022-06-09 | Lawrence Livermore National Security, Llc | System and method for radius of curvature modification of optical plates and lenses by irradiation with optical energy |
| US20220196563A1 (en) * | 2020-12-17 | 2022-06-23 | The Boeing Company | Laser bond inspection system and method |
| US11874163B2 (en) | 2022-01-14 | 2024-01-16 | Ophir Optronics Solutions, Ltd. | Laser measurement apparatus having a removable and replaceable beam dump |
| WO2023146631A1 (en) * | 2022-01-28 | 2023-08-03 | Electro Scientific Industries, Inc. | Germanium aod system with parallel and perpendicular orientations |
| TW202337606A (zh) * | 2022-02-27 | 2023-10-01 | 美商伊雷克托科學工業股份有限公司 | 用於聲光偏轉器(aod)之熱穩定操作的方法和設備 |
| WO2023235066A1 (en) * | 2022-06-02 | 2023-12-07 | Electro Scientific Industries, Inc. | Laser processing apparatus including laser sensor system and methods of measurement of beam characteristics |
Citations (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6403920B1 (en) * | 1999-02-09 | 2002-06-11 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Laser processing apparatus and method |
| US6421166B1 (en) * | 2000-05-09 | 2002-07-16 | The Regents Of The University Of California | Compact, flexible, frequency agile parametric wavelength converter |
| US20020196534A1 (en) * | 2001-06-19 | 2002-12-26 | Lizotte Todd E. | Laser beam delivery system with trepanning module |
| US20030184887A1 (en) * | 2002-03-28 | 2003-10-02 | Greywall Dennis S. | Method and apparatus for the correction of optical signal wave front distortion using fluid pressure adaptive optics |
| US20040150871A1 (en) * | 2001-06-12 | 2004-08-05 | Yang Eui Hyeok | Pzt unimrphed based, deformable mirror with continuous membrane |
| CN1538893A (zh) * | 2001-06-13 | 2004-10-20 | �²�̩������˾ | 多束微加工***和方法 |
| CN1840278A (zh) * | 2005-03-31 | 2006-10-04 | 日立比亚机械股份有限公司 | 激光加工装置 |
| JP3945951B2 (ja) * | 1999-01-14 | 2007-07-18 | 日立ビアメカニクス株式会社 | レーザ加工方法およびレーザ加工機 |
| WO2007113567A1 (en) * | 2006-04-04 | 2007-10-11 | Pcme Ltd. | Optical beam dump |
| US20100140237A1 (en) * | 2008-12-08 | 2010-06-10 | Electro Scientific Industries, Inc. | Controlling dynamic and thermal loads on laser beam positioning system to achieve high-throughput laser processing of workpiece features |
| US20100301023A1 (en) * | 2009-05-28 | 2010-12-02 | Electro Scientific Industries, Inc. | Acousto-optic deflector applications in laser processing of dielectric or other materials |
| US20110298156A1 (en) * | 2008-03-31 | 2011-12-08 | Electro Scientific Industries, Inc. | Methods and systems for laser processing a workpiece using a plurality of tailored laser pulse shapes |
| US20120044455A1 (en) * | 2009-05-08 | 2012-02-23 | Canon Kabushiki Kaisha | Optical imaging apparatus and method for imaging an optical image |
| US20120298650A1 (en) * | 2010-11-30 | 2012-11-29 | Krzysztof Michal Nowak | Laser Pulse Generation Method and Apparatus |
| US20180156947A1 (en) * | 2016-12-07 | 2018-06-07 | Bae Systems Information And Electronic Systems Integration Inc. | High fidelity optical beam dump |
| CN108213743A (zh) * | 2016-12-22 | 2018-06-29 | 株式会社村田制作所 | 激光加工装置及激光加工方法 |
Family Cites Families (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3925986B2 (ja) * | 1996-12-16 | 2007-06-06 | 富士通株式会社 | 高さ測定装置及び高さ測定方法 |
| JPH1147965A (ja) * | 1997-05-28 | 1999-02-23 | Komatsu Ltd | レーザ加工装置 |
| DE60002082T2 (de) * | 1999-07-06 | 2004-02-19 | Qinetiq Ltd. | Optischer mehrfachdurchgangsverstärker |
| US6931991B1 (en) * | 2004-03-31 | 2005-08-23 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | System for and method of manufacturing gravure printing plates |
| JP4650837B2 (ja) * | 2005-09-22 | 2011-03-16 | 住友電気工業株式会社 | レーザ光学装置 |
| US8229304B1 (en) * | 2009-04-30 | 2012-07-24 | Hrl Laboratories, Llc | Phase control of a fiber optic bundle |
| TWI608886B (zh) * | 2011-07-05 | 2017-12-21 | 電子科學工業股份有限公司 | 用於提供聲光束偏轉器與聲光調變器使用期間之溫度穩定性之系統與方法 |
| CN102735617B (zh) * | 2012-06-29 | 2014-06-04 | 浙江大学 | 一种超分辨显微方法和装置 |
| US9304492B2 (en) * | 2013-10-31 | 2016-04-05 | Disney Enterprises, Inc. | Scalable and tileable holographic displays |
| DE102014200633B3 (de) * | 2014-01-15 | 2015-05-07 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Bearbeitungsvorrichtung und -verfahren zur Laserbearbeitung einer Oberfläche |
| JP2015135711A (ja) * | 2014-01-17 | 2015-07-27 | 株式会社日立エルジーデータストレージ | 光情報再生装置および光情報再生方法 |
| DE102015001421B4 (de) * | 2015-02-06 | 2016-09-15 | Primes GmbH Meßtechnik für die Produktion mit Laserstrahlung | Vorrichtung und Verfahren zur Strahldiagnose an Laserbearbeitungs-Optiken (PRl-2015-001) |
| TWI718127B (zh) * | 2015-02-27 | 2021-02-11 | 美商伊雷克托科學工業股份有限公司 | 用於顫化雷射射束以沿著射束軌跡在工件中形成特徵的方法 |
| US10401704B2 (en) * | 2016-11-11 | 2019-09-03 | Asml Netherlands B.V. | Compensating for a physical effect in an optical system |
| CN106773072A (zh) * | 2016-12-13 | 2017-05-31 | 中国科学院光电研究院 | 激光整形***与激光整形***的检测装置 |
| CN114654082A (zh) * | 2016-12-30 | 2022-06-24 | 伊雷克托科学工业股份有限公司 | 用于延长镭射处理设备中的光学器件生命期的方法和*** |
| EP3649499A1 (en) * | 2017-07-07 | 2020-05-13 | University of Rochester | Optical design for a two-degree-of-freedom scanning system with a curved sample plane |
-
2020
- 2020-01-03 CN CN202080005766.2A patent/CN112867578A/zh active Pending
- 2020-01-03 US US17/276,736 patent/US20220048135A1/en active Pending
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- 2020-01-03 JP JP2021542372A patent/JP2022518898A/ja active Pending
- 2020-01-03 SG SG11202103563XA patent/SG11202103563XA/en unknown
- 2020-01-03 EP EP20748524.4A patent/EP3917717A4/en active Pending
- 2020-01-03 WO PCT/US2020/012219 patent/WO2020159666A1/en unknown
Patent Citations (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3945951B2 (ja) * | 1999-01-14 | 2007-07-18 | 日立ビアメカニクス株式会社 | レーザ加工方法およびレーザ加工機 |
| US6403920B1 (en) * | 1999-02-09 | 2002-06-11 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Laser processing apparatus and method |
| US6421166B1 (en) * | 2000-05-09 | 2002-07-16 | The Regents Of The University Of California | Compact, flexible, frequency agile parametric wavelength converter |
| US20040150871A1 (en) * | 2001-06-12 | 2004-08-05 | Yang Eui Hyeok | Pzt unimrphed based, deformable mirror with continuous membrane |
| CN1538893A (zh) * | 2001-06-13 | 2004-10-20 | �²�̩������˾ | 多束微加工***和方法 |
| US20020196534A1 (en) * | 2001-06-19 | 2002-12-26 | Lizotte Todd E. | Laser beam delivery system with trepanning module |
| US20030184887A1 (en) * | 2002-03-28 | 2003-10-02 | Greywall Dennis S. | Method and apparatus for the correction of optical signal wave front distortion using fluid pressure adaptive optics |
| CN1840278A (zh) * | 2005-03-31 | 2006-10-04 | 日立比亚机械股份有限公司 | 激光加工装置 |
| WO2007113567A1 (en) * | 2006-04-04 | 2007-10-11 | Pcme Ltd. | Optical beam dump |
| US20110298156A1 (en) * | 2008-03-31 | 2011-12-08 | Electro Scientific Industries, Inc. | Methods and systems for laser processing a workpiece using a plurality of tailored laser pulse shapes |
| US20100140237A1 (en) * | 2008-12-08 | 2010-06-10 | Electro Scientific Industries, Inc. | Controlling dynamic and thermal loads on laser beam positioning system to achieve high-throughput laser processing of workpiece features |
| US20120044455A1 (en) * | 2009-05-08 | 2012-02-23 | Canon Kabushiki Kaisha | Optical imaging apparatus and method for imaging an optical image |
| US20100301023A1 (en) * | 2009-05-28 | 2010-12-02 | Electro Scientific Industries, Inc. | Acousto-optic deflector applications in laser processing of dielectric or other materials |
| US20120298650A1 (en) * | 2010-11-30 | 2012-11-29 | Krzysztof Michal Nowak | Laser Pulse Generation Method and Apparatus |
| US20180156947A1 (en) * | 2016-12-07 | 2018-06-07 | Bae Systems Information And Electronic Systems Integration Inc. | High fidelity optical beam dump |
| CN108213743A (zh) * | 2016-12-22 | 2018-06-29 | 株式会社村田制作所 | 激光加工装置及激光加工方法 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2022271483A1 (en) * | 2021-06-21 | 2022-12-29 | Electro Scientific Industries, Inc. | Laser processing apparatus including beam analysis system and methods of measurement and control of beam characteristics |
| CN113478097A (zh) * | 2021-07-05 | 2021-10-08 | 上海维宏智能技术有限公司 | 激光切割数控***中实现圆孔环绕排序处理的方法、装置、处理器及其计算机可读存储介质 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
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