CN115362281A - 热激光蒸发***和在源处提供热激光束的方法 - Google Patents

热激光蒸发***和在源处提供热激光束的方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种热激光蒸发***(10)，该热激光蒸发***(10)包括：激光源(30)，其用于提供用于从源(20)蒸发一个或多个材料(22)的热激光束(34)；热激光束成形***(40)，其包括用于将热激光束(34)引导到源(20)上的准直透镜(42)和聚焦透镜(44)；真空室(12)；真空窗(14)，其用于将热激光束(34)传导到真空室(12)中；以及光圈(16)，其在真空室(12)内布置在真空窗(14)与源(20)之间。进一步地，本发明涉及一种在源(20)处提供热激光束(34)的方法，以便从源(20)蒸发一个或多个材料(22)；方法包括以下步骤：提供热激光束(34)；经由热激光束成形***(40)将热激光束(34)引导到真空室(12)中，热激光束成形***(40)包括准直透镜(42)、成形装置(60)和聚焦透镜(44)，真空室(12)包括真空窗(12)，真空窗用于将热激光束(34)传导到真空室(12)中并且穿过在真空室(12)内布置源(20)处的光圈(16)。

Description

热激光蒸发***和在源处提供热激光束的方法
技术领域
本发明涉及热激光蒸发***，该热激光蒸发***包括：激光源，其用于提供用于从源蒸发一个或多个材料的热激光束；热激光束成形***，其包括用于将热激光束引导到源上的准直透镜和聚焦透镜；真空室；真空窗，其用于将热激光束引导到真空室中；以及光圈，其在真空室内布置在真空窗与源之间。进一步地，本发明涉及在源处提供热激光束的方法，以便从源蒸发一个或多个材料。根据本发明的方法包括以下步骤：
-提供热激光束；
-经由热激光束成形***将热激光束引导到真空室中，热激光束成形***包括准直透镜、成形装置和聚焦透镜，真空室包括真空窗，该真空窗用于将热激光束传导到真空室中并且穿过在真空室内布置在源处的光圈。
背景技术
在热激光蒸发***中，激光通常以一定角度引导到布置在真空室内的源材料上。为了实现稳定的蒸发速率，需要束扫描过较大源的表面，或者需要匹配源尺寸、激光功率和束尺寸，使得源材料平均跨源的顶面均匀地蒸发。
为了满足这些约束，可以通过沿着激光束的传播轴线以恒定的焦距和发散度移动激光束连同其屏蔽光圈来改变源上的束尺寸和/或位置。为了在单个源上扫描束，激光束和屏蔽光圈可以在源的表面平面中沿着两个方向移动，或者在适当的校正的情况下在屏蔽光圈的平面中移动。
然而，这些方法不是非常实用，因为它们需要部件在真空室内部和外部的精确的共同移动，从而增加了复杂性并降低了整个设备的可靠性和通用性。这特别影响了可以使用的合成条件和几何形状的可能范围。
发明内容
鉴于上述，本发明的目的是提供改进的热激光蒸发***和在源处提供热激光束的改进方法，其不具有现有技术的前述缺点。特别地，本发明的目的是提供热激光蒸发***和方法，其允许以特别容易且成本有效的方式以高准确度控制在源处的激光束的参数。
该目的通过相应的独立专利权利要求来实现。特别地，该目的通过根据权利要求1的热激光蒸发***和根据权利要求15的在源处提供热激光束的方法来实现。从属权利要求描述了本发明的优选实施例。关于根据本发明第一方面的热激光蒸发***描述的细节和优点还涉及根据本发明第二方面的用于在目标材料上沉积源材料的方法，并且如果具有技术意义，则反之亦然。
根据本发明的第一方面，该目的通过一种热激光蒸发***来实现，该热激光蒸发***包括：
-激光源，其用于提供用于从源蒸发一个或多个材料的热激光束；
-热激光束成形***，其包括用于将热激光束引导到源上的准直透镜和聚焦透镜；
-真空室；
-真空窗，其用于将热激光束传导到真空室中；以及
-光圈，其在真空室内布置在真空窗与源之间，
其中，热激光束成形***包括成形装置，其布置在准直透镜与聚焦透镜之间，用于调整源处的热激光束的位置、形状和尺寸中的至少一者。
根据本发明的热激光蒸发***可以用于一个或多个源材料的热蒸发和/或升华，特别地用于到目标材料上的沉积。各种各样的源材料是可能的，特别是金属和所有其它固体。然而，对于特殊的源保持器，也可以使用液态和气态源材料。布置在合适的源保持器中和/或以自支撑方式构造的源布置在真空室内。
根据本发明，真空室可以用于容纳例如低至10-11毫巴的真空和/或压力在10-11毫巴至1毫巴之间的任何合适的反应气氛。这种反应气氛例如可以包含分子氧、臭氧、分子氮或其它反应气体。
外部激光源提供热激光束。形成激光束的激光可以在宽的能量范围内提供，优选地从IR光开始直到UV光。特别地，对于不同的源材料，可以选择相应地调整的激光。
根据本发明，热激光特别适于通过以下方式来蒸发和/或升华源材料：以0°至90°之间、优选30°至60°之间的角度连续地或至少基本上连续地撞击在源上，并且用低于产生等离子体所必需能量的激光能量加热源。
激光通过真空窗进入真空室并撞击到源上，在其穿过真空室的途中穿过光圈。优选地，光圈垂直于热激光束的光轴延伸。这允许屏蔽真空窗，使其免于蒸发和/或升华的源材料的沉积的影响。
在大多数情况下，激光源提供热激光作为至少部分发散的束，特别是在激光源的最后元件是光纤时。其中，根据本发明的热蒸发***的热激光束成形***提供了对由激光源提供的激光束的该发散的补偿。作为基本元件，激光束成形***包括准直透镜和聚焦透镜。
准直透镜优选地将由激光源提供的发散激光束转换成平行或至少基本上平行的激光束。在激光束成形***的大多数实施例中，准直透镜沿着激光束形成激光束成形***的第一元件。在激光束成形***的另一端，布置聚焦透镜。聚焦透镜接收平行或至少基本上平行的激光束并将其引导到目标上。优选地，激光束在其中达到其最小范围的聚焦体积在真空室内位于真空窗与源之间。另外且同样优选地，光圈可以分别放置在该聚焦体积处和周围。
对于本发明来说，重要的是，在准直透镜与聚焦透镜之间布置成形装置，以便从外部改变存在于真空室内的源处的激光束的参数。成形装置包括用于修改激光束的元件，因此作为结果，可以影响和调整在源处的热激光束的位置、形状和尺寸中的至少一者。换言之，可以调整实际撞击在源上的激光束的各种参数。
通过改变源上的热激光束的参数(例如位置)，可以选择、特别是主动选择源上发生蒸发和/或升华的位置。
通过调整激光束的形状，可以补偿由撞击激光束到源上的投射引起的失真。另外，可以均匀地照射任何形状的源，特别是也可以照射非旋转对称形状的源。另外，对源表面的非均匀照射也是可以的，例如用于补偿非均匀散热和/或具有包含不同材料的区域的源。
尺寸的调整、特别是激光束的压缩和/或扩展影响源上激光的空间能量密度。这允许例如适应包括不同熔化和蒸发温度的不同源材料。
由于成形装置布置在激光束的一部分中(在该部分中，激光束优选平行或至少基本上平行)，因此这些调整可以以特别简单的方式提供。
另外，热激光束成形***完全布置在真空室外。可以避免例如由束成形***的可移动元件并且特别是成形装置的可移动元件引起的束成形***对真空室内的反应气氛的任何影响。而且，将源的蒸发和/或升华的材料沉积到激光束成形***的零件上是不可能的。
进一步地，根据本发明的热激光蒸发***的特征可以在于，成形装置保持热激光束在准直透镜之后的平行或至少基本上平行的对准。在根据本发明的激光蒸发***的该优选实施例中，准直透镜和聚焦透镜被配置为彼此适应，因为准直透镜将由激光源提供的入射发散激光束转换成平行激光束。随后，聚焦透镜接收平行激光束并将激光引导到目标上。
由于光学特性，只要入射光以平行束撞击到聚焦透镜上，聚焦透镜就将所有入射光引导到目标上。因此，通过由成形装置保持热激光束在准直透镜之后的平行或至少基本上平行的对准，由成形装置提供的激光束的调整和/或改变对聚焦透镜的引导功能没有影响。换言之，由成形装置调整的激光束由聚焦透镜引导到源上，而不需要额外的补偿。特别地，聚焦透镜将激光束聚焦在其中的聚焦体积也在真空室内的相同位置处保持固定。优选地，光圈可以被定位成使其光圈开口在该聚焦体积处，因此光圈也可以保持固定，而与由成形装置提供的激光束的任何调节无关。
另外，根据本发明的热激光蒸发***可以包括：准直透镜和聚焦透镜在激光束成形***内是固定的，特别是相对于源和激光源在热激光蒸发***内是固定的。换言之，激光束成形装置的外端保持固定，而与激光束成形***内的成形装置的状态无关。这允许相对于例如真空室和/或激光源布置和固定激光束成形装置。特别地，即使激光束被激光束成形***改变，也可以保持整个热激光蒸发***的光学对准。
在另外实施例中，根据本发明的热激光蒸发***的特征可以在于，成形装置包括选自由以下部件构成的成员的组的中的至少一些：一个或多个反射镜、一个或多个缩束器、一个或多个扩束器、一个或多个分束器、一个或多个透镜、一个或多个棱镜和前述的组合。该列表并未终止，使得其它合适的光学部件也可用作成形装置的一部分。总之，通过选择合适的光学部件，成形装置可提供各种激光束改变的可能性。
进一步地，根据本发明的热激光蒸发***可以包括：成形装置包括用于调整热激光束的形状的以下形状调整元件中的一者：
-变形棱镜对；
-柱面透镜的组合；
-束裁切元件；
-自由形式的反射镜。
该列表也并未终止，使得其它合适的形状调整元件也可用作成形装置的一部分。形状调整元件允许主动地改变激光束的形状。例如，束裁切元件可以遮蔽激光束的部分。在列表中提到的其它光学元件实际上使激光束变形，例如以将具有圆形横截面的激光束变为具有椭圆形横截面的激光束。自由形式的反射镜可以用于代替任何所提到的光学元件，如棱镜或透镜。
另外地或替代性地，根据本发明的热激光蒸发***的特征可以在于，成形装置包括用于调整热激光束的尺寸的以下尺寸调整元件中的一者：
-散焦透镜和匹配的聚焦透镜；
-聚焦透镜和匹配的散焦透镜；
-束裁切元件；
-缩束器；
-扩束器；
-自由形式的反射镜。
该列表也并未终止，使得其它合适的尺寸调整元件也可用作成形装置的一部分。尺寸调整元件允许主动地改变激光束的尺寸，特别是激光束的垂直于其光轴的横截面的尺寸。例如，束裁切元件可以遮蔽激光束的部分，并且因此减小其尺寸。和缩束器和扩束器一样，一对散焦透镜和聚焦透镜可以根据它们沿着激光束的顺序放大或缩小激光束的横截面尺寸。再次，自由形式的反射镜可以用于代替任何所提到的光学元件，如棱镜或透镜。
根据本发明的热激光蒸发***的另外或替代的实施例，成形装置包括用于调整源上的热激光束的位置的以下位置调整元件中的一者：
-棱镜；
-反射镜，特别是自由形式的反射镜；
-衍射光学元件；
-束裁切元件。
该列表也并未终止，使得其它合适的位置调整元件也可用作成形装置的一部分。位置调整元件允许主动地改变激光束的位置，特别是在位置调整元件之前垂直于激光束的光轴的激光束的位置。裁切元件遮蔽激光束的部分，并因此移位剩余激光束的重心。其它光学元件能够主动地改变激光束的位置，并因此提供位置调整而不损失激光束能量。
另外，热激光蒸发***可以通过热激光束成形***包括驱动设备来改进，该驱动设备用于通过调整热激光束在源上的位置来移动至少一个位置调整元件，以便扫描源。通过移动至少一个位置调整元件，源上的激光束的位置也相应地移动。换言之，可以通过由激光束成形***提供的热激光束的位置来扫描源的表面。可以提供热激光束的能量到源的整个表面上的特别均匀的时间平均分布，并且因此可以提供在源内靠近其照射面的特别均匀的温度分布。
进一步地，根据本发明的热激光蒸发***的特征可以在于，热激光束成形***还包括分离装置，其用于将来自激光源的热激光束分成两个或更多个部分激光束，其中，成形装置被配置为调整两个或更多个部分激光束的位置、形状和尺寸中的至少一者。换言之，在通过激光束成形***之后，提供两个或更多个单独激光束，并且该两个或更多个单独激光束可用于在相应两个或更多个位置处蒸发和/或升华源材料。
特别地，在这两个或更多个位置上，可以布置不同的源以允许两种或更多种不同源材料的同时蒸发和/或升华。由于成形装置能够调整两个或更多个部分激光束的位置、形状和尺寸中的至少一者，因此可以为各个部分激光束提供由上述成形装置提供的所有优点。优选地，在激光束成形***内，沿着激光束，分离装置放置在成形装置之前。
在根据本发明的热激光蒸发***的改进实施例中，分离装置包括以下分离元件中的一者，其用于将来自激光源的热激光束分成两个或更多个部分激光束：
-反射镜，特别是自由形式的反射镜；
-棱镜；
-光圈。
该列表也并未终止，使得其它合适的分离元件也可用作分离装置的一部分。优选地，这些分离元件以及因此分离装置作为整体也保持激光束在准直透镜之后的平行对准。因此，两个或更多个部分激光束中的每一者由成形装置处理，类似于由激光源提供的未分离激光束。
优选地，根据本发明的热激光蒸发***通过成形装置被配置为关于两个或更多个部分激光束的位置、形状和尺寸中的至少一者不同地调整两个或更多个部分激光束来改进。换言之，两个或更多个部分激光束中的每一者可以相对于其余部分激光束独立地关于位置和/或形状和/或尺寸改变。因此，可以提高关于所提供的部分激光束的参数的灵活性。
进一步地，根据本发明的热激光蒸发***可以包括：热激光束以30°至60°之间的角度、特别是45°的角度撞击到源上，使得由激光束成形***调整的指向源的椭圆形束斑在源上产生圆形束斑。45°的优选撞击角使得可以为源和目标两者提供足够的布置空间。然而，以优选地大约45°的角度撞击到源上的圆形激光束导致源上的激光束的椭圆形覆盖区。通过提供垂直于激光束光轴的椭圆形束斑，这可以得到补偿，并且可以提供源位置处的圆形束斑。这对于具有圆形横截面的源尤其有利，因为可以提供这些源的完全且均匀的照射。
根据本发明的热激光蒸发***的另外实施例，准直透镜和/或聚焦透镜集成到成形装置中，特别地，准直透镜形成成形装置的上游端和/或聚焦透镜形成成形装置的下游端。从而，可以提供激光束成形***的特别紧凑的实施例。
另外，根据本发明的热激光蒸发***的特征可以在于，聚焦透镜将热激光束聚焦在真空室中位于真空窗与源之间的点状聚焦体积上，并且其中，光圈包括光圈开口并且布置成使其光圈开口在聚焦体积处，以便屏蔽真空窗，使其免于从源蒸发的颗粒的影响。
点状聚焦体积表示激光束的最小范围。通过将光圈布置成使其光圈开口围绕该聚焦体积，可以提供真空窗针对蒸发的和/或升华的源材料的沉积的优化屏蔽。特别地，在另外实施例中，甚至通过将激光束以其点状聚焦体积指向到光圈上来产生光圈开口。从而可以实现激光束与光圈的特别精确的对准。
根据本发明的第二方面，该目的通过一种方法来实现，该方法在源处提供热激光束，以便从源蒸发一个或多个材料；该方法包括以下步骤：
-提供热激光束；
-经由热激光束成形***将热激光束引导到真空室中，热激光束成形***包括准直透镜、成形装置和聚焦透镜，真空室包括真空窗，该真空窗用于将热激光束传导到真空室中并且穿过在真空室内布置在源处的光圈，其中，经由热激光束成形***引导热激光束的步骤包括：由成形装置配置热激光束在源处的位置、形状和尺寸中的至少一者。
根据本发明的方法可以在热激光蒸发***中实现，特别是用于蒸发和/或升华置于热激光蒸发***的真空室中的源的至少一个材料。
在根据本发明的方法的第一步骤中，优选地通过激光源提供热激光束。例如，激光源可以包括将激光引导至真空室的附近的光纤。
在根据本发明的方法的随后步骤中，将激光引导到真空室中且到源上。为此，真空室包括真空窗。在真空室内且在真空窗与源之间，布置光圈，其用于针对从源蒸发和/或升华的材料屏蔽真空窗。
特别地，在真空室外部，激光束成形***被布置用于传导热激光束穿过真空窗到达真空室中。该激光束成形***首先包括准直透镜，其用于补偿由激光源提供的热激光束的发散，例如在离开上述光纤之后。在相对端，激光束成形***包括聚焦透镜，其聚焦、投射和引导热激光束穿过真空窗和光圈到达源上。
在准直透镜与聚焦透镜之间，布置成形装置。在执行根据本发明的方法期间，该成形装置提供了热激光束在源处的位置、形状和尺寸中的至少一者的配置。
通过改变热激光束在源上的位置，可以选择、特别是主动选择源上发生蒸发和/或升华的位置。通过调整激光束的形状，可以补偿由撞击激光束到源上的投射引起的失真。另外，可以均匀地照射任何形状的源，特别是也可以照射非旋转对称形状的源。
尺寸的调整、特别是激光束的压缩和/或扩展影响源上激光的空间能量密度。这允许例如适应包括不同熔化和蒸发温度的不同源材料。换言之，通过实现根据本发明的方法，可以解决并主动地调整激光束在目标处的这些关键参数。
优选地，根据本发明的方法可以通过由根据本发明第一方面的热激光蒸发***执行该方法来改进。因此，上文关于根据本发明第一方面的热激光蒸发***描述的所有特征和优点也可以通过由根据本发明第一方面的***执行的根据本发明第二方面的方法来提供。
进一步地，根据本发明的方法的特征可以在于，成形装置保持热激光束在准直透镜之后的平行或至少基本上平行的对准。在根据本发明的方法的该优选实施例中，使用将由激光源提供的入射发散激光束转换成平行激光束的准直透镜，并且随后使用将该平行激光束引导到目标上的聚焦透镜。
由于光学特性，只要入射光以平行束撞击到聚焦透镜上，聚焦透镜就将所有入射光引导到目标上。特别地，聚焦透镜将激光束聚焦在其中的聚焦体积也在真空室内的相同位置处保持静止。优选地，光圈可以被定位成使其光圈开口在该聚焦体积处，因此光圈也可以保持固定，而与由成形装置提供的激光束的任何调节无关。
因此，通过由成形装置保持热激光束在准直透镜之后的平行或至少基本上平行的对准，由成形装置提供的激光束的调整和/或改变对聚焦透镜的引导功能没有影响，特别是对聚焦透镜将激光束聚焦在上面的聚焦体积的位置和/或尺寸没有影响。换言之，由成形装置调整的激光束由聚焦透镜引导到源上，而不需要额外的补偿。
另外，根据本发明的方法可以包括：通过以下方式来调整热激光束的形状：裁切热激光束的部分和/或使用变形棱镜对和/或柱面透镜和/或自由形式反射镜的组合来改变热激光束的形状。通过裁切或主动改变热激光束的形状，可以指定源上被热激光束撞击的区域。因此，可以使撞击激光束的形状适应于源的形状和/或有意地仅照射表面的部分。
优选地，根据本发明的方法可以通过以下方式改进：具有圆形横截面的由激光源提供的热激光束通过成形装置转换成具有椭圆形横截面的热激光束。根据本发明的方法的该特定实施例特别地允许由以例如45°的角度撞击在源上的热激光束完全照射具有圆形横截面的源。换言之，可以选择椭圆形的撞击激光束，使得在撞击在源上之后，匹配源的圆形横截面。
进一步地，根据本发明的方法的特征可以在于，通过裁切热激光束的部分和/或通过使用散焦透镜和聚焦透镜的匹配对和/或缩束器和/或扩束器和/或自由形式反射镜来调整热激光束的尺寸。通过主动地调整和/或改变激光束的尺寸，可以调整由激光束照射的源的区域。
特别地，也可以禁止通过撞击激光束突出源。另外，激光束的尺寸可以选择为使得激光束仅照射源的一部分。特别地，尤其是当压缩或扩展激光束以改变激光束的尺寸时，也可以调节激光束的能量密度。
在另一实施例中，根据本发明的方法可以包括：通过以下方式来调整源上的热激光束的位置：裁切热激光束的部分和/或使用位置调整元件、特别是反射镜和/或棱镜和/或衍射光学元件来改变束成形***内的热激光束的位置，特别是相对于由激光源提供的热激光束的光轴。
改变热激光束的位置允许主动地选择待照射的源的部分。例如，源可以在内部被分成四个象限，并且各个象限包括不同的源材料。在该示例中，主动地改变热激光束的位置提供了选择待蒸发和/或升华的源材料的可能性。另外地或替代性地，也可以在不同位置处照射单个材料源，例如以防止源的不均匀磨损。
根据本发明的方法的优选实施例，调整热激光束的位置包括：通过由热激光束成形***的驱动设备移动至少一个位置调整元件来扫描源。扫描源的表面区域分散沉积到源上的能量。从而可以禁止源的局部过度消耗。通过移动至少一个位置调整元件，可以特别容易地提供这种扫描。
进一步地，根据本发明的方法的特征可以在于，经由热激光束成形***引导热激光束的步骤包括：通过热激光束成形***的分离装置将来自激光源的热激光束分成两个或更多个部分激光束。这种分离允许使用相同的激光源来同时照射源的两个或更多个不同位置，其中，不同的材料也可以位于这些不同位置处。优选地，成形装置将两个或更多个部分激光束的位置、形状和尺寸中的至少一者尤其是彼此独立地调整。
另外，在根据本发明的方法的另一实施例中，热激光束成形***将热激光束聚焦在真空室中位于真空窗与源之间的点状聚焦体积上，并且其中，光圈布置成使其光圈开口在聚焦体积处并且屏蔽真空窗，使其免于从源蒸发的颗粒的影响。
点状聚焦体积表示激光束的最小范围。通过将该聚焦体积定位在源与真空窗之间，可以禁止当缺少源时热激光束无意地聚焦到真空室的壁上。进一步地，通过将光圈布置成使其光圈开口围绕该聚焦体积，可以提供真空窗针对蒸发的和/或升华的源材料的沉积的优化屏蔽。特别地，在另外实施例中，甚至通过将激光束以其点状聚焦体积指向到光圈上来产生光圈开口。从而可以实现激光束与光圈的特别精确的对准。
附图说明
下文中将参照附图所示的所例示实施例进一步描述本发明。示出了：
图1示出了根据本发明的热激光蒸发***，其具有改变激光束尺寸的热激光束成形***；
图2示出了根据本发明的热激光蒸发***，其具有改变激光束位置的热激光束成形***；
图3示出了根据本发明的热激光蒸发***，其具有改变激光束尺寸和形状的热激光束成形***；以及
图4示出了根据本发明的热激光蒸发***，其具有将激光束分成两个部分激光束的热激光束成形***。
具体实施方式
所有图1至图4示出了根据本发明的热激光蒸发***10的不同实施例。因此，在下文中，图1至图4所描述的激光蒸发***10的共同部分被一起描述，由此指出实施例的差异。
所描述的热激光蒸发***10包括激光源30，由此在所有实施例中示出光纤32的末端。激光束34由激光束成形***40引导到放置在真空室12内的源20上。
源20提供待通过撞击激光束34蒸发和/或升华的材料22。激光束34通过真空窗14进入真空室12。
激光束成形***40将激光束34聚焦到在真空室12内位于真空窗14与源20之间的点状聚焦体积上。在该聚焦体积处和周围，布置了光圈16，由此该光圈的光圈开口18相对于激光束34的点状聚焦体积对准。光圈提供了对真空窗14的屏蔽，使其免受源20的蒸发和/或升华材料22的沉积的影响。
激光蒸发***10的所描述实施例在它们的激光束成形***40方面本质上不同。因此，在下文中，描述这些激光束成形***40及其功能。
所有描述的激光束成形***40共享在激光束成形***40的上游端52的准直透镜42和在激光束成形***40的相应下游端54的聚焦透镜44。在这一点上，应当注意，上游端52位于最靠近激光源30的位置，而下游端54位于最远离激光源30的位置。
至少一个额外的成形装置60(参见图1至图3)或额外的分离装置46(参见图4)布置在准直透镜42与聚焦透镜44之间。从光纤32发出的激光束34在大多数情况下是发散的。准直透镜42适于这种会聚并将入射激光束34转换成平行对准的激光束34。聚焦透镜44接收该平行对准的激光束34并将其引导到源20上，具体地包括聚焦到布置在真空室12内的前述点状聚焦体积上。
如所描述的，图4中描述的成形装置60以及还有分离装置46保持激光束34的平行对准。因此，由成形装置60和分离装置46提供的激光束34的改变和调整不会影响由准直透镜42和聚焦透镜44确定的激光束成形装置40的总体光学成像特性。另外，这允许将这些元件、准直透镜42和聚焦透镜44固定地布置在激光束成形***40内，并且特别是相对于光纤32的端部和源20。
在图1中，示出了激光束成形装置40的实施例，其中，可切换的尺寸调整元件64形成激光束成形***40的成形装置60。这种尺寸调整元件64例如是缩束器、扩束器、自由形式反射镜和/或散焦透镜和聚焦透镜的匹配对。特别地，在左侧所述的状态中，尺寸调整元件64被停用并且激光束34的尺寸基本上不存在变化。与此相反，在图1的右手侧，尺寸调整元件64被启动并且激光束34被压缩。这例如增加了在目标20上的激光束34的空间能量密度。
另外且如虚线所述，在热激光蒸发***10的该实施例中，准直透镜42集成到成形装置60中。因此，可以提供特别紧凑的设置。
图2还示出了根据本发明的热激光蒸发***10的两个实施例。与图1对照，成形装置60被配置为位置调整元件66。例如，可以通过使用棱镜、反射镜、衍射光学元件和/或束裁切元件来构造这种位置调整元件66。
如上所述，成形装置60不会影响由准直透镜42和聚焦透镜44确定的激光束成形装置40的总体光学成像特性。因此，由位置调整元件66提供的激光束34的位置改变被聚焦透镜44引导到源20上，从而导致源20上的不同撞击区域。
另外，驱动设备50机械地连接到位置调整元件66以引起相应的位置调整元件66的移动。这允许主动地改变和选择激光束34在目标20上的撞击区域，换言之，允许利用激光束34扫描源20的表面。
图3示出了组合几个成形装置60(在这种情况下，尺寸调整元件64和形状调整元件62)的一般可能性。由于各个成形装置60保持激光束34在准直透镜42与聚焦透镜44之间的平行对准，两个或更多个成形装置60的组合也提供这种保持功能。形状调整元件62的效果通过呈现激光束34的横截面38来描述，由此所示的形状调整元件62将激光束34的横截面38从圆形变为椭圆形。
在图4中，示出了分离装置46及其分离元件48。在分离元件48中，激光束34被分成两个部分激光束36。各个部分激光束36由聚焦透镜44独立地引导到源20上。成形装置60(未示出)也可以用于分别单独地和共同地改变部分激光束36的参数，例如尺寸、形状和/或位置。
附图标记列表
10 激光蒸发***
12 真空室
14 真空窗
16 光圈
18 光圈开口
20 源
22 材料
30 激光源
32 光纤
34 激光束
36 部分激光束
38 横截面
40 激光束成形***
42 准直透镜
44 聚焦透镜
46 分离装置
48 分离元件
50 驱动设备
52 上游端
54 下游端
60 成形装置
62 形状调整元件
64 尺寸调整元件
66 位置调整元件

Claims (24)

1.一种热激光蒸发***(10)，所述热激光蒸发***(10)包括：
-激光源(30)，用于提供用于从源(20)蒸发一个或多个材料(22)的热激光束(34)；
-热激光束成形***(40)，包括用于将所述热激光束(34)引导到所述源(20)上的准直透镜(42)和聚焦透镜(44)；
-真空室(12)；
-真空窗(14)，用于将所述热激光束(34)传导到所述真空室(12)中；以及
-光圈(16)，在所述真空室(12)内布置在所述真空窗(14)与所述源(20)之间，
其中，所述热激光束成形***(40)包括成形装置(60)，所述成形装置(60)布置在所述准直透镜(42)与所述聚焦透镜(44)之间，用于调整所述源(20)处的所述热激光束(34)的位置、形状和尺寸中的至少一者。
2.根据权利要求1所述的热激光蒸发***(10)，
其中，所述成形装置(60)保持所述热激光束(34)在所述准直透镜(42)之后的平行或至少基本上平行的对准。
3.根据权利要求1或2所述的热激光蒸发***(10)，
其中，所述准直透镜(42)和所述聚焦透镜(44)在所述激光束成形***(40)内是固定的，特别是相对于所述源(20)和所述激光源(30)在所述热激光蒸发***(10)内是固定的。
4.根据前述权利要求中任一项所述的热激光蒸发***(10)，
其中，所述成形装置(60)包括选自由以下部件构成的成员的组的中的至少一些：一个或多个反射镜、一个或多个缩束器、一个或多个扩束器、一个或多个分束器、一个或多个透镜、一个或多个棱镜和前述的组合。
5.根据前述权利要求中任一项所述的热激光蒸发***(10)，
其中，所述成形装置(60)包括用于调整所述热激光束(34)的所述形状的以下形状调整元件(62)中的一者：
-变形棱镜对；
-柱面透镜的组合；
-束裁切元件；
-自由形式的反射镜。
6.根据前述权利要求中任一项所述的热激光蒸发***(10)，
其中，所述成形装置(60)包括用于调整所述热激光束(34)的所述尺寸的以下尺寸调整元件(64)中的一者：
-散焦透镜和匹配的聚焦透镜；
-聚焦透镜和匹配的散焦透镜；
-束裁切元件；
-缩束器；
-扩束器；
-自由形式的反射镜。
7.根据前述权利要求中任一项所述的热激光蒸发***(10)，
其中，所述成形装置(60)包括用于调整所述热激光束(34)在所述源(20)上的所述位置的以下位置调整元件(66)中的一者：
-棱镜；
-反射镜，特别是自由形式的反射镜；
-衍射光学元件；
-束裁切元件。
8.根据权利要求7所述的热激光蒸发***(10)，
其中，所述热激光束成形***(40)包括驱动设备(50)，所述驱动设备(50)用于通过调整所述热激光束(34)在所述源(20)上的所述位置来移动至少一个所述位置调整元件(66)，以便扫描所述源(20)。
9.根据前述权利要求中任一项所述的热激光蒸发***(10)，
其中，所述热激光束成形***(40)还包括分离装置(46)，所述分离装置(46)用于将来自所述激光源(30)的所述热激光束(34)分成两个或更多个部分激光束(36)，其中，所述成形装置(60)被配置为调整所述两个或更多个部分激光束(36)的位置、形状和尺寸中的至少一者。
10.根据权利要求8所述的热激光蒸发***(10)，
其中，所述分离装置(46)包括以下分离元件(48)中的一者，所述分离元件(48)用于将来自所述激光源(30)的所述热激光束(34)分成两个或更多个部分激光束(36)：
-反射镜，特别是自由形式的反射镜；
-棱镜；
-光圈(16)。
11.根据权利要求9或10所述的热激光蒸发***(10)，
其中，所述成形装置(60)被配置为关于所述两个或更多个部分激光束(36)的位置、形状和尺寸中的至少一者不同地调整所述两个或更多个部分激光束(36)。
12.根据前述权利要求中任一项所述的热激光蒸发***(10)，
其中，所述热激光束(34)以30°至60°之间的角度、特别是45°的角度撞击到所述源(20)上，使得由所述激光束成形***(40)调节的指向所述源(20)的椭圆形束斑在所述源(20)上产生圆形束斑。
13.根据前述权利要求中任一项所述的热激光蒸发***(10)，
其中，所述准直透镜(42)和/或所述聚焦透镜(44)集成到所述成形装置(60)中，特别地，所述准直透镜(42)形成所述成形装置(60)的上游端(52)和/或所述聚焦透镜(44)形成所述成形装置(60)的下游端(5)。
14.根据前述权利要求中任一项所述的热激光蒸发***(10)，
其中，所述聚焦透镜(44)将所述热激光束(34)聚焦在所述真空室(12)中位于所述真空窗(12)与所述源(20)之间的点状聚焦体积上，并且其中，所述光圈(16)包括光圈开口(18)并且布置成使其光圈开口(18)在所述聚焦体积处，以便屏蔽所述真空窗(12)，使其免于从所述源(20)蒸发的颗粒的影响。
15.一种在源(20)处提供热激光束(34)的方法，以便从所述源(20)蒸发一个或多个材料(22)；所述方法包括以下步骤：
-提供热激光束(34)；
-经由热激光束成形***(40)将所述热激光束(34)引导到真空室(12)中，所述热激光束成形***(40)包括准直透镜(42)、成形装置(60)和聚焦透镜(44)，所述真空室(12)包括真空窗(12)，所述真空窗(12)用于将所述热激光束(34)传导到所述真空室(12)中并且穿过在所述真空室(12)内布置所述源(20)处的光圈(16)，
其中，经由所述热激光束成形***(40)引导所述热激光束(34)的步骤包括由所述成形装置(60)配置所述热激光束(34)在所述源(20)处的位置、形状和尺寸中的至少一者。
16.根据权利要求15所述的方法，
其中，所述方法通过根据前述权利要求1至14中任一项所述的热激光蒸发***(10)来执行。
17.根据权利要求15或16所述的方法，
其中，所述成形装置(60)保持所述热激光束(34)在所述准直透镜(42)之后的平行或至少基本上平行的对准。
18.根据前述权利要求15至17中任一项所述的方法，
其中，通过以下方式来调整所述热激光束(34)的所述形状：裁切所述热激光束(34)的部分和/或使用变形棱镜对和/或柱面透镜和/或自由形式反射镜的组合来改变所述热激光束(34)的所述形状。
19.根据权利要求18所述的方法，
其中，具有圆形横截面(38)的由所述激光源(30)提供的热激光束(34)通过所述成形装置(60)转换成具有椭圆形横截面(38)的热激光束(34)。
20.根据前述权利要求15至19中任一项所述的方法，
其中，通过裁切所述热激光束(34)的部分和/或通过使用散焦透镜(44)和聚焦透镜(44)的匹配对和/或缩束器和/或扩束器和/或自由形式反射镜来调整所述热激光束(34)的所述尺寸。
21.根据前述权利要求15至20中任一项所述的方法，
其中，通过以下方式来调整所述热激光束(34)在所述源(20)上的所述位置：裁切所述热激光束(34)的部分和/或使用位置调整元件(66)、特别是反射镜和/或棱镜和/或衍射光学元件来改变所述束成形***内的所述热激光束(34)的所述位置，特别是相对于由所述激光源(30)提供的所述热激光束(34)的光轴。
22.根据权利要求21所述的方法，
其中，调整所述热激光束(34)的所述位置包括：通过由所述热激光束成形***(40)的驱动设备(50)移动至少一个所述位置调整元件(66)来使所述激光束(34)扫过所述源(20)。
23.根据前述权利要求15至22中任一项所述的方法，
其中，经由所述热激光束成形***(40)引导所述热激光束(34)的步骤包括：通过所述热激光束成形***(40)的分离装置(46)将来自所述激光源(30)的所述热激光束(34)分成两个或更多个部分激光束(36)。
24.根据前述权利要求15至23中任一项所述的方法，
其中，所述热激光束成形***(40)将所述热激光束(34)聚焦在所述真空室(12)中位于所述真空窗(12)与所述源(20)之间的点状聚焦体积上，并且其中，光圈(16)布置成使其光圈开口(18)在所述聚焦体积处并且屏蔽所述真空窗(12)，使其免于从所述源(20)蒸发的颗粒的影响。
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Citations (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6423586A (en) * 1987-07-20 1989-01-26 Mitsubishi Electric Corp Laser machining apparatus
US4997250A (en) * 1989-11-17 1991-03-05 General Electric Company Fiber output coupler with beam shaping optics for laser materials processing system
US5037521A (en) * 1989-04-13 1991-08-06 Matsushita Electric Ind., Ltd. Sputtering apparatus
US5045679A (en) * 1988-12-09 1991-09-03 Hitachi, Ltd. Optical path adjusting system with dual-axis wedge prisms
JPH07230057A (ja) * 1993-12-22 1995-08-29 Canon Inc 照明光学系およびこれを用いた光学装置ならびにその光学装置を用いたデバイス製造方法
US6285002B1 (en) * 1999-05-10 2001-09-04 Bryan Kok Ann Ngoi Three dimensional micro machining with a modulated ultra-short laser pulse
US6459484B1 (en) * 1999-10-21 2002-10-01 Olympus Optical Co., Ltd. Scanning optical apparatus
CN1657222A (zh) * 2004-11-05 2005-08-24 中国航空工业第一集团公司北京航空制造工程研究所 一种用于激光焊接的双光束焊接方法
CN101777724A (zh) * 2009-12-25 2010-07-14 武汉凌云光电科技有限责任公司 端面泵浦双波长同轴切换输出调q基频、倍频激光器
JP2011067873A (ja) * 2010-12-06 2011-04-07 Mitsuboshi Diamond Industrial Co Ltd レーザ光によるライン加工方法およびレーザ加工装置
CN202038984U (zh) * 2011-01-31 2011-11-16 华中科技大学 一种膜片钳芯片微孔加工装置
US20130160310A1 (en) * 2011-12-22 2013-06-27 Hilti Aktiengesellschaft Laser system for creating a linear laser marking
CN103260811A (zh) * 2010-12-17 2013-08-21 伊雷克托科学工业股份有限公司 减少激光微加工***中的背向反射
CN103681190A (zh) * 2012-09-07 2014-03-26 Fei公司 用于激光束和带电粒子束的重合对准的方法
US20150098072A1 (en) * 2012-01-18 2015-04-09 Carl Zeiss Smt Gmbh Beam guidance system for the focusing guidance of radiation from a high-power laser light source toward a target and lpp x-ray source comprising a laser light source and such a beam guidance system
CN204391488U (zh) * 2015-01-19 2015-06-10 中国工程物理研究院激光聚变研究中心 一种四倍频激光终端光学***
CN104816087A (zh) * 2015-04-17 2015-08-05 温州大学 一种基于单光束时空特性调节的激光加工头
CN104858547A (zh) * 2015-04-17 2015-08-26 温州职业技术学院 一种基于双光束空间特性调节的激光加工头
CN106159663A (zh) * 2015-04-28 2016-11-23 中国兵器装备研究院 一种大功率光纤激光准直输出及采样监测一体化集成装置
CN107160032A (zh) * 2017-07-18 2017-09-15 上海嘉强自动化技术有限公司 一种间距与分光能量可调三光点激光焊接光学***
US20170278694A1 (en) * 2016-03-28 2017-09-28 Kla-Tencor Corporation High Brightness Laser-Sustained Plasma Broadband Source
CN108427203A (zh) * 2018-04-03 2018-08-21 上海嘉强自动化技术有限公司 一种基于轴锥透镜连续可调聚焦光束发散角光学***
CN108788450A (zh) * 2018-06-26 2018-11-13 大族激光科技产业集团股份有限公司 激光加工设备及其激光加工头
CN208255546U (zh) * 2018-01-02 2018-12-18 上海航空电器有限公司 一种合束激光均匀化光路
CN208614023U (zh) * 2018-03-13 2019-03-19 深圳市牧激科技有限公司 光学***、激光切割头和激光设备
CN110938817A (zh) * 2019-12-05 2020-03-31 西安必盛激光科技有限公司 一种光内同轴送粉的矩形光斑熔覆装置

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH062115A (ja) * 1992-06-19 1994-01-11 Mitsubishi Electric Corp レーザ加工装置およびレーザ加工装置用遮蔽板の作製方法
DE4405598C1 (de) * 1994-02-22 1995-09-21 Deutsche Forsch Luft Raumfahrt Verfahren zum Beschichten und Beschichtungsvorrichtung
JP3435247B2 (ja) * 1995-02-28 2003-08-11 株式会社東芝 レーザ光照射装置及びレーザ光照射方法
JPH08333674A (ja) * 1995-06-05 1996-12-17 Sumitomo Electric Ind Ltd レーザ蒸着法による大面積薄膜の形成方法および装置
JP2000275557A (ja) * 1999-03-26 2000-10-06 Minolta Co Ltd レーザー走査装置
JP2002283090A (ja) * 2001-03-27 2002-10-02 Mitsui Chemicals Inc レーザーアブレーション装置のレーザ光導入光学窓用防着部材、レーザアブレーション装置およびレーザアブレーション方法
JP2003295083A (ja) * 2002-03-29 2003-10-15 Sumitomo Heavy Ind Ltd 光線束走査装置及び光線束走査方法
JP2005089793A (ja) * 2003-09-16 2005-04-07 Sumitomo Electric Ind Ltd 薄膜の製造方法ならびに薄膜線材の製造方法およびパルスレーザ蒸着装置
GB2460648A (en) * 2008-06-03 2009-12-09 M Solv Ltd Method and apparatus for laser focal spot size control
EP2204468B1 (en) * 2009-01-06 2012-10-17 Solmates B.V. Device for projecting an image on a surface and device for moving said image
DE102012016788A1 (de) * 2012-08-23 2014-02-27 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Laserscanner mit rotatorisch angetriebenem Umlenkspiegel
CN108220888B (zh) * 2017-12-27 2019-12-27 上海超导科技股份有限公司 适用于脉冲激光镀膜的加热装置及其脉冲激光镀膜装置

Patent Citations (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6423586A (en) * 1987-07-20 1989-01-26 Mitsubishi Electric Corp Laser machining apparatus
US5045679A (en) * 1988-12-09 1991-09-03 Hitachi, Ltd. Optical path adjusting system with dual-axis wedge prisms
US5037521A (en) * 1989-04-13 1991-08-06 Matsushita Electric Ind., Ltd. Sputtering apparatus
US4997250A (en) * 1989-11-17 1991-03-05 General Electric Company Fiber output coupler with beam shaping optics for laser materials processing system
JPH07230057A (ja) * 1993-12-22 1995-08-29 Canon Inc 照明光学系およびこれを用いた光学装置ならびにその光学装置を用いたデバイス製造方法
US6285002B1 (en) * 1999-05-10 2001-09-04 Bryan Kok Ann Ngoi Three dimensional micro machining with a modulated ultra-short laser pulse
US6459484B1 (en) * 1999-10-21 2002-10-01 Olympus Optical Co., Ltd. Scanning optical apparatus
CN1657222A (zh) * 2004-11-05 2005-08-24 中国航空工业第一集团公司北京航空制造工程研究所 一种用于激光焊接的双光束焊接方法
CN101777724A (zh) * 2009-12-25 2010-07-14 武汉凌云光电科技有限责任公司 端面泵浦双波长同轴切换输出调q基频、倍频激光器
JP2011067873A (ja) * 2010-12-06 2011-04-07 Mitsuboshi Diamond Industrial Co Ltd レーザ光によるライン加工方法およびレーザ加工装置
CN103260811A (zh) * 2010-12-17 2013-08-21 伊雷克托科学工业股份有限公司 减少激光微加工***中的背向反射
CN202038984U (zh) * 2011-01-31 2011-11-16 华中科技大学 一种膜片钳芯片微孔加工装置
US20130160310A1 (en) * 2011-12-22 2013-06-27 Hilti Aktiengesellschaft Laser system for creating a linear laser marking
US20150098072A1 (en) * 2012-01-18 2015-04-09 Carl Zeiss Smt Gmbh Beam guidance system for the focusing guidance of radiation from a high-power laser light source toward a target and lpp x-ray source comprising a laser light source and such a beam guidance system
CN103681190A (zh) * 2012-09-07 2014-03-26 Fei公司 用于激光束和带电粒子束的重合对准的方法
CN204391488U (zh) * 2015-01-19 2015-06-10 中国工程物理研究院激光聚变研究中心 一种四倍频激光终端光学***
CN104858547A (zh) * 2015-04-17 2015-08-26 温州职业技术学院 一种基于双光束空间特性调节的激光加工头
CN104816087A (zh) * 2015-04-17 2015-08-05 温州大学 一种基于单光束时空特性调节的激光加工头
CN106159663A (zh) * 2015-04-28 2016-11-23 中国兵器装备研究院 一种大功率光纤激光准直输出及采样监测一体化集成装置
US20170278694A1 (en) * 2016-03-28 2017-09-28 Kla-Tencor Corporation High Brightness Laser-Sustained Plasma Broadband Source
CN107160032A (zh) * 2017-07-18 2017-09-15 上海嘉强自动化技术有限公司 一种间距与分光能量可调三光点激光焊接光学***
CN208255546U (zh) * 2018-01-02 2018-12-18 上海航空电器有限公司 一种合束激光均匀化光路
CN208614023U (zh) * 2018-03-13 2019-03-19 深圳市牧激科技有限公司 光学***、激光切割头和激光设备
CN108427203A (zh) * 2018-04-03 2018-08-21 上海嘉强自动化技术有限公司 一种基于轴锥透镜连续可调聚焦光束发散角光学***
CN108788450A (zh) * 2018-06-26 2018-11-13 大族激光科技产业集团股份有限公司 激光加工设备及其激光加工头
CN110938817A (zh) * 2019-12-05 2020-03-31 西安必盛激光科技有限公司 一种光内同轴送粉的矩形光斑熔覆装置

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