TWI608886B - 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 - Google Patents

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 Download PDF

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Description

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
本發明通常相關於聲光束偏轉器(AOBD)以及聲光調變器(AOM)裝置，且特別相關於用於此種裝置的控制系統。
聲光束偏轉器裝置及聲光調變器裝置在雷射處理系統的領域中已為人所熟知，且在高速光束定位上有用。美國專利申請案公告案號第2008/0164240號揭示用於包括AOM裝置之多脈衝雷射處理的系統及方法，該AOM裝置由受振幅調變的射頻(RF)驅動訊號所驅動以提供撞擊及非撞擊區間，以分別傳輸或阻擋雷射脈衝。美國專利申請案公告案號第2009/0095722號揭示在記憶體修復應用中用於雷射處理(切割)記憶體裝置中之接線的系統及方法，其中將一或多個AOBD組態成偏轉該處理雷射光束。
然而，聲光束裝置可係溫度敏感的。使用被動冷卻，以固定率施用的RF功率可能維持恆定的裝置溫度，但在特定雷射處理應用中用於偏轉光束的RF功率係間歇的。
美國專利序號第5712722號及第5742425號揭示使用接收多RF載波訊號，並產生恆定RF功率訊號至AOM的調變器。此等專利揭示藉由選擇補償功率等級，可能將AOM內側的空間熱能量分佈保持實質恆定。
美國專利序號第6295157號揭示使用用於同步驅動 AOM的二種不同RF訊號。型樣寫入調整每一RF訊號的功率等級，並揭示將二RF訊號的負載功率和維持實質恆定。
美國專利序號第6765709號揭示電熱絲的使用，揭示其提供針對光學調變器系統之塊材中的瞬熱效應的熱補償。然而，揭示該等電熱絲將可取熱能量引導至該塊材以維持恆定熱條件。
美國專利序號第7616669號揭示藉由以固定重複率將RF脈衝提供至AOM而控制AOM的熱負載。然而，該等RF脈衝包括定時成與雷射輸出重合的RF脈衝，以及不與雷射輸出重合的非重合脈衝。揭示將該等非重合脈衝延遲(例如，延遲0.5微秒)成使得各者緊接在雷射輸出脈衝之後發生。也揭示該等非重合脈衝具有與重合脈衝之RF功率值及RF持續時間相同或不同的RF功率值及RF持續時間。
因此，對用於維持恆定或實質恆定之AOM及AOBD裝置溫度的改善熱負載方法及系統仍有需求。
根據實施例，本發明提供具有熱穩定聲光束偏轉器的雷射處理方法。該方法包括下列步驟：產生對應於具有雷射脈衝重複率之雷射脈衝序列的射頻脈衝序列，該等射頻脈衝包括用於導致該雷射脈衝序列在個別的傳輸及非傳輸方向上偏轉之在傳輸射頻頻率的傳輸射頻脈衝以及在非傳 輸射頻頻率的非傳輸射頻脈衝，各射頻脈衝包含射頻頻率、射頻振幅、以及持續時間；控制各射頻脈衝，使得該射頻脈衝序列提供經調變以在該聲光束偏轉器上提供平衡熱負載的調變射頻驅動訊號；將該調變射頻驅動訊號施用至該聲光束偏轉器；且使用該調變射頻驅動訊號用該聲光束偏轉器偏轉至少一個雷射脈衝，以用預定脈衝能量照射經選擇的靶材位置。
根據另一實施例，本發明提供一種在聲光束偏轉器中提供熱穩定性的方法，包括下列步驟：將傳輸射頻脈衝提供至該聲光束偏轉器，以提供該聲光束偏轉器沿著終止於靶材基材的光學路徑導向處理的雷射脈衝；且將非傳輸射頻脈衝提供至該聲光束偏轉器，以提供該聲光束偏轉器沿著未到達該靶材基材而終止的光學路徑導向非處理的雷射脈衝，其中各非傳輸射頻脈衝具有經選擇以提供該聲光束偏轉器之熱穩定性的脈衝特徵。
根據另一實施例，本發明提供一種熱穩定高速雷射處理系統，用於根據雷射處理序列將雷射脈衝偏轉至雷射處理場內的經選擇靶材。該系統包括：控制器，用於執行雷射處理指令序列並用於熱穩定系統組件，該等指令包括關於該雷射處理場內之雷射脈衝位置的傳遞雷射脈衝能量指令及傳遞雷射脈衝位置指令，該控制器產生回應該等雷射處理指令的一或多個偏轉器控制訊號以熱穩定至少一系統組件；以及至少一射頻訊號產生器，組態成接收偏轉器控制訊號並產生個別射頻驅動訊號，各射頻驅動訊號包含傳 輸及非傳輸射頻脈衝序列，各傳輸射頻脈衝的特徵為對應於該雷射處理場內之經選擇靶材座標的預定傳輸頻率及個別預定熱負載，且各非傳輸射頻脈衝的特徵為個別非傳輸頻率及個別補償熱負載，藉此各射頻驅動訊號在至少一聲光調變器中提供傳輸射頻脈衝及補償非傳輸射頻脈衝的穩定熱負載；其中將該至少一聲光調變器組態成接收個別射頻驅動訊號，並根據該雷射處理序列偏轉雷射脈衝，以藉預定雷射脈衝能量照射預定靶材座標。
可能根據本發明的各種實施例將聲光束偏轉器裝置及聲光調變器裝置使用在用於選擇，例如，用於接線處理之脈衝的雷射處理系統中。例如，圖1顯示雷射處理系統，其中來自脈動雷射10，例如，q-開關雷射，的重複雷射脈衝序列以預定重複率提供來自猝發脈衝序列或成形脈衝序列的脈衝。在控制電腦或邏輯裝置14的控制下，藉由移動台12以預定速度V將具有特徵間隔d的接線群20(如圖2所示)置於相對於處理頭的動作中。藉由能量控制及能量脈衝選擇系統16選擇性地阻擋脈衝。
通常，調變器在單一RF頻率或小RF頻率範圍以高效率操作，而偏轉器在較大頻率範圍內以最佳效率操作；然而二種聲光裝置偏轉且調變。為了方便，將術語偏轉器及AOBD使用在大偏轉範圍較佳，然而下文討論的一般實施樣態施用至可能由AOM或AOBD提供的光束偏轉及調 變。本發明的實施例可能使用在各式各樣的雷射處理應用中，包括但未受限於揭示在美國專利申請案公告案號第2008/0164240號、第2009/0095722號、第2011/0297851號、以及第2011/0210105號，以及美國臨時專利申請案第61/352316號及第61/446943號中的雷射處理系統，該等專利之教示全文以提及之方式併入本文中。
例如，圖3概要地顯示包括提供用於處理之雷射脈衝的雷射30的系統。該等脈衝由選擇性的AOM 38閘控，然後傳播至第一AOBD裝置42的成像平面40。如圖所示地將AOBD 42之零階光束中的脈衝能量傳至光束光闌46，且在第一軸偏轉的脈衝傳播至第二AOBD裝置50的成像平面48。將在AOBD裝置50之零階光束中的脈衝能量傳至光束光闌52，且針對處理選擇之在第二軸(未圖示)上偏轉的脈衝朝向工件基材72傳播。
圖3的系統提供用於接線切斷之以多軸無慣性偏轉器為基的雷射處理系統，因此除其他元件外，包括雷射光源、多軸無慣性偏轉器及關聯驅動器、中繼光學器材、光束擴展光學器材、點形成光學器材、以及機械定位系統。特別係雷射30經由第一中繼透鏡32輸出雷射脈衝。雷射脈衝可能發生在處理週期34期間。聲光調變器38(AOM)可能針對選擇性地阻擋部分輸出脈衝而在處理輸出36接收雷射脈衝。在至少部分實施例中，此AOM 38係系統中的選擇性組件。如下文另行描述的，第一光束偏轉器42(AOBD 1)可能沿著第一軸偏轉及/或***已接收的雷射 脈衝。中繼光學器材可能包括中繼透鏡44及用於沿著系統之光學路徑反射雷射的反射鏡。光闌46防止第一偏轉器42的不必要能量傳播入第二偏轉器50(AOBD 2)，且第二偏轉器50可能沿著另一軸偏轉及/或***該雷射光束，如將於下文另行描述的。
第二光闌52可能防止來自第二偏轉器50的不必要能量沿著光束路徑前進。該等光束可能如圖所示地經由中繼光學器材前進。中繼光學器材可能包括中繼透鏡54、用於光束旋轉以定向偏轉軸之選擇性的K-反射鏡56、以及中繼透鏡60，且中間成像平面58可能如所圖所示地形成。可能將中繼透鏡60形成為預擴展器透鏡。液晶可調相位延遲器(LCVR)裝置62控制脈衝的偏振。光束可能前進至放大擴展器66的成像平面64，該放大擴展器用於設定在經由物鏡(透鏡系統)68使其聚焦之靶材的雷射點尺寸。物鏡68可能將光束聚焦在載置在機械定位系統74上的基材72上。
熟悉本技術的人士將認可可能使用其他中繼光學器材及透鏡以將光束聚焦在基材72上，減少像差或像散，並使光學系統更緊密。物鏡可能使用可調整空氣軸承70定位以設定相對於基材72的聚焦高度，其在通常垂直於物鏡軸之平面中的機械定位系統74上移動，以相對於處理靶材定位雷射點。當圖3顯示單一系統實施例時，可能將雷射光束產生、雷射光束至AOBD裝置及來自其的傳播、以及雷射光束傳遞系統的其他例行實施樣態中的已為人熟 知的變化可能使用有熱穩定AOBD裝置。
AOBD裝置42及50係藉由改變從RF轉換器施用至光學透明聲塊材之聲頻率而產生可變繞射光柵的布雷格胞子。例如，該材料可能係玻璃或TeO2並包括附接至該材料的壓電轉換器。該壓電轉換器產生在25至400MHz之頻率範圍中的聲波。合適的商業裝置可隨時從具有不同效能特徵的許多型號取得。各型號的特徵常係中央頻率及頻率帶寬範圍。聲材的聲速與施用之RF頻率的乘積提供聲材中的聲波長。當RF頻率改變時，聲波長改變，導致可變繞射光柵週期及可變繞射角。
藉由控制從RF驅動器施用至轉換器的RF訊號頻率，可控制的光束偏轉角在該裝置的帶寬內係可能的。在裝置帶寬外側，施用頻率在裝置的操作容許度內可能不會有效地偏轉。圖4顯示包括與系統控制器82通訊以經由脈衝觸發訊號84觸發來自雷射系統30的脈衝之控制程式80的控制系統。系統控制器82經由一或多個頻道控制第一RF驅動器86，且RF驅動器86經由第一RF訊號88驅動AOBD裝置42。系統控制器82也經由一或多個其他頻道控制第二RF驅動器90，且RF驅動器90經由第二RF訊號92驅動AOBD裝置50。系統控制器82也與機械定位系統74通訊，以控制機械定位系統74的x及y位置，並接收來自機械定位系統74的位置反饋資訊。雖然圖3及4顯示多AOBD裝置，當使用單或多軸偏轉時，可能將各種實施例實施在單一AOBD系統中。
典型地，AOBD傳輸隨RF頻率，甚至對固定RF振幅改變。例如，中央場偏轉頻率可能具有比導致偏轉至最外側場角的頻率相對更高的傳輸。可藉由改變隨偏轉角改變之AOBD的繞射效率而導致此效應；該繞射效率以極偏轉角下降。藉由控制從RF驅動器施用至轉換器的RF訊號振幅，AOBD的繞射效率以及結果藉由用於處理之AOBD傳輸的雷射功率可能可控制地調變以維持可取的偏轉雷射脈衝能量。
針對可取等級之精確雷射輸出能量的一致鎖定傳遞，可能藉由控制不同頻率的RF振幅而施用補償雷射脈衝能量調變以校正效率下降。例如，RF振幅可能與量測光學傳輸曲線相反地改變，以在在處理場上偏轉雷射能量的頻率範圍內提供平坦化傳輸回應。
如圖5之範例所示，光學傳輸可能使用在沿著光學路徑的不同點上的光學偵測器量測。特別係可能將第一偵測器100定位成經由分光器102接收來自雷射30的一部分雷射輸出。可能將第二偵測器104定位成經由分光器106接收來自第一AOBD裝置42的一部分輸出，並可能將第三偵測器108定位成經由分光器110接收來自第二AOBD裝置50的一部分輸出。傳輸偵測器112也可能與機械定位系統74結合使用。
各偵測器偵測雷射脈衝能量及/或平均雷射功率。單一偵測器，或使用多偵測器時的偵測器組合可能藉由在第二AOBD 50之前量測能量而獨立地校準第一AOBD 42中 的非線性傳輸。該系統可能包括機構以評估偵測器對之間的脈衝能量或平均功率中的差。結合在第一AOBD 42之前的偵測器，第一及第二AOBD 42及50可能分別從雷射功率遷移或其他上游因子校準。可能使用多偵測器判定存在於第二AOBD 50及第一AOBD 42之功率中的差。此提供與第一AOBD 42無關之用於評估及校準第二AOBD 50之非線性傳輸的機構。
AOBD裝置帶寬的至少一部分與偏轉頻率的傳輸範圍對應，其中將雷射光束以處理場中的觀點偏轉至基材的靶材。在傳輸範圍外側的其他頻率或在備用繞射階，可能將光束偏轉至光束光闌、截止器、阻擋器、或其他非傳輸元件。傳輸範圍以外的頻率可能包括一部分裝置帶寬，並可能包括裝置帶寬外側的頻率，例如，大於中央頻率加一半帶寬之和的高頻。當將裝置設計成在第一繞射階中操作時，備用繞射階可能係，例如，第2或更高階。典型地，光束在第一繞射階中偏轉，並以光束去除或光束截止器阻擋殘餘的零階光束能量。
例如，圖6概略地顯示AOBD裝置120。當未施用RF訊號時，沒有光束偏轉，且光束122沿著零階方向124輸出。當將在，例如，72.50MHz至107.5MHz之傳輸頻率範圍中的RF訊號施用至裝置120時，以對應傳輸角將光束122偏轉，例如，至116.8微弳度(如在126所示)、至145微弳度(如在128所示)、以及至173.2微弳度(如在130所示)。當該RF訊號係非傳輸時，例如，在 140MHz頻率，光束122以對應非傳輸角，例如，如在132所示的225.5微弳度偏轉。可能將，例如，在126、128、以及130所示的光束偏轉用於處理靶材，而可能阻擋零階方向光束(顯示於124)及顯示在132的光束方向。
如圖7A中之140所示的場尺寸的特徵可能係具有寬度x及長度y，使得可能將場尺寸表示為x及y的函數。如圖7B中之142所描繪的，光束在該場內可能具有二維偏轉，其中光束從第一位置144偏轉至第二位置146。如圖7C中之148所示，當光束擴展且點尺寸減少時，偏轉角度減少且場尺寸減少。可定址在偏轉器在該場內之範圍中的聚焦點數會係常數，與光束擴展器設定無關。所以，在點尺寸及在小場內具有小點並在較大場內具有較大點的場尺寸之間有直接取捨關係。連同處理透鏡，可使用根據美國專利案號第7402774號的方法(其教示全文以提及之方式併入本文中)，以提供許多場尺寸及點尺寸而場內的點不退化。
AOBD最佳化的實施樣態係不同的位置指令可在根據施用至AO晶體之RF頻率的偏轉器中實現的速度。圖8A-8C顯示施用指令訊號(顯示於160)、RF回應(顯示於162)、以及聲回應(顯示於164)的波封訊號形狀。AO晶體的設計、轉換器幾何、以及所產生的主動聲窗區域將許多因子，諸如，效率、偏轉範圍、以及內調變，列入考量。可能選擇任何種類的合適晶體/轉換器幾何並使用在AOBD裝置中。較佳地，使用TEO2晶體，雖然可能使用 其他種類的聲光材料，特別係針對使用在聲光束偏轉器中而發展的材料。各裝置種類，取決於材料及建構幾何，以及填充聲窗之光束的幾何，將具有當聲波橫跨胞子時將用於設定偏轉的特徵時間。最佳化可能包括量測偏轉效率對在已下令之偏轉角度之後的時間、判定以偏轉角度到達可取效率所需的最小前置時間、並基於到達可取效率所需要的時間，計時雷射發射序列而以最小前置時間發射雷射脈衝，以最佳化雷射處理序列。此最佳化可能將不同初始條件集列入考慮，例如，緊接在新偏轉角度設定之前的AOBD偏轉狀態。相似地，可能分析及最佳化AOBD效能特徵，以在最小設定時間中確保可取的效能等級。
AOBD最佳化在隨機存取定位中的其他相關實施樣態係施用RF偏轉訊號的持續時間。當量測偏轉效率或其他參數時，使用最佳化前置時間之施用RF的持續時間可能改變。以此方式，可能針對任何特定的AOBD裝置判定最小的RF偏轉週期。可能將最小RF週期連同最小前置時間使用，以更最佳化雷射處理序列。
藉由使用場位置調整RF輸入功率等級以補償AOBD效率(AOBD效率係脫離AOBD之脈衝能量對進入AOBD之脈衝能量的比率)的變化係已為人熟知的技術。可將理論模型用於預測效率效能對角度，並產生校正值；然而，各AOBD可具有變化效率特徵。結果，藉由直接量測偏轉光學功率判定效率特徵為佳，如圖9A中之166所示之絕對效率，及如圖9B中之168所示之相對效率。針對校正 ，然後可根據量測效率對角度調變RF功率，以維持跨越偏轉範圍的均勻光學輸出。
然而，AOBD效率對角度也取決於RF功率等級，所以在靜態RF功率等級的簡單效率量測對適應此非線性效率特徵可能係不充份的。因此需要更精密的校正方案。動態量測可能藉由調整RF等級而產生，以使量測值符合在經選擇偏轉角度範圍內的效率目標值，以針對效率目標值產生RF功率對偏轉角度校正函數。或者，可針對額定效率目標值使迭代量測跨越偏轉範圍，以初始RF校正函數開始，基於後續步驟中的效率量測判定殘餘效率誤差值對角度，並使用殘餘誤差值產生經改善的RF校正函數。可能將其他程序用於精確地校準效率對場角度，諸如，產生在可取偏轉及效率範圍內的效率查找表。然而，將資料管理消耗最小化的技術係較佳的，諸如，判定特徵曲線集，特別係當考慮到下文描述的2軸偏轉的複雜性時。
調變AOBD中的RF功率可用於控制光學衰減。因為效率曲線針對不同衰減改變，如圖9A及9B所示，然而，需要用於不同效率目標值的設定校正曲線，各目標值對應於可取光學衰減。此等校正曲線可能如討論的從直接量測判定，其可能從特徵資料集或表建構，或其可能至少部分地藉由來自2或多條校正曲線的內插值產生。此等曲線集實際上呈現在偏轉角及衰減等級的尺度上校準AOBD所需之RF功率值的表面。
圖10描繪預測雷射處理系統的時序圖。如圖10所示 ，如雷射時間線LT所標示的，雷射可能每3.5μs發射。此時序大致對應於300KHz雷射。藉由觸發如波形LTP呈現的觸發波形觸發雷射脈衝。雷射觸發可能發生在如箭號170所表示之方形波的下降邊緣上。延遲可能存在於雷射觸發訊號至發射雷射脈衝的處理中。將雷射脈衝的產生表示如圖10中的172a-172f。如圖所示，可能將延遲表示為在正方形波觸發脈衝170及在172a的雷射脈衝發射之間的1.0μs延遲，但並未受限於此。圖10顯示用於接線之使用雷射脈衝172e之預測噴擊的處理。如圖10所示，計算用於此脈衝的偏轉參數，且偏轉初始程序在雷射脈衝172e之前的約三個雷射脈衝週期開始(174)。
因此根據特定實施例，可能參考圖11使用預測處理法。參閱先前以參考方式併入的美國專利申請案公告案號第2011/0210105號，特別係其之圖20以及包括¶0176、¶0177、¶0178、以及¶0179的隨附段落。
光束傳輸的效率可能如由TRx及TRy所表示地判定，以決定合適的RF能量而以經選擇頻率施用至AOBD。可能使用查找表或方程式以判定對應於用於噴擊接線之可取偏轉量以及可取脈衝能量的RF頻率值及振幅。
如在176所呈現的，預測處理序列可能包括偏移位置(dX：dY)與偏轉場的比較。如在178所呈現的，該系統可能基於(dX：dY)與偏轉場的比較判定是否應使用此脈衝執行接線噴擊。在考慮噴擊的情形下，若偏移位置位在用於接線的偏轉場外側，該系統可能判定該雷射脈衝不應用於 接線噴擊。例如，該雷射脈衝可能保持未偏轉並去除、衰減或偏轉至無接線處理發生的截止器位置。若該位置係在偏轉場中，該序列可能如180所呈現地繼續，以針對雷射脈衝172e初始AOBD控制。如圖10所示，可能存在用於從電源產生所需電性RF輸出的AOBD延遲(AOBD_DLY)。此延遲可能部分起因於計算該電驅動訊號之可取頻率及振幅以及從用於驅動該轉換器之電源產生RF驅動訊號所需的時間。此延遲可能係，例如，約2μs延遲。在此延遲時間之後，AOBD聲波在182產生。
AOBD聲波可能需要預定時間量以進入AOBD偏轉窗。例如，將此時間表示為5μs傳播時間，以開始進入AOBD偏轉窗。一旦聲波完全出現在聲窗中，在184以雷射脈衝172e切斷接線。
在各AOBD內，有用於RF產生聲波的特徵聲延遲時間，以經由聲晶體傳播而填充用於光束偏轉的聲孔徑。所以，必須在雷射脈衝之前預先判定距截點的雷射點偏移及關聯RF頻率以及RF振幅，其可能在10微秒級上。該延遲取決於聲晶體材料特性(聲速)及AOBD晶體幾何。當使用高重複雷射時，諸如，以大於100KHz脈動的雷射，脈衝週期可能少於聲延遲時間。在本發明的一實施例中，可藉由將RF脈衝堆疊在AO晶體中，適應快速序列脈衝傳輸。例如，以約300KHz，三種RF脈衝可能同時在AO晶體中傳播，且RF產生可能領先雷射脈衝數個脈衝。可能將聲波進入AOBD窗所需要的時間量表示為，例如，5μs 傳播時間。一旦聲波完全出現在聲窗中，可能以雷射脈衝切斷接線。
因此各RF脈衝的特徵為具有從脈衝開始時間延伸至脈衝結束時間之脈衝週期持續時間的開始時間及結束時間。例如，圖121A顯示具有耦合至在一側的該裝置之轉換器192的AOBD裝置190。裝置190也具有光束經由其通過的聲窗194。將聲波196顯示為從RF轉換器傳播，並具有藉由RF開始時間及結束時間界定的空間寬度。如圖12B所示，聲波196通過裝置190進行，並跨越在窗194內的雷射路徑。如圖所示，聲波填充該窗所需的時間可能係，例如，約5μs至10μs。
由於該裝置的此特徵傳播延遲，可能將聲波堆疊成使得多聲波可能同時經由該裝置傳播。例如，圖13顯示通過裝置190行進的多聲波200、202、204、206。顯示填充窗194的聲波204，當時聲波206已行進過窗194。
RF脈衝通常以對應於雷射處理輸出重複率，例如，100kHz至300kHz，的重複率產生。各RF脈衝在對應雷射脈衝之前產生，以補償聲波傳播延遲。以此方式，將RF脈衝時序與雷射處理輸出重複率同步，使得聲窗在待傳播雷射脈衝或雷射脈衝群時填充。
RF功率至AOBD轉換器的應用及聲能量在聲媒體中的傳輸可能導致塊材加熱。加熱將昇高塊材的溫度並在塊材內產生熱梯度。此加熱隨施用的RF功率改變並可導致偏轉角改變(光束漂移)以及偏轉光束傳輸改變(效率漂移) 。其他能量源也可能加熱AOBD，例如，雷射能量的高光學吸收可導致局部加熱。超過操作容許度的加熱及高尖峰功率光學照射可能具有額外的不利效果，諸如，材料受損、塗佈受損、以及材料退化，諸如，灰跡受損。
可能將熱穩定聲光裝置使用在本發明的至少一實施例中，以減少光束成點不穩定度或減少光學像差。可能將熱穩定聲光裝置用於從連續脈衝序列拾取脈衝或用於光束定位。穩定聲光束裝置係藉由以具有RF功率之一或多個頻率的一或多個轉換器驅動。如本技術中已為人所熟知的，將第一階繞射光束偏轉至雷射處理路徑。RF的頻率可能動態地改變，以將偏轉雷射點定位至精確的工件位置。可能改變RF的振幅，以改變聲光裝置的繞射效率並調變光束能量。在脈動處理期間及在處理脈衝之間，聲光胞子接收RF功率及接近恆定的熱負載。RF頻率與該非處理脈衝重合地中斷，以容許將單一非處理脈衝傳入為至光束截止器的不同階光束或傳入偏轉光束截止器。因此，由於間歇RF負載減少，RF的工作週期典型地甚高且熱不穩定。RF功率可能在雷射脈衝之間受調變，以控制至聲光胞子的熱負載，例如，以維持恆定平均熱負載。
在部分習知精準脈動雷射處理系統中，以10微秒或以下的級數之相對短的脈衝施用RF。僅在雷射脈動時，針對高繞效率設定聲窗中的聲波，其將RF工作週期最小化，因此限制AOBD中的加熱。針對給定設定的RF振幅等級，當雷射重複率增加時，將更多RF脈衝施用至 AOBD。結果，當RF脈衝以最大RF脈衝重複率包含全部AOBD工作週期時，加熱增加至最大。
因此即使給定雷射可能能以較高重複率獨立地操作，此最大AOBD重複率仍限制最大雷射處理率。考慮場位置及處理脈衝能量，最大全體加熱將發生在最大重複率及最高RF功率，例如，以效率最低的RF頻率使用最大傳輸(例如，在場邊緣)。
連續及迭代處理序列可能有效地提供AODB裝置的規律及均勻的時間平均加熱，例如，使用連續光柵掃描。圖14在210顯示展示範例的傳輸RF脈衝。由於傳輸雷射處理脈衝210的間歇本質，平均RF功率如212所示地不穩定。藉由AOBD調變控制雷射處理脈衝至靶材的間歇應用可導致間歇熱負載。此外針對具有對應可變偏轉角之處理靶材的不規律放置，以及RF振幅(用於雷射調變)可能變化，更有助於不規律的熱負載。此不平衡熱負載可能導致不穩定的AOBD裝置溫度。如圖所示，在間歇時間施用不同振幅且平均負載在RF脈動期間上昇然後沈降，代表AODB溫度中的上昇及下降。在其他的效果中，已觀察到不穩定的裝置溫度可相對於已下令能量值在遞送光學能量中導致不穩定。
習知的AOBD裝置的冷卻主要係被動傳導冷卻。可能將主動液態冷卻用於針對高光學功率設計或需要高RF功率的特定裝置種類。例如，可能將鍺裝置液態冷卻以防止熱散失。然而，在許多微加工應用中，被動冷卻對將 AOBD裝置維持在操作容許度內係充份的。可藉由區域熱管理影響冷卻需求及熱穩定度，例如，在次系統外殼內，諸如，雷射光束路徑密封盒。下一級系統外殼及系統熱管理可能影響AOBD操作，且例如，最終房間及工廠的周遭條件可能影響操作設定點。
針對具有窄雷射脈衝能量處理窗的特定雷射處理應用，例如，雷射為基的記憶體修復系統，可能精確地控制遞送雷射脈衝能量。圖15顯示圖12之間歇傳輸RE脈衝210，以及非傳輸脈衝214。因此根據本發明的實施例，將非傳輸脈衝214使用為無意用於雷射處理的雷射脈衝。非傳輸脈衝214具有導致AOBD或AOM裝置沿著雷射處理光學路徑以外的路徑(例如，朝向光束光闌)導向光束的振幅及/或頻率。如圖16所示，此效果係穩定聲光裝置中的RF功率。特別係圖16顯示間歇脈衝210以及現在不穩定的平均RF功率(顯示於216)。
圖17再度示意地顯示上文討論的聲光裝置190及附接轉換器192。轉換器192由控制系統(通常顯示在220)驅動，以提供用於傳播聲波序列的調變RF驅動訊號。特別係第一聲波222可能具有第一頻率及振幅，而第二聲波224可能具有不同的第二頻率及振幅。第三聲波226具有第三頻率及振幅且第四聲波228可能仍具有更不同的頻率及振幅。通常，可能設定該等聲波的振幅及/或頻率以將具有預定雷射脈衝能量的雷射脈衝傳輸至預定靶材位置，且可能在雷射脈衝能量未傳輸時受動態調整以在該裝置中 提供非常穩定的平均聲功率，其提供溫度穩定。將聲波224顯示為在聲窗194內，當時聲波222已通過聲窗194。
圖18顯示用於控制RF驅動器230的操作之系統的示意流程圖，該驅動器驅動沿著任何非傳輸零階路徑(顯示在236)、一或多個光束處理路徑(通常顯示在238)、或一或多個非傳輸補償路徑(顯示在240)選擇性地導向來自雷射234之脈衝的AOBD裝置232。如圖所示，該非處理非傳輸路徑將光束朝光闌/光束截止器242、244導向。控制系統穩定聲光裝置溫度並維持精確的能量遞送。
通常，根據本發明的特定實施例，將技術用於將AOBD裝置中的熱感應能量漂移及光束漂移最小化，特別係當間歇雷射脈衝係選自用於處理之穩定、恆定脈動的雷射源時。此等技術使用具有施用RF能量的控制之各種型式的平衡熱負載。該等技術包括以實質恆定率施用RF脈衝，以恆定平均功率使聲光胞子的負載均勻，而改變RF脈衝參數以提供脈衝選擇及熱負載平衡。RF脈衝可能針對與在非傳輸頻率之雷射脈衝重合的偏轉產生，該等非傳輸頻率在偏轉場中具有基本為零的效率，或在偏轉場外側偏轉光束。在此等情形中，RF脈衝能量有助於恆定熱負載，但無助於聲光傳輸。此容許逐脈衝的熱穩定並同時容許獨立控制用於雷射處理的AO傳輸。
特別係該控制系統可能運作如下。針對各雷射脈衝(顯示於250)，該系統首先判定該脈衝是否待用於雷射處理或拋棄至光闌(顯示於252)。若雷射脈衝未用於雷射處 理(無噴擊判定)，則該脈衝將偏轉至光束截止器(顯示於254)。將截止器位置(顯示於256)的對應非傳輸RF頻率提供為至與RF驅動器230通訊之RF頻率多工器的輸入(顯示於258)。RF頻率多工器基於無噴擊判定選擇用於輸出的非傳輸頻率。
若雷射脈衝待用於雷射處理(噴擊判定，顯示於252)，該雷射脈衝將朝向靶材偏轉(顯示於260)。將雷射點(顯示於262)的已下令靶材位置轉換為具有校準表(顯示於264)的校準傳輸RF頻率，以提供更多資料輸入至與RF驅動器(顯示於230)通訊的RF頻率多工器(顯示於258)。RF頻率多工器基於噴擊(是)判定選擇用於輸出的傳輸頻率。藉由參考校正表(顯示於268)校正該已下令脈衝傳輸(顯示於266)，以判定對應處理RF振幅(顯示於270)。將此傳輸處理RF振幅作為輸入提供至也與RF驅動器(顯示於230)通訊的RF振幅多工器(顯示於272)。RF振幅多工器基於噴擊(是)判定選擇用於輸出的傳輸RF振幅。也設置反饋迴路，其中也將RF振幅多工器(顯示於272)的輸出提供至用於判定平均RF功率(顯示於274)的常式。
從平均RF功率(顯示於278)減去額定RF功率(顯示於276)。然後將此差作為RF功率誤差訊號(顯示於280)提供至補償RF振幅常式(顯示於282)。補償RF振幅常式將補償RF振幅訊號作為輸入提供至RF振幅多工器(顯示於272)。RF振幅多工器基於無噴擊判定選擇用於輸出的非傳輸補償振幅。該控制器可能，例如，係現場可程式化 邏輯閘陣列(FPGA)電路或積體電路晶片。
因此補償RF脈衝能量係基於預測平均熱負載，其導自在少於AO裝置之熱時間常數的預定時間區間中的已下令RF脈衝振幅集。各偏轉器中的平均RF功率可能基於量測判定，但基於經數位處理的已下令脈衝能量及針對各AOBD的關聯傳輸值精確地評估為佳。因為至少在此雷射處理應用的記憶體修復中需要精確的能量控制，用於各脈衝的預測施用RF功率可能基於用於場位置的校正表或用於經改善精確度的其他參數而無需即時量測。因此，施用的平均RF功率可能從已下令傳輸及以給定額定傳輸及偏轉角度實現可取傳輸所需的RF校正預測。
因此RF頻率控制光束偏轉角度並將RF振幅用於控制光學傳輸。可能將RF頻率校準表用於偏轉具有對應於在工件的精確位置之頻率的該光束。可能將RF振幅校正表用於補償具有該施用頻率及傳輸等級之傳輸中的變化，以提供精確的已下令脈衝能量。此等校正補償已為人熟知之具有偏轉角的繞射效率變化，且特別在將AOBD用於能量控制時，校正補償具有RF功率等級的非線性傳輸。
使用在RF頻率範圍內的經校正RF振幅，用於至裝置的RF功率改變，以針對不同RF頻率實現已下令脈衝能量。結果，RF熱負載在偏轉場內改變。例如，使用在偏轉場內的已下令恆定脈衝能量，實現可取傳輸的施加RF功率會與在偏轉角的AO繞射效率相反地改變。針對典型偏轉器，效率在場邊緣會甚低，所以當在場邊緣處理 時，會使用更多RF功率增加熱負載。使在偏轉場範圍內用校正為恆定的傳輸，最大傳輸將由偏轉場內的最低傳輸所限制。通常，較寬的偏轉場對應於較低傳輸及較高熱負載。
當使用熱敏感AOBD裝置控制雷射脈衝能量設定時，RF脈衝振幅將改變以調變傳輸雷射脈衝能量，使熱負載平衡設計複雜化。平衡可變RF振幅的部分選擇包括當振幅減少時，藉由增加傳輸脈衝寬度的RF脈衝寬度調變，以在傳輸RF脈衝中維持恆定的RF脈衝能量。
因為補償RF脈衝係非傳輸的，可能使用對傳輸RF脈衝會太短之較短的RF脈衝，因為關聯非傳輸聲波不需要完全填充聲窗。在此情形中，部分的非傳輸雷射脈衝可能以零階傳播且其他部分可能藉由非傳輸頻率偏轉。使用RF脈衝寬度調變，將補償RF脈衝寬度設定成比例於平均RF功率設定等級，以維持平均RF功率。當評估平均RF功率落在設定點之下時，改變RF脈衝寬度並使用全部RF脈衝寬度。相反地，當評估平均RF功率落在設定點之上時，改變RF脈衝寬度並使用零RF脈衝寬度。以此方式，實現對平均RF功率的快速收斂。選擇性地，可能將間歇RF脈衝寬度使用在額定RF脈衝寬度及全部RF脈衝寬度之間，以及在零及額定RF脈衝寬度之間。
然而，針對具有伴隨高雷射脈衝重複率的高處理產量，RF訊號可能以接近100%的工作週期施用至AO胞子。此使經延遲(亦即，非撞擊區間)RF脈動設計不實際，因 為延遲(或領先)RF脈衝可在相鄰雷射脈衝的該時間發生在聲窗中。相似地，RF脈衝寬度調變對RF傳輸頻率係不實際的，因為縮短RF脈衝寬度會導致部分填充的聲窗。因此，此等熱穩定技術可能不會在特定應用的高速率單頻道處理系統中提供適當的熱平衡容量。
傳輸及非傳輸RF脈衝的組合RF負載提供穩定的補償熱負載。非傳輸頻率將部分光束偏轉至光束截止器，且非傳輸頻率高於偏轉頻率範圍，以最小化AODB內之超音波諧波的任何殘餘效果為佳，例如，多於二倍的最低傳輸頻率。取決於補償RF脈衝功率及在非傳輸頻率的繞射效率，將藉由零階光束光闌將未偏轉的雷射脈衝能量去除。
根據本發明的另一實施例，如圖19所示，控制迴路可能使用反饋系統參考熱負載設定點監視聲光裝置上的熱負載。圖19的系統將處理RF振幅(顯示於292)作為輸入施用至第一RF振幅多工器294(其也接收反饋資料)，以及施用至直接控制RF驅動器(顯示於308)的第二RF振幅多工器(顯示於306)。在脈衝係基於選擇器訊號(顯示於290)之非靶材處理脈衝的事件中，第一RF振幅多工器294將輸出提供至也接收相關於熱負載設定點(顯示於302)之負輸入的組合器(顯示於296)。伺服控制邏輯(例如，比例及積分器)(顯示於298)調整非傳輸RF脈衝，且輸出在也接收相關於熱負載設定點(再度顯示於302)之正訊號的組合器300組合。施用限制器(顯示於304)以將非傳輸RF功率維持在指定範圍內，例如，在零及AOBD操作 限制之間，並將經調整非傳輸RF脈衝振幅資料提供至二RF振幅多工器(顯示於294及306)。RF振幅多工器306組合非傳輸RF脈衝調整資料及傳輸RF脈衝資料，以提供用於RF驅動器308的控制訊號。
根據本發明的另一實施例，可能使用在實質少於AOBD熱時間常數之時間週期內維持組合傳輸RF脈衝及補償非傳輸RF脈衝之穩定預測平均熱負載的控制迴路。例如，圖20顯示將處理RF振幅資料(顯示於310)及補償RF振幅資料(顯示於312)作為輸入提供至如上文討論之也接收噴擊訊號(顯示於316)的RF振幅多工器(顯示於314)的控制迴路反饋系統。將RF振幅多工器的輸出提供至RF驅動器(如在318所示)並提供至評估熱負載常式(顯示於320)，其使用組合器(顯示於324)比較該輸出與熱負載設定點(顯示於322)。將組合器的輸出提供至與比例、積分、微分(PID)控制器(顯示於328)通訊的熱負載誤差常式(顯示於326)，以提供用於RF振幅多工器的補償RF振幅資料(顯示於312)。
穩定預測平均熱負載提供使AO裝置溫度穩定的大致恆定熱負載。控制迴路包括可從相對於用於平均RF功率的預選目標值之評估平均RF功率判定的RF功率誤差訊號。例如，藉由積分時間上的誤差，產生具有規定能量、平均功率、振幅、或持續時間之補償RF脈衝，並將目標RF功率維持在處理基材的過程上。
該控制可能如設定點恆溫器操作，或可能包括一或多 個比例、積分、及差分項，以提供經改善穩定度。圖21顯示根據本發明的另一實施例之將處理RF振幅資料(顯示於330)及補償RF振幅資料(顯示於332)作為輸入提供至如上文討論之也接收噴擊訊號(顯示於336)以選擇輸出的RF振幅多工器(顯示於334)的控制迴路反饋系統。將RF振幅多工器的輸出提供至RF驅動器(如338所示)並提供至預測溫度分析常式(顯示於340)，其使用組合器(顯示於344)將該輸出與溫度設定點(顯示於342)比較。將組合器的輸出提供至與溫度控制器(顯示於348)通訊的溫度誤差常式(顯示於346)，以提供用於RF振幅多工器的補償RF振幅資料(顯示於332)。該控制可能以比裝置之熱時間常數快許多的數量級操作。
圖22顯示根據本發明的另一實施例之將處理RF振幅資料(顯示於350)及補償RF振幅資料(顯示於352)作為輸入提供至如上文討論之也接收噴擊訊號(顯示於356)以選擇輸出的RF振幅多工器(顯示於354)的控制迴路反饋系統。將RF振幅多工器的輸出提供至RF驅動器(如在358所示)並提供至平均RF功率分析常式(顯示於360)，其使用第一組合器(顯示於364)比較該輸出與額定RF功率(顯示於362)。將第一組合器的輸出提供至-RF功率誤差常式(顯示於366)，且該-RF功率誤差常式將其輸出提供至也接收額定RF功率的第二組合器(顯示於368)，以提供用於RF振幅多工器的補償RF振幅資料(顯示於352)。
期望比例及積分項將提供適當穩定性。該控制可能用於數位電子器材實作，且除了熱穩定外，數位電子器材的使用可能提供RF振幅對角度、RF振幅對雷射脈衝功率、或雷射光束位置對頻率的數位校準。
再次，RF補償脈衝能量可能基於維持恆定平均RF功率。使用發生在AOBD之熱鬆弛時間內的大量RF脈衝，例如，多於10000個脈衝，此方式提供在大脈衝樣本數上的有效平均。補償脈衝能量可能使用AOBD的熱模型判定，以將評估溫度維持在預定值。在此情形中，可將平均負載用於維持平均溫度，高負載可能用於加溫且低負載可能用於冷卻。典型處理工作週期的平均熱負載可能約200毫瓦。尖峰RF功率在TeO2裝置中可能高達4瓦，而在石英、鍺、或其他聲材中可能高達10瓦或以上。
圖23顯示在AOBD功率穩定系統中使用多頻道數位輸入配置370之根據本發明的實施例之系統的範例。特別係該數位輸入配置使用一對正規化輸入訊號及二多工器372、374，以提供有效二位元四狀態輸入。特別係將雷射發射頻道輸入376提供給多工器372以及邏輯OR單元378，並將其他雷射發射頻道輸入380提供給多工器374以及邏輯OR單元378。將多工器372、374的輸出提供給將組合輸出提供給RF振幅裝置384的組合器382。RF振幅裝置也接收補償功率輸入386以及來自邏輯OR裝置378的控制訊號，並提供輸出功率訊號388。
圖23的系統因此提供與雷射發射週期輸入訊號多工 之二頻道的輸入。當沒有雷射發射訊號提供在任一頻道上時，將輸入直接連接至用於功率穩定系統的輸出。在提供多工處理RF振幅及補償RF振幅的任何實施例中，多頻道輸入可能包含具有穩定輸入配置之多於二的頻道(例如，3或以上)並可將多頻道輸入施用為處理RF振幅輸入。
用於雷射脈衝能量調變之選擇性的AOM的使用可能使穩定的AOBD的操作溫度上昇。此係因為當雷射脈衝能量經由AOM衰減時，偏轉器RF振幅未減少。另外，若AOM也提供能量校正以使處理場中的能量平坦，偏轉器RF振幅不會以高效率偏轉角減少。使用施用在全部處理工作週期上的高RF功率，AOBD裝置溫度將增加。
下列表1顯示調變期間在中央、中間、以及邊緣偏轉角的此等AOBD RF功率參數之展示範例中的相對已下令雷射脈衝能量、AOBD效率、以及光學傳輸。
將已下令雷射脈衝能量顯示為16%且效率從20%改變至80%。將對應RF振幅值判定為使得除以效率的已下令能量等於RF振幅。以此方式，當施用已判定振幅時，該傳輸等於已下令值，且在此範例中，施用的平均RF功率為44%。
下列表2顯示當外部調變器用於將雷射脈衝能量設定為指令值時，在另一展示範例中的相同偏轉。
在此情形中，將AOBD的RF振幅設定為恆定的80%，以在場邊緣產生16%的傳輸。AOM從25%改變至100%，以在該場上產生已下令之16%的傳輸。比較所產生的平均施用RF與此等表，AOM在此範例中的使用明顯的已將AOBD的平均負載從44%提昇至80%。因此，基於雷射脈衝能量調變的AOBD容許適應跨越偏轉場的平均裝置傳輸及在處理期間的平均RF工作週期二者的較低平均RF功率。為便於上述比較，包括顯示於表1及2中的參數。具有或不具有外部調變之處理所使用的實際參數值可能改變。
也可能針對故障條件監視評估平均功率，諸如在最大容許度頻帶外側的等級。當偵測到誤差時，系統操作可能中止或暫停，直到平均功率穩定或在容許度中，或可能修改處理軌跡以適應穩定平均功率。在一實施例中，(圖19的)限制器304偵測在可容許振幅之範圍外側的RF振幅輸入，例如，少於零或大於預定最大RF振幅，並提供有限 振幅輸出直到輸入在可容許範圍內。
期望當從恆定脈動雷射選擇處理脈衝時，經選擇工作雷射脈衝的平均工作週期將實質低於100%，且每當未要求處理雷射脈衝或對準雷射脈衝時，可使用補償RF脈衝。將理解AO胞子的熱時間常數係在許多秒的級數上並具有以100KHz操作的雷射，諸如，300KHz，在少於AO裝置之時間常數的時間週期內，可使用不同雷射脈衝需求實施許多不同的處理系統操作。
因此，於雷射處理工作週期的未使用部分期間間歇地遞送的補償RF能量可有效率地在少於裝置之時間常數的平均時間週期內提供熱穩定。例如，使用200mm/sec的處理速度，可在約0.25秒內行進約50mm站。相似地，典型地使用大幅減少之雷射脈衝能量發生的對準常式可能以數十微秒級實行。不僅可將處理軌跡段期間的未使用RF脈衝週期用於平衡熱負載，也可將包含顯著處理消耗的非處理及非對準軌跡段用於平衡熱負載。隨著處理工作週期增加，當不充份的補償RF脈衝可用於平衡熱負載時，可能有限制。
用於平均RF功率及所產生之AO溫度的最佳化設定點的選擇可能係基於軌跡計劃及沿著該軌跡的期望傳輸設定。不同設定點可能基於其他處理特徵判定，諸如，緻密處理應用、靶材的歪斜分佈、不同處理能量等級或相同處理特徵。例如，不同種類的記憶體裝置可能使用不同設定點，或可能將設定點設定成將用於給定軌跡的AO裝置溫 度最大化或最小化，或可能將設定點選擇成將熱穩定度最小化。通常，使用非傳輸RF頻率，當與使用恆定高脈衝率RF負載及如上文討論之用於脈衝能量校正的額外雷射脈衝調變器(例如，固定偏轉AOM)的系統相較時，可使用較低設定點。
較佳地，使用熱穩定偏轉器實施雷射處理系統校準。以單一預設平均功率操作，例如，以最大RF功率的50%，可顯著地改善效率對偏轉角及輸出脈衝能量的校正。使用已穩定的平均功率，偏轉器溫度與遞送的雷射脈衝能量無關。針對在不同(非補償)平均RF功率的不同雷射脈衝能量，已觀察到在AOBD透明度對偏轉角曲線中的差可能約10%，然而當將恆定平均功率用於將偏轉器溫度穩定在雷射脈衝能量範圍內時，將此等差減少至約1%。在部分情形中，單一透明校正曲線在雷射脈衝能量範圍內可能係充分的，將能量校準簡化。精確校正可能將偏轉RF頻率及RF振幅二者使用為變數。
有效AOBD熱管理的更多複雜性包括多軸AOBD光束遞送及在具有不同靶材種類之2-維靶材場內的操作。針對2-軸光束偏轉，使用串聯偏轉器，整體傳輸係各個別裝置之傳輸的乘積。可能同時使用各裝置中的已下令傳輸維持多光束偏轉軸上的穩定度。另外，各種2-維效果可影響處理並可能需要不同能量設定。例如，處理光束相對於待處理元件之定向的偏振改變可能需要不同能量設定。
沿著不同基材軸的處理可能指示在多偏轉器之間的不同傳輸***。例如，使用十字形場(如圖24A中的390所示)或如圖24B中的392所示之羅盤形場，其中避免低傳輸場角落，窄場可能具有高傳輸且垂直設置之較寬的場可能具有低傳輸，共同導致產生已下令脈衝能量的整體傳輸。針對十字形場，可能使用沿著各序列行或沿著各行之隨機序列的光柵。通常，逐行處理在窄場內係有利的，然而，若多行與場形狀符合，可能在行序列中無序地處理不同行中的接線。
十字形場可能改善噴擊精確度，因為光束將僅在具有高偏轉精確度的區域內偏轉。因為未將光束偏轉至正方形場的角落，可能改善噴擊精確度。可能使用十字或羅盤形場處理多列線序列。使用羅盤形，較大的組合x-y偏移可能用於接近角落，而較小的組合x-y偏移用於連續地朝向各軸的極點。
使用成形場，當處理方向改變時，高及低傳輸效率角色可能隨窄及寬場軸相對於處理方向的定位而反轉。此依次可能導致相反的已下令傳輸***，而在二串聯裝置之間維持恆定的整體光束傳輸乘積。例如，當沿著平行於x-軸定向之列處理時，x-軸偏轉器可能具有窄的高效率偏轉範圍且y-軸偏轉器可能具有寬的低效率範圍。當處理平行於y-軸時，反轉角色會係用於x-軸偏轉器之寬的低效率範圍以及用於y-軸之窄的高效率範圍。因此甚至在單一處理操作期間，當維持恆定遞送脈衝能量時，單一 AOBD裝置中的已下令傳輸可能改變，且在AOBD施加上的熱負載可能顯著地改變。
特定實施例的實施樣態可能在單一路徑光學系統中實行，其中所有偏轉光束在相同光學組件集上傾斜。在單一路徑系統中，偏轉光束可能從傳播有非共線光束軸的光學路徑軸偏移，但通常各光束經由共同光學元件以相同序列在接近光學路徑軸的相同方向上傳播。非共線光束通常相關於雷射處理透鏡的入射光瞳集中，使得在場中的各靶材位置的光束定位係遠心的。如圖25所示，在入射光瞳430，各偏轉光束將沿著具有相對於透鏡軸之方位角及高度角的向量方向傳播。將形成在該陣列之聚焦平面的雷射點432、434，通常係有限繞射雷射光束光束束腰，從具有對應於方位角及徑距離之定向的透鏡軸偏移，該徑距離對應於透鏡焦距長度乘於高度角。光束定位系統可能包括可能在其他事物之間用於光束對準的各種調整器，將光束對準至處理透鏡436之入射光瞳的中央。
雖然上述實施例已依據單脈衝接線處理描述，本發明的系統也可能使用在將多脈衝施用至各接線以切斷接線的融絲系統中。圖26顯示將噴擊或二脈衝的序列440施用至各接線的系統。在此實施例中，控制器444用於導致脈衝選擇器442針對接線處理選擇脈衝444、446的群組，而非個別脈衝。在部分實施例中，雷射自身產生分隔的脈衝噴擊，其中噴擊中脈衝至脈衝分隔遠少於噴擊間的分隔。在此等實施例中，脈衝拾取器442選擇性傳送或阻擋脈 衝噴擊。其他已知實施例使用多重雷射或***並重組合脈衝以產生施用至用於處理的接線之雷射能量的各種強度設定檔。因此將理解相關於將脈衝施用至用於處理之靶材結構的此文件通篇的所有討論包括施用用於實施完全或部分靶材處理功能的脈衝序列、脈衝群組、組合脈衝、或脈衝噴擊，或任何其他照射強度設定檔。在許多實施例中，脈衝拾取器442係聲光束調變裝置，但可能係具有足夠速度及精確度的電光開關、快速引導反射鏡或任何其他種類的光學開關。
相關於高速偏轉器的使用並參考圖27，參閱先前以參考方式併入的美國專利申請案公告案號第2009/0095722號，且特別係其之圖19及包括¶0130至¶0146的隨附段落。
各傳輸RF脈衝的最小持續時間係由跨越AODB聲窗的聲傳輸時間決定。此RF脈衝持續時間對應於最短雷射脈衝重複週期及最高雷射脈衝重複頻率。針對已減少的雷射脈衝重複頻率，可將RF工作週期減少同時維持最小RF脈衝持續時間。可將上昇至雷射脈衝重複週期的延伸RF脈衝持續時間提供在所產生的脈衝間區間中，以針對給定RF脈衝增加RF功率。除了非傳輸RF脈衝外，可能將此RF脈衝持續時間延伸用於更穩定AOBD。在部分情形中，非傳輸時間轉移RF脈衝也係可能的，然而，無論何時用於序列RF脈衝的RF工作週期均難以超過50%。在某種程度上，藉由增加非傳輸RF脈衝的RF振幅並縮短非 傳輸RF持續時間，時間轉移RF脈衝可能使用少於50%的工作週期。
例如，當RF脈衝持續時間係2/3雷射重複週期時，可將100%RF振幅的額外的RF脈衝或RF脈衝延伸施用在1/3的未使用工作週期上，且加入的RF脈衝能量會對應於正常的2/3週期上的50%的RF振幅。已減少的雷射脈衝重複率可能與已減少的軌跡速度對應，且可能減緩處理以適應熱穩定，例如，當平均熱負載不夠均勻以容許最大雷射PRF的穩定。
因此根據各種實施例，本發明提供具有熱穩定聲光束偏轉器的雷射處理方法。該方法包括下列步驟：產生對應於具有雷射脈衝重複率之雷射脈衝序列的RF脈衝序列，該等RF脈衝包括用於導致該雷射脈衝序列在個別的傳輸及非傳輸方向上偏轉之在傳輸RF頻率的傳輸RF脈衝以及在非傳輸RF頻率的非傳輸RF脈衝，各RF脈衝包含RF頻率、RF振幅、以及持續時間；控制各RF脈衝，使得該RF脈衝序列提供經調變以在該聲光束偏轉器上提供平衡熱負載的調變RF驅動訊號；將該調變RF驅動訊號施用至該聲光束偏轉器；且以該聲光束偏轉器使用該調變RF驅動訊號偏轉至少一個雷射脈衝，以藉預定脈衝能量照射經選擇的靶材位置。
在其他實施例中，控制各RF脈衝的步驟更包含控制各RF脈衝的該振幅及該持續時間。在另一實施例中，各RF脈衝的該持續時間包含至少50%的工作週期在該雷射 重複率。在另一實施例中，該雷射脈衝重複率大於100KHz。在另一實施例中，各傳輸RF脈衝的該持續時間係對應於有效雷射脈衝傳輸的最小持續時間，該有效雷射脈衝傳輸包含實質100%的工作週期，藉此將該雷射脈衝重複率最大化。
在另一實施例中，該雷射脈衝重複率約300KHz。在另一實施例中，控制各RF脈衝之該持續時間的該步驟包括產生在該雷射脈衝重複率具有在50%至100%的範圍內之個別工作週期的RF脈衝，並控制非傳輸RF脈衝的該持續時間，以在該聲光束偏轉器上提供平衡熱負載。在另一實施例中，該調變驅動訊號提供實質固定的平均RF功率，以熱平衡該聲光束偏轉器。
在另一實施例中，該控制步驟更包括計時在對應雷射脈衝觸發前之序列的RF脈衝產生以解釋該聲光束偏轉器中的傳播延遲，以及調變RF脈衝振幅以在該偏轉器中同步傳播多振幅調變聲脈衝。在另一實施例中，調變RF脈衝振幅的該步驟提供具有不同之RF脈衝能量的至少2非傳輸RF脈衝，以熱穩定該聲光束偏轉器。在另一實施例中，調變RF振幅的該步驟提供具有不同之RF脈衝能量的至少2傳輸RF脈衝。
在另一實施例中，該方法更包括儲存RF功率參考值、預測施用至該聲光束偏轉器的平均RF功率、比較該預測與該參考值、以及基於該比較以判定至少一個別非傳輸RF脈衝之RF脈衝能量的該等步驟。
在另一實施例中，該方法更包括儲存用於該偏轉器的光學傳輸對偏轉器RF頻率傳輸範圍內之偏轉RF頻率的校正表值，其中該控制步驟包括基於偏轉頻率及對應儲存校正表值調變傳輸RF脈衝振幅。
在另一實施例中，該方法更包括操作雷射處理系統以相對於偏轉雷射束移動基材，以及在預定雷射脈衝能量容許度內將補償雷射脈衝能量傳遞至該基材上的經選擇靶材位置。在另一實施例中，該方法更包括當計算的聲光束偏轉器RF功率超過預定誤差容許度時，終止雷射處理。
根據另一實施例，本發明提供在聲光束偏轉器中提供熱穩定性的方法。該方法包括下列步驟：將傳輸RF脈衝提供至該聲光束偏轉器，以提供該聲光束偏轉器沿著終止於靶材基材的光學路徑導向處理的雷射脈衝；且將非傳輸RF脈衝提供至該聲光束偏轉器，以提供該聲光束偏轉器沿著未到達該靶材基材而終止的光學路徑導向非處理的雷射脈衝，其中各非傳輸RF脈衝具有經選擇以提供該聲光束偏轉器之熱穩定性的脈衝特徵。
在另一實施例中，該脈衝特徵係該非傳輸RF脈衝的振幅。在另一實施例中，該脈衝特徵係該非傳輸RF脈衝的頻率。在另一實施例中，該脈衝特徵係該非傳輸RF脈衝的脈衝寬度。
在另一實施例中，該方法更包括監視該聲光束偏轉器中的該RF功率以提供該非傳輸RF脈衝之該脈衝特徵的該步驟。在另一實施例中，該方法更包括監視該聲光束偏 轉器上的該熱負載以提供該非傳輸RF脈衝之該脈衝特徵的該步驟。在另一實施例中，該方法更包括監視該聲光束偏轉器的該溫度以提供該非傳輸RF脈衝之該脈衝特徵的該步驟。
在另一實施例中，本發明提供一種熱穩定高速雷射處理系統，用於根據雷射處理序列將雷射脈衝偏轉至雷射處理場內的經選擇靶材。該系統包括：控制器，用於執行雷射處理指令序列並用於熱穩定系統組件，該等指令包括關於該雷射處理場內之雷射脈衝位置的傳遞雷射脈衝能量指令及傳遞雷射脈衝位置指令，該控制器產生回應該等雷射處理指令的一或多個偏轉器控制訊號以熱穩定至少一系統組件；以及至少一RF訊號產生器，組態成接收偏轉器控制訊號並產生個別RF驅動訊號，各RF驅動訊號包含傳輸及非傳輸RF脈衝序列，各傳輸RF脈衝的特徵為對應於該雷射處理場內之經選擇靶材座標的預定傳輸頻率及個別預定熱負載，且各非傳輸RF脈衝的特徵為個別非傳輸頻率及個別補償熱負載，藉此各RF驅動訊號在至少一聲光調變器中提供傳輸RF脈衝及補償非傳輸RF脈衝的穩定熱負載；其中將該至少一聲光調變器組態成接收個別RF驅動訊號，並根據該雷射處理序列偏轉雷射脈衝，以藉預定雷射脈衝能量照射預定靶材座標。
在另一實施例中，各RF脈衝進一步的特徵為具有回應該偏轉器控制訊號的RF振幅。在另一實施例中，該控制器更包括用於預定針對各RF脈衝之熱負載估計的機構 。在另一實施例中，該控制器更包括基於該經選擇靶材座標及關聯之預定RF振幅校正係數，用於將已下令之脈衝能量轉換為對應的校正RF振幅的機構。
在另一實施例中，該控制器更包括基於經計算RF功率與預定值的比較，用於產生熱平衡偏轉器控制訊號的機構。在另一實施例中，該RF訊號產生器更包括RF功率放大器。在另一實施例中，該系統更包括RF纜線及與用於將RF功率從該RF功率放大器傳遞至該聲光束偏轉器之阻抗匹配組件。
在另一實施例中，該聲光溫度係穩定升溫。在另一實施例中，該穩定熱負載包含實質恆定的RF功率。在另一實施例中，該控制器包括用於改變熱負載的RF脈衝寬度調變機構。在另一實施例中，該控制器包括用於改變熱負載的RF脈衝振幅調變機構。在另一實施例中，該控制器包括經組態的FPGA。
熟悉本技術的人士將理解可能對上文揭示的實施例產生許多修改及變化而不脫離本發明之精神及範圍。
10‧‧‧脈動雷射
12‧‧‧台
14‧‧‧邏輯裝置
16‧‧‧能量控制及能量脈衝選擇系統
20‧‧‧鏈接群
30、234‧‧‧雷射
32‧‧‧第一中繼透鏡
34‧‧‧處理週期
36‧‧‧處理輸出
38‧‧‧AOM
40、48、64‧‧‧成像平面
42‧‧‧第一AOBD裝置
44、54、60‧‧‧中繼透鏡
46、52‧‧‧光束光闌
50‧‧‧第二AOBD裝置
56‧‧‧K-反射鏡
58‧‧‧中間成像平面
62‧‧‧液晶可調相位延遲器
66‧‧‧放大擴展器
68‧‧‧物鏡
70‧‧‧可調整空氣軸承
72‧‧‧工件基材
74‧‧‧機械定位系統
80‧‧‧控制程式
82‧‧‧系統控制器
84‧‧‧脈衝觸發訊號
86‧‧‧第一RF驅動器
88‧‧‧第一RF訊號
90‧‧‧第二RF驅動器
92‧‧‧第二RF訊號
100‧‧‧第一偵測器
102、106、110‧‧‧分光器
104‧‧‧第二偵測器
108‧‧‧第三偵測器
112‧‧‧傳輸偵測器
120、190、232‧‧‧AOBD裝置
122‧‧‧光束
124‧‧‧零階方向
126‧‧‧116.8微弳度
128‧‧‧145微弳度
132‧‧‧173.2微弳度
134‧‧‧225.5微弳度
140‧‧‧場尺寸
142‧‧‧場
144‧‧‧第一位置
146‧‧‧第二位置
160‧‧‧指令訊號
162‧‧‧RF回應
164‧‧‧聲回應
166‧‧‧絕對效率
168‧‧‧相對效率
170‧‧‧箭號
172a、172e、250‧‧‧雷射脈衝
192‧‧‧轉換器
194‧‧‧聲窗
196、200、202、204、206‧‧‧聲波
210‧‧‧間歇傳輸RF脈衝
212‧‧‧平均RF功率
214、216‧‧‧非傳輸脈衝
220‧‧‧控制系統
222‧‧‧第一聲波
224‧‧‧第二聲波
226‧‧‧第三聲波
228‧‧‧第四聲波
230、308、318、338、358‧‧‧RF驅動器
236‧‧‧非傳輸零階路徑
238‧‧‧光束處理路徑
240‧‧‧非傳輸補償路徑
242、252‧‧‧光闌
244、254‧‧‧光束截止器
256‧‧‧截止器位置
258‧‧‧RF頻率多工器
260‧‧‧靶材
262、432、434‧‧‧雷射點
264‧‧‧校準表
266‧‧‧已下令脈衝傳輸
268‧‧‧校正表
270、292‧‧‧處理RF振幅
272、306、314、334、354‧‧‧RF振幅多工器
274、278‧‧‧平均RF功率
276、362‧‧‧額定RF功率
280‧‧‧RF功率誤差訊號
282‧‧‧補償RF振幅常式
290‧‧‧選擇器訊號
294‧‧‧第一RF振幅多工器
296、300、324、344、382‧‧‧組合器
298‧‧‧伺服控制邏輯
302、322‧‧‧熱負載設定點
304‧‧‧限制器
310、330、350‧‧‧處理RF振幅資料
312、332、352‧‧‧補償RF振幅資料
316、336、356‧‧‧噴擊訊號
320‧‧‧評估熱負載常式
326‧‧‧熱負載誤差常式
328‧‧‧比例、積分、微分控制器
340‧‧‧預測溫度分析常式
342‧‧‧溫度設定點
346‧‧‧溫度誤差常式
348‧‧‧溫度控制器
360‧‧‧平均RF功率分析常式
364‧‧‧第一組合器
366‧‧‧-RF功率誤差常式
368‧‧‧第二組合器
370‧‧‧多頻道數位輸入配置
372、374‧‧‧多工器
376、380‧‧‧雷射發射頻道輸入
378‧‧‧邏輯OR單元
384‧‧‧RF振幅裝置
386‧‧‧補償功率輸入
388‧‧‧輸出功率訊號
390‧‧‧十字形場
392‧‧‧羅盤形場
430‧‧‧入射光瞳
436‧‧‧處理透鏡
440‧‧‧脈衝
442‧‧‧脈衝選擇器
444‧‧‧控制器
446、448‧‧‧脈衝群組
d‧‧‧特徵間隔
參考該等隨附圖式可能更加理解以下描述，其中：圖1顯示可能將本發明的熱控制系統及方法使用於其中之雷射處理系統的說明示意圖；圖2顯示說明雷射脈衝至該等接線的施用之一部分接線列的說明示意平面圖； 圖3顯示根據本發明之特定實施例的雷射處理系統之系統元件的說明示意圖；圖4顯示根據本發明之特定實施例的雷射處理系統控制架構的說明示意圖；圖5顯示根據本發明之特定實施例的雷射處理系統之元件的說明示意圖；圖6顯示根據本發明之特定實施例的聲光束偏轉器之操作的說明示意圖；圖7A顯示根據本發明的特定實施例之在工件上的處理場尺寸的說明示意圖；圖7B顯示在圖7A之處理場中的二維偏轉的說明示意圖；圖7C顯示根據本發明的特定實施例之可變場尺寸特性的說明示意圖；圖8A-8C顯示在根據本發明的特定實施例之系統中的輸入訊號以及該輸入訊號之RF及聲回應的說明示意圖；圖9A及9B顯示根據本發明的特定實施例之AOBD效率的說明圖形表示；圖10顯示根據本發明之特定實施例使用的預測處理法之時序的說明示意圖；圖11顯示根據本發明之特定實施例的系統之預測處理法的說明示意流程圖；圖12A及12B顯示在根據本發明之特定實施例的 AOBD內之脈衝傳播的說明示意圖；圖13顯示在根據本發明之特定實施例的AODB中之脈衝堆疊處理的說明示意圖；圖14顯示在不使用RF功率穩定之系統中的RF功率的說明圖形表示；圖15顯示根據本發明的特定實施例之使用傳輸及非傳輸脈衝的RF功率之說明圖形表示；圖16顯示在根據本發明的特定實施例之使用功率穩定的系統中之RF功率的說明圖形表示；圖17顯示在根據本發明之特定實施例的AODB中之動態脈衝堆疊處理的說明示意圖；圖18顯示在根據本發明之特定實施例的系統中之脈衝處理的說明示意流程圖；圖19顯示在根據本發明之特定實施例的系統中之RF振幅處理的說明示意流程圖；圖20-22顯示根據本發明的特定實施例之RF處理系統的說明示意圖；圖23顯示根據本發明之特定實施例的使用多通道數位輸入配置之AOBD功率穩定控制系統的說明示意圖；圖24A及24B顯示根據本發明的特定實施例之處理場形狀的說明示意圖；圖25顯示根據本發明的特定實施例之偏轉光束軸的說明示意圖；圖26顯示根據本發明的特定實施例之多脈衝雷射處 理系統的說明示意圖；圖27顯示根據本發明的特定實施例之在接線處理期間組態成校正相對動作的雷射處理系統的說明示意圖。
該等圖式僅為說明的目的而顯示。
30‧‧‧雷射
32‧‧‧第一中繼透鏡
34‧‧‧處理週期
36‧‧‧處理輸出
38‧‧‧AOM
40、48、64‧‧‧成像平面
42‧‧‧第一AOBD裝置
44、54、60‧‧‧中繼透鏡
46、52‧‧‧光束光闌
50‧‧‧第二AOBD裝置
56‧‧‧K-反射鏡
58‧‧‧中間成像平面
62‧‧‧液晶可調相位延遲器
66‧‧‧放大擴展器
68‧‧‧物鏡
70‧‧‧可調整空氣軸承
72‧‧‧工件基材
74‧‧‧機械定位系統

Claims (40)

  1. 一種具有熱穩定聲光束偏轉器的雷射處理方法，該方法包含下列步驟：產生對應於具有雷射脈衝重複率之雷射脈衝序列的射頻脈衝序列，該等射頻脈衝包括用於導致該雷射脈衝序列在個別的傳輸及非傳輸方向上偏轉之在傳輸射頻頻率的傳輸射頻脈衝以及在非傳輸射頻頻率的非傳輸射頻脈衝，各射頻脈衝包含射頻頻率、射頻振幅、以及持續時間；控制各射頻脈衝的振幅與持續時間，使得該射頻脈衝序列提供經調變以在該聲光束偏轉器上提供平衡熱負載的調變射頻驅動訊號；將該調變射頻驅動訊號施用至該聲光束偏轉器；且以該聲光束偏轉器使用該調變射頻驅動訊號偏轉至少一個雷射脈衝，以藉預定脈衝能量照射經選擇的靶材位置。
  2. 如申請專利範圍第1項的方法，其中該經選擇的靶材位置是在一靶材基材上，該方法更包含：利用非傳輸射頻脈衝以防止至少一雷射脈衝照射該靶材基材。
  3. 如申請專利範圍第1項的方法，其中各射頻脈衝的該持續時間包含至少50%的工作週期在該雷射重複率。
  4. 如申請專利範圍第1項的方法，其中該雷射脈衝重複率大於100KHz。
  5. 如申請專利範圍第1項的方法，其中各傳輸射頻脈衝的該持續時間係對應於有效雷射脈衝傳輸的最小持續時 間，該有效雷射脈衝傳輸包含實質100%的工作週期，藉此將該雷射脈衝重複率最大化。
  6. 如申請專利範圍第1項的方法，其中該雷射脈衝重複率約300KHz。
  7. 如申請專利範圍第2項的方法，其中控制各射頻脈衝之該持續時間的該步驟包括產生在該雷射脈衝重複率具有在50%至100%的範圍內之個別工作週期的射頻脈衝，並控制非傳輸射頻脈衝的該持續時間，以在該聲光束偏轉器上提供平衡的熱負載。
  8. 如申請專利範圍第1項的方法，其中該調變驅動訊號提供實質恆定的平均射頻功率，以熱穩定該聲光束偏轉器。
  9. 如申請專利範圍第1項的方法，其中控制各射頻脈衝更包括計時在對應雷射脈衝觸發前之序列的產生以計算該聲光束偏轉器中的傳播延遲，以及調變射頻脈衝振幅以在該聲光束偏轉器中同步傳播多振幅調變的聲脈衝。
  10. 如申請專利範圍第9項的方法，其中調變射頻脈衝振幅提供具有不同之射頻脈衝能量的至少2非傳輸射頻脈衝，以熱穩定該聲光束偏轉器。
  11. 如申請專利範圍第9項的方法，其中調變射頻振幅提供具有不同之射頻脈衝能量的至少2傳輸射頻脈衝。
  12. 如申請專利範圍第1項的方法，其中該方法更包括儲存射頻功率參考值、預測施用至該聲光束偏轉器的平均射頻功率、比較該預測與該參考值、以及基於該比較以 判定至少一個別非傳輸射頻脈衝之射頻脈衝能量的步驟。
  13. 如申請專利範圍第1項的方法，其中該方法更包括儲存用於該偏轉器的光學傳輸對偏轉器射頻頻率在傳輸範圍內之偏轉射頻頻率的校正表值之該步驟，其中控制各射頻脈衝包括基於偏轉頻率及對應儲存的校正表值調變傳輸射頻脈衝振幅。
  14. 如申請專利範圍第1項的方法，其中該方法更包括操作雷射處理系統以相對於偏轉雷射束移動基材，以及在預定的雷射脈衝能量容許度內將補償的雷射脈衝能量傳遞至該基材上經選擇的靶材位置。
  15. 如申請專利範圍第1項的方法，其中該方法更包括當計算的聲光束偏轉器射頻功率超過預定的誤差容許度時，終止雷射處理。
  16. 如前述申請專利範圍第1至15項任一項的方法，其中至該聲光束偏轉器的一些雷射脈衝之傳播與該傳輸射頻脈衝的聲光效果重合，並且其中至該聲光束偏轉器的其他雷射脈衝之傳播與該非傳輸射頻脈衝的不同聲光效果重合。
  17. 如前述申請專利範圍第1至15項任一項的方法，其中該非傳輸射頻頻率包含該聲光束偏轉器的傳輸範圍以外的頻率。
  18. 一種在聲光束偏轉器中提供熱穩定性的方法，該方法包含下列步驟：將傳輸射頻脈衝提供至該聲光束偏轉器，以提供該聲 光束偏轉器沿著終止於靶材基材的光學路徑導向處理的雷射脈衝；且將非傳輸射頻脈衝提供至該聲光束偏轉器，以提供該聲光束偏轉器沿著未到達該靶材基材而終止的光學路徑導向非處理的雷射脈衝，其中該傳輸射頻脈衝與該非傳輸射頻脈衝具有不同的頻率，且其中各非傳輸射頻脈衝具有經選擇以提供該聲光束偏轉器之熱穩定性的脈衝特徵。
  19. 如申請專利範圍第18項的方法，其中該脈衝特徵係該非傳輸射頻脈衝的振幅。
  20. 如申請專利範圍第18項的方法，其中該脈衝特徵包括該非傳輸射頻脈衝的頻率。
  21. 如申請專利範圍第18項的方法，其中該脈衝特徵包括該非傳輸射頻脈衝的脈衝寬度。
  22. 如申請專利範圍第18項的方法，其中該方法更包括監視該聲光束偏轉器中的該射頻功率以提供該非傳輸射頻脈衝之該脈衝特徵的該步驟。
  23. 如申請專利範圍第18項的方法，其中該方法更包括監視該聲光束偏轉器上的該熱負載以提供該非傳輸射頻脈衝之該脈衝特徵的該步驟。
  24. 如申請專利範圍第18項的方法，其中該方法更包括監視該聲光束偏轉器的該溫度以提供該非傳輸射頻脈衝之該脈衝特徵的該步驟。
  25. 如前述申請專利範圍第18至24項任一項的方法，其中該處理的雷射脈衝至該聲光束偏轉器的傳播與該 傳輸射頻脈衝的聲光效果重合，並且其中該非處理的雷射脈衝至該聲光束偏轉器的傳播與該非傳輸射頻脈衝的不同聲光效果重合。
  26. 如前述申請專利範圍第18至24項任一項的方法，其中該非傳輸射頻脈衝具有該聲光束偏轉器的傳輸範圍以外的頻率。
  27. 一種熱穩定高速雷射處理系統，用於根據雷射處理序列將雷射脈衝偏轉至雷射處理場內經選擇的靶材，該系統包含：控制器，用於執行雷射處理指令序列並用於熱穩定系統組件，該等指令包括關於該雷射處理場內之雷射脈衝位置的傳遞的雷射脈衝能量指令及傳遞的雷射脈衝位置指令，該控制器產生回應該等雷射處理指令的一或多個偏轉器控制訊號以熱穩定至少一系統組件；以及至少一射頻訊號產生器，組態成接收偏轉器控制訊號並產生個別射頻驅動訊號，各射頻驅動訊號包含傳輸及非傳輸射頻脈衝序列，各傳輸射頻脈衝的特徵為對應於該雷射處理場內之經選擇的靶材座標的預定的傳輸頻率及個別預定的熱負載，且各非傳輸射頻脈衝的特徵為個別非傳輸頻率及個別補償的熱負載，藉此各射頻驅動訊號在至少一聲光調變器中提供傳輸射頻脈衝及補償的非傳輸射頻脈衝的穩定的熱負載；其中將該至少一聲光調變器組態成接收個別射頻驅動訊號，並根據該雷射處理序列偏轉雷射脈衝，以預定的雷 射脈衝能量照射預定靶材座標。
  28. 如申請專利範圍第27項的系統，其中該傳輸射頻脈衝或是該非傳輸射頻脈衝各者進一步的特徵為具有回應該偏轉器控制訊號的射頻振幅。
  29. 如申請專利範圍第27項的系統，其中該控制器更包括用於預定針對該傳輸射頻脈衝或是該非傳輸射頻脈衝各者之熱負載估計的機構。
  30. 如申請專利範圍第27項的系統，其中該控制器更包括基於該經選擇的靶材座標及相關預定的射頻振幅校正係數，用於將已下令之脈衝能量轉換為對應校正的射頻振幅的機構。
  31. 如申請專利範圍第27項的系統，其中該控制器更包括基於經計算的射頻功率與預定值的比較，用於產生熱平衡偏轉器控制訊號的機構。
  32. 如申請專利範圍第27項的系統，其中該射頻訊號產生器更包括射頻功率放大器。
  33. 如申請專利範圍第27項的系統，其中該系統更包括射頻纜線及用於將射頻功率從該射頻功率放大器傳遞至該聲光調變器之阻抗匹配組件。
  34. 如申請專利範圍第27項的系統，其中該聲光調變器的溫度係穩定升溫。
  35. 如申請專利範圍第27項的系統，其中該穩定的熱負載包含實質恆定的射頻功率。
  36. 如申請專利範圍第27項的系統，其中該控制器包 括用於改變熱負載的射頻脈衝寬度調變機構。
  37. 如申請專利範圍第27項的系統，其中該控制器包括用於改變熱負載的射頻脈衝振幅調變機構。
  38. 如申請專利範圍第27項的系統，其中該控制器包括經組態的現場可程式化邏輯閘陣列。
  39. 如申請專利範圍第27至38項任一項的系統，其中至該聲光調變器的一些雷射脈衝之傳播與該傳輸射頻脈衝的聲光效果重合，並且其中至該聲光調變器的其他雷射脈衝之傳播與該非傳輸射頻脈衝的不同聲光效果重合。
  40. 一種在聲光束偏轉器中提供熱穩定性的方法，該方法包含下列步驟：將傳輸射頻脈衝提供至該聲光束偏轉器，以提供該聲光束偏轉器沿著終止於靶材基材的光學路徑導向的處理雷射脈衝；且將非傳輸射頻脈衝提供至該聲光束偏轉器，以提供該聲光束偏轉器沿著未到達該靶材基材而終止的光學路徑導向的非處理雷射脈衝，其中各非傳輸射頻脈衝具有經選擇以提供該聲光束偏轉器之熱穩定性的脈衝特徵，其中該脈衝特徵包含該非傳輸射頻脈衝的頻率。
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