TWI715138B

TWI715138B - 具有可變焦長機制的貝塞爾雷射系統

Info

Publication number: TWI715138B
Application number: TW108127836A
Authority: TW
Inventors: 洪詳竣
Original assignee: 鈦昇科技股份有限公司
Priority date: 2019-08-06
Filing date: 2019-08-06
Publication date: 2021-01-01
Also published as: TW202107787A

Abstract

本發明係關於一種具有可變焦長機制的貝塞爾雷射系統，其針對雷射發光裝置產生固定直徑之一雷射光束，透過改變雷射光束之直徑來達成變焦效果；其一，經由調整直徑模組改變該雷射光束之直徑，接著經調解相位轉換模組改變該雷射光束為漸變之放射對稱之漸變直徑，最後由聚焦鏡模組將該雷射光束對焦於工作點；另一，經調解相位轉換模組改變該雷射光束為漸變之放射對稱之漸變直徑，再經由可變曲率鏡片模組改變該雷射光束之直徑，最後由聚焦鏡模組將該雷射光束對焦於工作點；亦可將以上混合使用達成更佳的變焦效果。

Description

具有可變焦長機制的貝塞爾雷射系統

本發明係關於一種貝塞爾雷射系統，關於改變焦長來達成對加工件之雷射加工，特別利用可調整焦長的模組來快速變動焦長，進而完成對焦點遠近的控制。

近期開發針對智能電話，5G通信和物聯網等應用之先進封裝技術必然滿足以下設計要求：a)高性能；b)小型化；c)成本低；d)多功能。但是，由於以下原因，在一個晶片中實現所有系統功能存在基本難度：a)分離的功能塊之間的干擾；b)不同技術節點的設計複雜性和製程限制；c)成本考慮；因此，現行提出了與內插器垂直互連的3D IC堆疊，以實現比傳統2D封裝技術更高的性能，更低的功耗和更小的佔用面積。

目前的方法主要基於矽或塑料中介層；其中，採用矽通孔(Through-Silicon Via,TSV)製成的矽中介層可以實現所需的佈線和輸入/輸出密度，但不具成本效益；雖然，塑料中介層提供了成本有效的解決方案，但由於其較差的尺寸穩定性和與硅晶片不匹配的熱膨脹係數(Coefficient of thermal expansion,CTE)而面臨若干挑戰；也因此，玻璃其有利的材料特性，將其作為替代中介層。玻璃的熱膨脹係數(Coefficient of thermal expansion,CTE)低且與硅類似，這提供了良好的熱穩定性；此外，玻璃具有高電阻率，與硅相比，導致更低的***損耗和串擾；另，玻璃的優異機械強度提供了超薄和柔韌基板的可能性，並且玻璃具有成本效益；呈上所述，所有這些特性都表明玻璃將是一種出色的電子***材料。

儘管玻璃具有如上所述的許多優點，但仍然存在許多需要解決的玻璃的挑戰；譬如，玻璃的基本材料限制在於脆性材料並且具有非常低的導熱性；為改良玻璃中介層的性能已經做了很多努力，包括小間距無裂縫形成小直徑通孔、通過低導熱玻璃基板進行熱管理、由穿孔玻璃(Through Glass Via,TGV)可靠的金屬化具有良好的附著力。

最至關重要的是減少裂紋的形成，因為它對製品性能和可靠性有深遠的影響；而玻璃裂縫可以通過多種方式產生，例如處理和通孔形成；通常，玻璃中的裂縫經受高功率雷射燒蝕的照射以形成通孔；因此，必須深入研究了不同類型的雷射器和光束形成以減少裂縫形成。

穿孔玻璃(Through Glass Via,TGV)中對近距離和高通孔密度的要求提供了製品設計的可行性，並通過玻璃基板的低導熱性改善了熱管理；為此，它進一步提升了無裂縫通孔形成的挑戰；另外，玻璃和銅金屬化之間的熱膨脹係數(Coefficient of thermal expansion,CTE)不匹配導致界面處的高熱機械應力；這種應力可能在可靠性試驗期間引起疲勞相關的失效模式，特別是在表面裂紋存在的情況下。

此外，在金屬化期間可以在通孔中形成空隙，其受到通孔通孔的表面粗糙度和通孔的幾何形狀的影響；通過金屬層的沉積，金屬原子在一定的錐角內朝向目標表面移動，因此更難以在深溝槽處獲得金屬化的完全覆蓋。這種空洞或所謂的“nail-head”在通孔中形成金屬化會引起電流擁擠和額外的“hot spot”，據研究，這些熱機械應力會導致通孔的退化性；因此，需要一種錐形通孔，在通孔通孔處具有一定的傾斜側壁。

通常，多脈衝雷射束聚焦到物體表面或物體內部的一個點，利用雷射用於進行廣泛材料的燒蝕和表面處理；其中，在消融的開始發生在閾值注量之上，這取決於材料吸收機制和雷射參數，例如波長和脈衝持續時間；當激發時間短於材料中的熱化時間時，可能發生非熱，光化學燒蝕，其中直接電離和緻密電子空穴等離子體的形成可導致直接鍵斷裂，並且晶格***性崩解通過電子排斥(Bremsstrahlung)；材料去除伴隨著從照射區域噴射的高度定向的羽流；其中蒸汽羽流可包含固體和液體的材料簇。

一般，較短的脈衝雷射器，能量更快地施加到材料中，導致更快速的材料噴射；由雷射直接激發的材料體積在被噴射之前將能量傳遞到周圍材料的時間較少；因此，燒蝕體積由雷射器的空間輪廓和光學穿透深度更精確地限定，並且剩餘材料具有更少的殘餘能量，這減少了玻璃中裂縫的形成；然而，當使用多脈衝雷射束來燒蝕材料時，材料的表面紋理，形態和化學的累積變化可能發生，甚至可以在具有高於閾值的過剩能量的單個雷射脈衝發生，這通常被認為是由雷射照射引起的材料改變；在玻璃的製程下，這些材料改質可用於進一步的玻璃加工，例如化學蝕刻，以在玻璃中產生某些圖案或通孔。

然而，希望製作用於玻璃製程的無裂縫和精確限定的材料改質區；其，理想情況下使用超短雷射，如皮秒或毫微微秒脈衝雷射，只需一次擊發即可在整個基板上形成通道，並且熱影響體積最小，能量剛好超過閾值能量是燒蝕玻璃的最佳雷射條件；依據瑞立準則(Rayleigh criterion)，焦深(DOF)是波長的問題，而數值孔徑(numerical aperture,NA) 和束腰直徑(beam waist diameter)是相對探討問題；因此，焦深(DOF)隨著束腰直徑(beam waist diameter)(或增加的峰值強度)和數值孔徑(numerical aperture,NA)值而減小；因此，具有高數值孔徑透鏡的高斯光束傾向於將輻射聚焦成微米尺寸的光斑，並利用貝塞爾光束引入了一種更有效的方法，只需一個脈衝即可生成這樣的長通道；就此，有利的是將準貝塞爾光束雷射(Quasi-Bessel Laser Beam)用於諸如玻璃的透明材料的燒蝕應用。

準貝塞爾雷射束(Quasi-Bessel Laser Beam)的主要特徵是焦點，其不是一個點而是一個焦點線；理想的貝塞爾光束需要無限的透鏡直徑並且包含無限能量，因此是不現實的，並且可以通過截斷理想平面波來實現近似貝塞爾光束或準貝塞爾光束，從而產生有限的焦距。在實踐中，已經使用不同的方法來生成準貝塞爾光束；這些包括通過將高斯光束與軸錐透鏡聚焦以產生貝塞爾高斯光束，在凸透鏡的焦平面中放置環形孔徑並使用空間光調製器(Spatial Light Modulator,SLM)或衍射光束整形元件(Diffractive Optical Beam Shaping Element,DOE)用於在雷射束上施加相位分佈。

請參考第1圖所示，此為傳統貝塞爾雷射系統示意圖，可見一雷射發光裝置(10)產生固定直徑(Y)之一雷射光束(X)，再透過一調解相位轉換模組(20)改變該雷射光束(X)之直徑為漸放大之放射對稱，接著由一聚焦鏡模組(30)將該雷射光束(X)對焦於一工作點(Z)，其中聚焦鏡模組(30)至工作點(Z)為焦長距離W；由於傳統焦長距離W及工作點(Z)固定，因此每次使用該系統雷射加工需要針對加工件調整該雷射光束(X)對焦位置，傳統調整對焦多為更換聚焦鏡模組(30)為主，依加工角度而言耗時又無效率。

因此，為解決以上問題，本發明之主要目的係在提供一種具有可變焦長機制的貝塞爾雷射系統，以改善上述問題。

有鑑於以上問題本發明係提供一種具有可變焦長機制的貝塞爾雷射系統，利用改變雷射光束之直徑，間接影響對焦位置。

因此，本發明之主要目的係在提供一種具有可變焦長機制的貝塞爾雷射系統，搭配具改變雷射光束之直徑之模組，可於雷射加工過程動態調整雷射加工焦距。

本發明之再一目的係在提供一種具有可變焦長機制的貝塞爾雷射系統，運用多組具改變雷射光束之直徑之模組，提升改變雷射加工焦距之速度。

本發明之再一目的係在提供一種具有可變焦長機制的貝塞爾雷射系統，使用調整直徑模組內之光束縮小元件與光束放大元件，能在大範圍內調整焦距。

本發明之再一目的係在提供一種具有可變焦長機制的貝塞爾雷射系統，憑藉可變曲率鏡片模組特性，可快速在短距離內完成焦距調整。

為達成上述目的，本發明所使用的主要技術手段是採用以下技術方案來實現的。本發明為一種具有可變焦長機制的貝塞爾雷射系統，其特徵為由一雷射發光裝置產生固定直徑之一雷射光束，再經由一調整直徑模組改變該雷射光束之直徑，接著經一調解相位轉換模組改變該雷射光束為漸變之放射對稱之漸變直徑，最後由一聚焦鏡模組將該雷射光束對焦於一工作點。

為達成上述目的，本發明所使用的另一主要技術手段是採用以下技術方案來實現的。本發明為一種具有可變焦長機制的貝塞爾雷射系統，其特徵為由一雷射發光裝置產生固定直徑之一雷射光束，接著經一調解相位轉換模組改變該雷射光束為漸變之放射對稱之漸變直徑，再經由一可變曲率鏡片模組改變該雷射光束之漸變直徑，最後由一聚焦鏡模組將該雷射光束對焦於一工作點。

為達成上述目的，本發明所使用的再一主要技術手段是採用以下技術方案來實現的。本發明為一種具有可變焦長機制的貝塞爾雷射系統，其特徵為由一雷射發光裝置產生固定直徑之一雷射光束，再經由一可變曲率鏡片模組改變該雷射光束為漸變之放射對稱之漸變直徑，接著經一調解相位轉換模組改變該雷射光束之漸變直徑，最後由一聚焦鏡模組將該雷射光束對焦於一工作點。

本發明的目的及解決其技術問題還可採用以下技術措施步驟進一步實現。

前述的系統，其中調解相位轉換模組任一端，增設一可變曲率鏡片模組，調整該可變曲率鏡片模組來改變該雷射光束之直徑。

前述的系統，其中該雷射發光裝置與該調解相位轉換模組間，增設一調整直徑模組，調整該調整直徑模組來改變該雷射光束之直徑。

前述的系統，其中該調整直徑模組包含一光束縮小元件及一光束放大元件。

前述的系統，其中該光束縮小元件可將該雷射光束之直徑縮小，以將該工作點遠離該聚焦鏡模組。

前述的系統，，其中該光束放大元件可將該雷射光束之直徑放大，以將該工作點拉近該聚焦鏡模組。

相較於習知技術，本發明具有功效在於：(1)搭配具改變雷射光束之直徑之模組，可於雷射加工過程動態調整雷射加工焦距；(2)運用多組具改變雷射光束之直徑之模組，提升改變雷射加工焦距之速度；(3)使用調整直徑模組內之光束縮小元件與光束放大元件，能在大範圍內調整焦距；(4)憑藉可變曲率鏡片模組特性，可快速在短距離內完成焦距調整。

10‧‧‧雷射發光裝置

20‧‧‧調解相位轉換模組

30‧‧‧聚焦鏡模組

A‧‧‧調整直徑模組

B‧‧‧可變曲率鏡片模組

W1‧‧‧焦長距離

W2‧‧‧焦長距離

W3‧‧‧焦長距離

W4‧‧‧焦長距離

W5‧‧‧焦長距離

W6‧‧‧焦長距離

W7‧‧‧焦長距離

W8‧‧‧焦長距離

W9‧‧‧焦長距離

X‧‧‧雷射光束

Y‧‧‧直徑

Y1‧‧‧直徑

Y1’‧‧‧直徑

Y2‧‧‧漸變直徑

Y2’‧‧‧漸變直徑

Y21‧‧‧漸變直徑

Y21’‧‧‧漸變直徑

Y22‧‧‧漸變直徑

Y22’‧‧‧漸變直徑

Y3‧‧‧漸變直徑

Y4‧‧‧漸變直徑

Y5‧‧‧漸變直徑

Y5’‧‧‧漸變直徑

Y5”‧‧‧漸變直徑

Y6‧‧‧漸變直徑

Z‧‧‧工作點

第1圖：為本發明之先前技術之示意圖；第2a圖：為本發明之第一實施型態之第一示意圖；第2b圖：為本發明之第一實施型態之第二示意圖；第3a圖：為本發明之第二實施型態之第一示意圖；第3b圖：為本發明之第二實施型態之第二示意圖；第4a圖：為本發明之第二實施型態之第三示意圖；第4b圖：為本發明之第二實施型態之第四示意圖；第5圖：為本發明之調整直徑模組之示意圖；第6a圖：為本發明之第三實施型態之第一示意圖；第6b圖：為本發明之第三實施型態之第二示意圖；第7圖：為本發明之第四實施型態之示意圖

為了讓本發明之目的、特徵與功效更明顯易懂，以下特別列舉本發明之最佳實施型態：首先，請參閱第2a及2b圖所示之第一實施型態，本發明為一種具有可變焦長機制的貝塞爾雷射系統，其包含一雷射發光裝置(10)、一調整直徑模組(A)、一調解相位轉換模組(20)及一聚焦鏡模組(30)。

具體而言，該雷射發光裝置(10)係為雷射發射裝置，其作用為如第2a圖表示產生固定直徑(Y)之一雷射光束(X)，而雷射光束(X)加工是利用雷射光的高強度、高平行度的特徵以聚焦鏡等光學裝置將之聚為功率密度達103~109瓦/平方公分的光點後，在工件的表面產生局部的加熱熔化、氣化等熱效應而達到加工的目的。由於從光能轉換成熱能的時間非常短，加上功率密度相當高，在單位時間、單位面積內提供極高的光能，使得材料的表面在瞬間內便可獲得大量的熱能，此種使材料表面升溫的速度一般可達每秒數千度，在雷射加工的過程極容易發生『液體/氣體』或『固體/氣體』的混合模式；再，調整直徑模組(A)功效為改變雷射光束(X)原本的固定直徑(Y)，如第2a圖呈現當雷射光束(X)通過該調整直徑模組(A)後固定直徑(Y)被縮小為直徑(Y1)，或如第2b圖呈現當雷射光束(X)通過該調整直徑模組(A)後固定直徑(Y)被放大為直徑(Y1’)；另，調解相位轉換模組(20)可為如錐形透鏡(AXICON)、適當程式化之繞射光學元件(Diffraction Optical Element,DOE)或空間光調變器(Spatial Light Modulator,SLM)等等，調解相位轉換模組(20)主要功效為將平行光束轉換為貝塞爾光束(Bessel Beam)，其中列舉當雷射光束(X)透過錐形透鏡(AXICON)，所形成的光環直徑也將增大，而光環的厚度保持不變，該光束具有貝塞爾光束(Bessel Beam)的特性，沿雷射光束(X)傳播方向的分佈不會發生改變；該聚焦鏡模組(30)主要作用為將雷射在整個工件之加工位置形成聚焦。

接著，見第5圖所示，該調整直徑模組(A)包含一光束縮小元件(A1)及一光束放大元件(A2)；其中，該光束縮小元件(A1)可將該雷射光束(X)之直徑(Y)縮小，該光束縮小元件(A1)係為雷射縮束器，以將該工作點(Z)遠離該聚焦鏡模組(30)；該光束放大元件(A2)可將該雷射光束(X)之直徑(Y)放大，該光束放大元件(A2)係為雷射擴束器，以將該工作點(Z)拉近該聚焦鏡模組(30)；具體來說，從雷射發光裝置(10)發出的雷射光束(X)具有一定的發散角，對於雷射加工來說，只有通過雷射縮束/擴束器的調節使鐳射光束變為平行光束，才能利用聚焦鏡獲得細小的高功率密度光斑，且通過擴束鏡能改變光束直徑以便用於不同的光學儀器設備。

呈上所述，請參閱第2a圖表示，由一雷射發光裝置(10)產生趨近固定直徑(Y)之一雷射光束(X)，再經由一調整直徑模組(A)改變該雷射光束(X)之直徑(Y1)，接著經一調解相位轉換模組(20)改變該雷射光束(X)為漸變之放射對稱之漸變直徑(Y2)，最後由一聚焦鏡模組(30)將該雷射光束(X)對焦於一工作點(Z)。

詳細而言，在第2a圖中所呈現為透過調整直徑模組(A)將雷射光束(X)之固定直徑(Y)縮小為直徑(Y1)，再經由調解相位轉換模組(20)將雷射光束(X)之直徑(Y1)變更為漸變直徑(Y2)，漸變直徑(Y2)係指具有貝塞爾光束(Bessel Beam)特性之放射對稱之漸變直徑；相對於第1圖所示之傳統雷射系統，可發現焦長距離由焦長距離(W)變為焦長距離(W1)，工作點(Z)變的離該聚焦鏡模組(30)較為遠。

接續以上，請參閱第2b圖表示，由一雷射發光裝置(10)產生固定直徑(Y)之一雷射光束(X)，再經由一調整直徑模組(A)改變該雷射光束(X)之直徑(Y1’)，接著經一調解相位轉換模組(20)改變該雷射光束(X)為漸變之放射對稱之漸變直徑(Y2’)，最後由一聚焦鏡模組(30)將該雷射光束(X)對焦於一工作點(Z)。

詳細而言，在第2b圖中所呈現為透過調整直徑模組(A)將雷射光束(X)之固定直徑(Y)放大為直徑(Y1’)，再經由調解相位轉換模組(20)將雷射光束(X)之直徑(Y1’)變更為漸變直徑(Y2’)，漸變直徑(Y2’)係指具有貝塞爾光束(Bessel Beam)特性之放射對稱之漸變直徑；相對於第1圖所示之傳統雷射系統，可發現焦長距離由焦長距離(W)變為焦長距離(W2)，使工作點(Z)變的離該聚焦鏡模組(30)較為近。

請參考第3a、3b、3c、3d圖所示，為本發明一種具有可變焦長機制的貝塞爾雷射系統之第二實施型態，在第一實施型態與第1、2a、2b圖中已說明的特徵與第3a、3b、3c、3d圖相同者，於第3a、3b、3c、3d圖的符號標示或省略不再贅述。第二實施型態與第一實施型態的主要差異在於將該調解相位轉換模組(20)與該聚焦鏡模組(30)間，增設一可變曲率鏡片模組(B)。

具體而言，可變曲率鏡片模組(B)係為可輕微調整透過光束之變焦，能通過水壓或者氣壓方式控制鏡片曲率，因此擁有較高速變化的特性。

首先，參考第3a圖所示，由一雷射發光裝置(10)產生趨近固定直徑(Y)之一雷射光束(X)，再經由一調整直徑模組(A)改變該雷射光束(X)之直徑(Y1)，接著經一調解相位轉換模組(20)改變該雷射光束(X)為漸變之放射對稱之漸變直徑(Y2)，再由一可變曲率鏡片模組(B)改變該雷射光束(X)為漸變之放射對稱之漸變直徑(Y21)，最後由一聚焦鏡模組(30)將該雷射光束(X)對焦於一工作點(Z)。

詳細而言，在第3a圖中所呈現為透過調整直徑模組(A)將雷射光束(X)之固定直徑(Y)縮小為直徑(Y1)，再經由調解相位轉換模組(20)將雷射光束(X)之直徑(Y1)變更為漸變直徑(Y2)，接著可變曲率鏡片模組(B)將雷射光束(X)之直徑(Y2)縮小變更為漸變直徑(Y21)，漸變直徑(Y21)係指具有貝塞爾光束(Bessel Beam)特性之放射對稱之漸變直徑；相對於第2a圖所示之雷射系統，可發現焦長距離由焦長距離(W1)變為焦長距離(W5)，使工作點(Z)變的離該聚焦鏡模組(30)較為稍微遠。

又，參考第3b圖所示，由一雷射發光裝置(10)產生趨近固定直徑(Y)之一雷射光束(X)，再經由一調整直徑模組(A)改變該雷射光束(X)之直徑(Y1)，接著經一調解相位轉換模組(20)改變該雷射光束(X)為漸變之放射對稱之漸變直徑(Y2)，再由一可變曲率鏡片模組(B)改變該雷射光束(X)為漸變之放射對稱之漸變直徑(Y21’)，最後由一聚焦鏡模組(30)將該雷射光束(X)對焦於一工作點(Z)。

詳細而言，在第3b圖中所呈現為透過調整直徑模組(A)將雷射光束(X)之固定直徑(Y)縮小為直徑(Y1)，再經由調解相位轉換模組(20)將雷射光束(X)之直徑(Y1)變更為漸變直徑(Y2)，接著可變曲率鏡片模組(B)將雷射光束(X)之直徑(Y2)放大變更為漸變直徑(Y21’)，漸變直徑(Y21’)係指具有貝塞爾光束(Bessel Beam)特性之放射對稱之漸變直徑；相對於第2a圖所示之雷射系統，可發現焦長距離由焦長距離(W1)變為焦長距離(W6)，使工作點(Z)變的離該聚焦鏡模組(30)較為稍微近。

再，請參閱第4a圖表示，由一雷射發光裝置(10)產生固定直徑(Y)之一雷射光束(X)，再經由一調整直徑模組(A)改變該雷射光束(X)之直徑(Y1’)，接著經一調解相位轉換模組(20)改變該雷射光束(X)為漸變之放射對稱之漸變直徑(Y2’)，再由一可變曲率鏡片模組(B)改變該雷射光束(X)為漸變之放射對稱之漸變直徑(Y22)，最後由一聚焦鏡模組(30)將該雷射光束(X)對焦於一工作點(Z)。

詳細而言，在第4a圖中所呈現為透過調整直徑模組(A)將雷射光束(X)之固定直徑(Y)放大為直徑(Y1’)，再經由調解相位轉換模組(20)將雷射光束(X)之直徑(Y1’)變更為漸變直徑(Y2’)，接著可變曲率鏡片模組(B)將雷射光束(X)之直徑(Y2’)縮小變更為漸變直徑(Y22)，漸變直徑(Y22)係指具有貝塞爾光束(Bessel Beam)特性之放射對稱之漸變直徑；相對於第2b圖所示之雷射系統，可發現焦長距離由焦長距離(W2)變為焦長距離(W3)，使工作點(Z)變的離該聚焦鏡模組(30)稍微遠。

最後，請參閱第4b圖表示，由一雷射發光裝置(10)產生固定直徑(Y)之一雷射光束(X)，再經由一調整直徑模組(A)改變該雷射光束(X)之直徑(Y1’)，接著經一調解相位轉換模組(20)改變該雷射光束(X)為漸變之放射對稱之漸變直徑(Y2’)，再由一可變曲率鏡片模組(B)改變該雷射光束(X)為漸變之放射對稱之漸變直徑(Y22’)，最後由一聚焦鏡模組(30)將該雷射光束(X)對焦於一工作點(Z)。

詳細而言，在第4b圖中所呈現為透過調整直徑模組(A)將雷射光束(X)之固定直徑(Y)放大為直徑(Y1’)，再經由調解相位轉換模組(20)將雷射光束(X)之直徑(Y1’)變更為漸變直徑(Y2’)，接著可變曲率鏡片模組(B)將雷射光束(X)之直徑(Y2’)放大變更為漸變直徑(Y22’)，漸變直徑(Y22’)係指具有貝塞爾光束(Bessel Beam)特性之放射對稱之漸變直徑；相對於第2b圖所示之雷射系統，可發現焦長距離由焦長距離(W2)變為焦長距離(W4)，使工作點(Z)變的離該聚焦鏡模組(30)稍微近。

請參考第6a、6b圖所示，為本發明一種具有可變焦長機制的貝塞爾雷射系統之第三實施型態，在第一及二實施型態與其他圖中已說明的特徵與第6a、6b圖相同者，於第6a、6b圖的符號標示或省略不再贅述。第二實施型態與第一實施型態的主要差異在於，移除調整直徑模組(A)，並將該調解相位轉換模組(20)任一端，增設一可變曲率鏡片模組(B)。

首先，請參閱第6a圖表示，由一雷射發光裝置(10)產生固定直徑(Y)之一雷射光束(X)，接著經一調解相位轉換模組(20)改變該雷射光束(X)為漸變之放射對稱之漸變直徑(Y3)，再由一可變曲率鏡片模組(B)改變該雷射光束(X)為漸變之放射對稱之漸變直徑(Y4)，最後由一聚焦鏡模組(30)將該雷射光束(X)對焦於一工作點(Z)。

詳細而言，在第6a圖中所呈現為經由調解相位轉換模組(20)將雷射光束(X)之直徑(Y)變更為漸變直徑(Y3)，接著可變曲率鏡片模組(B)將雷射光束(X)之直徑(Y3)放大變更為漸變直徑(Y4)，漸變直徑(Y4)係指具有貝塞爾光束(Bessel Beam)特性之放射對稱之漸變直徑；相對於第1圖所示之傳統雷射系統，可發現焦長距離由焦長距離(W)變為焦長距離(W7)，使工作點(Z)變的離該聚焦鏡模組(30)稍微近。

另，請參閱第6b圖表示，由一雷射發光裝置(10)產生固定直徑(Y)之一雷射光束(X)，再由一可變曲率鏡片模組(B)改變該雷射光束(X)為漸變之放射對稱之漸變直徑(Y5)，接著經一調解相位轉換模組(20)改變該雷射光束(X)為漸變之放射對稱之漸變直徑(Y6)，最後由一聚焦鏡模組(30)將該雷射光束(X)對焦於一工作點(Z)。

詳細而言，在第6b圖中所呈現為經由可變曲率鏡片模組(B)將雷射光束(X)之直徑(Y)放大變更為漸變直徑(Y5)，接著調解相位轉換模組(20)將雷射光束(X)之直徑(Y5)變更為漸變直徑(Y6)，漸變直徑(Y6)係指具有貝塞爾光束(Bessel Beam)特性之放射對稱之漸變直徑；相對於第1圖所示之傳統雷射系統，可發現焦長距離由焦長距離(W)變為焦長距離(W7)，使工作點(Z)變的離該聚焦鏡模組(30)稍微近。

請參考第7圖所示，為本發明一種具有可變焦長機制的貝塞爾雷射系統之第四實施型態，在第一、二及三實施型態與其他圖中已說明的特徵與第7圖相同者，於第7圖的符號標示或省略不再贅述。第四實施型態與第一實施型態的主要差異在於將該雷射發光裝置(10)與該調解相位轉換模組(20)間，增設一可變曲率鏡片模組(B)。

參閱第7圖所示，由一雷射發光裝置(10)產生趨近固定直徑(Y)之一雷射光束(X)，再由一可變曲率鏡片模組(B)改變該雷射光束(X)為漸變之放射對稱之漸變直徑(Y5)，再經由一調整直徑模組(A)改變該雷射光束(X)之直徑(Y5’)，接著經一調解相位轉換模組(20)改變該雷射光束(X)為漸變之放射對稱之漸變直徑(Y5”)，最後由一聚焦鏡模組(30)將該雷射光束(X)對焦於一工作點(Z)。

詳細而言，在第7圖中所呈現為透過可變曲率鏡片模組(B)將雷射光束(X)之直徑(Y)縮小變更為漸變直徑(Y5)，調整直徑模組(A)將雷射光束(X)之固定直徑(Y5)縮小為直徑(Y5’)，再經由調解相位轉換模組(20)將雷射光束(X)之直徑(Y5’)變更為漸變直徑(Y5”)，接著，漸變直徑(Y5”)係指具有貝塞爾光束(Bessel Beam)特性之放射對稱之漸變直徑；相對於第2a圖所示之雷射系統，可發現焦長距離由焦長距離(W1)變為焦長距離(W9)，使工作點(Z)變的離該聚焦鏡模組(30)較為稍微遠。

因此本發明之功效有別於傳統雷射系統，此於貝塞爾光束應用當中實屬首創，符合發明專利要件，爰依法俱文提出申請。

惟，需再次重申，以上所述者僅為本發明之較佳實施型態，舉凡應用本發明說明書、申請專利範圍或圖式所為之等效變化，仍屬本發明所保護之技術範疇，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。