專利名稱：短脈沖激光系統(tǒng)最小脈沖寬度決定方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于一短脈沖激光系統(tǒng)，且更特別地是關(guān)于一種用于決定一短脈沖激光系統(tǒng)中一脈沖激光束的最小脈沖寬度。
背景技術(shù)：
超快激光產(chǎn)生強(qiáng)激光脈沖的持續(xù)期間約自10-11秒(10微微秒)至10-14秒(10飛秒(femtoseconds))。超快激光有許多不同的潛在應(yīng)用被發(fā)展與執(zhí)行于醫(yī)學(xué)、化學(xué)與通訊。這些激光對于在許多材質(zhì)中碾磨與鉆孔，亦為有用的工具?？椎某叽缧≈翑?shù)微米，甚至是次微米，皆可被輕易鉆孔?？稍谟驳牟馁|(zhì)中鉆出高的寬高比(aspect ratio)孔洞，例如在渦輪機(jī)刀片的冷卻通道、噴墨打印機(jī)的噴嘴或是印刷電路板的鉆孔。
在許多快速與超速的激光應(yīng)用中，光學(xué)平行處理已被用為特定圖案的激光鉆孔，且通常其應(yīng)用是使用包含圖案(通常是放大)的照幕的投影影像，或是光束分束器，例如繞射光學(xué)組件。為了使得大量生產(chǎn)技術(shù)可增加最終產(chǎn)品中的處理與快速產(chǎn)生客制化幾何圖形，需要光學(xué)平行處理。這些幾何圖形通常是需要鉆出特定圖案的多重小孔洞，在工作對象(被激光鉆孔的材質(zhì))與工作對象間其必須是正確的、一致性的且具重復(fù)性。
使用光束分束器的平行處理通常具有的優(yōu)點(diǎn)是為對于照幕投影影像，其具有高度的光利用頻率與更高的鉆孔速度。然而，在超短波激光的處理應(yīng)用中，使用繞射光學(xué)組件有特定的挑戰(zhàn)。相較于長脈沖，高短波激光脈沖具有更大的光學(xué)帶寬，亦即其包含許多波長組件，且該繞射光學(xué)組件是具有光學(xué)分散性，亦即不同的繞射波長是被散布在不同方向。需要了解的是在超短波激光處理中使用繞射光學(xué)組件的行為與限制，以選擇正確的激光用于該平行處理系統(tǒng)。
所以，估計年收入百萬元的市場，發(fā)展制造更正確且更有效率激光微機(jī)器工具的公司，將有助于在激光微機(jī)械工業(yè)的許多應(yīng)用中，功能優(yōu)化與生產(chǎn)成本的最小化。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明，提供一種用于在短脈沖激光系統(tǒng)中決定脈沖激光束的最小脈沖寬度的方法，因而該最小脈沖寬度有助于通過一繞射光學(xué)組件的該脈沖激光束的繞射分布。該方法包含決定在一工作對象表面中剝離的尺寸數(shù)據(jù)；決定一脈沖激光束的操作波長；決定入射在工作對象上的光束的點(diǎn)尺寸數(shù)據(jù)；決定入射光束的該點(diǎn)尺寸的公差數(shù)據(jù)；以及基于該剝離的尺寸數(shù)據(jù)、該激光束的該操作波長、該激光束的該點(diǎn)尺寸數(shù)據(jù)以及該點(diǎn)尺寸的該公差數(shù)據(jù)，以決定該脈沖激光束的最小脈沖寬度。
本發(fā)明的其它應(yīng)用領(lǐng)域可由以下詳細(xì)說明推知?？梢灾赖氖且韵碌脑敿?xì)說明與特定范例是為本發(fā)明的較佳實施例，其是用以說明本發(fā)明，但并不影響本發(fā)明的范圍。


圖1是說明一短脈沖激光系統(tǒng)中多激光束的光學(xué)路徑。
圖2是說明兩光學(xué)脈沖的激光束強(qiáng)度光譜。
圖3是說明一繞射光學(xué)組件的周期相位結(jié)構(gòu)。
圖4是一流程圖，其是根據(jù)本發(fā)明，說明一種用于決定一脈沖激光最小脈沖寬度的方法。
圖5是一概示圖，其是說明一噴墨打印機(jī)的主要組件。
圖6是一橫切側(cè)視圖，其是說明一實施例中的噴墨頭。
具體實施例方式
一般而言，本發(fā)明是關(guān)于一種用于決定短脈沖激光系統(tǒng)的最小脈沖寬度。該最小脈沖寬度可被用以控制且/或最小化光譜散布，因而更有效地進(jìn)行短脈沖激光鉆孔。雖然以下是舉例說明使用微微秒(picosecond)激光特別應(yīng)用于激光噴墨打印機(jī)的鉆孔，但是可以了解的是本發(fā)明可廣泛應(yīng)用于短脈沖激光應(yīng)用。
圖1是提供一短脈沖激光系統(tǒng)的部分圖式100，其包含以下組件一繞射光學(xué)組件105、；入射瞳110、一掃描透鏡115、一聚焦面120、數(shù)道射線125a-f，其形成繞射角θ1與θ2、一光學(xué)輸入130、一光學(xué)軸132，以及一工作對象135。距離X與F亦如圖1中所示。
繞射光學(xué)組件105較佳是為一光束分束器，其可用于在噴墨噴嘴工作對象材質(zhì)上鉆出數(shù)個孔洞。在本案的應(yīng)用中，一微微秒激光系統(tǒng)，其是相對低的激光，是使用習(xí)知的短脈沖激光技術(shù)，沿著光學(xué)軸132產(chǎn)生光學(xué)輸入130。光學(xué)輸入130是通過繞射光學(xué)組件105，且在入射瞳110的點(diǎn)上被分為數(shù)個光束125。當(dāng)射線125a與射線125d、射線125b與射線125e，以及射線125c與射線125f通過掃描透鏡115時，分別形成繞射角θ1與θ2。
掃描透鏡(亦為已知的f-theta透鏡)115可為遠(yuǎn)心掃描透鏡，其是以聚焦面120保持射線125a至125f所需的垂直性，且其在激光技術(shù)中是為習(xí)知。掃描透鏡且特別是遠(yuǎn)心透鏡是可自市面上購買，包含羅敦斯得(Rodenstock)精密光學(xué)以及特殊光學(xué)(Special Optics)。特殊光學(xué)(Special Optics)的此種掃描透鏡具有以下規(guī)格波長1.053微米、焦距長度100毫米、入射瞳直徑15毫米以及掃描場30毫米。
聚焦面230的位置是在射線125a至125f通過掃描透鏡115后所聚焦的處，且是為定位工作對象135的最佳位置。F是為掃描透鏡的焦距長度，且是如下所述。X是為光學(xué)軸132與光束遇到聚焦面120的最高點(diǎn)之間的距離，且是如下所述。
在操作中，光學(xué)輸入130是由短脈沖(微微秒)激光所產(chǎn)生。入射光束130是沿著光學(xué)軸132入射至繞射光學(xué)組件105，其是定位在該掃描透鏡115的入射瞳110，且根據(jù)特定的應(yīng)用被分為所需要的圖案，例如光束的圖案可組成配置于8×48數(shù)組的304光束。為簡單說明，圖1是限于說明僅有兩光束131a與131b。每一光束至少是由包含中心射線與兩邊緣射線所定義。例如，光束131是由中心射線125b與兩邊緣射線125a與125c所定義。在平行處理激光鉆孔的特定應(yīng)用中，重要的是每一光束的中心射線是以正確的角度落在該工作對象135上，以鉆出平行的孔洞且仍保持繞射光學(xué)組件105所建立的圖案。遠(yuǎn)心掃描鏡115是以聚焦面120保持中心射線125b、125e所需要的垂直性，其中光束125a-f是根據(jù)繞射光學(xué)組件105所建立的圖案，在工作對象135上鉆孔。
圖2是說明光束強(qiáng)度I作為第一光學(xué)脈沖305與第二光學(xué)脈沖310的波長λ函數(shù)。該中心波長λ0是與兩脈沖相同。由于時間與帶寬(特別是ΔT*Δν＞＝常數(shù))之間的數(shù)學(xué)關(guān)系，窄帶寬Δλ是代表時間中的寬脈沖，以及寬的帶寬Δλ是代表時間中的窄脈沖。此關(guān)系在該技藝中是為廣為人知，且可藉由Fourier轉(zhuǎn)形計算所顯示。對于具有時間高斯形狀的脈沖，該光譜亦具有高斯形狀。在此范例中，脈沖寬度與帶寬的最小產(chǎn)物是為ΔT×Δν＝0.44 (1)或是，若我們使用光頻率與波長之間的關(guān)系式λ·ν＝c(2)則ΔT×Δλ＝0.44×λ2/c (3)其中c是為光速。例如，對于激光操作λ＝1微米，以及脈沖寬度ΔT＝0.1ps(微微秒)＝1×10-13秒，該最小帶寬Δλ是為Δλmin＝0.44×λ2/(c×ΔT) (4)＝0.44×(1×10-6)2/(3×108×1×10-13)＝1.5×10-8m＝15nm另一方面，若ΔT＝10ps＝1×10-11秒，則該最小帶寬Δλ變成Δλmin＝0.44×λ2/(c×ΔT) (5)＝0.44×(1×10-6)2/(3×108×1×10-11)＝1.5×10-10m＝0.15nm較佳為短時間脈沖，因為其最小化過多的熱效應(yīng)，其是造成畸形或扭曲的孔洞形狀；然而，由這個時間-帶寬的關(guān)系式中可知，激光脈沖的期間越短，則帶寬越大，所以所給定的脈沖光譜分散越大。
圖3是說明具有四個周期的繞射光學(xué)組件105的周期相位結(jié)構(gòu)。在圖3中，所示的水平軸為距離，而垂直軸是為實際繞射光學(xué)組件中的相位(或是表面釋放結(jié)構(gòu)的高度)。該周期D是決定最小的繞射角，所有的繞射角度是為整數(shù)倍。在一周期中特定的相位結(jié)構(gòu)是決定該繞射光學(xué)組件的性質(zhì)，例如光束圖案、繞射效率與一致性。
該周期性繞射組件是一繞射光柵，且遵守繞射光柵的定律。繞射光學(xué)組件所指定的不同繞射角是為以下繞射方程式θ≈sinθ＝mλ/D (6)其中m為繞射程度、λ為波長且D為光柵周期。該繞射方程式是說明該繞射光學(xué)組件是為分散的對于相同繞射程度m，該繞射角度θ是波長λ的線性函數(shù)。
根據(jù)方程式(1)在繞射光學(xué)組件105的后，入射光束130是繞射至多重光束中(不同繞射程度m)。這些光束是藉由f-θ掃描透鏡而聚焦在透鏡的聚焦面上不同繞射角度θ的不同側(cè)面位置x。x與q之間的關(guān)系為x＝f×θ (7)結(jié)合方程式(6)與(7)x＝f×θ＝f·(m/D)λ (8)自方程式(8)，我們可知側(cè)面聚焦位置是為任何給定的繞射程度m的波長線性函數(shù)。方程式(8)亦說明對于具有光譜帶寬Δλ的短脈沖激光束，該聚焦分散與λ成比例Δx＝f(m/D)Δλ (9)＝(f·(m/D)λ)×Δλ/λ＝xΔλ/λ方程式(9)是說明聚焦分散是等于該激光脈沖Δλ/λ的側(cè)面聚焦位置x與該繞射帶寬的產(chǎn)物。若在零級m＝0時(沒有分散)，對于該鉆孔系統(tǒng)的激光聚焦點(diǎn)尺寸的Δx不可忽略時，該聚焦分散Δx可明顯破壞聚焦。這形成后續(xù)分析的基礎(chǔ)。
一旦知道在短脈沖激光系統(tǒng)中較高級的繞射光學(xué)組件105與遠(yuǎn)心掃瞄透鏡115的結(jié)合如何造成光譜分散與負(fù)面影響工作對象135的鉆孔時，則該激光系統(tǒng)的知識及與繞射角相關(guān)的已知方程式，例如繞射角θ1與θ2、中心波長λ0以及帶寬Δλ的改變、繞光學(xué)組件周期D以及圖案尺寸，是提供足夠的信息以計算最小的脈沖寬度，其仍滿足最終激光鉆孔產(chǎn)品的客制化規(guī)格。
根據(jù)本發(fā)明，圖4是說明一實施方法400，決定一短脈沖激光系統(tǒng)的脈沖寬度。該方法一般所包含的步驟為獲得該工作對象410的規(guī)格、決定激光點(diǎn)尺寸420、決定激光點(diǎn)尺寸公差度430，以及決定最小的脈沖寬度440。
首先，在步驟410藉由激光平行鉆孔獲得所制造的工作對象的規(guī)格。在此步驟中，一操作者、技術(shù)人員或是自動工具是獲得關(guān)于被鉆孔圖案的所完成的工作對象135的物理規(guī)格。一般是由產(chǎn)品設(shè)計者將規(guī)格給該操作者。在本發(fā)明中，重要的規(guī)格是為被鉆孔的孔洞尺寸、孔洞尺寸變化的公差度以及該工作對象上的整個圖案尺寸。在一實施例中，被鉆的孔洞直徑是為20微米，其公差規(guī)格為20微米+/-1微米，絕對與標(biāo)準(zhǔn)偏差為σ＝0.5微米，且是在15毫米橫切面上平行鉆出孔洞。
接著，在步驟420計算該激光點(diǎn)尺寸。在此步驟中，該操作者、技術(shù)人員或是自動工具是根據(jù)工作對象規(guī)格、特定光學(xué)路徑與影響該路徑的光學(xué)組件，以決定激光點(diǎn)尺寸。這通常是藉由結(jié)合計算與實驗決定而完成。在一實施例中，被鉆出的孔洞直徑是為20微米。首先決定該激光點(diǎn)尺寸，其必須小于或等于20微米。通過實驗，決定一點(diǎn)尺寸直徑為d＝10微米，藉由鉆孔機(jī)規(guī)則系統(tǒng)鉆出20微米的孔洞。
同樣地在步驟430決定激光點(diǎn)尺寸的公差度。在此步驟中，操作者、技術(shù)人員或是自動工具是結(jié)合步驟410中所獲得的規(guī)格與步驟420中所決定的點(diǎn)尺寸，以決定該點(diǎn)尺寸中可被接受的公差度與誤差，其可鉆出符合孔洞尺寸公差度的孔洞。對于固定的脈沖能量與鉆孔運(yùn)算，該孔洞尺寸是取決于激光點(diǎn)尺寸。使用本發(fā)明所討論的平行鉆孔系統(tǒng)，該激光點(diǎn)尺寸改變通過該工作對象圖案，如步驟410所決定者。所以，該操作者必須決定該鉆孔的孔洞尺寸變化成為激光點(diǎn)尺寸變化的函數(shù)。這是通過計算或是實驗而完成。在上述的實施例中，決定可被接受的給定的圖案尺寸20微米與激光點(diǎn)尺寸10微米、公差度加或減0.5微米，這表示該激光點(diǎn)尺寸可在9.5與10.5微米之間變化。
最后，在步驟440決定最小脈沖寬度。在此步驟中，一操作者、技術(shù)人員或是自動工具，是決定該激光鉆孔系統(tǒng)的最小脈沖寬寬度，其可達(dá)到步驟410中所獲得的規(guī)格。此步驟是基于上述方程式(1)-(7)。特別地，如下所述得到單一方程式以決定最小脈沖寬度。為清楚說明，用于下列方程式的變量是被定義如下λ＝波長、ν＝頻率、c＝光速，3×108公尺/秒、ΔT＝脈沖寬度、λ0＝中心操作波長、Δλ＝帶寬、d0＝點(diǎn)尺寸直徑、Δd＝點(diǎn)尺寸公差度，以及Xmax＝圖案尺寸(約為被鉆孔圖案的半徑)。
以下分析是使用方程式(1)以及其均等方程式(3)的假設(shè)。此假設(shè)是取決于脈沖的光譜純度。所以，假設(shè)激光脈沖的暫時形狀為高斯圖形。這對熟知此技藝人士而言是很清楚的，該激光脈沖的光譜純度必須于一給定的激光系統(tǒng)測試，以確保計算的正確性。
首先，方程式(3)解出脈沖寬度Δτ如下Δτ=0.44×λc(λΔλ)---(10)]]>一旦已經(jīng)決定Δτ的關(guān)系，則可建立個別的方程式，以與點(diǎn)尺寸d、公差度Δd與帶寬以及中心波長，以考量該繞射光學(xué)組件的分散性。
請參閱圖1，一校準(zhǔn)的入射光束130是穿透繞射光學(xué)組件105，自該繞射光學(xué)組件所出現(xiàn)的繞射光束之一，是藉由掃描透鏡115而被聚焦在該掃描透鏡的聚焦平面的側(cè)面位置x。若該入射光束130具有一帶寬Δλ＝0，亦即真的單色光，則該繞射具有最小的聚焦點(diǎn)尺寸，其是在無光譜分散下由該光學(xué)光束傳送系統(tǒng)所決定，在我們的例子中，d0＝10微米。相反地，若若是入射光束130的帶寬不是零，則必須考慮該繞射光學(xué)組件的分散的聚焦點(diǎn)，根據(jù)方程式(6)，在x附近有一聚焦位置Δx的側(cè)面擴(kuò)展。所以，由于該分散性，該聚焦點(diǎn)尺寸成為該原始點(diǎn)尺寸d0與該擴(kuò)展之間的回旋。如上述范例中高斯空間點(diǎn)與高斯光譜分布中，回旋的聚焦點(diǎn)尺寸是為d=d02+Δx2---(11)]]>將方程式(9)的Δx取代為最大的Δx，dmax=d02+(xmaxΔλ/λ)2---(12)]]>此方程式可被用以解決帶寬與中心波長的比值，如下
Δλλ0=1xmaxdmax2-d02---(13)]]>最后，將方程式(13)插入方程式(10)，根據(jù)該激光系統(tǒng)的規(guī)格與所鉆孔的圖案，提供方法決定最小的脈沖寬度。
在一范例中，假設(shè)d0＝10微米，最大的點(diǎn)尺寸是為dmax＝d0+Δd＝10+0.5＝10.5微米，且該圖案尺寸是為Xmax＝10毫米＝104微米。此外，假設(shè)λ0＝1微米＝10-4公分，則我們可得到上述方程式(10)可給最小脈沖寬度，其可滿足上述條件Δτ=0.44×10-4cm3×1010cm/s(13.2×10-4)=4.6×10-12s=4.6ps---(13)]]>如上述該脈沖寬度方程式(13)所示，方法400是提供方式?jīng)Q定一最小脈沖寬度，其是在圖案的公差度與形狀規(guī)格之內(nèi)。值得注意的是所使用的方法可簡單決定一給定的激光系統(tǒng)與脈沖寬度的一最大圖案尺寸Xmax。
本發(fā)明的激光鉆孔系統(tǒng)可被用以建構(gòu)一噴墨頭的噴最板，其是如下所述。請參閱圖5，一噴墨打印機(jī)1140是包含一噴墨頭1141，可藉由一壓力產(chǎn)生器用以在一記錄媒體1142上記錄。該噴墨頭1141是位于一載體1144上，用以沿著一載桿1143往復(fù)運(yùn)動。
在操作中，自該噴墨頭1141射出的墨滴是沉積在該記錄媒體1142上，例如影印紙片上。所建構(gòu)的噴墨頭1141可在平行于該載桿1143的第一掃描方向X上往復(fù)運(yùn)動；然而該記錄媒體1142可實時地藉由滾筒1145在第二掃描方向Y上運(yùn)動。
圖6更說明了實施例中噴墨頭1141的結(jié)構(gòu)。該噴墨頭主要是包含一壓力產(chǎn)生器1104與一噴嘴板1114。在此實施例中，該壓力產(chǎn)生器1104是一壓電(piezoelectric)系統(tǒng)，其具有一上電極1104、一壓電組件1102以及一下電極1103。雖然較佳是一壓電系統(tǒng)，可以想象的是其它形式的系統(tǒng)(例如以熱為基礎(chǔ)的系統(tǒng))亦可被用于該噴墨頭1141。
該噴嘴板1114更包含一噴嘴結(jié)構(gòu)1112與一防水層1113。該噴嘴結(jié)構(gòu)1112是由一金屬或是樹脂材質(zhì)所構(gòu)成；而該防水層1113是由含氟樹脂或是硅樹脂材質(zhì)所制成。在實施例中，該噴嘴結(jié)構(gòu)1112是由厚度50微米的不銹鋼所制成，且該防水層1113是由厚度為0.1微米的含氟樹脂所制成。
該噴墨頭1141更包含墨水供應(yīng)道1109、一壓力腔1105與一墨水道1111位為于該壓力產(chǎn)生器1104與該噴嘴板1114之間。在操作中，墨水滴1120是自該噴嘴110噴出。該噴嘴1110的形成較佳是在該噴嘴板中無防閃光與外來材質(zhì)(例如碳等)。此外，該噴嘴外直徑的正確值是為20微米±1.5微米。
本發(fā)明的描述僅是用以說明本發(fā)明的本質(zhì)，使得任何的變化并不脫離本發(fā)明的范圍，該變化仍不脫離本發(fā)明的精神與范圍。
權(quán)利要求
1.一種用于在一短脈沖激光系統(tǒng)中決定一脈沖激光束的最小脈沖寬度的方法，使得該最小脈沖寬度是說明與通過一繞射光學(xué)組件的該脈沖激光束相關(guān)的分散性，該方法包含決定形成在一工作對象的表面中的一剝離尺寸數(shù)據(jù)；決定一脈沖激光束的一操作波長；決定入射在該工作對象上的該光束的點(diǎn)尺寸數(shù)據(jù)；決定該入射光束的該點(diǎn)尺寸的公差數(shù)據(jù)；以及基于該剝離尺寸數(shù)據(jù)、該激光束的該操作波長、該激光束的該點(diǎn)尺寸數(shù)據(jù)與該點(diǎn)尺寸的該公差數(shù)據(jù)，以決定該脈沖激光束的一最小脈沖寬度。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中該剝離更是被定義為一圓形孔洞，使得該剝離的該尺寸數(shù)據(jù)是為該圓形孔洞的直徑。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其中決定一最小脈沖寬度的該步驟更包含取得該入射光束的該點(diǎn)尺寸與該點(diǎn)尺寸的該公差之間的一第一關(guān)系，其是說明與該繞射光學(xué)組件相關(guān)的分散性，以及使用該第一關(guān)系以決定該脈沖激光束的該最小脈沖寬度。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其中決定一最小脈沖寬度的該步驟更包含計算該最小脈沖寬度，其是根據(jù)Δτ=0.44λc(Xmaxdmax2-d02)]]>其中λ是該操作波長、c是為光速、xmax是該剝離尺存數(shù)據(jù)、dmax是最大可允許點(diǎn)尺寸數(shù)據(jù)，以及d0是該點(diǎn)尺寸數(shù)據(jù)。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，更包含根據(jù)該最小脈沖寬度，產(chǎn)生一脈沖激光束；傳遞該脈沖激光束通過一繞射光學(xué)組件，因而將該脈沖激光束分為兩或更多的脈沖激光束；以及將該兩或更多脈沖激光束導(dǎo)入至該工作對象的該表面上，因而在該工作對象的該表面中形成兩或更多的剝離。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其中產(chǎn)生一脈沖激光束的該步驟更包含使用一微微秒(picosecond)激光源。
7.如權(quán)利要求5所述的方法，其中導(dǎo)入該兩或更多脈沖激光束的該步驟更包含使用一光學(xué)組件將該兩或更多激光束聚焦至該工作對象的該表面上，以及藉由移動調(diào)整該光學(xué)組件，沿著該工作對象的該表面掃描該兩或更多激光束，藉以在該工作對象的該表面中形成一圖案剝離。
8.一種使用一激光鉆孔系統(tǒng)用于鉆出多孔洞的方法，其包含決定一脈沖激光束的一最小脈沖寬度，使得該最小脈沖寬度是說明與通過一繞射光學(xué)組件的該脈沖激光束相關(guān)的分散性；根據(jù)該最小脈沖寬度，產(chǎn)生一脈沖激光束；傳遞該脈沖激光束，通過該繞射光學(xué)組件，因而將該脈沖激光束分為兩或更多的激光束；以及將該兩或更多的激光束導(dǎo)入至一工作對象的一表面上，因而在該工作對象的該表面中鉆出多孔洞。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，其中決定一最小脈沖寬度的該步驟更包含決定形成在該工作對象的該表面中的一孔洞尺寸數(shù)據(jù)；決定該脈沖激光束的一操作波長；決定入射在該工作對象上的該光束的點(diǎn)尺寸數(shù)據(jù)；決定該入射光束的該點(diǎn)尺寸的公差數(shù)據(jù)；以及基于該孔洞尺寸數(shù)據(jù)、該脈沖激光束的該操作波長、該激光束的該點(diǎn)尺寸數(shù)據(jù)與該點(diǎn)尺寸的該公差數(shù)據(jù)，以決定該脈沖激光束的一最小脈沖寬度。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，其中決定一最小脈沖寬度的該步驟更包含計算該最小脈沖寬度，其是根據(jù)Δτ=0.44λc(Xmaxdmax2-d02)]]>其中λ是該操作波長、c是為光速、xmax是該剝離尺存數(shù)據(jù)、dmax是最大可允許點(diǎn)尺寸數(shù)據(jù)，以及d0是該點(diǎn)尺寸數(shù)據(jù)。
11.如權(quán)利要求8所述的方法，其中產(chǎn)生一脈沖激光束的該步驟更包含使用一微微秒(picosecond)激光源。
12.如權(quán)利要求9所述的方法，其中導(dǎo)入該兩或更多激光束的該步驟更包含使用一遠(yuǎn)心透鏡將該兩或更多激光束聚焦至該工作對象的該表面上，以及藉由移動調(diào)整該遠(yuǎn)心透鏡，沿著該工作對象的該表面掃描該兩或更多激光束，藉以在該工作對象的該表面中鉆出一一孔洞的圖案。
13.一種激光鉆孔系統(tǒng)，其包含一激光次系統(tǒng)，其可投射一脈沖激光束至一工作對象的一暴露表面；一繞射光學(xué)組件，其是位于該激光次系統(tǒng)與該工作對象之間，該繞射光學(xué)組件是用以自該激光次系統(tǒng)接收該脈沖激光束，且可將該激光束分為數(shù)個激光鉆孔光束；以及一種用于決定該脈沖激光束的一最小脈沖寬度的裝置，使得該最小脈沖寬度是說明與通過一繞射光學(xué)組件的該脈沖激光束相關(guān)的分散性。
14.如權(quán)利要求13所述的激光鉆孔系統(tǒng)，其中用于決定一最小脈沖寬度的該裝置更包含計算該最小脈沖寬度，其是根據(jù)Δτ=0.44λc(Xmaxdmax2-d02)]]>其中λ是該脈沖激光束的一操作波長、c是為光速、xmax是形成在該工作對象的該表面中該剝離尺存數(shù)據(jù)、dmax是該剝離的最大可允許點(diǎn)尺寸數(shù)據(jù)，以及d0是入射于該工作對象的該激光鉆孔光束的該點(diǎn)尺寸數(shù)據(jù)。
15.如權(quán)利要求1所述的方法，其中該工作對象更是被定義為一噴墨頭的一噴嘴板。
16.如權(quán)利要求8所述的方法，其中該工作對象更是被定義為一噴墨頭的一噴嘴板。
17.如權(quán)利要求13所述的激光鉆孔系統(tǒng)，其中該工作對象更是被定義為一噴墨頭的一噴嘴板。
全文摘要
本發(fā)明是提供一種用于一短脈沖激光系統(tǒng)中以決定一脈沖激光束的一最小脈沖寬度的方法，使得該最小脈沖寬度是說明與通過一繞射光學(xué)組件的該脈沖激光束相關(guān)的分散性。該方法包含決定形成在一工作對象的表面中的一剝離尺寸數(shù)據(jù)；決定一脈沖激光束的一操作波長；決定入射在該工作對象上的該光束的點(diǎn)尺寸數(shù)據(jù)；決定該入射光束的該點(diǎn)尺寸的公差數(shù)據(jù)；以及基于該剝離尺寸數(shù)據(jù)、該激光束的該操作波長、該激光束的該點(diǎn)尺寸數(shù)據(jù)與該點(diǎn)尺寸的該公差數(shù)據(jù)，以決定該脈沖激光束的一最小脈沖寬度。
文檔編號B23K26/38GK1656397SQ03811650
公開日2005年8月17日 申請日期2003年2月26日 優(yōu)先權(quán)日2002年7月25日
發(fā)明者劉欣賓 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社