專利名稱：：激光精密加工的勻光系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
：本實用新型涉及一種光學系統(tǒng)，尤其涉及激光精密加工的勻光系統(tǒng)，屬于激光精密加工制造
技術領域：
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背景技術：
：ITO薄膜是在鈉鈣基或硅硼基基片玻璃的表面，利用磁控濺射的方法鍍上一層氧化銦錫膜加工制成的。ITO具有低電阻率、高可見光率和高紅外光反射率等優(yōu)良特性，作為陽極材料已經(jīng)被廣泛應用于液晶平板顯示產(chǎn)品中。-般對于ITO薄膜材料的劃線，要求劃槽形狀為200um寬20um深的矩形。目前，對于ITO薄膜材料的劃線通常采用化學腐蝕的方法實現(xiàn)，但該方法加工工序復雜、效率低，難以滿足批量生產(chǎn)的需要。紫外激光加工屬于光學冷加工，加工精度高、速度快、一次成型，是ITO等金屬薄膜材料精細加T:的發(fā)展方向。當前，國外已經(jīng)開發(fā)了應用于ITO導電玻璃表面劃槽的紫外激光精密加工設備，但設備中通常采用TEM。()模激光束通過擴束、聚焦形成能量集中的光斑進行劃槽加工，由于TEM。。模激光束的能量分布呈高斯形，劃槽后槽截面形狀呈橢圓或類似三角形，并且槽壁表面平整度較差，難以達到底部平整呈矩形的理想槽形。光斑能量呈高斯分布的紫外精密加工設備，由于劃槽截面形狀為橢圓或類似二角形，影響了ITO導電玻璃的性能，進而制約了液晶顯示行業(yè)的發(fā)展。為了克服現(xiàn)有紫外精密加工設備的缺陷，滿足ITO導電玻璃加工需求，急需研制出一套激光精密加工的勻光系統(tǒng)。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型提供一種激光精密加工的勻光系統(tǒng)，旨在有效解決紫外激光精密加工中ITO導電玻璃表面刻槽時存在的激光束能量分布問題，從而劃槽時使平面的能量均勻化，滿足ITO材料加工的要求。本實用新型的目的通過以下技術方案來實現(xiàn)紫外激光精密加工的勻光系統(tǒng)，包括激光器、分光組件、擴束鏡和聚焦鏡，分光組件設置在激光器和擴束鏡之間，聚焦鏡安裝在擴束鏡的出光U，其特征在于所述激光器為355nm的紫外激光器，所述分光組件由兩片平行放置的獨立反射鏡片組成，兩個獨立反射鏡的夾持裝置具有軸向旋轉微調(diào)機構，使在X-Y平面分離光斑以--定的間距對稱分布并且該對稱軸與X軸成45度夾角。進一歩地，上述的紫外激光精密加工的勻光系統(tǒng)，在激光器出射口設有光闌。更進一歩地，上述的紫外激光精密加工的勻光系統(tǒng)，所述分光組件沿反射鏡面方向設有精密調(diào)節(jié)裝置。本實用新型技術方案的突出的實質(zhì)性特點和顯著的進步主要體現(xiàn)在本實用新型激光精密加工的勻光系統(tǒng)實現(xiàn)了刻劃類矩形槽的功能，充分利用光斑能量，同等功率下擴展了激光束的刻槽尺寸范閨，提高了激光刻槽設備的靈活性；激光束切割后的槽形類似矩形，較好地滿足了生產(chǎn)的要求。此光學系統(tǒng)還可根據(jù)槽不同的尺寸要求，方便地實現(xiàn)切割不同寬度和深度的槽；本實用新型設計獨特、功能卓越，使用簡潔，經(jīng)濟效益和社會效應顯著，其應用前景廣闊。以下結合附圖對本實用新型技術方案作進一步說明圖l:本實用新型勻光系統(tǒng)的結構示意圖2:分光組件的結構原理圖；圖3:反射鏡工作原理圖圖4:工作平面光斑形狀圖；圖5:高斯光斑能量分布圖圖6:高斯光斑等分后的能量分布圖。圖中各附圖標記的含義為:<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>具體實施方式本勻光系統(tǒng)采用355nm的紫外激光器作為光源，在光源的輸出端口添加光闌保證出射光為TEM。o模，經(jīng)過分光組件后在工作平面上(X-Y平面)光斑形狀，如圖4所示。劃片加工時，ITO基板被吸附在X-Y匚作平臺上，當且僅當沿X或Y方向直線運動時照射到劃槽面的能量基本均勻一致，此時得到的劃槽底部基本水平，從而獲得截面近似矩形的劃槽。激光精密加工的勻光系統(tǒng)，如圖1所不，包括激光器1、光闌2、分光組件3、擴束鏡4和聚焦鏡5，光闌2設在激光器1的輸出口，分光組件3安裝在光闌2和擴束鏡4之間，聚焦鏡5安裝在擴束鏡4的出光口。需說明的是，激光器提供波長為355nm的紫外光源，該光源保證單模輸出并且截面能量呈高斯分布；分光組件將截面呈圓形的光斑分割、旋轉、組合，在加工時保證劃槽平面能量分布均勻；擴束鏡將-束平行光按比例放大并保證出射光為平行光；聚焦鏡將光斑壓縮保證系統(tǒng)的焦平面位于加工平面附近。分光組件通過兩片獨立反射鏡片將光斑均分成兩束，兩個獨立反射鏡的夾持裝置具有軸向的旋轉微調(diào)功能，調(diào)節(jié)在工作平面匕的投影光斑對稱軸與X軸或Y軸成45度夾角以及兩半圓光斑間距，最后通過擴束聚焦的疊加光斑在劃片區(qū)域保證劃槽平面處能量的一致。具體應用時，從激光器1輸出的激光經(jīng)過小孔光闌2得到TEM(,n模式的圓形光斑，并且光斑截面能量分布呈高斯分布，如圖5;光束經(jīng)過分光組件3后發(fā)生90度偏轉，并且將光束分成兩個半圓光束，光束的分布情況如圖4所不，兩個半.圓以一定的間距成軸對稱分布，并且對稱軸與X和Y軸成45度夾角，控制兩束光斑的間距，當激光沿著X或Y方l句劃槽時槽面上的橫向能量成類矩形分布，如圖4所示，因為激光束的能量分布決定了劃槽后槽體的形狀，所以沿著X或Y軸方向劃線后的槽形為類矩形；被分束組合的光斑經(jīng)過擴束鏡4后，放大若千倍后進入聚焦鏡5，使得激光束聚焦于工作平臺上，提高光束的能量密度，由于聚焦后的激光束腰尺寸同擴束鏡的放大倍數(shù)成反比，同聚焦鏡的焦距成正比，[大I此對T"不同尺寸的劃槽要求可以選用相應的擴束鏡和聚焦鏡實現(xiàn)。如圖2，分光組件的結構原理，一維調(diào)整架7b和7c垂直固定于一維調(diào)整架7a;平面反射鏡6a和6b分別由鏡片夾具8a和8b固定「f一維調(diào)整架7b和7c，安裝反射鏡時保證反射鏡6a和6b鏡面保持-定的間距；一維調(diào)整架7b實現(xiàn)對平面反射鏡6a和6b沿同一軸線的旋轉調(diào)節(jié)，并且該軸線與一維調(diào)整架7a位移調(diào)節(jié)方向平行；一維調(diào)整架7c實現(xiàn)對平面反射鏡6b的旋轉調(diào)節(jié)。通過將一束TEMU模式的圓形光斑照射到與激光軸向成45度的兩片平面反射鏡上形成90度轉向的兩束平行激光輸出，調(diào)節(jié)一維調(diào)整架7a、7b和7c形成如圖4所示光斑形狀。如圖3，平面反射鏡調(diào)節(jié)原理，調(diào)節(jié)一維調(diào)整架7a實現(xiàn)鏡面平行方向的連續(xù)調(diào)節(jié)，保證入射到反射鏡6a和反射鏡6b鏡面的為等分的兩個半圓，此時入射光斑的中心通過反射鏡面的棱線；從而實現(xiàn)反射的兩束激光成對稱的兩個半圓形光斑；調(diào)節(jié)一維調(diào)整架7b，保證反射鏡面的棱線在X-Y平面內(nèi)與X軸成45度夾角，由于被兩反射鏡分割的光斑的分割線與棱線平行，保證了圖4中在X-Y平面內(nèi)等分光斑的對稱軸與X軸成45度；調(diào)節(jié)一維調(diào)整架k，使得反射鏡6b以反射鏡面棱線為軸旋轉，實現(xiàn)兩束等分光束的間距調(diào)節(jié)。激光能量勻化原理，如圖5，TEMon模式激光能量分布成高斯分布，光斑的中心區(qū)域能量最強并向四周遞減，劃槽后槽截面成橢圓或類三角形；如圖6，經(jīng)過分光后，在光斑的對稱軸向，能量分布具有兩個中心極點如圖4，經(jīng)過分光后光斑在X軸或Y軸方向能量成類矩形分布，如果控制兩半圓光斑的間距可以得到最佳平頂?shù)念愃凭匦涡Ч?，此時沿X軸或Y軸方向劃槽，槽體截面成類矩形，并且沿X軸和Y軸劃槽的槽寬-致。綜上所述，本實用新型技術力案實現(xiàn)在ITO基材表面切割類方形槽的功能，激光束切割后的槽形為近似矩形，滿足了高性能ITO基板劃槽的要求。充分利用光斑能量，同等功率F使用圓形光斑切割時，受能量分布的影響，光斑邊緣的能量未能很好利用，而雙光束組合光斑充分利用激光束的能量，擴展r激光束的刻槽尺寸范圍，提高了激光刻槽設備的靈活性。當然，以上僅是本實用新型的具體應用范例，對本實用新型的保護范圍不構成任何限制。凡采用等同變換或者等效替換而形成的技術方案，均落在本實用新型權利保護范圍之內(nèi)。權利要求1.激光精密加工的勻光系統(tǒng)，包括激光器、分光組件、擴束鏡和聚焦鏡，分光組件設置在激光器和擴束鏡之間，聚焦鏡安裝在擴束鏡的出光口，其特征在于所述激光器為355nm的紫外激光器，所述分光組件由兩片平行放置的獨立反射鏡片組成，兩個獨立反射鏡的夾持裝置具有軸向旋轉微調(diào)機構，使在X-Y平面分離光斑以一定的間距對稱分布并且該對稱軸與X軸成45度夾角。2.根據(jù)權利要求1所述的激光精密加工的勻光系統(tǒng)，其特征在于在激光器出射口設有光闌。3.根據(jù)權利要求l所述的激光精密加工的勻光系統(tǒng)，其特征在于所述分光組件沿反射鏡面方向設有精密調(diào)節(jié)裝置。專利摘要本實用新型提供了一種激光精密加工的勻光系統(tǒng)，包括激光器、分光組件、擴束鏡和聚焦鏡，分光組件設置在激光器和擴束鏡之間，聚焦鏡安裝在擴束鏡的出光口，其特點是所述激光器為355nm的紫外激光器，所述分光組件由兩片平行放置的獨立反射鏡片組成，兩個獨立反射鏡的夾持裝置具有軸向旋轉微調(diào)機構，使在X-Y平面分離光斑以一定的間距對稱分布并且該對稱軸與X軸成45度夾角。本實用新型實現(xiàn)了類方形槽的劃槽功能，充分利用光斑能量，擴展了激光束的刻槽尺寸范圍，提高了激光刻槽設備的靈活性，方便地實現(xiàn)切割不同寬度和深度的槽；經(jīng)濟效益和社會效應顯著，其應用前景美好。文檔編號B23K26/067GK201020601SQ20072003495公開日2008年2月13日申請日期2007年3月2日優(yōu)先權日2007年3月2日發(fā)明者徐海賓,趙裕興申請人:蘇州德龍激光有限公司