專利名稱：活動掃描場的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種能量束掃描，并且尤其涉及對于可應(yīng)用到加工操作的激光束特性進行優(yōu)化。
背景技術(shù)：
能量束例如激光束等在各種不同類型的加工操作中廣泛使用，包括通常所稱的微加工操作。在傳統(tǒng)的微加工操作中，使用激光束在基底上加工部件，例如印刷電路板和面板。一種典型的微加工操作包括對基底上印制的電阻和電容進行激光切割。
圖1顯示了用于電阻切割類型的傳統(tǒng)激光束微加工系統(tǒng)10。系統(tǒng)10包括在系統(tǒng)控制器55的控制下工作的激光束發(fā)射器15。發(fā)射的激光束20穿過固定的波束放大器25到達掃描子系統(tǒng)30。
如圖所示，掃描子系統(tǒng)30包括波束導(dǎo)引光學(xué)器件35和聚焦透鏡40。掃描子系統(tǒng)30也在系統(tǒng)控制器55的控制下工作。波束20由波束導(dǎo)引光學(xué)器件35導(dǎo)引通過聚焦透鏡40。波束導(dǎo)引光學(xué)器件35包括一對電流驅(qū)動反射鏡(galvo driven mirrors)。聚焦透鏡40具有一定視場并且對波束20進行聚焦從而波束20沖擊基底50上的電阻45上的點22，由此進行切割操作。X-Y平臺在兩個軸的方向上移動基底50，從而將電阻定位在透鏡40的視場下。導(dǎo)引波束的焦點22沖擊基底50，從而執(zhí)行切割操作。
固定的波束放大器25設(shè)置進入掃描系統(tǒng)30的波束的尺寸(有效入口瞳孔)。如圖1所示，使用固定波束放大器25使得具有對應(yīng)于焦平面上焦點22處的波束光點尺寸B’的瞳孔尺寸B的準(zhǔn)直波束進入掃描子系統(tǒng)。因此，如果需要更大或者更小的光點尺寸，必須使用具有適當(dāng)波束放大率的其他的波束放大器替代固定波束放大器25以得到所需的光點尺寸。
通常的，如果在焦點22處需要更大的光點尺寸，則必須使用能夠使得進入掃描子系統(tǒng)的波束的有效入口瞳孔尺寸小于B的固定波束放大器替代固定波束放大器25。另一方面，如果在在焦點22處需要更小的光點尺寸，則必須使用能夠使得進入掃描子系統(tǒng)的波束的有效入口瞳孔尺寸大于B的固定波束放大器替代固定波束放大器25。在這些情況下，必須更換波束放大器。
并且，近來越來越需要如圖1所示的裝置用于加工具有各種尺寸和/或各種形狀的基底上的部件。改變基底的尺寸和/或形狀導(dǎo)致需要改變必須由具有所需光點尺寸的聚焦波束覆蓋的掃面場的尺寸。X-Y平臺移動的步長可能也必須作相應(yīng)的改變。波束方位的精確度和聚焦遠心(telecentricity)度也可能隨著場大小的改變而變化。
傳統(tǒng)的激光加工系統(tǒng)中的視場內(nèi)可實現(xiàn)的光點尺寸受到多種因素的制約，包括瞳孔尺寸和聚焦透鏡特性。相關(guān)的聚焦透鏡特性包括透鏡焦距，透鏡在大角度下的性能下降，聚焦透鏡的聚焦遠心，以及聚焦透鏡的復(fù)雜度和成本。
對于性能下降而言，可以理解，在需要較小光點時，通過聚焦透鏡的外側(cè)區(qū)域?qū)⒉ㄊ劢雇ǔ?dǎo)致性能下降。并且，當(dāng)場大小增加時，波束方位精度在焦平面的周邊附近可能下降。而且，在非遠心系統(tǒng)中，聚焦遠心可能在場大小增加時在焦平面的周邊附近下降。
為了解決較大的掃描場，必須使用具有很大視場和長焦距的聚焦透鏡。在不增加波束瞳孔尺寸時，這會導(dǎo)致焦平面處波束的光點尺寸很大。然而，如果增加了瞳孔尺寸，則反射鏡或者其他波束導(dǎo)引部件的尺寸也必須增加，從而降低了動態(tài)性能。為了實現(xiàn)焦平面處更小的波束光點尺寸而不增加焦距，必須增加波束導(dǎo)引光學(xué)器件處的波束瞳孔尺寸。
對于某些掃描場應(yīng)用場合，需要具有很高的聚焦遠心度的聚焦透鏡。然而，如果待加工的部件的組裝密度很高，導(dǎo)致在焦平面處需要很小的波束光點尺寸，則設(shè)計并且制造這種聚焦透鏡的復(fù)雜度和成本會非常高。
因此，在具有不同尺寸和/或形狀的基底上加工各種組裝密度的部件的傳統(tǒng)方法是利用單獨的系統(tǒng)，具有固定的場大小和X-Y平臺步長，對各個特定加工應(yīng)用按照需要進行優(yōu)化。需要針對不同場的單獨的聚焦透鏡。不同的聚焦透鏡在開始對特定工作加工部件之前需要在掃描子部件中手動安裝和卸載。這導(dǎo)致了制造成本增加。
因此，需要能夠在具有不同尺寸和/或形狀的基底上加工各種組裝密度的部件而不需要借助于不同系統(tǒng)或者手動改變掃描子部件中的聚焦透鏡的加工系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個實施例提供了一種靈活優(yōu)化的材料加工系統(tǒng)。所述系統(tǒng)包括配置為發(fā)射激光波束的激光發(fā)射器。具有一定波束放大率的波束調(diào)節(jié)光學(xué)器件配置為通過調(diào)節(jié)波束放大率而調(diào)節(jié)所發(fā)射的激光波束。波束導(dǎo)引光學(xué)器件配置為提供與調(diào)節(jié)后的激光波束相對應(yīng)的可變有效瞳孔。所述波束導(dǎo)引光學(xué)器件進一步配置為將調(diào)節(jié)后的波束導(dǎo)引到掃描場內(nèi)的一個或多個目標(biāo)。具有至少包含所述掃描場的視場的透鏡配置為將導(dǎo)引的激光波束聚焦到掃描場內(nèi)的一個或多個目標(biāo)上?？刂铺幚砥髋渲脼榻邮张c材料加工參數(shù)相對應(yīng)的輸入，并且基于至少一個所述材料加工參數(shù)而發(fā)出至少一個優(yōu)化控制信號。所述波束調(diào)節(jié)光學(xué)器件例如可以為縮放(zoom)望遠鏡。所述波束導(dǎo)引光學(xué)器件例如可以為一個或多個電流反射掃描器(galvanometer mirrorscanner)。所述系統(tǒng)可以進一步包括運動系統(tǒng)，配置為相對于所述掃描場移動包含至少一個目標(biāo)的工件，并且將至少一個目標(biāo)定位在掃描場內(nèi)以進行加工(例如電路部件的激光切割或者存儲器陣列中的鏈接吹凈(linkblasting))。
在一個實施例中，所述優(yōu)化控制信號為與掃描場大小相對應(yīng)的波束導(dǎo)引光學(xué)器件的最優(yōu)有效瞳孔。在另一個實施例中，所述優(yōu)化控制信號為對應(yīng)于波束導(dǎo)引光學(xué)器件的有效瞳孔、聚焦的激光波束光點尺寸、定位精度、掃描速度、運動系統(tǒng)的材料處理步長以及聚焦遠心值中一者的最優(yōu)掃描場大小。在另一個實施例中，所述優(yōu)化控制信號為對應(yīng)于掃描場大小、運動系統(tǒng)的步進周期、基底尺寸以及基底選定區(qū)域的尺寸中一者的最優(yōu)材料處理步長。注意，所述波束調(diào)節(jié)光學(xué)器件可以自動或者手動操作以根據(jù)由所述控制器確定的最優(yōu)波束放大率而調(diào)節(jié)波束放大率。
所述材料加工參數(shù)例如可以為光點尺寸、基底尺寸、基底選定區(qū)域的尺寸、基底選定區(qū)域的方向、組裝密度、運動系統(tǒng)的步進時間、運動系統(tǒng)的步長、運動系統(tǒng)的步進次數(shù)、掃描速度、定位精度、聚焦遠點值以及所需光點質(zhì)量中的任何一者。所述控制器可以配置為基于所述材料加工參數(shù)而確定波束放大率、掃描場尺寸以及運動系統(tǒng)的材料處理步長中的至少一個優(yōu)化值。
在一種特定情況中，波束放大率為第一值，并且掃描場為第一掃描場。此處，所述波束調(diào)節(jié)光學(xué)器件進一步配置為再次將波束放大率從所述第一值調(diào)節(jié)到第二值，并且所述波束導(dǎo)引光學(xué)器件進一步配置為將再次調(diào)節(jié)后的波束導(dǎo)引到第二掃描場內(nèi)的目標(biāo)。在一個實施例中，第一掃描場具有第一尺寸并且第二掃描場具有第二尺寸。在另一個實施例中，第一掃描場具有第一形狀并且第二掃描場具有第二形狀。在另一種特定情況中，所述透鏡的視場至少包含第一掃描場和第二掃描場，并且進一步配置為將具有第一有效瞳孔尺寸的第一導(dǎo)引激光波束聚焦到第一掃描場內(nèi)的一個或多個目標(biāo)，并且將具有第二有效瞳孔尺寸的第二導(dǎo)引激光波束聚焦到第二掃描場內(nèi)的一個或多個目標(biāo)，其中至少一個掃描場尺寸受到視場上的光點尺寸下降的限制。
所述系統(tǒng)可以包括控制處理器，該控制處理器配置為接收標(biāo)識掃描場的輸入，并且基于所接收到的輸入而發(fā)出掃描控制信號。此處，所述波束導(dǎo)引光學(xué)器件進一步配置為根據(jù)所發(fā)出的掃描控制信號而導(dǎo)引調(diào)節(jié)后的波束。所述系統(tǒng)可以包括控制處理器，該控制處理器配置為接收對應(yīng)于聚焦波束的光點尺寸的輸入，并且基于所接收到的輸入發(fā)出光點尺寸控制信號。此處，所述波束調(diào)節(jié)光學(xué)器件進一步配置為根據(jù)所發(fā)出的光點尺寸控制信號調(diào)節(jié)波束放大率。所述系統(tǒng)可以包括控制處理器，該控制處理器配置為接收對應(yīng)于波束光點尺寸的輸入，并且基于所接收到的輸入發(fā)出光點尺寸控制信號。此處，顯示器可以配置為顯示根據(jù)所發(fā)出的光點尺寸控制信號手動操作所述波束調(diào)節(jié)光學(xué)器件以調(diào)節(jié)波束放大率的參數(shù)。所述系統(tǒng)可以包括控制處理器，該控制處理器配置為接收標(biāo)識掃描場的輸入，并且基于所接收到的輸入而發(fā)出運動控制信號。此處，運動系統(tǒng)配置為根據(jù)所發(fā)出的運動控制信號相對于所述掃描場移動工件。
本發(fā)明的另一個實施例提供了一種靈活優(yōu)化材料加工的方法。所述方法包括接收與以激光束沖擊工件相關(guān)的至少一個材料加工參數(shù)。接下來所述方法基于至少一個所述材料加工參數(shù)而發(fā)出至少一個優(yōu)化控制信號。所述方法進一步包括根據(jù)至少一個所述優(yōu)化控制信號而將激光束調(diào)節(jié)至第一調(diào)節(jié)波束，并且將調(diào)節(jié)后的激光束導(dǎo)引到第一掃描場內(nèi)的一個或多個目標(biāo)。接著所述方法將導(dǎo)引的波束聚焦到第一掃描場內(nèi)的一個或多個目標(biāo)上。應(yīng)當(dāng)注意的是，將所述激光束調(diào)節(jié)到第一調(diào)節(jié)波束可以包括自動或者手動地將波束放大率調(diào)節(jié)到第一優(yōu)化值。
在一個實施例中，發(fā)出至少一個優(yōu)化控制信號包括發(fā)出對應(yīng)于掃描場尺寸的最優(yōu)有效瞳孔。在另一個實施例中，發(fā)出至少一個優(yōu)化控制信號包括發(fā)出對應(yīng)于有效瞳孔、加工波束光點尺寸、定位精度、掃描速度、材料處理步長以及聚焦遠心值中一者的最優(yōu)掃描場大小。在另一個實施例中，發(fā)出至少一個優(yōu)化控制信號包括發(fā)出對應(yīng)于掃描場大小、運動系統(tǒng)的步進周期、基底尺寸以及基底選定區(qū)域的尺寸中一者的最優(yōu)材料處理步長。在另一個實施例中，發(fā)出至少一個優(yōu)化控制信號包括基于所述加工參數(shù)，發(fā)出波束放大率、掃描場尺寸以及材料處理步長中的至少一個優(yōu)化值。所接收到的至少一個材料加工參數(shù)例如可以為光點尺寸、基底尺寸、基底選定區(qū)域的尺寸、基底選定區(qū)域的方向、組裝密度、運動系統(tǒng)的步進時間、運動系統(tǒng)的步長、運動系統(tǒng)的步進次數(shù)、掃描速度、定位精度、聚焦遠點以及光點質(zhì)量中的任何一者。
在一種特定情況中，將激光束調(diào)節(jié)為第一調(diào)節(jié)波束包括將波束放大率調(diào)節(jié)為第一值。此處，所述方法進一步包括將所述波束放大率調(diào)節(jié)到第二值，并且將進一步調(diào)節(jié)后的波束導(dǎo)引到第二掃描場內(nèi)的一個或多個目標(biāo)。在一種情況中，第一掃描場具有第一尺寸并且第二掃描場具有第二尺寸。在另一種情況下，第一掃描場具有第一形狀并且第二掃描場具有第二形狀。調(diào)節(jié)所述激光束例如可以使用縮放望遠鏡進行。導(dǎo)引所述調(diào)節(jié)后的激光束例如可以使用一個或多個電流反射掃描器進行。在另一種特定情況中，將所述激光束調(diào)節(jié)到第一調(diào)節(jié)波束包括將波束放大率調(diào)節(jié)為第一值，其中所述方法進一步包括將波束放大率調(diào)節(jié)到第二值以提供第二調(diào)節(jié)波束，將第二調(diào)節(jié)波束導(dǎo)引到第二掃描場內(nèi)的一個或多個目標(biāo)，并且將第二調(diào)節(jié)波束聚焦到第二掃描場內(nèi)的一個或多個目標(biāo)上。此處，至少一個掃描場尺寸受到視場上的光點尺寸下降的限制。在另一種特定情況種中，第一掃描場大小受到視場上第一有效瞳孔尺寸處光點尺寸下降的限制，并且第二掃描場大小受到視場上第二有效瞳孔尺寸處光點尺寸下降的限制。
所述方法可以包括接收標(biāo)識掃描場尺寸的輸入，基于所接收到的輸入而發(fā)出掃描控制信號，并且根據(jù)所發(fā)出的掃描控制信號而導(dǎo)引調(diào)節(jié)后的波束。所述方法可以包括接收標(biāo)識聚焦波束光點尺寸的輸入，基于所接收到的輸入發(fā)出光點尺寸控制信號，并且根據(jù)所發(fā)出的光點尺寸控制信號調(diào)節(jié)波束放大率。所述方法可以包括接收標(biāo)識聚焦波束光點尺寸的輸入，基于所接收到的輸入發(fā)出光點尺寸控制信號，并且顯示根據(jù)所發(fā)出的光點尺寸控制信號用于手動調(diào)節(jié)波束放大率的參數(shù)。所述方法可以包括接收標(biāo)識掃描場尺寸的輸入，并且基于所接收到的輸入而發(fā)出運動控制信號，從而根據(jù)所發(fā)出的運動控制信號相對于所述掃描場移動工件。
本發(fā)明的另一個實施例提供了一種材料加工系統(tǒng)。所述系統(tǒng)包括配置為發(fā)射激光波束的發(fā)射器，配置為發(fā)出最優(yōu)控制信號的控制處理器，以及配置為根據(jù)至少一個所述最優(yōu)控制信號調(diào)節(jié)所發(fā)射的激光波束的波束調(diào)節(jié)光學(xué)器件。具有一定視場的透鏡配置為將所述調(diào)節(jié)后的波束聚焦到視場包含的掃描場內(nèi)的一個或多個目標(biāo)上。波束導(dǎo)引光學(xué)器件配置為將所述調(diào)節(jié)后的波束導(dǎo)引到掃描場內(nèi)的一個或多個目標(biāo)中的至少一者。在一種情況下，所述掃描場為第一掃描場。此處，所述波束調(diào)節(jié)光學(xué)器件進一步配置為再次調(diào)節(jié)所發(fā)射的激光波束，并且所述透鏡進一步配置為將再次調(diào)節(jié)的波束聚焦到視場包含的第二掃描場內(nèi)的一個或多個目標(biāo)上。并且，所述波束導(dǎo)引光學(xué)器件進一步配置為將再次調(diào)節(jié)的波束導(dǎo)引到第二掃描場內(nèi)。所述波束導(dǎo)引光學(xué)器件可以進一步配置為根據(jù)至少一個最優(yōu)控制信號而導(dǎo)引調(diào)節(jié)后的波束。所述系統(tǒng)可以進一步包括運動系統(tǒng)，配置為根據(jù)至少一個控制信號相對于掃描場移動工件。
在此描述的特性和優(yōu)點并不是全面的，特別的，本發(fā)明的很多其他特性和優(yōu)點對于本領(lǐng)域技術(shù)人員通過附圖、說明書以及權(quán)利要求書可以很容易的理解。而且，應(yīng)當(dāng)注意，本說明書中使用的語言主要按照易讀性和說明性而選擇，并且限制本發(fā)明的實質(zhì)范圍。


圖1顯示了傳統(tǒng)的微加工系統(tǒng)；圖2顯示了根據(jù)本發(fā)明一個實施例配置的微加工系統(tǒng)；圖3A顯示了使用圖2中的微加工系統(tǒng)在焦點處能夠?qū)崿F(xiàn)的示例激光波束光點；圖3B顯示了圖3A中的示例激光波束光點與掃描場的關(guān)系；圖4顯示了圖2中的微加工系統(tǒng)可以容許的掃描場的示例變化；圖5為根據(jù)本發(fā)明一個實施例配置的微加工系統(tǒng)控制器的詳細顯示；以及圖6顯示了根據(jù)本發(fā)明一個實施例的用于控制圖2所示的微加工系統(tǒng)的查找表。
具體實施例方式
本發(fā)明的實施例可以應(yīng)用于加工具有不同尺寸和/或形狀的工件上的各種尺寸和/或組裝密度的部件。這種加工可以不必使用不同系統(tǒng)而實現(xiàn)，在掃描子部件中也不必手動安裝和卸載不同的聚焦透鏡而實現(xiàn)。各種材料加工參數(shù)例如場大小、精確度、聚焦遠心、步長和/或光點尺寸可以針對特定應(yīng)用靈活優(yōu)化。
概述圖2顯示了根據(jù)本發(fā)明一個實施例配置的微加工系統(tǒng)110。所述系統(tǒng)可以用于各種類型的加工操作，例如對于PCB板或者其他面板以及其他類型的基底上形成的未加工電路元件(例如薄膜電阻、電容以及電感)等的切割操作。應(yīng)當(dāng)注意，系統(tǒng)110可以應(yīng)用于其他應(yīng)用(例如鉆孔，標(biāo)記，微穿刺)，并且可以包括圖2中沒有顯示的各種其他元件和支持功能，這通過本公開文件是顯見的。
對于切割操作，基底通常包括一個或多個未加工的電路元件，例如與構(gòu)成基底的絕緣或者傳導(dǎo)層中的至少一者鄰近形成的電阻、電容和/或電感。注意所述未加工元件還可以包括絕緣層的局部或者傳導(dǎo)層的局部，如同對于未加工的嵌入電容一樣?；走€可以包括其他電路和連接線(印刷或者安裝)。
對于其他操作，例如標(biāo)記、鉆孔以及穿刺，基底可以包括任何與該基底特定功能相關(guān)的組件或部件，可以為電學(xué)、機械、化學(xué)、織物或者自然可見物。不管基底的拓撲和功能如何，對于各種目的，本發(fā)明的原理可以應(yīng)用于選擇性的并且精確的導(dǎo)引能量波束到基底。
所述基底可以用于形成多個以重復(fù)圖案形成的完全相同的電路，或者形成單個電路(例如計算機主板)。另一方面，所述基底可以用于形成一個圖案中的多個不同電路。所述基底可以具有與從其制造完成的電路板相同的尺寸，或者可以順次切割以形成多個更小尺寸的成品電路板。
系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖2所示，系統(tǒng)110包括在系統(tǒng)控制器155的控制下工作的激光束發(fā)射器115。系統(tǒng)控制器155可以包括一個或多個控制器(例如配置了一個或多個處理器、I/O能力、存儲器以及大量編碼程序以實現(xiàn)所需功能的可編程微控制器)用于控制加工期間和系統(tǒng)沒有進行加工操作期間的位置、速度和聚焦激光束的功率輸出以及基底的運動。波束發(fā)射器115例如可以包括激光束發(fā)生器，例如固態(tài)或者氣態(tài)激光，但是也可以為簡單的發(fā)射裝置，例如發(fā)射在系統(tǒng)外產(chǎn)生的激光束的光纖。
盡管激光束發(fā)射器115可以為任何類型，但激光束發(fā)射器115發(fā)出與正在進行的加工相配合的波長的能量束。例如，如果正在加工的主要為絕緣材料，則可以使用波長大約為10um的CO2激光。如果正在切割傳導(dǎo)層，則可以使用波長大約為1.06um的固態(tài)激光(例如激光二極管)。如果切割為光化學(xué)過程，則激光波長可以為可見光或者紫外線，例如波長大約為533nm或者更低的光線。
所發(fā)射的激光束120穿過可調(diào)節(jié)的波束放大器125(例如縮放望遠鏡)到達掃描子系統(tǒng)130。對波束放大器125的調(diào)節(jié)可以手動控制或者通過如圖2所示的系統(tǒng)控制器155進行控制，這將在此進行描述。掃描子系統(tǒng)130同樣在系統(tǒng)控制器155的控制下工作。
掃描子系統(tǒng)130包括波束導(dǎo)引光學(xué)器件135和聚焦透鏡140。波束導(dǎo)引光學(xué)器件135設(shè)置在波束放大器125和聚焦透鏡140之間，并且能夠?qū)бす馐交?50(或者其他工件)的選定區(qū)域上。所述選定區(qū)域在此也稱為選定掃描場。聚焦透鏡140用于將導(dǎo)引的激光束以所需尺寸和能量密度聚焦到焦點122。
波束導(dǎo)引光學(xué)器件135可以通過傳統(tǒng)技術(shù)實現(xiàn)，并且能夠在一個或更多方向上掃描激光束。在圖2所示的實施例中，使用一對正交安裝的電流反射掃描器(僅顯示了一個)作為波束導(dǎo)引光學(xué)器件135。每個電流反射掃描器(有時稱為電流驅(qū)動反射鏡或者電流反射鏡)包括角位置傳感器用于追蹤反射鏡的角位置，以及伺服驅(qū)動器用于控制每個偏斜的反射鏡的角度旋轉(zhuǎn)從而沿著到達所需位置的路徑導(dǎo)引激光束。
在圖2的實施例中，系統(tǒng)控制器155包括激光束發(fā)射器115和波束導(dǎo)引光學(xué)器件135的所有驅(qū)動控制。然而，這些控制在需要時可以與系統(tǒng)控制器155分離而結(jié)合在一個或多個子系統(tǒng)控制器內(nèi)。
對于電阻切割操作，透鏡140的直徑例如可以在大約1.0英寸至大約8英寸的范圍內(nèi)，并且具有允許激光束被導(dǎo)引到大約2至4英寸的方形區(qū)域或者掃描場上的視場。在一個特定實施例中，聚焦透鏡140在工件150上產(chǎn)生3.5英寸的方形掃描場。然而應(yīng)當(dāng)注意的是，透鏡直徑和視場可以根據(jù)不同實施例而改變，并且本發(fā)明并不限于任何一個實施例。
在任何情況下，掃描子系統(tǒng)130的最大掃描場受到聚焦透鏡140的視場的限制，并且允許聚焦波束到達視場內(nèi)的選定位置。當(dāng)掃描子系統(tǒng)130為基于電流的具有兩個反射鏡的掃描子系統(tǒng)時，在中間的掃描場上，反射鏡的有效瞳孔可以增加而不必由于需要在最大的掃描場上保持較大的瞳孔而增加反射鏡尺寸。
通常的，透鏡140的視場一般小于工件150的尺寸。典型的，在透鏡140的視場包含的掃描場內(nèi)的所有加工不必移動工件150即可進行。然后，工件150移動到工件150的下一個目標(biāo)部分以在透鏡140的視場中進行加工。調(diào)節(jié)X-Y平臺152以移動或者步進工件150，從而將工件150的下一個目標(biāo)部分定位在透鏡140的視場中。
X-Y平臺152例如可以在系統(tǒng)控制器155的控制下工作。可替換的，X-Y平臺152在手動控制下(例如手動操作千分尺)工作，或者在與系統(tǒng)控制器155不同的專用控制器模塊的控制下工作。在一個實施例中，透鏡140為聚焦遠心透鏡并且波束導(dǎo)引光學(xué)器件135基本定位于透鏡140的焦平面處，從而激光束大致正交或者垂直地沖擊目標(biāo)表面。
掃描子系統(tǒng)130發(fā)射大致在工件150的特征145例如電阻或者工件150自身表面處聚焦的波束，并且具有足夠功率以可控方式精確去除或者加工或者處理所述特征或者工件材料。激光束發(fā)射器115發(fā)射的激光束120的位置可以通過掃描子系統(tǒng)130的波束導(dǎo)引光學(xué)器件135進行導(dǎo)引，從而沖擊透鏡140的視場內(nèi)的焦平面。
激光束的功率和調(diào)制例如可以通過由控制器155發(fā)出到發(fā)射器115的激光控制信號而控制。同樣的，所需的激光束120的定位和運動特性可以通過由系統(tǒng)控制器155發(fā)出到掃描子系統(tǒng)130的掃描控制信號而控制。圖2所示實施例的系統(tǒng)控制器155通常被編程過或者配置為控制整個加工系統(tǒng)的操作。然而，通過本公開文件的啟發(fā)，很顯然可以應(yīng)用大量其他控制方案。
聚焦透鏡140對波束進行聚焦使得波束沖擊工件150的特征145(或者工件自身)上的焦點122，從而進行所需加工。在一個特定實施例中，特征145為薄膜電阻并且工件150為基底，所述薄膜電阻在其上形成。所導(dǎo)引的波束沖擊在電阻上以進行激光切割操作，這通常會將電阻的阻值增加到某個目標(biāo)值。然而如果應(yīng)用操作需要在工件150上鉆孔或者開口，則特征145可以為工件150表面上的目標(biāo)點，激光束將聚焦在其上并且沖擊在該目標(biāo)點上。
如上所述，可調(diào)節(jié)的波束放大器125可以為縮放望遠鏡。在該實施例中，縮放望遠鏡改變進入掃描子系統(tǒng)130的波束的瞳孔尺寸。因此，通過控制縮放望遠鏡的操作，進入掃描子系統(tǒng)130的波束的有效入口瞳孔可以根據(jù)需要而調(diào)節(jié)。例如，使用如圖2所示的縮放望遠鏡，進入掃描子系統(tǒng)130的波束可以具有從尺寸A至尺寸C范圍內(nèi)的瞳孔尺寸，并且聚焦波束在點122可以具有對應(yīng)的從A’至C’的范圍內(nèi)的光點尺寸，如圖3A所示。因此，通過控制縮放望遠鏡的操作，光點尺寸可以被調(diào)節(jié)得更加適合所需加工。
波束放大器125可以由操作員手動控制或者通過系統(tǒng)控制器155(或者其他控制環(huán)境)自動控制，從而基于所需的光點尺寸而調(diào)節(jié)進入掃描子系統(tǒng)130的波束的瞳孔尺寸。還可以配置手動和自動模式的結(jié)合(即半自動)，其中操作員需要更低的參與度。應(yīng)當(dāng)注意的是，所述系統(tǒng)可以配置為使得操作員可以相對不熟練，即可以提供快速說明給操作員(例如通過監(jiān)視器或者預(yù)先編程的語音說明)，以表明如何調(diào)節(jié)、控制或者操作波束放大器125提供所需瞳孔尺寸。
可調(diào)節(jié)的瞳孔尺寸因此，波束放大器125可以被操作以將進入掃描子系統(tǒng)130的波束的瞳孔尺寸從瞳孔尺寸A改變?yōu)橥壮叽鏐、瞳孔尺寸C，從而導(dǎo)致點122處的光點尺寸從光點尺寸A’分別改變?yōu)楣恻c尺寸B’、光點尺寸C’。如圖3B所示，最小的瞳孔尺寸A產(chǎn)生聚焦光點尺寸A’，這是優(yōu)化為最大的，并且在聚焦透鏡140的最大掃描場310上基本沒有下降。瞳孔尺寸B產(chǎn)生優(yōu)化的中間光點尺寸B’而在中間的掃描場320上基本沒有下降。瞳孔尺寸C為最大的瞳孔尺寸，并且產(chǎn)生最小的光點尺寸C’，而在最小的優(yōu)化掃描場330內(nèi)基本沒有下降。在任何掃描場內(nèi)，光點尺寸可以通過減小激光束的波束放大率而增加。應(yīng)當(dāng)注意，當(dāng)掃描場受到下降限制時，除非掃描場減小，否則波束不能放大。
可調(diào)節(jié)的掃描場圖4顯示了透鏡視場450內(nèi)的各種形狀的掃描場410、420、430以及440，這是通過將波束導(dǎo)引光學(xué)器件135控制為對應(yīng)于優(yōu)化的掃描場(例如通過來自系統(tǒng)控制器155的信號)而實現(xiàn)的。通過控制可調(diào)節(jié)的波束放大器125或者修改波束瞳孔，可以如圖4所示實現(xiàn)光點尺寸A’、B’、C’和掃描場尺寸410、420、430和440的優(yōu)化組合。
優(yōu)化的光點尺寸和掃描場尺寸是通過控制入口瞳孔以改變光點尺寸并且通過控制掃描子系統(tǒng)130以及特別是波束導(dǎo)引光學(xué)器件135以改變掃描場尺寸而實現(xiàn)的。所述控制可以為自動的(例如通過控制器155執(zhí)行)或者半自動的(例如部分通過控制器155以及部分通過操作員執(zhí)行)或者手動的(例如通過操作員執(zhí)行)。
優(yōu)化掃描場可以結(jié)合X-Y平臺152的運動而在視場內(nèi)確定。工件150的不同區(qū)域可以使用平臺152步進以進一步加工掃描場內(nèi)的元件。如果工件150具有相鄰分段的拼接加工表面，則X-Y平臺152的運動可以基于掃描場形狀屬性而確定。例如，控制器155可以按照與掃描場430的X-Y尺寸成比例的增量控制平臺152。掃描場可以具有確定為優(yōu)化X-Y平臺152的掃描速度的比例。
參考圖3B，掃描場310可以包含一定的精確度要求。小于310的掃描場320由于其掃描場尺寸減小可以具有增加的精確度。最小的掃描場330由于其最小的場尺寸可以具有最高的精確度。由于掃描場從310、320至330減小，非聚焦遠心成像系統(tǒng)的非聚焦遠心誤差將從最大的掃描場310至320到最小的掃描場330順次減小。
系統(tǒng)控制圖5顯示了根據(jù)本發(fā)明一個實施例配置的控制器155的結(jié)構(gòu)圖。如圖所示，控制器155包括具有互連的處理器512和存儲器514的控制處理器510。注意，存儲器514可以為多個存儲器設(shè)備，例如包括隨機存取存儲器，只讀存儲器，軟盤存儲器，硬盤存儲器和/或其他類型的存儲器。處理器512與存儲器514進行交互以根據(jù)存儲器514上存儲的編程指令工作并且存儲或者訪問存儲器514中的數(shù)據(jù)。
控制處理器510與顯示監(jiān)視器520互連，并且控制對系統(tǒng)操作員的相關(guān)信息的顯示。同時，提供了包括鍵盤530和鼠標(biāo)540在內(nèi)的輸入設(shè)備。這些設(shè)備可以通過操作員使用以輸入數(shù)據(jù)到控制處理器510。同時設(shè)置到通信網(wǎng)絡(luò)的連接以允許從遠程位置進行輸入和系統(tǒng)編程。控制處理器510還連接到激光束發(fā)射器115和掃描子系統(tǒng)130。控制處理器510可以選擇性的連接到可調(diào)節(jié)的波束放大器125。
在工作中，控制處理器單元510通過鍵盤530、鼠標(biāo)540、數(shù)據(jù)端口(例如X-Y平臺數(shù)據(jù)端口和RS232數(shù)據(jù)端口)或者通信網(wǎng)絡(luò)接收操作員輸入?？刂铺幚砥?10根據(jù)存儲器514中存儲的編程指令在處理器512中處理這些輸入，從而產(chǎn)生對于激光發(fā)射器115、掃描子系統(tǒng)130以及可選擇的波束放大器125的控制信號。
圖6顯示了可以存儲在控制處理器510的存儲器514中的查找表，所述查找表由處理器512使用以產(chǎn)生對于激光發(fā)射器115、掃描子系統(tǒng)130、波束放大器125和/或顯示監(jiān)視器520的控制信號。
如圖6所示，所述查找表的一部分包括具有各個掃描場尺寸的列。與各個掃描場尺寸相關(guān)的行具有一系列參數(shù)用于在選定的場尺寸/形狀上掃描電流反射鏡。因此，操作員可以輸入掃描場尺寸，例如對應(yīng)于圖4所示的典型的方形掃描場410的掃描場尺寸610，并且處理器512通過訪問存儲器514中圖6所示的查找表而處理輸入的掃描場尺寸610，從而確定電流反射鏡必須旋轉(zhuǎn)以對應(yīng)到610’。然后處理器512產(chǎn)生掃描控制信號并且該掃描控制信號被發(fā)送到掃描子系統(tǒng)130。根據(jù)所接收到的掃描控制信號，電流驅(qū)動反射鏡(波束導(dǎo)引光學(xué)器件135)被操作以對應(yīng)于610’，從而建立所需的掃描場。
操作員還可以輸入特征尺寸、特征密度，或者光點尺寸，處理器512通過訪問存儲器514中的圖6所示的查找表可以進行處理，從而確定對于可應(yīng)用的場尺寸的適當(dāng)?shù)目s放望遠鏡(波束放大器125)操作。例如，如果所需的光點尺寸為中等光點尺寸(例如35微米)，則處理器512可以確定所述縮放望遠鏡必須被操作以對應(yīng)于b’，如圖6中查找表中的第四列所示。
因此，處理器512將產(chǎn)生對應(yīng)于所確定的縮放望遠鏡調(diào)節(jié)的控制信號，并且發(fā)送控制信號到縮放望遠鏡使得所述調(diào)節(jié)自動進行或者發(fā)送到顯示監(jiān)視器520。如果所述控制信號被發(fā)送到顯示監(jiān)視器520，則顯示監(jiān)視器將對系統(tǒng)操作員顯示適當(dāng)說明以手動調(diào)節(jié)縮放望遠鏡使其對應(yīng)于b’?？s放望遠鏡的調(diào)節(jié)將導(dǎo)致進入掃描子系統(tǒng)130的波束的瞳孔尺寸B和對應(yīng)的焦點122處波束的光點尺寸B’。
盡管在圖6中僅顯示了一個對于圖4所示的掃描場的各個掃描場尺寸的列表，但是通過本公開文件可以理解，掃描場尺寸列可以包括對于相同尺寸和形狀的掃描場的多個條目，從而在所述查找表中包含了各種可能的掃描場尺寸和形狀以及光點尺寸的組合。進一步可以理解，除了所述查找表之外，存儲器514中存儲的編程指令可以包括對應(yīng)的算法，這些算法由處理器512執(zhí)行以產(chǎn)生所需的控制信號。并且，可以使用除了查找表之外的存儲結(jié)構(gòu)例如鏈接列表和簡單索引數(shù)據(jù)文件以存儲相關(guān)控制信息。
圖6在標(biāo)記為X-Y步進尺寸的列中顯示了對于不同的場尺寸和形狀，X-Y步進參數(shù)(例如步進時間、步進尺寸、步進數(shù))可以改變，例如從b”至a”。注意所述步進尺寸可以對X或者Y方向或者二者同時調(diào)整。同樣的，標(biāo)記為校正的列顯示了場校正可以隨著場尺寸和形狀而改變，例如b和a。
上述本發(fā)明的實施例的說明僅具有示例和描述目的。本說明書并不是全面徹底的，并不將本發(fā)明限制于所公開的具體形式。通過本公開文件可以作出各種修改和變化。本發(fā)明的范圍不受本說明書的限制，而是受所附權(quán)利要求書的限制。
權(quán)利要求
1.一種靈活優(yōu)化的材料加工系統(tǒng)，包括激光發(fā)射器，配置為發(fā)射激光波束；波束調(diào)節(jié)光學(xué)器件，具有一定的波束放大率，并且配置為通過調(diào)節(jié)波束放大率而調(diào)節(jié)所發(fā)射的激光波束；波束導(dǎo)引光學(xué)器件，配置為提供與調(diào)節(jié)后的激光波束相對應(yīng)的可變有效瞳孔，所述波束導(dǎo)引光學(xué)器件進一步配置為將調(diào)節(jié)后的波束導(dǎo)引到掃描場內(nèi)的一個或多個目標(biāo)；透鏡，具有至少包含所述掃描場的視場，配置為將導(dǎo)引的激光波束聚焦到所述掃描場內(nèi)的一個或多個目標(biāo)上；以及控制處理器，配置為接收與材料加工參數(shù)相對應(yīng)的輸入，并且基于至少一個所述材料加工參數(shù)而發(fā)出至少一個優(yōu)化控制信號。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述優(yōu)化控制信號為與掃描場大小相對應(yīng)的波束導(dǎo)引光學(xué)器件的最優(yōu)有效瞳孔。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述優(yōu)化控制信號為對應(yīng)于所述波束導(dǎo)引光學(xué)器件的有效瞳孔、聚焦的激光波束光點尺寸、定位精度、掃描速度、運動系統(tǒng)的材料處理步長以及聚焦遠心值中一者的最優(yōu)掃描場尺寸。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述優(yōu)化控制信號為對應(yīng)于掃描場大小、運動系統(tǒng)的步進周期、基底尺寸以及基底選定區(qū)域的尺寸中一者的最優(yōu)材料處理步長。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述材料加工參數(shù)為光點尺寸、基底尺寸、基底選定區(qū)域的尺寸、基底選定區(qū)域的方向、組裝密度、運動系統(tǒng)的步進時間、運動系統(tǒng)的步長、運動系統(tǒng)的步進次數(shù)、掃描速度、定位精度、聚焦遠點值以及所需光點質(zhì)量中的任何一者。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述控制器配置為基于所述材料加工參數(shù)而確定波束放大率、掃描場尺寸以及運動系統(tǒng)的材料處理步長中的至少一個優(yōu)化值。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述波束放大率為第一值，并且掃描場為第一掃描場；所述波束調(diào)節(jié)光學(xué)器件進一步配置為再次將波束放大率從所述第一值調(diào)節(jié)到第二值；以及所述波束導(dǎo)引光學(xué)器件進一步配置為將再次調(diào)節(jié)后的波束導(dǎo)引到第二掃描場內(nèi)的目標(biāo)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其中所述第一掃描場具有第一尺寸并且所述第二掃描場具有第二尺寸。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其中所述第一掃描場具有第一形狀并且所述第二掃描場具有第二形狀。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述波束調(diào)節(jié)光學(xué)器件被手動操作以根據(jù)由所述控制器確定的最優(yōu)波束放大率而調(diào)節(jié)波束放大率。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其進一步包括控制處理器，配置為接收標(biāo)識所述掃描場的輸入，并且基于所接收到的輸入而發(fā)出掃描控制信號，其中所述波束導(dǎo)引光學(xué)器件進一步配置為根據(jù)所發(fā)出的掃描控制信號導(dǎo)引調(diào)節(jié)后的波束。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其進一步包括控制處理器，配置為接收對應(yīng)于聚焦波束的光點尺寸的輸入，并且基于所接收到的輸入發(fā)出光點尺寸控制信號，其中所述波束調(diào)節(jié)光學(xué)器件進一步配置為根據(jù)所發(fā)出的光點尺寸控制信號調(diào)節(jié)波束放大率。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其進一步包括控制處理器，配置為接收對應(yīng)于波束光點尺寸的輸入，并且基于所接收到的輸入發(fā)出光點尺寸控制信號；以及顯示監(jiān)視器，配置為顯示根據(jù)所發(fā)出的光點尺寸控制信號手動操作所述波束調(diào)節(jié)光學(xué)器件以調(diào)節(jié)波束放大率的參數(shù)。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述波束調(diào)節(jié)光學(xué)器件包括縮放望遠鏡；以及所述波束導(dǎo)引光學(xué)器件包括一個或多個電流反射掃描器。
15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其進一步包括控制處理器，配置為接收標(biāo)識掃描場的輸入，并且基于所接收到的輸入而發(fā)出運動控制信號；以及運動系統(tǒng)，配置為根據(jù)所發(fā)出的運動控制信號相對于所述掃描場移動工件。
16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述透鏡的視場至少包括第一掃描場和第二掃描場，并且進一步配置為將具有第一有效瞳孔尺寸的第一導(dǎo)引激光束聚焦到所述第一掃描場中的一個或多個目標(biāo)上，并且將具有第二有效瞳孔尺寸的第二導(dǎo)引激光束聚焦到所述第二掃描場中的一個或多個目標(biāo)上，其中至少一個掃描場尺寸受到視場上光點尺寸下降的限制。
17.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其進一步包括運動系統(tǒng)，配置為相對于所述掃描場而移動包含至少一個目標(biāo)的工件，并且將所述至少一個目標(biāo)定位在所述掃描場內(nèi)以進行加工。
18.一種靈活優(yōu)化材料加工的方法，包括接收與以激光束沖擊工件相關(guān)的至少一個材料加工參數(shù)；基于至少一個所述材料加工參數(shù)而發(fā)出至少一個優(yōu)化控制信號；根據(jù)至少一個所述優(yōu)化控制信號而將激光束調(diào)節(jié)至第一調(diào)節(jié)波束；將調(diào)節(jié)后的激光束導(dǎo)引到第一掃描場內(nèi)的一個或多個目標(biāo)；以及將導(dǎo)引的波束聚焦到第一掃描場內(nèi)的一個或多個目標(biāo)上。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其中所述發(fā)出至少一個優(yōu)化控制信號包括發(fā)出對應(yīng)于掃描場尺寸的最優(yōu)有效瞳孔。
20.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其中所述發(fā)出至少一個優(yōu)化控制信號包括發(fā)出對應(yīng)于有效瞳孔、加工波束光點尺寸、定位精度、掃描速度、材料處理步長以及聚焦遠心值中一者的最優(yōu)掃描場尺寸。
21.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其中所述發(fā)出至少一個優(yōu)化控制信號包括發(fā)出對應(yīng)于掃描場大小、運動系統(tǒng)的步進周期、基底尺寸以及基底選定區(qū)域的尺寸中一者的最優(yōu)材料處理步長。
23.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其中所述發(fā)出至少一個優(yōu)化控制信號包括基于所述加工參數(shù)，發(fā)出波束放大率、掃描場尺寸以及材料處理步長中的至少一個優(yōu)化值。
22.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其中所述接收到的至少一個材料加工參數(shù)為光點尺寸、基底尺寸、基底選定區(qū)域的尺寸、基底選定區(qū)域的方向、組裝密度、運動系統(tǒng)的步進時間、運動系統(tǒng)的步長、運動系統(tǒng)的步進次數(shù)、掃描速度、定位精度、聚焦遠點以及光點質(zhì)量中的一者。
24.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其中所述將激光束調(diào)節(jié)為第一調(diào)節(jié)波束包括將波束放大率調(diào)節(jié)到第一值，所述方法進一步包括將所述波束放大率進一步調(diào)節(jié)到第二值；以及將進一步調(diào)節(jié)后的波束導(dǎo)引到第二掃描場內(nèi)的一個或多個目標(biāo)。
25.根據(jù)權(quán)利要求24所述的方法，其中所述第一掃描場具有第一尺寸并且所述第二掃描場具有第二尺寸。
26.根據(jù)權(quán)利要求24所述的方法，其中所述第一掃描場具有第一形狀并且所述第二掃描場具有第二形狀。
27.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其中所述將激光束調(diào)節(jié)為第一調(diào)節(jié)波束包括將波束放大率手動調(diào)節(jié)到第一優(yōu)化值。
28.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其進一步包括接收標(biāo)識掃描場尺寸的輸入；基于所接收到的輸入而發(fā)出掃描控制信號；以及根據(jù)所發(fā)出的掃描控制信號而導(dǎo)引調(diào)節(jié)后的波束。
29.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其進一步包括接收標(biāo)識聚焦波束光點尺寸的輸入；基于所接收到的輸入發(fā)出光點尺寸控制信號；以及根據(jù)所發(fā)出的光點尺寸控制信號調(diào)節(jié)波束放大率。
30.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其進一步包括接收標(biāo)識聚焦波束光點尺寸的輸入；基于所接收到的輸入發(fā)出光點尺寸控制信號；以及顯示根據(jù)所發(fā)出的光點尺寸控制信號用于手動調(diào)節(jié)波束放大率的參數(shù)。
31.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其中所述調(diào)節(jié)激光束使用縮放望遠鏡進行，并且導(dǎo)引所述調(diào)節(jié)后的激光束使用一個或多個電流反射掃描器進行。
32.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其進一步包括接收標(biāo)識掃描場尺寸的輸入；以及基于所接收到的輸入而發(fā)出運動控制信號，從而根據(jù)所發(fā)出的運動控制信號相對于所述掃描場移動工件。
33.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其中所述將激光束調(diào)節(jié)到第一調(diào)節(jié)波束包括將波束放大率調(diào)節(jié)為第一值，所述方法進一步包括將波束放大率調(diào)節(jié)到第二值以提供第二調(diào)節(jié)波束；將第二調(diào)節(jié)波束導(dǎo)引到第二掃描場內(nèi)的一個或多個目標(biāo)；以及將第二調(diào)節(jié)波束聚焦到第二掃描場內(nèi)的一個或多個目標(biāo)上；其中所述至少一個掃描場尺寸受到視場上的光點尺寸下降的限制。
34.根據(jù)權(quán)利要求33所述的方法，其中所述第一掃描場受到視場上第一有效瞳孔尺寸處光點尺寸下降的限制，并且第二掃描場受到視場上第二有效瞳孔尺寸處光點尺寸下降的限制。
35.一種材料加工系統(tǒng)，包括發(fā)射器，配置為發(fā)射激光波束；控制處理器，配置為發(fā)出最優(yōu)控制信號；波束調(diào)節(jié)光學(xué)器件，配置為根據(jù)至少一個所述最優(yōu)控制信號調(diào)節(jié)所發(fā)射的激光波束；透鏡，具有一定視場，配置為將所述調(diào)節(jié)后的波束聚焦到視場包含的掃描場內(nèi)的一個或多個目標(biāo)上；以及波束導(dǎo)引光學(xué)器件，配置為將所述調(diào)節(jié)后的波束導(dǎo)引到所述掃描場內(nèi)的一個或多個目標(biāo)中的至少一者。
36.根據(jù)權(quán)利要求35所述的系統(tǒng)，其中所述掃描場為第一掃描場；所述波束調(diào)節(jié)光學(xué)器件進一步配置為再次調(diào)節(jié)所發(fā)射的激光波束；所述透鏡進一步配置為將再次調(diào)節(jié)的波束聚焦到視場包含的第二掃描場內(nèi)的一個或多個目標(biāo)上；以及所述波束導(dǎo)引光學(xué)器件進一步配置為將再次調(diào)節(jié)的波束導(dǎo)引到所述第二掃描場內(nèi)。
37.根據(jù)權(quán)利要求35所述的系統(tǒng)，其中所述波束導(dǎo)引光學(xué)器件進一步配置為根據(jù)至少一個最優(yōu)控制信號而導(dǎo)引調(diào)節(jié)后的波束。
38.根據(jù)權(quán)利要求35所述的系統(tǒng)，其進一步包括運動系統(tǒng)，配置為根據(jù)至少一個控制信號相對于掃描場移動工件。
全文摘要
一種能量束加工系統(tǒng)，包括發(fā)射能量束的發(fā)射器和將系統(tǒng)的瞳孔尺寸調(diào)節(jié)為多個值的波束調(diào)節(jié)光學(xué)器件，例如縮放望遠鏡。瞳孔尺寸的調(diào)節(jié)可以自動、半自動或者手動進行。在手動模式中，可以提供說明給操作員(例如通過監(jiān)視器或者預(yù)先編程的語音說明)以表明如何調(diào)節(jié)瞳孔尺寸。聚焦透鏡將沿著各個路徑導(dǎo)引調(diào)節(jié)后的波束聚焦到所述聚焦透鏡的視場包含的掃描場內(nèi)的不同焦點。波束導(dǎo)引光學(xué)器件配置為支持所述聚焦透鏡的視場內(nèi)的多種掃描場。
文檔編號H01G13/00GK1856383SQ200480027868
公開日2006年11月1日 申請日期2004年10月18日 優(yōu)先權(quán)日2003年10月17日
發(fā)明者A·T·基泰, J·S·埃爾曼 申請人:通明國際科技公司