[发明专利]于激光加工系统中的适合的光学光束整型

权利要求书

1.一种利用具有经过选择性整型的空间强度轮廓的激光束来加工一工件的方法，其特征在于，该方法包括：

让该工件的第一部分和第一组加工特征产生关联并且让该工件的第二部分和第二组加工特征产生关联；

让第一空间强度轮廓和第一组加工特征产生关联并且让第二空间强度轮廓和第二组加工特征产生关联，该等第一和第二空间强度轮廓对应于实质上入射在一物镜的聚焦平面上的输出激光束的个别形状；

调变一输入激光束的相位与振幅中至少其中一者，用以产生一具有第一空间强度轮廓的输出激光束，其中，该调变是由一或多个适合的光学组件来实施；

利用该具有第一空间强度轮廓的输出激光束来加工该工件的第一部分；

藉由使用该等一或多个适合的光学组件来调整该输入激光束的调变作用而在预设的切换时间内从该输出激光束的第一空间强度轮廓动态地切换至该输出激光束的第二空间强度轮廓；以及

利用该具有第二空间强度轮廓的输出激光束来加工该工件的第二部分。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该切换时间的范围是介于10微秒和5毫秒之间。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，进一步包括：

测量该输入激光束和该输出激光束中至少其中一者的属性；

决定该第一空间强度轮廓的预设属性和该等被测量属性之间的目标函数数值；以及

以该目标函数数值为基础来调整该输入激光束的调变作用，用以最佳化该第一空间强度轮廓。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该等一或多个适合的光学组件是选择自包括下面的群之中：可变形面镜、液晶调变器以及电光空间光调变器。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，进一步包括将该输入激光束空间滤波成一具有低阶横向模式的第一光束组成以及一具有较高阶横向模式的第二光束组成，其中具有较高阶横向模式是相较于该第一光束组成的低阶横向模式而言。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，调变包括：

利用第一组调变特征来调变该第一光束组成；

利用和该第一组调变特征无关的第二组调变特征来调变该第二光束组成；以及

重新组合该经过调变的第一光束组成和该经过调变的第二光束组成，用以产生该第一空间强度轮廓及该第二空间强度轮廓中其中一者。

7.一种利用具有经过选择性整型的空间强度轮廓的激光加工系统，其特征在于，该系统包括：

一激光源，用以产生一输入激光束；

一空间滤波器，用以将该输入激光束空间地分离成一具有低阶横向模式的第一光束组成和一具有较高阶横向模式的第二光束组成，其中具有较高阶横向模式是相较于第一光束组成的低阶横向模式而言；

一第一适合的光学组件，用以调变该第一光束组成的相位与振幅中至少其中一者；

一第二适合的光学组件，用以调变该第二光束组成的相位与振幅中至少其中一者；以及

用以将该经过调变的第一光束组成和该经过调变的第二光束组成重新组合成一用于加工该工件的输出激光束的光学组件。

8.如权利要求7所述的系统，其特征在于，进一步包括一控制系统，用以控制该第一适合的光学组件与该第二适合的光学组件的调变作用，用以调整实质上位于一物镜的聚焦平面处的输出激光束的第一空间强度轮廓。

9.如权利要求8所述的系统，其特征在于，该控制系统会进一步配置成用以：

在加工该工件的第一部分时，选择该输出激光束的第一空间强度轮廓；以及

在加工该工件的第二部分时，改变该第一适合的光学组件与该第二适合的光学组件的调变作用，用以从实质上位于该物镜的聚焦平面处的输出激光束的第一空间强度轮廓切换成第二空间强度轮廓。

10.如权利要求9所述的系统，其特征在于，用以从该第一空间强度轮廓改变成该第二空间强度轮廓的切换时间的范围是介于10微秒和5毫秒之间。

11.如权利要求8所述的系统，其特征在于，进一步包括一传感器，用以测量该输入激光束与该输出激光束中至少其中一者的特征，其中，该控制系统会决定该第一空间强度轮廓的预设特征和该等被测量特征之间的目标函数数值，且其中，该控制系统会以该目标函数数值为基础来调整该第一适合的光学组件与该第二适合的光学组件。