[发明专利]系统隔离和光学隔间密封

说明书

本案揭示一种镭射处理系统，该镭射处理系统包括：系统框架；处理框架，其由该系统框架可移动地支撑；光学器件壁，其耦接至该处理框架；处理护罩，其耦接至该系统框架且在该光学器件壁的上部周边区域及横向周边区域上方且并排地延伸；以及光学器件护罩，其耦接至该处理护罩。该处理框架经组配来支撑镭射源、工件定位系统及射束输送系统。该处理框架可相对于该处理护罩移动，且该处理框架可相对于该光学器件护罩移动。该处理护罩、该光学器件壁及该处理框架围封用于工件的镭射处理的第一空间。该光学器件护罩、该光学器件壁及该处理框架围封用于收容该镭射源的第二空间。

相关申请案的交互参照

本申请案主张于2016年1月30日申请的美国临时申请案第62/289,205号的权利，且该申请案以全文引用方式并入本文中。

背景

1、技术领域

本文中所揭示的实施例大体而言是关于镭射处理系统，且更特定而言，是关于用于提供振动隔离及环境密封的配置。

2、背景技术

镭射处理系统通常包括多个组件，诸如镭射源、用于调节(例如，扩展、准直、过滤、极化、聚焦、衰减、反射等)由镭射源产生的镭射能量的镭射光学器件、用于将经调节的镭射能量引导至工件的射束输送系统，以及用于在镭射处理系统内移动或以其他方式定位工件的工件定位系统。工件定位系统通常包括一或多个运动平台(例如，线性平台、旋转平台或类似平台或其任何组合)，以便在镭射处理系统内移动工件。射束输送系统可包括扫描透镜、射束定位系统(例如，一或多个电流计驱动镜、一或多个快速转向镜等)或类似物或其任何组合。镭射处理系统有时可包括台架，该台架用于将射束输送系统的一或多个组件(例如，扫描透镜、一或多个电流计驱动镜、一或多个快速转向镜等)支撑于工件上方。当包括台架时，射束输送系统可进一步包括一或多个运动平台(例如，线性平台、旋转平台或类似平台或其任何组合)，以便使扫描透镜、一或多个电流计驱动镜、一或多个快速转向镜等相对于台架移动。

只要任何前述组件影响镭射处理系统将镭射能量准确且可靠地输送至工件内或工件上的特定位置(或输送至特定位置的范围内)的能力，则在本文中将此类组件统称为「处理组件」。为确保准确且可靠的镭射处理，通常需要将处理组件与外部振动(亦即，存在于镭射处理系统周围环境中的振动)至少部分地隔离。外部振动的实例包括由支撑镭射处理系统的底板或接触镭射处理系统的外部的其他(数个)结构所传输的振动。隔离处理组件的一种习知方法涉及将处理组件耦接至共同框架(本文中亦被称为「处理框架」)，以及将处理框架安装于振动隔离基座上(本文中亦被称为「处理基座」)，该振动隔离基座通常提供为相对重的花岗岩块、辉绿岩块或类似物。处理基座通常安置于系统框架内，且搁置于由弹性体材料制成的一组支座上。尽管使用此振动隔离方案，但当一或多个平台(例如，工件定位系统中、射束输送系统中等)相对于系统框架加速、减速或以其他方式移动时，处理组件仍然可以低频率(例如，3Hz至12Hz)振荡。

镭射源及镭射光学器件中的一些或全部通常容纳于箱型护罩(亦即，「光学器件护罩」)内，该箱型护罩固定地耦接至处理框架(例如，以使得光学器件护罩及处理框架的相对位置可保持固定，或至少大体上固定)。亦可对光学器件护罩所围封的空间加正压以防止颗粒物质(例如，在工件之镭射处理期间产生之蒸气、碎屑等)聚积在镭射源及镭射光学器件的光学表面上。同样，射束输送系统及工件定位系统容纳于箱型护罩(亦即，「处理护罩」)内，该箱型护罩固定地耦接至处理框架(例如，以使得处理护罩及处理框架的相对位置可保持固定，或至少大体上固定)。因此，当固定地耦接至处理框架时，光学器件护罩及处理护罩不会(或大体上不会)经历相对于彼此移动。处理护罩可经密封以防止在工件镭射处理期间产生的颗粒物质扩散至镭射处理系统周围外部环境中或将此扩散减至最低，该颗粒物质可能对人体健康有害。