[发明专利]具微结构可形成柱状光束的光学器件

说明书

本发明有关于一种具微结构可形成柱状光束的光学器件，其具有多圈以光学器件的中心向外形成的微结构，其中，多圈微结构相对于光学器件具有一角度，而外圈的微结构的角度大于内圈的微结构的角度，使光学器件能聚焦形成一柱状光束。本发明不仅减少透镜组的设置，又能保有较好的能量密度。

技术领域

本发明有关于一种具微结构可形成柱状光束的光学器件，尤其是指一种可通过微结构让光线以不同的角度折射，并于同一轴线上聚焦形成一柱状光束的光学器件；而通过微结构角度的改变，亦能够使柱状光束的焦距以及范围被改变。

背景技术

按，半导体产业中，电子器件的基板通常以玻璃、蓝宝石或是硅作为材料，而随着产品的多样化，电子器件的需求也随之改变，因此，不同的产品应用就会需要不同尺寸的电子器件，即需要切割基板或晶片，使其达到所需的大小与厚度；目前切割方式中，又以激光切割为主，其可以避免材料表面于切割过程中受到毁损，激光切割是通过光学透镜，使激光光线得以聚焦于一个点或一个区域，常见的一般透镜4将光线聚焦成一个焦点，如图7所示，光学透镜中，锥状透镜5能够将激光光线聚集在一个区域，并形成柱状光束，但其聚焦范围较广，因此能量密度不足以用于现行工业切割的需求，如图8所示；再者，激光光线的焦距会因为光学透镜的关系而有所改变，针对不同厚度或是不同切割需求的材料，就必须变换光束成形的焦距，将光线通过一般透镜4跟锥状透镜5组合的透镜组进行光整形，才能正确切割到材料，如图9所示。

中国台湾发明专利公告号TW I454331(可变景深的光学系统与调制方法及其光学加工方法)即揭露一种利用光束缩扩单元与两个透镜组来调整焦距，根据加工物的厚度或欲加工的深度范围，使光束缩扩单元调整激光光束的直径，再通过两个透镜组延长焦距，并聚焦于目标位置。另，中国台湾发明专利公告号TW I595265(用于光束成形的光学系统、激光处理设备、激光光束的光束成形的方法、激光材料处理的方法、光束外形应用于激光材料处理的用途)亦提供一种于一焦距外形成一激光光束的设备及方法，其技术同样是使用多个透镜，让激光光聚焦于不同的位置。

然而，虽然上述前案专利可提供激光光线聚焦于不同的位置，不过其皆需要使用至少两个透镜去做延长焦距的动作，于设备设置的成本上就会增加，且此种多透镜的长光刀的设计，容易使激光光线的能量不够集中，导致光束的能量密度不足，一般而言，光学透镜越多，光路的条件就越严苛，且透镜之间的距离亦会影响聚焦区域的光束品质，进而造成切割部分的不均。

因此，如何提供一种减少透镜组的设置，以应用于激光切割的机台上，使激光光束所聚焦范围有良好的能量密度，令材料均匀地被切割，此便成为申请人所思及的方向。

发明内容

今，申请人即是鉴于上述现有的激光切割透镜于实际实施使用时仍具有多处缺失，于是乃一本孜孜不倦的精神，并通过其丰富专业知识及多年的实务经验所辅佐，而加以改善，并据此研创出本发明。

本发明主要目的为提供一种具微结构可形成柱状光束的光学器件，其是在光学器件形成多个的微结构，此微结构皆具有不同的角度，能使光线以不同的角度折射，并于同一轴线上聚焦形成一柱状光束，而通过微结构角度的改变，能够使柱状光束的焦距以及范围被改变。

为了达到上述实施目的，本发明一种具微结构可形成柱状光束的光学器件，其具有多圈以光学器件的中心向外形成的微结构，其中，多圈微结构相对于光学器件具有一角度，而外圈的微结构的角度大于内圈的微结构的角度，使光学器件能聚焦形成一柱状光束。

于本发明的一实施例中，多圈微结构以所述角度为0°～42°形成于所述光学器件上。

于本发明的一实施例中，光学器件的中心设置锥形凸部、一般凸透镜、平面透镜或贯穿孔。

于本发明的一实施例中，光学器件与一光源装置搭配应用。

于本发明的一实施例中，光源装置所发射的激光光线穿透光学器件后，将光线聚焦形成柱状光束。