CN102245339B - 具有多重细激光束传输系统的激光加工系统和方法 - Google Patents

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Abstract

在激光加工系统及方法中可使用多重细激光束传输系统(multiple beamlet laser beam delivery system)及方法，以在工件上同时加工多个区域。激光加工系统(laser machining system)及方法的一个实施例可用于，例如，在诸如太阳能面板(solar panel)等大的平整工件(workpiece)中划刻一或多条线。具体而言，激光加工系统及方法可以高精确度、高速度及低成本在薄膜光电(photovoltaic；PV)太阳能面板中划刻出线。这些多重光束传输系统可以是可移动的，以在工件中同时划刻多条线。

Description

具有多重细激光束传输系统的激光加工系统和方法
相关申请案交叉参考
本申请案主张基于2008年10月10日提交申请且序列号为61/104,435的美国临时专利申请案的权利，该美国临时专利申请案以引用方式全文并入本文中。
技术领域
本发明涉及加工，更具体而言，涉及具有多重细激光束传输系统的激光加工系统及方法。
背景技术
激光加工系统及方法通常用于加工各种类型的材料及结构。这些激光加工系统及方法可提供多种优点，包括制造成本较低、生产量及生产良率增大、且质量更高。例如，在太阳能面板领域中，激光加工的优点可明显提高太阳能技术的效率及适用性。
在薄膜光电(photovoltaic；PV)太阳能面板的制造中，可利用激光加工技术来划刻面板中的各种薄膜层，以形成电性相连的电池。在一种类型的PV太阳能面板中，沉积三个层来形成面板且在每一次新的沉积之后均进行线的划刻。面板上包含这些线的区域被视为被浪费区域，被浪费区域不能进行太阳能转换。因此，这些线应为直的且应精确地对齐，以使这一被浪费区域最小化并提供最佳的效率。亦期望具有高的划刻速度，以提高生产量。对薄膜PV太阳能面板(及其他类似结构)提供精确且高速的划刻存在诸多独特的挑战。
利用激光束在工件上划刻出线涉及到线性地移动工件及/或激光束。对于大面积的工件而言，可能难以或无法高速地移动工件以达成划刻，且常常需要在整个工件上移动激光束。然而，移动激光束传输系统可不利地影响激光束在工件上的位置精确度及均匀性。此外，将激光束分成多个细光束来划刻工件会导致不良的划刻波动，例如宽度、深度、能量密度(fluence)、热影响区(heat-affected-zones)及穿透度的波动，这些波动可不利地影响划刻线的精确度。
PV太阳能面板的激光加工所面临的另一挑战为在从激光源至工件的工作距离(working distance)长以及面板尺寸大的条件下保持精确度的能力。长工作距离及较长的光束传输路径会导致角度指向不稳定。当激光束须行进较远的距离到达工件且利用例如远场划刻技术(far-field scribingtechnique)时，聚焦在工件上的激光点的位置可因激光指向的波动而发生变化，导致线的笔直度及对齐度不精确。
由于所划刻薄膜层的性质以及由于期望降低太阳能面板的制造成本，对激光的选择亦存在挑战。现有激光加工系统及方法常常利用单模同调光束(single mode coherent beams)。然而，利用同调光束点无法实现所期望的选择性材料移除且无法有效地利用光束功率。
发明内容
根据一个实施例，一种激光加工系统包含部件运送系统及至少一个激光源，所述部件运送系统包含工件支撑面，用以支撑欲加工的工件，而所述至少一个激光源用以产生至少一个激光束。至少一个激光扫描平台相对于部件运送系统定位，以沿扫描轴线进行线性运动，并且光学头位于激光扫描平台上。光学头包含光束传输系统，用以接收激光束并在移动的同时修改光束。光束传输系统包含光束分光镜、遮罩以及成像光学系统，光束分光镜用以将激光束分成多个细光束，遮罩用以提供开孔形状，而成像光学系统用以将多个细光束引导至工件并用以将开孔形状在工件上成像。
根据另一实施例，一种光学头包含光束传输系统，用以自激光源接收激光束。所述光束传输系统包含遮罩、光束分光镜以及多个反射镜，遮罩包含用以投射激光束的成型部分的开孔，光束分光镜用以将激光束的成型部分分成多个成型细光束，而多个反射镜用以接收及反射所述多个成型细光束中的各别细光束。每一反射镜均位于不同位置，使得多个成型细光束中每一成型细光束的光学路径的长度实质相同。光束传输系统进一步包含成像透镜阵列，用以将所述多个成型细光束中的各别成型细光束引导至工件，使得遮罩的开孔的形状成像于工件上。
根据又一实施例，一种光学头包含光束传输系统，用以自激光源接收激光束。光束传输系统包含光束分光镜、均光器以及成像部，光束分光镜用以将激光束分成多个细光束，均光器用以在光束分光镜之前均化光束或在光束分光镜之后均化细光束，成像部用以将细光束成像于工件上。成像部包含用以界定多个开孔的遮罩，其中细光束过度填充遮罩的各别开孔，成像系统进一步包含透镜阵列，用以聚焦穿过遮罩的开孔的各别被成像细光束。
根据再一实施例，一种激光加工系统包含部件运送系统及至少一个激光源，所述部件运送系统包含工件支撑面，用以支撑欲加工的工件，所述至少一个激光源用以产生至少一个激光束。至少一个激光扫描平台相对于部件运送系统定位，以沿扫描轴线进行线性移动，并且光学头位于激光扫描平台上。光学头包含光束传输系统，用以接收激光束并在移动的同时修改光束。光束传输系统包含光束分光镜以及多个反射镜，光束分光镜用以将激光束分成多个成型细光束，多个反射镜用以接收及反射多个细光束中的各别细光束。每一反射镜位于不同位置，使得多个细光束中的每一细光束的光学路径的长度实质相同。光束传输系统进一步包含聚焦透镜阵列，用以将多个细光束中的各别细光束聚焦至工件上。
根据又一实施例，一种激光加工方法包含：利用安装在激光加工系统的固定基座上的激光器，产生激光束；将激光束引导至位于可移动光学头内的光束传输系统中；相对于激光加工系统的固定基座，沿线性扫描轴线移动光学头；以及在移动光学头的同时，在光束传输系统内修改激光束，以产生被成像于工件的加工平面上的多个细光束，其中随着光学头沿线性扫描轴线移动，被成像细光束沿工件划刻出线。
附图说明
结合附图阅读以下详细说明，可更佳地理解本发明的这些及其他特征及优点，附图中：
图1为根据一实施例，激光加工系统的俯视立体图；
图2为图1所示激光加工系统沿X轴截取的局部剖视立体图；
图3为图2所示激光加工系统沿Z轴截取的局部剖视立体图；
图4A及图4B为根据另一实施例，激光加工系统的正视及后视立体图；
图5A至图5F为根据一实施例，例示在薄膜光电太阳能面板的不同层中形成线的侧视示意图；
图6A及图6B为可移动光学头的实施例的示意图，这些可移动光学头包含用以在遮罩投影之前分裂激光束的多重细激光束传输系统；
图7为遮罩的一实施例的立体示意图，此遮罩用于以矩形轮廓对激光束进行成像；
图8为遮罩的一实施例的正视示意图，此遮罩被过度填充以多个细光束；
图9为根据不同的实施例，对划刻线的不同截面形状及用于形成这些划刻线的相应遮罩开孔形状的图解说明；
图10为具有顶帽式轮廓的激光束的示意图；
图11为可移动光学头的实施例的立体示意图，此可移动光学头包含用以在遮罩投影之前分裂光束的多重细激光束传输系统；
图12为图11所示的光束传输系统的侧视示意图；
图13为可移动光学头的一实施例的立体示意图，此可移动光学头包含用以在遮罩投影之后分裂光束的多重细激光束传输系统；
图14为多重细激光束传输系统的另一实施例的俯视示意图，此多重细激光束传输系统在遮罩投影之后分裂光束；
图15为可移动光学头的又一实施例的侧视示意图，此可移动光学头包含用以在遮罩投影之后分裂光束的多重细激光束传输系统；
图16为多重细激光束传输系统的实施例中所用成像透镜阵列的端视示意图；以及
图17为可移动光学头的实施例的立体示意图，此可移动光学头包含利用光束成型及远场聚焦的多重细激光束传输系统。
主要组件标记说明
具体实施方式
根据本文所述的各种实施例的多重细激光束传输系统及方法可在激光加工系统及方法中用于在工件上同时加工多个区域。激光加工系统及方法的一个实施例可用于，例如，在诸如太阳能面板等大的平整工件中划刻一或多条线。具体而言，可使用激光加工系统及方法以高的精确度、高的速度及降低的成本在薄膜光电(PV)太阳能面板中划刻出线。这些多光束传输系统可为可移动的，以在工件中同时划刻多条线。下文将更详细地描述这些光束传输系统及方法的各种实施例。
如本文所用，“加工(machining)”是指任何利用激光能量来改变工件的行为，且“划刻(scribing)”是指通过线性地移动激光及/或工件而在工件上加工出线的行为。加工可包含，但不仅限于：激光烧蚀划刻(laser ablation scribing)，其中以激光能量烧蚀工件的材料；激光再结晶划刻(laser recrystallization scribing)，其中以激光能量使工件的材料熔化并再结晶；以及激光隐密划刻(laser stealth scribing)，其中以聚焦于工件内部的激光能量使工件在内部开裂。如本文所用，“平整(flat)”意指几乎不具有曲度、但不一定为平面的。如本文所用，诸如“实质上(substantially)”、“约(about)”以及“近似(approximately)”等术语意指处于可接受的公差内。本文所述的激光加工系统的各种组件也可用于用以加工具有其他形状的工件的系统中。
参见图1至图3，其显示并描述激光加工系统100的一个实施例，其可包含多重细激光束传输系统。激光加工系统100可包含由被动式振动隔离系统104所支撑的基座102，例如花岗岩基座。如下文所更详细描述，基座102可支撑激光加工系统100的各种组件(例如部件运送系统、光学头、运动平台以及运动控制系统)且为这些组件提供稳定性。被动式振动隔离系统104可在基座102的各隅角处包含四个被动式隔离器，以将激光加工系统100与可沿地面行进的振动隔离开。在所示实施例中，这些隔离器定位在基座102与框架105之间。
激光加工系统100可包含部件运送系统(part handling system)110以及一或多个激光扫描平台120，部件运送系统110用于支撑部件或工件101，一或多个激光扫描平台120用于支撑一或多个光学头(图未示出)，一或多个光学头用于在工件101处引导一或多个激光束。部件运送系统110可包含位于加工部(process section)111的相对侧上的进料部(infeedsection)110a以及出料部(outfeed section)110b。部件运送系统110提供用于支撑工件101的工件支撑面(workpiece support surface)112并包含运动控制系统(motion control system)，运动控制系统用于控制工件沿工件轴线(例如，Y轴)的运动，例如，以引导工件101通过加工部111。具体而言，进料部110a可包含进料输送机，且出料部110b可包含出料输送机。进料部110a将工件101移入加工部111，而出料部110b则将工件101移出加工部111。
在一个实施例中，部件运送系统110及工件支撑面112能够运送并支撑大的面板(例如，跨度为一米或更大)，例如在薄膜太阳能面板中所用类型的面板。部件运送系统110的一个实施例可包含一或多个真空圆盘(puck)或抓具(gripper)114以及一或多个定位平台，所述一或多个真空圆盘或抓具114用于固持工件101(例如，太阳能面板的大玻璃面板)，所述一或多个定位平台则用于移动抓具114。真空抓具114中的一或多个可安装在空气轴承支架(air bearing carriage)115上并受空气轴承系统的独立控制，以容许对工件101进行旋转控制而达到精确对齐。在加工部111内进行划刻过程中，固定式真空圆盘116也可将工件101固持在定位上。也可利用空气轴承输送机118以在加工过程中提供对工件101的高速引导。
在加工部111中，可将这一(这些)激光扫描平台120耦合至激光扫描平台运动控制系统(laser scanning stage motion control system)，以沿一或多个扫描轴线(例如，X轴)线性地移动这一(这些)激光扫描平台120。可将扫描平台120(以及光学头)定位在工件支撑面112下方(并因此在工件101之下)，使得当扫描平台120沿扫描轴线线性运动的同时，光学头在工件101处向上引导这一(这些)光束。扫描平台120以及运动控制系统可包含高速精密空气轴承系统(high speed precision air bearingsystem)，例如，高速精密空气轴承系统能够加速至约2.5米/秒或更快。可利用力量消除技术或机构来消除或最小化由这一(这些)扫描平台120及这一(这些)光学头的运动所引起的反作用力。可利用的力量消除技术及机构的实例更详细地描述于题目为“具有提供力量消除的移动激光扫描平台的激光加工系统及方法(LASER MACHINING SYSTEMS ANDMETHODS WITH MOVING LASER SCANNING STAGE(S)PROVIDINGFORCE CANCELLATION)”且序列号为＿＿＿＿＿(档号：JPSA009)的美国专利申请案中，该美国专利申请案与本案同时提交申请并以引用方式全文并入本文中。
激光加工系统100也包含一或多个激光源106以及光束传输系统，所述一或多个激光源106用于产生一或多个原始激光束，所述光束传输系统则用于修改这一(这些)激光束并将其投送至工件101。激光波长可基于欲划刻的材料的层及类型加以选择，且可包含例如1064nm、352nm、355nm或266nm的波长。这一(这些)激光源106可定位于基座102下方并可安装在快速进入维护模块(fast access service module)上以使维护间隔中的停机时间(down time)最小化。光束传输系统可通过控制被投送至工件101的光束的形状、尺寸、均匀性及/或强度而修改光束。
光束传输系统可包含固定段108以及可移动段，固定段108定位于框架105及/或基座102上，可移动段则定位于这一(这些)激光扫描平台120上的可移动光学头(图未示出)之上或之中。光束传输系统的固定段108可包含，例如，一系列透镜、反射镜及/或反射器，用于将这一(这些)激光束自激光源106引导至光束传输系统的可移动段。光束传输系统的固定段108中的反射镜或反射器可为能改变被引导至光学头的这一(这些)光束的方向的快速导向镜(fast steering mirror)，这可用于光束追踪及/或用于锁定激光以提高指向稳定性。
光束传输系统的固定段108也可包含用于扩大光束的扩束器(beamexpander)以及用于测量光束的功率的功率计(power meter)。扩束器可改变光束的形状及尺寸二者，且可包含一组球面透镜以容许独立调整光束扩大率及发散补偿度二者。功率计可为可回缩的，例如，利用气动致动器(pneumatic actuator)回缩，使得功率计可被移动至光束的路径中以测量功率读数。可回缩的光束止挡件(retractable beam stop)亦可被移入及移出光束路径(例如，利用气动致动器)。可回缩的光束止挡件可包含反射镜，反射镜使光束改向至水冷光束收集器(water cooled beam dump)以阻止光束进入光学头。
如下文将更详细地描述，光束传输系统的可移动段接收激光束，修改激光束，并将一或多个经修改的激光束引导至工件。在一个实施例中，光束传输系统将光束分成多个细光束以同时划刻多条线，从而获得更高的生产量，并利用均光器(homogenizer)及/或成像光学器件(imaging optics)以使光束对角度指向不稳定性较不敏感并提高精确度。
激光加工系统也可包含碎屑控制系统130，用于收集和移除因加工工件101而产生的碎屑。具体而言，碎屑控制系统130可移除因对有毒材料(例如GaAs)以及对薄膜太阳能面板中所用的其他材料进行划刻而产生的碎屑。碎屑控制系统130可包含可移动式碎屑收集模块或头(movabledebris collection module or head)132，可移动式碎屑收集模块或头132安装在碎屑控制运动平台134上、工件支撑面上方，以随激光扫描平台120及光学头作线性运动。碎屑控制运动平台134可由运动控制系统控制且从动于扫描平台120的运动。具体而言，碎屑控制运动平台134可为空气轴承线性电动机驱动平台(air bearing linear motor driven stage)。
激光加工系统100可进一步包含空气过滤系统及除气系统，以过滤并循环利用壳体(enclosure)内的空气。壳体(图未示出)可围绕激光加工系统100定位，且空气过滤系统(图未示出)可定位于壳体上。空气过滤系统过滤空气以移除有害气体，并引导过滤后的空气返回至壳体内的处理区。可利用的碎屑控制及提取系统(debris control and extraction system)及方法的实例更详细地描述于题目为“具有碎屑提取的激光加工系统及方法(LASER MACHINING SYSTEMS AND METHODS WITH DEBRISEXTRACTION)”且序列号为＿＿＿＿(档号：JPSA013)的美国专利申请案中，该美国专利申请案与本案同时提交申请并以引用方式全文并入本文中。
激光加工系统100也可包含追踪系统及/或视觉检验系统(图未示出)，用于在划刻前使工件精确对齐及/或在划刻过程中及/或划刻之后进行追踪及/或检验。一或多个传感器或检验照相机可安装在碎屑控制运动平台134上或安装在随激光扫描平台120运动的另一运动平台上。激光加工系统也可包含计算机化控制系统，计算机化控制系统包含将激光器、运动控制、数字输入/输出、追踪及可选的机器视觉检验整合在一起的控制软件(control software)。可利用的追踪及视觉校正系统及方法的实例更详细地描述于题目为“具有视觉校正及/或追踪的激光加工系统及方法(LASERMACHINING SYSTEMS AND METHODS WITH VISION CORRECTIONAND/OR TRACKING)”且序列号为＿＿＿＿(档号：JPSA014)的美国专利申请案中，该美国专利申请案与本案同时提交申请并以引用方式全文并入本文中。
参见图4A及图4B，其显示并描述激光加工系统400的另一实施例。激光加工系统400可包含由被动式振动隔离器404所支撑的基座402。基座402可支撑激光加工系统400的各种组件(例如部件运送系统、光学头、运动平台以及运动控制系统)且为这些组件提供稳定性。
在本实施例中，用于支撑并移动工件401的部件运送系统410包含用于抓握工件401的真空抓具414以及用于支撑工件401的滚轴418。真空抓具414被支撑在运动平台415上，运动平台415能够沿引导轴线(即Y轴)移动工件401，以引导工件401通过加工部。举例而言，运动平台415也可沿扫描轴线(即X轴)移动抓具414，以旋转工件401。
激光加工系统400的本实施例包含激光扫描平台420及光学头422，激光扫描平台420及光学头422位于工件401下方以沿扫描轴线运动。安装在基座402上的激光源406产生激光束，固定式光束传输系统408将光束传输至移动光学头422。
激光加工系统400的本实施例进一步包含碎屑收集罩(debriscollection hood)432，碎屑收集罩432安装在与光学头422反向的顶侧上。碎屑收集罩432为固定的并在工件401的整个宽度上延伸，以当光学头422进行扫描并自底侧加工工件401时自工件401的顶侧收集碎屑。
激光加工系统400也包含定位于工件401上方的扫描平台434，其容许对系统400进行改造以达成顶侧加工。举例而言，光学头可被安装在扫描平台434上并被向下引导向工件401。在顶侧加工配置中，可将移动碎屑收集罩安装在顶侧，以随光学头移动，使得当加工工件时提取碎屑。图4A及图4B图显示被配置成底侧加工形式的系统400，因此顶侧扫描平台434是固定的。
激光加工系统100可用于在诸如太阳能面板等大的面板中划刻线。参见图5A至图5F，更详细地描述一种在薄膜光电(PV)太阳能面板中划刻线的方法。可将第一(P1)导电材料层510沉积在基板502上，例如玻璃或聚对苯二甲酸乙二醇酯(polyethylene terephthalate；PET)(图5A)上。第一导电材料层510可包含透明导电氧化物，包含但不限于：氧化铟锡(indium tin oxide；ITO)、氧化铟锌(indium zinc oxide；IZO)、氧化锡(tin oxide；SnO)或氧化锌(zinc oxide；ZnO)。然后，可通过以下方式来划刻第一层510：引导一或多个激光束500穿过基板502到达第一层510，以烧蚀第一层510的一部分并形成一或多条P1划刻线512(图5B)。划刻线512可间隔开例如约5毫米至10毫米。这一(这些)激光束500可具有波长(例如，1064nm)及在不损伤基板502的情形下足以烧蚀P 1层510的能量密度。
然后，可将由活性半导体材料形成的第二(P2)层520沉积在第一层510上及在第一层510中形成的P 1划刻线512中(图5C)。第二层520的半导体材料可包含但不仅限于：非晶硅(amorphous silicon；aSi)、碲化镉(cadmium telluride；CdTe)、铜铟镓二硒(copper indium galliumdiselenide；CIGS)或铜铟二硒(copper indium diselenide；CIS)。然后，可通过以下方式来划刻第二层520：引导一或多个激光束500穿过基板502及第一层510到达第二层520，以烧蚀第二层520的一部分并形成P2划刻线522(图5D)。这一(这些)激光束500可具有波长(例如，532nm)及在不损伤基板502及P1层510的情形下足以烧蚀P2层520的能量密度。
然后，可将由金属形成的第三(P3)层530沉积在第二层520上及在第二层520中形成的P2划刻线522中(图5E)。第三层530的导电材料可包含金属，金属包含但不限于：铝(Al)、钼(Mo)、银(Ag)或铬(Cr)。然后，可通过以下方式来划刻第二层520及第三层530：引导一或多个激光束500穿过基板502到达第二层520及第三层530，以烧蚀第二层520及第三层530的一部分并形成P3划刻线532(图5F)。这(这些)激光束500可具有波长(例如，532nm)及在不损伤基板502及P1层510的情形下足以烧蚀P2层520及P3层530的能量密度。
具有划刻在P1-P3层510、520及530中的线512、522、532的区域不能进行太阳能转换，且常常被称作被浪费区域或死区域(wasted or deadarea)。线512、522、532应精确地划刻并对齐，以将此死区域最小化并提供最佳的太阳能面板效率。本文所述的激光加工系统及方法的实施例能形成激光束500、引导激光束500向上穿过基板、并在整个基板上移动或扫描光束500以精确地形成划刻线512、522、532。本文所述的激光加工系统及方法的实施例也可用于通过移动或扫描在层510、520、530处被引导的光束，而自顶侧或薄膜侧划刻线512、522、532。具体而言，本文所述的光学头及光束传输系统能以最小的偏移量扫描多个均匀的细光束，由此精确地同时形成多条划刻线。
参见图6至图16，更详细地描述移动光学头及多重细激光束传输系统的各种实施例。如上所述，例如，包含多重细激光束传输系统的移动光学头可安装在扫描平台上，扫描平台沿扫描轴线(例如，沿X轴)线性地移动。移动光学头也可安装在手动或电动平台上，以在整个扫描轴线(例如，沿Y轴)上进行调整。尽管在本文所述的实例性实施例中，移动光学头安装在激光扫描平台上，然而多重细激光束传输系统及本文所述的概念也可适用于其他光束传输系统，例如，适用于固定式光学头。
如图6A及图6B所示，移动光学头600可包含光束传输系统610，光束传输系统610将来自激光源602的激光束606分成多个细光束616a-616d并将细光束616a-616d成像于工件(图未示出)上。固定式光束传输系统(图未示出)可将来自激光源602的激光束606传输至移动光学头600。光束传输系统610可包含光束均光器(beam homogenizer)612、光束分光镜(beam splitter)614以及成像部(imaging section)620。通过利用成像部620提供细光束616a-616d在工件上的近场成像，可提高激光指向稳定性。
光束分光镜614可包含一系列局部反射镜(partially reflecting mirror)及反射镜(mirror)，例如为所属领域的技术人员所习知的类型。激光束606可被分成使细光束616a-616d具有实质相等的路径长度及脉冲能量。光束均光器612可定位于光束分光镜614之后以均化多个细光束616a-616d(图6A)，或可定位于光束分光镜614之前以均化被引导至光学头的单一激光束606(图6B)。光束均光器612可为单片式光束均光组件(monolithic beam homogenizer element)，用于接收并均化光束606或每一细光束616a-616d。光束均光器的一个实例包含所属领域的技术人员所习知的“蝇眼(fly eye)”光束均光器。
成像部620可包含遮罩622以及成像光学系统624(例如物镜阵列)，遮罩622用于将细光束616a-616d成型，成像光学系统624则用于聚焦被成像的细光束，由此提供近场成像。遮罩622被细光束616a-616d从背面照射，且包含开孔623a-623d以用于分别接收每一细光束且用于将这些细光束成型为所需成像轮廓。为获得用于划刻例如太阳能面板的薄膜层的所需成像轮廓，开孔623a-623d可具有多边形形状，例如矩形、正方形、三角形或六边形。图7显示具有圆形截面的细光束616，细光束616被引导于遮罩622的矩形形状开孔623处且细光束616的矩形部分被从遮罩622投射出。
在一个实施例中，遮罩622安装至遮罩平移平台，以用于平移遮罩并调整细光束616a-616d的位置，例如，以提供划刻线追踪。如图8所示，细光束616a-616d可过度填充遮罩622，以减少指向错误并容许遮罩622被平移，例如，在箭头2方向上平移。遮罩622的平移会导致细光束616a-616d的侧向位移，例如，进而调整细光束616a-616d在工件上的位置。遮罩622的过度填充度可视细光束的所需位移程度而定。在一个实施例中，例如，每一细光束616a-616d可过度填充遮罩622达50％至75％，更佳约70％至75％(即，约25％至30％的光束被利用)。过度填充度可视激光源类型及/或工艺而在约10％至90％之间变化。举例而言，对于需要更大光束均匀性的工艺而言，应利用光束的较小部分且过度填充量可变大。对于具有顶帽式轮廓的激光束(例如，被均化的光束或具有更高M2值的光束)而言，可利用光束的较大部分且过度填充量可变小。
参见图9，可利用各种遮罩开孔形状及/或切趾技术(apodizationtechnique)将细光束成型，以提供具有对应截面形状的划刻线并提供各种边缘效果(例如羽化边缘(feathered edge))。例如，正方形或矩形遮罩开孔912可形成具有矩形截面的划刻线910。三角形或菱形遮罩开孔922可形成具有V形状的划刻线920。六边形遮罩开孔932可形成具有平坦底部及斜壁的划刻线930。椭圆形或圆形遮罩开孔942可形成具有圆形壁的划刻线940。利用切趾技术或具有灰度边缘的遮罩开孔952可形成具有羽化边缘的划刻线950。当对整个工件进行扫描时，不同的形状提供不同的重叠，由此形成不同的效果(例如羽化)。也可旋转遮罩或开孔，以提供不同的效果或以补偿在工件上成像的光束的旋转。利用不同的遮罩形状可避免不良的激光加工效应并可有助于获得更整洁的划刻线。
如图10所示，激光束可为具有顶帽式轮廓的非同调光束。如本文所用，“非同调(noncoherent)”是指不具有理想的空间或时间同调性的激光束。非同调激光束当穿过蝇眼均光器或其他类型的光束均光器时不产生不良的干涉效应。根据一个实施例，激光源602可包含多模(multimode)激光，多模激光提供多模激光束，多模激光束所具有的M2因子大于1，且更具体而言介于5与25之间。根据另一实施例，激光源602可包含用于产生同调高斯激光束(coherent Gaussian laser beam)的单模(singlemode)激光(M2＝1)，且可进一步包含同调加扰器(图未示出)以提供具有顶帽式轮廓的非同调光束。同调加扰器的实例包含非同调光纤加扰器、光导管(light pipe)、光学万花筒(optical kaleidoscope)、以及多通道相位延迟板(multichannel phase retardation plate)。非同调光束在相同的输入功率下具有更高的功率，且对于均化、过度填充遮罩622及/或成型为所需成像轮廓而言更为理想。利用近场成像技术可有利于使用非同调光束，因为在近场成像技术中，成像精确度不依赖于激光指向(例如，与远场技术相比—在远场技术中是利用光束的焦点且指向出现在透镜的焦点处)。
可对激光源602进行选择，以在不破坏其他层或基板的情况下提供选择性材料移除。如上文所述，例如，应在不损坏第一(P1)层的情况下选择性地移除第二(P2)层。具体而言，激光的波长可视被移除材料的特性而异。脉冲宽度也可视材料的类型及厚度而异，且一般可介于约5ps(或以下)至约500ns(或以下)范围内，并且频率可介于约30kHz至1MHz范围内。利用超快速及亚皮秒(ultra fast and subpicosecond)可提供精确的材料移除速率且能够达成深度控制，例如，当划刻上述P2层及P3层时。
如图11及图12所示，光学头600线性地移动(例如，在箭头10方向上移动)，使得当光学头移动时在工件601处被引导的细光束616a-616d沿工件601形成划刻线(scribe lines)603a-603d。如上所述，光学头600可安装在，例如，沿扫描轴线(例如，X轴)的两个方向移动的激光扫描平台上。激光束606实质平行于线性运动轴线(即，扫描轴线)被引导至光学头600，且多个细光束616a-616d实质正交于线性运动轴线被引导出光学头600。由此，激光束606及/或多个细光束616a-616d可在光学头600内被改向，例如，利用一或多个反射器或反射镜来改向。
在所示实施例中，光束传输系统610包含光束引导镜(beam directingmirror)630-632，用于将成型细光束自遮罩622引导至成像光学系统624中的各别透镜626。光束引导镜630、631可安装在反射镜平移平台，以平移光束引导镜630、631并改变从遮罩622至成像光学系统624的距离，例如，以提供放大率(magnification)追踪。成像光学系统624中的透镜626将成型细光束在工件601上的划刻位置上成像，以当光学头600移动时划刻工件601。在一个实施例中，透镜阵列626安装在透镜阵列运动平台(图未示出)上，以用于移动透镜阵列并调整焦点以提供高度追踪。
光束传输系统620由此提供各种在工件601上调整细光束616a-616d的方式。可正交于细光束616a-616d的轴线(即，在箭头2方向上)移动遮罩622，以提供细光束在工件601上的侧向位移并由此提供划刻线603a-603d的侧向位移。一或多个反射镜630、631可沿细光束的轴线(即，在箭头4方向上)移动，以改变一或多个细光束616a-616d自遮罩622至成像光学系统624的距离(即，光束长度)。成像光学系统624或成像光学系统624中的一或多个透镜626可沿细光束的轴线(即，在箭头6方向上)移动，以改变在工件601上成像的光束点的焦点或尺寸。
尽管显示一个特定配置，然而光束传输系统610的其他配置也可实现多个细光束在移动光学头内的形成及改向。举例而言，可在将光束606分成多个细光束616a-616d之前，正交于运动轴线(即，X轴)反射及引导光束606。
光学头600也可包含一或多个传感器640，用于在光学头600正在扫描时感测工件位置、划刻线位置或其他状态。这一(这些)传感器640可包含例如位置传感器，用于感测划刻线及/或工件601的表面的位置，以提供划刻线追踪及/或工件追踪。传感器640也可定位于激光扫描平台(图未示出)上光学头600外的其他位置。也可在激光加工系统内的其他位置提供传感器或感测组件。
根据本文所述的实施例，激光加工系统也可包含一或多个追踪系统，用于追踪工件及/或划刻状态并响应于此而调整划刻参数。可响应于追踪数据来调整划刻线603a-603d，例如，通过移动遮罩622、反射镜630-632及/或成像透镜626以在工件上调整细光束616a-616d。当在诸如太阳能面板等大面板上划刻线时，可改变加工参数、位置偏移量及其他要素，以提供均匀、对齐的划刻线。均匀的划刻线可具有均匀的深度、宽度、热影响区(heat-affected-zones；HAZ)及对非划刻层的穿透度。为实现划刻线的均匀性，可能需要调整划刻操作以补偿工件内的某些不均匀性(例如表面不平整性、玻璃厚度不均匀性及/或涂覆不均匀性)。如果不进行补偿，例如自工件至聚焦透镜的距离的波动可能会导致不良的划刻波动(例如，宽度及/或能量密度的波动)。
包含光束传输系统1310的可移动光学头1300的其他实施例显示于图13至图16中。类似于光学头600，光学头1300可线性地移动(例如，在箭头10方向上移动)，使得在工件1301处被引导的多个细光束1316a-1316d沿工件1301形成划刻线1303a-1303d。由此，激光束1306被实质平行于线性运动轴线引导至光学头1300，且多个细光束1316a-1316d被实质正交于线性运动轴线引导出光学头1300。如上所述，例如，激光束1306可由激光源产生且由固定式光束传输系统引导至光学头1300中。
根据这些实施例，激光束1306可在利用光束分光镜1314将光束1306分成多个细光束1316a-1316d之前被投射穿过遮罩1322。遮罩1322根据由其提供的多个开孔形状而形成成型光束，且光束分光镜1314将成型光束分成多个成型细光束1316a-1316d。成像光学系统1324将成型细光束1316a-1316d在工件1301上成像。光束传输系统1310也可包含光学系统1312(例如，扩束器(beam expander)/缩束望远镜(beam reducer telescope))及/或光束成型光学系统，用于在遮罩1322之前修改及/或成型激光束1306。缩束望远镜收集并重新定位进入光学头1300的光束1306，这会由于缩小(demagnification)因子而产生更稳定的光束。光束1306在进入光学头1300时的缩小也会降低扫描轴线位置变化的影响。光束成型光学系统控制光束1306的形状，例如，通过将圆形光束变为椭圆形或直线形光束来控制光束1306的形状。可利用光束成型光学系统来改变光束的形状，以改变能量密度，例如，以将遮罩1322内的光效率最大化。也可将光束同调加扰器定位在可移动光学头1300中。
在一个实施例中，遮罩1322可能够调整穿过遮罩1322而投射的光束的形状及/或尺寸，由此改变细光束1316a-1316d的形状及/或尺寸。遮罩1322可调整成型光束的宽度，例如，以调整划刻线1303a-1303d在工件1301上的宽度。在一个应用中，例如，划刻线1302a-1302d的宽度可在40μm至80μm之间变化。遮罩1322的一个实施例为矩形可变开孔(rectangular variable aperture；RVA)遮罩，其能改变矩形成型光束的高度及宽度。在一种类型的RVA遮罩中，可利用测微计来调整叶片，以改变开孔的宽度及/或高度。
激光束1306可过度填充如上所述的遮罩1322，以减少指向误差。类似于上述遮罩622，可侧向(即，正交于光束1306的轴线)移动遮罩1322，由此移动光束1306、细光束1316a-1316d、以及划刻在工件1301上的线1303a-1303d。遮罩1322也可包含不同的成型开孔、灰度遮罩(grey scalemask)或切趾遮罩(apodized mask)，以控制划刻线侧壁轮廓，例如，如图9所示及以上所述。也可利用其他类型的遮罩1322。
光学头1300在光束传输系统1310中也可包含均光器1350。在一个实施例中，如图14所示，光束传输系统1310可被配置成使得激光束1306在一种配置中被均化、而在另一种配置中则不被均化。例如，可利用可回缩式(retractable)反射器1352，以使激光束1306改向而穿过包含均光器1350的替代均光路径。在另一实施例中，均光器1350可为可回缩的(例如，利用气动致动器回缩)，使得当需要进行均化时，均光器1350可被移动至光束路径内。通过多模激光器与过度填充遮罩相结合，可不再需要均化光束1306。在一些实施例中，也可自光束传输系统中完全取消均光器。
光束分光镜1314可包含一或多个光束分光棱镜及/或反射器，所述一或多个光束分光棱镜及/或反射器被排列成将单一光束1306分成多个平行细光束1316a-1316d(图14)。光束分光镜1314或一或多个光束分光棱镜及角形反射器可正交于光束轴线(例如，沿箭头2方向)移动，以侧向地平移细光束1316a-1316d中的一或多个，由此在工件1301上调整划刻线1303a-1303d。尽管显示四个细光束1316a-1316d，然而也可利用光束分光镜配置将光束1306分成更少或更多数量的细光束。
光束传输系统1310也可包含光学路径长度调整系统1330，用以调整每一细光束1316a-1316d的光学路径的长度。在这一实例性实施例中，光束传输系统1310包含反射器1332，用以将细光束1316a-1316d反射至光学路径长度调整系统1330中，然后由光学路径长度调整系统1330调整光学路径长度并将这些细光束反射至成像光学系统1324。在一个实施例中，举例而言，可单独调整细光束1316a-1316d的一或多个光学路径的长度，使得所有光学路径长度均实质相同。将光束1306进行分光会导致某些细光束1316a-1316d具有不同的光学路径长度(例如，射出光束分光镜1314的细光束1316c的光学路径长度短于其他细光束1316a、1316b、1316d)。光学路径的不同长度可因在工件1301上的缩小率及/或脉冲能量的不同而引起工件1301上的划刻线1303a-1303d的不一致性。使每一细光束1316a-1316d具有实质相同的光学路径长度可在工件1301上提供一致的缩小率及脉冲能量，并由此提供一致的划刻线1303a-1303d。
在一个实施例中，光学路径长度调整系统1330包含一或多个反射点，一或多个反射点为可移动的，以改变光学路径长度。通过为每一细光束1316a-1316d提供不同的可移动反射点，光学路径长度调整系统1330可独立地改变每一细光束1316a-1316d的光学路径长度。图15显示例如角形反射器1334a、1334b，角形反射器1334a、1334b安装在细光束1316a、1316b的路径中以用于将细光束1316a、1316b改向至成像光学系统1324。如果在箭头7方向上移动反射器1334b，则可加长细光束1316b的光学路径的长度。尽管显示两个角形反射器1334a、1334b，然而也可在每一细光束1316a-1316d的路径中滑动地安装角形反射器。这些角形反射器可被安装成使反射器线性地滑动，并可被固定至能提供所需光学路径长度的所需位置。光学路径长度调整系统1330也可包含可移动反射器的其他配置以改变光学路径长度。
如图16所示，成像光学系统1324包含物镜1326a-1326d，用于将每一各别细光束1316a-1316d在工件1301的加工平面上成像。如本文所用，“加工平面(process plane)”是指工件上或工件中的平面，在这个平面中引导激光以例如通过烧蚀(ablation)来加工工件。加工平面可为工件的顶面或底面或工件内的平面(例如，位于基板与涂层的界面处)。成像透镜1326a-1326d中的一或多个可一起或单独地以各种自由度进行调整，以调整在加工平面上成像的细光束1316a-1316d的各种参数。
透镜1326a-1326d可沿细光束1616a-1616d的轴线(例如，沿Z轴)在箭头6方向上移动，以调整焦点或缩小率，由此改变在工件1301的加工平面上成像的成型光束点的尺寸及/或能量密度。在一个实施例中，成像光学系统1324可耦合至定位平台1328，定位平台1328使所有透镜1326a-1326d在Z轴上一起移动。可利用运动系统将定位平台1328及成像光学系统1324精确地定位在所需位置，由此对多个细光束提供实时的焦点调整(例如，响应于工件1301的高度或厚度的变化)。运动系统可包含电动机(图未示出)及编码器(图未示出)，电动机用于实现运动，编码器则用于提供位置反馈。
也可将透镜1326a-1326d安装成沿细光束1616a-1616的各别轴单独移动，由此提供单独的焦点调整。例如，可将每一透镜1326a-1326d安装在单独透镜支架(图未示出)内，这些单独透镜支架能够在箭头6方向上移动，以提供单独的焦点调整。
透镜1326a-1326d可进一步安装成能单独进行倾斜度调整。可将每一透镜1326a-1326d安装在单独的透镜支架(图未示出)内，这些单独的透镜支架能够围绕正交于细光束1316a-1316d的一或多个轴线枢转，以提供倾斜度调整。通过调整透镜1326a-1326d在划痕或扫描轴线方向上的倾斜度(例如，在图15所示的箭头9方向上枢转)，可容许在划痕方向上对细光束1616a-1616d进行单独指向调整。通过在正交于划痕或扫描轴线的方向上调整透镜1326a-1326d的倾斜度(例如，在图16所示箭头8方向上枢转)，可容许对成像于工件1301的加工平面上的细光束1616a-1616d的间距进行单独调整。
透镜1326a-1326d中的一或多个也可在侧向上为可调整的，例如，以顺应各别细光束1616a-1616d的侧向位移。可将成像光学系统1324安装成使所有透镜1326a-1326d可在箭头2方向上一起侧向地移动。也可将透镜1326a-1326d安装在单独的透镜支架(图未示出)内，这些单独的透镜支架能够在箭头2方向上侧向移动。
光学头1300也可包含一或多个传感器1340、1342，用于感测工件的顶面或底面或加工平面，以判断工件的相对高度及/或厚度的变化。传感器1340、1342的一个实例可产生传感器激光束，例如，红色650nm的激光束，这些激光束自工件的表面或加工平面发生反射。在此实例性实施例中，传感器1340、1342定位在成像光学系统1324之前及之后，以在划刻线之前感测这一(这些)表面或加工平面的变化。当传感器1340、1342感测这一(这些)表面或加工平面的变化时，可沿细光束轴线移动成像光学系统1324，以响应于那些变化而提供实时焦点调整，例如，以在划刻操作过程中在加工平面上提供一致的缩小率。
光学头1300可进一步包含一或多个细光束阻挡件(blocker)，用于阻挡细光束1316a-1316d中的一或多个。如图13及图15所示，举例而言，这些细光束阻挡件包含一或多个反射器1336，所述一或多个反射器1336可移动至一或多个各别细光束1316a-1316d的路径中，以反射各别细光束并有效地阻挡细光束穿过成像光学系统1324。尽管仅显示一个反射器1336，然而也可利用多个反射器以分别阻挡每一细光束。可利用致动器(例如，气动致动器)移动反射器1336，以容许分别对每一细光束进行实时细光束阻挡。当反射器1336定位在细光束路径上时，这些细光束可被反射至光束收集器1344。
光束传输系统1310也可包含可变衰减器(variable attenuator)，用于提供经过校准的、连续可变的单独细光束衰减。如图13及图15所示，可变衰减器的一个实施例包含一或多个光学组件1338、1339，所述一或多个光学组件1338、1339定位于每一光束路径中，用于选择性地将光束的一部分过滤并剔除至光束收集器1348。这些光学组件可包含，例如，四分之一波片(one quarter waveplate)1338以及偏振光束分光棱镜(polarization beam splitter cube)1339，四分之一波片1338旋转以改变各别细光束的偏振，偏振光束分光棱镜用于根据极性对细光束的一部分进行分光及剔除。波片1338可经齿轮(图未示出)耦合至电动机，齿轮用于旋转波片1338以改变极性，由此改变由偏振光束分光棱镜1339所剔除的细光束的量并因而改变衰减量。尽管仅在一个细光束路径中显示组件1338、1339，然而也可在每一细光束路径上提供类似的组件。
光束收集器1344、1348可为气冷光束收集器(air cooled beam dump)，包括例如位于光学头1300外侧的传热组件(例如，散热片(fin))。气冷光束收集器因利用由光学头1300的运动所引起的空气流动来提供对流冷却(convection cooling)并避免使水流至光学头1300(例如，在水冷光束收集器中)而提供各种优点。对光学头1300进行散热有助于保持精确度。
光束传输系统1310可进一步包含其他光学组件，用于控制光束1306或细光束1316a-1316d的形状、尺寸、定向、均匀性及强度。举例而言，光束传输系统1310可包含棱镜或反射器，这些棱镜或反射器能够围绕其轴线旋转光束1306及/或细光束1316a-1316d。
可利用细光束功率计1346测量单独细光束1316a-1316d中的一或多个的功率。然后，可相应地调整单独细光束1316a-1316d的功率，例如，以提供一致的细光束功率。一种调整单独细光束1316a-1316d的功率的方式为通过调整细光束1316a-1316d中的一或多个的衰减。也可调整激光功率以调整所有细光束的功率。细光束功率计1346的安装位置可使光学头1300可反向于细光束功率计1346移动，以将细光束1316a-1316d引导至细光束功率计1346，例如，当光学头不被用于划刻时。细光束功率计1346也可安装在与光学头1300反向的线性平台上，使得细光束功率计1346能够随光学头1300移动，以容许于加工过程中实质连续地监测细光束功率。也可在加工过程中实时地记录细光束功率数据。
也可将扫描照相机1348安装在光学头1300之上或之中或安装在扫描平台上。照相机1348可被远距离地聚焦，以当光学头1300沿扫描轴线移动时查看在工件1301上所形成的划痕1302a-1302d。照相机1348可用于检验划痕1302a-1302d，以便测量划痕的对齐、质量、宽度、间距及/或偏移量。在设置光束传输系统1310的过程中，可利用扫描照相机1348来测量测试划痕的参数，且可如上所述相应地调整光束传输系统1310的一或多个组件。如果测试划痕不具有所需宽度，例如，可调整RVA遮罩的开孔以提供所需划痕宽度。
图17显示包含光束传输系统1310’的光学头1300’的又一实施例。本实施例类似于光束传输系统1310，但是包含光束成型光学系统1328而非遮罩，且利用远场聚焦技术而非近场成像技术。光束成型光学系统1328可包含一或多个透镜，所述一或多个透镜被设计为用于改变光束1309的形状，例如，改变为直线形光束。这类光束成型光学系统1328的一个实例包含变形透镜系统(anamorphic lens system)，变形透镜系统用以以形成可被聚焦在工件上的散光焦点光束点(astigmatic focal beam spot)的方式将光束成型。散光焦点光束点的使用更详细地描述于美国专利第7,388,172号中，该美国专利以引用方式全文并入本文中。
综上所述，根据本文所述的实施例，多重细激光束传输系统在沿激光扫描轴线移动的同时将多个细光束传输至工件且这些细光束存在最小的偏移。多重细激光束传输系统也会提高在工件上所形成的划刻线的位置精确度、质量及一致性。
尽管上文已描述本发明的原理，然而所属领域的技术人员应理解，本说明仅供作为举例说明，而非欲限制本发明的范围。除本文所示及所述的实例性实施例外，其他实施例也涵盖在本发明的范围内。所述领域的一般技术人员所作的修饰及替换仍被视为属于本发明的范围内，本发明的范围仅受下述权利要求书限制。

Claims (29)

1.一种激光加工系统，包含：
部件运送系统，包含工件支撑面，用以支撑欲加工的工件；
至少一个激光源，用以产生至少一个激光束；
至少一个激光扫描平台，相对于所述部件运送系统定位，以沿扫描轴线进行线性运动；
激光扫描平台运动控制系统，用以使所述激光扫描平台沿一或多个扫描轴线线性移动；
可移动光学头，位于所述激光扫描平台上以与所述激光扫描平台沿所述扫描轴线线性移动，所述可移动光学头包含光束传输系统，用以接收所述激光束并在沿所述扫描轴线线性移动的同时修改所述光束，所述光束传输系统包含：
光束分光镜，用以将所述激光束分成多个细光束；
遮罩，用以提供开孔形状；以及
成像光学系统，用以在所述可移动光学头相对所述部件运送系统线性移动时，将所述多个细光束引导至工件并用于将所述开孔形状成像于所述工件上以形成实质平行的多条划刻线。
2.如权利要求1所述的激光加工系统，其特征在于，进一步包含均光器，用以在所述光束分光镜之前均化所述光束或在所述光束分光镜之后均化所述细光束。
3.如权利要求1所述的激光加工系统，其特征在于，所述遮罩位于所述光束分光镜之前并包含用以投射所述激光束的成型部分的开孔，并且其中所述光束分光镜用以将所述激光束的所述成型部分分成所述多个细光束。
4.如权利要求3所述的激光加工系统，其特征在于，所述激光束过度填充所述遮罩。
5.如权利要求4所述的激光加工系统，其特征在于，所述激光束过度填充所述遮罩达约25％至50％。
6.如权利要求1所述的激光加工系统，其特征在于，所述激光束具有介于5与25之间的M2因子。
7.如权利要求1所述的激光加工系统，其特征在于，所述遮罩位于所述光束分光镜之后并包含多个开孔，以用以投射所述多个细光束中个别细光束的成型部分。
8.如权利要求1所述的激光加工系统，其特征在于，所述开孔形状选自由三角形、菱形、六边形、圆形、及椭圆形所组成的群组。
9.如权利要求1所述的激光加工系统，其特征在于，所述细光束中每一细光束的光学路径的长度均实质相同。
10.如权利要求1所述的激光加工系统，其特征在于，进一步包含：
光学路径长度调整系统，用以接收所述细光束并为所述细光束的所述光学路径提供可独立调整的长度。
11.如权利要求1所述的激光加工系统，其特征在于，所述成像光学系统中的每一成像透镜均安装用于进行倾斜度调整，以独立地调整所述细光束中每一细光束的激光指向。
12.如权利要求1所述的激光加工系统，其特征在于，所述成像光学系统中的每一成像透镜均安装成沿所述细光束的轴线平移，以独立地调整所述细光束的缩小。
13.如权利要求1所述的激光加工系统，其特征在于，进一步包含透镜阵列平移平台，用以在实质沿所述细光束的轴线的方向上平移所述成像光学系统的透镜阵列，以调整所述细光束相对于所述工件的加工平面的焦点。
14.如权利要求1所述的激光加工系统，其中所述部件运送系统、所述扫描平台及所述光学头排列成使所述光学头位于所述工件支撑面下方。
15.如权利要求1所述的激光加工系统，其特征在于，进一步包含光束引导镜，用以改变所述细光束的方向并调整放大率。
16.一种光学头，用以相对激光加工系统的固定基座进行线性运动，包含：
光束传输系统，用以自激光源接收激光束，所述光束传输系统包含：
遮罩，包含用以投射所述激光束的成型部分的开孔，所述遮罩安装至遮罩平移平台，所述遮罩平移平台用于平移遮罩；
光束分光镜，用以将所述激光束的所述成型部分分成多个成型细光束；
多个反射镜，用以接收及反射所述多个成型细光束中的个别细光束，所述反射镜中的每一反射镜均位于不同位置，使得所述多个成型细光束中每一成型细光束的光学路径的长度均实质相同；以及
成像透镜阵列，用以将所述多个成型细光束中的个别成型细光束引导至所述工件，使得所述遮罩的所述开孔的形状被成像于所述工件上以形成实质平行的多条划刻线。
17.一种激光加工方法，包含：
利用安装在激光加工系统的固定基座上的激光器，产生激光束；
将所述激光束引导至位于可移动光学头内的光束传输系统；
相对于所述激光加工系统的所述固定基座，沿线性扫描轴线移动所述光学头；以及
在移动所述光学头的同时，在所述光束传输系统内修改所述激光束，以产生被成像于工件的加工平面上的多个细光束，其中随着所述光学头沿所述线性扫描轴线移动，所述被成像细光束沿所述工件形成实质平行的多条划刻线。
18.如权利要求17所述的激光加工方法，其特征在于，所述工件位于所述可移动光学头上方，且所述多个细光束被向上引导至所述工件。
19.如权利要求17所述的激光加工方法，其特征在于，产生所述激光束包含：产生非同调激光束，所述非同调激光束具有平坦顶部轮廓及大于5的M2因子。
20.如权利要求17所述的激光加工方法，其特征在于，修改所述激光束以产生多个细光束包含：
将所述激光束引导至遮罩上，使得所述激光束的成型部分投射穿过遮罩开孔；
传送所述激光束的所述成型部分穿过光束分光镜，以产生成型细光束；以及
传送所述成型细光束穿过个别成像透镜，使得所述成型细光束将所述遮罩开孔的形状成像于所述工件的加工平面上。
21.如权利要求17所述的激光加工方法，其特征在于，修改所述激光束以产生多个细光束包含：
对所述激光束进行成型；以及
将所述激光束聚焦至所述工件的加工平面上。
22.如权利要求17所述的激光加工方法，其特征在于，进一步包含：
调整所述多个细光束中每一细光束的宽度。
23.如权利要求17所述的激光加工方法，其特征在于，进一步包含：
调整所述多个细光束在所述工件的所述加工平面上的间距。
24.如权利要求17所述的激光加工方法，其特征在于，进一步包含：
独立于所述多个细光束中的其他细光束，调整所述多个细光束中的至少一个细光束的指向。
25.如权利要求17所述的激光加工方法，其特征在于，所述多个细光束中每一细光束的光学路径的长度均实质相同。
26.如权利要求17所述的激光加工方法，其特征在于，进一步包含：
独立于所述多个细光束中的其他细光束，调整所述多个细光束中的至少一个细光束的光学路径的长度。
27.如权利要求17所述的激光加工方法，其特征在于，进一步包含：
独立于所述多个细光束中的其他细光束，调整所述多个细光束中的至少一个细光束的焦点。
28.如权利要求17所述的激光加工方法，其特征在于，进一步包含：
监测所述多个细光束中至少一个细光束的功率。
29.如权利要求28所述的激光加工方法，其特征在于，进一步包含：
响应于监测所述功率，调整所述多个细光束中的所述至少一个细光束的功率。
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