CN102380712A - 多级等能量分光系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多级等能量分光系统，包括激光头、第一扩束系统、全反系统、分光系统、第二扩束系统及至少两光阑，光阑设置于一条直线上，第二扩束系统与光阑一一对应设置，分光系统、全反系统相间隔地与第二扩束系统相对应设置，且全反系统与分光系统相对应，第一扩束系统的出光端与分光系统相对应，入光端与激光头相对应，激光头发出的激光经第一扩束系统中心扩束后进入分光系统，经分光系统分光及全反系统的反射后，每一路激光都进入第二扩束系统再次扩束，再经光阑出射，二次扩束使每一路激光的能量和光斑都大小一致，分光误差小，提高产品质量；采用一个激光头进行多次分光，调整快速简单、且精确稳定，同时也使多级等能量分光系统的结构简单、布局紧凑合理。

Description

多级等能量分光系统

技术领域

本发明涉及一种多级等能量分光系统，尤其涉及一种适用于激光刻膜机中的精密多级等能量分光系统。

背景技术

非晶硅太阳能电池的生产流程中，涉及底层电极、中间光伏效应层和表面欧姆接触电极层的薄膜沉积，以及各个膜层的刻蚀，激光刻蚀技术相比传统的掩膜法具有更高的生产效率以及稳定的产品质量，已较好地应用于太阳能电池的生产工艺流程中。

目前，为了提高激光刻膜机的生产效率，通常采用几套激光刻蚀系统进行刻蚀。这些激光刻蚀系统可以采用几套激光头进行刻蚀，也可采用一激光头分多路激光进行刻蚀。同时用几套激光头进行刻蚀操作简单，但成本很高；而采用一套激光头进行分光，激光分光系统一般是在激光总光路进行一次扩束，然后进行光学分光，由于分光镜片精度不一，分光之后每路输出功率不一样，只能在聚焦加工前面加不同通光孔直径的光阑进行功率调整，实现功率一样。

由于使用不同的通孔孔直径的光缆，这样在调整时很不方便，且由于光斑大小不一，使刻线也大小不一最终影响产品质量。

因此，急需一种结构简单、布局紧凑合理、调整快速精确，且分光误差小的多级等能量分光系统来克服现有技术的不足。

发明内容

本发明的目的在于提供一种结构简单、布局紧凑合理、调整快速精确，且分光误差小的多级等能量分光系统。

为实现上述目的，本发明的技术方案为：提供一种多级等能量分光系统，适用于激光刻膜机中对激光头发出的激光进行分光，其包括激光头、第一扩束系统、全反系统、分光系统、至少两第二扩束系统及至少两光阑，所述光阑设置于一条直线上，所述第二扩束系统与所述光阑一一对应设置，所述分光系统间隔地与所述第二扩束系统相对应设置，所述全反系统与其余的所述第二扩束系统相对应设置，且所述全反系统与所述分光系统相对应设置，所述第一扩束系统的出光端与所述分光系统相对应，所述激光头的出射端与所述第一扩束系统的入光端相对应，所述激光头发出的激光经所述第一扩束系统扩束后进入所述分光系统，所述激光经所述分光系统分光后，一部分进入与之相对应的第二扩束系统，另一部分经所述全反系统后进入与所述全反射系统相对应的第二扩束系统。

较佳地，所述光阑包括呈直线排列的第一光阑、第二光阑、第三光阑、第四光阑、第五光阑、第六光阑、第七光阑及第八光阑，所述第二扩束系统与所述第一、第二、第三、第四、第五、第六、第七、第八光阑一一对应设置，经所述第一扩束系统扩束后的激光，经所述分光系统及所述全反系统后分别对应进入所述第二扩束系统，经所述第二扩束系统扩束后的激光分别对应进入所述光阑。

较佳地，所述第二扩束系统包括第一扩束机构、第二扩束机构、第三扩束机构、第四扩束机构、第五扩束机构、第六扩束机构、第七扩束机构及第八扩束机构，所述第一、第二、第三、第四、第五、第六、第七、第八扩束机构分别与所述第一、第二、第三、第四、第五、第六、第七、第八光阑一一对应设置。

较佳地，所述分光系统包括第一分光机构、第二分光机构、第三分光机构、第四分光机构、第五分光机构、第六分光机构及第七分光机构，所述第一分光机构、第二分光机构及第三分光机构依次呈直线排列，所述第一、第二、第三分光机构对应所述第一光阑、第一扩束机构设置，且所述第一、第二、第三分光机构、第一扩束机构、第一光阑排列于一条直线上；所述第四分光机构对应所述第二分光机构设置，且所述第四分光机构、第三扩束机构、第三光阑排列于一条直线上；所述第五分光机构对应所述第一分光机构设置，且所述第五分光机构、第五扩束机构、第五光阑排列于一条直线上；所述第六分光机构对应所述第五分光机构设置，且位于所述第五分光机构与所述第五扩束机构之间；所述第七分光机构对应所述第一分光机构设置，且所述第七分光机构、第七扩束机构、第七光阑排列于一条直线上。

较佳地，所述全反系统包括第一全反机构、第二全反机构、第三全反机构及第四全反机构，所述第一全反机构对应所述第八扩束机构设置，且所述第一全反机构、第七分光机构、第五分光机构、第一分光机构依次排列于一条直线上；所述第二全反机构对应所述第六分光机构设置，且所述第二全反机构、第六扩束机构、第六光阑依次排列于一条直线上；所述第三全反机构对应所述第四分光机构设置，且所述第三全反机构、第四分光机构、第二分光机构依次排列于一条直线上，所述第三全反机构、第四扩束机构、第四光阑依次排列于一条直线上；所述第四全反机构对应所述第三分光机构设置，且所述第四全反机构、第二扩束机构、第二光阑依次排列于一条直线上。

较佳地，所述全反系统还包括第五全反机构，所述第五全反机构与所述第一、第二、第三分光机构依次排列于一条直线上，且所述第五全反机构对应于所述第一扩束系统的出光端。

较佳地，所述全反系统还包括第六全反机构及第七全反机构，所述第六、第七全反机构相对地设置于所述第一扩束系统的入光端，且与所述激光头的出射端相对应。

与现有技术相比，由于本发明的多级等能量分光系统，其包括激光头、第一扩束系统、全反系统、分光系统、第二扩束系统及至少两光阑，所述光阑设置于一条直线上，所述第二扩束系统与所述光阑一一对应设置，所述分光系统间隔地与所述第二扩束系统相对应设置，所述全反系统与其余的所述第二扩束系统相对应设，且所述全反系统与所述分光系统相对应设置，所述第一扩束系统的出光端与所述分光系统相对应，所述激光头的出射端与所述第一扩束系统的入光端相对应，因此，工作时，所述激光头发出的激光经调整后进入所述第一扩束系统，通过第一扩束系统中心扩束后出射，扩束后的激光进入所述分光系统，所述激光经所述分光系统分光后，一部分进入与分光系统相对应的第二扩束系统，另一部分经所述全反系统反射后进入与之相对应的第二扩束系统，这样，分光后的每一路激光都进入第二扩束系统再次扩束，再经过与第二扩束系统相对应的光阑出射，二次扩束使获得的每一路激光的能量和光斑都大小一致，分光误差小，最终提高产品质量；而采用一个激光头进行多次分光，调整快速简单、且精确稳定，同时也使得该多级等能量分光系统的结构简单、布局紧凑合理。

附图说明

图1是本发明多级等能量分光系统的结构示意图。

图2是本发明多级等能量分光系统的使用状态示意图。

具体实施方式

现在参考附图描述本发明的实施例，附图中类似的元件标号代表类似的元件。本发明所提供的多级等能量分光系统适用于激光刻膜机中，对一个激光头发出的激光进行分光，并使分光之后的每一路激光输出的功率均相同，从而提高产品质量。

如图1、图2所示，本发明多级等能量分光系统包括激光头10、第一扩束系统20、全反系统30、分光系统40、至少两第二扩束系统50及至少两光阑60，所述光阑60设置于一条直线上，所述第二扩束系统50与所述光阑60一一对应设置，所述分光系统40间隔地与所述第二扩束系统50相对应设置，所述全反系统30间隔地与其余的所述第二扩束系统50相对应设置，所述第一扩束系统20的出光端与所述分光系统40相对应，所述激光头10的出射端与所述第一扩束系统20的入光端相对应，所述激光头10发出的激光经所述第一扩束系统20扩束后进入所述分光系统40，所述激光经所述分光系统40分光后，一部分进入与之相对应的第二扩束系统50，另一部分经所述全反系统30后进入与所述全反射系统30相对应的第二扩束系统50，进入第二扩束系统50的激光经再次扩束后出射到相对应的光阑60中。

继续结合图1、图2所示，所述光阑60包括呈直线排列的第一光阑61、第二光阑62、第三光阑63、第四光阑64、第五光阑65、第六光阑66、第七光阑67及第八光阑68，所述第二扩束系统50包括第一扩束机构51、第二扩束机构52、第三扩束机构53、第四扩束机构54、第五扩束机构55、第六扩束机构56、第七扩束机构57及第八扩束机构58，所述第一扩束机构51、第二扩束机构52、第三扩束机构53、第四扩束机构54、第五扩束机构55、第六扩束机构56、第七扩束机构57及第八扩束机构58分别与所述第一光阑61、第二光阑62、第三光阑63、第四光阑64、第五光阑65、第六光阑66、第七光阑67及第八光阑68一一对应设置。

而所述全反系统30包括七套全反机构，所述分光系统40也包括七套分光机构；具体地，所述分光系统40包括第一分光机构41、第二分光机构42、第三分光机构43、第四分光机构44、第五分光机构45、第六分光机构46及第七分光机构47，所述第一分光机构41、第二分光机构42及第三分光机构43依次呈直线排列，且对应所述第一扩束机构51、第一光阑61设置，因此，所述第一分光机构41、第二分光机构42、第三分光机构43、第一扩束机构51、第一光阑61排列于一条直线上；所述第四分光机构44对应所述第二分光机构42设置，且所述第四分光机构44、第三扩束机构53、第三光阑63排列于一条直线上；所述第五分光机构45对应所述第一分光机构41设置，且所述第五分光机构45、第五扩束机构55、第五光阑65排列于一条直线上；所述第六分光机构46对应所述第五分光机构45设置，且位于所述第五分光机构45与所述第五扩束机构55之间；所述第七分光机构47对应所述第一分光机构41设置，且所述第七分光机构47、第七扩束机构57、第七光阑67排列于一条直线上。

所述全反系统30则包括第一全反机构31、第二全反机构32、第三全反机构33、第四全反机构34、第五全反机构35、第六全反机构36及第七全反机构37，所述第一全反机构31对应所述第七分光机构47设置，且所述第八光阑68、第八扩束机构58、第一全反机构31排列于一条直线上，且所述第一全反机构31、第七分光机构47、第五分光机构45、第一分光机构41也依次排列于一条直线上；所述第二全反机构32对应所述第六分光机构46设置，且第二全反机构32、第六扩束机构56、第六光阑66设置于一条直线上；所述第三全反机构33对应所述第四分光机构44设置，且与第四扩束机构54、第四光阑64位于一条直线上，且所述第三全反机构33、第四分光机构44、第二分光机构42也依次排列于一条直线上；所述第四全反机构34对应所述第三分光机构43设置，且第四全反机构34、第二扩束机构52、第二光阑62排列于一条直线上；所述第五全反机构35与所述第一分光机构41、第二分光机构42、第三分光机构43依次排列于一条直线上，且所述第五全反机构35对应于所述第一扩束系统20的出光端；所述第六全反机构36、第七全反机构37相对地设置于所述第一扩束系统20的入光端，所述第六全反机构36与所述第一扩束系统20的入光端相对应，所述第七全反机构37的一端与所述第六全反机构36相对应，第七全反机构37的另一端与所述激光头10的出射端相对应。

下面结合图1、图2对本发明多级等能量分光系统的工作原理进行说明。

激光头10发出的激光经第七全反机构37、第六全反机构36的调整后进入第一扩束系统20进行扩束处理，通过第一扩束系统20中心扩束后经其出光端出射；扩束后的激光经第五全反机构35的反射后进入第一分光机构41，第一分光机构41将激光分为两路，其中一路进入第二分光机构42，另一路进入第五分光机构45；第二分光机构42再将激光分为两路，其中一路进入第三分光机构43，另一路进入第四分光机构44；第三分光机构43再将激光分为两路，其中一路直接进入第一扩束机构51，另一路则经过第四全反机构34后进入第二扩束机构52；与此同时，进入第四分光机构44的激光也被分为两路，其中一路直接进入第三扩束机构53，另一路则经过第三全反机构33的反射后进入第四扩束机构54；而进入第五分光机构45的激光被分为两路后，其中一路进入第六分光机构46，另一路则进入第七分光机构47；其中，第六分光机构46将激光再次分为两路，其中一路直接进入第五扩束机构55，另一路则经过第二全反机构32的反射后进入第六扩束机构56；而第七分光机构47也将激光又一次地分为两路，其中一路直接进入第七扩束机构57，另一路则经过第一全反机构31的反射后进入第八扩束机构58。接着，进入第一扩束机构51、第二扩束机构52、第三扩束机构53、第四扩束机构54、第五扩束机构55、第六扩束机构56、第七扩束机构57及第八扩束机构58的激光被再次扩束，再经与之相对应的第一光阑61、第二光阑62、第三光阑63、第四光阑64、第五光阑65、第六光阑66、第七光阑67及第八光阑68输出，从而获得八路能量和光斑大小一样的激光，且每一路激光的能量、光斑大小的误差均控制在2％以内，用于激光刻蚀工艺中能提高产品质量，且多级等能量分光系统调整快速精准。

由于本发明的多级等能量分光系统，其包括激光头10、第一扩束系统20、全反系统30、分光系统40、第二扩束系统50及至少两光阑60，所述光阑60设置于一条直线上，所述第二扩束系统50与所述光阑60一一对应设置，所述分光系统40间隔地与所述第二扩束系统50相对应设置，所述全反系统30与其余的所述第二扩束系统50相对应设置，所述第一扩束系统20的出光端与所述分光系统40相对应，所述激光头10的出射端与所述第一扩束系统20的入光端相对应，因此，工作时，所述激光头10发出的激光经调整后进入所述第一扩束系统20，通过第一扩束系统20中心扩束后出射，扩束后的激光进入所述分光系统40，所述激光经所述分光系统40分光后，一部分进入与分光系统40相对应的第二扩束系统50，另一部分经所述全反系统30后进入与所述全反射系统30相对应的第二扩束系统50，这样，分光后的每一路激光都进入第二扩束系统50再次扩束，再经过与第二扩束系统50相对应的光阑60出射，从而使获得的每一路激光的能量和光斑都大小一致，分光误差小，最终提高激光刻蚀时的产品质量；而采用一个激光头10进行多次分光，调整快速简单、且精确稳定，同时也使得该多级等能量分光系统的结构简单、布局紧凑合理。

本发明平多级等能量分光系统的激光头10、第一扩束系统20、全反系统30、分光系统40、第二扩束系统50及光阑60的结构及工作原理等均为本领域普通技术人员所熟知，在此不再做详细的说明。

以上所揭露的仅为本发明的优选实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明申请专利范围所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (7)

1.一种多级等能量分光系统，适用于激光刻膜机中对激光头发出的激光进行分光，其特征在于，包括：

至少两光阑，所述光阑设置于一条直线上；

第二扩束系统，所述第二扩束系统与所述光阑一一对应设置；

分光系统，所述分光系统间隔地与所述第二扩束系统相对应设置；

全反系统，所述全反系统与其余的所述第二扩束系统相对应设置，且所述全反系统与所述分光系统相对应设置；

第一扩束系统，所述第一扩束系统的出光端与所述分光系统相对应；

激光头，所述激光头的出射端与所述第一扩束系统的入光端相对应；

所述激光头发出的激光经所述第一扩束系统扩束后进入所述分光系统，所述激光经所述分光系统分光后，一部分进入与之相对应的第二扩束系统，另一部分经所述全反系统后进入与所述全反射系统相对应的第二扩束系统。

2.如权利要求1所述的多级等能量分光系统，其特征在于，所述光阑包括呈直线排列的第一光阑、第二光阑、第三光阑、第四光阑、第五光阑、第六光阑、第七光阑及第八光阑，所述第二扩束系统与所述第一、第二、第三、第四、第五、第六、第七、第八光阑一一对应设置，经所述第一扩束系统扩束后的激光，经所述分光系统及所述全反系统后分别对应进入所述第二扩束系统，经所述第二扩束系统扩束后的激光分别对应进入所述光阑。

3.如权利要求2所述的多级等能量分光系统，其特征在于，所述第二扩束系统包括第一扩束机构、第二扩束机构、第三扩束机构、第四扩束机构、第五扩束机构、第六扩束机构、第七扩束机构及第八扩束机构，所述第一、第二、第三、第四、第五、第六、第七、第八扩束机构分别与所述第一、第二、第三、第四、第五、第六、第七、第八光阑一一对应设置。

4.如权利要求3所述的多级等能量分光系统，其特征在于，所述分光系统包括：

依次呈直线排列的第一分光机构、第二分光机构及第三分光机构，所述第一、第二、第三分光机构对应所述第一光阑、第一扩束机构设置，且所述第一、第二、第三分光机构、第一扩束机构、第一光阑排列于一条直线上；

第四分光机构，所述第四分光机构对应所述第二分光机构设置，且所述第四分光机构、第三扩束机构、第三光阑排列于一条直线上；

第五分光机构，所述第五分光机构对应所述第一分光机构设置，且所述第五分光机构、第五扩束机构、第五光阑排列于一条直线上；

第六分光机构，所述第六分光机构对应所述第五分光机构设置，且位于所述第五分光机构与所述第五扩束机构之间；及

第七分光机构，所述第七分光机构对应所述第一分光机构设置，且所述第七分光机构、第七扩束机构、第七光阑排列于一条直线上。

5.如权利要求4所述的多级等能量分光系统，其特征在于，所述全反系统包括：

第一全反机构，所述第一全反机构对应所述第八扩束机构设置，且所述第一全反机构、第七分光机构、第五分光机构、第一分光机构依次排列于一条直线上；

第二全反机构，所述第二全反机构对应所述第六分光机构设置，且所述第二全反机构、第六扩束机构、第六光阑依次排列于一条直线上；

第三全反机构，所述第三全反机构对应所述第四分光机构设置，且所述第三全反机构、第四分光机构、第二分光机构依次排列于一条直线上，所述第三全反机构、第四扩束机构、第四光阑依次排列于一条直线上；及

第四全反机构，所述第四全反机构对应所述第三分光机构设置，且所述第四全反机构、第二扩束机构、第二光阑依次排列于一条直线上。

6.如权利要求5所述的多级等能量分光系统，其特征在于：所述全反系统还包括第五全反机构，所述第五全反机构与所述第一、第二、第三分光机构依次排列于一条直线上，且所述第五全反机构对应于所述第一扩束系统的出光端。

7.如权利要求6所述的多级等能量分光系统，其特征在于：所述全反系统还包括第六全反机构及第七全反机构，所述第六、第七全反机构相对地设置于所述第一扩束系统的入光端，且与所述激光头的出射端相对应。

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