CN105108330A - 一种分束器、激光发生器及准分子激光退火设备 - Google Patents

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Abstract

本发明的实施例提供一种分束器、激光发生器及准分子激光退火设备，涉及显示技术领域，可一定程度减少分束器受到污染的几率，提高经过分束器后激光束的均一性。该分束器包括透过区域和反射区域，所述透过区域为通孔，所述反射区域设置于所述通孔的外围，其中，所述通孔，用于透射接收到的第一激光束；所述反射区域，用于反射接收到的第一激光束。该分束器可应用于激光发生器中，实现退火扫描工艺。

Description

一种分束器、激光发生器及准分子激光退火设备
技术领域
本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种分束器、激光发生器及准分子激光退火设备。
背景技术
目前，如图1所示，激光发生器可以具体包括激光管01(lasertube)、分束器02(BeamSplitter)、反射片03以及能量监测单元04。具体的，在激光管01内，氙气、氖气、氦气等气体组成的混合气体在高压下放电产生光子，形成激光束，激光束从激光管01透过后到达分束器02，经过分束器02后形成两束激光。
一般，如图2所示，分束器02为一个高透过率镜片，例如，其透过率为98％，反射率为2％，这样，98％的激光束透过分束器02后，经过一系列光学变换后形成线性光源，该线性光源可以对非晶硅进行扫描退火；而2％的激光束反射至反射片03，最终到达能量监测单元04，能量监测单元04可以将该2％的激光束作为反馈量生成反馈控制信号，以便操作人员根据反馈控制信号及时调整激光管01内发出的激光束的能量。
在使用一段时间后，分束器02可能会受到污染，进而导致分束器02的透过率降低，使得透过的激光束能量降低，与激光管01形成的激光束形成内外能量差；同时，由于经过受污染的分束器02，使得透过的激光束的均一性变差。
发明内容
本发明的实施例提供一种分束器、激光发生器及准分子激光退火设备，可一定程度减少分束器受到污染的几率，提高经过分束器后激光束的均一性。
为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：
一方面，本发明的实施例提供一种分束器，包括透过区域和反射区域，所述透过区域为通孔，所述反射区域设置于所述通孔的外围，其中，
所述通孔，用于透射接收到的第一激光束；
所述反射区域，用于反射接收到的第一激光束。
进一步地，所述第一激光束包括能量集中的第一区域和能量发散的第二区域；其中，
所述通孔沿所述第一激光束的方向的投影，位于所述第一区域沿所述第一激光束的方向的投影内。
进一步地，所述通孔沿所述第一激光束的方向的投影，与所述第一区域沿所述第一激光束的方向的投影完全重叠。
进一步地，所述通孔为矩形。
进一步地，所述反射区域设置有高反射镜片。
进一步地，所述高反射镜片包括反射基板，以及覆盖于所述反射基板上的反射膜。
另一方面，本发明的实施例提供一种激光发生器，包括上述任一所述的分束器。
进一步地，所述激光发生器还包括：激光管、反射片以及能量监测单元，其中，
所述激光管，用于生成第一激光束，并将所述第一激光束发射至所述分束器；
所述分束器，用于接收所述第一激光束，并且，通过所述分束器的通孔，第一激光束被透射接收以形成第二激光束；以及，通过所述分束器的反射区域，第一激光束被反射接收以形成第三激光束；
所述反射片，用于改变所述第三激光束的传输方向，以使得所述第三激光束发射至所述能量监测单元；
所述能量监测单元，用于检测所述第三激光束的能量，并根据所述第三激光束的能量生成反馈控制信号。
另一方面，本发明的实施例提供一种准分子激光退火设备，包括上述任一所述的激光发生器。
本发明的实施例提供一种分束器、激光发生器及准分子激光退火设备，该分束器具体包括透过区域和反射区域，具体的，该透过区域为通孔，该反射区域设置于该通孔的外围，其中，该通孔，用于透射接收到的第一激光束；该反射区域，用于反射接收到的第一激光束。这样一来，在第一激光束中，经过分束器的通孔的激光直接可以透射过分束器，形成第二激光束，无需像现有技术中，第一激光束需要经过高透过率镜片后形成第二激光束，避免了第一激光束经过高透过率镜片所带来的衰减，以及由于高透过率镜片受到污染而导致透过的第二激光束的均一性变差的问题，可一定程度减少分束器受到污染的几率，提高经过分束器后激光束的均一性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为现有技术中激光发生器的结构示意图；
图2为现有技术中分束器的结构示意图；
图3为本发明的实施例提供的一种分束器的结构示意图一；
图4为本发明的实施例提供的一种分束器的原理示意图一；
图5为本发明的实施例提供的第一激光束的结构示意图；
图6为本发明的实施例提供的一种分束器的原理示意图二；
图7为本发明的实施例提供的一种激光发生器的结构示意图。
具体实施方式
以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、接口、技术之类的具体细节，以便透彻理解本发明。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本发明。在其它情况中，省略对众所周知的装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本发明的描述。
另外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
本发明的实施例提供一种分束器100，如图3所示，该分束器100包括透过区域和反射区域11，具体的，该透过区域为通孔12，该反射区域11设置于该通孔12的外围。
具体的，如图4所示，该透过区域，用于透射接收到的第一激光束101，形成第二激光束102；该反射区域11，用于反射接收到的第一激光束101，使其形成第三激光束103。
这样一来，在第一激光束101中，经过分束器100的通孔12的激光直接可以透射过分束器100，形成第二激光束102，无需像现有技术中，需要经过高透过率镜片透射激光管生成的激光束，因此，可以避免经过高透过率镜片后对激光束能量带来的衰减，以及由于高透过率镜片受到污染而导致透射后的形成的激光束的均一性变差的问题，而透射过分束器100的第二激光束102经过后续一系列光学变换后可作为线性光源，对非晶硅进行退火扫描工艺，由于第二激光束102的均一性较好，因此可提高后续退火扫描工艺中的工艺效果。
同时，由于设置在通孔12外围的反射区域11可反射一部分第一激光束101，使其形成第三激光束103，以保证后续激光发生器将第三激光束103作为反馈量生成反馈控制信号，以便操作人员根据反馈控制信号及时调整激光发生器内发出的第一激光束101的能量。
具体的，如图5所示，激光发生器内激光管生成的第一激光束101具体包括能量集中的第一区域21和能量发散的第二区域22，通常，位于第一激光束101中心位置的激光能量较为集中，激光的均一性较好，位于第一激光束101四周位置的激光能量逐渐发散。
因此，为了提高第二激光束102的均一性，如图6所示，可以设置该通孔12沿第一激光束101的方向的投影，位于该第一区域21沿第一激光束101的方向的投影内。这样，从通孔12透射出的第二激光束102的均一性较好。
进一步地，为了最大程度的获取均一性较好的第二激光束102，仍如图6所示，可以设置该通孔12沿第一激光束101的方向的投影，与该第一区域21沿第一激光束101的方向的投影完全重叠。
进一步地，激光发生器内激光管生成的第一激光束101的截面通常为矩形，例如，该第一激光束101的截面大小为12mm*36mm。因此，该通孔12可以设置为矩形，同时，该矩形通孔12沿第一激光束101的方向的投影，与该第一区域21沿第一激光束101的方向的投影完全重叠。
这样一来，从该矩形通孔12透射出的第二激光束102为第一激光束101中能量较为集中且能量最大化的激光，因此，透射出的第二激光束102的均一性较好，能量较高。
并且，由于第一激光束101可以直接透过该矩形通孔12，不需经过可能受到污染的高透过率镜片，因此，形成的第二激光束102不会受到污染，避免了由于经过高透过率镜片而导致形成的第二激光束102的衰减量增加，以及均一性变差等问题。
另外，设置在该通孔12外围的反射区域11可以具体可以为高反射镜片。
其中，该高反射镜片具体可以包括反射基板，以及覆盖于反射基板上的反射膜，该反射膜可以增加高反射镜片的反射率，进而减小形成第三激光束103时的衰减量。
进一步地，本发明的实施例提供一种激光发生器200，包括上述任一种分束器100。
示例性的，如图7所示，该激光发生器200具体可以包括：激光管31、分束器100、反射片32以及能量监测单元33。
其中，激光管31，用于生成第一激光束101，并将第一激光束101发射至分束器100；具体的，在激光管31内，氙气、氖气、氦气等气体组成的混合气体在高压下放电产生光子，形成第一激光束101，第一激光束101从激光管31透过后到达分束器100。
分束器100，用于接收激光管31形成的第一激光束101，并且，参见图3所示的该分束器100的结构示意图，通过分束器100的通孔12，透射接收到的第一激光束101，形成第二激光束102；通过分束器100的反射区域11，反射接收到的第一激光束101，使其形成第三激光束103。
反射片32，用于改变分束器100形成的第三激光束103的传输方向，以使得第三激光束103发射至能量监测单元33。反射片32的个数可以有多个。
能量监测单元33，用于检测该第三激光束103的能量，并根据第三激光束103的能量生成反馈控制信号，以便操作人员根据该反馈控制信号及时调整激光管31内发出的第一激光束101的能量。
具体的，下面分别以本发明实施例提供的分束器100，和将设置高透过率镜片代替分束器100为例，阐述本发明实施例提供的分束器100所带来的有益效果。
设激光管31形成的第一激光束101的能量为W1，经过分束器100后，形成的第二激光束102的能量为W2，形成的第三激光束103的能量为W3。
那么，W2＝W1*分束器100的透过率；
W3＝W1*分束器100的反射率。
其中，若高透过率镜片透过率为98％，反射率为2％，那么，在激光发生器使用一段时间后，该高透过率镜片会受到污染，导致高透过率镜片的透过率和反射率降低，即引起W2和W3降低，由于能量监测单元33可以监测第三激光束103的能量W3，并生成反馈控制信号，因此，当能量监测单元33监测到W3降低后，操作人员可以对激光发生器进行校准，以提高第二激光束102的能量W2与污染前的数值相等，保证第二激光束102在后续工艺中输出稳定的能量。
通过上式可以看出，提高第二激光束102的能量W2与污染前的数值相等，需要提高激光管31形成的第一激光束101的能量W1，随着高透过率镜片的污染越来越严重，需要进行多次校准以提高第二激光束102的能量W2与污染前的数值相等，最终使得第一激光束101的能量W1越来越高。
这样一来，不仅由于高透过率镜片内外的能量差越来越大，会使得高透过率镜片吸收能量太多而爆裂，而且，当高透过率镜片的污染越来越严重，经过高透过率镜片形成的第二激光束102的均一性越来越差，严重影响后续工艺的工艺质量。
而在本发明实施例提供的激光发生器200中，分束器100由通孔12以及设置于通孔12外围的反射区域11组成。当激光管31形成的第一激光束101照射到通孔12时，通孔12可以直接透射与通孔12大小相适应的第一激光束101，形成第二激光束102，在上述过程中，由于第二激光束102的能量W2的改变不再因为分束器100的污染导致，因此，可以降低第二激光束102的能量W2与第一激光束101的能量W1之间能量改变的几率，同时，第二激光束102的均一性也不会因为分束器100的污染而变差。
可选的，由于激光发生器200内激光管31生成的第一激光束101的截面通常为长方形，并且，第一激光束101内又包括能量集中的第一区域21和能量发散的第二区域22，通常，位于第一激光束101中心位置的激光能量较为集中，激光的均一性较好，位于第一激光束101四周位置的激光能量逐渐发散。
因此，为了进一步提高第二激光束102的均一性，可以设置该通孔12为矩形，并且，该通孔12沿第一激光束101的方向的投影，与该第一区域21沿第一激光束101的方向的投影完全重叠。
示例性的，工艺人员在实际进行校准操作时，需要进行参数设定，可设置参数(recipe)为Wset，当第二激光束102的能量W2随时间减小到一定数值时，工艺人员将第二激光束102的能量W2输入到校准窗口内，作为未经过分束器100的第一激光束101的能量W1’(即内部显示能量)，并进行校准，校准后内部显示能量与第三激光束103的能量的比值n＝W1’/W3，此时，参数(recipe)Wset＝W1’＝n*W3，并且，W3＝W1*分束器100的反射率，由于在校准后n的取值暂时不变，因此，参数(recipe)Wset的调整必然引起W3的变化，而W3的变换又必然引起激光管31形成的第一激光束101的能量W1变化。
而在本发明实施例提供的分束器100中，透过通孔后形成的第二激光束不会因受到污染导致能量衰减，因此，第二激光束的能量W2相对稳定，第二激光束102的能量W2与第一激光束101的能量W1差的变化几率减小，进而，工艺人员根据第三激光束103的能量W3作为反馈控制信号进行校准的次数减少。同时，可避免污染获得能量较为均一的第二激光束。
进一步地，本发明的实施例还提供一种准分子激光退火设备(ELA，excimerlaserannealer)，该准分子激光退火设备包括上述激光发生器200。
具体的，参见图7，准分子激光退火设备中激光发生器200形成的第二激光束102经过后续一系列光学变换后可作为线性光源，对非晶硅进行退火扫描工艺，由于经过分束器100的通孔12的激光直接可以透射过分束器100，形成第二激光束102，无需像现有技术中，需要经过高透过率镜片透射激光管生成的激光束，因此，形成的第二激光束102的均一性较好，可提高后续退火扫描工艺中的工艺效果。
本发明的实施例提供一种分束器、激光发生器及准分子激光退火设备，该分束器具体包括透过区域和反射区域，具体的，该透过区域为通孔，该反射区域设置于该通孔的外围，其中，该通孔，用于透射接收到的第一激光束；该反射区域，用于反射接收到的第一激光束。这样一来，在第一激光束中，经过分束器的通孔的激光直接可以透射过分束器，形成第二激光束，无需像现有技术中，激光管生成的激光束需要经过高透过率镜片透出，避免了经过高透过率镜片所带来的衰减，以及由于高透过率镜片受到污染而导致透过的激光束的均一性变差的问题，可一定程度减少分束器受到污染的几率，提高经过分束器后激光束的均一性。
在本说明书的描述中，具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种分束器，其特征在于，包括透过区域和反射区域，所述透过区域为通孔，所述反射区域设置于所述通孔的外围，其中，
所述通孔，用于透射接收到的第一激光束；
所述反射区域，用于反射接收到的第一激光束。
2.根据权利要求1所述的分束器，其特征在于，所述第一激光束包括能量集中的第一区域和能量发散的第二区域；其中，
所述通孔沿所述第一激光束的方向的投影，位于所述第一区域沿所述第一激光束的方向的投影内。
3.根据权利要求2所述的分束器，其特征在于，所述通孔沿所述第一激光束的方向的投影，与所述第一区域沿所述第一激光束的方向的投影完全重叠。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的分束器，其特征在于，所述通孔为矩形。
5.根据权利要求1-3中任一项所述的分束器，其特征在于，所述反射区域设置有高反射镜片。
6.根据权利要求5所述的分束器，其特征在于，所述高反射镜片包括反射基板，以及覆盖于所述反射基板上的反射膜。
7.一种激光发生器，其特征在于，包括如权利要求1-6中任一项所述的分束器。
8.根据权利要求7所述的激光发生器，其特征在于，所述激光发生器还包括：激光管、反射片以及能量监测单元，其中，
所述激光管，用于生成第一激光束，并将所述第一激光束发射至所述分束器；
所述分束器，用于接收所述第一激光束，并且，通过所述分束器的通孔，第一激光束被透射接收以形成第二激光束；以及，通过所述分束器的反射区域，第一激光束被反射接收以形成第三激光束；
所述反射片，用于改变所述第三激光束的传输方向，以使得所述第三激光束发射至所述能量监测单元；
所述能量监测单元，用于检测所述第三激光束的能量，并根据所述第三激光束的能量生成反馈控制信号。
9.一种准分子激光退火设备，其特征在于，包括如权利要求7或8所述的激光发生器。
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