CN105834583B

CN105834583B - 用于光束抖动和刮削的镭射加工系统和方法

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Publication number: CN105834583B
Application number: CN201610090031.XA
Authority: CN
Inventors: 马克·A·昂瑞斯; 安德鲁·柏威克; 亚历山大·A·麦亚钦
Original assignee: Electro Scientific Industries Inc
Current assignee: Electro Scientific Industries Inc
Priority date: 2010-10-22
Filing date: 2011-10-24
Publication date: 2019-04-19
Anticipated expiration: 2031-10-24
Also published as: KR101973660B1; JP7217625B2; US8847113B2; KR20130127981A; CN110039173A; TWI594829B; CN105834583A; US20190381606A1; TW201236789A; KR102253017B1; JP2017074624A; US20120273472A1; KR20210053357A; CN110039173B; KR20200070417A; KR20180059573A; KR101908002B1; CN103338891A; US20150001194A1; WO2012054927A3

Abstract

一种镭射加工系统包括用于赋予沿着相对于工件的光束轨迹的光束路径的第一相对运动的第一定位系统，用于确定沿着多个抖动行的光束路径的第二相对运动的处理器，用于赋予该第二相对运动的第二定位系统，和发出镭射光束脉冲的镭射源。该系统可补偿在加工速度中的变化从而以预定角度保留抖动行。例如，该抖动行可不顾加工速度而保持垂直于该光束轨迹。可将该加工速度调整以对整数抖动行加工来完成沟槽。可基于该沟槽宽度来选择每一行中的抖动点的数量。可通过对加工速度和沟槽宽度的变化的调整来归一化注量。

Description

用于光束抖动和刮削的镭射加工系统和方法

本申请为申请日2010年10月22日、申请号201180051036.7、发明创造名称“用于光束抖动和刮削的锚射加工系统和方法”的分案申请。

技术领域

本发明涉及介电或其他材料的镭射加工。

背景技术

介电和导电材料的镭射加工普遍用来烧蚀电子组件中的细微特征。例如，可以镭射加工芯片封装基座以将信号从该半导体模具路由到球栅阵列或类似封装。镭射加工特征可包括信号轨迹，地线和微孔(用来连接在封装层之间的信号轨迹)。

镭射直接烧蚀(LDA)在单个层上将信号和地线合并以在芯片封装内层的数量减少时严格控制信号阻抗。这样的方式可能需要较小的特征尺寸和空间(如，大约10微米(μm)到大约25μm)，和每个封装的长轨迹长度(如，大约5米(m)到大约10米)。为了经济地构建芯片封装，烧蚀这样特征所处的速度可能相当高(如，从大约1米/秒(m/s)到大约10m/s)。可加工某些封装，例如，采用大约0.5秒(s)到大约5s来满足顾客产出量目标。

芯片封装的另一个有用特性可能是使用被控制的深度变化来提供交叉轨迹。例如，地线可在贯穿该图案的数个点处出现分支。在每一个分支交叉处，可使用所需的小于大约+/-10％的深度变化来烧蚀这些轨迹。一般地，如果在一个点处将烧蚀两个沟槽，该烧蚀光束的双重曝光将创建大约100％的深度变化。

芯片封装的另一个有用特性可能是在该封装的不同部分处提供可变轨迹宽度以控制阻抗或提供用于层间连接过孔的焊盘。将具有减少的或最小破裂的轨迹宽度控制提供给该主轨迹的高速加工。

同样可能有用的是，以使用用来改变该特征特性的减少或最小时间的高速来加工任意大小和形状的特征。例如，特征可包括具有多种直径和/或侧壁锥形的微孔，正方形或矩形焊盘，对齐基准，和/或字母数位记号。传统地，为了加工如微孔的特征，已经设计光学系统用来提供可变直径的成形光强分布(如，平顶光束)，或纯粹的高斯光束。当改变镭射加工点特性时，这些光系统可能具有显着的时间延迟(如，大约10毫秒(ms)到大约10s)。

其他问题与建立一种满足上述加工参数的机器相关。例如，轨迹在该封装过程中由于路由需要可能改变方向。当以高速加工轨迹时，该弹道角的变化可能需要在非常短的时标处的高光束位置加速。镭射加工能够轻易地超过该光束定位器的动态限制，例如，当以用于高产出量的高速度(如，大约1m/s到大约10m/s)运行时。

在传统的镭射加工机器中可能难于达到这样的加速度和/或速度，其已经依赖于光束定位技术，如合并镜式检流计光束偏转器(此处称作为“检流计”或“检流计镜”)的线性阶段，与无法在用于该类型加工(如，基于从大约1微秒(μsec)到大约100μsec的顺序)的时标中回应的静态(或缓慢变化中)光束预处理光学一起。

该实际烧蚀加工可能也是要考虑的因素。具有高峰值功率的镭射脉冲可用于烧蚀该介电材料而最小化如融化，开裂和基座损伤的热副作用。例如，具有以大约5兆赫兹(MHz)到大约100MHz的重复率在大约20皮秒(ps)到大约50ps之间范围内的脉冲宽度的超快镭射能够加工具有高峰值功率的材料而提高显着的脉冲重迭以避免脉冲间隔效果。现在，光纤镭射普遍提供了超过大约500千赫兹(kHz)重复率在该纳秒区域中的脉冲宽度。一般地，对于给定的加工情况(烧蚀深度和宽度)，用于该加工材料的“剂量”(功率/速度)应为常数。然而，在低速度处，该应用的功率可能变得如此低使得该峰值脉冲功率可能不足以烧蚀该材料而不引起热副作用(如，融化和炭化)。

光束定位器设计可能使用检流计来偏转该加工光束。在工件处的该加工光束的光强分布可能是高斯的(对于高斯光束的简单聚焦)，或用于由固定光学光束整形器预处理的光束的成形光强分布(如，平顶分布)。

发明内容

在一实例中，用于抖动镭射光束的方法形成了沿着光束轨迹与变化的加工速度无关的在工件中的具有一个或多个所需沟槽宽度的沟槽。该方法包括赋予沿着相对于该工件表面的光束轨迹的镭射光束路径的第一相对运动，和确定沿着多个抖动行的该镭射光束路径的第二相对运动。将该第二相对运动以相对于该光束轨迹的预定角度迭加在该第一相对运动之上。该第二相对运动的确定包括用于为该多个抖动行每一个保留该预定角度的加工速度中变化的补偿。该方法进一步包括赋予该镭射光束路径的第二相对运动，并在沿着该多个抖动行的多个点位置处将多个镭射光束脉冲发到该工件用来以该预定角度所定义方向拓宽沟槽。在某些实例中，该预定角度垂直于该光束轨迹。另外，或在另一实例中，发出该多个镭射光束脉冲包括以恒定速度发出，该方法进一步包括选择性地调整该加工速度为了加工整数抖动行以完成该沟槽。

在另一实例中，镭射加工系统包括第一定位系统，用于赋予沿着相对于该工件表面的光束轨迹的镭射光束路径的第一相对运动，和一个或多个处理器，用于确定沿着多个抖动行的该镭射光束路径的第二相对运动。将该第二相对运动以相对于该光束轨迹的预定角度迭加在该第一相对运动之上。该第二相对运动的确定包括用于为该多个抖动行每一个保留该预定角度的沿着该光束轨迹的加工速度中变化的补偿。该系统也包括第二定位系统，用于赋予该镭射光束路径的第二相对运动，和镭射源，用于在沿着该多个抖动行的多个点位置处将多个镭射光束脉冲发到该工件用来以该预定角度所定义方向拓宽沟槽。

在另一实例中，用于抖动镭射光束的方法在工件中创建了沟槽。该方法包括赋予沿着定义了相对于该工件表面的沟槽长度的光束轨迹的镭射光束路径的第一相对运动，和赋予沿着多个抖动行的该镭射光束路径的第二相对运动。将该第二相对运动迭加在该第一相对运动之上以拓宽该沟槽。该沟槽的宽度可变。该方法进一步包括选择抖动点的数量以包括在该多个抖动行的每一个中。该选择减少了用来加工每一个抖动行的时间量，在每一个抖动行中的抖动点的数量基于对应于该各个抖动行的沟槽宽度。该方法进一步包括在对应于在该多个抖动行每一个中的抖动点的多个点位置处将多个镭射光束脉冲发到该工件。

在另一实例中，用于镭射加工在工件上的二维刮削区域的方法使用了镭射直接烧蚀系统。该方法包括在该刮削区域内生成镭射点位置网格。该网格内的镭射点位置之间的间隔至少部分基于镭射点大小和相邻镭射点的所需重迭。该方法进一步包括对应于沿着光束轨迹的镭射光束路径的各个通路将该网格划分成多个带。每一个带包括相对于该光束轨迹沿着抖动方向的多个抖动行。该方法也包括连续地通过沿着该光束轨迹的多个带赋予该镭射光束路径的第一相对运动，赋予沿着该每一个抖动行的抖动方向的该镭射光束路径的第二相对运动，和沿着到该刮削区域内的镭射点位置的该镭射光束路径将多个镭射光束脉冲发送到该工件。在某些实例中，该方法进一步包括对该抖动行每一个的资料滤波以倾斜沿着该网格的相邻带的侧壁的镭射点光强分布来对该镭射光束的通路之间的重迭成形使得在该刮削区域内控制深度变化。基于该滤波资料选择该多个镭射光束脉冲的每一个的镭射点强度。另外，或在另一实例中，该方法包括当该光光束路径从该网格的第一带移到该网格的第二带时翻转该抖动方向。该抖动方向可基于该光束轨迹的方向。

从与对该附图的标记一起继续进行的优选实例的下列具体说明处来看，附加的方面和优点将是显而易见的。

附图说明

图1是描述了加工点的网格的原理图，其可通过抖动运动光束或固定光栅图案来生成；

图2用图表示了根据一实例作为相对网格宽度(由点直径来规范化)和在该网格宽度上的抖动点的数量的函数的EffectiveWidth变化；

图3用图描述了根据一实例具有不同网格密度的两交叉特征的网格图案；

图4用图描述了根据一实例的在幅值归一化(未合并的)后的交叉特征的模型化的注量；

图5用图描述了根据一实例的交叉特征的合并注量；

图6用图描述了根据一实例的用于具有调整片的圆形焊盘的光栅网格(右)和注量分布(左)；

图7用图描述了根据一实例的在变化宽度的沟槽上注量规范化的影响；

图8描述了根据一实例的示例加工校准测试矩阵；

图9描述了根据一实例的示例材料表；

图10是根据一实例描述用于命令该AOD的简化加工和资料流程结构的方框图；

图10A是根据一实例包括用于抖动镭射光束的AOD子系统和检流计子系统的系统的方框图；

图10B是根据一实例用来光束成形的系统的方框图；

图10C是根据一实例提供倾斜加工光束的系统的方框图；

图11是根据一实例表示以FPGA实施的AOD控制资料流程的方框图；

图12是根据一实例描述DSP和FPGA的示例同步的时序图；

图13是根据一实例描述使用滑坡的加工情况的原理图；

图14用图描述了根据一实例的示例滑坡参数缩放；

图15用图描述了根据该示例抖动操作的示例XY光束位置；

图16用图描述了根据图15中示例抖动操作的示例X和Y光束位置vs.时间；

图17描述了图15和16中示例抖动操作的示例光束位置和加工参数的表；

图18用图描述了在示例实例中的扫描场失真图案，其中该LDA系统包括F/18100mm扫描场透镜；

图19用图描述了根据示例实例的X和Y扫描场失真误差vs.X和Y场位置；

图20用图描述了根据图19中的示例实例的X和Y扫描场失真缩放因数和旋转误差vs.X和Y场位置；

图21用图描述了根据图19和20中实例的光栅特征的示例本地位置几何形状修正失真；

图22用图描述了根据一实例的第三级剖面子系统；

图23用图描述了根据一实例的AOD校准图案；

图24用图描述了根据某实例的AOD校准角度；

图25是描述了根据一实例用于功率控制的信号流的方框图；

图26用图描述了根据一实例的示例功率控制曲线；

图27用图描述了根据一实例的示例ch1AOD功率线性曲线集；

图28描述了根据一实例的用于ch0AOD的示例曲线；

图29是根据某实例的示例AOD效率曲线的图形描述；

图30是根据某实例的示例AOD效率增益的图形描述；

图31是描述根据一实例的功率校准资料流程的方框图；

图32用图描述了根据一实例的回应于速度变化的第三级滤波器；

图33用图描述了根据一实例的Monte-Carlo AOD瞬态仿真；

图34用图描述了根据一实例的使用Taod＝Tcmd＝1μsec的示例速度限制；

图35用图描述了根据一实例的AOD行程范围vs.特征宽度；

图36用图描述了根据一实例的与加工速度相关的镭射功率限制；

图37用图描述了根据某实例的示例点失真；

图38用图描述了根据一实例的垂直对齐于标称光束轨迹的抖动行；

图39用图描述了根据一实例的平铺光栅加工的实例；

图40用图描述了根据某实例的归因于宽线刮削的点阵化误差；

图41用图描述了根据一实例的划分成网路带的刮削区域；

图42用图描述了根据一实例的刮削抖动点的未滤波网格和对应的刮削抖动点的滤波网格；

图43用图描述了根据一实例对应于图41中的带的该第一个三个刮削光束的注量分布；

图44用图描述了根据一实例的刮削实例；

图45用图描述了根据一实例的刮削期间的光束命令；

图46是描述了根据一实例的材料移除速度vs.刮削行长度和宽度的图；

图47用图描述了根据一实例的刮削行几何形状的侧视图；

图48是描述根据一实例的用于向量加工的AOD命令生成的方框图；

图49是描述根据一实例的用于光栅加工的AOD命令生成的方框图；

图50是描述根据一实例的用于刮削加工的AOD命令生成的方框图；

图51是描述根据一实例的检流计和AOD校准资料流程5100的方框图；

图52用图描述了根据一实例的抖动行注量控制。

具体实施方式

包含于此的本发明说明了使用声学-光学偏转器(AOD)作为光束定位装置的LDA系统的实施方式的细节。当此处公开的本示范实例涉及AOD时，也可使用电学-光学偏转器(EOD)。在某些实例中，例如，EOD是一些或所有AOD指向(偏转)功能的合适替换。

在某些实例中，可由该用户将加工特征的几何形状(如，宽度和深度)指定为高等级，并随后由机器控制软体转换成加工指令。在某些实例中镭射功率和该抖动操作的细节是自动的以阻止难以承受的、易错的手动机器安装过程。例如，可为用户提供创建具有标称尺寸的几何形状特征的简单加工。该特征可包括具有目标宽度和深度的沟槽，或具有目标直径和深度的焊盘。该用户可直接输入这些几何参数，且该系统通过生成为生成该特征所需的正确加工参数(如，光束速度，抖动宽度，镭射功率)来进行回应。因为某些LDA机器能够操作于任意光束速度(为了最大化给定产出量的光束定位器和镭射功率约束)，可自动为速度来调整该加工参数。该自动避免了强制该用户指出低等级细节(如，镭射功率，抖动宽度，抖动点，速度)，具有附属的操作者错误的风险，而允许该系统自动地最大化产出量。

某些实例提供了优化的抖动点选择。该实例通过确定抖动表大小以覆盖具有最少数量抖动点的所需抖动范围来最大化产出量。最少化该抖动点数量的一个理由是因为每一个抖动点使用了某些更新时间Tdither(如，根据以下讨论的示例实例的大约1μs的更新速度)。在Npts是每行的抖动点数量之处，Tdither*Npts＝用于每行的时间量。因而，最小化该抖动点数量允许该系统以最高可能速度来加工特征而保留在抖动行之间的必要重迭，其有用于创建平均注量分布，并因而该特征的平均烧蚀。例如，当使用AOD抖动形成特征时，该抖动点保留了最小重迭以最小化注量变化。用来拓宽沟槽的抖动点数量能够影响该重迭。在某些实例中优化该抖动点的选择以同时提供高加工速度和充足的点重迭。

某些实例为宽的圆弧加工提供注量规范化。这样的实例保留了在对圆弧半径的宽度的比例相对大的情况中该烧蚀圆弧特征的品质(如，均匀沟槽深度)。这为电路设计的设计者提供了更多自由度以将圆弧路由到比其他可行的更紧固区域中。例如，当抖动以加工形成圆弧部件的宽沟槽时，在该宽沟槽上所使用的注量作为来自该圆弧中心处的半径的函数来进行变化。在某些实例中将该注量规范化以使用不变深度来加工该圆弧。

某些实例提供了AOD和检流计定位系统的协调校准。也可使用其他定位系统，如使用了不同定位系统的快速操纵镜(FSM)协调校准的系统保留了在该整个扫描场上的抖动操作中的精度。该AOD光束定位子系统可能遭受归因于该扫描透镜，检流计镜，和AOD子系统的实施方式的扫描场失真。例如，扫描透镜一般具有随着扫描场位置变化的本地几何失真。通过将本地修正用作扫描场位置的函数，将该抖动精度保留在有用于提供在交叉处可接收深度变化的等级。另外，或在其他实例中，该AOD光束定位子系统的校准协调于该检流计子系统的校准用于第三级光束定位的正确实施方式。如下讨论的一样，在抖动，光栅和刮削模式期间使用这样的校准。这可协同于该第三级光束定位来进行，其命令该AOD子系统保持轨迹中心线(在向量抖动或刮削模式期间)或光栅中点(在光栅模式期间)。

某些实例提供了重迭的光栅图案。无论何时可通过光栅特征来优化产出量，由于该AOD光栅操作发生在比可能使用阶段或检流计光束定位非常高的速度。然而，该AOD场的约束场大小限制了在一个步骤中能够被AOD光栅的特征大小。通过重迭光栅图案，当在该重迭区域的交叉处保持正确的深度控制，可为超出该AOD场大小的图案生成高品质光栅图案，因而最大化产出量。在某些实例中，该AOD子系统用来在该AOD范围内光栅二维特征，而没有来自该检流计子系统的任意动作。通过在不同的(和固定的)检流计座标处重迭多个独立的光栅图案也能对大于AOD场的图案进行光栅。这种方式可能是更有效率(因而更需要的)的加工方法，比使用运动检流轨迹的一般二维刮削而言。如此处使用的一样，二维(2D)涉及加工2D区域(如，在X和Y方向中)，但也包括使用三维(3D)的深度控制的镭射加工。深度控制包括，例如，以Z方向移除或对该加工特征成形的材料量。

某些实例提供了与范围相比优化的AOD效率。当在LDA系统中加工特征时实现的产出量与给出该所需加工参数的可获得镭射功率成比例。优化该镭射功率因而优化产出量。通过优化作为所需AOD操作范围函数的AOD效率(当在该操作的AOD场上保持精确的AOD功率线性时)，可达到这样的功率优化。当加工特征需要相对小的AOD场时最大化产出量，而当需要较大特征时仍旧提供最大化该AOD范围的性能。例如，当使用AOD抖动或形成二维光栅图案时，随着增长的偏转范围，该光学效率减少。因而，可期望的是在该可操作范围上线性化来自该AOD处的光学输出功率以使得AOD操作可预测并一致。在某些实例中，提供了线性化功率控制，使用了用在某些操作中的减少AOD偏转范围的较高光学效率，而允许为其他操作可获得的较大范围(具有减少的光学效率)。

某些实例使用第三级滤波提供了速度优化。该第三级滤波方式，合并有限制的AOD光束位移量程，将限制放置在为给定特征宽度所允许的最大光束速度上。通过计算该限制(作为AOD操作范围的函数的给定抖动宽度和AOD功率限制)，能够确定在该给定约束下的最佳速度，因而优化产出量。将在所有情况下起作用的设置保守速度限制的替换方案，可能无法接受地减少产出量。使用AOD光束控制的第三级滤波允许减少该检流计光束定位器的带宽需求。该第三级滤波器的动态，和作为偏转范围的函数的AOD光学效率的变化，可合并以设置与加工沟槽时候的可允许加工速度相关的限制。在某些实例中，使用自动系统和确定该最佳速度的加工以最大化加工速度。某些实例将抖动保持垂直于轨迹。这样的实例可能保证该所需线性宽度被自动保持，不依赖于加工速度。这导致了可预测的和可重复的加工品质，而允许速度按需求任意变化以优化在该光束定位器中的产出量和功率约束。当抖动光束以形成在工件材料中的可变-宽度沟槽时，例如，该抖动光束保持垂直于该沟槽的切线而不顾该加工速度。某些实例使用了完整的抖动行。这样的实例提供了可预测的加工结果，不依赖于用来拓宽线性加工特征的抖动点数量，并不顾该所选的加工速度。该可预测加工结果是有用的，例如，当创建在特征之间的交叉时。通过完成整数的抖动行，很好地定义了该线性加工特征的末端，允许在与其他特征如其他沟槽或焊盘的交叉中很好地控制深度变化。

某些实例改善了在该工件上大的二维区域的加工效率。这可通过刮削该区域来实现，使用抖动以拓宽该加工点。该方式提供了该刮削区域周长的良好分辨率，并提供了来自于该相邻刮削通路的重迭处的深度变化的充分控制。某些这样的实例使用已控制的重迭和高分辨率边缘来提供有效率的刮削。大的刮削区域在由LDA机器所加工的应用中是通用的。为了最大化产出量，优化这些刮削特征的加工而保持该刮削区域的边缘精度的充分分辨率是有用的。这些实例使得较宽抖动光速的使用能够用于加工该刮削区域，而同时保持高品质的边缘并对刮削通路之间的重迭成形使得在该刮削区域内很好地控制深度变化。

现在对其中相同标记编号涉及相同组件的附图作出标记。为了清楚起见，该标记编号的第一个数位指示其中首先使用的相应组件的图编号。在下列说明中，为了彻底理解此处公开的实例而提供了众多具体细节。然而，熟谙技术人士将认识到，能够实施该实例而在没有一个或多个该具体细节情况下，或具有其他方法，组件或材料的情况下。进一步地，在一些情况中，未具体示出或说明公知的结构，材料或操作为了避免混淆本发明的各个方面。而且，可将所述特征，结构或特性合并到在一个或多个实例内的任意适合方式中。

实例可包括各个步骤，其可被体现在将由一般用途或专门用途电脑(或其他电子装置)所执行的机读指令中。可替换地，这些步骤可由包括用来实施这些步骤的指定逻辑的硬体组件来实施，或由硬体，软体和/或固件的组合来实施。

也可将实例提供作为电脑编程指令，包括具有存储其上的可用来对电脑(或其他电子装置)编程的指令的非暂时性的、机读介质，用来实施此处所述的加工。该机读介质可包括但不限于，硬盘驱动器，软碟，光盘，CD-ROM，DVD-ROM，ROM，RAM，EPROM，EPROM，EEPROM，磁学或光学卡，固态记忆体装置，或适合于存储电子指令的其他类型媒体/电脑可读介质。

I.介绍

本发明描述了用于LDA系统中的AOD控制方法。该控制扩展了该LDA结构的性能以提高用于大的刮削区域的产出量，并用来支持沟槽加工的高速操作。

该LDA系统的性能是使用声学-光学偏转器(AOD)以极高速度(>1MHz)偏转该加工光束以提供镭射加工性能。典型地，该AOD能够在5-20点直径的范围上偏转该光束。该LDA系统可操作，例如，在向量，光栅，向量，和刮削模式中。

在向量模式中，该系统将沟槽加工作为该工件中的“线”。该AOD光束抖动沿着一维的(1D)线，在正交于该光束轨迹的轴中，以人工地拓宽该烧蚀的沟槽。

在光栅模式中，该AOD偏转该加工光束以加工在它们加工场内的二维(2D)区域。这些光栅区域的空间和强度图案一般是任意的。可使用该性能，例如，用来创建在沟槽之间的交叉，或用来创建如通过焊盘的特征。

在刮削模式中，可加工大的区域(超过该AOD场大小)。这可使用抖动拓宽线来实施。然而，使用指定加工以避免波状外形边缘的过度图元化，并用来提供倾斜的注量分布以达到良好的重迭和交叉品质。

下列部分描述了这些模式并列出了该LDA系统的各个实例的实施方式细节。

II.AOD加工理论

在一实例中，该LDA系统使用AOD子系统来操纵该加工光束以创建各维的特征。该部分描述了该加工后面的理论，其引导系统结构。

A.用于深度控制的中心注量规范化。

材料移除量标称地与注量成比例(对于给定的镭射功率等级)，并因而可控制注量以控制特征深度。另外，可通过指定替代剂量的注量来消除特征尺寸和注量之间的相互作用。当指定剂量时，在抖动或光栅区域内的剩余注量基于该抖动点数量和相对于该处理点大小的特征尺寸，其是落在该抖动网格区域外的高斯点能量分布的结果。该结果可被计算并补偿以消除该相互作用。该系统自动地调整镭射功率以动态地将该指定注量保持在该沟槽或光栅区域的中心内，独立于速度或抖动(或光栅)网格尺寸。结果是，该系统的基本光束传送设置(如，点大小，最小化抖动(或光栅)点重迭)可被改变而没有影响加工校准结果。

1.理论注量(fluence)

图1是描述了加工点110的网格100的原理图，其可通过抖动移动光束(如，以向量模式)或固定光栅图案(如，以光栅模式)来生成。该加工点110每一个具有分别在Doa和Dca的同轴(OA)和交叉轴(CA)中的XY点分布。对于根据本实例的抖动光束来说，假定该抖动图案随着该光束在该Y轴中的移动(如通过箭头112所指示)而被重复(如，基本上永久地)。由该OA和CA轴中的Noa和Nca点来分别地覆盖计算区域A。换句话说，Nca是在该交叉轴方向中的点的数量。

i.光栅注量

假定镭射功率P，和Taod的每一个点的AOD停留时间，该平均注量(每一个单元区域A能量E)提供为

Fluence＝E/A＝P*Taod/(Dca*Doa)。

该运算式在光栅加工中有用，其由可预测网格间隔很好地说明。在该情况中，可将“注量尺度”定义以将注量转换成功率：

FluenceScale＝(Dca*Doa)/Taod，

并随后用于该指定注量的光栅功率(以瓦特表示)可计算为

Power＝FluenceScale*Fluence。

ii.向量注量

在该抖动光束的情况中，该网格间隔不是固定的，因为可变速度和改变抖动宽度。在该情况中，该注量计算可根据剂量来说明。给出

Doa＝V*Nca*Taod和

Width＝Dca*(Nca-1)，

随后

Fluence＝P*Taod/(Dca*V*Nca*Taod)

＝(P/V)/(Width*Nca/(Nca-1))

＝Dosage/EffectiveWidth，

其中

光束速度(如，沿着图1中的Y轴)＝V，

Dosage＝P/V，和

EffectiveWidth＝Width*Nca/(Nca-1)＝Dca*Nca。

这是有用的结果，因为其意味着(对于理想情况)可使用剂量和宽度(对于抖动线)或间隔和停留时间(对于光栅区域)的公知加工参数来规范化在给定区域中的注量。可将具有时间变化点分布的抖动特征和任意点分布的光栅特征合并以创建在将它们各个注量等级规范化之后的交叉。

注意到只要控制了剂量，就不需要在向量加工期间的抖动(抖动点数量Nd，抖动间隔，速度)的细节。这是有用的，因为该LDA系统的光束控制结构依赖于能够任意地变化抖动间隔和速度。

iii.边缘效应

上述注量模型偏离理论，当该抖动图案的尺寸相对于该点大小较小时。在这样的小尺寸处，在每一个点内的功率“漏出”该网格100并减少了在该网格区域中心处的注量。该结果是该网路内网格尺寸和点的数量二者的函数。例如，图2用图表示了根据一实例作为相对网格宽度(由点直径Dspot规范化)和该抖动点数量的函数的EffectiveWidth(Weff)中的变化。能够预测并补偿在EffectiveWidth中的该偏离。

在图2中，为了规范化在0和大约1之间的网格宽度，该顶部曲线对应于6点，该下一个最高曲线对应于5点，再下一个最高曲线对应于4点，再下一个最高曲线对应于3点，该最低曲线对应于2点。

2.注量规范化

以上研究的方程计算了任意镭射点网路的注量使得分别加工的区域可被合并于可预测结果。该“注量规范化”有用于形成变化宽度的沟槽，和特征交叉。两个实例对其进行描述。

在图3，4，5和6中描述了该注量规范化的第一个实例。图3用图描述了根据一实例的具有不同网格密度的两个交叉特征的网格图案。在图3中，两个特征交叉，每一个具有不同的抖动网格间隔。通过圆形表示该特征之一的加工点并通过加号(+)表示另一个特征的加工点。对于交叉，这些图案之一可能是，例如，沟槽和交叉光栅图案的另外部分。注意该点的幅值下斜以创建该交叉斜坡以将公差提供给定位误差。图4用图描述了根据一实例的在幅值规范化(未合并的)之后的交叉特征的模型化注量。在图4中，在根据其点密度缩放每一个网格的点能量之后，仿真在每一个图案上的注量。图5用图描述了根据一实例的交叉特征的合并注量。在图5中，将该两个图案的注量合并以用于相对光滑的交叉。

这种方式对于这样的规律的矩形图案效果很好。在更复杂的交叉情况中，如沟槽和圆形焊盘(普通的LDA交叉)，该焊盘图案可包括“突出部”，其将该焊盘网格延伸出来达到能随后如上所述进行处理的矩形部分。例如，图6用图描述了根据一实例的用于具有突出部612的圆形焊盘610的光栅网格(右)和注量分布(左)。在图6的实例中，该突出部612具有大约50μm的长度，其可用于交叉转换。

在图7中示出了第二个实例，其用图描述了根据一实例的在变化宽度沟槽上的注量规范化的影响。在图7中，以三个列来组织图形，每列具有描述抖动图案的顶部图形，描述相应注量分布的中间图形，和描述相应中心注量710，712，714(即，当该沟槽宽度改变时在该各个沟槽的中心处的注量)的底部图形。该左边的列描述了无补偿，该中间的列描述了宽度补偿，该右边的列描述了非线性补偿。在本实例中，当简单地通过该抖动网格宽度来缩放该剂量时，在EffectiveWidth中的非线性示出图2是否仍旧在该抖动宽度变窄时产生注量变化。相反，图7示出了当宽度改变时使用该非线性注量修正达到不变的注量。如图7中所示，使用无补偿的中心注量710和使用线性补偿的中心注量712在该沟槽宽度变化时基于宽度变化。然而，当使用上述的非线性注量修正时(如，基于剂量和宽度参数，其中注量＝P*Taod/(Dca*V*Nca*Taod))，该中心注量714保持不变(即，该曲线714保持在该规范化值“1”)。

在将该注量线性修正用作抖动(或光栅)网格宽度的函数之后，不变的剂量(功率/速度)可随后被用来保持独立于速度的该注量。因而向量-处理的沟槽能在宽度和速度上变化而保持中心注量不变。

可将注量线性补偿延伸到二维以用于光栅区域(如，用于焊盘或其他大的特征)。然而，该效果可以被忽略，对于大于超过1.5*点直径的焊盘直径。由于焊盘通常将满足该直径标准，在某些实例中，它们可能不需要注量补偿。

3.对于注量模型化的警告

上述分析是理想化的。应当提及可能影响在创建具有控制深度变化的交叉中的系统性能的数个警告。

该材料将具有加工阈值，所以注量不必线性合并以预测该烧蚀材料的数量。这意味着不变剂量的加工可能不产生不变的结果，因为加工阈值作用将减少，当功率与在不变剂量处的速度增加时。

点失真(包括来自AOD偏转的作用，特别是在高偏转处)将使该注量场失真。

可能未处理在沟槽末端上的注量非线性。通常地，沟槽末端在与另一沟槽(在焊盘上的桩，或在光栅交叉上的腿)的交叉处。只要两个交叉沟槽具有在该交叉区域上的相同的注量斜坡，末端影响将标称地取消。

B.抖动提取

基于该结果，将提取该抖动和光栅的加工以概括抖动的低等级细节(如，该抖动点数量和它们的缩放比例)。这允许该系统结构或组件能被轻易地修改(如，新的AOD设计，不同的光学布局)而不影响用户(或程序师)指定抖动和光栅加工的方式。简化了软体结构，机器校准，和应用安装。

在该交叉的构造中，应小心避免在该交叉点处的注量(因而深度)的变化。在示例的实例中，基于该周围沟槽尺寸来定制每一个交叉，采用为每一种类型交叉所创建的定制光栅图案(离线预先计算的，如，使用Matlab或其他工具)。该加工可以是流线型的用于生产设备。

对于该LDA系统，通过考虑组成抖动点网格的抖动和光栅物件来满足两个目标，由点密度和维属性来说明。通过这样做，可计算在该工件上的抖动和光栅区域内的注量，且可基于这样计算的流利性来生成交叉光栅图案。

1.抖动图

由于交叉定义不需要抖动几何形状的细节，可将在向量加工期间的抖动说明提取到点网格宽度和剂量。点的放置，在同轴(沿着该速度向量)和交叉轴的两个并不需要明确的定义。相反，抖动图将该网格宽度转换成低等级抖动参数；如，该抖动点数量Nd和该抖动宽度缩放因数Kw。注意到该“形状”(Ks)的概念现在正被忽略。

此处所述的加工校准过程考虑在该网格宽度的接口中的抖动操作和注量。该Nd和Kw的细节，根据某些实例，被封装在该抖动图中以避免在该加工校准步骤中的复杂度。注意该抖动图能够改变，如果点大小或AOD范围发生变化。在某些实例中，相同的抖动图用于加工校准并在运行时间期间进行加工以确保一致的，校准后的加工结果。

在系统校准期间预先设置支持该加工的AOD抖动。该抖动图将到抖动参数的与用户的界面封装，如加工校准，加工图和序列发生器。该抖动图使用下列步骤来建立抖动表：

首先，确定在系统校准期间的AOD偏转缩放因数。

随后，设置在该系统校准资料中的有效点直径Deff，基于用于1:1深度/宽度纵横比的最小沟槽尺寸。该设置仅仅是用于设置该AOD表的指导原则(为了将该节距设置为保守的最大值)并用于注量线性。在某些实例中该Deff的值可能需要精确到10-20％内。Deff的较低值可用于确保重迭，但其将增加该抖动点数量并可能减少最大速度。

第三，初始化32个序列抖动表(如，在现场可编程闸阵列(FPGA)内，如下所讨论的一样)。这些抖动表的每一个包括1到32个点，每一个具有为0.35*Deff的节距。该抖动表可覆盖达到10*Deff的抖动范围。这提供了10％偏差在Deff的定义中，而确保重迭脉冲创建了均匀的注量分布。

C.加工校准和映射

给出该注量控制的范例，该加工设置过程可在该LDA系统中被修改。在该LDA系统的示例实例中，该加工参数包括低等级抖动参数(Kw，Ks)和剂量(功率/速度)－标称地在每米Joules(J/m)单位中(尽管该实际剂量单位可能是任意的)。该LDA系统简化该加工设置的用户接口，使用一致的，已校准单位和从低等级实施方式细节处的分离。

可通过两个参数来定义该LDA系统中的材料加工：注量(J/cm2)和抖动或光栅网格尺寸(用于向量和刮削加工的宽度，用于光栅的XY光栅尺寸)。

1.加工校准

注量规范化用于到该抖动(或光栅)特征的中心区域。在该特征的边缘处的注量不那么容易被规范化，因为其来自该高斯点的尾部。结果是，沟槽宽度作为抖动网格宽度的非线性函数变化，并在某些实例中仍被校准。这是该加工校准特征的函数。将同一过程用来校对给定材料的特征深度vs.注量。

图8描述了根据一实例的示例加工校准测试矩阵800。该校准测试矩阵800指定注量等级范围和抖动网格宽度。自动地在该机器上加工一组特征(每一个用于在该参数矩阵的每一个入口)，并基于外部计量学工件来测量这些特征。将该特征宽度和深度结果导入该加工校准软体，其随后建立用来自动选择用来加工任意尺寸特征的加工参数(注量和网格宽度)的“加工表”资料库。

2.加工图和材料表

对于向量加工，沟槽尺寸(宽度和深度)确定了该抖动网格宽度和注量，通过填充用于该应用的材料表的加工图。该加工图实施基于从该加工校准表处提供的资料的映射。图9描述了根据一实例的一示例材料表900。注意在该材料表900中的灰色入口由该加工图输入并不由该用户修改。对加工参赛的细微调整是可获得的以运行加工测试或细微调节该加工。

当装载该应用时，使用包括在该应用中的所有向量和刮削特征(沟槽宽度和深度)和光栅特征(焊盘直径和深度)的尺寸来填充该材料表900。

如果需要，该用户可将细微调节的调整输入该材料表900。这可能在在某些实例中对于产品加工来说令人沮丧，但可用于加工测试和细微调节。如果无法获得任意加工校准表，可手动输入该材料表900入口。

该加工图的一个功能是在加工校准期间基于采集的相对分散资讯来内插该所需的材料表900。

III.系统结构

该下列部分说明了系统结构和实施AOD操作的组件的某些实例。

A.资料流程和加工

图10是描述根据一实例用来命令该AOD的简化的加工和资料流程结构(此处也称作为“AOD加工结构”1000)的方框图。该AOD加工结构1000包括系统控制电脑(SCC)1010，加工簇1012，AOD前端板(AFEB)1014，AOD驱动器1016，1018，和AOD1020，1022。如下具体讨论的一样，该SCC1010预加工了镭射加工应用以构建单独的加工分段和相关加工参数。该SCC1010将该分段资料通过界面1023发送(如，以200kHz资料速度)到该加工簇1012的接口1024。该加工簇1012包括数位信号处理器(DSP)1026和现场可编程闸阵列(FPGA)1028。技术人员将从此处公开的内容理解到也可使用其他类型的加工逻辑(如，补偿或不是该DSP1026和/或FPGA 1028)。

该DSP 1026计算具体的光速轨迹和抖动参数(如，以1MHz资料速度)。随后将该资料传送到该FPGA 1028。如以下具体讨论的一样，该FPGA 1028计算高速AOD命令(如，达到4MHz资料速度)，其可通过SSP1串行链路被传送到该AFEB 1014。该AFEB 1014将该AOD命令转换成被发送带该AOD驱动器1016，1018的并行资料字。AOD驱动器1016，1018随后生成射频(RF)驱动信号，其操作该AOD 1020，1022以控制该光学光束偏转(通过RF信号频率)和幅值(通过RF信号幅值)，通过该AOD单元。该AOD 1020，1022和其他光学组件的示例操作参照图10A，10B，和10C讨论如下。

图10A是根据一实例的包括用于抖动镭射光束的AOD子系统1042和检流计子系统1044的系统1040的方框图。技术人员将从此处公开内容认识到，可使用其他类型的定位子系统。例如，定位子系统可使用FSM。该系统1040包括镭射源1046，用来将加工光束1048提供到该AOD子系统1042。在一实例中，该镭射源1046包括脉冲镭射源使得该加工光束1048包括一系列镭射脉冲。在另一实例中，该镭射源1046包括连续波(CW)镭射源使得该加工光束1048包括CW镭射光束。在某些这样的实例中，该AOD子系统1042通过偏转在离散(“脉冲”)间隔处加工光束1048以从该CW镭射光束处生成镭射脉冲。

如上所讨论的一样，该AOD子系统1042将在该AOD偏转角度1050处的加工光束1048的第一阶光束1049和该加工光束1048的零阶光束1051偏转到光束收集器1052。该系统1040可进一步包括固定镜1054以将该第一阶光束1049偏转到该检流计子系统1044，和扫描透镜1056以聚焦在工件1060上或内的镭射光束点1058。可将该扫描透镜1056的输出此处称作为聚焦的镭射光束1061。

在一实例中，该AOD子系统1042可包括用来提供在第一方向(如，抖动方向)中来回偏转的单个AOD，而该检流计子系统1044提供沿着加工轨迹1062的第二方向中的偏转。在图10A中的实例中，AOD抖动点的每一行(显示为沿着该X轴)垂直于该加工轨迹1062。为了提供速度和多用途，然而，在图10A中所述的实例中的AOD子系统1042提供了相对于该工件1060表面的沿着X轴和Y轴的2-D偏转。在该实例中，可将该Y轴称作为平行于该加工轨迹1062，可将该X轴称作为垂直于该加工轨迹1062。因而，可将该X轴称作为该抖动方向。该加工轨迹1062可对应于一方向，例如，该系统1040划线或切割沟槽1064(如，在该检流计子系统1044的控制下)到该工件1060表面中的方向。

为了提供该所述的2-D偏转，该AOD子系统1042包括第一AOD 1020，用来将该第一阶光束1049偏转到第一方向中，和第二AOD 1022，用来将该第一阶光束1049偏转到第二方向中，在检流计子系统1044将该光束轴沿着加工轨迹1062移动时。换句话说，将由该AOD子字体1042所提供的光束点位置的移动迭加在由该检流计子系统1044所提供的光束点位置的移动上。如图10A所示，该检流计子系统1044也可包括第一检流计镜1066和第二检流计镜1067以将该第一阶光束1049同时偏转在相对于该工件1060表面的X轴和Y轴方向。

该AOD偏转的取向可能不对齐于该检流计子系统1044的偏转轴。一般地，可对该AOD偏转命令使用座标转换以将该得到的AOD偏转对齐于所需座标构架。该座标转换也可能是速度的函数，旋转该AOD偏转座标构架以将该AOD光束偏转保持垂直于由该检流计子系统1044所定义的加工轨迹。

使用包括在该系统1040中的AOD子系统1042，使能数个操作模式。在一实例中，操作模式包括抖动该加工光束1048以有效拓宽在该工件1060处的镭射光束点1058的能力。换句话说，抖动该加工光束1048包括空间上将一系列聚焦镭射光束点1068定位以创建具有大于由该扫描透镜1056所聚焦的各个镭射光束点1058的尺寸的几何特征。为了进行描述，图10A示出了在该加工轨迹1062方向中加工该沟槽1064时从该工件1060的表面上方观看的该抖动镭射光束点1068。因而，例如，以给定重复率的系列抖动镭射光束点1068具有以较低脉冲重复率连续用于该加工轨迹1062方向中的一系列较大直径镭射光束点的结果。

在某些实例中，该AOD1020，1022能够更新它们的各个声场(使用新的声波来填入该光学孔径)，以大约0.1μs到大约10μs的顺序。假定大约1μs的示例更新速率，可快速更新该加工光束的位置使得数个抖动镭射光束点1068在加工期间重迭。该抖动镭射光束点1068可重迭于垂直该加工轨迹1062的维度(如，沿着该X轴或抖动方向)以拓宽正加工的特征(如，该沟槽1064)。如图10A所示，该抖动镭射光束点1068也可重迭在该加工轨迹1062的方向中。为了保持该抖动光束正常取向为该加工轨迹1062，根据某些实例，可随着该加工轨迹1062的角度变化时一致地调整抖动轴。另外，可调整该抖动轴以补偿被赋予在该抖动点的线上的角度作为该加工轨迹速度的函数。

除了该相对于该工件1060表面的光束位置抖动之外，或在其他实例中，该AOD子系统1042可用来改变在该抖动轴中的光强分布。沿着该抖动轴的该加工光束1048的光强分布的操纵使得能够对该加工沟槽1064的横截面成形。例如，可使用矩形，U或V形横截面来加工该沟槽1064。成形特征如侧斜面板可有用于如交叉构造的情况中。该成形分辨率可能基于该基本点大小，且该成形的光强分布可能是该抖动图案(位置和强度)和该点的光强分布(如高斯或另外的分布形状)的卷积。对特征进行成形，可通过例如重迭沿着该抖动轴在某些位置处的脉冲(如，可将两个或更多脉冲用在同一为位置)以移除目标材料的所选量，和/或通过调制该镭射脉冲的功率幅值作为沿着该抖动轴的偏转位置的函数。

除了沿着该抖动轴的特征成形之外，或在另外的实例中，该AOD子系统1042可用来控制该功率作为沿着该加工轨迹1062的位置的函数以允许已加工线性特征的“终点”的相同成形。控制该功率作为沿着该加工轨迹1062的位置的函数也可用于如交叉构造的应用中。该AOD子系统1042的使用使得功率调制能够发生在非常高的速度(如，在微秒级别)使得该光强分布的细微控制(如，具有在大约5μm和大约50μm之间的范围内的特征尺寸)在高加工速度(如，在大约1m/s和大约5m/s之间的范围中)处可以成为可能。

除了高斯光束的偏转之外，某些实例也可偏转通过传统的光束成形技术成形的光束包括例如，衍射光学组件(DOE)。例如，图10B是根据一实例的光束成形系统1070的方框图。该系统1070包括该AOD子系统1042(使用该第一AOD 1020和该第二AOD 1022)，该零阶光束收集器1052，和图10A中的镜1054。该系统1070进一步包括衍射光学组件(DOE)1072用于光束成形和光学组件1074(如，成像光学部件，检流计镜，和扫描透镜)。为了用于描述，将图10B中的第一阶光束1049示为在AOD偏转角度1050范围之上。在图10B所述的实例中，将由该AOD子系统1042所偏转的第一阶光速1049通过中继透镜1076中继到该DOE 1072(将该光束支点成像在该DOE 1072上)以保持该第一阶光束1049在该DOE的孔径的中心而不顾由该AOD子系统1042所赋予的AOD偏转角度1050。随后该DOE 1072可通过赋予附加波前相位失真来对该光束强度成形(如通常用于这样的光束成形DOE一样)。该方式可能有利于可使用例如正方形光强分布来偏转和邻接较大、成形光速以形成更统一抖动注量分布的情况中。该方式也可能有利于在小数量镭射脉冲足够用来形成所需特征(例如，在介电材料中的微孔)的情况中。在这样的情况中，高斯脉冲的光栅应用可能相对于使用成形的光强分布来说低效，甚至高速AOD偏转可为该成形的强度加工点位置的高速控制所需要。

在另外的实例中，相同的中继透镜配置可用来剪裁在该扫描透镜处的AOD偏转光束的偏转。这可能为至少两个原因所需。首先，可期望的是，将该光束的支点中继到该检流计扫描镜(消除光束侧面偏转)以(a)保持该光束在该检流计镜和扫描透镜的通光孔径的中心以避免光束剪裁，和(b)避免将该光束从该扫描透镜入射光瞳中心处位移，因为这样的位移可能产生在工件表面处的倾斜光束。第二，可期望的是，为了在该工作台面处有意产生光速倾斜而在该扫描透镜处赋予侧面的光束偏转。在某些高斯镭射钻孔应用中倾斜光束可有利于在加工特征(例如微孔)中创建陡峭的侧壁。

图10C是根据一实例的提供倾斜加工的光束1082的系统1080的方框图。该系统1080包括该AOD子系统1042(使用该第一AOD 1020和该第二AOD 1022)，该零阶光束收集器1052，和在图10A中的镜1054。该系统1080进一步包括中继透镜1076和光学组件1074(如，成像光学部件，检流计镜，和扫描透镜)。为了进行描述，将图10C中的第一阶光束1049显示在AOD偏转角度1050的范围之上。如图10C中所示，通过正确地设计和间距1084来自该扫描透镜处的中继透镜1076(如，来自图10A中的扫描透镜1056)，有该AOD子系统1042所偏转的第一阶光束1049也能被侧面地偏转以创建在该工件1060表面处的倾斜光束1082。可控制用于在该工件1060处该加工点的给定偏转的光束倾斜量通过(a)使用该AOD 1020，1022以基本上创建在该工件1060处的侧面点偏转，并改变到该扫描透镜(如，扫描透镜1056)的中继透镜1076光学部件和间距1084，或(b)协调该检流计(如，图10A中的检流计1066，1067)和AOD1020，1022使得在该扫描透镜处的任意侧面光束偏转(和因而在该工件1060处的任意光束倾斜)可被独立地赋予自该工件1060处的所需侧面点偏转。

以下在该标为“示例AOD控制实例”的部分中公开了成形技术的进一步细节。

当光束抖动对于产生所需注量分布非常有效和灵活时，达到抖动的替换(但有时更严格)方式包括通过将线性调频波形用于该AOD 1020，1022至少一个来改变该镭射光束点1058的聚焦。使用线性调频波形，该声波的即时频率在通过该AOD晶体的光学加工光束1048内线性地变化。该声波的即时频率的线性变化具有将单轴(散光)聚焦项应用于该加工光束1048的效果，而不是在离散步骤中移动该镭射光束1058。通过将线性调频波形都用于AOD 1020，1022，根据某些实例，可对称地将该镭射光束点1058离焦，因而增加在该工件1060处的点的大小。该方式可能是用于的，例如，在其中该脉冲重复频率可能不足够高于能提供在该工件1060处将良好的脉冲重迭以避免在拓宽该沟槽1064时的强度变化的较低重复塑胶镭射的情况中。线性调频也可在使用较低注量的加工步骤期间用于离焦镭射光束点。例如，镭射加工(如，在形成于半导体芯片上或内的积体电路之间划线)可包括切穿重迭金属(如，铜)层的第一加工步骤，接着是使用减少的注量以加工下面介电层的第二加工步骤。与其使用两个镭射光束的通路，不如一个实例使用性调频以离焦该镭射光束点使得在单个通路中对两个层都加工。

B.抖动结构

1.基本抖动(或光栅)表结构

图11是表示根据一实例的实施在FPGA 1028中的AOD控制资料流程的方框图。应当注意到，经常可交换地使用抖动和光栅。它们都类似地被执行；然而，抖动涉及一维的光束偏转而光栅涉及二维偏转。该FPGA 1028包括一个或多个抖动表1110，成形表1112，线性化表1114，1115，和等待时间调整1116。

将两组抖动点载入抖动表1110中。该抖动表1110操作为回圈缓冲器，其可无限地被寻址。将许多抖动表1110存入该FPGA 1028中。由地址和长度来识别每一个抖动表1110。该FPGA 1028自动调整寻址的回圈缓冲器以容纳该指定表的长度。

在光栅或抖动操作期间，该抖动表入口被读出并由转换矩阵来决定以缩放和旋转该抖动(或光栅)图案，形成到该两个ADO通道的频率命令。

将一对附加频率偏差加于该转换的抖动命令，提供与该抖动命令的应用相关的标称的命令向量。

该线性化表1114，1115的集合基于该AOD频率命令来产生AOD幅值命令。

同样为图11提供了下列定义。

F0:AOD频率命令，轴0。

F1:AOD频率命令，轴1。

Fnom:用于零偏转的标称的AOD频率命令。

Fd[1..Nd]:包括上述“抖动表”1110的偏转频率集。

Nd:偏转频率点的数量(如，该抖动点数量)。

Kw:抖动宽度缩放因数。对于无抖动Kw＝0(标称的加工光束)。

Kp:功率命令缩放因数。

Ks:强度成形因数。

Atten:衰减命令。

2.FPGA界面

每一个Tcmd更新时(如，1μsec)将资料从该DSP 1026传送到该FPGA 1028。

3.DSP/FPGA同步

在加工期间，该DSP 1026连续地将资料流程到该FPGA 1028，且该FPGA 1028将它们资料传输和AOD控制执行同步。这可使用下列序列来完成，假定示例更新时间(Tcmd)为1μsec。图12描述了该时序。

图12是描述了根据一实例的DSP和FPGA的示例同步的时序图。如图12中所示，该DSP 1026将十组控制资料(足够用于两个5μsec DSP周期)写入1210该FPGA 1028。该DSP1026设置1212在该FPGA 1028内的“同步”寄存器以通知它该资料准备用于加工。该FPGA1028在下一个5μsec DSP中断1216处开始资料加工1214，如由该虚线1218所指示的一样。(该FPGA 1028和该DSP 1026接收相同的中断)。在每一个DSP周期期间该DSP 1026将新资料装载1220到该FPGA 1028处。该FPGA 1028基于先入先出(FIFO)来处理该资料。在每一个DSP周期期间检流计命令资料被计算，但不用于在下一个DSP周期处的检流计控制器。该检流计1066，1067和AOD1020，1022因而共享该相同的时序参考。该DSP 1026相对于该检流计命令资料延迟该AOD命令资料以考虑在该检流计和该AOD控制之间的各种信号处理延迟。该延迟并入在初始资料传输(显示在1210处)和由该FPGA 1028进行的资料执行的开端(显示在1214处)之间的两周期延迟的调整。

4.滑坡参数

在图11中一个未示出的参数是“滑坡”参数(Kb)，其可被包括在该LDA系统抖动定义中。该参数用来改变在该抖动光束宽度上所用的功率以考虑在该圆弧(类似成滑坡的赛道弯道)内部和外部边缘之间的速度差异。这通过将附加缩放因数用于该抖动幅值作为抖动位置函数来实现，其类似于用在在某些实例中的“成形”参数。

图13是描述了使用滑坡的加工情况的原理图。图13描述了宽的圆弧1310。该宽的圆弧1310包括相对平均的半径R，其具有内部圆弧长度Ri到外部圆弧长度Ro的比，其可能明显地与1不同，导致在该沟槽宽度W上的注量变化。

将该平均半径R到特征宽度W的比定义为滑坡比

Rb＝R/W。

则该外部和内部速度的比是

Vo/Vi＝(2*Rb+1)/(2*Rb–1)。

为了调整在该抖动宽度上的镭射功率，“滑坡参数”Kb将该功率缩放的转换定义为抖动位置的函数。图14用图描述了根据一实例的示例滑坡参数缩放。该滑坡参数Kb在-1到+1之间转换，并能被定义为

Kb＝(Kstart-Kend)/2，

其中

Kstart＝在抖动周期启动处的滑坡幅值缩放，和

Kend＝在抖动周期结束处的滑坡幅值缩放。

该滑坡参数相关于该滑坡比通过

Kb＝1/(2*Rb)。

对于Kb＝0，在该抖动范围上的缩放因数是1(无影响)。在该极端情况(|Kb|＝1)处，将该抖动范围的一个端点缩小为零且将另一个埠通过2x来放大。当加工传统的圆弧时，可将Kb设置为中间值(如，小于大约0.5)。

在该抖动范围的中心(即，该抖动的光束的中心线)处的滑坡缩放不受影响。因而该中心线功率(Pnom)保持不改变，而将该内缘功率衰减(以补偿该较低光束速度)和将该外缘功率(Pouter)放大(以补偿该较高光束速度)：

Pouter＝Pnom*(1+Kb)。

该LDA设计规则在某些实例中指出，应将该比率R/W限制到大于大约2.0以保持合理速度比率和功率缩放。在加工期间，检查该放大的功率以验证其未超出最大可获得的功率。设置该圆弧中的速度以确保该放大的功率不超出该最大可获得的功率。由于该第三级剖面的性能，该速度减少可立即发生在该圆弧分段的末端处。

5.示例抖动操作

一个简单实例描述了在图15，16和17中的抖动时序和命令更新。图15用图描述了根据该示例抖动操作的示例XY光束位置。图16用图描述了根据图15中的示例抖动操作的示例X和Y光束位置vs.时间。图17描述了图15和16中的示例抖动操作的示例光束位置和加工参数的表。在本实例中，Taod＝Tcmd＝1μsec。使用一个抖动表(Nd＝5，Td＝5μsec)将初始沟槽切割。在该切割的开端处改变剂量(Kd)。在该圆弧期间修改该滑坡参数(Kb)以规范化该曲线内缘和外缘上的注量。

在本实例中的沟槽包括其中该沟槽宽度开始增加的过渡分段1510。在本实例中，该过渡分段1510包括第十三和第十四抖动行。然而，在其他实例中，可使用不同数量的抖动行(如，四，五，六，或更多抖动行可用在该过渡区域中)。最开始(如，开始于该第十三行)，将较大抖动表(Nd＝7)压缩(Kw<1)以匹配该先前的分段。Kw随后在两个抖动行上增加，直到Kw＝1(整个宽度)。换句话说，如在图17中所示的，在该第十三抖动行中的Kw＝0.76，在该第十四抖动行中的Kw＝0.87，在该第十五抖动行中的Kw＝1。

在该宽度参数变化时也修改剂量(Kd)。当压缩该抖动间隔时(如，该新抖动表的开端起始于该第十三抖动行)，剂量减少以考虑该较大的脉冲重迭。换句话说，对于Nd＝7的过渡分段1510的外部，Kd＝1.4。在该过渡分段之内(其中该抖动表首次从Nd＝5改变到Nd＝7)，然而，将Kd减至该第十三抖动行中的1.06。随后，将Kd增加到该第十四抖动行中的，在再次增加到该第十五抖动行的1.4之前。

在本实例中形状保持不变，尽管一般其可能以类似于Kd，Kw，和Kb的方式变化。对于在一实例中的LDA系统，忽略形状。

注意到加工参数(Kw，Kd，Kb，和Ks)和抖动表选择(Nd)对于每一个抖动行保持不变。如较早指出的一样，该FPGA 1028实施该参数更新时序；该DSP 1026能够提供所有加工参数的有规律的更新并允许该FPGA 1028在合适时使用它们。

C.AOD座标构架和校准

AOD光束偏转与检流计光束偏转协调工作以产生最终的工件表面光束位置。该AOD偏转的校准，和在第三级定位、抖动和光栅期间的其与该检流计光束偏转的相互作用有用于保持本地可重复性(如，用来支持交叉构造)和控制抖动和光栅特征尺寸。

在一实例中，该AOD子系统1042和该检流计镜1066，1067每一个偏转该加工光束角度，在其进入该扫描透镜1056之前。将任意AOD光束角度偏转加于该检流计1066，1067的偏转，并因而该AOD偏转命令能够被认为等于检流计“原始”命令－其是“光束角度”座标。可将AOD偏转认作为加到该检流计1066，1067的“光束角度”命令的“光束角度”命令。在某些实例中，仅仅在堆该AOD光束偏转座标构架缩放和旋转以匹配该检流计座标构架(如图38所述)之后，这可能是正确的，因为该光学序列布局可能创建了在该两个轴之间的旋转，且该AOD偏转器1020，1022具有唯一的缩放因数。

存在形成于来自该检流计镜1066，1067处的虚拟AOD偏转支点的位移的第二阶结果。如该AOD 1020，1022偏转该光束一样，该侧面光束位置在该透镜入射光瞳内轻微偏移，导致较小的附加失真。该误差，期望是亚微米的，可在某些实例中被忽略。

有该AOD 1020，1022所使用的“增加角度”的概念有用于在考虑第三级剖面，抖动和光栅操作时，具有关于该所需校准的含义和需要满足系统性能目标的运行时间修正。

1.AOD转换

在某些实例中，到该AOD子系统1042的命令信号源自通过指定该类型AOD加工的座标转换。该下列讨论引用了数个坐标系统。“理想的”座标是校准的工件表面的座标。可通过该XY阶段的镜片网格标准对这些定义。该术语“所需的”或“标称的”此处可用于替换“理想的”。“原始检流计”座标用来命令该检流计伺服环路。“原始AOD”座标可用来命令该AOD通道。

下列转换被引用于此：TMframe，TMfield，TMdither，和TMaod。TMframe将原始检流计座标转换到原始AOD座标。通过将TMframe用于一组增长的原始检流计座标(源自标称的检流计位置)而形成的AOD命令创建了光学上等同于关于该标称位置的增长检流计偏转的AOD光束偏转。因而该AOD变成了“虚拟检流计”在将TMframe用于原始检流计命令之后。该转换对于给定光学布局是固定的，且不随着镜片网格校准而改变。通过该AOD位置校准程序来计算该转换。

TMfield是本地扫描场失真转换。其将一组增长的理想(或所需)座标(源自于该扫描场中的一些标称位置)转换成增长的原始检流计座标。“向前”(理想的到原始检流计)和“相反”(原始检流计到理想的)都被使用。该转换是扫描场位置的函数。其随着镜片网格校准而改变，因为该校准定义了理想的座标构架。可从检流计校准资料处计算TMfield。

TMdither是一组转换术语，其从该SCC 1010传送到该DSP 1026用于在向量加工期间的TMaod计算。TMdither由该SCC 1010为每一个向量或刮削加工分段计算，且是扫描场位置和光束速度的函数。

TMaod是将已存入该FPGA 1028内部的抖动/光栅表中的理想AOD资料进行旋转和缩放的转换。在向量或刮削加工中，其保持了垂直于该理想轨迹向量的理想抖动向量。在光栅加工中，其按照交叉加工或一般光栅图案资讯的需要来缩放和对齐二维光栅数。在向量或刮削加工期间，通过该DSP即时计算该转换，基于该光束轨迹速度向量和该TMdither转换。在光栅加工期间通过该SCC 1010一次计算该TMaod转换。

2.扫描透镜场失真

该关注点关于形成于该扫描透镜1056和检流计镜光束传递系统的场失真处的座标构架和校准方程。在理想的扫描透镜中，将该即将到来的光束的角度偏转以产生在该工件表面处的点位移。对于良好设计的远心扫描透镜(“F-θ”透镜)，如果该光束以该透镜入射光瞳的中心为核心，该点位移与光角度成比例，且不需要任何校准。然而，在该入射光瞳处的检流计镜1066，1067的封装的物理约束阻止该光束实际以该理想点为核心；在光束偏转期间发生了一下光束转换。这创建了扫描场失真图案，如图18中所示。

图18用图描述了在示例实例中的扫描场失真图案，其中该LDA系统包括F/18100mm扫描场透镜。在典型的镭射加工系统中，映射该失真图案使得可将修正项应用到该光束定位器，形成在该工件表面处的(标称的)未失真的图案。这样的校准转换的输出是在该光束定位器的“原始”座标构架内的命令-等同于在该检流计1066，1067情况中的镜子角度命令。在该LDA检流计控制器子系统内，使用了标称的缩放因数(如，2*透镜焦距)，形成在工件表面μm单位内的原始命令。在使用FSM定位系统的实例中，位于该扫描场透镜的入射光瞳处的FSM将具有将被修正的相对较少失真，与检流计的失真相比较。

注意，在系统上所测量的实际场失真是在该光学序列(检流计块+扫描透镜)内几何失真和检流计定位器误差(偏差，缩放因数，非线性)的组合。该光学场失真项对于检流和AOD偏转都是共同的，且可使用相同的修正项。然而，在该检流计1066，1067自身内的任意校准误差(基于角度的线性误差和缩放因数(SF)抖动)也被包括在扫描场校准项中，且在用于AOD偏转时创建了校准误差。然而，该检流计误差较小，具有<0.1％的缩放因数(SF)非线性误差和温度抖动，其可形成在用于100μm的第三级AOD偏转的<0.1μm的检流计和AOD偏转之间的不匹配。然而，该标称的在检流计1066，1067上的缩放因数公差可能较大(如，20％)，其影响该校准过程，如下所述。

该扫描场失真图案产生了作为扫描场位置函数变化的本地失真。例如，图19用图描述了根据一示例实例的X和Y扫描场失真误差(err)vs.X和Y场位置。图20用图描述了根据图19中的示例实例的X和Y扫描场失真缩放因数(SF)和旋转误差vs.X和Y场位置。图21用图描述了根据图19和20中的实例的光栅特征的示例本地位置几何修正(PGC)失真。可将作为XY场位置的X和Y误差的斜率作为本地缩放因数和旋转误差来对待，如，PGC失真项。如果这些误差足够大，该本地PGC失真可创建在光栅图案中不可接受的误差。例如，考虑到位于(-50mm，-50mm)场位置的200x200μm光栅图案。该本地PGC失真(采自图20)将产生图21中所示的失真图案。该X误差在该图案拐角由于该较大的旋转误差而达到5μm，其可能足够大以产生在交叉构造中的不可接受的深度变化。

该扫描场失真图案以至少三种方式来影响该LDA光束定位器：在所有模

式期间，当第三级剖面定义了AOD和检流计命令以产生标称的光束轨迹时；在向量或刮削模式期间，当缩放和旋转该AOD抖动命令时；和在光栅模式期间，当潜在地可能失真较大光栅区域时。

3.在第三级剖面期间的AOD校准修正

图22用图描述了根据一实例的第三级剖面子系统2200。在第三级剖面中，在该检流计子系统1044和该AOD子系统1042之间分割光束的定位。第三级剖面涉及将该AOD子系统1042用作第三级定位器(如，对XY阶段和该检流计子系统1044的补充)。在美国专利6,706,999中描述了示例镭射光束第三级定位器，其被指定给本发明的代理人，且其据此一体地通过引用在此并入本文。如此处公开的一样，使用该AOD子系统1042的第三级剖面允许以高速(如，使用以大约1μs的更新来提高时序分辨率)描出该光束路径的轮廓，其中基于离散的时序边界来提出AOD命令。该第三级剖面子系统2200包括仿形滤波器2204，延迟组件2206和减法器2208。

图22描述了对应于需要被切割成工件的沟槽的示例光束分布2210(其也可在此处被称作为示例“光束命令”)。该示例光束分布2210包括使用该检流计子系统1044以高速可能难于跟踪的急转弯。在通过扫描场校准转换2203之后，将该示例光束分布2210提高给第三级滤波器2205，其包括该仿形滤波器2204和该延迟组件2206。该仿形滤波器2204包括滤除对于该检流计子系统1044来说可能难于跟踪的高频内容的低通滤波器。该仿形滤波器2204的输出可用作检流计命令(检流计控制信号)，如位置分布2212所示。图22描述了该位置分布2212的放大部分2213，其示出了相对于由该检流计子系统1044所提供的实际位置2218的命令的位置2216。该AOD子系统1042用来修正在该命令的位置2216和该实际位置2218之间的差。

在一实例中，该仿形滤波器2204包括无限脉冲回应(IIR)滤波器。在另一实例中，该仿形滤波器2204包括有限脉冲回应(FIR)滤波器。FIR滤波器自身具有用于任意频率范围内信号的固定延迟。然而，技术人员应从此处公开内容认识到，也可使用其他类型的滤波器。该延迟组件2206延迟该示例光束分布2210，通过由该仿形滤波器2204所引入的大致相同的延迟量。该减法器2208将该仿形滤波器2204的输出从该延迟组件2206的输出处减去以获得从该检流计命令处移除的高频内容。随后可将该减法器2208的该高频内容输出用作AOD命令信号用来控制该AOD子系统1042。图22描述了示例AOD位置命令分布2214。尽管未示出，可将微分用于该位置命令分布2214上以计算相应速度和加速度命令分布。

该示例光束命令2210是在该工件表面上光束的所需轨迹，在平面对准转换的应用之后，采用“所需的”座标。如上讨论的一样，将该示例光束分布2210(作为命令的光束位置信号)提供给该扫描场校准转换2203。滤波该资料以将该轨迹分割成低频和高频分量，允许该AOD子系统1042跟踪高频、低幅值命令，并将带宽限制、大幅值命令传递到该检流计子系统1044。使用该扫描场校准转换2203以产生“原始检流计”座标。由于这发生在该第三级滤波器2205对命令分割之前，该第三级滤波器2205的输出是检流计和AOD分量，其中的每一个处于同一原始检流计座标中。

如果校准该AOD子系统1042以偏转采用该原始检流计座标构架的光束，不需要为该AOD第三级位移采取任何进一步的扫描场校准转换。这是有用的，由于它暗示着不需要本地AOD场失真修正。换句话说，当使用该扫描场校准转换2203时已经考虑了该扫描场失真效果。

该方式的另一解释是，该第三级剖面滤波器将该检流计命令移离该所需命令，在原始检流计中。该AOD子系统1042简单地提供补偿位移以形成该检流计光束角位移。

随后将在“原始检流计”座标中的该AOD命令输出转换(缩放和旋转)以产生该“原始AOD”偏转命令。将该转换称作为该“TMtert”转换。

将该TMtert转换保持与用来修改抖动的TMaod转换(图1所示)不同，出于至少两个原因。第一，在抖动期间不能使用TMtert内部的缩放，因为其对AOD和检流计SF都修正，并因而不用于独立于检流计运动的抖动加工。第二，该TMtert中的旋转项是固定的且独立于该速度向量角，在针对随该弹道角改变的TMaod抖动转换(应用该FPGA 1028内部)时。因而将该TMtert转换用于AOD轨迹资料，在将其传输到该FPGA 1028之前，且该资料不受TMaod进一步影响。

将该TMtert转换用于“原始检流计”座标也提供了将AOD误差修正项增加到该第三级AOD资料的机会。这是方便的，因为该检流计控制器误差(其被滤波以产生AOD误差修正资料)是处于原始检流计座标。

在图51中概述了该形成的校准资料流程。

上述讨论仅仅用于提供给该第三级滤波器算法的光束中心轨迹位置的加工。与抖动和光栅相关的校准效果轻微地不同，如下所述。

4.在光栅图案结构期间的AOD校准修正

如上所述，该本地扫描场PGC失真可能足够大到需要作为场位置函数的光栅图案的本地校准修正。注意该情况不同于上述的第三级剖面，因为未实施该AOD偏转以替换预先补偿的检流计偏转(其意味着该AOD偏转命令的预先补偿)；相反，仅仅为场失真补偿了该光栅图案的中心点。未补偿用来加工该光栅图案的AOD偏转。

该本地PGC修正来自该扫描场校准转换，且在光栅加工期间或之前能被从该SCC1010传送到该DSP 1026。将该本地PGC转换与其他AOD转换合并用于抖动角度和AOD座标构架旋转，如在稍后的“向量加工概述”下所描述的一样。

5.在抖动期间的AOD校准修正

在抖动的情况中，该AOD场的本地PGC失真能够影响该抖动向量的宽度和旋转。由于在该沟槽的宽度之上抖动该光束，该交叉轴(“旋转”)失真误差组件产生了在该同轴方向(沿着该沟槽)中的偏转，并具有在宽度上的可忽略效果(如，<0.2％的余弦误差)。在该交叉轴中的PGC缩放误差直接影响到沟槽宽度大约2％到大约3％。

然而，非常宽的沟槽可能具有由该旋转失真所偏移的其的端点，如在较大光栅图案中一样。由于这能够影响到宽沟槽的交叉，PGC修正适合于抖动。每一个加工分段该失真项被从该SCC 1010传送到该DSP 1026，并能够通过八(8)位被表示出来，提供12.5％误差范围和0.1％分辨率，在通过1/1024缩放之后。

6.AOD校准过程

图23用图描述了根据一实例的AOD校准图案。该下列过程相对于该检流计构架2312和AOD缩放因数来校准该AOD构架旋转2310。在该扫描场中心附近实施用于该TMtert转换的校准，其中可忽略该扫描场失真。注意到该检流计构架2312的旋转可能对于抖动和光栅来说都不是关注点。只要该AOD构架2310正交并对准该检流计构架2312，正确对准抖动和光栅，因为这些操作相对于该检流计构架2312。

该过程包括将该TMtert转换设置为默认(等同矩阵*标称SF)，并将该X阶段移到其行进的中心处。随后，使用四个瞄准线光栅图案2314装载该FPGA1028。为了用于讨论，图23显示了该瞄准线光栅图案2318之一的放大(和旋转)版本2316。每一个图案包括中央瞄准线2320(零AOD位移)，和移到该AOD轴(+ch0，-ch0，+ch1，-ch1)之一的瞄准线2322。注意这些位移处于该原始AOD座标构架(ch0，1)中而不是工件或检流计构架(XY)中。该过程包括使用该加工点大小对四个瞄准线图案2314和/或每一个独立图案2318的组进行缩放，其可基于该系统设置进行变化。该加工点大小是系统配置参数。

该过程也包括将该四个图案2314每一个切割到以该扫描场中心为中心的网格图案中。对于每一个图案，将该检流计移到该图案的各个位置处，并在光栅之前解决(如，达到1ms)。在示例实例中，所有图案可落在离该扫描场中心处1mm的正方形内。该过程重复该切割该四个图案2314每一个的步骤达预定次数，移动该Y线性阶段以替换这些图案。例如，如图23所示，可切割十次该四个图案2314(或基于该特定实例的另一预定次数)。该过程包括采集资料以将该替换AOD瞄准线2322相对于它们相应的零位移瞄准线2320来定位。随后，该过程评价该(如，十)资料集，并计算AOD缩放因数(AOD MHz每微米)和相对该检流计座标构架2312的旋转。注意该四个中心瞄准线(零AOD位移)提供了与检流计旋转相关的资讯。应相对于该检流计轴的角度来计算该AOD轴的旋转。该过程可包括验证检流计图案旋转小于在检查该光学设置时的大约1％。

i.缩放因数间隔和TMtert构造

该AOD校准过程产生两个缩放因数(SF)：

MHzPerRawμm:[AOD MHz]/[原始检流计μm]，

MHzPerμm：[AOD MHz]/[μm]。

该第一个SF(MHzPerRawμm)，具有X和Y分量，构成了在该TMtert转换中的缩放项。如上所述，第三级剖面产生了在原始检流计座标中的AOD命令以在第三级定位期间协调该检流计子系统1044。因而，该SF表示了该AOD和检流计SF项的组合。

该第二个AOD SF(MHzPerμm)将SCC抖动(或光栅)表资料(以XY工件表面μm的单位指出)转换成AOD单元(MHz)，在将该资料下载到该FPGA 1028之前。

该AOD校准的结果产生MHzPerμm。为了生成MHzPerRawμm，使用了嵌入在该检流计校准中的检流计缩放因数资料。能够从该检流计校准资料的XY缩放因数处提取到该检流计SF项(RawμmPerμm＝[原始检流计μm]/[μm])，其在可忽略场失真的扫描场的中心处被估价。随后用于该XY分量的每一个：

MHzPerRawμm[X,Y]＝MHzPerμm/RawμmPerμm[X,Y]。

为了形成该TMtert转换，将相对于该检流计构架的AOD构架的旋转与以上确定的缩放因数相合并。该AOD框架旋转可以是非正交的，因为在该AOD1020，1022中的机械公差；因而包括了两个独立的旋转项。图24用图描述了根据某些实例的AOD校准角度。可将该AOD构架(TMframe)的旋转转换定义为

中

ThetaAod0＝在该ch0和X检流计轴之间的角度，

ThetaAod1＝在该ch1和Y检流计轴之间的角度，

K0＝AOD ch0vs工件表面的幅值缩放(μmAOD0/μm)，和

K1＝AOD ch1vs工件表面的幅值缩放(μmAOD1/μm)。

如图24中所述。

在图24中，在该扫描场的中央评估角度和缩放。TMframe表示用来将该AOD座标构架对齐于该检流计座标构架。该TMfield转换修正扫描场失真和标称的检流计对齐，包括该检流计轴的任意标志翻转。为了避免混淆，在某些实例中，通过该旋转角度(附加180°旋转)考虑了该AOD中的任意标志翻转，其不通过该K0/1缩放因数。K0和K1不包括该MHzPerμm缩放因数。在装载抖动(或光栅)表时使用该缩放，或(为了仿形)被包括在该TMtert转换中。相反，K0和K1表示了在AOD0和AOD1之间的可能缩放变化，在使用了该标称的MHzPerμm缩放因数之后。在某些实例中，K0和K1期望等于1.0。

随后TMtert，在第三级剖面期间所使用的转换，给出如下

这里，该MHzPerRawμm[X,Y]缩放项应仅仅包括幅值缩放；在该TMframe的旋转项中考虑标记。

将Mtert用于即时计算中，应用于来自该第三级滤波器处的该AOD命令输出：

注意到，该TMtert的定义意味着旋转跟随缩放因数修正。因而，当评价该AOD标准资料时，首先将该TMframe转换用来将该AOD资料旋转成与该检流计构架对齐，在评价该AOD偏转以计算MHzPerRawμm[X,Y]之前。

D.功率控制

将功率控制用于该LDA系统以在抖动期间和在速度改变期间保持一致的镭射功率。功率控制包括该AOD功率衰减的线性化，和到工件表面功率的线性化AOD功率控制的校准。

1.AOD功率线性化

图25是描述根据一实例的用于功率控制信号流的方框图。两个线性化表2510，2512用来生成该ch1RF信号幅值命令2514以将该光学输出功率线性化为所用RF信号频率和所需光学输出功率的函数。

对于该两个AOD单元1020，1022(ch0和ch1)的每一个，将抖动(如，抖动0或抖动1)加到该频率偏离(光束轨迹)命令(Fdev0或Fdev1)和标称的中心频率(Fctr0和Fctr1)以生成该整个频率命令(RfFreq0或RfFreq1)。该ch0频率命令RfFreq0索引到该ch0线性化表2510中，产生了该Pscale0功率缩放命令。该Pscale0功率缩放命令表示了用来保持作为频率函数而线性化的该ch0光学输出功率的光学输出功率缩放因数。该线性化表2510仅仅是ch0频率的一维函数。

通过该系统功率命令缩放因数Kp(由该DSP 1026发出命令)来复用Pscale0，形成了整体功率缩放因数Pscale。该命令，沿着该ch1频率命令RfFreq1，索引进入二维查找表2512以产生RfAmpCmd 2514，该ch1RF信号幅值命令。注意，将用于ch0的RF信号幅值保持不变。换句话说，通过ch1的RF信号幅值调制来实施在本示例实例中的所有输出功率控制。

i.线性化表

该AOD 1020，1022通过改变用于该AOD单元的RF信号功率等级来控制光学功率。图26用图描述了根据一实例的示例功率控制曲线(规范化的光学输出功率vs.规范化的RF信号功率)。注意到图26描述了形成于RF幅值命令的光学功率输出。

在某些实例中，将图26中的非线性曲线映射以产生将所需规范化输出功率(从0到1，1是最大输出功率)转化成需要用来获得该输出的AOD RF信号功。可将这认作为图26的X和Y轴的翻转：给出所需光学功率，确定该所需的RF幅值命令。

在图27中示出了该形成的线性化曲线。图27用图描述了根据一实例的示例ch1AOD功率线性曲线集。注意，图26中的功率控制曲线表示了在单个RF信号频率处的该AOD行为。实际上，该曲线随着用于该AOD单元1020，1022的RF信号频率而变化。因而，为该AOD子系统1042的操作频率范围上的数个RF信号频率来重复该非线性映射。图27示出了该线性化曲线集。

该线性化表生成了为产生该所请求的光学输出功率缩放所需的RF幅值命令。该RF信号幅值输出影响了该光学输出功率，但不直接设置该输出功率。

对比于该ch1表，该ch0表产生了该Pscale0功率缩放因数(而不是RF幅值命令)。Pscale0将该ch0回应线性化为ch0RF信号频率的函数。该ch0RF信号幅值被保持不变并不用于该线性化表中。图28描述了根据一实例的用于ch0AOD的示例曲线。图28示出了在ch0光学效率中的变化vs RF信号频率(左图)，形成在用于线性化的所需功率缩放中(右图)。

如图28中所示的一样，该AOD 1020，1022被线性化在它们频率范围上，通过减少作为频率函数的幅值命令使得在任意频率处的输出功率等于在该最低效率频率处的功率。因而，线性化减少了该AOD子系统1042的有效光学效率，且该AOD 1020，1022的操作频率范围具有对该子系统的光学效率的影响。

ii.高功率模式：效率增益

上述的功率线性化过程能够提供在该整个操作RF信号频率范围上的充分功率线性化AOD子系统1042，以等于在ch0和ch1中最差情况光学效率的产品的递减光学效率。能够保守地以该模式操作该AOD子系统1042，使用正确的线性化功率和无任意RF幅值命令饱和。

然而，能够通过计算作为该ch0和ch1RF信号频率范围(或，等同于，该AOD XY偏转范围)的函数的实际AOD子系统1042光学效率来实现显着的光学效率增益。这允许将该AOD子系统1042操作在比在较高功率等级处整个功率校准范围更窄的范围内，没有使该RF幅值命令饱和，因为高较高光学效率需要较低的RF幅值命令。或，等同地，这种方式允许将该AOD1020，1022在比正常非常大的频率范围上进行功率校准以大的光栅场或非常宽的沟槽，而不影响在该更典型偏小的偏转范围内的正常操作。

在一实例中，计算该光学效率增益通过，确定在所选频率范围(用于ch0和ch1二者)上的最小效率，通过乘以该两个最差情况的值来计算该最差情况的效率，并为数个可能频率范围而重复。该过程产生了用于效率增益vs.频率范围的保守曲线，适合于一般用途和当进行光栅时。在考虑向量加工时进一步的提高是可能的，其中在抖动和AOD瞬态之间分割该AOD偏转。抖动产生了沿着具有该AOD座标构件中一些角度旋转的线的AOD偏转。用于该ch0和ch1偏转器中的实际AOD范围基于该抖动角度(如正弦和余弦函数)。任何轴都未同时经历整个偏转。因而，该整体效率可能高于以上产生的保守估计。

然而，也可能在抖动期间考虑AOD瞬态偏移。这样的AOD瞬态偏移可能发生在任何轴，基于该光束轨迹。

图29和图30是描述该效率增益计算结果的图。图29是描述根据某些实例的示例AOD效率曲线的图。图30是描述根据某些实例的示例AOD效率增益的图。例如，图29示出了两个AOD单元1020，1022(ch0和ch1)的效率，而图30示出了对于光栅和示例两种模式的相对于该整个线性化、未饱和效率的效率增益。

2.AOD工件表面功率校准

在以上线性化过程完成之后，将该线性化表载入该FPGA 1028AOD控制器中。发送到该FPGA 1028的规范化功率命令(Kp，范围从0到1)随后形成了可以是该命令功率幅值的线性化函数的光学功率输出，且独立于用于该AOD 1020，1022的RF频率命令。在某些实例中，线性化表量化和校准不确定性产生了在大约1％和大约2％之间的残余线性误差。

然而，在某些实例中，该线性化功率输出的缩放是任意的。在最后的功率校准步骤中，将该规范化镭射功率命令设置为在0和1之间的数个值而卡盘功率表(CPM)测量了该形成的工件表面功率。线性拟合确定了该CPM偏移和缩放因数Kpwr，其将工件表面功率(watt)转化成在加工期间从该DSP 1026发送到该FPGA 1028的规范化功率命令Kp。

图31是描述根据一实例的功率校准资料流程3100的方框图。在图31中所示的功率控制资料流程3100也支持由效率增益所使能的高功率模式。这包括在该FPGA 1028内的x2增益以放大该部分Kp值，使得能够使用大于1的效率增益。附加FPGA 1028缩放因数KpNorm对该Kp命令规范化，使得Kp＝0.5表示了该最大未饱和的线性化输出功率，且大于0.5的值表示了因为效率增益可能在减少的AOD范围内获得到(未饱和)较高功率。

一种提供工件表面功率校准的方法，根据一实例，包括实施该AOD功率线性化校准。根据该资料，该系统确定PscaleCal，该最小ch1效率。该方法进一步包括将线性化表载入该FPGA 1028并将该FPGA 1028缩放因数KpNorm设置为PscaleCal。随后，该方法包括将该DSP 1026功率缩放因数Kpwr设置为0.5并发出等于1的功率命令。考虑到该内部FPGA 1028缩放，该命令将该ch1Pscale值限定为不超过PscaleCal，对于在该功率线性化校准范围内的任意Fdev0或Fdev1频率命令。这确保了在未饱和的整个AOD频率范围上可获得该线性化输出功率。注意到当Pscale0(该ch0线性化表的输出小于1时，Pscale可能小于PscaleCal，但是这仅仅发生在具有较高光学效率的ch0频率处。因而该实际光学输出功率标称地在所有Fdev0频率上保留不变。该相同原理也对该ch1线性化输出有效。该方法也包括记录LinPmax，由该卡盘功率表使用该整个线性化、未饱和的功率命令(在先前步骤设置)测量时的工件表面功率。随后，将该DSP 1026功率缩放因数Kpwr设置为0.5/LinPmax。这规范化了该DSP 1026功率命令(以watt表示)使得该FPGA 1028功率控制产生了该已校准工件表面功率。该功率命令(以watt表示)现在可能超出了用于AOD范围的LinPmax，其中该效率增益大于1。在这样的情况中，将Pscale0和/或该ch1线性化表入口设置为小于1，使得该形成的幅值命令保持未饱和。

总之，可将该下列资料存作为校准资料，并在初始化期间载入该DSP 1026和FPGA1028：Ch0线性化表；Ch1线性化表；KpNorm；Kpwr；效率增益表；和LinPmax。

E.加工速度限制

对于沟槽而言，由数个因素决定该最大加工分段速度，包括：抖动时序(需要点大小重迭在抖动行之间)；因为第三级滤波的AOD动态；对于加工该沟槽可获得的镭射功率；和资料速度限制。

1.抖动速度限制

因为抖动的速度限制形成于用在抖动行之间的重迭。在某些实例中，在抖动行之间的最大位置增量是0.35*Deff(假定65％重迭以提供满意的页边空白)。因而，用来保持该重迭的速度限制是0.35*Deff/Td＝0.35*Deff/(Nd*Taod)。

在每一个抖动行的该时间上，将剂量和宽度参数保持不变，具有仅在下一抖动行的起始处起作用的任意变化。由于该低等级FPGA 1028控制算法实施这些，由该DSP 1026所计算并传送到该FPGA 1028的参数可被线性地内插；由该FPGA 1028在合适时间处更新该抖动行参数。

一般地，设计以上讨论的抖动生成使得抖动更新不是限制性因素，允许该系统在镭射功率的限制处运行。

2.第三级滤波器限制

给出了限制的已校准AOD场大小的第三级滤波的处理，对加工速度加于限制。

在第三级滤波期间，在加工分段之间的速度上的阶跃变化产生了在该AOD命令中的瞬态回应。例如，图32用图描述了根据一实例的对速度变化的第三级滤波器回应。该回应的幅值与该速度的阶跃变化成比例，且该衰减时间是该第三级滤波器带宽和阻尼比的函数。

图32示出了最大化该AOD偏移的最差情况的速度分布3210，其发生在当一个速度变化3210(等于2*Vmax)跟随有第二速度变化3214时，具有相等的幅值但相反的标记，时序在该第三级滤波器的超调3216(对于3kHz的第三级滤波器，在该速度改变后大约0.12毫秒)的顶峰。

如果将AOD瞬态缩放因数定义为“Ktrans”，则对于加工分段速度变化deltaV，

deltaAod＝Ktrans*deltaV.

Ktrans的示例值是26.6μm/(m/sec)，对于第四阶3kHz的第三级滤波器。因而，例如，对于能够做出+2到-2m/sec的速度变化的具有2m/sec的加工速度的分段，其，关于该deltaAod的限制＝2*(2m/s)*(26.6μm/(m/s))＝106.4μm。

图33用图描述了根据一实例的Monte-Carlo AOD瞬态仿真。具有随机时序和随机速度分段幅值(达到+-Vmax)的随机速度序列3308的单个Monte Carlo模型确认了上述相对于图32的场景限制了该AOD偏移3310(如图33所示)。因此该第三级滤波器回应可靠地预测了用于给定镭射加工速度的最差情况的AOD偏移。

3.镭射功率限制

镭射功率将基本限制加到加工速度上。对于第一阶估计值，需要用来加工沟槽的剂量(功率/速度＝W/(m/sec)＝J/m)基于该沟槽面积。对于由抖动高斯光束所切割的沟槽，该交叉部分的面积大约是0.65*宽度*Deff，在其中Deff＝有效点大小的示例实例中。当通过抖动增加该宽度时，该整个面积是D*(0.65*Deff+宽度-Deff)。

剂量需求的示例模型是

Dosage(J/m)＝Area(μm2)/143+0.3)。

在已校准的LDA系统，该加工图提供了用于剂量的已校准值，其中

Dosage＝Fluence*EffectiveWidth。

由于剂量等于功率/速度，该所需剂量确定了用于给定可获得镭射功率的最大速度。

图34用图描述了根据一实例的具有Taod＝Tcmd＝1μsec的示例速度限制。图34包括了用于剂量限制的示例曲线和用于可变数量的点(Npt)限制的示例曲线。该工件表面镭射功率限制(大约8W用于示例LDA系统)限制了作为宽度的函数的加工速度，如图34所示。根据某些实例描述的示例曲线可能是乐观的，因为它们不包括该AOD效率(如，在该最大宽频的65-70％)或为第三级剖面所需的附加AOD偏转的效果。尽管如此，关于镭射限制加工速度的所述上限构成了保守的较低限制，其由其他速度限制(光束定位器和抖动)超过以避免限制性的产出量。图34强调了如果使用了最大数量点(max Npt limit)的抖动表需要最大宽度，将不可接受地限制在较小宽度处的最大速度的事实。

实际上，最大工件表面功率是光学序列效率的函数，其随AOD范围而改变(由于该AOD效率曲线)。该所需沟槽宽度确定了该网格宽度(所需的抖动偏转)，其确定了最大功率等级(因为AOD功率线性化)。将第三级AOD偏转也包括在该计算中，因为其需要附加的AOD偏转和因而较低的最大效率。因而，可获得的镭射随沟槽宽度降低并影响到图34中的曲线。

该所需的AOD范围，作为分段速度Vseg的函数，被提供为

AODrange＝[gridWidth+4*Vseg*Ktrans]*1.10。

这包括了组件由于：该所需的用于沟槽的网格宽度(该最大网格宽度如果可以变化)；因为第三级滤波器动态的AOD偏移(通过该“Ktrans”缩放因数)(注意对于分段速度Vseg，该最大速度变化是2*Vseg，且该pk-pk AOD偏转范围是2*(2*Vseg)*Ktrans)；和10％的满意页边空白，包括扫描场失真和基于速度的抖动角度效果。

实例结果在图35中示出，其用图描述了根据一实例的AOD行程范围vs.特征宽度。图35中的该实例使用了2m/秒的速度，8W的镭射功率，和280μm的AOD范围。该模式也预测了比能被加工而没有在到该光栅位置的移动之后进行安置的最大的光栅直径。这可能是，例如，<100μm-对于大部分焊盘而言不足够大，但有时对于沟槽交叉点来说足够了。较大光栅区域的替换方案是去在该光栅点处安置达到由该第三级滤波器回应所定义的时期(一般0.4-0.5毫秒)。

注意，图35不包括关于AOD效率的AOD范围的效果。为了接合对该加工速度计算的影响，将该计算的AOD范围与该效率曲线(图30)合并以计算可获得的镭射功率作为Vseg的函数。随后能够确定在加工速度上的镭射功率限制，通过将可获得的镭射功率(基于依赖速度的AOD范围)与所需镭射功率(基于记录)比较。例如，图36用图描述了根据一实例的在加工速度上的镭射功率限制。在图36的实例中，示出了50μm的沟槽，其中该加工速度是1.65m/sec。

i.圆弧加工效果

在宽圆弧期间，通过(1+W/R/2)放大该外设功率，其可促使在该圆弧中较低中心线速度以避免在该外缘上的功率限制。但是以上模式示出了可适应速度上的任意阶跃(小于该标称速度的两倍)变化，只要选择了该标称的加工速度以适应最差情况的AOD轨迹。因而可加工宽的圆弧而不关注AOD行程范围限制。

4.资料速率限制

资料流速率限制设置了与该可接受加工时间相关的较低边界用于任意加工分段(大约7μsec)。给出该加工分段的长度，这设置了与该分段速度相关的上限。例如，21μm分段将具有因为资料速率的3m/sec的速度限制。

5.加工速度限制概述

在一实例中，用于沟槽的加工速度的计算按照这些步骤。技术人员将从此处公开的内容认识到可以不同顺序来实施下列步骤中的某些。

在第一步骤中，使用该加工图以基于沟槽尺寸(宽度和深度)来确定Fluence，gridWidth，和EffectiveWidth。

在第二步骤中，为该沟槽计算Dosage＝Fluence*EffectiveWidth。该所需镭射功率，作为加工速度Vseg的函数，随后为Preq＝Dosage*Vseg。

在第三步骤中，计算该所需AOD偏转范围作为Vseg的函数。使用该结果以确定该由于AOD行程范围(Vaod)的速度限制，给出该最大已校准AOD范围。

在第四步骤中，使用该效率增益曲线(见“高功率模式”)，计算该作为AOD范围的函数的该最大可获得的镭射功率。

在第五步骤中，根据镭射功率(Vlaser)来确定该速度限制：该所需镭射功率所在的加工速度等于该可获得的镭射功率。

在第六步骤中，根据抖动重迭(Vdither)来确定该速度限制。

在第七步骤中，根据最小分段时间(Vsegtime)来确定该速度限制。

在第八步骤中，将该加工速度设置为Vaod,Vlaser,Vdither,和Vsegtime中的最小值。

IV.加工模式

在一实例中，该LDA系统以三种不同模式加工材料。向量模式加工变化宽度和深度的线性化轨迹，可任意对该二者进行控制。光栅模式的加工创建了任意2D形状的较小特征，在一个AOD扫描场内(如，十倍大于该加工的点大小)。刮削模式加工任意形状的大区域，具有在该周边位置的精度和该刮削区域内材料的烧蚀深度的一致性上的良好控制。

A.向量加工

沟槽的向量加工依赖于AOD抖动以控制沟槽宽度。在LDA系统的某些实例中，例如，可能存在与进行抖动而不一致方式相关的关注点，其中该抖动图案起始于在该沟槽的开始和结束点处的任意位置，且具有随轨迹速度而变化的抖动角度(相对于该主要的光束轨迹)。

为了处理该关注点，一个实例为每一个加工分段的整数行采取抖动以产生一致的、可重复的和合适定义的分段末端。可将加工分段命令进行剪裁以支持这样的整数抖动行的时序。

该多个整数抖动行支持用来产生交叉点的轨迹-末端转换区域。示例的40-50μm转换允许光束定位的2-3μm的误差而保留5-10％的深度公差。对于用在该LDA系统的一实例的标称的25μm的有效点大小，该转换长度使用4-5个抖动行的剂量转换。

在每一个抖动行期间将剂量保持不变以保留在轨迹终端处的不变宽度。可基于每一个抖动行来使用所有剂量控制以创建在剂量变化期间的可预测沟槽宽度变化。

在某些实例中，使用抖动使得连续的点通过该点直径的>60％来进行重迭。也可使用抖动足够快到能够提供在连续行之间的>60％的重迭。对于宽的沟槽，这可能成为一个课题，因为所需的大数量的抖动脉冲，和对该AOD更新时期的约束。

通过在该AOD内光学光束上的声学波的转换时间来约束该AOD更新时期。该LDA系统A0D 1020，1022，在一实例中，能以>500纳秒的更新次数来操作。以快速更新速率，因为在该声学波内的瞬态而在该偏转点内的失真变得十分引人注意；即使以500纳秒，点失真可能是问题。点直径放大减少了工件表面的注量，导致深度变化。在一实例中，以快于750纳秒的速率来更新该AOD 1020，1022，其是在该AOD内4.5毫米光学光束上的声学波的实际转换时间。图37用图描述了根据某些实例的示例失真。从左到右，图37将在440纳秒，640纳秒和1240纳秒更新周期处的两个偏转点的失真进行比较。

该LDA系统的另一实例以非常高的光束轨迹速度运行。该较高速度，点重迭需求和有限AOD更新速率的组合意味着该抖动点数量随着该特征宽度而变化。在其他实例中，使用一个抖动表且通过缩放该抖动点之间的距离来改变该特征大小。

1.抖动参数计算

在某些实例中，该下列项定义了抖动参数的计算和建立。

输入参数：

Deff：有效点大小(μm)；在该所需深度的未抖动沟槽的宽度。注意Deff随该光学点直径变化，与该所需深度一起(因为该剂量增长需要增加深度也需要增加宽度)。

BiteSizeRatio：提供充分重迭以保持光滑的注量分布的每点最大偏转，表示为点的直径的分数。BiteSizeRatio对于高斯点为<＝0.4。

Taodmin：最小AOD更新周期(μsec)；对于该LDA系统的一实例围绕400-700纳秒。

Tclock：AOD时钟周期(μsec)；将Taod量化到该周期。标称地0.04μsec。

输出参数：

Taod：实际AOD更新周期(μsec)。

Nd：为所需沟槽宽度所需的抖动点数量；宽度和Deff的函数。

Td：整个抖动周期(μsec)＝Nd*Taod。加工参数(宽度，深度，形状，斜坡)，对于每一个抖动行保持不变，以该速率进行更新。

Tcmd：在对该标称的光束位置的更新之间的时间周期(μsec)。标称地1μsec。

Ncmd：在对加工可变的和/或抖动的参数(Nd，Taod)的变化之间的Tcmd命令周期的数量。

由于可能存在可变数量的抖动点，可调整该AOD更新周期以更新在Tcmd边界上的整个行。另外，将该AOD更新周期量化到20纳秒间隔。

该依赖参数的计算开始于该所需特征宽度。该抖动轨迹的宽度被严格的估算为

Width＝Deff+Nd*Deff*BiteSizeRatio。

将拥有该所需宽度的抖动点数量凑整到离散的值，并给出为

Nd>＝1+ceil((Width–Deff)/(Deff*BiteSizeRatio))，

其中“ceil”是凑整到下一个整数的上限函数。

因为凑整，Nd可能一般地大于所需，且可减少BiteSizeRatio以将该宽度缩放到该所需值(通过该Kw参数)。给出Nd的值，将该命令参数给出为

Ncmd＝ceil(Nd*Taodmin/Tcmd)，和

Taod＝ceil(Ncmd/Nd*Tcmd/Tclock)*Tclock。

例如，对于Deff＝25μm，宽度＝250μm，BiteSizeRatio＝0.4，Taod＝0.5μsec，andTcmd＝1μsec，

Nd＝ceil((250-25)/(25*0.4))＝23，

Ncmd＝ceil(23*0.5/1.0)＝13，和

Taod＝ceil(13/23*1.0/0.02)*0.02＝0.580μsec。

该LDA系统的AOD 1020，1022的最大偏转范围在一实例中等于10*Deff。如果使用了该整个AOD范围，Nd<＝24。

上述方程给出了抖动参数的一般解法。可能更需要的是保持Taod不变并实施Nd的值，其产生了Ncmd的离散值。例如，对于Tcmd＝1μsec，Nd可能是2的功率且Taod＝0.5μsec，或Nd可能是4的功率且Taod＝0.75μsec。如在下一部分中所讨论的一样，该AOD频率限制、光学点品质和上述方程的组合形成了该LDA系统，根据一实例，使用了用于Taod和Tcmd的1μsec周期。

2.标称频率

将抖动用作相对于标称的AOD频率对(Fnom0/1)的频率偏差，其指出了该标称的光束路径(即，该沟槽的中心线)。以该命令的更新速率(每Tcmd秒)来更新Fnom0/1，并因而一般地每抖动行更新多次。在一实例中，立即使用该Fnom0/1而不等待抖动行完成，用来保持在该主要光束轨迹中的精度。该加工参数(宽度，形状，剂量，斜坡)的更新的对比，其在每一个抖动行上保持不变。

然而，Fnom更新，在某些实例中，仅仅发生在下一个可获得的AOD更新处(每一个Taod秒)。如果Fnom更新不同步于该AOD更新周期，它们具有等于Taod的有效时序不确定性。另外，如果Taod不保持不变(如，计算作为Nd的函数，如上所述)，则该振动的幅值发生变化。

由不同步的操作所引入的不确定性降低了加工的精度，因为该随机振动不能被校准掉。例如，对于Taod＝750纳秒，以2m/sec加工的沟槽具有±0.75μm的附加位置不确定性。

为了避免该误差，Tcmd可能是Taod的倍数。假定每一个DSP1伺服周期(5μsec)将更新发送到该FPGA 1028，具有Tcmd＝1μsec，该Taod的本来的值为500或1000纳秒。另一个选择是Taod＝Tcmd＝750纳秒，尽管这可能需要每一个伺服周期的可变数量的资料包。

如图37所示，在该AOD之外的偏转光束的失真是处于临界的大约500纳秒。为了避免该失真，示例模式加工采用Tcmd＝Taod＝1000纳秒运行。在另外的实例中，AOD设计可能允许Taod的较小值(如，250纳秒)。因而，该结构适应Tcmd和Taod的变化。

3.抖动角度修正和幅值缩放

在一实例中，将该AOD抖动图案的取向调整以保持其方向正交(即，垂直)于该标称的光束轨迹。例如，图38用图描述了根据一实例的对齐的垂直于标称光束轨迹3812的抖动行3810。考虑到因为光束速度的偏移的加工被描述如下，使用图38中所述的系统命名法。将每一个镭射点位置3814(示为11个)线性地沿着该抖动行3810对齐而不顾该镭射光束的速度，当其相对于该光束轨迹3812移动时。

i.标记转化

如在此处公开的示例实例中一样，将抖动的光束定义为正抖动在该检流计X轴中，并随后被旋转到该修正方向中以保持该抖动的光束垂直于该光束轨迹3812。将该AOD子系统1042校准以匹配在该扫描场中心内的该检流计XY座标构架。该下列方程研究了该抖动旋转矩阵。除非另行指出，用于角度的惯例是正的逆时针(CCW)，具有沿着该+X检流计轴的零值。

ii.AOD旋转和转换组件

可使用下列方程计算该最终AOD命令：

AODcmd＝TMframe*TMfield*Rdither*Dither，

或

AODcmd＝TMaod*Dither，

其中：

AODcmd＝到它们各自RF驱动器的AOD RF频率命令(2-组件向量)；

TMframe＝将AOD XY命令转化到该AOD座标构架的非正交转换矩阵，如在该AOD校准部分所定义的一样；

TMfield＝本地扫描场失真修正，在该检流计XY构架(4-组件矩阵)中；

Rdither＝将矩阵旋转以将该抖动向量相对于该光束轨迹3812(4-组件矩阵)来定向；

Dither＝装载在FPGA 1028中的抖动(或光栅)表；和

TMaod＝完整AOD命令转换矩阵，形成自该上述组件-将该矩阵的组件转换成该FPGA 1028，替换该Kw0，Kw1项。

使用该TMfield修正项(两-轴缩放和旋转)以考虑本地扫描场失真。这可被使用因为该AOD 1020，1022正操作而没有任意扫描场校准修正。该转换可能源自该检流计校准资料。该矩阵的组件是

其中：

SFx＝X-轴缩放(标称的1.0)；

SFy＝Y-轴缩放；

Ryx＝该Y轴到该X轴(rad)中的旋转；和

Rxy＝该X轴到该Y轴中的旋转。

iii.Rdither起源

该抖动的光束具有同轴和交叉轴的分量，具有幅值(在一个抖动周期上)为：

DitherCA＝Width，

DitherOA＝Vel*Taod*(Nd-1)。

注意到该OA抖动分量“向后”相对于该光束轨迹3812移动该抖动的光束使得在每一个抖动行中的所有点的同轴位置保持固定(如，该镭射点位置3814沿着图38中的抖动行3810保持固定)。因而，该OA抖动分量基于该速度向量以保持每一个抖动行垂直于该光束轨迹3812。该OA和CA抖动分量合并以形成以相对于该+X检流计轴的抖动角度的“抖动向量”。如图38中所示，该OA和CA抖动分量定义了速度补偿角度θ_vel为：

θ_vel＝atan(DitherOA/DitherCA)。

该抖动向量取向包括该速度补偿角度θ_vel，加上该弹道角θ_traj和90°旋转(即，该90°被描述在该光束轨迹3812和图38中OA抖动分量DitherCA之间)：

θdither＝θvel+θtraj+θ/2。

因而，该抖动角度θ_dither是相对于该检流计XY构架的整个抖动向量角度。随后通过该角度θ_aod将该抖动向量对齐于该AOD构架，其可能被根据该光学序列布局相对于该检流计XY构架来旋转。

在加工期间，即时更新该弹道角(θ_traj)(作为该光束轨迹速度分量Vx和Vy的函数)，而该AOD角度(θ_aod)在校准后不变。对于该即时更新(1μsec更新)，可最小化三角法的计算。这可通过使用三角恒等式来实现：如，sin(atan(y/x))＝y/sqrt(x²+y²)。

可通过该DSP 1026使用该下列变数以计算抖动方向：

ditherRange＝当前抖动表(μm)的整个范围；

Kw＝用于该抖动表以创建该所需抖动宽度的缩放因数(这可被内插用于锥形分段)；

Nd＝在当前抖动表中的抖动点数量(对于每一个分段不变)；

Taod＝抖动表更新速率(μsec)；

Vx，Vy＝在原始检流计XY座标(m/sec)中的光束轨迹3812的X和Y分量；和

Vel＝sqrt(Vx²+Vy²)＝速度向量幅值。

随后该三角恒等式允许该Rdither旋转矩阵的正弦和余弦项将被计算通过

//在缩放后标称的交叉轴抖动宽度

DitherCA＝ditherRange*Kw(μm)；

//在一个抖动行期间用以保持抖动点对齐的所需的同轴增量

DitherOA＝Vel*Taod*(Nd-1)；

//根据速度补偿的全抖动向量的幅值(OA，CA的向量总和)

ditherMag＝sqrt(DitherOA^2+DitherCA^2)；

//避免由零的结果进行划分；默然为恒等式矩阵

if abs(Vel*ditherMag)<1e-6

cosThetaDither＝1；

sinThetaDither＝0；

else

cosThetaDither＝-(Vy*DitherCA+Vx*DitherOA)/(Vel*DitherMag)；

sinThetaDither＝(Vx*DitherCA-Vy*DitherOA)/(Vel*DitherMag)；

end。

iv.缩放和TMaod计算

可调整该抖动向量的幅值以考虑在该修正速度的抖动向量中的额外的斜边长度。因而，

KwCorr＝Kw*DitherMag/DitherCA＝DitherMag/DitherRange。

该最后的转换矩阵随后由该矩阵积给出

该前面的两项(TMframe，TMfield)可在该SCC 1010中预先计算并在被传送在该“TMdither”转换矩阵中：

可即时计算该后面的两项(Rdither，KwCorr)，基于该速度向量和内插的Kw。注意Rdither和KwCorr都包含该RditherMag项，且该乘积Rdither*KwCorr导致RditherMag被取消–避免在该DSP 1026中的耗费成本的sqrt()的计算。如果我们定义了

cosThetaRditherCorr＝-(Vy*DitherCA+Vx*DitherOA)/(Vel*RditherRange)；

sinThetaRditherCorr＝(Vx*DitherCA-Vy*DitherOA)/(Vel*RditherRange)；

或，可替换地(避免DitherOA和DitherCA的计算)，

cosThetaRditherCorr＝-(Vy*Kw/Vel+Vx*(Nd-1)*Taod/RditherRange)；

sinThetaRditherCorr＝(Vx*Kw/Vel-Vy*(Nd-1)*Taod/RditherRange)；

则

随后将该TMaod的四个组件传送到该FPGA 1028，其将RF信号频率更新计算为

其中抖动X和抖动Y是在该AOD抖动表中的入口。光栅计算按照相同的处理。如上所述，按照惯例该RditherY入口在向量或刮削模式中为零；通过该RditherMap填充RditherX来生成该抖动入口。

在该TMframe矩阵中的这些项是常数并能被预先计算和存入该DSP 1026。将在该TMfield矩阵中的这些项从该检流计校准资料中提出。将该转换用于该检流计XY构架，因为该TMframe旋转可能较大(对于较大旋转角度而言，旋转是不可交换的)。

v.附加的校准TMaod计算

某些实例包括了在抖动期间的TMaod的计算，其考虑了对该轨迹命令的校准修正的效果。在上述展现的推导中，假定了理想的(工件表面)速度。然而，在某些实例中，将扫描场失真修正用于该轨迹命令，在将它们传送到该DSP 1026之前。这些修正修改了该轨迹速度，如由该DSP 1026所计算的一样。这创建了在该抖动向量速度角度计算中的最小误差，其可能导致数微米的误差。为了避免进一步的修正，可见本地场失真修正嵌入该TMdither矩阵。

首先，重新定义形成了旋转和缩放该抖动向量的转换矩阵的这些项：、

其中将交叉轴和同轴抖动角度系数定义为

Kca＝Kw/VelIdeal，和

Koa＝Taod*(Ndither-1)/ditherRange。

能通过基于加工分段参数的该SCC对Kca和Koa二者进行计算，使用在理想座标中的轨迹速度。

该公式化的表述展现了各种实施方式选择。在一实例中，在加工分段上将Kw的值保持不变，并将单常数TMdither转换从该SCC 1010传送到该DSP 1026。保持Kw不变可能是在某些实例中的可容忍的限制，因为可通过短的分段序列来创建锥形的线，每一个分段具有不变的Kw值。在另一实例中，将用于TMdither的项扩展以创建两个转换：一个常数，和一个由Kw进行缩放。该DSP 1026随后能够更新在该加工分段中的TMdither：

TMdither＝TMdither1+Kw*TMdither2。

随后在加工分段上能够内插Kw的值以创建锥形线宽。这意味着由该DSP 1026进行的更多计算，和从该SCC 1010到DSP 1026传送的更多资料。该权衡是提供较短和更精确宽度转换的能力。

由该FPGA 1028产生该最终的抖动命令：

但是按照惯例，仅仅该DitherX分量在该FPGA抖动表中是非零的。因而在抖动期间仅仅需要该TMaod的第一列：

基于在该先前部分中的方程，该列给出为

然而，在该DSP 1026中可获得的光束轨迹资料是在原始检流计中，而不是理想的座标。由扫描场失真所修改的该光束轨迹速度向量的角度和幅值，使该抖动向量失真。为了正确地计算在理想座标中的抖动向量，可根据某些实例将该本地扫描场失真(由TMfield描述)从该速度向量处移除，在计算该抖动向量之前：

该惯例允许在理想座标中计算该抖动向量，随后被转换到原始AOD座标中。该过程使用了三种转换：TMfield(原始检流计到理想的)，TMfield(理想的到原始检流计)，和TMframe(原始检流计到原始AOD)。随后将TMaod的第一列给出为

或

通过该SCC 1010为每一个分段计算该TMdither矩阵，并将其传送到该DSP 1026用于基于VxRaw和VyRaw即时值的加工。这随后简化了DSP加工，因为这些抖动转换项在该SCC1010上被预先计算。

从该DSP传输到该FPGA 1028的整个TMaod矩阵随后将是

TMaod的这种形式仅仅用于抖动的特殊。对于光栅加工，一般使用整个TMaod矩阵。

vi.抖动方向控制

可使用抖动的方向(相对于该速度轨迹)，如，在刮削期间，当一致性地加工较大的烧蚀面积时。经验显示出，相对于残屑辅助气流的镭射加工方向能够显着地影响加工结果。一般地，加工“到风中”优选用来避免与该残屑羽烟的互动。

给出上述方程，可通过改变在该TMdither方程中的Kca的标记来简单地改变抖动方向，其有效地翻转该交叉轴的抖动动作。可以该SCC等级实施这些，基于该刮削通路的速度轨迹。注意一般地将刮削通路安排在一个角度方向中的有规律分布的行内，其使能相对于该残屑辅助气流的抖动方向的简单控制。

4.抖动行注量控制

在某些实例中，在抖动期间的注量控制的实施方式在每一个抖动行保持不变的剂量。这允许在加工分段的末端将剂量斜降，而保持在该线的宽度上的剂量一致性。这可能有用于，例如，具有宽抖动线的快速剂量斜坡。

图52用图描述了根据一实例的抖动行注量控制。该顶部图5210示出了分布在两个加工分段(示为分段N和分段N+1，由虚线5214分开)的一系列抖动行5212(显示了六个)。第二个图5216示出了每一个抖动行5212的同轴(OA)抖动命令5217。第三个图5218示出了每一个抖动行5212的交叉轴(CA)抖动命令5220。注意该OA抖动分量具有可忽略的斜坡，保持该抖动相对于该工件稳定，当该主要光束轨迹以不变速度移动时。该底部图5222示出了该理想的注量命令5224和实际注量命令5226。注意在该第二加工分段(该虚线5214的左边)中，该注量斜降(如，用来形成一个交叉路段)。将该持续注量的斜坡转化成一系列的注量步骤，具有为每一个抖动行保持不变的注量。通过在该抖动行中心处的注量斜坡值给出每一个抖动行的注量等级。

也要注意的是，该抖动行5212的同轴位置未与这些加工分段的起点和终点对直，具有等于Taod*Vel*(Ndither-1)/2的偏差。这保持了广义的加工分段概念，使得能够在任意方向加工该任意分段。能够缓解由该较小偏差所产生的任意加工制品，通过减少在该特定分段中的速度以减少抖动行间隔。

这里描述了保持注量每一个抖动行不变的方式。如果允许抖动宽度在加工分段内改变时，可使用相同的方式。

5.TMaod限制

在某些实例中，将该TMaod入口的幅值限制为<2。这可在下列推导中看得到：

|cosThDitherCorr|＝(Vy/Vel*DitherCA+Vx/Vel*DitherOA)/DitherRange，

或

|cosThDitherCorr|＝sinThVel*DitherCA/DitherRange+cosThVel*DitherOA/DitherRange。

为了保持点重迭，抖动表入口的间隔小于～0.35*Deff。相同地，将分段速度限制使得该抖动行(ditherOA)之间的间隔小于～0.35*Deff。这确保了DitherOA/DitherRange<＝1，即使对于最差的抖动情况(Nd＝2)。通过限定，DitherCA/DitherRange＝Kw<＝1。因此|cosThDitherCorr|的最大值发生在这些项的每一个＝1时，和

|cosThDitherCorr|＝sinThVel+cosThVel，

其具有在ThVel＝45deg处的最大值1.414。相同的限制用于|sinThDitherCorr|。

TMfield的这些项可能具有稍微大于1(如，可能达到1.2)的幅值，因为扫描透镜失真本地缩放因数。非正交性可创建在TMframe中的项达到～1.1。因而所有TMaod项的幅值<2。

为了确保该限制，该抖动图将这些抖动表的点正确分离出来(随DitherRange增长来增加Nd)，且将分段速度限制为约束|DitherOA|。

注意，在TMaod中的缩放可能大于1，但这不意味着在点重迭内的改变，因为在TMaod中的该缩放项补偿其他缩放结果。例如，该抖动向量的较长斜边(因为速度补偿，见图38)出现以减少点重迭，但是当实际将这些点用于该工件表面时，该速度结果将它们排成直线且该几何形状回归正常。相同算法用于本地透镜失真缩放(TMfield项>1正常化本地透镜缩放<1)。因而，该抖动图能够指出标称的点间隔而不考虑TMaod缩放结果。

6.向量加工概述

在某些实例中，可如下概述在向量模式中的加工。对于应用中的每一个加工分段按照该下列步骤。图48(讨论如下)描述了采用用来将向量加工分段资料转换成到该FPGA1028的命令的该加工流程。技术人员将从此处公开内容处认识到，可以不同顺序来实施该下列步骤中的某些步骤。

步骤1：该SCC 1010使用下列规则将该应用分割成独立的加工分段：独立分段为圆弧所需；所有分段小于maxSegmentLength(～1mm，用于校准)；且以大于12.5μsec对所有分段加工(对于该特定实例，加工支持每分段遭受12.5μsec的更新速率，其将支持以2m/sec的25μm的最小分段长度；当然，其他实例可使用不同的更新速率)。

步骤2：该SCC 1010使用该加工图和该沟槽几何形状(宽度，深度)以确定该所需的加工参数(GridWidth和Fluence)。

步骤3：该SCC 1010使用该抖动图以确定对应于所需网格宽度的抖动表参数(Nd，Kw)。注意Nd对于每一个分段保存不变而可能在转换分段上将Kw进行内插。

步骤4：该SCC 1010使用了该抖动图以确定对应于Nd的抖动表参数tableAddress和tableLength。

步骤5：该SCC 1010使用了该抖动图以计算EffectiveWidth。由于可对Kw进行内插，也可在转换分段上对EffectiveWidth进行内插。

步骤6：该SCC 1010计算Dosage＝Fluence*EffectiveWidth。可在转换分段上对其进行内插。

步骤7：该SCC 1010基于该分段圆弧半径(如果需要)计算Kb。

步骤8：该SCC 1010基于下列限制的一个或多个来指定分段速度(在该分段上保持不变)：a.镭射功率限制速度，基于该功率图和该所需的剂量；b.根据该所需网格宽度、AOD场大小和第三级滤波器瞬态幅值的AOD速度限制；c.根据在抖动行之间的最大间隔(＝Taod*(Nd-1)*Vel)的AOD速度限制，其可能<0.35*Deff；和e.分段可能具有较低速度，如果需要用来满足在步骤1中提出的最小分段时间需求。

步骤9：该SCC 1010将该加工和位置分布资料传送到该DSP 1026。(在本实例中不使用该形状参数Ks)。从该SCC 1010传送到该DSP 1026的资料包括分段终点XY座标，分段圆弧中心XY座标和半径，多个轨迹样本(～速度)，dither tableAddress，dithertableLength，Dosage，Kw，和Kb。

步骤10：该DSP 1026计算了中心线位置资料(Xc，Yc)，以Tcmd的更新周期，并使用该第三级滤波器来加工该资料。

步骤11：该DSP 1026计算了新抖动(Kw)和加工(Kp，Kb)参数，每一个抖动行一次(每Nd*Taod秒)，如果需要进行内插(在转换分段中)。

步骤12：该DSP 1026基于弹道角和速度计算了该TMaod转换组件。

步骤13：该DSP 1026将该低等级命令发给该FPGA 1028以控制AOD操作。由于该DSP1026和FPGA 1028以不同更新周期(Tdsp vs.Taod)操作，每一个DSP周期传送充足资料以允许该FPGA 1028来加工达到下一个Tdsp秒(即，整个Tdsp/Tcmd资料集)。

B.光栅加工

光栅加工类似于向量加工，除了2D光栅表用于AOD控制，而不是用在向量加工中的1D表。

在一实例中，与向量加工一起同轴地实施光栅加工，其避免了再次访问光栅位置的时间浪费和最小化向量写操作和交叉点加工之间的消耗时间以最小化镭射光束徘徊结果。另外，该大的场扫描透镜失真特性的检查指出大的光栅图案(如，200μm宽)可能具有使用的PGC缩放和旋转修正，特别是如果通过沟槽对它们进行交叉时。

根据一实例的该LDA系统，通过使用对于光栅和向量加工而言相同的硬体结构来混合向量和光栅加工。由于为每一个加工分段指定了唯一的抖动表，将光栅操作无缝地结合进作为另一表的加工流程中。

一般地将该标称的光束位置的速度在光栅加工期间设置为零。另外，如果加工了较大的光栅区域(消耗了该AOD范围的大部分)，允许该第三级滤波器被安排用来最小化该增加的AOD第三级偏转。一般地，在某些实例中，这是依据0.25毫秒的顺序。

可将缩放/旋转修正提供作为一组PGC项，如先前抖动旋转讨论中描述的一样。对于光栅加工，该Rdither矩阵包括在该检流计XY座标构架中的光栅图案的旋转，且由该SCC1010为每一个光栅图案进行传送(而不是由该DSP1026基于轨迹速度进行计算)。该旋转可能将交叉点光栅图案相对于用于正确交叉点格式的周围轨迹进行定向。

为了考虑扫描场失真，该SCC 1010也识别了PGC修正，基于光栅的XY扫描场位置和该检流计校准资料。在某些实例中，这在该光栅区域上修正了在X/Y误差中达到5-6％的误差。这可能是在光栅加工期间的未修正误差。注意在向量加工中，明确地将扫描场校准用于分段终点；在短距离(～1mm)上的终点之间的非线性误差较小。

1.光栅加工概述

可如下概括光栅模式中的加工。可为应用中的每一个加工分段采取下列步骤，图49(讨论如下)概括了用于将光栅加工分段资料转换成到该FPGA 1028的命令的该加工流程。技术人员应从此处公开的内容处认识到，可以不同顺序来实施该下列步骤中的某些步骤。

步骤1：该SCC 1010在该应用的“转换”期间计算光栅图案并使用一些单独图案来构建光栅表。在一些情况中，单个光栅“位置”可由数个较小光栅图案(如，圆焊盘+在各个角度处的“标签”)构成。能够将这些并入较大的图案，或分别进行加工。注意在应用过程中在不同的旋转角度处，可使用一些光栅图案数次。

步骤2：该SCC 1010识别用于所有光栅图案的旋转角度，如在CAD(电脑辅助设计，用于该特定应用)座标。

步骤3：该SCC 1010将光栅表资料下载到该FPGA 1028，在该应用启动之前。

步骤4：该SCC 1010为每一个光栅位置创建了TMdither转换。该PGC对应于发送到该FPGA1028的TMaod转换。该TMdither转换包括，在CAD座标中的光栅位置，该工件对齐的旋转，该本地扫描场失真PGC，和由该用户选择地指定的附加缩放调整。

步骤5：该SCC 1010形成了光栅加工分段，使用零速度用于该光栅的持续时间。如果该用户指定了该光栅的重复率(如，用于更好的加工控制)，可将多个分段链结在一起。

步骤6：该SCC 1010可包括引导和拖尾的零速度分段，具有安排时间期间用来允许该第三级滤波器安排，阻止大的光栅图案的过量AOD偏移。

步骤7：该SCC 1010基于该指定的光栅深度和该加工图来计算该所需注量。

步骤8：该SCC 1010基于该光栅焊点间距和该可选的Kw缩放调整因数来计算标称的功率。

步骤9：该SCC 1010将光栅参数发送到该DSP 1026。注意该DSP 1026可能将“剂量”解释为用于光栅分段的“功率”，将其几何缩放并入该PGC项而不是Kw项，且不使用该斜坡。“光栅模式”识别可用于将其标记为不同的资料结构。从该SCC 1010发送到该DSP的该光栅参数可包括分段终点XY座标(对于零速度是相等的)，分段圆弧中心XY座标和半径(未使用)，轨迹样本的数量(～光栅时间)，raster tableAddress，raster tableLength，功率(替换于剂量)，和TMdither(场失真&光栅角度)。

步骤10：该DSP 1026将上述光栅参数发送到该FPGA 1028用于加工。由于该光栅看起来像抖动，将不需要设置任意特殊模式。

2.平铺的光栅加工

光栅加工的变化可用于某些情况中。图39用图描述了根据一实例的平铺光栅加工的实例。在图39中，两个焊盘3910，3912靠近在一起并由短的轨迹3914来连接。该整个区域对于单个光栅图案来说太大，且该焊盘3910，3912可紧邻在一起分布用于典型的焊盘-轨迹-焊盘加工序列。可刮削该区域，尽管由于该加工区域的形状该镭射占空因数将较低。

根据一实例的可替换方式是用来将该区域加工为两个光栅图案3916，3918，其被平铺和重迭以提供在该两个光栅区域3916，3918之间的转换区域3920。可在该SCC 1010上定义该光栅图案3916，3918按照：将任意的“滴块”(即，具有任意形状和/或尺寸的区域)分解为数个重迭的光栅区域3916，3918，具有等于该所需转换长度3922(如，大约40-50μm)的重迭，和围绕超出该转换长度3922的每一滴块的边界；使用具有一致幅值的点网格填满每一个区域；将FIR滤波器沿着每一个维应用于在该转换区域3920中的斜降光栅幅值(如，类似该刮削滤波器)；在每一个光栅区域内，无需该滴块区域之外的资料，其导致了良好定义的滴块区域，具有在片之间的斜坡转换区域；并在该合适位置处下载和执行每一个光栅图案。

这可能对于能被包括在几个光栅场内的较小滴块有用，且可能快于图39中的低密度图案的刮削，因为仅仅该所需的点可被光栅(跳过所有空白区域)，且因为在AOD场之间仅仅作出几个检流计移动。

能够重复重复性的图案(采用合适的旋转)，与每次新SkiveData的重新计算相反。当然，识别“等同图案”可能困难。

C.刮削加工

刮削是将材料移除大区域(而不是薄的沟槽)的加工。以下概括的方式允许抖动拓宽线以比使用这些标称点更佳的方式来移除材料，同时避免能够源自使用这样宽的线的“图元化”结果。例如，图40用图描述了根据某些实例的由于宽线刮削的点阵化误差。在图40中，将加工的示例滴块(左边)包括使用足够精细到能够提供充足分辨率的光束所加工的倒圆边缘。使用用来加工该特征(右边)的宽光束导致了过分图元化和不可接受的分辨率损失。

在某些实例中，有用的是形成该刮削光束的侧面和终端斜坡。这些“转换斜坡”允许该相邻刮削通路正确地重迭并产生在该工件上的统一注量(如，用于统一的深度控制)并用来将公差提供给光束位置误差。另外，在该刮削光束的终端上的斜坡在该刮削区域将由沟槽交叉的情况中是需要的(再次，将一致性和公差提供给位置误差)。

在一实例中，使用剂量和形状控制来实施宽刮削光束的这样的成形。然而，该宽线图元化问题使得该方式困难，如果在加工期间将该线宽度保持不变。

在另一实例中，通过加工“图元的网格”来改变该宽抖动图案，并将滤波器用于该网格以产生该所需的侧面和终端斜坡。

图41用图描述了根据一实例的划分成网格带4102，4104，4106的刮削区域4100。当仅仅显示了三个带4102，4104，4106时，可使用附加带以完成该整个刮削区域4100。将普通或任意的“滴块”转换成图元网格4110，具有基于该基本点大小(如，需要>60％的重迭)的图元4110之间的最小间隔。刮削对象可能具有一个延长的轴，其可对齐于该刮削光束轨迹(如，如在图41的实例中的箭头4112所指示的一样，用于该第一格带4102的从左到右)。

沿着该主要光束轨迹(该“同轴”)的网格间隔可能小于在该正交轴(“交叉轴”)内的所需间隔，基于速度，抖动点更新速率，和抖动点数量。建立该点网格使得该刮削的区域被精确地概括，特别是如果任意其他特征将交叉该刮削区域时。因而该最后的点网格间隔基于该外形尺寸。同样，根据某些实例，由于该抖动行执行时间被固定和量化(＝Taod*Nd)，调整该刮削轨迹速度使得该整数的刮削抖动行正确地填入该刮削区域。

随后将该网格划分成独立的通路(图41示作为4102(带1)，4104(带2)和4106(带3)，其用于描述性目的地示为由虚线所划分)。在每一个通路期间，抖动该光束以创建所需宽度。一般地，这可能产生不可接受的图元化误差，如图40所示。然而，如果能够作为同轴位置的函数来裁减该抖动的图案，能够避免这样的图元化。

为了避免图元化，将该网格图案继续载入该FPGA 1028AOD控制器，具有由二元图所指定的每一个“抖动行”。随后对该图案滤波以产生侧面和终端斜坡。在图42中示出了滤波后网格的结果。图42用图描述了根据一实例的刮削抖动点的未滤波网格(左边)和相应的刮削抖动点的滤波后的网格(右边)。图43用图描述了根据一实例对应于在图41中的带4102，4104，4106的第一个三个刮削光束的注量分布。第一个图4310示出了对应于第一个带4102的注量分布。第二个图4312示出了对应于第二个带4104的补充的注量分布。第三个图示出了对应于第三个带4106的补充的注量分布。第四个图4316示出了对应于该带4102，4104，4106的组合注量的注量分布。

在某些实例中，抖动方向(相对于该刮削光束轨迹的交叉轴方向)基于该刮削光束轨迹的方向从一个带到下一个的通路之间切换。例如，再次参照图41，用于该第一带4102的刮削光束轨迹4112是从左到右，用于该第二带4104的刮削光束轨迹4114是从右到左，用于该第三带4106的刮削光束轨迹4116再次从左到右。随着该主要光束轨迹在每一个刮削通路之间翻转方向，图41描述了沿着每一个抖动行的抖动方向(如通过行4118，4120，4122指出的一样)也改变方向。对于该第一通路，随着该刮削光束轨迹4112从左到右移动，以第一抖动方向4118(如，从底部到顶部)加工在该第一带4102中的每一个抖动行。对于该第二通路，随着该刮削光束轨迹4114从右到左移动，以第二抖动方向4120(如，从顶部到底部)加工在该第二带4104中的每一个抖动行。对于该第三通路，随着该刮削光束轨迹4116再次从左到右移动，以该第一抖动方向4122(如，从底部到顶部)加工在该第三带4106中的每一个抖动行。根据某些实例的基于该刮削通路的方向的抖动方向的切换，影响该刮削加工的控制和品质(如，其影响该刮削的深度)。在某些实例中，允许用户选择是否在该刮削期间翻转或保持该抖动方向(如，基于该刮削通路的方向)。

以下概述概括了根据一实例的刮削过程。

该刮削行宽度的选择用于优化的效率。如下讨论两个实例场景。

该第一个场景假设在刮削行之间移动之后无任何安排，如图44和图45中所述。图44用图描述了根据一实例的刮削实例。在图44中，将多个刮削行4410，4412，4414，4416相互分开用于描述目的。然而，如相对于图41和43的上述讨论一样，技术人员应从此处公开的内容理解到，这些刮削行4410，4412，4414，4416也可相互相邻(或相互部分地重迭)。图45用图描述了根据一实例的刮削期间的光束命令。如加工每一个刮削行4410，4412，4414，4416一样，该第三级AOD位置居中(在该第三级滤波器已经安排之后)，且该AOD子系统1042抖动在该中心的周围，通过±该行宽度的一半。随着该光束定位器完成每一个行并移到下一行，其创建了(因为第三级剖面)等于行宽度一半的在该AOD场中的附加偏转(在该当前行和下一行之间分离该AOD偏转)。因而在到下一行的跳跃之后的该最大AOD偏转消耗了整个一行宽度。在该“未安排”方式中，尽管在到下一行的跳跃之后不需要任意的安排，选择每一行的长度使得足够长到能够允许该第三级滤波器在该先前行跳跃之后进行安排。基于该选择的刮削宽度，较短的行长度可仍旧使用附加的“安排分段”以提供该时间。注意，即使很好地将该刮削宽度设置在该最大AOD范围之下，可设置该功率(并因而速度)以适应在其整个偏转范围上的最差情况的AOD效率，因而减少该方式的效率。

第二个场景允许使用该整个AOD宽度，但具有总是被插入以允许该第三级瞬态在刮削行加工开始之前衰退的安排分段。这允许使用较宽的刮削宽度。当这可能通过每行移除更多面积来增加刮削效率时，通过增加刮削宽度的获得的效率由在较宽偏转范围处的较低AOD效率所抵消(假设该系统允许功率作为AOD偏转宽度的函数来增加)。

来自这两个场景的刮削效率的模型在图46中被描述，其是根据一实例描述材料移除速率(每秒的区域)vs.刮削行长度(刮削长度)和宽度(线间距)的图。图46中的图假定了10μm的刮削深度和25μm的点大小。这指示出，对于用于该实例中的AOD，该“未安排”场景效率上接近该“安排”场景。这可随不同的AOD设计而改变，该设计具有更高效或更宽的偏转范围，或用于不同刮削深度或标称的点大小。注意该“未安排”情况操作在更限制的宽度范围，因为在行之间的跳跃过程中的附加AOD偏转。在本实例中，该最佳刮削行宽度大约是50μm。

图47用图描述了根据一实例的刮削行几何形状的侧视图。图47描述了在滤波之前的刮削行宽度4710和在滤波之后的抖动宽度4712。滤波产生了倾斜的侧壁4714(如，对于与相邻刮削行或其他特征的交叉)，在具有转换宽度4716的转换区域中。该倾斜度和该转换宽度4716基于该滤波(如，CrossAxisTaps*焊点间距)。

1.刮削加工概括

可如下概括刮削模式中的加工。技术人员将从此处公开内容处认识到，可以不同顺序来实施该下列步骤的某些步骤。图50(如下讨论)概括了将光栅加工分段资料转换到该FPGA 1028的命令的该加工流程。

i.预加工步骤

步骤1：该SCC 1010识别出刮削区域，其可被替换为该应用文件中的单独层。

步骤2：该SCC 1010将该刮削区域转化成二进位点的网格，具有基于点大小的交叉轴间隔，和基于速度和抖动参数的同轴间隔。

步骤3：该SCC 1010将该刮削网格转化成一组行。

可将行宽度优化(宽度vs.效率权衡)为图46中所示。注意，刮削宽度因为创建了该斜边的滤波而增长，因此该宽度优化计算可能将其考虑进去。边缘转换可能是大约40μm宽度(对于给出2μm位置误差的5％深度误差)；来自该未滤波标称边缘处的滤波边缘的延伸等于该转换长度的1/2。

b.刮削抖动行间隔(在该同轴方向中)满足最大间隔(点重迭>60％)、功率限制内的加工速度和每一个刮削分段内的整数个抖动行的需求。另外，该抖动行间隔可能兼容于该所需同轴转换长度和该指定的同轴矩形波串滤波器(如下所见)。由于矩形波串滤波器操作在整数个抖动行上，该抖动行间隔可提供在该转换区域内的整数个行。如果必要，可轻微放大该转换长度以允许该情况，因为已经匹配转换长度的任意相应的交叉点。

步骤4：该SCC 1010指出矩形波串平均值(CrossAxisTaps和OnAxisTaps)的长度以创建在边缘和终端上的所需斜坡。

a.CrossAxisTaps和OnAxisTaps为奇数(中点+周围点的对)。

b.CrossAxisTaps和OnAxisTaps可能不同，基于该交叉轴间隔(抖动控制)和同轴间隔(由Nd*Taod*vel控制)。该转换区域可能与用于交叉点的相同，如，大约40μm(对于2μm位置误差的5％深度误差)。

c.因为OnAxisTaps是取整的值，该抖动行的时序(通过速度和/或Taod)可能需要被调整以满足该终点位置和转换斜坡宽度的需求。

步骤5：对于每一个刮削行，该SCC 1010创建了一组SkiveData字。

a.每一个SkiveData字表示了每抖动行的一组幅值点，具有设置为零的未加工点。

b.该SkiveData字的长度等于用于刮削的抖动表长度(达到32点)。

c.在SkiveData字的每一个终端，可设置“CrossAxisTaps”点以考虑该矩形波串滤波器的宽度，如图47中所述。

d.将在该交叉轴中的镭射加工偏移，通过“CrossAxisTaps”数量的抖动点(对着该抖动表的终端)。该刮削抖动表考虑了这种偏移。该刮削抖动表也包括了足够的如上所述的零填充入口。

步骤6：该SCC 1010计算加工分段位置。沿着该同轴由“OnAxisTaps”数量的抖动行来偏移(延迟)每一个刮削行的实际镭射加工。该加工分段几何形状考虑了这种偏移。

步骤7：该SCC 1010使用了该加工图和该沟槽几何形状(宽度，深度)以确定该所需加工参数(GridWidth和Fluence)。

步骤8：该SCC 1010使用了该抖动图以确定对应于该所需GridWidth的抖动表参数(Nd，Kw)。

步骤9：该SCC 1010使用了该抖动图以确定对应于Nd的抖动表参数tableAddress和tableLength。

步骤10：该SCC 1010使用了该抖动图以计算EffectiveWidth。由于可能内插Kw，也可以在转换分段上内插EffectiveWidth。

步骤11：该SCC 1010计算Dosage＝Fluence*EffectiveWidth。可在转换分段上对其内插。

步骤12：该SCC 1010使用了该功率图以确定为该分段所允许的最大速度，基于该所需的剂量。分段可能具有较低的速度，如果需要满足该最小分段时间需求时。在任意分段上将速度保持不变。

步骤13：该SCC 1010缩放该剂量通过

Kskive＝1/(CrossAxisTaps*OnAxisTaps)。

步骤14：该SCC 1010通知该DSP 1026进入刮削模式。该DSP 1026设置该FPGA 1028进入刮削模式。

ii.运行-时间加工

刮削加工期间的每一个分段按照下列步骤。

步骤1：该SCC 1010为每一个刮削行创建了加工分段，并将该下列资料传送到该DSP 1026：分段终点XY座标；分段圆弧中心XY座标和半径；轨迹样本的数量(～速度)；刮削tableAddress；刮削tableLength；Dosage；Kw；SkiveData；OnAxisTaps；CrossAxisTaps；和刮削模式通知。

步骤2：该DSP 1026以向量模式加工来自该SCC 1010处的流资料，将该资料发送到该FPGA 1028。

步骤3：该FPGA 1028创建了抖动行向量，具有设置为该指定剂量的非零资料点。

步骤4：该FPGA 1028在该抖动行上执行交叉轴和同轴矩形波串平均滤波器，如下所示：

a.在该交叉轴资料上(每一个抖动行)在其到来时运行矩形波串滤波器。每一个点的每一个矩形波串滤波器是该点和该±(CrossAxisTaps-1)/2周围点(具有在该向量终端处的零填充)的总和。不需要任何缩放(由Kskive预先缩放了剂量)。

b.对这些已滤波抖动行排队。

c.从该伫列处加工该抖动行。采用同轴矩形波串滤波，通过将每一个行与该周围(OnAxisTaps-1)/2行(按需要的零填充开端和终端行)相加。再次，因为该Kskive预先缩放而不需要任何缩放。

步骤5：注意仍在使用角度和剂量参数(如在正常抖动中一样)，但不是形状或斜坡(矩形波串滤波器使用形状；将刮削约束为直线，因此无斜坡)。

步骤6：调整同步以考虑来自该矩形波串滤波器处的延迟。

图48是描述根据一实例的用于向量加工的AOD命令生成的方框图。如上所讨论的一样，该SCC 1010将应用分裂成独立的加工分段，每一个具有相应的分段资料4810。使用材料表4812(如，见图9)，该SCC 1010加工来自该分段资料4810处的沟槽的几何形状(如，深度和宽度)和来自加工图4814的资料以确定如GridWidth和Fluence的加工参数。该SCC 1010使用抖动图4816以加工该网格宽度来确定抖动表参数Nd和Kw。在某些实例中，为每一个分段将Nd保持不变但可在转换分段上内插Kw。该SCC 1010随后使用该抖动图4816以确定对应于Nd的抖动表参数tableAddress和tableLength。该SCC1010也使用该抖动图以计算EffectiveWidth(Weff)。因为可能对Kw内插，也可在转换分段上将EffectiveWidth内插。如图48中所示，该SCC 1010计算Dosage＝Fluence*EffectiveWidth。也可在转换分段上对剂量内插。该抖动图4816也将DitherRange提供给该DSP 1026。

该SCC 1010将该剂量提供给功率图4818并指定分段速度MaxVel(在该分段上保持不变)。该分段速度MaxVel可能基于镭射功率限制速度和/或一个或多个AOD速度限制。镭射功率限制速度基于该功率图4818和该计算的剂量。该AOD速度限制可能基于该所需网格宽度，该AOD场大小，和该第三级滤波器瞬态幅值。另外，或在其他实例中，该AOD速度限制可能基于在抖动行之间的最大间隔(＝Taod*(Nd-1)*Vel)，其根据某些实施方按为<0.35*Deff。在某些实例中，分段可能具有较低速度，如果需要用来满足最小分段时间需求时。

SCC轨迹生成模组4820从该分段资料4810和该指定的分段速度MaxVel处接收XY光束座标。如果斜坡用于圆弧分段，该SCC轨迹生成模组4820基于该分段圆弧半径来计算斜坡参数Kb。该SCC轨迹生成模组4820也生成分段轨迹资料(如，分段终点XY座标，分段圆弧中心XY座标和半径，和多个轨迹样本)。

该SCC 1010使用了该分段资料4810以生成修正扫描场失真和标称的检流计对齐的TMfield转换4822。该SCC 1010也生成TMframe转换4823以将该AOD座标构架对齐于该检流计座标构架。如图48中所示的一样，该SCC1010将该TMfield转换4822和该TMframe转换4823相乘以确定该TMdither转换矩阵。

在该DSP 1026内，DSP轨迹生成模组4824使用该分段轨迹资料，DitherRange，和从该SCC 1010处接收到的Kw来计算中心线位置资料(Xc，Yc)，在Tcmd的更新时期处。尽管未在图48中示出，在某些实例中该DSP 1026也使用第三级滤波器(参见，如图22和51中的第三级滤波器2205)来加工该资料。该DSP轨迹生成模组4824输出速度，AOD偏转座标，和抖动向量比例/旋转。将该AOD偏转座标提供给该TMtert转换4832，其输出频率偏差命令Fdev0和Fdev1。

该DSP 1026每抖动行(每Nd*Taod秒)计算一次新的抖动(Kw)和加工(Kp，Kb)参数。如果该分段是转换分段，该DSP 1026使用内插4826以计算该新的抖动Kw参数。对于转换分段，该DSP 1026也使用内插4828以确定剂量。如图48中所示，该DSP 1026使用由该DSP轨迹生成模组4824所计算的剂量和速度来确定提供给Kpwr模组4830的工件表面功率。该Kpwr模组4830将该工件表面功率转化成该规范化功率命令Kp。

如图48中所示，该DSP 1026基于TMdither和抖动向量比例/旋转计算该TMaod转换组件，如上所述。

该DSP 1026将该低等级命令发送到该FPGA 1028以控制AOD操作。

图49是描述根据一实例的用于光栅加工的AOD命令的生成的方框图。如上讨论的一样，该SCC 1010将应用分裂成独立的加工分段，每一个分段具有相应的分段资料4810。该SCC 1010计算光栅图案并在该应用的“转换”期间使用一些单独图案建立光栅表。该分段资料4810包括用于该光栅图案的光栅旋转角度。每一个光栅分段具有零速度。

使用材料表4812，该SCC 1010加工来自该分段资料4810的光栅几何形状(如，深度和宽度)和来自该加工图4814的资料以确定如RasterID(如，对应于网格宽度)和注量的加工参数。该SCC 1010使用抖动图4816来加工该RasterID来确定抖动表参数Nd和Kw，与注量比例一起。如图49中所示，用户可选择性地调整Kw。该SCC 1010也使用该抖动图4816以确定对应于Nd的光栅表参数tableAddress和tableLength。如图49中所示，该SCC 1010通过将来自该材料表4812的注量乘以由该抖动图4816所提供的注量比例以计算所需注量。

该SCC轨迹生成模组4820接收来自该分段资料4810处的XY光束座标。该SCC轨迹生成模组4820生成分段轨迹资料，其中其提供给该DSP轨迹生成模组4824。

如图49中所示，该SCC使用该TMfield转换4822，该TMframe转换4823，来自该分段资料4810处的光栅旋转资料，和来自该抖动图4816处的Kw以计算该TMdither转换矩阵。该TMdither转换对应于发送到该FPGA 1028处的TMaod转换。

如图49中所示，该DSP 1026可将剂量解释为用于光栅分段的“功率”。该Kpwr模组4830将该功率转化成该规范化功率命令Kp。

该DSP轨迹生成模组4824输出AOD偏转座标。将该AOD偏转座标提供给该TMtert转换4832，其输出频率偏离命令Fdev0和Fdev1。

图50是描述根据一实例的用于刮削加工的AOD命令生成的方框图。如上讨论的一样，该SCC 1010将应用分裂成独立的加工分段，每一个分段具有相应的分段资料4810。在该实例中，该SCC 1010识别出刮削区域，其可被替换在应用文件内的独立层中。该SCC 1010将每一个刮削区域转化成二进位点的网格，具有基于点大小的交叉轴间隔，和基于速度和抖动参数的同轴间隔。如上讨论的一样，该SCC 1010将该刮削网格转化成一组行。

使用该材料表4812，该SCC 1010加工来自该分段资料4810的沟槽几何形状(如，深度和宽度)和来自加工图4814的资料以确定如GridWidth和Fluence的加工参数。该SCC1010使用该抖动图4816以加工该GridWidth用来确定抖动表参数Nd和Kw。在某些实例中，对于每一个分段将Nd保持不变但可在转换分段上内插Kw。该SCC 1010随后使用该抖动图4816以确定对应于Nd的抖动表参数tableAddress和tableLength。该SCC 1010也使用该抖动图以计算该EffectiveWidth(Weff)。因为可内插Kw，也可在转换分段上内插EffectiveWidth。如图50所示，该SCC 1010计算Dosage＝Fluence*EffectiveWidth。也可在转换分段上内插剂量。该抖动图4816也将DitherRange提供给该DSP 1026。

该SCC 1010将该剂量提供给功率图4818以确定该分段的最大速度MaxVel(在该分段上保持不变)。在某些实例中，如果需要满足最小分段时间要求，分段可能具有较低的速度。

该SCC轨迹生成模组4820接收来自该分段资料4810的XY光束座标和该最大速度MaxVel。该SCC轨迹生成模组4820指出该矩形波串平均值(CrossAxisTaps和OnAxisTaps)的长度以创建在边缘和终端上的所需斜坡。因而，在建立期间，该SCC轨迹生成模组4820将Skive Taps提供给该FPGA 1028。对应每一个刮削行，该SCC轨迹生成模组4820也创建了一组SkiveData字。该SCC轨迹生成模组4820生成了分段轨迹资料，其可包括加工分段位置。将每一个刮削行的实际镭射加工沿着该同轴由“OnAxisTaps”数量的抖动行来偏移(延迟)。该加工分段几何形状考虑了该偏移。

如上讨论的一样，该SCC 1010缩放该剂量，通过Kskive＝1/(CrossAxisTaps*OnAxisTaps)。

如图50中所示，该SCC 1010将该TMfield转换4822和该TMframe转换4823相乘以确定该TMdither转换矩阵。

在该DSP 1026内，该DSP轨迹生成模组4824使用该分段轨迹资料，DitherRange和从该SCC 1010处接收到的Kw以输出速度，AOD偏转座标和抖动向量比例/旋转。将该AOD偏转座标提供给该TMtert转换4832，其输出频率偏差命令Fdev0和Fdev1。

如图50中所示，该DSP 1026使用由该DSP轨迹生成模组4824所计算的剂量和速度来确定提供给Kpwr模组4830的工件表面功率。该Kpwr模组4830将该工件表面功率转化成该规范化功率命令Kp。该DSP 1026如上讨论的基于TMdither和抖动向量比例/旋转来计算该TMaod转换分量。

该DSP 1026将该低等级命令发送给该FPGA 1028以控制AOD操作。该FPGA 1028创建了抖动行向量，使用设置为该指定剂量的非零资料点。该FPGA 1028也在该抖动行上执行交叉轴和同轴矩形波串平均滤波器。

图51是描述根据一实例的检流计和AOD校准资料流程5100的方框图。在该检流计和AOD校准资料流程5100中，该SCC 1010提供了SCC轨迹说明5110(如图22中的示例光束分布2210)，将XY分段座标(如，在工件表面座标中)比较于该扫描转换2203。该扫描场转换2203随后将修正的XY分段座标(如，在原始检流计座标中)提供给DSP轨迹生成单元4824，其计算被发送(如，在原始检流计座标中)给该第三级滤波器2205的具体光束轨迹和抖动参数。如上所讨论的一样，该第三级滤波器2205将原始XY检流计控制命令(如，在原始检流计座标中)提供给检流计控制器5114。该第三级滤波器2205也将XY AOD命令(给到可能是在原始检流计座标中的增加的可选XY检流计误差修正项)提供给该TMtert转换4832。随后将来自该TMtert转换4832的输出(如，类似ch0和ch1AOD命令)提供给产生了该最终的AOD RF命令的FPGA 1028。

该SCC 1010也将旋转转换TMframe 5118与本地扫描场失真修正TMfield 4822合并以产生TMdither转换矩阵。随后将该TMdither转换矩阵合并于抖动旋转/缩放转换5122(如，Rdither和KwCorr)以产生该AOD命令转换矩阵TMaod转换，其被提供给该FPGA 1028。该SCC 1010也使用SCC抖动资料5124(如，在工件表面座标中)以产生缩放因数MHzPerμM，其可被包括作为在该抖动(或光栅)表1110中的预先载入资料。该FPGA 1028将来自该抖动表1110的资料合并该TMoad转换以产生抖动和光栅资料，其中该FPGA1028合并来自该TMtert转换4832处的AOD命令以产生该AOD RF命令。

熟谙技术人士应当理解的是，可对上述实例的细节进行许多变化而不背离本发明的根本原理。因此应仅仅通过下列请求项来确定本发明的范围。

Claims

1.一种用于对工件进行微加工的镭射加工系统，该镭射加工系统包括：

镭射源，用以产生镭射光束以用于在该工件的表面上加工特征；

声学-光学偏转器子系统，其包括：

第一声学-光学偏转器，经配置以接收输入到该声学-光学偏转器子系统的镭射光束，其中该第一声学-光学偏转器操作上是用于在被第一射频信号驱动时，产生在该第一声学-光学偏转器中的声学波，其足以将所输入的该镭射光束在第一方向中进行衍射，并从而输出第一衍射镭射光束；第二声学-光学偏转器，经配置以接收该第一衍射镭射光束，其中该第二声学-光学偏转器操作上是用于在被第二射频信号驱动时，产生在该第二声学-光学偏转器中的声学波，其足以将该第一衍射镭射光束在第二方向中进行衍射，并从而自该声学-光学偏转器子系统输出第二衍射镭射光束，该第二方向不与该第一方向平行或反向；

电脑，耦合到该第一声学-光学偏转器和该第二声学-光学偏转器，该电脑操作上是用于执行机械可读指令，用以控制该第一声学-光学偏转器和该第二声学-光学偏转器的操作；和

机械可读介质，耦合到该电脑，该机械可读介质具有存储于其上的指令，当该指令被该电脑执行时，使得选自于包含该第一声学-光学偏转器和该第二声学-光学偏转器的群组中的至少一个会产生在其中的线性调频声学波。

2.如权利要求1所述的镭射加工系统，其特征在于，该镭射源是脉冲镭射源。

3.如权利要求1所述的镭射加工系统，其特征在于，进一步包括定位器，用以赋予沿着相对于该工件的表面的加工轨迹的镭射光束点位置的第一相对运动。

4.如权利要求3所述的镭射加工系统，其特征在于，该定位器是从包括检流计驱动子系统和快速操纵镜子系统的群组中选出。

5.如权利要求3所述的镭射加工系统，其特征在于，该声学-光学偏转器子系统使用抖动而赋予沿着垂直于该加工轨迹的方向中的镭射光束点位置的第二相对运动，其中该第二相对运动叠加在第一相对运动上，且其中该第二相对运动的速度比该第一相对运动还高。

6.如权利要求5所述的镭射加工系统，其特征在于，该声学-光学偏转器子系统进一步随着沿着垂直于该加工轨迹的方向中的偏转位置的函数而变化该镭射光束的光强分布，从而选择性地成形在垂直于该加工轨迹的方向中的特征。

7.如权利要求6所述的镭射加工系统，其特征在于，为了选择性地成形在垂直于该加工轨迹的方向中的特征，该声学-光学偏转器子系统基于沿着垂直于该加工轨迹的方向中的镭射光束点位置而调整该镭射光束的平均注量。

8.如权利要求7所述的镭射加工系统，其特征在于，该声学-光学偏转器子系统基于沿着该加工轨迹的偏转位置而进一步调整该镭射光束的功率幅值的平均注量，以选择性地成形沿着该加工轨迹的特征。

9.如权利要求1至8中任一权利要求所述的镭射加工系统，其特征在于，该第一声学-光学偏转器和该第二声学-光学偏转器的其中至少一个经配置以调制该镭射光束的功率幅值。

10.如权利要求4所述的镭射加工系统，其特征在于，进一步包括：

滤波器，用以在原始检流计座标中增加误差修正项。

11.如权利要求4所述的镭射加工系统，其特征在于，进一步包括：

低通滤波器，用以接收命令的光束位置信号，该低通滤波器将该命令的光束位置信号中超出该检流计驱动子系统的带宽的部分移除，该低通滤波器输出检流计命令信号，用于控制由该检流计驱动子系统提供的偏转；

延迟组件，用以基于由该低通滤波器引入到该检流计命令信号的延迟量来延迟该命令的光束位置信号；和

用以从该延迟组件的输出减去由该低通滤波器输出的该检流计命令信号的组件，以产生声学-光学偏转器命令信号，用于控制由该声学-光学偏转器子系统提供的偏转。

12.如权利要求4所述的镭射加工系统，其特征在于，进一步包括：

成形组件，用以成形该镭射光束的光强分布；以及

中继透镜，经定位以接收来自该声学-光学偏转器子系统的镭射光束，并将该镭射光束保持在该成形组件的孔径的中心，其独立于由该声学-光学偏转器子系统提供到该镭射光束的偏转角度。

13.如权利要求12所述的镭射加工系统，其特征在于，该成形组件包括衍射光学组件。

14.如权利要求1所述的镭射加工系统，其特征在于，该声学-光学偏转器子系统经配置以在偏转角度范围内偏转该镭射光束，该镭射加工系统进一步包括：

扫描透镜，用以将该镭射光束聚焦在该工件处；和

中继透镜，经定位以在相对于该扫描透镜所选定的位置处接收来自该声学-光学偏转器子系统的镭射光束，使得在该工件的表面处的镭射光束的入射角对应于该镭射光束被该声学-光学偏转器子系统所偏转的角度。

15.如权利要求1所述的镭射加工系统，其特征在于，该第二方向垂直该第一方向。

16.如权利要求1所述的镭射加工系统，其特征在于，该机械可读介质具有存储于其上的指令，当该指令被该电脑执行时，使得该第一声学-光学偏转器和该第二声学-光学偏转器产生在其中的线性调频声学波。

17.一种方法，包括：

产生镭射光束；

透过第一声学-光学偏转器传递该镭射光束，同时产生在该第一声学-光学偏转器中的线性调频声学波，其足以将该镭射光束在第一方向中进行衍射，以产生第一衍射镭射光束；

透过第二声学-光学偏转器传递该第一衍射镭射光束，同时产生在该第二声学-光学偏转器中的线性调频声学波，其足以将该第一衍射镭射光束在第二方向中进行衍射，以产生第二衍射镭射光束，该第二方向不与该第一方向平行或反向；和

透过扫描透镜传递该第二衍射镭射光束。

18.如权利要求17所述的方法，其特征在于，产生该镭射光束包括产生一系列镭射脉冲，该方法进一步包括选择性地改变在连续产生的镭射脉冲之间的点大小。

19.如权利要求17所述的方法，其特征在于，该第二方向垂直该第一方向。

20.如权利要求17所述的方法，其特征在于，产生该镭射光束包括产生一系列镭射脉冲，该方法进一步包括选择性地改变在连续产生的镭射脉冲之间的点大小。

21.如权利要求17所述的方法，进一步包括在透过该扫描透镜传递该第二衍射镭射光束后，将该第二衍射镭射光束引导到工件上，用以在该工件中切割出切口。

22.如权利要求17所述的方法，其特征在于:

该镭射光束包括多个脉冲，以及

选自于包含该第一声学-光学偏转器和该第二声学-光学偏转器的群组中的至少一个的产生是基于脉冲接着脉冲来执行的。

23.一种使用镭射加工系统来加工工件的方法，该方法包括：

产生镭射光束，并且输入该镭射光束到声学-光学偏转器子系统，该声学-光学偏转器子系统包括：

第一声学-光学偏转器，经配置以接收输入到该声学-光学偏转器子系统的该镭射光束，其中该第一声学-光学偏转器操作上是用于在被第一射频信号驱动时，产生在该第一声学-光学偏转器中的声学波，其足以将所输入的该镭射光束在第一方向中进行衍射，并从而输出第一衍射镭射光束；和

第二声学-光学偏转器，经配置以接收该第一衍射镭射光束，其中该第二声学-光学偏转器操作上是用于在被第二射频信号驱动时，产生在该第二声学-光学偏转器中的声学波，其足以将该第一衍射镭射光束在第二方向中进行衍射，并从而自该声学-光学偏转器子系统输出第二衍射镭射光束，该第二方向不与该第一方向平行或反向；以及

使得选自于包含该第一声学-光学偏转器和该第二声学-光学偏转器的群组中的至少一个产生在其中的线性调频声学波。

24.如权利要求23所述的方法，其特征在于，该第二方向垂直该第一方向。

25.如权利要求23所述的方法，其进一步包括，使得该第一声学-光学偏转器和该第二声学-光学偏转器产生在其中的线性调频声学波。