CN110361868B - 一种激光光束的调制装置、激光封装设备及加工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种激光光束的调制装置、激光封装设备及加工方法。该激光光束的调制装置包括空间光束整形单元,用于对所述激光光束进行空间相位调制处理,生成相位调制激光光束;振镜扫描单元,用于将所述相位调制激光光束转投到待处理器件上形成激光光斑,并使激光光斑沿着处理路径进行扫描移动;控制单元,与空间光束整形单元、振镜扫描单元电连接,用于在激光处理过程中,根据处理路径上各个处理点与相位调制参数的对应关系,控制所述空间光束整形单元调制照射到各个处理点的激光光斑的能量分布,该激光光束调制装置能够实现对应处理点的激光光束的适应性整形,消除透镜在不同视场位置的像差的影响,提高激光处理效率和处理质量。
Description
技术领域
本发明实施例涉及有机发光显示领域,尤其涉及一种激光光束的调制装置、激光封装设备及加工方法。
背景技术
有机发光二极管具备自发光、不需要背光源、对比度高、厚度薄、视角广、反应速度快、可用于挠曲性面板等优点,应用前景十分广阔,被认为是下一代显示器新兴应用技术。
有机发光二极管器件的寿命易受到氧气和水汽的影响,二者的侵入将缩短芯片使用寿命,因此有机发光显示屏对水氧的渗透率要求很高。因而,低成本、高产率和水氧渗透率是封装工艺设备技术发展的主要目标。
玻璃粉封装方法是主流工艺之一,其封装气密性优良,且工艺成熟。有机发光显示屏的上下基板中间按一定的路线涂覆有预烧结处理后的玻璃粉,当有激光照射在玻璃粉上后被玻璃粉吸收,光能转化为热能;温度升高至玻璃粉的软化点,实现上下盖板和的融合。
激光封装设备通过光束整形单元对光源产生的激光光束整形成特定形状的光斑,经由扫描振镜和远心F-theta场镜聚焦在工作面上,沿封装线的路径进行扫描封装。但存在的缺陷是光束整形单元为二元光学元件或微透镜阵列,当刻蚀或加工完成后,光束的整形方式一致,导致光斑在不同视场处的像质不同,且在视场较大的区域,会出现光斑的形貌参数变差的问题。
发明内容
本发明提供一种激光光束的调制装置、激光封装设备及加工方法,以实现实时在线、可动态编程控制的光斑形貌调整,提高封装工艺的适用性。
第一方面,本发明实施例提供了一种激光光束的调制装置,空间光束整形单元,用于对所述激光光束进行空间相位调制处理,生成相位调制激光光束;
振镜扫描单元,用于将所述相位调制激光光束转投到待处理器件上形成激光光斑,并使激光光斑沿着处理路径进行扫描移动;
控制单元,与空间光束整形单元、振镜扫描单元电连接,用于在激光处理过程中,根据处理路径上各个处理点与相位调制参数的对应关系,控制所述空间光束整形单元调制照射到各个处理点的激光光斑的能量分布。
可选地,还包括:
光斑检测单元,与所述控制单元电连接,用于检测转投到所述待处理器件上的各个处理点的激光光斑的能量分布;
所述控制单元,还用于在激光处理之前,根据所述光斑检测单元检测到的激光光斑的能量分布,控制所述空间光束整形单元调整相位调制参数,获得照射到各个处理点的激光光斑的能量分布均满足预设条件时的各个处理点与相位调制参数的对应关系。
可选地,还包括:
相位监测单元,与所述控制单元电连接,用于对所述空间光束整形单元生成的相位调制激光光束进行监测,将监测信号发送给所述控制单元;
所述控制单元,还用于根据所述监测信号计算所述相位调制激光光束相对调制前的激光光束的相位变化量,并在所述相位变化量超出预设相位变化量一定范围时反馈异常。
可选地,所述相位监测单元包括:
第一分光棱镜,用于从进入所述空间光束整形单元的激光光束中分出参考激光光束;
第二分光棱镜,用于从所述相位调制激光光束中分出参考相位调制激光光束;
合束器,使所述参考激光光束和所述参考相位调制激光光束合束后发生干涉;
图像传感器,用于接收所述合束器出射的干涉光形成干涉条纹信息,并将所述干涉条纹信息发送给所述控制单元。
可选地,所述空间光束整形单元包括依次沿光路设置的起偏器和液晶相位调制器。
可选地,所述液晶相位调制器包括沿光路方向依次设置的阵列基板、向列型液晶层、公共电极层以及玻璃基板。
可选地,所述振镜扫描单元包括伺服驱动单元和依次设置在光路上的第一反射镜、第二反射镜、F-theta扫描镜组;
所述伺服驱动单元与所述第一反射镜和所述第二反射镜连接,用于带动所述第一反射镜、第二反射镜转动,控制所述相位调制激光光束的传播方向;
所述F-theta扫描镜组用于将所述第二反射镜反射的光束聚焦形成光斑并入射在所述待处理器件的处理点上。
第二方面,本发明实施例还提供了一种激光封装设备,包括第一方面任一所述的激光光束的调制装置,以及光源,所述光源用于产生激光光束。
可选地,还包括扩束准直单元,设置在所述光源与所述调制装置的空间光束整形单元之间,用于对所述激光光束进行扩束和准直。
第三方面,本发明实施例还提供了一种使用如第一方面任一所述的激光光束的调制装置的激光加工方法,包括:
步骤1、根据预设的各个处理点与相位调制参数的对应关系,获取当前处理点对应的相位调制参数;
步骤2、根据所述相位调制参数控制空间光束整形单元进行空间相位调制处理,以生成当前处理点对应的相位调制激光光束;
步骤3、控制振镜扫描单元将所述相位调制激光光束转投到待处理器件上对应的处理点上,形成激光光斑;
步骤4、重复执行步骤1-3,对待处理器件上的所有处理点进行激光加工处理。
可选地,在步骤1之前还包括预处理过程,以获得所述预设的各个处理点与相位调制参数的对应关系,具体包括:
步骤S11、将激光光束投射至一工作面上使其按照待处理器件的处理路径扫描移动,以一定间隔选择扫描路径上的若干处理点,光斑检测单元采集各个处理点的激光光斑的形貌参数;
步骤S12、根据光斑检测单元检测到的各个处理点的激光光斑的形貌参数计算各个处理点的激光光斑的形貌误差,若各个处理点的激光光斑的形貌误差均在误差阈值内则执行步骤S14,反之则将超过误差阈值的形貌误差反馈给空间光束整形单元,并转向步骤S13;
步骤S13、空间光束整形单元根据形貌误差调整形貌误差对应的处理点的相位调制参数,并更新各个处理点与相位调制参数的对应关系,转向在步骤S11;
步骤S14、以当前的各个处理点与相位调制参数的对应关系作为所述预设的各个处理点与相位调制参数的对应关系。
可选地,还包括设置相位监测单元监测空间光束整形单元的工作状态,具体包括:
从进入所述空间光束整形单元的激光光束中分出一部分作为参考激光光束,从所述相位调制激光光束中分出一部分作为参考相位调制激光光束;
将所述参考激光光束和所述参考相位调制激光光束合束后发生干涉;
采集干涉光形成的干涉条纹信息,根据所述干涉条纹信息计算参考激光光束与参考相位调制激光光束之间的相位变化量,并在所述相位变化量超出预设相位变化量一定范围时反馈异常。
本发明实施例提供的一种激光光束的调制装置、激光封装设备及方法,通过设置控制单元,在激光处理过程中,根据处理路径上各个处理点与相位调制参数的对应关系,控制空间光束整形单元调制照射到各个处理点的激光光斑的能量分布。该激光光束的调制装置,可以实现对应封装点的激光光束的适应性整形,不仅能满足不同宽度、不同分布的处理路径的处理需求,还能消除处理点在不同视场位置时透镜产生不同的像差的影响,提升实际的激光处理质量和处理效率,可以满足不同处理器件的工艺需求。
附图说明
图1为本发明实施例一提供的一种激光光束的调制装置的结构示意图;
图2是本发明实施例一提供的另一种激光光束的调制装置的结构示意图;
图3是本发明实施例一提供的又一种激光光束的调制装置的结构示意图;
图4是本发明实施例一提供的又一种激光光束的调制装置的结构示意图;
图5是本发明实施例一提供的一种空间光束整形单元的结构示意图;
图6是本发明实施例一提供的一种液晶相位调制器的结构示意图;
图7是本发明实施例一提供的一种振镜扫描单元的结构示意图;
图8是本发明实施例二提供的二种激光封装设备的结构示意图;
图9是本发明实施例二提供的一种激光封装设备的结构示意图;
图10是本发明实施例三提供的一种激光加工方法的流程示意图;
图11是本发明实施例三提供的另一种激光加工方法的流程示意图;
图12是本发明实施例三提供的又一种激光加工方法的流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是,此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明,而非对本发明的限定。另外还需要说明的是,为了便于描述,附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
实施例一
图1为本发明实施例一提供的一种激光光束的调制装置的结构示意图,参考图1,该调制装置包括,空间光束整形单元11、振镜扫描单元12和控制单元13,空间光束整形单元11用于对激光光束进行空间相位调制处理,生成相位调制激光光束,振镜扫描单元12用于将相位调制激光光束转投到待处理器件14上形成激光光斑,并使激光光斑沿着处理路径140进行扫描移动,控制单元13与空间光束整形单元11、振镜扫描单元12电连接,控制单元13用于在激光处理过程中,根据处理路径140上各个处理点141与相位调制参数的对应关系,控制所述空间光束整形单元11调制照射到各个处理点141的激光光斑的能量分布。
其中,因为振镜扫描单元12在处理器件14不同视场位置即处理路径上不同处理点141上形成的光斑的像差不同,为使不同处理点141处的激光光斑满足处理要求,需要对不同的处理点141设置对应的激光光束的相位调制参数,即扫描振镜单元12将激光光束形成于处理路径140上的第一处理点时,对应的相位调制参数为满足激光光斑要求的第一相位调制参数,当扫描振镜单元12将激光光束形成于处理路径140的第二处理点时,对应的相位调制参数为激光光斑要求的第二相位调制参数,由此,通过预设的处理点与相位调制参数存在的对应关系,即可获得满足要求的与处理路径对应的激光光束的相位调制处理。
下面参考图1对该激光光束的调制装置的工作原理和工作过程进行简单介绍,首先,控制单元11获取振镜扫描单元12将相位调制激光光束转投的处理器件14的处理路径140,其中,待处理器件14上的处理路径140由多个处理点141组成;其次,根据处理路径上各个处理点141与相位调制参数的对应关系,控制空间光束整形单元11进行空间相位调制处理,以生成与各个处理点对应的相位调制激光束;最后,控制单元11控制振镜扫描单元12改变偏转角度和偏转幅度,将相位调制激光光束转投到对应的待处理器件14上的处理点141上,形成激光光斑,由此实现该激光光束调制装置对激光光束调制形成符合处理要求的激光光斑。
需要说明的是,在实际的处理过程中,处理器件14上通常设置有由多个处理点141组成的处理路径140,相位调制激光光束通过扫描振镜单元12的控制,在处理器件14上形成激光光斑,并且由于处理点141组成了处理路径140,实际的处理过程是扫描振镜单元12控制激光光斑在处理140进行连续扫描的过程,处理路径的宽度作为输入数据提供给控制单元,并由控制单元计算出理论相位分布,控制空间光束整形单元11,整形出对应大小的激光光斑形貌,通常地,处理器件上的激光光斑可以整形为M型光斑、Top-hat平顶光斑、凹形光斑或线性光斑等,从而确保扫描后光斑积分的均匀性,提高良率。除此之外,为了提高产率,同时对多处处理路径进行扫描,可以根据基板上处理路径的排布,调整空间光束整形单元11的空间相位调制方案,即光束整形方案,可将一束入射激光光束整形,使其通过扫描振镜单元12后在处理器件14上形成多个激光光斑,从而按照既定的处理路径进行同步处理。
本发明实施例一提供的一种激光光束的调制装置,通过设置控制单元,在激光处理过程中,根据处理路径上各个处理点与相位调制参数的对应关系,控制空间光束整形单元调制照射到各个处理点的激光光斑的能量分布,该激光光束的调制装置,可以实现对应处理点的激光光束的适应性整形,不仅能满足不同宽度、不同分布的处理路径的处理需求,还能消除处理点在不同视场位置时透镜产生不同的像差的影响,提升实际的激光处理质量和处理效率,可以满足不同处理器件的工艺需求。
图2是本发明实施例一提供的另一种激光光束的调制装置的结构示意图,参考图2,可选地,该激光光束调制装置还包括光斑检测单元15,光斑检测单元15与控制单元13电连接,用于检测转投到待处理器件14的处理路径140上的各个处理点141的激光光斑的能量分布,控制单元13还用于在激光处理之前,根据光斑检测单元15检测到的激光光斑的能量分布,控制空间光束整形单元11调整相位调制参数,获得照射到各个处理点的激光光斑的能量分布均满足预设条件时的各个处理点141与相位调制参数的对应关系。
其中,光斑检测单元15可以是采集光学图像的图像传感器,通过图像传感器将激光光斑的形貌参数例如可以包括光斑的半高全宽等参数进行采集并转化为电信号,传输给控制单元13,控制单元13则计算出该激光光斑的能量分布,控制单元13则根据激光光斑的参数控制空间光束整形单元11对激光光束进行相位调制处理,调制后再次进行激光光斑形貌参数采集和相位调制的迭代优化,直至光斑能量分布满足一定的预设条件,从而通过控制单元13记录光斑满足要求时各处理点对应的相位调整参数,获得照射到各个处理点141的激光光斑的能量分布均满足预设条件时的各个处理点141与相位调制参数的对应关系。
需要说明的是,空间光束整形单元11的相位调制问题可视为相位恢复的过程,建设合适的模型后,由于衍射理论十分复杂,几乎无法直接求得满足预设条件的光束相位分布的解析解,所以需要使用迭代的优化算法来求解其最优数值解,控制单元13根据已知的入射光和出射光的能量分布,通过优化算法设计空间光束整形单元11上的相位调制来准确得到所期望的目标激光光斑。
通过设置光斑检测单元和控制单元的配合设置,可以在实际处理前进行预处理过程,通过迭代优化的方法,得到不同处理点的较优的相位调制,从而在实际的扫描处理过程中,根据处理点不同,空间光束整形单元实时改变相位调制,实现对不同处理点上激光光斑能量分布的校正,由此可消除透镜的像差对边缘视场处激光光斑形貌的影响,可校正边缘视场处光斑的形貌,提升激光处理良率。
图3是本发明实施例一提供的又一种激光光束的调制装置的结构示意图,参考图3,可选地,该激光光束调制装置还包括相位监测单元16,该相位监测单元16与控制单元13电连接,用于对空间光束整形单元11生成的相位调制激光光束进行监测,将监测信号发送给控制单元13,控制单元13还用于根据监测信号计算相位调制激光光束相对调制前的激光光束的相位变化量,并在相位变化量超出预设相位变化量一定范围时反馈异常。
该激光光束的调制装置在处理过程中,空间光束整形单元11根据处理路径140上各个处理点141与相位调制参数的对应关系,调制照射到各个处理点141的激光光斑的能量分布,相位监测单元16则通过实时监测空间光束整形单元11相位调制处理后的相位调制激光光束的相位分布的情况,对空间光束整形单元11的工作状态进行实时检测,确保相位调制处理过程的稳定性和正确性。
图4是本发明实施例一提供的又一种激光光束的调制装置的结构示意图,参考图4,可选地,相位监测单元包括第一分光棱镜161、第二分光棱镜162、合束镜164以及图像传感器163,其中,第一分光棱镜161用于从进入空间光束整形单元11的激光光束中分出参考激光光束,第二分光棱镜162用于从相位调制激光光束分出参考相位调制激光光束,合束器164使参考激光光束和参考相位调制激光光束合束后发生干涉,图像传感器163用于接收合束器164出射的干涉光形成干涉条纹信息,并将干涉条纹信息发送给控制单元13。
该相位监测单元采用马赫-泽德尔干涉法测量相位变化,参考激光光束和参考调制激光光束发生干涉,两光束的唯一区别就是具有相位差,发生干涉后如果改变两光束的相位差就会产生干涉条纹的位移。因此通过测量条纹移动的距离就可以得到具体的相位改变值。相位检测模块通过检测干涉条纹的改变量判断空间光束整形单元的相位调制处理过程的稳定性。
图5是本发明实施例一提供的一种空间光束整形单元的结构示意图,参考图5,可选地,空间光束整形单元11包括依次沿光路设置的起偏器112和液晶相位调制器111。图6是本发明实施例一提供的一种液晶相位调制器的结构示意图,参考图6,可选地,该液晶相位调制器111包括沿光路方向依次设置的阵列基板1111、向列型液晶层1112、、公共电极层1113以及玻璃基板1114。
本发明实施例中的空间光束整形单元11采用液晶相位调制器111,其中液晶层是各项异性的调制材料,液晶分子采用向列型,该类型液晶驱动电压低且相位调制深度大。当光在向列型液晶分子层传播时,与分子长轴平行方向的液晶呈现为非寻常折射率,与分子长轴垂直的方向液晶分子呈现为寻常折射率。通过在液晶层两端加载电压,引起液晶分子排列方向和位置的变化,可导致其等效折射率等光学特性发生变化,实现对入射光波前在2π区间内的纯相位调制。液晶相位调制器的调制精度和速度很高,近年来发展的液晶相位调制器使用16位的数模转换器(Digital to Analog,DAC)可在2π范围内实现上千个的线性相位台阶,而且液晶相位调制器的带宽大,可实现对可见光至近红外波段的光束整形。另外,通过控制起偏器112的偏振方向,使得偏振方向与液晶分子长轴方向相同,以实现纯相位调制,确保相位调制过程中能量几乎不存在损耗且衍射效率高。
图7是本发明实施例一提供的一种振镜扫描单元的结构示意图,参考图7,可选地,该振镜扫描单元包括伺服驱动单元(图中未示出)和依次沿光路设置的第一反射镜121、第二反射镜122、F-theta扫描镜组123,伺服驱动单元与第一反射镜121和第二反射镜122连接,用于带动第一反射镜121、第二反射镜122转动,控制相位调制激光光束的传播方向;F-theta扫描镜组123用于将第二反射镜122反射的光束聚焦形成激光光斑并垂直入射在处理器件14处理路径上140的处理点141上。
其中,第一反射镜121和第二反射镜122分别用于控制激光光束的在方向100和方向200上的偏转转角,从而实现激光光斑在处理器件上的全方位扫描。第二反射镜122位于F-theta镜组123的前焦面,将调制激光光束通过F-theta镜组123将激光光斑聚焦至处理器件14上,其中,光斑在不同方向上的位置d=2×f×θ,其中f是F-theta镜组123的焦距,θ是对应该方向的反射镜的转角;光斑位置d正比于反射镜转角,由此可实现整个视场范围内的均匀扫描。
实施例二
图8是本发明实施例二提供的一种激光封装设备的结构示意图,参考图8,该激光封装设备包括光源10以及如本发明实施例一提供的任一的激光光束调制装置,其中,光源10用于产生激光光束,
其中,光源可采用激光器,其激光器发出的激光模态可为基模TEM00,激光波长位于封装材料的高吸收窗口内,用以提高能量的利用率,封装材料以玻璃粉为例,对应的激光波长可设置在红外波段。
本发明实施例提供了激光封装设备,通过设置控制单元,在激光封装过程中,根据处理路径上各个处理点与相位调制参数的对应关系,控制空间光束整形单元调制照射到各个处理点的激光光斑的能量分布。,该激光封装设备可以实现对应封装点的激光光束的适应性整形,不仅能满足不同宽度、不同分布的封装点的封装需求,提高封装产率,还能消除透镜在不同视场位置的像差的影响,提升实际的封装质量和封装效率。
图9是本发明实施例二提供的一种激光封装设备的结构示意图,参考图9,为了保证激光光束的直径满足空间光束整形单元对入射光直径的要求,可选地,该激光封装设备还包括扩束准直单元17,设置在光源与调制装置的空间光束整形单元之间,用于激光光束进行扩束和准直。
实施例三
图10是本发明实施例三提供的一种激光加工方法的流程示意图,参考图10,该激光加工方法使用如本发明实施例一中任一所述的激光光束调制装置,包括如下步骤:
S1、根据预设的各个处理点与相位调制参数的对应关系,获取当前处理点对应的相位调制参数;
S2、根据相位调制参数控制空间光束整形单元进行空间相位调制处理,以生成当前处理点对应的相位调制激光光束;
S3、控制振镜扫描单元将相位调制激光光束转投到待处理器件上对应的的处理点上,形成激光光斑;
S4、重复执行步骤S1-S3,对待处理器件上的处理点进行激光加工处理。
本发明实施例三提供的一种激光加工方法,根据预设的各个处理点与相位调制参数的对应关系,获取当前处理点对应的相位调制参数,从而在激光处理过程中,根据处理路径上各个处理点与相位调制参数的对应关系,控制空间光束整形单元调制照射到各个处理点的激光光斑的能量分布。该激光加工方法,可以实现对应处理点的激光光束的适应性整形,不仅能满足不同宽度、不同分布的处理路径的处理需求,还能消除处理点在不同视场位置时透镜产生不同的像差的影响,提升了实际的激光处理质量和处理效率,可以满足不同处理器件的激光加工需求。
图11是本发明实施例三提供的另一种激光加工方法的流程示意图,参考图11,可选地,在S1之前还包括预处理过程,以获得预设的各个处理点与相位调制参数的对应关系,具体包括:
步骤S11、将激光光束投射至一工作面上使其按照待处理器件的处理路径扫描移动,以一定间隔选择扫描路径上的若干处理点,光斑检测单元采集各个处理点的激光光斑的形貌参数;
步骤S12、根据光斑检测单元检测到的各个处理点的激光光斑的形貌参数计算各个处理点的激光光斑的形貌误差,若各个处理点的激光光斑的形貌误差均在误差阈值内则执行步骤S14,反之则将超过误差阈值的形貌误差反馈给空间光束整形单元,并转向步骤S13;
步骤S13、空间光束整形单元根据形貌误差调整形貌误差对应的处理点的相位调制参数,并更新各个处理点与相位调制参数的对应关系,转向在步骤S11;
步骤S14、以当前的各个处理点与相位调制参数的对应关系作为所述预设的各个处理点与相位调制参数的对应关系。
需要注意的是,该步骤为预处理过程,并非实际的激光加工步骤,控制单元13通过对空间光束整形单元11进行控制,使激光光束进行预先的空间相位调制处理,形成激光光斑,以供光斑检测单元15和控制单元13进行迭代优化,生成预设的处理点与相位调制参数的对应关系,从而在实际的激光加工步骤中读取符合处理要求的光斑的相位调制参数,而且,对于具有相同处理点的不同的处理器件可以采用同一预设的处理点与相位调制参数的对应关系,用以减少激光加工步骤。
图12是本发明实施例三提供的又一种激光加工方法的流程示意图,可选地,该激光加工方法还包括设置相位监测单元监测空间光束整形单元的工作状态,具体包括如下步骤:
S31、从进入所述空间光束整形单元的激光光束中分出一部分作为参考激光光束,从所述相位调制激光光束中分出一部分作为参考相位调制激光光束;
S32、将参考激光光束和参考相位调制激光光束合束后发生干涉;
S33、采集干涉光形成的干涉条纹信息,根据干涉条纹信息计算参考激光光束与参考相位调制激光光束之间的相位变化量,并在相位变化量超出预设相位变化量一定范围时反馈异常。
通过该相位监测步骤,可以在不影响激光处理的情况下,监测空间光束整形单元在实际的处理过程中相位调制的正确性,监测并反馈其他异常情况,及时反馈异常状况,避免激光处理不良的情况发生。
注意,上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解,本发明不限于这里所述的特定实施例,对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此,虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明,但是本发明不仅仅限于以上实施例,在不脱离本发明构思的情况下,还可以包括更多其他等效实施例,而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。
Claims (11)
1.一种激光光束的调制装置,其特征在于,包括:
空间光束整形单元,用于对所述激光光束进行空间相位调制处理,生成相位调制激光光束;
振镜扫描单元,用于将所述相位调制激光光束转投到待处理器件上形成激光光斑,并使激光光斑沿着处理路径进行扫描移动;
控制单元,与空间光束整形单元、振镜扫描单元电连接,用于在激光处理过程中,根据处理路径上各个处理点与相位调制参数的对应关系,控制所述空间光束整形单元调制照射到各个处理点的激光光斑的能量分布;
还包括:
相位监测单元,与所述控制单元电连接,用于对所述空间光束整形单元生成的相位调制激光光束进行监测,将监测信号发送给所述控制单元;
所述控制单元,还用于根据所述监测信号计算所述相位调制激光光束相对调制前的激光光束的相位变化量,并在所述相位变化量超出预设相位变化量一定范围时反馈异常。
2.根据权利要求1所述的激光光束的调制装置,其特征在于,还包括:
光斑检测单元,与所述控制单元电连接,用于检测转投到所述待处理器件上的各个处理点的激光光斑的能量分布;
所述控制单元,还用于在激光处理之前,根据所述光斑检测单元检测到的激光光斑的能量分布,控制所述空间光束整形单元调整相位调制参数,获得照射到各个处理点的激光光斑的能量分布均满足预设条件时的各个处理点与相位调制参数的对应关系。
3.根据权利要求1所述的激光光束的调制装置,其特征在于,所述相位监测单元包括:
第一分光棱镜,用于从进入所述空间光束整形单元的激光光束中分出参考激光光束;
第二分光棱镜,用于从所述相位调制激光光束中分出参考相位调制激光光束;
合束器,使所述参考激光光束和所述参考相位调制激光光束合束后发生干涉;
图像传感器,用于接收所述合束器出射的干涉光形成干涉条纹信息,并将所述干涉条纹信息发送给所述控制单元。
4.根据权利要求1所述的激光光束的调制装置,其特征在于,所述空间光束整形单元包括依次沿光路设置的起偏器和液晶相位调制器。
5.根据权利要求4所述的激光光束的调制装置,其特征在于,所述液晶相位调制器包括沿光路方向依次设置的阵列基板、向列型液晶层、公共电极层以及玻璃基板。
6.根据权利要求1所述的激光光束的调制装置,其特征在于,所述振镜扫描单元包括伺服驱动单元和依次设置在光路上的第一反射镜、第二反射镜、F-theta扫描镜组;
所述伺服驱动单元与所述第一反射镜和所述第二反射镜连接,用于带动所述第一反射镜、第二反射镜转动,控制所述相位调制激光光束的传播方向;
所述F-theta扫描镜组用于将所述第二反射镜反射的光束聚焦形成光斑并入射在所述待处理器件的处理点上。
7.一种激光封装设备,其特征在于,包括权利要求1-6任一所述的激光光束的调制装置,以及光源,所述光源用于产生激光光束。
8.根据权利要求7所述的激光封装设备,还包括扩束准直单元,设置在所述光源与所述调制装置的空间光束整形单元之间,用于对所述激光光束进行扩束和准直。
9.一种使用如权利要求1-6任一所述的激光光束的调制装置的激光加工方法,其特征在于,包括:
步骤1、根据预设的各个处理点与相位调制参数的对应关系,获取当前处理点对应的相位调制参数;
步骤2、根据所述相位调制参数控制空间光束整形单元进行空间相位调制处理,以生成当前处理点对应的相位调制激光光束;
步骤3、控制振镜扫描单元将所述相位调制激光光束转投到待处理器件上对应的处理点上,形成激光光斑;
步骤4、重复执行步骤1-3,对待处理器件上的所有处理点进行激光加工处理;
还包括设置相位监测单元监测空间光束整形单元的工作状态。
10.根据权利要求9所述的激光加工方法,其特征在于,在步骤1之前还包括预处理过程,以获得所述预设的各个处理点与相位调制参数的对应关系,具体包括:
步骤S11、将激光光束投射至一工作面上使其按照待处理器件的处理路径扫描移动,以一定间隔选择扫描路径上的若干处理点,光斑检测单元采集各个处理点的激光光斑的形貌参数;
步骤S12、根据光斑检测单元检测到的各个处理点的激光光斑的形貌参数计算各个处理点的激光光斑的形貌误差,若各个处理点的激光光斑的形貌误差均在误差阈值内则执行步骤S14,反之则将超过误差阈值的形貌误差反馈给空间光束整形单元,并转向步骤S13;
步骤S13、空间光束整形单元根据形貌误差调整形貌误差对应的处理点的相位调制参数,并更新各个处理点与相位调制参数的对应关系,转向在步骤S11;
步骤S14、以当前的各个处理点与相位调制参数的对应关系作为所述预设的各个处理点与相位调制参数的对应关系。
11.根据权利要求9所述的激光加工方法,其特征在于,所述设置相位监测单元监测空间光束整形单元的工作状态,具体包括:
从进入所述空间光束整形单元的激光光束中分出一部分作为参考激光光束,从所述相位调制激光光束中分出一部分作为参考相位调制激光光束;
将所述参考激光光束和所述参考相位调制激光光束合束后发生干涉;
采集干涉光形成的干涉条纹信息,根据所述干涉条纹信息计算参考激光光束与参考相位调制激光光束之间的相位变化量,并在所述相位变化量超出预设相位变化量一定范围时反馈异常。
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