CN112038267B - 一种激光能量的调节装置 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例提供一种激光能量的调节装置,该装置在保证输出的激光总能量满足生产要求的情况下,通过使每个激光产生单元输出激光能量尽量保持一致,从而提高在制备显示面板时的产品良率。该装置包括:PC端与多个激光产生单元,每个激光产生单元的输出端连接对应的第一能量监控器,第一能量监控器的输出端都与PC端的输入端连接;第一能量监控器检测激光产生单元输出的激光的第一能量值并反馈给PC端;PC端确定第一能量值与预设能量值不相同,则确定第一能量值与预设能量值的差值,并基于差值与激光产生单元的内部电压的对应关系向激光产生单元发送控制指令;激光产生单元基于控制指令调整自身内部电压以使输出的激光能量达到预设能量值。
Description
技术领域
本发明涉及显示技术领域,尤其涉及一种激光能量的调节装置。
背景技术
目前在制备显示面板中阵列基板的有源层时,通常采用准分子激光退火工艺将非晶硅快速熔融,并重新结晶形成多晶硅,使得有源层具有载流子迁移率高、稳定性好等特性。现有技术中在使用准分子激光退火工艺制备有源层时,通常将2个、4个或6个激光器组合使用,并且通过光学系统将多个激光器对应的激光束进行合束处理后作用于非晶硅材料。当需要对输出激光的总能量进行调节时,可以通过电压补偿的方式对输出激光的总能量进行调节,即只能同时对全部激光器进行调节,并未考虑到不同的激光器之间输出的激光能量均衡性问题以及单只激光器由于自身性能问题所导致的输出的激光能量波动较大的问题,从而导致形成的多晶硅中不同区域结晶质量存在差异,进而使显示面板的良率较低。
可见,现有技术中虽然通过统一调节多只激光器使其输出的激光总能量满足工艺要求,但是仍然存在不同激光器之间输出的激光能量不均衡的问题以及单只激光器输出的激光能量波动较大的问题,这将导致形成的多晶硅质量较差,进而使得显示面板的良率较低。
发明内容
本发明实施例提供了一种激光能量调节装置,该装置在保证输出的激光总能量满足生产要求的情况下,通过使每个激光产生单元输出激光能量尽量保持一致,从而提高显示面板的产品良率。
第一方面,本发明实施例提供了一种激光能量调节装置,所述装置包括:PC端以及与所述PC端连接的多个激光产生单元,所述多个激光产生单元中每个激光产生单元的输出端连接一一对应的第一能量监控器,所述第一能量监控器的输出端都与所述PC端的输入端连接;
所述第一能量监控器用于检测所述激光产生单元输出的激光的第一能量值,并将所述第一能量值反馈给所述PC端;
若所述PC端确定所述第一能量值与预设能量值不相同,则确定所述第一能量值与所述预设能量值的第一差值,并基于所述第一差值与所述激光产生单元的内部电压的对应关系向所述激光产生单元发送第一控制指令;
所述激光产生单元基于所述第一控制指令调整自身内部电压以使输出的激光能量达到所述预设能量值。
本发明实施例中,多个激光产生单元分别在PC端的控制下产生一定能量值的激光,同时为每个激光产生单元配置有第一能量监控器,即通过第一能量监控器可以检测对应的激光产生单元输出激光的能量值,例如第一能量值。那么针对某个激光产生单元而言,由于PC端中存储有预设能量值,该预设能量值可以认为是为满足特定的工艺生产需求而使每个激光产生单元必须输出的能量值,PC端一旦确定第一能量值与预设能量值不相等,可以基于预设的能量值以及第一能量值的差值与激光产生单元内部电压的对应关系对激光产生单元内部的电压进行调节,最终使第一能量值与预设能量值相等。同理,PC端对其他的激光产生单元输出的激光能量值也进行上述调节,使得每个激光产生单元输出的能量值都达到预设能量值。该激光能量调节装置在保证输出的激光总能量满足生产要求的情况下,通过使每个激光产生单元输出激光能量保持一致,从而提高显示面板的产品良率。
可选的,每个所述激光产生单元包括依次连接的高压电源、全固态脉冲发生器以及准分子激光器,所述准分子激光器的输出端与对应的第一能量监控器连接;
所述高压电源与所述PC端连接,用于根据所述第一控制指令向所述全固态脉冲发生器输出第一电压;
所述固态脉冲发生器基于预设的放大倍数对所述第一电压进行放大并达到第二电压时向所述准分子激光器放电;
所述准分子激光器内的多种反应气体在放电作用下产生所述预设能量值的激光。
本发明实施例中,激光产生单元内部由高压电源、全固态脉冲发生器以及准分子激光器构成,高压电源在PC端输出的第一控制指令的作用下对全固态脉冲发生器输出第一电压,该第一电压在全固态脉冲发生器预设的放大倍数的作用下放大至第二电压,在第二电压的放电作用下,准分子激光器内部的多种反应气体能够产生预设能量值的激光。
可选的,所述装置还包括:
衰减器,所述衰减器的第一输入端与所述激光产生单元的输出端连接,所述衰减器的第二输入端与所述PC端的输出端连接,所述激光产生单元与所述衰减器一一对应,所述衰减器在初始状态下透光率为最大;
所述第一能量监控器还用于检测经所述第一控制指令调节后的所述激光产生单元输出的激光的第二能量值,并将所述第二能量值反馈给所述PC端;
若所述PC确定所述第二能量值大于所述预设能量值,则确定所述第二能量值与所述预设能量值的第二差值,并基于所述第二差值与所述衰减器的透光率的对应关系向所述衰减器发送第二控制指令;
所述衰减器基于所述第二控制指令调整自身透光率使所述第二能量值衰减至所述预设能量值。
本发明实施例中,在基于第一控制指令对激光产生单元输出的激光能量进行调节之后,若第一能量值监控器检测到激光产生单元输出的能量值大于预设能量值,例如,经调节后激光产生单元输出的激光的能量值为第二能量值,该第二能量值大于预设能量值,此时可以进一步利用衰减器对激光产生单元输出的激光能量值进行调节。例如,PC端可以根据第二能量值与预设能量值的差值与衰减器透光率的对应关系对衰减器的透光率进行调节,从而使激光产生单元输出的激光能量值从第二能量值衰减至预设能量值。
可选的,所述装置还包括:
与衰减器的输出端一一对应连接的第二能量监控器,所述第二能量监控器的输出端与所述PC端的输入端连接;
所述第二能量监控器用于检测经所述衰减器后的激光的第三能量值,并将所述第三能量值反馈给所述PC端;
若所述PC端确定同一时刻所述第三能量值小于所述第二能量值,则确定所述第三能量值与所述预设能量值的第三差值,并基于所述第三差值与所述衰减器的透光率的对应关系向所述衰减器发送所述第二控制指令;
所述衰减器基于所述第二控制指令调整自身的透光率,以使所述第三能量值的激光衰减至所述预设能量值。
本发明实施例中,初始状态下可以认为衰减器的透光率为最大,也就是说,理论上第一能量监控器检测到的经第一控制指令调节后的激光产生单元输出激光的第二能量值应该与第二能量监控器检测到的衰减器输出激光的第三能量值相等。若第三能量值小于第二能量值,则表明当前衰减器的透光率并未处于初始状态,那么以第三能量值与预设能量值之间的差值与衰减器的透光率的对应关系来对衰减器的透光率进行调节,从而使第三能量值衰减至预设能量值。
可选的,所述衰减器包括:
第一压电陶瓷,与所述PC端的输出端连接,用于接收所述第二控制指令并使自身发生形变;
衰减镜片,与所述第一压电陶瓷连接,用于根据所述第一压电陶瓷的形变量与所述衰减镜片的倾斜角的第一对应关系使自身的倾斜角变化至第一倾斜角,以使所述第二能量值的激光中部分激光穿过所述衰减镜片,其中,所述衰减镜片的倾斜角与所述衰减镜片的透光率相关。
本发明实施例中,衰减器包括相互连接的第一压电陶瓷和衰减镜片,第一压电陶瓷在第二控制指令的作用下可以发生一定程度的形变,衰减镜片在第一压电陶瓷的作用下自身的倾斜角也相应发生变化,从而使自身的透光率发生变化,以达到对射入的激光能量进行调节的目的。
可选的,所述衰减器还包括:
第二压电陶瓷,与所述PC端的输出端连接,用于接收所述第二控制指令并使自身发生形变,所述第二压电陶瓷的形变量与所述第一压电陶瓷的形变量相同;
光路校正镜片,与所述第二压电陶瓷连接,用于根据所述第二压电陶瓷的形变量与所述光路校正镜片的倾斜角的第二对应关系使自身的倾斜角变化至第二倾斜角,以使经所述衰减镜片折射后的激光光线恢复为原始方位,其中,所述原始方位为所述激光光线射入所述衰减镜片之前的方位,所述第一倾斜角与所述第二倾斜角的补角和为90度,所述第一对应关系与所述第二对应关系相同。
本发明实施例中,衰减器中还包括相互连接的第二压电陶瓷与光路校正镜片,第二压电陶瓷也在第二控制指令的作用下发生形变,第二压电陶瓷的形变量与第一压电陶瓷的形变量相同,并且第二压电陶瓷的形变量与光路校正镜片的倾斜角的对应关系与第一压电陶瓷的形变量与衰减镜片的倾斜角的对应关系相同,这就意味着在同一时刻衰减镜片与光路校正镜片的倾斜角的变化量相同。由于当前衰减镜片的第一倾斜角与光路校正镜片的第二倾斜角的补角和为90度,即衰减镜片与光路校正镜片处于相互垂直状态,从而使得经衰减镜片折射后的激光光线重新恢复到与射入衰减镜片之前相同的方位。
可选的,所述衰减器还包括:
处于密封状态的壳体,所述壳体内充有惰性气体,所述惰性气体用于防止所述第二能量的激光将所述衰减镜片表面氧化。
本发明实施例中,衰减器还包括处于密封状态的壳体,且该壳体内充有惰性气体,可以防止第二能量值的激光射入衰减镜片时,将衰减镜片表面氧化,从而影响衰减镜片的透光率。
可选的,所述衰减器还包括:
吸热板,用于吸收所述衰减镜片反射的部分激光能量并转换为热量;
冷却水循环管路,与所述吸热板连接,通过自身携带的冷却水吸收所述热量。
本发明实施例中,衰减器还包括相互连接的吸热板和冷却水循环管路,吸热板用于对衰减镜片反射的部分激光能量进行吸收并转换为热量,然后再通过冷却水循环管路中包含的冷却水对热量进行吸收。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种激光调节装置的结构示意图;
图2为本发明实施例提供的一种激光产生单元的结构示意图;
图3为本发明实施例提供的一种激光调节装置的结构示意图;
图4为本发明实施例提供的一种衰减器的结构示意图;
图5为本发明实施例提供的一种衰减器的结构示意图;
图6为本发明实施例提供的一种衰减器的结构示意图;
图7为本发明实施例提供的一种衰减器的结构示意图;
图8为本发明实施例提供的一种激光调节装置的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。
目前通常采用准分子激光退火工艺来制备显示面板中的有源层,即通过高能量的激光将非晶硅快速熔融,然后重新结晶形成多晶硅。通过该准分子激光退火工艺制备的有源层具有载流子迁移率高、稳定性好的特性。
现有技术中通常将2个、4个或6个激光器输出的激光光束经光学系统进行合束处理后作用于非晶硅材料,并且可以通过电压补偿的方式对多个激光器整体输出的激光总能量进行调节,也就是说,现有技术中虽然通过统一调节多只激光器使其输出的激光总能量满足工艺要求,但是仍然存在不同激光器之间输出的激光能量不均衡的问题以及单只激光器输出的激光能量波动较大的问题,这将导致经光学系统输出的激光束在作用于非晶硅时,非晶硅材料上不同区域在熔融过程中接收到的激光能量不均匀,从而导致最终形成的多晶硅质量较差,那么基于该多晶硅制备的显示面板良品率较低。
鉴于此,本发明实施例提供了一种激光能量的调节装置,通过对每个激光器输出的激光能量进行反馈调节,既能够保证输出的激光总能量满足生产需求,又可以使每个激光器输出激光能量保持一致,从而提高在制备显示面板时的产品良率。
下面结合说明书附图对本发明实施例提供的激光能量调节装置进行详细介绍。请参见图1,为本发明实施例提供的一种激光能量调节装置,该装置包括:
PC端10以及与PC端连接的多个激光产生单元20,多个激光产生单元20中每个激光产生单元20的输出端连接一一对应的第一能量监控器30,第一能量监控器30的输出端都与PC端10的输入端连接;
第一能量监控器30用于检测激光产生单元20输出的激光的第一能量值,并将第一能量值反馈给PC端10;
若PC端10确定第一能量值与预设能量值不相同,则确定第一能量值与预设能量值的第一差值,并基于第一差值与激光产生单元20的内部电压的对应关系向激光产生单元20发送第一控制指令;
激光产生单元20基于第一控制指令调整自身内部电压以使输出的激光能量达到预设能量值。
本发明实施例中,PC端10可以连接多个激光产生单元20,并独立控制每个激光产生单元20产生一定能量值的激光。此处,激光产生单元20的数量可以根据实际情况进行选择,本发明中不对激光产生单元20的具体数量进行特别限制。同时为了能够检测到每个激光产生单元20输出激光的实时能量值,以便于基于该实时能量值对每个激光产生单元20输出的激光的能量值进行调节,本发明实施例中,为每个激光产生单元20都设置有对应的第一能量监控器30。例如,第一能量监控器30检测到对应的激光产生单元20输出的激光能量值为第一能量值,并将该第一能量值反馈给PC端10。由于PC端10中存储有预设能量值,该预设能量值可以认为是为满足生产需要而使每个激光产生单元20必须输出的激光能量值。那么PC端10一旦确定自身存储的预设能量值与第一能量监控器30所反馈的第一能量值不相等,这就意味着PC端10需要对激光产生单元20输出的激光能量值进行调节。例如,PC端10可以确定预设能量值与第一能量值的第一差值,并基于该第一差值与激光产生单元20内部电压的对应关系向激光产生单元20发送第一控制指令,以使得激光产生单元20基于该第一控制指令调节自身内部电压,从而使输出的实际激光能量值达到预设能量值。
考虑到需要使激光产生单元20所输出的激光能量值在PC端10的控制下可以达到预设能量值,但是PC端10输出的控制信号又无法直接对激光的能量值进行调整。因此,可以基于PC端10输出的控制指令对激光产生单元20内部的电压大小进行控制,并将该电压作用于反应气体,从而产生特定能量值的激光。
请参见图2,基于上述激光产生单元20功能实现的描述,本发明实施例所提供的激光产生单元20具体可以通过以下细分模块来实现,具体可以包括:依次连接的高压电源201、全固态脉冲发生器202以及准分子激光器203,准分子激光器203的输出端与对应的第一能量监控器30连接。
考虑到高压电源201可以在一定范围内输出电压,例如,高压电源201输出电压的范围可以为1.53KV-1.9KV。那么PC端10只需要控制高压电源201输出的电压值就可以达到控制输出激光的能量值的目的。
作为一种可能的实施方式,高压电源201可以与PC端10连接,从而可以根据PC端输出的第一控制指令调节自身输出的电压。例如,高压电源201在第一控制指令作用下向全固态脉冲发生器输出第一电压。全固态脉冲发生器202可以进一步基于自身预设的放大倍数对第一电压进行放大处理,并在电压达到第二电压时对准分子激光器203进行放电。准分子激光器203内部的反应气体在放电作用下就可以产生激光,并且对应的激光能量值为预设能量值。例如,用于产生激光的气体可以为氙气、氖气以及氯化氢气体所组成的混合气体。
应理解,想要在放电作用下使上述混合气体产生激光需要较大的电压,但是高压电源201无法提供那么大的电压,因此可以基于全固态脉冲发生器202对高压电源201输出的电压进行放大处理,以满足产生激光的要求。通常全固态脉冲发生器202的可以预先设置自身的放大倍数,例如,预设放大倍数为20,进而PC端10输出的第一控制指令仅需要调整高压电源201的输出电压,即可以使输出的激光能量达到特定能量值,例如预设能量值。
考虑到只要激光产生单元20输出激光的第一能量值与PC端10中预设能量值不相等,PC端10就会持续向激光产生单元20发送第一控制指令,也就是说,PC端10可以多次对激光产生单元20输出激光的第一能量值进行调节,以使激光产生单元20输出激光的能量值达到第二能量值,且第二能量值与预设能量值的差值越小,则表明调节的效果越好。若经多次调节后,激光产生单元20输出激光的第二能量值仍然在预设能量值附近上下波动,例如,预设能量值为1000mj,第二能量值反复在(800mj,1200mj)区间内波动,而无法稳定在预设能量值处。此时为了使激光产生单元20输出激光的第二能量值满足生产需求,即每个激光单元20输出的第二能量值需要大于或等于1000mj,可以先将激光产生单元20输出的第二能量值调整至(1000mj,1200mj)区间内,从而使激光产生单元20输出的激光能量满足生产需求。由于不同的激光产生单元20之间存在性能差异,因此,不同的激光产生单元20对应(1000mj,1200mj)区间内的第二能量值是不相同的,即可能出现激光产生单元20输出激光的第二能量值不能保持一致。
鉴于此,本发明实施例中可以分别对单个激光产生单元20输出的激光能量进行衰减处理,使得处于(1000mj,1200mj)区间的第二能量值能到较为准确的衰减至预设能量值(1000mj)。
作为一种可能的实施方式,请参见图3,激光能量调节装置中还可以包括衰减器40,衰减器40的第一输入端与激光产生单元20的输出端连接,衰减器40的第二输入端与PC端10的输出端连接。应理解,虽然每个激光产生单元20输出激光的第二能量值都位于(1000mj,1200mj)区间内,但是不同的激光产生单元20对应的第二能量值是不相同的。例如,某个激光产生单元20对应的第二能量值为1100mj,另一个激光产生单元20对应的第一能量值为1150mj。因此,激光产生单元20与衰减器40一一对应,不同的衰减器40分别将不同的激光产生单元20所输出的第二能量值的激光都衰减至预设能量值。
具体的,第一能量监控器30可以检测经第一控制指令调节后的激光产生单元输出的激光的第二能量值,并将该第二能量值反馈给PC端10。PC端10可以先确定出第二能量值与预设能量值的第二差值,并基于第二差值与衰减器40的透光率的对应关系向衰减器40发送第二控制指令,以使衰减器40可以基于第二控制指令对自身的透光率进行调节,从而将激光产生单元输出的激光的第二能量值衰减至预设能量值。
应理解,衰减器40在初始状态下透光率为最大,即第二能量值的激光射入时不会对激光能量进行衰减处理。只有在第二控制指令的作用下,衰减器40的透光率发生相应变化时,第二能量值的激光在射入衰减器40时激光能量才会发生一定程度的衰减,从而降低至预设能量值。
考虑到激光产生单元20输出的激光的第二能量值大于预设能量值,例如,第二能量值位于(1000mj,1200mj)区间,而预设能量值为1000mj。为了使衰减器40能够较为准确的将第二能量值衰减值预设能量值,本发明实施例中衰减器40可以通过以下细分模块来实现,请参见图4,具体包括:第一压电陶瓷401以及与第一压电陶瓷连接的衰减镜片402。第一压电陶瓷401在电信号的作用下可以发生形变,从而带动与之连接的衰减镜片402的倾斜角度发生变化。衰减镜片402上可以认为镀有可以根据倾斜角度改变其透光率的膜层,也就是说,衰减镜片402通过改变自身的倾斜角使部分激光穿过,使另一部分激光被反射,从而达到对激光能量进行衰减处理的效果。
具体的,第一压电陶瓷401可以与PC端10的输出端连接,从而可以接收第二控制指令。例如,第一压电陶瓷401的a端保持固定,b端能够在第二控制指令作用下发生一定程度的形变。与此同时,衰减镜片402可以根据第一压电陶瓷401的形变量与衰减镜片402的倾斜角的第一对应关系使自身的倾斜角变化至第一倾斜角。可以认为衰减镜片402处于第一倾斜角时,第二能量值的激光在经过衰减镜片402时仅有部分激光可以穿过,从而达到将第二能量值的激光衰减至预设能量值。
现有技术中不同的激光产生单元20输出的多束激光(可以认为一个激光产生单元20产生一束激光)经过衰减器40的衰减处理后,将通过光学系统合束处理后作用于非晶硅材料。由于激光产生单元20与光学系统之间的相对位置关系是固定的,这就意味着每个激光产生单元20输出的激光都具有特定的方位,若激光产生单元20输出的激光束的方位发生了变化,该束激光将无法进入到光学系统内,这就要求衰减器40不能改变射入自身的激光束的方位。请继续参见图4,激光产生单元20水平射入衰减器40的激光束在经衰减镜片402折射后,其方向虽然没有发生改变,但是其输出的位置(即水平高度)发生了变化,这将导致该束激光无法进入到光学系统内,从而使由光学系统输出的激光束的总能量降低,从而影响非晶硅熔融的效果,进而影响显示面板的良品率。
鉴于此,本发明实施例中可以在衰减器40内部设置与衰减镜片402相互垂直的另一块镜片,从而基于该镜片对经衰减镜片402折射后的激光的方位进行调整。
一种可能的实施方式,请参见图5,衰减器40内部还包括第二压电陶瓷403以及与第二压电陶瓷403连接的光路校正镜片404。第二压电陶瓷403在电信号的作用下也会发生形变,从而带动与之连接的光路校正镜片的倾斜角发生变化。第二压电陶瓷403可以认为与第一压电陶瓷401为同一类型的压电陶瓷,即在同一电信号作用下,两者的形变量相同。
具体的,第二压电陶瓷403可以与PC端10的输出端连接,从而接收第二控制指令。例如,第二压电陶瓷403的c端保持固定,d端能够在第二控制指令的作用下发生一定程度的形变。与此同时,光路校正镜片404可以根据第二压电陶瓷403的形变量与光路校正镜片404的倾斜角的第二对应关系使自身的倾斜角变化至第二倾斜角。由于第一压电陶瓷401与第二压电陶瓷403形变量相同,那么只需要使第一对应关系与第二对应关系也相同,就可以使同一时刻衰减镜片402的倾斜角的变化量和光路校正镜片404的倾斜角的变化量相同。在此基础上,只需要在初始状态下使衰减镜片402和光路校正镜片404保持垂直状态,那么在后续的调整过程中两者可以一直处于垂直状态。也就是说,第一倾斜角与第二倾斜角的补角的和为90度,从而使得经衰减镜片402折射后的激光光线重新恢复到与射入衰减镜片402之前相同的方位。应理解,第一倾斜角与第二倾斜角所对应的角度都是以水平方向为基准。
应理解,这里的方位具有两层含义:第一是方向,第二是位置,由图4可知,激光光线在经过衰减镜片402后激光光线的方向并未发生改变,但是其位置(高度)发生了改变,因此图5中设置光路校正镜片404主要是为了使由衰减镜片402输出的激光光线恢复到原始的位置(高度),即由光路校正镜片404输出的激光光线的位置(高度)与射入衰减镜片402之前激光光线的位置(高度)相同,从而使各个激光产生单元20输出的激光经衰减处理后都能够进入光学系统。
考虑到第二能量值的激光具有较高的温度,那么第二能量值的激光在射入衰减镜片402时,若衰减镜片402所处的环境中存在较多的氧气,就可能使衰减镜片402表面发生氧化,从而影响衰减镜片402的透光率,进而影响上述针对激光能量进行调节的过程。
鉴于此,本发明实施例中,可以将衰减镜片402置于充满惰性气体的空间内,此时可以认为衰减镜片402周围氧气较少或者没有氧气,即使射入衰减镜片402的激光的能量值较高,也无法使衰减镜片402的表面发生氧化,以达到对衰减镜片402进行保护的目的。
一种可能的实施方式中,请参见图6,衰减器40还包括处于密封状态的壳体405,通过向该壳体405内充入惰性气体,可以使衰减镜片402周围存在的氧气较少甚至完全没有氧气,那么处于高温状态的激光就无法与衰减镜片402发生氧化反应,自然也不会对衰减镜片402的表面进行氧化。
例如,惰性气体可以为氮气,或者其他类型的惰性气体,此处不对壳体405内充入的惰性气体的类型进行特别限制。
考虑到衰减镜片402在对射入的第二能量的激光进行衰减处理时,一部分激光将穿过衰减镜片402,而另一部分激光将被衰减镜片反射至衰减器40的壳体405上。由于被反射的那部分激光仍然具有较高的能量,一方面可能造成衰减器40的壳体405的损坏;另一方面,在衰减器40的壳体405发生损坏之后,空气中的颗粒可能进入衰减器40内部,并吸附在衰减镜片402表面,这可能会影响衰减镜片402对于激光能量的调节。
鉴于此,本发明实施例中可以在衰减器40内部激光反射的位置处设置吸收激光能量的装置,从而快速将衰减镜片402反射的激光能量进行吸收,避免对衰减器40的外部壳体造成损坏。
一种可能的实施方式中,请参见图7,衰减器40还包括吸热板406以及与吸热板406连接的冷却水循环管路407。吸热板406用于吸收衰减镜片402反射的那部分激光能量并将其转换为热量,然后冷却水循环管路407通过自身携带的冷却水将上述热量进行吸收。
应理解,冷却水循环管路407中的冷却水处于不断循环的状态,即吸收了上述热量的部分冷却水将循环至特定的位置进行散热处理后,将继续重复使用。
理论上,衰减器40在每次掉电之后其透光率将恢复到初始状态,即透光率最大的状态,以便为下一次调节激光能量值做好准备。但是考虑到衰减器40在使用过程中可能出现老化的问题,这可能导致衰减器40的透光率在自身掉电之后无法完全恢复到初始状态,那么在下一次使用衰减器40对激光能量值进行调节时将不太准确。
例如,预设能量值为1000mj,激光产生单元20在经第一控制指令调节后输出的激光的第二能量值为1150mj,若衰减器40的透光率当前处于恢复到初始状态,那么激光在射入衰减器40之前以及之后对应能量值保持不变,均为1150mj,此时可以基于预设能量值(1000mj)与第二能量值(1150mj)之间的差值对衰减器40的透过率进行调节。若衰减器40当前的透过率因自身老化未完全恢复到初始状态,此时射入衰减器40的激光能量值仍然为1150mj,但是衰减器40输出的激光能量值则会小于1150mj,例如衰减器40输出的激光能量值为1100mj。也就是说,这种情况下,可以认为在还未基于第二控制指令对衰减器40的透光率进行调节的情况下,衰减器40自身的透过率已经发生变化,若继续基于预设能量值(1000mj)与第二能量值(1150mj)之间的差值对衰减器40的透过率进行调节,将导致衰减器40的透过率的变化量较大,使得衰减器40最终输出的激光能量值小于预设能量值。
鉴于此,本发明实施例中,为了使衰减器40对激光产生单元20所输出的第二能量值的激光调节更为准确,可以基于衰减器40输出的激光的能量值与预设能量值对衰减器40的透光率进行调节。
作为一种可能的实施方式,请参见图8,激光能量调节装置还包括与衰减器40的输出端一一对应连接的第二能量监控器50,第二能量监控器50的输出端与PC端10的输入端连接。
具体的,第二能量监控器50可以用于检测经衰减器40后的激光的第三能量值,并将该第三能量值反馈给PC端10。若PC端10确定在同一时刻激光的第三能量值等于第二能量值,则表明衰减器40当前的透光率处于初始状态;若PC端10确定在同一时刻激光的第三能量值小于第二能量值,则表明衰减器40当前的透光率未处于初始状态。那么在确定衰减器40的透光率未处于初始状态的情况下,PC端10可以基于第三能量值与预设能量值的差值来对衰减器40的透过率进行调节。例如,PC端10可以确定出第三能量值与预设能量值的第三差值,然后基于第三差值与衰减器40透光率的对应关系向衰减器40发送第二控制指令。衰减器40基于第二控制指令调整自身的透光率,从而使第三能量值的激光衰减值预设能量值。
显然,本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样,倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内,则本申请也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (6)
1.一种激光能量调节装置,其特征在于,所述装置包括:PC端以及与所述PC端连接的多个激光产生单元,所述多个激光产生单元中每个激光产生单元的输出端连接一一对应的第一能量监控器,所述第一能量监控器的输出端都与所述PC端的输入端连接;
所述第一能量监控器用于检测所述激光产生单元输出的激光的第一能量值,并将所述第一能量值反馈给所述PC端;
若所述PC端确定所述第一能量值与预设能量值不相同,则确定所述第一能量值与所述预设能量值的第一差值,并基于所述第一差值与所述激光产生单元的内部电压的对应关系向所述激光产生单元发送第一控制指令;
所述激光产生单元基于所述第一控制指令调整自身内部电压以使输出的激光能量达到所述预设能量值;
所述装置还包括:
衰减器,所述衰减器的第一输入端与所述激光产生单元的输出端连接,所述衰减器的第二输入端与所述PC端的输出端连接,所述激光产生单元与所述衰减器一一对应,所述衰减器在初始状态下透光率为最大;
所述第一能量监控器还用于检测经所述第一控制指令调节后的所述激光产生单元输出的激光的第二能量值,并将所述第二能量值反馈给所述PC端;
若所述PC确定所述第二能量值大于所述预设能量值,则确定所述第二能量值与所述预设能量值的第二差值,并基于所述第二差值与所述衰减器的透光率的对应关系向所述衰减器发送第二控制指令;
所述衰减器基于所述第二控制指令调整自身透光率使所述第二能量值衰减至所述预设能量值;
所述装置还包括:
与衰减器的输出端一一对应连接的第二能量监控器,所述第二能量监控器的输出端与所述PC端的输入端连接;
所述第二能量监控器用于检测经所述衰减器后的激光的第三能量值,并将所述第三能量值反馈给所述PC端;
若所述PC端确定同一时刻所述第三能量值小于所述第二能量值,则确定所述第三能量值与所述预设能量值的第三差值,并基于所述第三差值与所述衰减器的透光率的对应关系向所述衰减器发送所述第二控制指令;
所述衰减器基于所述第二控制指令调整自身的透光率,以使所述第三能量值的激光衰减至所述预设能量值。
2.如权利要求1所述的装置,其特征在于,每个所述激光产生单元包括依次连接的高压电源、全固态脉冲发生器以及准分子激光器,所述准分子激光器的输出端与对应的第一能量监控器连接;
所述高压电源与所述PC端连接,用于根据所述第一控制指令向所述全固态脉冲发生器输出第一电压;
所述固态脉冲发生器基于预设的放大倍数对所述第一电压进行放大并达到第二电压时向所述准分子激光器放电;
所述准分子激光器内的多种反应气体在放电作用下产生所述预设能量值的激光。
3.如权利要求1所述的装置,其特征在于,所述衰减器包括:
第一压电陶瓷,与所述PC端的输出端连接,用于接收所述第二控制指令并使自身发生形变;
衰减镜片,与所述第一压电陶瓷连接,用于根据所述第一压电陶瓷的形变量与所述衰减镜片的倾斜角的第一对应关系使自身的倾斜角变化至第一倾斜角,以使所述第二能量值的激光中部分激光穿过所述衰减镜片,其中,所述衰减镜片的倾斜角与所述衰减镜片的透光率相关。
4.如权利要求3所述的装置,其特征在于,所述衰减器还包括:
第二压电陶瓷,与所述PC端的输出端连接,用于接收所述第二控制指令并使自身发生形变,所述第二压电陶瓷的形变量与所述第一压电陶瓷的形变量相同;
光路校正镜片,与所述第二压电陶瓷连接,用于根据所述第二压电陶瓷的形变量与所述光路校正镜片的倾斜角的第二对应关系使自身的倾斜角变化至第二倾斜角,以使经所述衰减镜片折射后的激光光线恢复为原始方位,其中,所述原始方位为所述激光光线射入所述衰减镜片之前的方位,所述第一倾斜角与所述第二倾斜角的补角和为90度,所述第一对应关系与所述第二对应关系相同。
5.如权利要求4所述的装置,其特征在于,所述衰减器还包括:
处于密封状态的壳体,所述壳体内充有惰性气体,所述惰性气体用于防止所述第二能量的激光将所述衰减镜片表面氧化。
6.如权利要求5所述的装置,其特征在于,所述衰减器还包括:
吸热板,用于吸收所述衰减镜片反射的部分激光能量并转换为热量;
冷却水循环管路,与所述吸热板连接,通过自身携带的冷却水吸收所述热量。
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