CN112951745B - 激光退火设备 - Google Patents
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Abstract
本申请实施例提供了一种激光退火设备。在本申请实施例提供的激光退火设备中，由于光束截止器朝向收集腔室的一面为凹弧面，且凹弧面的焦距不小于第一尺寸且小于设计焦距上限，从而使得第一激光光束经过光束截止器的反射后，投射在第一侧壁的第一光斑的面积大于设计面积。从而能够避免第一激光光束集中投射在第一侧壁的某一区域处，能够避免第一侧壁中第一光斑投射处出现温度明显升高的问题，有利于降低第一侧壁中第一光斑投射处的温度，进而能够避免光束收集器出现温度升高的问题，有利于降低光束收集器的温度，从而有利于降低激光退火设备整体的温度。
Description
技术领域
本申请涉及显示技术领域，具体而言，本申请涉及一种激光退火设备。
背景技术
目前，在显示面板的LTPS(Low Temperature Poly-Silicon，低温多晶硅)生产制程中，激光退火设备为关键的工艺设备，激光退火设备决定了非晶硅转化为多晶硅的工艺质量。
激光退火设备包括用于吸收冗余激光光束的光束收集器，随着光束收集器吸收的激光光束的能量的增大，光束收集器的温度也会随之增高，而光束收集器的温度过高会降低非晶硅转化为多晶硅的工艺质量，因此，在激光光束射入到光束收集器的光斑投射处设置有冷却装置。
但是，对于现有激光退火设备而言，激光光束射入到激光退火设备的光束收集器中一侧壁上的光斑面积较小，导致激光光束集中于该侧壁的某一区域，这会导致该区域处的温度会明显高于其它区域，容易导致冷却装置不能及时带走该区域的热量，从而导致光束收集器出现温度升高的问题。
发明内容
本申请针对现有方式的缺点，提出一种激光退火设备，用以解决现有技术中激光退火设备的光束收集器容易出现温度升高的技术问题。
本申请实施例提供了一种激光退火设备，包括：
光束收集器，包括收集腔室，收集腔室的一侧设置有光束入射窗；
光束截止器，设置于光束收集器靠近光束入射窗的一侧，用于将第一激光光束反射至收集腔室的第一侧壁；光束截止器朝向收集腔室的一面为凹弧面，凹弧面的焦距不小于第一尺寸且小于设计焦距上限，使得第一激光光束投射在第一侧壁的第一光斑的面积大于设计面积；第一尺寸为凹弧面与光束入射窗之间的距离。
本申请实施例提供的技术方案带来的有益技术效果包括：
在本申请实施例提供的激光退火设备中，由于光束截止器朝向收集腔室的一面为凹弧面，且凹弧面的焦距不小于第一尺寸且小于设计焦距上限，从而使得第一激光光束经过光束截止器的反射后，投射在第一侧壁的第一光斑的面积大于设计面积。从而能够避免第一激光光束集中投射在第一侧壁的某一区域处，相当于能够扩大第一激光光束投射在第一侧壁上的光斑的面积，由于激光退火设备中热交换的面积不小于第一光斑面积，从而能够提升热交换的效率，能够避免第一侧壁中第一光斑投射处出现温度明显升高的问题，有利于降低第一侧壁中第一光斑投射处的温度，进而能够避免光束收集器出现温度升高的问题，有利于降低光束收集器的温度，从而有利于降低激光退火设备整体的温度。
本申请附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，这些将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。
附图说明
本申请上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1为本申请实施例提供的一种激光退火设备的结构示意图；
图2为第一激光光束从传统的平面镜光束截止器的反射到收集腔室内的等效光路示意图；
图3为本申请实施例提供的激光退火设备中第一激光光束从光束截止器反射到收集腔室内的另一种等效光路示意图；
图4为本申请实施例提供的图1所示激光退火设备的光束截止器中凹弧面的曲率半径示意图；
图5为本申请实施例提供的激光退火设备中螺旋状冷却管的结构示意图；
图6为本申请实施例提供的激光退火设备中吸收件的结构示意图。
附图标记说明：
100-待加工基板；
10-光束收集器；
11-收集腔室；111-光束入射窗；112-第一侧壁；1121-第一光斑；113-第二侧壁；114-第三侧壁；115-第四侧壁；
12-吸收件；121-锯齿单元；
20-光束截止器；
31-第一冷却装置；311-螺旋状冷却管；
32-第二冷却装置。
具体实施方式
下面详细描述本申请，本申请的实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的部件或具有相同或类似功能的部件。此外，如果已知技术的详细描述对于示出的本申请的特征是不必要的，则将其省略。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本申请，而不能解释为对本申请的限制。
本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)，具有与本申请所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语，应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样被特定定义，否则不会用理想化或过于正式的含义来解释。
本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本申请的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的全部或任一单元和全部组合。
本申请的发明人进行研究发现，现有显示面板的LTPS生产制程中，激光退火设备的光束截止器多为平面镜，光束截止器将冗余的激光光束反射到光束收集器的收集腔室中进行吸收，并通过设置于收集腔室一侧壁的冷却装置带走吸收激光光束所产生的热量。但是由于激光光束射入角度的不同，容易使得激光光束射入到收集腔室一侧壁的光束宽度较小，导致激光光束集中于该侧壁的某一区域，这会导致该区域处的温度会明显高于其它区域，容易导致冷却装置不能及时带走该区域的热量，从而导致光束收集器出现温度升高的问题。
而且，随着光束收集器温度的升高，会使得激光退火设备内部的温度随之升高，容易导致目标激光光束的光路出现偏差，从而导致激光退火设备加工后的基板的边缘出现形态呈簇状、齿状、斜纹等斑纹。随着激光退火设备连续工作时间的增长，设备内部温度的继续升高，现有LTPS的生产产线中，当激光退火设备连续工作3小时以上，由于设备内部温度过高，容易导致激光退火设备加工后的基板的整面出现脏污斑纹，从而导致基板的合格率降低，导致激光退火设备的产能稼动率严重下降，降低基板的加工效率。
本申请提供的激光退火设备，旨在解决现有技术的如上技术问题。
下面以具体地实施例对本申请的技术方案以及本申请的技术方案如何解决上述技术问题进行详细说明。
本申请实施例提供了一种激光退火设备，该激光退火设备的结构示意图如图1所示；本申请实施例提供的激光退火设备中第一激光光束从光束截止器反射到收集腔室内的一种等效光路示意图如图3所示。第一激光光束从传统的平面镜光束截止器的反射到收集腔室内的等效光路示意图如图2所示。
本申请实施例中，如图1所示，激光退火设备包括：光束收集器10和光束截止器20。
光束收集器10包括收集腔室11，收集腔室11的一侧设置有光束入射窗111；光束截止器20设置于光束收集器10靠近光束入射窗111的一侧，用于将第一激光光束反射至收集腔室11的第一侧壁112。
光束截止器20朝向收集腔室11的一面为凹弧面，凹弧面的焦距f不小于第一尺寸D1且小于设计焦距上限D2，使得第一激光光束投射在第一侧壁112的第一光斑1121的面积大于设计面积；第一尺寸D1为凹弧面与光束入射窗111之间的距离。
在本申请实施例提供的激光退火设备中，由于光束截止器20朝向收集腔室11的一面为凹弧面，且凹弧面的焦距f不小于第一尺寸D1且小于设计焦距上限D2，从而使得第一激光光束经过光束截止器20的反射后，投射在第一侧壁112的第一光斑1121的面积大于设计面积。从而能够避免第一激光光束集中投射在第一侧壁112的某一区域处，相当于能够扩大第一激光光束投射在第一侧壁112上的第一光斑1121的面积，由于激光退火设备中热交换的面积不小于第一光斑1121面积，从而能够提升热交换的效率，能够避免第一侧壁112中第一光斑1121投射处出现温度明显升高的问题，有利于降低第一侧壁112中第一光斑1121投射处的温度，进而能够避免光束收集器10出现温度升高的问题，有利于降低光束收集器10的温度，从而有利于降低激光退火设备整体的温度。
而且，通过避免光束收集器10出现温度升高的问题，能够避免激光退火设备的内部出现温度过高的情况，从而避免目标激光光束的光路因设备内部温度过高出现偏差的情况，降低激光退火设备加工后的基板的边缘出现形态呈簇状、齿状、斜纹等斑纹、甚至加工后的基板的整面出现脏污斑纹的几率，进而能够提高激光退火设备加工基板的合格率，提高激光退火设备的产能稼动率。
应当说明的是，本申请实施例中，第一激光光束指的是，激光退火设备中产生的激光中不需要投射到待加工基板100的激光光束。光束截止器20用于将第一激光光束反射至光束收集器10的收集腔室11内，通过光束收集器10完成第一激光光束的吸收，以防止第一激光光束投射到待加工基板100。
如图3所示，在光束截止器20中凹弧面的焦距f为设计焦距上限D2的情况下，反射后的第一激光光束会先聚集在焦点O2，然后发散射入收集腔室11内，并在第一侧壁112形成第一光斑1121，第一光斑1121的尺寸为B3B4之间的距离，图2中平面镜光束截止器反射形成的光斑尺寸为B3B4之间的距离。
因此，本申请实施例提供的激光退火设备相较于能够扩大第一激光光束投射在第一侧壁112上的第一光斑1121的面积，由于激光退火设备中热交换的面积不小于第一光斑1121面积，从而能够提升热交换的效率，能够避免第一侧壁112中第一光斑1121投射处出现温度明显升高的问题，有利于降低第一侧壁112中第一光斑1121投射处的温度，进而能够避免光束收集器10出现温度升高的问题，有利于降低光束收集器10的温度，从而有利于降低激光退火设备整体的温度。
如图3所示，在光束截止器20中凹弧面的焦距f为第一尺寸D1的情况下，反射后的第一激光光束会先聚集在焦点O1，然后发散射入收集腔室11内，并在第一侧壁112形成第一光斑1121，第一光斑1121的尺寸为B1B2之间的距离，使得第一激光光束的投射在第一侧壁112的第一光斑1121进一步变大，从而进一步避免第一侧壁112中第一光斑1121投射处出现温度明显升高的问题，能够进一步避免光束收集器10出现温度升高的问题，从而有利于进一步降低激光退火设备整体的温度。
应该说明的是，图2中A1A2为第一激光光束入射到平面镜光束截止器的形成的光斑的长度，点A为A1A2的中点，点A、焦点O3和焦点B所在的虚线为平面镜的主轴，D3为平面镜光束截止器与第一侧壁112的距离。图3中，A1’A2’为第一激光光束入射到光束截止器20的凹弧面形成的第一光斑1121的长度，点A为A1’A2’的中点。
在本申请的一个实施例中，设计焦距上限D2与第一乘积与第一和值的比值成正比；第一乘积为第一尺寸D1与二分之一的第二长度的乘积，在垂直于凹弧面的径向上，第一激光光束入射到凹弧面的第二光斑的长度A1’A2’为第二长度；第一和值为二分之一的第二长度与二分之一的第一长度的加和，在垂直于第一侧壁的方向上，第一长度为设计面积对应图形的最大长度。
为了便于说明本申请实施例中，设置光束截止器20凹弧面作用，下面结合如2和图3进行具体说明，为了简化说明，本申请实施例中简化图2和图3中第一激光光束的形成的光斑均为圆形：
如图2所示，为光束截止器采用平面镜的情况下，第一激光光束从平面镜光束截止器的反射到收集腔室内的等效光路示意图。第一激光光束投射在平面镜的光斑的直径为A1A2，经过平面镜的反射后，第一激光光束投射第一侧壁112的光斑的直径为B3B4，反射后的第一激光光束的焦点为O3，点A和焦点O3所在的虚线为平面镜的主轴平面镜反射的第一激光光束的焦距为D4。
如图3所示，为本申请实施例提供的激光退火设备中第一激光光束从光束截止器20反射到收集腔室11内的一种等效光路示意图。在光束截止器20中凹弧面的焦距f为设计焦距上限D2的情况下，反射后的第一激光光束射入收集腔室11内，会先聚集在焦点O2，然后发散在第一侧壁112形成第一光斑1121，第一光斑1121的直径为B3B4之间的距离，能够避使得第一激光光束形成的第一光斑1121的直径与第一激光光束经过平面镜反射后形成在第一侧壁112的光斑的直径为相等。因此，当光束截止器20中凹弧面的焦距f小于设计焦距上限D2时，第一光斑1121的直径大于第一激光光束经过平面镜反射后形成在第一侧壁112的光斑的直径，相当于能够扩大第一激光光束投射在第一侧壁112上的第一光斑1121的面积，由于激光退火设备中热交换的面积不小于第一光斑1121面积，从而能够提升热交换的效率，从而能够避免第一侧壁112中第一光斑1121投射处出现温度明显升高的问题，进而能够避免光束收集器10出现温度升高的问题。
在光束截止器20中凹弧面的焦距f为第一尺寸D1的情况下，反射后的第一激光光束会先聚集在焦点O1，然后发散射入收集腔室11内，并在第一侧壁112形成第一光斑1121，第一光斑1121的直径为B1B2之间的距离，从图4中可知，B1B2之间的距离大于B3B4之间的距离。因此，在光束截止器20与光束入射窗111、第一侧壁112之间的距离均不变的情况下，相较于平面镜的光束截止器，本申请实施例中包括凹弧面的光束截止器20，能够使得第一激光光束的投射在第一侧壁112的第一光斑1121的尺寸变大，进而使得第一光斑1121的面积变大，从而能够避免第一侧壁111中第一光斑1121投射处出现温度明显升高的问题，能够避免光束收集器10出现温度升高的问题。
可选地，结合如2和图3具体说明光束截止器20凹弧面作用。为了简化说明，便于计算将第一激光光束投射在光束截止器20的光斑的直径A1’A2’等效为A1A2。例如，A1’A2’为5.4mm(毫米)，平面镜反射的第一激光光束的焦距为D4为360mm，光束截止器20与第一侧壁112中供第一光斑1121投射处的距离D3为150mm。则根据ΔO3BB3和ΔO3AA1相似三角形定理可得公式(1)。
根据公式(1)计算可得，平面镜反射的第一激光光束投射在第一侧壁112的光斑的直径B3B4为3.15mm。
当光束截止器20的反射面为凹弧面时，在光束截止器20中凹弧面的焦距f为第一尺寸D1的情况下，反射后的第一激光光束会先聚集在焦点O1，然后发散射入收集腔室11内，即焦点O1在光束入射窗111上，此时可以确保光束截止器20反射的第一激光光束可以全部进入收集腔室11内。根据ΔO2BB3和ΔO2AA2相似三角形定理可得公式(2)。
根据公式(2)可推到得到公式(3)
根据公式(3)计算可得，光束截止器20中凹弧面的焦距f的设计焦距上限D2为94.74mm。
根据ΔA1AO1和ΔBO1B2相似三角形定理可得公式(4)。
根据公式(4)计算可得，在光束截止器20中凹弧面的焦距f为第一尺寸D1的情况下，反射后的第一激光光束在第一侧壁112形成第一光斑1121直径B1B2为7.425mm。
根据上述计算可知，当光束截止器20中凹弧面的焦距f不小于第一尺寸D1且小于设计焦距上限D2，即40mm≤f＜94.74mm时，就能增大第一激光光束在第一侧壁112形成第一光斑1121的直径。在光束截止器20与光束入射窗111、第一侧壁112之间的距离均不变的情况下，当40mm≤f＜94.74mm时，本申请实施例光束截止器20的凹弧面反射的第一激光光束在第一侧壁112形成第一光斑1121的直径均大于，平面镜的光束截止器反射的第一激光光束在第一侧壁112形成光斑的直径。
当光束截止器20中凹弧面的焦距f为设计焦距上限D2时，即焦距f为40mm时，第一激光光束在第一侧壁112形成第一光斑1121的直径B1B2为7.425mm，相较于平面镜的光束截止器反射的第一激光光束投射第一侧壁112的光斑的直径B3B4为3.15mm，使得第一光斑1121的直径增大了2.3倍，从而能够使得第一光斑1121的面积变大，从而能够避免第一侧壁111中第一光斑1121投射处出现温度明显升高的问题，能够避免光束收集器10出现温度升高的问题。
本申请实施例中，第一长度为设计面积对应图形的最大长度，对应图形为圆形的情况下，第一长度即为直径B3B4的长度或直径B1B2的长度。
在本申请的一个实施例中，凹弧面的曲率半径R与第二长度成正比，且曲率半径R与基于第一角度的余弦值成反比。第二长度为A1A2，第一角度为90°与二分之一偏折角度θ的差值。
本申请实施例中，以光束截止器20中凹弧面的焦距f为设计焦距上限D2，即焦距f为40mm，结合图3和图4来计算光束截止器20中凹弧面的曲率半径R，详细过程如下所示：
已知AA1为2.7mm，D4为360mm，在ΔA1AO3和ΔA1AO2中计算A1点平面镜的光束截止器反射的第一激光光束与光束截止器20中凹弧面反射的第一激光光束之间偏折角度θ的计算公式(5)：
θ＝tan-1(D4/AA1)-tan-1(D2/AA1) 公式(5)
根据反射定律，A1点法线偏移角度为θ/2，圆形法线方向与圆形半径重合，即凹弧面的圆心在光轴AO上，可计算凹面曲率半径大小，如图5所示，在ΔA1AO中计算凹面的曲率半径R为：
根据公式(5)和公式(6)计算可得，当光束截止器20中凹弧面的焦距f为40mm时，凹弧面的曲率半径R＝90.18mm，凹弧面的曲率为1/R＝0.011mm-1。
综上可知，当光束截止器20中凹弧面的曲率半径为90.18mm时，光束截止器20具有最大的曲率1/R＝0.011mm-1，可使束截止器20中凹弧面反射的第一激光光束到达第一侧壁112的第一光斑1121的直径增加为平面镜反射的第一激光光束的2.3倍，从而能够使得第一光斑1121的面积变大，从而能够避免第一侧壁111中第一光斑1121投射处出现温度明显升高的问题，能够避免光束收集器10出现温度升高的问题。
在本申请的一个实施例中，收集腔室11包括第一侧壁112、与第一侧壁112相对的第二侧壁113和连接第一侧壁112与第二侧壁113的第三侧壁114；第一侧壁112、第二侧壁113和第三侧壁114均设置有第一冷却装置31。
从图1中可知，第一激光光束在收集腔室11内，会在第一侧壁112、第二侧壁113和第三侧壁114之间发生多次反射，即第一侧壁112、第二侧壁113和第三侧壁114均会因第一激光光束的投射而产生一定的热量，因此，本申请实施例中，在第一侧壁112、第二侧壁113和第三侧壁114均设置有第一冷却装置31，通过第一冷却装置31能够及时带走第一侧壁112、第二侧壁113和第三侧壁114积聚的热量，从而能够避免光束收集器10出现温度升高的问题。
在本申请的一个实施例中，如图5所示，第一冷却装置31包括螺旋状冷却管311。相较于直线形的冷却管，螺旋状冷却管311能够增加冷却介质在螺旋状冷却管311的流动时间，能够增大冷却接触面积，从而能够提高第一冷却装置31的冷却效果和冷却效率。
在本申请的一个实施例中，光束截止器20远离光束收集器的一侧设置有第二冷却装置32。从图1中可知，光束截止器20的凹弧面用于将第一激光光束反射至收集腔室11内，即光束截止器20也会因第一激光光束而产生一定的热量。
本申请实施例中，通过在光束截止器20远离光束收集器的一侧设置有第二冷却装置32，可以及时将光束截止器20积聚的热量的带走，进而能够避免激光退火设备的内部出现温度过高的情况，从而避免目标激光光束的光路因设备内部温度过高出现偏差的情况，降低激光退火设备加工后的基板的边缘出现形态呈簇状、齿状、斜纹等斑纹、甚至加工后的基板的整面出现脏污斑纹的几率，进而能够提高激光退火设备加工基板的合格率，提高激光退火设备的产能稼动率。
在本申请的一个实施例中，收集腔室11中设置有吸收件12，吸收件12用于对经过收集腔室11的侧壁折射后的第一激光光束进行至少两次反射并进行吸收。
如图6所示，本申请实施例提供的激光退火设备中吸收件的结构示意图。第一激光光束经过收集腔室11的第一侧壁112、第二侧壁113和第三侧壁114的反射后，射入吸收件12，并通过多次反射第一激光光束，逐渐吸收第一激光光束所携带的能量，完成第一激光光束的吸收，从而防止第一激光光束从吸收件12重新反射至收集腔室11的第一侧壁112、第二侧壁113或第三侧壁114。
本申请实施例中，吸收件12包括液冷管路(图中未示出)，液冷管路可以为螺旋状冷却管311。可选地，吸收件12的液冷管路，可以与设置于第一侧壁112、第二侧壁113和/或第三侧壁114的第一冷却装置31的螺旋状冷却管311连通。
应该说明的是，现有激光退火设备的吸收件12通常采用风冷的散热方式，本申请实施例中，通过在吸收件12内部设置液冷管路，通过液冷的方式带走吸收件12的热量，从而能够增强吸收件12的散热能力，提升吸收件12的散热效率，进而能够避免光束收集器10出现温度升高的问题。本申请实施例中，通过采用风冷和液冷两种散热方式相结合，以及使得投射在第一侧壁112的第一光斑1121的面积大于设计面积，可以使得光束收集器10的温度维持在18℃～23℃，满足生产要求。
在本申请的一个实施例中，如图6所示，吸收件12包括多个锯齿单元121，且相邻两个锯齿单元121之间的夹角范围不小于20°且不大于45°。
本申请实施例中，从图6中可以看出，第一激光光束摄入到一锯齿单元121的侧壁时，由于相邻两个锯齿单元121之间的夹角α的范围不小于20°且不大于45°，能够保障第一激光光束会在该锯齿单元121和相邻锯齿单元121之发生多次反射，在反射过程中，第一激光光束的能量逐渐被锯齿单元121所吸收并转化为热能，从而防止了第一激光光束从吸收件12重新反射至收集腔室11的第一侧壁112、第二侧壁113或第三侧壁114。
通过设置吸收件12包括多个锯齿单元121，且相邻两个锯齿单元121之间的夹角α的范围不小于20°且不大于45°，可选地，相邻两个锯齿单元121之间的夹角为30°，可以增强吸收件12的反射能力，防止入射到吸收件12中锯齿单元121的激光光束溢出。
本申请实施例中，任一个锯齿单元121的截面为三角形，三角形的顶角β的角度与相邻两个锯齿单元121之间的夹角α相匹配，以调控组合形成的吸收件12中任意相邻两个锯齿单元121之间的夹角α满足要求。
在本申请的一个实施例中，收集腔室11包括第一侧壁112、与第一侧壁112相对的第二侧壁113和连接第一侧壁112与第二侧壁113的第三侧壁114；任意相邻两个锯齿单元121之间形成的开口朝向第一侧壁112、第二侧壁113和第三侧壁114中一个侧壁反射第一激光光束的光路的出射方向。
本申请实施例中，如图1所示，吸收件12中任意相邻两个锯齿单元121之间形成的开口朝向第三侧壁114反射第一激光光束的光路的出射方向，从而可以尽可能的将第一激光光束反射至吸收件12，从而通过吸收件12中完成对第一激光光束的吸收。本领域技术人员，可以根据实际的激光光束在收集腔室11内的反射光路，来设置吸收件12中任意相邻两个锯齿单元121之间形成的开口的朝向。
在本申请的一个实施例中，吸收件12设置于收集腔室11的第二侧壁113，任意相邻两个锯齿单元121之间形成的开口朝向第三侧壁114，且在平行于第三侧壁114的方向上，吸收件12的长度不小于第三侧壁114上供第一激光光束的第三光斑投射处的长度。
本申请实施例中，通过设置吸收件12的长度不小于第三侧壁114上供第一激光光束的第三光斑投射处的长度，可以保障第三侧壁114反射第一激光光束能够完全进入吸收件12的开口中，从而能够保障吸收件12完成对第一激光光束的全部吸收。
在本申请的一个实施例中，吸收件12的材料包括碳纤维材料。由于碳纤维材料的光热转化效率可以高达92.5％，因此，本申请实施例中，通过采用碳纤维材料制成吸收件12，特别是，采用碳纤维材料制成吸收件12的锯齿单元121，能够提高吸收件12对第一激光光束的吸收效率，即可以降低第一激光光束在相邻两个锯齿单元121之间的反射次数，从而进一步降低第一激光光束从吸收件12中逃逸出的几率。
在本申请的一个实施例中，收集腔室11包括第一侧壁112、与第一侧壁112相对的第二侧壁113和连接第一侧壁112与第二侧壁113的第三侧壁114和第四侧壁115，第四侧壁115连接光束入射窗111和第一侧壁112。第四侧壁115与光束入射窗111之间设置有设计夹角，使得通过光束入射窗111射入收集腔室11内的第二激光光束，反射至第二侧壁113，并被第三侧壁114或吸收件12吸收；第二激光光束为待加工基板100反射的激光光束。
由于待加工基板100具有一定的反射能力，在加工过程中，会有部分激光反射出形成第二激光光束，为了避免第二激光光束影响激光退火设备色其它部件，因此，需要通过收集腔室11吸收第二激光光束。本申请实施例中，通过设置第四侧壁115，使得进入到收集腔室11内的第二激光光束，会依次经过第四侧壁115、第二侧壁113、第一侧壁112和第三侧壁114的反射，反射过程中，未被上述侧壁吸收的第二激光光束中能量较高的部分激光光束，会最终反射到吸收件12，并被吸收件12所吸收。应用本申请实施例，至少能够实现如下有益效果：
1、在本申请实施例提供的激光退火设备中，由于光束截止器20朝向收集腔室11的一面为凹弧面，且凹弧面的焦距f不小于第一尺寸D1且小于设计焦距上限D2，从而使得第一激光光束经过光束截止器20的反射后，投射在第一侧壁112的第一光斑1121的面积大于设计面积。从而能够避免第一激光光束集中投射在第一侧壁112的某一区域处，相当于能够扩大第一激光光束投射在第一侧壁112上的第一光斑1121的面积，由于激光退火设备中热交换的面积不小于第一光斑1121面积，从而能够提升热交换的效率，能够避免第一侧壁112中第一光斑1121投射处出现温度明显升高的问题，有利于降低第一侧壁112中第一光斑1121投射处的温度，进而能够避免光束收集器10出现温度升高的问题，有利于降低光束收集器10的温度，从而有利于降低激光退火设备整体的温度。
2、本申请实施例中，在第一侧壁112、第二侧壁113和第三侧壁114均设置有第一冷却装置31，通过第一冷却装置31能够及时带走第一侧壁112、第二侧壁113和第三侧壁114积聚的热量，从而能够避免光束收集器10出现温度明显升高的问题。
3、本申请实施例中，第一激光光束摄入到一锯齿单元121的侧壁时，由于相邻两个锯齿单元121之间的夹角范围不小于20°且不大于45°，能够保障第一激光光束会在该锯齿单元121和相邻锯齿单元121之发生多次反射，在反射过程中，第一激光光束的能量逐渐被锯齿单元121所吸收并转化为热能，从而防止了第一激光光束从吸收件12重新反射至收集腔室11的第一侧壁112、第二侧壁113或第三侧壁114。而且，采用具有较高光热转化效率的碳纤维材料制成吸收件12，能够提高吸收件12对第一激光光束的吸收效率，即可以降低第一激光光束在相邻两个锯齿单元121之间的反射次数，从而进一步降低第一激光光束从吸收件12中逃逸出的几率。
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。在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
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。
以上所述仅是本申请的部分实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。
Claims (12)
1.一种激光退火设备，其特征在于，包括：
光束收集器，包括收集腔室，所述收集腔室的一侧设置有光束入射窗；
光束截止器，设置于所述光束收集器靠近所述光束入射窗的一侧，用于将第一激光光束反射至所述收集腔室的第一侧壁；所述光束截止器朝向所述收集腔室的一面为凹弧面，所述凹弧面的焦距不小于第一尺寸且小于设计焦距上限，使得所述第一激光光束投射在所述第一侧壁的第一光斑的面积大于设计面积；所述第一尺寸为所述凹弧面与所述光束入射窗之间的距离；所述设计焦距上限与第一乘积与第一和值的比值成正比；所述第一乘积为所述第一尺寸与二分之一的第二长度的乘积，在垂直于所述凹弧面的径向上，所述第一激光光束入射到所述凹弧面的第二光斑的长度为所述第二长度；第一和值为二分之一的所述第二长度与二分之一的第一长度的加和，在垂直于所述第一侧壁的方向上，所述第一长度为所述设计面积对应图形的最大长度。
2.根据权利要求1所述的激光退火设备，其特征在于，所述凹弧面的曲率半径与所述第二长度成正比，且所述曲率半径与基于第一角度的余弦值成反比。
3.根据权利要求1所述的激光退火设备，其特征在于，所述收集腔室包括所述第一侧壁、与所述第一侧壁相对的第二侧壁和连接所述第一侧壁与所述第二侧壁的第三侧壁；
所述第一侧壁、所述第二侧壁和所述第三侧壁均设置有第一冷却装置。
4.根据权利要求3所述的激光退火设备，其特征在于，所述第一冷却装置包括螺旋状冷却管。
5.根据权利要求1所述的激光退火设备，其特征在于，所述光束截止器远离所述光束收集器的一侧设置有第二冷却装置。
6.根据权利要求1所述的激光退火设备，其特征在于，所述收集腔室中设置有吸收件，所述吸收件用于对经过所述收集腔室的侧壁折射后的所述第一激光光束进行至少两次反射并进行吸收；
所述吸收件包括液冷管路。
7.根据权利要求6所述的激光退火设备，其特征在于，所述吸收件包括多个锯齿单元，且相邻两个锯齿单元之间的夹角范围不小于20°且不大于45°。
8.根据权利要求7所述的激光退火设备，其特征在于，所述收集腔室包括所述第一侧壁、与所述第一侧壁相对的第二侧壁和连接所述第一侧壁与所述第二侧壁的第三侧壁；任意相邻两个锯齿单元之间形成的开口朝向所述第一侧壁、所述第二侧壁和所述第三侧壁中一个侧壁反射所述第一激光光束的光路的出射方向。
9.根据权利要求8所述的激光退火设备，其特征在于，所述吸收件设置于所述收集腔室的第二侧壁，任意相邻两个锯齿单元之间形成的开口朝向所述第三侧壁，且在平行于所述第三侧壁的方向上，所述吸收件的长度不小于所述第三侧壁上供所述第一激光光束的第三光斑投射处的长度。
10.根据权利要求6所述的激光退火设备，其特征在于，所述吸收件的材料包括碳纤维材料。
11.根据权利要求1所述的激光退火设备，其特征在于，所述收集腔室包括所述第一侧壁、与所述第一侧壁相对的第二侧壁、连接所述第一侧壁与所述第二侧壁的第三侧壁和第四侧壁，所述第四侧壁连接所述光束入射窗和所述第一侧壁；
所述第四侧壁与所述光束入射窗之间设置有设计夹角，使得通过所述光束入射窗射入所述收集腔室内的第二激光光束，反射至所述第二侧壁，并被第三侧壁吸收；所述第二激光光束为待加工基板反射的激光光束。
12.根据权利要求6所述的激光退火设备，其特征在于，所述收集腔室包括所述第一侧壁、与所述第一侧壁相对的第二侧壁、连接所述第一侧壁与所述第二侧壁的第三侧壁和第四侧壁，所述第四侧壁连接所述光束入射窗和所述第一侧壁；
所述第四侧壁与所述光束入射窗之间设置有设计夹角，使得通过所述光束入射窗射入所述收集腔室内的第二激光光束，反射至所述第二侧壁，并被吸收件吸收；所述第二激光光束为待加工基板反射的激光光束。
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