CN212350787U - 多光束激光刻划装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种多光束激光刻划装置，包括：激光器，用于产生激光光束；扩束镜，用于对所述激光光束进行准直扩束，以形成准直光束；偏振分光棱镜，用于对所述准直光束进行分光处理，以形成第一光束、第二光束；第一分束器，用于对所述第一光束进行分束以产生若干第一子光束；第一聚焦场镜，用于对若干所述第一子光束进行聚焦；全反射镜，用于调节所述第二光束的传播路径；第二分束器，用于对所述第二光束进行分束以产生若干第二子光束；第二聚焦场镜，用于对若干所述第二子光束进行聚焦。本实用新型的多光束激光刻划装置以对产品进行加工，可实现对单台激光器所产生的激光进行分束，以分成若干束相同激光束以对产品同时进行激光加工。

Description

多光束激光刻划装置

技术领域

本实用新型涉及激光加工技术领域，尤其是涉及一种多光束激光刻划装置。

背景技术

近年来，随着化石燃料价格大幅上涨、能源资源短缺以及环境污染带来的危机影响着全球的能源产业，为了应对日益严峻的形势，可持续发展的新能源技术成为热点。CIGS薄膜太阳能电池技术作为一种可持续发展的技术，增长迅速，具有非常大的发展势头。CIGS薄膜太阳能电池可以使用在价格低廉的玻璃、陶瓷、石墨、金属片等不同材料当基板来制造，具有生产成本低、污染小、不衰退、弱光性能好等特点，光电转换效率居各种薄膜太阳能电池之首，接近晶体硅太阳电池，而成本则是晶体硅电池的三分之一。

常用的CIGS薄膜太阳能电池刻划工艺中一般使用机械刻划或者激光刻划等方法。机械刻划的工艺效果较差，而激光刻划则一般为单台激光器单束光刻划或单激光器双光束刻划。上述激光刻划对于激光的利用效率较低，且对于需要重复多次刻划工序以设置所需的刻槽。

实用新型内容

本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型提出一种多光束激光刻划装置，能够实现对单台激光器所产生的激光进行分束，以分成若干束相同激光束对产品同时进行激光加工。

第一方面，本实用新型的一个实施例提供了多光束激光刻划装置，包括：

激光器，用于产生激光光束；

扩束镜，用于对所述激光光束进行准直扩束，以形成准直光束；

偏振分光棱镜，用于对所述准直光束进行分光处理，以形成第一光束、第二光束；

第一分束器，用于对所述第一光束进行分束以产生若干第一子光束；

第一聚焦场镜，用于对若干所述第一子光束进行聚焦；

全反射镜，用于调节所述第二光束的传播路径；

第二分束器，用于对所述第二光束进行分束以产生若干第二子光束；

第二聚焦场镜，用于对若干所述第二子光束进行聚焦。

本实用新型实施例的多光束激光刻划装置至少具有如下有益效果：通过本实施例的多光束激光刻划装置以对产品进行加工，可实现对单台激光器所产生的激光进行分束，以分成若干束相同激光束以对产品同时进行激光加工。

根据本实用新型的另一些实施例的多光束激光刻划装置，还包括：第一半波片，用于调节所述准直光束的偏振角度。

根据本实用新型的另一些实施例的多光束激光刻划装置，所述第一半波片装设于第一旋转可调支架上；

通过调节所述第一旋转可调支架，以调节所述准直光束的偏振角度。

根据本实用新型的另一些实施例的多光束激光刻划装置，还包括：第二半波片，用于调节所述第二光束的偏振态。

根据本实用新型的另一些实施例的多光束激光刻划装置，所述第二半波片装设于第二旋转可调支架上；

通过调节所述第二旋转可调支架，以调节所述第二光束的偏振角度。

根据本实用新型的另一些实施例的多光束激光刻划装置，所述第一分束器用于对所述第一光束进行分束以产生若干所述第一子光束；

所述第一子光束的数量为2至8束。

根据本实用新型的另一些实施例的多光束激光刻划装置，所述第二分束器用于对所述第二光束进行分束以产生若干所述第二子光束；

所述第二子光束的数量为2至8束。

附图说明

图1是本实用新型实施例中一种多光束激光刻划装置的结构示意图。

附图标记；100、激光器；200、扩束镜；310、第一半波片；320、第二半波片；410、偏振分光棱镜；420、全反射镜；510、第一分束器；520、第二分束器； 610、第一聚焦场镜；620、第二聚焦场镜。

具体实施方式

以下将结合实施例对本实用新型的构思及产生的技术效果进行清楚、完整地描述，以充分地理解本实用新型的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例只是本实用新型的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本实用新型的实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，如果涉及到方位描述，例如“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。如果某一特征被称为“设置”、“固定”、“连接”、“安装”在另一个特征，它可以直接设置、固定、连接在另一个特征上，也可以间接地设置、固定、连接、安装在另一个特征上。

在本实用新型实施例的描述中，如果涉及到“若干”，其含义是一个以上，如果涉及到“多个”，其含义是两个以上，如果涉及到“大于”、“小于”、“超过”，均应理解为不包括本数，如果涉及到“以上”、“以下”、“以内”，均应理解为包括本数。如果涉及到“第一”、“第二”，应当理解为用于区分技术特征，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或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

实施例一

参照图1，示出了本实用新型实施例中一种多光束激光刻划装置的结构示意图。如图所示，一种多光束激光刻划装置，包括：激光器100，用于产生激光光束；扩束镜200，用于对激光光束进行准直扩束，以形成准直光束；偏振分光棱镜410，用于对准直光束进行分光处理，以形成第一光束、第二光束；第一分束器510，用于对第一光束进行分束以产生若干第一子光束；第一聚焦场镜610，用于对若干第一子光束进行聚焦；全反射镜420，用于调节第二光束的传播路径；第二分束器520，用于对第二光束进行分束以产生若干第二子光束；第二聚焦场镜620，用于对若干第二子光束进行聚焦。通过第一分束器510、第二分束器520 以对第一光束、第二光束进行分束，以实现多束激光光束对产品进行同时加工。

多光束激光刻划装置，还包括：第一半波片310，用于调节准直光束的偏振角度。通过第一半波片310与偏振分光棱镜410搭建高精度分光系统，具体地，第一半波片310使准直光束产生180°位相差，偏振分光棱镜410则将准直光束中的水平偏振成分和垂直偏振成分进行分离以形成第一光束、第二光束。

多光束激光刻划装置，还包括：第二半波片320，用于调节第二光束的偏振态，以使第二光束的偏振态与第一光束的偏振态保持一致。

实施例二

请再参照图1，与实施例一相比较，本实施例中的第一半波片310装设于第一旋转可调支架(图未示)上。

通过调节第一旋转可调支架，以调节准直光束的偏振方向与第一半波片310 透射透射方向的夹角大小，从而调节准直光束的中不同偏振方向的偏振分量，精确调节第一光束和第二光束的能量。

第二半波片320装设于第二旋转可调支架上；通过调节第二旋转可调支架，以调节第二光束的偏振角度，使得第一光束、第二光束的光偏振方向一致性。

第一分束器510第一光束进行分束以产生若干第一子光束；第一子光束的数量为2至8束。第二分束器520第二光束进行分束以产生若干第二子光束；第二子光束的数量为2至8束。

实施例三

与实施例一相比较，本实施例中的激光器100为固体皮秒激光器100，波长为1064nm的。

通过扩束镜200准直后通过第一半波片310和偏振分光棱镜410(PBS)组成的高精度分光系统将准直光束(波长为1064nm的皮秒激光)分成第一光束、第二光束，第一光束、第二光束具有相同频率输出、相同能量，且两者的光偏振方向相互垂直。

通过第一半波片310改变准直光束与偏振分光棱镜410的分光面的夹角，以调节第一光束、第二光束的能量分布。其中，通过第一分束器510以对第一光束进行分束处理，以分成若干束相同的第一子光束，第一子光束具有相同频率、能量、光偏振方向；通过第二分束器520以对第二光束进行分束处理，以分成若干束相同的第二子光束，第二子光束具有相同频率、能量、光偏振方向。优选地，第一子光束、第二子光束的光数为4。

第一聚焦场镜610用于对第一子光束进行聚焦，以使第一子光束汇聚于代加工产品的表面；第二聚焦场镜620用于对第二子光束进行聚焦，以使第二子光束汇聚于代加工产品的表面。

通过本实施例的多光束激光刻划装置以对产品进行加工，可实现对单台激光器100所产生的激光进行分束，以分成8束相同激光束以对产品同时进行激光加工。通过机械调节，以使第一子光束与第二子光束汇聚于同一水平表面。

通过调节第一半波片310的旋转位置可以调节准直光束经过偏振分光棱镜 410后所产生的第一光束和第二光束的能量比例分布。通过调节第一分束器510、第二分束器520，可调节第一子光束、第二子光束的光束数。

第一光束经过第一分束器510后，可分为2-8束第一子光束；例如第二光束经过第二分束器520后，也可分为2-8束第二子光束。多光束激光刻划装置通过单台激光器100可实现多种不同多光束组合的激光应用方式。

通过将多光束激光刻划装置安装在同一平台上，以平台为基准调节整体光路系统的水平性。上述多光束激光刻划装置可应用于CIGS薄膜太阳能电池的激光刻划工序中。在对CIGS薄膜太阳能电池的加工过程中，多光束激光刻划装置可同时提供多束相同的激光束对待加工部件进行激光加工，以提高产品的加工效率，与此同时，减少激光器100的投入成本。上述多光束激光刻划装置还具有加工精度高，非接触式加工、热影响区小等优点。

上面结合附图对本实用新型实施例作了详细说明，但是本实用新型不限于上述实施例，在所述技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下作出各种变化。此外，在不冲突的情况下，本实用新型的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

Claims (7)

1.一种多光束激光刻划装置，其特征在于，包括：

激光器，用于产生激光光束；

扩束镜，用于对所述激光光束进行准直扩束，以形成准直光束；

偏振分光棱镜，用于对所述准直光束进行分光处理，以形成第一光束、第二光束；

第一分束器，用于对所述第一光束进行分束以产生若干第一子光束；

第一聚焦场镜，用于对若干所述第一子光束进行聚焦；

全反射镜，用于调节所述第二光束的传播路径；

第二分束器，用于对所述第二光束进行分束以产生若干第二子光束；

第二聚焦场镜，用于对若干所述第二子光束进行聚焦。

2.根据权利要求1所述的多光束激光刻划装置，其特征在于，还包括：第一半波片，用于调节所述准直光束的偏振角度。

3.根据权利要求2所述的多光束激光刻划装置，其特征在于，所述第一半波片装设于第一旋转可调支架上；

通过调节所述第一旋转可调支架，以调节所述准直光束的偏振角度。

4.根据权利要求1所述的多光束激光刻划装置，其特征在于，还包括：第二半波片，用于调节所述第二光束的偏振态。

5.根据权利要求4所述的多光束激光刻划装置，其特征在于，所述第二半波片装设于第二旋转可调支架上；

通过调节所述第二旋转可调支架，以调节所述第二光束的偏振角度。

6.根据权利要求1所述的多光束激光刻划装置，其特征在于，所述第一分束器用于对所述第一光束进行分束以产生若干所述第一子光束；

所述第一子光束的数量为2至8束。

7.根据权利要求1所述的多光束激光刻划装置，其特征在于，所述第二分束器用于对所述第二光束进行分束以产生若干所述第二子光束；

所述第二子光束的数量为2至8束。

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