CN214443970U - 一种双光点光路能量检测及自动补偿装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及激光加工技术领域，特别涉及一种双光点光路能量检测及自动补偿装置，包括激光器；第一分光组件，设于激光器发出的光束的路径上；第二分光组件，设于第一分光组件与聚焦组件之间；聚焦组件，设于第三光束的路径上；载物台；检测组件，设于第一分光组件与第二分光组件之间；补偿组件，补偿组件设于激光器和第一分光组件之间，补偿组件与检测组件通信连接。通过设于第一分光组件与第二分光组件之间的检测组件和设于激光器和第一分光组件之间的补偿组件，解决了因无法对双光点光路能量进行检测，当两光束的能量不一致时，可能导致在加工过程中品质不一致，影响产品质量，降低生产率的问题。

Description

一种双光点光路能量检测及自动补偿装置

技术领域

本实用新型涉及激光加工技术领域，特别涉及一种双光点光路能量检测及自动补偿装置。

背景技术

激光雕刻加工是激光系统最常用的应用。根据激光束与材料相互作用的机理，大体可将激光加工分为激光热加工和光化学反应加工两类。激光热加工是指利用激光束投射到材料表面产生的热效应来完成加工过程，包括激光焊接、激光雕刻切割、表面改性、激光镭射打标、激光钻孔和微加工等；光化学反应加工是指激光束照射到物体，借助高密度激光高能光子引发或控制光化学反应的加工过程。

CN110091075A的专利《晶圆开槽方法及装置》，公告日20190806，方法包括：将激光束分束得到第一光束及第二光束；将第一光束及第二光束聚焦于晶圆背面的金属层上；使第一光束及第二光束沿同一直线对切割道进行切割，以去除与切割道对应的金属层，在晶圆的背面形成凹槽。该晶圆加工方法对晶圆的背面进行开槽加工，将与晶圆正面的切割道所对应的金属层完全去除，这样，在后续对晶圆的正面进行隐切加工及机械裂片时，不会产生双晶现象，从而改进了晶圆的分片良率和效率。

然而在采用上述的方法和装置时，无法对双光点光路能量进行检测，当两光束的能量不一致时，可能导致在加工过程中品质不一致，影响产品质量，降低生产率。

实用新型内容

为解决采用上述的方法和装置时，无法对双光点光路能量进行检测，当两光束的能量不一致时，可能导致在加工过程中品质不一致，影响产品质量，降低生产率的问题。

本实用新型提供的一种双光点光路能量检测及自动补偿装置，包括：

激光器，用于发射光束；

第一分光组件，设于所述激光器发出的光束的路径上，用于将所述激光器发出的光束分成第一光束和第二光束；

第二分光组件，设于所述第一分光组件与聚焦组件之间，用于接收所述第一光束和所述第二光束并将所述第一光束和所述第二光束合束为第三光束；

聚焦组件，设于所述第三光束的路径上，用于将所述第三光束聚焦于载物台；

载物台，用于放置加工产品；

检测组件，设于所述第一分光组件与所述第二分光组件之间，用于检测所述第一光束和所述第二光束的能量；

补偿组件，所述补偿组件设于所述激光器和所述第一分光组件之间，所述补偿组件与所述检测组件通信连接。

进一步的，所述检测组件包括若干光束采样镜和与所述光束采样镜相适配的检测探头，所述光束采样镜用于将部分光束反射至所述检测探头；

所述光束采样镜包括第一光束采样镜和第二光束采样镜，所述检测探头包括第一检测探头和第二检测探头。

进一步的，所述第一光束采样镜设于所述第一光束的路径上，所述第二光束采样镜设于所述第二光束的路径上。

进一步的，所述装置还包括第一反射镜组，用于将所述第一光束和所述第二光束反射至第二分光组件，所述第一反射镜组包括第一反射镜和第二反射镜，所述第一反射镜设于所述第一光束的路径上，所述第二反射镜设于所述第二光束的路径上。

进一步的，所述第一光束采样镜设于所述第一反射镜和所述第二分光组件之间，所述第二光束采样镜设于所述第二反射镜和所述第一分光组件之间。

进一步的，所述装置还包括第二反射镜组，所述第二反射镜组设于所述第二分光组件和所述聚焦组件之间。

进一步的，所述第二反射镜组包括第三反射镜和第四反射镜。

进一步的，所述补偿组件包括第一波片和驱动件，所述驱动件用于所述第一波片调整角度。

进一步的，所述装置还包括第二波片，所述第二波片设于所述第二分光组件和所述聚焦组件之间。

进一步的，所述第二波片垂直于所述第二波片的光轴斜45°设置。

与现有技术相比，本实用新型提供的一种双光点光路能量检测及自动补偿装置通过设于第一分光组件与第二分光组件之间的检测组件和设于激光器和第一分光组件之间的补偿组件，解决了因无法对双光点光路能量进行检测，当两光束的能量不一致时，可能导致在加工过程中品质不一致，影响产品质量，降低生产率的问题；从而在加工过程中保证第一光束和第二光束的能量一致，确保加工品质一致性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型提供的一种双光点光路能量检测及自动补偿装置的部件分布图。

附图标记：

10、激光器 21、第一分光组件 22、第二分光组件

30、聚焦组件 40、载物台 51、第一光束采样镜

52、第二光束采样镜 53、第一检测探头 54、第二检测探头

60、补偿组件 71、第一反射镜 72、第二反射镜

73、第三反射镜 74、第四反射镜 80、第二波片

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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。此外，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。

下面给出具体实施例：

参考图1，一种双光点光路能量检测及自动补偿装置，包括：

激光器10，用于发射光束；

第一分光组件21，设于所述激光器10发出的光束的路径上，用于将所述激光器10发出的光束分成第一光束和第二光束；

第二分光组件22，设于所述第一分光组件21与聚焦组件30之间，用于接收所述第一光束和所述第二光束并将所述第一光束和所述第二光束合束为第三光束；

聚焦组件30，设于所述第三光束的路径上，用于将所述第三光束聚焦于载物台40；

载物台40，用于放置加工产品；

检测组件，设于所述第一分光组件21与所述第二分光组件22之间，用于检测所述第一光束和所述第二光束的能量；

补偿组件60，所述补偿组件60设于所述激光器10和所述第一分光组件21之间，所述补偿组件60与所述检测组件通信连接。

具体实施时：激光器10用于发射光束，第一分光组件21用于将激光器10发出的光束分成1:1光强的第一光束和第二光束，其中，第一光束为垂直偏振光，第二光束为平行偏振光；第二分光组件22接收第一光束和第二光束并将其合并为第三光束，并将第三光束通过聚焦组件30聚焦至载物台40上，加工产品，其中，若合束时将第三光束调节完全重合，则得到一个光点，若合束时将第三光束调节至错开，则得到固定间距的双光点；较好的，第一分光组件21和第二分光组件22为立方分光晶体，立方分光晶体具有垂直入射的光束出射光轴不发生平移，并且，即使入射光束的尺寸接近最大有效尺寸，其透过光束和反射光束也不会发生光路遮挡导致光束变细的优点；较好的，聚焦组件30为聚焦物镜；

检测组件设于第一分光组件21与第二分光组件22之间，用于检测第一光束和第二光束的能量；补偿组件60与检测组件通信连接，接收检测组件的检测结果并对光束进行补偿直至第一光束和第二光束的能量趋于一致。

工作原理：激光器10发出光束，通过第一分光组件21将光束分为第一光束和第二光束；然后第一光束和第二光束经由第二分光组件22接收并被合束为第三光束；第三光束经由聚焦组件30聚焦于载物台40，并对载物台40上的产品进行加工；在使用过程中，设于第一分光组件21与第二分光组件22之间的检测组件将对第一光束和第二光束的能量进行检测，并将检测结果通过通信传递给补偿组件60，补偿组件60根据检测结果对光束调整进行补偿，直至第一光束和第二光束的能量一致。

与现有技术相比，本实用新型提供的一种双光点光路能量检测及自动补偿装置通过设于第一分光组件与第二分光组件之间的检测组件和设于激光器和第一分光组件之间的补偿组件，解决了因无法对双光点光路能量进行检测，当两光束的能量不一致时，可能导致在加工过程中品质不一致，影响产品质量，降低生产率的问题；从而在加工过程中保证第一光束和第二光束的能量一致，确保加工品质一致性。

参考图1，以下实施例中定义第一光束为a1，第二光束为a2，第三光束为a3，第一光束偏振方向为垂直方向，第二光束偏振方向为水平方向。

具体的，检测组件设于第一分光组件21与第二分光组件22之间，检测组件包括若干光束采样镜和与光束采样镜相适配的检测探头，所述光束采样镜用于将部分光束反射至所述检测探头；光束采样镜包括第一光束采样镜51和第二光束采样镜52，检测探头包括第一检测探头53和第二检测探头54；较好的，检测探头为功率计探头；较好的，第一检测探头53在第一光束采样镜51的垂直方向，第二检测探头54在第二光束采样镜52的垂直方向。

较佳的，第一光束采样镜51设于第一光束的路径上，第二光束采样镜52设于第二光束的路径上；第一光束采样镜51用于将第一光束部分反射至第一检测探头53进行检测，第二光束采样镜52用于将第二光束部分反射至第二检测探头54进行检测。

较佳的，双光点光路能量检测及自动补偿装置还包括第一反射镜组，第一反射镜组包括第一反射镜71和第二反射镜72，第一反射镜71设于第一光束的路径上，第二反射镜72设于第二光束的路径上，用于将第一光束和第二光束反射至第二分光组件22。较好的，第一反射镜71和第二反射镜72为反射面为45°的反射镜。

具体的，第一反射镜71设于第一光束的路径上，第一光束经由第一反射镜71垂直反射至第二分光组件22，第二反射镜72设于第二光束的路径上，第二光束经由第二反射镜72垂直反射至第二分光组件22，第一光束和第二光束从第一分光组件21至第二分光组件22的路径相等。

应当了解的是，第一反射镜组包括但不限于第一反射镜71和第二反射镜72已适应不同的设备需求。

较佳的，第一光束采样镜51设于第一反射镜71和第二分光组件22之间，第二光束采样镜52设于第二反射镜72和第一分光组件21之间；第一光束采样镜51和第二光束采样镜52包括但不限于以上设置，如光束采样镜设于第一光束路径和第二光束路径上的其他位置也能对其进行采样。

光束采样镜至少包括第一光束采样镜51和第二光束采样镜52，用于将第一光束和第二光束部分反射至第一检测探头53和第二检测探头54进行检测，并将检测数据传送给计算机，计算机对第一光束检测结果和第二光束检测结果进行比较，并将动作命令传送给补偿组件60，补偿组件60结合系统分辨率对两个检测结果的差值进行调节，直至不可分辨，其中，系统分辨率为驱动件的精度、功率计读数分辨率中的一种或多种。检测探头将检测数据传送给计算机，计算机将命令传送给补偿组件60为现有技术，在此不作过多赘述。

较佳的，双光点光路能量检测及自动补偿装置还包括第二反射镜组，第二反射镜组设于第二分光组件22和聚焦组件30之间；较好的，第二反射镜组包括第三反射镜73和第四反射镜74；较好的，第三反射镜73和第四反射镜74为反射面为45°的反射镜，第二反射镜组包括但不限于第三反射镜73和第四反射镜74已适应不同的设备需求。

具体的，补偿组件60包括第一波片和驱动件，驱动件用于第一波片调整角度，较好的，第一波片为1/2波片；较好的，驱动件为电机，第一波片设于激光器10发出的光束上；驱动件控制第一波片旋转角度，改变激光器10发出的光束的线偏振角度，从而改变第一光束和第二光束的能量。

较佳的，双光点光路能量检测及自动补偿装置还包括第二波片80，第二波片80设于第二分光组件22和聚焦组件30之间；较好的，第二波片80为1/4波片；较好的，第二波片80垂直于第二波片80的光轴斜45°设置；较好的，第二波片80设于第三反射镜73和第四反射镜74之间；第二波片80用于将平行偏振光和垂直偏振光变为圆偏光，保证加工效果一致性。

工作原理：激光器10发出光束，通过第一分光组件21将光束分为第一光束和第二光束；然后第一光束和第二光束经由第二分光组件22接收并被合束为第三光束；第三光束经由聚焦组件30聚焦于载物台40，并对载物台40上的产品进行加工；在使用过程中，设于第一分光组件21与第二分光组件22之间的检测组件将对第一光束和第二光束的能量进行检测，并将检测结果通过通信传递给补偿组件60，补偿组件60根据检测结果对光束调整进行补偿，直至第一光束和第二光束的能量一致。

与现有技术相比，本实用新型提供的一种双光点光路能量检测及自动补偿装置通过设于第一分光组件与第二分光组件之间的检测组件和设于激光器和第一分光组件之间的补偿组件，解决了因无法对双光点光路能量进行检测，当两光束的能量不一致时，可能导致在加工过程中品质不一致，影响产品质量，降低生产率的问题；从而在加工过程中保证第一光束和第二光束的能量一致，确保加工品质一致性。

尽管本文中较多的使用了诸如激光器、第一分光组件、第二分光组件、聚焦组件、载物台、检测组件、补偿组件等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本实用新型的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本实用新型精神相违背的。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种双光点光路能量检测及自动补偿装置，其特征在于：包括

激光器(10)，用于发射光束；

第一分光组件(21)，设于所述激光器(10)发出的光束的路径上，用于将所述激光器(10)发出的光束分成第一光束和第二光束；

第二分光组件(22)，设于所述第一分光组件(21)与聚焦组件(30)之间，用于接收所述第一光束和所述第二光束并将所述第一光束和所述第二光束合束为第三光束；

聚焦组件(30)，设于所述第三光束的路径上，用于将所述第三光束聚焦于载物台(40)；

载物台(40)，用于放置加工产品；

检测组件，设于所述第一分光组件(21)与所述第二分光组件(22)之间，用于检测所述第一光束和所述第二光束的能量；

补偿组件(60)，所述补偿组件(60)设于所述激光器(10)和所述第一分光组件(21)之间，所述补偿组件(60)与所述检测组件通信连接。

2.根据权利要求1所述的一种双光点光路能量检测及自动补偿装置，其特征在于：所述检测组件包括若干光束采样镜和与所述光束采样镜相适配的检测探头，所述光束采样镜用于将部分光束反射至所述检测探头；

所述光束采样镜包括第一光束采样镜(51)和第二光束采样镜(52)，所述检测探头包括第一检测探头(53)和第二检测探头(54)。

3.根据权利要求2所述的一种双光点光路能量检测及自动补偿装置，其特征在于：所述第一光束采样镜(51)设于所述第一光束的路径上，所述第二光束采样镜(52)设于所述第二光束的路径上。

4.根据权利要求3所述的一种双光点光路能量检测及自动补偿装置，其特征在于：所述装置还包括第一反射镜组，用于将所述第一光束和所述第二光束反射至第二分光组件(22)，所述第一反射镜组包括第一反射镜(71)和第二反射镜(72)，所述第一反射镜(71)设于所述第一光束的路径上，所述第二反射镜(72)设于所述第二光束的路径上。

5.根据权利要求4所述的一种双光点光路能量检测及自动补偿装置，其特征在于：所述第一光束采样镜(51)设于所述第一反射镜(71)和所述第二分光组件(22)之间，所述第二光束采样镜(52)设于所述第二反射镜(72)和所述第一分光组件(21)之间。

6.根据权利要求1所述的一种双光点光路能量检测及自动补偿装置，其特征在于：所述装置还包括第二反射镜组，所述第二反射镜组设于所述第二分光组件(22)和所述聚焦组件(30)之间。

7.根据权利要求6所述的一种双光点光路能量检测及自动补偿装置，其特征在于：所述第二反射镜组包括第三反射镜(73)和第四反射镜(74)。

8.根据权利要求1所述的一种双光点光路能量检测及自动补偿装置，其特征在于：所述补偿组件(60)包括第一波片和驱动件，所述驱动件用于所述第一波片调整角度。

9.根据权利要求1所述的一种双光点光路能量检测及自动补偿装置，其特征在于：所述装置还包括第二波片(80)，所述第二波片(80)设于所述第二分光组件(22)和所述聚焦组件(30)之间。

10.根据权利要求9所述的一种双光点光路能量检测及自动补偿装置，其特征在于：所述第二波片(80)垂直于所述第二波片(80)的光轴斜45°设置。

Images