JP2020027107A - レーザー接合検査、レーザー超音波検査、及び、レーザーピーニングのためのパルスストレッチング技術 - Google Patents
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Abstract
Description
項2.調整は、パルスストレッチャーによって導入される時間遅延に対する調整を含む、項1に記載のレーザーシステム。
項3.パルスストレッチャーは、閉じられた光学ループを確立する複数の反射面を有する光学遅延コントローラーを備え、調整をパルスストレッチャーに適用することは、複数の反射面のうちの少なくとも2つの間の離間距離をアクチュエータに調整させることを含む、項2に記載のレーザーシステム。
項4.パルス遅延コンパレーターは、第1のレーザーパルスの立ち上がりエッジと第1のストレッチされたレーザーパルスの立ち上がりエッジとを比較するように構成される、項1から3のいずれか一項に記載のレーザーシステム。
項5.パルス遅延コンパレーターは、第1のレーザーパルスの立ち下がりエッジと第1のストレッチされたレーザーパルスの立ち下がりエッジとを比較するように構成される、項1から4のいずれか一項に記載のレーザーシステム。
項6.フィードバックモジュールは、第1のレーザーパルスの立ち上がりエッジと第1のストレッチされたレーザーパルスの立ち上がりエッジとを比較するように構成される更なるパルス遅延コンパレーターを更に備え、コンピュータデバイスは、(i)更なるパルス遅延コンパレーターによる比較の結果に基づいて、複数のパルスストレッチャーの更なるパルスストレッチャーに対する調整を決定し、(ii)その調整を更なるパルスストレッチャーに適用して第2のストレッチされたレーザーパルスの形状を更に変える、ように更に構成される、項1から5のいずれか一項に記載のレーザーシステム。
項7.レーザーがエキシマレーザーを備える項1から6のいずれか一項に記載のレーザーシステム。
項8.複数のパルスストレッチャーは、レーザーパルスのパルス幅を少なくとも100ナノ秒にストレッチするように構成される、項1から7のいずれか一項に記載のレーザーシステム。
項9.パルスストレッチャーは、レーザーパルスを異なる時間遅延を伴う複数のレーザーパルスに分割するように構成される2つのビーム分割素子及び光学リングキャビティを備える、項1から8のいずれか一項に記載のレーザーシステム。
項10.第1のレーザーパルスが複数のパルスストレッチャーに入る前に第1のレーザーパルスのサンプルをパルス遅延コンパレーターに与えるように構成される入力ビームスプリッタと、第1のストレッチされたレーザーパルスのサンプルをパルス遅延コンパレーターに与えるように構成される出力ビームスプリッタとを更に備える、項1から9のいずれか一項に記載のレーザーシステム。
項11.レーザーパルスを与えるレーザーと、互いに直列に結合される複数のパルスストレッチャーであって、複数のパルスストレッチャーは、レーザーパルスのパルス幅をストレッチしてストレッチされたレーザーパルスを出力する、複数のパルスストレッチャーと、レーザーパルスの第1のレーザーパルスとストレッチされたレーザーパルスの対応する第1のストレッチされたレーザーパルスとの比較に基づいて複数のパルスストレッチャーのうちの少なくとも1つのパルスストレッチャーのパラメータを調整するフィードバックモジュールと、フィードバックモジュールが少なくとも1つのパルスストレッチャーのパラメータを調整した後にストレッチされたレーザーパルスの第2のストレッチされたレーザーパルスをワークピースへ方向付けるレンズアセンブリと、を備えるレーザーシステムと、第2のストレッチされたレーザーパルスに対するワークピースの応答を検出する検出器と、を備える検査システム。
項12.第2のストレッチされたレーザーパルスをワークピースへ方向付けるエンドエフェクタと、エンドエフェクタの位置を調整する測位システムとを更に備える項11に記載の検査システム。
項13.パラメータは、少なくとも1つのパルスストレッチャーによって導入される時間遅延を含む、項11又は12に記載の検査システム。
項14.少なくとも1つのパルスストレッチャーは、閉じられた光学ループを確立する複数の反射面を有する光学遅延コントローラーを備え、少なくとも1つのパルスストレッチャーのパラメータを調整することは、複数の反射面のうちの少なくとも2つの間の離間距離をアクチュエータに調整させることを含む、項13に記載の検査システム。
項15.検出器が超音波センサを備える項11から14のいずれか一項に記載の検査システム。
項16.検出器は、ワークピースの表面動作を検出するようになっている表面動作センサを備える、項11から1のいずれか一項に記載の検査システム。
項17.複数のパルスストレッチャーは、レーザーパルスのパルス幅を少なくとも100ナノ秒にストレッチするように構成される、項11から16のいずれか一項に記載の検査システム。
項18.ワークピース接合ラインを検査するための方法であって、直列に結合される複数のパルスストレッチャーを使用して第1のレーザーパルスのパルス幅をストレッチし、第1のストレッチされたレーザーパルスを得るステップと、第1のレーザーパルスと第1のストレッチされたレーザーパルスとを比較するステップと、第1のレーザーパルスと第1のストレッチされたレーザーパルスとを比較するステップの結果に基づいて複数のパルスストレッチャーのうちの少なくとも1つのパルスストレッチャーのパラメータを調整するステップと、パラメータを調整する前記ステップの後、第2のストレッチされたレーザーパルスを得るために、複数のパルスストレッチャーを使用して第2のレーザーパルスのパルス幅をストレッチするステップと、第2のストレッチされたレーザーパルスをワークピース接合ラインへ送出するステップと、第2のストレッチされたレーザーパルスに対するワークピース接合ラインの応答を検出するステップと、を含む方法。
項19.少なくとも1つのパルスストレッチャーは、閉じられた光学ループを確立する複数の反射面を有する光学遅延コントローラーを備え、パラメータを調整することは、複数の反射面のうちの少なくとも2つの間の離間距離をアクチュエータに調整させることを含む、項18に記載の方法。
項20.応答に基づいて、ワークピース接合ラインの完全性を決定するステップと、ワークピース接合ラインの完全性の表示を与えるステップと、を更に含む項18又は19に記載の方法。
102 レーザーシステム
104 検出器
106 測位システム
108 エンドエフェクタ
110 ワークピース
200 概念図
202 レーザー
204 パルスストレッチャー
206 フィードバックモジュール
208 レンズアセンブリ
210 パルス遅延コンパレーター
212 コンピュータデバイス
300 パルスストレッチャー
302 エキシマレーザー
304 パルスストレッチャー
304a パルスストレッチャー
304b パルスストレッチャー
304c パルスストレッチャー
306 フィードバックモジュール
308 レンズアセンブリ
310 入力ビームスプリッタ
312 出力ビームスプリッタ
314 レーザーパルス
316 レーザーパルス
318 レーザーパルス
320 レーザーパルス
400 パルスストレッチャー
402a ビーム分割素子
402b ビーム分割素子
404 光学リングキャビティ
404a 反射ミラー
404b 反射ミラー
404c 反射ミラー
404d 反射ミラー
406 光学遅延コントローラー
408 反射面
410 光学ループ
412 片面ミラー
414 ミラー
416 ミラー
418 ブリュースター窓
420 アクチュエータ
422 ミラー
502a パルス遅延コンパレーター
502b パルス遅延コンパレーター
504 コンピュータデバイス
506 コンピュータデバイス
600 超音波検査システム
602 レーザーシステム
604 超音波センサ
606 測位システム
608 エンドエフェクタ
700 レーザー接合検査システム
702 レーザーシステム
704 表面動作センサ
706 測位システム
708 エンドエフェクタ
Claims (15)
- レーザーパルスを与えるように構成されるレーザー(202,302)と、
互いに直列に結合される複数のパルスストレッチャー(204)であって、前記複数のパルスストレッチャー(204)は、前記レーザーパルスのパルス幅をストレッチしてストレッチされたレーザーパルスを出力する、複数のパルスストレッチャー(204)と、
フィードバックモジュール(206)であって、
前記レーザーパルスの第1のレーザーパルスと前記ストレッチされたレーザーパルスの対応する第1のストレッチされたレーザーパルスとを比較する、パルス遅延コンパレーター(502a)と、
(i)前記パルス遅延コンパレーターによる前記比較の結果に基づいて、前記複数のパルスストレッチャーのうちの1つのパルスストレッチャー(304a,304b,304c)に対する調整を決定し、(ii)前記調整を前記パルスストレッチャーに適用して前記ストレッチされたレーザーパルスの第2のストレッチされたレーザーパルスの形状を変える、コンピュータデバイス(504)と、
を備える、フィードバックモジュール(206)と、
前記第2のストレッチされたレーザーパルスを出力するレンズアセンブリ(208)と、
を備えるレーザーシステム(102,602,702)。 - 前記調整は、前記パルスストレッチャーによって導入される時間遅延に対する調整を含む、請求項1に記載のレーザーシステム。
- 前記パルスストレッチャーは、閉じられた光学ループ(410)を確立する複数の反射面(408)を有する光学遅延コントローラー(406)を備え、前記調整を前記パルスストレッチャーに適用することは、前記複数の反射面のうちの少なくとも2つの間の離間距離をアクチュエータ(420)に調整させることを含む、請求項2に記載のレーザーシステム。
- 前記パルス遅延コンパレーターは、前記第1のレーザーパルスの立ち上がりエッジと前記第1のストレッチされたレーザーパルスの立ち上がりエッジとを比較するように構成され、又は、前記パルス遅延コンパレーターは、前記第1のレーザーパルスの立ち下がりエッジと前記第1のストレッチされたレーザーパルスの立ち下がりエッジとを比較するように構成される、請求項1から3のいずれか一項に記載のレーザーシステム。
- 前記フィードバックモジュールは、前記第1のレーザーパルスの立ち上がりエッジと前記第1のストレッチされたレーザーパルスの立ち上がりエッジとを比較するように構成される更なるパルス遅延コンパレーター(502b)を更に備え、前記コンピュータデバイスは、(i)前記更なるパルス遅延コンパレーターによる前記比較の結果に基づいて、前記複数のパルスストレッチャーの更なるパルスストレッチャー(304a,304b,304c)に対する調整を決定し、(ii)前記調整を前記更なるパルスストレッチャーに適用して前記第2のストレッチされたレーザーパルスの前記形状を更に変える、ように更に構成される、請求項1から4のいずれか一項に記載のレーザーシステム。
- 前記パルスストレッチャーは、前記レーザーパルスを異なる時間遅延を伴う複数のレーザーパルスに分割するように構成される2つのビーム分割素子(402a,402b)及び光学リングキャビティ(404)を備える、請求項1から5のいずれか一項に記載のレーザーシステム。
- 前記第1のレーザーパルスが前記複数のパルスストレッチャーに入る前に前記第1のレーザーパルスのサンプルを前記パルス遅延コンパレーターに与える入力ビームスプリッタ(310)と、
前記第1のストレッチされたレーザーパルスのサンプルを前記パルス遅延コンパレーターに与える出力ビームスプリッタ(312)と、
を更に備える、請求項1から6のいずれか一項に記載のレーザーシステム。 - レーザーシステム(102,602,702)であって、
レーザーパルスを与えるレーザー(202,302)と、
互いに直列に結合される複数のパルスストレッチャー(204)であって、前記複数のパルスストレッチャー(204)は、前記レーザーパルスのパルス幅をストレッチしてストレッチされたレーザーパルスを出力する、複数のパルスストレッチャー(204)と、
前記レーザーパルスの第1のレーザーパルスと前記ストレッチされたレーザーパルスの対応する第1のストレッチされたレーザーパルスとの比較に基づいて前記複数のパルスストレッチャーのうちの少なくとも1つのパルスストレッチャー(304a,304b,304c)のパラメータを調整するフィードバックモジュール(206)と、
前記フィードバックモジュールが前記少なくとも1つのパルスストレッチャーの前記パラメータを調整した後に前記ストレッチされたレーザーパルスの第2のストレッチされたレーザーパルスをワークピースへ方向付けるレンズアセンブリ(208)と、
を備えるレーザーシステム(102,602,702)と、
前記第2のストレッチされたレーザーパルスに対する前記ワークピースの応答を検出する検出器(104,604,704)と、
を備える検査システム(100,600,700)。 - 前記第2のストレッチされたレーザーパルスを前記ワークピースへ方向付けるエンドエフェクタ(108,608,708)と、
前記エンドエフェクタの位置を調整する測位システム(106,606,706)と、
を更に備える請求項8に記載の検査システム。 - 前記パラメータは、前記少なくとも1つのパルスストレッチャーによって導入される時間遅延を含む、請求項8又は9に記載の検査システム。
- 前記少なくとも1つのパルスストレッチャーは、閉じられた光学ループ(410)を確立する複数の反射面(408)を有する光学遅延コントローラー(406)を備え、前記少なくとも1つのパルスストレッチャーの前記パラメータを調整することは、前記複数の反射面のうちの少なくとも2つの間の離間距離をアクチュエータ(420)に調整させることを含む、請求項10に記載の検査システム。
- 前記複数のパルスストレッチャーは、前記レーザーパルスの前記パルス幅を少なくとも100ナノ秒にストレッチするように構成される、請求項8から11のいずれか一項に記載の検査システム。
- ワークピース接合ラインを検査するための方法(800)であって、
第1のストレッチされたレーザーパルスを得るために、直列に結合される複数のパルスストレッチャーを使用して第1のレーザーパルスのパルス幅をストレッチするステップ(802)と、
前記第1のレーザーパルスと前記第1のストレッチされたレーザーパルスとを比較するステップ(804)と、
前記第1のレーザーパルスと前記第1のストレッチされたレーザーパルスとを比較する前記ステップの結果に基づいて前記複数のパルスストレッチャーのうちの少なくとも1つのパルスストレッチャーのパラメータを調整するステップ(806)と、
前記パラメータを調整する前記ステップの後、第2のストレッチされたレーザーパルスを得るために、前記複数のパルスストレッチャーを使用して第2のレーザーパルスのパルス幅をストレッチするステップ(808)と、
前記第2のストレッチされたレーザーパルスを前記ワークピース接合ラインへ送出するステップ(810)と、
前記第2のストレッチされたレーザーパルスに対する前記ワークピース接合ラインの応答を検出するステップ(812)と、
を含む方法(800)。 - 前記少なくとも1つのパルスストレッチャーは、閉じられた光学ループを確立する複数の反射面を有する光学遅延コントローラーを備え、前記パラメータを調整する前記ステップは、前記複数の反射面のうちの少なくとも2つの間の離間距離をアクチュエータに調整させるステップ(902)を含む、請求項13に記載の方法。
- 前記応答に基づいて、前記ワークピース接合ラインの完全性を決定するステップ(1002)と、
前記ワークピース接合ラインの前記完全性の表示を与えるステップ(1006,1008)と、
を更に含む請求項13又は14に記載の方法。
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