KR101358241B1 - 동시에 모드-잠겨진, ｑ-스위치된 레이저 - Google Patents

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Abstract

동시에 모드 잠겨진, Q-스위치된 레이저(60)로서, 레이저 작동 동안 모드 잠김의 손실을 방지하도록 구성된다. 바람직한 실시모드는, 잔여 레벨의 레이저 파워가 모드-잠겨진 상태를 유지하기에 충분하면서 Q 스위치된 펄스들 사이에서 레이저를 작동시킴으로서 모드 잠김의 손실을 방지한다.

Description

동시에 모드-잠겨진, Ｑ-스위치된 레이저{SIMULTANEOUSLY MODE-LOCKED, Q-SWITCHED LASER}
저작권 경고:
ⓒ2006 Electro Scientific Industries, Inc. 이 특허 문서의 개시의 일부는 저작권 보호아래 있는 내용을 포함한다. 저작권자는 특허청(the Patent and Trademark Office) 파일 또는 기록물의 형태인, 특허 문서 또는 특허 개시를 누구나 복사 재생하는 데에 반대하지 않으나, 다른 식으로는 모두 어떤 방식으로든 저작권에 귀속되어 있음을 밝힌다. 37 CFR §1.71(d).
본 발명은 레이저 작동 동안 모드 잠김의 손실을 방지하도록 구성된, 동시에 모드-잠겨진, Q-스위치된 레이저에 관련한 것이다.
초-고속 레이저를(즉, 20ps 보다 작은 펄스 폭들을 가지는 레이저 출력) 사용한 물질 가공 또는 1ns 보다 짧은 레이저 출력 펄스 폭들을 가진 모드-잠겨진 레이저는 현재 산업 개업자들(industry practitioner) 사이에서 인기 있는 논의 토픽이다. 전형적인 상업적으로 구입할 수 있는 초-고속 레이저는 펄스당 1-5mJ 레이저 에너지로, 1-5KHz의 레이저 펄스 반복 속도(laser pulse repetition rate)의 능력을 가진다. 도 1a는 전형적인 종래 기술의 초-고속 레이저 시스템(10)의 기초요 소 컴포넌트들을 도시한다. 도 1b는 시스템(10)의 상이한 컴포넌트들의 출력들에서 생성되는 전형적인 레이저 펄스 파형들을 도시한다. 초-고속 레이저 시스템(10)의 제 1 파트는 전형적인 모드-잠겨진 레이저(12)이다. 적절한 레이저 발생 물질과 모드 잠김 테크닉으로 구성되어, 모드-잠겨진 레이저(12)(100)는 fs-20ps의 펄스 폭과 80-100MHz의 펄스 반복 속도로 특징지워지는 레이저 출력 펄스 파워를 방출한다. 레이저 펄스 선택(picking) 디바이스(14)는 증폭을 위해서 80-100MHz 모드 잠겨진 레이저 펄스 트레인으로부터 1-5KHz 모드-잠겨진 레이저 펄스들을 선별해낸다. 도 1b, 라인들(A, B)은, 각기, 모드-잠겨진 레이저(12) 및 펄스 선택 디바이스(14)의 출력들에서 펄스 트레인들을 도시한다. 증폭된 강한 초-고속 레이저 펄스들에 의한 어떠한 광학 컴포넌트들에 대한 손상의 위험은 재생 증폭기(18)로 전달 이전에 그 피크 세기를 감소시키기 위해 펨토초-폭 레이저 펄스를 늘이는 펄스 스트레처(16)(pulse stretcher)를 펄스 선택 디바이스의 출력(14)에 도입함에 의해서 회피된다. 증폭 이후, 증폭된 늘여진 펄스들은 펄스 컴프레서(20)로 인도되고, 펄스 컴프레서는 이들을 원하는 펨토초 펄스 폭 범위로 회복시킨다. 도 1b, 라인 C는, 증폭된 펄스 컴프레서(20)의 출력을 도시한다. 레이저 시스템(10)은 매우 복잡하고, 매우 비싸며, 산업 환경에서 사용하기에 매우 어렵다. 게다가, 레이저 펄스 반복 속도는 많은 레이저 프로세서 응용제품들에 대해서 너무 낮다.
한편, 전형적인 모드-잠겨진 레이저는 상대적으로 매우 낮은 펄스 당 레이저 에너지(1μJ 보다 적은 범위의)로 (공명기 길이에 의존하여) 80-100MHz의 레이저 펄스 반복 속도를 가진다. 도 2a는 1 피코초와 수 십 피코초 사이의 범위의 펄스 폭을 가지며 선택적인(optional) 펄스 선택 디바이스(34)를 향하며, 선택적인 증폭기(36)가 이를 뒤따르게 되는, 레이저 출력을 내는 모드-잠겨진 레이저(32)로 구성된 종래 기술 모드-잠겨진 레이저 시스템(30)을 도시한다. 도 2b, 라인들 a, b, 및 c는, 각각, 모드-잠겨진 레이저(32), 펄스 선택 디바이스(34), 및 증폭기(36)의 출력들에서 생성되는 전형적인 레이저 펄스 파워 파형들을 도시한다. 모드-잠겨진 레이저 시스템(30)은 최근, Time-Bandwidth Products 사의 Duetto 모델 레이저와 같은 것으로서, 구입가능 하게 되며, 약 10W의 평균 파워에서 100KHz의 전형적인 레이저 반복 속도를 보인다. 이러한 종류의 레이저 시스템과 관련한 몇가지 성능, 패키징, 그리고 작동적 문제점등이 있다. 첫 번째로, 모드-잠겨진 레이저(32)의 펄스 반복 속도가 100MHz 만큼 높지만, 펄스 선택 디바이스(34)의 펄스 반복 속도는 단지 100KHz 이기 때문에, 대부분(99.9%)의 모드-잠겨진 레이저(32)에 의해서 방출된 레이저 에너지가 낭비된다. 모드-잠겨진 레이저(32)에 대한 펄스 당 레이저 에너지는 매우 낮아, 이는 증폭기(36)에 대한 매우 제한적인 이득 요구사항들을 내놓게된다. 두 번째로, 레이저 시스템(30)의 디자인과 구조가 매우 복잡하다. 세 번째로, 이러한 복잡성 때문에, 레이저 시스템(30)은 아직 광범위한 산업적 응용에 대한 준비가 되어 있지 않다.
동시에 모드-잠겨진, Q-스위치된 레이저 시스템은 그 레이저 펄스 반복 속도를 제어하기 위해 Q-스위치가 모드-잠겨진 레이저의 공명기에 위치되게 구성된다. 모드-잠겨진 레이저로부터 방출되는 레이저 출력 펄스는 Q-스위치 작용 때문에 보다 높은 레이저 에너지 펄스이다. 도 3a는, 선택적인 펄스 선택 디바이스(44) 및 증폭기(46)과 함께, Q-스위치된, 모드-잠겨진 레이저(42)로 구성된 종래 기술의 동시에 모드-잠겨진, Q-스위치된 레이저 시스템(40)을 도시한다. 도 3b, 라인들(A, B, C)은, 각기, 모드-잠겨진, Q-스위치된 레이저(42), 펄스 선택 디바이스(44), 및 증폭기(46)의 출력들에서 생성된 전형적인 레이저 펄스 파워 파형들을 도시한다. 도 3b, 라인(C)는, 레이저 시스템(40)의 출력 펄스 파형을 도시하며, 이 파형은 나노초-폭 Q-스위치된 레이저 펄스 파워 프로파일(50) 아래의 다수의 모드-잠겨진 레이저 펄스들(48)에 의해서 특징지워진다. 레이저 펄스들(48)의 펄스 파워 프로파일(50)은, 예를 들어, 반도체 메모리 링크 프로세싱, 물질 트리밍, 및 비어 형성과 같은, 다수의 레이저 프로세스들에 대해 이점적이다. 나노초-폭 펄스 파워 프로파일(50) 내의 모드-잠겨진 레이저 펄스들(48)의 수는 Q-스위칭 작용에 의해서 제어되거나 최상의 프로세싱 결과를 위해 선택적인 펄스 선택 디바이스(44)로 선택될 수 있다. 다수의 모드-잠겨진 펄스들(48)의 다음 인접한 펄스들 사이의 짧은 시간 인터벌은 파편을 감소시키고 산출량을 증가시키기 위한 다수의 레이저 물질 프로세스들에 대해서 이점적이다. 각 모드-잠겨진 레이저 펄스(48)의 레이저 에너지는 선택적인 증폭기(46)의 사용에 의해서 증가될 수 있다. 이 Q-스위치되고 모드-잠겨진 레이저에 대한 하나의 잠재적인 기술적 난점은, 모드 잠금이 Q-스위치된 레이저 펄스 형성의 짧은 시간 동안 이상적으로 형성될 수 없다는 것이다. 이는 모드-잠겨진 레이저들이 대부분 연속-파(continuous-wave) 펌핑되며 연속 모드로, 즉, 모드 잠금을 확립하기에 충분한 시간을 제공하기 위해 또는 작동동안 모드 잠금을 방해하지 않도록, 작동되는 이유이다.
어떤 물질 레이저 프로세스들을 수행하기 위해 구성된 동시에 모드-잠겨진, Q-스위치된 레이저는 전통적 Q-스위치된 레이저들에 의해서 얻어진 레이저 펄스 파워 프로파일과 유사한 전형적인 나노초-폭 레이저 펄스 파워 프로파일을 전달한다. 프로파일 내의 연속적인 레이저 파워 대신에, 나노초-폭 레이저 펄스 파워 프로파일 내의 다수의 모드-잠겨진 짧은 펄스들이 존재하게 된다. 바람직한 실시모드는 모드-잠겨진 상태로 유지하기 위한 잔여 연속 파워의 한 레벨로 Q-스위치된 펄스들 사이에서 레이저를 작동시킴에 의해서 이를 달성한다. 필요하다면, 잔여 연속 레이저 출력은 펄스 선택 디바이스에 의해서 차단될 수 있다.
특정 물질 프로세싱 응용들을 위해 이러한 종류의 레이저의 구성으로부터 생기는 몇가지 장점들이 있다. 첫째로, 모드-잠겨진 동안, 레이저가 Q-스위치되므로, Q-스위치된 펄스 프로파일 피크의 피크 근처에 위치된 전달된 모드-잠겨진 레이저 펄스들에서의 에너지가 전통적 모드-잠겨진 레이저의 것보다 적어도 10배 더 높다. 두 번째로, 특정 디자인들에서, 전체 나노초 레이저 파워 프로파일이 물질 프로세싱을 위해서 사용될 때, 더 이상 펄스 선택 디바이스의 필요가 없어지며, 이의 제거는 레이저 구조를 단순화 시킨다. 세 번째로, 만일 필요로 될 경우, 출력 증폭기에 대한 요구사항들이 덜 까다롭게 된다. 네 번째로, 만일 나노초-폭 레이저 펄스 파워 프로파일 하의 다수의 모드-잠겨진 펄스들이 제어되거나 선택될 필요가 있는 경우 또는 Q-스위치된 레이저 펄스들 사이의 잔여 레이저 파워가 완전히 제거될 필요가 있을 경우, 펄스 선택 디바이스가 여전히 사용될 수 있다. 다섯 번째로, 예를 들어, 반도체 웨이퍼 싱귤레이션(singulation) 또는 저-K 레이어 다이싱(dicing)과 같은, 레이저를 이용한 특정 물질 프로세싱 응용들에 대해서, 다수의 모드-잠겨진 레이저 펄스들이 내부에 있는 나노초-폭 레이저 펄스 파워 프로파일을 사용하는 것은 절단면(kerf)을 깨끗이 하고 파편을 감소시키기는 데 있어 유리하다. 또한 레이저 프로세싱 산출량을 증가시키는 데 있어 전반적인 이점이 있다.
추가적인 양상들과 이점들은 바람직한 실시모드들의 다음의 자세한 기술에서 자명하게 될 것이며, 이는 수반하는 도면들에 참조하여 진행된다.
도 1a 및 도 1b는, 각기, 전형적인 종래 기술의 초-고속 레이저 시스템 및 그 컴포넌트들의 출력들에 생성되는 레이저 펄스 파워 파형들을 도시하는 도면.
도 2a 및 도 2b는, 각기, 전형적인 종래 기술의 모드-잠겨진 레이저 시스템 및 그 컴포넌트들의 출력들에서 생성되는 레이저 펄스 파워 파형들을 도시하는 도면.
도 3a 및 도 3b는, 각기, 종래 기술의 모드-잠겨진, Q-스위치된 레이저 시스템 및 그 컴포넌트들의 출력들에서 생성되는 레이저 펄스 파워 파형들을 도시하는 도면.
도 4는 바람직한 레이저 작동 동안 모드 잠김의 손실을 방지하도록 구성된 모드-잠겨진, Q-스위치된 레이저를 도시하는 도면.
도 5는 도 4의 레이저의 Q-스위치된 레이저 출력 펄스 파워 프로파일을 도시 하는 도면.
도 6은 반도체 디바이스 링크들을 절단하기 위한 모드-잠겨진 레이저 펄스들의 집합들의 생성동안 잠김의 손실을 방지하도록 구성된 모드-잠겨진, Q-스위치된 레이저 시스템의 바람직한 실시모드를 도시하는 도면.
도 4는 레이저 작동 동안 모드 잠김의 손실을 방지하도록 구성된 바람직한 모드-잠겨진, Q-스위치된 레이저(60)를 도시한다. 레이저(60)는 레이저 제어기(62)로부터 Q-스위치된 펄스들 사이에서 잔여 레이저 작동을 유지하기 위해 Q-스위치(66)로 연속-파(CW) RF 에너지의 한 레벨을 전달하는 Q-스위치 구동 시그널(64)을 수신한다. {당업자는 레이저 제어기(62)가, 예를 들어, 1ms 방출 출력 상태들과 1ms 비-방출 출력 상태들 사이에서 반복적으로 스위칭함에 의해서 유사(quasi)-CW 모드로 레이저(60)를 작동시킬 수 있다는 것을 주지할 것이다.} 레이저(60)는 부분적으로 반사적인 출력 커플러(86)와 후미 미러(88) 사이에 위치된 레이저를 내는 매체(84)와 Q-스위치(66)를 포함하는 레이저 공명기(82)를 포함한다. 레이저(60)는 각기 폴드 거울들(94, 96) 상에 입사하는 광을 방출하게 되는 다이오드 레이저들(90, 92)에 의해서 엔드-펌핑되고(end-pumped), 폴드 거울(96)이 Q-스위치(66)와 레이저를 내는 매체(84) 사이에 위치된다. 폴드 거울(96)은 광을 폴드 거울(94) 및 출력 커플러(86)로 반사시키며, 이들을 통해 레이저 출력(98)이 진행한다. 레이저 공명기(82) 내의 후미 거울(88)의 옆에 근접하여 위치된 반도체 포화가능 흡수재(saturable absorber) 거울 디바이스(100)는 레이저(60)의 모드-잠겨진 작동을 확립하기 위해 레이저를 내는 매체(84)와 함께 작동한다. 반도체 포화가능 흡수재 거울 디바이스(100)는 모드-잠김 디바이스의 일례이다.
레이저(60)의 작동은 도 5에 참조하여 기술되며, 도 5는 레이저 출력(98)의 Q-스위치된 레이저 펄스 파워 프로파일을 도시한다. Q-스위치(66)는 레이저 공명기(82)의 고 및 저 Q 상태들을 선별적으로(selectively) 생성함으로써 Q-스위치 구동 시그널(64)에 대응하여 레이저 공명기(82)의 Q-값을 변화시킨다. 고 Q-상태는 하나 또는 그 이상의 모드-잠겨진 프로세싱 펄스들(112)의 다수의 시간-차를 가지는(time-displaced) 광 펄스 방출 파열광들(bursts)(110)의 생성을 야기하며, 저 Q-상태는 인접한 광 방출 파열광들(110) 사이에 매우 낮은 세기의 모드-잠겨진 레이저 펄스들(114)의 생성을 야기한다. 매우 낮은 세기는 프로세싱 펄스들(112)의 피크 파워의 약 1% 보다 작은 것을 나타낸다. 매우 낮은 세기 모드-잠겨진 레이저 펄스들(114)은 레이저 출력(98)에 대해서 레이저 공명기(82)의 고 Q 상태에서 광 방출 빌드업(buildup) 시간들 사이에서 모드-잠겨진 상태를 유지한다.
잔여 레이저 출력 형태의 매우 낮은 세기 모드-잠겨진 레이저 펄스(114)는 펄스 선택 디바이스(116)에 의해서 차단될 수 있으며, 이는 도 4에 점선으로 도시된다. 레이저 제어기(62)는 다수의 시간-차를 가진 광 펄스 방출 파열광들(110)을 매우 낮은 세기 모드-잠겨진 레이저 펄스들(114)로부터 선택하기 위해 Q-스위치(66)와 레이저 펄스 선택 디바이스(116)의 작동들을 조율한다. 펄스 선택 디바이스(116)는 또한 하나 또는 그 이상의 광 펄스 방출 파열광들(110)로부터 원하는 수의 모드-잠겨진 레이저 펄스들(112)을 선택하는 데 사용될 수 있다. 증폭기{도 5에 도시되지 않으나, 도 3a의 증폭기(46)와 유사한}는 광 펄스 방출 파열광 들(110) 또는 펄스 선택 디바이스(116)의 출력에서 전달되는 모드-잠겨진 레이저 펄스들(112)을 증폭시키는데 사용될 수 있다. 모드 잠김을 유지하기 위해 Q-스위치 시그널(64)을 사용하는 효과는 Q-스위치된 레이저 펄스 파워 프로파일의 세기를 감소시키는 결과를 가져온다. 이러한 펄스 프로파일 파워에 있어서의 감소는 피크 파워가 종래 모드-잠겨진 레이저에서 얻어질 수 있는 피크 파워에 대해서 2-10의 인자만큼 증가될 수 있는 한 거의 중요치 않다고 할 수 있다.
도 6은 반도체 디바이스 링크 절단을 얻는데에 바람직한 모드-잠겨진 레이저 펄스들(114)의 광 방출 파열광들(110)을 생성하기 위한 모드-잠겨진, Q-스위치된 레이저(122)를 포함하는 간략화된 레이저 시스템(120)의 바람직한 실시모드를 보다 상세하게 도시한다. 약 150nm에서 약 2000nm까지의 바람직한 레이저 파장들은 1.3, 1.064, 또는 1.047, 1.03-1.05, 0.75-0.85μm 또는 Nd:YAG, Nd:YLF, Nd:YVO4, Yb:YAG, 또는 Ti:Sapphire 레이저들(122)로부터 이들의 제 2 , 제 3, 제 4, 또는 제 5 하모닉들(harmonics)을 포함하지만, 여기에 한정되지 않는다. 당업자는 다른 적합한 파장들에서 방출하는 레이저들이, 섬유 레이저를 포함하여, 상업적으로 얻을 수 있으며 사용될 수 있다는 것을 주지할 것이다.
레이저 시스템(120)은, 하모닉 변환을 제거하기 위해서 주파수를 배가시키는(doubling) 엘리먼트들이 제거될 수 있기 때문에, 이 명세서에서 오직 예시로서 제 2 하모닉(532nm) Nd:YAG 레이저(122)에 모델링되었다. Nd:YAG 또는 다른 고체-상태 레이저(122)는 레이저 다이오드(124) 또는 레이저 다이오드-펌핑된 고체-상태 레이저에 의해서 펌핑되며, 이의 방출(126)은 렌즈 컴포넌트들(128)에 의해서 레이 저 공명기(132) 내의 레이저를 내는 매체(130) 안으로 집속된다. 레이저 공명기(132)는, 레이저를 내는 매체(130)에 더하여, 광축(140)을 따라 집속/폴딩 거울들(136, 138) 사이에 위치된 Q-스위치(134), 출력 커플러(142), 및 후미 거울(144)을 포함한다. 애퍼처(146)가 또한 레이저를 내는 매체(130)와 거울(138) 사이에 위치될 수 있다. 거울(136)은 광을 거울(138), 및 광축(150)을 따른 레이저 출력(148)의 진행을 가능하게 해주는 부분적으로 반사적인 출력 커플러(142)로 반사시킨다. 거울(138)은 광을 반도체 포화가능 흡수체 거울 디바이스(152) 및 모드 잠금 레이저(122)를 위한 공명기(132)의 후미 거울(144)로 반사시키는데 적합하게 된다. 하모닉 변환 더블러(154)는 레이저 빔 주파수를 제 2 하모닉 레이저 출력(156)으로 변환하기 위해 바람직하게 공명기(132)의 외부에 위치된다. 당업자는 하모닉 변환이 사용되는 경우, E-O 또는 A-O 디바이스와 같은, 게이팅(gating) 디바이스(158)가 하모닉 레이저 펄스 에너지를 게이팅하거나 또는 정교하게 제어하기 위해 하모닉 변환 장치 앞에 위치될 수 있다는 것을 주지할 것이다. 펄스 선택 디바이스(116)(도 5)는 레이저 시스템(120)에서 하모닉 생성의 목적을 위한 집속 광학장치 또는 웨이브플레이트 일 수 있다.
당업자는 또한 Nd:YAG의 제 2 , 제 3, 또는 제 4 하모닉(532nm, 355nm, 266nm), Nd:YLF의 제 2 , 제 3, 또는 제 4 하모닉(524nm, 349nm, 262nm) 또는 Ti:Sapphire의 제 2 하모닉(375-425nm)의 어느 것도 적절한 잘-알려진 하모닉 변환 테크닉을 사용하여 특정 타입의 반도체 디바이스 링크(160) 및/또는 패시베이션 층들을 바람직하게 프로세스하는데 사용될 수 있다는 것을 주지할 것이다. 하모닉 변환 프로세스들은 V.G. Dmitriev 및 그 외의 "Handbook of Nonlinear Optical Crystals", Springer-Verlag, New York, 1991 ISBN 3 540-53547-0, pp.138-141에 기술된다.
Spectra Physics사는, 80MHz의 반복 속도로, 각각 750에서 850nm 범위로 1W의 파워에서 150 펨토초(fs)의 펄스 폭을 각각 가지는, 초단(ultrashort) 펄스들(112)을 제공하는 MAI TAITM이라 불리는 Ti-Sapphire 초 고속 레이저를 제조한다. 예시 레이저(122)는 본 발명에 따라, A-O Q-스위치와 그 구동 전자장치에 적절한 수정이 더해진 MAI TAITM레이저에 근거한 레이저 일 수 있다. 이 레이저(122)는 다이오드-펌핑되고, 주파수-배가된, 고체-상태 녹색 YAG 레이저(5W 또는 10W)에 의해서 펌핑된다. 본 발명이 레이저(122)를 만들기 위해서 구성될 수 있는 다른 예시 초고속 Nd:YAG 또는 Nd:YLF 레이저들은 스위스, 취리히 소재 Time-Bandwidth Products, Inc 사의 JAGUAR-QCW-1000TM 및 JAGUAR-CW-250TM을 포함한다.
레이저 출력(156)은 (파장이나 레이저 타입에 관계없이) 빔 경로(170)를 따라 위치되는 다양한 종래 광학 컴포넌트들(164, 166)에 의해서 조작될 수 있다. 컴포넌트들(164, 166)은 유용한 진행 성질을 지닌 빔을 생성하기 위해 빔 확장기 또는 레이저(156)를 시준하기 위한 다른 레이저 광학 컴포넌트들을 포함할 수 있다. 하나 또는 그 이상의 빔 반사 거울들(172, 174, 176, 178)은 선택적으로 사용될 수 있으며 원하는 레이저 파장에서 크게 반사적이나 사용되지 않는 파장들에서 크게 투과적이어서, 오직 원하는 레이저 파장만이 링크 구조(180)에 도달하게 된 다. 집속 렌즈들(182)은 링크 폭보다 더 커서 링크를 포함하고 바람직하게 그 직경에 있어 2μm 보다 작거나 또는, 링크(160)의 폭 및 레이저 파장에 의존하여, 그보다 작은 집속된 스팟 크기를 만들어내기 위해 시준된 펄스화된 레이저 시스템 출력(184)을 집속하는 F1, F2, 또는 F3 단일 컴포넌트 또는 다중 컴포넌트 렌즈 시스템들을 사용한다.
바람직한 빔 위치지정 시스템(186)은 Overbeck의 미 특허 번호 4,532,402에 자세하게 기술된다. 빔 위치지정 시스템(186)은 바람직하게 레이저 시스템 출력(182)을 IC 디바이스 또는 작업 소재(190) 상에 원하는 링크(158)로 조준하고 집속시키기 위해 적어도 2개의 플랫폼들 또는 스테이지들(스택된 또는 분리된 축)을 제어하며 반사기들(172, 174, 176, 178)로 조정되는 레이저 제어기(188)를 사용한다. 빔 위치지정 시스템(184)은 제공된 테스트 또는 디자인 데이터에 근거하여 즉석에서 고유한 링크-절단 작업을 수행하기 위해 작업 소재(190) 상의 링크들 사이(160)의 빠른 이동을 허용한다.
본 발명의 근본적인 원리로부터 벗어나지 않으며 위에 기술된 실시모드의 세부 사항들의 많은 변경들이 만들어 질 수 있다는 것이 당업자들에게 자명하게 될 것이다. 본 발명의 범위는, 따라서, 다음의 청구항들에 의해서만 결정될 것이다.
동시에 모드 잠겨진, Q-스위치된 레이저(60)로서, 레이저 작동 동안 모드 잠김의 손실을 방지하도록 구성된다. 바람직한 실시모드는, 잔여 레벨의 레이저 파워가 모드-잠겨진 상태를 유지하기에 충분하면서 Q 스위치된 펄스들 사이에서 레이 저를 작동시킴으로서 모드 잠김의 손실을 방지함으로써 산업상 이용 가능하다.

Claims (12)

  1. 다수의 시간-차 레이저 광 펄스 방출 버스트(burst)들을 특징으로 하는 레이저 출력을 만들어내는 동시 모드-잠겨진, Q-스위치된 레이저로서, 다수의 시간-차 레이저 광 펄스 방출 버스트 각각은 하나 이상의 모드-잠겨진 출력 펄스들을 포함하는, 동시 모드-잠겨진, Q-스위치된 레이저에 있어서,
    Q-값을 특징으로 하는 레이저 공명기 안에 주재하는 레이저를 내는(lasing) 매체와 광학적으로 연관된 펌핑 소스로서, 펌핑 소스는 레이저를 내는 매체의 레이저를 내는 이득을 촉진하기 위해 광을 펌핑시키는 것을 제공하는, 펌핑 소스와;
    모드-잠겨진 상태에서 레이저 광 방출을 생성하기 위해 레이저를 내는 매체 및 레이저 공명기와 광학적으로 연관된 모드-잠김 디바이스와;
    레이저 공명기 내에 위치되며 선택적으로 레이저 공명기의 고 및 저 Q 상태들을 만들어내는 Q-스위치 구동 시그널에 대응하여 레이저 공명기의 Q 값을 변경시키도록 작동하는 Q-스위치로서, 고 Q 상태는 하나 이상의 모드-잠겨진 출력 펄스들의 다수의 시간-차(time-displaced) 레이저 광 펄스 방출 버스트(burst)들의 생성을 야기하며, 저 Q 상태는 레이저 출력에 대해서 레이저 광 펄스 방출 버스트들 사이의 모드-잠겨진 조건을 유지하도록, 다수의 시간-차 레이저 광 펄스 방출 버스트들 중 인접한 시간-차 레이저 광 펄스 방출 버스트들 사이에 낮은 세기의 모드-잠겨진 출력 펄스들의 생성을 야기하는, Q-스위치를 포함하는,
    동시에 모드-잠겨진, Q-스위치된 레이저.
  2. 제 1항에 있어서, 레이저 출력을 수신하고, 낮은 세기의 모드-잠겨진 레이저 펄스를 선택하는 레이저 펄스 선택(picking) 디바이스와 Q-스위치 구동 시그널의 생성에 기여하는 레이저 제어기를 더 포함하며,
    레이저 제어기는 낮은 세기의 모드-잠겨진 레이저 펄스들로부터 다수의 시간-차 레이저 광 펄스 방출 버스트들을 선택하기 위해 Q-스위치와 레이저 펄스 선택 디바이스의 작동들을 조정하는, 동시에 모드-잠겨진, Q-스위치된 레이저.
  3. 제 2항에 있어서, 레이저 출력으로부터 유도된 프로세싱 레이저 펄스가 입사하는 반도체 메모리 디바이스 링크 구조 타깃을 더 포함하는, 동시에 모드-잠겨진, Q-스위치된 레이저.
  4. 제 1항에 있어서, 레이저 출력을 수신하고, 낮은 세기의 모드-잠겨진 레이저 펄스를 선택하는 레이저 펄스 선택(picking) 디바이스와 Q-스위치 구동 시그널의 생성에 기여하는 레이저 제어기를 더 포함하며, 레이저 제어기는 다수의 시간-차 레이저 광 펄스 방출 버스트들의 원하는 수를 선택하기 위해 Q-스위치와 레이저 펄스 선택 디바이스의 작동들을 조정하는, 동시에 모드-잠겨진, Q-스위치된 레이저.
  5. 제 4항에 있어서, 레이저 출력으로부터 유도된 프로세싱 레이저 펄스가 입사하는 반도체 메모리 디바이스 링크 구조 타깃을 더 포함하는, 동시에 모드-잠겨진, Q-스위치된 레이저.
  6. 제 4항에 있어서, 선택된 원하는 수의 레이저 광 펄스 방출 버스트들을 증폭하기 위해 증폭기를 더 포함하는, 동시에 모드-잠겨진, Q-스위치된 레이저.
  7. 제 1항에 있어서, 레이저 출력을 수신하고, 낮은 세기의 모드-잠겨진 레이저 펄스를 선택하는 레이저 펄스 선택(picking) 디바이스와 Q-스위치 구동 시그널의 생성에 기여하는 레이저 제어기를 더 포함하며, 레이저 제어기는 원하는 수의 모드-잠겨진 출력 펄스들을 하나 이상의 레이저 광 펄스 방출 버스트들로부터 선택하기 위해 Q-스위치와 레이저 펄스 선택 디바이스의 작동들을 조정하는(coordinate), 동시에 모드-잠겨진, Q-스위치된 레이저.
  8. 제 7항에 있어서, 원하는 숫자의 선택된 모드-잠겨진 출력 펄스들을 증폭하기 위해서 증폭기를 더 포함하는, 동시에 모드-잠겨진, Q-스위치된 레이저.
  9. 제 1항에 있어서, 레이저 출력으로부터 유도된 프로세싱 레이저 펄스가 입사하는 실리콘 기재 타깃을 더 포함하는, 동시에 모드-잠겨진, Q-스위치된 레이저.
  10. 제 1항에 있어서, 레이저 출력으로부터 유도된 프로세싱 레이저 펄스가 저 K-층으로 구성된 타깃 종(specimen)에 인도되어(directed), 저-K 층 다이싱(dicing)을 수행하는,, 동시에 모드-잠겨진, Q-스위치된 레이저.
  11. 제 1항에 있어서, 레이저 출력으로부터 유도된 프로세싱 레이저 펄스가 타깃 종에 인도되어, 그 안에 비어(via)를 형성하는, 동시에 모드-잠겨진, Q-스위치된 레이저.
  12. 제 1항에 있어서, 펌핑 광(pumping light)이 연속-파(continuous-wave) 타입인, 동시에 모드-잠겨진, Q-스위치된 레이저.
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