KR20130020773A - 편광 출력 레이저 빔의 고속 강도 변화 달성 방법 - Google Patents

편광 출력 레이저 빔의 고속 강도 변화 달성 방법 Download PDF

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얀 클라이네르트
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일렉트로 싸이언티픽 인더스트리이즈 인코포레이티드
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Abstract

편광 출력 레이저 빔(103)의 고속 강도 변화 달성 방법은, 여러 각도 위치들 사이에서 광 입사각 민감성 광학 요소의 고속 전이를 제공하는 갈바노미터 시스템(200)에 대해 광 입사각 만감성 광학 요소(104)를 고정하는 과정을 포함한다. 갈바노미터 시스템 시스템에 의해 제공되는 고속 전이는 입력 레이저 빔(102)과 광 입사각 민감성 광학 요소 사이의 입사각(θ1)을 변화시키며 이에 따라 광 입사각 민감성 광학 요소에 의해 생성되는 편광 출력 레이저 빔의 고속 강도 변화를 제공한다.

Description

편광 출력 레이저 빔의 고속 강도 변화 달성 방법{METHOD FOR ACCOMPLISHING HIGH-SPEED INTENSITY VARIATION OF A POLARIZED OUTPUT LASER BEAM}
본 명세서는 광학 시스템에 관한 것이며, 더 상세하게는 편광 출력 레이저 빔의 강도를 변화시키는 레이저 빔 광학 시스템 및 방법에 관한 것이다.
많은 레이저 처리 응용분야에서, 편광 레이저 빔의 강도는 광학 감쇠기를 사용하여 변화된다(즉, 감쇠된다). 하나의 종래 접근법에서, 회전 웨이브플레이트{또는 전기-광학 모듈레이터(EOM)}와 후속 편광기의 조합이 변화가능한 강도를 가지는 편광 레이저 빔을 생성하기 위하여 사용된다. 예를 들어, 회전 웨이브플레이트 및 후속 편광기를 이용하는 시스템에서, 회전 웨이브플레이트 및 후속 편광기는 레이저 빔의 빔 경로 내에 위치되며, 회전 웨이브플레이트는 빔에 대하여 평행한 축을 중심으로 회전하여 편광 벡터를 회전시키며, 이것은 후속 편광기를 통과하여 나가는 편광 레이저 빔의 강도를 변화시킨다. 다른 하나의 종래 접근법에서, 변화가능한 강도를 가지는 편광 레이저 빔을 생성하기 위하여 음향-광학 모듈레이터(AOM)가 이용된다. AOM을 이용하는 시스템에서, 음향-전기 트랜스듀서(예컨대 압전 트랜스듀서)가 매체(예컨대 유리, 석영) 내에서 생성된 음파의 강도를 변화시키며, 이에 의하여 그 매체에 입사하여 그 매체에 의해 굴절되는 레이저 빔의 강도를 변화시킨다.
종래 접근법들은 수많은 단점들을 가진다. 예를 들어, 회전 웨이브플레이트 및 후속 편광기를 포함하는 광학 감쇠기는 빔 강도를 변화시키는데 있어서 상대적으로 느리다. 비록 AOM은 신속하게 빔 강도를 변화시킬 수 있지만(약 100 나노초 이하로), AOM을 구현한 시스템은 통상적으로 복잡하고, 이 시스템의 광학적 정렬 은 상대적으로 어려우며, 또한 빔 경로가 상대적으로 길다. 더 나아가 AOM은 통상적으로 90% 미만의 피크 회절 효율을 가진다.
레이저 빔의 강도를 신속하게 변화시킬 수 있으며, 광학적으로 단순하다는 특징을 가지며, 또한 상대적으로 높은 피크 투과 효율을 가지는 시스템이 요구된다.
편광 출력 레이저 빔의 고속 강도 변화 달성을 위한 바람직한 방법은 작업대상 위의 타겟 위치를 향하는 빔 경로의 제 1 부분을 따라 전파되는 입력 레이저 빔을 생성하는 단계를 포함한다. 이 방법은 또한 빔 경로의 제 1 부분을 수직 횡단하는 회전축을 중심으로 회전가능 구동 샤프트를 회전시키기 위하여 이 회전가능 구동 샤프트와 협력하는 갈바노미터 구동 부재를 포함하는 갈바노미터 시스템을 제공하는 단계를 포함한다. 갈바노미터 구동 부재는 회전가능 구동 샤프트가 선택된 각도 위치들 사이에서 고속 전이되도록 하기 위해 회전가능 구동 샤프트의 회전을 제어한다.
회전가능 구동 샤프트에 고정된 광 입사각 민감성 광학 요소는 광 입사각 민감성 광학 요소가 회전축을 중심으로 회전할 수 있다. 광 입사각 민감성 광학 요소는 빔 경로의 제 1 부분을 가로지르도록 위치된 평면형 광학 필름을 포함하는데, 이에 따라 입력 레이저 빔은 회전가능 구동 샤프트의 각도 위치에 의하여 결정되는 입사각으로 평면형 광학 필름 상에 입사된다. 평면형 광학 필름은 입력 레이저 빔으로부터 편광 출력 레이저 빔을 생성하며, 이 편광 출력 레이저 빔은 작업 대상 상의 타겟 위치를 향하는 빔 경로의 제 2 부분을 따라 전파된다. 편광 출력 레이저 빔은 그 강도가 입력 레이저 빔과 평면형 광학 필름 사이의 입사각의 함수로서 변화한다는 특징을 가진다. 갈바노미터 구동 부재에 의한 회전가능 구동 샤프트의 고속 전이는 입력 레이저 빔과 평면형 광학 필름 사이의 입사각을 변화시키며, 이에 따라 편광 출력 레이저 빔의 고속 강도 변화가 달성된다.
추가적인 양상들과 이점들은, 첨부된 도면들을 참조하여 이루어질, 바람직한 실시예들에 대한 아래의 상세한 설명으로부터 명확해질 것이다.
도 1은 일 실시예에 따라 편광 출력 레이저 빔의 고속 강도 변화 달성을 위한 시스템의 개략적인 블록도.
도 2는 도 1의 라인 2-2를 따라 취해진 시스템의 다양한 부품들의 저면도.
도 3은 도 1의 시스템의 광 입사각 민감성 광학 요소의 투과율 대 광 입사 민감 광학 요소의 평면형 광학 필름과 입사 레이저 빔 사이의 입사각을 나타내는 그래프.
도 1은 강도(예를 들어 전력 레벨)가 변화되는 편광 출력 레이저 빔(103)을 생성시키기 위하여 입력 레이저 빔(102)을 선택적으로 감쇠하기 위한 시스템(100)의 일 실시예의 하드웨어 구조를 도시하는 개략적인 블록도이다. 입력 레이저 빔(102)은 p-편광 광을 포함하며, 바람직하게는 모든 s-편광 광이 실질적으로 제거되어 있다. 입력 레이저 빔(102)은 자외선(UV) 레이저 소스(예컨대 355 nm 레이저)와 같은, 그러나 이에 국한되는 것은 아닌, 기존의 레이저 소스(미도시됨)에 의해 생성된다. 시스템(100)은 빔 경로(108)의 제 1 부분(106)을 가로지르도록 위치하는 광 입사각 민감성 광학 요소(104)를 포함하는데, 이 빔 경로를 따라 입력 레이저 빔(102)이 작업대상(미도시됨) 위의 타겟 위치를 향하여 전파된다. 일 예에서, 광학 요소(104)는 편광기, 바람직하게는 박막 편광기이다. 그렇지만, 아래에서 더 상세하게 설명하는 바와 같이 광학 요소와 입사 광 사이의 입사각의 함수로서 변화하는 입사 광 투과율이라는 특징을 가지는 임의의 다른 광학 요소가 사용될 수 있다. 광학 요소(104)는 유리 또는 유리-같은 물질로 만들어진 기판(112)과 그 위에 형성된 평면형 광학 필름(114)(예컨대 광학 코팅)을 포함한다. 기판(112)은 도 1에 도시된 바와 같이 상대적으로 평평한 플레이트일 수 있다. 대안적으로, 기판(112)은 쐐기-형태일 수 있고, 이것이 두번째 쐐기-형태의 기판에 고정됨으로써(예컨대 접합됨으로써), 평면형 광학 필름(114)이 그 중심을 가로질러 대각으로 절단하는 정육면체를 형성할 수 있다.
평면형 광학 필름(114)은 입력 레이저 빔(102)을, 편광 출력 레이저 빔(103)에 상응하는 투과된 광 성분, 및 반사된 광 성분(118)으로 분리한다. 편광 출력 레이저 빔(103)은, 변화가능하고 아래에서 설명하는 바와 같이 평면형 광학 필름(114)과 입력 레이저 빔(102) 사이의 입사각(θ1)에 종속하는 강도 레벨을 가지는 p-편광 광을 포함한다. 바람직하게, 편광 출력 레이저 빔(103)은 s-편광 광을 가지고 있지 않다. 또한 반사된 광 성분(118)은 편광 출력 레이저 빔(103)의 강도 변화에 역비례 관계로 변화하는 강도 레벨을 가지는 p-편광 광을 포함한다. 만약 입력 레이저 빔(102)이 p-편광 광에 추가하여 s-편광 광을 포함한다면, 편광 출력 레이저 빔(103)과 반사된 광 성분(118)은 또한 입사각(θ1)의 함수로 변화가능한 강도 레벨을 가지는 s-편광 광을 포함할 수 있다.
반사된 광 성분(118)은 반사된 빔 경로(120)를 따라 레이저 수거 요소(122)로 전파되고, 이 레이저 수거 요소는 작업대상에 도달하지 못하도록 하기 위하여 반사된 광 성분(118)을 흡수한다. 제 1 실시예에서, 편광 출력 레이저 빔(103)은 빔 경로(108)의 제 2 부분(124)을 따라 이동하여 편광 출력 레이저 빔(103)을 가로지르도록 위치된 제 2 광학 요소(126)에 도달한다. 제 2 광학 요소(126)는 광학 요소(104)에 의하여 도입된, 아래에서 더 상세히 설명될, 빔 오프셋(127)을 보상하기 위해 제공되는 빔 변위 광학 요소이다. 대안적인 제 2 실시예(미도시됨)에서, 제 2 광학 요소(126)가 생략되고, 편광 출력 레이저 빔(103)은 빔 경로(108)의 제 2 부분(124)을 따라 계속해서 이동하여 후속하는 기존 광학기구(128)(예컨대 집속 렌즈, 빔 포지셔너)까지 도달하며, 이들은 작업대상 위의 타겟 위치에 입사하도록 편광 출력 레이저 빔(103)을 조절한다. 아래의 설명은 제 1 실시예에 대한 것이다.
제 2 광학 요소(126)는 편광 출력 레이저 빔(103)을 수신하고 이것{또는 편광 출력 레이저 빔(103)의 일부}을 투과시켜 광학기구(128)를 향하는 빔 경로(108)의 제 3 부분(129)을 따르게 한다. 광학 요소(104)와 마찬가지로, 제 2 광학 요소(126)는, 반사된 광 빔(130)을 생성하기 위하여 빔 경로(108)로부터 편광 출력 레이저 빔(103)의 광 중 일부를 분리하며, 다른 한편으로 편광 출력 레이저 빔(103) 중 나머지 광(참조번호 103'으로 표현되어 있는)은 제 2 광학 요소(126)를 투과하여 빔 경로(108)의 제 3 부분(129)을 따르도록 하는 평면형 광학 필름을 포함한 광 입사각 민감성 광학 요소일 수 있다. 일 예에서, 제 2 광학 요소(126)는 박막 편광기이다. 제 2 광학 요소(126)가 반사된 광 빔(130)을 생성하는 평면형 광학 필름을 포함하는 경우, 제 2 레이저 수거 요소(132)가 제공되어 반사된 광 빔(130)을 흡수한다. 대안적으로, 제 2 광학 요소(126)는 안티-반사 코팅된 플레이트일 수 있는데, 이 경우 반사된 광 빔(130)은 생성되지 않으며, 제 2 레이저 수거 요소(132)는 생략되고, 또한 편광 출력 레이저 빔(103) 중 실질적으로 모든 광이 제 2 광학 요소(126)를 투과하여 빔 경로(108)의 제 3 부분(129)을 따르게 된다.
도 1에 도시된 바와 같이, 빔 경로(108)의 제 2 부분(124)은 빔 오프셋(127)에 대응하는 양만큼 제 1 부분(106)으로부터 오프셋되어 있다. 제 2 광학 요소(126)가 시스템(100) 내에 제공되어, 빔 경로(108)의 제 3 부분(129)이 제 1 부분(106)에 대해 정렬될 수 있도록 빔 오프셋(127)과는 반대 방향과 동일한 크기인 변위량(134)만큼 제 2 부분(124)으로부터 빔 경로(108)의 제 3 부분(129)을 이동시킨다. 다시 말해서, 제 2 광학 요소(126)는 광학 요소(104)에 의하여 도입된 빔 오프셋(127)을 보상하기 위하여 선택적으로 제공된다.
도 2는 시스템(100)의 저면도{간단히 하기 위해 수거 요소들(122 및 132)은 미도시됨}로서, 입사각(θ1)을 조절하고, 또한, 그에 따라, 편광 출력 레이저 빔(103)의 강도 레벨을 제어하기 위하여 광학 요소(104)와 협력하는 갈바노미터 시스템(200)을 보여주고 있다. 갈바노미터 시스템(200)은 회전가능 구동 샤프트(204)와 협력하는 갈바노미터 구동 부재(202)를 포함한다. 종래의 갈바노미터 시스템들은 통상적으로 작업대상 위의 여러 타겟 위치들에 레이저 빔을 향하도록 하기 위하여 구동 샤프트에 고정된 미러를 포함한다. 예를 들어, 미국 특허 번호 4,532,402, 발명의 명칭 "집적 회로 상에 집속 빔을 포지셔닝하기 위한 방법 및 장치"은 기존의 갈바노미터 시스템을 기재하고 있다. 그러나, 갈바노미터 시스템(200)에서, 기존의 미러는 광학 요소(104)에 의해 대체되어 있는데, 이 광학 요소는 편광 출력 레이저 빔(103)의 고속 감쇠를 가능하게 하기 위해 마운팅 슈와 같은 마운트(206)를 개재하여 구동 샤프트(204)의 일 단부에 고정되어 있다.
프로세서(209)로부터 수신된 제어 신호(208)에 반응하여, 갈바노미터 구동 부재(202)는 샤프트(204)와 광학 요소(104)를 빔 경로(108)의 제 1 부분(106)을 수직으로 횡단하는 회전축(210)을 중심으로 회전시킨다. 도 1에서, 회전축(210)은 도면의 평면의 내부쪽으로 및 외부쪽으로 연장한다. 프로세서(209)는 편광 출력 레이저 빔(103)의 선택된 강도 레벨들을 샤프트(204)와 광학 요소(104)의 대응하는 각도 위치들에 연관시키는 정보(예컨대, 컴퓨터 프로그램)에 따라 동작한다. 편광 출력 레이저 빔(103)을 위해 임의의 선택된 강도 레벨이 요구되는 경우, 프로세서(209)는 상기 선택된 강도 레벨에 연관된 대응하는 각도 위치를 나타내는 지시를 포함하는 제어 신호(208)를, 갈바노미터 구동 부재(202)로 전송한다. 갈바노미터 구동 부재(202)는 제어 신호(208)에 응답하여 대응하는 각도 위치로 샤프트(204)와 광학 요소(104)를 회전시킨다.
갈바노미터 시스템(200)은 프로세서(209)에 의해 지시된 대응하는 각도 위치에 상대적으로 고속의 및 정밀한 정확도를 가지고 샤프트(204)를 이동시키기 위하여 동작한다. 이에 따라, 광학 요소(104)를 샤프트(204)에 고정함으로써, 갈바노미터 시스템(200)은 평면형 광학 필름(114) 및 입력 레이저 빔(102) 사이의 입사각(θ1)을 신속하게 변화시킬 수 있으며, 또한 편광 출력 레이저 빔(103)의 선택된 강도 레벨들과 연관되는 대응하는 각도 위치들에 광학 요소(104)를 정확하게 포지셔닝할 수 있다. 일 예에서, 갈바노미터 시스템(200)은 10 밀리초(ms) 미만, 바람직하게는 약 200 마이크로초(㎲) 미만 안에 대응하는 각도 위치들의 서로 다른 위치들 사이에서 광학 요소(104)를 회전시킬 수 있다.
입사각(θ1)의 크기를 변화시킴으로써, 갈바노미터 시스템(200)은 편광 출력 레이저 빔(103)의 p-편광 광의 강도 레벨을 제어할 수 있다. 위에 기술된 바와 같이, 평면형 광학 필름(114)은 입력 레이저 빔(102)의 p-편광 광 중 일부를 투과하고 일부는 반사하도록 동작한다. 평면형 광학 필름(114)에 의하여 투과된 p-편광 광의 양은 평면형 광학 필름(114)과 입력 레이저 빔(102) 사이의 입사각(θ1)에 종속한다. 다시 말해서, 편광 출력 레이저 빔(103)의 p-편광 광의 강도 레벨은 입사각(θ1)의 함수로서 변화한다. 일 예에서, 편광 출력 레이저 빔(103)의 p-편광 광의 강도 레벨은 입사각(θ1)이 브루스터 각(Brewster's angle)에 대응할 때 최대이다. 평면형 광학 필름(114)에 의해 반사된 p-편광 광의 양도 역시 입사각(θ1)에 종속하지만, 평면형 광학 필름(114)에 의해 투과된 p-편광 광의 양에 대해 반비례적으로 변화한다. 이에 따라, 일 예에서, 반사된 광 성분(118)의 p-편광 광의 강도 레벨은 입사각(θ1)이 브루스터 각일 때 최소이다.
도 3은 광학 요소(104)가 박막 편광기이고 입력 레이저 빔(102)이 약 355 nm의 파장을 가지는 일 예에 따른 광학 요소(104)의 p-편광 광 투과율 대 입사각(θ1)을 나타내는 곡선(300)을 도시한다. 도 3에서, 세로축(즉 투과율 축)은 0.0001 - 1의 범위를 가지는데, 여기서 0.0001은 투과되는 p-편광 입사광의 0.01%를 나타내며 1은 투과되는 p-편광 입사광의 100%에 대응한다. 이 예에서, 브루스터 각은 약 56.6도의 각도에 대응하며, 광학 요소(104)는 입사각(θ1)이 브루스터 각일 때 입력 레이저 빔(102)의 p-편광 광의 거의 100%(예컨대 95%보다 더 크게)를 투과하도록 동작할 수 있다. 곡선(300)은 편광 출력 레이저 빔(103)의 p-편광 광의 강도 레벨은, 입사각(θ1)이 브루스터 각으로부터(예컨대 그것보다 더 작게 되도록) 달라지는 경우에, 감소한다는 것을 보여주고 있다. 예를 들어, 편광 출력 레이저 빔(103)의 p-편광 광의 강도 레벨은, 입사각(θ1)이 약 25도일 때 입력 레이저 빔(102)의 p-편광 광의 강도 레벨의 0.1%보다 더 작다. 그러므로, 갈바노미터 시스템(200)은 광학 요소(104)를 회전축(210)을 중심으로 선택된 각도 위치까지 회전시킴으로써 편광 출력 레이저 빔(103)을 원하는 강도 레벨까지 신속하고 정확하게 감쇠시킬 수 있다. 시스템(100)이 광학 요소(104)를 신속하게 회전시키도록 동작가능한 갈바노미터 시스템(200)을 포함하고 있기 때문에, 시스템(100)은 종래의 회전 웨이브플레이트 및 후속 편광기보다 훨씬 더 빠르게 동적 레이저 빔 감쇠를 달성할 수 있다. 더우기, AOM 시스템에 비교하여, 시스템(100)은 더 큰 최대 투과율을 성취할 수 있으며 또한 더 적은 광학적 복잡도를 가지고 구현될 수 있는데, 이것은 시스템(100)이 더 쉽게 배열될 수 있게 하며 또한 시스템(100)이 더 짧은 필요 빔 경로를 가질 수 있게 한다.
갈바노미터 시스템(200)이 입사각(θ1)을 변화시킬 때, 빔 오프셋(127)의 크기도 역시 변화한다. 그러므로, 시스템(100)은 빔 오프셋(127)의 변화를 보상하기 위하여 제 2 광학 요소(126)와 협력하는 제 2 갈바노미터 시스템(400)을 선택적으로 포함한다. 제 2 갈바노미터 시스템(400)은 회전가능 구동 샤프트(404)와 협력하는 갈바노미터 구동 부재(402)를 포함한다. 제 2 광학 요소(126)는 마운팅 슈와 같은 마운트(406)를 개재하여 구동 샤프트(404)의 일단부에 고정된다. 프로세서(209)로부터 수신된 제어 신호(408)에 반응하여, 갈바노미터 구동 부재(402)는, 제 2 광학 요소(126) 및 편광 출력 레이저 빔(103) 사이의 입사각(θ2)을 변화시키기 위해 빔 경로(108)의 제 2 부분(124)에 대해 수직으로 횡단하는 회전축(410)을 중심으로 샤프트(404)와 제 2 광학 요소(126)를 회전시킨다. 입사각(θ2)이 변화할 때, 변위량(134)의 크기가 변화한다. 그러므로, 프로세서(209)는 빔 경로(108)의 제 3 부분(129)이 제 1 부분(106)에 대해 정렬되도록 광학 요소(104)의 회전과 함께 제 2 광학 요소(126)의 회전을 조절하는 정보(예컨대 컴퓨터 프로그램)에 따라 동작한다. 프로세서(209)가 광학 요소(104)를 회전시키기 위하여 갈바노미터 구동 부재(202)에 제어 신호(208)를 전송할 때, 프로세서(209)는 또한 제 2 광학 요소(126)의 각도 위치를 나타내는 지시를 포함하는 제어 신호(408)를 갈바노미터 구동 부재(402)로 전송하며, 그리고 갈바노미터 구동 부재(402)는 빔 경로(108)의 제 3 부분(129)이 제 1 부분(106)에 대해 정렬된 상태를 유지하도록 하기 위하여 광학 요소(104)에 맞추어 제 2 광학 요소(126)를 회전시킨다. 더 나아가, 제 2 광학 요소(126)가 광학 요소(104)와 마찬가지로 광 입사각 민감성 광학 요소인 경우, 갈바노미터 시스템(400)은 또한, 시스템(100)이 편광 출력 레이저 빔(103)을 감쇠시킬 수 있는 크기로 증가시키기 위하여, 회전축(410)을 중심으로 제 2 광학 요소(126)를 회전시킬 수 있다.
입사각(θ1)이 광학 요소(104)의 회전에 기인하여 변화할 때, 반사된 빔 경로(120)는 도 1에서 그 위치로부터 왼쪽 또는 오르쪽으로 이동한다. 그러므로, 일 실시예에서, 레이저 수거 요소(122)는 반사된 광 성분(118)이 반사된 빔 경로(120)가 이동하는 크기를 극복하고 레이저 수거 요소(122) 상에 입사할 수 있도록 충분히 크다. 대안적인 실시예에서, 레이저 수거 요소(122)는 반사된 광 성분(118)이 레이저 수거 요소(122) 상에 입사하는 것을 보장하기 위하여 반사된 빔 경로(120)의 이동에 따라 움직인다. 더 나아가, 제 2 광학 요소(126)가 반사된 광 빔(130)을 생성하는 평면형 광학 필름을 포함할 때, 레이저 수거 요소(132)는 반사된 광 빔(13)이 입사각(θ2)에서의 변화에 반응하여 이동함에 따라 반사된 광 빔을 수집하기 위해 레이저 수거 요소(122)의 실시예들 중 하나에 따라 설계될 수 있다.
본 발명의 기초적인 원리에서 벗어나지 않고도 위에서 기술된 실시예들의 세부 사항에 대해 많은 변화가 적용될 수 있다는 것은 해당 기술분야의 기술자에게는 자명할 것이다. 예를 들어, 반사된 광 성분(118)은 편광 출력 레이저 빔(103)에 대신하여 또는 그것에 추가적으로 변화되는 강도가 처리되는 빔으로서 사용될 수 있다는 점이 고려될 수 있다. 그러므로 본 발명의 범위는 아래의 청구범위에 의해서만 결정되어야 한다.

Claims (10)

  1. 편광 출력 레이저 빔의 고속 강도 변화 달성 방법으로서:
    작업대상 위의 타겟 위치를 향하는 빔 경로의 제 1 부분을 따라 전파하는 입력 레이저 빔을 생성하는 단계와;
    회전가능 구동 샤프트를 상기 빔 경로의 제 1 부분에 대해 수직으로 횡단하는 회전축에 대해 회전시키기 위하여 상기 회전가능 구동 샤프트와 협력하는 갈바노미터 구동 부재를 포함하는 갈바노미터 시스템을 제공하는 단계로서, 상기 갈바노미터 구동 부재는 선택된 각도 위치들 사이에서 상기 회전가능 구동 샤프트의 고속 변화를 제공하기 위하여 상기 회전축을 중심으로 상기 회전가능 구동 샤프트를 회전시키는, 갈바노미터 시스템을 제공하는 단계; 및
    상기 회전축을 중심으로 광 입사각 민감성 광학 요소의 회전이 가능하게 하기 위하여 상기 회전가능 구동 샤프트에 상기 광 입사각 민감성 광학 요소를 고정하는 단계로서, 상기 광 입사각 민감성 광학 요소는 상기 빔 경로의 제 1 부분을 가로지르도록 위치되는 평면형 광학 필름을 포함함으로써 상기 회전가능 구동 샤프트의 각도 위치에 의하여 결정되는 입사각에서 상기 입력 레이저 빔이 상기 평면형 광학 필름 상에 입사할 수 있게 하며, 상기 평면형 광학 필름은 상기 입력 레이저 빔으로부터 상기 작업대상 위의 타겟 위치를 향하는 상기 빔 경로의 제 2 부분을 따라 전파하는 편광 출력 레이저 빔을 생성하고, 상기 편광 출력 레이저 빔은 상기 입력 레이저 빔과 상기 평면형 광학 필름 사이의 입사각의 함수로서 변화하는 강도를 특징으로 하며, 상기 회전가능 구동 샤프트의 고속 변화는 상기 입력 레이저 빔과 상기 평면형 광학 필름 사이의 입사각을 변화시킴으로써 상기 편광 출력 레이저 빔의 고속 강도 변화를 달성하는 상기 갈바노미터 구동 부재에 의하여 제공되는, 회전가능 구동 샤프트에 광 입사각 민감성 광학 요소를 고정하는 단계를
    포함하는, 편광 출력 레이저 빔의 고속 강도 변화 달성 방법.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 평면형 광학 필름은 상기 입력 레이저 빔을 제 1 광 성분 및 제 2 광 성분으로 분리함으로써 상기 편광 출력 레이저 빔을 생성하며, 상기 편광 출력 레이저 빔은 상기 제 1 광 성분에 대응하는, 편광 출력 레이저 빔의 고속 강도 변화 달성 방법.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 평면형 광학 필름은 상기 평면형 광학 필름을 통과하여 상기 제 1 광 성분을 투과시킴으로써 그리고 상기 평면형 광학 필름으로부터 상기 제 2 광 성분을 반사시킴으로써 상기 입력 레이저 빔을 상기 제 1 빔 성분 및 제 2 광 성분으로 분리하는, 편광 출력 레이저 빔의 고속 강도 변화 달성 방법.
  4. 제 3항에 있어서, 상기 평면형 광학 필름으로부터 반사된 상기 제 2 광 성분과 교차하도록 하는 위치에 놓인 레이저 수거 요소를 제공하는 단계를 더 포함하며, 상기 레이저 수거 요소는 상기 제 2 광 성분이 상기 작업대상에 도달하는 것을 방지하기 위하여 상기 제 2 광 성분을 흡수하는, 편광 출력 레이저 빔의 고속 강도 변화 달성 방법.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 광 입사각 민감성 광학 요소는 박막 편광기인, 편광 출력 레이저 빔의 고속 강도 변화 달성 방법.
  6. 제 1항에 있어서, 상기 광 입사각 민감성 광학 요소는 상기 빔 경로의 제 1 부분과 제 2 부분 사이에 빔 오프셋을 도입하며, 상기 방법은 빔 변위 광학 요소가 상기 빔 경로의 제 2 부분과 교차하도록 포지셔닝함으로써 상기 편광 출력 레이저 빔이 상기 빔 변위 광학 요소 상에 입사되도록 하는 단계를 더 포함하고, 상기 빔 변위 광학 요소는 상기 타겟 위치를 향하는 상기 빔 경로의 제 3 부분을 따라 상기 편광 출력 레이저 빔의 적어도 일부를 투과시키며, 그리고 상기 빔 변위 광학 요소는 상기 빔 경로의 제 1 및 제 2 부분 사이의 상기 빔 오프셋을 보상하는 변위량만큼 상기 빔 경로의 제 2 부분으로부터 상기 빔 경로의 제 3 부분을 변위시키는, 편광 출력 레이저 빔의 고속 강도 변화 달성 방법.
  7. 제 6항에 있어서, 상기 갈바노미터 구동 부재는 제 1 갈바노미터 구동 부재이고, 상기 회전가능 구동 샤프트는 제 1 회전가능 구동 샤프트이고, 상기 평면형 광학 필름 및 상기 입력 레이저 빔 사이의 입사각은 제 1 입사각이며, 또한 상기 회전축은 제 1 회전축이고, 상기 방법은 상기 빔 경로의 제 2 부분에 수직으로 횡단하는 제 2 회전축을 중심으로 제 2 회전가능 구동 샤프트를 회전시키기 위하여 상기 제 2 회전가능 구동 샤프트와 협력하는 제 2 갈바노미터 구동 부재를 제공하는 단계를 더 포함하며, 상기 빔 변위 광학 요소는 상기 제 2 회전축을 중심으로 상기 빔 변위 광학 요소의 회전을 가능케 하기 위하여 상기 제 2 회전가능 구동 샤프트에 고정되고, 그리고 상기 제 2 갈바노미터 구동 부재는 상기 빔 변위 광학 요소와 상기 편광 출력 레이저 빔 사이의 제 2 입사각을 조정하기 위하여 상기 제 2 회전축을 중심으로 상기 제 2 회전가능 구동 샤프트와 상기 빔 변위 광학 요소를 회전시키는, 편광 출력 레이저 빔의 고속 강도 변화 달성 방법.
  8. 제 7항에 있어서, 상기 빔 경로의 제 1 및 제 2 부분 사이의 상기 빔 오프셋의 크기는 상기 제 1 입사각의 함수이며 또한 상기 빔 경로의 제 2 및 제 3 부분 사이의 상기 변위량은 상기 제 2 입사각의 함수이고, 상기 제 2 갈바노미터 구동 부재는 상기 제 2 회전가능 구동 샤프트 및 상기 빔 변위 광학 요소를 상기 제 2 회전축을 중심으로 회전시킴으로써 상기 빔 오프셋의 변화에 대한 반응으로 상기 변위량을 조정하는, 편광 출력 레이저 빔의 고속 강도 변화 달성 방법.
  9. 제 6항에 있어서, 상기 빔 변위 광학 요소는 안티-반사 코팅된 플레이트인, 편광 출력 레이저 빔의 고속 강도 변화 달성 방법.
  10. 제 6항에 있어서, 상기 빔 변위 광학 요소는 박막 편광기인, 편광 출력 레이저 빔의 고속 강도 변화 달성 방법.
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