KR20160145910A - 라인 빔 형성 장치 - Google Patents

라인 빔 형성 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20160145910A
KR20160145910A KR1020150082119A KR20150082119A KR20160145910A KR 20160145910 A KR20160145910 A KR 20160145910A KR 1020150082119 A KR1020150082119 A KR 1020150082119A KR 20150082119 A KR20150082119 A KR 20150082119A KR 20160145910 A KR20160145910 A KR 20160145910A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
axis
single mirror
mirror set
laser
mirror
Prior art date
Application number
KR1020150082119A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101738155B1 (ko
Inventor
문진배
김혜정
류상길
Original Assignee
주식회사 필옵틱스
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 필옵틱스 filed Critical 주식회사 필옵틱스
Priority to KR1020150082119A priority Critical patent/KR101738155B1/ko
Priority to CN201580073649.9A priority patent/CN107112707B/zh
Priority to PCT/KR2015/006268 priority patent/WO2016199971A1/ko
Priority to US15/542,876 priority patent/US10437072B2/en
Priority to JP2017556497A priority patent/JP6649402B2/ja
Publication of KR20160145910A publication Critical patent/KR20160145910A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101738155B1 publication Critical patent/KR101738155B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H01L33/0079—
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/05—Construction or shape of optical resonators; Accommodation of active medium therein; Shape of active medium
    • H01S3/08—Construction or shape of optical resonators or components thereof
    • H01S3/081—Construction or shape of optical resonators or components thereof comprising three or more reflectors
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/09—Beam shaping, e.g. changing the cross-sectional area, not otherwise provided for
    • G02B27/0938—Using specific optical elements
    • G02B27/0977—Reflective elements
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B19/00—Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics
    • G02B19/0004—Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics characterised by the optical means employed
    • G02B19/0028—Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics characterised by the optical means employed refractive and reflective surfaces, e.g. non-imaging catadioptric systems
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/09—Beam shaping, e.g. changing the cross-sectional area, not otherwise provided for
    • G02B27/0905—Dividing and/or superposing multiple light beams
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/09—Beam shaping, e.g. changing the cross-sectional area, not otherwise provided for
    • G02B27/0938—Using specific optical elements
    • G02B27/095—Refractive optical elements
    • G02B27/0972—Prisms
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/09—Beam shaping, e.g. changing the cross-sectional area, not otherwise provided for
    • G02B27/0938—Using specific optical elements
    • G02B27/0977—Reflective elements
    • G02B27/0983—Reflective elements being curved
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/44—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the coatings, e.g. passivation layer or anti-reflective coating
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/005—Optical devices external to the laser cavity, specially adapted for lasers, e.g. for homogenisation of the beam or for manipulating laser pulses, e.g. pulse shaping
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/005—Optical devices external to the laser cavity, specially adapted for lasers, e.g. for homogenisation of the beam or for manipulating laser pulses, e.g. pulse shaping
    • H01S3/0057—Temporal shaping, e.g. pulse compression, frequency chirping
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/40—Arrangement of two or more semiconductor lasers, not provided for in groups H01S5/02 - H01S5/30
    • H01S5/4012—Beam combining, e.g. by the use of fibres, gratings, polarisers, prisms

Abstract

복수의 미러로 구성된 단일 미러 세트를 이용하여 레이저 빔의 진행 방향(z축)에 대해 직각인 제1 방향(y축)으로 빔을 일정 크기의 조각 빔으로 분할하고 상기 레이저 빔의 진행 방향(z축)에 대해 직각인 제2 방향(x축)으로 상기 조각 빔들을 일정 간격으로 배열하여 출사할 수 있도록 구성한 라인 빔 형성 장치가 제공된다.
본 발명의 라인 빔 형성 장치는 멀티-모드 레이저 빔으로서 빔 퍼짐성(beam divergence)이 높은 엑시머 레이저나 고출력 DPSS 레이저, 또는 레이저 다이오드에 활용될 수 있고, 빔이 꽉 집광되어 고밀도 에너지를 얻을 수 있고, 장축과 단축 모두에 있어서 강도가 균일한 빔 프로파일을 얻을 수 있으며, 입사 빔의 성질에 영향을 받지 않고 복수의 레이저 빔의 결합이 가능하다.

Description

라인 빔 형성 장치{DEVICE FOR FORMING LINE BEAM}
본 발명은 라인 빔 형성 장치에 관한 것이다. 보다 구체적으로는, 복수의 미러로 구성된 단일 미러 세트를 이용하여 레이저 빔의 진행 방향(z축)에 대해 직각인 제1 방향(y축)으로 빔을 일정 크기의 조각 빔으로 분할하고 상기 레이저 빔의 진행 방향(z축)에 대해 직각인 제2 방향(x축)으로 상기 조각 빔들을 일정 간격으로 배열하여 출사할 수 있도록 구성한 라인 빔 형성 장치에 관한 것이다.
최근 들어 발광 다이오드(LED : Light Emitting Diode)와 같은 소자를 형성하기 위하여, 레이저 빔을 이용하여 기판 위의 박막을 분리하는 레이저 리프트 오프(LLO : Laser Life Off) 공정에 UV 고출력 레이저인 엑시머 레이저(Eximer Laser)나 UV DPSS laser(Diode Pumped Solid State)가 활용된다. 또한, 액정패널의 스위칭 소자로 사용되는 LTPS(Low Temperature Poly Silicon) 박막 트랜지스터를 만들기 위하여 비정질 실리콘층을 증착한 후에 이를 결정화하는 방법으로 엑시머 레이저나 DPSS 레이저가 사용된다.
고출력 에너지가 필요한 공정에서 꽉 집광된(tightly focused) 또는 높게 해상된(highly resolved) 빔 스팟(beam spot)을 확보하기 위하여, 빔 스팟의 사이즈를 줄일 필요가 있다. 아울러, 균일한 가공을 위해서는 형성된 빔 내에서 빔의 강도가 균일하게 분포되도록 하여야 한다.
특허문헌 1에 따르면, 레이저 다이오드 바(Laser diode bar) 광원을 집속시켜 주기 위하여 프리즘 어레이(prism array)를 사용함으로써 장축과 단축의 빔질(beam quality)을 교환하는 기법을 소개하고 있다. 특허문헌 1의 방법에 따라, 프리즘 어레이를 사용하게 되면, 제작, 조립 및 정렬이 복잡하여 정밀한 광학계의 제조가 어려우며, 광학계의 사이즈가 지나치게 커져서 실제 활용성이 떨어진다는 문제점이 있다.
또한, 특허문헌 2에 따르면, 레이저 다이오드 어레이 시스템에서 광원을 광섬유로 집속시키기 위하여 광경로를 회전시켜주는 디바이스를 사용하고 있다. 이때 광경로를 회전시키는 수단으로서 렌즈, 프리즘, 미러를 복합적으로 사용하는 방법을 제안하고 있으나, 역시 제작, 조립 및 정렬이 복잡하여 정밀한 광학계의 제조가 어려우며, 광학계의 사이즈가 지나치게 커진다는 문제가 잔존하며, 특히 원통형 렌즈 어레이(cylindrical lens array)를 사용하는 경우에는 초점 거리가 길면 광 손실(beam loss)이 많아지고 초점 거리가 짧으면 광학 수차가 발생한다는 문제점이 있다.
더구나, 특정 값 이상으로 더 높은 파워 임계치(power threshold)를 요구하는 시스템에서는 레이저 광원 자체의 최대 출력 값에 한계가 있기 때문에 두 개 이상의 레이저를 결합해야 하는 경우도 있다. 따라서, 두 개 이상의 레이저를 결합하여 동시에 전 영역에서 일정하게 가공할 수 있는 플랫탑(flat top) 라인 빔 프로파일을 만들어 주는 광학계가 필요하다. 하지만 프리즘 어레이를 사용하는 특허문헌 1 또는 특허문헌 2의 방식은 하나의 광학계에서 두 개 이상의 레이저를 결합하는 것이 어려워 별도의 광학계를 구비하여야 한다.
또한 고밀도 에너지의 라인 빔을 만들고 균일한 강도로 분포시키기 위해서는 단축(y축) 방향으로 스팟 사이즈(spot size)를 매우 작게 유지하면서도, 장축(x축)과 동시에 단축(y축) 방향으로도 플랫탑(flat-top) 프로파일(profile)을 지닌 광학계를 구축할 필요가 있다.
미국 등록특허번호 제7286308호 미국 등록특허번호 제5513201호
본 발명의 일 측면은 레이저의 에너지원에 무관하게 사용할 수 있어 높은 유지비용의 문제를 해결하고, 제작이 간편하면서도 광 손실을 줄일 수 있고, 빔 스팟 사이즈를 줄이면서도 단축과 장축 방향으로 균일한 라인 빔을 형성할 수 있는 장치를 제시하고자 한다.
그러나, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 측면은, 작동 면에 라인 빔을 형성하는 빔 형성 장치로서, 레이저 빔을 방출하는 레이저 광원; 및 복수의 미러로 구성된 단일 미러 세트를 포함하며, 상기 단일 미러 세트는 레이저 빔을 입사시켜 상기 레이저 빔의 진행 방향(z축)에 대해 직각인 제1 방향(y축)으로 빔을 분할하여 일정 크기의 조각 빔을 출사시키고 나머지 빔을 상기 단일 미러 세트 내에서 재반사시켜 상기 제1 방향(y축)으로 일정 크기만큼 상기 나머지 빔을 이동시키는 프로세스를 반복 수행함으로써 순차적으로 일정 크기의 조각 빔들을 출사시키고, 상기 레이저 빔의 진행 방향(z축)에 대해 직각인 제2 방향(x축)으로 상기 조각 빔들을 일정 간격으로 배열할 수 있도록 상기 빔 형성 장치 내에 배치되는 것인 라인 빔 형성 장치를 제공한다.
본 발명의 라인 빔 형성 장치는 멀티-모드 레이저 빔으로서 빔 퍼짐성(beam divergence)이 높은 엑시머 레이저나 고출력 DPSS 레이저, 또는 레이저 다이오드에 활용될 수 있고, 빔이 꽉 집광되어 고밀도 에너지를 얻을 수 있고, 장축과 단축 모두에 있어서 강도가 균일한 빔 프로파일을 얻을 수 있으며, 입사 빔의 성질에 영향을 받지 않고 복수의 레이저 빔의 결합이 가능하다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른, 2개의 미러로 구성된 단일 미러 세트에 있어서 빔의 입사, 반사 및 출사 과정을 모식화한 측면도(도 1a) 및 평면도(도 1b)이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른, 3개의 미러로 구성된 단일 미러 세트에 있어서 빔의 입사, 반사 및 출사 과정을 모식화한 측면도(도 2a) 및 평면도(도 2b)이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른, 4개의 미러로 구성된 단일 미러 세트에 있어서 빔의 입사, 반사 및 출사 과정을 모식화한 측면도(도 3a) 및 평면도(도 3b)이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른, 단일 미러 세트가 광축에 대해 기울어져 위치하는 광학계에 있어서 빔의 입사, 반사 및 출사 과정을 모식화한 평면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른, 빔의 크기를 제1 방향(y축)으로 증가시킨 후 단일 미러 세트를 통과한 후의 빔의 정렬 모양을 나타낸 모식도이다.
도 6a 및 도 6b는 본 발명의 일 실시예에 따른, 단일 미러 세트의 출사빔 경로에 무반사 코팅을 도입하여 광 손실을 최소화한 광학계의 구성도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른, 2개의 단일 미러 세트를 이용하여 입사빔을 양분하여 통과시키는 광학계의 구성도로서 평면도(도 7a)와 정면도(도 7b)이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른, 인접하는 복수의 빔을 입사빔으로 활용하는 광학계의 구성도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른, 라인 빔 형성 장치의 개괄 구성도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른, 빔의 크기를 제1 방향(y축)으로 증가시킨 후(도 10a)와, 후속적으로 단일 미러 세트를 통과한 후(도 10b)의 빔 프로파일이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른, 레이저 펄스 지속시간 스트레처(laser pulse duration stretcher)의 원리를 설명하는 그림이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른, 원통형 미러 어레이(cylindrical mirror array)를 사용한 레이저 펄스 지속시간 스트레처의 모식도이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른, 단일 미러 세트를 제2 방향(x축) 호모제나이저(homogenizer)로 이용한 광학계의 모식도이다.
도 14a, 도 14b 및 도 14c는 본 발명의 일 실시예에 따른, 단일 미러 세트를 원통형 미러 어레이로 구성한 광학계의 예들이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본원이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본원의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본원은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본원을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
본 명세서에서 "구성된다" 또는 "포함한다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 여러 구성 요소들, 또는 여러 단계들을 반드시 모두 포함하는 것으로 해석되지 않아야 하며, 그 중 일부 구성 요소들 또는 일부 단계들은 포함되지 않을 수도 있고, 또는 추가적인 구성 요소 또는 단계들을 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다.
또한, 본 명세서에서 사용되는 제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성 요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성 요소도 제1 구성 요소로 명명될 수 있다.
본 발명은 레이저 광원을 이용하여 고밀도 에너지의 라인 빔을 형성하는 광학계를 포함하는 빔 형성 장치에 관한 것이다.
상기와 같은 광학계의 큰 특징은 빔의 진행방향(z축)에 대하여 수직인 제1 방향(y축 or 단축)과 제2 방향(x축 or 장축)의 빔 강도 분포가 다르다는 점이다. 물질의 균일한 가공을 위해서는 빔 강도를 균일하게 분포시킬 필요가 있으며, 이를 위하여 제2 방향(x축) 방향으로는 호모제나이저(homogenizer)를 이용하여 시스템에 부합하는 길이(5mm ~ 1500mm)로 균일한 강도의 빔으로 시준(collimation)시킬 필요가 있다. 또한, 효과적인 물질 가공을 위해서는 고밀도 에너지의 라인 빔을 만들어야 하며, 이를 위해서는 제1 방향(y축) 방향으로 집광 또는 포커싱(focusing)하여 스팟 사이즈(spot size)를 줄일 필요가 있다.
레이저 빔은 가우시안(Gaussian) 형태로 진행되는데 스팟 사이즈는 빔 웨이스트(W0; beam waist)의 2배에 해당하는 크기로 정의된다. 렌즈에 의해 집광되는 스팟 사이즈(2W0)는 레이저 파장(λ), 렌즈에 입사되는 빔 사이즈(D), 렌즈 초점거리(F)와 빔질 인자(M2; beam quality factor)의 관계를 통하여 다음의 수식(1)에 의해 결정된다.
Figure pat00001
........수식(1)
수식 (1)을 참고하면, 스팟 사이즈(2W0)를 줄이기 위한 방법으로 다음과 같은 방법을 고려해 볼 수 있다.
첫 번째 방법은, 렌즈에 입사되는 빔 사이즈(D)를 증가시키는 것이다. 이 경우 광학계의 크기가 증가하고 렌즈의 수차가 커져서 빔 사이즈(D)의 증가에 한계가 있으며, 따라서 스팟 사이즈를 일정 이상 줄일 수 없다는 문제가 있다.
두 번째 방법은, 렌즈 초점거리(F)가 짧은 렌즈를 사용하는 것이다. 이 경우에는 렌즈 수차가 커져서 스팟 사이즈를 줄이는데 한계가 있으며, 렌즈와 가공 물질 사이의 거리가 줄어들게 되어 가공의 편리성이 떨어진다는 문제가 있다.
세 번째 방법은, 빔 사이즈(D)와 렌즈 초점거리(F)를 유지하면서 빔질 인자(M2)를 줄이는 것이다. 본 발명에서는 빔질 인자를 줄임으로써 스팟 사이즈를 줄여 상술한 빔 사이즈(D)와 렌즈 초점거리(F)를 변화시키는 방법에서 발생할 수 있는 문제점을 극복하고자 한다.
상기 빔질 인자(M2)는 빔 퍼짐성(Θ; beam divergence)이 클수록 증가하는 특성이 있는데, 가우시안 TEM00 빔(M2 = 1)과 보통의 레이저 빔(M2 ＞ 1)에서 빔질 인자(M2)와 빔 퍼짐성(Θ)은 다음의 수식(2) 및 수식(3)의 관계로 정의된다.
Figure pat00002
........수식(2)
Figure pat00003
........수식(3)
따라서, 빔 퍼짐성을 줄임으로써 빔질 인자를 줄일 수 있으며, 결국에는 스팟 사이즈도 줄이게 되어 고밀도 에너지의 빔을 형성할 수 있다.
일반적인 레이저의 빔질 인자(M2)는 2 이하이지만 고출력 레이저의 경우 빔 퍼짐성이 매우 커서 고출력 DPSS 레이저 또는 엑시머 레이저의 빔질 인자(M2)는 25 이상으로 빔 퍼짐성으로 환산하면 2mrad 이상이다.
고출력 레이저에서 파장을 0.5㎛, 빔 사이즈를 5mm, 집광 렌즈의 초점거리를 100mm로 가정하면 집광 렌즈에 의해 집광되는 스팟 사이즈는 300㎛ 이상이 된다. 상술한 바와 같이 스팟 사이즈가 크면 에너지(또는 파워) 밀도가 낮아 기판 또는 물질 가공이 이루어지지 않는다. 고밀도 에너지를 얻기 위해서는 집광되는 스팟 사이즈를 수십 ㎛ 또는 수 ㎛ 이내로 만들어야 한다.
일반적인 렌즈를 이용한 광학계에서는 Etendue 보전 법칙(Etendu = 광학계의 길이 x 광학계 NA)에 따라 레이저 빔 퍼짐성을 줄이려면 빔 사이즈를 증가시켜야 한다. 그러므로, 레이저의 빔 사이즈를 유지하면서 빔 퍼짐성을 줄일 수는 없다.
따라서, 본 발명에서는 단일 미러 세트를 도입하여 레이저 빔을 반복 반사시켜 레이저 빔의 위치를 일정 거리만큼 이동시키면서 분할하여 일정 크기의 조각 빔을 투과시키는 방법을 통해 상기 렌즈를 이용한 광학계와 차별화를 도모하고자 한다.
이를 위하여, 본 발명에서 제공하는 작동 면에 라인 빔을 형성하는 빔 형성 장치는, 레이저 빔을 방출하는 레이저 광원; 및 복수의 미러로 구성된 단일 미러 세트를 포함하며, 상기 단일 미러 세트는 레이저 빔을 입사시켜 상기 레이저 빔의 진행 방향(z축)에 대해 직각인 제1 방향(y축)으로 빔을 분할하여 일정 크기의 조각 빔을 출사시키고 나머지 빔을 상기 단일 미러 세트 내에서 재반사시켜 상기 제1 방향(y축)으로 일정 크기만큼 상기 나머지 빔을 이동시키는 프로세스를 반복 수행함으로써 순차적으로 일정 크기의 조각 빔들을 출사시키고, 상기 레이저 빔의 진행 방향(z축)에 대해 직각인 제2 방향(x축)으로 상기 조각 빔들을 일정 간격으로 배열할 수 있도록 상기 빔 형성 장치 내에 배치되도록 한다.
상기 단일 미러 세트의 전단에는 빔 변환 수단을 추가로 구비하여, 레이저 빔을 통과시킴으로써 상기 레이저 빔의 크기를 제1 방향(y축)으로 증가시켜 상기 제1 방향(y축)의 빔 퍼짐성(beam divergence)을 감소시킬 수 있다.
상기 빔 변환 수단으로는 원통형 렌즈 세트(cylindrical lens set) 또는 상이한 광학계를 이용할 수 있다. 예를 들어, 광원에서 방출되는 원시 레이저 빔(도 5(a))의 사이즈가 제1 방향(y축) 및 제2 방향(x축)으로 각각 5mm이고, 빔 퍼짐성은 제1 방향(y축) 및 제2 방향(x축)으로 각각 0.5°라고 가정하였을 때, 상기 빔 변환 수단을 통과한 빔(도 5(b))은 사이즈가 제1 방향(y축)으로 25mm(5배)로 늘어나고 제2 방향(x축)으로는 5mm로 유지되며, 빔 퍼짐성은 제1 방향(y축)으로 0.1°(1/5배)로 줄어들고 제2 방향(x축)으로는 0.5°로 유지될 수 있다.
따라서, 상기 단일 미러 세트에 입사되는 빔은 광원에서 방출되는 레이저 빔(도 5(a))과 비교하여 제2 방향(x축)의 빔 크기와 빔 퍼짐성은 그대로 유지하면서 제1 방향(y축)의 빔 크기는 증가되고 빔 퍼짐성은 감소된 상태(도 5(b))로 변형된 것이다.
도 1 내지 도 3에 예시적으로 도시한 바와 같이, 상기 단일 미러 세트는 상기 제1 방향(y축)으로 수평(입사각도 0°)하게 입사된 레이저 빔을 수용하여 분할된 조각 빔을 출사부를 통하여 출사시키고 나머지 빔을 반사시키는 제1미러(M11, M21, M31)와 상기 제1 미러로부터 반사된 빔을 수용하여 재반사하는 제2 미러(M12, M23, M34)를 포함하며, 상기 제1 미러는 상기 제2 미러로부터 상기 레이저 빔의 진행 방향(z축)으로 이격하여 위치하면서 상기 제1 방향(y축)으로 상기 출사부의 길이(d)만큼 차이 나도록 위치할 수 있다. 상기 출사부의 길이(d)를 조절함으로써 상기 조각 빔의 상기 제1 방향(y축) 길이를 조절할 수 있다.
즉 출사되는 조각 빔의 제1 방향(y축) 길이는 상기 제1 미러와 상기 제2 미러의 제1 방향(y축) 높이 차에 의해 조절 가능하다. 제1 미러와 제2 미러의 제1 방향(y축) 높이 차가 크면 조각 빔의 제1 방향(y축) 길이가 커지고, 높이 차가 작으면 제1 방향(y축) 길이가 작아진다.
상기 출사부는 공기로 채워진 공간일 수 있다. 이 경우, 상기 분할된 조각 빔은 상기 공간을 통하여 출사된다.
그러나, 도 1 내지 도 3의 단일 미러 세트에서는 출사부를 통해 빔이 출사될 때, 미러의 에지(edge) 부분에서 미세 크랙 또는 모서리 등에 의한 난반사로 광 손실이 발생할 수 있다. 이러한 점을 보완하기 위해 도 6a에 도시한 바와 같은 방법을 제안한다.
즉, 빔이 출사되는 출사부를 공기로 채워진 공간이 아니라 출사측 미러(즉, 제1 미러)가 연장된 것으로 구성하며, 출사부의 투과율을 상당히 개선시키는 무반사(AR; anti-reflective) 코팅처리를 함으로써 에지(edge)에서 발생하는 광 손실을 막을 수 있다.
하지만, 도 6b와 같이 스넬의 법칙(snell’s law)에 의해 굴절률이 다른 표면을 통과하게 되면 빔이 굴절되어 진행한다. 이러한 영향으로 출사빔의 위치가 시프트(shift)되어 나올 염려가 있다. 따라서, 이를 방지하기 위하여, 상기 조각 빔의 출사 경로 상에 굴절 보정 수단(G1)이 추가로 배치되며, 상기 굴절 보정 수단(G1)은 상기 무반사 코팅처리된 출사부(M1')와 동일한 두께의 동일한 물질로 이루어지며, 상기 출사부와 반대 각도를 형성하도록 배치되어, 빔을 원래의 위치로 출사되도록 할 수 있다.
한편, 본 발명에 따르면, 상기 제2 방향(x축)으로 상기 레이저 빔이 입사되는 각도 또는 상기 단일 미러 세트의 조립 각도를 조절함으로써 상기 제2 방향(x축)으로 상기 조각 빔들이 배열되는 간격 및 상기 제2 방향(x축)의 출사 빔 총 길이를 조절할 수 있다. 즉, 상기 각도가 커지면 상기 조각 빔들이 배열되는 간격 및 상기 제2 방향(x축)의 출사 빔 총 길이가 길어지고, 상기 각도가 작아지면 상기 조각 빔들이 배열되는 간격 및 상기 제2 방향(x축)의 출사 빔 총 길이가 짧아진다.
상기 단일 미러 세트를 구성하는 각각의 미러에 입사되는 레이저 빔은 상기 제2 방향(x축)으로는 제1 미러에 수직이 아닌 일정한 각도로 입사되어 상기 단일 미러 세트 내에서 반사 또는 재반사가 1회전(cycle) 진행될 때마다 제1 방향(y축)으로 일정 길이(d), 예를 들어 5mm만큼 위치 이동하게 되고, 위치 이동한 부분이 상기 일정 길이(d)만큼의 공간, 즉 출사부를 통해 출사됨으로써 상기 제1 방향(y축)으로 일정 크기(d, 예를 들어, 5mm)로 분할된 조각 빔이 형성된다.
또한, 분할된 조각 빔들이 상기 제2 방향(x축) 방향으로 일정 간격(w, 예를 들어, 5mm)으로 배열하여 총 길이는 25mm 로 늘어난다. 따라서 상기 단일 미러 세트를 통과한 빔은 5mm(x축) x 25mm(y축)에서 25mm(x축) x 5mm(y축)로 바뀌지만, 상기 제2 방향(x축)과 상기 제1 방향(y축)의 빔 퍼짐성은 그대로 유지되어 상기 제1 방향(y축)의 빔 퍼짐성은 0.1°가 된다.
결과적으로, 상기 빔 변환 수단과 상기 단일 미러 세트를 모두 통과한 빔은 원시 레이저 빔과 비교할 때 상기 제1 방향(y축)의 빔 크기는 같지만 빔 퍼짐성이 1/5로 줄어들고, 상기 제2 방향(x축)의 빔 크기는 증가하지만 빔 퍼짐성은 그대로 유지된다.
상기 제1 미러로부터 반사되는 빔은 상기 제2 미러에 직접 입사되어 상기 제1 미러로 재반사되거나, 상기 단일 미러 세트 내에 배치된 하나 이상의 추가적인 미러를 거쳐 상기 제2 미러에 입사되어 상기 제1 미러로 재반사될 수도 있다.
즉, 도 1a 및 도 1b에 도시된 바와 같이 단일 미러 세트가 마주보는 2개의 미러로 구성된 경우에는 상기 제1 미러에 입사된 빔은 일부 조각 빔이 출사하고, 나머지 빔은 상기 제1 미러로부터 반사되어 상기 제2 미러에 직접 입사된 후 상기 제1 미러로 재반사되는 과정을 반복함으로써 빔의 분할과 위치 이동이 이루어지게 된다.
한편, 상기 단일 미러 세트는 제1 미러와 제2 미러 이외에 1개 이상의 미러를 추가로 포함할 수 있다.
도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 단일 미러 세트가 제1 미러와 제2 미러 이외에 미러를 1개 또는 2개를 추가로 배치하여 3개 또는 4개의 미러로 구성된 경우에는 상기 제1 미러에 입사된 빔은 일부 조각 빔이 출사하고, 나머지 빔은 상기 제1 미러로부터 반사되어 추가된 미러를 거쳐 상기 제2 미러에 입사된 후 상기 제1 미러로 재반사되는 과정을 반복함으로써 빔의 분할과 위치 이동이 이루어지게 된다.
도 3a 및 도 3b의 4개의 미러로 구성된 단일 미러 세트에서의 빔의 분할과 위치 이동을 좀더 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
상술한 빔 변환 수단을 통과하여 제1 방향(y축)으로 크기가 증가하고 빔 퍼짐성이 감소하도록 변형된 빔을 단일 미러 세트에 제2 방향(x축)으로 수직이 아닌 일정 각도로 입사시킨다. 단일 미러 세트 내에서 1회전(cycle) 반사 또는 재반사가 이루어질 때마다 상기 제1 방향(y축)으로 일정 길이 d (5mm)만큼 이동하게 된다.
또한 단일 미러 세트에서 M33와 M34 미러를 도 3a에서와 같이 각각 d (5mm) 만큼 공간을 두고 위치시키면 레이저 빔은 상기 제1 방향(y축) 아래로 d만큼 이동하여 크기 d (5mm)만큼 상기 제1 방향(y축)으로 분할된 조각 빔이 M31 미러 밖으로 출사된다. 이러한 과정을 반복하면 단일 미러 세트에 최초로 입사된 레이저 빔과 비교하여 출사되는 레이저 빔의 크기는 5mm(x축) x 25mm(y축) 에서 25mm(x축) x 5mm(y축)로 바뀌지만, 제1 방향(y축)과 제2 방향(x축)의 빔 퍼짐성은 그대로 유지된다. 또한 상기 제1 방향(y축)으로의 빔 이동 거리에 해당하는 공간(d), 즉 출사부의 길이를 조절하면 출사 빔의 제1 방향(y축) 크기 조절이 가능하다.
따라서 위의 방법에 의하면, 레이저 빔을 일정 간격으로 제1 방향(y축)으로 이동시킨 후 같은 높이 또는 위치에서 일부분을 통과시키는 방법으로 제1 방향(y축)의 빔 퍼짐성을 줄일 수 있다.
또한, 도 2a 및 도 2b의 3개의 미러로 구성된 단일 미러 세트에서의 빔의 분할과 위치 이동을 좀더 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
도 2a의 단일 미러 세트는 M21의 위치와 M22의 각도를 조절하여 빔을 M23에 입사시키고 반사하는 과정을 반복함으로써 제1 방향(y축)으로 거리 d만큼 이동되도록 한다. 따라서 M21의 출사부를 통해 투과되는 레이저 빔은 도 3a 및 도 3b의 광학계와 동일한 형상으로 평행빔으로 출사된다.
또한, 도 1a에 도시한 바와 같이, 2개의 미러로 구성된 단일 미러 세트의 경우에도 동일한 효과를 내는 광학계도 가능하다. 도 1에서 M11과 M12의 각도를 동일하게 위 또는 아래로 기울이고 M12의 위치를 M11보다 위 또는 아래로 d만큼 위치시키면 M11의 출사부를 통해 투과되는 레이저 빔은 도 3의 광학계와 동일한 형상으로 평행빔으로 출사된다.
입사빔의 각도를 기울여서 단일 미러 세트의 광학계에 입사시키는 대신 도 4에 도시한 바와 같이 단일 미러 세트 광학계를 입사빔에 대하여 기울여도 같은 효과를 낼 수 있다.
위에서 제시한 단일 미러 세트 광학계를 통과한 레이저 빔은 제1 방향(y축)의 빔 퍼짐성을 줄일 뿐만 아니라, 제1 방향(y축)으로 강도가 균일한 플랫탑 프로파일(flat-top profile)을 만드는 역할도 한다.
상기 단일 미러 세트의 후단에 제2 방향(x축)으로 호모제나이저를 추가로 구비하여 상기 제2 방향(x축)으로 배열된 조각 빔들을 통과시키면 상기 제1 방향(y축) 및 상기 제2 방향(x축)으로 빔 강도가 균일한 플랫탑 프로파일을 형성한다. 즉, 단일 미러 세트 광학계를 통과한 평행빔이 제2 방향(x축)의 원통형 렌즈 어레이(cylindrical lens array)를 사용한 호모제나이저(homogenizer)를 통과하면, 제2 방향(x축)은 시스템에 맞는 길이로 강도가 균일한 라인 빔이 된다. 또한 제2 방향(x축)으로만 펴지면서 서로 섞이게 되고, 제1 방향(y축)으로는 평행빔을 유지하므로 제1 방향(y축)으로도 강도가 균일한 플랫탑 프로파일(flat-top profile)이 된다. 이는 단일 미러 세트 광학계가 제1 방향(y축)으로 일정 크기로 분할된 조각 빔들이 같은 높이에서 섞이도록 하는 원통형 렌즈 어레이(cylindrical lens array)와 같은 역할을 하기 때문에 가능하다. 더욱이 단일 미러 세트 광학계를 통과한 빔은 원통형 렌즈 어레이(cylindrical lens array) 방식의 호모제나이저(homogenizer)와 달리 평행빔으로 출사되어 제1 방향(y축)으로 퍼지지 않게 된다.
본 발명의 일 구현예에 따르면 도 7a 및 도 7b에 도시된 바와 같이, 상기 단일 미러 세트와 동일한 구조의 추가적인 단일 미러 세트를 구비하며, 상기 단일 미러 세트와 상기 추가적인 단일 미러 세트는 상기 제2 방향(x축)으로 서로 반대 각도를 형성하도록 배치되어 입사 빔을 양분하여 각각 재반사와 출사 프로세스를 진행하도록 할 수도 있다.
단일 미러 세트와 추가적인 단일 미러 세트는 제2 방향(x축)으로 서로 반대 각도를 가지고 있어서 입사된 레이저 빔은 2개로 분할되어 제2 방향(x축)으로 서로 반대 방향으로 향하게 된다. 제1 방향(y축)으로도 단일 미러 세트와 추가적인 단일 미러 세트는 서로 반대 방향으로 레이저 빔을 이동시켜 최종적으로는 동일한 제1 방향(y축) 높이(입사빔 중앙)에서 제2 방향(x축)으로 정렬된 레이저 빔을 출사하게 만든다. 이 방식은 미러에서 반사되는 횟수를 절반으로 줄여 미러 반사율에 의한 광 손실을 줄일 뿐만 아니라 입사 빔의 높이와 출사 빔의 높이가 같기 때문에 레이저 빔의 정렬이 쉬워진다. 따라서 단일 미러 세트와 추가적인 단일 미러 세트로서 각각 도 1a 및 도 1b에 도시된 바와 같은 2개의 마주보는 단일 미러 세트 광학계를 채용한다면 4개의 미러로 구성된 광학계를 구성할 수 있다. 구성된 광학계는 미러 반사 횟수를 최소로 하여 미러 반사율에 의한 광 손실을 최소화할 수 있다. 예를 들어, 미러 반사율이 99.8%이고 반으로 갈라진 레이저 빔이 각각 10번씩 반사한다고 하면, 광 손실은 2%이다. 또는, 미러 반사율이 99.5%이면 광 손실은 5% 미만이 된다.
위에서 제시한 단일 미러 세트를 통해 일정 길이(d)만 통과한 레이저 빔은 상술한 바와 같이 제1 방향(y축)으로 같은 높이에서 통과하므로 제1 방향(y축)으로는 크기가 줄어들지만 빔 퍼짐성은 커지지 않고 일정하게 유지된다. 또한, 제2 방향(x축)은 미러에서 반복 반사하면서 옆으로 일정 길이(w)만큼 이동하여 조각 빔들이 배열되기 때문에 길이는 늘어나지만 빔 퍼짐성은 줄어들지 않고 일정하게 유지된다. 제1 방향(y축)에 집광 렌즈(focusing lens)를 사용할 경우, 본 발명의 단일 미러 세트를 사용하지 않는 기존의 광학계와 비교하여 스팟 사이즈를 현저히 줄일 수 있어 고밀도 에너지를 얻을 수 있다.
본 발명의 다른 구현예에 의하면, 도 8에 도시된 바와 같이, 인접하는 복수의 레이저 빔(입사빔1 및 입사빔2)을 동일한 위치, 동일한 각도로 단일 미러 세트에 입사시킬 수 있다.
이는 하나의 레이저 빔으로 물질을 가공하기에는 파워가 부족한 경우, 레이저의 최대 출력 값의 한계를 극복하고자 함이다. 기존 광학계에서는 복수의 레이저 빔을 결합하여 광학계에 도입하려면 별도의 추가적인 광학계가 필요하다든지, 입사 빔의 특성, 특히 편광 특성으로 인하여 결합할 수 있는 빔의 개수에 한계가 있다든지, 동일한 위치에 레이저 빔을 출사시키기 위하여 광학계에 입사되기 전에 사용하는 빔 스플리터 등의 광학 부품에서의 흡수 또는 반사 등으로 광 손실이 발생한다는 등의 문제가 있었다.
다른 각도로 입사하는 방법으로 복수의 레이저를 결합하는 경우 입사되는 각도는 원통형 렌즈 어레이(cylindrical lens array)의 NA 제한을 받을 수 있다. 따라서, 도 8과 같은 방법을 사용하면 간단하게 복수의 레이저 빔을 결합한다면, 단일 미러 세트 광학계 후단에 위치한 원통형 렌즈 어레이(cylindrical lens array)의 광학계 특성에 무관하게 복수의 레이저를 결합할 수 있다. 2개 이상의 복수의 레이저를 인접하게 한 후, 단일 미러 세트 광학계에 통과시키면 복수의 레이저 빔은 같은 위치, 같은 각도로 단일 미러 세트 광학계에서 출사된다.
본 발명의 일 구현예에 의하면, 단일 미러 세트 내에서 빔이 진행하는 거리를 조절하여 상기 조각 빔들의 출사 시간 간격을 조절함으로써 레이저 펄스 지속시간(laser pulse duration time)을 조절할 수 있다.
예를 들어, 도 11과 같이 단일 미러 세트 광학계를 구성하는 미러간 간격을 조절하면 레이저 펄스 지속시간(laser pulse duration time)을 조절할 수 있다. 첫 번째 조각 빔(laser beam 1)이 상기 단일 미러 세트 광학계로부터 출사된 후, 두 번째 조각 빔(laser beam 2)은 상기 단일 미러 세트 광학계에서 반사되는 길이(L)만큼 시간(τ)이 지연되어 상기 단일 미러 세트 광학계로부터 출사된다. 같은 방식으로 세 번째 조각 빔(laser beam 3)은 2τ, 네 번째 조각 빔(laser beam 4)은 3τ, 다섯 번째 조각 빔(laser beam 5)은 4τ만큼 지연되어 상기 단일 미러 세트로부터 출사된다. 지연되는 시간은 단일 미러 세트 광학계에서 반사되는 길이(L)와 빛의 속도(v)에 의해 τ= L/v로 결정된다. 따라서 지연되어 나온 조각 빔들은 단일 미러 세트 광학계 후단에 위치한 호모제나이저(homogenizer)에 의해 섞이면서 레이저 펄스 지속 시간(laser pulse duration)이 길어지는 효과가 있다.
일반적으로 작동면에서 피크 에너지(또는 파워)가 필요한 공정에서는 레이저 펄스 지속시간이 짧아야 공정에 유리하다. 이러한 공정에서는 단일 미러 세트 광학계에서 반사되는 길이를 최대한 짧게 유지해야 한다. 일례로 단일 미러 세트 광학계에서 반사되는 길이를 30mm로 가정하면, 단일 미러 세트 광학계에서 출사되는 조각 빔들간 지연 시간은 0.1ns에 불과하므로 일반적인 원시 레이저 펄스 지속 시간(raw laser pulse duration)인 15ns ~ 20ns에 비해 작다. 따라서, 단일 미러 세트 광학계에서 반사되는 길이를 짧게 유지하면 레이저 펄스 지속시간에는 영향을 주지 않는다.
하지만 높은 피크 에너지(또는 파워)에 의해 가공 물질 또는 계면에 손상이 나거나 긴 레이저 펄스 지속 시간이 필요한 공정에서는 레이저 펄스 지속시간을 늘리는 스트레처(stretcher) 광학계가 필요하다. 실리콘 기판의 어닐링(annealing) 공정이나 리소그래피(lithorgrathy) 공정 등은 레이저 펄스 지속시간 스트레처(laser pulse duration stretcher) 광학계가 필요한 공정으로 원시 레이저 펄스 지속 시간(raw laser pulse duration)인 15ns~ 20ns보다 긴 30ns 이상이 필요하다. 따라서 단일 미러 세트 광학계에서 반사되는 거리가 최소한 1m 이상 되어야 한다. 단일 미러 세트 광학계에서 미러간 거리가 길고, 빔 퍼짐성이 크면 미러에서 반사되는 동안 레이저 빔의 크기가 점점 커져서 레이저 빔의 일부분이 단일 미러 세트 광학계를 통과하지 못하고 광 손실이 커지게 된다.
따라서 상기 단일 미러 세트를 구성하는 복수의 미러 중 하나 이상을 원통형 미러 어레이로 구성할 수 있다.
예를 들어, 도 12에 도시한 바와 같이 평면 미러 대신에 원통형 미러 어레이(cylidnrical mirror array)를 사용하면 레이저 빔이 단일 미러 세트 광학계에서 반사되면서 커지는 것을 막을 수 있다. 원통형 미러 어레이(cylidnrical mirror array)의 초점거리가 단일 미러 세트 광학계 길이의 1/2이 되도록 원통형 미러 어레이(cylidnrical mirror array)의 곡률을 설정한다. 평행하게 입사된 레이저 빔은 Cylindrical mirror array 1에 의해 반사되어 단일 미러 세트 광학계의 중앙에 초점을 맺은 후 Cylindrical mirror array 2로 입사된다. Cylindrical mirror array 2는 Cylindrical mirror array 2와 초점거리가 동일한 광학계인 Cylindrical mirror array 1로 평행빔이 되게 반사시킨 후 레이저 빔의 일부분인 조각 빔을 단일 미러 세트로부터 출사시킨다. 출사된 조각 빔들은 단일 미러 세트 광학계 후단에 위치한 호모제나이저(homogenizer)에 의해 섞이면서 펄스 지속 시간도 길어지게 된다.
따라서, 단일 미러 세트를 구성하는 미러를 원통형 미러 어레이(cylidnrical mirror array)로 대체한다면 레이저 펄스 지속시간 스트레처(laser pulse duration stretcher) 광학계 역할을 할 수 있다.
위에서 제시한 단일 미러 세트로부터 출사된 일정 크기의 조각 빔들은 제2 방향(x축)으로 일정 간격으로 정렬된다. 따라서 도 13과 같이 단일 미러 세트 전단에 제2 방향(x축)의 집광 렌즈(예를 들어, 제2 방향(x축)의 원통형 렌즈)를 위치시키면 단일 미러 세트에서 일정 크기로 출사되는 조각 빔들은 일정 각도로 넓게 퍼지면서 진행한다.
단일 미러 세트의 후단에 제2 방향(x축)으로 시준 렌즈(collimation lens)를 추가로 구비하여, 상기 일정 각도로 퍼지면서 출사되는 조각 빔들을 동일한 길이의 평행빔으로 만들어서 제2 방향(x축)으로 빔 강도가 균일한 플랫탑 프로파일을 형성할 수 있다.
하지만, 도 13의 방식에서 집광되어 단일 미러 세트에서 출사되는 빔이 퍼지기 시작하는 위치는 단일 미러 세트 광학계에서 반사되는 횟수에 따라 달라진다. 따라서 단일 미러 세트를 도 14a와 같이 원통형 미러 어레이(cylindrical mirror array)로 구성하면, 원통형 렌즈 어레이(cylindrical lens array) 방식의 호모제나이저(homogenizer)에서와 동일한 위치에서 초점이 맺힌 후 빔이 퍼져나가게 되어 제2 방향(x축)의 호모제나이저(homogenizer) 광학계를 구현할 수 있다.
단일 미러 세트 광학계 전단에 위치한 집광 렌즈(Focusing lens)의 초점거리가 단일 미러 세트 광학계의 중앙에 오도록 설정한다. 또한 원통형 미러 어레이(cylindrical mirror array)의 초점거리는 단일 미러 세트 광학계 길이의 1/2이 되도록 원통형 미러 어레이(cylindrical mirror array)의 곡률을 설정한다. 따라서 집광 렌즈에 의해 단일 미러 세트 광학계의 중앙에서 초점이 맺힌 후 퍼진 빔은 Cylindrical mirror array 1에 의해 평행빔이 되어 Cylindrical mirror array 2로 반사된다. Cylindrical mirror array 2는 Cylindrical mirror array 2와 초점거리가 동일한 광학계인 Cylindrical mirror array 1로 다시 단일 미러 세트 광학계 중앙에 초점을 맺고 반사시킨 후 조각 빔을 단일 미러 세트 광학계로부터 출사시킨다. 이러한 방식으로 반사되어 단일 미러 세트 광학계를 통과한 평행빔은 단일 미러 세트 광학계 중앙에서 초점이 맺혀서 퍼져나가게 되어 원통형 렌즈 어레이(cylindrical lens array)에 의한 호모제나이저(homogenizer)와 동일한 방식으로 조도가 균일한 라인 빔을 형성한다.
따라서 제1 방향(y축)으로도 상술한 바와 같이 가우시안 분포가 플랫탑을 이루기 때문에 별도의 호모제나이저(homogenizer) 없이 단일 미러 세트 자체로 제1 방향(y축)과 제2 방향(x축)의 방향으로 호모제나이저(homogenizer) 광학계 역할을 겸할 수 있게 된다.
도 14a는 두 개의 원통형 미러 어레이(cylindrical mirror array)의 초점 거리가 같은 광학계로 구성된 방법이지만 2개의 원통형 미러 어레이(cylindrical mirror array)의 초점 거리를 다르게 설계하여 사용할 수도 있다.
도 14b와 같이 두 개의 원통형 미러 어레이(cylindrical mirror array)의 초점 거리를 다르게 하면 cylindrical mirror array 2에 의해 맺히는 초점이 단일 미러 세트 광학계의 중심이 아닌 곳에 위치시킬 수 있다.
또는 도 14c와 같이 원통형 미러 어레이(cylindrical mirror array)의 초점 거리와 떨어진 거리에 의해 초점을 단일 미러 세트 광학계 뒤에 위치시킬 수도 있다. 이 경우 도 14b에서의 cylindrical mirror array 1 대신에 평면 미러를 사용하여도 광학계 구성이 가능하다. 반대로 원통형 미러 어레이(cylindrical mirror array)와 평면 미러의 위치가 바뀌어도 효과는 동일하다. 이러한 광학계 구성을 통해 원통형 미러 어레이(cylindrical mirror array) 사용 개수를 1개 줄임으로서 광학계 구성이 간단하고 원통형 미러 어레이(cylindrical mirror array)에 의한 수차를 줄일 수 있다.
단일 미러 세트 광학계 뒤에 위치한 제2 방향(x축)의 원통형 렌즈 어레이(cylindrical lens array)는 필드 렌즈(field lens)로 3가지 역할이 있다.
첫 번째는 라인 빔의 균일도를 높여준다. 두 번째는 빔 변환 광학계와 단일 미러 세트 광학계를 통과한 후 제2 방향(x축)으로 평형빔이 아니게 출사될 경우, 원통형 렌즈 어레이(cylindrical lens array)를 통과하면 평행빔으로 입사되게 하는 효과를 낼 수 있다. 세 번째로 원통형 렌즈 어레이(cylindrical lens array)의 위치를 조정하면 라인 빔 크기를 조절할 수 있다. 원통형 렌즈 어레이(cylindrical lens array)의 위치를 원통형 미러 어레이에 의해 맺히는 초점보다 앞쪽에 위치시키면 라인 빔 길이는 설계치보다 늘어나고, 초점 위치보다 뒤쪽에 위치시키면 라인 빔 길이는 설계치보다 줄어들게 된다.
본 발명에 따른 단일 미러 세트를 포함하는 라인 빔 형성 장치는 도 9와 같이 5개의 광학계로 이루어질 수 있다. 레이저 광원(1)에서 방출된 원시 레이저 빔을 빔 사이즈와 빔 퍼짐성의 변동 없이 라인 빔 광학계로 이동시키는 릴레이(Relay) 광학계(2), 원시 레이저 빔의 크기를 단일 미러 세트에 입사시키기 전에 제1 방향(y축)으로 크기를 증가시켜 단축(y축)의 빔 퍼짐성을 줄이는 빔 형성(beam shaping) 광학계(3), 제1 방향(y축)의 줄어든 빔 퍼짐성을 유지하면서 제1 방향(y축)의 빔 길이를 줄이는 단일 미러 세트 광학계(4), 제2 방향(x축)과 제1 방향(y축)의 강도를 균일하게 만드는 호모제나이저(homogenizer) 광학계(5)로 이루어 진다. 마지막으로 제1 방향(y축)으로 집광하여 스팟 사이즈를 줄이는 포커싱(Focusing) 광학계(6)가 필요하다. Focusing 광학계는 1개의 렌즈나 1개 이상의 렌즈 군을 이용하여 스팟 사이즈를 수 ㎛ 에서 수십 ㎛로 만들 수 있다.
릴레이(Relay) 광학계(2)는 telecentric 광학계를 사용한다. 렌즈 1개 또는 1개의 렌즈군을 사용하면 렌즈의 초점거리의 2배 거리인 2F에서 원시 레이저 빔과 사이즈와 빔 퍼짐성이 동일한 이미지를 얻을 수 있다. Double telecentric 광학계는 렌즈 2개나 2개의 렌즈군을 사용한다. Double telecentric 광학계는 원시 레이저 빔의 위치에 민감하지 않는 특징이 있어 레이저 빔과 빔 형성(beam shaping )광학계(3) 거리가 먼 경우에 사용하기에 용이하다.
빔 형성(Beam shaping) 광학계(3)는 단일 미러 세트 광학계에 입사하기 전에 빔의 크기를 변형시키는 광학계로 일반적으로 원통형 렌즈를 사용하여 제2 방향(x축)과 제1 방향(y축)의 빔 크기를 다르게 변형시킨다.
본 발명에서는 빔 변형 수단으로 표현하였으며, 제1 방향(y축)의 빔 퍼짐성을 줄이기 위해 제1 방향(y축)의 빔 크기를 증가시키고, 제2 방향(x축)의 길이는 그대로 유지하거나, 단일 미러 세트 광학계(4)를 통과하기 용이하도록 변형시킬 수 있다.
단일 미러 세트 광학계(4)는 상술한 바와 같이 제1 방향(y축)의 길이와 빔 퍼짐성을 줄이고, 복수의 레이저 빔을 결합할 수 있고, 제1 방향(y축)으로 강도가 균일하도록 플랫탑 프로파일(flat-top profile)을 만들어 준다.
단일 미러 세트 광학계(4)를 통과한 레이저 빔은 제2 방향(x축)으로 강도를 균일하게 만드는 광학계가 필요하다. 이를 위하여 호모제나이저(homogenizer) 광학계(5)를 사용할 수 있다. 호모제나이저(homogenizer) 광학계(5)는 제2 방향(x축)으로 원통형 렌즈 어레이(cylindrical lens array)와 시준 렌즈(collimation lens)로 이루어질 수 있다.
원통형 렌즈 어레이(cylindrical lens array)에 의해 조각난 레이저 빔은 시준 렌즈(collimation lens)를 통해 원하는 길이로 합쳐져서 강도가 균일한 라인 빔이 된다.
마지막으로 포커싱(Focusing) 광학계(6)는 1개의 렌즈나 1개 이상의 렌즈 군으로 구성되어 있으며 스팟 사이즈를 수 ㎛ 에서 수십 ㎛으로 집속 또는 축소 결상한다. 단일 미러 세트 광학계(4)와 호모제나이저(homogenizer)(5)를 통과한 플랫탑 프로파일의 레이저 빔을 렌즈를 통해 집속하면 초점 면에서 sinc 함수의 강도 프로파일이 된다. Sinc 함수의 강도 프로파일은 가우시안 프로파일과 비슷하여 손상 역치(damage threshold)가 높은 물질 또는 계면 가공에 좋다. 하지만 레이저 가공 방식에 따라 가공면에서 플랫탑 프로파일이 필요하다. 따라서 단일 미러 세트 광학계를 통과한 플랫탑 프로파일의 레이저 빔에 축소 결상 광학계를 사용하면 결상면에서 수 ㎛ ~ 수십 ㎛의 플랫탑 프로파일의 라인 빔을 만들 수 있다.
도 10은 상술한 광학계를 시뮬레이션한 결과이다. 빔 형성(Beam shaping) 광학계를 통과한 레이저 빔(도 10a)은 제1 방향(y축) 및 제2 방향(x축)으로 가우시안 강도 프로파일(Gaussian intensity profile)을 보이지만, 단일 미러 세트 광학계와 원통형 렌즈 어레이(cylindrical lens array)를 통과한 레이저 빔(도 10b)은 제2 방향(x축) 뿐만 아니라, 제1 방향(y축)으로도 플랫탑 강도 프로파일이 됨을 확인할 수 있다
이와 같이, 본 발명의 단일 미러 세트를 포함하는 라인 빔 형성 장치는 한 개의 레이저를 사용할 수도 있고, 복수의 레이저를 간단하게 결합할 수 있는 광학계로 제공될 수 있다. 또한, 레이저 빔의 단축(y축) 방향으로 플랫탑 프로파일을 만드는 호모제나이저(homogenizer) 역할도 겸할 수 있으며, 단일 미러 세트 내에서의 반복 반사와 조각 빔의 순차적인 출사 프로세스를 통하여 단축(y축) 방향으로 빔을 일정 거리로 이동시키면서 일정 크기의 조각 빔을 출사시키고, 장축(x축) 방향으로 상기 조각 빔들을 일정 간격으로 배열할 수 있다. 또한, 상기 단일 미러 세트의 전단에 빔 변환 수단을 추가하여 단축(y축) 방향의 길이를 늘이고 빔 퍼짐성을 줄여서 상기 단일 미러 세트에 빔을 입사시킴으로써, 최종적으로 단축(y축) 방향의 빔 퍼짐성을 줄여서 고밀도 에너지 빔을 확보할 수 있다. 또한, 장축(x축) 방향으로 원통형 렌즈 어레이 또는 이와 유사한 호모제나이저(homogenizer) 광학계와 결합하여 장축(x축) 및 단축(y축) 모두 플랫탑 프로파일을 구현할 수 있어 활용도가 클 것으로 예상된다.

Claims (17)

  1. 작동 면에 라인 빔을 형성하는 빔 형성 장치로서,
    레이저 빔을 방출하는 레이저 광원; 및
    복수의 미러로 구성된 단일 미러 세트를 포함하며,
    상기 단일 미러 세트는 레이저 빔을 입사시켜 상기 레이저 빔의 진행 방향(z축)에 대해 직각인 제1 방향(y축)으로 빔을 분할하여 일정 크기의 조각 빔을 출사시키고 나머지 빔을 상기 단일 미러 세트 내에서 재반사시켜 상기 제1 방향(y축)으로 일정 크기만큼 상기 나머지 빔을 이동시키는 프로세스를 반복 수행함으로써 순차적으로 일정 크기의 조각 빔들을 출사시키고,
    상기 레이저 빔의 진행 방향(z축)에 대해 직각인 제2 방향(x축)으로 상기 조각 빔들을 일정 간격으로 배열할 수 있도록 상기 빔 형성 장치 내에 배치되는 것인, 라인 빔 형성 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 단일 미러 세트의 전단에 빔 변환 수단을 추가로 구비하며, 상기 빔 변환 수단을 통하여 상기 레이저 빔의 크기를 상기 제1 방향(y축)으로 증가시켜 상기 제1 방향(y축)의 빔 퍼짐성(beam divergence)을 감소시킨 후 상기 단일 미러 세트에 변형된 레이저 빔을 입사시키는, 라인 빔 형성 장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 단일 미러 세트는 상기 입사된 레이저 빔을 수용하여 분할된 조각 빔을 출사부를 통하여 출사시키고 나머지 빔을 반사시키는 제1미러와
    상기 제1 미러로부터 반사된 빔을 수용하여 재반사하는 제2 미러를 포함하며,
    상기 제1 미러는 상기 제2 미러로부터 상기 레이저 빔의 진행 방향(z축)으로 이격하여 위치하면서 상기 제1 방향(y축)으로 상기 출사부의 길이(d)만큼 차이 나도록 위치하는 것인, 라인 빔 형성 장치.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 출사부의 길이(d)를 조절함으로써 상기 조각 빔의 상기 제1 방향(y축) 길이를 조절하는, 라인 빔 형성 장치.
  5. 제 3항에 있어서,
    상기 출사부는 공기로 채워진 공간인 것인, 라인 빔 형성 장치.
  6. 제 3항에 있어서,
    상기 출사부는 상기 제1 미러가 연장된 것으로 무반사 코팅처리된 것인, 라인 빔 형성 장치.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 조각 빔의 출사 경로 상에 굴절 보정 수단이 추가로 배치되며,
    상기 굴절 보정 수단은 상기 무반사 코팅처리된 출사부와 동일한 두께의 동일한 물질로 이루어지며, 상기 출사부와 반대 각도를 형성하도록 배치된 것인, 라인 빔 형성 장치.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 제2 방향(x축)으로 상기 레이저 빔이 입사되는 각도 또는 상기 단일 미러 세트의 조립 각도를 조절함으로써 상기 제2 방향(x축)으로 상기 조각 빔들이 배열되는 간격 및 상기 제2 방향(x축)의 출사 빔 총 길이를 조절하는, 라인 빔 형성 장치.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 레이저 빔은 상기 제2 방향(x축)으로는 상기 단일 미러 세트를 구성하는 미러에 수직이 아닌 각도로 입사되는 것인, 라인 빔 형성 장치.
  10. 제 3항에 있어서,
    상기 제1 미러로부터 반사되는 빔은 상기 제2 미러에 직접 입사되어 상기 제1 미러로 재반사되거나,
    상기 단일 미러 세트 내에 배치된 하나 이상의 추가적인 미러를 거쳐 상기 제2 미러에 입사되어 상기 제1 미러로 재반사되는 것인, 라인 빔 형성 장치.
  11. 제 1항에 있어서,
    상기 라인 빔 형성 장치는 상기 단일 미러 세트와 동일한 구조의 추가적인 단일 미러 세트를 구비하며,
    상기 단일 미러 세트와 상기 추가적인 단일 미러 세트는 상기 제2 방향(x축)으로 서로 반대 각도를 형성하도록 배치되어 입사 빔을 양분하여 각각 재반사와 출사 프로세스를 진행하는 것인, 라인 빔 형성 장치.
  12. 제 1항에 있어서,
    상기 단일 미러 세트의 후단에 상기 제2 방향(x축)으로 호모제나이저를 추가로 구비하여 상기 제2 방향(x축)으로 배열된 조각 빔들을 통과시킴으로써 상기 제1 방향(y축) 및 상기 제2 방향(x축)으로 빔 강도가 균일한 플랫탑 프로파일을 형성하는, 라인 빔 형성 장치.
  13. 제 1항에 있어서,
    상기 단일 미러 세트에 입사되는 상기 레이저 빔은 인접하는 복수의 빔으로 구성되며, 상기 단일 미러 세트에 동일한 각도와 동일한 위치로 입사되는 것인, 라인 빔 형성 장치.
  14. 제 1항에 있어서,
    상기 단일 미러 세트 내에서 빔이 진행하는 거리를 조절하여 상기 조각 빔들의 출사 시간 간격을 조절함으로써 레이저 펄스 지속시간을 조절하는, 라인 빔 형성 장치.
  15. 제 1항에 있어서,
    상기 단일 미러 세트를 구성하는 복수의 미러 중 하나 이상이 원통형 미러 어레이로 구성된 것인, 라인 빔 형성 장치.
  16. 제 15항에 있어서,
    상기 단일 미러 세트의 전단에 상기 제2 방향(x축)으로 집광 렌즈를 추가로 구비하여, 출사되는 조각 빔들을 일정 각도로 퍼지게 하는, 라인 빔 형성 장치.
  17. 제 16항에 있어서,
    상기 단일 미러 세트의 후단에 상기 제2 방향(x축)으로 시준 렌즈(collimation lens)를 추가로 구비하여, 상기 일정 각도로 퍼져 출사되는 조각 빔들을 동일한 길이의 평행빔으로 만들어서 상기 제2 방향(x축)으로 빔 강도가 균일한 플랫탑 프로파일을 형성하는, 라인 빔 형성 장치.
KR1020150082119A 2015-06-10 2015-06-10 라인 빔 형성 장치 KR101738155B1 (ko)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150082119A KR101738155B1 (ko) 2015-06-10 2015-06-10 라인 빔 형성 장치
CN201580073649.9A CN107112707B (zh) 2015-06-10 2015-06-19 线光束形成装置
PCT/KR2015/006268 WO2016199971A1 (ko) 2015-06-10 2015-06-19 라인 빔 형성 장치
US15/542,876 US10437072B2 (en) 2015-06-10 2015-06-19 Line beam forming device
JP2017556497A JP6649402B2 (ja) 2015-06-10 2015-06-19 ラインビーム形成装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150082119A KR101738155B1 (ko) 2015-06-10 2015-06-10 라인 빔 형성 장치

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20160145910A true KR20160145910A (ko) 2016-12-21
KR101738155B1 KR101738155B1 (ko) 2017-05-22

Family

ID=57503656

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020150082119A KR101738155B1 (ko) 2015-06-10 2015-06-10 라인 빔 형성 장치

Country Status (5)

Country Link
US (1) US10437072B2 (ko)
JP (1) JP6649402B2 (ko)
KR (1) KR101738155B1 (ko)
CN (1) CN107112707B (ko)
WO (1) WO2016199971A1 (ko)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018174322A1 (ko) * 2017-03-22 2018-09-27 명지대학교 산학협력단 지정공간에서의 빔 성형을 위한 광학유닛과, 이를 포함하는 광 분포 변조장치
KR20210108488A (ko) * 2019-01-30 2021-09-02 예놉틱 옵틱컬 시스템즈 게엠베하 플라스틱으로 제조된 무열 레이저 광학계

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3707788B1 (en) * 2017-11-10 2023-04-12 Boston Scientific Scimed, Inc. Apparatus and methodology for reshaping a laser beam
CN111258076A (zh) * 2018-11-30 2020-06-09 福州高意光学有限公司 一种可实现激光光束匀化功能的光学系统
CN112513706A (zh) * 2019-07-08 2021-03-16 Limo显示有限责任公司 用于激光辐射的转变设备
DE102021209734A1 (de) 2021-09-03 2022-09-22 Carl Zeiss Smt Gmbh Auskoppelvorrichtung, Verfahren zur Abzweigung einer äußeren Strahlung, Beleuchtungssysteme, Vorrichtung zur Bereitstellung und Weiterleitung einer Projektionsstrahlung für ein Beleuchtungssystem und Lithografiesystem
TW202315695A (zh) * 2021-09-30 2023-04-16 美商晶典有限公司 雷射塑形裝置

Family Cites Families (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3506334A (en) * 1966-02-17 1970-04-14 Zenith Radio Corp Phased array-type beam scanning
US3675985A (en) * 1970-08-03 1972-07-11 Bell Telephone Labor Inc Optical autocorrelator for autocorrelating picosecond optical pulses
US3879109A (en) * 1973-06-21 1975-04-22 Kms Fusion Inc Laser waveform generator
JPS5421753A (en) * 1977-07-19 1979-02-19 Mitsubishi Electric Corp Linear pattern projector
US4362361A (en) * 1980-09-15 1982-12-07 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration Collimated beam manifold with the number of output beams variable at a given output angle
JPS6019101A (ja) * 1983-07-13 1985-01-31 Hoya Corp ビ−ムスプリツタ
US4871232A (en) * 1987-12-07 1989-10-03 Hughes Aircraft Company Method and apparatus for ultra high frequency spectrum analysis
DE4124311A1 (de) * 1991-07-23 1993-01-28 Zeiss Carl Fa Anordnung zur kohaerenzreduktion und strahlformung eines laserstrahls
US5224200A (en) * 1991-11-27 1993-06-29 The United States Of America As Represented By The Department Of Energy Coherence delay augmented laser beam homogenizer
GB9324589D0 (en) * 1993-11-30 1994-01-19 Univ Southampton Beam shaping device
JP2000261076A (ja) * 1999-03-05 2000-09-22 Fuji Electric Co Ltd レーザ出力調整装置
US6625191B2 (en) * 1999-12-10 2003-09-23 Cymer, Inc. Very narrow band, two chamber, high rep rate gas discharge laser system
JP3069703B1 (ja) 1999-11-24 2000-07-24 郵政省通信総合研究所長 光分岐方法
JP4048016B2 (ja) * 2000-03-10 2008-02-13 三菱電機株式会社 半導体レーザ光源及びこれを用いた半導体レーザ加工装置
JP3530484B2 (ja) * 2000-12-08 2004-05-24 住友重機械工業株式会社 レーザ加工装置及び方法
US7035012B2 (en) 2004-03-01 2006-04-25 Coherent, Inc. Optical pulse duration extender
CN1909305A (zh) * 2006-07-14 2007-02-07 中国科学院上海光学精密机械研究所 高功率大能量超短激光脉冲展宽装置及其调节方法
JP2008177372A (ja) * 2007-01-18 2008-07-31 Sumitomo Heavy Ind Ltd ラインビーム成形方法、ラインビーム成形装置、及び該装置を具備したレーザ加工装置
CN201044033Y (zh) * 2007-06-01 2008-04-02 中国科学院上海光学精密机械研究所 折叠的反射式单光栅展宽装置
KR100864017B1 (ko) 2007-06-28 2008-10-16 삼성전기주식회사 라인 빔 발생 장치
KR100900685B1 (ko) * 2007-07-19 2009-06-01 삼성전기주식회사 다중 빔 레이저 장치 및 빔 스플리터
KR101081370B1 (ko) * 2010-05-31 2011-11-08 고려대학교 산학협력단 평행 되반사형 광학소자를 이용한 다중반사 고분해능 광학 간섭계 및 이를 이용한 거리 측정 장치
JP5241785B2 (ja) * 2010-08-24 2013-07-17 三菱電機株式会社 光ビーム再配置光学系、光学素子および光源装置
EP2745164A4 (en) * 2011-09-30 2015-05-20 Hewlett Packard Development Co OPTICAL PERFORMANCE DIVIDER WITH ZIGZAG
US8599485B1 (en) * 2012-05-25 2013-12-03 Corning Incorporated Single-emitter etendue aspect ratio scaler

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018174322A1 (ko) * 2017-03-22 2018-09-27 명지대학교 산학협력단 지정공간에서의 빔 성형을 위한 광학유닛과, 이를 포함하는 광 분포 변조장치
KR20210108488A (ko) * 2019-01-30 2021-09-02 예놉틱 옵틱컬 시스템즈 게엠베하 플라스틱으로 제조된 무열 레이저 광학계
US11385435B2 (en) 2019-01-30 2022-07-12 Jenoptik Optical Systems Gmbh Athermal laser optics made of plastics

Also Published As

Publication number Publication date
US20180011330A1 (en) 2018-01-11
CN107112707B (zh) 2020-07-14
JP6649402B2 (ja) 2020-02-19
JP2018505568A (ja) 2018-02-22
KR101738155B1 (ko) 2017-05-22
WO2016199971A1 (ko) 2016-12-15
CN107112707A (zh) 2017-08-29
US10437072B2 (en) 2019-10-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101738155B1 (ko) 라인 빔 형성 장치
JP4808733B2 (ja) 光均質化装置
JP3589299B2 (ja) ビーム整形装置
KR20190034589A (ko) 레이저 라인 조명
US8270084B2 (en) Device for beam shaping
US8662761B2 (en) Laser optical system using optical fiber transmission
US7859758B2 (en) Device for homogenizing light
US7109435B2 (en) Beam irradiator and laser anneal device
KR101696055B1 (ko) 레이저 처리 장치를 위한 다중 빔 결합기 및 방사 소스
JPH05196869A (ja) レーザー光線の干渉性低減及び光線整形のための構造
US11878368B2 (en) Laser machining system
US20130194673A1 (en) Apparatus for shaping the light rays of a laser beam
KR20070057074A (ko) 광 균일화 장치 및 상기 광 균일화 장치를 구비한 조명장치 또는 포커싱 장치
JP7431756B2 (ja) 光学配置とレーザシステム
KR102219614B1 (ko) 레이저 시스템 또는 레이저 노광 시스템
KR20190001631A (ko) 균질화된 레이저 빔의 사이즈를 가변시키는 광학 시스템
KR102666258B1 (ko) 레이저 머시닝 시스템
KR102425179B1 (ko) 라인빔 형성장치
US9001426B2 (en) Beam forming device for laser diode arrays
KR20180100003A (ko) 레이저빔 성형 장치
US20220260759A1 (en) Transformation device for laser radiation
KR100712484B1 (ko) 노광장치
JP2004356282A (ja) 光照射装置、レーザアニール装置、およびコリメータ調整装置
WO2021004661A1 (en) Transformation device for laser radiation
CN117961269A (zh) 一种激光光斑匀化系统及激光加工设备

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right