TW201502485A - 鐳射源的品質檢測裝置及其品質檢測方法 - Google Patents

Abstract

本發明提供一種鐳射源的品質檢測裝置及其品質檢測方法，該品質檢測裝置用於檢測該鐳射源是否為異常光源，該裝置設於鐳射源的光束出口端，該裝置包括：反射鏡組，位於該鐳射源的出光範圍內，接收來自該鐳射源的全部光束，該反射鏡組包括至少一個反射鏡，該鐳射源的出光在經過該反射鏡組的反射後，在該光束出口端投射出與鐳射源的出光輪廓相同的反射光；及感測器，該光束出口端上限定出正常出光範圍，該感測器設置在該正常出光範圍的外周，當反射光超出該正常出光範圍時，該感測器能夠接收到該反射光，從而判斷出鐳射源為異常光源。

Description

鐳射源的品質檢測裝置及其品質檢測方法

本發明是關於一種氣體鐳射源的品質檢測裝置及其檢測方法，尤其是關於該裝置及檢測方法用於准分子雷射技術。

准分子雷射技術在工業上有廣泛的應用，在面板製造的多晶矽回火工藝上對該技術的鐳射源有及高品質的要求。例如氣體鐳射源在使用一段時間後，電極氧化等種種因素導致鐳射初始光源波(Raw Beam)會有光波發散(Divergence)或光波偏移。如圖1、2所示的正常雷射光束示意圖及其能量曲線圖，及圖4、5所示的光波發散的雷射光束的示意圖及其能量曲線圖。可見，光波發散的雷射光束的光能量失真或衰減，此雷射光束會導致後續掃描在產品上的光束能量受影響。另外，若發生光波偏移，例如圖3所示，則使產品上接收到的光偏移，產品無法被正常掃描。因此，光源的品質，包括是否出現發散或偏移將影響產品的合格率。

現有的檢測光源品質的方法為通過檢測產品是否存在異常，反推光源是否存在品質問題。

但是上述現有方法為被動式的，只能在產品發現異 常後才可能判斷光源品質問題，再進行停機處理。由此影響制程效率，造成產品的合格率降低，製造成本增加。

因此，需要一種檢測鐳射源品質的裝置及其檢測方法，以提早發現鐳射初始光波異常，及時做調整、檢修處理，提高制程效率。

在所述背景技術部分公開的上述資訊僅用於加強對本發明的背景的理解，因此它可以包括不構成對本領域普通技術人員已知的現有技術的資訊。

本發明公開了一種鐳射源的品質檢測裝置及其品質檢測方法，以提早發現鐳射初始光波異常，提高制程效率。

本發明的額外方面和優點將部分地在下面的描述中闡述，並且部分地將從描述中變得顯然，或者可以通過本發明的實踐而習得。

根據本發明的一個方面，一種鐳射源的品質檢測裝置，該鐳射源為正常光源或異常光源，該品質檢測裝置用於檢測該鐳射源是否為異常光源，該裝置設於鐳射源的光束出口端，該裝置包括：反射鏡組，位於該鐳射源的出光範圍內，接收來自該鐳射源的全部光束，該反射鏡組包括至少一個反射鏡，該鐳射源的出光在經過該反射鏡組的反射後，在該光束出口端投射出與鐳射源的出光輪廓相同的反射光；及感測器，該光束出口端上限定出正常出光範圍，該感測器設置在該正常出光範圍的外周，當反射光超出該正常出光範圍時，該感測器能夠接收到該反射光，從而判 斷出鐳射源為異常光源。

根據本發明的另一方面，一種鐳射源品質檢測方法，該鐳射源為正常光源或異常光源，該鐳射源品質檢測方法用於檢測該鐳射源是否為異常光源，該方法包括以下步驟：步驟1：在鐳射源的光束出口端設置反射鏡組和感測器；步驟2：使待測鐳射源發光，該鐳射源的出光全部投射到該反射鏡組上，被該反射鏡組反射，並在該光束出口端投射出與該鐳射源的出光輪廓相同的反射光；及步驟3：若該反射光超出該光束出口端上限定的正常出光範圍，則該感測器能夠接收到該反射光，從而判斷出該鐳射源為異常光源。

綜上所述，本發明的鐳射源的品質檢測裝置及光源品質檢測方法能夠及早發現光源的異常，從而提早預警，達到高效益的品質控制，降低人力耗損。並且，本發明的鐳射源的品質檢測裝置的結構簡單，製造成本低。

10‧‧‧品質檢測裝置

11‧‧‧反射鏡組

12‧‧‧感測器

20‧‧‧鐳射源

21‧‧‧光束出口端

22‧‧‧出光

22’‧‧‧反射光

M1‧‧‧第一反射鏡

M2‧‧‧第二反射鏡

R‧‧‧正常出光範圍

通過參照附圖詳細描述其示例實施方式，本發明的上述和其他特徵及優點將變得更加明顯。

圖1示出正常雷射光束示意圖。

圖2示出正常雷射光束的能量曲線圖。

圖3示出光波偏移的雷射光束示意圖。

圖4示出光波發散的雷射光束示意圖。

圖5示出光波發散的雷射光束的能量曲線圖。

圖6示出第一實施方式的鐳射源的品質檢測裝置的示意圖。

圖7示出利用第一實施方式的鐳射源的品質檢測裝置進行檢測的示意圖，其中，該光源為正常光源。

圖8示出利用第一實施方式的鐳射源的品質檢測裝置進行檢測的示意圖，其中，該光源為偏移光源。

圖9示出利用第一實施方式的鐳射源的品質檢測裝置進行檢測的示意圖，其中，該光源為發散光源。

圖10示出利用第二實施方式的鐳射源的品質檢測裝置進行檢測的示意圖，其中，該光源為正常光源。

圖11示出利用第三實施方式的鐳射源的品質檢測裝置進行檢測的示意圖，其中，該光源為正常光源。

現在將參考附圖更全面地描述示例實施方式。然而，示例實施方式能夠以多種形式實施，且不應被理解為限於在此闡述的實施方式；相反，提供這些實施方式使得本發明將全面和完整，並將示例實施方式的構思全面地傳達給本領域的技術人員。在圖中，為了清晰，誇大了區域和層的厚度。在圖中相同的附圖標記表示相同或類似的結構，因而將省略它們的詳細描述。

所描述的特徵、結構或特性可以以任何合適的方式 結合在一個或更多實施方式中。在下面的描述中，提供許多具體細節從而給出對本發明的實施方式的充分理解。然而，本領域技術人員將意識到，可以實踐本發明的技術方案而沒有所述特定細節中的一個或更多，或者可以採用其他的方法、組元、材料等。在其他情況下，不詳細示出或描述公知結構、材料或者操作以避免模糊本發明的各方面。

實施方式1

本實施方式提供一種鐳射源的品質檢測裝置10，鐳射源20為正常光源或異常光源，該品質檢測裝置10用於檢測該鐳射源是否為異常光源。異常光源包括圖3和圖4中分別示出的光波偏移的光源及光波發散的光源。本實施方式中，鐳射源20為矩形的氣體鐳射源，其波長大致為200~400nm。

如圖6所示，品質檢測裝置10設於鐳射源的光束出口端21。如圖6、7所示，品質檢測裝置10包括：反射鏡組11和感測器12，反射鏡組11位於鐳射源的出光範圍內，接收來自鐳射源的全部光束。其中，反射鏡組11包括至少一個反射鏡。本實施方式中，反射鏡組11包括第一反射鏡M1和第二反射鏡M2，鐳射源的出光22全部投射到第一反射鏡M1上，一部分在第一反射鏡M1上透射，另一部分在第一反射鏡M1上反射，被反射的部分光投射到第二反射鏡M2上，同樣的，一部分在第二反射鏡M2上透射，另一部分在第二反射鏡M2上反射，由於光源在經過若干次反射後形狀不變，因此，被第二反射鏡M2反射的反射光 22’與鐳射源的出光22形狀、尺寸相同，均為矩形，矩形的反射光22’投射在光束出口端21。如圖7所示，光束出口端21上限定出正常出光範圍R，其形狀、尺寸與鐳射源的出光22相同，且與正常鐳射源經過反射鏡組11反射後的光束位置一致，因此，若鐳射源為正常，則反射光22’不會超出正常出光範圍R，即如圖7所示狀態。若鐳射源為異常，則至少部分反射光22’將超出正常出光範圍R，例如，若鐳射源發生偏移，則反射光22’與正常出光範圍R的關係如圖8所示；若鐳射源發生發散，則反射光22’與正常出光範圍R的關係如圖9所示。感測器12設置在正常出光範圍R外周，本實施例中，在矩形的正常出光範圍R的兩長邊外側各對稱設有兩個感測器12。因此，一旦鐳射源出現異常，則感測器12能夠接收到被反射鏡組11反射的異常光束，從而判斷出鐳射源存在異常。

本實施方式中，以包含兩個反射鏡的反射鏡組為例進行說明，應當理解，反射鏡的數量能夠根據感測器的光能感應強度進行調整。當然，正常出光範圍R的位置也相應調整，始終與正常鐳射源經過反射鏡組反射後的光束位置一致。

另外，反射鏡組的反射率和穿透率也可相應調整，優選為，選用具有低反射率和高透射率的反射鏡，從而能夠更大程度的降低被感測器接收的鐳射源的強度。

例如，反射鏡組的穿透率為98~99%，反射率1~2%，因此，被反射鏡組接收的光束中，98~99%穿透反射 鏡組，只有1~2%的光會反射到感測器，使得感測器12能夠避開高能量的光照接觸，因此，本發明能夠採用成本較低的感測器，不必採用用於感測高能量的高成本的感測器。同理，感測器也可為熱能感測器和光能感測器。

另外，本裝置還可包括警報器(未示出)，當感測器12感測到光源異常時，向該警報器發出該鐳射源為異常光源的信號，該警報器發出警報或停機信號。

由於本裝置設於鐳射源的光束出口端，也就是說從初始光源預警，並非如現有技術那樣只能在產品發現異常後才可能判斷光源品質問題，從而影響制程效率。因此本發明能夠及早發現光源的異常，及時調整，從而提高檢測效率，降低了對後段裝置，例如，對用來接收光束的光學模組調整的風險及人力耗損。

另外，較高能量的光經過反射鏡組11反射後能量降低，再被感測器12接收，使得感測器12能夠避開高能量的光照接觸，因此，本發明能夠採用成本較低的感測器，不必採用用於感測高能量的高成本的感測器。故本發明能夠大幅降低成本。

實施方式2

如圖10所示，本實施方式的結構與實施方式1大致相同，區別之處僅在於：在正常出光範圍R的短邊的外側各設有一個感測器12，也就是說，感測器12設置在正常出光範圍R四周，可檢測上下左右偏移的異常光。

實施方式3

如圖11所示，本實施方式的結構與實施方式1大致相同，區別之處僅在於：鐳射源為圓形光源，在光源的光束出口端且在圓形的正常出光範圍R的圓周上均勻四個感測器12。

另外，本發明還提供一種鐳射源品質檢測方法，該鐳射源為正常光源或異常光源，該鐳射源品質檢測方法用於檢測該鐳射源是否為異常光源，該方法包括以下步驟：步驟1：在鐳射源的光束出口端設置反射鏡組和感測器；步驟2：使待測鐳射源發光，鐳射源的出光全部投射到反射鏡組上，被反射鏡組反射，並在出口端投射出與鐳射源的出光輪廓相同的反射光；及步驟3：若反射光超出光束出口端上限定的正常出光範圍，則感測器能夠接收到該反射光，從而判斷出鐳射源存在異常。

其中，若該鐳射源為正常光源，則反射光未超出正常出光範圍，感測器不能接收到該反射光。

該方法還包括步驟4：當該感測器接收到該反射光後，向警報器發出該鐳射源為異常光源的信號，該警報器發出警報或停機信號。

綜上所述，本發明的鐳射源的品質檢測裝置能夠及早發現光源的異常，從而提早預警，達到高效益的品質控制，降低人力耗損。並且，本發明的結構簡單，製造成本低。

以上具體地示出和描述了本發明的示例性實施方式。應該理解，本發明不限於所公開的實施方式，相反，本發明意圖涵蓋包含在所附申請專利範圍的精神和範圍內的各種修改和等效佈置。

10‧‧‧品質檢測裝置

11‧‧‧反射鏡組

20‧‧‧鐳射源

21‧‧‧光束出口端

22‧‧‧出光

22’‧‧‧反射光

M1‧‧‧第一反射鏡

M2‧‧‧第二反射鏡

Claims (17)

1. 一種鐳射源的品質檢測裝置，該鐳射源為正常光源或異常光源，該品質檢測裝置用於檢測該鐳射源是否為異常光源，該裝置設於鐳射源的光束出口端，該裝置包括：反射鏡組，位於該鐳射源的出光範圍內，接收來自該鐳射源的全部光束，該反射鏡組包括至少一個反射鏡，該鐳射源的出光在經過該反射鏡組的反射後，在該光束出口端投射出與鐳射源的出光輪廓相同的反射光；及感測器，該光束出口端上限定出正常出光範圍，該感測器設置在該正常出光範圍的外周，當反射光超出該正常出光範圍時，該感測器能夠接收到該反射光，從而判斷出鐳射源為異常光源。
2. 如請求項1所述的品質檢測裝置，其中，該正常出光範圍與正常鐳射源經過該反射鏡組反射後的光束位置一致。
3. 如請求項1所述的品質檢測裝置，其中，該異常光源包括光波發散的光源及光波偏移的光源。
4. 如請求項1所述的品質檢測裝置，其中，若該鐳射源為正常光源，則該反射光未超出該正常出光範圍，該感測器不能接收到該反射光。
5. 如請求項1所述的品質檢測裝置，其中，該反射鏡組包括多個反射鏡。
6. 如請求項1所述的品質檢測裝置，其中，該反射鏡組的穿透率和反射鏡的數量能夠根據該感測器的光能感應 強度進行調整。
7. 如請求項6所述的品質檢測裝置，其中，該反射鏡組的反射鏡具有低反射率和高透射率。
8. 如請求項1所述的品質檢測裝置，其中，該感測器為光纖傳感器，能夠獲取該異常光源中的微量光。
9. 如請求項1所述的品質檢測裝置，其中，該感測器為光能感應感測器或熱能感應感測器。
10. 如請求項1所述的品質檢測裝置，還包括警報器，當該感測器感測到異常光源時，向該警報器發出信號，該警報器發出警報或停機信號。
11. 如請求項1所述的品質檢測裝置，其中，該鐳射源為矩形光源，在該正常出光範圍的兩長邊外側各對稱設有兩個感測器。
12. 如請求項11所述的品質檢測裝置，其中，該正常出光範圍的兩短邊的外側各設有一個感測器。
13. 如請求項1所述的品質檢測裝置，其中，該鐳射源為圓形光源，該正常出光範圍的圓周上均勻設置四個感測器。
14. 如請求項1所述的品質檢測裝置，其中，該鐳射源為氣體鐳射源。
15. 一種鐳射源品質檢測方法，該鐳射源為正常光源或異常光源，該鐳射源品質檢測方法用於檢測該鐳射源是否為異常光源，該方法包括以下步驟：步驟1：在鐳射源的光束出口端設置反射鏡組和感測 器；步驟2：使待測鐳射源發光，該鐳射源的出光全部投射到該反射鏡組上，被該反射鏡組反射，並在該光束出口端投射出與該鐳射源的出光輪廓相同的反射光；及步驟3：若該反射光超出該光束出口端上限定的正常出光範圍，則該感測器能夠接收到該反射光，從而判斷出該鐳射源為異常光源。
16. 如請求項15所述的方法，其中，若該鐳射源為正常光源，則該反射光未超出該正常出光範圍，該感測器不能接收到該反射光。
17. 如請求項15所述的方法，還包括：步驟4：當該感測器感測經過該反射鏡組反射的光後，向警報器發出該鐳射源為異常光源的信號，該警報器發出警報或停機信號。