TWI507264B - 於雷射操作中用於溝渠深度與寬度之即時控制點尺寸與切割速度之即時操縱 - Google Patents

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Description

於雷射操作中用於溝渠深度與寬度之即時控制點尺寸與切割速度之即時操縱
此揭露內容是關於以雷射處理材料。尤其是，此揭露內容是關於在雷射微機械加工應用中透過點尺寸與切割速度之即時(on-the-fly)操縱之溝渠深度與寬度之即時(real-time)控制。
使用雷射微機械加工系統之一種典型的選路(routing)應用是涉及當束及/或基板其本身為移動時而遞送雷射能量至基板。於大多數情形，能量遞送率(「於工作表面的功率」)與束及/或基板移動之速率(「切割速度」)是維持為固定值以提供於整個切割之截口或「溝渠」寬度與深度的均勻性。造成的溝渠之深度與寬度是由工作表面的束點尺寸、各個雷射脈衝的能量、於連續脈衝之間的空間分隔(「口(bite)尺寸」)與雷射材料交互作用特性所決定。
概括而言，為了切割於相同基板上不同橫截面幾何形狀的溝渠，調整點尺寸、脈衝能量及/或口尺寸之一或多者。於典型的雷射微機械加工，改變此三個系統設定之一者致使該系統於不同「遍(pass)」處理其具有不同橫截面幾何形狀的溝渠。舉例而言，系統可處理一個型式的溝渠，改變該三個設定之一或多者，然後處理其對應於新的設定之溝渠。此處理可重複針對於各個型式的溝渠。此簡單方式典型稱作為一「多遍(multi-pass)」處理。
上述用於合併不同寬度的溝渠之習用的多遍處理具有若干個問題。舉例而言，於不同遍以處理不同寬度的溝渠概括意指的是：一束定位器將返回至於一先前遍所完成一溝渠之相同點以開始選路具有不同寬度的一新溝渠。此是顯著要求於束定位器子系統的重複性。這亦典型為降低整體系統產量。
關於運用多遍處理以切割不同幾何形狀的溝渠之另一個問題是在於：即使滿足了該系統重複性/準確度的關注，因為具有不同寬度的溝渠之壁角度間的差異，難以維持整個轉變(transition)區域之固定的寬度。
圖1、2與3是說明其維持一轉變區域(例如：當於多遍中自一個點尺寸改變至另一個點尺寸以達成不同溝渠寬度)之內的固定尖峰累積能量分佈之困難度。圖1是包括二個(一個二維曲線圖與一個三維曲線圖)代表運用高斯(Gaussian)點於點尺寸與切割速度的一陡峭轉變所造成之累積脈衝能量密度的一空間分佈的曲線圖。於圖1所示的累積脈衝能量密度例如為對應至具有實質理想的重複性之一種二遍(two-pass)實施。於此個實例，第一遍是使用一10微米(μm)的點尺寸與一3微米的口尺寸。第二遍是使用一20微米的點尺寸與一1.5微米的口尺寸。於圖1之二維的曲線圖是概念式說明於一轉變區域110的溝渠之加寬。於圖1之三維的曲線圖是說明於轉變區域110之內的尖峰累積能量分佈之一波動112。
圖2亦包括二個(一個二維曲線圖與一個三維曲線圖)代表一種二遍實施所造成之累積脈衝能量密度的一空間分佈的曲線圖，當第二(較厚)溝渠置放是歸因於重複性誤差而未對準為3微米。如前，二遍均運用高斯點。第一遍是使用一10微米的點尺寸與一3微米的口尺寸。第二遍是使用一20微米的點尺寸與一1.5微米的口尺寸。於圖2之二維的曲線圖是概念說明於一轉變區域210的溝渠之加寬。於圖2之三維的曲線圖是說明於轉變區域210之內的尖峰累積能量分佈之一波動212。
圖3是說明於圖1與2所示之二個陡峭轉變方案的尖峰累積能量密度之間的差異的曲線圖。如圖所示，可重複方案與具有3微米的重複性誤差之方案均為造成於其個別轉變區域110、210之內的實質波動112、212。於尖峰累積能量密度之二個波動112、212可能造成於轉變區域110、210之內的深度之不合意變化。
使用單遍的雷射束以於一材料上切割多個寬度的溝渠之系統及方法。溝渠深度控制維持具有不同寬度的溝渠段之間的一轉變區域。
於某一個實施例，提出一種使用單遍的雷射束以於一材料上切割多個寬度的溝渠之方法。該種方法是包括：於關於該材料的一工作表面之該雷射束的第一切割速度上，使用第一系列的雷射脈衝以切割該工作表面。於第一系列的各個雷射脈衝具有於該工作表面之第一點尺寸。於一轉變區域，該種方法是包括：自該轉變區域的一開端之第一切割速度至該轉變區域的一末端之第二切割速度的逐漸改變。隨著該切割速度逐漸改變於轉變區域，該種方法是包括：該種方法是包括：使用第二系列的雷射脈衝以切割該工作表面。第二系列的雷射脈衝是自該轉變區域的開端之第一點尺寸至該轉變區域的末端之一第二點尺寸依序改變點尺寸。然後，於該雷射束的第二切割速度，該種方法是使用第三系列的雷射脈衝以繼續切割該工作表面，第三系列的各個雷射脈衝是具有第二點尺寸。
於另一個實施例，一種用於使用單遍的雷射束以於一材料上切割多個寬度的溝渠之系統是包括：一雷射源以產生該雷射束；及第一光學構件以接收該雷射束。第一光學構件可選擇性調整以改變關於該材料的一工作表面之一聚焦平面的一位置。該種系統亦包括：第二光學構件以指引該雷射束至該材料的工作表面。於該雷射束所切割至該工作表面的第一溝渠寬度與第二溝渠寬度之間的一轉變期間，於該雷射束與工作表面之間的一切割速度是逐漸改變且該第一光學構件遭受一系列的變化以依序改變於該工作表面之點尺寸。
另外的觀點與優點將由參照伴隨圖式所進行之較佳實施例的下述詳細說明而顯明。
本文所揭示的雷射處理系統與方法允許不同寬度的溝渠為「合併(merged)」而且維持整個轉變區域之實質相同深度。於某一個實施例，避免上述之多遍處理的問題之一種方法是包括：「即時」操縱點尺寸與切割速度以達成於不同寬度的合併溝渠之間的一轉變而且維持整個轉變區域之深度控制。
點尺寸與切割速度之即時操縱使於不同寬度的溝渠之間能連續轉變。接著使得於單遍之不同型式的溝渠之處理。因此，關於束定位器子系統的系統準確度與重複性之關注降低或免除。再者，於點尺寸的變化期間之切割速度的連續操縱提供第二個自由度，接著使雷射系統能維持整個轉變區域之固定溝渠深度。
對於一階的近似，當形成溝渠，預期溝渠幾何形狀為遞送至一工作表面之雷射脈衝的累積能量分佈(於空間)之一比例形式。結果，當自一個溝渠深度轉變至另一個溝渠深度而維持一固定的累積尖峰能量密度提供於整個轉變區域之良好的深度控制。因此，於本文所揭示的某些實施例，點尺寸與切割速度之同時操縱允許溝渠寬度的變化而且維持良好的深度控制。此外，本文所揭示一種用於計算針對於該種轉變期間的點尺寸與切割速度的時間輪廓(temporal profile)之方法。論述於下文之針對於此問題的解決方式是特定於高斯點。然而，熟悉此技術者將由本文揭露內容所認知的是：類似的解決技術可同樣應用於其他的點幾何形狀。
令關聯於具有高斯點之一雷射脈衝的空間能量分佈E(r)描述為：
E(r)=A*exp(-r2 /2*sigma2 )，
其中，A是能量振幅，r是自高斯點之中心的距離，且sigma是強度為於中心強度與背景強度之間的一半者之自高斯點之中心的距離。可證明的是：由其為均勻間隔一口尺寸「delta」之一無限序列的該等脈衝所造成之累積尖峰能量密度E_peak可近似為：
E_peak=A*sigma*sqrt(2*pi)/delta。
應為注意的是：此「近似式」是針對於delta<=2*sigma為極準確(例如：於系列值與分析式之間的最壞情況的不匹配約為1%)。
各個脈衝E_pulse的總能量可透過於圓柱座標的E(r)之體積積分所計算(其中，r是積分自0至無限大，且r的角度偏移西它(theta)是積分為0至2*pi)以產生：
E_pulse=A*2*pi*sigma2 。
當點尺寸自一點尺寸SS1改變至一點尺寸SS2，運用標準的1/e2 直徑作為點尺寸，則：
SS1=4*sigma1且SS2=4*sigma2。
因為於二個脈衝型式下的總能量應維持相同，存在於振幅之間的下列關係式：
A1*sigma12 =A2*sigma22 =>A1*SS12 =A2*SS22 。
欲維持針對於E_peak的相同值：
A1*sigma1*sqrt(2*pi)/delta1=A2*sigma2*sqrt(2*pi)/delta2=>A1*SS1/delta1=A2*SS2/delta2，其中，口尺寸是自delta1改變至delta2。此等等式可組合以得到於口尺寸delta1與delta2之間的下列關係式：SS1*delta1=SS2*delta2。
於一轉變期間的點尺寸之時間變化假定為SS(t)，其中，SS(0)=SS1且SS(T)=SS2。於此表示式，t=0是指示一轉變的開始且t=T是指示轉變的結束。假設：在轉變開始前的口尺寸是「delta1」，於轉變期間的口尺寸之時間輪廓「delta(t)」是可計算自：
SS1*delta1=SS(t)*delta(t)=>delta(t)=SS1*delta1/SS(t)。注意，於轉變的結束之delta(T)是成為：
delta(T)=SS1*delta1/SS(T)=SS1*delta1/SS2=delta2。
因此，delta(T)是滿足邊界條件delta(T)=delta2。
一個比例關係存在於口尺寸「delta」與切割速度「Vc」之間。假定一脈衝重複頻率(PRF,pulse repetition frequency)，此關係式假定為：
Vc=delta*PRF。
因此，針對於切割速度之時間輪廓可得自：
Vc(t)=delta(t)*PRF(t)=PRF(t)*SS1*delta1/SS(t)。
若脈衝重複頻率始終維持於一固定率，此關係式可進而簡化於下列方式：
Vc1=delta1*PRF=>delta1=Vc1/PRF；
Vc2=delta2*PRF=>Vc(t)=PRF*SS1*delta1/SS(t)=
PRF*SS1*Vc1/(PRF*SS(t))=Vc1*SS1/SS(t)。
作為一明智(sanity)檢查：
Vc(T)=Vc1*SS1/SS(T)=Vc1*SS1/SS2=
PRF*(delta1*SS1/SS2)=PRF*delta2=Vc2，
其再次滿足於此轉變的末端之邊界條件Vc(t)=Vc2。
應注意的是：於以上的分析所發展之演算法是根據其特有性質而為「近似」，由於一轉變期間的「中間」脈衝將不會具有環繞於其之無限多個「同輩份(sibling)」者。結果，由上列諸式所導出的尖峰能量分佈計算將僅於轉變期間「近似」滿足。不過，預期的是：建立於點尺寸與切割速度輪廓之間的關係將充分於大多數情形且若必要時而亦可作為用於進一步改進之起點。
作為一個實例，上述的演算法應用至以下的問題：SS1=10微米；delta1=3微米；SS2=20微米；且delta2=SS1*delta1/SS2=10*3/20=1.5微米。換言之，一高斯雷射束是於單遍而自一10微米的點尺寸與一3微米的口尺寸改變至一20微米的點尺寸與一1.5微米的口尺寸。於此實例，假設的是：點尺寸是改變成於轉變期間的時間之一線性函數。
於此例之第一方案是包括一「快速」轉變，其中，點尺寸是每個脈衝改變1微米。於此例之第二方案是包括一「慢速」轉變，其中，點尺寸是每個脈衝改變0.5微米。注意：於二個情形之脈衝重複率假設於整個轉變維持固定。因此，主張將點尺寸改變為時間之線性函數是轉化為基於每個脈衝之於點尺寸的固定改變率。
圖4是針對於「快速」轉變方案之脈衝位置(沿著x軸)與點尺寸的曲線圖。於一轉變區域410，十個雷射脈衝412於點尺寸自10微米至20微米而均勻增大。針對於第二「慢速」方案之分佈是類似於圖4所示者，但包括於轉變期間之多二倍的中間脈衝。
圖5是代表針對於此實例實施例之「快速」(輪廓510)與「慢速」(輪廓512)轉變之對應於線性增大中間點尺寸的切割速度之時間輪廓的曲線圖。切割速度輪廓510、512由上述發展的公式所計算。
圖6、7、與8是說明維持於一轉變區域內的一固定尖峰累積能量分佈之改良(相較於圖1、2與3所示之習用的多遍處理者)。圖6是包括二個(一個二維曲線圖與一個三維曲線圖)代表由快速轉變所造成的一能量密度分佈的曲線圖。於此實例的快速轉變，均勻增大點尺寸之十個中間脈衝是存在於一轉變區域610。於圖6之二維的曲線圖是概念式說明於轉變區域610的溝渠之加寬。於圖6之三維的曲線圖是說明於轉變區域610之內的尖峰累積能量分佈之波動612相較於圖1與2之波動為實質降低。
圖7是亦包括二個(一個二維曲線圖與一個三維曲線圖)代表由慢速轉變所造成的一能量密度分佈的曲線圖。於此實例的慢速轉變，均勻增大點尺寸之二十個中間脈衝是存在於一轉變區域710。於圖7之二維的曲線圖是概念式說明於轉變區域710的溝渠之加寬。於圖7之三維的曲線圖是說明於轉變區域710之內的尖峰累積能量分佈之波動712相較於圖1、2與6之波動為實質降低。
圖8是代表針對於圖1、6與7所示之轉變方案的尖峰累積能量密度之間的差異的曲線圖。如於圖8所示，圖1之陡峭轉變方案(當假設為二遍實施時而不具有重複性誤差)相較於圖6之快速轉變方案(運用十個中間脈衝)的波動612與圖7之慢速轉變方案(運用二十個中間脈衝)的波動712之二者而具有實質較大的波動112。因此，如本文所述的點尺寸以及切割速度之逐漸操縱相較於一種「陡峭」轉變產生於尖峰累積能量密度之較小許多的變動。再者，如本文所述之演算法的近似性質所注意到，較慢速的轉變之波動712是小於較快速的轉變之波動612。
於一工件之一工作表面的點尺寸是可改變，例如：藉由改變於一聚焦(掃描)透鏡與工作表面之間的相對距離。此可藉由移動該聚焦透鏡或支持該工件之一夾頭而達成。於另一個實施例，於工作表面的點尺寸可藉由操縱於束路徑之一光學構件以改變有效聚焦平面而改變。
於此二個方式之中，改變於聚焦透鏡與工作表面之間的相對距離是可能並非為針對於溝渠寬度之「即時」改變的一實際解決方式。如同名稱「即時」點尺寸調整所暗示，於作成點尺寸的變化的時間量是極小(例如：於約為0.1毫秒之規模)。於此時間量可能為困難或是不可能移動諸如掃描透鏡或夾頭之大且重的物件。因此，於某一個實施例，於光學路徑之其他「較小/較容易移動」的構件是調整以藉由改變雷射束之有效焦距而改變點尺寸。
圖9是根據某一個實施例之一種系統900的方塊圖， 系統900是用於快速操縱一雷射束906於一工作表面908之一點尺寸904。於輸入雷射束906之一光學路徑，系統900是包括一弱透鏡910、束轉向光學器件912與一掃描透鏡914。該弱透鏡910與該掃描透鏡914是作用為一「複合」透鏡以改變該系統的有效焦距。因此，一聚焦平面916之位置改變為該弱透鏡910與該掃描透鏡914之間的距離之一函數。結果，該聚焦平面916是可藉由移動該弱透鏡910而未移動該掃描透鏡914所「移動」。於某一個實施例，該弱透鏡910是一種多透鏡式元件，其中，一或多個透鏡元件是構成以相對於該掃描透鏡914移動而改變該聚焦平面916之位置。
改變該聚焦平面916之位置以改變於該工作表面908之點尺寸904。舉例而言，圖9是顯示該弱透鏡910於第一位置(以實線所示)與於第二位置(以虛線所示)。當該弱透鏡910為於第一位置，該聚焦平面916是於相對於該工作表面908之第一位置(以實線所示)。因此，該雷射束906形成於該工作表面908之第一點尺寸904(以實線所示)。在該弱透鏡910移動至第二位置之後，該聚焦平面916是於相對於該工作表面908之第二位置(以虛線所示)。因此，該雷射束906形成於該工作表面908之第二點尺寸904(以虛線所示)。
該掃描透鏡914可包括多個光學元件且相較於該弱透鏡910而可為大且重。因此，該掃描透鏡914可能難以於高速移動。另一方面，該弱透鏡910可小為約如同輸入該 雷射束906的直徑且可包括僅有一或二個光學元件。因此，該弱透鏡910相較於該掃描透鏡914實質較輕且於高速更加容易移動。
圖10是根據另一個實施例之一種系統1000的方塊圖，該系統1000是用於一工作表面908上快速操縱一雷射束906之一點尺寸904。於該輸入雷射束906之一光學路徑，該系統1000是包括一適應透鏡或鏡1010、束轉向光學器件912與一掃描透鏡914。該適應透鏡或鏡1010之表面曲度可為外部操縱(例如：運用壓力致動器)以改變該系統的焦距。
舉例而言，圖10是顯示該適應透鏡或鏡1010為於第一位置(以實線所示)與於第二位置(以虛線所示)。當該適應透鏡或鏡1010之表面為於第一位置，該聚焦平面916是於相對於工作表面908之第一位置(以實線所示)。因此，該雷射束906是形成於該工作表面908之第一點尺寸904(以實線所示)。在該適應透鏡或鏡1010移動至第二位置之後，該聚焦平面916是於相對於該工作表面908之第二位置(以虛線所示)。因此，該雷射束906形成於該工作表面908之第二點尺寸904(以虛線所示)。因為該適應透鏡或鏡1010之表面可迅速改變，所以於該工作表面908之點尺寸904可迅速調整。
本文揭示的實施例是藉由運用較少遍以完成不同寬度的溝渠之演算而改良處理產量。該等實施例亦允許於系統準確度與重複性之較多彈性以成功合併不同寬度的溝渠。 再者，該等實施例顯著改良各個不同溝渠寬度之於轉變區域內的深度控制。
熟悉此技術人士將瞭解的是：諸多變化是可作成於上述實施例的細節中而未脫離本發明之根本的原理。因此，本發明之範疇應僅由隨附申請專利範圍所決定。
110‧‧‧轉變區域
112‧‧‧波動
210‧‧‧轉變區域
212‧‧‧波動
410‧‧‧轉變區域
412‧‧‧雷射脈衝
510‧‧‧輪廓
512‧‧‧輪廓
610‧‧‧轉變區域
612‧‧‧波動
710‧‧‧轉變區域
712‧‧‧波動
900‧‧‧系統
904‧‧‧點尺寸
906‧‧‧輸入雷射束
908‧‧‧工作表面
910‧‧‧弱透鏡
912‧‧‧束轉向光學器件
914‧‧‧掃描透鏡
916‧‧‧聚焦平面
1000‧‧‧系統
1010‧‧‧適應透鏡或鏡
圖1與2是，代表當自一個溝渠寬度陡峭轉變至另一個溝渠寬度時，對應於個別習用雷射處理系統之累積脈衝能量密度的空間分佈的曲線圖。
圖3是說明於圖1與2所示之二個陡峭轉變方案的尖峰累積能量密度之間的差異的曲線圖。
圖4是針對於根據一個實例的實施例之一種「快速」轉變方案的脈衝位置與點尺寸的曲線圖。
圖5是針對於根據圖4之實例的實施例之「快速」與「慢速」轉變，代表對應於線性增大的中間點尺寸的切割速度之時間輪廓的曲線圖。
圖6是代表根據圖4與5之實例的實施例之快速轉變所造成的能量密度分佈的曲線圖。
圖7是代表根據圖4與5之實例的實施例之慢速轉變所造成的能量密度分佈的曲線圖。
圖8是針對於根據圖4與5之實例的實施例之三個不同方案，代表其通過轉變區域的尖峰能量密度變化之比較的曲線圖。
圖9是一種用於工作表面的點尺寸之快速操縱的設備的方塊圖，其藉由移動位在束轉向子系統與掃描透鏡之前的一弱透鏡。
圖10是一種用於工作表面的點尺寸之快速操縱的設備的方塊圖，其藉由操縱位在束轉向子系統與掃描透鏡之前的一「適應」鏡之表面曲度。
112．．．波動
612．．．波動
712．．．波動

Claims (21)

  1. 一種使用單遍的雷射束以於一材料上切割多個寬度的溝渠之方法，該種方法包含：於關於該材料的一工作表面之該雷射束的第一切割速度上，使用第一系列的雷射脈衝以切割該工作表面，於第一系列的各個雷射脈衝具有於該工作表面之第一點尺寸；於一轉變區域：根據連續地改變切割速度時間輪廓，自該轉變區域的一開端之第一切割速度至該轉變區域的一末端之第二切割速度的逐漸改變；及隨著根據連續地改變該切割速度時間輪廓而逐漸改變該切割速度，使用第二系列的雷射脈衝以切割該工作表面，其中，第二系列的雷射脈衝隨著基於每個脈衝之時間函數自該轉變區域的開端之第一點尺寸至該轉變區域的末端之第二點尺寸依序改變點尺寸；且於該雷射束的第二切割速度，使用第三系列的雷射脈衝以繼續切割該工作表面，於第三系列的各個雷射脈衝具有第二點尺寸。
  2. 如申請專利範圍第1項之方法，更包含依序改變對應於第二系列的雷射脈衝之連續脈衝間的空間距離之一口尺寸，該口尺寸自該轉變區域的開端之第一口尺寸至該轉變區域的末端之第二口尺寸。
  3. 如申請專利範圍第1項之方法，其中，自該轉變區域的開端之第一點尺寸至該轉變區域的末端之第二點尺寸依 序改變點尺寸包含移動關於第二透鏡之第一透鏡以依序改變關於該工作表面之該雷射束的一聚焦平面。
  4. 如申請專利範圍第1項之方法，其中，自該轉變區域的開端之第一點尺寸至該轉變區域的末端之第二點尺寸依序改變點尺寸包含改變一適應透鏡之一表面曲度以依序改變關於該工作表面之該雷射束的一聚焦平面。
  5. 如申請專利範圍第1項之方法，其中，自該轉變區域的開端之第一點尺寸至該轉變區域的末端之第二點尺寸依序改變點尺寸包含使用一壓力致動器來改變一鏡之一表面曲度以依序改變關於該工作表面之該雷射束的一聚焦平面。
  6. 如申請專利範圍第1項之方法，其中，於第一系列、第二系列與第三系列的雷射脈衝產生高斯點。
  7. 如申請專利範圍第6項之方法，其中於該轉變區域之一脈衝重複頻率(Pulse Repetition Frequency，PRF)具有一時間輪廓PRF(t)，其中該第一點尺寸標示為SS1，其中於該第二系列的雷射脈衝之點尺寸具有一時間輪廓SS(t)，其中於該轉變區域的開端之一口尺寸標示為delta1，且其中於該轉變區域的切割速度之一時間輪廓是Vc(t)=PRF(t)*SS1*delta1/SS(t)。
  8. 如申請專利範圍第6項之方法，其中一脈衝重複頻率實質固定於第一系列、第二系列與第三系列之中，其中該第一點尺寸標示為SS1，其中於該第二系列的雷射脈衝之點尺寸具有一時間輪廓SS(t)，其中該第一切割速度標示為 Vc1，且其中於該轉變區域的切割速度之一時間輪廓是Vc(t)=Vc1*SS1/SS(t)。
  9. 如申請專利範圍第6項之方法，其中該第一點尺寸標示為SS1，其中於該轉變區域的開端之一口尺寸標示為delta1，其中於該轉變區域的口尺寸之一時間輪廓標示為delta1(t)，且其中於該轉變區域的點尺寸之一時間輪廓是SS(t)=SS1*delta1/delta(t)。
  10. 一種使用單遍的雷射束以於一材料上切割多個寬度的溝渠之系統，該種系統包含：一雷射源以產生該雷射束；第一光學構件以接收該雷射束，其中該第一光學構件可選擇性調整以改變關於該材料的一工作表面之一聚焦平面的一位置；及第二光學構件以指引該雷射束至該材料工作表面；其中於該雷射束所切割至該工作表面的第一溝渠寬度與第二溝渠寬度之間的一轉變期間，根據連續地改變切割速度時間輪廓而逐漸改變於該雷射束與該工作表面之間的一切割速度且該第一光學構件遭受包含該第一光學構件的一系列位置移動之一系列的變化以依序改變於該工作表面之點尺寸。
  11. 如申請專利範圍第10項之系統，更包含一夾頭以於該雷射束之處理期間支持該材料，其中於該夾頭與入射於該工作表面的雷射束之間的相對移動決定該切割速度。
  12. 如申請專利範圍第10項之系統，更包含束轉向光學 器件以接收自第一光學構件之該雷射束且重新指引該雷射束至第二光學構件。
  13. 如申請專利範圍第10項之系統，其中該第一光學構件包含一弱透鏡，構成該弱透鏡以於該雷射源與第二光學構件之間移動，且其中該系列的變化包含該弱透鏡之一系列的位置移動。
  14. 如申請專利範圍第10項之系統，其中該第一光學構件包含一多透鏡式元件，在該多元件透鏡內構成一或多個透鏡元件以於該雷射源與第二光學構件之間移動，且其中該系列的變化包含該一或多個透鏡元件之一系列的位置移動。
  15. 如申請專利範圍第10項之系統，其中該第一光學構件包含一適應透鏡，且其中該系列的變化包含依序改變該適應透鏡之曲度。
  16. 如申請專利範圍第10項之系統，其中該第一光學構件包含一鏡，且其中該系列的變化包含使用壓力致動器來依序改變該鏡之曲度。
  17. 如申請專利範圍第10項之系統，其中該雷射束包含具有高斯點之複數個雷射脈衝。
  18. 如申請專利範圍第17項之系統，其中於該轉變區域之一脈衝重複頻率具有一時間輪廓PRF(t)，其中於該轉變區域的開端之一點尺寸標示為SS1，其中於該轉變區域的點尺寸具有一時間輪廓SS(t)，其中於該轉變區域的開端之一口尺寸標示為delta1，且其中於該轉變區域的切割速度之一 時間輪廓是Vc(t)=PRF(t)*SS1*delta1/SS(t)。
  19. 如申請專利範圍第17項之系統，其中一脈衝重複頻率是實質，其中於該轉變區域的開端之一點尺寸標示為SS1，其中於該轉變區域的點尺寸具有一時間輪廓SS(t)，其中於該轉變區域的開端之一切割速度標示為Vc1，且其中於該轉變區域的切割速度之一時間輪廓是Vc(t)=Vc1*SS1/SS(t)。
  20. 如申請專利範圍第17項之系統，其中於該轉變區域的開端之一點尺寸標示為SS1，其中於該轉變區域的開端之一口尺寸標示為delta1，其中於該轉變區域的口尺寸之一時間輪廓delta1(t)，且其中於該轉變區域的點尺寸之一時間輪廓是SS(t)=SS1*delta1/delta(t)。
  21. 一種使用單遍的雷射束以於一材料上切割多個寬度的溝渠之系統，該種系統包含：使用具有於該材料的一工作表面之第一點尺寸的雷射脈衝以切割該溝渠之第一部分之裝置；使用具有於該材料的該工作表面之第二點尺寸的雷射脈衝以切割該溝渠之第二部分之裝置；及用於在該溝渠之第一部分與第二部分之間的一轉變區域上，同時根據連續地改變切割速度時間輪廓而自該第一切割速度轉變至該第二切割速度且隨著基於每個脈衝之時間函數而自該第一點尺寸轉變至該第二點尺寸之裝置。
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