1.一种用于使非晶硅(a-Si)膜结晶的系统,包括:
光纤激光源,操作为发射膜照射脉冲光束;以及
控制器,操作为控制光纤激光源以便:
以突发重复率(BRR)发射膜照射光的多个分立分组,以及
以高于BRR的脉冲重复率PRR在每个分组内发射多个脉冲,其中脉冲能量、脉冲持续时间和PRR被控制为使得每个分组具有期望的分组时间功率分布和分组能量,所述分组时间功率分布和分组能量足以在a-Si膜的暴露于至少一个分组的每个位置处提供a-Si到多晶硅(p-Si)的转变。
2.根据权利要求1所述的系统,其中所述光纤激光源
以范围在100MHz到200MHz之间的PRR在每个分组内发射所述脉冲,以及
以在几十KHz到约1MHz之间变化的BRR发射所述分组。
3.根据权利要求1所述的系统,其中所述光纤激光器可控地发射所述分组,每个分组的持续时间在50ns到500μs之间。
4.根据权利要求1所述的系统,其中所述光纤激光器可控地在每个分组内发射所述脉冲,以使得连续脉冲之间的时间段的范围在3ns到20ns之间。
5.根据权利要求1所述的系统,其中所述光纤激光源配置有:
主振荡器功率光纤放大器(MOPFA)光学结构,
主振荡器是选自单频(SF)二极管激光器或SF光纤激光器的种子源,并且操作为以1μm波长范围内的基波长发射单模(SM)或低模(LM)光,LM泵浦光的M2值高达2;
功率放大器是掺镱(Yb)增强器,操作为以放大基频的所述泵浦光,以使得每个分组的峰值功率在KW范围内,并且每个分组的平均功率大约是峰值功率的一半并且达到KW级别;以及
二次谐波发生器,位于所述Yb光纤增强器的下游,并且操作为将所述泵浦光的基波长减半至位于5xx nm波长范围内的膜照射光的第一工作波长。
6.根据权利要求5所述的系统,其中所述光纤激光源还包括:三次谐波发生器,位于所述膜和所述二次谐波发生器之间,并且操作为将第一工作波长的膜照射光转换为位于3xxnm波长范围内的第二工作波长的膜照射光。
7.根据权利要求5或6所述的系统,还包括:产生泵浦光的泵,根据侧泵浦技术或端泵浦技术将所述泵浦光耦合到所述增强器中,所述泵包括操作地连接至控制器的电流调制MM二极管激光器。
8.根据权利要求7所述的系统,其中所述光纤增强器包括:有源光纤,具有被至少一个包层围绕的单体多模(MM)纤芯,所述MM纤芯被配置为支持基波长处的单个基模,并且具有双瓶颈形截面。
9.根据权利要求7所述的系统,其中所述光纤增强器包括:
单体纤芯,所述单体纤芯配置有朝着所述光纤增强器的远端增大的单体瓶颈形截面;
围绕所述纤芯的至少一个包层;
反射器,与所述光纤增强器的远端相对,并且被配置为沿与具有基波长的所述泵浦光的方向相反的方向将来自所述泵的光反射到所述纤芯中。
10.根据权利要求7所述的系统,还包括:线宽加宽系统,耦合在所述主振荡器和光纤增强器之间,并且选自声学或幅度调制器。
11.根据权利要求1所述的系统,还包括:分组拾取器,选自多边形电流计、声光或电光调制器。
12.根据权利要求7所述的系统,其中所述泵被配置为按照连续方式或脉冲方式操作,并且以均匀的功率或可控的可变功率输出所述泵浦光,使得所述增强器操作为发射在每个分组内具有均匀幅度的或具有非均匀幅度的单独脉冲。
13.一种用于使非晶硅(a-Si)膜结晶的系统,包括光纤激光源,所述光纤激光源操作为以不规则的脉冲重复率发射入射到所述a-Si膜上的多个脉冲。
14.一种用于通过光纤激光源对非晶硅(a-Si)膜进行退火的工艺,包括:
以突发重复率(BRR)发射光的一系列分组,所述光是以基波长发射的;
以脉冲重复率(PRR)在每个突发内发射多个光脉冲,所述PRR高于所述BRR;
控制所述PRR和每个脉冲的脉冲参数,以向每个分组提供期望的分组时间功率分布和期望的分组能量;以及
将所述光的一系列分组指引向所述a-Si膜的至少一个预定区域,其中所述期望的时间功率分布和期望的分组能量足以使用光的至少一个分组来使所述a-Si层的预定区域基本均匀地结晶。
15.根据权利要求14所述的工艺,还包括:控制分组占空比,每个脉冲的可控参数选自脉冲持续时间、脉冲幅度、占空比以及这些参数的组合。
16.根据权利要求14所述的工艺,其中指引光的连续分组的步骤包括:
使所述a-Si层的整个区域结晶,从而向所述a-Si层的整个表面提供基本均匀的多晶晶粒结构,或
选择性地使所述a-Si层的区域结晶,从而向所述a-Si层的多个独立区域中的每一个提供基本均匀的多晶晶粒结构。
17.根据权利要求14所述的工艺,其中指引光的连续分组的步骤包括:在X平面和Y平面之一或X平面和Y平面两者中使所述a-Si膜结晶。
18.根据权利要求14所述的工艺,还包括:引导光的分组通过二次谐波发生器,从而在将所述a-Si膜暴露于光的一系列分组之前将1μm波长范围内的基波长转换成5xx nm的波长。
19.根据权利要求18所述的工艺,还包括:引导具有所述5xx nm的波长的光的分组通过三次谐波发生器,所述三次谐波发生器操作为将5xx nm的波长转换为3xx nm的波长。
20.一种用于对非晶硅(a-Si)膜进行退火的系统,包括光纤激光源,该光纤激光源以可变的重复率发射入射到所述a-Si膜上的多个脉冲,以基本均匀地使所述a-Si膜结晶,从而将所述a-Si膜转变成多晶硅膜(p-Si)。