激光检测装置及激光加工系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种激光检测装置及激光加工系统。
【背景技术】
[0002]现有技术中的通常所说的激光加工工艺是通过在加工对象表面照射激光使其产生表面或者物性变化的加工工艺。加工对象有很多种类，产生的变化可能为2D平面变化。例如激光加工工艺可能为在硅片上照射激光，使得非晶硅膜结晶从而形成有机硅的工艺。
[0003]激光加工的加工对象的品质与加工使用的激光的品质息息相关。即要使被加工物品质维持良好的状态，要使得照射到加工对象上的激光能一直维持加工所需的品质。因为照射到加工对象的激光的品质与需要的品质相差超过一定范围，那么加工对象表面产生的变化与预想的不一样，也可能因为温度或加工对象对光的反应导致加工对象产生与预想不一样的物性变化。
[0004]但是要做到上述的一直发出一样品质的激光是个非常困难的技术课题。目前激光装置发出的激光的品质稳定性并不是很高。尤其是激光频率(frequencydraft)可变或者功率密度可变(powerdensity)的情况产生的激光的品质稳定性会更加不理想。
[0005]因为激光装置产生的激光品质有这样的缺点，加工对象大量生产时产生很多不良的情况也很多，这样的大批量不良会对进行激光加工的企业带来巨大的损失。因此为了防止大批量的不良产品，快速的从激光装置中获得反馈，除了以前单纯能够测定是否发出激光的检测装置，需要一种更高级的技术，即需要能实时检测光的品质并将其反馈出来的激光检测装置，激光加工系统及激光检测方法的技术。
【实用新型内容】
[0006]本实用新型要解决的技术问题是提供一种激光检测装置。
[0007]为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是:一种激光检测装置，包括能够将激光光源发出的激光分成测试光和加工光的分束器、对从所述的分束器中射出的光的品质进行检测的感应装置，感应装置还具有传感器。
[0008]在某些实施方式中，需要检测的所述的光的品质包括光频率、功率密度中的至少一种。
[0009]在某些实施方式中，所述的激光光源为气体激光源、固体激光源的情况或液体激光源。
[0010]在某些实施方式中，所述的感应装置包括用于调节测试光光量的衰减器，所述的衰减器安装在测试光通过的光路上。
[0011]在某些实施方式中，所述的感应装置还包括用于调整检测光光路的至少一个镜片的光学组件。
[0012]在某些进一步实施方式中，所述的镜片为能够调整位置或者焦距可变的可变型镜片。
[0013]在某些进一步实施方式中，所述的可变型镜片为能够根据电信号表面张力发生变化从而表面产生形变的液体型镜片。
[0014]本实用新型要解决的又一技术问题是提供一种激光加工系统。
[0015]为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是:一种包含以上任意一项技术方案的激光检测装置的激光加工系统，还包括利用由所述的分束器分出的加工光对加工对象进行激光加工的激光加工装置、以及获得由所述的感应装置中检测到的品质信息后再判断激光品质好坏从而控制所述的激光光源的控制部，所述的激光光源与所述的感应装置分别与所述的控制部相连接。
[0016]在某些实施方式中，所述的激光加工系统还包括与所述的控制部相连接的警报激发装置。
[0017]在某些实施方式中，所述的控制部具有去除激光品质信息中的干扰信号的匹配滤波器。
[0018]本实用新型的范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案等。
[0019]由于上述技术方案运用，本实用新型与现有技术相比具有下列优点:本实用新型提供一种通过将激光光源发出的光分成测试光和加工光，并通过检测测试光的品质来判断加工光的品质好坏，基于这样的判断，激光品质判定为不良的情况马上可以发出反馈信号从而防止再生产出不良品。
【附图说明】
[0020]图1为本实用新型中所说的激光检测装置的示例图；
[0021]图2为图1中标示的感应装置的示例图；
[0022]图3为气体激光的脉冲波形和固体激光的脉冲波形的示例图；
[0023]图4为本实用新型所说的激光加工系统的不例图；
[0024]图5为本实用新型另一个测试中所示的激光检测方法的流程图；
[0025]其中:100、激光检测装置110、分束器；102、加工光；104、测试光；120、感应装置；122、传感器；124、衰减器；126、光学组件；20、激光光源；30、控制器；40、加工对象；400、激光加工系统；410、激光加工装置；420、控制部。
【具体实施方式】
[0026]如附图1、附图4所示，一种激光检测装置100，用于实时检测从激光光源20中产生的激光品质。包括能够将激光光源20发出的激光分成测试光104和加工光102的分束器110、对从所述的分束器110中射出的光的品质进行检测的感应装置120。需要检测的所述的光的品质包括光频率、功率密度中的至少一种。上述的检测并不限定于本测试的检测频率，也可能为根据固定时间间隔或者不固定的时间间隔进行检测的情况。上述的光品质包括激光的频率(frequency)及能量密度(power density)中的至少一种。但这不局限于此，可能检测的激光品质不包括频率而是包括波长(wavelength)。因为测试光104与加工光102具有一样的品质，因此通过检测测试光104的品质可以知道加工光102的品质的信息。
[0027]这样的分束器110是将入射的一束光分为两束光的光学元件，有很多种类。其中一个例子是可以使用半反射器(semi reflecting mirror)。这样的半反射器通常为表面镀有薄的铝膜的，通常可以将45度角度射入的光线一部分透过一部分反射回去从而将光分束。其他还可以使用装有三棱镜的方形分束器。上述的例子只是为了说明本实用新型不局限于此。加工光102如图1所示从分束器110中射出未改变方向直接照射到加工对象上。
图1中所示的加工光102是选择了从分束器110中射出未改变方向的光束，但不局限于此。也有可能反过来选择从分束器110中射出的改变方向的光束为加工光102，未改变方向的为测试光104。
[0028]感应装置120具有传感器122。传感器122可能为检测激光的频率、波长及功率密度的一般的光传感器。这种传感器122可以通过检测激光的脉冲波形来检测所说的功率密度。检测波形时也是通过检测峰值(peak)面积或者峰值功率值从而计算出激光的功率密度的。上述的峰值面积可能为图3中脉冲波形曲线以下的面积。另外通过峰值面积或者峰值功率来计算功率密度的过程可能在传感器122中，也可能在与传感器122相连的控制器30中。
[0029]所述的激光光源20为气体激光源、固体激光源或液体激光源。例如激光光源20为气体光源或者固体光源时，各自测定不同的值来进行功率密度的计算。上面提到的气体光源可能为将气体作为活性介质，通过气体放电从而发出激光的激光源。另外固体激光源可能为通过包含可以激发激光的包含离子的固体带电体来产生激光的激光源。
[0030]参考图3，从表示固体激光源的脉冲波形的图表320中可以看出激光脉冲波形为高斯波(Gaussian)分布波形。这样的高斯波波形知道激光的峰值功率322曲线下的面积就可以自动计算出来，因此要测量功率密度只需要检测出测试光104的峰值功率便足够了。但是从表示气体激光源的脉冲波形的图表310中可以看出激光脉冲波形不按高斯波波形分布是不规则的。这种情况在低压气体放电中发生的很明显。在这种情况下要检测功率密度可以测定测试光104的峰值面积。这种情况需要实时检测测试光104的脉冲，峰值面积为曲线下方的面积，如图3的310中斜线表示的部分的面积。面积的计算为将脉冲按积分方式计算，这样的积分计算可能在感应部120中进行，也可能在控制部30中进行。
[0031]如图2所示，所述的感应装置120包括用于调节