用于降低激光光束在光侦测器上的位置灵敏度的调节装置及其使用方法与流程

所属中具有通常知识者应了解，扩散器材料的透射率将取决于其厚度，且有时取决于待借此扩散的激光能量的波长。此外，透射率可大体上对应于扩散器材料的每单位毫米厚度的有效光密度(od)的倒数。在此状况下，扩散器材料可具有0.3或大约此值的od/mm。应了解，高于0.3的od/mm是可接受的，只要扩散器材料可合适地反射及散射激光能量即可。鉴于上文所描述的光学特性，应了解，扩散器210并非由氧化铝、熔融硅石、乳白玻璃、聚丙烯、三乙酸纤维素(tac)或其类似者形成。间隔物204允许由扩散器210透射的经扩散uv激光能量光束在到达光圈调整片总成206的孔隙206a之前传播某一距离。光圈调整片总成202界定孔隙206a，经扩散uv激光能量光束可传播通过该孔隙。传播通过孔隙206a的uv激光能量此后可沿次级光束路径104b传播至光侦测器106的光学输入106a。应注意，在调节装置200如上文所描述而建构的情况下，存在对输入激光偏光角(假定为线性的)的小但可辨的灵敏度。这是由入射角的变化造成，这是因为光束偏转器(例如aod)经操作以使光束路径104偏转，可由菲涅耳(fresnel)方程式描述。当激光能量光束(其中无偏转)相对于调节装置200的光轴未对准且光束路径104沿平行于偏光轴线激光能量光束的方向进行扫描时，此灵敏度最大。若入射于扩散器210上的激光能量光束的偏光轴线正交于扩散器210处的入射平面，则扩散器210的透射将在较大入射角下减小。与此对比，若偏光平行于扩散器210处的入射平面，则扩散器210的透射，则透射将针对较大入射角而增大。实务上，后者状况倾向于平衡使经透射光能在较大入射角下减小的其他灵敏度源，而前者倾向于添加至经透射光能。对设计的潜在修改为添加位于扩散器210的光学上游的λ/4波片以将激光能量的线性偏光转换为圆形偏光。此应粗略地平衡针对未对准与扫描角的任何组合的偏光灵敏度。亦可设定间隔物204的长度以降低角或未对准灵敏度。虽然以上论述是关于扩散器210的材料，但应认识到，若不关心清洁能力、易受污染性及透射对位置/角度变化，则扩散器210可由多孔ptfe材料膜形成。尽管已描述调节装置200以与uv激光能量一起使用，但应了解，可以任何所要或合适方式(例如借由适当地选择透镜208的材料)来修改调节装置200的设计以与具有在电磁光谱的可见光、近红外线(ir)及/或中ir范围内的波长的激光能量一起使用。亦应注意，ptfe材料亦适合于针对在短至～250nm的波长下的激光能量用作扩散器210的材料(扩散器210在短于～250nm的波长下可能会进行吸收及加速降级)。前文说明本发明的具体实例及实例，且不应被认作对其进行限制。尽管已参看图式描述几个特定具体实例及实例，但所属中具有通常知识者应容易了解，在不实质地脱离本发明的新颖教示及优点的情况下，对所揭示的具体实例及实例的许多修改以及其他具体实例是可能的。因此，所有此类修改意欲包括于如权利要求书中所界定的本发明的范围内。举例而言，所属中具有通常知识者应了解，任何句子、段落、实例或具体实例的主题可与其他句子、段落、实例或具体实例中的一些或全部的主题组合，惟此类组合互斥的情况除外。本发明的范围因此应由本发明权利要求书判定，权利要求书的等效者应包括于本发明的范畴中。

背景技术：

1、激光能量的准确量测对于诸如经设计以在印刷电路板(pcb)中钻贯孔的激光处理系统的激光处理系统中的主动功率控制至关重要。在此类激光处理系统中，且参考图1，激光能量(呈一个或多个激光脉冲的形式)通常是借由在激光能量传播所沿的光束路径116中置放光束分裂器(例如部分反射镜面102，如图1中所展示)来量测。激光能量的大部分由光束分裂器沿初级光束路径104a引导(例如引导至激光处理系统的扫描头)，且激光能量的剩余部分沿次级光束路径104b引导至光侦测器106(尤其引导至光侦测器106的光学输入106a)。以此方式，引导至扫描头的激光能量可用以处理工件(例如pcb)，同时在光侦测器106处量测激光能量。回应于入射于光侦测器106的光学输入106a上的激光能量，由光侦测器106产生的信号可传输至诸如控制器的装置，其中该信号可经处理以支持诸如即时脉冲能量控制(例如用以补偿激光功率改变)、系统校准及其类似的各种功能。

2、亦常见的是使激光处理系统改变光束轴线的位置，激光能量光束在工件的处理期间沿光束轴线传播(例如使用诸如声光偏转器(aod)的光束偏转器、电流计镜面或其类似者或其任何组合)，借此使光束路径104进行扫描或以其他方式偏转。若光束路径104偏转，则初级光束路径104a及次级光束路径104b亦将偏转。若次级光束路径104b偏转，则沿次级光束路径104b传播的激光能量入射于光侦测器106的光学输入106a上的位置将改变。

3、然而，在光侦测器106处进行的量测典型地取决于入射至该光侦测器的激光能量的位置或角度而变化。因此，入射于光侦测器106的光学输入106a上的激光能量的移动可造成量测误差，此可导致错误的功率控制、系统校准等。已实施若干解决方案以最小化此效应，包括使用诸如积分球及透射氧化铝扩散器的调节装置。然而，在大量调查之后，本发明人已发现，当激光能量具有在电磁光谱的紫外线(uv)范围内的波长时，此等装置的光学输出随时间推移而改变(特此被称作「输送量瞬变」的现象)。输送量瞬变不良地造成激光处理系统将不正确的功率递送至工件。此输送量瞬变的根本原因可取决于所使用的调节装置类型而变化，这是因为uv光容易由许多材料及污染物吸收。

4、举例而言，uv激光能量光束可直接分解积分球的内部上的涂层材料及/或可用以清洁该涂层材料。此已被发现为即使当内部涂层材料为ptfe时亦有问题，这是因为此类ptfe涂层为易受挥发性有机化合物(voc)污染的多孔的经烧结材料(涉及树脂材料的加热及压缩，而无熔融)。具有此类多孔ptfe涂层的积分球的光学输出可显著地改变，即使对于涂层材料的小的表面反射率改变亦如此，这是因为激光能量光束中的光子典型地在离开积分球之前经历多次反射。积分球的光学输出可随时间推移而稳定(典型地仅在数小时至数天曝露于uv光之后)，但该问题可归因于再污染而复现。

5、主体透射扩散器不与积分球一样依赖于多次反射，但归因于表面或主体透射的改变而在曝露于uv光后就仍可展现输送量瞬变。取决于供形成扩散器的材料，亦可存在长寿命荧光，但荧光信号可运用适当滤光片来移除。此等效应亦随着激光能量的强度增大而扩大。使用间隔的堆叠式主体透射扩散器为运用透镜进行聚焦的潜在替代方案，但此设计具有其他缺点(缺乏紧密性、位置灵敏度)。

技术实现思路

1、一个具体实例可被大体上特征界定为一种调节装置，其包括：一扩散器；一透镜，其经组态以将一激光能量光束聚焦至该扩散器上；及一光圈，其经组态以透射由该扩散器透射的该激光能量光束的至少一部分。

2、另一具体实例可被大体上特征界定为一种方法，其包括：聚焦具有在电磁光谱的紫外线(uv)范围内的一波长的一激光能量光束；扩散该经聚焦激光能量光束；及将该经扩散激光能量光束的至少一部分传播通过一孔隙并传播至一光侦测器上。