专利名称：高能量脉冲抑制方法
技术领域：
本发明涉及激光器，并且更具体地讲，涉及一种用于根据需要提供高重复率、稳定能量的激光脉冲的方法和装置，其具有负载受控的声-光调制器(“Α0Μ”)以最小化激光束的质量失真或位置/定位准确度(positional accuracy)的失真。
背景技术：
激光被广泛应用在包括光谱和生物工艺学研究的各种研发(R&D)工作中，以及包括检查、处理和微加工各种电子材料和衬底的工业性作业中。例如，为了修补动态随机存取存储器(“DRAM”)，使用激光脉冲来切断导电链路以使有故障的存储器单元从DRAM器件上分离，然后激活冗余的存储器单元以替代有故障的存储器单元。因为需要去除链路的故障存储器的位置是随机的，所以需要被切断的链路的位置也是随机的。因此，在激光链路修补过程中，激光脉冲是以随机的脉冲间隔发出的。换言之，激光脉冲是以变化范围很大的脉冲重复频率(“PRF”)运行的，而不是以恒定的PRF运行的。对于获得更大产品产量的工业工艺来说，激光脉冲是射向目标链路的，而不用停止激光束的扫描机构。这种生产技术在工业上称作“忙碌的(0n-the-fly)”( “0TF”)链路处理。其它普通激光应用采用的激光脉冲仅当需要时在随机的时刻射出。然而，虽然激光脉冲宽度随PRF的增加而增大，但每个脉冲的激光能量是典型地随着PRF的增加而减小的，这些特征对Q开关固态激光器特别适用。虽然，根据需要，许多激光应用需要随机时间位移的激光脉冲，但这些应用还需要每个脉冲的激光能量和脉冲宽度保持为基本恒定。对于存储器或其它IC芯片上的链路处理，激光能量不足会导致链路切断不充分，而太大的激光能量会对钝化结构或硅衬底产生不可接受的损害。激光脉冲能量可接受的范围通常称作“加工窗(processwindow) ”。对于许多实际的IC器件，加工窗需要激光脉冲能量变化量小于选定的脉冲能量值的5%。有经验的技术人员已经采用各种方法用于保证在加工窗范围内操作，或者扩大加工窗。例如，已经转让给本发明申请的受让人的题目为METHOD AND APPARATUS FOR GENERATING ANDEMPLOYING A HIGH DENSITY OF EXCITED IONS IN A LASANT 的美国专利第5，590，141号描述了具有激射工作物质的固态激光器，该激射工作物质表现出作为PRF 函数的减小的脉冲能量减少，由此表现出更高的可用PRF。因此，这种激光器在其最大的 PRF下操作时，能够产生更稳定的脉冲能量等级。也已经转让给本发明中请的受让人的题目为 SYSTEM AND METHOD FOR SELECTIVELY LASERPROCESSING A TARGET STRUCTURE OF ONE OR MOREMATERIALS OF A MULT MATERIAL，MULTILAYER DEVICE 的美国专利第 5，洸5，114 号描述了使用诸如1320纳米(“nm”)的更长的激光波长来扩大链路处理窗口，以允许在处理过程中激光脉冲能量有更大的变化。题目为LASER PUMP CONTROL FOR OUTPUTP0WERSTABILIZATI0N的美国专利第5，226，051号描述了通过控制泵浦二极管的电流来使激光脉冲能量相等的技术。该技术在采用低于约25KHz或30KHz的激光PRF的实际应用中很适用。以上描述的激光加工应用通常采用具有1047nm-1342nm波长的红外(“顶”)激光器，其在不超过约25或30KHz的PRF下运行。然而，产品需求正要求有更高的产量，所以激光器应该能够在高于约25KHz (诸如50-60KHZ或更高)的PRF下操作。此外，许多激光加工应用是通过采用紫外(“UV”)能量波长(一般会小于约400nm)改进的。这种UV波长可以通过将顶激光器置于模拟顶激光器的二次、三次或四次谐波的谐波产生过程来生成。 不幸的是，由于谐波产生的性质，这种UV激光的脉冲-脉冲能量等级对于PRF和激光脉冲间隔中的时间变化特别敏感。也已经转让给本发明申请的受让人的题目为LASERPROCESSING POWER OUTPUT STABILIZATION APPARATUS ANDMETHOD EMPLOYING PROCESSING POSITION FEEDBACK的美国专利第6，172，325号描述了在恒定的高重复率下结合位置反馈受控的激光脉冲选择或选通器件操作激光器的技术，以在随机的时间间隔根据需要提供具有良好的激光脉冲能量稳定性和高产量的激光脉冲选择，该时间间隔是激光脉冲间隔的倍数。典型的激光脉冲选择或选通器件包括声-光调制器(“Α0Μ”)，和电-光调制器 (“Ε0Μ”)，也称作普克尔斯盒(Pockels cell)。典型的EOM材料，诸如KD*P或KDP，吸收相对较强的UV波长，而这会在使用的波长下产生材料的较低的损害阈，及在选通器件内沿激光束路径放置的光学器件的局部加热，从而使调制器所需的电压产生变化，进而影响半波长延迟。EOM的另一个劣势是令人质疑的它在超过50KHz的重复率下表现良好的能力。另一方面，AOM材料对250nm的UV到2000nm的顶是很透明的，这允许AOM在该范围内的所有典型的激光波长表现良好。AOM也能轻易在高达几百KHz的重复率下适应期望的脉冲的选通。AOM的一个劣势是其约75-90%的限制衍射效率。图1示出了用在激光脉冲选择或选通应用中的由射频(“RF”)驱动器12驱动的典型的现有技术AOM 10，图2A-2D (总称为图2)示出了输入的激光脉冲14、AOM RF脉冲 15、以及AOM输出脉冲16和20的对应的现有技术的时距图。图2A示出了由激光器(未示出)发出并传播到AOM 10的恒定重复率的激光脉冲14a-14k。图2B图解说明了两个示例性方案，其将RF脉冲15施加到AOM 10，以选择在相应的时间周期22a-2^发出的激光脉冲14a-14k中的哪几个脉冲被传播至目标。在第一种方案中，单个RF脉冲15cde(以虚线表示)被延长以覆盖对应于激光脉冲14c，14d，和14e的时间周期22c_22e ；在第二种方案中，分离的RF脉冲15c，15d，和Ke被产生以分别覆盖激光脉冲14c，14d，和14e的各自的时间周期22c，22d和22e。图2C和2D示出了从AOM 10传播的第一阶光束20和零阶光束 16，这是由有无施加到AOM 10的RF脉冲15确定的。参考图1和2，AOM 10被RF驱动器12驱动。当没有RF脉冲15施加到AOM 10时， 输入的激光脉冲14基本沿其原来的光束路径通过AOM 10并作为光束16 (通常称为零阶光束16)射出。当RF脉冲15被施加到AOM 10时，输入的激光脉冲14的部分能量从零阶光束16的路径上衍射到一阶光束20的路径上。AOM 10的衍射效率定义为第一阶光束20的激光能量和输入的激光脉冲14的激光能量的比率。第一阶光束20或零阶光束16都可用作工作光束，这取决于不同的应用考虑。为了简便，下文将进入AOM 10的激光脉冲14称作“激光脉冲”或“激光输出”，而且传送到目标的脉冲，由于是被AOM 10选择的，将被称作“工作激光脉冲”或“工作激光输出”。当一阶光束用作工作光束时，随着RF功率从其最大功率变化到基本为零时，工作激光脉冲的能量可以分别地在100%的最大值到基本为零之间被动态地控制。因为在允许的最大RF功率负载下AOM 10实际的限制衍射效率是约75% -90%，所以工作激光脉冲的最大能量值是来自激光器的激光脉冲能量值的约75% -90%。然而，当零阶光束16用作工作光束时，随着RF功率从基本为零到最大功率变化，工作激光脉冲的能量可以分别从来自激光器的激光脉冲能量的100%的最大值到最大值的15-20%之间进行动态控制。例如，对于存储器链路加工，当不需要工作激光脉冲时，不允许有系统激光脉冲能量泄露，即，工作激光脉冲能量应该为零，这样一阶激光束20被用作工作光束。再次参考图2，RF脉冲15在随机的时间间隔，并且仅当需要工作激光脉冲时，被施加到AOM 10，在这种情况下，随机的时间间隔是激光脉冲间隔的随机整数倍。工作激光脉冲的随机输出在AOM 10上产生随机变化的热负载。变化的热负载在AOM 10上引起几何失真和温度梯度，而这使其折射率产生梯度。热负载产生的结果是使通过A0M10的激光束变形， 进而导致变坏的激光束质量和激光束路径的不稳定或使光束定位准确度变差。如果这些畸变能保持恒定的话，则在某些程度上可以被校正。然而，当系统激光脉冲是随机需要时，诸如在激光链路加工中，则这些失真也将具有相同的随机性质，所以实际上并不能被校正。在AOM 器件上，诸如由 NEOS Technologies, Melbourne, FL 制造的 Model N23080-2-1. 06-LTD上的测试结果表明当到达AOM 10的RF被随机地施加或不施加时，仅 2W的RF功率会使激光束定位的准确度偏离1毫拉德(mrad)的大小。这种偏差比典型的存储器链路加工系统允许的最大偏差要大几百倍。由于AOM 10上的随机的热负载而产生的激光束质量畸变还会使激光束的聚焦性变差，在聚焦点上产生较大的激光束光点大小。对于要求激光束光点大小尽可能小的诸如存储器链路加工的应用，特别不期望有这种畸变。因此，需要有一种装置和方法能随机地从高重复率的激光脉冲链中选择工作激光脉冲，而不会造成由于AOM上的随机热负载引起的激光束质量和定位准确度的畸变。还需要有一种能生成工作激光脉冲的装置及方法，所述工作激光脉冲根据需要具有恒定的每脉冲激光能量，和恒定脉冲宽度，和/或是在高PRF时忙碌的工作激光脉冲，并在变化很大的脉冲时间间隔对多种激光应用(例如光谱、生物工艺学、或微机械加工应用，包括存储器芯片上的激光链路加工)有很高的准确度。
发明内容
因此，本发明的一个目标是提供一种将激光脉冲传送到工件的方法，该方法通过下述实现的触发激光器以生成一组第一激光脉冲，每个激光脉冲都以第一时间周期分隔， 且具有第一能量等级；触发所述激光器以生成第二和第三激光脉冲，所述第三激光脉冲以第二时间周期与所述第一组激光脉冲分隔，第二时间周期大于所述第一时间周期，并且所述第二激光脉冲在预定的时间被触发，使所述第三激光脉冲具有第二能量等级，该第二能量等级基本与所述第一能量等级相同；阻止所述第二激光脉冲到达所述工件；以及允许所述这组的第一激光脉冲和所述第三激光脉冲传播到所述工件。本发明使用具有高重复率的脉冲输出的激光器，并和腔外AOM器件一起使用，以选择或选通激光脉冲，从而根据需要将选择的激光脉冲传送到目标上，同时剩余的激光脉冲被阻塞。不像在现有技术中的那样仅当需要工作激光脉冲时将RF脉冲施加到AOM上，而是具有基本相似的脉冲间隔时间的RF脉冲，诸如那些激光脉冲，被施加到Α0Μ，而不管是否需要工作激光脉冲。无论何时当需要工作激光脉冲时，RF脉冲与相应的激光脉冲同时/重合地(in coincidence with)被施加。无论何时当不需要工作激光脉冲时，RF脉冲也施加到Α0Μ，但不与对应的激光脉冲同时/重合地施加。不与激光脉冲重合的RF脉冲的RF功率和持续时间，优选与和激光脉冲重合的RF脉冲的RF功率和持续时间相同。不重合的RF脉冲和激光脉冲之间的时间位移/定时位移(timing shifting)足够小，以使按照AOM上的热负载，时间位移基本可以忽略。因此，不管需要工作激光脉冲有多么随机，AOM基本不会经历热负载变化。在一优选的实施例中，工作激光脉冲从以一恒定的高重复率或以一恒定的激光脉冲间隔生成的激光脉冲中被选择或选通。这种工作激光脉冲在其能量和脉冲宽度上具有高的稳定性和一致性。类似地，AOM操作于基本恒定的RF功率负载或恒定的热负载上，而不管需要工作激光脉冲有多么随机。所以，由于有随机传送的Α0Μ，对工作激光束质量和其定位准确度基本没有负面影响。RF脉冲功率也能够被控制以和同一 AOM器件一起对工作激光脉冲能量进行控制以适应应用需求。为了避免由于执行激光脉冲能量控制的RF脉冲功率的随机变化对工作激光束质量产生不良影响，可以相应调节RF脉冲持续时间，以使RF脉冲功率和RF脉冲持续时间的乘积保持基本恒定，或可以加入另外的RF脉冲，以使在一个激光脉冲间隔中施加到AOM的总的RF能量基本保持恒定。如果工件加工应用要求激光脉冲在随机的时间间隔传送，则需要采取一些行动以保证每个脉冲的能量在期望的容差范围内。提供准确的脉冲能量的第一优选的方式需要脉冲周期补偿，其包括表征不完全的空穴放电行为并利用该信息调节时间周期Td以补偿能
量误差。提供准确的脉冲能量的第二优选方式需要脉冲高度补偿，它使用AOM以改变允许通过工件的激光能量的量。提供准确的脉冲能量的第三优选的方式需要RF窗口补偿，它需要延长Q开关信号时间周期以便一旦发出假脉冲则允许额外的能量从激光腔中发出。“假脉冲”在本说明书是指发出的被AOM阻塞的激光脉冲。假脉冲包括延长的时间周期以释放来自空穴中的额外能量，以使空穴充电时间周期Tc产生需要量的脉冲能量等级。提供准确的脉冲能量的第四优选方式需要激光泵浦补偿，这需要在工作脉冲发出前，减小到达激光器的泵浦电流。基于脉冲时间需求选择预定特征的泵浦电流，减小了激光介质中的能量积累的速率，以使发出的真实脉冲具有期望数量的能量等级。本发明对为一般要求随机开关激光脉冲的应用(包括类似IC芯片链路切断的应用)生成稳定的脉冲-脉冲工作激光脉冲是有利的。本发明对于稳定Q开关固态激光器的工作激光脉冲-脉冲能量是有利的，该Q开关固态激光器采用非线性谐波生成过程以生成二倍频，三倍频，四倍频激光脉冲，其中该工作激光脉冲是随机地接通和关断的。本发明对于典型的AOM材料是有利的，这些材料诸如用在以前提到的AOM ModelN23080-2-1. 06-LTD的熔融石英和二氧化碲(TeO2)，它们在很宽的从UV光谱到近红外 (near IR)，诸如从250nm-2000nm的光谱范围内对激光波长是很透明的。在优选的实施例中，一阶光束被用作工作光束；然而，对于一些应用，如果15-10%的激光脉冲能量泄漏不会引起问题，则一阶或零阶光束可以用作工作光束。本发明的另一个优势是提供了根据需要从高重复率脉冲激光中选择激光脉冲的装置和方法。本发明的另一优势是它能进行这种在AOM上具有最小的热负载变化的脉冲挑选， 以最小化激光束质量和定位准确度的畸变。本发明的另一优势是它提供了根据需要生成系统激光脉冲的装置和方法，该脉冲在从UV到近红外(near IR)中选择的波长，以及在用于高准确度激光加工应用(诸如存储器链路切断)的高PRF具有稳定的脉冲能量和稳定的脉冲宽度。参考以下对优选实施例的详细描述并参考附图，本发明另外的方面和优势将会是很显然的。
图1是现有技术AOM器件和RF驱动器，传送零阶和/或一阶光束的部分示意图。图2A-2D是激光脉冲、RF脉冲、和一阶和零阶AOM输出激光脉冲的相应的现有技术的时距图。图3A-3C是使用在优选的实施例中的激光输出、RF脉冲、和工作激光输出的相应的示例性的时距图。图4A-4C是说明将AOM用在工作激光输出的能量控制的激光输出、RF脉冲、和工作激光输出的可选的相应的示例性时距图。图5A和5B是说明AOM能承受的工作激光输出能量的动态控制范围的RF脉冲和工作激光输出的可选的相应的示例性时距图。图6A-6C是具有相应的光束位置的示例性的存储器链路行结构的等距表示，以及说明工件激光输出如何被随机要求用于链路加工应用的时距图。图7是说明了采用一致热负载的AOM的示例性的激光系统的优选实施例的示意方块图，它根据需要提供稳定的脉冲-脉冲UV激光能量以处理被选择需移去的不均勻间隔的链路。图8A和8B分别是在均勻和不均勻间隔的时间间隔发出的现有技术Q开关信号和合成激光脉冲的时距图。图9A和9B分别是根据图8A和8B的间隔的时间间隔发出的现有技术Q开关信号和合成激光脉冲的时距图，并且还示出了加入假脉冲的结果。图IOA和IOB分别是Q开关信号和本发明的合成激光脉冲的时距图，本发明的合成激光脉冲通过采用图9A和9B的假脉冲及考虑本发明的假脉冲时间，发出恒定能量等级的激光脉冲。
具体实施例方式图3A-3C (总称为图幻示出了施加到现有技术AOM 10的激光输出Ma-Mk (总称为激光输出24)、RF脉冲38a-38k(总称为RF脉冲38)、和工作激光输出40a，40c，40d，40e， 和40i(总称为工作激光输出40)的相应时距图。具体地，图3A示出了由激光器(未示出) 以固定重复率发出并由基本相同的激光输出间隔41分隔开的激光输出Ma-Mk。在典型的实施例中，激光输出重复率的范围可以为从约IKHz到约500KHz。示例的激光输出重复率的范围从约25KHz到大于约ΙΟΟΚΗζ。对于链路加工的实施例，每个工作激光输出40优选地包括具有多纳秒脉冲宽度的单个激光脉冲。然而，熟练技术人员会认识到每个工作激光输出 40可以包括一连串的一个或多个激光脉冲，每个脉冲具有极短的脉冲宽度，诸如在转让给该申请的受让人的题目为 LASER SYSTEM AND METHOD FOR PROCESSING A MEM0RYLINK WITH A BURST OF LASER PULSES HAVING ULTRASHORTPULSE WIDTHS 的美国专利第 6，574，250 号中公开的，或者连串的具有范围从约10皮秒到约1000皮秒的脉冲宽度的一个或多个脉冲。图:3B示出了 RF脉冲发送方案30的优选实施例，其采用由RF脉冲间隔 32a-32j (通称是RF脉冲间隔3 分隔的RF脉冲38，这些脉冲基本是有规则的或均勻的以维持AOM 10上的热负载的变化在预先指定的操作容差之内。这种容差可以是特定的热负载窗口，但预先指定的容差也可以或可选地是光点大小或光束位置准确度的窗口。在一个实施例中，热负载变化被保持在士5%之内，和/或光束指向的准确度被保持在0. 005毫拉德(mrad)内。在一个优选的实施例中，生成至少一个RF脉冲38以与每个激光输出M — 致。无论何时当要求工作激光输出40撞击诸如电导链路60 (图6A)的目标时，RF脉冲 38与激光输出M —起被施加到AOM 10，以使它传送通过AOM 10并成为工作激光输出40。在图;3B中，重合RF脉冲38是RF脉冲38a，38c，38d，38eJP38i。图3c示出了合成的对应的工作激光输出40a，40C，40d，40ejn40i。当不要求工作激光输出与激光输出M 一致时，RF脉冲38被施加到AOM 10，并不与激光输出M中对应的一个重合。在图3B中， 不重合的RF脉冲38是RF脉冲38b，38f，38g，38h，38j，和38k。图3c示出了没有工作激光输出40与不重合的RF脉冲38 —致。不重合的RF脉冲38优选从各个激光输出M的开始点偏移时间偏移42，此时间偏移42大于约0. 5微秒。熟练的技术人员会认识到虽然时间偏移42显示为跟随激光输出 24,但时间偏移42可以可选地领先激光输出M足够长的时间，以阻止把激光工作输出40 作为目标。因此，围绕不重合的RF脉冲38中的一个脉冲的RF脉冲间隔32 (诸如RF脉冲间隔32b和32h)比总的平均RF脉冲间隔32 (诸如32c，32d，32f，32g和32 j)更短或比平均RF脉冲间隔32更长(诸如RF脉冲间隔32a, 32e，和32i)。再次参考图3C，工作激光输出40c和40d之间和工作激光输出40d和40e之间分别的非冲击间隔50b和50c与激光输出间隔41相同。工作激光输出40a和40c之间和工作激光输出40e和40i之间分别的非冲击间隔50a和50d大概是激光输出间隔41的整数倍(图3A)。熟练技术人员会认识到，即使工作激光输出40对大多数应用(诸如链路加工)优选地是一阶光束20，工作激光输出40也可以是零阶光束16，此时泄漏是可容忍的且期望有更高的工作激光输出功率。在优选的实施例中，重合和不重合的RF脉冲38不仅使用大约相同的RF能量，而且还使用大约相同的RF功率值和大约相同的RF持续时间，这里RF能量是RF功率值和RF持续时间的乘积。图4A-4C(总称为图4)示出了激光输出24、施加到AOM 10的RF脉冲38和工作激光输出40的相应的时距图，它说明了 AOM 10如何被另外地使用以控制工作激光输出40 的输出功率。图4A与图3A相同，这里只是为了方便而再次示出。图4B和4C示出了 RF脉冲38，和工作激光输出40，，方便起见还把相应的RF脉冲38和工作激光输出40以虚线重叠到它们上面。工作激光输出40’的能量值通过RF脉冲38’比RF脉冲38向AOM 10施加较少的RF功率而被衰减；而相比RF脉冲38的RF持续时间42，RF脉冲38，的RF脉冲持续时间42’增加以保持RF功率值和RF持续时间的乘积基本恒定，从而保持AOM 10上基本恒定的热负载。这允许在工作激光输出40或40’之间根据需要选择连续的输出功率，而AOM 10上的热负载没有大的变化。熟练的技术人员会认识到不重合的RF脉冲38的RF功率值和RF持续时间42可以保持在原来值，或者可以在重合的RF脉冲38’的RF负载变化的指定的容差范围内改变。RF脉冲持续时间42’优选地是从大约一微秒到约二分之一激光输出间隔41中选择的，更优选为比激光输出间隔41的30%更短。例如，如果激光重复率是50KHz且激光输出间隔41是20微秒，则RF脉冲持续时间42’可以为一微秒和十微秒之间的任何值。最小的RF脉冲持续时间42或42’是由激光脉冲抖动时间和AOM 10的反应时间确定的。优选围绕激光输出M的中间点发出RF脉冲38和38’中相应的一个。类似地，优选为RF脉冲 38和38’从相应的激光输出M的开始点延迟或偏移约二分之一最小RF脉冲持续时间。图5A和5B (总称为图5)示出了 RF脉冲38和工作激光输出40的可选的相应的时距图，它图解说明了工作激光输出能量的很大的动态控制范围。参考图4A和5，通过施加足以允许工作激光输出40 在目标上传送的邻近RF功率的最小值的RF脉冲38 ，可以产生很低能量的工作激光输出40 。与激光输出2 重合的RF脉冲持续时间44 可以保持很短以最小化RF脉冲间隔32中的变化，并且具有较高 RF功率以及短的RF脉冲持续时间44 的一个或多个附加的不重合RF脉冲38 ，可以被施加到AOM 10，以使RF脉冲38 和38 的RF能量负载之和基本等于RF脉冲38b的RF能量负载。在一个优选的实施例中，RF脉冲38 和38 之间的偏移时间5 可以是零微秒至几微秒。熟练技术人员会认识到RF脉冲38 和38 可以被合并为单个RF脉冲38，在激光输出2 完成之后，其沿斜坡增加至RF功率。熟练的技术人员也会认识到RF脉冲38 可以在RF脉冲38 之前，而不是在其之后。熟练技术人员会认识到，从激光束质量和指向精度变差的角度来看，由于AOM 10的热惯性，RF间隔32 和RF间隔32之间小的差异不会引起任何有意义的热负载变化。因此，RF间隔3 可以保持与RF间隔32充分相同以将AOM 10上的热负载中的变化保持在预先指定的操作容差之内。原来不重合的RF脉冲38b可以保持在其原来的RF脉冲持续时间44b和RF功率值，或者可以以和RF脉冲38 和38 的集合同样的方式调节。图6A-6C (总称为图6)示出了目标对齐位置70 (也为扫描位置70)(图7)的时距图，和在示例性的激光微机械加工过程中(诸如电导链路60a-60k(通称为链路60)的激光加工中)的工作激光输出40的时距图。图6A示出了典型的链路组62，其具有均勻间隔的链路60，它们横穿扫描方向M通过光束定位系统的目标对齐位置70。基于芯片检测的结果， 定位系统被控制以随机地瞄准随意放置的必须被切断以修复IC器件或其它工件120 (图7)的链路60，同时保持链路60完整。例如，光束定位系统的扫描速度可以被设置为恒定值或可以被控制且可变，以使目标对齐位置70以基本恒定的定位间隔穿过每个链路60，并且激光器126(图7)以一基本恒定的间隔发出激光输出，该间隔等于定位间隔。因此，有了正确的定时协调，一旦位置70横穿链路60，则发出激光输出M (图3A)。为方便起见，链路60a， 60c，60d，60e，和60i被指定用于切断以使描述工作激光输出40的图6B可以与图3C相同。 因此，工作激光输出40a, 40c, 40d, 40e，和40i冲击链路60a, 60c, 60d, 60e，和60i。图6C示出了被切断之后的链路60a，60C，60d，60edn60i。激光输出M与扫描位置70同步发出， 并以相同的恒定间隔发出，以使每个工作激光输出40撞击一个链路60。因此，借助激光脉冲选择或选通AOM 10，一旦链路60被选择移去，AOM 10传送激光输出M作为工作激光输出40以切断链路60。一旦不选择链路60，AOM 10不传送激光输出对，所以链路60保持完整。在此方式下，激光器126以基本恒定的重复率运行，并且激光输出M具有基本恒定的输出间隔26，但工作激光输出40以激光输出间隔沈的随机整数倍间隔发生。图7示出了作为例子的IC芯片链路切断系统110，它在AOM 10上采用RF负载控制，以根据需要提供稳定脉冲-脉冲UV激光能量，用于以不畸变的工作激光输出40处理不均勻间隔的链路。在系统110中，系统控制计算机112和嵌入式控制计算机114共同动作以控制光束位置控制器116，其接收来自X-Y定位器118的位置信息，该定位器将工件120 相对工作激光输出40的目标对齐位置70放置。工作激光输出40可以传送通过除了显示的折叠镜之外的各个光学组件(未示出)。X-Y定位器118也可以包括Z定位器123，其可以链路到X或Y台。X-Y定位器118优选为基于转让给本专利申请的受让人的题目为HIGH SPEED, HIGH ACCURACY MULTI-STAGE T00LP0SITI0NING SYSTEM 的美国专利第 5，751，585 号中描述的定位系统。在一个实施例中，UV激光子系统124优选包括Q开关固态顶激光器126，诸如二极管泵浦声-光Q开关NchYVO4激光器；用于选择或选通以及对顶激光器1 的激光输出的幅值进行调节的AOM 10 ；和通过采用公知的第二、第三或第四谐波转换过程，将顶激光器1 的红外波长发射转换到绿和/或UV波长的频率倍增器。AOM 10可以替代地位于频率倍增器130之后，如以虚线示出的由AOM 10a(通称为AOM 10)的位置表示的。在任一个实施例中，激光控制器134控制AOM 10的透射率，以传送或阻塞来自激光器126的激光脉冲，以根据需要将工作激光输出40传送到工件120。系统控制计算机112传送通过总线136进入嵌入式控制计算机114的需要进行激光加工的工件120方位的位置坐标。在典型的样本加工应用中，工件120包括规则间隔开的器件结构，诸如熔线(fuSiblelink)60，它们中只有一些需要加工。要求加工的方位称作目标方位，不需要加工的方位称作中间方位。嵌入式控制计算机114向目标方位坐标加入中间方位坐标，该中间方位坐标以接近相等的间隔41和触发器顶激光器126间隔开(图 4A)。嵌入式控制计算机114每次以一预定的速率将目标和中间位置坐标传送通过总线138 到达光束位置控制器116内的寄存器140，并同时装载控制数据通过总线142到达激光控制器134中的寄存器144。预定的速率控制X-Y定位器118的运动速度，并且控制数据说明坐标方位是否是要加工的目标方位，控制数据还可以进一步包括输出模式、定时、和振幅信肩、ο激光控制器134以自动脉冲模式或以精确脉冲(pulse-on-target)模式操作定时器146。在自动脉冲模式下，定时器启动以响应寄存器144中的控制数据；并且在目标脉冲模式下，定时器146启动以响应从光束位置控制器116中的比较器150接收位置重合信号 148。光束位置控制器116中的位置编码器152向比较器150指示X-Y定位器118的当前位置，以及在当前位置与存储在寄存器140中的位置坐标匹配时，位置重合信号148被生成， 指示工件120适当地放置在目标位置上或中间位置上。因此，如果工件120被放置在目标位置上，则定时器146同时操作顶激光器126中的Q开关，并通过向AOM 10施加RF脉冲 38 (图4B)设置AOM 10到传送状态，施加的RF脉冲38具有预定的RF功率和RF持续时间 44 (图5A)，以使工作激光输出40通过A0M10并击中目标链路60 (图6C)。如果工件120放置在中间位置，则定时器146操作顶激光器中的Q开关并仅在Q开关操作的一预定的偏移 42 (图3B)之后将RF脉冲38施加到AOM 10，RF脉冲38具有预定的RF功率和RF持续时间44。因此，RF脉冲38与激光输出M不重合，并且没有工作激光输出40被选通通过。由于X-Y定位器118的运动速度优选是被控制的，以使定位器118以一恒定速率在目标和中间位置的结合上运动，激光Q开关以恒定重复速率被发送，或换言之，激光输出间隔26被调节成基本等于位置移动时间。因此，顶激光器126以一基本恒定的重复速率被操作，或者激光输出间隔41大致是恒定的，所以实际上在激光输出M中和在激光脉冲谐波转换中有由于激光输出间隔41的变化引起的可忽略的不稳定性。有关根据需要触发AOM 10的进一步的细节可以在题目为LASER PROCESSING POWER OUTPUT STAB ILIZATIONAPPARATUS AND METHOD EMPLOYING PR0GCESSINGP0SITI0N FEEDBACK 的美国专利第6，172，325号中找到，该专利以参考形式并入本文。当定位器118在目标上时，换言之，当需要工作激光输出40时，通过向AOM 10施加与激光输出40重合的RF脉冲38，以及当定位器118在中间位置时，或者换言之，不需要工作激光输出40时，通过向AOM 10施加具有相同的RF能量但与激光输出M不重合的RF 脉冲38，RF负载控制技术在AOM 10上提供几乎恒定的热负载。熟练技术人员会认识到AOM 10上有了这种基本恒定的热负载，则AOM 10对工作激光输出40的质量和定位准确度有很小的不利影响。还应该认识到AOM 10上的RF脉冲38的RF功率可以被调节以控制工作激光输出 40的能量来满足目标加工要求，同时RF脉冲38的RF持续时间44也被相应控制以维持基本恒定的RF能量或RF脉冲38的RF功率和RF持续时间44的算术积。然而，并非所有的激光加工应用都适合在基本恒定的激光PRF下操作。正如本发明的背景部分所描述的，许多应用都要求发出随机定时的激光脉冲。不幸的是，一旦随机定时，诸如顶激光器126的激光器就不会发出可重复的激光脉冲能量，这是因为脉冲能量的量是依赖于从前一个脉冲的逝去的时间间隔的。一种对脉冲激光腔行为粗略但有用的模拟是电容器。来自通常称作泵的功率源的能量，随时间对激光腔“充电”。当Q开关信号出现时，存储在空穴中的能量被释放，空穴又再次开始充电。由合成的激光脉冲传送的能量的量取决于允许空穴充电的时间。如果两个 Q开关信号在很短的时间周期内出现，则由激光脉冲传送的能量的量小于两个Q开关信号被较长的时间周期分开的情况。因此，如果没有某种形式的脉冲能量控制，则10-20%的脉冲能量变化是可能的，这远超过了典型的可允许的5%的加工窗变化。因此，本发明还提供了脉冲能量补偿技术，它能自动确定在随机的脉冲定时间隔提供预定激光脉冲能量等级所需的校正因子。再参考图7，本发明的随机定时的激光系统可以基于IC芯片链路切断系统110，其包括Q开关固态顶激光器126和AOM 10以选择性地阻挡或不阻挡到达工件120的激光束。 然而，如果工件120加工应用要求激光脉冲在不是相同的Q开关信号周期的整数倍的时间间隔内传送，则需要采取一些措施以保证每个脉冲的能量在期望的容差范围内。对于这种情况的一种解决方案是在‘工作脉冲’之前，使用一个或多个‘假脉冲’。‘假脉冲’在本文是指发出的受AOM 10阻挡的激光脉冲，‘工作脉冲’在本文是指发出的没有受AOM 10阻挡的激光脉冲。图8A和8B示出了在均勻隔开的时间间隔1/F和不均勻隔开的时间间隔T发出的传统的Q开关信号160和合成激光脉冲162的各自的时距图。顶激光器126典型地接收由恒定时间周期1/F分离的Q开关脉冲，并发出大致恒定能量的脉冲164(被阻挡或不被阻挡)。然而，顶激光器126还接收至少一个Q开关脉冲166，此脉冲与前一个激光脉冲160 隔开一个时间周期T，此时间周期T不同于1/F，但优选为大于1/F，并小于2/F以发出真实脉冲168。因为每个脉冲的能量的量随着Q开关信号之间的时间周期T的增大而增大，所以真实脉冲168的能量等级170大于恒定能量脉冲164的能量等级172。图9A和9B示出了根据图8A和8B的相隔的时间间隔发出的现有技术Q开关信号 180和合成激光脉冲182的各自的时距图，并且还示出了加入假脉冲184的影响。在真实脉冲168之前的时间周期1/F加入假脉冲184应该使真实脉冲168的能量等级186基本与恒定能量脉冲164的能量等级172相同。理想情况下，假脉冲184在激光腔中释放能量，并允许激光充电回到时间周期1/F内所需的能量值。因为AOM 10阻挡了由假脉冲184触发的激光脉冲，所以激光脉冲能量被阻止到达工件120(图7)。尽管对于一些工件加工应用适用，但实验已经显示在顶激光器126内有在真实脉冲168内产生脉冲能量误差的次生效应。例如，当恒定能量脉冲164和假脉冲184之间的时间周期Td减小时，真实脉冲168的能量等级186增大。这种效应似乎会发生，原因是存储在激光腔中的能量当时间周期Td变得较小时不会有效释放。在时间Td，在空穴中积累的能量只能部分由假脉冲184释放。当空穴随后在假脉冲184和真实脉冲168之间的间隔内充电时，存储在空穴中的能量的量大于期望的量，且真实脉冲168的能量等级186大于期望的等级。图IOA和IOB示出了 Q开关信号190和本发明通过采用假脉冲194合成的大致恒定能量等级激光脉冲192的各自的时距图，假脉冲具有本发明的假脉冲定时描述。对不完全的空穴放电现象的第一种优选的解决方案需要脉冲周期补偿，这需要表征不完全空穴放电行为，并采用此信息以调节时间周期Td来补偿能量误差。这优选采用嵌入式控制计算机114(图7)以采集数据集，该数据集包括一脉冲周期Tp值集合和能量值 196的相关集合和与生成真实脉冲198相关的时间周期Td之间的关系。在运行时间可以使用这个数据集以确定发出假脉冲194定时所需的时间周期Td值，假脉冲194定时为每个预定的脉冲周期Tp值生成预定的脉冲能量值196。优选地，时间周期Td被选择，以使脉冲能量值196与恒定能量脉冲164的能量等级172大致相同。对不完全的空穴放电现象的第二种优选的解决方案需要脉冲高度补偿，这采用 AOM 10(图7)以改变允许通过工件120的激光能量的量，如以上关于图4和5描述的。这
17优选需要采用嵌入式控制计算机114，以采集包括脉冲能量值196、脉冲周期Tdjn AOM 10 的衰减等级之间的关系的数据集，以将脉冲能量等级196设置成预定的值。对不完全的空穴放电现象的第三种优选的解决方案采用RF窗口补偿，其必需向假脉冲194提供延长的时间周期200，以当一旦发出假脉冲194时，允许额外的能量从激光腔中发出。额外的能量也被A0M10阻挡。因此，假脉冲194包括延长的时间周期200以从空穴中释放出额外的能量，使得充电时间周期Tc、假脉冲194和真实脉冲198之间的时间周期产生期望量的能量等级196，此能量等级优选为与能量等级172基本相同。对不完全的空穴放电现象的第四种优选的解决方案采用激光泵浦补偿，这必需在发出真实脉冲168(图8B或9B)或真实脉冲198(图10B)之前减小流向激光器126(图7) 的泵浦电流。基于脉冲定时需求选择预先特征的泵浦电流减小了激光介质中能量积累的速率，使得发出的真实脉冲的能量等级为期望量的170、186、或196，这个期望量优选为大致与能量等级172相同。以上描述的技术的一个优势是基于激光的工件加工系统可以基于内部系统定时和激光脉冲能量测量值自动确定激光脉冲能量等级校正因子。熟练的技术人员会认识到本发明的部分可以不同于上文关于优选的实施例描述的实施方式而被实施。对本领域熟练技术人员而言，很显然可以对上文描述的实施例的细节进行多种改变，而不偏离本发明的根本原理。因此，本发明的范围应该仅由其权利要求书来确定。
权利要求
1.一种向工件传送激光脉冲的方法，包括触发激光器，以生成一组第一连续激光脉冲，每个第一连续激光脉冲被第一时间周期分隔，并具有第一能量等级，该组第一连续激光脉冲以最后的激光脉冲结束；触发所述激光器以生成第二和第三激光脉冲，所述第二和第三激光脉冲相继于该组第一连续激光脉冲的所述最后的激光脉冲，所述第三激光脉冲与该组第一连续激光脉冲的所述最后的激光脉冲分隔第二时间周期，所述第二时间周期大于所述第一时间周期，并且所述第二激光脉冲在一预定时间被触发，使得所述第三激光脉冲具有第二能量等级，该第二能量等级与所述第一能量等级基本相同；所述第二激光脉冲和所述最后的激光脉冲被小于所述第一时间周期的第三时间周期分隔，并且所述第三激光脉冲和所述第二激光脉冲被故意小于所述第一时间周期的第四时间周期分隔； 阻止所述第二激光脉冲到达所述工件；和允许该组第一连续激光脉冲和所述第三激光脉冲传播到所述工件。
2.根据权利要求1所述的方法，进一步包括确定关联第一能量等级组、第二能量等级组以及预定时间的组的关系数据集；和从所述关系数据集中选择所述预定时间。
3.根据权利要求1所述的方法，其中所述允许进一步包括通过衰减因子衰减所述第三激光脉冲的能量等级，所述方法进一步包括确定关联第二能量等级组、衰减因子组和预定时间组的关系数据集；和从所述关系数据集中选择使所述第二能量等级与所述第一能量等级基本相同的所述预定时间和衰减因子中的至少一个。
4.根据权利要求3所述的方法，其中所述阻止、衰减和允许是通过声-光调制器和电-光调制器中的至少一个执行的。
5.根据权利要求1所述的方法，进一步包括将所述第二激光脉冲设置为使所述第二能量等级与所述第一能量等级基本相同的一预定脉冲宽度。
6.根据权利要求1所述的方法，其中所述激光器包括Q开关固态激光器。
7.根据权利要求1所述的方法，其中所述阻塞和不阻塞是通过声-光调制器和电-光调制器中的至少一个执行的。
8.根据权利要求1所述的方法，其中所述第二时间周期小于所述第一时间周期的两倍。
9.根据权利要求1所述的方法，其中所述预定时间是由来自该组第一激光脉冲的时间函数和来自所述第三激光脉冲的时间函数中的至少一个确定的。
10.根据权利要求1所述的方法，其中所述工件包括一可分离的链路。
11.根据权利要求1所述的方法，其中所述第二时间周期不是所述第一时间周期的整数倍。
12.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一激光脉冲具有第一能量-时间分布，并且所述第二激光脉冲具有不同于所述第一能量-时间分布的第二能量-时间分布。
13.根据权利要求1所述的方法，其中所述第二激光脉冲具有与所述第一能量等级不同的第三能量等级。
14.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一激光脉冲是其到所述工件的传播是由处于未阻塞状态的选通器件许可的激光脉冲，并且其中述第二激光脉冲是其到所述工件的传播是由处于阻塞状态的选通器件阻止的激光脉冲。
15.根据权利要求1所述的方法，其中Q开关激光器被用于生成所述第一、第二和第三激光脉冲，并且其中减少的泵浦电流在所述第三激光脉冲的发射之前被传送到所述Q开关激光器。
16.根据权利要求1所述的方法，其中阻止所述第二激光脉冲到达所述工件包括与所述第二激光脉冲不重合并且时间上邻近所述第二激光脉冲地来操作选通器件，从而减少和所述选通器件上的热负载变化关联的不利影响。
17.根据权利要求1所述的方法，其中所述第二激光脉冲和该组第一激光脉冲被不是所述第一时间周期的整数倍的第三时间周期分隔。
18.一种向工件传送激光脉冲的方法，包括触发激光器，以生成一组第一激光脉冲，每个第一激光脉冲被第一时间周期分隔，并具有第一能量等级，该组第一激光脉冲以最后的激光脉冲结束；触发所述激光器以生成第二和第三激光脉冲，所述第二和第三激光脉冲相继于该组第一激光脉冲的所述最后的激光脉冲，所述第三激光脉冲与该组第一激光脉冲的所述最后的激光脉冲分隔第二时间周期，所述第二时间周期大于所述第一时间周期，并且所述第二激光脉冲在一预定时间被触发并且具有与所述第一和第三激光脉冲的脉冲宽度不同的预定脉冲宽度，使所述第三激光脉冲具有第二能量等级，该第二能量等级与所述第一能量等级基本相同，所述第二激光脉冲与所述最后的激光脉冲分隔第三时间周期，所述第三时间周期短于所述第一时间周期；阻止所述第二激光脉冲到达所述工件；和允许该组第一激光脉冲和所述第三激光脉冲传播到所述工件。
19.一种向工件传送激光脉冲的方法，包括利用关联第一激光脉冲的第一能量等级组、第三激光脉冲的第二能量等级组的关系数据集以及相对于触发所述第三激光脉冲而触发第二激光脉冲使得所述第二能量等级和所述第一能量等级基本相同的预定时间，其中所述第一、第二和第三激光脉冲是连续的，其中所述第一激光脉冲形成每个激光脉冲被第一时间周期分隔的一组第一激光脉冲，其中该组第一激光脉冲以最后的激光脉冲结束，并且其中所述第二激光脉冲与所述最后的激光脉冲分隔第二时间周期，所述第二时间周期短于所述第一时间周期，触发激光器，以生成一组第一激光脉冲，每个第一激光脉冲被第一时间周期分隔，并具有第一能量等级，该组第一激光脉冲以最后的激光脉冲结束；触发所述激光器以生成第二和第三激光脉冲，所述第二和第三激光脉冲相继于该组第一激光脉冲的所述最后的激光脉冲，所述第三激光脉冲与该组第一激光脉冲的所述最后的激光脉冲分隔第三时间周期，所述第三时间周期大于所述第一时间周期，所述第二激光脉冲在选自所述关系数据集的预定时间被触发，使得所述第三激光脉冲具有和所述第一能量等级基本相同的第二能量等级，所述第二激光脉冲与所述最后的激光脉冲分隔第二时间周期，所述第二时间周期故意短于所述第一时间周期； 阻止所述第二激光脉冲到达所述工件；和允许该组第一激光脉冲和所述第三激光脉冲传播到所述工件。
20.从属于权利要求19而非权利要求1的权利要求2-17中任一权利要求所述的方法。
21.—种向工件传送激光脉冲的方法，包括触发激光器，以生成一组第一激光脉冲，每个第一激光脉冲被第一时间周期分隔，并具有第一能量等级；触发所述激光器以生成第二和第三激光脉冲，所述第三激光脉冲与所述第一组激光脉冲分隔第二时间周期，所述第二时间周期大于所述第一时间周期，并且所述第二激光脉冲在一预定的时间被触发，其使所述第三激光脉冲具有第二能量等级，该第二能量等级基本与所述第一能量等级相同；阻止所述第二激光脉冲到达所述工件；和允许该组第一激光脉冲和所述第三激光脉冲传播到所述工件。
22.根据权利要求21所述的方法，进一步包括确定关联第一能量等级组、第二能量等级组以及预定时间的组的关系数据集；和从所述关系数据集中选择所述预定时间。
23.根据权利要求21所述的方法，其中所述允许步骤进一步包括通过衰减因子衰减所述第三激光脉冲的能量等级，所述方法进一步包括确定关联第二能量等级组、衰减因子组和预定时间组的关系数据集；和从所述关系数据集中选择使所述第二能量等级与所述第一能量等级基本相同的所述预定时间和衰减因子中的至少一个。
24.根据权利要求23所述的方法，其中所述阻止、衰减和允许步骤是通过声-光调制器和电-光调制器中的至少一个执行的。
25.根据权利要求21所述的方法，进一步包括将所述第二激光脉冲设置为一预定脉冲宽度，这使所述第二能量等级与所述第一能量等级基本相同。
26.根据权利要求21所述的方法，其中所述激光器包括Q开关固态激光器。
27.根据权利要求21所述的方法，其中所述阻止和允许是通过声-光调制器和电-光调制器中的至少一个执行的。
28.根据权利要求21所述的方法，其中所述工件包括一可分离的链路。
29.根据权利要求21所述的方法，其中所述预定时间是由来自所述组的第一激光脉冲的时间函数和来自所述第三激光脉冲的时间函数中的至少一个确定的。
30.根据权利要求21至四中任何一个所述的方法，其中所述第二时间周期等于或小于所述第一时间周期的两倍。
31.一种从Q开关激光器腔生成的激光脉冲中形成一连串不均勻时间位移的工作激光输出脉冲的方法，所述工作激光输出脉冲具有基本恒定的脉冲能量，该方法包括在一连串不均勻时间位移的工作激光输出脉冲中插入假激光输出脉冲，以形成由所述激光腔发出的一连串合成的选择性不均勻时间位移的激光脉冲，所述假激光输出脉冲具有确定其各自的能量-时间分布的参数；引入假激光输出脉冲补偿以将激光工作输出脉冲能量变化误差限制在一预先指定的操作容差范围内，该误差是由空穴能量释放异常引起的，该异常源自于在所述一连串不均勻时间位移的激光输出脉冲中的所述假激光输出脉冲和其相应的最接近的相邻激光输出脉冲的相互作用，所述假激光输出脉冲补偿包括设置每个所述假激光输出脉冲的至少一个参数为一参数值，该参数值对于每个假激光输出脉冲是选择性可变的，并且使得空穴能量释放足以为在该假激光输出脉冲之后发出的下一个随后的工作激光输出脉冲提供所需的脉冲能量；和选择性地选通所述一连串合成的选择性不均勻时间位移的激光脉冲，以阻止在所述一连串不均勻时间位移的工作激光输出脉冲中包含所述假激光输出脉冲，从而提供一连串不均勻时间位移的工作激光输出脉冲，该输出脉冲具有恒定的能量。
32.根据权利要求31所述的方法，其中每个所述假激光输出脉冲和最接近的相邻工作激光输出脉冲具有起始时间，并且其中所述假激光输出脉冲补偿包括在所述合成的一连串选择性不均勻时间位移的激光脉冲中的给定的假激光输出脉冲和其最接近的相邻工作激光输出脉冲的起始时间之间引入单独的可变延迟，该延迟将所述相互作用减小至一个量值，该量值将在所述给定的假激光输出脉冲之后出现的工作激光输出脉冲的脉冲能量设定在所述预先指定的操作容差之内。
33.根据权利要求31所述的方法，其中下一个随后的工作激光输出脉冲在给定的假激光输出脉冲之后出现，并且其中所述假激光输出脉冲补偿包括，通过操作所述合成的一连串选择性不均勻时间位移的激光脉冲的可选择的选通，将所述下一个随后的工作激光输出脉冲的能量单独选择性地设置成在所述预先指定的操作容差范围内的一值。
34.根据权利要求31所述的方法，其中所述假激光输出脉冲具有一持续时间，并且其中所述假激光输出脉冲补偿包括将所述假激光输出脉冲持续时间设置成一值，以使空穴能量释放足以为在所述假激光输出脉冲之后发出的下一个随后的工作激光输出脉冲提供需要的脉冲能量。
35.根据权利要求31所述的方法，其中所述选择性不均勻时间位移的工作激光脉冲具有第一能量-时间分布，并且至少一个所述假激光输出脉冲具有不同于所述第一能量-时间分布的第二能量-时间分布。
36.根据权利要求35所述的方法，其中至少两个所述假激光输出脉冲具有不同的第二能量-时间分布。
37.根据权利要求31所述的方法，其中前一个假激光输出脉冲在预定时间被触发，从而导致下一个随后的工作激光输出脉冲具有第一能量等级，其中所述前一个假激光输出脉冲具有第二能量等级，所述方法进一步包括确定关联单独可变的第一能量等级组、第二能量等级组以及预定时间的组的关系数据集；和从所述关系数据集中选择所述预定时间。
38.根据权利要求31所述的方法，其中前一个假激光输出脉冲在预定时间被触发，从而导致下一个随后的工作激光输出脉冲具有第一能量等级，其中所述前一个假激光输出脉冲具有第二能量等级，并且其中所述选择性地选通进一步包括通过衰减因子衰减所述下一个随后的工作激光输出脉冲的能量等级，所述方法进一步包括确定关联单个可变的第二能量等级组、衰减因子组和预定时间组的关系数据集；和从所述关系数据集中选择使得所述第二能量等级与所述第一能量等级基本相同的所述预定时间和衰减因子中的至少一个。
39.根据权利要求38所述的方法，其中所述选择性地选通和衰减是通过声-光调制器和电-光调制器中的至少一个执行的。
40.根据权利要求31所述的方法，其中所述下一个随后的工作激光输出脉冲具有第一能量等级，其中前一个假激光输出脉冲具有第二能量等级，所述方法进一步包括单独选择性地将所述前一个假激光输出脉冲设置成使得所述第二能量等级与所述第一能量等级基本相同的一预定的脉冲宽度。
41.根据权利要求31所述的方法，其中所述Q开关激光腔是Q开关固态激光器的一部分。
42.根据权利要求31所述的方法，其中所述选择性地选通是通过声-光调制器和电-光调制器中的至少一个执行的。
43.根据权利要求31所述的方法，其中所述工件包括一可分离的链路。
44.根据权利要求31所述的方法，其中所述选择性地选通包括以与所述假激光输出脉冲不重合并且时间上邻近所述假激光输出脉冲的方式来操作选通器件，从而减少和所述选通器件上的热负载变化关联的不利影响。
45.根据权利要求31至44中任一个所述的方法，其中在所述一连串合成的选择性不均勻时间位移的激光脉冲中的至少两个所述假激光输出脉冲具有不同的参数值。
46.根据权利要求31至44中任一个所述的方法，其中第一组第一工作激光输出脉冲被第一时间周期分隔，并具有第一能量等级，其中第二工作激光输出脉冲与所述第一组工作激光输出脉冲分隔第二时间周期，所述第二时间周期大于所述第一时间周期并且不是所述第一时间周期的整数倍；其中假激光输出脉冲在一预定时间被触发，这使得所述第二工作激光输出脉冲具有第二能量等级，该第二能量等级与所述第一能量等级基本相同。
47.根据权利要求46所述的方法，其中所述第二时间周期小于所述第一时间周期的两倍。
48.一种从Q开关激光器腔生成的激光脉冲中形成一连串不均勻时间位移的工作激光输出脉冲的方法，所述工作激光输出脉冲具有基本恒定的脉冲能量使得任意两个相邻工作激光输出脉冲由可变时间周期隔开，所述工作激光输出脉冲形成至少两组相邻工作激光输出脉冲，其中第一组内的相邻工作激光输出脉冲由与第二组内的相邻工作激光输出脉冲的时间周期不同的一时间周期隔开，该方法包括在一连串不均勻时间位移的工作激光输出脉冲中插入假激光输出脉冲，以形成由所述激光腔发出的一连串合成的选择性不均勻时间位移的激光脉冲，所述假激光输出脉冲具有确定其各自的能量-时间分布的参数；引入假激光输出脉冲补偿以将激光工作输出脉冲能量变化误差限制在一预先指定的操作容差范围内，该误差是由空穴能量释放异常引起的，该异常源自于在所述一连串不均勻时间位移的激光输出脉冲中的所述假激光输出脉冲和其相应的最接近的相邻激光输出脉冲的相互作用，所述假激光输出脉冲补偿包括设置每个所述假激光输出脉冲的至少一个参数为一参数值，该参数值使得空穴能量释放足以为在该假激光输出脉冲之后发出的下一个随后的工作激光输出脉冲提供所需的脉冲能量，所述参数值和相邻工作激光输出脉冲之间的可变时间周期相关，使得在所述一连串合成的选择性不均勻时间位移的激光脉冲内的至少两个假脉冲具有不同的参数值；和选择性地选通所述一连串合成的选择性不均勻时间位移的激光脉冲，以阻止在所述一连串不均勻时间位移的工作激光输出脉冲中包含所述假激光输出脉冲，从而提供具有基本恒定能量的一连串不均勻时间位移的工作激光输出脉冲。
全文摘要
通过表征激光腔放电行为并利用该信息调节假脉冲时间周期来补偿能量误差，激光器(126)用激光脉冲(192)处理工件(120)，激光脉冲(192)是在随机的时间间隔以基本恒定的能量等级传送的。假脉冲(194)是被阻止到达工件的激光脉冲。提供恒定脉冲能量的第二种方式采用AOM(10)以改变传递到工件的激光能量的量。提供恒定脉冲能量的第三种方式需要将选定脉冲的脉冲周期(200)延长以便无论何时发出假脉冲时，允许有额外的激光腔放电时间。
文档编号H01S3/10GK102357733SQ20111022763
公开日2012年2月22日 申请日期2005年4月13日 优先权日2004年11月24日
发明者B·尼尔森, K·格兰特, S·斯通 申请人:电子科学工业公司