[发明专利]降低双束雷射处理系统中相干串音的方法

说明书

技术领域

本发明一般是关于降低双束雷射处理系统中的串音的系统与方法，且更明确地说，本发明是关于降低此等系统中的相干(coherent)串音。

背景技术

使用衍生自单一雷射的经偏振射束来产生两道目标样品处理射束的双束雷射处理系统可能会因其中一道射束中的极大部份泄漏至另一道射束的传播路径中而受到相干串音的影响。当衍生自该单一雷射的上述两道射束经由光学串的一部份被刻意结合在一共同射束路径之中并且于后面被重新分离时，便会产生相干串音。因为上述两道射束的相干性质的关系，在重新分离阶段处，若其中一道射束泄漏至另一道射束的传播路径中的话便会导致相干串音，其实质上比上述射束相互不相干时所出现的串音更为严重。相干串音是在目标样品的工作表面处导致上述雷射射束中其中一者或两者的脉冲能量下降并且损及功率稳定性控制效果。

发明内容

本发明的双束雷射处理系统的实施例是施行降低两道雷射处理射束间的串音的技术，以便让它们在一目标样品的工作表面处具有受控的稳定性。上述系统各包含一雷射，用以射出一光束，所述光束被分为沿着分离的第一射束路径与第二射束路径传播且相互相干的第一雷射射束与第二雷射射束。所述相互相干的第一雷射射束与第二雷射射束被刻意结合在一光学组件串中的一共同射束路径部份之中，用以实施所述第一雷射射束与第二雷射射束所共同的光学特性调整。所述先前经过结合的第一雷射射束与第二雷射射束被分离成沿着个别的第三射束路径与第四射束路径来传播的第三雷射射束与第四雷射射束。所述第三雷射射束与第四雷射射束包含个别的第三主射束分量与第四主射束分量，并且所述第三雷射射束与第四雷射射束中其中一者产生一泄漏分量，所述泄漏分量与所述第三雷射射束与第四雷射射束中另一者的主射束分量以相互时间相干的方式来共同传播。本发明的数个实施例是施行降低所述泄漏分量及与所述泄漏分量共同传播的所述第三主射束分量与第四主射束分量中另一者之间的相互时间相干性的效应，以便传送与所述第三射束及第四射束对应的稳定的第一处理射束与第二处理射束至所述工作件。

本发明的两个实施例必须让所述相互相干的第一雷射射束与第二雷射射束中其中一者通过一光学路径-长度调整器，用以通过在所述第一雷射射束与第二雷射射束之间引入一光学路径-长度差来降低所述第一雷射射束与第二雷射射束的相互相干性。所述光学路径-长度差是在所述第一雷射射束与第二雷射射束重新结合以前通过在它们其中一者的射束路径中插入一空气路径或是一光学玻璃组件而引入的。所述路径长度差系设为大于所述雷射的相干性长度，但却不会过长而在射束传播中导致不可接受的差异。

本发明的第三实施例必须让所述第一雷射射束与第二雷射射束通过个别的声光调变器。所述第一声光调变器与第二声光调变器中至少其中一者经过调整，用以对所述第一雷射射束与第二雷射射束提供一差异频率变化Δω，并且从而对所述泄漏分量提供一差异频率变化Δω，其是降低所述泄漏分量及所述第三主射束分量与第四主射束分量中另一者之间的相互相干性对所述第一处理射束与第二处理射束之稳定性所造成的效应。

从下文本发明各较佳实施例的详细说明中，参考图式，便可明白本发明的额外观点与优点。

附图说明

图1为一双束雷射处理系统的一实施例的示意图；

图2为图1的双束雷射处理系统，图中显示出从其中一道主射束至另一道主射束的射束泄漏；

图3为发生在一声光调变器中的频率偏移的实施例的示意图；

图4为图1之类的双束雷射处理系统，不过，在第一射束通过一偏振射束分离棱镜与第二射束结合之前，其为该第一射束提供一具有给定长度的空气路径；

图5为图1之类的双束雷射处理系统，不过，在第一射束通过一偏振射束分离棱镜与第二射束结合之前，其是通过一玻璃组件来为该第一射束提供一具有给定长度的光学路径；

图6为针对一1343nm的脉冲雷射，使用Michelson干涉计所测得的相干性长度与条纹(或相干串音)强度的关系图，其中，Michelson干涉计系将一雷射分成两道光学路径并且再将它们重新结合成一共同路径；

图7A与7B为通过在一双束雷射系统中引进一路径-长度差可达成的串音下降关系图。

具体实施方式

参考图式便可充份了解本发明的实施例，其中，在所有图式中，相同的部件以相同的组件符号来表示。可轻易了解的是，在本文图式中作大体说明与图解的本发明的组件也可以各种不同的组态来排列及设计。因此，下文对本发明的设备、系统、以及方法的实施例所作的更详细说明的目的并非要限制本发明的范畴，而仅代表本发明的各实施例。