[发明专利]模块化激光器装置

说明书

本发明涉及一种激光器装置，包括每个均在工作平面处生成激光线的多个激光器模块，所述激光器模块被并置并且排列，以便由模块生成的激光线组合成单个激光线，所述激光器模块中的每个包括至少一个激光线生成部件，所述激光器装置特征在于：所述激光线生成部件或每个激光线生成部件包括两个激光二极管巴条（2）排列（1a，1b），每个巴条均发射聚焦的激光束（3a，3b），两个排列（1a，1b）被相对于彼此平行布置，从而巴条（2）被错开布置，由两个巴条排列（1a，1b）分别生成的平行的两组激光束（3a，3b）被通过一组镜（4,5）整合为单个激光线（8），激光二极管巴条排列（1a，1b）和镜（4,5）被布置从而两组激光束（3a，3b）在被整合为单个激光线（8）之前遍历相同长度的光学路径。

技术领域

本发明涉及一种用于大宽度衬底的激光退火的装置，所述装置在没有特定限制的情况下由多个可并置的激光器模块形成。

背景技术

已知的是，执行沉积于平坦衬底上的覆层的局部且快速的激光退火（激光闪光加热）。为此，使具有要被退火的覆层的衬底在激光线之下行进，或者使激光线在承载覆层的衬底之上行进。

激光退火允许在保留下方衬底的同时将薄覆层加热到几百度量级的高温。行进速度当然优选为尽可能更高，有利地至少每分钟若干米。

本发明特别是关注于使用激光二极管的激光器。从其价格和功率的观点来看，后者在当前构成最受关注的激光源。

为了获得以高的行进速度实施方法所需的每单位长度的功率，期望的是将非常大量的激光二极管的辐射会聚在单个激光线处。在承载要退火的覆层的衬底处，该激光线的功率密度一般应当尽可能更均匀，以便将衬底的所有点暴露于相同的退火能量。

然而，获得足够的每单位长度的功率（50W/mm的量级）所需的大量激光二极管产生空间体积的问题。

对于市场上可用的激光二极管巴条而言，估计的是在将其与激光线的主轴平行并置（水平堆叠）的情况下，巴条的排列长度大约为所生成的最终激光线的长度的两倍大。

这种空间体积——其对于几十厘米量级的小尺寸线而言可以被看作是可接受的——对于几米的线长度而言则不再能接受。不过，将期望能够以大的速度处理大宽度的衬底（如来自于浮置处理的“庞大”尺寸（6m×3.21m）的平坦玻璃片材）。

此外，以上提到的空间体积的问题阻止了激光器装置的光学系统的模块化设计。实际上，将容易地理解的是，为了能够将多个小长度的单位激光线组合为单个更长的激光线，每个单独的激光器模块应当具有小于或等于其生成的单位线的长度的横向尺寸。如果这些横向尺寸更大，则模块的并置将表现为不连续的最终线。

用于增加二极管激光器的功率的另一方法在于：将二极管巴条并置为一个在另一个之上（垂直堆叠）以及通过聚焦透镜来整合由这些巴条堆叠所生成的束。然而，如此获得的激光线的质量对于本发明中所针对的应用而言是不够的，在本发明的应用中，重要的是在工作平面（衬底）处保持激光线的+/-1mm的场深度（即其宽度在+/-1mm上变化不多于10%的线）。

发明内容

本发明提供将激光二极管巴条用作光源的激光器模块，激光二极管巴条允许在与由所述模块生成的激光线平行的方向上生成具有长于或等于模块的尺寸的长度的激光线。此外，所提出的激光器模块没有现有技术的二极管垂直堆叠激光器的缺点，并且形成具有满意的质量以及足够高的场深度的激光线，以应对一般为毫米量级的玻璃衬底的通常平面性缺陷、运送效应、系统振动等。

为了形成本发明的激光器装置，多个激光器模块被彼此相邻地排列，以便它们所生成的单位激光线组合成在大长度上的均匀功率密度的单个激光线。在与激光线的主轴平行的方向上的激光器装置的空间体积实质上不大于线的长度。