Преобразователь волнового фронта излучения для лазерной обработки

 

Изобретение относится к приборостроению, в частности к устройствам для лазерной обработки пленочных структур. Цель изобретения - повышение точности и производительности обработки. Преобразователь волнового фронта излучения для лазерной обработки содержит оптический элемент 1, выполненный в виде двух совмещенных двугранных отражателей 2 и 3, ребра которых параллельны друг другу. Лазерное излучение, пройдя телескопический расширитель 9, поступает на оптический элемент 1 преобразователя, выполненного в виде двух совмещенных двугранных отражателей 2 и 3. Пучок лучей, отражаясь в каждом из отражателей, преобразуется в два смыкающихся пучка. При этом каждая половина отраженного пучка инверсна по отношению к исходному пучку. Объектив 10 фокусирует пучок в плоскости обработки. При обработке пленочных структур преобразованным лазерным пучком происходит создание большого градиента энергии на границах реза, что позволяет увеличить градиенты температуры пленки на краях изображения и снизить максимум температуры в центре. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 G 02 В 5/04 27/48

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А8ТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4293784/24-10 (22) 03.08.87 (46) 30.03.90. Бюл. N 12 (72) В.Г.Бурачек, Т.И.Гураль, А.Н.Коломиец,и Н,И,Овчар (53) 681.4.02(088.8) (56) Вейко В.П. Лазерная обработка пленочных элементов. — Л.; Машиностроение, 1986, с. 210.

Авторское свидетельство СССР

Ф 1318964, кл. С 02 В 5/04, 1985. (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ВОЛНОВОГО ФРОНТА

ИЗЛУЧЕНИЯ ДЛЯ ЛАЗЕРНОЙ ОБРАБОТКИ (57) Изобретение относится к приборостроению, в частности к устройствам для лазерной обработки пленочных структур. Цель изобретения — повышение точности и производительности обработки. Преобразователь волнового фронта излучения для лазерной обработки содержит оптический элемент 1, „.Я0„„1553935 А 1

2 выполненный в виде двух совмещенных двугранных отражателей 2 и 3, ребра которых параллельны друг другу. Лазерное излучение, пройдя телескопический pBLRIHpHTBJlb 9, поступает на оптический элемент 1 преобразователя, выполненного в виде двух сдвмещенных двугранных отражателей 2 и 3. Пучок лучей, отражаясь в каждом из отражателей, преобразуется в два смыкающихся пучка. При этом каждая половина отраженного пучка инверсна по отно" шению к исходному пучку. Объектив 10 фокусирует пучок в плоскости обра. ботки. При обработке, пленочных струк тур преобразованным лазерным пучком происходит создание большого гради- Е ента энергии на границах реза, что позволяет увеличить градиенты темпе. ратуры пленки на- краях иэображения и снизить максимум температуры в цен\ тре. 3 ил.

М®»

1553935

Изобретение относится к приборостроению, в частности к устройствам для лазерной обработки пленочных структур.

Цель изобретения — повышение точ5 ности и производительности обработки пло ских струк тур .

На фиг.1 представлена оптическая схема с использованием преобразова10 геля волнового фронта излучения для лазерной обработки; на фиг.2 — принцип перераспределения энергии волнового фронта, создаваемого преобразователем, на фиг.3 — кривая распредеf5 ления энергии на выходе преобразователя. Преобразователь волнового фронта содержит оптический элемент 1, выполненный в виде двух совмещенных дву20 гранных отражателей 2 и 3, ребра ко-, торых параллельны друг другу. Конструктивно оптический элемент 1 может быть выполнен в виде двух плоских зеркал 4,. 5 и призмы 6, установленной 25 между ними (фиг,2). Причем зеркало 4 расположено параллельно грани 7 призмы 6, а зеркало 5 параллельно грани 8 призмы 6. Преобразователь волнового фронта излучения может использоваться в устройстве для лазерной обработ30 ки, оптическая схема которого изображена на фиг. 1 и соцержит последовательно установленные телескопический расширитель 9, преобразователь волнового фронта в виде оптического эле- 35 мента 1 и объектив 10.

Устройство работает следующим образом.

Лазерное излучение (лазер не показан) проходит через телескопический 0 расширитель 9, коэффициент расширения которого выбирается примерно рав" ным отношению диаметров входного отверстия расширителя D и лазерного пучка на входе преобразователя 2 r©.

Далее, излучение, поступившее на оптический элемент 1 преобразователя, выполнено в виде двух совмещенных двугранных отражателей 2 и 3, отражаясь в каждом из них, преобразуется 50 в два смыкающихся пучка. При этом каждая половина отраженного пучка инверсна по отношению к исходному пучку, т.е. центральная часть падающего пучка (луч ее) после отражения (лучи (л

cr, or j располагается на левой и правой границах пучка и, наоборот, периферийные чести пучка (лучи 6, 8) после отражения оказываются в центре пучка. При этом поскольку ребра двугранных углов двугранных отражателей, образующих преобразователь волнового фронта, параллельны друг другу, обе части отраженного пучка также параллельны друг другу. 3а счет пространственной инверсии пучка происходит перераспределение энергии в его сечении. Близкое к гауссовому распределение, характерное для лазерного пучка, преобразуется в плоскости перпендикулярной ребрам двугранных отражателей, в распределение, представляющее собой сумму двух симметричных половин гауссовского пучка (фиг.3). При этом края пучка имеют высокий энергетический градиент в заданном направлении, и минимальный уровень энергии в центре пучка. Объектив 10 фокусирует пучок в плоскости обработки лазерного инструмента.

При обработке пленочных структур лазерным инструментом траектория их взаимного перемещения примерно па раллельна направлению ребер двугранных отражателей. Создание большого градиента энергии излучения на границах реза позволяет увеличить гра» диенты температуры пленки на краях гзображения и снизить максимум температуры в центре, что позволяет повысить точность передачи изображения на пленку.

Ф о р м ул а и з о б р е т е н и я

Преобразователь волнового фронта излучения для лазерной обработки, содержащий оптический элемент с отражающими поверхностями, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью повышения точности и производительности обработки плоских структур, оптический элемент выполнен в виде двух совмещенных двугранных отражателей, ребра, которых параллельны друг другу.

1553935

Редактор Л. Пчолинская

Заказ 455

Тираж 462

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открьггиям при ГЕНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101

Составитель Т.Родина

Техред А.Кравчук:

Корректор Э.Лончакова