[實用新型]一種準分子激光微加工系統的光具調節器

無效

• 申請號: 201020046874.8
• 申請日: 2010-01-15
• 公開（公告）號: CN201654451U
• 公開（公告）日: 2010-11-24
• 發明（設計）人: 吳堅;李倩;陳濤;劉世炳
• 申請（專利權）人: 北京工業大學
• 主分類號: G03F7/00
• 分類號: G03F7/00;G02B7/00
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司 11203
• 代理人: 吳蔭芳

技術領域

本發明涉及一種準分子激光微加工系統的光學調整和緊定位器，屬于微納米科學技術領域，用于MEMS加工。?

背景技術

準分子是由化學活性最穩定的惰性元素Ar、Kr、Xe和化學性質最活潑的元素F、Cl、Br的兩個同核或異核原子在激發態的復合物。與通常的分子不同，準分子是束縛在電子激發態下的分子，它沒有穩定的基態，即準分子是一種只在激發態才能暫時存在的不穩定分子，在基態情況下它會迅速離解成其它分子團，因此準分子的壽命很短，它的上能級壽命只有10^-8s，而激光躍遷的下能級為弱束縛態，壽命也很短，一般10^-13s量級，由于準分子在基態時，迅速離解成獨立的原子，基態基本上是抽空的，因此只要有準分子存在，就會形成極高的粒子數反轉，所以準分子激光器的增益很高。由于準分子激光放電泵浦方式極容易導致弧光放電，所以準分子激光工作方式主要為脈沖方式。?

除了少數準分子激光器外，準分子激光都位于紫外波段。由于準分子激光光子能量較大，和許多材料尤其是有機物的化學鍵能相比，它的光子能量要大于材料之間的化學鍵能，所以在準分子激光和材料相互作用時，準分子激光有時甚至能夠直接打斷材料的部分化學鍵而實現冷加工，在微加工領域得到了廣泛的應用。準分子激光脈寬窄，約為幾十納米，有極高的功率密度，且材料對紫外激光吸收率高，因此準分子激光微細加工可用于半導體、微電子等領域。激光加工可以高效率、高質量地完成微細小孔、劃片微調、切割、焊接等加工。對于微小元件、印刷電路板、集成電路、微電子元件和微小生物傳感器等的制作，準分子激光微細加工是不可替代的手段。?

準分子激光掩模投影微加工系統主要由以下幾部分組成：準分子激光器、衰減器、導光系統、光束整形組件、均束器、掩模、縮小投影物鏡、加工平臺、觀察對準系統及控制系統等。?

在準分子激光微加工系統中，激光光源是最重要的部分，準分子激光具?有單光子能量高、峰值功率高、材料吸收率高、分辨率高等突出的優點，但是也有光束質量差等問題。準分子激光器的原始光斑質量不好，發散角大，能量分布很不均勻，所以在激光加工材料前需要設計光路對光束進行處理，使光束質量滿足微加工的要求。同時準分子激光光斑尺寸較大，直徑約為30X15mm左右，所以光路中的部件如光束整形組件、均束器等都必須采用較大口徑，相應的就需要較大尺寸的支撐部件，而目前市場上可用于實驗室的光學平臺上的光學器件的支撐部件均為小尺寸，不能用于準分子激光微加工系統光路的需要。此外，目前市場上的通用支撐部件只可以實現低維可調，對于較多方向的調節并不支持，不能夠適用于要求調節方向多的系統，這很大的影響了該通用支撐部件調試的準確性。由于較大口徑的光路支撐零部件尺寸較大，重量較重，在進行必要的光路調試后，僅靠微調螺紋副驅動和拉力彈簧無法保證微加工系統的可靠地長期穩定工作，必須有獨立的結構，在光路調試完成后緊固微加工系統中的光學部件，而目前市場上的通用支撐部件根本沒有緊固光學部件的設計思路和具體結構，也未見準分子激光微加工系統領域中運用此結構的文獻報導。?

發明內容

為了很好地解決上述問題，本發明中提供了一種準分子激光微加工系統的光具調節器，可支撐較大口徑光路，并具有五維可調功能，提高了準分子激光微加工系統的光學光路支撐部件的通用性，并保證了微加工系統的長期穩定工作。?