專利名稱：用脈沖激光輻射加工工件的激光源和方法
技術領域：
本發(fā)明涉及激光源，特別是涉及在用脈沖激光輻射對電子電路載體進行鉆孔和/或構造電子電路載體的激光加工設備內(nèi)使用的激光源。此外，本發(fā)明還涉及用所述激光源通過脈沖激光輻射對工件進行加工的方法。
現(xiàn)在，以緊湊形態(tài)實現(xiàn)的電子組件通常構成在多層電路載體特別是多層印刷電路板上。為此，必須使電路板的一些特定的導電層接觸。通常，這是通過在這些要接觸的層上鉆盲孔或通孔再以已知的方式用導電材料對孔金屬化形成鍍層來實現(xiàn)的。這樣，所形成的電路通路不僅可以是二維的而且還可以是三維的，從而可以大大減小安裝電子組件所需的空間。
通常，電子電路的基片通過專用于電子領域的激光加工設備的脈沖激光輻射鉆孔。例如，用CO2或固態(tài)激光器作為激光源，通過以已知方式執(zhí)行的頻率倍增發(fā)射具有可見或近紫外光譜范圍內(nèi)的激光輻射。紫外光譜范圍內(nèi)的激光輻射特別適合精確燒蝕多層印刷電路板的金屬層。
取決于需加工的相應材料，鉆出的孔的質量主要由所用激光源的激光束的脈沖能量、脈沖寬度、重復頻率、橫向強度分布這些特性參數(shù)確定。因此，對于每個鉆孔操作就有大量可能的激光參數(shù)組合。
為了能以最佳方式，即以高的加工速度和盡可能高的質量，對材料進行加工，在每種情況下有一組具體的參數(shù)是最為適合的。因此，對于不同的材料最好考慮不同的參數(shù)組，而通常一個激光源達不到使所有的參數(shù)都滿足最佳鉆孔操作的要求。這個問題可以通過在激光加工設備內(nèi)按照需加工的相應材料安裝不同的激光源來解決。然而，這樣改造激光加工設備或使用包括幾個不同類型的激光器的激光加工設備是很費時間和不經(jīng)濟的。
本發(fā)明的目的是提供一種發(fā)射激光脈沖和確保對多種不同材料的最佳材料燒蝕的激光源。此外，本發(fā)明的目的是提供用脈沖激光輻射加工工件的對多種不同的材料都可產(chǎn)生最佳材料燒蝕的方法。
涉及設備的目的是用具有獨立權利要求1的特征的激光源來實現(xiàn)的。按照本發(fā)明設計的激光源包括具有部分反射輸出鏡和端鏡的激光諧振器。此外，該激光源還包括都配置在激光諧振器內(nèi)的有效激光媒質和光束切換單元。光束切換單元和激光諧振器設置成使得在激光諧振器內(nèi)所引導的激光束可以在通過第一光徑和通過長度與第一光徑不同的第二光徑之間切換。
本發(fā)明基于這樣一種認識，可以通過改變諧振器的長度以簡單的方式改變所產(chǎn)生的激光脈沖的脈沖寬度和脈沖持續(xù)時間，從而可以使脈沖寬度和脈沖持續(xù)時間適合各種不同的材料，達到最佳材料燒蝕，即既快又精確。精確材料燒蝕的特征為在經(jīng)燒蝕的材料的區(qū)域與未燒蝕的材料的區(qū)域之間有陡峭的空間邊界。
脈沖持續(xù)時間取決于諧振器長度的物理原因可以簡單地解釋為光脈沖需要通過有效激光媒質指定次數(shù)以降低在有效激光媒質內(nèi)的反轉的行進時間在較大的諧振器長度的情況下相應具有較大的長度。因此，激光脈沖的長度取決于在激光諧振器內(nèi)部的行進時間。
雖然優(yōu)選的是本發(fā)明的激光源的端鏡是反射率盡可能高的反光鏡，但應注意的是，端鏡也可以是部分反射鏡，以便用本發(fā)明的激光源產(chǎn)生兩個激光束，其中一個激光束從輸出鏡射出而另一個激光束從部分反射的端鏡射出。
此外，應注意的是本發(fā)明當然不局限于激光諧振器內(nèi)部只有兩個不同的光徑。原則上，按照光束切換單元切換位置的數(shù)目，可以存在任意多個長度不同的光徑。可以串聯(lián)地安排幾個各具有多個切換位置的光束偏轉單元來代替一個具有多個不同的切換位置的光束切換單元。
在按照權利要求2所述的激光源內(nèi)，為兩個光徑各設置一個端鏡，可以用光束切換單元有選擇地激活該端鏡。這意味著激光諧振器內(nèi)部在光束切換單元與輸出鏡之間的光徑不取決于光束切換單元的位置被確定。對于光束切換單元與端鏡之間的光徑，提供了兩個取決于光束切換單元的位置的光徑，由光束切換單元相應確定沿這兩個光徑中究竟哪個光徑引導激光諧振器內(nèi)的激光束。在這種情況下，不僅可以使用兩個端鏡而且可以使用幾個端鏡，從而基本上可以由一個具備相應數(shù)目的切換位置的光束切換單元激活任意多個不同的光徑。
此外，光徑的確切長度從而也就是所得到的脈沖持續(xù)時間可以通過改變相應端鏡的終端位置予以調(diào)整。通過移動輸出鏡，可以類似地改變所有光徑的長度。
按照權利要求3所述的激光源包括兩個配置在激光諧振器內(nèi)的光束切換單元。在兩個光束切換單元之間配置有光束引導器，光束引導器與兩個光束切換單元配合使當前的光徑偏移，從而與所謂的零光束的光徑相比當前光徑被延長。在這里，零光束定義為在激光諧振器內(nèi)從光束切換單元的特定初始位置而得到的光徑。
因此，這樣的使激光諧振器的部分區(qū)域內(nèi)的光徑偏離零光束的“旁路解決方案”導致使所發(fā)射的激光脈沖的脈沖持續(xù)時間延長，所延長的脈沖持續(xù)時間取決于光束引導器的附加長度。甚至在這種情況下，基本上也可能做到有任意多個“旁路光徑”，因此所得到的脈沖持續(xù)時間可最佳地適于要加工的多種不同的材料。
在按照權利要求4所述的實施例中，光束引導器包括至少一個反射鏡，用來幫助引導偏離零光束的光徑的激光束再回到零光束的光徑。在這個過程期間，反射鏡的空間配置確定了光徑的延長程度，使所得到的脈沖持續(xù)時間可以通過相應的反射鏡空間配置以簡單的方式被適配。
在按照權利要求5所述的實施例中，通過兩個光束切換單元中的第一光束切換單元，使得在激光諧振器內(nèi)引導的激光束偏離零光束，并耦合入光波導的第一端。通過光波導后光束從光波導的另一端離開，在兩個切換單元處在對稱的切換位置時通過兩個切換單元中的第二切換單元再傳送入零光束的光徑。在這里，光波導的長度確定了激光諧振器的光徑的延長程度，因此通過比較少的調(diào)整就可以獲得所需的“旁路光徑”。
按照權利要求6，光束切換單元分別包括被可轉動支持的反光鏡和截光器。用這些器件，就可以通過傳統(tǒng)的光學器件的機械運動改變激光諧振器內(nèi)的光徑。通常，對于這種在激光諧振器內(nèi)各個光徑之間的機械切換至少在高重復頻率的情況下需要比兩個連續(xù)激光脈沖之間的時間間隔還要長的時間。因此，不能逐個而只能隔連續(xù)多個激光脈沖改變所得到的各個激光脈沖的脈沖持續(xù)時間。然而，使用這種機械光束切換單元容易實現(xiàn)，而且對于許多應用來說完全足夠，因為材料通常是要用多個連續(xù)的脈沖持續(xù)時間不變的激光脈沖加工的。
例如，將交替包括透明和反射區(qū)域的配置在光徑內(nèi)從而交替地引起透射和反射的被可轉動支持的玻璃板作為截光器是適當?shù)?。如果使用被可轉動支持的反光鏡，用可以使反光鏡在各個精確限定的角位置之間切換的轉動機構是特別合適的。
按照權利要求7所述的實施例包括光電調(diào)制器或聲光調(diào)制器，作為光束切換單元。在光束用光電調(diào)制器切換時，調(diào)制器實現(xiàn)光束的偏振轉動。然后用例如所謂Brewster(布魯斯特角)窗那樣的對偏振靈敏的反射鏡執(zhí)行對經(jīng)不同偏振的激光束的空間分離。聲光調(diào)制器例如為CdTe晶體，其通過頻率在兆赫范圍的機械振蕩激勵。晶體內(nèi)在這個過程期間形成的駐波構成投射激光束的衍射光柵。
用光電調(diào)制器或聲光調(diào)制器的光束切換是有益的，因為切換操作可以很快執(zhí)行，基本上使激光諧振器甚至在激光脈沖重復頻率在幾千赫的范圍內(nèi)的情況下也可以在兩個連續(xù)的激光脈沖之間完成在各個光徑之間的切換。對一單個激光脈沖這樣有效的改變使材料的最佳加工有許多新的可能。例如，可以用多個連續(xù)的激光脈沖投射到同一個部位執(zhí)行材料加工，而每個激光脈沖的脈沖持續(xù)時間可以與上一個投射到同一個部位上的激光脈沖的脈沖持續(xù)時間不同。
在這里，應注意的是在激光諧振器內(nèi)所引導的激光束還可以有選擇地用串聯(lián)的幾個光束偏轉單元偏轉到長度不同的多個光徑中的一個光徑。在這里，可以將幾個同樣的光束偏轉單元也可以將不同類型的光束偏轉單元組合在一起。
按照權利要求8所述的實施例，其中有效激光媒質是固態(tài)材料，優(yōu)選的是用通常發(fā)射基波波長為1064nm的激光束的Nd:YAG、Nd:YVO4或Nd:YLF激光器來實現(xiàn)。
在按照權利要求9所述的實施例中，有效激光媒質用半導體二極管以光泵浦。優(yōu)選的是，將這些二極管配置在有效激光媒質的周圍，使得在緊湊的結構內(nèi)可以實現(xiàn)相應的二極管泵浦激光器，特別是二極管泵浦固態(tài)激光器。
按照權利要求10，激光源還包括用來執(zhí)行頻率倍增的非線性光媒質。這種非線性光媒質在激光技術內(nèi)是眾所周知的，其可以安置在諧振器內(nèi)和諧振器外。在以上所提到的這些類型的激光器的基波波長為1064nm的激光器內(nèi)，可以獲得波長為532nm、355nm和266nm的頻率倍增輻射?；úㄩL除以2、3或4的這種頻率倍增只是一個例子。因子為5、6或者更大的頻率倍增也是可以想象的，特別是用現(xiàn)代的激光系統(tǒng)。頻率倍增是有益的，因為可以用簡單的方式產(chǎn)生在可見或紫外光譜范圍內(nèi)的特別適合燒蝕諸如銅之類的金屬層的激光輻射。
涉及本發(fā)明的所基于的方法的目的是用具有獨立權利要求11的特征的用脈沖激光輻射加工工件的方法來達到的。在這種創(chuàng)造性的方法中，用激光源產(chǎn)生具有各自特定的脈沖持續(xù)時間的激光脈沖的激光束。所產(chǎn)生的激光束用偏轉單元二維偏轉后，通過成像光學器件投射到工件上的指定目標位置。脈沖持續(xù)時間根據(jù)工件的材料選擇，使得可以保證對材料進行最佳燒蝕。所謂最佳材料燒蝕是指高速而且盡可能精確的材料燒蝕。精確材料燒蝕的結果是在經(jīng)燒蝕的材料的區(qū)域與未燒蝕的材料的區(qū)域之間有陡峭的、精確限定的空間邊界。最佳脈沖持續(xù)時間可以通過在實際激光加工前的一些實驗確定，它取決于需加工的相應材料。
按照權利要求12，用按照權利要求1至10中任何一個權利要求所述的激光源來產(chǎn)生脈沖激光束。調(diào)整光束切換單元從而將激光諧振器內(nèi)的激光束的光徑，使得工件受到具有相應脈沖持續(xù)時間的激光脈沖的照射。因此，可以通過比較容易實現(xiàn)的改變激光諧振器的長度使到需加工的相應材料上的脈沖持續(xù)時間最佳化。在電子領域由于電子組件越來越小型化對材料加工的精度的要求是很高的，因此本發(fā)明特別適合對電子電路載體進行鉆孔或構造電子電路載體。
從以下結合附圖對所給出的優(yōu)選實施例的示范性說明中可以看到本發(fā)明的其他優(yōu)點和特征，在這些附圖中

圖1示出了包括激光諧振器內(nèi)具有不同長度的光徑的激光源的激光加工設備；圖2a、2b和2c示出了激光諧振器內(nèi)不同長度的光徑用折疊式反光鏡和相應設置的端鏡實現(xiàn)的激光源；圖3示出了包括有選擇地將激光束導向不同的端鏡的光束切換單元的激光源；圖4示出了包括兩個光束切換單元的激光源，這兩個光束切換單元能將在兩個光束切換單元之間的區(qū)域內(nèi)的激光束引導到不同的各配置有一個光波導的光徑；圖5示出了包括兩個光束切換單元的激光源，這兩個光束切換單元能將在兩個光束切換單元之間的區(qū)域內(nèi)的激光束引導到不同的各配置有一個反射鏡的光徑；以及圖6示意性地示出了包括光電調(diào)制器和Brewster窗的光束切換單元的結構。
這里應當注意在附圖中相互對應的部件的附圖標記僅其第一位不同。因此，已經(jīng)說明的一些部件不再根其它附圖再次描述。
圖1所示的激光加工設備100包括激光源110，激光源110被設置成發(fā)射脈沖輸出激光束121。這個光束照射到以常用方式配置的具有被可轉動支持的反光鏡(所謂Galvo鏡)的偏轉單元130上。偏轉單元130可以對激光束進行二維偏轉，使激光束通過成像光學器件140(例如F-θ光學器件)投射到需加工的基片150上。
在這個例子中，如圖所示，基片150包括介質層151，它的上、下面分別被金屬層152覆蓋。金屬層152以未示出的方式構成，形成電路通路。為了形成微孔153，借助于跳轉運動155使輸出激光束121通過偏轉單元130的偏轉和成像光學器件140的聚焦得到的加工激光束141相應地集中到鉆孔位置144上，再在鉆孔位置154的區(qū)域內(nèi)使經(jīng)成像光學器件140調(diào)整的光斑F作圓周運動，分別形成微孔。按照給定的狀況(基片的材料，孔的深度，激光功率，等等)，使加工激光束141沿一個圓周或幾個接連的圓周運動。因此，在這樣的稱為環(huán)鉆的鉆孔方法中，將激光束141引導成只是沿著孔的邊緣運動，從而切掉內(nèi)側中心部分。就此，所鉆出的孔各大于光斑F。為了形成微孔，還需要使激光束141完成幾個半徑相同或不同的圓周運動。
本發(fā)明所提供的激光源被這樣形成，即使得可在輸出激光束121內(nèi)形成脈沖持續(xù)時間不同的激光脈沖。這例如是通過將激光源110配置成如下所述來實現(xiàn)的激光源110包括具有輸出鏡112以及第一端鏡114a、第二端鏡114b和第三端鏡114c這幾個端鏡的激光諧振器。激光諧振器內(nèi)部配置有有效激光媒質111，特別是諸如Nd:YAG或Nd:YVO4之類的固態(tài)物質。此外，在激光諧振器內(nèi)還配置有光束切換單元113，它將激光諧振器內(nèi)部的光徑115任選地轉到第一光徑115a、第二光徑115b和第三光徑115c這三個光徑中的一個光徑。在這個過程期間，分別為光徑115a、115b和116c中的一個光徑被指配端鏡114a、114b和114c中的一個相應端鏡。端鏡114a、114b和114c分別配置在離光束切換單元113不同的距離上，以便根據(jù)光束切換單元113的致動使光徑115a、115b和115c中的一個光徑激活。
光束切換單元113可以是機械反光鏡系統(tǒng)，也可以是可高速電致動的調(diào)制器，諸如聲光調(diào)制器，或特別是光電調(diào)制器。光束切換單元的可行配置稍后將結合圖6說明。
在這一點上應注意的是，特別是在使用聲光調(diào)制器作為光束切換單元時，還可以將一個反射鏡連接在調(diào)制器的下游。在反射鏡相對經(jīng)偏移的光束的光徑有一個相應角位置的情況下，所得到的偏移角因此能明顯增大，而只用一個調(diào)制器可得到偏移角通常是非常小的。因此，即使用聲光調(diào)制器也能獲得在90°范圍內(nèi)的偏移角。
如從圖1可看到的那樣，光徑115a、115b和115c具有不同的長度。因此，取決于光束切換單元113的位置，諧振器的有效長度能調(diào)整為3個不同的長度，從而使輸出激光束121的脈沖持續(xù)時間取決于光束切換單元113的位置。
脈沖持續(xù)時間與諧振器的長度的這種相關性可以由激光脈沖要一直持續(xù)到有效激光媒質111內(nèi)的反轉已經(jīng)減小為止這一事實解釋。這意味著在有效激光媒質111內(nèi)所發(fā)射的原子或分子大部分返回到它們的基本狀態(tài)。由于需要光脈沖通過有效媒質111一定的次數(shù)以減小反轉，不用說光脈沖通過這些次數(shù)所需的總時間取決于諧振器的長度。
圖2a、2b和2c示出了本發(fā)明的另一個實施例，其中光束切換單元通過被可轉動支持的反光鏡213實現(xiàn)。通過輸出鏡212發(fā)射脈沖輸出激光束221的激光源包括固態(tài)物質，特別是Nd:YAG或Nd:YVO4，作為有效激光媒質211。在圖2a中所示的被可轉動支持的反光鏡213的第一位置，激光諧振器只由輸出鏡212和用作第一端鏡214a的反光鏡213組成。因此，在激光諧振器內(nèi)激光束只取由用作第一端鏡214a的被可轉動支持的反光鏡213和輸出鏡212限定的光徑。
如果被可轉動支持的反光鏡213圍繞與圖面垂直的轉動軸順時針方向傾斜45°，光徑215內(nèi)的激光束由于在反光鏡213上的反射被偏向靜止的第二端鏡214，使得激光諧振器內(nèi)激光束沿著光徑215和215b行進。因此，與圖2a所示的諧振器長度相比，諧振器長度延長了光徑215b的長度。
將被可轉動支持的反光鏡213從圖2a中所示的反光鏡位置開始逆時針轉動45°的轉角，可以在激光諧振器內(nèi)得到圖2c所示的光徑。激光諧振器由輸出鏡212和離反光鏡213比第二端鏡214b的遠的第三端鏡214c形成。因此，所得到的諧振器長度由光徑215的長度和第三光徑215c的長度組成。
由于改變被可轉動支持的反光鏡213的角位置的變化和相對反光鏡213相應配置了第二端鏡214b和第三端鏡214c，因此就能以簡單的方式改變激光源210的諧振器長度，從而可以將所得到的輸出激光束221的激光脈沖的脈沖持續(xù)時間最佳地調(diào)整到適合要加工的相應材料。
圖3所示的實施例與圖2a、2b和2c所示的實施例不同之處在于配置了可以電致動的光束切換單元313來代替被可轉動支持的反光鏡213a。它將在光束切換單元313與輸出鏡212之間的光徑315任選地轉接至四個分別標為附圖標記315a、315b、315c和315d的光徑中的一個光徑。為每個光徑315a、315b、315c和315d分別配置一個端鏡314a、314b、314c和314d，這四個端鏡配置在離光束切換單元213不同的距離處。
圖4所示的激光源410與激光源310不同之處在于只配置了一個端鏡414，端鏡414與輸出鏡412一起形成激光源410的激光諧振器。除了有效激光媒質411之外，在激光諧振器內(nèi)配置了第一光束切換單元413a、第二光束切換單元413b這兩個光束切換單元。如果兩個光束切換單元413a、413b被相應致動，激光諧振器內(nèi)所引導的激光束就可選擇地在四個分別標為附圖標記415a、415b、415c和415d的光徑中的一個光徑上行進。光徑415b、415c和415d分別經(jīng)過長度相互不同的光波導416b、416c和416d行進。因此，取決于兩個光束切換單元413a和413b的始終相互對稱切換的位置，就可以改變所得到的激光源410的諧振器長度，從而可以將輸出激光束421的激光脈沖的脈沖持續(xù)時間最佳地調(diào)整到適合需加工的相應材料。
圖5所示的激光源510與激光源410不同之處在于配置了靜止的反光鏡517b、517c和517d分別代替三個光波導416b、416c和416d。如果兩個光束切換單元513a和513b被對稱致動，就可以將在激光諧振器內(nèi)的激光束有選擇地引導至光徑515a或經(jīng)偏轉的光徑515b、515c或515d。
圖6示出了包括光電調(diào)制器660和Brewster窗663的光束切換單元613的結構。入射激光束615被線性偏振。通過用控制單元(未示出)相應致動光電調(diào)制器660，離開調(diào)制器660的激光束662的偏振方向可以沿著轉動方向661改變，使得激光束662在光電調(diào)制器660的第一位置平行于圖面而在第二位置垂直于圖面被偏振。
Brewster窗663以所屬技術領域的專業(yè)人員所熟悉的Brewster幾何結構配置在激光束662的光徑內(nèi)，使得在光電調(diào)制器660的第一位置激光束662以由Brewster窗663的厚度和折射率確定的平行偏移轉至光徑615b。在光電調(diào)制器660的第二位置將垂直于圖面偏振的激光束662轉至光徑615a。通過相應致動光電調(diào)制器660因此就能有選擇地將輸入激光束615相應轉至兩個光徑615a和615b中的一個光徑。
當然，為了有選擇性地將光束轉至多于兩個的輸出光徑，可以將幾個光束切換單元613以級聯(lián)形式串聯(lián)連接。
在這一點上應注意的是，如果在光束切換單元內(nèi)使用聲光調(diào)制器，偏轉角度通常是非常小的，因此不附加使用相應配置的偏轉反射鏡，諧振器長度的改變是很有限的。通過使用幾個平行配置的反射鏡使得各偏移的激光束可以在這些反光鏡之間來回反射若干次，從而可以以有益的方式使長度得到大的改變。這樣，就可以在一個很緊湊的光學結構內(nèi)使所得到的諧振器長度有相當大的改變。
概括地說，可以看到本發(fā)明提供了一種包括激光諧振器的激光源110，激光諧振器的長度可以用光束切換單元113改變，使得所發(fā)射的激光輻射的脈沖持續(xù)時間可以根據(jù)相應設置的諧振器長度調(diào)整。光束切換單元113可以用機械式反光鏡系統(tǒng)213實現(xiàn)。光束切換單元113還可以用光電或聲光調(diào)制器實現(xiàn)，使得光束切換可以很快執(zhí)行。這使得諧振器長度的切換甚至在高脈沖重復頻率的情況下也可以在兩個連續(xù)的激光脈沖之間完成。此外，本發(fā)明還提供了一種用脈沖激光輻射加工工件150的方法，激光束通過偏轉單元130被二維偏轉，并通過成像光學系統(tǒng)140投射到工件150上。特別是，激光脈沖的脈沖持續(xù)時間通過選擇在激光諧振器內(nèi)的光徑被調(diào)整使得可以保證對材料的最佳燒蝕。
權利要求
1.一種激光源，特別是用于用脈沖激光輻射對電子電路載體鉆孔和/或構造電子電路載體的激光加工設備的激光源，所述激光源包括·包括部分反射的輸出鏡(112)和端鏡(114a，114b，114c)的激光諧振器，·配置在所述激光諧振器內(nèi)的有效激光媒質(111)，以及·也配置在所述激光諧振器內(nèi)的光束切換單元(113)，其中所述光束切換單元(113)和所述激光諧振器被設置，使得在所述激光諧振器內(nèi)所引導的激光束可以在第一光徑(115a)和第二光徑(115b)之間轉接，與所述第一光徑(115a)相比所述第二光徑(115b)的長度不同。
2.按照權利要求1所述的激光源，其中所述激光諧振器包括第一端鏡(114a)和第二端鏡(114b)，所述第一端鏡(114a)和第二端鏡(114b)相對所述光束切換單元(113)被配置，使得·所述第一光徑(115，115a)在所述輸出鏡(112)與所述第一端鏡(114a)之間行進，以及·所述第二光徑(115，115b)在所述輸出鏡(112)與所述第二端鏡(114b)之間行進。
3.按照權利要求1所述的激光源，其中·所述光束切換單元包括配置在所述激光諧振器內(nèi)的第一光束切換單元(413a)和第二光束切換單元(413b)，以及·其中還配置了光束引導器(415b，415c，415d)，所述光束引導器(415b，415c，415d)相對兩個光束切換單元(413a，413b)被配置，使得在所述兩個光束切換單元(413a，413b)被相應設置時，在所述輸出鏡(412)與所述端鏡(414)之間引導的激光束被引導通過所述光束引導器(415b，415c，415d)。
4.按照權利要求3所述的激光源，其中所述光束引導器包括至少一個反射鏡(517b，517c，517d)。
5.按照權利要求3至4中任何一個權利要求所述的激光源，其中所述光束引導器包括至少一個光波導(416b，416c，416d)。
6.按照權利要求1至5中任何一個權利要求所述的激光源，其中所述光束切換單元至少包括·被可轉動支持的反光鏡(213)，和/或·截光器。
7.按照權利要求1至6中任何一個權利要求所述的激光源，其中所述光束切換單元包括·光電調(diào)制器(660)，和/或·聲光調(diào)制器。
8.按照權利要求1至7中任何一個權利要求所述的激光源，其中所述有效激光媒質處于固態(tài)(111)。
9.按照權利要求1至8中任何一個權利要求所述的激光源，其中配置了至少一個半導體二極管，用來泵浦所述有效激光媒質(111)。
10.按照權利要求1至9中任何一個權利要求所述的激光源，其中還配置了非線性光媒質，用來執(zhí)行頻率倍增。
11.一種用脈沖激光輻射加工工件特別是對電子電路載體鉆孔和構造電子電路載體的方法，其中·激光束(121)通過激光源被產(chǎn)生，所述激光束(121)具有相應確定的脈沖持續(xù)時間的激光脈沖，以及·所述激光束(121)通過偏轉單元(130)被二維偏轉，并經(jīng)成像光學器件(140)引到所述工件(150)上的預定目標位置，所述脈沖持續(xù)時間根據(jù)所述工件(150)的材料被選擇，使得確保最佳材料燒蝕。
12.按照權利要求11所述的方法，其中所述激光束(121)通過按照權利要求1至10中任何一個權利要求所述的激光源(110)產(chǎn)生，以及在所述激光諧振器內(nèi)，所述光束切換單元(113)并且從而激光束的光徑(115，115a，115b，115c)被調(diào)整，使得所述工件(150)受到相應脈沖持續(xù)時間的激光脈沖的照射。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種包括激光諧振器的激光源(110)，激光諧振器的長度可以用光束切換單元(113)改變，使得所發(fā)射的激光輻射的脈沖持續(xù)時間可以根據(jù)相應設置的諧振器長度調(diào)整。光束切換單元(113)可以用機械式反光鏡系統(tǒng)(213)實現(xiàn)。光束切換單元(113)還可以用光電或聲光調(diào)制器實現(xiàn)，使得光束切換可以很快執(zhí)行。這使得諧振器長度的切換甚至在高脈沖重復頻率的情況下也可以在兩個連續(xù)的激光脈沖之間完成。此外，本發(fā)明還提供了一種用脈沖激光輻射加工工件(150)的方法，激光束用偏轉單元(130)二維偏轉后通過成像光學系統(tǒng)(140)投射到工件(150)上。特別是，激光脈沖的脈沖持續(xù)時間通過選擇在激光諧振器內(nèi)的光徑調(diào)整成可以保證對材料的最佳燒蝕。
文檔編號B23K26/36GK1969433SQ200580019249
公開日2007年5月23日 申請日期2005年7月29日 優(yōu)先權日2004年9月2日
發(fā)明者漢斯·J·梅爾, 烏韋·梅特卡 申請人:日立比亞機械股份有限公司