Устройство для лазерной проекционной обработки объектов — SU 886387 (original) (raw)
(51)5 В 23 К 26/О СА ВТОРСК ДЕТЕПЬСТ птическая стема, м, что лич а щееся т ния эффектив зерного изл плотности мо с целью повьппепользования ласти ия бъе без по между активнотражателемзости от мас-94.5,щелью, вып оскости, п 2. Устройствоч а ю щ е е с явыполнена с регущелью. т л о ем, что заслонкаруемой по площади тор ель ска, а поская сисактивным ее активГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(54)(57) 1, УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЛАЗЕРНОЙПРОЕКЦИОННОЙ ОБРАБОТКИ ОБЬЕКТОВ, содержащее активный элемент лазера, поодну сторону которого расположеныотражатель и установленная перед ниммаска, а по другую - фокусирующаяИзобретение относится к лазернойтехнике и может быть использовано длятехнологической обработки материалови частности для изготовления объектов микроэлектроники; элементов запоминающих устройств ЭВИ, для сваркии термообработки, а также для заменыинформации,Известны устройства для лазернойпроекционной обработки объектов. содержащие лазер, маску, расположеннуюв оптически сопряженной с объектомплоскости фокусирующей оптическойсистемы. В этих устройствах излучение лазера проходит через маску и Фокусируется на объекте.Недостатком таких устройств является потеря мощности лазерного излучения.при прохождении маски.Известно также лазерное проекционное устройство, содержащ учения путем увеличенщности излучения на ппения мощности лазе в элементом лазерав непосредственной б и установлена заслонклненная подвижной враллельной маске. ный элемент лазера по одн которого расположены отра тановленная перед ним другую Фокусирующая оптема, установленнаямеждэлементом лазера и объустройстве генерация вко на открытых маской чжателя, благодаря чемупотеря мощности излучеоднако, плотность мощина объекте обратно проплощади этих. открытыхтеля. То есть, чем больпрозрачных участков машая мощность лазера трреализации процесса об ктом, В этом зникает тольастях отраотсутствуетия на маске, сти излучения орциональна астей отражаше площадь ки, тем больебуется для аботки объекта.Цель изобретения - повышение эФФективности использования лазерного излучения путем увеличения плот40 55 ности мощности излучения на объектебез повышения мощности лазера.Цель достигается тем, что в уст-.ройстве, содержащем активный элементлазера по одну сторону которого расположены отражатель и установ.пеннаяперед ним маска, а по другую - Фокусирующая оптическая система и объект,между активным элементом лазера и отражателем в непосредственной близости от маски установлена заслонка сощелью, выполненная подвижной в плоскости параллельной маске,При этом заслонку целесообразновыполнить с регулируемой по площадищелью.На чертеже представлена схемапредложенного устройства.Устройство содержит активный элемент лазера 1, по одну сторону которого расположены Ьтражатель 2 и установленная перед ним маска 3, а подругую фокусирующая оптическая система 4 и объект 5. Маска 3 и объект 5 25расположены в оптически сопряженныхплоскостях фокусирующей оптическойсистемы 4,Между отражателем 2 и маской 3установлена заслонка 6 со щелью, ширина которой регулируется шторками 7,при этом заслонка 6 выполнена подвижной в плоскости, параллельноймаске 3..Необходимо заметить, что в предложенном устройстве оптический резонатор лазера состоит из отражателя2 и объекта 5,Устройство работает следующим образом.В исходном положении. заслонка 6полностью закрывает отражатель 2 нгенерация излучения отсутствует, Приперемещении заслонки 6 в направлении А ее щель начинает последовательно открывать прозрачные участкимаски 3. Участки отражателя 2, соответствующие наложению щели и прозрачных участков маски 3, оказываются открытыми для излучения активного элемента лазера. 1 и только на этих участках возникает генерация. Плотностьмощности излучения на объекте обратно пропорциональна площади этих открытых участков отражателя 2. Помере прохождения щели через полеизображения на объект 5 последовательно передается рисунок маски такими участками. Это дает воэможность при ограниченной мощности лазера получить необходимую для обработки заданного материала плотность мощности на объекте, а перемещение щели обеспечи" вает передачу всего рисунка маски на обрабатываемый .объект.В случае импульсного режима работы лазера скорость перемещения заслонки 6 выбирается из условий перекрытия пятен обработки образованных щелью заслонки 6 на объекте 5.После прохождения щели через всю маску 3 отражатель 2 опять оказывается полностью закрытым заслонкой 6; Варьируя с помощью шторок 7 шириной щели можно изменять в широких пределах плотность мощности на объекте при обработке.Повышение плотности мощности излучения на объекте при ограничении площади зеркала резонатора (обычно ограничение пучка вызывает уменьшение интенсивности) объясняется тем, что при уменьшении площади открытых1щелью участков маски уменьшается и площадь обрабатываемых в данный момент участков объекта, а объем активной среды лазера, участвующий в усилении, уменьшается при этом в меньшей степени, то есть объем активной среды, приходящийся на единицу площади обрабатываемогообъекта, увеличивается.Так как ширину заслонки 6 можно уменьшить до значения дифракционного предела разрешения Фокусирующей оптической системы 4, то с помощью предложенного устройства можно повысить плотность мощности излучения на объекте 5 при передаче рисунка маски 3, на несколько порядков но сравнению с прототипом, не увеличивая при этом мощности лазераЭто значительно расширяет функциональные воэможности устройства. Так, изменяя только величину щели заслонки, можно проводить операции, требующие существенного различия в интенсивности воздействия, как например, засветка фоточувствительного материала и непосредственное испарение металлической пленки при изготовлении фотошаблонов . 1Предложенное устройство может найти широкое применение для технологической обработки материалов, в частСос тавительРедактор Л, Письман Техред Л,Сердюкова орректор И.МаксимишинецЗаказ 1693 Тираж 658 ПодписноегсВНИИБЗР Государственного комитета по изобретениям и открытиям113035, Москва, Ж, Раушская наб. д. 4/5 ГКНТ СССР венно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, у ина, 101 оиз 5 886387 6ности для изготовления объектов мик- щих устройств ЭВМ, сварки, термооброэлектроники, элементов запоминаю- работки, записи инФормации.1