脈沖激光系統(tǒng)及其驅(qū)動(dòng)方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)一種脈沖激光系統(tǒng)及其驅(qū)動(dòng)方法。其中，該方法包括：由控制器根據(jù)從數(shù)據(jù)服務(wù)器提供的工件的加工條件信息確定將要照射到工件上的合適激光束的脈沖能量和曝光時(shí)間；由控制器確定從光束監(jiān)測(cè)裝置發(fā)出的光束的平均輸出功率和能量是否處于設(shè)定光束的平均輸出功率和能量范圍內(nèi)；由控制器基于確定的信息設(shè)定適于加工工件的脈沖能量和光束平均輸出功率；以及計(jì)算空載時(shí)間，從而使測(cè)量的平均功率中的變化最小化，以使測(cè)量的光束平均功率遵循設(shè)定的光束平均輸出功率并且將計(jì)算出的空載時(shí)間提供給觸發(fā)脈沖生成器，其中，空載時(shí)間是光束未曝光在工件上時(shí)的時(shí)段。
【專利說(shuō)明】脈沖激光系統(tǒng)及其驅(qū)動(dòng)方法
[0001]相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用
[0002]本申請(qǐng)要求于2012年12月26日提交的題為“脈沖激光系統(tǒng)及其驅(qū)動(dòng)方法”的韓國(guó)專利申請(qǐng)序號(hào)第10-2012-0153491號(hào)的權(quán)益，通過(guò)引用將本申請(qǐng)的全部?jī)?nèi)容結(jié)合在此。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0003]本發(fā)明涉及脈沖激光系統(tǒng)及其驅(qū)動(dòng)方法，更具體地，涉及一種能夠同時(shí)使激光束的平均輸出功率以及脈沖對(duì)脈沖能量(pulse-to-pulse energy)變化穩(wěn)定的脈沖激光系統(tǒng)及其驅(qū)動(dòng)方法。
【背景技術(shù)】
[0004]通常，在使用激光器的工藝中，激光功率或者能量在時(shí)間上的穩(wěn)定性被視為一項(xiàng)重要的因素。
[0005]為了獲得激光器的穩(wěn)定性，通過(guò)激光二極管和直接調(diào)節(jié)用于諸如氣體等介質(zhì)的泵浦能的方法來(lái)控制激光器的輸出功率或者能量。
[0006]在使用鉆孔器等通孔的加工中，由于其特性而使用脈沖形的激光束，其中，難以使輸出功率和脈沖對(duì)脈沖能量?jī)烧咄瑫r(shí)穩(wěn)定。在通常情況下，為了使輸出功率穩(wěn)定，可在一時(shí)間段內(nèi)致使脈沖能量不穩(wěn)定。具體地，在加工時(shí)間段內(nèi)所需的脈沖能量不足時(shí)，該加工就會(huì)停止，從而導(dǎo)致生 產(chǎn)力降低。
[0007]在現(xiàn)有技術(shù)中，已經(jīng)采用調(diào)節(jié)泵浦峰值功率或者泵浦時(shí)間的方法來(lái)控制激光介質(zhì)的泵浦能。
[0008]使用脈沖寬度調(diào)制(PWM)調(diào)節(jié)泵浦時(shí)間的方法是一種使用光學(xué)傳感器等測(cè)量光功率變化減小的方法。由于上述方法產(chǎn)生根據(jù)泵浦時(shí)間改變而變化的光輸出時(shí)間，所以上述方法會(huì)限于曝光時(shí)間重要的加工領(lǐng)域中。
[0009]通過(guò)直接調(diào)節(jié)高頻泵浦信號(hào)的量級(jí)可減小測(cè)量到的光功率的變化，而對(duì)于泵浦時(shí)間沒(méi)有限制。然而，因?yàn)樯鲜龇椒ㄟ€需要控制接口，所以激光器的控制電路將變得復(fù)雜。
[0010]為了使調(diào)節(jié)泵浦能量期間產(chǎn)生的光束脈沖的能量降低最小化，功率變化期間產(chǎn)生另一類型泵浦信號(hào)以增加可在加工中使用的脈沖數(shù)的方法也是可能的。然而，由于應(yīng)當(dāng)制備各種形式的泵浦信號(hào)等，所以該方法也使控制電路變得復(fù)雜。
[0011]可替代地，為了降低脈沖對(duì)脈沖能量中的變化，一種檢測(cè)光學(xué)傳感器輸出信號(hào)以調(diào)節(jié)泵浦能量或者光學(xué)損耗因數(shù)的方法也是可能的。然而，該方法可能也不會(huì)使脈沖與輸出功率變化之間的能量變化同時(shí)穩(wěn)定。
[0012]【現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)】
[0013]【專利文獻(xiàn)】
[0014](專利文獻(xiàn)I)美國(guó)專利公開(kāi)第2008-0023452號(hào)
[0015](專利文獻(xiàn)2)美國(guó)專利公開(kāi)第2011-0284507號(hào)
[0016](專利文獻(xiàn)3)美國(guó)專利公開(kāi)第4，856，010號(hào)[0017](專利文獻(xiàn)4)美國(guó)專利公開(kāi)第5，982，790號(hào)
【發(fā)明內(nèi)容】

[0018]本發(fā)明的一個(gè)目的是提供這樣一種脈沖激光系統(tǒng)及其驅(qū)動(dòng)方法，該脈沖激光系統(tǒng)通過(guò)使用觸發(fā)信號(hào)的空載時(shí)間變化(和調(diào)節(jié))以及觸發(fā)信號(hào)的脈沖寬度而能夠使得激光束的平均輸出功率以及脈沖之間能量變化同時(shí)穩(wěn)定。
[0019]根據(jù)本發(fā)明的不例性實(shí)施方式，提供一種脈沖激光系統(tǒng)，包括:激光束輸送單兀，在工件上照射激光束；激光源，向激光束輸送單元提供激光脈沖；電源裝置，向激光源供給高頻功率；觸發(fā)脈沖生成器，產(chǎn)生觸發(fā)信號(hào)以向電源裝置提供產(chǎn)生的觸發(fā)脈沖；控制器，輸出允許觸發(fā)脈沖生成器產(chǎn)生觸發(fā)脈沖并且整體控制該系統(tǒng)的控制信號(hào)；光束監(jiān)測(cè)裝置，對(duì)從激光束輸送單元輸出的激光束進(jìn)行監(jiān)測(cè)以向控制器提供相關(guān)的信息；溫度監(jiān)測(cè)裝置，對(duì)激光束輸送單元的溫度進(jìn)行監(jiān)測(cè)以向控制器提供相關(guān)的信息；以及數(shù)據(jù)服務(wù)器，向控制器提供與工件的加工相關(guān)的信息。
[0020]基于現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列(FPGA)邏輯、數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)以及中央處理單元(CPU)中的至少一個(gè)來(lái)配置控制器。
[0021]光束監(jiān)測(cè)裝置可監(jiān)測(cè)從激光束輸送單元輸出的激光束的功率、能量以及位置中的至少一個(gè)。
[0022]與工件的加工相關(guān)的信息可包括激光束脈沖的峰值功率、脈沖能量、以及脈沖的開(kāi)啟時(shí)段。
[0023]控制器可從溫度監(jiān)測(cè)裝置接收溫度信息，并且在接收的溫度信息不在設(shè)定的溫度范圍內(nèi)的情況下，可進(jìn)行控制以使得激光束脈沖不曝光在工件上時(shí)的時(shí)間段的空載時(shí)間變長(zhǎng)或者變短。
[0024]根據(jù)本發(fā)明的另一示例性實(shí)施方式，提供一種脈沖激光系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)方法，該脈沖激光系統(tǒng)包括激光束輸送單元、激光源、電源裝置、觸發(fā)脈沖生成器、控制器、光束監(jiān)測(cè)裝置、溫度監(jiān)測(cè)裝置以及數(shù)據(jù)服務(wù)器，該方法包括:由控制器根據(jù)從數(shù)據(jù)服務(wù)器提供的工件的加工條件信息對(duì)將要照射到工件上的合適激光束的脈沖能量和曝光時(shí)間進(jìn)行確定；由控制器確定從光束監(jiān)測(cè)裝置發(fā)出的光束的平均輸出功率和能量是否處于設(shè)定光束的平均輸出功率和能量的范圍內(nèi)；由控制器基于確定信息來(lái)設(shè)定適合用于加工工件的脈沖能量和光束平均輸出功率；并且計(jì)算空載時(shí)間，該空載時(shí)間是光束不曝光在工件上的時(shí)段，從而使得測(cè)量的平均功率變化最小化，以使得測(cè)量的光束平均功率遵循設(shè)定的光束平均輸出功率并且向觸發(fā)脈沖生成器提供計(jì)算出的空載時(shí)間。
[0025]工件的加工條件信息可包括激光束脈沖的峰值功率、脈沖能量、以及脈沖的開(kāi)啟時(shí)段。
[0026]該方法可進(jìn)一步包括由控制器根據(jù)由數(shù)據(jù)服務(wù)器提供的工件的加工條件信息來(lái)確定激光束輸送單元中的適當(dāng)光束狀態(tài)和溫度。
[0027]光束狀態(tài)可包括光束的位置、大小以及形狀。
[0028]該方法可進(jìn)一步包括由控制器確定從溫度監(jiān)測(cè)裝置發(fā)出的溫度信息是否處于設(shè)定的溫度范圍的范圍內(nèi)。
[0029]當(dāng)作為該確定的結(jié)果是從溫度監(jiān)測(cè)裝置發(fā)出的溫度信息不處于設(shè)定溫度范圍內(nèi)時(shí)，控制器可進(jìn)行控制以使空載時(shí)間(即，激光束脈沖的關(guān)斷時(shí)段)變長(zhǎng)或者變短。
[0030]該方法可進(jìn)一步包括從設(shè)定的脈沖能量計(jì)算作為觸發(fā)脈沖的開(kāi)啟時(shí)段的脈沖寬度，并且向觸發(fā)脈沖生成器提供計(jì)算出的脈沖寬度。
[0031]根據(jù)下列等式計(jì)算空載時(shí)間:
[0032]Lt=PwX (1-Dc)/Dc
[0033]其中，Lt表示空載時(shí)間，Pw表示作為激光束曝光在工件上的時(shí)段的脈沖寬度，并且Dc表不占空比。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0034]圖1是示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方式的脈沖激光系統(tǒng)的配置的示圖；
[0035]圖2是示出了根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方式執(zhí)行脈沖激光系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)方法的過(guò)程的流程圖；
[0036]圖3是示出了適用于根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方式的脈沖激光系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)方法的空載時(shí)間與占空比之間的關(guān)聯(lián)性的特征曲線圖；
[0037]圖4A至圖4D是示出了在根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方式的脈沖激光系統(tǒng)的觸發(fā)脈沖生成器內(nèi)產(chǎn)生的觸發(fā)脈沖的控制形式的示圖；
[0038]圖5A至圖是示出了根據(jù)基于現(xiàn)有技術(shù)的脈沖寬度調(diào)制控制的平均功率變化的每一脈沖能量(energy per pulse)變化的示圖；以及
[0039]圖6A至圖6D是示出了在應(yīng)用了根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方式的脈沖激光系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)方法的情況下根據(jù)平均功率變化的每一脈沖能量變化的示圖。
【具體實(shí)施方式】
[0040]本說(shuō)明書(shū)和權(quán)利要求中所使用的術(shù)語(yǔ)和詞匯不應(yīng)當(dāng)被解釋為局限于常規(guī)的含義或者字典定義，而是應(yīng)當(dāng)解釋為基于一定規(guī)則的有關(guān)本發(fā)明的技術(shù)范圍的含義和概念，根據(jù)該規(guī)則，發(fā)明人能夠適當(dāng)?shù)囟x術(shù)語(yǔ)概念以最恰當(dāng)?shù)孛枋鏊蛘咚阎糜谕瓿杀景l(fā)明的最佳方法。
[0041]貫穿本說(shuō)明書(shū)中，除非另有明確描述，否則，“包括”任何部件將被理解為默示地包括其他部件，而非排除任何其他部件。術(shù)語(yǔ)“單元”、“模塊”、“裝置”等指加工至少一種功能或者操作的單元，該功能或者操作可以由硬件、軟件、或者硬件和軟件的組合實(shí)施。
[0042]在下文中，將參照附圖詳細(xì)地描述本發(fā)明的實(shí)施方式。
[0043]圖1是示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方式的脈沖激光系統(tǒng)的配置的示圖。
[0044]參照?qǐng)D1，根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方式的脈沖激光系統(tǒng)包括激光束輸送單元110、激光源120、電源裝置130、觸發(fā)脈沖生成器140、控制器150、光束監(jiān)測(cè)裝置160、溫度監(jiān)測(cè)裝置170、以及數(shù)據(jù)服務(wù)器180。
[0045]激光光束輸送單元110將激光束照射在工件190上。上述激光光束輸送單元110可以配置為包括多個(gè)凸透鏡和凹透鏡的一個(gè)光學(xué)系統(tǒng)。
[0046]激光源120向激光光束輸送單元110提供激光脈沖。作為如上所述的激光源120，可以使用CO2激光器、準(zhǔn)分子激光器等。
[0047]電源裝置130向激光源120供給高頻功率。
[0048]觸發(fā)脈沖生成器140產(chǎn)生觸發(fā)脈沖并且向電源裝置130提供產(chǎn)生的觸發(fā)脈沖。
[0049]控制器150輸出允許觸發(fā)脈沖生成器140產(chǎn)生觸發(fā)脈沖并且整體控制該系統(tǒng)的控制信號(hào)。此處，可基于現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列(FPDA)邏輯、數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)、以及中央處理器(CPU)中的至少一個(gè)來(lái)配置上述控制器150。此外，控制器150從稍后描述的溫度監(jiān)測(cè)裝置170接收溫度信息并且進(jìn)行控制，以在所接收的溫度信息不處于設(shè)定溫度范圍內(nèi)的情況下使得空載時(shí)間(即，激光束脈沖的關(guān)斷時(shí)段)變長(zhǎng)或者變短。
[0050]光束監(jiān)測(cè)裝置160對(duì)激光束輸送單元110輸出的激光束進(jìn)行監(jiān)測(cè)并且向控制器150提供相關(guān)的信息。上述光束監(jiān)測(cè)裝置160可對(duì)激光束輸送單元110輸出的激光束的功率、能量、以及位置中的至少一個(gè)進(jìn)行監(jiān)測(cè)。
[0051]溫度監(jiān)測(cè)裝置170對(duì)激光光束輸送單元110輸出的激光束進(jìn)行監(jiān)測(cè)并且向控制器150提供相關(guān)的彳目息。
[0052]數(shù)據(jù)服務(wù)器180向控制器150提供與工件190的加工相關(guān)的信息。此處，與工件190的加工相關(guān)的信息可包括激光束脈沖的峰值功率、脈沖能量、以及脈沖的開(kāi)啟時(shí)段。
[0053]接下來(lái)，將描述根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方式的具有如上所述配置的脈沖激光系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)方法。
[0054]圖2是根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方式的執(zhí)行脈沖激光系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)方法的過(guò)程的流程圖。
[0055]參照?qǐng)D2，根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方式的脈沖激光系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)方法是根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方式的脈沖激光系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)方法，如上所述，該脈沖激光系統(tǒng)包括:激光束輸送單元110、激光源120、電源裝置130、觸發(fā)脈沖生成器140、控制器150、光束監(jiān)測(cè)裝置160、溫度監(jiān)測(cè)裝置170、以及數(shù)據(jù)服務(wù)器180，其中，控制器150首先根據(jù)由數(shù)據(jù)服務(wù)器180提供的工件190的加工條件信息對(duì)將要照射到工件190的合適激光束的脈沖能量和曝光時(shí)間進(jìn)行確定(S201)。此處，工件190的加工條件信息可包括激光束脈沖的峰值功率、脈沖能量、以及脈沖的開(kāi)啟時(shí)段。
[0056]此外，控制器150根據(jù)由數(shù)據(jù)服務(wù)器180提供的工件190的加工條件信息來(lái)確定激光束輸送單元110中的合適激光束和溫度(S202)。在這種情況下，激光束輸送單元110中的合適激光束狀態(tài)可包括光束的位置、大小以及形狀。
[0057]然后，由控制器150確定從光束監(jiān)測(cè)裝置160發(fā)出的光束的平均輸出功率和能量是否處于光束的設(shè)定平均輸出功率和能量的范圍內(nèi)(S203)。
[0058]此外，由控制器150確定從溫度監(jiān)測(cè)裝置170發(fā)出的溫度信息是否處于設(shè)定的溫度范圍內(nèi)(S204)。在這種情況下，作為該確定的結(jié)果，當(dāng)從溫度監(jiān)測(cè)裝置170發(fā)出的溫度信息不處于設(shè)定的溫度范圍內(nèi)時(shí)，控制器150進(jìn)行控制以使得空載時(shí)間變長(zhǎng)或者變短，其中，該空載時(shí)間是激光束脈沖未曝光在工件上時(shí)的時(shí)段。
[0059]此外，控制器150基于在S203中的確定信息來(lái)設(shè)置適用于加工工件190的脈沖能量和光束平均輸出功率(S205 )。
[0060]然后，控制器150根據(jù)設(shè)定脈沖能量計(jì)算作為觸發(fā)脈沖的開(kāi)啟時(shí)段的脈沖，并且向觸發(fā)脈沖生成器140提供計(jì)算出的脈沖寬度(S206)。[0061]此外，為了使測(cè)量的光束平均功率遵循設(shè)定的光束平均輸出功率，控制器150計(jì)算空載時(shí)間，該空載時(shí)間是光束未曝光在工件上時(shí)的時(shí)段，從而使測(cè)量的平均功率變化最小化，并且向觸發(fā)脈沖生成器140提供計(jì)算的空載時(shí)間(S207)。
[0062]如上所述，在本發(fā)明中，通過(guò)固定觸發(fā)信號(hào)的脈沖寬度可獲得所期望的脈沖能量，并且通過(guò)改變(調(diào)節(jié))作為觸發(fā)信號(hào)的間歇時(shí)段的空載時(shí)間可獲得所的平均光功率。此處，觸發(fā)脈沖的空載時(shí)間和占空比滿足下列等式。
[0063]Pw/ (Pw+Lt) =Dc
[0064]其中，Lt表示空載時(shí)間，Pw表示作為激光束曝光在工件上時(shí)的時(shí)段的脈沖寬度，并且Dc表不占空比。
[0065]因此，根據(jù)下列等式可計(jì)算出空載時(shí)間。
[0066]Lt=PwX (1-Dc)/Dc
[0067]圖3是示出了如上所述的空載時(shí)間與占空比的關(guān)聯(lián)性的特征曲線圖。
[0068]如圖3所示，可以認(rèn)識(shí)到，空載時(shí)間與占空比是彼此成反比例的指數(shù)函數(shù)關(guān)系。
[0069]圖4A至圖4D是示出了在根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方式的脈沖激光系統(tǒng)的觸發(fā)脈沖生成器內(nèi)產(chǎn)生的觸發(fā)脈沖的控制形式的示圖。
[0070]參照?qǐng)D4A至圖4D，圖4A示出了在觸發(fā)脈沖生成器140中產(chǎn)生的觸發(fā)脈沖的一種形式，并且圖4B示出了對(duì)應(yīng)于圖4A中觸發(fā)脈沖的光學(xué)輸出功率輸出。此外，圖4C示出了其中根據(jù)脈沖的占空比來(lái)確定和改變平均功率的過(guò)程，并且圖4D示出了根據(jù)觸發(fā)脈沖的寬度，光束的每個(gè)脈沖的累積能量值。在圖4D中，可認(rèn)識(shí)到，隨著脈沖寬度增加，脈沖能量也增加。
[0071]同時(shí)，圖5A至圖是示出了基于現(xiàn)有技術(shù)的脈沖寬度調(diào)制控制的平均功率變化的每一脈沖能量變化的示圖。
[0072]參照?qǐng)D5A至圖其示出了基于根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的PWM控制對(duì)三十個(gè)脈沖進(jìn)行取樣而在改變平均功率時(shí)每一脈沖能量的變化。此處，可認(rèn)識(shí)到，在占空比下降的部分，脈沖能量也降低(見(jiàn)圖OT)。在諸如激光孔加工等領(lǐng)域中，由于脈沖能量的上述降低，而不可能滿足加工條件。
[0073]圖6A至圖6D是示出了在應(yīng)用根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方式的脈沖激光系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)方法的情況下根據(jù)平均功率變化的脈沖能量變化的示圖。
[0074]參照?qǐng)D6A至圖6D，其示出了應(yīng)用根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方式的脈沖激光系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)方法的結(jié)果(即，應(yīng)用改變(調(diào)節(jié))空載時(shí)間變化的方法)。此處，可認(rèn)識(shí)到，即使在類似的平均功率變化時(shí)，脈沖能量始終相同(見(jiàn)圖6D)。因此，維持恒定的脈沖能量以滿足加工條件。
[0075]如上所述，根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方式，通過(guò)固定觸發(fā)信號(hào)的脈沖寬度可獲得所期望的脈沖能量，并且通過(guò)改變(調(diào)節(jié))作為觸發(fā)信號(hào)間歇時(shí)段的空載時(shí)間可獲得所期望的平均光功率，從而可能使得激光束的平均輸出功率和脈沖之間的能量變化同時(shí)穩(wěn)定。
[0076]此外，根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)，當(dāng)脈沖激光系統(tǒng)產(chǎn)生高輸出功率時(shí)，由于輸出功率穩(wěn)定性與脈沖能量之間的折中，所以脈沖激光系統(tǒng)對(duì)工件的質(zhì)量產(chǎn)生不良影響，但是根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方式，在確保工件質(zhì)量的同時(shí)可以獲得光束的穩(wěn)定性。
[0077]盡管已經(jīng)公開(kāi)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，然而本發(fā)明并不局限于此，但是本領(lǐng)域中的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到，在不偏離如所附權(quán)利要求中公開(kāi)的本發(fā)明的范圍和精神內(nèi)，各種改造、添加和替換均是可能的。因此，應(yīng)當(dāng)根據(jù)下列權(quán)利要求來(lái)解釋本發(fā)明的實(shí)際范圍，并且處于等同范圍內(nèi)的本發(fā)明的所有技術(shù)實(shí)質(zhì)均包括在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種脈沖激光系統(tǒng)，包括: 激光束輸送單元，將激光束照射到工件上； 激光源，將激光脈沖提供給所述激光束輸送單元； 電源裝置，向所述激光源提供高頻功率； 觸發(fā)脈沖生成器，產(chǎn)生觸發(fā)脈沖以向所述電源裝置提供產(chǎn)生的所述觸發(fā)脈沖； 控制器，輸出允許所述觸發(fā)脈沖生成器產(chǎn)生所述觸發(fā)脈沖并且整體控制所述系統(tǒng)的控制信號(hào)； 光束監(jiān)測(cè)裝置，對(duì)所述激光束輸送單元輸出的所述激光束進(jìn)行監(jiān)測(cè)以向所述控制器提供相關(guān)的信息； 溫度監(jiān)測(cè)裝置，對(duì)所述激光束輸送單元的溫度進(jìn)行監(jiān)測(cè)以向所述控制器提供相關(guān)的信息；以及 數(shù)據(jù)服務(wù)器，向所述控制器提供與所述工件的加工相關(guān)的信息。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的脈沖激光系統(tǒng)，其中，基于現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列(FPGA)邏輯、數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)、以及中央處理單元(CPU)中的至少一個(gè)來(lái)配置所述控制器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的脈沖激光系統(tǒng)，其中，所述光束監(jiān)測(cè)裝置對(duì)所述激光束輸送單元輸出的所述激光束的功率、能量、以及位置中的至少一個(gè)進(jìn)行監(jiān)測(cè)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的脈沖激光系統(tǒng)，其中，與所述工件的加工相關(guān)的所述信息包括激光束脈沖的峰值功率、脈沖能量、以及脈沖的開(kāi)啟時(shí)段。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的脈沖激光系統(tǒng)，其中，所述控制器從所述溫度監(jiān)測(cè)裝置接收溫度信息，并且執(zhí)行控制以在接收的所述溫度信息未處于設(shè)定溫度范圍內(nèi)的情況下使空載時(shí)間變長(zhǎng)或者變短，其中，所述空載時(shí)間是激光束脈沖的關(guān)斷時(shí)段。
6.一種脈沖激光系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)方法，所述脈沖激光系統(tǒng)包括:激光束輸送單元、激光源、電源裝置、觸發(fā)脈沖生成器、控制器、光束監(jiān)測(cè)裝置、溫度監(jiān)測(cè)裝置、以及數(shù)據(jù)服務(wù)器，所述方法包括: 由所述控制器根據(jù)所述數(shù)據(jù)服務(wù)器提供的工件的加工條件信息確定將要照射到所述工件上的合適激光束的脈沖能量和曝光時(shí)間； 由所述控制器確定所述光束監(jiān)測(cè)裝置發(fā)出的光束的平均輸出功率和能量是否處于設(shè)定光束的平均輸出功率和能量范圍內(nèi)； 由所述控制器基于確定的信息設(shè)定適于加工所述工件的所述脈沖能量和光束平均輸出功率；以及 計(jì)算空載時(shí)間，從而使得測(cè)量的所述平均功率中的變化最小化，以使測(cè)量的光束平均功率遵循設(shè)定的所述光束平均輸出功率并且將計(jì)算出的所述空載時(shí)間提供給所述觸發(fā)脈沖生成器，其中，所述空載時(shí)間是所述光束未曝光在所述工件上的時(shí)段。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中，所述工件的所述加工條件信息包括激光束脈沖的峰值功率、脈沖能量、以及脈沖的開(kāi)啟時(shí)段。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，進(jìn)一步包括:由所述控制器根據(jù)所述數(shù)據(jù)服務(wù)器提供的所述工件的所述加工條件信息確定所述激光束輸送單元中合適的光束狀態(tài)和溫度。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中，所述光束狀態(tài)包括所述光束的位置、大小、以及形狀。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，進(jìn)一步包括:由所述控制器確定所述溫度監(jiān)測(cè)裝置發(fā)出的所述溫度信息是否處于設(shè)定的溫度范圍的范圍內(nèi)。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中，在作為所述確定的結(jié)果，從所述溫度監(jiān)測(cè)裝置發(fā)出的所述溫度信息不處于所述設(shè)定的溫度范圍內(nèi)時(shí)，所述控制器進(jìn)行控制以使空載時(shí)間變長(zhǎng)或者變短,其中,所述空載時(shí)間是所述激光束脈沖未曝光在工件上時(shí)的時(shí)間段。
12.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，進(jìn)一步包括:根據(jù)設(shè)定脈沖能量計(jì)算脈沖寬度，并且向所述觸發(fā)脈沖生成器提供計(jì)算出的所述脈沖寬度，其中，所述脈沖寬度是所述觸發(fā)脈沖的開(kāi)啟時(shí)段。
13.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中，按照以下等式計(jì)算所述空載時(shí)間:
Lt=PwX (1-Dc) /Dc 其中，Lt表示所述空載時(shí)間，Pw表示作為所述激光束曝光在工件上時(shí)的時(shí)間段的所述脈沖寬度，并且 Dc表示占空比。
【文檔編號(hào)】H01S3/102GK103904547SQ201310656731
【公開(kāi)日】2014年7月2日 申請(qǐng)日期:2013年12月6日 優(yōu)先權(quán)日:2012年12月26日
【發(fā)明者】趙成殷, 千世炅, 崔相煥 申請(qǐng)人:三星電機(jī)株式會(huì)社