阅读说明：本技术 激光放大装置 (Laser amplification device ) 是由 陈大铉 于 2018-04-05 设计创作，主要内容包括：本发明公开一种激光放大装置。公开的激光放大装置包括：种子光束光源,供给种子光束；以及固体放大器,放大所述种子光束的输出,所述固体放大器包括：激光介质；泵浦光束光源,供给激励所述激光介质的泵浦光束；泵浦光束反射镜,使通过了所述激光介质的所述泵浦光束再次向所述激光介质反射；多个二向色(dichroic)镜,反射所述种子光束,使得所述种子光束沿与所述泵浦光束的泵浦路径相同的路径通过所述激光介质；以及多个镜,配置在所述种子光束的光路径上。(The present invention discloses a kind of laser amplification device.Disclosed laser amplification device includes: seed light beam light source, supplies seed light beam；And solid amplifier, amplify the output of the seed light beam, the solid amplifier includes: laser medium；Pump beam light source, supply motivate the pump beam of the laser medium；Pump beam reflecting mirror reflects the pump beam for having passed through the laser medium to the laser medium again；Multiple dichroic (dichroic) mirrors, reflect the seed light beam, so that the seed light beam passes through the laser medium along path identical with the pump path of the pump beam；And multiple mirrors, it configures on the light path of the seed light beam.)

激光放大装置

技术领域

本发明涉及激光放大装置，涉及利用固体放大器来放大光纤种子激光的激光放大装置。

背景技术

在半导体工艺中，激光应用技术的使用逐渐扩大，基于此，在需要对诸如半导体、显示器、PCB、智能电话等微电子产业产品和部件进行精密微细加工的领域中，投入改善了生产效率和生产性的新颖的激光工艺备受关注。

在激光划片工艺中，在应用于纳米尺寸以下的工艺的情况下，随着布线间隔变窄而产生静电电容增加、时间延迟、功耗增加、相互干扰噪声等问题。为了解决这些问题，在半导体芯片表面导入了层间绝缘膜，在该情况下，在通过以往的铝轮刀方式切割晶片时，存在层间绝缘膜物质附着在金刚石轮刀表面的缺点。因此，优选利用激光设备对半导体芯片表面进行刻槽，并通过以往的方式对其余部分进行切割。

另外，在PCB工艺中，正在进行用于改善生产效率以及生产性的工艺开发。为了能够在一个设备中实现紫外线钻孔、切割等两种以上的工艺，需要具有短脉冲和长脉冲的两种以上的激光光源。最近，更需要一种能够进行脉冲宽度调制的激光光源。

在目前正在商用化的使用钇铝石榴石(YAG)或钒酸盐(YVO4)晶体的紫外线固体激光的情况下，脉冲宽度发生范围大部分限制在几十纳秒(ns)左右。因此，需要一种能够应用于激光刻槽工艺以及PCB工艺等多种工艺的具有几百纳秒以上的长脉冲的激光光源。

发明内容

发明要解决的课题

根据本发明的例示性的实施例，提供一种激光放大装置，其发出如下激光：具有几纳秒(ns)至几百纳秒(ns)的脉冲宽度，能够以几百kHz的重复率进行动作，能够实现几瓦(watt)至几十瓦(watt)的输出。

用于解决课题的技术方案

本发明的一个实施例涉及的激光放大装置包括：种子光束光源，供给种子光束；以及固体放大器，放大所述种子光束的输出，所述固体放大器包括：激光介质；泵浦光束光源，供给激励所述激光介质的泵浦光束；泵浦光束反射镜，使通过了所述激光介质的所述泵浦光束再次向所述激光介质反射；多个二向色(dichroic)镜，反射所述种子光束，使得所述种子光束沿与所述泵浦光束的泵浦路径相同的路径通过所述激光介质；以及多个镜，配置在所述种子光束的光路径上。

可以是，所述多个二向色镜反射所述种子光束，并使所述泵浦光束透射。

可以是，所述二向色镜包括第一二向色镜以及第二二向色镜，所述激光介质配置在所述二向色镜与所述第二二向色之间。

可以是，所述种子光束光源为光纤种子激光光源。

可以是，还包括：种子光束调节装置，调节从所述种子光束光源发出的种子光束的特性。

可以是，所述种子光束调节装置包括半波板。

可以是，所述种子光束调节装置包括：第一透镜以及第二透镜，沿所述种子光束的行进方向彼此隔开地配置，随着它们之间的间隔变化，调节所述种子光束的光束直径。

可以是，所述第一透镜以及第二透镜构成为使通过了所述第二透镜的所述种子光束成为平行光束。

可以是，所述激光介质将所述种子光束放大为信号光束。

可以是，从所述种子光束光源发出的所述种子光束为偏振的激光光束。

发明效果

例示性的实施例涉及的激光放大装置通过利用光纤种子激光，从而能够容易地调节脉冲宽度以及重复率，能够利用固体放大器发出具有几十瓦(watt)至几百瓦(watt)的输出的激光。

另外，由此能够提高激光应用设备特别是PCB设备以及刻槽(grooving)设备的加工质量和生产性。

另外，能够利用一个激光放大装置进行脉冲宽度的调制以及输出的放大，因此在设备的小型化、设备制造成本降低以及维护方面也能够带来有利的效果。

附图说明

图1是概略性地示出本发明的一个实施例涉及的激光放大装置的图。

图2a是概略性地示出本发明的一个实施例涉及的激光放大装置中的种子光束调节装置的图。

图2b是放大示出种子光束调节装置中的第一透镜以及第二透镜的图。

图3是概略性地示出本发明的一个实施例涉及的激光放大装置中的固体放大器的图。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的实施例进行详细说明，使得本领域技术人员能够容易地实施。但是，本发明能够以各种不同的方式实现，并不限定于在此说明的实施例。而且，为了清楚地说明本发明，在附图中省略了与说明无关的部分，在整个说明书中，对相似的部分标注相似的附图标记。

在整个说明书中，在记载为某个部分与另一个部分“连接”时，不仅包括“直接连接”的情况，而且包括“在它们中间隔着其它元件”而“电连接”的情况。另外，在整个说明书中，在记载为某个部分“包括”某个构成要素时，只要没有特别记载相反的声明，则意味着可以进一步包括其它构成要素，而不是将其它构成要素排除在外。

图1是概略性地示出本发明的一个实施例涉及的激光放大装置100的图。

参照图1，激光放大装置100包括种子光束光源110、种子光束调节装置120以及固体放大器140。

种子光束光源110发出种子光束L，例如，可以为半导体激光二极管或者皮秒或飞秒锁模光纤种子激光光源。种子光束光源110可以发出偏振的激光光束，作为一个例子，可以发出水平偏振的种子光束。在使用光纤种子激光光源作为种子光束光源110的情况下，可以通过脉冲宽度调制而发出具有几纳秒至几百纳秒的脉冲宽度的种子光束。另外，种子光束光源110能够调节种子光束，使得具有几十至几百kHz的重复率。

种子光束调节装置120能够调节从种子光束光源110发出的种子光束L的特性。种子光束调节装置120的结构将在后面进行叙述。

固体放大器140能够放大从种子光束光源110发出的种子光束L的输出。固体放大器140可以包括激光介质145、泵浦光束光源141、泵浦光束反射镜147、多个二向色镜DM1、DM2以及多个镜M1、M2、M3等。固体放大器140的详细结构将在后面的图3中进行叙述。

图2a是概略性地示出本发明的一个实施例涉及的激光放大装置中的种子光束调节装置120的图，图2b是放大示出种子光束调节装置中的第一透镜以及第二透镜的图。

参照图2a，种子光束调节装置120可以包括半波板121、第一透镜123以及第二透镜125。

半波板121是使偏振方向沿慢轴的光相对于快轴(fast axis)产生半波长的差异的波板，能够将45度线偏振光转换成水平偏振光，且能够将水平偏振光转换成45度线偏振光。

参照图2b，第一透镜123以及第二透镜125沿种子光束L的行进方向彼此隔开地配置，随着它们之间的间隔d变化，调节上述种子光束L的光束直径。第一透镜123可以具有接近凸透镜的形态。因此，第一透镜123能够减小入射的种子光束L的光束直径。如图2b所示，从第二透镜125出射的种子光束L的光束直径W2可以小于入射到第一透镜123的种子光束L的光束直径W1。

另外，第二透镜125可以具有接近凹透镜的形态。因此，能够使入射到第二透镜125的种子光束L接近于平行光。而且，虽然未图示，但是种子光束调节装置120可以包括调节第一透镜123与第二透镜125之间的距离d的透镜调节部。透镜调节部可以通过机械驱动方式或手动方式进行控制，可以缩小或扩大第一透镜123与第二透镜125之间的距离d。通过透镜调节部来调节第一透镜123与第二透镜125之间的距离d，由此能够适当地改变种子光束L的光束直径。若第一透镜123与第二透镜125之间的距离d变大，则通过第二透镜125出射的种子光束L的光束直径变小，若第一透镜123与第二透镜125之间的距离d变小，则通过第二透镜125出射的种子光束L的光束直径变大。

例如，入射到第一透镜123的种子光束L的光束直径W1可以为2～3nm，通过第二透镜125出射的种子光束L的光束直径W2可以为1nm以下。

对种子光束调节装置120而言，能够在保持平行光的同时调节光束直径的范围可能有限。为了扩大利用了种子光束调节装置120的光束直径的调节范围，第一透镜123以及第二透镜125可以根据种子光束光源110的输出特性(种子光束直径、发散角)以及种子光束调节装置120与固体放大器140的距离而构成为最佳的透镜组合。另外，种子光束调节装置120也可以根据情况而由3个以上的透镜构成。

图3是概略性地示出本发明的一个实施例涉及的激光放大装置中的固体放大器140的图。

参照图3，固体放大器140能够放大从种子光束光源110发出的种子光束L的输出。固体放大器140可以包括激光介质145、泵浦光束光源141、泵浦光束反射镜147、第一二向色镜DM1、第二二向色镜DM2以及多个镜M1、M2、M3等。

激光介质145通过从泵浦光束光源141发出的泵浦光束P激励介质中的离子，由此能够发挥放大种子光束L的作用。

泵浦光束光源141能够发出激励激光介质145的泵浦光束P。泵浦光束光源141能够配置为使泵浦光束P入射到激光介质145。

泵浦光束反射镜147能够配置为使激光介质145位于泵浦光束光源141与泵浦光束反射镜147之间。从泵浦光束光源141发出的泵浦光束P可能不会被激光介质145全部吸收，泵浦光束P中的未被激光介质145吸收的泵浦光束P的一部分可以被泵浦光束反射镜147反射而再次入射到激光介质145。因此，泵浦光束反射镜147能够发挥如下作用，即，提高从泵浦光束光源141发出的泵浦光束P被激光介质145吸收的比率。

第一二向色镜DM1以及第二二向色镜DM2能够反射种子光束L，能够配置为使种子光束L沿与泵浦光束P的行进路径相同的路径通过激光介质145。

第一二向色镜DM1以及第二二向色镜DM2能够反射种子光束L并使泵浦光束P透射。因此，从泵浦光束光源141发出的泵浦光束P能够在透射第一二向色镜DM1后被激光介质145吸收。未被激光介质145吸收的泵浦光束P的一部分能够在通过第二二向色镜DM2后被泵浦光束反射镜147反射并再次通过第二二向色镜DM2而被激光介质145吸收。

入射到固体放大器140的种子光束L能够在被第一镜M1以及第二镜M2反射之后入射到第一二向色镜DM1。入射到第一二向色镜M1的种子光束L能够被第一二向色镜DM1反射而通过激光介质145，通过激光介质145的种子光束L和泵浦光束P可以具有相同的光路径。入射到激光介质145的种子光束L在通过被泵浦光束P激励的激光介质145之后，可呈现出放大的输出。例如，种子光束L在通过激光介质145之前可呈现出几瓦的(watt)输出，在通过激光介质145之后可呈现出几十瓦至几百瓦(watt)的输出。另外，种子光束L可以被激光介质145放大而发挥信号光束的作用。

被激光介质145放大的信号光束在被第二二向色镜DM2反射后能够入射到第三镜M3。第三镜M3通过反射信号光束，从而能够向固体放大器140的外部发出信号光束。

例示性的实施例涉及的激光放大装置100可以利用光纤种子激光，由此容易地调节脉冲宽度以及重复率。另外，能够利用固体放大器140发出具有几十瓦(watt)至几百瓦(watt)的输出的激光。

本发明的上述说明是例示性的，本领域技术人员应能够理解，能够在不变更本发明的技术思想或必要特征的情况下容易地变形为其它具体方式。因此，应理解为，以上记述的实施例在所有的方面均为例示性的，而不是限定性的。例如，作为单一型进行说明的各构成要素也可以分散实施，与此相同，作为分散型进行说明的构成要素也可以以结合的方式实施。

本发明的范围由后述的权利要求书示出，而不是由上述的详细说明示出，从权利要求书的含义、范围及其等同概念导出的所有的变更或变形的方式均应解释为包含于本发明的范围。