Gaussian intensity profile：高斯強度分布

Intensity：強度

Transverse position：橫向位置

Spot diameter：光斑直徑

Processing threshold：加工閾值

Wasted energy：損失的能量

根據(jù)具體應(yīng)用的需要，可能需要均勻地集中激光能量，將光束整形成一定的輪廓，或甚至生成若干光束以同時處理多個區(qū)域4,5并增加工藝的生產(chǎn)率。例如，一種常用的光束形狀是平頂輪廓（見圖3a），這使得可以獲得均勻強度的激光光斑，從而以更好的分辨率和規(guī)則的深度穿透。

另一種常用的形狀是貝塞爾光束，它使傳播的能量在長距離上強烈聚集在小而細長的區(qū)域中（見圖3b）。因此，對于具有高縱橫比（深度與直徑比遠大于10:1的孔）的小直徑孔（有時直徑小于微米）的鉆孔特別有用。該形狀特別用于加工透明材料，8例如玻璃或藍寶石。對于更具體的應(yīng)用，可能需要產(chǎn)生更特定幾何形狀的光束，例如使用無掩模光刻來加工光子晶體或電子微元件。

因此，需要優(yōu)化該工藝以將激光光束整形單元集成到激光微鉆孔系統(tǒng)中。存在幾種類型的光束整形技術(shù)，例如折射光學元件（ROE）、衍射光學元件（DOE）和空間光調(diào)制器（SLM）。這些技術(shù)通常以規(guī)�；�生產(chǎn)使用，但取決于應(yīng)用，它們往往在可獲得的形狀類型方面受到限制，受到淺景深（鉆孔的有用深度）的影響，并且可能具有降低的效率和高價格。

最近，多平面光轉(zhuǎn)換（MPLC）技術(shù)在光束整形方面提供了大量的自由度，同時具有高轉(zhuǎn)換效率（> 95％）。MPLC技術(shù)自2013年開始由法國CAILabs公司開發(fā)，在整形參數(shù)、景深和能效方面取得了創(chuàng)紀錄的成果。它可以為激光行業(yè)生成標準形狀，例如平頂和貝塞爾光束（見圖3），以及針對更具體應(yīng)用的定制形狀，無論使用何種波長。此外，它還提供了新功能，例如多個光束的合束整形，可以生成復雜的形狀。

圖3.平頂光束輪廓（a）和貝塞爾光束的實驗強度分布（b）

Intensity：強度

Transverse position：橫向位置

Spot diameter：光斑直徑

Processing threshold：加工閾值

Wasted energy：損失的能量

Propagation distance：傳播距離

展望

USP激光光源的不斷發(fā)展，特別是在功率、效率和成本方面，使得USP激光微鉆孔成為可以被越來越多的應(yīng)用所使用的工藝。該技術(shù)長期用于小批量生產(chǎn)的原型設(shè)計和微加工應(yīng)用，現(xiàn)在以越來越高的生產(chǎn)率，用作越來越多的大規(guī)模應(yīng)用的頂級方法，例如制造動脈支架、OLED面板和注射頭。為了確保足夠的生產(chǎn)率和最佳的加工質(zhì)量，激光光束整型可以最大限度地提高加工效率。這就是為什么有必要采用光束整形技術(shù)，伴隨著工藝的發(fā)展，能夠應(yīng)對新的微激光鉆孔應(yīng)用的挑戰(zhàn)。