光学系统及包括其的激光装置制造方法及图纸

技术编号：40116362 阅读：5 留言：0更新日期：2024-01-23 19:58

本申请涉及光学系统和包括其的激光装置。光学系统包括：分束器，反射激光束中的一部分以形成反射激光束，并透射激光束中的另一部分以形成透射激光束；反射模块，反射来自分束器的反射激光束；反转模块，包括第一透镜和第二透镜，第一透镜具有第一焦距并且具有第一入射表面以及与第一入射表面相对的第一出射表面，第二透镜具有第二焦距并且包括第二入射表面和与第二入射表面相对的第二出射表面，在反转模块中，透射激光束顺序地穿过第一透镜和第二透镜，使得透射激光束被转换成反转激光束；以及组合器，反射从反射模块反射的反射激光束并透射从反转模块发射的反转激光束。

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【技术实现步骤摘要】

本公开的一些实施方式的方面涉及一种光学系统和包括其的激光装置。

技术介绍

1、通常，作为将非晶硅层结晶成多晶硅层的方法，使用固相结晶(spc)、金属诱导结晶(mic)、金属诱导横向结晶(milc)和准分子激光退火(ela)。例如，使用激光束将非晶硅结晶成多晶硅的准分子激光退火主要用于有机发光显示装置或液晶显示装置的制造工艺中。

2、在准分子激光退火(ela)中使用的激光装置包括生成源激光束的激光生成器。源激光束是未处理的初始激光束，并且具有包括长轴和短轴的矩形剖面。源激光束在长轴方向和短轴方向二者上具有高斯分布的能量分布。高斯分布表示关于平均值横向对称的正态分布。

3、然而，当在激光装置的多个发射部之间发生振动时，源激光束的能量分布可能偏离正态分布并且可能变得横向不对称。在这种情况下，在多晶硅层中可能出现结晶缺陷。由于这个原因，已经开发了复杂的光学系统来消除源激光束的不对称性，但是可能存在的问题是，由于可能需要大量的光学透镜，空间可能受到限制，并且光束对准可能困难，所以光效率降低。

4、在本
技术介绍
部分中公开的以上信息仅用于增强对
技术介绍
的理解，并且因此在本
技术介绍
部分中讨论的信息不一定构成现有技术。

技术实现思路

1、本公开的一些实施方式的方面涉及光学系统和包括其的激光装置，并且例如，涉及一种在准分子激光退火(ela)中使用的光学系统和包括该光学系统的激光装置。

2、本公开的一些实施方式包括具有相对改善的光效率的光学系统。

<p>3、根据本公开的一些实施方式，激光装置包括光学系统。

4、然而，根据本公开的实施方式的特征不限于以上描述的特征，并且可以在不背离根据本公开的实施方式的精神和范围的情况下被不同地扩展。

5、根据本公开的一些实施方式，光学系统包括：分束器，配置成反射激光束中的一部分以形成反射激光束，并且透射激光束中的另一部分以形成透射激光束；反射模块，配置成反射从分束器反射的反射激光束；反转模块，包括：第一透镜，具有第一焦距，并且包括第一入射表面和与第一入射表面相对的第一出射表面；以及第二透镜，具有第二焦距，并且包括第二入射表面和与第二入射表面相对的第二出射表面，在反转模块中，穿过分束器的透射激光束顺序地穿过第一透镜和第二透镜，使得透射激光束被转换成反转激光束；以及组合器，配置成反射从反射模块反射的反射激光束，并且透射从反转模块发射的反转激光束。

6、根据一些实施方式，反射模块可以包括2n个镜(其中，n是等于或大于1的自然数)。

7、根据一些实施方式，反射模块可以包括：第一镜，配置成反射从分束器反射的反射激光束；以及第二镜，配置成通过反射从第一镜反射的反射激光束来将反射激光束传输到组合器。

8、根据一些实施方式，第一透镜的第一出射表面和第二透镜的第二入射表面可以彼此面对。

9、根据一些实施方式，第一透镜的第一出射表面和第二透镜的第二入射表面可以彼此平行。

10、根据一些实施方式，第一透镜的第一入射表面可以具有在从第一透镜的第一出射表面朝向第一透镜的第一入射表面的方向上凸出的曲形形状，以及第二透镜的第二出射表面可以具有在从第二透镜的第二入射表面朝向第二透镜的第二出射表面的方向上凸出的曲形形状。

11、根据一些实施方式，第一透镜的焦点和第二透镜的焦点中的每个可以是第一焦点，以及第一焦点可以位于第一透镜的第一出射表面和第二透镜的第二入射表面之间。

12、根据一些实施方式，分束器和第一透镜之间的间隔距离可以等于第一焦距，以及组合器和第二透镜之间的间隔距离可以等于第二焦距。

13、根据一些实施方式，第二焦距可以大于第一焦距。

14、根据一些实施方式，第二焦距可以是第一焦距的1.2倍或更大，并且是第一焦距的1.6倍或更小。

15、根据一些实施方式，第一透镜的光轴可以与第二透镜的光轴相同。

16、根据一些实施方式，从组合器反射的反射激光束和穿过组合器的反转激光束可以定位在同一直线上。

17、根据本公开的一些实施方式，激光装置包括：第一均化器，配置成将第一激光束转换成第一均化激光束，并且包括第一均化光学系统和第二均化光学系统；第二均化器，配置成将第二激光束转换成第二均化激光束，并且包括第三均化光学系统和第四均化光学系统；以及第三均化器，配置成将第一均化激光束和第二均化激光束转换成第三均化激光束，以及第一均化光学系统、第二均化光学系统、第三均化光学系统和第四均化光学系统中的每个可以包括：分束器，配置成反射入射到分束器上的激光束中的一部分以形成反射激光束，并且透射激光束中的另一部分以形成透射激光束；反射模块，配置成反射从分束器反射的反射激光束；反转模块，包括：第一透镜，具有第一焦距，并且包括第一入射表面和与第一入射表面相对的第一出射表面；以及第二透镜，具有第二焦距，并且包括第二入射表面和与第二入射表面相对的第二出射表面，在反转模块中，穿过分束器的透射激光束顺序地穿过第一透镜和第二透镜，使得透射激光束转换成反转激光束；以及组合器，配置成反射从反射模块反射的反射激光束并且透射从反转模块发射的反转激光束。

18、根据一些实施方式，第一均化器还可以包括第一传输光学系统，第一传输光学系统配置成将从第一均化光学系统发射的激光束传输到第二均化光学系统，以及第二均化器还可以包括第二传输光学系统，第二传输光学系统配置成将从第三均化光学系统发射的激光束传输到第四均化光学系统。

19、根据一些实施方式，第一传输光学系统可以包括第一反射镜和第二反射镜，第一反射镜配置成反射从第一均化光学系统的组合器发射的激光束，第二反射镜配置成反射从第一反射镜反射的激光束以将从第一反射镜反射的激光束传输到第二均化光学系统的分束器，以及第二传输光学系统可以包括第三反射镜和第四反射镜，第三反射镜配置成反射从第三均化光学系统的组合器发射的激光束，第四反射镜配置成反射从第三反射镜反射的激光束以将从第三反射镜反射的激光束传输到第四均化光学系统的分束器。

20、根据一些实施方式，第一均化器还可以包括第一透镜阵列，第一透镜阵列配置成将从第二均化光学系统发射的激光束转换成第一均化激光束，以及第二均化器还可以包括第二透镜阵列，第二透镜阵列配置成将从第四均化光学系统发射的激光束转换成第二均化激光束。

21、根据一些实施方式，第一透镜阵列和第二透镜阵列中的每个可以包括：短轴均化透镜阵列，包括第一短轴均化透镜和第二短轴均化透镜；以及长轴均化透镜阵列，包括第一长轴均化透镜和第二长轴均化透镜。

22、根据一些实施方式，长轴均化透镜阵列可以位于第一短轴均化透镜和第二短轴均化透镜之间。

23、根据一些实施方式，第一均化器还可以包括第三传输光学系统，第三传输光学系统配置成将从第二均化光学系统发射的激光束传输到第一透镜阵列，以及第二均化器还可以包括第四传输光学系统，第四传输光学系统配置成将从第四均化光学系统发本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.光学系统，包括：

2.根据权利要求1所述的光学系统，其中，所述反射模块包括2n个镜，其中，n是等于或大于1的自然数。

3.根据权利要求2所述的光学系统，其中，所述反射模块包括：

4.根据权利要求1所述的光学系统，其中，所述第一透镜的所述第一出射表面和所述第二透镜的所述第二入射表面彼此面对。

5.根据权利要求4所述的光学系统，其中，所述第一透镜的所述第一出射表面和所述第二透镜的所述第二入射表面彼此平行。

6.根据权利要求1所述的光学系统，其中，所述第一透镜的所述第一入射表面具有在从所述第一透镜的所述第一出射表面朝向所述第一透镜的所述第一入射表面的方向上凸出的曲形形状，以及

7.根据权利要求1所述的光学系统，其中，所述第一透镜的焦点和所述第二透镜的焦点中的每个是第一焦点，以及

8.根据权利要求7所述的光学系统，其中，所述分束器和所述第一透镜之间的间隔距离等于所述第一焦距，以及

9.根据权利要求1所述的光学系统，其中，所述第二焦距大于所述第一焦距。

10.根据权利要求9所述的

11.根据权利要求1所述的光学系统，其中，所述第一透镜的光轴与所述第二透镜的光轴相同。

12.根据权利要求1所述的光学系统，其中，从所述组合器反射的所述反射激光束和穿过所述组合器的所述反转激光束定位在同一直线上。

13.激光装置，包括：

14.根据权利要求13所述的激光装置，其中，所述第一均化器还包括第一传输光学系统，所述第一传输光学系统配置成将从所述第一均化光学系统发射的激光束传输到所述第二均化光学系统，以及

15.根据权利要求14所述的激光装置，其中，所述第一传输光学系统包括第一反射镜和第二反射镜，所述第一反射镜配置成反射从所述第一均化光学系统的所述组合器发射的所述激光束，所述第二反射镜配置成反射从所述第一反射镜反射的所述激光束以将从所述第一反射镜反射的所述激光束传输到所述第二均化光学系统的所述分束器，以及

16.根据权利要求13所述的激光装置，其中，所述第一均化器还包括第一透镜阵列，所述第一透镜阵列配置成将从所述第二均化光学系统发射的激光束转换成所述第一均化激光束，以及

17.根据权利要求16所述的激光装置，其中，所述第一透镜阵列和所述第二透镜阵列中的每个包括：

18.根据权利要求17所述的激光装置，其中，所述长轴均化透镜阵列在所述第一短轴均化透镜和所述第二短轴均化透镜之间。

19.根据权利要求16所述的激光装置，其中，所述第一均化器还包括第三传输光学系统，所述第三传输光学系统配置成将从所述第二均化光学系统发射的所述激光束传输到所述第一透镜阵列，以及

20.根据权利要求19所述的激光装置，其中，所述第三传输光学系统包括第一分束器和第五反射镜，所述第一分束器配置成反射从所述第二均化光学系统发射的所述激光束中的一部分并透射从所述第二均化光学系统发射的所述激光束中的另一部分，所述第五反射镜配置成反射从所述第一分束器反射的激光束以将从所述第一分束器反射的所述激光束传输到所述第一透镜阵列，以及

21.根据权利要求20所述的激光装置，其中，所述第一均化器还包括第一检查装置，所述第一检查装置配置成检查已经穿过所述第一分束器的激光束的色散特性，以及

22.根据权利要求13所述的激光装置，其中，所述第三均化器包括：

23.根据权利要求22所述的激光装置，其中，所述第五传输光学系统包括第七反射镜和第八反射镜，所述第七反射镜配置成反射所述第一均化激光束，所述第八反射镜配置成反射从所述第七反射镜反射的所述第一均化激光束，以将所述第一均化激光束传输到所述第三分束器，以及

24.根据权利要求23所述的激光装置，其中，从所述第八反射镜反射的所述第一均化激光束入射到所述第三分束器的第一表面上，以及

25.根据权利要求22所述的激光装置，其中，所述第三均化器还包括第三检查装置，所述第三检查装置配置成检查已经穿过所述第四分束器的激光束的波形特性。

26.根据权利要求22所述的激光装置，其中，所述第三均化器还包括子均化器，所述子均化器配置成将透射穿过所述第三分束器的所述第一均化激光束和从所述第三分束器反射的所述第二均化激光束转换成所述第三均化激光束。

27.根据权利要求26所述的激光装置，其中，所述子均化器还配置成将从所述第四分束器反射的激光束转换成所述第三均化激光束。

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【技术特征摘要】