準分子雷射發生器和準分子雷射退火設備的製作方法
2023-10-26 14:49:57
本發明涉及顯示器製備技術領域,尤其涉及一種準分子雷射發生器和準分子雷射退火設備。
背景技術:
準分子雷射退火設備所使用的雷射系統為氣體雷射系統,在雷射使用的過程中,會產生很多雜質或化學生成物沉積在反應窗表面,這些雜質使得準分子雷射退火設備出射的雷射的光斑品質和能量變差,引起脈衝汙染或不良。
目前,準分子雷射發生器內的反應窗的設計是一次性更換設計,只能在雷射諧振腔內的雷射氣體壽命末期(如100M),對反應窗進行更換。這往往出現的問題是:在氣體使用壽命到一定時間後(如50M時),反應窗表面可能就已經很髒了,雷射光斑品質和能量已經變差。這個時候就已經需要更換反應窗了,但現有的設計必須得把雷射氣體排出雷射諧振腔後才能進行,中間還涉及到氣體雷射諧振腔、低溫冷凝器等的升溫和降溫過程,這樣會耗時很多(4小時左右),而雷射氣體又非常昂貴,考慮成本和稼動率等問題,就只能等到雷射氣體壽命末期(如100M)再進行更換,而此時的雷射光斑和能量等已經變得很差了。
技術實現要素:
本發明實施例提供了一種準分子雷射發生器和準分子雷射退火設備,用以提高反應窗更換的方便性,提高更換效率,減少氣體的浪費。
為達到上述目的,本發明提供以下技術方案:
本發明提供了一種準分子雷射發生器,包括:依次排列的反射鏡、激活介質腔和出射鏡,所述激活介質腔具有朝向所述反射鏡的第一開口和朝向所述出射鏡的第二開口,還包括:
兩個更換單元,分別位於所述第一開口和所述反射鏡之間以及所述第二開口和所述出射鏡之間,每個所述更換單元包括:更換板和驅動元件,所述更換板上設有多個反應窗,所述驅動元件用於驅動更換板上的任一所述反應窗密封對應的開口;
分別位於所述第一開口和所述第二開口處的壓力平衡單元,所述壓力平衡單元用於調節對應的開口處密封的所述反應窗的第一面和第二面所受的壓力,其中所述第一面為所述反應窗朝向對應開口的一面,所述第二面為所述反應窗背離對應開口的一面。
本發明提供的準分子雷射發生器,通過設置更換單元可以便於反應窗的更換,在更換時,只需要驅動驅動元件工作即可完成反應窗的更換,同時通過設置的壓力平衡單元可以調節處於密封狀態下的反應窗的第一面和第二面所受的壓力,這樣可以便於將反應窗取下更換,本發明提供的準分子雷射發生器在更換反應窗時不需要進行雷射氣體的排放和重新注入,也不需要氣體雷射諧振腔、低溫冷凝器等的升溫和降溫過程,只需要調節反應窗的第一面和第二面所受的壓力。
故,本發明提供的準分子雷射發生器,可以提高反應窗更換的方便性,提高更換效率,減少氣體的浪費。
在一些可選的實施方式中,準分子雷射發生器還包括:位於所述反應窗和對應的開口之間的密封圈。密封圈的設置可以防止激活介質腔內的氣體的洩漏。
在一些可選的實施方式中,每個所述壓力平衡單元包括:
與所述第二面連通的壓力調節腔,所述壓力調節腔上設有進氣口和排氣口;
供氣元件,為所述壓力調節腔內提供氣體;
設置於所述供氣元件和所述進氣口之間的連通管路上的調節閥;
設置於所述排氣口的開關閥。通過調節調節閥和開關閥,可以調節第二面所受到的氣體壓力,當需要更換反應窗時,可以將第二面的壓力調節成與第一面的壓力相同,以便反應窗的取下更換,更換完後可以將第二面的壓力減小,以便更換後的反應窗更好的密封雷射介質腔。
在一些可選的實施方式中,所述供氣元件為氣囊或氣墊。結構較簡單。
在一些可選的實施方式中,每個壓力平衡單元還包括:
用於在設定時間間隔內檢測所述第一面所受壓力值的傳感器;
與所述傳感器、所述開關閥以及所述調節閥信號連接的控制器,所述控制器根據所述傳感器檢測的所述壓力值調節所述調節閥的開度和所述開關閥的開、合以使所述第一面和所述第二面所受的壓力相等。可以自動調節反應窗第一面和第二面所受到的壓力,便於操作。
在一些可選的實施方式中,所述控制器與所述驅動元件連接,所述控制器用於當所述第一面和所述第二面所受的壓力相等時,控制所述驅動元件工作以驅動所述更換板移動直至新的所述反應窗密封對應的開口,並控制所述開關閥開啟。實現自動更換。
在一些可選的實施方式中,所述驅動元件包括:
驅動電機;
一端與所述更換板連接、另一端與所述驅動電機的輸出軸傳動連接的傳動杆。
在一些可選的實施方式中,所述更換板為圓形,且圓形的所述更換板沿其周向設有多個所述反應窗。
在一些可選的實施方式中,所述更換板為矩形,且矩形的所述更換板上設有多個陣列分布的所述反應窗。
本發明還提供了一種準分子雷射退火設備,包括:上述任一項所述的準分子雷射發生器。
本發明提供的準分子雷射發生器,通過設置更換單元可以便於反應窗的更換,在更換時,只需要驅動驅動元件工作即可完成反應窗的更換,同時通過設置的壓力平衡單元可以調節處於密封狀態下的反應窗的第一面和第二面所受的壓力,這樣可以便於將反應窗取下更換,本發明提供的準分子雷射發生器在更換反應窗時不需要進行雷射氣體的排放和重新注入,也不需要氣體雷射諧振腔、低溫冷凝器等的升溫和降溫過程,只需要調節反應窗的第一面和第二面所受的壓力,故,本發明提供的準分子雷射發生器,可以提高反應窗更換的方便性,提高更換效率,減少氣體的浪費。
附圖說明
圖1為本發明實施例提供的準分子雷射發生器的結構示意圖;
圖2為本發明實施例提供的準分子雷射發生器的部分截面圖;
圖3為本發明實施例提供的準分子雷射發發生器內的更換單元的結構示意圖;
圖4為本發明實施例提供的更換板上的反應窗的排列結構示意圖。
附圖標記:
1-反射鏡 2-激活介質腔
21-進氣口 22-出氣口
3-出射鏡 4-兩個更換單元
41-更換板 411-反應窗
42-驅動元件 421-傳動杆
422-驅動電機 5-壓力平衡單元
6-密封圈
具體實施方式
下面將結合本發明實施例中的附圖,對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述,顯然,所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例,而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例,本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例,都屬於本發明專利保護的範圍。
現有技術中的準分子雷射退火設備中的準分子雷射發生器主要包括:反射鏡,具有進氣口和出氣口的激活介質腔以及輸出鏡,其中反射鏡、激活介質腔、輸出鏡構成氣體雷射諧振腔,激活介質腔朝向反射鏡和輸出鏡的一端分別設有反應窗,反應窗與氣體雷射諧振腔密封連接,激活介質腔實現了粒子數反轉後就能產生光放大,氣體雷射諧振腔的作用是選擇頻率一定、方向一致的光作最優先的放大,而把其他頻率和方向的光加以抑制。凡不沿氣體雷射諧振腔軸線運動的光子均很快逸出腔外,與激活介質腔不再接觸。沿軸線運動的光子將在激活介質腔繼續前進,經過反應窗,並經反射鏡和出射鏡的反射不斷往返運行產生振蕩,運行時不斷與受激粒子相遇而產生受激輻射,沿軸線運行的光子將不斷增殖,在激活介質腔內形成傳播方向一致、頻率和相位相同的強光束,這就是雷射。在雷射使用的過程中,會產生很多雜質或化學生成物沉積在反應窗表面,這些雜質使得準分子雷射退火設備出射的雷射的光斑品質和能量變差,引起脈衝汙染或不良。目前,準分子雷射發生器內的反應窗的設計是一次性更換設計,只能在雷射諧振腔內的雷射氣體壽命末期(如100M),對反應窗進行更換。這往往出現的問題是:在氣體使用壽命到一定時間後(如50M時),反應窗表面可能就已經很髒了,雷射光斑品質和能量已經變差。
為了解決上述問題,如圖1、圖2和圖3所示,本發明提供了一種準分子雷射發生器,包括:依次排列的反射鏡1、激活介質腔2和出射鏡3,激活介質腔2具有朝向反射鏡1的第一開口和朝向出射鏡3的第二開口,還包括:
兩個更換單元4,分別位於第一開口和反射鏡1之間以及第二開口和出射鏡3之間,每個更換單元4包括:更換板41和驅動元件42,更換板41上設有多個反應窗411,驅動元件42用於驅動更換板41上的任一反應窗411密封對應的開口;
分別位於第一開口和第二開口處的壓力平衡單元5,壓力平衡單元5用於調節對應的開口處密封的反應窗411的第一面和第二面所受的壓力,其中第一面為反應窗411朝向對應開口的一面,第二面為反應窗411背離對應開口的一面。
本發明提供的準分子雷射發生器,通過設置更換單元4可以便於反應窗411的更換,在更換時,只需要驅動驅動元件42工作即可完成反應窗411的更換,同時通過設置的壓力平衡單元5可以調節處於密封狀態下的反應窗411的第一面和第二面所受的壓力,這樣可以便於將反應窗411取下更換,本發明提供的準分子雷射發生器在更換反應窗411時不需要進行雷射氣體的排放和重新注入,也不需要氣體雷射諧振腔、低溫冷凝器等的升溫和降溫過程,只需要調節反應窗411的第一面和第二面所受的壓力。
故,本發明提供的準分子雷射發生器,可以提高反應窗411更換的方便性,提高更換效率,減少氣體的浪費。
同現有技術中的準分子雷射發生器相同,本發明提供的準分子雷射發生器的激活介質腔2也設有進氣口21和出氣口22。
上述反應窗的形狀可以為方形、三角形、圓形等,具體的形狀可以根據激活介質腔的第一開口和第二開口的形狀定。
如圖2所示,本發明提供的實施例中,準分子雷射發生器還包括:位於反應窗411和對應的開口之間的密封圈6。密封圈6的設置可以防止激活介質腔2內的氣體的洩漏,減少氣體的浪費。上述密封圈6的形狀可以為方形或者圓形等,這裡就不再一一贅述。
上述每個壓力平衡單元5的具體結構可以有多種,只要可以調整反應窗411的第二面的所受的壓力即可。
一種可選的實施方式中,每個壓力平衡單元5包括:
與第二面連通的壓力調節腔,壓力調節腔上設有進氣口和排氣口;
供氣元件,為壓力調節腔內提供氣體;
設置於供氣元件和進氣口之間的連通管路上的調節閥;
設置於排氣口的開關閥。通過調節調節閥和開關閥,可以調節第二面所受到的氣體壓力,當需要更換反應窗411時,可以將第二面的壓力調節成與第一面的壓力相同,以便反應窗411的取下更換,更換完後可以將第二面的壓力減小,以便更換後的反應窗411更好的密封雷射介質腔。上述進氣口通入的氣體可以為氮氣也可以為空氣。
為了進一步便於反應窗411的更換,反應窗411和激活介質腔2之間可以設置自動鎖緊裝置,在更換完反應窗411且反應窗411的第二面連通的壓力調節腔未洩壓之前,可以將反應窗411固定於激活介質腔2上,不影響雷射介質腔內雷射的產生,可以進一步提高生產效率。
上述供氣元件可以為儲氣罐或氣囊或氣墊。這些結構較簡單,且便於更換。
一種可選的實施方式中,每個壓力平衡單元5還包括:
用於在設定時間間隔內檢測第一面所受壓力值的傳感器;
與傳感器、開關閥以及調節閥信號連接的控制器,控制器根據傳感器檢測的壓力值調節調節閥的開度和開關閥的開、合以使第一面和第二面所受的壓力相等。這樣的結構設置可以自動調節反應窗411第一面和第二面所受到的壓力,不需要人為調節,便於操作。
上述驅動元件42的開啟和關閉可以人為通過外置按鈕控制,也可以自動控制,優選的,控制器與驅動元件42連接,控制器用於當第一面和第二面所受的壓力相等時,控制驅動元件42工作以驅動更換板41移動直至新的反應窗411密封對應的開口,並控制開關閥開啟。
上述驅動元件42的具體結構可以有多種,更換板41可以旋轉進行反應窗411的更換也可以通過平移進行反應窗411的更換,本發明提供給的一種實施方式例中,如圖2所示,驅動元件42包括:
驅動電機422;
一端與更換板41連接、另一端與驅動電機422的輸出軸傳動連接的傳動杆421。驅動電機422驅動傳動杆421旋轉,進而實現更換板41的旋轉。
上述更換板41的具體形狀可以有多種,如圖3所示,更換板41為圓形,且圓形的更換板41沿其周向設有多個反應窗411。
如圖4所示,更換板41為矩形,且矩形的更換板41上設有多個陣列分布的反應窗411。
本發明還提供了一種準分子雷射退火設備,包括:上述任一項所述的準分子雷射發生器。由於上述準分子雷射發生器可以提高反應窗411更換的方便性,提高更換效率,減少氣體的浪費。
顯然,本領域的技術人員可以對本發明進行各種改動和變型而不脫離本發明的精神和範圍。這樣,倘若本發明的這些修改和變型屬於本發明權利要求及其等同技術的範圍之內,則本發明也意圖包含這些改動和變型在內。