Kiriş Şekillendirici: Kirişi DUV'den MIR'a Şekillendirme Uygulama Notu

Lazer ışını şekillendirme lazer malzeme işleme uygulamalarını optimize etmek için potansiyel bir tekniktir, özellikle yüzey kalitesini ve 3D Eklemeli İmalatın (AM) verimini, derinlik kontrolünü ve makinede kenar profili kontrolünü iyileştirmede.

Uzamsal profili manipüle etmek için ticari olarak temin edilebilen bazı ışın şekillendiriciler olmuştur. Sistem entegratörleri veya son kullanıcılar için, özellikle işleme uygulamalarında ışın kullanım verimliliğini artırmak için lazer enerjisini yeniden dağıtan bir modül görevi görür. Bununla birlikte, karakterizasyon aracı ve miktar belirleme parametresinin olmaması nedeniyle ışın kalite kontrolü çoğunlukla tahmin yoluyla yapılır. Ayrıca, eklemeli üretim veya yüksek çözünürlüklü görüntüleme gibi diğer bazı üretim uygulamalarında, özelleştirilmiş ışın şekillendirme gereklidir. Lazer malzeme işleme uygulamaları için sistematik bir ışın tasarımı yaklaşımı esastır.

Çalışma Prensibi

Bir ışın şekillendiricinin genel tasarım konsepti, kırılma ve kırılma olmak üzere iki kategoriye ayrılır. Bir ışın şekillendiricinin "popüler" uygulamalarından biri, Şekil 1'de gösterildiği gibi enerjiyi Gauss'tan top-hat'a yeniden dağıtmaktır.

Kiriş Şekillendirici 1
Şekil 1. Top-hat ışını şekillendirici

Işın şekillendirici genellikle özelleştirilebilir bir optik cihazdır. Aşağıda listelenen özelleştirme özellikleridir.

Düzgün Yoğunluk Profili+/- 5%
Maksimum Güçözelleştirilmiş
İletim Verimliliği> 90%
XY Yer Değiştirmeye Duyarlılıkgiriş ışınının %5'i
Dönme DuyarsızYuvarlak Şekil Çıkış Kirişi
Çalışma Mesafesine DuyarlılıkNokta boyutunun <%50'si
Tablo 1. Bir silindirik kiriş şekillendiricinin temel özellikleri

Uygulamalar

(a) 1940nm'de silindir şapkalı lazer için difraktif ışın şekillendirici

Mid-IR dalga boyu rejimi içinde, 1940nm fiber lazer, şeffaf polimer işlemede benzersiz avantajlar göstermiştir. Hava kabarcıklarını önlemek için tekdüze enerji dağılımının gerekli olduğu durumlarda, Şekil 2'de gösterildiği gibi bir top-hat ışını şekillendirici tasarlanmıştır. Bilim Teknoloji ve Araştırma Ajansı (A*STAR) ile işbirliği yoluyla özel bir yazılım tasarımı geliştirilmiştir. .

Kiriş Şekillendirici 3
Şekil 2. Kırınımlı ışın şekillendirici
Kiriş Şekillendirici 5
Şekil 3. Tasarım yazılımı çıktısı

(b) 193nm'de çizgi lazer için kırıcı ışın şekillendirici

Yüksek en-boy oranlı ışın çizgisinin, lazer malzeme işlemede yararlı olduğu bulunmuştur. Örneğin, DUV litografi uygulamalarında, düzgün ışın hattı işlem hızını etkili bir şekilde artırabilir. Şekil 400'te gösterildiği gibi 1:4'e yakın bir en-boy oranı elde edilmiştir. Bu, özel olarak tasarlanmış iki mercekle sağlanmıştır.

Kiriş Şekillendirici 7
Şekil 4. 193 nm'de yüksek en-boy oranlı çizgi ışınının tasarımı

Bilgi Formu

İletişim Formu

Kuruluşunuzun e-postasını kendi etki alanıyla (varsa) kullanmanızı öneririz.