CN1538893B - 多束微加工系统和方法 - Google Patents

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Abstract

一种把能量传送到基片的系统包括可动态定向辐射能量源，用于提供每一个沿着可动态选择方向传播的数个辐射束。数个束导引单元当中的可独立定位束导引单元起接收辐射束和把它们引向基片上的可选位置的作用。

Description

多束微加工系统和方法
发明领域 
本发明一般涉及多激光束定位和能量传送系统，尤其涉及应用于在电路基片上钻出孔的激光微加工系统。 
背景技术
各种各样的激光加工设备用于微加工基片上的图案。这样的系统通常用在电路板的制造中。电路板制造包括使诸如导线和衬垫之类的导电元件沉积在非导电的、通常绝缘的基片上。几个这样的基片粘在一起，形成一个电路板。为了使电路板的各层之间电互连，需要通过所选的基片层钻出称为通道的孔，并且用导体铺设起来。电路板通常包括数以万计的通道，甚至多达数以十万计的通道。 
发明内容
本发明试图提供改进的激光微加工设备，诸如对于在电路板中形成通道特别有用的设备。 
本发明还试图提供起一般说来同时独立定位数个激光束作用的改进激光束定位系统。 
本发明还试图提供应用起同时独立定位数个激光束作用的激光束定位系统的激光微加工设备。 
本发明还试图提供激光能损失最小的、起独立定位数个脉冲激光束作用的激光微加工设备。 
本发明还试图提供有效利用由脉冲激光，诸如固态Q开关激光供应的激光能，在电路基片上生成通道的激光微加工设备。 
本发明还试图提供通过把输入激光束分解成用于微加工基片的至少一个输出激光束，控制激光束的能量特性的激光微加工设备。至少一个输出激光束可以是单个激光束，也可以是数个激光束。 
本发明还试图提供起把输入激光束分解成可选个输出子束作用的动态分 束器。 
本发明还试图提供起有选择地把输入激光束分解成具有一般说来均匀的能量特性的数个子束作用的动态分束器。 
本发明还试图提供有选择地使脉冲束偏转到预先定位在适合于把能量传送到基片上的可选位置的方向的可选定位束反射器的系统。可以以至少与激光束的脉冲重复一样快的工作循环使激光束偏转。以慢于脉冲重复率的工作循环定位反射器。 
本发明还试图提供起把输入激光束分解成每一个指向可选方向的数个输出激光束作用的动态分束器。按照本发明的一个实施例，输出激光束的每一个是从分束器的不同空间部分发出的。 
本发明还试图提供起接收一般说来沿着公共面传播的数个激光束，和使每个激光束转向到平面之外的二维位置陈列中的一个位置作用的激光束转向器。 
按照本发明一个实施例的一个总的方面，对，例如，微加工基片有用的激光束定位系统起提供沿着可选方向动态偏转的数个子束的作用。每个子束被偏转成照射在位于可独立定位偏转器的阵列中的一个偏转器上，在那里子束被偏转器进一步偏转成照射在可选位置上的基片上。按照本发明的一个实施例，数个子束是可动态控制的分束器从单个输入束中生成的。 
按照本发明一个实施例的一个总的方面，把能量传送到基片的系统包括可动态定向辐射能量源，用于提供沿着可动态选择方向传播的数个辐射束。数个束导引单元中的可独立定位束导引单元起接收激光束和把它们引向基片上的可选位置的作用。 
按照本发明一个实施例的另一个总的方面，把能量传送到基片的系统包括提供一个辐射束的至少一个辐射能量源；起把激光束分解成数个子束作用的分束器，每个子束沿着可选方向传播；和数个可独立定位束导引单元，其中的一些接收数个子束和把它们引向基片上的可选位置。 
按照本发明一个实施例的另一个总的方面，把能量传送到基片的系统包括提供一个辐射束的至少一个辐射能量源和布置在辐射能量源和基片之间的可动态配置分束器。 
按照本发明一个实施例的另一个总的方面，把能量传送到基片的系统包括提供一个辐射束的至少一个辐射能量源和布置在辐射能量源和基片之间的 光电多束发生器。多束发生器起从激光束中生成至少两个子束和选择每个子束的能量密度特性的作用。 
按照本发明一个实施例的另一个总的方面，把能量传送到基片的系统包括沿着光轴提供脉冲辐射束的至少一个脉冲辐射能量源，脉冲束包括通过时间脉冲间距分开的多个脉冲；和布置在辐射能量源和基片之间的多束、角度可选择和可改变输出束分束器。角度可选择和可改变输出束分束器起以相对于光轴的所选角度输出数个子束的作用。角度可以小于时间脉冲间距的时间量为单位改变。 
按照本发明一个实施例的另一个总的方面，把能量传送到基片的系统包括提供脉冲辐射束的至少一个脉冲辐射能量源，脉冲束包括通过时间脉冲间距分开的多个脉冲；布置在辐射能量源和基片之间的分束器，分束器起以可改变的可选角度输出数个子束的作用；和数个可选空间取向偏转器。偏转器起以大于时间脉冲间距的时间量为单位改变空间取向的作用。一些空间取向偏转器被安排成接收子束和把子束引向基片。 
按照本发明一个实施例的另一个总的方面，把能量传送到基片的系统包括提供一个辐射束的至少一个辐射能量源；起把激光束分解成可选个输出束作用的分束器，输出束具有在功能上与可选个数有关的能量特性；和束导引单元，用于接收输出束和引导输出束，以便微加工一部分基片。 
按照本发明一个实施例的另一个总的方面，把能量传送到基片的系统包括提供在平面内传播的数个辐射束的至少一个辐射能量源、和接收数个激光束和把至少一些激光束偏转到平面之外的预定位置的数个偏转器。 
按照本发明一个实施例的另一个总的方面，把能量传送到基片的系统包括提供一个辐射束的至少一个辐射能量源、起接收激光束和输出在平面内传播的数个子束的分束器、和接收数个子束和把数个子束的至少一些偏转到平面之外的预定位置的数个偏转器。 
按照本发明一个实施例的另一个总的方面，把能量传送到基片的方法包括在第一时间间隔，把第一数个辐射束引向第一数个可选定位偏转器，以便把第一数个激光束引向第一数个位置，在该第一时间间隔，有选择地定位第二数个可选定位偏转器，和在第二时间间隔，把第一数个辐射束引向第二数个可选定位偏转器，以便把第一数个激光束引向第二数个位置。 
按照本发明一个实施例的另一个总的方面，把能量传送到基片的系统包 括提供至少一个辐射束的至少一个辐射束源；和至少第一和第二偏转器，被布置成接收至少一个激光束，以便把激光束传送到基片上各自的、至少第一和第二的、至少部分重叠的位置上。 
按照本发明一个实施例的另一个总的方面，激光微加工设备包括提供数个辐射束的至少一个辐射束源；布置在至少一个辐射束源和要微加工的基片之间的数个可独立定位偏转器，数个可独立定位偏转器起把至少一个辐射束独立传送到基片上的可选位置的作用；和布置在至少一个辐射束源和基片之间的聚焦透镜，聚焦透镜接收数个辐射束和起把这些激光束同时聚焦在基片上的可选位置上的作用。 
按照本发明一个实施例的另一个总的方面，声光设备包括沿着光轴接收一个辐射束的光学元件；和与光学元件相联系的换能器，换能器在光学元件中形成同时具有不同声音频率的声波，光学元件起以相对于光轴的不同角度输出数个子束的作用。 
按照本发明一个实施例的另一个总的方面，微加工基片的方法包括把激光束提供给分束器器件，把激光束分解成第一个数的输出束和引导第一个数的输出束，以便在多层基片的第一层中形成至少一个孔隙，然后，把激光束分解成第二个数的输出束和引导第二个数的输出束的一些，以便通过至少一个孔隙消除多层基片的第二层的所选部分。 
本发明的其它特征和方面包括如下的一个或多个的各种组合： 
辐射能量源包括输出每一个通过辐射能量的脉冲定义的数个激光束的脉冲辐射能量源。 
脉冲辐射能量源包括至少一个Q开关激光器。 
可动态定向辐射能量源包括起接收一个辐射能量束和把该激光束分解成可选个子束作用的分束器。 
可动态定向辐射能量源包括起接收一个辐射能量束，把该激光束分解成数个子束和沿着每个可选方向引导子束作用的分束器。 
分束器包括其操作受控制信号支配的声光偏转器。 
分束器包括受控制信号支配的、含有声波发生器的声光偏转器，声波发生器生成决定声光偏转器输出的子束的个数的声波。 
分束器包括受控制信号支配的、含有声波发生器的声光偏转器，声波发生器生成决定子束的可选方向的声波。 
声光偏转器中的声波包括数个空间不同声波段，每个空间不同声波段通过具有不同频率的控制信号的一部分来定义。 
声波中的每个空间不同声波段决定是与声波段相对应的控制信号的一部分的频率的函数的相应子束的相应空间不同方向。 
空间不同声波段的个数决定相应子束的个数。 
可动态定向辐射能量源包括接收一个辐射能量束和将该激光束分解成可选个子束的可动态配置分束器。可动态配置分束器能够在重新配置时间间隔内改变子束的个数和方向的至少一个，和辐射能量的脉冲在时间上相互隔开大于重新配置时间间隔的时间间距。 
数个可独立定位束导引单元能够在重新定向时间间隔内改变子束的方向，和辐射能量的脉冲在时间上相互隔开小于重新定向时间间隔的时间间距。 
束导引单元的每一个包括安装在至少一个可选倾斜致动器上的反射器。致动器包括压电器件或MEMs器件。 
束导引器件的个数超过包括在数个子束中的子束的个数。数个子束的至少一些被引向数个束导引器件的至少一些，而数个束导引器件的其它一些被重新定位。 
可选个子束都位于同一平面内，二维阵列的束导引单元位于平面之外，和在光学上置于至少一个可动态定向辐射能量源和数个可独立定位束导引单元之间的固定偏转器阵列起把位于平面之内的激光束引向平面之外的位置的作用。 
附图简述 
通过结合附图，对本发明的实施例进行如下详细描述，可以更全面地理解和认识本发明，在附图中： 
图1A是制造按照本发明的一个优选实施例构造和起作用的电路的系统和功能的简化局部图示的、局部方块图例图； 
图1B是用在图1的系统和功能中的激光器输出的激光脉冲的时序图； 
图2是在图1的系统和功能中微加工电基片的设备的一部分的更详细一点局部图示的、局部方块图例图； 
图3是图2的系统和功能的一部分的一个方面操作的更详细一点局部图示的、局部方块图例图； 
图4是按照本发明的一个实施例制造电路的方法的流程图； 
图5是显示在图1A和2的系统和功能中，改变由动态分束器产生的激光束的个数和角度的结果的例图； 
图6是显示在图1A和2的系统和功能中，改变由动态分束器产生的多个激光束的角度的结果的例图； 
图7是显示在图1A和2的系统和功能中，改变通过包括多个至少部分重叠不同频率成分的调制控制信号产生的、由动态分束器产生的多个至少部分重叠激光束的角度的结果的例图； 
图8是显示在图1A和2的系统和功能中，改变由动态分束器产生的多个激光束中的能量分布的结果的例图； 
图9A和9B是显示在图1A和2的系统和功能中，改变由动态分束器产生的直径不变激光束的个数的结果的例图；和 
图10A和10B是显示按照本发明的一个优选实施例，改变如图9A和9B所示的由动态分束器产生的直径不变激光束的个数的结果的例图。 
优选实施例详述 
现在参考图1A和图1B，图1A是制造按照本发明的一个优选实施例构造和起作用的电路的系统和功能的简化局部图示的、局部方块图例图，和图1B是用在图1的系统和功能中的激光器输出的激光脉冲的时序图。图1A所示的系统包括激光微加工设备10，它还包括将能量传送到基片的功能。 
在制造印刷电路板的过程中，在在印刷电路板14中微加工像通道12那样的小孔的情况下，设备10尤其有用。设备10也可以用在应用微加工的其它适当制造过程中，包括(不限于此)平板显示器上非晶硅的有选择退火和电路上焊接掩模的消除。由此，尽管是在微加工印刷电路板的背景下对本发明加以描述的，但本发明的范围不应该仅仅局限于这种应用。 
适合于利用如下所述的系统和方法微加工的、像基片14那样的印刷电路板基片通常包括含有一个或多个电路层的绝缘基片，例如，环氧玻璃，每个电路层在上面有选择地形成导体图案16。基片可以由单层组成，也可以由几个基片层粘合在一起形成的叠层组成。另外，如图1A所示，基片14的最外层可以包括在上面形成的导体图案16。可选地，基片14的最外层可以包括， 例如，像，例如，标号17所指的区域所示的那样的、基本上与基片14的外表的连续部分重叠的金属箔。 
在本发明的一个实施例中，如图1A所示，激光微加工设备10包括输出脉冲激光束22的脉冲激光器20。脉冲激光束22通过激光脉冲图26(图1B)中的峰24示意性指出的一串光脉冲来定义。按照本发明的一个实施例，脉冲激光器20是以在10-50KHz之间，最好在大约10-20KHz之间的脉冲重复率提供脉冲UV激光束22的三倍频Q开头YAG激光器。适用的Q开关激光器目前可从，例如，Spectra Physics，Lightwave Electronics and Coherent Inc.all ofCalifornia U.S.A(美国加州)公司购买到。与应用于制造印刷电路板的典型材料适当配合的其它商用脉冲激光器也可使用。 
在本申请人与本申请同时提出的和要求美国临时申请第60/362,084号的权益的同时待审美国专利申请中描述了适合用作脉冲激光器20、起输出特别适合微加工包含玻璃的基片的脉冲UV激光束作用的另一种激光器，特此全文引用，以供参考。 
在高度简化地示意性表示激光微加工设备10的图1A所示的实施例中，脉冲激光束22照射在第一透镜28上，第一透镜28最好是起把激光束22平化在像声光偏转器(AOD)30那样的第一可变偏转器组件中的像面(未示出)上作用的柱面透镜。最好，AOD 30包括换能器单元32和由石英或其它适当晶状材料组成的半透明晶体构件34。 
换能器32接收控制信号36和生成穿过AOD 30的晶体构件34的声波38。控制信号36最好是RF(射频)调制器40提供的RF信号，RF调制器40最好由直接数字合成器(DDS)42，或其它适当信号发生器，例如，电压控制振荡器(VCO)来驱动。提供与DDS 42和激光器驱动器47可操作通信的系统控制器44来协调控制信号36的生成和定义脉冲激光束22的激光脉冲24，以便按照要制造的电路的所需设计图案，通过，例如，烧蚀，消除基片14的某些部分。这样的设计图案可以由，例如，代表要制造的电路的CAM数据文件46或其它适当计算机文件提供。 
如现有技术所知，当激光束22照射在上面时，在晶体构件34中存在声波38使激光束22偏转了角度θn，根据如下公式，θn是波26的频率fn的函数： 
θ n = Δf n × λ υ s
其中： 
Δfn＝fn-f0； 
λ＝激光束22的波长； 
υs＝AOD 30的晶体34中的声速；和 
n是如下所述，代表子激光束的索引号的整数。 
按照本发明的一个实施例，AOD起动态分束器的作用，它支配着激光束22分解成的若干个分段的至少一个分段和它的偏转角。可以这样有选择地提供信号36，使声波38以不变频率穿过晶体构件34。可选地，也可以这样有选择地提供信号36，使声波38以不同频率穿过晶体构件34。 
下面参照图5-7，描述用作动态分束器的AOD 30的结构、功能和操作的方方面面。在本申请人与本申请同时提出的、名称为“动态多径、声光分束器和偏转器(Dynamic Multi-Pass，Acousto-Optic Beam Splitter and Deflector)”的同时待审专利申请中描述了被配置和安排成起动态分束器和偏转器作用的另一种类型AOD的结构和操作。 
按照本发明的一个实施例，信号36使声波38在AOD 30中以不同频率生成，以便在声波38与激光脉冲24相结合的那个时刻，声波38包括至少两个不同频率。通过生成多于一个频率的声波38，激光束22分解成多于一个的分段。通常，在激光脉冲照射在上面的时候，在AOD 30中不同的频率在空间上可能是分开的。或者，不同的频率可能以复波形的方式叠加在一起。 
因此，当声波38以非均匀波形穿过晶体构件32和与激光束22相结合时，激光束22被分段成几个束段50或子束。在峰24(图1B)所代表的激光束22照射在上面的时候，每个分段偏转了角度θn，角度θn是晶体构件34中声波38的一个声频或几个频率的函数。 
按照本发明的一个实施例，AOD 30以小于激光束22的脉冲重复率的工作循环工作。换句话说，当激光脉冲24照射在上面时，重新配置AOD 30中的声波38，以包括不同频率成分所需的时间小于激光束22中相继脉冲24之间的时间间距。 
无论通过，例如，均匀声波提供了单个分段，还是提供了如图1所示的几个分段，束段50的每一个都被引向第二可变偏转器组件52。第二可变偏 转器组件52由数个可独立倾斜束导引反射器单元54组成。 
按照本发明的一个实施例，第二可变偏转器组件52包括光学MEMs器件，或者由可通过适当压电电机倾斜的反向镜阵列构成，或者由检流计阵列构成，或者包括任何其它适当的可独立倾斜反射器阵列。在如图1A所示的第二可变偏转器组件52的配置中，提供了6×6阵列的反射器单元54。可以使用任何其它适当数量的可独立倾斜反射器单元45。 
提供可独立控制数字光开关阵列的适用光学MEMs器件是用在数字微型反向镜器件(DMDTM)中的应用技术，数字微型反向镜器件(DMDTM)可从Texas Instruments of Dalla，U.S.A公司购买到。或者，可以按照Mignardi等人详细描述的DMDTM制造原理(Mignardi et al.，The Digital Micromirror Device-a Micro-Optical Electromechanical Device for Display Applica-tions，presentedin MEMS and MOEMS Technology and Applications(Rai-Choudhury，editor)，SPIE Press，2000)构造适当阵列的反射器单元54，将这个参考文献列在这里，以供参考。 
反射器单元54的每一个起分开地和独立地导引照射在上面的束段50，使其照射在基片14上，目标区55中的可选位置上，以便微加工，钻孔，要不然消除基片14在所需位置上的那一部分。 
如图1A所示，反射器单元45的操作可由，例如，与系统控制器44可操作通信的伺服控制器57来控制，以保证反射器单元45按照要制造的电路的所需设计图案，适当地引导束段50，照射在基片14上的所需位置上。这样的设计图案可以由，例如，代表要制造的电路的CAM数据文件46或其它适当计算机文件提供。 
反射器单元54的每一个是这样配置的，可以把照射在上面的激光束导引相应覆盖区中的可选位置。按照本发明的一个实施例，与反射器单元54的至少一些相对应的覆盖区至少部分相互重叠。 
按照本发明的一个实施例，第二可变偏转器组件52中反射器单元54的个数超过AOD 30输出的束段50的最大个数。反射器单元54通常以慢于激光束22的脉冲重复率的工作循环工作。换句话说，重新定向指定反射器单元54，以便可以把照射在上面的束段50重新定向到基片14上的新位置所需的时间大于激光束22中相继脉冲24之间的时间间距。 
由于反射器单元54的冗余度，对于激光束22中的任何给定脉冲24，束 段50都只照射在反射器单元54的一些上，而未照射在其它一些上。因此，不接收子束50的反射器单元54可以被重新定位到新的空间方向，准备接收来自随后激光脉冲24的子束50，而一般说来，与此同时，其它反射器单元54正在引导束段50，使其照射在基片14上。 
如图1A所示，折叠式反射镜、聚焦透镜63和焦阑成像透镜64置在第二可变偏转器组件52和基片14之间，把束段50传送到基片14的表面。应该认识到，透镜63和64的光学设计应该适应沿着朝相互不同方向延伸的光轴传播的束段50。 
还应该认识到，作为系统几何和工程设计的函数，可以提供单个折叠式反射镜，非折叠式反射镜或多个折叠式反射镜。另外，可以把聚焦透镜63和焦阑透镜64组合成单个光学元件，或者，可选地，透镜62和64的每一个可以包括多个透镜元件。此外，系统10可以包括变焦透镜(未示出)，变焦透镜起支配一个或多个束段50的横截面大小，以便，例如，在基片14上形成直径不等的小孔和通道的作用。可选地，变焦光学可应用于调整可以由AOD以不同直径输出的束段50的直径和使该直径保持不变。 
按照本发明的一个实施例，相对于入射束22的光轴的、AOD 30使束段50偏转的角度θn通常是非常小的，数量级为10-2弧度。为了提供更紧凑的系统，最好在AOD 30的下游提供起提高束段50的相互角发散作用的、如透镜56所示意性表示的、像可伸缩光学元件那样的激光束扩角器。 
AOD 30一般起使子束50偏转，以便束段50的光轴位于平面内的作用。如图1A所示，第二可变偏转器组件52包括位于束段50的光轴构成的平面之外的二维阵列。如图1A所示，从线性到二维映射组件58位于AOD 30和第二可变偏转器组件52之间，映射组件58接收在同一平面内传播的束段50，并且把束段50重新定向到子束50的平面之外的二维阵列的位置。 
按照本发明的一个实施例，映射组件58包括数个映射部分60，映射部分60的每一个被定位在适当空间方向，以便AOD 30输出、照射在给定映射部分60上的束段50被引向映射给它的反射器单元54。 
如下是系统10的操作和功能的简化、一般性描述：在晶体34中与激光束22的脉冲24同步地生成声波38，以便在第一激光束脉冲照射在那里的时候，所需声波结构出现在晶体构件34中。声波38可以具有在整个晶体34内不变的频率，这将产生单个束段50。可选地，声波也可以具有几个不同的频 率。通常，不同频率可以处在，例如，沿着声波38的长度方向的各个空间分段上，以生成隔开一点的束段50。按照本发明的一个实施例，AOD 30的工作循环足够快，使它可以被动态重新配置成有选择地和不同地分解或偏转激光束22中的每个脉冲24。在本发明的一个优选实施例中，分束器的动态重新配置是通过在定义激光束22的每个脉冲24照射在AOD 30上的那一时刻，在AOD 30中形成具有相互不同结构的声波完成的。 
声波38中的不同频率使每个束段50偏转可选角度θn，最好在穿过扩束器透镜56之后，照射在映射组件58的所选映射部分上。每个束段50被适当的映射部分60引向第二可变反射器组件52上反射器单元54之一上的相应位置。使反射器单元54适当倾斜，以便束段50随后被进一步引向基片14上的一个位置，供微加工或钻孔基片14的所需位置之用。 
按照本发明的一个实施例，尽管AOD 30以一般说来大于激光束22的脉冲重复率的工作循环工作，但它贡献的偏转相对有限，因为它使束段50偏转相对小的偏转角。束段50通常都位于同一平面内。 
相反，定位第二可变偏转器组件52中的各个偏转器单元54所需的时间通常大于定义激光束22的相继脉冲之间的时间间距。但是，由于每个偏转器单元54可能在相对大角范围上，最好在至少二维内倾斜，照射在反射器单元54上的子激光束可能被传送成覆盖相对大的空间范围。 
按照本发明的一个实施例，使反射器单元54的每一个适当倾斜，以便相邻反射器单元54起把束段50传送成覆盖基片14的表面上相互重叠区域的作用。此外，第二可变偏转器组件52中的偏转器单元54能够把束段50传送到透镜63和64的视域68内的几乎任何位置。 
在微加工视域68中的所需部分55之后，相对于系统10相互移动基片14和设备10，以便视域68覆盖基片14的不同部分。 
按照本发明的一个实施例，组件52中反射器单元54的个数通常超过AOD 30把激光束22分解成束段50的个数。在初始时间间隔内，束段50照射在第一数个反射器单元54上，但不照射在其它反射器单元54上。如下所述，初始时间间隔用于重新定位没有接收到束段50的其它反射器单元54。 
在随后第二时间间隔内，束段50经AOD 30偏转，照射在在前一个时间间隔内没有接收到束段50的反射器单元54的至少一些上。现在，适当地重新定位应用在第二时间间隔中的反射器单元54，使子束50偏转到基片14。 在第二时间间隔内，重新定位可能包括用在第一时间间隔中的、束段50没有照射在上面的反射器单元的至少一些，供随后的时间间隔使用。重复这个重新定位在给定时间间隔内没有使用的反射器单元54的过程。 
一般说来，可以认为，与照射在所选反射器单元54的来自第一激光脉冲的束段50同时，其它反射器被同时重新定位成接收来自随后激光束脉冲的束段50。 
通常，与20KHz Q开关激光器的大约20-200个脉冲相对应，定位单个反射器单元54所需的时间是1-10毫秒的数量级。用于定位反射器54的、超过激光脉冲24的工作循环的时间长度保证了稳定束定点精度。另外，多个反射器54的使用保证了在在微加工基片14上的位置之后，重新定位反射器54的同时，使脉冲损失降到最小的冗余度。应该认识到，为了提高设备10的速度，和为了提供每个束段50中的受控能量剂量，对于多于一个的束段50，也许有必要使它们同时照射在基片14的表面上的同一位置上。在这样的安排中，多个束段50的每一个被分别偏转成照射在分开的反射器54上，这些分开的反射器54的每一个朝着把子束50引向照射在基片14上的同一位置上的方向。 
现有参考图2，图2是在图1的系统和功能中微加工电路的设备110的一部分的更详细一点局部图示的、局部方块图例图。一般说来，可以把激光加工设备110当作把能量传送到基片的系统。 
在本发明的一个实施例中，如图1所示，激光微加工设备110包括输出脉冲激光束122的脉冲激光器120。脉冲激光束122通过一串光脉冲来定义。按照本发明的一个实施例，脉冲激光器120是是以在10-50KHz之间，最好在大约10-20KHz之间的脉冲重复率提供脉冲UV光束122的三倍频Q开头YAG激光器。适用的Q开关激光器目前可从，例如，Spectra Physics，Light-wave Electronics and Coherent Inc.all of California U.S.A(美国加州)公司购买到。与应用于制造印刷电路板的典型材料适当配合的其它商用脉冲激光器也可使用。 
在本申请人与本申请同时提出的和要求美国临时申请第60/362,084号的权益的同时待审美国专利申请中描述了适合用作脉冲激光器120、起输出特别适合微加工包含玻璃的基片的脉冲UV激光束作用的另一种激光器，特此全文引用，以供参考。 
在高度简化地示意性表示激光微加工设备110的优选实施例的图2所示的实施例中，脉冲激光束122照射在第一透镜128上，第一透镜128最好是起把激光束122平化在像声光偏转器(AOD)130那样的第一可变偏转器组件中的像面(未示出)上作用的柱面透镜。最好，AOD 130包括换能器单元132和由石英或任何其它适当晶状材料组成的半透明晶体构件134。 
换能器132受与图1A的控制信号36相对应的控制信号(未示出)控制，并且，与参照图1A所述的类似，起生成穿过AOD 130的晶体构件134的声波138的作用。声波138起与晶体构件134中的激光束122结合，动态地和选择地分解激光束122中的脉冲和使激光束122中的脉冲偏转，以输出束段150或子束150的作用。 
因此，AOD 130起动态分束器的作用，它通过形成具有可选波配置的适当声波138，控制激光束122分解成的若干个分段150的至少一个和所得束段所指的方向的。 
下面参照图5-7，描述用作动态分束器的AOD 130的结构、功能和操作的方方面面。在本申请人与本申请同时提出的、名称为“动态多径、声光分束器和偏转器(Dynamic Multi-Pass，Acousto-Optic Beam Splitter and Deflector)”的同时待审专利申请中描述了被配置和安排成起动态分束器作用的另一种类型AOD的结构和操作。 
按照本发明的一个实施例，在AOD 30中可以以几种不同频率形成声波138，以便在声波138与激光脉冲122相结合的那个时刻，声波138包括至少两个不同频率。通过形成多于一个频率的声波138，激光束122分解成多于一个的分段150。在激光脉冲照射在上面的时候，在AOD 30中不同的频率在空间上可能是分开的。或者，不同的频率可能以复波形的方式叠加在一起。 
因此，当声波138以非均匀波形穿过晶体构件132时，激光束122可能被分段成几个束段150或子束。在激光束122中的激光脉冲照射在上面的时候，每个束段150偏转了角度θn，角度θn是晶体构件134中声波138的一个声频或几个频率的函数。 
按照本发明的一个实施例，AOD 30以短于激光束122的脉冲重复率的工作循环工作。因此，当与激光束122中的激光脉冲结合时，重新配置AOD 130中的声波138，使其包括不同频率成分，以便改变子束150的个数和各自方向的至少一个所需的时间小于激光束22中相继脉冲122之间的时间间距。 
无论通过，例如，均匀声波提供了单个分段，还是提供了如图2所示的几个分段，束段150的每一个都被引向位于第二可变偏转器组件152的第一可选目的。第二可变偏转器组件152由数个可独立倾斜束导引反射器单元154组成。 
反射器单元154的每一个像参照图1A所述的那样，也起进一步分开地和独立地导引照射在上面的束段150，使其照射在基片14上，随后，微加工，钻孔，要不然消除基片14在这样的位置上的那一部分的作用。 
按照本发明的一个实施例，每个反射器单元154包括安装在定位器组件242上的反射镜240，或其它适当可反射单元，定位器组件242包括基座244、反射镜支架246、至少一个可选致动器248、和一个偏动簧片(未示出)，在图中显示了以星形排列组装起来的3个致动器。可选致动器248的每一个是，例如，像可从Marco Systemanalyse und Entwicklung GmbH of Germany(德国)公司购买的TORQUE-BLOCKTM致动器那样的压电致动器，它独立地提供如箭头249所指的上下定位，以便有选择地使反射镜240倾斜到接收束段150的所需空间方向，随后，引导束段150照射在基片14的表面上的所需位置上。 
将图2与图1A合在一起考虑，从中可以认识到，致动器248的每一个可操作地与伺服控制器57相连接，正如上面参照图1A所述的那样，伺服控制器57又可操作地与系统控制器44相连接，并且受系统控制器44控制。因此，可以认识到，与，例如，包含在CAM数据文件46中的、印刷电路板中通道的图案的图案设计相对应，与定义激光束122的激光脉冲同步地和与控制AOD 130的操作的控制信号的生成同步地独立控制反射器单元154的相对空间取向，或倾斜，以便动态地分解激光束122和使激光束122偏转。束段150被偏转到也适当取向的所需反射器单元154，以便束段150最终照射在基片14上的所需位置上。 
按照本发明的一个实施例，反射器单元154的每一个是这样配置的，可以把子束150导引基片14上相应覆盖区中的可选位置。与反射器单元154的至少一些相对应的覆盖区至少部分相互重叠。 
第二可变偏转器组件152中反射器单元154的个数通常超过AOD 30输出的束段150的最大个数。因此，如图2所示，第二可变偏转器组件152包括36个反射器单元，而AOD 130输出6个子束150。反射器单元1 54通常以小于激光束122的脉冲重复率的工作循环工作。因此，机械地重新定位反射 器单元154，以便可以把照射在上面的束段150重新定向到基片14上的新位置所需的时间大于定义激光束122的相继脉冲之间的时间间距。 
由于反射器单元154中超过束段150的个数的冗余度，对于激光束122中的任何给定脉冲，束段150都发生偏转，照射在一些反射器单元154上，而未照射在其它一些可反射单元154上。因此，不接收子束150的一些反射器单元170可以被重新定位到新的空间方向，准备接收来自随后激光脉冲24，而与此同时，其它接收束段150的反射器单元172正在引导束段150，使其在下游照射在基片14上。 
按照本发明的一个实施例，相对于入射束122的光轴的、AOD 130使束段150偏转的角度θn通常是非常小的，数量级为10-2弧度。为了提供更紧凑的系统，最好在AOD 30的下游提供起提高束段150的相互角发散作用的、如透镜156所示意性表示的、像可伸缩光学元件那样的激光束扩角器。 
AOD 30一般起使子束150偏转，以便束段150的光轴一般说来位于平面内的作用，而第二可变偏转器组件152包括位于束段150的光轴构成的平面之外的二维阵列。 
二维映射组件180置于AOD 130和第二可变偏转器组件152之间。映射组件180接收一般说来都在同一平面内传播的束段150，并且把束段150重新定向到子束150的平面之外的二维阵列的位置。 
按照本发明的一个实施例，映射组件180包括一个阵列的支承件182和数个可反射部分186，该列支承构件182包括数个束段150可以穿过的光可透射部分184，和可反射部分186起反射照射在上面的束段150的作用。 
如图2所示，在每个支承件182上，可反射部分186一般说来是相互隔开的，可反射部分186的各自位置最好相互侧边叉排在支承件当中。每个可反射部分186一般说来被映射到相应反射器单元154。因此，进入组件180中的每个束段150被第一支承件187上的各个可反射部分186接收，或者，穿过一个或多个支承件，直到被其它支承件182之一上的可反射部分186接收到为止。 
因此，组件180提供了重新定向沿着处在束传播面内的光轴传播的束段150，使它们照射在位于传播面之外的二维阵列的位置上的手段。AOD 130有选择地使束段150偏转，照射在在组件180中支承件182之一上形成的可反射部分186之一。由于可反射部分186沿着传播面中的X轴和Y轴两者， 在相交叉排的位置上与传播面相交，AOD 130有选择地使束段150偏转的角度决定照射在上面的可反射部分186。因此，在二维阵列的可选位置中，像在第二可变偏转器组件152上那样的位置位于传播面之外。 
现在参考图3，图3是图2的系统和功能的一部分的一个方面操作的更详细一点局部图示的、局部方块图例图。激光脉冲时序图226中的激光脉冲224分别被指定为234、236和238。激光122通常包括在时间上隔开的激光脉冲224。控制信号244、246和248分别显示在激光脉冲234、236和238的下面。控制脉冲138生成的控制信号244-248被显示成馈送到与AOD 260相联系的换能器252。AOD 260通常与图2中的AOD 130相对应。与控制信号相对应的声波264-268显示在AOD 260中。声波264对应于控制信号244，声波266对应于控制信号246，和声波268对应于控制信号248。为了简化例图，对于激光脉冲224的每一个，只显示了AOD 260的一部分。 
在与激光脉冲224的发射相对应的那一时刻，输入激光束270照射在AOD 260上。声波264-268分别使激光束270分段成统统指定为250的束段，束段的每一个偏转了与声波264-268中的相应频率存在函数关系的偏转角。 
与图2中的束导引反射器单元154相对应的第一、第二和第三反射器单元280、282和284分别显示在AOD 260的每一个的下面。在与每个激光脉冲224相对应的时刻，束段250被偏转成照射在反射器单元280、282和284之一上。 
图3还具体显示了激光脉冲224之间的时序关系、作为具有比脉冲224所代表的脉冲重复率快的工作循环的动态分束器的AOD 260的操作、和具有比脉冲重复率慢的工作循环的反射器单元280、282和284的操作。 
如上所述，把不同声波引入AOD 260中所需的重新配置时间小于脉冲234之间的时间间距。因此，控制信号244-248的各自波形、和声波264-268的各自波形每一个都是不同的，从而，对于脉冲224的每一个，导致束段250的可选偏转。但是，应该注意到，在相继提供的控制信号244和246、和相应的相继提供的声波264和266中，第一空间波段290中的频率发生改变，而第二空间波段292中的频率保持不变。 
对于脉冲234和236两者，与第二空间波段292相对应的第一束段294照射在第三反射器单元284上。反射器单元284保持静止，为脉冲234和236的每一个分别接收第一束段298。 
第二束段296被声波264的第一空间波段290偏转到第一方向，而第三束段298被声波266中的第一空间波段290偏转到不同的方向。 
此外，对于脉冲234和236，没有一个束段250分别照射在第一和第二偏转器单元280和282上，而是使它们指向未示出的其它反射器单元。脉冲234和236之间的时间间隔用于在空间上重新定位第一和第二反射器单元280和282。 
在AOD 260中形成声波268的新波形，以便在脉冲238那个时刻有选择地分解激光束270和使激光束270偏转。从脉冲238的下面可以看出，没有束段250照射在第一反射器单元280或第三反射器单元284上。 
第四束段300照射在反射器单元282上。束段300被偏转到与第二空间波段292中声波268的频率存在函数关系的方向。应该注意到，声波268在第二空间波段292中的频率随声波264和266而改变。第五束段302被偏转到与第一空间波段290中声波268的频率存在函数关系的方向。 
因此，从上文可以看出，像束导引反射器单元154那样的反射器单元280-284的重新定位时间慢于脉冲224之间的时间间距。不过，由于动态分束器的重新配置时间小于脉冲之间的时间间距，可以在大于脉冲间间距的时间间隔上重新定位任何冗余的反射器单元。然后，可以在小于脉冲之间的时间间距的时间间隔内选择处在适当位置的反射器单元。 
现在参考图4，图4是按照本发明的一个实施例制造电路的方法的流程图320。下面在在含有叠加在绝缘基片上的金属箔层的多层印刷电路板基片中形成微型通道的处理背景下，描述本方法。 
目前所述的制造电路的方法应用提供数个辐射束的至少一个可动态定向辐射能量源，每个激光束沿着可动态选择的方向传播。这些激光束被有选择地引向数个可动态定位束导引单元。束导引单元的一些接收这些激光束，并且将它们引向要微加工的印刷电路板基片上的可选位置。 
适合于生成沿着可动态选择方向传播的数个激光束的设备是参照图1A所述的激光微加工设备10、和参照图2所述的激光微加工设备110。因此，例如，通过让至少一个Q开关激光器输出的一个或多个激光束穿过至少一个动态分束和偏转器件，可以产生沿着可动态选择方向传播的激光束。 
按照本发明的一个实施例，动态偏转器器件起有选择地提供至少一个金属加工束段的作用。尽管可以配备提供可选分束功能的分离分束器件，但是， 在本发明的一个实施例中，分束功能是由动态偏转器提供的。金属加工束段具有适当于通过，例如，燃烧或烧蚀消除一部分金属箔层的能量密度。 
每个金属加工束段被动态偏转成照射在像图2中的可倾斜反射器单元154那样的束导引器件上。对束导引器件加以适当定位，以便把金属加工束段导引到PCB(印刷电路板)基片上消除一部分金属箔，以便暴露出下面的绝缘基片的可选位置。 
虽然金属加工束正在消除第一位置上的一部分金属箔，但可以适当地重新定位当前没有使用的束导引器件，供消除其它可选位置上的金属箔之用。因此，每个随后的脉冲可以被动态束偏转器偏转成照射在已经定位的束导引器件上。 
继续在可选位置上消除一些部分的金属箔，直到为所需数个位置都消除了金属箔为止。 
在随后的操作中，动态偏转器器件提供具有与金属加工束段不同的能量特性的至少一个绝缘体加工束段。分束功能可以由，例如，动态偏转器，或适当分束器器件提供。例如，绝缘体加工束段具有比金属加工束段低的能量密度。绝缘体加工束段的能量特性适合于通过，例如，燃烧或烧蚀消除一部分绝缘层，但是，不适合于消除一部分金属箔。 
按照本发明的一个实施例，通过把激光束22和122分解成可选个束段50和150，和与束段的个数无关地保持所得束段150的直径不变，控制束段50和150的各自能量密度。 
每个绝缘体加工束段被动态偏转成照射在像图2中的可倾斜反射器单元154那样的束导引器件上。对束导引器件加以适当定位，以便把每个绝缘体加工束段导引到一部分金属箔已经被消除，暴露出绝缘层的可选位置，并且消除所需部分的绝缘体。 
虽然绝缘体加工束正在消除第一组位置上的一部分绝缘体，但可以适当地重新定位当前没有使用的束导引器件，供消除其它可选位置上的绝缘体之用。因此，每个随后的脉冲可以被动态束偏转器偏转成照射在已经定位的束导引器件上。应该认识到，由于需要降低的能量密度来消除绝缘体，可以将激光束122划分成数量更大的绝缘体加工束段，使得与消除金属箔相比，消除绝缘体需要更大的系统吞吐量。 
继续在可选位置上消除绝缘体，直到对前面消除了金属箔的几乎所有位 置都消除了绝缘体为止。一旦完成了这个操作，可以重新定位基片，供微加工它的随后部分之用。 
如上所述，按照本发明的一个实施例，AOD被配置成起动态地和有选择地把输入辐射束分解成可选个束段的作用，这些束段的每一个被动态地引向可选方向。 
现在参考图5，图5是在图1A和2的系统和功能中，改变由动态分束器产生的激光束的个数和角度的例图。激光脉冲时序图426中的激光脉冲424被分别指定为434、436和438。激光脉冲424定义，例如，图2中的激光束122，并且在时间上相互隔开。 
控制信号444、446和448分别与脉冲434、436和438相对应，显示在激光脉冲时序图426的上面。控制信号444-448被显示成馈送到与AOD 460相联系的换能器452，AOD 460与图2中的AOD 130相对应。与控制信号444-448相对应的声波464、466和468显示在AOD 460中。声波464对应于控制信号444，声波466对应于控制信号446，和声波468对应于控制信号448。 
在与激光脉冲424的发射相对应的那一时刻，输入激光束470照射在AOD 460上。声波464-468分别使激光束470分段成统统指定为450的可选个束段。束段450的每一个偏转了与声波464-468的一部分中的相应频率存在函数关系的偏转角。 
图5具体显示了激光脉冲424之间的时序关系、和作为动态分束器的AOD 460的操作，动态分束器起以比脉冲424所代表的脉冲重复率小的工作循环将输入束470分解成可选个束段450的作用。 
具有一般说来不变的频率的控制信号444在也具有一般说来不变的频率的AOD 460中生成声波464。当与脉冲434相联系的激光束470照射在AOD460上时，输出单个束段480。应该注意到，激光束470的一部分可能没有发生偏转。为了简化例图，对这种情况未加考虑。 
具有六个空间不同分段482-492(每个分段具有一般说来不变的频率和与相邻分段不同的频率)的控制信号446在也具有六个空间不同分段502、504、506、508、510和512的AOD 460中生成声波466。空间不同分段502-512的每一个分别具有一般说来不变的声频和与相邻分段不同的声频。当与脉冲436相联系的激光束470照射在AOD 460上时，输出六个不同束段522-532。应该注意到，激光束470的一部分可能没有发生偏转。为了简化例图， 对这种情况未加考虑。 
具有两个空间不同分段542和544(每个分段具有一般说来不变的频率和与相邻分段不同的频率)的控制信号448在也具有两个空间不同分段562和564的AOD 460中生成声波468。空间不同分段562和564的每一个分别具有一般说来不变的声频和与相邻分段不同的声频。当与脉冲438相联系的激光束470照射在AOD 460上时，输出两个不同束段572和574。应该注意到，激光束470的一部分可能没有发生偏转。为了简化例图，对这种情况未加考虑。 
在如图5所示的实施例中，激光束470被划分成不同个数的束段450导致每一个都不同的束段450具有不同的宽度。在这样的实施例中，最好在AOD460的下游提供适当的光学元件，以便控制由，束段450的每个不同个数引起的、照射在基片14上的斑点的大小，例如，以保证直径不变。 
现在参考图6，图6是在图1A和2的系统和功能中，改变由动态分束器产生的多个激光束的角度的例图。激光脉冲时序图626中的激光脉冲624被分别指定为634和636。激光脉冲624定义，例如，图1中的激光束22和图2中的激光束122，并且在时间上相互隔开。 
控制信号644和646分别与脉冲634和636相对应，显示在激光脉冲时序图626的上面。控制信号644和646被显示成馈送到与AOD 660相联系的换能器652，AOD 660与图1中的AOD 30和图2中的AOD 130相对应。与控制信号644和646相对应的声波644和646显示在AOD 660中。声波664对应于控制信号644，和声波666对应于控制信号646。 
在与激光脉冲624的发射相对应的那一时刻，输入激光束670照射在AOD 660上。正如参照图5所述的那样，声波664和666分别使激光束670分段成统统指定为650的可选个束段。束段650的每一个偏转了与声波664-666的一部分中的相应频率存在函数关系的偏转角。 
图6具体显示了激光脉冲634之间的时序关系、和作为动态分束器的AOD 660的操作，动态分束器起均以比脉冲624所代表的脉冲重复率小的工作循环将输入束670分解成可选个束段650和使束段650分开地偏转不同偏转解的作用。 
具有六个空间不同分段682-692(每个分段具有一般说来不变的频率和与相邻分段不同的频率)的控制信号644在也具有六个空间不同分段702、 704、706、708、710和712的AOD 660中生成声波664。空间不同分段702-712的每一个分别具有一般说来不变的声频和与相邻分段不同的声频。当与脉冲634相联系的激光束670照射在AOD 660上时，输出六个不同束段722-732。应该注意到，在分段702-712的每一个中的各自频率相对于前一个分段，递进式地增加，结果，激光束722-732发生偏转的角度也以相应方式增加。 
具有六个空间不同分段742-752(每个分段具有一般说来不变的频率和与相邻分段不同的频率)的控制信号646在也具有六个空间不同分段762、764、766、768、770和772的AOD 660中分别生成声波666。空间不同分段762-772的每一个分别具有一般说来不变的声频和与相邻分段不同的声频。当与脉冲636相联系的激光束670照射在AOD 660上时，输出六个不同束段782-790，其中，束段782对应于声波段762，束段784对应于声波段764，束段786对应于声波段766，束段788对应于声波段768，束段790对应于声波段770，和束段792对应于声波段792。 
可以看出，在声波段762-772的每一个中的各自频率的排列不以老的方式改变。结果，激光束782-790的一些发生重叠。这使激光束782-790能够有选择地发生偏转，照射在，例如，映射单元60(图1)上。还应该注意到，相对于激光束722-732，出现在激光束782-792中的角度改变来源于AOD 660中声波的重新配置。因此，在小于脉冲634和636之间的时间间距的时间间隔内实现从声波664到声波666、声波配置的改变。 
现在参考图7，图7是在图1A和2的系统和功能中，改变由动态分束器通过调制，例如，包括多个至少部分重叠不同频率成分的控制信号产生的的多个至少部分重叠激光束的角度的例图。控制信号844被显示成馈送到与AOD 860相联系的换能器852，AOD 860与图1中的AOD 30和图2中的AOD130相对应。与控制信号844相对应的声波864显示在AOD 860中。 
控制信号844与每一个具有不同频率的三个控制信号(未示出)的相互叠加相对应。应该注意到，可以叠加个数更多或更少的控制信号，和选择三个控制信号的叠加只是为了简化例图。 
在与脉冲激光束22或122中的激光脉冲的发射相对应的那一时刻，输入激光束870照射在AOD 860上，并且分解成三个束段880、882、和884。束段880-884的每一个具有一般说来不同变的宽度，该宽度一般说来与AOD 860中声波864的宽度有关。束段880、882和884的每一个偏转了与声波864中的频率分量之一存在函数关系的角度，并且至少部分相互重叠。 
现在参考图8，图8是在图1A和2的系统和功能中，改变由动态分束器产生的多个激光束段中的能量分布的例图。通常，由于典型激光束的高斯能量轮廓，激光束的均匀空间分解导致不具有均匀能量特性的、像图2中的束段150那样的束段。应该认识到，可以配备位于动态分束器上游的束成形单元，以形成具有非高斯，最好大礼帽型能量轮廓的、像激光束22或122那样的激光束。按照本发明的一个实施例，无需使用外部束成形单元，就可以形成当前所述的、具有一般说来均匀的能量特性的子束。另外，可以在小于脉冲激光中的脉冲之间的时间间距的时间间隔内改变子束的能量特性。 
在图8中，激光脉冲时序图926中的激光脉冲924被分别指定为934和936。激光脉冲924定义，例如，图2中的激光束122，并且，在时间上是相互隔开的。输入能量图940表示像激光束122那样的激光束在一维下的典型高斯能量特性。 
控制信号944和446显示在激光脉冲时序图926的上面，并且分别与脉冲934和936相对应。控制信号944和946被显示成馈送到与AOD 960相联系的换能器952，AOD 960与图1中的AOD 30和图2中的AOD 130相对应。与控制信号944和946相对应的声波显示在AOD 960中。声波964对应于控制信号944，和声波966对应于控制信号946。 
在与激光脉冲924的发射相对应的那一时刻，输入激光束970照射在AOD 960上。声波964和966分别使激光束970分段成统统指定为950的可选个束段。束段950的每一个偏转了与声波964和966的一部分中的相应频率存在函数关系的偏转角，并且，束段的宽度与具有不同频率的声波964和966的一部分的宽度有关。 
从图8中可以看出，信号944被划分成宽度不等的六个分段945，因此，所得的声波964同样由宽度不等的六个分段组成。此外，所得束段972-982的各自宽度也是不等的。 
应该认识到，分段945的各自宽度可以被动态安排和调整成产生尽管具有不同空间宽度，但具有一般说来均匀的能量特性的束段。因此，声波964到非均匀分段945的可选划分产生输出能量图984下面的区域所指的、每个激光束972-982的可选能量特性。例如，激光束970的动态分解可以是这样 的，使激光束970的高能部分的相对小空间部分用于产生束段976和978，使激光束970的低能部分的相对大空间部分用于产生束段972和982，和激光束970的中等大小空间部分用于产生束段974和980。从直方图990中可看出能量均匀性。 
因此，一般说来无需使输入激光束970的能量衰减，通过在束段972-982中分配能量就可以控制输出束段的能量均匀性，并且，使输出束段的能量一般说来是均匀的。此外，可以与激光束970分解成的束段984的个数或各个束段的偏转方向无关地控制能量均匀性。按照本发明的一个实施例，在AOD 960的下游配备适当的光学元件(未示出)，以便调整和控制每一个具有不同宽度，但具有一般说来均匀的能量分布的束段942-982的各自直径。 
从图8还可以看出，束段972-982当中的能量分布在脉冲924之间可以不同。因此，在与脉冲936相联系的图形中，已经使控制信号946的分段1005一般说来是均匀的。结果，由声波966产生的束段950的每一个的空间宽度一般说来是均匀的，但是，如直方图1010所示，由声波966和激光束970的相互作用产生的束段当中的能量分布是不均匀的。 
通过配备，例如，起形成输入束970的能量轮廓作用、在AOD 960的外部的束成形单元(未示出)，可以提高由声波966形成的束段当中能量特性的均匀性。可选地，可以改变按惯例表示成幅度的、声波966在各个分段1015上的功率。一般说来，声波966的功率的增加导致经过AOD的透射率更高，即，相对较大的一部分能量穿过AOD 960。因此，为了提供具有一般说来均匀的能量特性的子束950、和972-982，通过在上面降低声波966的功率，可以衰减从具有相应高能量电平的激光束970的空间部分中形成的束段的能量特性。 
图9A和9B是在图1A和2的系统和功能中，改变由动态分束器产生的直径不变激光束的个数的例图。如图9A和9B所示，配备了束大小调节器1120，以便有选择地改变照射在AOD 1130上的输入束1170的大小。束大小调节器可以是，例如，扩束器，变焦透镜，或圆柱形望远镜。 
如图9A所示，从束大小调节器1120输出大小调整束1172。在如图9A所示的例子中，大小调整束1172只照射在AOD 1130的一部分上，从而缩小了AOD 1130的工作部分。提供控制信号1136以便在AOD 1130中形成声波1138，AOD 1130又起有选择地把大小调整束1172分解成每一个具有，例如， 标准化模大小的两个束段1150的作用。 
如图9B所示，从束大小调节器1120输出大小调整束1182。在如图9B所示的例子中，激光束1182的大小与激光束1172的大小不同，相对于激光束1170基本上没有改变，并且几乎照射在AOD 1130的整个工作部分上。提供控制信号1146以便在AOD 1130中形成声波1148，AOD 1130又起有选择地把激光束1182分解成六个束段1190的作用。束段的每一个具有，例如，与束段1150的大小相对应的标准化模大小。 
图10A和10B是按照本发明的一个优选实施例，改变如图9所示的由动态分束器产生的直径不变激光束的个数的例图。以级联方式配备了部分透射分束器单元1202-1212的一个阵列1200，以便产生提供给动态束偏转器1230的数个分离束段。 
每个分束器单元的透射率被确定为它相对于阵列中最后一个分束器单元的位置的函数。因此，如图10A和10B所示，第一分束器单元1202使输入束的16.7％偏转，第二分束器单元1204使到达它的输入束的20％偏转，第三分束器单元1206使到达它的输入束的25％偏转，第四分束器单元1208使到达它的输入束的33.3％偏转，第五分束器单元1210使到达它的输入束的50％偏转，和第六分束器单元1212使到达它的输入束的100％偏转。 
如图10A所示，分束器1202-1212均位于一条直线上，接收激光输入束1222，输出每一个具有大约输入束1222的总能量的16.7％的六个不同束段1224，照射在动态束偏转器1230上。如上所述，一般说来，空间分段的声波1238是在AOD 1230中形成的，并且起动态地使束段1222的每一个偏转的作用。 
如图10B所示，分束器单元1202-1208不在激光输入束1222的光路上，使得输入束1222首先照射在分束器单元1210上。只输出每一个具有大约输入束1222的总能量的50％的两个不同束段1226，照射在动态束偏转器1230上。如上所述，一般说来，空间分段的声波1238是在AOD 1230中形成的，并且起动态地使束段1222的每一个偏转的作用。 
从上面参照图5-10B的描述中可以注意到，动态偏转器包括AOD，并且起执行如下功能的至少一个的作用：有选择地把输入束分解成可选个输出束，选择输出束的能量特性，和引导每一个在可选角上的输出束。 
本领域的普通技术人员应该认识到，本发明不局限于上面具体图示和描 述的内容。而是，本发明包括本领域的普通技术人员根据上面的描述所作的和不在现有技术中的各种各样的修正和改变。 

Claims (90)

1.一种把能量传送到基片的系统，包括：
至少一个可动态定向辐射能量源，用于提供每一个沿着可动态选择方向传播的数个辐射束；和
数个可独立定位束导引单元，所述束导引单元的一些接收所述数个辐射束和把它们引向所述基片上的可选位置，
其中，所述至少一个可动态定向辐射能量源包括分束器，用于接收辐射能量束和把所述激光束分解成可选个子束，
其中，所述分束器起把所述子束引向可选方向的作用，并且包括其操作受控制信号支配的声光偏转器，
其中，所述声光偏转器包括受所述控制信号控制的声波发生器，所述声波发生器生成决定所述子束的个数的声波。
2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述至少一个可动态定向辐射能量源包括脉冲辐射能量源，用于输出每一个通过辐射能量的脉冲定义的数个辐射束。
3.根据权利要求1所述的系统，其中，所述至少一个辐射能量源包括至少一个脉冲激光器，和其中，所述数个辐射束包括至少一个脉冲激光束。
4.根据权利要求3所述的系统，其中，所述至少一个脉冲激光器是Q开关激光器。
5.根据权利要求1所述的系统，其中，所述至少一个可动态定向辐射能量源包括Q开关激光器。
6.根据权利要求1所述的系统，其中，所述至少一个可动态定向辐射能量源包括分束器，用于接收辐射能量束，把所述激光束分解成数个子束，和把所述子束的每一个引向可选方向。
7.根据权利要求1所述的系统，其中，所述声光偏转器包括受所述控制信号控制的声波发生器，所述声波发生器生成决定所述子束的所述可选方向的声波。
8.根据权利要求1所述的系统，其中，所述声波还决定所述子束的所述可选方向。
9.根据权利要求8所述的系统，其中，所述声波包括数个空间不同声波段，每个空间不同声波段通过具有不同频率的所述控制信号的一部分来定义。
10.根据权利要求9所述的系统，其中，所述每个空间不同声波段决定相应子束的相应空间不同方向，所述方向是控制信号与所述声波段相对应的那一部分的频率的函数。
11.根据权利要求9所述的系统，其中，所述空间不同声波段的个数决定相应子束的个数。
12.根据权利要求2所述的系统，其中：
所述至少一个可动态定向辐射能量源包括可动态配置分束器，用于接收辐射能量束和把所述辐射能量束分解成可选个子束，所述可动态配置分束器能够在重新配置时间间隔内改变所述子束的个数和方向的至少一个；和
所述辐射能量的脉冲在时间上相互隔开大于所述重新配置时间间隔的时间间距。
13.根据权利要求2所述的系统，其中：
所述数个可独立定位束导引单元能够在重新定向时间间隔内改变所述子束的方向；和
所述辐射能量的脉冲在时间上相互隔开小于所述重新定向时间间隔的时间间距。
14.根据权利要求12所述的系统，其中：
所述数个可独立定位束导引单元能够在重新定向时间间隔内改变所述子束的方向；和
所述辐射能量的脉冲在时间上相互隔开小于所述重新定向时间间隔的时间间距。
15.根据权利要求3所述的系统，其中，所述数个束导引单元的每一个包括安装在至少一个可选倾斜致动器上的反射器。
16.根据权利要求14所述的系统，其中，所述数个束导引单元的每一个包括安装在至少一个可选倾斜致动器上的反射器。
17.根据权利要求15所述的系统，其中，所述至少一个致动器包括压电器件。
18.根据权利要求15所述的系统，其中，所述至少一个致动器包括MEMs器件。
19.根据权利要求14所述的系统，其中，所述数个束导引单元包括个数超过包括在所述数个子束中的子束个数的若干个束导引单元，和其中，所述数个子束的至少一些被引向所述数个束导引单元的至少一些，而所述数个所述束导引单元的其它一些被重新定位。
20.根据权利要求1所述的系统，其中，所述可选个子束都位于一个平面内。
21.根据权利要求1所述的系统，其中，所述数个可独立定位束导引单元包括二维阵列的束导引单元。
22.根据权利要求21所述的系统，还包括一个阵列的固定偏转器，所述一个阵列的固定偏转器在光学上置于所述至少一个可动态定向辐射能量源和所述数个可独立定位束导引单元之间。
23.根据权利要求1所述的系统，其中，所述数个可独立定位束导引单元起引导所述辐射束，以消除所述基片在所述位置上的那一部分的作用。
24.一种把能量传送到基片的系统，包括：
至少一个辐射能量源，用于提供辐射束；
分束器，起把所述激光束分解成数个子束的作用，每个子束沿着可选方向传播；
数个可独立定位束导引单元，所述束导引单元的一些接收所述数个子束和把它们引向所述基片上的可选位置，
其中，所述数个子束包括可选个子束，
其中，所述分束器包括其操作受控制信号支配的声光偏转器，
其中，所述声光偏转器包括受所述控制信号控制的声波发生器，所述声波发生器生成决定所述子束的个数的声波。
25.根据权利要求24所述的系统，其中，所述至少一个辐射能量源包括脉冲辐射能量源，所述辐射束通过辐射能量的脉冲来定义。
26.根据权利要求24所述的系统，其中，所述至少一个辐射能量源包括至少一个脉冲激光器，和其中，所述辐射束包括脉冲激光束。
27.根据权利要求26所述的系统，其中，所述至少一个脉冲激光器是Q开关激光器。
28.根据权利要求24所述的系统，其中，所述至少一个辐射能量源包括Q开关激光器。
29.根据权利要求24所述的系统，其中，所述声光偏转器包括受所述控制信号控制的声波发生器，所述声波发生器生成决定所述子束的所述可选方向的声波。
30.根据权利要求24所述的系统，其中，所述声波还决定所述子束的所述可选方向。
31.根据权利要求30所述的系统，其中，所述声波包括数个空间不同声波段，每个空间不同声波段通过具有不同频率的所述控制信号的一部分来定义。
32.根据权利要求31所述的系统，其中，所述每个空间不同声波段决定相应子束的相应空间不同方向，所述方向是控制信号与所述声波段相对应的那一部分的频率的函数。
33.根据权利要求31所述的系统，其中，所述空间不同声波段的个数决定相应子束的个数。
34.根据权利要求25所述的系统，其中：
所述分束器包括接收所述束的可动态配置分束器；
所述数个子束是可选个子束；
所述可动态配置分束器能够在重新配置时间间隔内改变所述子束的个数和方向的至少一个；和
所述辐射能量的脉冲在时间上相互隔开大于所述重新配置时间间隔的时间间距。
35.根据权利要求25所述的系统，其中：
所述数个可独立定位束导引单元能够在重新定向时间间隔内改变所述子束的方向；和
所述辐射能量的脉冲在时间上相互隔开小于所述重新定向时间间隔的时间间距。
36.根据权利要求34所述的系统，其中：
所述数个可独立定位束导引单元能够在重新定向时间间隔内改变所述子束的方向；和
所述辐射能量的脉冲在时间上相互隔开小于所述重新定向时间间隔的时间间距。
37.根据权利要求26所述的系统，其中，所述数个束导引单元的每一个包括安装在至少一个可选倾斜致动器上的反射器。
38.根据权利要求36所述的系统，其中，所述数个束导引单元的每一个包括安装在至少一个可选倾斜致动器上的反射器。
39.根据权利要求37所述的系统，其中，所述至少一个致动器包括压电器件。
40.根据权利要求37所述的系统，其中，所述至少一个致动器包括MEMs器件。
41.根据权利要求36所述的系统，其中，所述数个束导引单元包括个数超过包括在所述数个子束中的子束个数的若干个束导引单元，和其中，所述数个子束的至少一些被引向所述数个束导引单元的至少一些，而所述数个所述束导引单元的其它一些被重新定位。
42.根据权利要求24所述的系统，其中，所述可选个子束都位于一个平面内。
43.根据权利要求24所述的系统，其中，所述数个可独立定位束导引单元包括二维阵列的束导引单元。
44.根据权利要求43所述的系统，还包括一个阵列的固定偏转器，所述一个阵列的固定偏转器在光学上置于所述至少一个辐射能量源和所述数个可独立定位束导引单元之间。
45.根据权利要求24所述的系统，其中，所述数个可独立定位束导引单元起引导所述辐射束，以消除所述基片在所述位置上的那一部分的作用。
46.一种把能量传送到基片的方法，包括：
提供数个辐射束；
沿着可动态选择方向传播所述数个辐射束的每一个；和
把所述数个辐射束引向所述基片上的可选位置，
其中，所述提供包括：
生成辐射能量束；和
把所述辐射束分解成可选个子束；以及
把所述子束的每一个引向可选方向，
其中，所述分解包括：
提供声光偏转器；和
控制所述声光偏转器，
其中，所述控制包括：
生成声波；和
决定所述子束的可选个数。
47.根据权利要求46所述的方法，其中，所述提供包括生成每一个通过辐射能量的脉冲定义的数个辐射束。
48.根据权利要求46所述的方法，其中，所述提供包括利用至少一个脉冲激光器生成所述数个辐射束，所述数个辐射束包括至少一个脉冲激光束。
49.根据权利要求48所述的方法，其中，所述至少一个脉冲激光器是Q开关激光器。
50.根据权利要求46所述的方法，其中，所述提供包括利用Q开关激光器生成所述数个辐射束。
51.根据权利要求46所述的方法，其中，所述提供包括：
生成辐射能量束；
把所述辐射束分解成可选个子束；和
把所述子束的每一个引向可选方向。
52.根据权利要求46所述的方法，其中，所述控制包括：
生成声波；和
决定所述子束的所述可选方向。
53.根据权利要求46所述的方法，其中，所述控制还包括：
决定所述子束的所述可选方向。
54.根据权利要求53所述的方法，其中，所述生成声波包括：
生成数个空间不同声波段；和
通过具有不同频率的所述控制信号的一部分定义每个空间不同声波段。
55.根据权利要求54所述的方法，还包括：
从所述每个空间不同声波段中决定相应子束的相应空间不同方向，
所述方向是控制信号与所述声波段相对应的那一部分的频率的函数。
56.根据权利要求54所述的方法，还包括：
从所述空间不同声波段的个数中决定相应子束的个数。
57.根据权利要求47所述的方法，其中，所述提供包括：
生成辐射能量束；
把所述辐射束分解成可选个子束；
在重新配置时间间隔内改变所述子束的个数和方向的至少一个；和
使所述辐射能量的脉冲在时间上相互隔开大于所述重新配置时间间隔的时间间距。
58.根据权利要求47所述的方法，还包括：
在重新定向时间间隔内改变所述子束的方向；和
使所述辐射能量的脉冲在时间上相互隔开小于所述重新定向时间间隔的时间间距。
59.根据权利要求57所述的方法，还包括：
在重新定向时间间隔内改变所述子束的方向；和
使所述辐射能量的脉冲在时间上相互隔开小于所述重新定向时间间隔的时间间距。
60.根据权利要求48所述的方法，其中，所述引导还包括：
提供数个反射器，每一个安装在至少一个可选倾斜致动器上。
61.根据权利要求59所述的方法，其中，所述引导还包括：
提供数个反射器，每一个安装在至少一个可选倾斜致动器上。
62.根据权利要求60所述的方法，其中，所述至少一个致动器包括压电器件。
63.根据权利要求60所述的方法，其中，所述至少一个致动器包括MEMs器件。
64.根据权利要求59所述的方法，其中，所述引导包括：
提供数个束导引单元，所述数个束导引单元包括个数超过包括在所述数个子束中的子束个数的若干个束导引单元；
把所述数个子束的至少一些引向所述数个束导引单元的至少一些；和
同时重新定位所述数个所述束导引单元的其它一些。
65.根据权利要求46所述的方法，其中，所述分解包括把所述辐射束分解成都位于一个平面内的可选个子束。
66.根据权利要求64所述的方法，其中，所述提供数个束导引单元包括提供二维阵列的束导引单元。
67.根据权利要求66所述的方法，还包括：
在把所述数个辐射束引向所述可选方向之前，利用一个阵列的固定偏转器使所述数个辐射束偏转。
68.根据权利要求46所述的方法，还包括：
消除所述基片在所述位置上的那一部分。
69.一种把能量传送到基片的方法，包括：
提供辐射束；
把所述辐射束分解成数个子束；
沿着可选方向传播所述数个子束的每一个；和
把所述数个子束引向所述基片上的可选位置，
其中，所述分解包括：
把所述辐射束分解成可选个子束，
提供声光偏转器；和
控制所述声光偏转器，
其中，所述控制包括：
生成声波；和
决定所述子束的可选个数。
70.根据权利要求69所述的方法，其中，所述提供包括：
生成通过辐射能量的脉冲定义的辐射束。
71.根据权利要求69所述的方法，其中，所述提供包括利用至少一个脉冲激光器生成所述辐射束，和其中，所述辐射束包括脉冲激光束。
72.根据权利要求71所述的方法，其中，所述至少一个脉冲激光器是Q开关激光器。
73.根据权利要求69所述的方法，其中，所述提供包括利用Q开关激光器生成所述辐射束。
74.根据权利要求69所述的方法，其中，所述控制包括：
生成声波；和
决定所述子束的所述可选方向。
75.根据权利要求69所述的方法，其中，所述控制还包括：
决定所述子束的所述可选方向。
76.根据权利要求75所述的方法，其中，所述生成声波包括：
生成数个空间不同声波段；和
通过具有不同频率的所述控制信号的一部分定义每个空间不同声波段。
77.根据权利要求76所述的方法，还包括：
从所述每个空间不同声波段中决定相应子束的相应空间不同方向，
所述方向是控制信号与所述声波段相对应的那一部分的频率的函数。
78.根据权利要求76所述的方法，还包括：
从所述空间不同声波段的个数中决定相应子束的个数。
79.根据权利要求70所述的方法，其中，所述分解包括：
把所述辐射束分解成可选个子束；
在重新配置时间间隔内改变所述子束的个数和方向的至少一个；和
使所述辐射能量的脉冲在时间上相互隔开大于所述重新配置时间间隔的时间间距。
80.根据权利要求70所述的方法，还包括：
在重新定向时间间隔内改变所述子束的方向；和
使所述辐射能量的脉冲在时间上相互隔开小于所述重新定向时间间隔的时间间距。
81.根据权利要求79所述的方法，还包括：
在重新定向时间间隔内改变所述子束的方向；和
使所述辐射能量的脉冲在时间上相互隔开小于所述重新定向时间间隔的时间间距。
82.根据权利要求71所述的方法，其中，所述引导还包括：
提供数个反射器，每一个安装在至少一个可选倾斜致动器上。
83.根据权利要求81所述的方法，其中，所述引导还包括：
提供数个反射器，每一个安装在至少一个可选倾斜致动器上。
84.根据权利要求82所述的方法，其中，所述至少一个致动器包括压电器件。
85.根据权利要求82所述的方法，其中，所述至少一个致动器包括MEMs器件。
86.根据权利要求81所述的方法，其中，所述引导包括：
提供数个束导引单元，所述数个束导引单元包括个数超过包括在所述数个子束中的子束个数的若干个束导引单元；
把所述数个子束的至少一些引向所述数个束导引单元的至少一些；和
同时重新定位所述数个所述束导引单元的其它一些。
87.根据权利要求69所述的方法，其中，所述分解包括把所述辐射束分解成都位于一个平面内的可选个子束。
88.根据权利要求86所述的方法，其中，所述提供数个束导引单元包括提供二维阵列的束导引单元。
89.根据权利要求88所述的方法，还包括：
在把所述数个辐射束引向所述可选方向之前，利用一个阵列的固定偏转器使所述数个辐射束偏转。
90.根据权利要求69所述的方法，还包括：
消除所述基片在所述位置上的那一部分。
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