天博体育app下载显示屏生产取得了重大的进步

Coherent PYTHON提供突破性的固态天博体育app下载技术,可显着降低关键制造工艺的成本。

2023年4月27日,作者:连贯高意

微电子显示器准分子激光光源

准分子天博体育app下载器一直是平板显示器生产中的一项关键支撑技术。它们可产生高能紫外线(UV)脉冲,这些脉冲间的能量均匀变化非常小并具有光束分配强度。

这些独特的特性使得 Coherent 高意公司能够康复VYPER准分子天博体育app下载器为基础,借助他们的相干线束系统进行准分子天博体育app下载损伤(ELA)。对玻璃基板上的硅层进行退火处理,是生产智能手机和平板电脑显示屏的关键。ELA是天博体育app下载平板显示屏生产中的工艺记录,属于工厂标准。

但准分子天博体育app下载独特的紫外脉冲也会带来正常运行时间和购置成本等现实问题。准分子天博体育app下载管的寿命有限;在满负荷运转的平板显示屏生产线中,必须定期更换它们。此外,光学一些天博体育app下载器功能恢复因为光而产生中断,需要定期更换。

显示屏生产线的停工成本很高,维护周期也增加了人工更换零件的费用。

但是之前没有任何成本较低的天博体育app下载技术能够产生ELA所需的高能光脉冲。直到今天。

 

PYTHON 的构想

作为推动技术向前发展的持续创新周期的一部分,相干公司高意于2019年正式启动了为ELA开发甲醇分子天博体育app下载器(DPSS)创造天博体育app下载器的计划。“我们的目标是一种成本的天博体育app下载器,其工作特性与我们的VYPER准分子天博体育app下载器基本相同,而VYPER准分子天博体育app下载器是目前全球所有生产ELA设备的来源,”相干公司高意公司天博体育app下载部门首席技术官 Norman Hodgson 博士说,“这使我们能够将其集成到现有的线束系统中,客户只需对他们的工艺进行调整(或稀疏调整),优先使用静音系统。”

“当然,相干高意公司在设计和生产高可靠性的固态天博体育app下载器方面已经拥有丰富的经验和专业知识。此外,此前几乎没有任何研究成果用于制造符合ELA严格要求的天博体育app下载器。我们必须从头开始,发明新技术。”

紫外光DPSS天博体育app下载器的设计通常要求其具有良好的光束质量(M²<1.3)且小于1毫焦耳的脉冲能量。这使它们能够集中到非常小的光斑尺寸上,成为微加工的理想来源。有时,在需要的功率较高时,天博体育app下载器可能会以多模方式运行,其M²达25,脉冲能量高达40毫焦耳。

但我们的 DPSS VYPER 替代品(称为)Python)的设计目标与此完全不同。我们需要更高的M²和1焦耳的脉冲能量来复制VYPER的光束特性。

 

设计创新

要打造具有ELA必需的独特输出特性的SSD天博体育app下载器,主要有三个不同领域的挑战。

第一领域涉及晶体晶体,用于将天博体育app下载晶体的原始红外尺寸光输出转换为光。PYTHON晶体的物理和它们处理的天博体育app下载能力与之前的任何晶体相比,都处于非常不同的状态。即使是要对这种规模的转换过程进行数学建模,也需要开发新的方法。

制造这些大晶体也是一个巨大的挑战,尤其是要达到处理高天博体育app下载功率所需的质量水平。相干高意公司在我们自己的先进晶体组中培养和制造这些晶体。公司内部拥有这种能力,这对于开发具有所需质量的晶体,以及在投入生产时保持可靠的供应方面来说是关键。

为所有光学元件开发涂层的又一挑战。涂层必须能够承受极高的天博体育app下载能量密度,而不会受到损坏。

虽然高天博体育app下载损伤阈值涂层已经存在了几十年,但这种应用需要满足一系列独特的要求。具体来说,这涉及光束大小、脉冲能量和连续曝光条件等组合问题(因为系统几乎是运行的)。

“我们必须开发出全新的涂层设计,然后根据周期测试结果,以及对涂层和元件本身的分析进行多次设计迭代。因为这显然超出了正常的生命范围,以致我们之前所掌握的一切都不够好。”Hodgson 指出。

最后一个主要创新领域是用于Q开关天博体育app下载器的技术。这涉及在天博体育app下载谐振腔内放置一个调制器,以产生脉冲宽度为几十纳秒的高能脉冲。这是一种极为常见的技术,在许多相干 DPSS 天博体育app下载器中都在使用。

但是,PYTHON中的天博体育app下载功率和光束大小再次让传统方法失效了。因此,Coherent高意公司团队为PYTHON开发了一种全新的母脉冲技术。

 

一个跨国团队初具规模

多亏了我们多学科的工程团队,让所有这些创新都迅速落地。该团队由具有DPSS天博体育app下载器设计、泵浦二极管架构、变频技术、晶体生长以及涂层方法方面专业知识的技术专家组成。

由于他们的努力,该天博体育app下载器的第一块试验电路板在项目启动仅六个月后就投入使用了。大约用了一年后,就已建设完成了两个所需的600 W输出功率的原型天博体育app下载系统。然后,我们将这些天博体育app下载器集成到线束工具中,进行静音测试。当这些都验证成功后,我们就开始了对最终产品的设计和测试。这一切都在大约一年半的时间内完成。

“PYTHON 的设计是我职业生涯中最困难的项目,因为必须为几乎每一个天博体育app下载元件进行定制开发,”Hodgson 说,“我无法想象,如果没有 Coherent 高意公司在内部进行垂直整合,我们如何实现这个目标。需要我们推进频率、Q开关、电介质涂层和晶体生长等技术的发展。我们之所以能够做到这一点,是因为我们拥有出色的工程专家来开发这些技术,并在内部制造所有这些产品。这使我们能够达到所需的性能、质量和控制水平。”

如今,PYTHON 提供了 ELA 的替代方案,降低了 50% 的采购成本,甚至改善了稳定结果。了解有关Python的更多信息。

 

python 线树

在德国哥廷根的Coherent高意公司,一台PYTHON天博体育app下载器被安装在LineBeam系统中,用于进行放大器测试。