太阳能硅晶片双束激光双线划槽方法与装置

【摘要】： 太阳能是当今最为光明的新兴产业,太阳能硅晶片的加工是这个产业的重要工序。该行业目前的苦恼之一是太阳能硅片划槽加工的产能已跟不上销售的提高。针对目前市场上只是单束激光划槽设备的情况下,本文提出一种双束激光划槽方法和装置。它可以使生产效率提高100%,节约能源30%。它主要应用于硅、锗、砷化镓和其它半导体衬底材料的划槽和切割,特别适用于单晶硅、多晶硅、非晶硅太阳能电池的切割。 本文从激光激发的过程,对原子的能级以及激光跃迁进行了系统的研究。由这些理论进而引出了激光产生的全过程,并研究了激光产生的条件。固体激光器是激光发展史上的里程碑,本文提出的装置也是固体激光器,所以对激光器的组成进行了阐述。 根据激光原理的研究,本文对太阳能硅晶片双束激光双线划槽机进行了系统的研究。其系统包括激光器、激光电源、声光Q开光电源、水冷机以及相关的机械结构,其中激光器是主要器件。本文提出的Z型谐振腔是以提高加工效率为目的而提出的创新结构。Z型腔不同于直腔,它是折叠腔。利用传播圆理论和模像理论对其进行了深刻的分析研究,得出Z型腔具有更宽的热稳定宽度,所以有更小的光斑尺寸。聚焦系统的理论分析得出扩束镜能优化激光光斑尺寸,使划槽效果更美观。 基于以上的理论分析,本文以单线划槽和Z型腔双线划槽做了对比试验,得出以下实验结论 (1)Z型腔双线划槽有更大的功率,有更深的划槽深度,所以沟槽更明显。 (2)验证了根据聚焦理论提出的加入扩束镜设想的正确性。 (3)在最优数据的情况下,双束激光划槽宽度窄于单线划槽宽度,验证了Z型腔的图解分析。 【关键词】：双束激光 Z型谐振腔 划槽 单晶硅
【学位授予单位】：河北工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2007
【分类号】：TN24
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-8
• 第一章 绪论8-15
• 1-1 概述8
• 1-2 激光加工简介8-9
• 1-3 激光太阳能硅片划槽加工相近领域“激光打标”的发展9-12
• 1-4 太阳能硅晶片现状12-13
• 1-5 本课题研究的意义与内容13-15
• 第二章 双线划槽机激光器原理及组成15-32
• 2-1 激光原理15-20
• 2-1-1 原子的能级分布15-16
• 2-1-2 粒子数反转16-20
• 2-2 激光器的组成20-31
• 2-2-1 Nd:YAG 晶体20-23
• 2-2-2 连续氪灯23-26
• 2-2-3 谐振腔26-31
• 2-3 本章小结31-32
• 第三章 太阳能硅晶片双束激光双线划槽机的研制32-40
• 3-1 双束激光双线划槽机组装图32-33
• 3-2 组成设备33-38
• 3-2-1 激光电源33-34
• 3-2-2 声光Q 开关电源34-37
• 3-2-3 水循环冷却系统37-38
• 3-3 本章小结38-40
• 第四章 划槽机的方案设计与实验40-59
• 4-1 整体方案40-41
• 4-2 Z 型腔设计41-51
• 4-2-1 传播圆图解方法41-42
• 4-2-2 高斯光束的特性与传输变化42-44
• 4-2-3 热动力学图解分析44-50
• 4-2-4 激光谐振腔的稳定性50-51
• 4-3 激光聚焦系统51-54
• 4-4 太阳能硅晶片划槽实验54-58
• 4-5 本章小结58-59
• 第五章 结论59-61
• 5-1 主要结论59
• 5-2 未来展望59-61
• 参考文献61-64
• 致谢64

您可以在本站搜索以下学术论文文献来了解更多相关内容

激光打孔机机床横梁有限元分析    耿磊

激光标记二维条码在皮革上的应用研究    周洪莹

激光的参数描述和光束质量    吕百达,季小玲,罗时荣,陶向阳

对激光光束质量一些问题的认识    吕百达;康小平;

飞行光束聚焦特性    程兆谷,蒋金波,李现勤,许国良,夏金安,W.M.Steen,G.Dearden

高功率激光加工中光束的转换、聚焦和整合    胡昌奎,陈培锋,黄涛

用于激光加工的激光器及其特点    宋威廉

固体激光折叠腔稳定特性研究    刘红斌;万大平;胡德金;王裕民;

新型长寿命连续氪灯    刘力

折叠腔腔参数对内腔倍频系统稳定性的影响    王鹏飞,吕百达

全固态单模Nd∶YAG激光器输出特性优化的实验研究    李斌成;

新型全固化Nd: YAG激光器    蓝信钜,黄维玲,刘耀兰

固体激光介质热效应的理论研究    高俊超

传送钢带的激光焊接    朱海红,朱国富,李家熔,杭世聪

镁合金激光焊接技术的研究现状与应用    王红英;李志军;梁雪峰;徐虎;

激光重熔镍基合金复合涂层组织和性能    张学秋;宫文彪;刘耀东;

激光深熔焊三维瞬态温度场的数值模拟    赵明;贾晓燕;孙永兴;

激光切割机聚焦跟踪切割头的实用要求及其设计思想    张若川,尤建伟,张肃丽

复合腔掺铒光纤激光器功率的稳定输出    刘天山;任浩;庞华伟;韩佩琦;赵玺蛟;

激光自再现模的物理学本性探讨    郑奇;

双弯曲金属波导的制作与实验研究    徐荣青,夏厚勤,郑启光

核阀零件激光熔覆工艺合理性研究    张春良

核电站用阀门零件激光熔覆层的组织研究    张春良

超大工件激光精密加工质量控制    程兆谷;张志平;

高功率TEA CO_2激光器非稳腔设计与实验    耿玉民;徐东东;张来明;

掺钕磷酸盐玻璃小信号增益性能研究    温磊;杨镜新;刘仁红;冯素雅;栾飞;陈伟;胡丽丽;

DPL热控分析和研究    邢旭东;李明山;陈怀超;张涛;

激光表面釉化处理提高军用航空涡喷发动机第一级涡轮叶片抗高温腐蚀性能的研究    汪定江;夏成宝;

激光切割紫铜板的工艺研究    梁昆;张鹏;

高功率大口径激光束无畸变衰减压缩系统    张来明;李殿军;郭劲;

非线性光学晶体的热透镜效应    张晶;樊仲维;毕勇;石朝辉;张瑛;崔建峰;裴博;赵剑波;

高压涡轮外支撑环斜深孔激光打孔技术研究    王辉明;耿军儒;魏颖;朱红钢;

激光切割紫铜板的工艺研究    梁昆;张鹏;

激光驱动飞片点火设计技术研究    赵翔

DPL的光束质量控制及稳定倍频技术研究    马建立

高功率垂直腔面发射半导体激光器热理论与制备工艺研究    侯立峰

微波调制测风激光雷达新方法和激光雷达测量温度关键技术的研究    毕德仓

铜合金表面激光复合耐磨层及界面特性研究    闫华

微型投影显示系统中混合光源照明技术和激光散斑消除技术的研究    孙鸣捷

四频差动激光陀螺相关技术研究    杨建强

激光制导光电对抗半实物仿真关键技术与系统研究    魏文俭

AZ31B镁合金脉冲激光加工行为的研究    崔泽琴

连杆/箱体主轴承座裂解槽脉冲激光加工数值模拟及试验研究    王金伟

Yb：YAG薄片内腔倍频技术研究    王春华

半导体泵浦高重频绿光激光器研究    沙鹏

基于图像处理技术的激光M~2因子测量方法研究    阴贵郁

非线性光学差频及和频方法产生太赫兹波及延迟成像的研究    张守银

汽车缸套激光表面硬化的研究    任菲

气体检测系统中稳定LD工作的关键技术研究    贺俊博

Sm原子束缚态及自电离态光谱的研究    李鸣

InGaAsP/InP多量子阱锁模激光器及其超短脉冲产生的研究    杨鑫会

基于DBR光纤激光器的光生毫米波技术研究    孙静

线型腔掺铒光纤激光器的辐射特性研究    孟涛

机械零件设计的强大工具——Unigraphics    林慧珠

基于ANSYS的冷却栅传热分析    童鲁海;

激光微细孔加工技术及其在航空航天领域中的应用    荣烈润;

矢量方式Nd:YAG激光打标系统及工艺研究    袁亚平

激光打标工艺技术    丁新玲

二维条形码的识别及应用    陈媛媛;施鹏飞;

激光微细孔加工技术及其应用    荣烈润

Integrated modeling environment and a preliminary application on the Heihe River Basin, China    

Nd:YAG激光打标工艺试验研究    伍珊红,齐军,虞孝舜,方鸣岗

Data Matrix二维条形码解码器图像预处理研究    邹沿新;杨高波;

基于条码质量的直接标刻激光参量与物理机制的研究    邱化冬

声控激光打孔技术研究    禹东赫

铸造凝固过程计算机数值模拟技术研究    李明明

SPP的电介质光栅激发及其波导    罗永其

用于激光熔覆的同轴送粉喷嘴的设计及研究    高淑英

轴承专用激光打标机控制系统软件的设计与实现    周明刚

锻造用钢锭凝固过程温度场数值模拟及其应用    王芹

小锥度激光打孔技术及工艺研究    董海云

双包层光纤激光器的研究    张红鑫

汽车轮毂压铸模具温度场的数值模拟分析    周玉辉

面向数字化装配的装配仿真系统开发    侯健

高强度镀锌钢激光焊接质量的研究    申晓龙

光束质量因子的研究    邓小玖,胡继刚,刘彩霞,王建国

激光的参数描述和光束质量    吕百达,季小玲,罗时荣,陶向阳

折叠腔He-Ne激光器中角锥棱镜直角误差分析    谈宜东;张书练;刘静华;

高功率二极管泵浦固体激光器的技术问题和应用前景分析    吕百达，张彬，蔡邦维，翟群

医用Nd∶YAG激光器的计算机控制系统    秦军,韩宗芬,张艳莉,秦啸

傍轴光束在自由空间中传输的不变积分和统计行为方程    邓锡铭,郭弘,曹清

多阶强度非线性条件下的光束传输研究    郭弘,刘承宜,胡巍,张树葵,G.Fibich,邓锡铭

介绍一种高功率光纤激光器    夏贵进,谢小平,占生宝,赵尚弘

光纤激光器取得新进展    魏荣

2002年光纤激光器研究与应用最新进展研讨会    晓晨

太阳能激光器    赵继彦,李盛宇

国内科技期刊亮点    

强激光输出窗口热行为对光束质量的影响    盛朝霞;王再军;

国外最新生活用品集锦    

阳燧取火    齐吉祥;

利用磷光体吸收、贮藏和再生太阳能    劳华清;

太阳能与农田灌溉    情报;

美国内华达州新纳克斯太阳能技术发展公司总裁比尔德偕夫人应邀来能源所讲学    

能源湖    

中国太阳能学会1990'光化学学术讨论会在我举行    

质子注入单晶硅中的结构演化    肖清华;王敬;屠海令;

低温退火单晶硅中锗氧复合体的理论研究    汪雷;杨德仁;

中国的江南体育在线直播观看 产业能否赶超世界?    施正荣;

单晶硅拉制炉热场材料的发展概况    彭志刚;肖志超;苏君明;邵海成;

利用N型硅复拉料拉制太阳电池用P型单晶硅    罗永川;

硅片化学机械抛光碰撞去除机理研究    徐进;雒建斌;路新春;潘国顺;

单晶硅的切向纳动研究    余家欣;余丙军;钱林茂;

Au-Si共晶扩散连接单晶硅接头的微观组织和性能研究    孙兵兵;李京龙;熊江涛;张赋升;籍成宗;

集成化触觉传感器阵列    田雷;孙凤玲;寇文兵;

硅晶圆CMP抛光速率影响因素分析    谭刚;

河北宁晋太阳能单晶硅产量占世界二成    王迅

宁晋太阳能单晶硅产量占世界二成    通讯员 柳辉强、李素现 记者 蔡计锁

太阳能用单晶硅项目落户应县    记者 孙瑞生

宁晋局太阳能单晶硅基地走出国门    杨辉强 李素现

单晶硅让宁晋享誉世界    记者石磊

跨越发展的河北“硅谷”    柳辉强 李素现

志存高远敢争先    特约记者 柳辉强

聚光技术让太阳能炼硅成为现实    本报记者 于洪海

世博城市未来馆装上江南体育在线直播观看 面板    陆项羽 吴振骉

对于投资太阳能公司的疑问    王雅媛　编辑 杨晓坤

高能粒子辐照单晶硅辐照效应的研究    陈贵锋

硅基太阳能电池陷光材料及陷光结构的研究    王海燕

光学参量啁啾脉冲放大技术的研究    李晓莉

有机薄膜场效应晶体管和高功率远结激光器的研究    张素梅

氢化纳米硅（na-Si：H）薄膜太阳电池研究    于化丛

用于绝对距离测量的He-Ne激光多波长干涉仪的研究    梁晶

全光触发器及其应用的研究    赵爽

喷射器与太阳能喷射式制冷系统研究    张博

硅片延性域磨削机理研究    霍凤伟

环形电镀金刚石线锯加工技术及加工质量研究    孟剑峰

太阳能硅晶片双束激光双线划槽方法与装置    张福军

光伏并网发电系统及其控制策略的研究    李征

同乐太阳能企业的现存问题与发展对策    黄润华

太阳能吸附式制冷装置系统研究    张运真

振荡流热管的研究及其在太阳能集热器中的应用    陈传宝

新型太阳能路灯控制器设计与实现    彭路明

风光互补发电控制系统的研究与开发    王宇

自适应复精度太阳跟踪平台    孙茵茵

太阳能地源热泵式空调系统研究    刘逸

太阳能烟囱数值模拟与自然通风的非线性研究    王晓冬