范圍中。在一些實(shí)施例中，該數(shù)值孔徑小 于或等于0.8。在一些實(shí)施例中，該數(shù)值孔徑大于或等于0.5。在一些實(shí)施例中，該數(shù)值孔徑 大于或等于0.6。在一些實(shí)施例中，該數(shù)值孔徑大于或等于0.7。在一些實(shí)施例中，該數(shù)值孔 徑大于或等于0.8。
[0074]非常集中的焦點(diǎn)32也具有能量密度隨著遠(yuǎn)離焦點(diǎn)80而非?？焖俚販p少的優(yōu)點(diǎn)。此 急劇的能量減少允許激光脈沖誘發(fā)的損壞區(qū)域?qū)⑻囟ǖ匚挥陉枠O氧化層104的極薄區(qū)域 中，或者對(duì)于在塊狀藍(lán)寶石或玻璃襯底中相隔非常近的個(gè)別缺陷或點(diǎn)32而言，允許產(chǎn)生對(duì) 周圍區(qū)域無影響的緊密間隔的高解析度影像或標(biāo)記200。
[007引在一些實(shí)施例中，點(diǎn)32的主空間軸介于約1微米與約25微米之間，或者點(diǎn)32的主空 間軸短于25微米。（小于約22微米的主空間軸在6.25cm的距離處是人眼不可見的。一般而 言，約30微米或更小的點(diǎn)尺寸在任何距離處是大多數(shù)人眼不可見的，此歸因于人眼的解剖 學(xué)約束及習(xí)知眼鏡的光學(xué)約束。）在一些實(shí)施例中，點(diǎn)32的主空間軸介于約1微米與約10微 米之間，或者點(diǎn)32的主空間軸短于10微米。在一些實(shí)施例中，點(diǎn)32的主空間軸介于約1微米 與約5微米之間，或者點(diǎn)32的主空間軸短于5微米。
[0076]在一些實(shí)施例中，激光點(diǎn)32的尺寸與激光點(diǎn)32在焦點(diǎn)80處造成的激光誘發(fā)缺陷的 "像素"尺寸密切相關(guān)。在一些實(shí)施例中，激光點(diǎn)32的尺寸緊密地小于激光點(diǎn)32在焦點(diǎn)80處 造成的激光誘發(fā)缺陷的像素尺寸。在一些實(shí)施例中，激光點(diǎn)32的尺寸緊密地大于激光點(diǎn)32 在焦點(diǎn)80處造成的激光誘發(fā)缺陷的像素尺寸。在一些實(shí)施例中，該激光誘發(fā)缺陷的像素尺 寸小于或等于約25微米。在一些實(shí)施例中，該激光誘發(fā)缺陷的像素尺寸小于或等于約15微 米。在一些實(shí)施例中，該激光誘發(fā)缺陷的像素尺寸小于或等于約10微米。在一些實(shí)施例中， 該激光誘發(fā)缺陷的像素尺寸小于或等于約5微米。在一些實(shí)施例中，該激光誘發(fā)缺陷的像素 尺寸小于或等于約2.5微米。在一些實(shí)施例中，該激光誘發(fā)缺陷的像素尺寸小于或等于約1 微米。在一些實(shí)施例中，該激光誘發(fā)缺陷的像素尺寸大于或等于0.5微米。在一些實(shí)施例中， 該激光誘發(fā)缺陷的像素尺寸大于或等于0.5微米且小于或等于約2.5微米。
[OOW]在一些實(shí)施例中，可選擇掃描速率及脈沖重復(fù)頻率，使得經(jīng)連續(xù)引導(dǎo)的激光脈沖W處于約0.Iwn至約25皿的范圍中的位置間隔而撞擊在物品上。在一些實(shí)施例中，該位置間 隔處于約0.Iwii至約10皿的范圍中。在一些實(shí)施例中，該位置間隔處于約0.Ijim至約扣m的范 圍中。在一些實(shí)施例中，該位置間隔處于約O.I皿至約2.5皿的范圍中。
[0078]在一些實(shí)施例中，可選擇掃描速率及脈沖重復(fù)頻率，使得經(jīng)連續(xù)引導(dǎo)的激光脈沖 W處于約0.Iwii至約25皿的范圍中的侵蝕尺寸而撞擊在物品上。在一些實(shí)施例中，該侵蝕尺 寸處于約0.1皿至約10皿的范圍中。在一些實(shí)施例中，該侵蝕尺寸處于約0.1皿至約扣m的范 圍中。在一些實(shí)施例中，該侵蝕尺寸處于約0.1皿至約2.5皿的范圍中。
[0079]在一些實(shí)施例中，通過對(duì)聚焦在藍(lán)寶石晶圓或陽極氧化層104內(nèi)部的高數(shù)值孔徑 物鏡的焦點(diǎn)80進(jìn)行光柵掃描來產(chǎn)生白色標(biāo)記200。可通過改變點(diǎn)32的能量密度來調(diào)整受碰 撞的區(qū)域。單個(gè)激光脈沖可產(chǎn)生尺寸相近的像素、缺陷或點(diǎn)32,該像素、缺陷或點(diǎn)W某一方 式來散射光W使得它對(duì)人眼(或?qū)C(jī)械視覺)而言呈現(xiàn)為白色。可通過改變脈沖至脈沖之間 隔來判定標(biāo)記200的填充因數(shù)，使得可產(chǎn)生呈現(xiàn)為均勻白色的標(biāo)記200。也可調(diào)整掃描遍次 (pass)的數(shù)目W增強(qiáng)填充因數(shù)。此外，該遍次中的一或多者中的點(diǎn)位置可相對(duì)于其它遍次 中的點(diǎn)位置而偏移。該點(diǎn)位置偏移可為垂直的、水平的或其二者。
[0080]隨著在較小物品100上作標(biāo)記已變成所要的，"不可見"標(biāo)記200的可得性對(duì)于一些 應(yīng)用而言將是有用的，諸如對(duì)于充當(dāng)透過其無阻礙地進(jìn)行觀看是所要的蛋幕的透明材料， 或者諸如對(duì)于可用于各種目的（諸如驗(yàn)證正品與仿制品）的專有資訊或私密制造商標(biāo)簽。可 使用本文中描述的技術(shù)來在層104內(nèi)造出不可見的激光標(biāo)記。用W提供不可見 GSlDataMatrix碼的不可見標(biāo)記詳細(xì)地描述在JustinD.Redd的美國(guó)專利申請(qǐng)案第14/194, 455號(hào)中，該案受讓與本申請(qǐng)案的受讓人且W引用方式并入本文中。
[0081]在一些實(shí)施例中，激光輸出114的射束軸72在物品100處W非垂直的入射角進(jìn)行引 導(dǎo)。在一些實(shí)施例中，入射角大于或等于15度。在一些實(shí)施例中，入射角大于或等于30度。在 一些實(shí)施例中，入射角大于或等于45度。在一些實(shí)施例中，入射角大于或等于60度。在一些 實(shí)施例中，入射角大于或等于75度。W非垂直的入射角引導(dǎo)射束軸72的優(yōu)點(diǎn)是有角度的射 束軸72使得在層104內(nèi)沿該射束軸的距離比在層104內(nèi)沿垂直射束軸72的距離長(zhǎng)。沿有角度 的射束軸72在外表面108與內(nèi)表面110之間提供的較長(zhǎng)距離使得焦點(diǎn)80在層104內(nèi)的位置的 誤差容限較大。可W許多方式來控制射束軸72的入射角。一種控制射束軸的角度的方法掲 示在張海濱化a化inZhang)的美國(guó)專利申請(qǐng)案第14/205,200號(hào)中，該案受讓與本申請(qǐng)案的 受讓人且W引用方式并入本文中。
[0082]圖7為適合于產(chǎn)生構(gòu)成白色標(biāo)記200的復(fù)數(shù)個(gè)激光誘發(fā)裂紋的例示性激光微機(jī)械 加工系統(tǒng)112的一些組件的簡(jiǎn)化及部分示意透視圖。參看圖6,一些可操作W在物品100的外 表面108與襯底表面106之間造出裂紋的例示性激光加工系統(tǒng)是ESIMM5330微機(jī)械加工系 統(tǒng)、ESIML5900微機(jī)械加工系統(tǒng)及ESI5955微機(jī)械加工系統(tǒng)，其皆由奧勒岡州波特蘭市 97229的伊雷克托科學(xué)工業(yè)股份有限公司化IectroScientificIndustriesJnc.)加W制 造。
[0083]此等系統(tǒng)通常采用固態(tài)二極體激升激光，其可經(jīng)配置W按高達(dá)5MHz的脈沖重復(fù)率 來發(fā)射約366nm(UV)至約1320nm(IR)的波長(zhǎng)。然而，可通過替換或增添適當(dāng)?shù)募す?、激光?學(xué)器件、零件裝卸設(shè)備及控制軟體來對(duì)此等系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)適，W可靠地且可重復(fù)地如本文中 所述在層104內(nèi)產(chǎn)生所選激光誘發(fā)裂紋。此等修改準(zhǔn)許激光加工系統(tǒng)將具有適當(dāng)激光參數(shù) 的激光脈沖W所要的速率及激光點(diǎn)32或脈沖間之間距引導(dǎo)至經(jīng)恰當(dāng)?shù)囟ㄎ磺夜坛值奈锲?100上的所要位置，W產(chǎn)生具有所要顏色、對(duì)比度及/或光學(xué)密度的所要激光誘發(fā)裂紋。
[0084] 在一些實(shí)施例中，激光微機(jī)械加工系統(tǒng)112采用Wl064nm波長(zhǎng)操作的二極體激升 Nd:YV04固態(tài)激光50,諸如德國(guó)凱澤斯勞滕化aiserslautern)的LumeraLaser股份有限公 司制造的Rapid型號(hào)。此激光可視情況地使用固態(tài)諧波頻率產(chǎn)生器來使頻率加倍W將波長(zhǎng) 減小至532皿借此產(chǎn)生可見(綠色)激光脈沖，或使頻率增至S倍W將波長(zhǎng)減小至約355皿或 使頻率增至四倍W將波長(zhǎng)減小至266nm借此產(chǎn)生紫外(UV)激光脈沖。此激光50額定產(chǎn)生6瓦 特的連續(xù)功率且具有1000 K化的最大脈沖重復(fù)率。此激光50與控制器54協(xié)作來產(chǎn)生持續(xù)時(shí) 間為1皮秒至1，000奈秒的激光脈沖52 (圖8)。
[0085] 此等激光脈沖52可為高斯的或通過激光光學(xué)器件62進(jìn)行特殊整形或裁剪，W使得 具有激光點(diǎn)32的所要特性，該激光光學(xué)器件通常包含沿光學(xué)路徑60定位的一或多個(gè)光學(xué)組 件。例如，可使用"高帽型"空間分布，該空間分布遞送出撞擊物品100的外表面108的在整個(gè) 激光點(diǎn)32上具有均勻劑量的福射的激光脈沖12?？墒褂美@射光學(xué)元件或其它射束整形組件 來產(chǎn)生諸如此空間分布的經(jīng)特殊整形的空間分布。對(duì)修改激光點(diǎn)32的空間福照分布的詳細(xì) 描述可見在CoreyDunsky等人的美國(guó)專利第6，433，301號(hào)中，該案受讓與本申請(qǐng)案的受讓 人且W引用方式并入本文中。
[0086] 激光脈沖52沿光學(xué)路徑60傳播，該光學(xué)路徑也可包含折疊反射鏡64、衰減器或脈 沖拾取器(諸如聲光或電光器件)66及回饋感測(cè)器(諸如針對(duì)能量、定時(shí)或位置)68。
[0087] 激光光學(xué)器件62及光學(xué)路徑60上的其它組件與受控制器54指導(dǎo)的激光射束定位 系統(tǒng)70協(xié)作來引導(dǎo)沿光學(xué)路徑60傳播的激光脈沖52的射束軸72W在激光點(diǎn)位置處在層104 的外表面108下面形成激光焦點(diǎn)80。激光射束定位系統(tǒng)70可包括可操作W沿一行進(jìn)軸(諸如 X軸)移動(dòng)激光50的激光臺(tái)82及用W沿一行進(jìn)軸(諸如Z軸)移動(dòng)快速定位器(未圖示)的快速 定位器臺(tái)84。典型的快速定位器采用一對(duì)受電流計(jì)控制的反射鏡，該對(duì)反射鏡能夠在物品 100上的大區(qū)域內(nèi)快速地改變射束軸72的方向。此區(qū)域通常小于由工件臺(tái)86提供的移動(dòng)區(qū) 域，如稍后所描述。聲光器件或可變形反射鏡也可用作快速定位器，即便此等器件傾向于具 有比電流計(jì)反射鏡小的射束偏轉(zhuǎn)范圍?；蛘?，除了電流計(jì)反射鏡之外，聲光器件或可變形反 射鏡也可用作高速定位器件。
[0088] 另外，物品100可通過工件臺(tái)86支撐，該工件臺(tái)具有可操作W相對(duì)于射束軸72來定 位襯底102的運(yùn)動(dòng)控制元件。工件臺(tái)86可操作W沿單個(gè)軸(諸如Y軸)行進(jìn)，或工件臺(tái)86可操 作W沿橫軸(諸如X軸及Y軸)行進(jìn)?；蛘撸ぜ_(tái)86可操作W使物品100諸如繞著巧由旋轉(zhuǎn)(單 是旋轉(zhuǎn)，或同時(shí)沿X軸及Y軸移動(dòng)物品100)。
[0089] 控制器54可協(xié)調(diào)激光射束定位系統(tǒng)70與工件臺(tái)86的操作W提供復(fù)合射束定位能 力，該能力促進(jìn)了在物品100可相對(duì)于射束軸72持續(xù)進(jìn)行相對(duì)運(yùn)動(dòng)的同時(shí)在層104內(nèi)標(biāo)記出 激光點(diǎn)32的能力。此能力不一定要用來在層104內(nèi)標(biāo)記出激光誘發(fā)裂紋，而是此能力可能是 增加輸貫量所需要的。此能力描述在DonaldR.Cutler等人的美國(guó)專利第5,751，585號(hào)中， 該案受讓與本申請(qǐng)案的受讓人且W引用方式并入本文中?？刹捎妙~外或替代的射束定位方 法。一些額外或替代的射束定位方法描述在SpencerBarrett等人的美國(guó)專利第6,706,999 號(hào)及化yJohnson的美國(guó)專利第7,019,891中，上述兩案均受讓與本申請(qǐng)案的受讓人且W引 用方式并入本文中。
[0090] 可控制本文中描述的各種射束定位系統(tǒng)W提供與激光點(diǎn)32在物品100上的所要 (x-y)位置相差不到幾微米的激光點(diǎn)位置的射束定位精確度。然而，請(qǐng)注意，實(shí)施較高的精 確度可能會(huì)設(shè)及到較高成本的組件、較大的回饋控制及/或較慢的系統(tǒng)輸貫量。然而，即便 極低成本