JPH0542382A - Ｙａｇレーザの高調波を用いたレーザ加工方法 - Google Patents
Ｙａｇレーザの高調波を用いたレーザ加工方法Info
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- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
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-
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 レーザビームの波長がワークに吸収され易い
波長に容易に変換され、可視光による作業上の安全が確
保され、その加工性能が向上することを目的とする。 【構成】 発振されるレーザ光を、透過せしめて波長変
換して、しかもレーザ光を検視できる状態に保持する適
数の高調波発生体を備えるＹＡＧレーザ発振器を構成す
る。
波長に容易に変換され、可視光による作業上の安全が確
保され、その加工性能が向上することを目的とする。 【構成】 発振されるレーザ光を、透過せしめて波長変
換して、しかもレーザ光を検視できる状態に保持する適
数の高調波発生体を備えるＹＡＧレーザ発振器を構成す
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ＹＡＧレーザの高調波
を用いてワークに吸収され易い状態でワーク加工するＹ
ＡＧレーザの高調波を用いたレーザ加工方法に関する。
を用いてワークに吸収され易い状態でワーク加工するＹ
ＡＧレーザの高調波を用いたレーザ加工方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、レーザビームがワークの表面に
照射されたとき、その一部は反射され、残りはワーク中
に吸収されて熱となる。鏡面研磨されたワークの場合
に、照射されたレーザビームの大部分が反射されて損失
となる。
照射されたとき、その一部は反射され、残りはワーク中
に吸収されて熱となる。鏡面研磨されたワークの場合
に、照射されたレーザビームの大部分が反射されて損失
となる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、ＹＡＧレー
ザ発振器のレーザビームは波長が１．０６μm である
が、この波長１．０６μm によるワークの金属表面の反
射率が非常に高く、吸収率が低くなり（ただしＣＯ2 レ
ーザよりは吸収率がよい）、その加工性能が低下すると
いう問題があった。そのために、場合によつては表面吸
収剤をワーク面に塗布してレーザビームの反射を防止し
ていたが、必ずしも満足すべきものではなかった。すな
わち、レーザビームが金属表面で反射するから、ＣＯ2
レーザでは表面吸収剤の塗布が必要であるが、ＹＡＧレ
ーザでも吸収率は低いから必ずしもその効率がよくなか
った。
ザ発振器のレーザビームは波長が１．０６μm である
が、この波長１．０６μm によるワークの金属表面の反
射率が非常に高く、吸収率が低くなり（ただしＣＯ2 レ
ーザよりは吸収率がよい）、その加工性能が低下すると
いう問題があった。そのために、場合によつては表面吸
収剤をワーク面に塗布してレーザビームの反射を防止し
ていたが、必ずしも満足すべきものではなかった。すな
わち、レーザビームが金属表面で反射するから、ＣＯ2
レーザでは表面吸収剤の塗布が必要であるが、ＹＡＧレ
ーザでも吸収率は低いから必ずしもその効率がよくなか
った。
【０００４】そこで、本発明者達の長年の研究と実験の
繰り返しの結果、レーザビームを波長変換することによ
り、ワークに吸収され易くなり、その加工性能が大幅に
向上し得るとの結論に到達した。
繰り返しの結果、レーザビームを波長変換することによ
り、ワークに吸収され易くなり、その加工性能が大幅に
向上し得るとの結論に到達した。
【０００５】本発明の目的は、上記問題点を改善するた
めに、レーザビームの波長がワークに吸収され易い波長
に容易に変換され、例えば第２高調波の場合には可視光
とすることにより作業上の安全が確保され、その加工性
能が向上するＹＡＧレーザの高調波を用いたレーザ加工
方法を提供することにある。
めに、レーザビームの波長がワークに吸収され易い波長
に容易に変換され、例えば第２高調波の場合には可視光
とすることにより作業上の安全が確保され、その加工性
能が向上するＹＡＧレーザの高調波を用いたレーザ加工
方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、ＹＡＧレーザ発振器から発振されたレー
ザ光を、適数の高調波変換用結晶体に透過せしめて、加
工すべきワークに吸収され易い波長に変換して加工を行
うことを特徴とするＹＡＧレーザの高調波を用いたレー
ザ加工方法である。
に、本発明は、ＹＡＧレーザ発振器から発振されたレー
ザ光を、適数の高調波変換用結晶体に透過せしめて、加
工すべきワークに吸収され易い波長に変換して加工を行
うことを特徴とするＹＡＧレーザの高調波を用いたレー
ザ加工方法である。
【０００７】また、本発明の他の態様によれば、ＹＡＧ
レーザ発振器からのレーザ光を可視光である第２高調波
に変換し、レーザ光を検視できる状態に保持してワーク
の加工を行うことを特徴とするＹＡＧレーザの高調波を
用いたレーザ加工方法である。
レーザ発振器からのレーザ光を可視光である第２高調波
に変換し、レーザ光を検視できる状態に保持してワーク
の加工を行うことを特徴とするＹＡＧレーザの高調波を
用いたレーザ加工方法である。
【０００８】
【作用】本発明のＹＡＧレーザの高調波を用いたレーザ
加工方法を採用することにより、ＹＡＧレーザ発振器か
ら発振されたレーザ光を、適数の高調波発生体に透過せ
しめて波長変換して、例えば第２高調波の場合にはレー
ザ光を検視できる状態に保持してレーザ加工することに
よって、レーザビームの波長がワークに吸収され易い波
長に容易に変換され、可視光による作業上の安全が確保
され、その加工性能が向上する。
加工方法を採用することにより、ＹＡＧレーザ発振器か
ら発振されたレーザ光を、適数の高調波発生体に透過せ
しめて波長変換して、例えば第２高調波の場合にはレー
ザ光を検視できる状態に保持してレーザ加工することに
よって、レーザビームの波長がワークに吸収され易い波
長に容易に変換され、可視光による作業上の安全が確保
され、その加工性能が向上する。
【０００９】
【実施例】以下、本発明の実施例を素面に基づいて、詳
細に説明する。
細に説明する。
【００１０】図１は本発明の一実施例の構成を示すブロ
ック図である。ＹＡＧレーザの照射するレーザビームは
波長（λ）＝１．０６μm で、第２高調波変換用結晶体
（第２高調波発生体）ＳＨＧを透過することによって、
波長が半分に変換されλ＝５３２nm( ０．５３２μm ）
として出力される。この第２高調波は緑色の可視光であ
るから、レーザ加工が検視ができる状態に保持されて、
作業上の安全が確保される。
ック図である。ＹＡＧレーザの照射するレーザビームは
波長（λ）＝１．０６μm で、第２高調波変換用結晶体
（第２高調波発生体）ＳＨＧを透過することによって、
波長が半分に変換されλ＝５３２nm( ０．５３２μm ）
として出力される。この第２高調波は緑色の可視光であ
るから、レーザ加工が検視ができる状態に保持されて、
作業上の安全が確保される。
【００１１】また、ＹＡＧレーザの照射するレーザビー
ム（波長（λ）＝１．０６μm ）と、第２高調波変換用
結晶体（第２高調波発生体）ＳＨＧを透過した波長
（λ）＝５３２nmとが合成されて、第３高調波変換用結
晶体（第３高調波発生体）ＴＨＧを透過することによっ
て、波長が変換されλ＝３５５nm( ０．３５５μm ）と
して出力する。この第３高調波は可視光ではない。しか
し、図２に示す各種金属の反射率によれば、第２高調波
と比較してその金属材料の吸収率はさらに向上している
ことが明らかである。
ム（波長（λ）＝１．０６μm ）と、第２高調波変換用
結晶体（第２高調波発生体）ＳＨＧを透過した波長
（λ）＝５３２nmとが合成されて、第３高調波変換用結
晶体（第３高調波発生体）ＴＨＧを透過することによっ
て、波長が変換されλ＝３５５nm( ０．３５５μm ）と
して出力する。この第３高調波は可視光ではない。しか
し、図２に示す各種金属の反射率によれば、第２高調波
と比較してその金属材料の吸収率はさらに向上している
ことが明らかである。
【００１２】なお、第２高調波発生体ＳＨＧを透過した
波長（λ）＝５３２nmが第４高調波変換用結晶体（第４
高調波発生体）４ＨＧを透過することによって、波長が
半分に変換されλ＝２６６nm( ０．２６６μm ）として
出力される。この第４高調波は可視光ではないが、その
金属材料の吸収率はさらに向上していることが明らかで
ある。
波長（λ）＝５３２nmが第４高調波変換用結晶体（第４
高調波発生体）４ＨＧを透過することによって、波長が
半分に変換されλ＝２６６nm( ０．２６６μm ）として
出力される。この第４高調波は可視光ではないが、その
金属材料の吸収率はさらに向上していることが明らかで
ある。
【００１３】さらに、第２高調波発生体ＳＨＧを透過し
た波長（λ）＝５３２nmと、第３高調波発生体ＴＨＧを
透過する波長（λ）＝３５５nm( ０．３５５μm ）とが
合成されて、第５高調波変換用結晶体（第５高調波発生
体）５ＨＧを透過することによって、波長が変換されλ
＝２１２nm( ０．２１２μm ）として出力される。この
第５高調波は同じく可視光ではないが、その金属材料の
吸収率がさらに向上している。
た波長（λ）＝５３２nmと、第３高調波発生体ＴＨＧを
透過する波長（λ）＝３５５nm( ０．３５５μm ）とが
合成されて、第５高調波変換用結晶体（第５高調波発生
体）５ＨＧを透過することによって、波長が変換されλ
＝２１２nm( ０．２１２μm ）として出力される。この
第５高調波は同じく可視光ではないが、その金属材料の
吸収率がさらに向上している。
【００１４】従って、各波長（λ）＝０．５３２μm,
０．３５５μm ，０．２６６μm ，０．２１２μm は切
換えにより、任意の波長を選択することが容易である。
一般に、第２高調波発生体ＳＨＧないし第５高調波発生
体５ＨＧは、非線形光学素子とも称され、化学式ＫＨ2
ＰＯ4 ，ＫＤ2 ＰＯ4 ，ＫＴi ＯＰＯ4 ，β−ＢａＢＯ
4 からなる結晶体である。さらに、新しい開発された光
学素子が、この目的のために開発されたものである場合
もすべて含む。
０．３５５μm ，０．２６６μm ，０．２１２μm は切
換えにより、任意の波長を選択することが容易である。
一般に、第２高調波発生体ＳＨＧないし第５高調波発生
体５ＨＧは、非線形光学素子とも称され、化学式ＫＨ2
ＰＯ4 ，ＫＤ2 ＰＯ4 ，ＫＴi ＯＰＯ4 ，β−ＢａＢＯ
4 からなる結晶体である。さらに、新しい開発された光
学素子が、この目的のために開発されたものである場合
もすべて含む。
【００１５】次に、図２は各種金属に照射される光の波
長に対する反射率線図を示す。光が金属表面に照射され
ると一部は反射され、残りは金属内に吸収されて熱とな
り、その金属が高温になり、表面が酸化したり、溶融状
態になると、金属の反射率は低下するものである。
長に対する反射率線図を示す。光が金属表面に照射され
ると一部は反射され、残りは金属内に吸収されて熱とな
り、その金属が高温になり、表面が酸化したり、溶融状
態になると、金属の反射率は低下するものである。
【００１６】図においてＹＡＧレーザビームの波長
（λ）＝１．０６μm を、金（Ａｕ）、銅（Ｃｕ）の表
面に照射したとき、その反射率はそれぞれ９９％，９０
％程度で高く、反対にレーザビームの吸収率が極めて低
い。これに対して、第２高調波発生体ＳＨＧを透過した
波長（λ）＝５３２nmを、金（Ａｕ）、銅（Ｃｕ）の表
面に照射したとき、その反射率はそれぞれ５８％，５１
％程度となり、レーザビームの吸収率が向上する。この
ときの波長は、金属に吸収され易い波長であるととも
に、上述の緑色の可視光ある。
（λ）＝１．０６μm を、金（Ａｕ）、銅（Ｃｕ）の表
面に照射したとき、その反射率はそれぞれ９９％，９０
％程度で高く、反対にレーザビームの吸収率が極めて低
い。これに対して、第２高調波発生体ＳＨＧを透過した
波長（λ）＝５３２nmを、金（Ａｕ）、銅（Ｃｕ）の表
面に照射したとき、その反射率はそれぞれ５８％，５１
％程度となり、レーザビームの吸収率が向上する。この
ときの波長は、金属に吸収され易い波長であるととも
に、上述の緑色の可視光ある。
【００１７】さらに、第３高調波発生体ＴＨＧを透過す
る波長（λ）＝０．３５５μm を、金（Ａｕ）、銅（Ｃ
ｕ）の表面に照射したとき、その反射率はそれぞれ３５
％，２６％程度となり、レーザビームの吸収率がさらに
向上し、金属に吸収され易い波長である。
る波長（λ）＝０．３５５μm を、金（Ａｕ）、銅（Ｃ
ｕ）の表面に照射したとき、その反射率はそれぞれ３５
％，２６％程度となり、レーザビームの吸収率がさらに
向上し、金属に吸収され易い波長である。
【００１８】従って、ＹＡＧレーザ発振器から発振され
るレーザビームを、適数の高調波発生体ＳＨＧ，ＴＨ
Ｇ，４ＨＧ，５ＨＧに透過させて、加工されるワークに
吸収され易い波長に変換されることにより、ワークのレ
ーザ吸収率が大幅に向上し、従来塗布された表面吸収剤
等が不要となり、高反射金属であるアルミニウム（Ａ
ｌ），金（Ａｕ）等のレーザ加工に極めて有効である。
るレーザビームを、適数の高調波発生体ＳＨＧ，ＴＨ
Ｇ，４ＨＧ，５ＨＧに透過させて、加工されるワークに
吸収され易い波長に変換されることにより、ワークのレ
ーザ吸収率が大幅に向上し、従来塗布された表面吸収剤
等が不要となり、高反射金属であるアルミニウム（Ａ
ｌ），金（Ａｕ）等のレーザ加工に極めて有効である。
【００１９】なお、本発明は、上記実施例に限定される
ものではなく、適宜の設計的変更を行うことにより、他
の態様においても実施し得るものである。
ものではなく、適宜の設計的変更を行うことにより、他
の態様においても実施し得るものである。
【００２０】
【発明の効果】上記説明ですでに明らかなように、本発
明のＹＡＧレーザの高調波を用いたレーザ加工方法は、
ＹＡＧレーザ発振器から発振されたレーザ光が、適数の
高調波発生体に透過せしめて波長変換され、しかもレー
ザ光が検視できる状態に保持されレーザ加工されること
によって、従来技術の問題点が有効に解決され、例えば
第２高調波の場合にはレーザビームの波長がワークに吸
収され易い波長に容易に変換され、可視光による作業上
の安全が確保され、その加工性能が向上する。
明のＹＡＧレーザの高調波を用いたレーザ加工方法は、
ＹＡＧレーザ発振器から発振されたレーザ光が、適数の
高調波発生体に透過せしめて波長変換され、しかもレー
ザ光が検視できる状態に保持されレーザ加工されること
によって、従来技術の問題点が有効に解決され、例えば
第２高調波の場合にはレーザビームの波長がワークに吸
収され易い波長に容易に変換され、可視光による作業上
の安全が確保され、その加工性能が向上する。
【図１】本発明の一実施例の構成を示すブロック図であ
る。
る。
【図２】各種金属に照射される光の波長に対する反射率
線図である。
線図である。
ＹＡＧ ＹＡＧレーザ発振器 ＳＨＧ 第２高調波発生体 ＴＨＧ 第３高調波発生体 ４ＨＧ 第４高調波発生体 ５ＨＧ 第４高調波発生体
Claims (2)
- 【請求項１】 ＹＡＧレーザ発振器から発振されたレー
ザ光線を、適数の高調波変換用結晶体に透過せしめて、
加工すべきワークに吸収され易い波長に変換して加工を
行うことを特徴とするＹＡＧレーザの高調波を用いたレ
ーザ加工方法。 - 【請求項２】 ＹＡＧレーザ発振器からのレーザ光を可
視光である第２高調波に変換し、レーザ光を検視できる
状態に保持してワークの加工を行うことを特徴とする請
求項１に記載のＹＡＧレーザの高調波を用いたレーザ加
工方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3199150A JPH0542382A (ja) | 1991-08-08 | 1991-08-08 | Ｙａｇレーザの高調波を用いたレーザ加工方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3199150A JPH0542382A (ja) | 1991-08-08 | 1991-08-08 | Ｙａｇレーザの高調波を用いたレーザ加工方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0542382A true JPH0542382A (ja) | 1993-02-23 |
Family
ID=16402986
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3199150A Pending JPH0542382A (ja) | 1991-08-08 | 1991-08-08 | Ｙａｇレーザの高調波を用いたレーザ加工方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0542382A (ja) |
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5392124A (en) * | 1993-12-17 | 1995-02-21 | International Business Machines Corporation | Method and apparatus for real-time, in-situ endpoint detection and closed loop etch process control |
| US5977512A (en) * | 1995-12-01 | 1999-11-02 | Fraunhofer-Gesellschaft Zur Forderung Der Angewandten Forschung Ev | Multi-wavelength laser soldering device with substrate cleaning beam |
| US6172331B1 (en) * | 1997-09-17 | 2001-01-09 | General Electric Company | Method and apparatus for laser drilling |
| US6222156B1 (en) * | 1997-06-12 | 2001-04-24 | International Business Machines Corporation | Laser repair process for printed wiring boards |
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| JP2012509500A (ja) * | 2008-11-21 | 2012-04-19 | エオリト システム | 強力レーザビームの放射にさらされる非線形光学系の寿命を伸ばす装置及び前記装置を含む非線形光源 |
| JP2012161816A (ja) * | 2011-02-08 | 2012-08-30 | Mitsui Chemicals Inc | ポリプロピレン系表面保護フィルムを用いたレーザマーキング加工方法 |
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