JPH07226559A - レーザ照射装置 - Google Patents
レーザ照射装置Info
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- JPH07226559A JPH07226559A JP6015230A JP1523094A JPH07226559A JP H07226559 A JPH07226559 A JP H07226559A JP 6015230 A JP6015230 A JP 6015230A JP 1523094 A JP1523094 A JP 1523094A JP H07226559 A JPH07226559 A JP H07226559A
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- laser
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- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
- B23K26/06—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing
- B23K26/062—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by direct control of the laser beam
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- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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- Plasma & Fusion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Laser Beam Processing (AREA)
- Saccharide Compounds (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 ビームを所定の形状・大きさにした後でも均
一なエネルギ強度分布を持ったレーザ光を照射する。 【構成】 レーザ光源１と、レーザ光源１から出力され
たレーザ光１ａの位相を乱すフィルタ１４及び／又は光
ファイバと、レーザ光１ａを小面積のビームに分解した
後重ね合わせて所定の形状のビームに形成するビーム形
成手段１３とを備え、レーザ光１ａの位相を乱すことに
よりビームを重ね合わせても回折格子を生じないように
した。
一なエネルギ強度分布を持ったレーザ光を照射する。 【構成】 レーザ光源１と、レーザ光源１から出力され
たレーザ光１ａの位相を乱すフィルタ１４及び／又は光
ファイバと、レーザ光１ａを小面積のビームに分解した
後重ね合わせて所定の形状のビームに形成するビーム形
成手段１３とを備え、レーザ光１ａの位相を乱すことに
よりビームを重ね合わせても回折格子を生じないように
した。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、レーザ光源から出力さ
れたレーザ光を小面積のビームに分解した後重ね合わせ
て所定の形状のビームに形成して照射するレーザ照射装
置に関し、特にそのレーザ照射光学系とワークを相対移
動させて比較的広い面積をレーザ加工する場合に好適に
適用できるレーザ照射装置に関するものである。
れたレーザ光を小面積のビームに分解した後重ね合わせ
て所定の形状のビームに形成して照射するレーザ照射装
置に関し、特にそのレーザ照射光学系とワークを相対移
動させて比較的広い面積をレーザ加工する場合に好適に
適用できるレーザ照射装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、例えばエキシマレーザ光を小断面
積の複数のビームに分解した後そのビームを重ねて所定
形状のビームに形成し、そのビームを集光させて所定の
大きさにしてスキャンさせることにより、大面積のワー
クに照射するマルチショット方式のレーザ照射装置の研
究開発が活発に行われ、例えば結晶素材のワークの結晶
状態を変える加工などに好適に採用されている。
積の複数のビームに分解した後そのビームを重ねて所定
形状のビームに形成し、そのビームを集光させて所定の
大きさにしてスキャンさせることにより、大面積のワー
クに照射するマルチショット方式のレーザ照射装置の研
究開発が活発に行われ、例えば結晶素材のワークの結晶
状態を変える加工などに好適に採用されている。
【０００３】以下、従来のマルチショット方式を採用し
たレーザ照射装置について、図４を参照しながら説明す
る。
たレーザ照射装置について、図４を参照しながら説明す
る。
【０００４】図４において、レーザ光源２１からは連続
的にレーザ光２１ａが発せられる。
的にレーザ光２１ａが発せられる。
【０００５】例えば、エキシマレーザが数１００Ｈｚの
一定周波数でかつ一定出力で発せられる。このレーザ光
２１ａは、第１の駆動手段２７にてＸ方向に一定の速度
で移動される第１のステージ２６上に設けられた第１の
光学部材３１によりＸ方向に変位されることによりワー
ク２２上をＸ方向に走査され、また第２の駆動手段３０
にてＹ方向に一定速度で移動される第２のステージ２９
上に設けられた第２の光学部材３２によりＹ方向に変位
されることによりワーク２２上をＹ方向に走査される。
これによって、広い面積をもったワーク２２でもその所
定の部分にレーザ光２１ａを照射して加工を行うことが
できる。
一定周波数でかつ一定出力で発せられる。このレーザ光
２１ａは、第１の駆動手段２７にてＸ方向に一定の速度
で移動される第１のステージ２６上に設けられた第１の
光学部材３１によりＸ方向に変位されることによりワー
ク２２上をＸ方向に走査され、また第２の駆動手段３０
にてＹ方向に一定速度で移動される第２のステージ２９
上に設けられた第２の光学部材３２によりＹ方向に変位
されることによりワーク２２上をＹ方向に走査される。
これによって、広い面積をもったワーク２２でもその所
定の部分にレーザ光２１ａを照射して加工を行うことが
できる。
【０００６】この際レーザ光２１ａは第１の光学部材３
１によってＹ２方向に光路を曲げられ、第２の光学部材
３２によりＺ２方向に光路を曲げられることにより、ワ
ーク２２上に向けられ、このＺ２方向に曲げられてワー
ク２２上に向かう光路にビーム形成手段３３が設けられ
ている。ビーム形成手段３３はレーザ光１ａを小断面積
のビームに分割した後そのビームを重ね合わせて所定の
形状に形成するものであり、レーザ光源２１から発せら
れたレーザ光２１ａにおけるエネルギー強度の強い部分
と弱い部分を重ね合わせることによりビームの全断面に
おいて均一なエネルギー強度を得るものである。このビ
ーム形成手段３３はシリンドリカルレンズなどの光学部
材から成り、レーザ光２１ａを縦横両方向、つまりＸ方
向とＹ方向の２方向に分割して重ね合わせ、所定の形状
にする。例えば、レーザ光源２１から発せられるレーザ
光２１ａはその形状が照射口で１辺数ｃｍの矩形状であ
るのをワーク２２上で縦１ｃｍ、横１ｃｍの小断面形状
に形成する。更に、ビームサイズ可変手段３４にてビー
ム形成手段３３で得られたビームの大きさを所定の大き
さにしてワーク２２上に照射する。
１によってＹ２方向に光路を曲げられ、第２の光学部材
３２によりＺ２方向に光路を曲げられることにより、ワ
ーク２２上に向けられ、このＺ２方向に曲げられてワー
ク２２上に向かう光路にビーム形成手段３３が設けられ
ている。ビーム形成手段３３はレーザ光１ａを小断面積
のビームに分割した後そのビームを重ね合わせて所定の
形状に形成するものであり、レーザ光源２１から発せら
れたレーザ光２１ａにおけるエネルギー強度の強い部分
と弱い部分を重ね合わせることによりビームの全断面に
おいて均一なエネルギー強度を得るものである。このビ
ーム形成手段３３はシリンドリカルレンズなどの光学部
材から成り、レーザ光２１ａを縦横両方向、つまりＸ方
向とＹ方向の２方向に分割して重ね合わせ、所定の形状
にする。例えば、レーザ光源２１から発せられるレーザ
光２１ａはその形状が照射口で１辺数ｃｍの矩形状であ
るのをワーク２２上で縦１ｃｍ、横１ｃｍの小断面形状
に形成する。更に、ビームサイズ可変手段３４にてビー
ム形成手段３３で得られたビームの大きさを所定の大き
さにしてワーク２２上に照射する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、レーザ
光源２１から発せられるレーザ光２１ａは位相のそろっ
たコヒーレント光であるので非常に干渉を起こし易い。
そのため、ビーム形成手段３３を通過したレーザ光２１
ａはあたかもスリットを通過した光のように干渉しあ
い、光の強度を強めあったり、弱めあったりしてＸ、Ｙ
方向とも回折を起こし、ピーク値を一定間隔毎にもつ回
折格子が生じる。そのため、全体としては均一な光強度
分布となっていても、微視的にみると図２に示すように
一定間隔ごとにピーク値を持つエネルギ強度分布を呈す
る。そして、ビームサイズ可変手段３４によりレーザ光
２１ａを所定の大きさにしてもその格子は消えないた
め、均一なエネルギ強度分布を持ったレーザ光１ａでは
なく、Ｘ、Ｙ方向とも一定間隔ごとにエネルギ強度のピ
ーク値を持ったレーザ光１ａがワーク２２に照射され、
そのために結晶状態が変動するという問題があった。
光源２１から発せられるレーザ光２１ａは位相のそろっ
たコヒーレント光であるので非常に干渉を起こし易い。
そのため、ビーム形成手段３３を通過したレーザ光２１
ａはあたかもスリットを通過した光のように干渉しあ
い、光の強度を強めあったり、弱めあったりしてＸ、Ｙ
方向とも回折を起こし、ピーク値を一定間隔毎にもつ回
折格子が生じる。そのため、全体としては均一な光強度
分布となっていても、微視的にみると図２に示すように
一定間隔ごとにピーク値を持つエネルギ強度分布を呈す
る。そして、ビームサイズ可変手段３４によりレーザ光
２１ａを所定の大きさにしてもその格子は消えないた
め、均一なエネルギ強度分布を持ったレーザ光１ａでは
なく、Ｘ、Ｙ方向とも一定間隔ごとにエネルギ強度のピ
ーク値を持ったレーザ光１ａがワーク２２に照射され、
そのために結晶状態が変動するという問題があった。
【０００８】本発明は、上記従来の問題点に鑑み、ビー
ムを所定の形状・大きさにした後でも均一なエネルギ強
度分布を持ったレーザ光を照射できるレーザ照射装置を
提供することを目的としている。
ムを所定の形状・大きさにした後でも均一なエネルギ強
度分布を持ったレーザ光を照射できるレーザ照射装置を
提供することを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明のレーザ照射装置
は、レーザ光源と、レーザ光源から出力されたレーザ光
の位相を乱す位相攪乱手段と、レーザ光を小面積のビー
ムに分解した後重ね合わせて所定の形状のビームに形成
するビーム形成手段とを備えたことを特徴とする。
は、レーザ光源と、レーザ光源から出力されたレーザ光
の位相を乱す位相攪乱手段と、レーザ光を小面積のビー
ムに分解した後重ね合わせて所定の形状のビームに形成
するビーム形成手段とを備えたことを特徴とする。
【００１０】また、レーザ光源から出力されたレーザ光
を所定の形状のビームに形成して照射する光学系とワー
クとの相対移動によりワークの所定の部分の加工を行う
レーザ照射装置において、レーザ光の照射光路に、レー
ザ光の位相を乱す位相攪乱手段と、レーザ光を小面積の
ビームに分解した後重ね合わせ所定の形状のビームに形
成するビーム形成手段と、ビームの大きさを変えるビー
ムサイズ可変手段を配設したことを特徴とする。
を所定の形状のビームに形成して照射する光学系とワー
クとの相対移動によりワークの所定の部分の加工を行う
レーザ照射装置において、レーザ光の照射光路に、レー
ザ光の位相を乱す位相攪乱手段と、レーザ光を小面積の
ビームに分解した後重ね合わせ所定の形状のビームに形
成するビーム形成手段と、ビームの大きさを変えるビー
ムサイズ可変手段を配設したことを特徴とする。
【００１１】位相攪乱手段としては位相を乱すフィルタ
や光ファイバやその両者が配設される。
や光ファイバやその両者が配設される。
【００１２】
【作用】本発明によれば、レーザ光を小面積のビームに
分解した後重ね合わせて所定の形状のビームに形成して
いるので全体として均一なエネルギー分布のビームが得
られ、かつレーザ光源から出力されたレーザ光の位相を
乱しているのでビームを重ね合わせても回折格子が生じ
ず、微視的にも均一なエネルギ強度分布のビームを照射
することができる。
分解した後重ね合わせて所定の形状のビームに形成して
いるので全体として均一なエネルギー分布のビームが得
られ、かつレーザ光源から出力されたレーザ光の位相を
乱しているのでビームを重ね合わせても回折格子が生じ
ず、微視的にも均一なエネルギ強度分布のビームを照射
することができる。
【００１３】また、上記のようにして得られたビームの
大きさを所望の大きさにしてワークに照射するととも
に、照射光学系に対してワークを相対移動させることに
よって、ワークの比較的大きな所定の部分に対して所望
の加工を均一に行うことができる。
大きさを所望の大きさにしてワークに照射するととも
に、照射光学系に対してワークを相対移動させることに
よって、ワークの比較的大きな所定の部分に対して所望
の加工を均一に行うことができる。
【００１４】また、位相攪乱手段として位相を乱すフィ
ルタや光ファイバを用いると、簡単かつ安価に回折格子
が生じないようにレーザ光の位相をランダムに乱すこと
ができ、かつ両者を配設するとより大きな効果が発揮さ
れる。
ルタや光ファイバを用いると、簡単かつ安価に回折格子
が生じないようにレーザ光の位相をランダムに乱すこと
ができ、かつ両者を配設するとより大きな効果が発揮さ
れる。
【００１５】
【実施例】以下、本発明の第１実施例について図１を参
照しながら説明する。
照しながら説明する。
【００１６】図１において、レーザ光１ａを発するレー
ザ光源１が所定位置に設置され、固定ベッド３上に固定
されるワーク２の上面にレーザ光１ａを照射してこれを
走査し、加工を行う。この走査のために、固定ベッド３
上に架台４を設置し、この架台４に取付けたＸ１、Ｘ２
方向の第１の案内レール５によってＸ１、Ｘ２方向に往
復移動可能に支持された第１のステージ６と、第１のス
テージ６に取付けたＹ１、Ｙ２方向の第２の案内レール
８によってＹ１、Ｙ２方向に往復移動可能に支持された
第２のステージ９とを設け、第１のステージ６にレーザ
光源１からのレーザ光１ａをＹ２方向に曲げる第１の光
学部材１１を取付け、第２のステージ９に第１の光学部
材１１からのレーザ光１ａをＺ２方向に曲げる第２の光
学部材１２を取付けてある。これにより、レーザ光源１
からのレーザ光１ａをワーク２の上面に向けて照射する
ことができる。
ザ光源１が所定位置に設置され、固定ベッド３上に固定
されるワーク２の上面にレーザ光１ａを照射してこれを
走査し、加工を行う。この走査のために、固定ベッド３
上に架台４を設置し、この架台４に取付けたＸ１、Ｘ２
方向の第１の案内レール５によってＸ１、Ｘ２方向に往
復移動可能に支持された第１のステージ６と、第１のス
テージ６に取付けたＹ１、Ｙ２方向の第２の案内レール
８によってＹ１、Ｙ２方向に往復移動可能に支持された
第２のステージ９とを設け、第１のステージ６にレーザ
光源１からのレーザ光１ａをＹ２方向に曲げる第１の光
学部材１１を取付け、第２のステージ９に第１の光学部
材１１からのレーザ光１ａをＺ２方向に曲げる第２の光
学部材１２を取付けてある。これにより、レーザ光源１
からのレーザ光１ａをワーク２の上面に向けて照射する
ことができる。
【００１７】この時、第１の光学部材１１が第１の駆動
手段７にて第１のステージ６とともにＸ１、Ｘ２方向に
移動されることによって上記Ｙ２方向に曲がるレーザ光
１ａをＸ１、Ｘ２方向に変位させ、レーザ光１ａにより
ワーク２の上面をＸ１、Ｘ２方向に走査できる。また、
第２の光学部材１２が第２の駆動手段１０にて第２のス
テージ９とともにＹ１、Ｙ２方向に移動されることによ
って上記Ｚ２方向に曲がるレーザ光１ａをＹ１、Ｙ２方
向に変位させ、レーザ光１ａによりワーク２の上面をＹ
１、Ｙ２方向に走査できる。このレーザ光１ａによるＸ
方向及びＹ方向の２方向の走査でワーク２の上面のどの
部分にもレーザ光１ａを照射して加工を行うことがで
き、例えばワーク２の上面の所定の部分にレーザ光１ａ
を照射して結晶状態を変化させる加工を行うことができ
る。
手段７にて第１のステージ６とともにＸ１、Ｘ２方向に
移動されることによって上記Ｙ２方向に曲がるレーザ光
１ａをＸ１、Ｘ２方向に変位させ、レーザ光１ａにより
ワーク２の上面をＸ１、Ｘ２方向に走査できる。また、
第２の光学部材１２が第２の駆動手段１０にて第２のス
テージ９とともにＹ１、Ｙ２方向に移動されることによ
って上記Ｚ２方向に曲がるレーザ光１ａをＹ１、Ｙ２方
向に変位させ、レーザ光１ａによりワーク２の上面をＹ
１、Ｙ２方向に走査できる。このレーザ光１ａによるＸ
方向及びＹ方向の２方向の走査でワーク２の上面のどの
部分にもレーザ光１ａを照射して加工を行うことがで
き、例えばワーク２の上面の所定の部分にレーザ光１ａ
を照射して結晶状態を変化させる加工を行うことができ
る。
【００１８】この加工には例えばエキシマレーザを用い
る。その場合、レーザ光源１から数１００Ｈｚの周波数
でレーザ光１ａを連続的に発射させ、これを小断面積の
ビームに分解した後、重ね合わせて所定の形状及び大き
さのビームにしてワーク２の上面に照射しながら走査す
る。レーザ光源１から発せられるレーザ光１ａの断面形
状と大きさは照射口で例えば数ｃｍ角であるのを、ワー
ク２の上面で１ｃｍ角の形状及び大きさになるようにし
ている。このため、レーザ光１ａがＺ２方向に曲げられ
た後の光路にビーム形成手段１３が設けられている。こ
のビーム形成手段１３は、レーザ光１ａを小断面積のビ
ームに分解するのに、一方向にレーザ光１ａを分離させ
る２つの光学部材を、互いに光軸まわりに９０°回転し
た位置関係となるようにして用いられている。また、レ
ーザ光１ａを所定の断面形状に集光させて重ね合わせる
のに、例えばレーザ光１ａを一方向に集光させるシリン
ドリカルレンズを２つ互いに光軸まわりに９０°回転し
た位置関係を持つように配置して用いられている。ビー
ム形成手段１３を通過して所定の形状になったレーザ光
１ａはビームサイズ可変手段１５によってその形状を変
えずに大きさだけが変えられてワーク２の上面に照射さ
れる。なお、これらレーザ光１ａを照射するための照射
光学系、レーザ光１ａの成形方式、サイズ可変方式、及
び走査方式は種々に変更することができる。
る。その場合、レーザ光源１から数１００Ｈｚの周波数
でレーザ光１ａを連続的に発射させ、これを小断面積の
ビームに分解した後、重ね合わせて所定の形状及び大き
さのビームにしてワーク２の上面に照射しながら走査す
る。レーザ光源１から発せられるレーザ光１ａの断面形
状と大きさは照射口で例えば数ｃｍ角であるのを、ワー
ク２の上面で１ｃｍ角の形状及び大きさになるようにし
ている。このため、レーザ光１ａがＺ２方向に曲げられ
た後の光路にビーム形成手段１３が設けられている。こ
のビーム形成手段１３は、レーザ光１ａを小断面積のビ
ームに分解するのに、一方向にレーザ光１ａを分離させ
る２つの光学部材を、互いに光軸まわりに９０°回転し
た位置関係となるようにして用いられている。また、レ
ーザ光１ａを所定の断面形状に集光させて重ね合わせる
のに、例えばレーザ光１ａを一方向に集光させるシリン
ドリカルレンズを２つ互いに光軸まわりに９０°回転し
た位置関係を持つように配置して用いられている。ビー
ム形成手段１３を通過して所定の形状になったレーザ光
１ａはビームサイズ可変手段１５によってその形状を変
えずに大きさだけが変えられてワーク２の上面に照射さ
れる。なお、これらレーザ光１ａを照射するための照射
光学系、レーザ光１ａの成形方式、サイズ可変方式、及
び走査方式は種々に変更することができる。
【００１９】このようにしてビーム形成手段１３を通過
してワーク２の上面に照射されるレーザ光１ａはそのエ
ネルギ強度分布が全体としては均一性が高くても、レー
ザ光１ａがビーム形成手段１３を通過する際に互いに干
渉し合うことにより、微視的には光の強度が強め合った
り弱め合ったりしてＸ、Ｙ方向とも回折を起こし、エネ
ルギ強度のピーク値を一定間隔ごとに持つ回折格子を生
じる。この様子を示したのが図２である。即ち、レーザ
光１ａは元々位相のそろったコヒーレント光であるの
で、例えばスリットを通過すると回折を起こしてその強
度分布は図２のようになる。この場合ビーム形成手段１
３がスリットの役目をしたことになる。
してワーク２の上面に照射されるレーザ光１ａはそのエ
ネルギ強度分布が全体としては均一性が高くても、レー
ザ光１ａがビーム形成手段１３を通過する際に互いに干
渉し合うことにより、微視的には光の強度が強め合った
り弱め合ったりしてＸ、Ｙ方向とも回折を起こし、エネ
ルギ強度のピーク値を一定間隔ごとに持つ回折格子を生
じる。この様子を示したのが図２である。即ち、レーザ
光１ａは元々位相のそろったコヒーレント光であるの
で、例えばスリットを通過すると回折を起こしてその強
度分布は図２のようになる。この場合ビーム形成手段１
３がスリットの役目をしたことになる。
【００２０】このようなエネルギ強度分布のレーザ光１
ａを照射して加工を行うと、加工が不均一になってしま
い、不均一な加工により結晶状態の変化度合いにバラツ
キを生じてしまうことになる。この部分的な加工不足を
補うために再度加工を行っても初期の加工のバラツキが
影響するので十分に対処することができない。
ａを照射して加工を行うと、加工が不均一になってしま
い、不均一な加工により結晶状態の変化度合いにバラツ
キを生じてしまうことになる。この部分的な加工不足を
補うために再度加工を行っても初期の加工のバラツキが
影響するので十分に対処することができない。
【００２１】そこで、本実施例ではビーム形成手段１３
の手前にレーザ光１ａの位相を乱すフィルタ１４を配設
してある。この位相を乱すフィルタ１４としては、商品
名「ランダムフェイスフィルタ」等が好適に用いられ
る。こうしてレーザ光１ａの位相を乱すことにより回折
を無くすことができ、均一なエネルギー強度分布をした
レーザ光１ａをワーク２に照射することにより均一な加
工を行える。
の手前にレーザ光１ａの位相を乱すフィルタ１４を配設
してある。この位相を乱すフィルタ１４としては、商品
名「ランダムフェイスフィルタ」等が好適に用いられ
る。こうしてレーザ光１ａの位相を乱すことにより回折
を無くすことができ、均一なエネルギー強度分布をした
レーザ光１ａをワーク２に照射することにより均一な加
工を行える。
【００２２】次に、本発明の第２実施例のレーザ照射装
置について図３を参照しながら説明する。
置について図３を参照しながら説明する。
【００２３】この実施例では、上記第１実施例の効果を
さらに高めるため、即ちレーザ光１ａの位相をさらに乱
すために、レーザ光１ａの光路中の位相を乱すフィルタ
１４の手前に光ファイバ１６を配設している。光ファイ
バ１６にレーザ光１ａが入射すると、光ファイバ１６中
を反射しながら通過する間に位相が乱れる。こうして、
干渉のないより均一なエネルギー強度分布をしたレーザ
光１ａをワーク２の照射することができ、均一な加工を
行える。
さらに高めるため、即ちレーザ光１ａの位相をさらに乱
すために、レーザ光１ａの光路中の位相を乱すフィルタ
１４の手前に光ファイバ１６を配設している。光ファイ
バ１６にレーザ光１ａが入射すると、光ファイバ１６中
を反射しながら通過する間に位相が乱れる。こうして、
干渉のないより均一なエネルギー強度分布をしたレーザ
光１ａをワーク２の照射することができ、均一な加工を
行える。
【００２４】
【発明の効果】本発明のレーザ照射装置によれば、以上
の説明から明らかなように、レーザ光を小面積のビーム
に分解した後重ね合わせて所定の形状のビームに形成し
ているので全体として均一なエネルギー分布のビームが
得られ、かつレーザ光源から出力されたレーザ光の位相
を乱しているのでビームを重ね合わせても回折格子が生
じず、微視的にも均一なエネルギー分布のビームを照射
することができる。
の説明から明らかなように、レーザ光を小面積のビーム
に分解した後重ね合わせて所定の形状のビームに形成し
ているので全体として均一なエネルギー分布のビームが
得られ、かつレーザ光源から出力されたレーザ光の位相
を乱しているのでビームを重ね合わせても回折格子が生
じず、微視的にも均一なエネルギー分布のビームを照射
することができる。
【００２５】また、上記のようにして得られたビームの
大きさを所望の大きさにしてワークに照射するととも
に、照射光学系に対してワークを相対移動させることに
よって、ワークの比較的大きな所定の部分に対して所望
の加工を均一に行うことができる。
大きさを所望の大きさにしてワークに照射するととも
に、照射光学系に対してワークを相対移動させることに
よって、ワークの比較的大きな所定の部分に対して所望
の加工を均一に行うことができる。
【００２６】また、位相攪乱手段として位相を乱すフィ
ルタや光ファイバを用いると、簡単かつ安価に回折格子
が生じないようにレーザ光の位相をランダムに乱すこと
ができ、かつ両者を配設するとより大きな効果が発揮さ
れる。
ルタや光ファイバを用いると、簡単かつ安価に回折格子
が生じないようにレーザ光の位相をランダムに乱すこと
ができ、かつ両者を配設するとより大きな効果が発揮さ
れる。
【図１】本発明のレーザ照射装置の第１実施例の斜視図
である。
である。
【図２】ビーム形成手段を通過したレーザ光のエネルギ
強度の特性図である。
強度の特性図である。
【図３】本発明のレーザ照射装置の第２実施例の斜視図
である。
である。
【図４】従来例のレーザ照射装置の斜視図である。
１ レーザ光源 １ａ レーザ光 ２ ワーク ６ 第１のステージ ９ 第２のステージ １１ 第１の光学部材 １２ 第２の光学部材 １３ ビーム形成手段 １４ 位相を乱すフィルタ（位相攪乱手段） １５ ビームサイズ可変手段 １６ 光ファイバ（位相攪乱手段）
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成６年７月２９日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、レーザ
光源２１から発せられるレーザ光２１ａは位相のそろっ
たコヒーレント光であるので非常に干渉を起こし易い。
そのため、ビーム形成手段３３を通過したレーザ光２１
ａはあたかもスリットを通過した光のように干渉しあ
い、光の強度を強めあったり、弱めあったりしてＸ、Ｙ
方向とも干渉を起こし、ピーク値を一定間隔毎にもつ干
渉縞が生じる。そのため、全体としては均一な光強度分
布となっていても、微視的にみると図２に示すように一
定間隔ごとにピーク値を持つエネルギ強度分布を呈す
る。そして、ビームサイズ可変手段３４によりレーザ光
２１ａを所定の大きさにしてもその格子は消えないた
め、均一なエネルギ強度分布を持ったレーザ光１ａでは
なく、Ｘ、Ｙ方向とも一定間隔ごとにエネルギ強度のピ
ーク値を持ったレーザ光１ａがワーク２２に照射され、
そのために結晶状態が変動するという問題があった。
光源２１から発せられるレーザ光２１ａは位相のそろっ
たコヒーレント光であるので非常に干渉を起こし易い。
そのため、ビーム形成手段３３を通過したレーザ光２１
ａはあたかもスリットを通過した光のように干渉しあ
い、光の強度を強めあったり、弱めあったりしてＸ、Ｙ
方向とも干渉を起こし、ピーク値を一定間隔毎にもつ干
渉縞が生じる。そのため、全体としては均一な光強度分
布となっていても、微視的にみると図２に示すように一
定間隔ごとにピーク値を持つエネルギ強度分布を呈す
る。そして、ビームサイズ可変手段３４によりレーザ光
２１ａを所定の大きさにしてもその格子は消えないた
め、均一なエネルギ強度分布を持ったレーザ光１ａでは
なく、Ｘ、Ｙ方向とも一定間隔ごとにエネルギ強度のピ
ーク値を持ったレーザ光１ａがワーク２２に照射され、
そのために結晶状態が変動するという問題があった。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１２】
【作用】本発明によれば、レーザ光を小面積のビームに
分解した後重ね合わせて所定の形状のビームに形成して
いるので全体として均一なエネルギー分布のビームが得
られ、かつレーザ光源から出力されたレーザ光の位相を
乱しているのでビームを重ね合わせても干渉縞が生じ
ず、微視的にも均一なエネルギ強度分布のビームを照射
することができる。
分解した後重ね合わせて所定の形状のビームに形成して
いるので全体として均一なエネルギー分布のビームが得
られ、かつレーザ光源から出力されたレーザ光の位相を
乱しているのでビームを重ね合わせても干渉縞が生じ
ず、微視的にも均一なエネルギ強度分布のビームを照射
することができる。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１４】また、位相攪乱手段として位相を乱すフィ
ルタや光ファイバを用いると、簡単かつ安価に干渉縞が
生じないようにレーザ光の位相をランダムに乱すことが
でき、かつ両者を配設するとより大きな効果が発揮され
る。
ルタや光ファイバを用いると、簡単かつ安価に干渉縞が
生じないようにレーザ光の位相をランダムに乱すことが
でき、かつ両者を配設するとより大きな効果が発揮され
る。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１９】このようにしてビーム形成手段１３を通過
してワーク２の上面に照射されるレーザ光１ａはそのエ
ネルギ強度分布が全体としては均一性が高くても、レー
ザ光１ａがビーム形成手段１３を通過する際に互いに干
渉し合うことにより、微視的には光の強度が強め合った
り弱め合ったりしてＸ、Ｙ方向とも干渉を起こし、エネ
ルギ強度のピーク値を一定間隔ごとに持つ干渉縞を生じ
る。この様子を示したのが図２である。即ち、レーザ光
１ａは元々位相のそろったコヒーレント光であるので、
例えばスリットを通過すると干渉を起こしてその強度分
布は図２のようになる。この場合ビーム形成手段１３が
スリットの役目をしたことになる。
してワーク２の上面に照射されるレーザ光１ａはそのエ
ネルギ強度分布が全体としては均一性が高くても、レー
ザ光１ａがビーム形成手段１３を通過する際に互いに干
渉し合うことにより、微視的には光の強度が強め合った
り弱め合ったりしてＸ、Ｙ方向とも干渉を起こし、エネ
ルギ強度のピーク値を一定間隔ごとに持つ干渉縞を生じ
る。この様子を示したのが図２である。即ち、レーザ光
１ａは元々位相のそろったコヒーレント光であるので、
例えばスリットを通過すると干渉を起こしてその強度分
布は図２のようになる。この場合ビーム形成手段１３が
スリットの役目をしたことになる。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正内容】
【００２１】そこで、本実施例ではビーム形成手段１３
の手前にレーザ光１ａの位相を乱すフィルタ１４を配設
してある。この位相を乱すフィルタ１４としては、商品
名「ランダムフェイスフィルタ」等が好適に用いられ
る。こうしてレーザ光１ａの位相を乱すことにより干渉
を無くすことができ、均一なエネルギー強度分布をした
レーザ光１ａをワーク２に照射することにより均一な加
工を行える。
の手前にレーザ光１ａの位相を乱すフィルタ１４を配設
してある。この位相を乱すフィルタ１４としては、商品
名「ランダムフェイスフィルタ」等が好適に用いられ
る。こうしてレーザ光１ａの位相を乱すことにより干渉
を無くすことができ、均一なエネルギー強度分布をした
レーザ光１ａをワーク２に照射することにより均一な加
工を行える。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２４
【補正方法】変更
【補正内容】
【００２４】
【発明の効果】本発明のレーザ照射装置によれば、以上
の説明から明らかなように、レーザ光を小面積のビーム
に分解した後重ね合わせて所定の形状のビームに形成し
ているので全体として均一なエネルギー分布のビームが
得られ、かつレーザ光源から出力されたレーザ光の位相
を乱しているのでビームを重ね合わせても干渉縞が生じ
ず、微視的にも均一なエネルギー分布のビームを照射す
ることができる。
の説明から明らかなように、レーザ光を小面積のビーム
に分解した後重ね合わせて所定の形状のビームに形成し
ているので全体として均一なエネルギー分布のビームが
得られ、かつレーザ光源から出力されたレーザ光の位相
を乱しているのでビームを重ね合わせても干渉縞が生じ
ず、微視的にも均一なエネルギー分布のビームを照射す
ることができる。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２６
【補正方法】変更
【補正内容】
【００２６】また、位相攪乱手段として位相を乱すフィ
ルタや光ファイバを用いると、簡単かつ安価に干渉縞が
生じないようにレーザ光の位相をランダムに乱すことが
でき、かつ両者を配設するとより大きな効果が発揮され
る。
ルタや光ファイバを用いると、簡単かつ安価に干渉縞が
生じないようにレーザ光の位相をランダムに乱すことが
でき、かつ両者を配設するとより大きな効果が発揮され
る。
Claims (5)
- 【請求項１】 レーザ光源と、レーザ光源から出力され
たレーザ光の位相を乱す位相攪乱手段と、レーザ光を小
面積のビームに分解した後重ね合わせて所定の形状のビ
ームに形成するビーム形成手段とを備えたことを特徴と
するレーザ照射装置。 - 【請求項２】 レーザ光源から出力されたレーザ光を所
定の形状のビームに形成して照射する光学系とワークと
の相対移動によりワークの所定の部分の加工を行うレー
ザ照射装置において、レーザ光の照射光路に、レーザ光
の位相を乱す位相攪乱手段と、レーザ光を小面積のビー
ムに分解した後重ね合わせ所定の形状のビームに形成す
るビーム形成手段と、ビームの大きさを変えるビームサ
イズ可変手段を配設したことを特徴とするレーザ照射装
置。 - 【請求項３】 位相攪乱手段が、位相を乱すフィルタか
ら成ることを特徴とする請求項１又は２記載のレーザ照
射装置。 - 【請求項４】 位相攪乱手段が、光ファイバから成るこ
とを特徴とする請求項１又は２記載のレーザ照射装置。 - 【請求項５】 位相攪乱手段が、位相を乱すフィルタと
光ファイバから成ることを特徴とする請求項１又は２記
載のレーザ照射装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6015230A JPH07226559A (ja) | 1994-02-09 | 1994-02-09 | レーザ照射装置 |
| CN95100146A CN1110006A (zh) | 1994-02-09 | 1995-01-20 | 激光照射装置 |
| KR1019950002096A KR950025951A (ko) | 1994-02-09 | 1995-02-07 | 레이저조사장치 |
| US08/385,675 US5672285A (en) | 1994-02-09 | 1995-02-08 | Laser casting apparatus and method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6015230A JPH07226559A (ja) | 1994-02-09 | 1994-02-09 | レーザ照射装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07226559A true JPH07226559A (ja) | 1995-08-22 |
Family
ID=11883070
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6015230A Pending JPH07226559A (ja) | 1994-02-09 | 1994-02-09 | レーザ照射装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5672285A (ja) |
| JP (1) | JPH07226559A (ja) |
| KR (1) | KR950025951A (ja) |
| CN (1) | CN1110006A (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5935464A (en) * | 1997-09-11 | 1999-08-10 | Lsp Technologies, Inc. | Laser shock peening apparatus with a diffractive optic element |
| US8309881B2 (en) * | 2010-01-21 | 2012-11-13 | Tong Li | Portable engraving system |
| US10654127B2 (en) | 2017-10-24 | 2020-05-19 | Tong Li | Engraving system and method of operation thereof |
| US11446761B2 (en) * | 2020-03-06 | 2022-09-20 | Tong Li | Engraving machine |
Family Cites Families (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3705758A (en) * | 1969-12-30 | 1972-12-12 | Honeywell Inc | Apparatus for controlling a beam of coherent electro-magnetic waves |
| JPS51132848A (en) * | 1975-05-13 | 1976-11-18 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Hologram reproduction system |
| FR2465241A1 (fr) * | 1979-09-10 | 1981-03-20 | Thomson Csf | Dispositif illuminateur destine a fournir un faisceau d'eclairement a distribution d'intensite ajustable et systeme de transfert de motifs comprenant un tel dispositif |
| US4733944A (en) * | 1986-01-24 | 1988-03-29 | Xmr, Inc. | Optical beam integration system |
| US4744615A (en) * | 1986-01-29 | 1988-05-17 | International Business Machines Corporation | Laser beam homogenizer |
| US5156943A (en) * | 1987-10-25 | 1992-10-20 | Whitney Theodore R | High resolution imagery systems and methods |
| JP2732498B2 (ja) * | 1988-11-24 | 1998-03-30 | 株式会社日立製作所 | 縮小投影式露光方法及びその装置 |
| US4985780A (en) * | 1989-04-04 | 1991-01-15 | Melco Industries, Inc. | Portable electronically controlled laser engraving machine |
| ES2081965T3 (es) * | 1989-12-27 | 1996-03-16 | Ciba Geigy Ag | Dispositivo para homogenizar la distribuccion no homogenea de la luz de un haz de rayos laser. |
| NL9002036A (nl) * | 1990-09-17 | 1992-04-16 | Philips Nv | Inrichting en werkwijze voor het met elektromagnetisch straling aanbrengen van merktekens op een voorwerp, en een voorwerp voorzien van merktekens. |
| JPH04237588A (ja) * | 1991-01-16 | 1992-08-26 | Fanuc Ltd | レーザビーム干渉縞除去方法 |
| US5331466A (en) * | 1991-04-23 | 1994-07-19 | Lions Eye Institute Of Western Australia Inc. | Method and apparatus for homogenizing a collimated light beam |
-
1994
- 1994-02-09 JP JP6015230A patent/JPH07226559A/ja active Pending
-
1995
- 1995-01-20 CN CN95100146A patent/CN1110006A/zh active Pending
- 1995-02-07 KR KR1019950002096A patent/KR950025951A/ko not_active Ceased
- 1995-02-08 US US08/385,675 patent/US5672285A/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN1110006A (zh) | 1995-10-11 |
| KR950025951A (ko) | 1995-09-18 |
| US5672285A (en) | 1997-09-30 |
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