JPS5819395B2 - Laser processing method and device - Google Patents

Laser processing method and device

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Publication number
JPS5819395B2
JPS5819395B2 JP50102992A JP10299275A JPS5819395B2 JP S5819395 B2 JPS5819395 B2 JP S5819395B2 JP 50102992 A JP50102992 A JP 50102992A JP 10299275 A JP10299275 A JP 10299275A JP S5819395 B2 JPS5819395 B2 JP S5819395B2
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JP
Japan
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laser beam
pulsed laser
workpiece
laser
plasma
Prior art date
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JP50102992A
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Japanese (ja)
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JPS5228095A (en
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博司 山口
佑恭 御子柴
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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  • Laser Beam Processing (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は高出力のパルスレーザにより各種材料を加工
するレーザ加工方法及びその装置に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a laser processing method and apparatus for processing various materials using a high-power pulsed laser.

従来のレーザ加工装置は第1図に示す如く構成されてい
る。
A conventional laser processing apparatus is constructed as shown in FIG.

即ちレーザ発振器1より出たレーザビーム2はミラー3
により反射された後、集光レンズ4により集光せられそ
の焦点付近に置かれた被加工物6を加工する。
That is, the laser beam 2 emitted from the laser oscillator 1 is directed to the mirror 3.
After being reflected by the condenser lens 4, the condensing lens 4 condenses the condensed light to process the workpiece 6 placed near its focal point.

この場合ピーク出力の高いパルスレーザ、例えばNdニ
ガラスレーザ、ルビーレーザ、TEA−CO2レーザ、
N2レーザを用いるときには焦点6の近傍このパワー密
度が109Watt/crIL以上となる場合があり、
空気中で加工を行えば焦点付近の空気がこの高いバリー
密度により電離しプラズマを生成する。
In this case, a pulsed laser with a high peak output, such as a Nd Niglass laser, a ruby laser, a TEA-CO2 laser,
When using an N2 laser, the power density near the focal point 6 may exceed 109Watt/crIL;
If processing is performed in air, the air near the focal point will ionize due to the high burr density and generate plasma.

このプラズマは一般にレーザの光に対して不透明であり
、これを大部分吸収する。
This plasma is generally opaque to the laser light and absorbs most of it.

したがってNdニガラスレーザ。ルビーレーザ、TEA
−CO2レーザの光は加工に有効に用いられない。
Therefore, Nd Niglass laser. Ruby laser, TEA
-CO2 laser light is not effectively used for processing.

例えばTEA−CO2レーザは波長10.6μであるが
、これにより生ずるプラズマはこのCO2レーザ光の7
0%以上を吸収する。
For example, the TEA-CO2 laser has a wavelength of 10.6 μ, but the plasma generated by this is 7
Absorbs more than 0%.

この特性を第2図に示した。This characteristic is shown in FIG.

第2図において横軸はTEA−CO2レーザのパルスの
エネルギーを、横軸は焦光された焦点の前後のエネルギ
ーの比(透過率)を示す。
In FIG. 2, the horizontal axis represents the energy of the TEA-CO2 laser pulse, and the horizontal axis represents the ratio of energy before and after the focused focal point (transmittance).

プラズマの生成しない低いパルスエネルギーでは透過率
は100%であるがプラズマが生成するとこれが30%
以下に低下することがわかる。
At low pulse energy when plasma is not generated, the transmittance is 100%, but when plasma is generated, this decreases to 30%.
It can be seen that the value decreases to below.

次に第3図はこのレーザにより金属に穴あけ加工を行な
った時の除去量とパルスエネルギーの関係を示している
Next, FIG. 3 shows the relationship between the removal amount and pulse energy when drilling a hole in metal using this laser.

ここに示したようにプラズマの生成がないとき、除去量
はAからBへとパルスエネルギーとともに増加するが、
プラズマが生成すると、そのエネルギー吸収により加工
に用いられるエネルギーが低下するため、一端りまで低
下し以後はパルスエネルギーが増すロしてもABよりも
ゆるやかな勾配でDEのように増加するに過ぎない。
As shown here, when no plasma is generated, the removal amount increases with pulse energy from A to B, but
When plasma is generated, the energy used for machining decreases due to its energy absorption, so even if it drops to a certain point and the pulse energy increases after that, it will only increase like DE with a gentler slope than AB. .

今Eのパルスエネルギーでプラズマが生じないときに得
られる加工穴の深さはABの延長上でEの上方のCであ
るが、現実に得られるEはこれの数分の−に過ぎない。
The depth of the machined hole obtained when no plasma is generated with the pulse energy of E is C above E on the extension of AB, but the E actually obtained is only a fraction of this.

上記のようにプラズマの生成とこれによるレーザ光の吸
収は加工効率を著しく低下させている。
As mentioned above, the generation of plasma and the resulting absorption of laser light significantly reduce processing efficiency.

第3図においては。除去量のみを取上げたが加工径ある
いは加工穴深さ等についても全く同様の状況が存在する
ことは云うまでもない。
In Fig. 3. Although only the removal amount has been discussed, it goes without saying that exactly the same situation exists regarding the machining diameter, the machining hole depth, etc.

このような問題に対して加工物付近を真空にしてプラズ
マを生じないようにして加工効率の増大をはかる方法が
あるが、これはそのための真空室真空ポンプを必要とし
、また作業時に真空排気、空気戻しなどの作業がつけ加
わり繁雑で不便な工程となるため製造上不合理であった
To solve this problem, there is a method to increase processing efficiency by creating a vacuum near the workpiece to prevent plasma generation, but this requires a vacuum chamber vacuum pump for this purpose, and it also requires evacuation and evacuation during work. This was unreasonable in terms of manufacturing because it added work such as air return, making it a complicated and inconvenient process.

この発明の目的は上記の従来技術の欠点をなくし加工物
付近を真空にすることなしに高出力レーザによる加工の
際に生ずるプラズマによるレーザ光の吸収をなくし加工
効率を向上させ加工量、加工深さ、加工幅を増大させる
レーザ加工方法およびその装置を提供することにある。
The purpose of this invention is to eliminate the drawbacks of the above-mentioned conventional technology, eliminate the absorption of laser light by plasma generated during processing with a high-power laser, and improve the processing efficiency and the processing amount and processing depth without creating a vacuum near the workpiece. Another object of the present invention is to provide a laser processing method and apparatus for increasing the processing width.

即ち本発明は、パルスレーザ光のエネルギーが125
mJoule以下においては気体電離によるプラズマの
発光が防止されることに着目し、200mJoule以
上の高出力パルスレーザ光がレーザ発振器から出力され
たとき、この高出力パルスレーザ光に125mJoul
e以下の複数個のパルスレーザ光に分割し、各々のパル
スレーザ光を同時に集光して被加工物の異なる部分に照
射して加工することを特徴とするものである。
That is, in the present invention, the energy of the pulsed laser beam is 125
Focusing on the fact that plasma emission due to gas ionization is prevented at mJoule or less, when high-power pulsed laser light of 200mJoule or more is output from a laser oscillator, this high-power pulsed laser light has 125mJoule.
This method is characterized in that it is divided into a plurality of pulsed laser beams of e or less, and each of the pulsed laser beams is simultaneously focused and irradiated onto different parts of the workpiece to process it.

以下本発明を図に示す実施例にもとづいて具体的に説明
する。
The present invention will be specifically described below based on embodiments shown in the drawings.

第3図において、プラズマが生成する最低のパルスエネ
ルギーは125 mJouleである。
In FIG. 3, the lowest pulse energy generated by the plasma is 125 mJoule.

これよりパルスエネルギーの犬であるとプラズマが生じ
This produces plasma when the dog is pulsed with energy.

これによるレーザ光の吸収が起る。This causes absorption of laser light.

これよりパルスエネルギーが小さいとプラズマは生じな
いのでレーザ光の吸収は起きない。
If the pulse energy is smaller than this, no plasma will be generated and no absorption of laser light will occur.

今、このレーザの出しうる最大パルスエネルギーが35
0 mJouleであるとするとこれをそのまま照射し
たのではE点に示す如<0.23μg程度の除去量の穴
しか得られない。
Now, the maximum pulse energy that this laser can emit is 35
Assuming 0 mJoule, if this is irradiated as is, only a hole with a removal amount of <0.23 μg will be obtained as shown at point E.

そこでこのレーザビームを幾つかに分割し各々のレーザ
ビームのパルスエネルギーが125mJoule以下に
なるようにする。
Therefore, this laser beam is divided into several parts so that the pulse energy of each laser beam is 125 mJoule or less.

例えば今、350 mJouleパルスエネルギーをも
つビームを均等に各々116.7 mJouleのパル
スエネルギーをもつ3つのビームに分は各々を集光レン
ズを通して加工物の異る箇所に照射すれば、各々のエネ
ルギーは125 m Jouleより小さいのでプラズ
マは生じない。
For example, if we divide a beam with a pulse energy of 350 mJoule into three beams, each with a pulse energy of 116.7 mJoule, and irradiate each part of the workpiece through a condenser lens, the energy of each beam will be Since it is smaller than 125 m Joule, no plasma is generated.

従って各ビームによる除去量は第3図で116.7 m
Jouleに対応する0、22μgが得られる。
Therefore, the removal amount by each beam is 116.7 m in Figure 3.
0.22 μg corresponding to Joule is obtained.

したがって、全除去量はこの3倍の0.66μgであり
、ビームを分割しなかったときの除去量0.23μgよ
りもずうと大きい除去量が得られることになる。
Therefore, the total removal amount is 0.66 μg, which is three times this amount, which is much larger than the removal amount of 0.23 μg when the beam is not split.

このように、レーザのビームを幾つかに分割し、各々の
ビームのエネルギーがプラズマを生じないような程度の
ものとして各ビームにより物体の異る点で加工を行うこ
とによりビームを分割しなかった場合に比べ全体の除去
量を大きくふやし加工効率を大きく増大させることが出
来る。
In this way, the laser beam was split into several parts, and each beam was processed at a different point on the object so that the energy of each beam was at a level that did not generate plasma, so the beam was not split. The total removal amount can be greatly increased compared to the case where the processing efficiency can be greatly increased.

まず本発明を実施する場合に最も重要なレーザビームを
幾つかのビームに分割する方式の一実施例を第4図にも
とづいて具体的に説明する。
First, an embodiment of a method of dividing a laser beam into several beams, which is the most important in carrying out the present invention, will be explained in detail with reference to FIG.

即ち半透過鏡12.半透過鏡13はレーザ光にたいし各
々33.3%、50%の反射率をもつ半透過ミラーであ
り反射鏡14は全反射ミラーである。
That is, a semi-transparent mirror 12. The semi-transmissive mirror 13 is a semi-transmissive mirror having a reflectance of 33.3% and 50%, respectively, with respect to the laser beam, and the reflecting mirror 14 is a total reflective mirror.

レーザ発振器1より出たレーザビーム2は半透過鏡12
により33,3%が反射されレーザビーム9となる。
Laser beam 2 emitted from laser oscillator 1 passes through semi-transparent mirror 12
33.3% of the laser beam is reflected as a laser beam 9.

残りの66.7%は半透過鏡12を透過してレーザビー
ム7となり、ミラー13によりこのうちの50%、即ち
もとのレーザビーム2の33.3%は反射されてレーザ
ビーム10となる。
The remaining 66.7% passes through the semi-transmissive mirror 12 and becomes the laser beam 7, and 50% of this, that is, 33.3% of the original laser beam 2, is reflected by the mirror 13 and becomes the laser beam 10. .

またレーザビーム7の50%すなわちもとのレーザビー
ム2の33,3%は半透過鏡13を透過してレーザビー
ム8となり、反射鏡14により全反射されてレーザビー
ム11になる。
Furthermore, 50% of the laser beam 7, that is, 33.3% of the original laser beam 2, passes through the semi-transmissive mirror 13 to become the laser beam 8, and is totally reflected by the reflecting mirror 14 to become the laser beam 11.

したがってレーザ発振器1の出力レーザビーム2はレー
ザビーム9,10゜11の3つに分割され各々はもとの
ビームの1/3の強度をもつことになる。
Therefore, the output laser beam 2 of the laser oscillator 1 is divided into three laser beams 9 and 10 degrees 11, each having an intensity 1/3 of the original beam.

この例においてミラーは3つであるがこれ以外の個数の
ミラーをもちいてビームを分割することも可能であるこ
とは明かである。
Although there are three mirrors in this example, it is clear that it is possible to use other numbers of mirrors to split the beam.

また必ずしも分割されたレーザビームが等しい強度をも
っている必要はない。
Furthermore, the divided laser beams do not necessarily have to have equal intensities.

第5図はレーザビームを分割する方式の他の一実施例を
示した図である。
FIG. 5 is a diagram showing another embodiment of the method of dividing the laser beam.

この図においてレーザビーム2に対して置かれたミラー
15は小ミラー15a、15b、15cの3つの部分か
ら成っている小ミラー15a15b、15cは各々平面
鏡であり、且その傾きが少しずつ異なるように取りつけ
られてあり、レーザビーム2のうちミラー15aに入射
した部分は反射されてレーザビーム9となり、ミラー1
5bに入射した部分は反射されてレーザビーム10とな
り、ミラー15cに入射した部分は反射されてレーザビ
ーム11となる。
In this figure, the mirror 15 placed with respect to the laser beam 2 consists of three parts: small mirrors 15a, 15b, and 15c.The small mirrors 15a, 15b, and 15c are each plane mirrors, and their inclinations are slightly different. A portion of the laser beam 2 that is incident on the mirror 15a is reflected and becomes a laser beam 9, and the portion of the laser beam 2 that enters the mirror 15a is reflected.
The portion incident on the mirror 15c is reflected and becomes the laser beam 10, and the portion incident on the mirror 15c is reflected and becomes the laser beam 11.

このようにしてレーザビーム2はレーザビーム9,10
.11に分割される。
In this way, the laser beam 2 becomes the laser beam 9, 10
.. It is divided into 11 parts.

この場合レーザビーム2の断面の強度分布を考慮して小
ミラー15a、15b、15cを配置して設定すれば、
ビーム9,10,11が各々適当な強度をもつように出
来る。
In this case, if the small mirrors 15a, 15b, and 15c are arranged and set in consideration of the cross-sectional intensity distribution of the laser beam 2,
Each of the beams 9, 10, 11 can be made to have an appropriate intensity.

この例ではミラーを用いたが多角形状のプリズムを用い
ても同様のことが出来ることは明かである。
Although a mirror is used in this example, it is clear that the same effect can be achieved using a polygonal prism.

次にこのようにして分割されたレーザビームを用いて加
工を行う方法の一実施例について説明する。
Next, an embodiment of a method of performing processing using the laser beam divided in this manner will be described.

上記のように分割されたレーザビームは各々レンズで集
光して物体に照射され、これを加工するが、この場合全
く同一の箇所を照射することは出来ない。
The laser beams divided as described above are each focused by a lens and irradiated onto an object to be processed, but in this case, it is not possible to irradiate exactly the same location.

何故なら同時に分割されたレーザビームを同一箇所に合
わせて集光すれば、その点のパワー密度は各ビームによ
るバリー密度の和となるので、プラズマの生成に必要な
パワー密度を越えることが生じ。
This is because if simultaneously split laser beams are focused on the same spot, the power density at that point will be the sum of the burr densities of each beam, which may exceed the power density required for plasma generation.

プラズマが生成することになるので、ビームを多数に分
割した意味がなくなる。
Since plasma will be generated, there is no point in dividing the beam into many parts.

したがってプラズマを生じさせない為には各々の照射ス
ポットの間にはレーザ光の集光スポット径(数μ〜数1
00μ)以上の距離を置いて同時照射を行う必要がある
Therefore, in order to prevent the generation of plasma, the diameter of the focused spot of the laser beam (several μ to several 1
It is necessary to perform simultaneous irradiation at a distance of 00μ) or more.

このような特徴を考慮して以下のような加工方法が考え
られる。
Taking these characteristics into consideration, the following processing methods can be considered.

即ちレーザによる回転体のバランスとりのように除去算
量が問題となり、照射位置にレーザ集光スポット径程度
の誤差が多少あってもかまわない場合は、第6図のよう
に分割されたレーザビーム9.10.11をミラー等で
方向を変え、集光レンズ16,17,18に入射させて
加工すべき軸20を中心に回転する回転体19上の僅か
異なった外周位置19,20,21に集光させ加工を行
う。
In other words, when the amount of removal is a problem, such as when balancing a rotating body using a laser, and it does not matter if there is some error in the irradiation position on the order of the diameter of the laser condensed spot, the divided laser beam as shown in Figure 6 is used. 9.10.11 is changed in direction with a mirror or the like and made incident on the condensing lenses 16, 17, 18 to produce slightly different outer peripheral positions 19, 20, 21 on the rotating body 19 rotating around the axis 20 to be processed. Processing is performed by focusing the light on the

即ち集光スポット19,20.21は集光スポット径程
度の距離だけ互に離れているものとする。
That is, it is assumed that the focused spots 19, 20, and 21 are separated from each other by a distance approximately equal to the diameter of the focused spots.

レーザによる回転体のバランスとりでは1回の照射でな
るべく多く算量を除去することが必要であり、このよう
な方法によれば1回の照射による除去量がビームを分割
しない場合にくらべて増大できる。
When balancing a rotating body using a laser, it is necessary to remove as much computation as possible in one irradiation, and with this method, the amount removed in one irradiation increases compared to when the beam is not divided. can.

また多数の試料を同時に加工する場合は、生産加工にお
いては次々に多数の加工物を加工していくがこの場合1
ケの試料の加工を済ませてから次の加工をにとりかかる
In addition, when processing a large number of samples at the same time, in production processing, a large number of workpieces are processed one after another, but in this case, 1
After completing the processing of the first sample, the next processing begins.

ライン処理方式ではビーム分割の効果がでないが1分割
したビームの数だけの試料を同時に平行して加工する。
Although the line processing method does not have the effect of beam splitting, it simultaneously processes as many samples as the number of split beams in parallel.

バッチ処理方式を用いれば全体の加工時間が大幅に低減
できる。
Using a batch processing method can significantly reduce the overall processing time.

これを第7図に示した。This is shown in FIG.

第7図において同一のレーザ発振器の出力ビームを分割
して得られるレーザビーム9,10.11は各々集光レ
ンズ16゜17.18に入射して被加工物21,22,
23を同時に加工する。
In FIG. 7, laser beams 9, 10, 11 obtained by dividing the output beam of the same laser oscillator are incident on condensing lenses 16, 17, 18, respectively, to workpieces 21, 22,
23 are processed at the same time.

ビームを分割せずに1ケの被加工物を加工する場合に得
られる有効エネルギーと同程度のエネルギーがこのよう
すれば、プラズマを生じないため3つの加工点で得られ
るので全体の加工時間が約3分の1となる。
In this way, the same effective energy that can be obtained when machining one workpiece without splitting the beam can be obtained at three machining points without generating plasma, reducing the total machining time. It will be about one-third.

また1個の試料の多数箇所を同時に加工する場合として
第8図に示す如く分割されたビームにより1個の加工物
24の3ケ所を同時に加工する場合がある。
In addition, when machining multiple locations on one sample at the same time, there is a case where three locations on one workpiece 24 are simultaneously processed using divided beams as shown in FIG.

これは第7図に示した場合と殆ど同じであり説明を要し
ない。
This is almost the same as the case shown in FIG. 7, and no explanation is required.

また1個の試料の表裏を同時に加工する場合として第9
図に示す如く、ビームを2つに分割してプラズマ発生に
必要なエネルギーより小さいエネルギーをもつようにし
て1箇の試料25たとえば薄板の同一箇所を表側と裏側
から同時に加工する方法がある。
In addition, when processing the front and back sides of one sample at the same time, the 9th
As shown in the figure, there is a method in which the beam is divided into two parts so that the beam has energy smaller than that required for plasma generation, and the same part of one sample 25, for example, a thin plate, is processed simultaneously from the front side and the back side.

このような方法により試料を貫通する加工において加工
効率が高められる。
Such a method increases processing efficiency in processing through the sample.

また第7図の方法と第9図の方法、および第8図の方法
と第9図の方法が組合せて用いられうろことは明かであ
る。
It is also obvious that the method of FIG. 7 and the method of FIG. 9, and the method of FIG. 8 and the method of FIG. 9 may be used in combination.

また線状の連続加工たとえば切断、スクライビング等を
行う場合を第10図に示r。
Further, a case where linear continuous processing such as cutting, scribing, etc. is performed is shown in FIG. 10.

即ち同一のレーザ源から出たレーザビームがレーザビー
ム9および10に分割されている。
That is, the laser beam emitted from the same laser source is divided into laser beams 9 and 10.

各々のビーム9゜10は集光レンズ16.17で集光さ
れて点26゜27にプラズマを生ぜずに集光し、 77
0工物28を加工する。
Each beam 9゜10 is condensed by a condenser lens 16.17 and focused on a point 26゜27 without generating plasma, 77
0 workpiece 28 is processed.

今加工物28を保持する台を点26゜27を結ぶ直線に
平行な方向(矢印方向)に移動させると、加工物28は
まずスポット26により加工されてかロエ溝29を生じ
、さらに同じ溝をスポット27により加工して加工溝3
0とする。
Now, when the table holding the workpiece 28 is moved in the direction parallel to the straight line connecting the points 26 and 27 (in the direction of the arrow), the workpiece 28 will first be machined by the spot 26 to form a Loe groove 29, and then the same groove will be formed. is machined using spot 27 to form machined groove 3.
Set to 0.

このようにして一本の溝をプラズマのない状態で2重に
加工することにより、より速い加工速度が得られる。
In this way, a single groove is processed twice in the absence of plasma, thereby achieving a faster processing speed.

また加工物を2方向に移動させてレーザビームを加工物
に対して走査し加工物の簡約な加工を行うときにも同様
のことが成立つことは明かである。
It is clear that the same thing holds true when the workpiece is moved in two directions and the laser beam is scanned over the workpiece to perform simple machining of the workpiece.

以上説明したように本発明によればNdニガラスレーザ
、ルビーレーザ、N2レーザ、T EA−CO□レーザ
等の高出力レーザによりプラズマによるレーザ光の吸収
をなくし、従来技術に比してはるかに大きな有効パワー
の加工を行うことが出来る効果を有する。
As explained above, according to the present invention, absorption of laser light by plasma is eliminated using high-power lasers such as Nd glass laser, ruby laser, N2 laser, TEA-CO□ laser, etc. This has the effect of enabling machining with large effective power.

従って本発明によれば空気中で加工を行うため真空脱着
のための特別の装置および作業を必要としないため、多
大の加工時間の低減をはかることができると共に、従来
困難であった除去量の大きな加工を容易に得ることが出
来る。
Therefore, according to the present invention, since processing is carried out in the air, special equipment and work for vacuum desorption are not required, so it is possible to significantly reduce processing time and to reduce the amount of removal, which was difficult in the past. Large machining can be easily achieved.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は従来のレーザ加工方法を実施する装置を示した
概略構成図、第2図は従来のTEA−C02レーザ加工
によって生ずるプラズマに対するCO2レーサ光の透過
率とレーザのパルスエネルギーとの関係を示した図、第
3図は第2図に示すTEA−CO2レーザのパルスエネ
ルギーと加工の際の除去量との関係を示す図、第4図は
本発明にかかるパルスレーザ光の分割装置の一実施例を
示した概略構成図、第5図は本発明にかかるパルスレー
ザ光の分割装置の他の一実施例を示した概略構成図、第
6図は上記第4図もしくは第5図に示した装置によって
分割されたパルスレーザ光を回転体に照射して回転体の
バランスとりに応用した場合を示した概略構成図、第7
図は第4図もしくは第5図に示した装置によって分割さ
れたパルスレーザ光を多数の被加工物に照射して、各々
の被加工物を同時に加工する状態を示した図、第8図は
第4図もしくは第5図に示した装置によって分割された
パルスレーザ光を一個の被加工物の多数箇所に照射して
各々の箇所を同時に加工する状態を示した図、第9図は
第4図及び第5図に示した装置によって分割されたパル
スレーザ光を被加工物の表裏の同一箇所に照射し、各々
の箇所を同時に加工する状態を示した図、第10図は第
4図及び第5図に示した装置によって分割されたパルス
レーザ光を被加工物の同一線上の2箇所に照射し、且、
被加工物を一直線に移動させて切断等の線状連続加工を
行う場合について示した図である。 1・・・・・・レーザ発振器、12,13・・・・・・
半透過鏡、14・・・・・・反射鐘、15・・・・・・
ミラー、15a、15b。 15c・・・・・・小ミラー、9,1011・・・・・
・レーザビーム、16,17,18・・・・・・集光レ
ンズ、19・・・・・・回転体、21,22,23,2
4,25゜28・・・・・・被加工物。
Figure 1 is a schematic configuration diagram showing an apparatus for implementing a conventional laser processing method, and Figure 2 shows the relationship between the transmittance of CO2 laser light and the laser pulse energy for plasma generated by conventional TEA-C02 laser processing. 3 is a diagram showing the relationship between the pulse energy of the TEA-CO2 laser shown in FIG. 2 and the removal amount during processing, and FIG. 4 is a diagram showing one of the pulsed laser beam splitting devices according to the present invention. FIG. 5 is a schematic configuration diagram showing another embodiment of the pulsed laser beam splitting device according to the present invention, and FIG. 6 is a schematic diagram showing another embodiment of the pulsed laser beam splitting device according to the present invention. 7 is a schematic configuration diagram showing a case in which the pulsed laser beam divided by the device is applied to the rotating body to balance the rotating body.
The figure shows a state in which a large number of workpieces are irradiated with pulsed laser light divided by the apparatus shown in Fig. 4 or 5, and each workpiece is processed simultaneously. Figure 9 is a diagram showing a state in which a pulsed laser beam divided by the apparatus shown in Figure 4 or Figure 5 is irradiated to multiple locations on one workpiece and each location is processed simultaneously. Figure 10 is a diagram showing a state in which pulsed laser light divided by the apparatus shown in Figures 4 and 5 is irradiated to the same location on the front and back of the workpiece, and each location is processed simultaneously. Irradiating two locations on the same line of the workpiece with a pulsed laser beam divided by the device shown in FIG. 5, and
FIG. 3 is a diagram illustrating a case where a workpiece is moved in a straight line to perform continuous linear processing such as cutting. 1... Laser oscillator, 12, 13...
Semi-transparent mirror, 14...Reflecting bell, 15...
Mirror, 15a, 15b. 15c...Small mirror, 9,1011...
・Laser beam, 16, 17, 18... Condensing lens, 19... Rotating body, 21, 22, 23, 2
4,25°28...Workpiece.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 高出力のパルスレーザ光を集光してその集光点に置
いた物体を加工する方法において、この高出力パルスレ
ーザビームを集光しても気体の電離によるプラズマを生
じないようなエネルギーをもつ複数個のパルスレーザビ
ームに分割し、それぞれのパルスレーザビームを同時に
集光して被加工物の異なる部分に照射して加工すること
を特徴とするレーザ加工方法。 2、特許請求の範囲第1項記載のレーザ加工方法におい
て、高出力パルスレーザビームの出力を200 mtJ
’oule以上とし1分割された複数個のパルスレーザ
ビームの各々の出力を125mJoule以下にするこ
とを特徴とするレーザ加工力ム3 高出力のパルスレー
ザ光を発振するレーザ発振器と、該レーザ発振器から出
力される高出力パルスレーザビームの・一部分を反射し
、他の部分を透過させる半透過鏡と、該半透過鏡を透過
してくるパルスレーザビームを反射させる反射鏡と、上
記半透過鏡によって反射されたパルスレーザビームを被
加工物の所定の箇所に集光させる集光レンズと、上記反
射鏡から反射されたパルスレーザビームを被加〒物の上
記所定の箇所と異なる箇所に集光させる集光レンズとを
備え付け1.プラズマを発光させることなく被加工物の
異なる箇所に同時に加工するようにしたことを特徴とす
るレーザ加工装置。 4 高出力のパルスレーザ光を発振するレーザ発振器と
、該レーザ発振器から出力される高出力パルスレーザビ
ームを互いに異なる複数方向に反射もしくは屈折させて
複数個のパルスレーザビームに分割させる光学手段と、
該光学手段により分割されたパルスレーザビームの各々
を被加工物の異なる箇所に集光する複数個の集光レンズ
とを備え付け、プラズマを発光することなく、被加工物
の異なる箇所に同時に加工するようにしたことを特徴と
するレーザ加工装置。
[Claims] 1. In a method of focusing a high-power pulsed laser beam and processing an object placed at the focusing point, even if the high-power pulsed laser beam is focused, plasma due to ionization of the gas is generated. A laser processing method characterized by dividing a pulsed laser beam into a plurality of pulsed laser beams with energy that does not generate energy, and simultaneously focusing each pulsed laser beam and irradiating different parts of a workpiece to process it. 2. In the laser processing method according to claim 1, the output of the high-power pulsed laser beam is 200 mtJ.
A laser processing system characterized in that the output of each of a plurality of pulsed laser beams divided into 125 mJoule or more is 125 mJoule or less.3 A laser oscillator that oscillates a high-output pulsed laser beam, and A semi-transmitting mirror that reflects a part of the output high-power pulsed laser beam and transmits the other part, a reflecting mirror that reflects the pulsed laser beam that passes through the semi-transmitting mirror, and the semi-transmitting mirror a condenser lens that focuses the reflected pulsed laser beam on a predetermined location on the workpiece; and a condenser lens that focuses the pulsed laser beam reflected from the reflecting mirror on a location different from the predetermined location on the workpiece. Equipped with a condensing lens 1. A laser processing device characterized by being able to simultaneously process different parts of a workpiece without emitting plasma. 4 a laser oscillator that oscillates a high-power pulsed laser beam; an optical means that reflects or refracts the high-power pulsed laser beam output from the laser oscillator in a plurality of mutually different directions and divides it into a plurality of pulsed laser beams;
It is equipped with a plurality of condenser lenses that focus each of the pulsed laser beams split by the optical means on different parts of the workpiece, and processes different parts of the workpiece at the same time without emitting plasma. A laser processing device characterized by:
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