JP2003124552A - レーザビーム分岐装置及びレーザ加工方法 - Google Patents

レーザビーム分岐装置及びレーザ加工方法

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JP2003124552A
JP2003124552A JP2001317100A JP2001317100A JP2003124552A JP 2003124552 A JP2003124552 A JP 2003124552A JP 2001317100 A JP2001317100 A JP 2001317100A JP 2001317100 A JP2001317100 A JP 2001317100A JP 2003124552 A JP2003124552 A JP 2003124552A
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JP
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laser beam
laser
intensity ratio
beam splitter
polarized component
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Jiro Yamamoto
次郎 山本
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Sumitomo Heavy Industries Ltd
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Sumitomo Heavy Industries Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 分岐したレーザビームのパワーを微調整する
ことが可能なレーザビーム分岐装置を提供する。 【解決手段】 レーザ光源が、レーザビームを出射す
る。強度比可変光学装置が、レーザ光源から出射された
レーザビームの、相互に直交する第1の偏光成分と第2
の偏光成分との強度比を変える。ビームスプリッタが、
強度比可変光学装置により、第1及び第2の偏光成分の
強度比を変えられたレーザビームの一部を反射し、残り
を透過させる。第1の偏光成分の反射率と第2の偏光成
分の反射率とが異なる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、レーザビーム分岐
装置に関し、特に分岐後のレーザビームのパワーを相互
に等しくするのに適したレーザビーム分岐装置、及びそ
れを用いたレーザ加工方法に関する。
【0002】
【従来の技術】レーザビームを、ビームスプリッタを用
いてほぼ50%のパワーの2本のレーザビームに分岐さ
せる場合、ビームスプリッタの性能のばらつきにより、
必ずしも50%のパワーのレーザビームが得られない場
合がある。例えば、分岐した2本のレーザビームのパワ
ーに、10%程度の差が生じる場合がある。
【0003】分岐した2本のレーザビームのパワーを揃
えるための従来の方法について説明する。ビームスプリ
ッタの性能にばらつきがあった場合でも、常に特定の一
方のレーザビームが他方のレーザビームよりも強くなる
ように、ビームスプリッタを設計しておく。パワーの強
い方のレーザビームの光路内に減光フィルタを配置する
ことにより、2本のレーザビームのパワーを等しくす
る。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】従来の方法では、種々
の減衰率の減光フィルタを予め準備しておかなければな
らない。減衰率を連続的に変化させることができないた
め、2本のレーザビームのパワーの微少な不揃いを補償
することが困難である。また、減光フィルタの交換を自
動化するには、装置を大掛かりなものにしなければなら
ない。
【0005】本発明の目的は、分岐したレーザビームの
パワーを微調整することが可能なレーザビーム分岐装
置、及びそれを用いたレーザ加工方法を提供することで
ある。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明の一観点による
と、レーザビームを出射するレーザ光源と、前記レーザ
光源から出射されたレーザビームの、相互に直交する第
1の偏光成分と第2の偏光成分との強度比を変えること
ができる強度比可変光学装置と、前記強度比可変光学装
置により、第1及び第2の偏光成分の強度比を変えられ
たレーザビームの一部を反射し、残りを透過させ、前記
第1の偏光成分の反射率と第2の偏光成分の反射率とが
異なるビームスプリッタとを有するレーザビーム分岐装
置が提供される。
【0007】本発明の他の観点によると、レーザ光源か
ら出射されたレーザビームの、相互に直交する第1の偏
光成分と第2の偏光成分との強度比を変える工程と、前
記第1の偏光成分の反射率と第2の偏光成分の反射率と
が異なるビームスプリッタに、該第1の偏光成分と第2
の偏光成分との強度比を変えられたレーザビームを入射
させ、入射ビームを分岐させる工程と、分岐したレーザ
ビームの各々を、加工対象物に照射し、レーザ加工を行
う工程とを有するレーザ加工方法が提供される。
【0008】ビームスプリッタに入射するレーザビーム
の第1の偏光成分と第2の偏光成分との強度比を変える
ことにより、ビームスプリッタへ入射するビーム全体の
反射率を変えることができる。これにより、ビームスプ
リッタの性能にばらつきがある場合であっても、分岐さ
れた2本のレーザビームの強度比を所望の値に近づける
ことができる。
【0009】
【発明の実施の形態】図1に、本発明の第1の実施例に
よるレーザビーム分岐装置の概略図を示す。レーザ光源
1が、レーザビームLB1を出射する。レーザ光源1
は、例えば炭酸ガスレーザ発振器である。レーザビーム
LB1は、図1の紙面に平行な方向に偏光した偏光成分
(以下、P偏光成分と呼ぶ)と、紙面に垂直な方向に偏
光した偏光成分(以下、S偏光成分と呼ぶ)とを有す
る。レーザビームLB1が、部分反射鏡2に入射する。
レーザビームLB1の入射角が、ブリュースタ角(例え
ば68.6°)になるように、回転機構9が部分反射鏡
2を保持している。部分反射鏡2は、入射光のP偏光成
分を100%透過させ、S偏光成分を約80%透過させ
る。S偏光成分の20%は、部分反射鏡2で反射する。
【0010】部分反射鏡2に入射するレーザビームLB
1のP偏光成分及びS偏光成分の反射率は、部分反射鏡
2を回転させることによって変動する。入射面に対して
垂直な偏光方向を有する成分の反射率が高く、入射面に
対して平行な偏光方向を有する成分の反射率が低い。例
えば、部分反射鏡2の反射面が図1の紙面に対して垂直
である場合、すなわち図1の紙面が入射面になる場合、
S偏光成分の反射率が最大になり、P偏光成分の反射率
が最小になる。
【0011】このような光学的性質を有する部分反射鏡
2は、例えばZnSe板の表面にZnS等をコーティン
グすることにより得られる。
【0012】部分反射鏡2をレーザビームLB1の光軸
を中心として回転させると、レーザビームLB1のS偏
光成分の反射率が徐々に低下し、P偏光成分の反射率が
徐々に増加する。部分反射鏡2が90°回転し、入射面
が図1の紙面に対して垂直になると、P偏光成分の反射
率が最大になり、S偏光成分の反射率が最小になる。こ
のようにして、S偏光成分とP偏光成分との反射率を調
節することにより、部分反射鏡2を透過したレーザビー
ムLB2のS偏光成分とP偏光成分との強度比を変える
ことができる。
【0013】部分反射鏡2を透過したレーザビームLB
2が、ビームスプリッタ3に入射する。ビームスプリッ
タ3は、レーザビームLB2の約50%を反射させ、残
りの約50%を透過させる。ただし、S偏光成分の反射
率とP偏光成分の反射率とは異なる。例えば、S偏光成
分の反射率が75%であり、P偏光成分の反射率が25
%である。このような光学的性質を有するビームスプリ
ッタ3は、例えばZnSe板の表面にZnS等をコーテ
ィングすることにより得られる。
【0014】ビームスプリッタ3で反射したレーザビー
ムLB3は、XYステージ5の可動面上に載置される被
照射物に到達する。ビームスプリッタ3を透過したレー
ザビームLB4は、全反射鏡4で反射し、XYステージ
6の可動面上に載置される被照射物に到達する。レーザ
ビームの照射により、被照射物に穴開け加工等が行われ
る。
【0015】XYステージ5及び6の可動面上に、それ
ぞれパワーメータ7及び8が取り付けられている。パワ
ーメータ7及び8は、入射するレーザビームのパワーを
測定し、測定結果を制御装置10に送信する。制御装置
10は、レーザパワーの測定結果を判断し、回転機構9
を駆動する。
【0016】通常、ビームスプリッタ3の反射率が50
±3%の範囲内でばらつくことが避けられない。反射率
がばらつくと、ビームスプリッタ3で分岐された2つの
レーザビームLB3とLB4とのパワーが等しくなくな
ってしまう。次に、2つのレーザビームLB3とLB4
とのパワーを等しくする調節方法について説明する。
【0017】製造上のばらつきにより、ビームスプリッ
タ3の反射率が例えば51.5%になった場合を考え
る。このときのS偏光成分及びP偏光成分の反射率は、
それぞれ76.5%及び26.5%になる。S偏光成分
とP偏光成分との強度比が1:1のレーザビームを、こ
のビームスプリッタ3で分岐させると、反射ビームと透
過ビームとの強度比が106:94になってしまう。
【0018】部分反射鏡2を回転させて、S偏光成分の
反射率とP偏光成分の反射率とを変化させる。
【0019】図2に、部分反射鏡2を回転させたときの
レーザビームLB3とLB4との強度を示す。横軸は部
分反射鏡2の回転角度を単位「度」で表し、縦軸は、レ
ーザビームLB1の強度を100としたときのレーザビ
ームLB3及びLB4の相対強度を表す。図中の白丸及
び白三角は、それぞれレーザビームLB3及びLB4の
強度を示す。回転角度が25度のときに、両者の強度が
等しくなることがわかる。
【0020】回転角度が25度のとき、S偏光成分の反
射率が18.1%、P偏光成分の反射率が8.5%であ
る。レーザ光源1から出射したレーザビームLB1のS
偏光成分とP偏光成分との強度比が1:1である場合、
部分反射鏡2を透過したレーザビームLB2のS偏光成
分とP偏光成分との強度比は、442:416になって
いる。このため、ビームスプリッタ3で反射したレーザ
ビームLB3と、ビームスプリッタ3を透過したレーザ
ビームLB4との強度比が、ほぼ1:1になる。このよ
うに、ビームスプリッタ3で分岐された2本のレーザビ
ームLB3とLB4との強度を、ほぼ一致させることが
できる。
【0021】ビームスプリッタ3の反射率が正確にわか
っていない場合には、パワーメータ7及び8でレーザビ
ームLB3及びLB4のパワーを観測しながら、両者の
パワーが近づくように回転機構9を駆動すればよい。光
学部品を交換することなく、回転のみで強度比の制御が
行われるため、移動制御が容易である。上記実施例にお
いては、制御装置10が、パワーメータ7及び8からの
出力を判断し、回転機構9を制御する。
【0022】図3に、第2の実施例によるレーザビーム
分岐装置の概略図を示す。第2の実施例によるレーザビ
ーム分岐装置には、第1の実施例によるレーザビーム分
岐装置に加えて、マスク15、フィールドレンズ16、
及び結像レンズ17、18が配置されている。
【0023】マスク15は、部分反射鏡2を透過したレ
ーザビームLB2のビーム断面を整形する。フィールド
レンズ16は、マスク15の貫通孔を通過したレーザビ
ームをコリメートする。結像レンズ17及び18は、そ
れぞれレーザビームLB3及びLB4の光路上に配置さ
れ、マスク15の貫通孔をXYステージ5及び6の上に
保持された加工対象物の表面上に結像させる。
【0024】ビームスプリッタ3は、レーザビームのS
偏光成分とP偏光成分との反射率を変化させることによ
って、所望の強度のレーザビームLB3及びLB4に分
岐させている。分岐の前後で、ビーム断面形状が変化し
ないため、XYステージ5及び6に保持された加工対象
物の表面上に、同一の像を形成することができる。これ
により、2つの加工対象物の加工品質を等しくすること
ができる。
【0025】以上実施例に沿って本発明を説明したが、
本発明はこれらに制限されるものではない。例えば、種
々の変更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者に
自明であろう。
【0026】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ビームスプリッタに入射するレーザビームのP偏光成分
とS偏光成分との強度比を調節することにより、ビーム
スプリッタの性能のばらつきを補償し、分岐された2本
のレーザビームの強度をほぼ等しくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の第1の実施例によるレーザビーム分
岐装置の概略図である。
【図2】 レーザビームLB3及びLB4と、部分反射
鏡の回転角度との関係を示すグラフである。
【図3】 本発明の第2の実施例によるレーザビーム分
岐装置の概略図である。
【符号の説明】
1 レーザ光源 2 部分反射鏡 3 ビームスプリッタ 4 全反射鏡 5、6 XYステージ 7、8 パワーメータ 9 回転機構 10 制御装置 15 マスク 16 フィールドレンズ 17、18 結像レンズ

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 レーザビームを出射するレーザ光源と、 前記レーザ光源から出射されたレーザビームの、相互に
    直交する第1の偏光成分と第2の偏光成分との強度比を
    変えることができる強度比可変光学装置と、 前記強度比可変光学装置により、第1及び第2の偏光成
    分の強度比を変えられたレーザビームの一部を反射し、
    残りを透過させ、前記第1の偏光成分の反射率と第2の
    偏光成分の反射率とが異なるビームスプリッタとを有す
    るレーザビーム分岐装置。
  2. 【請求項2】 前記強度比可変光学装置が、 前記レーザ光源から出射したレーザビームの光路内に、
    該レーザビームの光軸に対して斜めに配置された部分透
    過鏡と、 前記部分透過鏡を、入射ビームの光軸を中心として回転
    させることができる回転機構とを有する請求項1に記載
    のレーザビーム分岐装置。
  3. 【請求項3】 さらに、前記ビームスプリッタで反射し
    たレーザビームのパワーを測定する第1のパワーメータ
    と、前記ビームスプリッタを透過したレーザビームのパ
    ワーを測定する第2のパワーメータと、前記第1及び第
    2のパワーメータで検出されたレーザビームのパワーを
    比較し、比較結果に基づいて、前記回転機構を制御する
    制御手段とを有する請求項2に記載のレーザビーム分岐
    装置。
  4. 【請求項4】 さらに、前記強度比可変光学装置と前記
    ビームスプリッタとの間のレーザビームの経路上に配置
    され、ビーム断面を整形する貫通孔が設けられたマスク
    と、 前記ビームスプリッタで反射したレーザビーム及び該ビ
    ームスプリッタを透過したレーザビームが入射する位置
    に加工対象物を保持するステージと、 前記ビームスプリッタで反射したレーザビームの経路上
    に配置され、前記マスクの貫通孔を前記加工対象物上に
    結像させる第1の結像レンズと、 前記ビームスプリッタを透過したレーザビームの経路上
    に配置され、前記マスクの貫通孔を前記加工対象物上に
    結像させる第2の結像レンズとを有する請求項1〜3の
    いずれかに記載のレーザビーム分岐装置。
  5. 【請求項5】 レーザ光源から出射されたレーザビーム
    の、相互に直交する第1の偏光成分と第2の偏光成分と
    の強度比を変える工程と、 前記第1の偏光成分の反射率と第2の偏光成分の反射率
    とが異なるビームスプリッタに、該第1の偏光成分と第
    2の偏光成分との強度比を変えられたレーザビームを入
    射させ、入射ビームを分岐させる工程と、 分岐したレーザビームの各々を、加工対象物に照射し、
    レーザ加工を行う工程とを有するレーザ加工方法。
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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008521615A (ja) * 2004-11-29 2008-06-26 エレクトロ サイエンティフィック インダストリーズ インコーポレーテッド 多重レーザビームを使用して効率的に微細加工する装置及び方法
KR101001593B1 (ko) 2008-06-25 2010-12-17 (주)티엔스 엑시머레이저 빔의 분기를 이용한 마이크로 필름 가공 방법및 그 장치
JPWO2013054372A1 (ja) * 2011-10-11 2015-03-30 三菱電機株式会社 レーザ出力測定機構
JPWO2013098887A1 (ja) * 2011-12-27 2015-04-30 三菱電機株式会社 レーザ出力測定装置
EP2767809A4 (en) * 2011-10-11 2015-08-12 Mitsubishi Electric Corp MECHANISM FOR MEASURING A LASER PERFORMANCE
JP2019098367A (ja) * 2017-12-01 2019-06-24 古河電気工業株式会社 レーザ加工装置
WO2021192867A1 (ja) * 2020-03-26 2021-09-30 株式会社アマダ レーザパワーモニタリング装置及びレーザパワーモニタリング方法

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008521615A (ja) * 2004-11-29 2008-06-26 エレクトロ サイエンティフィック インダストリーズ インコーポレーテッド 多重レーザビームを使用して効率的に微細加工する装置及び方法
KR101001593B1 (ko) 2008-06-25 2010-12-17 (주)티엔스 엑시머레이저 빔의 분기를 이용한 마이크로 필름 가공 방법및 그 장치
JPWO2013054372A1 (ja) * 2011-10-11 2015-03-30 三菱電機株式会社 レーザ出力測定機構
EP2767809A4 (en) * 2011-10-11 2015-08-12 Mitsubishi Electric Corp MECHANISM FOR MEASURING A LASER PERFORMANCE
JPWO2013098887A1 (ja) * 2011-12-27 2015-04-30 三菱電機株式会社 レーザ出力測定装置
JP2019098367A (ja) * 2017-12-01 2019-06-24 古河電気工業株式会社 レーザ加工装置
JP6998745B2 (ja) 2017-12-01 2022-01-18 古河電気工業株式会社 レーザ加工装置
WO2021192867A1 (ja) * 2020-03-26 2021-09-30 株式会社アマダ レーザパワーモニタリング装置及びレーザパワーモニタリング方法
JP2021154325A (ja) * 2020-03-26 2021-10-07 株式会社アマダ レーザパワーモニタリング装置及びレーザパワーモニタリング方法

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