JP2005211909A - レーザ加工装置及びレーザ加工方法並びに加工された構造体 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 第1の回折格子110は入射されるレーザ光の+1次方向への回折効率が最大となる位置に配置される。第2の回折格子111は第1の回折格子110により波長に依存して異なる角度で広がる回折光を反射して平行光にする位置に配置され、反射したレーザ光を波長に依存して空間的に帯状の広がりをもたせて波長選択フォトマスク112に入射させる。波長選択フォトマスク112は第2の回折格子111で回折された帯状のレーザ光の一部の透過を制限することにより波長を選択する。第3の回折格子113及び第4の回折格子114は波長が選択されたレーザ光を収束する。分散用レンズ123は波長に依存して異なる焦点距離でレーザ光を被加工材料15に集光して照射する。
【選択図】 図1
Description
4;レーザ加工装置、5;レーザ加工装置、6;レーザ加工装置、
7;レーザ加工装置、8;レーザ加工装置、9;レーザ加工装置、
10;レーザ光源、11;波長分布選択部、12;照射位置制御部、
13;試料ステージ、14;コントローラ、15;被加工材料、16;光学系、
21;波長分布選択部、31;波長分布選択部、41;波長分布選択部、
51;波長分布選択部、61;波長分布選択部、71;波長分布選択部、
81;波長分布選択部、91;波長分布選択部、92;強度調整素子、
93;レーザ加工装置、94;照射位置制御部、95;ガルバノミラー、
96;薄い分散用レンズ、97;厚い分散用レンズ、98;ホログラム素子、
110;第1の回折格子、111;第2の回折格子、
112;波長選択フォトマスク、113;第3の回折格子、
114;第4の回折格子、121;投影用フォトマスク、
122;色消し用レンズ対、123;分散用レンズ、210;移動ステージ、
310;偏光ビームスプリッタ、311;第1の回折格子、
312;第2の回折格子、313;波長選択フォトマスク、
314;1/4波長板、315;ミラー、410;偏光ビームスプリッタ、
411;1/4波長板、412;第1の回折格子、413;第2の回折格子、
414;DMD素子、510;透過型液晶素子、
511;偏光ビームスプリッタ、610;偏光ビームスプリッタ、
611;第1の回折格子、612;第2の回折格子、613;透過型液晶素子、
614;ミラー、710;第1のプリズム、711;第2のプリズム、
712;第3のプリズム、713;第4のプリズム、714;第1のプリズム、
715;第2のプリズム、810;波長フィルタ、811;移動ステージ
Claims (14)
- レーザ光源から出射されたレーザ光を被加工材料に照射して加工するレーザ加工装置において、
波長分布選択手段と照射位置調整手段とを備え、
前記波長分布選択手段はレーザ光源から入射されたレーザ光から被加工材料に照射する波長を選択して前記照射位置調整手段へ出射し、
前記照射位置調整手段は入射されたレーザ光を波長ごとに異なる焦点距離で集光して被加工材料に照射することを特徴とするレーザ加工装置。 - 前記波長分布選択手段は光分散手段と空間的波長選択手段と光収束手段とを有し、
前記光分散手段はレーザ光源から入射されたレーザ光を波長ごとの平行光束に分散して前記空間的波長選択手段へ出射し、
前記空間的波長選択手段は入射された前記平行光束の一部を遮蔽して前記光収束手段へ出射し、
前記光収束手段は入射された全ての波長のレーザ光を収束させる請求項1に記載のレーザ加工装置。 - 前記波長分布選択手段は偏光分離素子と光分散収束手段と空間的波長選択手段とミラーと1/4波長板とを有し、
前記偏光分離素子は偏光方向の違いにより前記レーザ光源から入射されたレーザ光を前記光分散収束手段へ出射し前記光分散収束手段から入射されたレーザ光を前記照射位置制御部へ出射し、
前記光分散収束手段は前記偏光分離素子から入射されたレーザ光を波長ごとの平行光束に分散して前記空間的波長選択手段へ出射し、前記空間的波長選択手段から入射される平行光束を収束させて前記偏光分離素子へ出射し、
前記空間的波長選択手段は入射された前記平行光束の一部を遮蔽して前記ミラーへ出射し、
前記ミラーは入射されたレーザ光を同一の光路へ反射し、
前記1/4波長板は前記偏光分離素子と前記ミラーとの間の光路中の任意の位置に配置された請求項1に記載のレーザ加工装置。 - 前記空間的波長選択手段は被加工材料に照射する波長のレーザ光を透過し他の波長のレーザ光を遮蔽するフォトマスクである請求項2または請求項3に記載のレーザ加工装置。
- 前記空間的波長選択手段は複数のフォトマスクとフォトマスク選択手段とを有し、前記フォトマスクは被加工材料に照射する波長のレーザ光を透過し他の波長のレーザ光を遮蔽し、前記フォトマスク選択手段は被加工材料の加工位置に応じて前記複数のフォトマスクのいずれかを選択してレーザ光の光路に挿入する請求項2または請求項3に記載のレーザ加工装置。
- 前記波長分布選択手段は偏光分離素子と光分散収束手段とデジタルマイクロミラーデバイスと1/4波長板とを有し、
前記偏光分離素子は偏光方向の違いにより前記レーザ光源から入射されたレーザ光を前記光分散収束手段へ出射し前記光分散収束手段から入射されたレーザ光を前記照射位置制御部へ出射し、
前記光分散収束手段は前記偏光分離素子から入射されたレーザ光を波長ごとの平行光束に分散して前記デジタルマイクロミラーデバイスへ出射し、前記デジタルマイクロミラーデバイスから入射される平行光束を収束させて前記偏光分離素子へ出射し、
前記デジタルマイクロミラーデバイスは独立して傾きが制御される複数のミラーをもち被加工材料の加工位置に応じて各ミラーの傾きを制御して被加工材料に照射する波長のレーザ光を選択して入射と同一の光路に反射し、
前記1/4波長板は前記偏光分離素子と前記デジタルマイクロミラーデバイスとの間の光路中の任意の位置に配置された請求項1に記載のレーザ加工装置。 - 前記波長分布選択手段は偏光分離素子と光分散収束手段と反射型液晶素子とを有し、
前記偏光分離素子は偏光方向の違いにより前記レーザ光源から入射されたレーザ光を前記光分散収束手段へ出射し前記光分散収束手段から入射されたレーザ光を前記照射位置制御部へ出射し、
前記光分散収束手段は前記偏光分離素子から入射されたレーザ光を波長ごとの平行光束に分散して前記反射型液晶素子へ出射し、前記反射型液晶素子から入射される平行光束を収束させて前記偏光分離素子へ出射し、
前記反射型液晶素子は独立して液晶の傾きが制御される複数の領域をもち被加工材料の加工位置に応じて各領域の液晶の傾きを制御して前記光分散収束手段から入射されるレーザ光のうち被加工材料に照射する波長のレーザ光の偏光方向を照射しない波長のレーザ光の偏光方向に直交させて前記偏光分離素子が前記照射位置調整手段に出射する偏光方向にして入射と同一の光路に反射する請求項1に記載のレーザ加工装置。 - 前記波長分布選択手段は光分散手段と空間的波長選択手段と光収束手段とを有し、
前記光分散手段はレーザ光源から入射されたレーザ光を波長ごとの平行光束に分散し、
前記空間的波長選択手段は偏光分離素子と透過型液晶素子とを有し、前記透過型液晶素子は独立して液晶の傾きが制御される複数の領域をもち被加工材料の加工位置に応じて各領域の液晶の傾きを制御して前記光分散手段から入射されるレーザ光のうち被加工材料に照射する波長のレーザ光の偏光方向と照射しない波長のレーザ光の偏光方向とを直交させて出射し、前記偏光分離素子は前記透過型液晶素子から入射されたレーザ光のうち被加工材料に照射する波長のレーザ光の偏光方向の成分のみを前記光収束手段へ出射し、
前記光収束手段は前記偏光分離素子から入射された全ての波長のレーザ光を収束させる請求項1に記載のレーザ加工装置。 - 前記照射位置調整手段はレンズを有する請求項1から請求項8のいずれかに記載のレーザ加工装置。
- 前記照射位置調整手段は複数の色収差の異なるレンズとレンズ選択手段とを有し、前記レンズ選択手段は被加工材料の加工位置に応じて前記複数のレンズのいずれかを選択してレーザ光の光路に挿入する請求項1から請求項8のいずれかに記載のレーザ加工装置。
- 前記照射位置調整手段はレーザ光操作手段を有し、前記レーザ光操作手段は前記レーザ光の前記レンズへの入射位置及び入射角度を変える請求項9または請求項10のいずれかに記載のレーザ加工装置。
- 前記照射位置調整手段は回折素子を有する請求項1から請求項8のいずれかに記載のレーザ加工装置。
- 請求項1から請求項12までのいずれかのレーザ加工装置により加工された構造体。
- レーザ光源からレーザ光を出射し、
レーザ光から被加工材料に照射する波長を選択し、
レーザ光を波長ごとに異なる焦点距離で集光して被加工材料に照射して加工することを特徴とするレーザ加工方法。
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