JP2006068789A - Laser induced processing method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、微細な形状の加工を種々の素材の被加工物に施すことが可能なレーザ誘起加工方法に関するものである。 The present invention relates to a laser-induced machining method capable of performing fine-shaped machining on workpieces of various materials.
ピーク出力の高いレーザ発振器は、その発振パルス幅を小さく設定することで得ることができ、1960年代にはナノ秒の発振パルス幅を持つレーザが既に開発され、さらに1990年代からはチタンサファイアレーザでのフェムト秒(fsec=10-15 sec)や過飽和吸収鏡を用いたピコ秒(psec=10-12 sec)の発振パルス幅を持つレーザが開発、市販され、様々な技術分野で利用されてきた。近年では、半導体レーザを用いてピコ秒やフェムト秒の発振パスル幅の領域でレーザ媒質に励起させて発振するレーザ発振器が市販されている。 A laser oscillator with a high peak output can be obtained by setting the oscillation pulse width to a small value. In the 1960s, a laser having an oscillation pulse width of nanosecond was already developed, and from the 1990s, a titanium sapphire laser was used. Lasers with a pulse width of femtosecond (fsec = 10 -15 sec) and picosecond (psec = 10 -12 sec) using a saturable absorber mirror have been developed, marketed, and used in various technical fields. . In recent years, laser oscillators that oscillate by being excited by a laser medium in a picosecond or femtosecond oscillation pulse width region using a semiconductor laser are commercially available.
上述のような超短パルスで高ピーク出力を有するレーザを用いた微細加工では、被加工物への熱的損傷が少ないことから、良好な加工面を得られる特徴があり、特に薄膜加工や樹脂の微細加工に適している。これに対し、従来のナノ秒の発振パルス幅を持つレーザを用いた微細加工やエキシマレーザの紫外光を用いたアブレーション加工では、レーザの発振パルス幅が大きいために、被加工物への熱的損傷の発生が否めない。 Fine processing using a laser having a high peak output with an ultrashort pulse as described above has a feature that a good processed surface can be obtained because there is little thermal damage to the workpiece, especially thin film processing and resin Suitable for fine processing. In contrast, in conventional microfabrication using a laser with an oscillation pulse width of nanoseconds and ablation processing using ultraviolet light from an excimer laser, the laser oscillation pulse width is large. Damage cannot be denied.
一方、微細加工の限界は、レーザ光を理想的にその回折限界まで集光したビーム径に依存する。一般に、レーザ光を集光性の良いTEM00モード(基本モード)においてその回折限界まで集光した場合、そのビーム径dは、レーザ波長をλ、集光レンズの焦点距離をf、集光レンズのビーム径をwとすると、
d=1.22×λ×(f/w) または、d=(1.22×λ)/NA
の式で表される。
On the other hand, the limit of microfabrication depends on the diameter of the beam that condenses the laser beam ideally to its diffraction limit. In general, when a laser beam is condensed up to its diffraction limit in the TEM 00 mode (fundamental mode) with good condensing property, the beam diameter d is λ, the focal length of the condensing lens is f, and the condensing lens If the beam diameter of is w,
d = 1.22 × λ × (f / w) or d = (1.22 × λ) / NA
It is expressed by the following formula.
上記式から明らかなように、小さな集光ビーム径dを得るためには、短波長レーザを用いてレーザ波長λを小さく設定するか、開口数NAが大きく、且つ焦点距離の小さい集光レンズで大きなビームを使うことが考えられる。 As is clear from the above equation, in order to obtain a small focused beam diameter d, a short wavelength laser is used to set the laser wavelength λ small, or a condensing lens with a large numerical aperture NA and a small focal length. It is conceivable to use a large beam.
ところが、極めて大きなビームを使う場合には、集光レンズの収差に起因して最小の集光ビーム径が得られない場合があり、しかも、焦点深度(ピントの合う距離の範囲)は開口数NAの2乗に比例して小さくなるから、集光レンズと被加工物との間の距離を調節しながら加工する方式が必要となる。また、上記式は、レーザ光の集光ビーム径を単に算出するための式であって、レーザ光を実際に被加工物に照射した場合には、レーザ光のエネルギだけでなく、被加工物における素材の波長による吸収特性、加工形状および表面状態に応じて実際の集光ビーム径の大きさが異なる。但し、一般的には回折限界を超えて集光する方法は存在せず、そのため、従来では回折限界を大きく超える程の微細な加工手段が存在しなかった。 However, when an extremely large beam is used, the minimum focused beam diameter may not be obtained due to the aberration of the focusing lens, and the focal depth (range of focus distance) is NA. Therefore, a method of processing while adjusting the distance between the condenser lens and the workpiece is required. Further, the above expression is an expression for simply calculating the focused beam diameter of the laser beam, and when the workpiece is actually irradiated with the laser beam, not only the energy of the laser beam but also the workpiece The actual focused beam diameter varies depending on the absorption characteristics depending on the wavelength of the material, the processing shape, and the surface state. However, in general, there is no method for condensing light beyond the diffraction limit, and thus there has conventionally been no fine processing means that greatly exceeds the diffraction limit.
ところが、近年では、上記回折限界を超えたレーザ光の集光ビーム径を得て微細な加工を行える加工方法として、レーザ誘起チャネリング加工が提案されている(特許文献1参照)。このレーザ誘起チャネリング加工は、高強度超短パルスレーザ光を被加工物に入力し、カー効果によって被加工物の等位相面の空間的変化を起こして、高強度超短パルスレーザ光の自己収束が起こるとともに、カー効果により自己収束された高強度超短パルスレーザ光により光学的ブレークダウンを起こして、被加工物中にプラズマ発生させることにより高強度超短パルスレーザ光を自己発散させ、高強度超短パルスレーザ光の被加工物への入力強度を制御することによって高強度超短パルスレーザ光の自己発散により自己収束を打ち消して、高強度超短パルスレーザ光の自己発散と自己収束とをバランスさせることにより、高強度超短パルスレーザ光が固体内部に伝搬する方向に向かって線状の加工が行われるようにし、透明材料の被加工物の表面に損傷を与えることなく内部のみの加工を行うものである。 However, in recent years, laser-induced channeling has been proposed as a processing method capable of obtaining a focused beam diameter of laser light exceeding the diffraction limit and performing fine processing (see Patent Document 1). In this laser-induced channeling process, high-intensity ultrashort pulse laser light is input to the work piece, and the Kerr effect causes a spatial change of the equiphase surface of the work piece, so that self-focusing of the high-intensity ultra-short pulse laser light occurs. In addition, optical breakdown occurs due to the high-intensity ultrashort pulse laser beam that is self-focused by the Kerr effect, and plasma is generated in the work piece to cause the high-intensity ultrashort pulse laser beam to self-diverge, Self-divergence and self-convergence of high-intensity ultrashort pulsed laser light are canceled by controlling the input intensity of the intense ultrashort-pulsed laser light to the workpiece by self-divergence of the high-intensity ultrashort pulsed laser light. Is balanced so that high-intensity ultra-short pulse laser light is linearly processed in the direction of propagation inside the solid, and the transparent material is processed. And performs processing only inside without the surface of damaging.
上記レーザ誘起チャネリング加工では、透明材料に微細な加工を行うことが可能であり、その最小ビーム径dは、
d=(1.22×λ)/ルート(8×N0×N2)
の式で表される。但し、上記式において、屈折率Nは、N=N0+N2、N2=Δ+lであり、lはレーザインテシチティ、Δは非線形定数である。したがって、上記式から明らかなように、レーザ光のビーム径はレーザインテシチティlに依存する。
In the laser induced channeling process, it is possible to perform a fine process on a transparent material, and the minimum beam diameter d is
d = (1.22 × λ) / route (8 × N0 × N2)
It is expressed by the following formula. However, in the above formula, the refractive index N is N = N0 + N2 and N2 = Δ + 1, where l is the laser integrity and Δ is a nonlinear constant. Therefore, as apparent from the above formula, the beam diameter of the laser light depends on the laser integrity l.
また、従来では、光の吸収が少ないことに起因して直接的なレーザエッチング法を利用することが困難であるガラスなどの透明材料に微細加工を施す手段として、レーザ照射で透明材料を簡便に、且つ精密に微細加工できるように図った透明材料のレーザ微細加工方法(特許文献2参照)や、透明材料に対し高い加工面精度で微細加工できるように図ったレーザ加工方法(特許文献3参照)が提案されている。 Conventionally, as a means of finely processing a transparent material such as glass, which is difficult to use a direct laser etching method due to low light absorption, the transparent material can be simply applied by laser irradiation. In addition, a laser micromachining method for a transparent material designed to allow precise micromachining (see Patent Document 2), and a laser processing method designed to perform micromachining with high processing surface accuracy for a transparent material (see Patent Document 3) ) Has been proposed.
上記特許文献2のレーザ微細加工方法では、図2に示すように、レーザ光のレーザ波長に強い吸収性を有する流動性物質23を、透明材料からなる被加工物21の裏面(図の左側面)に接触させた状態で、レーザ光22を、被加工物21の表面(図の右側面)から入射して、被加工物21を通して流動性物質23と被加工物21との接触面に照射する。これにより、被加工物21におけるレーザ光22の入射側である表面には何らの変化もないが、被加工物21における流動性物質23と接触した裏面にはレーザ光22の照射部分にのみ選択的にエッチングが行われる。ここで、レーザ光22を例えばマスクパターンを通して照射すれば、線幅が数マイクロメータの微細構造の形成が可能であり、しかも、その形成部分には何らの化学的な劣化や損傷を与えない。
In the laser microfabrication method of
一方、上記特許文献3のレーザ加工方法は、図3に示すように、レーザ光34の吸収が少ない溶媒に微粒子32を分散してなる溶液33を、基板状の被加工物31の表面(図の上面)に塗布などの手段で接触させ、光学系やマスクにより空間選択したレーザ光34を、上記被加工物31に対し表面側から照射して、レーザ光34のエネルギを微粒子32に吸収させ、このレーザ光34で励起された微粒子32の被加工物31への衝突または電子遷移により被加工物31を加工して、微小な除去を行うものである。このレーザ加工方法では、微粒子32からのエネルギ移動を用いることで、被加工物31の極表面のみを加工することが可能となるから、レーザ光の吸収が被加工物の内部にも侵入する通常のレーザアブレーション法での被加工物の直接加工とは異なり、加工面制度の高いレーザ加工が可能となる。
しかしながら、上記特許文献1の高強度超短パルスレーザ加工方法では、レーザ光を微小なビーム径に集光できたとしても、加工対象がガラスなどの透明材料に限定されてしまうとともに、被加工物の内部加工を行うに留まってしまう、つまり被加工物の表面の微細加工を行うことができないという課題がある。 However, in the high-intensity ultrashort pulse laser processing method of Patent Document 1 described above, the processing object is limited to a transparent material such as glass even if the laser beam can be condensed to a minute beam diameter. However, there is a problem that the surface of the workpiece cannot be finely processed.
この課題を解消する手段として、従来では、透明材料にレーザ誘起チャネリング加工が施されない程度にチャネリングだけを起こさせて、透明材料端に被加工物を設置して加工する方法も提案されている。ところが、この場合、被加工物の加工閾値以下で透明材料にチャネリングを起こさないようにレーザ出力を制御するためには、最適な材料の組み合わせが必要となり、やはり被加工物における加工可能な種類が制限されてしまうという問題があり、さらに、透明材料端から出たレーザ光は空気中での屈折率に支配されてレーザ光の自己拡散と自己収束のバランスが崩れ易いので、レーザ光を所定のビーム径にするためには、レーザ出力と集光光学系のコントロールが必要となり、非常に難しい制御が要求される。 As a means for solving this problem, conventionally, a method has also been proposed in which only the channeling is caused to the extent that laser-induced channeling is not performed on the transparent material, and the workpiece is placed on the end of the transparent material. However, in this case, in order to control the laser output so that channeling does not occur in the transparent material below the processing threshold of the workpiece, an optimal combination of materials is required, and there are also types of workpieces that can be processed. In addition, there is a problem that the laser beam emitted from the edge of the transparent material is controlled by the refractive index in the air, and the balance between self-diffusion and self-convergence of the laser beam is easily lost. In order to obtain the beam diameter, it is necessary to control the laser output and the focusing optical system, and very difficult control is required.
一方、上記特許文献2および3の加工方法は、何れもレーザ波長に対し高い吸収性を持つ流動性物質23または微粒子32が被加工物21,31に衝突することにより加工を施すものであるが、レーザ強度が最も高い部分で微粒子32が励起されるので、被加工物21,31の加工範囲はレーザ光のビーム径に依存する。したがって、これらの加工方法においても、回折限界よりも極めて小さい領域の加工を行うのは難しい。つまり、特許文献2および3の各加工方法は、極論すれば、何れも比較的大きな領域を平滑に加工するのに適したものであると言える。
On the other hand, both of the processing methods of
そこで、本発明は、上記従来の課題に鑑みてなされたもので、被加工物の材料の制約を受けることなく、回折限界以下の微小な加工形状のレーザ加工を行うことができるレーザ誘起加工方法を提供することを目的とするものである。 Therefore, the present invention has been made in view of the above-described conventional problems, and can perform laser processing of a minute processing shape below the diffraction limit without being restricted by the material of the workpiece. Is intended to provide.
上記目的を達成するために、請求項1に係る発明のレーザ誘起加工方法は、被加工物を、微粒子を分散した溶液中に浸漬させて配置し、高強度超短パルスレーザから出射した高強度超短パルスレーザ光を、前記被加工物の手前側位置に焦点を結ぶように集光して前記溶液にパルス照射し、前記高強度超短パルスレーザの出力強度を制御することにより、レーザ光によって誘起される前記溶液の非線形光学効果により発生する自己集束とレーザ光の回折とが釣り合うようにバランスさせて、レーザ光を前記溶液内において微小線状に前記被加工物に向け伝播させ、その微小線状の領域内の溶液中に浮遊する前記微粒子を前記被加工物に衝突させて加工を行うことを特徴としている。 In order to achieve the above object, the laser-induced machining method of the invention according to claim 1 is a high-intensity emitted from a high-intensity ultrashort pulse laser, wherein the workpiece is immersed in a solution in which fine particles are dispersed. By condensing the ultrashort pulse laser beam so as to focus on the near side position of the workpiece and irradiating the solution with pulses, the laser beam is controlled by controlling the output intensity of the high intensity ultrashort pulse laser. The self-focusing generated by the nonlinear optical effect of the solution induced by the balance is balanced so that the diffraction of the laser beam is balanced, and the laser beam is propagated toward the workpiece in a fine line shape in the solution. Processing is performed by causing the fine particles floating in a solution in a micro linear region to collide with the workpiece.
請求項2に係る発明は、請求項1の発明のレーザ誘起加工方法において、溶液中に分散する微粒子の大きさを変えて被加工物に施す微細加工寸法および加工面粗さを可変調整し、レーザ光の照射時間を可変制御して被加工物に施す加工深さを可変調整するようにした。 According to a second aspect of the present invention, in the laser induced processing method of the first aspect of the invention, the finely processed dimension and the processed surface roughness applied to the workpiece by changing the size of the fine particles dispersed in the solution are variably adjusted. The processing depth applied to the workpiece is variably adjusted by variably controlling the irradiation time of the laser beam.
請求項1の発明では、レーザ光を回折限界以下の微小なビーム径に集光することができ、その集光したレーザ光における微小線状の領域内において溶液中に浮遊する微粒子を被加工物に衝突させて加工を行うようにしたので、従来技術のように被加工物が透明材料に限定され、且つ固体内部のみを加工あるいは改質するものとは異なり、被加工物の素材の制約を受けることなく、被加工物の被加工面の表面にレーザ光の回折限界以下の微細な加工を行うことが可能となる。しかも、チャネリング効果が作用する領域においては、回折限界以下の微小な一定のビーム径に集光されたレーザ光の長さが長くなるため、光学系としてNAの大きなものを用いた場合であっても、この光学系によるレーザ光の焦点位置の調整が不要となる利点がある。 According to the first aspect of the present invention, the laser beam can be condensed to a minute beam diameter of the diffraction limit or less, and the fine particles floating in the solution in the minute linear region of the condensed laser beam are processed. The workpiece is limited to a transparent material as in the prior art, and unlike the one that only processes or modifies the interior of the solid, there is a restriction on the material of the workpiece. Without being received, it becomes possible to perform fine processing below the diffraction limit of laser light on the surface of the processing surface of the processing object. In addition, in the region where the channeling effect acts, the length of the laser beam condensed to a small constant beam diameter below the diffraction limit becomes long, so that an optical system having a large NA is used. However, there is an advantage that adjustment of the focal position of the laser beam by this optical system becomes unnecessary.
請求項2の発明では、レーザ照射エネルギを変化させることなく、集光したレーザ光のビーム径をそのまま維持しながらも、溶液中に分散する微粒子の大きさを変えることにより、所要の微細加工寸法および所要形状の加工面粗さを支障なく得られるように設定することができ、レーザ光の照射時間を可変制御することにより、所要の加工深さを得られるように設定することができる。 According to the second aspect of the present invention, the required fine processing dimension can be obtained by changing the size of the fine particles dispersed in the solution while maintaining the beam diameter of the focused laser beam without changing the laser irradiation energy. In addition, it is possible to set so that the processed surface roughness of the required shape can be obtained without hindrance, and it is possible to set the required processing depth to be obtained by variably controlling the irradiation time of the laser beam.
以下、本発明の好ましい実施の形態について図面を参照しながら説明する。図1は本発明の一実施の形態に係るレーザ誘起加工方法を具現化するための構成の概略説明図である。同図において、容器4内には微粒子6を分散した溶液5が充満され、基板状の被加工物7は溶液5中に浸漬して容器4の底面上に配置される。被加工物7はこれの被加工面(この実施の形態において図の上面)が溶液5中に漬かるように配置されていればよい。
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic explanatory diagram of a configuration for realizing a laser induced machining method according to an embodiment of the present invention. In the figure, the container 4 is filled with a
高強度超短パルスレーザ1からは、発振パルス幅がピコ秒以下であって高いピーク出力を有する高強度長短パルスレーザ光2が出射される。このレーザ光2は、集光レンズ3により集光されて、溶液5内部における被加工物7に対し手前側位置で焦点Fを結ぶように設定されている。なお、上記高強度長短パルスレーザ光2としては、フェムト秒の発振パルス幅を有するものを用いるのが好ましい。
The high intensity ultrashort pulse laser 1 emits high intensity long and short
本発明においては、微粒子6および被加工物7のレーザ光2の吸収特性は特に重要問題ではない。したがって、上記微粒子6としては、例えば、磁性体、プラスチックまたはガラスなどを好適に用いることができるが、微細加工の均一性を得るためには、可及的に直径が揃った微粒子6を用いるのが好ましい。また、上記溶液としては、例えば、純水を用いることができる。
In the present invention, the absorption characteristics of the
溶液5における高強度長短パルスレーザ光2の焦点Fの近傍箇所の一部分は、レーザ光2により誘起されて非線形光学材料として作用することにより、レーザ光2の高エネルギ密度によって非線形光学効果(レーザ光の電界が強くなると、物質の分極などがレーザ光の電界に比例して線形に応答しなくなる効果)が生じ、この非線形光学効果によって集光する作用、つまり自己集束を起こす。
A part of the vicinity of the focal point F of the high-intensity long / short
ここで、高強度超短パルスレーザ1では、レーザ光2の回折により広がろうとする作用と非線形光学効果による集光する働き(自己集束)とが釣り合うように、自体から出射するレーザ光2の出力強度が制御される。このようにしてレーザ光2の回折と自己集束とをバランスさせることにより、レーザ光2は、回折限界以下のビーム径に集光され、且つそのビーム径を維持したままの微小線状で溶液5内を伝播する。すなわち、溶液5内にはチャネリング現象が生じる。なお、チャネリング現象が発生しなかった場合には、レーザ光2が一旦焦点を結んだのちに、図1に2点鎖線で示すように広がりながら溶液5中を伝播していく。
Here, in the high-intensity ultrashort pulse laser 1, the action of the
上記チャネリング現象の発生に伴い回折限界以下の微小なビーム径に集光された高ピーク出力のレーザ光2は、その微小なビーム径を維持したままの微小線状で溶液5内を被加工物7まで伝播し、この微小線状のレーザ光2の伝播経路に存在する溶液5中に浮遊する微粒子6が被加工物7に衝突することにより、被加工物7の表面の被加工面には極めて微細な加工が施される。このとき、容器4が設置されたステージ8は水平方向に移動制御される。これにより、レーザ光2の光軸に対し直交方向に相対移動される被加工物7の表面である被加工面には、微細な所要のパターンが形成加工される。
The
上述した特許文献1の高強度超短パルスレーザ加工方法では被加工物が透明材料に限定され、且つ固体内部のみを加工あるいは改質するのに対し、上記実施の形態のレーザ誘起加工方法では、回折限界以下の微小なビーム径に集光したレーザ光における微小線状の領域内において溶液5中に浮遊する微粒子6を被加工物7に衝突させて加工を行うことから、被加工物7の素材の制約を受けることなく、被加工物7の被加工面の表面にレーザ光2の回折限界以下の微細な加工を行うことが可能となる。しかも、チャネリング効果が作用する領域においては、回折限界以下の微小な一定のビーム径に集光されたレーザ光2の長さ(深度)が長くなる(深くなる)ため、集光レンズ3を含む光学系としてNAの大きなものを用いた場合であっても、この光学系によるレーザ光2の焦点位置の調整が不要となる利点がある。
In the high-intensity ultrashort pulse laser processing method of Patent Document 1 described above, the workpiece is limited to a transparent material, and only the inside of the solid is processed or modified. In the laser-induced processing method of the above embodiment, Since the fine particles 6 floating in the
なお、実用化に際しては、ポンプなどを用いて溶液5を循環させることにより、微粒子6の分布が常に均一になるようすることが好ましく、それにより、被加工物7に常に均一な微細加工を施すことができる。特に、上記実施の形態では、レーザ光2の高強度エネルギによって溶液5に気泡が発生する可能性があり、気泡が発生した場合にはレーザ光2が被加工物7に十分に照射されないおそれがあることから、上述のように溶液5を循環させる手段を採用することが望ましい。
In practical use, it is preferable that the
ところで、既存の多くのアブレーション加工では、レーザ照射エネルギ密度を下げることにより、ビーム部に分布した高エネルギ部分で微細加工する場合がある。ところが、上記実施の形態のレーザ誘起加工方法では、加工幅や加工径などの微細加工寸法、加工面粗さまたは加工深さを調整して所要値や所望状態に設定するに際して、上述のようなレーザ照射エネルギを変化させる手段を採用すると、非線形光学効果による自己集束と回折とのバランスが崩れて、チャネリング現象の発生箇所やチャネリング効果の長さ、さらにはレーザ光2のビーム径までもが変化してしまう不具合が生じるおそれがある。
By the way, in many existing ablation processes, there is a case where fine processing is performed at a high energy part distributed in the beam part by lowering the laser irradiation energy density. However, in the laser induced machining method of the above-described embodiment, when the fine machining dimensions such as the machining width and the machining diameter, the machining surface roughness, or the machining depth are adjusted and set to the required values or desired states, If a means for changing the laser irradiation energy is adopted, the balance between self-focusing and diffraction due to the nonlinear optical effect is lost, and the location of the channeling phenomenon, the length of the channeling effect, and even the beam diameter of the
そこで、上記実施の形態では、集光したレーザ光2のビーム径をそのまま維持しながらも、下記の手段を採用することにより、所要の微細加工寸法、加工面粗さおよび加工深さを得られるように図っている。すなわち、微細加工寸法および加工面粗さは、溶液5中に分散する微粒子6の大きさ(直径)を変えることにより、所要値および所要形状を支障なく得られるように設定し、加工深さは、レーザ光2の照射時間を可変制御することにより、所要値を得られるように設定している。上記レーザ光2の照射時間は、照射回数つまり照射パルス数を可変することによって制御する。
Therefore, in the above-described embodiment, while maintaining the beam diameter of the
本発明に係るレーザ誘起加工方法では、透明材料のみに限定されることなく、様々な素材の被加工物における被加工面の表面に、レーザ光の回折限界以下の微細な形状の加工を支障なく施すことができる。 The laser induced machining method according to the present invention is not limited to only transparent materials, and it is possible to machine fine shapes below the diffraction limit of laser light on the surface of the workpiece surface of workpieces of various materials. Can be applied.
1 高強度超短パルスレーザ
2 高強度超短パルスレーザ光
5 溶液
6 微粒子
7 被加工物
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 High intensity | strength
Claims (2)
高強度超短パルスレーザから出射した高強度超短パルスレーザ光を、前記被加工物の手前側位置に焦点を結ぶように集光して前記溶液にパルス照射し、
前記高強度超短パルスレーザの出力強度を制御することにより、レーザ光によって誘起される前記溶液の非線形光学効果により発生する自己集束とレーザ光の回折とが釣り合うようにバランスさせて、レーザ光を前記溶液内において微小線状に前記被加工物に向け伝播させ、その微小線状の領域内の溶液中に浮遊する前記微粒子を前記被加工物に衝突させて加工を行うことを特徴とするレーザ誘起加工方法。 Place the work piece soaked in a solution in which fine particles are dispersed,
The high-intensity ultrashort pulse laser beam emitted from the high-intensity ultrashort pulse laser is focused so as to focus on the near side position of the workpiece, and pulsed to the solution,
By controlling the output intensity of the high-intensity ultrashort pulse laser, the self-focusing generated by the nonlinear optical effect of the solution induced by the laser beam and the diffraction of the laser beam are balanced to balance the laser beam. A laser which propagates toward the workpiece in the form of a fine line in the solution and makes the fine particles suspended in the solution in the fine line region collide with the work piece to perform the processing. Induction machining method.
By changing the size of the fine particles dispersed in the solution, the fine processing dimensions and surface roughness applied to the workpiece are variably adjusted, and the laser beam irradiation time is variably controlled to change the processing depth applied to the workpiece. The laser induced machining method according to claim 1, which is adjusted.
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US11247932B2 (en) * | 2018-01-26 | 2022-02-15 | Corning Incorporated | Liquid-assisted laser micromachining systems and methods for processing transparent dielectrics and optical fiber components using same |
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2004
- 2004-09-03 JP JP2004257150A patent/JP2006068789A/en active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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