JP2008114059A - Laser beam processing device, and laser beam processing method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、レーザ加工光学系を用いてレーザ加工(切断や穿孔、あるいは、改質)を行うレーザ加工装置及びレーザ加工方法に関する。 The present invention relates to a laser processing apparatus and a laser processing method for performing laser processing (cutting, drilling, or modification) using a laser processing optical system.
従来、加工対象物に対して微細加工を行う装置として、特許文献1に記載されているように、走査型プローブ顕微鏡を用いた加工装置が提案されている。この加工装置は、加工機能を付加した走査型プローブ顕微鏡であり、XYラスタ測定により測定像を更新表示しながら、その画像上に加工すべきXY座標を重ね書きし、XYラスタ走査が加工すべきXY座標に達したら、そのポイントで加工動作、測定を連続して行い、その後はラスタ走査測定を続けることで、リアルタイムに加工した試料表面の測定観察を行えるようになっている。
2. Description of the Related Art Conventionally, as described in
一方、従来において、レーザ加工光学系を用いたレーザ加工が提案されている。このレーザ加工光学系は、例えば、フェムト秒チタンサファイアレーザなどからの出射光束を加工用レーザ光束として用い、この加工用レーザ光束を対物レンズを介して加工対象物上に集光して照射し、この加工対象物に対するレーザ加工を行うように構成されている。このようなレーザ加工によって、加工対象物に対して、極めて微細な孔開け加工などを行うことができる。 On the other hand, conventionally, laser processing using a laser processing optical system has been proposed. This laser processing optical system uses, for example, an emitted light beam from a femtosecond titanium sapphire laser or the like as a processing laser beam, and condenses and irradiates the processing laser beam on an object to be processed through an objective lens, Laser processing is performed on the object to be processed. By such laser processing, it is possible to perform extremely fine drilling or the like on the processing object.
このようなレーザ加工における加工対象物は、ガラス板などに限られず、生体組織や細胞などに対しても加工(切断や穿孔、あるいは、改質)を行うことができる。フェムト秒レーザを用いたレーザ加工は、非熱加工が可能であり、また、透過性に優れるため、加工対象物の内部加工が可能であり、さらに、加工箇所の周辺の損傷が小さく、加工精度が高いという特性を有するため、生体組織や細胞などに対する加工にも適している。 The object to be processed in such laser processing is not limited to a glass plate or the like, and processing (cutting, perforation, or modification) can be performed on a living tissue or a cell. Laser processing using a femtosecond laser enables non-thermal processing, and because it is highly transparent, it can be used for internal processing of workpieces. In addition, damage around the processing site is small and processing accuracy is low. Therefore, it is suitable for processing biological tissues and cells.
ところで、上述のようなレーザ加工を正確に行うには、加工用レーザ光束の焦点を加工対象物における所定の加工位置に対して正確に一致させる必要がある。 By the way, in order to accurately perform the laser processing as described above, it is necessary to accurately match the focal point of the processing laser beam with a predetermined processing position on the processing target.
ところが、レーザ加工光学系を用いたレーザ加工においては、加工用レーザ光束の焦点を加工対象物における加工位置に対して正確に一致させることが困難であり、このことがレーザ加工の精度の向上を困難としている。 However, in laser processing using a laser processing optical system, it is difficult to accurately match the focal point of the processing laser beam with the processing position on the processing object, which improves the accuracy of laser processing. It is difficult.
そして、レーザ加工光学系として使用される共焦点光学系は、動きのある加工対象について適用することは提案されていない。特に、生体組織や細胞などに対する加工を行う場合には、加工対象物が加工中に移動することもあるため、正確に所定の箇所に対する加工を行うことが困難となっている。また、従来のフェムト秒レーザを用いたレーザ加工装置は、非生物材料を加工する用途に限定されている。 And the confocal optical system used as a laser processing optical system has not been proposed to be applied to a moving processing target. In particular, when processing a living tissue, a cell, or the like, it is difficult to accurately perform processing on a predetermined portion because a processing target may move during processing. Further, conventional laser processing apparatuses using femtosecond lasers are limited to applications for processing non-biological materials.
なお、生物試料を対象としたレーザ加工装置として、「レーザディセクション装置」が提案されているが、生体及び細胞の機能改変に用いることは提案されていない。 A “laser dissection device” has been proposed as a laser processing device for biological samples, but it has not been proposed to be used for functional modification of living bodies and cells.
そこで、本発明は、上述の実情に鑑みて提案されるものであって、加工用レーザ光束の焦点を加工対象物における加工位置に対して正確に一致させることができ、また、生体組織や細胞など、加工対象物が加工中に移動するような動きのある加工対象について適用しても、レーザ加工の精度を向上させることができ、また、生体及び細胞の機能改変に用いることができるレーザ加工装置及びレーザ加工方法を提供しようとするものである。 Therefore, the present invention is proposed in view of the above-described circumstances, and the focal point of the laser beam for processing can be accurately matched to the processing position in the processing object, Even when applied to a processing target that moves so that the processing target moves during processing, laser processing accuracy can be improved, and laser processing that can be used for functional modification of living bodies and cells An apparatus and a laser processing method are to be provided.
上述の課題を解決するため、本発明に係るレーザ加工装置は、以下の構成の少なくとも一を備えるものである。 In order to solve the above-described problems, a laser processing apparatus according to the present invention includes at least one of the following configurations.
〔構成1〕
加工対象物となる組織、器官、または、細胞の生体及び生体関連物質に対し加工用レーザ光束を集光して照射しこの加工用レーザ光束の照射位置を該加工対象物の表面、または、内部において走査することにより該加工対象物の該加工用レーザ光束が照射された部分を加工するレーザ加工装置であって、加工用レーザ光源からの加工用レーザ光束を対物レンズを介して集光させ加工対象物に対して照射することにより該加工対象物に対する加工を行うレーザ加工光学系と、加工用レーザ光束の光路を偏向させる偏向光学系と、加工対象物を対物レンズの光軸に対して垂直な平面内において移動操作する移動操作手段と、対物レンズと加工対象物との相対距離を調整する焦点調節手段と、加工対象物における少なくとも加工用レーザ光束が照射される領域の形状情報を取得する形状情報取得手段と、形状情報取得手段により得られた形状情報に基づく画像を表示する画像表示手段と、画像表示手段により表示される画像に対応した加工位置情報が入力される入力手段と、移動換作手段、焦点調節手段及び偏向光学系の動作並びに加工用レーザ光束の出力を制御する制御回路部とを備え、制御回路部は、入力手段に入力された加工位置情報に基づいて、偏向光学系の動作及び加工用レーザ光束の出力を制御して、レーザ加工光学系による加工位置を制御して、加工対象物の代謝機能を改変させることを特徴とするものである。
[Configuration 1]
The processing laser beam is condensed and irradiated to the tissue, organ, or living body of the tissue, organ, or cell to be processed, and the biological related substance, and the irradiation position of the processing laser beam is set on the surface or inside of the processing target Is a laser processing apparatus that processes a portion of the processing object irradiated with the processing laser beam by focusing the processing laser beam from the processing laser light source via an objective lens. A laser processing optical system for processing the processing target by irradiating the target, a deflection optical system for deflecting the optical path of the processing laser beam, and a processing target perpendicular to the optical axis of the objective lens Moving operation means for moving in a flat plane, focus adjusting means for adjusting the relative distance between the objective lens and the object to be processed, and at least the processing laser beam on the object to be irradiated Shape information acquisition means for acquiring shape information of a region to be processed, image display means for displaying an image based on the shape information obtained by the shape information acquisition means, and processing position information corresponding to the image displayed by the image display means An input means for input, and a control circuit unit for controlling the operation of the moving conversion means, the focus adjusting means, the deflection optical system, and the output of the processing laser beam, and the control circuit section is configured to process the input to the input means Based on the position information, the operation of the deflection optical system and the output of the laser beam for processing are controlled, the processing position by the laser processing optical system is controlled, and the metabolic function of the processing object is altered. It is.
〔構成2〕
構成1を有するレーザ加工装置において、加工対象物の全体の大きさが、加工時に形状情報取得手段及び画像表示手段により観察される領域よりも大きい場合においては、加工対象物に対して、観察される領域を移動させつつ、加工位置情報を入力され、制御回路部は、入力された加工位置情報に基づいて、偏向光学系の動作及び加工用レーザ光束の出力を制御して、レーザ加工光学系による加工位置を制御することを特徴とするものである。
[Configuration 2]
In the laser processing apparatus having the
〔構成3〕
構成1を有するレーザ加工装置において、加工対象物において加工対象となる加工領域が点在している場合においては、形状情報取得手段及び画像表示手段により観察される領域を移動させつつ、各加工領域について加工位置情報を入力され、制御回路部は、入力された各加工位置情報に基づいてバッチ処理を行い、偏向光学系の動作及び加工用レーザ光束の出力を制御して、レーザ加工光学系による加工位置を制御することを特徴とするものである。
[Configuration 3]
In the laser processing apparatus having the
〔構成4〕
構成1乃至構成3のいずれか一を有するレーザ加工装置において、加工用レーザ光束は、発振パルス幅が1フェムト秒乃至300フェムト秒で、かつ、ピークパワーが1GW乃至100GWのフェムト秒レーザであることを特徴とするものである。
[Configuration 4]
In the laser processing apparatus having any one of
〔構成5〕
加工対象物となる組織、器官、または、細胞の生体及び生体関連物質に対し加工用レーザ光束を集光して照射しこの加工用レーザ光束の照射位置を該加工対象物の表面、または、内部において走査することにより該加工対象物の該加工用レーザ光束が照射された部分を加工するレーザ加工方法であって、加工対象物における少なくとも加工用レーザ光束が照射される領域の形状情報を形状情報取得手段により取得し、形状情報に基づく画像を画像表示手段により表示し、画像表示手段が表示する画像に対応して入力手段により加工位置情報を入力し、加工位置情報に基づいて動作する制御手段を用いて加工対象物の加工用レーザの光軸に対する垂直な平面内における位置を調整し加工用レーザの集光位置と加工対象物との相対距離を調整し加工対象物に対して加工用レーザ光束を集光させて照射するとともにこの加工用レーザ光束の光路を偏向させ加工用レーザ光束の出力を制御して加工用レーザ光束による加工位置を制御して、加工対象物の代謝機能を改変させることを特徴とするものである。
[Configuration 5]
The processing laser beam is condensed and irradiated to the tissue, organ, or living body of the tissue, organ, or cell to be processed, and the biological related substance, and the irradiation position of the processing laser beam is set on the surface or inside of the processing target. A laser processing method for processing a portion of the processing object irradiated with the processing laser beam by scanning at least in a region of the processing object irradiated with the processing laser beam. Control means that is acquired by the acquisition means, displays an image based on the shape information by the image display means, inputs processing position information by the input means corresponding to the image displayed by the image display means, and operates based on the processing position information Is used to adjust the position of the workpiece in the plane perpendicular to the optical axis of the machining laser and adjust the relative distance between the focusing position of the machining laser and the workpiece. Condensing and irradiate the processing laser beam on the object and deflecting the optical path of the processing laser beam to control the output of the processing laser beam to control the processing position by the processing laser beam, thereby processing It is characterized by altering the metabolic function of the object.
〔構成6〕
構成5を有するレーザ加工方法において、加工対象物の全体の大きさが形状情報取得手段により形状情報を取得される領域よりも大きい場合においては、加工対象物に対して形状情報を取得される領域を移動させつつ加工位置情報を入力し、入力した加工位置情報に基づいて加工用レーザ光束の光路及び出力を制御して、加工用レーザ光束による加工位置を制御することを特徴とするものである。
[Configuration 6]
In the laser processing method having the
〔構成7〕
構成5を有するレーザ加工方法において、加工対象物において加工対象となる加工領域が点在している場合においては、形状情報取得手段により形状情報を取得される領域を移動させつつ、各加工領域について加工位置情報を入力し、入力した各加工位置情報に基づいてバッチ処理を行い、加工用レーザ光束の光路及び出力を制御して、レーザ加工光学系による加工位置を制御することを特徴とするものである。
[Configuration 7]
In the laser processing method having the
〔構成8〕
構成5乃至構成7のいずれか一を有するレーザ加工方法において、加工用レーザ光束として、発振パルス幅が1フェムト秒乃至300フェムト秒で、かつ、ピークパワーが1GW乃至100GWのフェムト秒レーザを用いることを特徴とするものである。
[Configuration 8]
In the laser processing method having any one of
本発明に係るレーザ加工装置は、〔構成1〕を有することにより、制御回路部は、入力手段に入力された加工位置情報に基づいて、偏向光学系の動作及び加工用レーザ光束の出力を制御して、レーザ加工光学系による加工位置を制御して、加工対象物となる組織、器官、または、細胞の生体及び生体関連物質の代謝機能を改変させるので、加工対象物における加工位置を、三次元的に、また、リアルタイムに制御することができ、加工対象物の内部にある加工位置に対しても、また、加工対象物が移動している場合であっても、正確な加工を行うことができる。 The laser processing apparatus according to the present invention has [Configuration 1], so that the control circuit unit controls the operation of the deflection optical system and the output of the processing laser beam based on the processing position information input to the input means. Then, by controlling the processing position by the laser processing optical system and altering the metabolic function of the tissue, organ, or cell that is the processing target and the biological related substance, the processing position in the processing target is tertiary Originally, it can be controlled in real time, and it is possible to perform accurate machining even for machining positions inside the workpiece and even when the workpiece is moving Can do.
本発明に係るレーザ加工装置は、〔構成2〕を有することにより、加工対象物の全体の大きさが加工時に形状情報取得手段及び画像表示手段により観察される領域よりも大きい場合においては、制御回路部は、加工対象物に対して観察される領域を移動させつつ入力された加工位置情報に基づいて、偏向光学系の動作及び加工用レーザ光束の出力を制御して、レーザ加工光学系による加工位置を制御するので、画像表示手段により観察される領域よりも大きい領域についての加工を行うことができる。 The laser processing apparatus according to the present invention has [Configuration 2], so that when the overall size of the processing object is larger than the region observed by the shape information acquisition unit and the image display unit during processing, the control is performed. The circuit unit controls the operation of the deflection optical system and the output of the processing laser beam based on the processing position information input while moving the region observed with respect to the processing target, and uses the laser processing optical system. Since the processing position is controlled, it is possible to perform processing on a region larger than the region observed by the image display means.
本発明に係るレーザ加工装置は、〔構成3〕を有することにより、加工対象物における加工領域が点在している場合において、制御回路部は、加工対象物に対して観察される領域を移動させつつ入力された各加工位置情報に基づいてバッチ処理を行い、偏向光学系の動作及び加工用レーザ光束の出力を制御して、レーザ加工光学系による加工位置を制御するので、点在している複数の加工領域について、それぞれ加工を行うことができる。 Since the laser processing apparatus according to the present invention has [Configuration 3], the control circuit unit moves the region observed with respect to the processing object when the processing regions of the processing object are scattered. The batch processing is performed based on each processing position information inputted while controlling the operation of the deflection optical system and the output of the processing laser beam, and the processing position by the laser processing optical system is controlled. Each of the plurality of processing regions can be processed.
本発明に係るレーザ加工装置は、〔構成4〕を有することにより、加工用レーザ光束は、発振パルス幅が1フェムト秒乃至300フェムト秒で、かつ、ピークパワーが1GW乃至100GWのフェムト秒レーザであるので、非熱加工が可能であり、また、透過性に優れるため、加工対象物の内部加工が可能であり、さらに、加工箇所の周辺の損傷が小さく、加工精度が高いという特性を有し、生体組織や細胞などに対する加工にも適している。 The laser processing apparatus according to the present invention has [Configuration 4], so that the processing laser beam is a femtosecond laser having an oscillation pulse width of 1 femtosecond to 300 femtoseconds and a peak power of 1 GW to 100 GW. Therefore, non-thermal processing is possible, and because it has excellent permeability, internal processing of the workpiece is possible, and further, there is a characteristic that damage around the processing location is small and processing accuracy is high. It is also suitable for processing biological tissues and cells.
そして、本発明に係るレーザ加工方法は、〔構成5〕を有することにより、制御手段により、入力した加工位置情報に基づいて、加工用レーザ光束の光路及び出力を制御して、加工用レーザ光束による加工位置を制御して、加工対象物となる組織、器官、または、細胞の生体及び生体関連物質の代謝機能を改変させるので、加工対象物における加工位置を、三次元的に、また、リアルタイムに制御することができ、加工対象物の内部にある加工位置に対しても、また、加工対象物が移動している場合であっても、正確な加工を行うことができる。 The laser processing method according to the present invention comprises [Configuration 5], and the control means controls the optical path and output of the processing laser beam based on the input processing position information, thereby processing the laser beam. Since the metabolic function of the living body and related substances of tissues, organs, or cells that become the processing target is modified by controlling the processing position by the processing target, the processing position in the processing target is three-dimensionally and in real time. Therefore, accurate machining can be performed even with respect to the machining position inside the workpiece and even when the workpiece is moving.
本発明に係るレーザ加工方法は、〔構成6〕を有することにより、加工対象物の全体の大きさが加工時に形状情報取得手段により形状情報を取得される領域よりも大きい場合においては、加工対象物に対して形状情報を取得される領域を移動させつつ入力された加工位置情報に基づいて、加工用レーザ光束の光路及び出力を制御して、加工用レーザ光束による加工位置を制御するので、形状情報を取得される領域よりも大きい領域についての加工を行うことができる。 The laser processing method according to the present invention has [Configuration 6], and in the case where the entire size of the processing object is larger than the region where the shape information is acquired by the shape information acquisition means at the time of processing, Based on the processing position information input while moving the region where the shape information is acquired with respect to the object, the optical path and output of the processing laser beam are controlled to control the processing position by the processing laser beam. It is possible to perform processing on a region larger than the region from which shape information is acquired.
本発明に係るレーザ加工方法は、〔構成7〕を有することにより、加工対象物において加工領域が点在している場合においては、加工対象物に対して形状情報を取得される領域を移動させつつ入力された各加工位置情報に基づいてバッチ処理を行い、加工用レーザ光束の光路及び出力を制御して、加工用レーザ光束による加工位置を制御するので、点在している複数の加工領域について、それぞれ加工を行うことができる。 The laser processing method according to the present invention has [Configuration 7] to move the region where the shape information is acquired with respect to the processing target when the processing target is scattered in the processing target. However, batch processing is performed based on each processing position information inputted while controlling the optical path and output of the processing laser beam, and the processing position by the processing laser beam is controlled. Each can be processed.
本発明に係るレーザ加工方法は、〔構成8〕を有することにより、加工用レーザ光束は、発振パルス幅が1フェムト秒乃至300フェムト秒で、かつ、ピークパワーが1GW乃至100GWのフェムト秒レーザであるので、非熱加工が可能であり、また、透過性に優れるため、加工対象物の内部加工が可能であり、さらに、加工箇所の周辺の損傷が小さく、加工精度が高いという特性を有し、生体組織や細胞などに対する加工にも適している。 The laser processing method according to the present invention has [Configuration 8], so that the processing laser beam is a femtosecond laser having an oscillation pulse width of 1 femtosecond to 300 femtoseconds and a peak power of 1 GW to 100 GW. Therefore, non-thermal processing is possible, and because it has excellent permeability, internal processing of the workpiece is possible, and further, there is a characteristic that damage around the processing location is small and processing accuracy is high. It is also suitable for processing biological tissues and cells.
すなわち、本発明は、加工用レーザ光束の焦点を加工対象物における加工位置に対して正確に一致させることができ、また、生体組織や細胞など、加工対象物が加工中に移動するような動きのある加工対象について適用しても、レーザ加工の精度を向上させることができ、また、生体及び細胞の機能改変に用いることができるレーザ加工装置及びレーザ加工方法を提供することができるものである。 That is, according to the present invention, the focal point of the processing laser beam can be accurately matched to the processing position in the processing target, and the movement of the processing target such as a living tissue or cell moves during processing. Even when applied to a certain processing object, the accuracy of laser processing can be improved, and a laser processing apparatus and a laser processing method that can be used for functional modification of living bodies and cells can be provided. .
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
〔本発明に係るレーザ加工装置の構成〕
本発明に係るレーザ加工装置は、加工対象物に対して加工用レーザ光束を集光して照射し、この加工用レーザ光束の照射位置を加工対象物の表面、または、内部において走査することにより、加工対象物の加工用レーザ光束が照射された部分を加工する装置である。そして、本発明に係るレーザ加工方法は、本発明に係るレーザ加工装置を使用することによって実行される加工方法である。
[Configuration of Laser Processing Apparatus According to the Present Invention]
The laser processing apparatus according to the present invention collects and irradiates a processing laser beam on a processing object, and scans the irradiation position of the processing laser beam on the surface or inside of the processing object. An apparatus for processing a portion of a processing object irradiated with a processing laser beam. The laser processing method according to the present invention is a processing method executed by using the laser processing apparatus according to the present invention.
本発明に係るレーザ加工装置は、特に、組織、器官、または、細胞の生体及び生体関連物質を加工対象物とする場合に好適に使用することができ、この加工対象物の代謝機能を改変させる加工に適している。 The laser processing apparatus according to the present invention can be suitably used particularly when a living body of a tissue, an organ, or a cell and a biological substance are used as a processing target, and alters the metabolic function of the processing target. Suitable for processing.
図1は、本発明に係るレーザ加工装置の構成を示すブロック図である。 FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a laser processing apparatus according to the present invention.
本発明に係るレーザ加工装置は、図1に示すように、加工用レーザ光束1を対物レンズ2を介して集光し加工対象物3に対して照射することにより該加工対象物3に対する加工を行うレーザ加工光学系4を備えている。
As shown in FIG. 1, the laser processing apparatus according to the present invention collects a
このレーザ加工光学系4は、加工用レーザ光源5からの出射光束を加工用レーザ光束1として用い、この加工用レーザ光束1を対物レンズ2を介して加工対象物3上に集光して照射し、この加工対象物3に対するレーザ加工を行うものである。加工用レーザ光源5は、発振パルス幅が1フェムト秒乃至300フェムト秒で、かつ、ピークパワーが1GW乃至100GWのフェムト秒レーザであることが望ましい。この加工用レーザ光源5としては、例えば、フェムト秒チタンサファイアレーザを用いることができる。フェムト秒チタンサファイアレーザとしては、例えば、発振波長が800nm、周波数1kHz、パルス幅150fs(フェムト秒)、出力0.8mJ/pulseのものなどを使用することができる。
This laser processing optical system 4 uses a light beam emitted from a processing
加工用レーザ光束1は、第1の光学ユニット6内のミラー7、分岐用ハーフミラー8及び偏向光学系となるガルバノミラーユニット9を介して、対物レンズ2が内蔵された第2の光学ユニット10に入射される。
The
ガルバノミラーユニット9は、加工用レーザ光束1の光軸に直交するX軸方向に光束を偏向させる第1の偏向ミラーと、加工用レーザ光束1の光軸及びX軸に直交するY軸方向に光束を偏向させる第2の偏向ミラーとを有して構成され、加工用レーザ光束1の光路を2軸(XY軸)方向に偏向させる機能を有している。このガルバノミラーユニット9の各偏向ミラーは、制御回路部となる後述する制御コンピュータ20によって制御される。このガルバノミラーユニット9において、各偏向ミラーを経た加工用レーザ光束1は、リレーレンズ11,12を経て、第2の光学ユニット10に向けて出射される。
The
第2の光学ユニット10においては、加工用レーザ光束1は、ハーフミラー13により反射され、蛍光フィルタ14を透過して、対物レンズ2に入射される。対物レンズ2に入射された加工用レーザ光束1は、加工対象物3に集光して照射される。
In the second
対物レンズ2は、焦点調節手段となるピエゾ素子により、光軸方向(Z軸方向)に移動操作可能となっている。この対物レンズ2は、ピエゾ素子により、加工対象物3との相対距離が調整されるようになっている。そして、加工対象物3は、この加工対象物3を対物レンズ2の光軸に対して垂直な平面内において移動操作する移動操作手段となるXYステージ15の載置台上に支持されている。なお、加工対象物3は、XYステージ15の載置台上に吸引保持機構(バキュームチャック)によって固定されるようにしてもよい。このXYZステージ15は、制御回路部となる制御コンピュータ20により、インターフェイスを介して制御される。
The
このような加工用レーザ光束1の照射によって、加工対象物3に対して、極めて微細な孔開け加工などを行うことができる。加工対象物3は、例えば、ガラス板などの他、生体組織、細胞などである。
By such irradiation of the
なお、第2の光学ユニット10においては、透過照明(例えば、水銀ランプ)16からの照明光が、ミラー17を介して、XYステージ15の裏面側より加工対象物3に入射され、この加工対象物3を照明する。この場合、蛍光フィルタ14を透すことによって、蛍光観察も可能である。また、反射照明(例えば、ハロゲンランプ)18からの照明光が、ハーフミラー19を介して、加工用レーザ光1と同軸に加工対象物3に入射され、この加工対象物3を照明する。
In the second
そして、このレーザ加工装置は、加工対象物3における少なくとも加工用レーザ光束1が照射される領域の形状情報を取得する形状情報取得手段を備えている。このレーザ加工装置においては、形状情報取得手段として、レーザ加工光学系4と同軸に配置された共焦点光学系21と、レーザ加工光学系4と同軸に配置された撮像光学系22を介して加工対象物3の撮像を行う固体撮像素子(CCD)23とを備えている。
And this laser processing apparatus is provided with the shape information acquisition means which acquires the shape information of the area | region where the
共焦点光学系21は、測定用レーザ光源24からの測定用レーザ光束25をガルバノミラーユニット9及び対物レンズ2を介して加工対象物3に集光させ、この測定用レーザ光束25の加工対象物3により反射、または、散乱された光束を結像させ、この結像光を反射光量測定手段となる検出器26により検出することによって、形状情報として、加工対象物3の三次元形状データを取得するものである。
The confocal optical system 21 condenses the
測定用レーザ光束25を発する測定用レーザ光源24としては、例えば、発振波長が543nmであるヘリウム−ネオン(He−Ne)レーザを使用することができる。この測定用レーザ光源24より発せられた測定用レーザ光束25は、ハーフミラー27を介して集光レンズ28に入射され、この集光レンズ28によって、ピンホールマスク29のピンホール内に集光される。このピンホールを経た測定用レーザ光束25は、リレーレンズ30を経て、分岐用ハーフミラー8を透過して、ガルバノミラーユニット9に入射する。この測定用レーザ光束25は、分岐用ハーフミラー8を透過することによって、加工用レーザ光束1の光路に合流し、同軸となっている。すなわち、分岐用ハーフミラー8を透過した測定用レーザ光束25は、加工用レーザ光束1と同様に、ガルバノミラーユニット9を経て、第2の光学ユニット10に入射され、対物レンズ2に入射される。対物レンズ2に入射された測定用レーザ光束25は、加工対象物3に集光され、この加工対象物3の表面、または、内部の状態によって、反射、または、散乱される。
As the measurement
加工対象物3において反射、または、散乱された測定用レーザ光束25は、対物レンズ2及びガルバノミラーユニット9を経て、分岐用ハーフミラー8に戻る。測定用レーザ光束25は、この分岐用ハーフミラー8を透過し、リレーレンズ30によって、ピンホールマスク29のピンホール内に集光される。このピンホールを経た測定用レーザ光束25は、集光レンズ28を経て、ハーフミラー27を透過して、検出器26によって受光される。この共焦点光学系11において、ピンホールマスク29は、対物レンズ2による測定用レーザ光束25の焦点と共役な位置に配置されている。
The
固体撮像素子23は、撮像レンズ22、ハーフミラー13及び対物レンズ2を介して、加工対象物3を撮像し、形状情報として、加工対象物3の二次元形状データを取得する。この固体撮像素子23が撮像を行う光路は、ハーフミラー13より対物レンズ2に亘って、加工用レーザ光束1の光路に合流し、同軸となっている。
The solid-
そして、このレーザ加工装置は、共焦点光学系21、または、固体撮像素子23により得られた形状情報に基づいて、画像を表示する画像表示手段となるモニタ32を有している。このモニタ32は、制御コンピュータ20に付属するモニタである。また、このレーザ加工装置は、モニタ32により表示される画像に対応して加工位置情報が入力される入力手段となるマウス33を有している。このマウス33は、制御コンピュータ20に付属する入力装置である。なお、この入力手段としては、マウス33に代えて、ライトペンや、その他の入力装置を用いてもよい。
And this laser processing apparatus has the
そして、このレーザ加工装置において、制御コンピュータ20は、マウス33により入力された加工位置情報に基づいて、XYステージ15、対物レンズ2を移動させるピエゾ素子及びガルバノミラーユニット9の動作並びに加工用レーザ光束1の出力を制御して、レーザ加工光学系4による加工位置を制御する。
In this laser processing apparatus, the control computer 20 operates the
すなわち、制御コンピュータ20は、共焦点光学系21により得られた三次元形状データに対応してマウス33により入力された加工位置情報を記憶し、記憶された加工位置情報に基づいて、順次レーザ加工を行う。なお、測定用レーザ光束25と加工用レーザ光束1とは、予め波長の差がわかっており、各波長における対物レンズ2の焦点距離の差も予め知ることができるので、測定用レーザ光束25による合焦位置がわかれば、この位置に基づいて、加工用レーザ光束1についての合焦位置を決定することができる。このようにして決定される合焦位置は、誤差が10nm程度以下の精度を有して決定することができる。
That is, the control computer 20 stores the processing position information input by the
また、加工用レーザ光束1の合焦位置と測定用レーザ光束25の合焦位置との誤差が10nm程度以下であることにより、加工位置情報と実際の加工位置との誤差も、10nm程度以下とすることができる。
Further, since the error between the in-focus position of the
また、制御コンピュータ20は、固体撮像素子23により得られた二次元形状データ(観察画像)に対応してマウス33により入力された加工位置情報に基づいて、リアルタイムでレーザ加工を行う。
The control computer 20 performs laser processing in real time based on the processing position information input by the
〔本発明に係るレーザ加工装置の動作(1)〕
(1)装置のアライメントについて
このレーザ加工装置を用いてレーザ加工を行うには、まず、装置のアライメントを行う。このアライメントは、以下の手順で行う。
[Operation (1) of Laser Processing Apparatus According to the Present Invention]
(1) About alignment of apparatus In order to perform laser processing using this laser processing apparatus, first, alignment of the apparatus is performed. This alignment is performed according to the following procedure.
図2は、本発明に係るレーザ加工装置におけるアライメント手順を示すフローチャートである。 FIG. 2 is a flowchart showing an alignment procedure in the laser processing apparatus according to the present invention.
すなわち、図2のフローチャートに示すように、ステップst1で、各光学ユニット6,10及びガルバノミラーユニット9を配置する。
That is, as shown in the flowchart of FIG. 2, in step st1, the
次に、ステップst2で、共焦点光学系21を調整し、測定用レーザ光源24からの測定用レーザ光束25をガルバノミラーユニット9へ導く。
Next, in step st <b> 2, the confocal optical system 21 is adjusted, and the
ステップst3では、加工用レーザ光源5からの加工用レーザ光束1を第1の光学ユニット6に導入する。
In step st <b> 3, the
ステップst4では、加工用レーザ光源5を調整し、加工用レーザ光束1をガルバノミラーユニット9へ導く。このとき、測定用レーザ光束25と加工用レーザ光束1とが同軸になるようにする。
In step st4, the processing
ステップst5では、ガルバノミラーユニット9の内部のガルバノミラーを調整し、測定用レーザ光束25及び加工用レーザ光束1を第2の光学ユニット10へ導く。
In step st5, the galvanometer mirror inside the
ステップst6では、ガルバノミラーユニット9の出射端レンズの焦点位置に対物レンズ2の入射瞳が一致するように、第2の光学ユニット10を調整する。
In step st6, the second
ステップst7では、測定用レーザ光束25及び加工用レーザ光束1が加工対象物3に対して垂直に照射されるように、第2の光学ユニット10を調整する。
In step st7, the second
次のステップst8では、測定用レーザ光束25の集光位置を加工用レーザ光束1の集光位置に合わせる。
In the next step st8, the condensing position of the
すなわち、まず、表面が平坦な加工対象物3をXYステージ15上に置く。次に、十分にエネルギーを減衰させた加工用レーザ光束1を加工対象物3に照射し、加工用レーザ光束1の集光部でのみ加工対象物3が加工されるようにして、この結果から、加工用レーザ光束1の集光位置と加工対象物3の表面位置とを厳密に合わせる。そして、測定用レーザ光束25を加工対象物3に照射しながら、共焦点光学系21を構成するレンズ位置を前後させる。このようにレンズを移動させると、測定用レーザ光束25の集光位置も前後する。共焦点の原理から、測定用レーザ光束25の集光位置が加工対象物3の表面位置に一致したとき、検出器26で得られる信号強度が最大となる。すなわち、検出器26で得られる信号強度が最大となるレンズ位置を求めることにより、測定用レーザ光束25の集光位置が加工対象物3の表面位置に一致する。この調整作業により、加工用レーザ光束1と測定用レーザ光束25の集光位置が一致する。
That is, first, the
このようにして、測定用レーザ光束25及び加工用レーザ光束1の集光位置を一致させると、共焦点光学系21により取得した加工対象物3の三次元データに基づくレーザ加工が可能になる。
In this way, when the converging positions of the
そして、ステップst9では、撮像レンズ22の焦点位置(撮像被写界面)を、加工用レーザ光束1の集光位置に合わせる。すなわち、固体撮像素子23及び撮像レンズ22の取り付け角度を合わせ、焦点位置(撮像被写界)を調整して、加工用レーザ光束1の集光位置と撮像レンズ22のの焦点位置とを一致させる。
In step st <b> 9, the focal position (imaging subject interface) of the
まず、表面が平坦な加工対象物3をXYステージ15上に置く。次に、加工用レーザ光束1の集光位置と加工対象物3の表面の位置とを一致させる。そして、固体撮像素子23及び撮像レンズ22を取り付けているアダプタのフォーカス調整機構を調整しながら、モニタ32上において、観察像のフォーカスを合わせる。次に、測定用レーザ光束25を加工対象物3に照射しながら、XY軸のガルバノミラーを動かす。このとき、測定用レーザ光束25の集光点の移動軌跡が、観察像内において水平、または、垂直であることを確認する。集光点の移動軌跡が斜めになっている場合には、固体撮像素子23の取り付け角度を調整する。この調整作業によって、加工用レーザ光束1の集光位置と撮像レンズ22の焦点位置とが一致し、また、固体撮像素子23による観察像が正しく表示される。
First, the
このように、固体撮像素子23による観察像と、ガルバノミラーのポジション(X軸及びY軸)とを関連づけることにより、観察画像に基づいて、リアルタイムにレーザ加工を行うことが可能になる。
Thus, by associating the observation image by the solid-
そして、ステップst10では、固体撮像素子23による観察画像と、ガノバノミラーのポジションとを関連づける。すなわち、観察画像における各ピクセルに対するガルバノミラーのポジションを関連づける。
In step st10, the observation image obtained by the solid-
まず、表面が平坦な加工対象物3をXYステージ15上に置く。次に、撮像レンズ22のフォーカスを合わせ、また、測定用レーザ光束25を加工対象物3に照射する。そして、固体撮像素子23による観察画像内に測定用レーザ光束25の集光部が現れるように、XY軸のガルバノミラーを動かす。ここで、測定用レーザ光束25の集光部のピクセル位置と、このときのXY軸ガルバノミラーのポジションとを対応させて登録する。さらに、測定用レーザ光束25が別の任意の位置に集光するようにXY軸ガルバノミラーを動かし、このときの集光部のピクセル位置と、XY軸ガルバノミラーのポジションとを対応させて登録する。この調整作業によって、固体撮像素子23のピクセル毎に、各ガルバノミラーのポジションが関連づけられる。
First, the
(2)共焦点光学系を用いてレーザ加工を行う場合
図3は、本発明に係るレーザ加工装置における加工手順を示すフローチャートである。
(2) When performing laser processing using a confocal optical system FIG. 3 is a flowchart showing a processing procedure in a laser processing apparatus according to the present invention.
共焦点光学系21を用いてレーザ加工を行う場合には、図3のフローチャートに示すように、ステップst11において、加工対象物3をXYステージ15上に設置する。このとき、マニピュレータを用いて、加工対象物3の位置を調整し、また、XYステージ15を操作して、加工対象物3をレーザ加工が可能な領域内に収める。
When laser processing is performed using the confocal optical system 21, the
次に、ステップst12に進み、共焦点光学系21により、三次元形状データを取得する。すなわち、共焦点光学系21による測定用レーザ光束25の集光点を加工対象物3に対して走査し、検出器26で得られる信号強度を制御コンピュータ20により記録してゆく。測定用レーザ光束25の集光点の走査を、加工対象物3の表面上のみならず、加工対象物3の内部に亘って行うことにより、加工対象物3の三次元形状データを取得することができる。この走査は、ガルバノミラーユニット9及び対物レンズ2を移動させるピエゾ素子を制御することによって行う。
Next, proceeding to step st12, the confocal optical system 21 acquires three-dimensional shape data. That is, the converging point of the
そして、ステップst13では、加工データを作成する。すなわち、制御コンピュータ20に記憶された三次元形状データに基づいて、レーザ加工を行うべき箇所を指定(加工位置情報を入力)する。この加工箇所の指定は、図4に示すように、三次元形状データを画像化してモニタ32に表示させ、このように画像化された三次元形状データ上においてマウス33を用いて行うことができる。例えば、マウス33により、所定の領域34を囲むようにしてプロットすることによって、プロットされた領域34内を加工領域として指定することができる。
In step st13, machining data is created. That is, based on the three-dimensional shape data stored in the control computer 20, a location where laser processing is to be performed is specified (processing position information is input). As shown in FIG. 4, the processing location can be specified by imaging the three-dimensional shape data and displaying it on the
また、加工箇所の指定は、三次元形状データに基づいて、キーボード等による数値の入力によっても行うことができる。 The processing location can also be specified by inputting numerical values using a keyboard or the like based on the three-dimensional shape data.
ステップst14では、加工条件を指定する。すなわち、加工深さ(焦点位置)、走査速度、加工回数、加工エネルギーなど、レーザ加工における種々の条件を指定する。この指定は、制御コンピュータ20に対する入力によって行う。 In step st14, processing conditions are specified. That is, various conditions in laser processing such as processing depth (focus position), scanning speed, number of processing, processing energy, etc. are specified. This designation is performed by input to the control computer 20.
そして、ステップst15では、制御コンピュータ20が、XYステージ15、対物レンズ2を移動させるピエゾ素子及びガルバノミラーユニット9の動作並びに加工用レーザ光束1の出力を制御して、レーザ加工光学系4によるレーザ加工を行う。
In
このとき、共焦点光学系21により得られた三次元形状データと加工用レーザ光束1の合焦位置とは、前述したように、誤差が10nm程度以下の精度で一致しているので、三次元形状データに基づいて加工箇所の指定を行うことにより、正確に所望の箇所を加工することができる。
At this time, since the three-dimensional shape data obtained by the confocal optical system 21 and the in-focus position of the
(3)固体撮像素子を用いてレーザ加工を行う場合
固体撮像素子23を用いてレーザ加工を行う場合には、図3のフローチャートに示すように、ステップst11において、加工対象物3をXYステージ15上に設置した後、ステップst16に進む。
(3) When laser processing is performed using the solid-state imaging device When laser processing is performed using the solid-
ステップst16では、固体撮像素子23により、二次元形状データ(観察画像)を取得する。このとき、透過照明(例えば、水銀ランプ)16、または、反射照明(例えば、ハロゲンランプ)18により、加工対象物3を照明する。
In step st <b> 16, two-dimensional shape data (observation image) is acquired by the solid-
固体撮像素子23により取得された二次元形状データ(観察画像)は、制御コンピュータ20のモニタ32に、画像として表示する。
The two-dimensional shape data (observation image) acquired by the solid-
そして、ステップst17では、加工位置を入力しながら、リアルタイムでレーザ加工を行う。すなわち、制御コンピュータ20により表示された二次元形状データ(観察画像)に基づいて、レーザ加工を行うべき箇所を指定(加工位置情報を入力)する。この加工箇所の指定は、図4に示すように、二次元形状データを画像化してモニタ32に表示させ、このように画像化された二次元形状データ上においてマウス33を用いて行うことができる。例えば、マウス33により、所定の箇所をプロットすることによって、プロットされた箇所を加工位置として指定することができる。
In step st17, laser processing is performed in real time while inputting the processing position. That is, based on the two-dimensional shape data (observation image) displayed by the control computer 20, a location where laser processing is to be performed is specified (processing position information is input). As shown in FIG. 4, the processing location can be specified by imaging the two-dimensional shape data and displaying it on the
このとき、制御コンピュータ20は、XYステージ15、対物レンズ2を移動させるピエゾ素子及びガルバノミラーユニット9の動作並びに加工用レーザ光束1の出力を制御して、リアルタイムにレーザ加工光学系4によるレーザ加工を行う。なお、加工深さ(焦点位置)や加工エネルギーなどの加工条件については、予め指定しておく。この指定は、制御コンピュータ20に対する入力によって行っておく。
At this time, the control computer 20 controls the operation of the
このとき、前述したアライメントによって、固体撮像素子23のピクセル毎に各ガルバノミラーのポジションが関連づけられているので、モニタ32に表示された二次元形状データに基づいて加工箇所の指定を行うことにより、正確に所望の箇所を加工することができる。
At this time, since the position of each galvanometer mirror is associated with each pixel of the solid-
〔本発明に係るレーザ加工装置の動作(2)〕
図5は、本発明に係るレーザ加工装置において、加工対象となる加工対象物全体の大きさが加工時の観察領域よりも大きい場合にレーザ加工を行うべき箇所を指定する操作を示す正面図である。
[Operation (2) of Laser Processing Apparatus According to the Present Invention]
FIG. 5 is a front view showing an operation of designating a place where laser processing is to be performed when the size of the entire processing target to be processed is larger than the observation region during processing in the laser processing apparatus according to the present invention. is there.
本発明に係るレーザ加工装置において、図5に示すように、加工対象となる加工対象物全体の大きさ(加工対象物101を囲む加工領域34)が加工時の観察領域(カメライメージエリア)102よりも大きい場合には、加工対象物101に対して観察領域102を移動させつつ、モニタ32上において、マウス33により加工領域34を囲んでプロットすることによって、プロットされた領域34内を加工領域として指定することができる。そして、指定された加工領域34に対する加工を行うことができる。
In the laser processing apparatus according to the present invention, as shown in FIG. 5, the size of the entire processing object to be processed (
図6は、本発明に係るレーザ加工装置において、加工対象となる加工領域が点在している場合にレーザ加工を行うべき箇所を指定する操作を示す正面図である。 FIG. 6 is a front view showing an operation for designating a place where laser processing is to be performed when the processing regions to be processed are scattered in the laser processing apparatus according to the present invention.
図7は、本発明に係るレーザ加工装置において、加工対象となる加工領域が点在している場合に、モニタ上において加工領域を指定する操作を示す正面図である。 FIG. 7 is a front view showing an operation of designating a processing area on a monitor when processing areas to be processed are scattered in the laser processing apparatus according to the present invention.
また、図6に示すように、加工対象となる加工領域34a,34b,34c,34dが、観察領域102内、または、加工時の観察領域102よりも広い領域に亘って点在している場合には、図7に示すように、モニタ32上において、マウス33により各加工領域34a,34b,34c,34dを指定したうえ、各加工領域34a,34b,34c,34dについてバッチ処理を行うことにより、各加工領域34a,34b,34c,34dに対する加工を順次行うことができる。また、この場合においては、各加工領域34a,34b,34c,34dごとに、異なる加工を行うこともできる。
In addition, as shown in FIG. 6, when the
また、本発明に係るレーザ加工装置において、加工対象物に厚みがある場合において、この加工対象物に刳り貫き加工を行う場合には、以下のようにして、操作の単純化を図ることができる。 Further, in the laser processing apparatus according to the present invention, when the processing object has a thickness, when performing the punching process on the processing object, the operation can be simplified as follows. .
図8は、本発明に係るレーザ加工装置における刳り貫き加工の操作画面を示す正面図である。 FIG. 8 is a front view showing an operation screen for punching in the laser machining apparatus according to the present invention.
すなわち、厚みのある加工対象物に対する刳り貫き加工を行う場合には、図8に示すように、モニタ32上において、マウス33を用いて、刳り貫き加工の深さを示す直線35をプロットすることにより、加工深さを指定することができる。
That is, when punching a thick workpiece, as shown in FIG. 8, a
図9は、本発明に係るレーザ加工装置において使用するマウスの構成を示す斜視図である。 FIG. 9 is a perspective view showing the structure of a mouse used in the laser processing apparatus according to the present invention.
この場合において、刳り貫き加工の深さの指定は、図9に示すように、マウス33のホイール33aを回転操作することによって行うことができる。なお、マウス33は、横方向への移動によりx座標成分の入力ができ、縦方向への移動によりy座標成分の入力ができるようになっており、ホイール33aを回転によってz座標成分(深さ)の入力が行えるようにしたものである。
In this case, the depth of the punching process can be specified by rotating the
図10は、本発明に係るレーザ加工装置において、照射パルス数を指定するウィンドを示す正面図である。 FIG. 10 is a front view showing a window for designating the number of irradiation pulses in the laser processing apparatus according to the present invention.
また、このレーザ加工装置において、照射する加工用レーザ光束1のパルス数の指定は、図10に示すように、マウス33を右クリックすることによって、モニタ32上にサブウィンド32aを表示させ、このサブウィンド32a内に表示されるパルス数を示す数値を選択(左クリック)することによって行うことができる。
Further, in this laser processing apparatus, the number of pulses of the
1 加工用レーザ光束
2 対物レンズ
3 加工対象物
4 レーザ加工光学系
5 加工用レーザ光源
9 ガルバノミラーユニット
15 XYZステージ
20 制御コンピュータ
21 共焦点光学系
24 測定用レーザ光源
25 測定用レーザ光束
26 検出器
32 モニタ
33 マウス
DESCRIPTION OF
Claims (8)
加工用レーザ光源からの上記加工用レーザ光束を対物レンズを介して集光させ、上記加工対象物に対して照射することにより、該加工対象物に対する加工を行うレーザ加工光学系と、
上記加工用レーザ光束の光路を偏向させる偏向光学系と、
上記加工対象物を上記対物レンズの光軸に対して垂直な平面内において移動操作する移動操作手段と、
上記対物レンズと上記加工対象物との相対距離を調整する焦点調節手段と、
上記加工対象物における少なくとも上記加工用レーザ光束が照射される領域の形状情報を取得する形状情報取得手段と、
上記形状情報取得手段により得られた形状情報に基づく画像を表示する画像表示手段と、
上記画像表示手段により表示される画像に対応した加工位置情報が入力される入力手段と、
上記移動換作手段、上記焦点調節手段及び上記偏向光学系の動作並びに上記加工用レーザ光束の出力を制御する制御回路部と
を備え、
上記制御回路部は、上記入力手段に入力された加工位置情報に基づいて、上記偏向光学系の動作及び上記加工用レーザ光束の出力を制御して、上記レーザ加工光学系による加工位置を制御して、上記加工対象物の代謝機能を改変させる
ことを特徴とするレーザ加工装置。 A processing laser beam is condensed and irradiated on a tissue, an organ, or a living body of a cell and a biological related substance as a processing target, and the irradiation position of the processing laser beam is set on the surface of the processing target, or , A laser processing apparatus for processing a portion irradiated with the processing laser beam of the processing object by scanning inside,
A laser processing optical system for processing the processing object by condensing the processing laser beam from the processing laser light source via an objective lens and irradiating the processing object;
A deflection optical system for deflecting the optical path of the processing laser beam;
Moving operation means for moving the workpiece in a plane perpendicular to the optical axis of the objective lens;
A focus adjusting means for adjusting a relative distance between the objective lens and the workpiece;
Shape information acquisition means for acquiring shape information of at least the region irradiated with the processing laser beam in the processing object;
Image display means for displaying an image based on the shape information obtained by the shape information acquisition means;
Input means for inputting processing position information corresponding to the image displayed by the image display means;
A control circuit unit for controlling the operation of the movement conversion unit, the focus adjustment unit, the deflection optical system, and the output of the processing laser beam,
The control circuit section controls the operation of the deflection optical system and the output of the processing laser beam based on the processing position information input to the input means to control the processing position by the laser processing optical system. A laser processing apparatus characterized by altering the metabolic function of the processing object.
上記加工対象物に対して、観察される領域を移動させつつ、加工位置情報を入力され、
上記制御回路部は、入力された加工位置情報に基づいて、上記偏向光学系の動作及び上記加工用レーザ光束の出力を制御して、上記レーザ加工光学系による加工位置を制御する
ことを特徴とする請求項1記載のレーザ加工装置。 In the case where the overall size of the processing object is larger than the area observed by the shape information acquisition unit and the image display unit during processing,
With respect to the processing object, processing position information is input while moving the observed region,
The control circuit unit controls the processing position by the laser processing optical system by controlling the operation of the deflection optical system and the output of the processing laser beam based on the input processing position information. The laser processing apparatus according to claim 1.
上記形状情報取得手段及び上記画像表示手段により観察される領域を移動させつつ、各加工領域について加工位置情報を入力され、
上記制御回路部は、入力された各加工位置情報に基づいてバッチ処理を行い、上記偏向光学系の動作及び上記加工用レーザ光束の出力を制御して、上記レーザ加工光学系による加工位置を制御する
ことを特徴とする請求項1記載のレーザ加工装置。 In the case where the processing object to be processed is scattered in the processing object,
While moving the region observed by the shape information acquisition unit and the image display unit, processing position information is input for each processing region,
The control circuit unit performs batch processing based on each input processing position information, controls the operation of the deflection optical system and the output of the processing laser beam, and controls the processing position by the laser processing optical system. The laser processing apparatus according to claim 1, wherein:
ことを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか一に記載のレーザ加工装置。 The processing laser beam is a femtosecond laser having an oscillation pulse width of 1 femtosecond to 300 femtoseconds and a peak power of 1 GW to 100 GW. The laser processing apparatus as described in.
上記加工対象物における少なくとも上記加工用レーザ光束が照射される領域の形状情報を形状情報取得手段により取得し、
上記形状情報に基づく画像を画像表示手段により表示し、
上記画像表示手段が表示する画像に対応して入力手段により加工位置情報を入力し、
上記加工位置情報に基づいて動作する制御手段を用いて、上記加工対象物の上記加工用レーザの光軸に対する垂直な平面内における位置を調整し、上記加工用レーザの集光位置と上記加工対象物との相対距離を調整し、上記加工対象物に対して上記加工用レーザ光束を集光させて照射するとともに、この加工用レーザ光束の光路を偏向させ、上記加工用レーザ光束の出力を制御して、上記加工用レーザ光束による加工位置を制御して、上記加工対象物の代謝機能を改変させる
ことを特徴とするレーザ加工方法。 A processing laser beam is condensed and irradiated on a tissue, an organ, or a living body of a cell and a biological related substance as a processing target, and the irradiation position of the processing laser beam is set on the surface of the processing target, or , A laser processing method for processing a portion irradiated with the processing laser beam of the processing object by scanning inside,
The shape information acquisition unit obtains shape information of at least the region irradiated with the processing laser beam in the processing object,
An image based on the shape information is displayed by the image display means,
Corresponding to the image displayed by the image display means, the processing position information is input by the input means,
Using a control means that operates based on the processing position information, the position of the processing object in a plane perpendicular to the optical axis of the processing laser is adjusted, and the focusing position of the processing laser and the processing target are adjusted. Adjusting the relative distance to the workpiece, condensing and irradiating the machining laser beam on the workpiece, and deflecting the optical path of the machining laser beam to control the output of the machining laser beam Then, the processing position by the laser beam for processing is controlled to modify the metabolic function of the processing object.
上記加工対象物に対して、形状情報を取得される領域を移動させつつ、加工位置情報を入力し、
入力した加工位置情報に基づいて、上記加工用レーザ光束の光路及び出力を制御して、上記加工用レーザ光束による加工位置を制御する
ことを特徴とする請求項5記載のレーザ加工方法。 In the case where the overall size of the processing object is larger than the area where the shape information is acquired by the shape information acquisition means,
While moving the region where the shape information is acquired for the processing object, input processing position information,
6. The laser processing method according to claim 5, wherein the processing position by the processing laser beam is controlled by controlling an optical path and an output of the processing laser beam based on the input processing position information.
上記形状情報取得手段により形状情報を取得される領域を移動させつつ、各加工領域について加工位置情報を入力し、
入力した各加工位置情報に基づいてバッチ処理を行い、上記加工用レーザ光束の光路及び出力を制御して、上記レーザ加工光学系による加工位置を制御する
ことを特徴とする請求項5記載のレーザ加工方法。 In the case where the processing object to be processed is scattered in the processing object,
While moving the region where the shape information is acquired by the shape information acquisition means, input processing position information for each processing region,
6. The laser according to claim 5, wherein batch processing is performed based on each inputted processing position information, and a processing position by the laser processing optical system is controlled by controlling an optical path and an output of the processing laser beam. Processing method.
ことを特徴とする請求項5乃至請求項7のいずれか一に記載のレーザ加工方法。 The femtosecond laser having an oscillation pulse width of 1 femtosecond to 300 femtoseconds and a peak power of 1 GW to 100 GW is used as the processing laser beam. The laser processing method as described in.
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