JP2014073522A - Laser beam machining apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、レーザ加工装置に関する。 The present invention relates to a laser processing apparatus.
従来より、レーザ光を被加工物に照射し、微細溝または微細孔等の加工を行うレーザ加工装置が知られている。レーザ加工では、レーザ光を被加工物に照射したときのレーザアブレーションにより、被加工物から加工飛散物(以下「デブリス」という。)が発生する。
特許文献1に記載のレーザ加工装置は、被加工物にレーザ光が照射された加工点の周囲にアシストガスによる旋回流を発生させ、レーザ加工時に発生したデブリスをアシストガスとともにノズルに吸引している。このとき、比較的質量の大きい液状のデブリスは、遠心力により旋回流の外側へ移動し、レーザ光の光路から除外される。
2. Description of the Related Art Conventionally, there has been known a laser processing apparatus that irradiates a workpiece with laser light and processes fine grooves or fine holes. In laser processing, processing scattered matter (hereinafter referred to as “debris”) is generated from the workpiece by laser ablation when the workpiece is irradiated with laser light.
The laser processing apparatus described in Patent Document 1 generates a swirl flow by assist gas around a processing point at which a workpiece is irradiated with laser light, and sucks debris generated during laser processing together with the assist gas to a nozzle. Yes. At this time, the liquid debris having a relatively large mass moves to the outside of the swirling flow due to the centrifugal force and is excluded from the optical path of the laser beam.
ところで、レーザ加工装置に使用するレーザ光のパルス幅を例えば10ピコ秒以下の超短パルスとした場合、レーザ加工時に発生するデブリスが粒子の小さい粉状になり、高速で移動する。この場合、特許文献1に記載の技術では、デブリスが移動するエネルギに対し、デブリスを吸引するエアのエネルギが小さいので、ノズルにデブリスを吸引することが困難になる。ノズルに回収されなかったデブリスがレーザ光の光路上に存在すると、そのデブリスがレーザ光のエネルギを吸収し、加工効率が低下するという問題が生じる。
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、レーザ加工時に発生するデブリスを排除し、レーザ加工を高効率に行うことの可能なレーザ加工装置を提供することを目的とする。
By the way, when the pulse width of the laser beam used in the laser processing apparatus is set to an ultrashort pulse of, for example, 10 picoseconds or less, debris generated at the time of laser processing becomes powder with small particles and moves at high speed. In this case, in the technique described in Patent Document 1, it is difficult to suck the debris into the nozzle because the energy of the air that sucks the debris is smaller than the energy that the debris moves. When debris that has not been collected by the nozzle is present on the optical path of the laser light, the debris absorbs the energy of the laser light, resulting in a problem that the processing efficiency is lowered.
The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a laser processing apparatus that can eliminate debris generated during laser processing and perform laser processing with high efficiency.
本発明は、レーザ発振器から発振された光を被加工物に照射して加工を行うレーザ加工装置において、集光レンズと被加工物との間の光路に集光またはスパークによるエネルギを供給し、レーザ加工時に被加工物から発生するデブリスを光路から排除することを特徴とする。
集光またはスパークによる爆発エネルギによって空気の膨張が生じ、光路からデブリスが排除される。これにより、レーザ発振器から発振された光がデブリスに吸収されることなく被加工物に照射される。したがって、レーザ発振器から発振される光のエネルギ損失が低減され、レーザ加工の加工効率を高めることができる。
The present invention provides a laser processing apparatus for performing processing by irradiating a workpiece with light oscillated from a laser oscillator, supplying energy by condensing or sparking to an optical path between a condenser lens and the workpiece, Debris generated from the workpiece during laser processing is excluded from the optical path.
Explosion energy due to light collection or sparks causes air expansion and eliminates debris from the optical path. Thereby, the light oscillated from the laser oscillator is irradiated onto the workpiece without being absorbed by the debris. Therefore, the energy loss of the light oscillated from the laser oscillator is reduced, and the processing efficiency of laser processing can be increased.
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
(第1実施形態)
本発明の第1実施形態を図1及び図2に示す。本実施形態によるレーザ加工装置1は、金属または半導体などの被加工物2にレーザ光を照射し、レーザアブレーションによって被加工物2に微細溝または微細孔の加工を行うものである。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(First embodiment)
A first embodiment of the present invention is shown in FIGS. The laser processing apparatus 1 according to the present embodiment irradiates a
図1に示すように、レーザ加工装置1は、レーザ発振器3、ミラー4、集光レンズ5、一対の電極6,7及びスイッチ8などを備えている。
レーザ発振器3は、パルス幅が10ピコ秒以下の超短パルス光を発振するものである。レーザ発振器3が発振した光は、ミラー4に反射し、載置台9に設置された被加工物2に向けて照射される。
ミラー4と被加工物2との間に設けられた集光レンズ5は、レーザ発振器3が発振した光を被加工物2の加工点10に集光する。被加工物2の加工点10では、プラズマの発生とともに表面の構成物質が分子、原子、クラスタ等となって爆発的に放出される。これにより、被加工物2の加工点10に、例えば直径数十〜数百μmの微細溝または微細孔の加工が行われる。このレーザ加工時には、被加工物2の加工点10から粒子の小さい粉状のデブリスが発生する。
As shown in FIG. 1, the laser processing apparatus 1 includes a
The
A
1対の電極6,7は、集光レンズと被加工物2との間の光路上またはその光路の周囲でスパークするように設けられている。ここで「光路の周囲」とは、スパークによる爆発エネルギを光路に供給することの可能な範囲をいう。図1において、レーザ発振器3が発振したパルス光の光路を符号Lで示している。
電極6,7に電気的に接続されたスイッチ8がオンされると、電源11から電極6,7に電圧が印加され、電極間にスパークが生じる。このスパークによる爆発エネルギ、即ち、空気の膨張及び衝撃力により、矢印Aに示すように、光路からデブリスが排除される。電極間のスパークは、被加工物2の加工点10の近傍で行われることが好ましい。
第1実施形態において、電極6,7、スイッチ8および電源11は、特許請求の範囲に記載の「排除手段」を構成する。
The pair of
When the
In the first embodiment, the
制御手段12は、コンピュータなどから構成され、レーザ発振器3のパルス光の照射と、電極6,7のスイッチ8のオンオフとが同期するように制御する。
図2に示すように、制御手段12は、レーザ発振器3がパルス光を照射していないとき、電極6,7のスイッチ8をオンする。これにより、電極間にスパークが生じ、その爆発エネルギがパルス光の光路へ供給される。
一方、制御手段12は、レーザ発振器3がパルス光を照射しているとき、電極6,7のスイッチ8をオフする。これにより、電極間のスパークが消滅する。
The control means 12 is composed of a computer or the like, and controls the irradiation of the pulsed light from the
As shown in FIG. 2, the control means 12 turns on the
On the other hand, the control means 12 turns off the
レーザ加工装置1による被加工物2の加工方法を説明する。
載置台9に被加工物2を設置し、レーザ発振器3からパルス光を発振する。そのパルス光は、ミラー4に反射し、集光レンズ5によって被加工物2の加工点10に集光する。これにより、被加工物2の加工点10にレーザ加工が行われると共に、その加工点10からデブリスが飛散する。
A method for processing the
The
レーザ発振器3がパルス光を照射していないとき、制御手段12が電極6,7のスイッチ8をオンする。すると、電極間でスパークが生じ、その爆発エネルギにより、矢印Aに示すように、光路からデブリスが排除される。
次にレーザ発振器3がパルス光を照射するとき、制御手段12は、電極6,7のスイッチ8をオフする。このとき、パルス光の光路上にデブリスが存在することなく、パルス光は被加工物2に直接照射される。
レーザ発振器3からパルス光が断続的に被加工物2に照射され、被加工物2の加工点10に微細溝または微細孔が形成される。
When the
Next, when the
Pulsed light is intermittently applied to the
第1実施形態では、以下の作用効果を奏する。
(1)第1実施形態では、レーザ発振器3から発振されたパルス光の光路にスパークによる爆発エネルギを供給し、光路からデブリスを排除する。これにより、レーザ発振器3が発振した光がデブリスに吸収されることなく被加工物2に照射される。したがって、レーザ発振器3から被加工物2に照射される光のエネルギ損失が低減され、レーザ加工の加工効率を高めることができる。
The first embodiment has the following operational effects.
(1) In the first embodiment, the explosion energy by the spark is supplied to the optical path of the pulsed light oscillated from the
(2)第1実施形態では、光路上またはその光路の周辺にスパークする一対の電極6,7を有する。これにより、スパークによる爆発エネルギ、即ち空気の膨張及び衝撃力を光路に供給することで、光路からデブリスを排除することができる。
(2) The first embodiment has a pair of
(3)第1実施形態では、制御手段12は、レーザ発振器3が発振するパルス光と、電極6,7のスイッチ8のオンオフとを同期させる。これにより、レーザ発振器3から照射されたパルス光が停止し、次のパルス光が照射されるまでの時間にスパークにより光路からデブリスが排除される。したがって、レーザ発振器3がパルス光を発振するとき、その光路上にデブリスが存在することなく、パルス光を被加工物2に高効率に照射することができる。
また、レーザ加工に用いるパルス光と、スパークとが緩衝することなく、レーザ加工の加工効率を高めることができる。
(3) In the first embodiment, the control means 12 synchronizes the pulsed light oscillated by the
Further, the processing efficiency of laser processing can be increased without buffering the pulsed light used for laser processing and the spark.
(第2実施形態)
本発明の第2実施形態を図3に示す。以下、複数の実施形態において上述した第1実施形態と実質的に同一の構成には同一の符号を付して説明を省略する。
第2実施形態では、レーザ加工装置は気圧貯留手段としての容器13を備えている。この容器13は、集光レンズ5と被加工物2との間に設けられる。この容器13は、レーザ発振器3から照射されたパルス光を透過することの可能な透過部14を有する。また、容器13は、被加工物2側に開口部15が設けられている。容器13は、開口部以外が密閉されており、その内側に高圧の空気を貯留することが可能である。
一対の電極6,7は、気圧貯留手段の開口部15に取り付けられる。
(Second Embodiment)
A second embodiment of the present invention is shown in FIG. Hereinafter, in the plurality of embodiments, substantially the same components as those in the first embodiment described above are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
In 2nd Embodiment, the laser processing apparatus is provided with the
The pair of
第2実施形態においても、制御手段12は、レーザ発振器3のパルス光の照射と、電極6,7のスイッチ8のオンオフとが同期するように制御する。
第2実施形態では、レーザ加工の開始時に、電極間で生じたスパークの爆発エネルギによって容器13の内側の気圧が高くなる。この間に容器13の内側に入るデブリスは、無視できる程度に少量である。
Also in the second embodiment, the control means 12 controls the pulsed light irradiation of the
In the second embodiment, at the start of laser processing, the air pressure inside the
容器13の内側の気圧が高くなると、スパークによる爆発エネルギによって発生した圧力は容器13の内側から外側へ伝播する。そのため、被加工物2から発生したデブリスは、矢印Bに示すように、容器13の内側と外側との圧力差により光路から排除される。
第2実施形態では、レーザ発振器3が発振するパルス光の光路上に容器13を備えることで、容器13の内側および外側において、光路上のデブリスを排除することが可能である。したがって、レーザ発振器3が発振するパルス光を被加工物2に高効率に照射することができる。
When the atmospheric pressure inside the
In the second embodiment, by providing the
(第3実施形態)
本発明の第3実施形態を図4及び図5に示す。第3実施形態では、レーザ加工装置は、1対の電極を4組備えている。
集光レンズ5と被加工物2との間の光路上またはその光路の周囲でスパークするように設けられた1対の電極6,7を第1電極組6,7と称する。
光路から一方向へ遠ざかるように並べられた電極を、順に、第2電極組16,17、第3電極組18,19、第4電極組20,21と称する。
第1〜第4電極組には、それぞれに電源11,22,23,24およびスイッチ8,25,26,27が接続されている。
第2電極組16,17と、その電源22及びスイッチ25は、特許請求の範囲に記載の「第2排除手段」を構成する。
制御手段12は、レーザ発振器3のパルス光の照射と、第1〜第4電極組のスイッチのオンオフとが同期するように制御する。
(Third embodiment)
A third embodiment of the present invention is shown in FIGS. In the third embodiment, the laser processing apparatus includes four pairs of one pair of electrodes.
A pair of
The electrodes arranged so as to move away from the optical path in one direction are referred to as second electrode set 16, 17, third electrode set 18, 19, and fourth electrode set 20, 21 in this order.
The first to fourth electrode sets are connected to
The second electrode sets 16, 17, the power source 22 and the switch 25 constitute “second exclusion means” described in the claims.
The control means 12 controls the irradiation of the pulsed light from the
レーザ加工時、レーザ発振器3から発振したパルス光は、被加工物2の加工点10に集光する。このとき、制御手段12は、第1電極組6,7のスイッチをオフする。
レーザ発振器3がパルス光を照射していないとき、制御手段12は、第1電極組6,7のスイッチをオンする。すると、第1電極組6,7のスパークの爆発エネルギにより光路からデブリスが排除される。光路から排除されたデブリスは、第2電極組16,17よりも遠くへ移動する。
During laser processing, the pulsed light oscillated from the
When the
続いて制御手段12は、第2電極組16,17のスイッチをオンする。すると、第2電極組16,17のスパークの爆発エネルギにより、光路から排除されたデブリスは、その位置からさらに遠くへ移動する。このようにして、制御手段12が第3電極組18,19、第4電極組20,21のスイッチを順にオンすると、矢印Cに示すように、デブリスは光路から遠くへ移動する。
そのため、次にレーザ発振器3がパルス光を照射するとき、パルス光の光路上にデブリスが存在することなく、パルス光は被加工物2に直接照射される。
Subsequently, the control means 12 turns on the switches of the second electrode sets 16 and 17. Then, the debris removed from the optical path due to the spark explosion energy of the second electrode set 16, 17 moves further away from the position. In this way, when the control means 12 turns on the switches of the third electrode sets 18 and 19 and the fourth electrode sets 20 and 21 in order, the debris moves far from the optical path as indicated by an arrow C.
Therefore, when the
第3実施形態では、第1電極組6,7のスパークによって光路から排除されたデブリスは、第2〜第4電極組のスパークによって光路からさらに遠くに移動する。したがって、一旦光路から排除したデブリスが再び光路上に戻ることを防ぐことができる。
なお、第3実施形態において、レーザ加工装置は、電極組を2組以上備えていればよい。
また、第3実施形態の構成において、被加工物2を移動して被加工物2に線形の加工をする場合、その移動方向は矢印Dに示すように、第1電極組6,7から見て第2電極組16,17の反対側へ移動することが好ましい。
In the third embodiment, the debris excluded from the optical path by the sparks of the first electrode sets 6 and 7 moves further away from the optical path by the sparks of the second to fourth electrode sets. Therefore, debris once removed from the optical path can be prevented from returning to the optical path again.
In the third embodiment, the laser processing apparatus only needs to include two or more electrode sets.
Further, in the configuration of the third embodiment, when the
(第4実施形態)
本発明の第4実施形態を図6及び図7に示す。第4実施形態では、レーザ加工装置は、一対の電極及びスイッチを備えていない。その代り、レーザ加工装置は、第2レーザ発振器30、第2集光レンズ31及び遮蔽板28などを備えている。
第4実施形態において、第2レーザ発振器30及び第2集光レンズ31は、特許請求の範囲に記載の「排除手段」を構成する。
なお、第4実施形態において、被加工物2にパルス光を照射するレーザ発振器3を第1レーザ発振器3と称する。
(Fourth embodiment)
A fourth embodiment of the present invention is shown in FIGS. In the fourth embodiment, the laser processing apparatus does not include a pair of electrodes and a switch. Instead, the laser processing apparatus includes a
In 4th Embodiment, the
In the fourth embodiment, the
第2レーザ発振器30が発振した光は、第2集光レンズ31によって、第1レーザ発振器3が発振したパルス光の光路またはその光路の周囲で集光する。
ここで「光路の周囲」とは、集光による爆発エネルギを第1レーザ発振器3が発振したパルス光の光路に供給することの可能な範囲をいう。
第2レーザ発振器30が発振した光が集光すると、その集光による爆発エネルギ、即ち、空気の膨張及び衝撃力により、矢印Eに示すように、第1レーザ発振器3が発振したパルス光の光路からデブリスが排除される。第2レーザ発振器30が発振した光の集光は、被加工物2の加工点10の近傍で行われることが好ましい。
なお、第2レーザ発振器30が発振した光は、集光した後、遮蔽板28に照射される。
The light oscillated by the
Here, “around the optical path” refers to a range in which the explosion energy by condensing can be supplied to the optical path of the pulsed light oscillated by the
When the light oscillated by the
The light oscillated by the
制御手段12は、第1レーザ発振器3のパルス光の照射と、第2レーザ発振器30のパルス光の照射とが同期するように制御する。
図7に示すように、制御手段12は、第1レーザ発振器3がパルス光を照射していないとき、第2レーザ発振器30からパルス光を照射させる。これにより、第2レーザ発振器30のパルス光の集光による爆発エネルギが、第1レーザ発振器3のパルス光の光路に供給される。
一方、制御手段12は、第1レーザ発振器3がパルス光を照射しているとき、第2レーザ発振器30のパルス光の照射を停止する。
The
As shown in FIG. 7, the control means 12 causes the
On the other hand, the control means 12 stops the irradiation of the pulsed light of the
(1)第4実施形態では、第1レーザ発振器3から発振されたパルス光の光路に、第2レーザ発振器30のパルス光の集光による爆発エネルギを供給し、光路からデブリスを排除する。これにより、第1レーザ発振器3が発振した光がデブリスに吸収されることなく被加工物2に照射される。したがって、第1レーザ発振器3から被加工物2に照射される光のエネルギ損失が低減され、レーザ加工の加工効率を高めることができる。
(1) In the fourth embodiment, explosion energy generated by the collection of the pulsed light from the
(2)第4実施形態では、第1レーザ発振器3のパルス光の光路上またはその光路の周辺に、第2レーザ発振器30のパルス光を集光する。これにより、集光による爆発エネルギを、第1レーザ発振器3のパルス光の光路に供給することで、その光路からデブリスを排除することができる。
(2) In the fourth embodiment, the pulse light of the
(3)第4実施形態では、制御手段12は、第1レーザ発振器3が発振するパルス光と、第2レーザ発振器30が発振するパルス光とを同期させる。これにより、第1レーザ発振器3から発振されたパルス光が停止し、次のパルス光が発信されるまでの時間に光路からデブリスが排除される。したがって、第1レーザ発振器3がパルス光を照射するとき、その光路上にデブリスが存在することなく、パルス光を被加工物2に高効率に照射することができる。
(3) In the fourth embodiment, the control means 12 synchronizes the pulsed light oscillated by the
(第5実施形態)
本発明の第5実施形態を図8に示す。第5実施形態では、レーザ加工装置は、分光ミラーとしてのビームサンプラー32、第2集光レンズ31及び遅延手段33を備える。第5実施形態において、ビームサンプラー32、第2集光レンズ31及び遅延手段33は、特許請求の範囲に記載の「排除手段」を構成する。
ビームサンプラー32は、レーザ発振器3と集光レンズ5との間の光路に設けられ、レーザ発振器3が発振した光の一部を反射し、残りの光を透過する。図8において、ビームサンプラー32が反射した光の光路を符号L2で示している。
ビームサンプラー32で反射した反射光は、遅延手段33を通過し、第2ミラー29に反射し、コリメータ34を経由した後、第2集光レンズ31によって、ビームサンプラー32を透過した光の光路上またはその光路の周囲で集光する。この反射光の集光による爆発エネルギ、即ち、空気の膨張及び衝撃力により、矢印Fに示すように、光路からデブリスが排除される。
(Fifth embodiment)
A fifth embodiment of the present invention is shown in FIG. In the fifth embodiment, the laser processing apparatus includes a
The
The reflected light reflected by the
遅延手段33は、複数のミラーから構成され、光の移動距離を長くするものである。遅延手段33は、ビームサンプラー32で反射した反射光が集光する位置に到達するまでの時間を遅延する。このため、ビームサンプラー32を透過したパルス光が被加工物2に照射されるとき、ビームサンプラー32で反射した反射光は集光しない。一方、ビームサンプラー32を透過したパルス光が被加工物2に照射されないとき、ビームサンプラー32で反射した反射光が集光する。このタイミングは、第4実施形態の図7で示したものと同じである。
The delay means 33 is composed of a plurality of mirrors, and makes the light travel distance longer. The delay means 33 delays the time until the reflected light reflected by the
第5実施形態では、1個のレーザ発振器3により、レーザ加工とデブリスの排除が可能になる。さらに、第4実施形態で設置した2個のレーザ発振器を同期させるための制御手段12を廃止することが可能になる。したがって、レーザ加工装置の製造コストを低減することができる。
In the fifth embodiment, one
(第6実施形態)
本発明の第6実施形態を図9に示す。第6実施形態では、レーザ加工装置は、気圧貯留手段としての容器13を備えている。この容器13は、レーザ発振器3からビームサンプラー32を透過したパルス光を透過することの可能な第1透過部14を有する。また、この容器13は、レーザ発振器3からビームサンプラー32で反射した反射光を透過することの可能な第2透過部35を有する。容器13は、被加工物2側に開口部15が設けられており、開口部以外が密閉されている。
(Sixth embodiment)
A sixth embodiment of the present invention is shown in FIG. In the sixth embodiment, the laser processing apparatus includes a
第6実施形態では、レーザ加工時に、ビームサンプラー32で反射した反射光が第2透過部35を透過し、容器13の内側で集光する。そのため、この集光による爆発エネルギによって容器13の内側の気圧が高くなる。
容器13の内側の気圧が高くなると、集光による爆発エネルギによって発生した圧力は容器13の内側から外側へ伝播する。そのため、被加工物2から発生したデブリスは、矢印Gに示すように、容器13の内側と外側との圧力差により光路から排除される。
第6実施形態では、レーザ発振器3が発振するパルス光の光路上に容器13を備えることで、容器13の内側および外側において、光路上のデブリスを排除することが可能である。したがって、レーザ発振器3が発振し、ビームサンプラー32を透過したパルス光を被加工物2に高効率に照射することができる。
In the sixth embodiment, the reflected light reflected by the
When the air pressure inside the
In the sixth embodiment, by providing the
(第7実施形態)
本発明の第7実施形態を図10及び図11に示す。第7実施形態では、レーザ加工装置は、デブリス回収手段としての水流発生器36および水流回収器37を備えている。
水流発生器36は被加工物2の加工点10の周りに水流38をつくり、水流回収器37は水流発生器36の流した水を回収するものである。
(Seventh embodiment)
A seventh embodiment of the present invention is shown in FIGS. In the seventh embodiment, the laser processing apparatus includes a
The
図11に示すように、水流発生器36のつくる水流38は、被加工物2を上から見て、2個の円弧状となる。この円弧状の水流38の切れ間に電極6,7が設けられる。レーザ加工で発生したデブリスは、電極間のスパークによる爆発エネルギによって光路から排除される。このデブリスは、矢印Hのように移動し、水流発生器36のつくる水流に入り込み、水流と共に水流回収器37に回収される。
第7実施形態では、光路から排除されたデブリスを液体によって回収する。したがって、一旦光路から排除されたデブリスが再び光路上に戻ることを防ぐことができる。
なお、第7実施形態において、電極6,7によるスパークの代わりに、集光による爆発エネルギを用いてデブリスを光路から排除する構成としてもよい。
As shown in FIG. 11, the
In the seventh embodiment, the debris excluded from the optical path is recovered with a liquid. Therefore, debris once removed from the optical path can be prevented from returning to the optical path again.
In the seventh embodiment, instead of sparking by the
(第8実施形態)
本発明の第8実施形態を図12に示す。第8実施形態では、レーザ加工装置は、針金のような棒状の被加工物39にレーザ加工を行うものである。
この場合、水流発生器36は、被加工物39の加工点10の集光レンズ5側から載置台9側に亘り水流38をつくることが可能である。そのため、電極間のスパークによって光路から排除されたデブリスは、水流発生器36のつくる水流38によって確実に回収される。したがって、一旦光路から排除されたデブリスが再び光路上に戻ることを防ぐことができる。
(Eighth embodiment)
FIG. 12 shows an eighth embodiment of the present invention. In the eighth embodiment, the laser processing apparatus performs laser processing on a rod-shaped
In this case, the
(参考形態)
本発明の参考形態を図13及び図14に示す。参考形態では、レーザ加工装置は、水流発生器36および水流回収器37を備えているが、レーザ発振器3が発振するパルス光の光路にスパークまたは集光する手段を備えていない。水流発生器36のつくる水流は、図14に示すように、上から見て、加工点を囲む円形である。
この構成においても、レーザ加工によって被加工物39から飛散したデブリスは、矢印Iのように移動し、水流発生器36のつくる水流38に回収される。そのため、レーザ発振器3が発振したパルス光の光路上に存在するデブリスの量を少なくすることが可能である。したがって、レーザ発振器3から被加工物39に照射される光のエネルギ損失が低減され、レーザ加工の加工効率を高めることができる。
(Reference form)
A reference embodiment of the present invention is shown in FIGS. In the reference embodiment, the laser processing apparatus includes the
Also in this configuration, the debris scattered from the
(他の実施形態)
上述した実施形態では、レーザ発振器3が発振したパルス光の光路上、またはその近傍の一カ所でスパーク、または集光を行うようにした。これに対し、他の実施形態では、パルス光の光路上の複数カ所、またはその近傍の複数カ所でスパーク、または集光を行うようにしても良い。また、レーザ発振器3のパルス光が照射されていない間に、複数回の放電又は集光を行うようにしてもよい。
(Other embodiments)
In the above-described embodiment, sparking or condensing is performed at one place on the optical path of the pulsed light oscillated by the
上述した第3実施形態では、レーザ加工装置は、第2排除手段として複数組の電極を備えた。これに対し、他の実施形態では、レーザ加工装置は、第2排除手段として複数組の第2レーザ発振器30及び第2集光レンズ31を備えるように構成してもよい。
このように、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、上記複数の実施形態を組み合わせることに加え、発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の形態で実施することができる。
In the third embodiment described above, the laser processing apparatus includes a plurality of sets of electrodes as the second exclusion unit. On the other hand, in another embodiment, the laser processing apparatus may be configured to include a plurality of sets of the
As described above, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be implemented in various forms within the scope of the invention in addition to combining the plurality of embodiments.
1 ・・・レーザ加工装置
2 ・・・被加工物
3 ・・・レーザ発振器
5 ・・・集光レンズ
6,7・・・電極(排除手段)
8 ・・・スイッチ(排除手段)
11 ・・・電源(排除手段)
30 ・・・第2レーザ発振器(排除手段)
31 ・・・第2集光レンズ(排除手段)
32 ・・・ビームサンプラー(分光ミラー、排除手段)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ...
8 ... Switch (exclusion means)
11 ・ ・ ・ Power supply (exclusion means)
30 ... Second laser oscillator (exclusion means)
31 ... Second condenser lens (exclusion means)
32 ... Beam sampler (spectral mirror, exclusion means)
Claims (10)
パルス光を発振するレーザ発振器(3)と、
前記レーザ発振器が発振した光を前記被加工物に集光する集光レンズ(5)と、
前記集光レンズと前記被加工物との間の光路(L)に集光またはスパークによるエネルギを供給し、レーザ加工時に前記被加工物から発生するデブリスを前記光路から排除する排除手段(6,7,8,11,30,31,32,33)と、を備えることを特徴とするレーザ加工装置。 In the laser processing apparatus (1) for performing laser processing by irradiating light on the workpiece (2),
A laser oscillator (3) for oscillating pulsed light;
A condenser lens (5) for condensing the light oscillated by the laser oscillator onto the workpiece;
Exclusion means (6, 6) for supplying energy by condensing or sparking to the optical path (L) between the condensing lens and the workpiece and for eliminating debris generated from the workpiece during laser processing from the optical path 7, 8, 11, 30, 31, 32, 33).
パルス光を発振する第2レーザ発振器(30)と、
前記第2レーザ発振器から発振されたパルス光を前記レーザ発振器から発振された光の光路またはその周囲に集光する第2集光レンズ(31)と、を有することを特徴とする請求項3に記載のレーザ加工装置。 The exclusion means (30, 31)
A second laser oscillator (30) for oscillating pulsed light;
The second condensing lens (31) for condensing the pulsed light oscillated from the second laser oscillator on or around the optical path of the light oscillated from the laser oscillator. The laser processing apparatus as described.
前記レーザ発振器と前記集光レンズとの間で、前記レーザ発振器から発振された光の一部を透過し、残りの光を反射する分光ミラー(32)と、
前記分光ミラーで反射した反射光を、前記分光ミラーを透過した光の光路に集光する第2集光レンズ(31)と、
前記分光ミラーで反射した反射光が集光する位置に到達する時間を遅延することの可能な遅延手段(33)と、を有することを特徴とする請求項3に記載のレーザ加工装置。 The exclusion means (31, 32, 33)
A spectroscopic mirror (32) that transmits a part of the light oscillated from the laser oscillator and reflects the remaining light between the laser oscillator and the condenser lens;
A second condenser lens (31) for condensing the reflected light reflected by the spectroscopic mirror on the optical path of the light transmitted through the spectroscopic mirror;
The laser processing apparatus according to claim 3, further comprising delay means (33) capable of delaying a time for the reflected light reflected by the spectroscopic mirror to reach a position where the light is collected.
前記レーザ発振器がパルス光を照射していないとき、前記排除手段から前記レーザ発振器のパルス光の光路へ集光またはスパークによるエネルギを供給し、
前記レーザ発振器がパルス光を照射しているとき、前記排除手段から前記レーザ発振器のパルス光の光路への集光またはスパークによるエネルギ供給を停止することを特徴とする請求項6に記載のレーザ加工装置。 The control means includes
When the laser oscillator is not radiating pulsed light, supply energy by condensing or sparking from the exclusion means to the optical path of the pulsed light of the laser oscillator,
7. The laser processing according to claim 6, wherein when the laser oscillator irradiates pulse light, energy supply by condensing or sparking from the exclusion means to the optical path of the pulse light of the laser oscillator is stopped. apparatus.
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