JP2022533908A - 物質表面に虹色視覚効果を生じさせる方法、その方法を実行するためのデバイス、それにより得られた部品 - Google Patents

Abstract

部品（１）の表面に虹色視覚効果を生じさせるための方法と、その方法を実行するためのデバイスと、それで得られる製品を開示する。本方法は、レーザ源（６）とスキャナ（１１）と集束システム（１２）とを備えるデバイスのその集束システム（１２）の光場内で１ナノ秒未満のパルス幅を有するパルスのレーザビーム（７）を表面に照射して、パルスの幅で表面に同じ配向を有するさざなみ状の構造を生じさせ、スキャナ（１１）が、表面とレーザビームを放出するデバイスの相対的移動によって、複数列の隣接するライン（１４、１５、１６）に沿って、又はマトリクス状の点で表面を走査し、各ライン（１４、１５、１６）の幅又は各マトリクスの各点の寸法がパルスの直径に等しく、二つの隣接するライン（１４、１５，１６）に沿って又は二つの隣接する点での走査と走査の間に、レーザビーム（７）の偏光を変更して、二つの隣接するライン（１４、１５、１６）又は二つの隣接する点で異なる配向のさざなみを生じさせることを特徴としている。

Description

本発明は、ステンレス鋼シートや他の物質の表面のレーザ処理に係り、その表面に虹色（玉虫色）効果を与えるためのものに関する。

虹色処理（「ＬＩＰＳＳ」（レーザ誘起周期的表面構造）や「さざなみ」（リップル）とも称される）は、短パルス幅（１ナノ秒未満）のパルスレーザビーム放射を物質表面に照射するものである。処理される物質上の入射点における各パルスの直径は、典型的には１０μｍから数百μｍ程度である。入射ビームのエネルギーが十分高いと、この照射は、構造の改質及び／又は物質表面の再構成を誘起し、これは周期的構造となり得る。しかしながら、ビームエネルギーが高過ぎると、周期的表面構造の形成と共に又は優先して、蒸発／昇華／衝撃波によるアブレーション現象が生じ得る。表面状態の変質や光沢を有する又は有さない所望の虹色効果を得るように、どのエネルギー範囲が所与の物質に使用されるのかを実験的に決定することは簡単である。

このような処理は、特に全種類のステンレス鋼に対して行われているが、これに限定されるものではない。この処理の目的は、純粋に審美的なものとなり得るが、表面濡れ性を改質することもでき、また、摩擦抵抗や細菌付着を低減することもできる。この処理は、ステンレス鋼パッシベーション層が存在する物体表面に対して直接、予めの活性化／脱パッシベーションを必要とせずに、行われ得る。

この処理が行われる他の物質として、特に、多様な金属、ＰＶＣ（ポリ塩化ビニル）等のポリマー、セラミック、ガラスが挙げられる。

以下では、ステンレス鋼の場合を好適に扱うが、本発明は、現在知られている又は将来的に知られる全ての金属物質や非金属物質に適用可能であり、本開示のようにして行われるレーザ処理によって虹色効果を示すことができるようになり、場合によっては、周期的表面構造の形成に起因する虹色効果を得るための機能を果たすことが知られている正確な機器動作パラメータを適用することによるものであることを理解されたい。

この周期的表面構造の厳密な形成メカニズムは未だ確証されていないが、種々の研究所で行われた検査と特性評価によって示されているように、レーザ通過の回数及び／又はパルスエネルギー及び／又は走査パラメータに応じて、表面構造が、単位表面積当たりの全照射エネルギーに従った以下の四つの構造のうち一つを示すものとなり得て、これら構造は、エネルギーが増えていく順で分類され、その英語の命名方法は、英語圏以外の当業者にとっても一般的に使用されているものである：
（１）「ＨＳＦＬ」（高空間周波数（ｈｉｇｈ ｓｐａｔｉａｌ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）ＬＩＰＳＳ）として知られている構造；
この構造は、小さなさざなみ（リップル）で構成され、さざなみは、ステンレス鋼の場合には、入射レーザビームの偏光方向に配向される。このさざなみの空間周波数は、処理用のレーザ波長よりも小さい。
（２）「ＬＳＦＬ」（低空間周波数（ｌｏｗ ｓｐａｔｉａｌ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）ＬＩＰＳＳ）として知られている構造；
この構造は、上記のものよりも大きなさざなみで構成され、さざなみは、ステンレス鋼の場合には、入射レーザビームの偏光方向に垂直な方向に配向される。さざなみの空間周波数はレーザ波長よりも僅かに低い、又は高い、又は等しいものとなる。レーザ波長１０６４ｎｍでのステンレス鋼表面の処理の場合、さざなみの周期は１μｍ程度である。ＬＳＦＬ構造の凹部内にＨＳＦＬ構造が更に見て取れることもある。
ＨＳＦＬ構造の向き（配向）とＬＳＦＬ構造の向き（配向）は、一部の物質では、ステンレス鋼の場合と比べて逆になり得ることに留意されたい。
（３）「グルーブ」（Ｇｒｏｏｖｅ）や「バンプ」（Ｂｕｍｐ）として知られる構造；
この構造は、処理表面全体を覆うマイクロメートル寸法の凹凸で構成される。これら凹凸は「蛇皮」効果と同様の構造として組織化される。
（４）ピーク（先鋭部）又は「スパイク」（Ｓｐｉｋｅ）として知られる構造
この構造は、高さが数マイクロメートルから数十マイクロメートルのピークで構成される。ピーク同士の間の距離は処理パラメータに依存する。

上記構造とその効果のメカニズムの詳細については、非特許文献１を参照されたい。特に、非特許文献１には、同じパルス数では、照射のフルエンスの増加が、ＬＳＦＬよりもＨＳＦＬを得ることに繋がり（上述のように）、一方で、同じフルエンスでは、パルス数がさざなみを観測するには大きくなり過ぎるまで、パルス数が多くなるほど、ＨＳＦＬよりもＬＳＦＬの生成に繋がると記載されている。従って、所与の物質についての照射後の表面の厳密な構成は、表面が受けたパルス数と、各パルスが伝達するエネルギーとの両方が関与するメカニズムの結果である。このメカニズムは複雑であるが、ユーザは、所与の物質について、実験で、上述の構成のいずれか又は他の構成を得るための確実な条件を決定することができる。

一般的に、上述の一番目と二番目の構造の場合、表面の周期構造が誘起する現象は、レーザ表面処理の当業者には周知である光の回折であり、処理サンプルを光源の下に置くと、光学格子が生成される。ユーザと光の向きと位置の関数として、サンプルが虹色（玉虫色）に見える。これが、「虹色効果」（ｉｒｉｄｅｓｃｅｎｔ ｅｆｆｅｃｔ）として知られている。

サンプル表面が上述の三番目と四番目の構造の影響を顕著に有する場合には、虹色効果は存在しなくなる。何故ならば、これらの場合にレーザ源がサンプル表面に伝達するエネルギーは少なくとも局所的に非常に高いレベルに達し、表面変形を生じさせ、表面構造が周期性を失うので、虹色効果が得られなくなるからである。

この虹色化は、自発的なものであろうとなかろうと、プラズマ処理によって、又は炉やトーチでの処理による表面酸化によって得られるステンレス鋼の表面着色と混同されるものではない。虹色効果は、このような着色に起因するものではなくて、特定の観測条件における表面の色彩効果に起因するものである。この色彩化過程における表面構造の周期性の有無が、本発明に係る表面虹色化と、プラズマや炉やトーチでの処理によるステンレス鋼の着色との間の本質的な違いである。

しかしながら、このような虹色の観測は高度に指向性であり、つまり、この虹色の観測と、観測される虹色の強度は、物質表面が観測される角度に強く依存する。

表面虹色化の当業者が直面している他の問題は以下の点である。

現状では、（多角形ホイール又はガルバノメータミラーを用いた）レーザビームの高速伝搬軸と（ガルボミラーを用いた）レーザビームの低速伝搬軸を両方とも生成するようにレーザとスキャナを共に結合しているシステムを単独で用いるか、又は、レーザと、低速軸に沿ってスキャナを移動させるロボットアームに結合されたレーザとスキャナのシステムを用いるかのいずれかによって、研究室レベルでの虹色化処理で均一なサンプルを得ることができる。

低速軸に沿ったスキャナの移動は、低速軸上に固定されたままのレーザの前方における処理されるシートの移動に置き換えられ得る。レーザを両軸（低速軸と高速軸）に沿って固定したままにして、処理される物体を両軸に沿って動かすようにもできる。

上述の構造の形成メカニズムは、物質表面に伝達される全エネルギーと、そのエネルギーの空間的及び時間的分布に依存する。従って、ＬＳＦＬで得られる虹色化の「強さ」は、最大値に達するまでは、既に処理済みの領域上にレーザを新たに通過させる毎に増加し、最大値に達した後は、更に印加されるエネルギーの影響でＬＳＦＬが徐々に「バンプ」になるので、減少する。

これは、物質表面に伝達されるエネルギーの最適値、虹色効果が最も強くなる最適条件が存在することを意味し、その最適条件を決定して、対象表面全体に適用すべきである。

しかしながら、サンプルは一般的には小型であり、及び／又は低生産性で得られるものである。

サンプルのサイズの制限は、レーザとスキャナと集束システム（例えば、レンズや収束ミラー）によって形成される組立体の光場の寸法の制限に主に起因する。実際、均一な処理を得ることは、表面の各点での処理に対する完璧な制御を要する。しかしながら、使用される集束システムにかかわらず、全ての集束システムが有する光場は、最適領域内で安定な効果を有するものであり、その最適領域を外れるや否や、そのシステムは、レーザビームのパワーの歪み及び／又は減衰を生じさせ、これが、光場の最適領域とその最適領域を超えた領域との間で不均一な処理をもたらす。

従って、大面積のステンレス鋼シートを処理するためには、広視野集束システムが必要されるが、これは非常に高価であり、また非常に敏感なものである。また、広視野集束システムは、超短パルス幅で高パワーのレーザと共に用いなければならないものであるが、そうしたレーザは未だ市場に広く出回っていない。

この二重の欠点を解消するための既知の解決策は、現在市販されている従来の集束システムとレーザを用いて、これら集束システムとレーザを含む複数のデバイスを隣同士で配置するか、可動ストリップのインライン処理の場合にその処理を複数回行うか（表面を不連続なシステム用のストリップに切断することによって）、又は、これら二つの解決策を組み合わせることである。しかしながら、こうした解決策は、二つの隣接するデバイスの光場同士の間の接合領域の特に注意深い管理を必要とし、管理が悪いと、以下で説明するように当業者に「ステッチ」として知られている現象を生じさせ得る。

従って、そのメカニズムが、レーザ処理の二つの隣接する光場を接合するように光場同士を顕著に重ねて使用することを妨げている。

実際、人間の目の分解能レベルの程度において光場同士が顕著に重なっている場合、これは、重なっている領域が、表面の残りの部分に伝送されるエネルギー量の二倍のエネルギー量を受けることを意味する。この処理時に伝送される二倍のエネルギーは、その処理の公称エネルギー量のみを受けた領域と比較して、構造、つまりは表面の効果の局所的変化を生じさせ、この変化は裸眼で視認可能である。この現象が一般的に「ステッチ」と呼ばれ、二つの場の間の接合領域を視認可能にする。

逆に、レーザ処理場同士の間に間隔を空けると、処理の局所的二重化の現象と、結果としての「ステッチ」を防止することができるが、これは、二つの場の間に未処理、又は通常よりも処理されていない領域が形成されることを意味する。この領域も裸眼で視認可能である。

従って、ほぼ完ぺきな接合が隣接するレーザ処理場同士の間に必要とされる。

対照的に、この種の高生産性処理を行うことは、高周波（数百ｋＨｚ以上）での動作を意味する。この種の処理で用いられる走査システムは、最も一般的には少なくとも一つの多角形ホイールを有するスキャナである。高周波数では、こうしたシステムは、レーザ電子機器とスキャナ電子機器との間の同期の問題を一般的には有する。同期のずれは、目標位置に対するラインの第一パルスの位置、つまりはライン全体のずれに繋がる。このずれは予測及び計算可能であるが（二つのデバイスの制御周波数の差に起因するものであるので）、大抵の現状のシステムが直面しているものであり、処理ライン（多角形ホイール部の移動によるライン）の開始毎に数十マイクロメートルのずれを示し得る。このずれは多角形の回転速度とレーザ自体の周波数の関数であり、実験により、このような差を有する場の重なりが、処理が二重になった領域が金属シートの虹色効果に影響するようになるのに十分なものであることが示されている。

開発中のいくつかのシステムは、多角形部の上流に位置しガルバノメータのように動作する「ガルボ」（ｇａｌｖｏ）と称される追加の偏向ミラーの作用によってこのずれを部分的に修正する内部手段を有する。例えば、ＲＡＹＬＡＳＥ社は、非特許文献２でこのようなシステムのコンセプトを発表している。しかしながら、その改善は場のずれの望ましくない効果を単独で消失させるのに十分なものではない。実際、各ラインの開始部と終了部はラインの残りの部分と同じ伝達エネルギーで処理されないものとなり得る。この局所的な処理の欠点を解消するため、ラインの残りの部分に対するエネルギー入力を増やすことが考えられるが、これには、ＬＳＦＬを生じさせるための最大エネルギー入力を超えて、虹色化を低減、更には抑制してしまう危険性がある。多角形部の上流のガルボミラーの使用がこの問題を軽減し得るが、この部材は未だ実験段階にあり、商業的に成功しても、既存のものよりも当然に複雑で高価なものとなる。他の全てのシステムについては、この同期の欠落が、異なる光場同士の間のライン開始部の位置の分布の少なくとも二倍程度の「仮想的」重なりを必要とすることを意味している。この重なりは、場同士の間に未処理の領域は存在しないが、いくつかの点で分布の二倍の重なりが存在し得る不均一なストリップをもたらす。

各場の縁が「直線」として画定される場合には、重なっている領域は薄い直線ストリップとして見え、処理ラインの幅に実質的に等しい幅、つまりは、パルスの直径の二倍に実質的に等しい幅を有し、その処理効果が表面の残りの部分と同じではなくなる。同様に、処理場の縁が周期パターンで画定される場合には、裸眼で視認可能なままとなる。

重なっている領域の不均一性を軽減又はマスキングするのに複数の手法が考えられる。

第一の手法は、スキャナの走査方向に垂直な方向で隣接する二つのラインの間にランダムなずれを用いて、二つの隣接ラインの光場同士の間の接合部が直線又は周期的パターンを形成しないようにして、そのパターンが実質的に直線又は周期的パターンよりも視認できないようにすることである。その目的は、周期的及び／又は線形なもの簡単に見分ける人間の目によって簡単に検出される欠陥を考慮した処理を達成することである。この場合、シート１の表面の最適な処理がＮ回の通過（パス）を必要とするものである場合、Ｎ列の重なっているラインのランダムなずれが通過毎に等しく、また場毎に等しくなる。

図１は、シート１に行われたこのような処理を示す。互いに連続して位置する二つの隣接場に対応したスキャナによる二つの通過（走査ライン）の列について、二列のライン３、４の光場の接合部２同士が非線形にずれているのが見て取れる。つまり、ライン３、４の接合部２同士がそれらの間に直線又は周期的パターンを形成せず、直線よりも識別し難い破線を形成する。隣接する接合部２同士の間のずれのある程度の周期性は許容可能であるが、その周期は、そのパターンの周期性が視認不能となるのに十分な長さ（典型的には、スキャナの進行方向６に沿った二つの隣接ライン４、５の二つの接合部２の間のずれの最大値の少なくとも１０倍）にわたって及んでいなければならない。

同じ光場で形成された二つの隣接ライン４、５の間におけるスキャナの進行方向６（又は、スキャナが固定される一方でシートがこの方向に移動する場合におけるシート１の進行方向）のずれの問題は、ライン同士の間の重なりが明らかに悪くない限りは、一般的には同じ強さで生じないことに留意されたい。実際、上述のように、異なるライン３、４、５は、パルスの直径（つまり、一般的には略３０～４０μｍ）に実質的に等しい幅を有する。この直径は、レンズと、そのレンズに入射するレーザビームの直径とに依存する。低速軸に沿った二つの隣接ライン４、５の間のシート表面に未処理領域が存在しないようにするために、二つの隣接ライン４、５が重なるようにスキャナのガルボ及び／又はシート移送デバイスを調節することができる。つまり、各スキャナのパルスとシート１との間の相対的な位置をパルスの直径よりも僅かに小さくなるようにずらした後に、ライン４、５を形成する。従って、ライン４とライン５の重なっている領域においてシート１の表面の二重処理が生じ得るが、ライン４、５のずれが良好な精度で、並置された光場の重なりよりもはるかに正確に制御可能であるので、それら領域の幅は、どのように存在する場合でも、二重処理が、シート１の表面の残りの部分で得られる虹色効果に対する虹色効果の乱れとして視認可能とはならないように十分に狭いものとなる。

図１において、互いに連続して位置し接合部２で出会う各列のライン３、４自体が、Ｎ本（例えば、Ｎ＝３）のラインの重ね合わせで構成されていることを理解されたい。所与の光場について重ね合わされるラインの数は、表面虹色効果をもたらす所望のさざなみ構成を得るためにシート１の表面に伝送されるエネルギー量に依存する。その量が多いほど、各レーザ通過で供給されるエネルギーが同じ場合にはラインの数が多くなる。

従って、上述のように、ＬＳＦＬ型の構造を示すこの構成は、観測角度に依存する条件下におけるものであるが虹色効果をより与えることができる。所与のラインに沿って供給されるエネルギーは、さざなみが十分に現れなくなる下限と、バンプが過度に存在する確率が顕著に上がる上限との間になければならない。これら上限と下限は、複数の要因、特に、シート１の物質、その表面状態、所与の領域に対して各レーザ通過のパルスで伝送されるエネルギー等に強く依存する。当業者は、通常の実験で、これらの上限と下限を、利用可能な機器と処理される物質の関数として定めることができるものである。

この第一の手法は、場同士の間の重なりが直線で配置されず、重なり同士の間のずれに従う破線で配置されるので、使用物質及び／又は目標効果の関数として、二つの隣接場の重なりの視認性を実質的に低下させることができるが、十分均一な表面をもたらすには不十分なものであることが分かっている。この場合、同じ手法を、異なるレーザ通過の間でずれを変化させて用いることができる。これは、前述の場合と比較すると、重なりの配置パターンのランダム性を更に増加させることができる。つまり、隣接する重なり部を繋ぎこのパターンを形成する破線が、更に目立たない非周期的又はランダムな特性を有する。しかしながら、並置された処理場が各通過で最初と同じずれを有するようにする必要がある。何故ならば、理想的に表面の各点が同じ分布、同じパルス数と通過に従って同じ量のエネルギーを受けるのと同じような均一な処理効果を得るためには、レーザ通過の局所的な蓄積を避けなければならないからである。

従って、ランダムな場の縁パターンの使用が、裸眼でも目に付き過ぎる直線を形成せずに不均一に点を分布させることを可能にする。パターンが全ての通過で同じ場合には、ラインの不連続性が通過毎に目立つようになり、そうした点が不均一性の強い箇所となる。

しかしながら、このパターンが各通過で異なる場合には（ランダムであろうとなかろうと）、不均一な点の数が通過数Ｎの倍数となるが、これらの点は、Ｎ－１回の連続的な通過と１回のみの不連続な通過を受けるものであるので、前述の場合よりも表面の残りの部分と比較して不均一性が目立たないものとなる。

この第二の手法は、処理場の接合領域の効率的なマスキングを可能にするが、レーザライン方向（この方向で重なりや未処理領域が存在しないようにする）及び横方向（この方向で場がずれた際には、接合が正確なものではなくなり、処理不足又は逆に処理過剰の領域を形成し得る）の両方向における、処理場同士の位置の正確な制御を要する。また、選択されるパラメータに依存して、表面上のラインや処理ラインの周期性が目に付くようになる場合がある。並置された場同士の間のラインの高度のずれは、ライン同士の間の位相シフトに起因して接合の視認性を増幅させる傾向にある。

ライン状の処理を行うことで、超短パルス幅レーザの高繰り返し周波数を利用して、処理の生産性を向上させることができる。従って、スキャナによるラインの一回の走査において、ラインにＮ回照射を行うことができるが、これはＮ回にわたって二つの隣接パルスの間の距離がパルスの直径に等しい場合である。これは、小さなパワー変動が表面の均一性に与える影響を消し去ることができる。

しかしながら、この動作モードは、パルスの直径（数十マイクロメートル）に等しい距離を超えるとライン端部に不均一な領域を形成するという欠点を有する。

これを避けるために考えられる解決策は、パルスが、ラインではなくて、マトリクス状の点（ピクセルのような点）のパターンを描くようにして処理を行い、処理の終わりにおいてシート表面全体をカバーするのに必要なだけのマトリクスを生じさせ、パルスがほとんど又は全く重ならないようにすることである。結果として、異なる場同士の接合（また、各場の異なるパルス同士の接合）が、比較的大きな寸法の連続的なパターンを形成しなくなり、原理的には視認できなくなる。各点は、パルスの形状と寸法に相当する形状と寸法（例えばガウシアンレーザの場合には円形）を有する。

しかしながら、この点による手法は、上述のレーザとスキャナとの間の同期の問題のため、未だ高生産性で可能なものではない。実際、この手法を有効にして、均一な最終的効果での処理とするためには、レーザが同じ領域（同じ点）を毎回正確に照らして、各点で同じ強度レベルのＬＳＦＬ構造を形成するのに必要な蓄積効果を有するようにしなければならない。しかしながら、同期性の欠落が、パルスの寸法と同程度のものとなり得るランダムなずれを生じさせ、照射に必要な精度を得ることができない。

この問題は、同期の悪さに起因するこのずれを修正及び／又は予測するための追加のガルボを有する次世代スキャナを用いることによって、部分的には解消される。この場合、二つの場の並置精度が、表面の全体的な均一性と共に改善される。しかしながら、この方法の生産性は、大型表面部を処理するには不十分なものである。

また、スポット処理の原理は、それ自体で、全ての所望の視野角から虹色を観測することができないという問題を解決することができるものではない。

B.Liu et al., "Evolution of nano-ripples on stainless steel irradiated by picosecond laser pulses", Journal of Laser Applications, 26, (2014年2月) E. Wagner, M. Weber and L. Bellini, "New Generation of High-Speed Polygon-Driven 2D Deflection Units and Controller for High-Power and High-Rep. Rate Applications", the SLT 2018 congress in Stuttgart, (2018年6月5-6日) Olga Varlamova et al., "Control Parameters In Pattern Formation Upon Femtosecond Laser Ablation", Applied Surface Science, 253, pp. 7932-7936, (2007年)

本発明の目的は、製品（ステンレス鋼シートが挙げられるが、これに限定されない）の表面を処理して、虹色にし、その虹色が複数の並置された場を用いて得られた場合であっても、少なくとも大部分の観測角度において好ましくは全ての観測角度において処理後に均一に見えるようにする長短パルスレーザ方法を提案することである。

また、ラインでの処理の場合、その方法は、複数の隣接する光場の接合領域を裸眼では視認不能とすることを最適に可能にし、複数の光場は、単一の光場で処理可能なものよりも大きな表面部分（典型的には表面全体）を処理することを可能にするように互いに配置される。その方法は、優れた生産性を有し、大型表面の製品の処理に適しているものとなる。

このための本発明の主題は、部品の表面に虹色視覚効果を生じさせるための方法であり、本方法は、レーザ源とスキャナと集束システムとを備えるデバイスのその集束システムの光場内で１ナノ秒未満のパルス幅を有するパルスのレーザビームを表面に照射して、パルスの幅で表面に同じ配向を有するさざなみ状の構造を生じさせ、スキャナが、表面とレーザビームを放出するデバイスの相対的移動手段を用いて、複数列の隣接するラインに沿って、又はマトリクス状の点で表面を走査し、各ラインの幅又は各マトリクスの各点の寸法がパルスの直径に等しく、二つの隣接するラインに沿って又は二つの隣接する点での走査と走査の間に、レーザビームの偏光を変更して、二つの隣接するライン又は二つの隣接する点で異なる配向のさざなみを生じさせることを特徴とする。

レーザビームの偏光は周期パターンで変更され得て、その周期パターンはＭ本の隣接するラインにわたって及び、Ｍは２以上、好ましくは３以上である。

二つの隣接するライン又は二つの隣接する点は、好ましくは２０°以上９０°以下で異なる偏光角度を有する。

レーザ源とスキャナと集束システムとを備える第一デバイスのその集束システムの光場内で１ナノ秒未満のパルス幅を有するパルスのレーザビームを表面に照射し、レーザ源とスキャナと集束システムとを備える少なくとも一つの第二デバイスのその集束システムの光場内で１ナノ秒未満のパルス幅を有するパルスのレーザビームを表面に照射し得て、二つの隣接する光場に属し互いに延長して位置する二本のライン又は二つの隣接する点の偏光は同じである。

部品の表面とレーザビームを放出するデバイスの相対的移動は、可動支持体上に部品を配置することによって行われ得る。

部品の表面とレーザビームを放出するデバイスの相対的移動は、可動支持体上にレーザビームを放出するデバイスを配置することによって行われ得る。

部品は金属シートであり得る。

部品の表面は立体的（三次元的）であり得る。

部品はステンレス鋼製であり得る。

また、本発明は、レーザビームのパルスによって部品の表面にさざなみを形成することによって表面に虹色効果を与えるためのユニットデバイスにも関し、そのユニットデバイスは、１ナノ秒未満のパルス幅のレーザビームを発生させるためのレーザ源と、レーザビームを成形する光学システムと、集束システムを通過した後のレーザビームの光場で部品の表面をライン又はマトリクス状の点で走査するスキャナと、部品の表面の少なくとも一部に処理を行うためにユニットデバイスと部品を相対的に移動させるための手段とを備え、光学システムは、レーザビームに所定の偏光を与える偏光システムと、表面上に二つの隣接するライン又は二つの隣接する点を異なる偏光のパルスで生じさせるように偏光を変更するための手段とを備えることを特徴としている。

好ましくは、ユニットデバイスは、２０°以上で偏光が異なるパルスで二つの隣接する点を形成し得る。

ユニットデバイスは、集束システムと部品の表面との間の距離を測定し、その距離にかかわらず表面に対する一定のパルス直径と一定のフルエンスを維持するための手段を備え得る。

ユニットデバイスと部品を相対的に移動させるための手段は、部品用の可動支持体を含み得る。

また、本発明は、レーザビームパルスによって部品の表面にさざなみを形成することによってその表面に虹色効果を与えるためのデバイスにも関し、そのデバイスは、集束システムの光場同士が重なるように上述のユニットデバイスを二つ以上備えることを特徴としている。

ユニットデバイスと部品を相対的に移動させるための手段は、ユニットデバイス用の可動支持体を備え得る。

また、本発明は、部品の表面にさざなみを形成するレーザ処理による虹色効果を有する物質製の部品にも関し、さざなみは、部品の表面にわたって好ましくは周期パターンで分布する少なくとも二つの配向、好ましくは少なくとも三つの配向を有することを特徴としている。

以上から理解されるように、本発明は、レーザスキャナを備えるデバイスによって処理されたステンレス鋼の表面虹色効果の過度の観測指向性に関する問題を排除又は少なくとも大幅に軽減するものであり、デバイスの集束レンズの光場に従ったレーザビームの走査によって形成される二つの隣接ライン、又は二つのドット（点）マトリクスの隣接点のＬＩＰＳＳを形成するようにレーザが放出する光の偏光を異ならせるものである。複数列の少なくとも三本の隣接ライン又は三つのドット（点）アレイに対して少なくとも三つの異なる配向を使用することが、所望の効果を得るために推奨される。

本方法は、二本の互いに向かい合うラインの接合部をほとんど又は全く視認不能にし、接合領域の未処理又は処理不足の危険性を避けるため光場同士が僅かに重なる二つのレーザスキャナデバイスを並置することと共にも使用可能である。

本発明は、原理的には、ラインでのレーザ処理と、点でのレーザ処理のどちらにも適用可能であり、また、両者を組み合わせた処理にも適用可能であることに留意されたい。勿論、対象物体の表面の一部のみに処理を限定するか（この場合、単一のレーザとその光場で十分となり得る）、対象物体の全表面を処理するのかを選択することができる。このためには、レーザデバイスの集束レンズの数とその光場の広がりと、処理デバイスと処理される対象物体との間の相対的な移動の程度とを、対象とする表面を全て処理することができるようにするだけで十分である。

本発明は、添付図面を参照して、以下の説明を読むことでより良く理解されるものである。

背景技術で説明したように、従来技術の方法によって虹色レーザ処理が行われた金属シートの表面を示し、既知の種類の二つの隣接レーザデバイスを用いて、互いにランダムに延長して位置するラインを形成し、二つのデバイスの光場でそれぞれ生じた二本のラインの間に重なっている領域を有し、その目的はラインの重なっている領域の視認性を低下させることである。 本発明に係るデバイスの概略図を示し、レーザ処理デバイスの光場で本発明の方法を実施することができ、その目的は、観測角度にかかわらず金属シートの虹色表面を観測することを可能にすることである。 本発明に係る方法で二つの隣接レーザ処理デバイスを用いることによって図１の場合で用いられた方法を改善する方法によって得られた金属シートの表面を示す。

上述のように、超短パルスレーザでの処理によって得られる虹色効果は、表面反射光に対する光学格子と同様の振る舞いを有する周期構造の表面での自発性形成に関するものである。上述のように、処理表面にわたって周期的に分布するこのさざなみ（リップル）構造の形成メカニズムは、科学界で確証されたものにはなっていない。

しかしながら、さざなみの配向（向き）は、表面を照射するレーザビームの偏光に主に関係していることが示されている（例えば、非特許文献３を参照）。従って、ＨＳＦＬの配向は、入射ビームの偏光と平行になる一方で、より多量のエネルギーがシート表面に伝送される場合に形成されるＬＳＦＬは、入射ビームの偏光に垂直に配向する。

ラインでのレーザ処理は、表面の所与のラインに対する異なる複数回の通過全体にわたってレーザビームの偏光の変更なしで処理された表面をもたらし、つまり、処理の終わりにおいて全て同じ方向に配向したライン／さざなみで構成された構造をもたらす。これは、表面の「光学格子」効果も配向していることを意味する。

実際、虹色効果は、さざなみの配向に対して横方向から観測した際に最大に見え、観測角度の向きが表面の構造と整列するにつれて減少する。従って、さざなみと整列して表面を観察しても何色にも見えない。これは、所望の観測条件下において虹色効果を有する製品を得るために処理の開始時にさざなみの配向を注意深く選択しなければならないことになるので、最終製品の欠点となり得る。また、その最終製品は、一つの主な観測方向においてのみフルカラーに見える。

本発明は、この欠点を回避することを可能にするものであり、使用されるデバイスが、全ての観測方向において虹色効果が同一に視認可能である表面をもたらすことを可能にする。二つの隣接場が共に同じ一本のラインを形成し、そのラインに沿って同じ偏光を有し、これら二つの場の間の接合領域の二重処理の視覚効果は、二つの場が異なる偏光を有する場合（偏光角度の差は２０°以上９０°以下である）よりもはるかに目立たなくなる傾向にある。また、二つの隣接ラインの間で十分に異なる偏光とすることで、虹色効果の観測の指向性が無くなる。これらの現象の組み合わせが、隣接ライン同士の間の偏光がこのように変更されていない場合よりも全ての観測方向において処理表面の虹色効果がはるかに均一に見えるようにする。

処理が「ライン」状で行われる場合、パルスによって処理されていない領域が存在しないように、高速走査方向においてパルスの中心間距離をパルスの直径よりも僅かに小さくし、本発明に係る解決策は、ビームの光路上に配置された偏光子又は他の種類の偏光用光学デバイスを用いることで、さざなみの配向がライン毎に変わるようにラインを交互にする。

従って、ライン毎に入射ビームの偏光を変更することができる自動システムを用いて処理場が得られるか、又は、さざなみを形成するレーザビームパルスの周期的で連続した偏光によってさざなみに付与される異なる配向数Ｍ（二以上、好ましくは三以上）で処理場が得られる。

本発明の原理は、マトリクス状の「点」で処理が行われる場合にも有効である。パルス入射点に対応する各点は、隣の点と異なるさざなみの配向を有する。二つの隣接光場では、互いに延長しているマトリクスに従って点が生成される。

図２は、所与の場でステンレス鋼シートの少なくとも一部を処理するように本発明の方法を実施するためのユニットデバイスの一部の典型的な構造を示す。勿論、本デバイスは自動化手段によって制御され、シート１の支持体１３とレーザビーム７との相対的な移動を同期させることができ、また、レーザビーム７のパラメータとその偏光状態を要求通りに調節することができる。

本デバイスは、金属表面上に虹色効果を得るための従来型のレーザ源６を備え、つまり典型的には、短パルス幅（１ナノ秒未満）のパルスレーザビーム７を発生させる源６を備え、各パルスの直径は例えば上述のように３０から４０μｍ程度である。パルスがステンレス鋼の表面に与えるエネルギーは、シート１の表面上にＬＩＰＳＳさざなみ、好ましくはＬＳＦＬ型のさざなみを生じさせ、また、バンプ、更にはスパイクの形成を防止するように実験的に決定されるものであり、レーザビーム７の周波数とパワーは、そのために当業者に知られている基準に従い、デバイスの他の素子と処理される物質の正確な特性を考慮して、選択されるべきものである。源６が発生させるレーザビーム７は光ビーム成形システム８を通過するが、その光ビーム成形システム８は、ビーム７の形状と寸法を調節するための従来の部品９に加えて、本発明に従いデバイスを管理するオペレータによる選択で又は自動でビーム７を偏光させることができる偏光素子１０を含む。

次いで、レーザビーム７は、走査デバイス１１（例えば、スキャナ）を通過するが、その走査デバイス１１は、既知のように、処理場の直線経路に沿ってシート１の表面をビーム７で走査することを可能にする。スキャナ１１の出力部には、従来のように集束レンズ等の集束システム１２が存在し、レーザビーム７をシート１の方向に集束させる。

図示の例では、シート１は可動支持体１３によって支持され、レーザビーム７の発生と偏光と走査を行うデバイスに対して相対的にシートを平面内に沿って又は任意で三次元で移動させることができ、図示のデバイスの処理場の新たなラインに沿ってシート１の表面をレーザビームで処理することができるようになる。しかしながら、本発明によると、その新たなラインの処理の前に、レーザビーム７の偏光デバイス１０がその設定を変更させていて、以前のラインを処理した際の以前の偏光状態とは異なる偏光状態をレーザビーム７に与えるようにしている。

少なくとも二つ、好ましくは少なくとも三つの異なる偏光角度が、偏光デバイス１０で得られ、好ましくはライン毎に周期的に交互にされるがこれは必須ではない。偏光パターンの周期性は必須ではない。即ち、ライン１４、１５、１６のうち隣接する二つラインの偏光角度が、好ましくは２０°以上、９０°以下で異なっていれば十分である。しかしながら、パターンの周期性が、例えば図示されているように偏光角度が三本のライン１４、１５、１６毎に繰り返されているものが、偏光の変化の周期的プログラミングがランダムなプログラミングよりも単純であるので好ましく、特に、異なる二つの場に属し互いに連続して存在している二本のライン１４、１５、１６は同じさざなみの配向を有さなければならないので好ましい。

所与の光場内でランダムな偏光が、好ましくは上述の２０°の最小角度差と上述の９０°の最大角度差で連続している列も許容可能であり、特に比較的幅狭のシートを処理するのに用いられる設備の場合、単一の場のみを要するものとなるので、二つの隣接場が発生させ互いに延長して位置する二つのラインの偏光が同一であるかという問題は生じない。

シート１を処理するためのデバイス全体は、大抵の場合において、上述のようなユニットデバイスを複数備え、それらユニットデバイスは、シート１に向けて配置されて、それぞれの処理場、つまりスキャナ１１の集束システム１２の光場が僅かに重なるように並置される。この重なりは、典型的にはパルスのサイズの略二倍であり、追加で、レーザのパルス発生周期と高速軸に沿ったレーザの走査速度に関する位置の不確定性を有する。この重なりが処理の終わりにおいてシートに未処理の領域を残さないのに十分なものであるかを実験的に検証しなければならない。また、各場が生成するラインは互いに連続的なものでなければならず、ユニットデバイスの設定は、特に、各レーザビーム７の時刻ｔにおける形状、サイズ、パワー、及び偏光角度に関して同一でなければならず、処理が、シート１の幅を有するライン全体にわたって均一であるようにし、また、二つの隣接ラインの間のレーザビーム７の偏光角度の差がシートの幅全体にわたって同一であるようにする。

複数のユニットデバイスの制御手段は、大抵の場合、全てのユニットデバイスに共通の手段であり、複数のユニットデバイスが互いに完璧に同期して動作するようにする。その手段は、シート１の支持体１３の移動も制御する。

勿論、可動支持体１３を固定支持体に置き換えることができ、シート１とユニット処理デバイスの相対的な移動を、可動支持体上にユニット処理デバイスを配置することで保証することもできる。これら両実施形態を組み合わせることもでき、この場合、本発明のデバイスは、シート１用の可動支持体１３と、ユニット処理デバイス用の他の可動支持体の両方を備え、それらの二つの可動支持体のうちいずれか一方を、又は両方を同時に、ユーザの望み通りに制御デバイスによって作動させることができる。

数Ｍは、さざなみに与えたい異なる配向の数に対応していて、ライン間隔は、各場毎に従来の間隔でラインをずらす従来の処理のＭ倍になる。図３は、Ｍ＝３の場合に得られる効果の例を示す。

シート１の表面は、本発明の二つのデバイスによって形成された周期的な列のライン１４、１５、１６を示し、それらデバイスは、二つの隣接する光場１７、１８で三種類のライン１４、１５、１６の周期的なパターンを形成することができ、所与の場のライン１４、１５、１６は、隣接の光場のライン１４、１５、１６と連続している。

パターン中のライン１４、１５、１６は、それらの形成時にレーザビーム７に適用された偏光デバイス１０の異なる偏光の効果の結果として互いに異なっている。

非限定的な例として表面の拡大部を示す図３の一部に見て取れるように、パターンの第一ライン１４の生成中にレーザに与えられている偏光は、レーザ処理デバイスとの関係においてシート１の進行方向６に垂直な方向なさざなみの配向をもたらす。そして、パターンの第二ライン１５を生成するために、第一ライン１４のさざなみの配向に対して４５°のさざなみの配向を得るようにレーザビーム７の偏光を変更している。最後に、パターンの第三ライン１６を生成するために、第二ライン１５のさざなみの配向に対して４５°、つまりは、第一ライン１４のさざなみの配向に対して９０°の配向を得るようにレーザビーム７の偏光を変更していて、第三ライン１６のさざなみは、レーザ処理デバイスとの関係においてシート１の進行方向６に対して平行に配向している。

二つの隣接する場の接合領域においては、上述の従来技術のように、表面の残りの部分に与えるよりも多くのエネルギーをシート１の表面に与える。しかしながら、この接合領域で出会う各光場のライン１４、１５、１６が同じ偏光のレーザビーム７で生成されているので、レーザビーム７の無制御の偏光の場合よりも表面の視覚的虹色効果の劣化が明確に抑制されている。光場同士のさざなみの配向の連続性の欠如は、所与のライン１４、１５、１６に対して場の接合領域の視認性を増大させ、表面の不均一な領域を生じさせる傾向にある。注意しなければならないのは、単純に、二つの隣接場のライン１４、１５、１６を同じ偏光で互いに一直線状になるようにすることであるが、隣接場同士のライン１４、１５、１６を同一直線状にすることは従来技術の方法を実施する際にも注意されている点であり（図１を参照）、そのための既知の設備が本発明のこの実施形態でも使用可能である。各場に関してデバイスのレーザビーム７の偏光変化を場の接合線で同じ値を有するようにすることのみが必要とされる。

Ｍ＝２の異なる偏光の配向、例えば９０°で異なる配向の使用でも、大抵の観測方向に沿って視認可能な虹色効果を得るのには十分である。しかしながら、虹色効果の強さは、４５°の角度で観測する場合には実質的に異なるものであるので、虹色効果の指向性の欠落という課題が十分には解決されないと懸念され得る。これは、Ｍが２よりも大きいと最早視認可能ではなくなり、好ましくは、二つの隣接ライン１４、１５、１６の間の角度差が２０°以上だと視認可能ではなくなる。

従って、０°から９０°の間の少なくとも三つの異なる偏光角度で、好ましくは二つの隣接ライン１４、１５、１６の間で２０°以上の偏光の違いを有するように処理を行うことによって、表面の虹色効果が全方向において同様の強さで視認可能になることが実験で示されている。３を超える配向数Ｍが使用可能であるが、所望の虹色効果の指向性を避けるように二つの隣接ラインの偏光角度が互いに十分に異なるように注意しなければならない。

二つの連続した点の間で２０°以上の偏光の差という同じ条件が、点での処理の場合にも好ましくは当てはまる。

しかしながら、異なる配向で分布する表面構造は、単一の偏光方向で処理された表面を最適角度（構造に対して横方向の角度）で見た場合と比較すると、虹色効果の全体的な強さの低下をもたらす。従って、観測者が知覚する視覚的虹色効果の強さと、その虹色効果の全方向性との間にはトレードオフがある。しかしながら、大抵の場合には、三つの偏光方向（つまりは、図３に示されるようにそれらの方向の三本のラインの周期性）で良好なトレードオフが示される。

マトリクスに従った「点状」での処理を可能にするスキャナの場合、一本のラインの異なる点同士の間及び／又は隣接ライン同士の間でさざなみの配向を変更し得る。しかしながら、所与の点を形成するように与えられるエネルギーがレーザビーム７の複数回の通過を用いて与えられる場合には、各点が、同じ偏光を共有している照射の蓄積のみによって形成されるようにすることが重要である。これは、点毎に照射ビームの偏光を変更することによって達成可能であり、又はＭ個の点アレイを設けて、Ｍが２以上好ましくは３以上とし、各アレイが異なるさざなみの配向を有するようにすることによって、つまりは各アレイがレーザビーム７の異なる偏光で設けられるようにすることによっても達成可能である。

さざなみの配向を異ならせることを、光学的手段ではなく、機械的手段によって行うことも想定可能であり、シート１の支持体と、レーザスキャナデバイスの支持体の相対的な向きを変更することによって、典型的には所与のライン１４、１５、１６のさざなみの配向と、以前のライン１４、１５、１６のさざなみの配向との所望の差に等しい角度で支持体１３を回転させることによって行われる。しかしながら、この解決策は理想的なものではない。実際、さざなみの正確な形成は、レーザビーム７の潜在的な偏光の不規則性に依存するものであり、支持体１３を必要な速度と角度の精度で回転させることは、複雑な機械的問題を課すものであり、これは特に、重く大きな対象物を処理するための産業的設備の場合に当てはまる。一般的には偏光子１０の使用と制御の方が、実行が簡単である。

最後に、可能な限り均一な効果を得るため、可能な限り最短距離で、好ましくは周期的に配向を交互にすることが推奨される。ラインの場合、パルスの直径に等しい、好ましくはパルスの直径よりもわずかに小さい幅を有するようにして（シートの表面全体を処理することを保証して）各配向の一本のラインを周期的に交互にすることが好ましい。スポット（点）での処理の場合、レーザビーム７の偏光について可能な異なる配向の数に等しい数のスポット（点）を含む正方形又は矩形のパターンで配向を周期的に交互にすることが好ましい。

勿論、シートの幅が比較的狭く、表面全体を周期的パターンの異なる偏光のラインで構造化するのに単一のスキャナのみを要する場合に本方法を適用することも本発明の範囲内にある。本発明の主たる利点は、虹色効果の強さが、シートを観測する角度に依存しないことである。このような狭いシートのみを処理したい場合には、図２に係るデバイスを一つのみ含む設備とすることもできる。

また、比較的狭い幅（図２に係るデバイスの処理場の幅以下の幅）のシートと、より幅広のシート（図２に係るデバイスを複数並置して、各デバイスが単一の処理場で作用することを要する）の両方を同じ設備で処理することもできる。このためには、狭いシートを処理する際に複数のデバイスのうち一つのみを作動させるだけでよい。本発明の方法は、複数のシート幅用に使用可能であり、各場について同じ設定とすることで、その幅にかかわらず同じ効果のシートを得ることができ、製造者が製造したいとおりの多様な幅のシートの製品群の効果を均一にすることができる。

集束システム１２とシート１との間の距離を測定する手段を処理デバイスが含み、その手段を集束システム１２を制御する手段と接続して、集束システム１２とシート１との間の有効距離にかかわらず、パルスの直径とレーザビームのフルエンスが実質的に同じになるようにすることによって、完全に平坦ではないシート１を処理することもできる。集束システムと金属シート１の表面との間の距離も、適切な機械的手段で実時間で調節可能な場合には影響のあるパラメータである。

また、平坦な金属シート以外の物質（例えば、成形シート、バー、チューブ、全般的に立体的（三次元的）表面を有する部品）に対する本方法の適用も想定可能であり、それに応じてレーザと処理される部品の相対的移動用の手段、及び／又は、レーザエミッタと表面との間の距離の差を管理する場合における集束手段の制御手段を適用する。実質的にシリンダ状の表面を有する部品（例えば、円形断面のチューブやバー）の場合、一つの処理手法は、レーザデバイスを固定支持体上に置き、部品を回転させることができる部品用の支持体を提供して、部品の表面がレーザの光場内を移動するようにすることである。

最後に、ステンレス鋼が、本発明が優先的に適用可能な物質であるが、レーザ処理によって表面に虹色効果が得られる他の金属や非金属も本発明で想定されることに留意されたい。

１ 部品
６ レーザ源
７ レーザビーム
８ 光学システム
１０ 偏光システム
１１ スキャナ
１２ 集束システム
１３ 支持体

Claims (16)

1. 部品（１）の表面に虹色視覚効果を生じさせるための方法であって、レーザ源（６）とスキャナ（１１）と集束システム（１２）とを備えるデバイスの該集束システム（１２）の光場内で１ナノ秒未満のパルス幅を有するパルスのレーザビーム（７）を前記表面に照射して、前記パルスの幅で前記表面に同じ配向を有するさざなみ状の構造を生じさせ、前記スキャナ（１１）が、前記表面と前記レーザビームを放出するデバイスの相対的移動によって、複数列の隣接するライン（１４、１５、１６）に沿って、又はマトリクス状の点で前記表面を前記レーザビーム（７）で走査し、各ライン（１４、１５、１６）の幅又は各マトリクスの各点の寸法が前記パルスの直径に等しく、二つの隣接するライン（１４、１５，１６）に沿って又は二つの隣接する点での走査と走査の間に、前記レーザビーム（７）の偏光を変更して、二つの隣接するライン（１４、１５、１６）又は二つの隣接する点で異なる配向のさざなみを生じさせることを特徴とする方法。
2. 前記レーザビーム（７）の偏光が周期パターンで変更され、前記周期パターンがＭ本の隣接するラインにわたって及び、前記Ｍが２以上であることを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 二つの隣接するライン又は二つの隣接する点が、２０°以上で９０°以下で異なる偏光角度を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の方法。
4. レーザ源（６）とスキャナ（１１）と集束システム（１２）とを備える第一デバイスの該集束システム（１２）の光場内で１ナノ秒未満のパルス幅を有するパルスのレーザビーム（７）を前記表面に照射し、レーザ源（６）とスキャナ（１１）と集束システム（１２）とを備える少なくとも一つの第二デバイスの該集束システム（１２）の光場内で１ナノ秒未満のパルス幅を有するパルスのレーザビーム（７）を前記表面に照射し、二つの隣接する光場に属し互いに延長して位置する二本のライン（１４、１５、１６）又は二つの隣接する点の偏光が同じであることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の方法。
5. 前記部品の表面と前記レーザビームを放出するデバイスの相対的移動が、可動支持体上に前記部品を配置することによって行われることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の方法。
6. 前記部品の表面と前記レーザビームを放出するデバイスの相対的移動が、可動支持体上に前記レーザビームを放出するデバイスを配置することによって行われることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の方法。
7. 前記部品が金属シートであることを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の方法。
8. 前記部品の表面が立体的であることを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載の方法。
9. 前記部品がステンレス鋼であることを特徴とする請求項１から８のいずれか一項に記載の方法。
10. レーザビームのパルスによって部品（１）の表面にさざなみを形成することによって該表面に虹色効果を与えるためのユニットデバイスであって、１ナノ秒未満のパルス幅のレーザビーム（７）を発生させるためのレーザ源（６）と、前記レーザビーム（７）を成形する光学システム（８）と、集束システム（１２）を通過した後のレーザビーム（７）の光場で前記部品（１）の表面をライン又はマトリクス状の点で走査するスキャナ（１１）と、前記部品の表面の少なくとも一部に処理を行うために前記ユニットデバイスと前記部品（１）を相対的に移動させるための手段とを備え、前記光学システム（８）が、前記レーザビーム（７）に所定の偏光を与える偏光システム（１０）と、前記表面上に二つの隣接するライン又は二つの隣接する点を異なる偏光のパルスで生じさせるように偏光を変更するための手段とを備えることを特徴とするユニットデバイス。
11. 前記ユニットデバイスが、２０°以上で９０°以下で偏光が異なるパルスで二つの隣接する点を形成することを特徴とする請求項１０に記載のユニットデバイス。
12. 前記集束システム（１２）と前記部品（１）の表面との間の距離を測定し、前記距離にかかわらず前記表面に対する一定のパルス直径とフルエンスを維持するための手段を備えることを特徴とする請求項１０又は１１に記載のユニットデバイス。
13. レーザビームパルスによって部品（１）の表面にさざなみを形成することによって該表面に虹色効果を与えるためのデバイスであって、集束システムの光場同士が重なるように請求項１０又は１１に記載のユニットデバイスを二つ以上備えることを特徴とするデバイス。
14. 前記ユニットデバイスと前記部品（１）を相対的に移動させるための手段が、前記部品（１）用の可動支持体（１３）を備えることを特徴とする請求項１０から１３のいずれか一項に記載のデバイス。
15. 前記ユニットデバイスと前記部品（１）を相対的に移動させるための手段が、前記ユニットデバイス用の可動支持体を備えることを特徴とする請求項１０から１４のいずれか一項に記載のデバイス。
16. 部品（１）の表面にさざなみを形成するレーザ処理による虹色効果を有する物質製の部品（１）であって、前記さざなみが、部品（１）の表面にわたって分布する少なくとも二つの配向を有することを特徴とする部品（１）。

Images