JP3430531B2 - Light marking device - Google Patents

Light marking device

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JP3430531B2
JP3430531B2 JP00192993A JP192993A JP3430531B2 JP 3430531 B2 JP3430531 B2 JP 3430531B2 JP 00192993 A JP00192993 A JP 00192993A JP 192993 A JP192993 A JP 192993A JP 3430531 B2 JP3430531 B2 JP 3430531B2
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light modulator
reproduced
spatial light
pattern
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淳 尼子
弘綱 三浦
富雄 曽根原
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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、空間光変調器を用いた
レーザ刻印装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a laser marking device using a spatial light modulator.

【0002】[0002]

【従来の技術】液晶空間光変調器を可変マスクとして用
いたレーザ刻印装置の開発が進んでいる。この装置で
は、液晶空間光変調器の2次元的な光スイッチング効果
を利用して、刻印したいパターンをそのまま濃淡情報と
して液晶空間光変調器へ表示する。つぎに、レーザで液
晶空間光変調器を照明し、レンズで試料表面へパターン
を結像する。こうして、パターンが結像された試料表面
の部分がレーザの熱で蒸発して刻印される。(例えば、
特開昭60-174671、特開平1-176564)
2. Description of the Related Art A laser marking device using a liquid crystal spatial light modulator as a variable mask is under development. In this device, the two-dimensional optical switching effect of the liquid crystal spatial light modulator is used to directly display the pattern to be marked on the liquid crystal spatial light modulator as grayscale information. Next, the laser illuminates the liquid crystal spatial light modulator, and the lens images the pattern on the sample surface. In this way, the portion of the sample surface on which the pattern is imaged is vaporized and engraved by the heat of the laser. (For example,
(JP-A-60-174671, JP-A-1-76564)

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来のレーザ
刻印装置には、液晶空間光変調器に表示された濃淡のパ
ターンを開口マスクとして用いるために大部分の光が遮
られ、光利用効率が低いという問題があった。このため
に、少数文字列や線画像などのように、刻印したいパタ
ーンの総面積が小さい場合には、大出力レーザ光源が必
要になり、レーザ刻印装置の生産効率を著しく低めてい
た。
However, in the conventional laser marking device, most of the light is blocked because the light and shade pattern displayed on the liquid crystal spatial light modulator is used as an aperture mask, and the light utilization efficiency is reduced. There was a problem of being low. For this reason, when the total area of the pattern to be marked is small, such as a small character string or a line image, a high output laser light source is required, and the production efficiency of the laser marking device is significantly reduced.

【0004】本発明はこのような問題点を解決するもの
であって、その目的は、光利用効率が高く、高品質なパ
ターン刻印が可能なレーザ刻印装置を提供するところに
ある。
The present invention is intended to solve such a problem, and an object thereof is to provide a laser marking device which has a high light utilization efficiency and is capable of high-quality pattern marking.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】本発明の第1の光刻印装
置は、コヒーレント光源と、前記コヒーレント光源から
出射されたビームの波面を制御する少なくともひとつの
空間光変調手段と、前記空間光変調手段により波面が制
御されたビームを試料の表面に照射するフーリエ変換レ
ンズとを有する光刻印装置であって、少なくとも、再生
したいパターンデータを入力する手段と、乱数データを
発生する手段と、フーリエ変換を実行する手段とを備
え、前記空間光変調器へ表示する複素振幅データを作成
する過程は、前記再生したいパターンデータと前記乱数
データを掛け合わせる過程と、得られたデータを前記フ
ーリエ変換を実行する手段によりフーリエ変換して求め
る過程とを有し、前記空間光変調手段へ複素振幅データ
を記録する手段は、再生したいパターンデータにおける
最大空間周波数を判定する手段と、前記再生したいパタ
ーンの最大空間周波数に応じて前記コヒーレント光源か
らの出射ビーム径を調整する手段と、繰り返し露光回数
を加減する手段とを備えていることを特徴とする。
A first optical marking device of the present invention is a coherent light source, at least one spatial light modulator for controlling a wave front of a beam emitted from the coherent light source, and the spatial light modulator. An optical marking device having a Fourier transform lens for irradiating a surface of a sample with a beam whose wavefront is controlled by means, at least means for inputting pattern data to be reproduced, means for generating random number data, and Fourier transform The step of creating complex amplitude data to be displayed on the spatial light modulator includes the step of multiplying the pattern data to be reproduced by the random number data, and the Fourier transform of the obtained data. Fourier transform by means of means for obtaining, and means for recording complex amplitude data in the spatial light modulating means, A means for determining the maximum spatial frequency in the pattern data to be reproduced, a means for adjusting the diameter of the beam emitted from the coherent light source according to the maximum spatial frequency of the pattern to be reproduced, and means for adjusting the number of repeated exposures are provided. It is characterized by being

【0006】本発明の第2の光刻印装置は、前記複素振
幅データを記録する手段は、再生したいパターンデータ
における最大空間周波数を判定する手段と、前記再生し
たいパターンの最大空間周波数に応じて前記コヒーレン
ト光源からの出射ビーム径を調整する手段としての光学
系と、繰り返し露光回数を加減する手段と、前記コヒー
レント光源の出力を調整する手段としての制御装置と駆
動電源と、前記空間光変調器へ複素振幅データを記録す
る手段として、液晶空間光変調器とその駆動回路を備え
ていることを特徴とする。
In the second optical marking device of the present invention, the means for recording the complex amplitude data is means for determining the maximum spatial frequency in the pattern data to be reproduced, and the means for recording the complex amplitude data according to the maximum spatial frequency in the pattern to be reproduced. An optical system as a means for adjusting the beam diameter emitted from the coherent light source, a means for adjusting the number of repetitive exposures, a control device as a means for adjusting the output of the coherent light source, a drive power source, and the spatial light modulator. A liquid crystal spatial light modulator and its drive circuit are provided as a means for recording complex amplitude data.

【0007】[0007]

【0008】[0008]

【0009】[0009]

【0010】[0010]

【0011】[0011]

【実施例】以下、実施例により本発明の詳細を示す。The details of the present invention will be described below with reference to Examples.

【0012】(実施例1)図1に本発明のレーザ刻印装
置の構成を示す。レーザ光源101から出射されたビー
ムは、光学系102により拡大された平行光となり、位
相変調型液晶空間光変調器103へ入射する。そして、
液晶空間光変調器に表示された位相分布の作用により、
ビーム波面の位相が2次元的に変調される。この変調さ
れた波面をレンズ104でフーリエ変換することによ
り、試料105の表面に所定のパターンが結像再生され
る。レーザ光が照射された試料表面の部分は熱により蒸
発または変質して、パターンが刻印される。図1で、1
06はレーザの駆動電源、107は液晶空間光変調器の
駆動回路、108はこれらを制御するための制御装置で
ある。刻印すべき文字やパターンは入力装置109から
入力される。本実施例では、波長1.064μmのYAGレ
ーザを光源に用いた。
(Embodiment 1) FIG. 1 shows the configuration of a laser marking device of the present invention. The beam emitted from the laser light source 101 becomes parallel light expanded by the optical system 102 and enters the phase modulation type liquid crystal spatial light modulator 103. And
By the action of the phase distribution displayed on the liquid crystal spatial light modulator,
The phase of the beam wavefront is two-dimensionally modulated. By subjecting the modulated wavefront to Fourier transform by the lens 104, a predetermined pattern is imaged and reproduced on the surface of the sample 105. A portion of the sample surface irradiated with the laser light is evaporated or altered by heat, and a pattern is imprinted. In FIG. 1, 1
Reference numeral 06 is a laser drive power source, 107 is a drive circuit for the liquid crystal spatial light modulator, and 108 is a control device for controlling them. Characters and patterns to be marked are input from the input device 109. In this embodiment, a YAG laser having a wavelength of 1.064 μm is used as a light source.

【0013】光学系102は倍率可変なビームコリメー
タであって、制御装置108からの信号にしたがって、
液晶空間光変調器103に入射するビームの径を調節す
る機能を有する。光学系102の構成としては、例え
ば、図2に示すようなものが考えられる。制御装置10
8からの信号によりレンズ群を支持するステージを移動
して、レンズ間距離(図中のd1、d2)を調節すること
により、ビームの拡大倍率を設定する。
The optical system 102 is a beam collimator with a variable magnification, and according to a signal from the controller 108,
It has a function of adjusting the diameter of the beam incident on the liquid crystal spatial light modulator 103. As a configuration of the optical system 102, for example, a configuration as shown in FIG. 2 can be considered. Control device 10
The beam magnification is set by moving the stage that supports the lens group according to the signal from 8 and adjusting the inter-lens distance (d 1 , d 2 in the figure).

【0014】本実施例で用いた液晶空間光変調器は、反
平行配向のECB(電界制御複屈折)モードの液晶パネ
ルを有し、光の振幅を変化させることなく、位相だけを
線形に2π以上変調できる(第51回応物秋季講演、26
a-H-10(1990)参照)。この液晶空間光変調器は、各画素
にTFT(薄膜トランジスタ)を備え、アクティブマト
リックス駆動方式により、少なくともビデオレートでの
書き換えが可能である。画素数は128×128、画素
ピッチは80μm×80μm、開口率は50%である。
レーザが入射する側の基板表面には、表示領域には減反
射コートが、非表示領域には増反射コートが、それぞれ
施されている。液晶空間光変調器の位相変調特性を図4
に示す。ECBモードの液晶パネルは、液晶のダイレク
タと平行な偏光成分の位相だけを変調する。そこで、光
源には直線偏光のYAGレーザを使い、出射ビームの偏
光方向を液晶のダイレクタと平行にした。
The liquid crystal spatial light modulator used in this embodiment has an ECB (electric field control birefringence) mode liquid crystal panel with antiparallel alignment, and only the phase is linearly changed to 2π without changing the amplitude of light. Can be modulated above (51st Autumn Meeting, 26
aH-10 (1990)). This liquid crystal spatial light modulator is provided with a TFT (thin film transistor) in each pixel and can be rewritten at least at a video rate by an active matrix driving method. The number of pixels is 128 × 128, the pixel pitch is 80 μm × 80 μm, and the aperture ratio is 50%.
On the surface of the substrate on which the laser is incident, the display region is provided with a dereflective coating and the non-display region is provided with a dereflective coating. Figure 4 shows the phase modulation characteristics of the liquid crystal spatial light modulator.
Shown in. The ECB mode liquid crystal panel modulates only the phase of the polarization component parallel to the director of the liquid crystal. Therefore, a linearly polarized YAG laser was used as the light source, and the polarization direction of the emitted beam was made parallel to the director of the liquid crystal.

【0015】本発明の刻印装置では、1次元あるいは2
次元の位相分布を液晶空間光変調器へ表示して、この位
相分布からパターンを再生する。この点が、液晶空間光
変調器を単なる開口マスクとして用いる従来方式との大
きな違いである。以下では、液晶空間光変調器へ記録す
る位相分布として、キノフォーム(IBM J. Res. Dev.,1
3, 150-155(1969)参照)を例にあげて、 (1)再生パターンにおけるスペックルノイズの低減 (2)光利用効率の向上 という観点から、本発明の特徴を説明する。
In the marking device of the present invention, one-dimensional or two-dimensional printing is possible.
The dimensional phase distribution is displayed on the liquid crystal spatial light modulator, and the pattern is reproduced from this phase distribution. This is a big difference from the conventional method in which the liquid crystal spatial light modulator is used as a simple aperture mask. Below, as the phase distribution recorded in the liquid crystal spatial light modulator, the kinoform (IBM J. Res. Dev., 1
3, 150-155 (1969)) as an example, the features of the present invention will be described in terms of (1) reduction of speckle noise in a reproduction pattern and (2) improvement of light utilization efficiency.

【0016】はじめに、キノフォームのデータ作成につ
いて簡単に説明しておく。振幅分布として与えられた画
像データにランダムな位相分布を重ねフーリエ変換し
て、フーリエ変換像の位相成分だけを取り出す。この位
相成分を量子化したものがキノフォームのデータであ
り、これを液晶空間光変調器へ表示する。このキノフォ
ームをコリメートされたレーザ光で照明すれば、液晶空
間光変調器の後方に、再生像が得られる。ただし、スペ
ックルノイズが目立つので、この再生像をそのまま刻印
の目的で使用することは難しい。
First, a brief description will be given of how to create kinoform data. The random phase distribution is superimposed on the image data given as the amplitude distribution, and the Fourier transform is performed to extract only the phase component of the Fourier transform image. The quantized phase component is kinoform data, which is displayed on the liquid crystal spatial light modulator. If this kinoform is illuminated with collimated laser light, a reproduced image can be obtained behind the liquid crystal spatial light modulator. However, since speckle noise is conspicuous, it is difficult to use this reproduced image as it is for the purpose of marking.

【0017】本発明では、キノフォームからの再生像を
積分してスペックルのコントラストを低めることによ
り、再生像質を改善することにした(光学連合シンポジ
ウム’92論文集、p.25-26)。キノフォームデータの
作成において、原画像に重ねるランダム位相は0とπの
2値で十分な効果があることが判っている。この方法に
よれば、位相のとびに起因する強度の誤差、ならび
に、液晶空間光変調器の画素間の特性ばらつきに起因
する強度誤差を吸収できるため、高い画質の再生像が得
られる。
In the present invention, the reproduced image quality is improved by integrating the reproduced image from the kinoform to lower the speckle contrast (Optical Union Symposium '92, p.25-26). . It has been found that a binary phase of 0 and π has a sufficient effect on the random image to be superimposed on the original image when creating the kinoform data. According to this method, the intensity error due to the phase jump and the intensity error due to the characteristic variation between the pixels of the liquid crystal spatial light modulator can be absorbed, so that a reproduced image with high image quality can be obtained.

【0018】しかし、レーザのエネルギーを有効利用す
るためには、液晶空間光変調器を照明するビーム径とキ
ノフォームサイズの関係について考察することが必要で
あり、先に引用した文献(光学連合シンポジウム’92
論文集、p.25-26)では、この点について全くふれてい
ない。
However, in order to effectively use the energy of the laser, it is necessary to consider the relationship between the beam diameter for illuminating the liquid crystal spatial light modulator and the kinoform size. '92
This is not mentioned at all in the collection of papers, p.25-26).

【0019】本発明では、光利用効率を高めることを目
的に、原画像に含まれる最大空間周波数を考慮して再生
ビームの径を決定する方法と、それを実現する具体的手
段を提示する。
The present invention presents a method for determining the diameter of the reproduction beam in consideration of the maximum spatial frequency contained in the original image and a specific means for realizing it, for the purpose of improving the light utilization efficiency.

【0020】まず、本発明の基盤となる実験事実につい
て述べておく。図5に、再生ビーム径(1/e2)とキ
ノフォームサイズとの関係を示す。再生ビームの強度分
布はガウシアンである。光利用効率を3水準(99%、
90%、80%)選び、それぞれに対応するビーム径w
(10mm、15mm、20mm)を選んで再生実験を
おこない、スペックルコントラストと積分数の関係を調
べた(図6)。その結果、ビーム径が細くなる(光利用
効率は高くなる)につれて、スペックルコントラスト
(強度のばらつき)は大きくなることが判った。さら
に、積分後の解像度を調べるために、細かいストライプ
パターン(周期:2サンプル点)を再生し、その強度分
布を測定した。この測定から、ビーム径が細くなる(光
利用効率は高くなる)につれて、ストライプの白黒が区
別しにくくなることが判った。例として、積分数が50
の時の結果を図7に示す。
First, the experimental facts that form the basis of the present invention will be described. FIG. 5 shows the relationship between the reproducing beam diameter (1 / e 2 ) and the kinoform size. The intensity distribution of the reproduction beam is Gaussian. 3 levels of light utilization efficiency (99%,
90%, 80%), and the corresponding beam diameter w
(10 mm, 15 mm, 20 mm) was selected and a reproduction experiment was conducted to investigate the relationship between speckle contrast and the number of integrals (FIG. 6). As a result, it has been found that the speckle contrast (variation in intensity) increases as the beam diameter decreases (the light utilization efficiency increases). Further, in order to examine the resolution after integration, a fine stripe pattern (cycle: 2 sample points) was reproduced and its intensity distribution was measured. From this measurement, it was found that the narrower the beam diameter (the higher the light utilization efficiency), the more difficult it was to distinguish between black and white stripes. As an example, the integration number is 50
The result at the time of is shown in FIG.

【0021】これらの実験結果から、原画像に含まれる
最大空間周波数を考慮して再生ビームの径を決定するこ
とにより、(1)レーザ出力を調節して露光過剰を防止
することにより、再生ビームのエネルギーを最大限有効
に利用できることと、(2)積分数を加減することによ
り、再生ビーム径に依らずに同品質な刻印が実現でき
る、ことが理解できる。
From these experimental results, the diameter of the reproduction beam is determined in consideration of the maximum spatial frequency included in the original image, and (1) the laser output is adjusted to prevent overexposure. It can be understood that the energy of can be used to the maximum extent, and that (2) the engraving with the same quality can be realized regardless of the reproduction beam diameter by adjusting the number of integrations.

【0022】この方法を実現する具体的手段をつぎに示
そう。図3に本実施例に用いた制御装置108の構成を
示す。なお、以下の処理をタイミングを合わせて効率よ
く実効するために、必要に応じて制御回路301から各
回路に制御信号を送る。
Specific means for realizing this method will be shown below. FIG. 3 shows the configuration of the control device 108 used in this embodiment. It should be noted that the control circuit 301 sends a control signal to each circuit as necessary in order to efficiently execute the following processing at the same timing.

【0023】入力装置109から入力された画像データ
はフォントROM302でドットマトリックスデータに
変換してから(はじめからドットマトリックスデータで
与えられていればそのまま)入力バッファ203に保存
する。このバッファから1フレーム分のデータ毎にメモ
リ306に読み出す。一方、乱数発生回路304によ
り、2値(本実施例では1と−1)データをランダムに
発生させる。この2値データを画像データのドット数と
同じ数毎に組にしてメモリ305に保存する。
The image data input from the input device 109 is converted into dot matrix data by the font ROM 302 and then stored in the input buffer 203 (if the dot matrix data has been given from the beginning). The data of one frame is read from the buffer to the memory 306. On the other hand, the random number generation circuit 304 randomly generates binary data (1 and -1 in this embodiment). This binary data is stored in the memory 305 as a set for each number equal to the number of dots of the image data.

【0024】メモリ305と306のデータを乗算回路
308で各ドット毎にかけあわせ、メモリ309に保存
する。このデータを2次元複素高速フーリエ変換回路3
10でフーリエ変換し、複素振幅データをメモリ311
に保存する。このデータから逆正接演算回路312によ
って位相データを取り出し、量子化演算回路313で量
子化(本実施例では16階調)してキノフォームデータ
を作成する。このデータを出力バッファ314に保存
し、1フレーム毎に液晶空間光変調器の駆動回路107
に送る。
The data of the memories 305 and 306 are multiplied by each dot by the multiplication circuit 308 and stored in the memory 309. This data is converted into a two-dimensional complex fast Fourier transform circuit 3
Fourier transform is performed at 10 and the complex amplitude data is stored in the memory 311.
Save to. The arctangent calculation circuit 312 extracts the phase data from this data, and the quantization calculation circuit 313 quantizes (16 gradations in this embodiment) to create kinoform data. This data is stored in the output buffer 314, and the drive circuit 107 of the liquid crystal spatial light modulator is stored for each frame.
Send to.

【0025】本実施例の制御装置は約30msでひとつ
のキノフォーム(128×128ドット)を計算でき
る。液晶空間光変調器の応答に合わせてほぼビデオレー
トでキノフォームを書き換え、これにタイミングを合わ
せてレーザ駆動用の電源107にトリガー信号を送り、
YAGレーザをパルス発振させる。
The control device of this embodiment can calculate one kinoform (128 × 128 dots) in about 30 ms. The kinoform is rewritten at almost the video rate according to the response of the liquid crystal spatial light modulator, and the trigger signal is sent to the power source 107 for driving the laser in synchronization with this.
Pulse the YAG laser.

【0026】先に述べたように、画像データに含まれる
最大空間周波数を考慮して再生ビーム径を決定すること
により、再生ビームのエネルギーを最大限有効に利用で
きる。ここでは、判定回路207によってメモリ206
にある画像データに含まれる最大空間周波数を判定して
いる。そして、判定結果に対応する信号を図1の光学系
102ならびに図3の制御回路301へ送り、ビーム拡
大倍率を調節するとともに繰り返し露光回数を設定す
る。例えば、画像データに含まれる最大空間周波数が高
い場合は、再生ビーム径を20mm(光利用効率80
%)、繰り返し露光回数を30回に設定し、画像データ
に含まれる最大空間周波数が低い場合は、再生ビーム径
を10mm(光利用効率99%)、繰り返し露光回数を
50回に設定する。
As described above, by determining the reproduction beam diameter in consideration of the maximum spatial frequency included in the image data, the energy of the reproduction beam can be utilized most effectively. Here, the determination circuit 207 causes the memory 206 to
The maximum spatial frequency included in the image data is determined. Then, a signal corresponding to the determination result is sent to the optical system 102 in FIG. 1 and the control circuit 301 in FIG. 3 to adjust the beam expansion ratio and set the number of repeated exposures. For example, when the maximum spatial frequency included in the image data is high, the reproduction beam diameter is 20 mm (light utilization efficiency 80
%), The number of repeated exposures is set to 30, and when the maximum spatial frequency included in the image data is low, the reproduction beam diameter is set to 10 mm (light utilization efficiency 99%) and the number of repeated exposures is set to 50.

【0027】さらに、画像データに含まれる最大空間周
波数を判定した結果を図1のレーザ駆動電源へ帰還し
て、レーザ出力を調節する。すなわち、再生ビーム径を
細くするとともにレーザ出力を低めることにより、露光
過剰を防止してレーザエネルギーを有効に利用する。
Further, the result of determination of the maximum spatial frequency contained in the image data is fed back to the laser driving power source of FIG. 1 to adjust the laser output. That is, by reducing the reproduction beam diameter and lowering the laser output, overexposure is prevented and laser energy is effectively used.

【0028】本発明によれば、刻印したい画像データに
含まれる最大空間周波数を考慮して再生ビーム径ならび
に積分数(繰り返し露光回数)を決定することにより、
(1)レーザのエネルギーを最大限有効に利用して、
(2)スペックルノイズに影響されない高品質な刻印を
実現することが可能になった。
According to the present invention, the reproduction beam diameter and the integration number (the number of repeated exposures) are determined in consideration of the maximum spatial frequency included in the image data to be imprinted.
(1) Make the most effective use of laser energy,
(2) It has become possible to realize high-quality markings that are not affected by speckle noise.

【0029】[0029]

【発明の効果】本発明のレーザ刻印装置により、以下の
効果が生まれる。
The following effects are produced by the laser marking device of the present invention.

【0030】(1)位相変調型液晶空間光変調器へ表示
した位相分布からパターンを再生することにより、きわ
めて高い光利用効率で、パターンを刻印できる。
(1) By reproducing the pattern from the phase distribution displayed on the phase modulation type liquid crystal spatial light modulator, the pattern can be marked with extremely high light utilization efficiency.

【0031】(2)再生ビーム径を調節し、所要のパタ
ーン解像度を確保しながら、きわめて高い光利用効率で
パターンを刻印することができる。
(2) It is possible to engrave a pattern with extremely high light use efficiency while adjusting the reproduction beam diameter and ensuring a required pattern resolution.

【0032】(3)積分数(繰り返しの露光数)を加減
することにより、再生ビーム径に依らずに、強度ばらつ
きの少ない高品質な刻印ができる。
(3) By adjusting the number of integrations (the number of repeated exposures), it is possible to perform high-quality marking with little intensity variation, regardless of the reproduction beam diameter.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 本発明の刻印装置の構成を示す側面図であ
る。
FIG. 1 is a side view showing a configuration of a marking device of the present invention.

【図2】 拡大率可変なコリメート光学系の構成を示す
平面図である。
FIG. 2 is a plan view showing the configuration of a collimating optical system with variable magnification.

【図3】 本発明の刻印装置に用いた制御装置の構成を
示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing a configuration of a control device used in the marking device of the present invention.

【図4】 液晶空間光変調器の位相変調特性を示す図で
ある。
FIG. 4 is a diagram showing a phase modulation characteristic of a liquid crystal spatial light modulator.

【図5】 再生ビーム径とキノフォームサイズの関係を
示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing a relationship between a reproduction beam diameter and a kinoform size.

【図6】 スペックルコントラストと積分数の関係を示
す図である。
FIG. 6 is a diagram showing the relationship between speckle contrast and the number of integrals.

【図7】 ストライプパターンの再生像(積分後)を示
す図である。
FIG. 7 is a diagram showing a reproduced image (after integration) of a stripe pattern.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

101 レーザ光源 102 光学系 103 位相変調型液晶空間光変調器 104 フーリエ変換レンズ 105 試料 106 レーザ駆動電源 107 液晶空間光変調器の駆動回路 108 制御装置 109 入力装置 201 レンズ 202 レンズ 203 レンズ 301 制御回路 302 フォントROM 303 入力バッファ 304 数発生回路 305 メモリ 306 メモリ 307 判定回路 308 乗算回路 309 メモリ 310 高速フーリエ変換回路 311 メモリ 312 逆正接演算回路 313 量子化演算回路 314 出力バッファ 101 laser light source 102 Optical system 103 Phase modulation type liquid crystal spatial light modulator 104 Fourier transform lens 105 samples 106 laser drive power supply 107 Liquid crystal spatial light modulator driving circuit 108 Control device 109 input device 201 lens 202 lens 203 lens 301 control circuit 302 font ROM 303 input buffer 304 number generation circuit 305 memory 306 memory 307 Judgment circuit 308 Multiplier circuit 309 memory 310 Fast Fourier Transform Circuit 311 memory 312 arctangent calculation circuit 313 Quantization arithmetic circuit 314 output buffer

フロントページの続き (56)参考文献 尼子淳、他,液晶空間光変調器による キノフォームの記録と再生,光学,1992 年 3月10日,第21巻第3号,pp. 155−156 (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G02B 27/46 B23K 26/00 JICSTファイル(JOIS)Continued Front Page (56) References Amako Atsushi, et al. Recording and reproduction of kinoforms by liquid crystal spatial light modulator, Optics, March 10, 1992, Volume 21, No. 3, pp. 155-156 (58) ) Fields surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) G02B 27/46 B23K 26/00 JISST file (JOIS)

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 コヒーレント光源と、前記コヒーレント
光源から出射されたビームの波面を制御する少なくとも
ひとつの空間光変調手段と、前記空間光変調手段により
波面が制御されたビームを試料の表面に照射するフーリ
エ変換レンズとを有する光刻印装置であって、 少なくとも、再生したいパターンデータを入力する手段
と、乱数データを発生する手段と、フーリエ変換を実行
する手段とを備え、前記空間光変調器へ表示する複素振
幅データを作成する過程は、前記再生したいパターンデ
ータと前記乱数データを掛け合わせる過程と、得られた
データを前記フーリエ変換を実行する手段によりフーリ
エ変換して求める過程とを有し、 前記空間光変調手段へ複素振幅データを記録する手段
は、再生したいパターンデータにおける最大空間周波数
を判定する手段と、前記再生したいパターンの最大空間
周波数に応じて前記コヒーレント光源からの出射ビーム
径を調整する手段と、繰り返し露光回数を加減する手段
とを備えていることを特徴とする光刻印装置。
1. A coherent light source, at least one spatial light modulator that controls the wavefront of a beam emitted from the coherent light source, and a beam whose wavefront is controlled by the spatial light modulator is applied to the surface of the sample. An optical marking device having a Fourier transform lens, comprising at least means for inputting pattern data to be reproduced, means for generating random number data, and means for executing Fourier transform, and displaying on the spatial light modulator. The step of creating the complex amplitude data includes a step of multiplying the random number data by the pattern data to be reproduced, and a step of performing Fourier transform on the obtained data by means of executing the Fourier transform, The means for recording complex amplitude data in the spatial light modulator is the maximum spatial circumference of the pattern data to be reproduced. A light having a means for determining the number, a means for adjusting the diameter of the beam emitted from the coherent light source according to the maximum spatial frequency of the pattern to be reproduced, and a means for adjusting the number of repeated exposures. Marking device.
【請求項2】 前記複素振幅データを記録する手段は、
再生したいパターンデータにおける最大空間周波数を判
定する手段と、前記再生したいパターンの最大空間周波
数に応じて前記コヒーレント光源からの出射ビーム径を
調整する手段としての光学系と、繰り返し露光回数を加
減する手段と、前記コヒーレント光源の出力を調整する
手段としての制御装置と駆動電源と、前記空間光変調器
へ複素振幅データを記録する手段として、液晶空間光変
調器とその駆動回路を備えていることを特徴とする請求
項1に記載の光刻印装置。
2. The means for recording the complex amplitude data comprises:
Means for determining the maximum spatial frequency in the pattern data to be reproduced, optical system as means for adjusting the beam diameter emitted from the coherent light source according to the maximum spatial frequency of the pattern to be reproduced, and means for adjusting the number of repeated exposures A controller and a drive power source as means for adjusting the output of the coherent light source, and a liquid crystal spatial light modulator and its drive circuit as means for recording complex amplitude data in the spatial light modulator. The optical marking device according to claim 1, which is characterized in that.
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