JP3522670B2 - レーザマーキング方法 - Google Patents
レーザマーキング方法Info
- Publication number
- JP3522670B2 JP3522670B2 JP2000257182A JP2000257182A JP3522670B2 JP 3522670 B2 JP3522670 B2 JP 3522670B2 JP 2000257182 A JP2000257182 A JP 2000257182A JP 2000257182 A JP2000257182 A JP 2000257182A JP 3522670 B2 JP3522670 B2 JP 3522670B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- laser
- mark
- diffracted
- refractive index
- glass substrate
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 7
- 238000010330 laser marking Methods 0.000 title claims description 6
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 10
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 claims description 9
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 19
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 18
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 3
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 3
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 2
- 229910005793 GeO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 description 1
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 1
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 239000005361 soda-lime glass Substances 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000012780 transparent material Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C23/00—Other surface treatment of glass not in the form of fibres or filaments
- C03C23/0005—Other surface treatment of glass not in the form of fibres or filaments by irradiation
- C03C23/0025—Other surface treatment of glass not in the form of fibres or filaments by irradiation by a laser beam
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03H—HOLOGRAPHIC PROCESSES OR APPARATUS
- G03H1/00—Holographic processes or apparatus using light, infrared or ultraviolet waves for obtaining holograms or for obtaining an image from them; Details peculiar thereto
- G03H1/0005—Adaptation of holography to specific applications
- G03H2001/0094—Adaptation of holography to specific applications for patterning or machining using the holobject as input light distribution
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03H—HOLOGRAPHIC PROCESSES OR APPARATUS
- G03H1/00—Holographic processes or apparatus using light, infrared or ultraviolet waves for obtaining holograms or for obtaining an image from them; Details peculiar thereto
- G03H1/22—Processes or apparatus for obtaining an optical image from holograms
- G03H1/2286—Particular reconstruction light ; Beam properties
- G03H2001/2292—Using scanning means
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Toxicology (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Laser Beam Processing (AREA)
- Surface Treatment Of Glass (AREA)
- Dot-Matrix Printers And Others (AREA)
- Laser Beam Printer (AREA)
- Diffracting Gratings Or Hologram Optical Elements (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、レーザマーキング
装置、マーキング方法及びマーキングされた光学部材に
関し、特にマークの視認性を高めることが可能なレーザ
マーキング装置、マーキング方法、及びマーキングされ
た光学部材に関する。 【０００２】 【従来の技術】ガラス等の透明材料内にレーザビームを
集光させて多光子吸収を起こすと、その部分の屈折率が
変化する。屈折率の変化した点を所望の位置に分布させ
ることによりマークを構成することができる。 【０００３】 【発明が解決しようとする課題】レーザビームを集光す
ることによって屈折率の変化する領域は微少であるた
め、屈折率の変化した点の集合で構成されたマークを視
認することは困難である。マークを構成する複数の点の
各々を大きくすることにより、マークの視認性を高める
ことができる。しかし、個々の点を大きくするために
は、大きな加工エネルギが必要とされ、加工対象物のマ
ーク周辺がダメージを受けることにもなる。 【０００４】本発明の目的は、加工対象物に与えるダメ
ージを少なくし、かつマークの視認性を高めることが可
能なマーキング装置及びマーキング方法を提供すること
である。 【０００５】 【課題を解決するための手段】本発明の一観点による
と、ホログラム板で回折された回折ビームを、加工対象
物内に集光し、複数箇所で同時に多光子吸収を生じさ
せ、多光子吸収の生じた部分の屈折率を変化させ、屈折
率の変化した複数の点で構成された単位要素を形成する
工程と、前記ホログラム板で回折された回折ビームの各
々の光軸を振り、前記加工対象物内に複数の単位要素を
形成する工程とを有するレーザマーキング方法が提供さ
れる。 【０００６】 【０００７】複数の回折ビームを用い、同時に複数箇所
において屈折率の変化を生じさせることができる。屈折
率変化の生じた各々の点は微少であるため、加工対象物
の埋めるダメージを少なくすることができる。また、同
時に複数箇所で屈折率変化を生じさせることができるた
め、マーキング時間の短縮を図ることが可能になる。ま
た、単位要素自体が複数の点の集合で構成されるため、
１つの単位要素のみで回折を生じさせることができる。
このため、マークの視認性を高めることができる。 【０００８】 【０００９】 【００１０】 【００１１】 【発明の実施の形態】図１に、本発明の実施例によるレ
ーザマーキング装置１０の概略斜視図を示す。マーキン
グ装置１０は、レーザ光源１１、ビーム整形器１２、ホ
ログラム板１６、ガルバノスキャナ１３、ｆθレンズ１
４、及びステージ１５を含んで構成される。ステージ１
５の上に、加工対象物である透明ガラス基板１が載置さ
れている。 【００１２】レーザ光源１１として、例えばモードロッ
クしたＴｉ：サファイアレーザ発振器が用いられる。こ
のＴｉ：サファイアレーザ発振器は、例えばパルス幅１
３０ｆｓ、波長８００ｎｍ、平均出力１Ｗ、繰返し同波
数１ｋＨｚのパルス状レーザビームを出力する。この波
長域の光は、加工対象物である透明ガラス基板１を透過
する。レーザ光源１１として、Ｔｉ：サファイアレーザ
以外に、ＹＡＧレーザ、ＹＬＦレーザ等のレーザダイー
ド（ＬＤ）励起型固体レーザ発振器を用いることもでき
る。また、それらのレーザ発振器から出力された基本波
の高調波を生成する各種レーザ光源を用いることもでき
る。 【００１３】ビーム整形器１２は、レーザ光源１１から
出射したレーザビームの断面形状を整形する。整形され
たレーザビームが、ホログラム板１６に入射する。ホロ
グラム板１６は、所定の位相分布に相当する凹凸が付さ
れた石英基板である。ホログラム板１６は、その表面に
付された凹凸に対応する位相分布に応じて、レーザビー
ムを回折させる。 【００１４】ガルバノスキャナ１３は、ホログラム板１
６で回折された回折ビームの各々の光軸を振る。ｆθレ
ンズ１４は、光軸を振られた回折ビームを、透明ガラス
基板１の所望の深さの位置に集光させる。ガルバノスキ
ャナ１３で回折ビームの各々の光軸を振ることにより、
透明ガラス基板１の内部に形成される回折ビームの集光
位置を所望の位置に移動させることができる。ステージ
１５は、透明ガラス基板１を、その表面に平行な２次元
方向に移動させることができる。 【００１５】ガルバノスキャナ１３は、一対のガルバノ
ミラー１３ａを回転駆動するミラー駆動装置と高感度の
位置検出装置とを備えている。また、ガルバノスキャナ
１３は、駆動部１３ｂを介してコンピュータ２０により
制御される。コンピュータ２０は、ガルバノスキャナ１
３の駆動をレーザ光源１１のパルス発振に同期させる。 【００１６】ｆθレンズ１４は、透明ガラス基板１の内
部に回折ビーム３を集光させるだけでなく、ガルバノス
キャナ１３による走査中も回折ビーム３の集光位置を一
定の深さに保つ。 【００１７】ｆθレンズ１４によって形成された回折ビ
ーム３の各々の集光位置に、多光子吸収により屈折率変
化が生じた変質部分が形成される。レーザ光源１１がフ
ェムト秒オーダの極短パルスを発生させるので、集光位
置で多光子吸収が効率的に生じる。このような多光子吸
収を利用すれば、本来吸収のない赤外レーザ光によるエ
ネルギの注入が可能になる。これにより、集光位置に限
定して比較的大きな屈折率等の光学的特性の変化を生じ
させることができる。このような特性変化は、透明ガラ
ス基板１の密度変化や結合状態の変化等に起因して形成
される光学的非線型現象であり、変質部分が恒久的にガ
ラス中に残存する。 【００１８】透明ガラス基板１は、レーザ光源１１から
のレーザビームを透過させ、かつこのレーザビームに対
して効率的な多光子吸収が生ずるものであればよい。た
だし、内部に形成されるマークを視覚的に認識するため
には、可視光をほぼ透過させるものである必要もある。
例えば、ＧｅＯ2−ＳｉＯ2ガラス等を用いることができ
る。また、ソーダ石灰ガラス、石英ガラス等各種の材料
にマークを形成できることが確認されている。 【００１９】回折ビーム３の集光位置に形成される複数
の変質部分の分布は、ホログラム板１６の位相分布に依
存する。ホログラム板の位相分布の求め方は、例えば
Ｍ．Ａ． Ｓｅｌｄｗｉｔｚ等によるＡｐｐｌ． Ｏｐ
ｔ，２６，ｐｐ２７８８−２７９８（１９８７）に説明
されている。 【００２０】図２（Ａ）に、透明ガラス基板１の内部に
形成される変質部分の分布の一例を示す。変質部分３０
が、５行５列の行列を構成するように分布している。行
方向及び列方向のピッチａは、例えば４μｍである。各
変質部分３０は、回折ビームの光軸に沿った棒状の形状
を有し、その長さは約２０〜３０μｍ、太さは約１μｍ
である。この５行５列の行列を構成する変質部分３０の
群を単位要素と呼ぶこととする。 【００２１】次に、図１のレーザマーキング装置を用い
てマーキングを行う方法を説明する。まず、透明ガラス
基板１をステージ１５の上に載置し、マーキングを行う
べき部位をｆθレンズ１４の直下に移動させる。次に、
レーザ光源１１をレーザ発振させるとともに、ガルバノ
スキャナ１３を動作させて、回折ビームの集光位置を走
査する。ガルバノスキャナ１３の走査の軌跡に沿って、
複数の単位要素が透明ガラス基板１の内部に形成され
る。 【００２２】図２（Ｂ）に、複数の単位要素で構成され
たマークの一例を示す。１１個の単位領域で、アルファ
ベットの「Ｈ」が描かれている。単位要素を行方向及び
列方向に移動させる最小ピッチｂが、ピッチａの６倍と
されている。 【００２３】次に、レーザ光の走査を一時中断し、ステ
ージ１５を動作させて透明ガラス基板１を移動させる。
これにより、次にマークを形成すべき位置がｆθレンズ
１４の直下に移動する。 【００２４】ガルバノスキャナ１３とレーザ光源１１と
を、両者が同期するように動作させて、レーザビームの
集光点を走査する。以上の工程を繰り返すことにより、
所望の位置に所望のマークを順次形成することができ
る。 【００２５】複数の単位要素を分布させて構成したマー
クは、可視光を回折させる。これにより、マークが視覚
的に認識される。図２（Ｂ）に示したピッチｂをピッチ
ａの整数倍とすると、近傍の単位要素からの回折光同士
が強めあい、マークの視認性を高めることができるであ
ろう。 【００２６】上記実施例では、単位要素を５行５列の行
列状に配置した２５個の点で構成したが、その他の構成
としてもよい。ホログラム板の位相分布を設計し直すこ
とにより、単位要素内の点の配置を種々変化させること
ができる。また、単位要素を複数の点で構成する代わり
に、複数の直線で構成することも可能である。例えば、
単位要素を、回折格子として働くグレーティングとする
こともできる。 【００２７】ステージ１５は、透明ガラス基板１をＺ方
向に微動させることもできる。これにより、透明ガラス
基板１の内部に形成されるマークの深さを調節すること
ができる。例えば、透明ガラス基板１の第１の深さの位
置に第１のマークを形成し、第２の深さの位置に第２の
マークを形成すれば、多層構造のマークを形成すること
ができる。さらに、単位要素を形成しつつステージ１５
を３次元的にステップ移動させることにより、立体的な
形状を有するマークを形成することもできる。 【００２８】上記実施例では、小さな点が集まった単位
要素を分布させることによりマークが形成される。この
ため、個々の点を大きくすることなく、視認性の高いマ
ークが得られる。 【００２９】上記実施例では、ひとつのマークを構成す
る複数の単位要素をすべて合同なパターンとしたが、単
位要素内の各点のピッチを変えて、単位要素の各々を相
互に相似関係のパターンとしてもよい。この場合には、
各単位要素が、異なる色と認識されるであろう。 【００３０】上記実施例では、１回のパルスレーザ照射
により、屈折率の変化した複数の点を形成することがで
きる。このため、マーキング時間の短縮を図ることが可
能になる。また、１回のパルスレーザ照射で１つの点を
形成する場合において、１パルスあたりのエネルギが好
適な値よりも大きいとき、アッテネータ等によりレーザ
ビームを減衰させる必要がある。上記実施例の場合にお
いて、１本のビームから得られた複数の回折ビームの１
パルスあたりのエネルギが好適な範囲内であるときに
は、アッテネータを挿入することなくレーザビームのエ
ネルギを有効に利用することができる。 【００３１】上記実施例では、加工対象物の内部に屈折
率変化を生じさせる場合を説明したが、加工対象物の表
面上に回折格子パターンからなる単位要素を形成しても
よい。例えば、シリコン等の半導体基板表面にレーザビ
ームを照射して、局所的に溶融させて凹凸を形成しても
よい。シリコンを加工する場合には、シリコンを透過し
ないＡｒＦレーザ等を用いることができる。また、金属
部材の表面にレーザビームを照射して局所的に酸化させ
ることにより、変色させてもよい。溶融させたり、酸化
させたりする場合には、照射するレーザビームはパルス
的である必要はなく、連続発振したレーザビームを用い
ることができる。 【００３２】表面上に、回折格子パターンを形成する場
合も、凹部や変色した領域は微少であるため、単純な点
を分散させてマーキングする場合に比べて、加工対象物
に与えるダメージを少なくすることができる。なお、加
工時間に制約がない場合には、ホログラム板を用いず、
１本のレーザビームを走査することにより単位要素を形
成してもよい。 【００３３】以上実施例に沿って本発明を説明したが、
本発明はこれらに制限されるものではない。例えば、種
々の変更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者に
自明であろう。 【００３４】 【発明の効果】以上説明したように、本発明によると、
１回のパルスレーザ照射で複数の点を形成することがで
きるため、マーキング時間の短縮を図ることができる。
装置、マーキング方法及びマーキングされた光学部材に
関し、特にマークの視認性を高めることが可能なレーザ
マーキング装置、マーキング方法、及びマーキングされ
た光学部材に関する。 【０００２】 【従来の技術】ガラス等の透明材料内にレーザビームを
集光させて多光子吸収を起こすと、その部分の屈折率が
変化する。屈折率の変化した点を所望の位置に分布させ
ることによりマークを構成することができる。 【０００３】 【発明が解決しようとする課題】レーザビームを集光す
ることによって屈折率の変化する領域は微少であるた
め、屈折率の変化した点の集合で構成されたマークを視
認することは困難である。マークを構成する複数の点の
各々を大きくすることにより、マークの視認性を高める
ことができる。しかし、個々の点を大きくするために
は、大きな加工エネルギが必要とされ、加工対象物のマ
ーク周辺がダメージを受けることにもなる。 【０００４】本発明の目的は、加工対象物に与えるダメ
ージを少なくし、かつマークの視認性を高めることが可
能なマーキング装置及びマーキング方法を提供すること
である。 【０００５】 【課題を解決するための手段】本発明の一観点による
と、ホログラム板で回折された回折ビームを、加工対象
物内に集光し、複数箇所で同時に多光子吸収を生じさ
せ、多光子吸収の生じた部分の屈折率を変化させ、屈折
率の変化した複数の点で構成された単位要素を形成する
工程と、前記ホログラム板で回折された回折ビームの各
々の光軸を振り、前記加工対象物内に複数の単位要素を
形成する工程とを有するレーザマーキング方法が提供さ
れる。 【０００６】 【０００７】複数の回折ビームを用い、同時に複数箇所
において屈折率の変化を生じさせることができる。屈折
率変化の生じた各々の点は微少であるため、加工対象物
の埋めるダメージを少なくすることができる。また、同
時に複数箇所で屈折率変化を生じさせることができるた
め、マーキング時間の短縮を図ることが可能になる。ま
た、単位要素自体が複数の点の集合で構成されるため、
１つの単位要素のみで回折を生じさせることができる。
このため、マークの視認性を高めることができる。 【０００８】 【０００９】 【００１０】 【００１１】 【発明の実施の形態】図１に、本発明の実施例によるレ
ーザマーキング装置１０の概略斜視図を示す。マーキン
グ装置１０は、レーザ光源１１、ビーム整形器１２、ホ
ログラム板１６、ガルバノスキャナ１３、ｆθレンズ１
４、及びステージ１５を含んで構成される。ステージ１
５の上に、加工対象物である透明ガラス基板１が載置さ
れている。 【００１２】レーザ光源１１として、例えばモードロッ
クしたＴｉ：サファイアレーザ発振器が用いられる。こ
のＴｉ：サファイアレーザ発振器は、例えばパルス幅１
３０ｆｓ、波長８００ｎｍ、平均出力１Ｗ、繰返し同波
数１ｋＨｚのパルス状レーザビームを出力する。この波
長域の光は、加工対象物である透明ガラス基板１を透過
する。レーザ光源１１として、Ｔｉ：サファイアレーザ
以外に、ＹＡＧレーザ、ＹＬＦレーザ等のレーザダイー
ド（ＬＤ）励起型固体レーザ発振器を用いることもでき
る。また、それらのレーザ発振器から出力された基本波
の高調波を生成する各種レーザ光源を用いることもでき
る。 【００１３】ビーム整形器１２は、レーザ光源１１から
出射したレーザビームの断面形状を整形する。整形され
たレーザビームが、ホログラム板１６に入射する。ホロ
グラム板１６は、所定の位相分布に相当する凹凸が付さ
れた石英基板である。ホログラム板１６は、その表面に
付された凹凸に対応する位相分布に応じて、レーザビー
ムを回折させる。 【００１４】ガルバノスキャナ１３は、ホログラム板１
６で回折された回折ビームの各々の光軸を振る。ｆθレ
ンズ１４は、光軸を振られた回折ビームを、透明ガラス
基板１の所望の深さの位置に集光させる。ガルバノスキ
ャナ１３で回折ビームの各々の光軸を振ることにより、
透明ガラス基板１の内部に形成される回折ビームの集光
位置を所望の位置に移動させることができる。ステージ
１５は、透明ガラス基板１を、その表面に平行な２次元
方向に移動させることができる。 【００１５】ガルバノスキャナ１３は、一対のガルバノ
ミラー１３ａを回転駆動するミラー駆動装置と高感度の
位置検出装置とを備えている。また、ガルバノスキャナ
１３は、駆動部１３ｂを介してコンピュータ２０により
制御される。コンピュータ２０は、ガルバノスキャナ１
３の駆動をレーザ光源１１のパルス発振に同期させる。 【００１６】ｆθレンズ１４は、透明ガラス基板１の内
部に回折ビーム３を集光させるだけでなく、ガルバノス
キャナ１３による走査中も回折ビーム３の集光位置を一
定の深さに保つ。 【００１７】ｆθレンズ１４によって形成された回折ビ
ーム３の各々の集光位置に、多光子吸収により屈折率変
化が生じた変質部分が形成される。レーザ光源１１がフ
ェムト秒オーダの極短パルスを発生させるので、集光位
置で多光子吸収が効率的に生じる。このような多光子吸
収を利用すれば、本来吸収のない赤外レーザ光によるエ
ネルギの注入が可能になる。これにより、集光位置に限
定して比較的大きな屈折率等の光学的特性の変化を生じ
させることができる。このような特性変化は、透明ガラ
ス基板１の密度変化や結合状態の変化等に起因して形成
される光学的非線型現象であり、変質部分が恒久的にガ
ラス中に残存する。 【００１８】透明ガラス基板１は、レーザ光源１１から
のレーザビームを透過させ、かつこのレーザビームに対
して効率的な多光子吸収が生ずるものであればよい。た
だし、内部に形成されるマークを視覚的に認識するため
には、可視光をほぼ透過させるものである必要もある。
例えば、ＧｅＯ2−ＳｉＯ2ガラス等を用いることができ
る。また、ソーダ石灰ガラス、石英ガラス等各種の材料
にマークを形成できることが確認されている。 【００１９】回折ビーム３の集光位置に形成される複数
の変質部分の分布は、ホログラム板１６の位相分布に依
存する。ホログラム板の位相分布の求め方は、例えば
Ｍ．Ａ． Ｓｅｌｄｗｉｔｚ等によるＡｐｐｌ． Ｏｐ
ｔ，２６，ｐｐ２７８８−２７９８（１９８７）に説明
されている。 【００２０】図２（Ａ）に、透明ガラス基板１の内部に
形成される変質部分の分布の一例を示す。変質部分３０
が、５行５列の行列を構成するように分布している。行
方向及び列方向のピッチａは、例えば４μｍである。各
変質部分３０は、回折ビームの光軸に沿った棒状の形状
を有し、その長さは約２０〜３０μｍ、太さは約１μｍ
である。この５行５列の行列を構成する変質部分３０の
群を単位要素と呼ぶこととする。 【００２１】次に、図１のレーザマーキング装置を用い
てマーキングを行う方法を説明する。まず、透明ガラス
基板１をステージ１５の上に載置し、マーキングを行う
べき部位をｆθレンズ１４の直下に移動させる。次に、
レーザ光源１１をレーザ発振させるとともに、ガルバノ
スキャナ１３を動作させて、回折ビームの集光位置を走
査する。ガルバノスキャナ１３の走査の軌跡に沿って、
複数の単位要素が透明ガラス基板１の内部に形成され
る。 【００２２】図２（Ｂ）に、複数の単位要素で構成され
たマークの一例を示す。１１個の単位領域で、アルファ
ベットの「Ｈ」が描かれている。単位要素を行方向及び
列方向に移動させる最小ピッチｂが、ピッチａの６倍と
されている。 【００２３】次に、レーザ光の走査を一時中断し、ステ
ージ１５を動作させて透明ガラス基板１を移動させる。
これにより、次にマークを形成すべき位置がｆθレンズ
１４の直下に移動する。 【００２４】ガルバノスキャナ１３とレーザ光源１１と
を、両者が同期するように動作させて、レーザビームの
集光点を走査する。以上の工程を繰り返すことにより、
所望の位置に所望のマークを順次形成することができ
る。 【００２５】複数の単位要素を分布させて構成したマー
クは、可視光を回折させる。これにより、マークが視覚
的に認識される。図２（Ｂ）に示したピッチｂをピッチ
ａの整数倍とすると、近傍の単位要素からの回折光同士
が強めあい、マークの視認性を高めることができるであ
ろう。 【００２６】上記実施例では、単位要素を５行５列の行
列状に配置した２５個の点で構成したが、その他の構成
としてもよい。ホログラム板の位相分布を設計し直すこ
とにより、単位要素内の点の配置を種々変化させること
ができる。また、単位要素を複数の点で構成する代わり
に、複数の直線で構成することも可能である。例えば、
単位要素を、回折格子として働くグレーティングとする
こともできる。 【００２７】ステージ１５は、透明ガラス基板１をＺ方
向に微動させることもできる。これにより、透明ガラス
基板１の内部に形成されるマークの深さを調節すること
ができる。例えば、透明ガラス基板１の第１の深さの位
置に第１のマークを形成し、第２の深さの位置に第２の
マークを形成すれば、多層構造のマークを形成すること
ができる。さらに、単位要素を形成しつつステージ１５
を３次元的にステップ移動させることにより、立体的な
形状を有するマークを形成することもできる。 【００２８】上記実施例では、小さな点が集まった単位
要素を分布させることによりマークが形成される。この
ため、個々の点を大きくすることなく、視認性の高いマ
ークが得られる。 【００２９】上記実施例では、ひとつのマークを構成す
る複数の単位要素をすべて合同なパターンとしたが、単
位要素内の各点のピッチを変えて、単位要素の各々を相
互に相似関係のパターンとしてもよい。この場合には、
各単位要素が、異なる色と認識されるであろう。 【００３０】上記実施例では、１回のパルスレーザ照射
により、屈折率の変化した複数の点を形成することがで
きる。このため、マーキング時間の短縮を図ることが可
能になる。また、１回のパルスレーザ照射で１つの点を
形成する場合において、１パルスあたりのエネルギが好
適な値よりも大きいとき、アッテネータ等によりレーザ
ビームを減衰させる必要がある。上記実施例の場合にお
いて、１本のビームから得られた複数の回折ビームの１
パルスあたりのエネルギが好適な範囲内であるときに
は、アッテネータを挿入することなくレーザビームのエ
ネルギを有効に利用することができる。 【００３１】上記実施例では、加工対象物の内部に屈折
率変化を生じさせる場合を説明したが、加工対象物の表
面上に回折格子パターンからなる単位要素を形成しても
よい。例えば、シリコン等の半導体基板表面にレーザビ
ームを照射して、局所的に溶融させて凹凸を形成しても
よい。シリコンを加工する場合には、シリコンを透過し
ないＡｒＦレーザ等を用いることができる。また、金属
部材の表面にレーザビームを照射して局所的に酸化させ
ることにより、変色させてもよい。溶融させたり、酸化
させたりする場合には、照射するレーザビームはパルス
的である必要はなく、連続発振したレーザビームを用い
ることができる。 【００３２】表面上に、回折格子パターンを形成する場
合も、凹部や変色した領域は微少であるため、単純な点
を分散させてマーキングする場合に比べて、加工対象物
に与えるダメージを少なくすることができる。なお、加
工時間に制約がない場合には、ホログラム板を用いず、
１本のレーザビームを走査することにより単位要素を形
成してもよい。 【００３３】以上実施例に沿って本発明を説明したが、
本発明はこれらに制限されるものではない。例えば、種
々の変更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者に
自明であろう。 【００３４】 【発明の効果】以上説明したように、本発明によると、
１回のパルスレーザ照射で複数の点を形成することがで
きるため、マーキング時間の短縮を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施例によるマーキング装置の概略
斜視図である。 【図２】 図２（Ａ）は、マーキングを行う際の単位要
素の一例を示す平面図であり、図２（Ｂ）は、単位要素
で構成したマークの一例を示す平面図である。 【符号の説明】 １ 透明ガラス基板 ３ レーザビーム １０ マーキング装置 １１ レーザ光源 １２ ビーム整形器 １３ ガルバノスキャナ １４ ｆθレンズ １５ ステージ １６ ホログラム板 ２０ コンピュータ
斜視図である。 【図２】 図２（Ａ）は、マーキングを行う際の単位要
素の一例を示す平面図であり、図２（Ｂ）は、単位要素
で構成したマークの一例を示す平面図である。 【符号の説明】 １ 透明ガラス基板 ３ レーザビーム １０ マーキング装置 １１ レーザ光源 １２ ビーム整形器 １３ ガルバノスキャナ １４ ｆθレンズ １５ ステージ １６ ホログラム板 ２０ コンピュータ
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ
Ｇ０２Ｂ 5/18 Ｇ０２Ｂ 5/32
5/32 Ｂ４１Ｊ 3/00 Ｑ
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
B23K 26/00 - 26/42
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 ホログラム板で回折された回折ビーム
を、加工対象物内に集光し、複数箇所で同時に多光子吸
収を生じさせ、多光子吸収の生じた部分の屈折率を変化
させ、屈折率の変化した複数の点で構成された単位要素
を形成する工程と、 前記ホログラム板で回折された回折ビームの各々の光軸
を振り、前記加工対象物内に複数の単位要素を形成する
工程とを有するレーザマーキング方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000257182A JP3522670B2 (ja) | 2000-08-28 | 2000-08-28 | レーザマーキング方法 |
| JP2003206062A JP2004122233A (ja) | 2000-08-28 | 2003-08-05 | レーザマーキング装置、マーキング方法及びマーキングされた光学部材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000257182A JP3522670B2 (ja) | 2000-08-28 | 2000-08-28 | レーザマーキング方法 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2003206062A Division JP2004122233A (ja) | 2000-08-28 | 2003-08-05 | レーザマーキング装置、マーキング方法及びマーキングされた光学部材 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002066769A JP2002066769A (ja) | 2002-03-05 |
| JP3522670B2 true JP3522670B2 (ja) | 2004-04-26 |
Family
ID=18745687
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000257182A Expired - Fee Related JP3522670B2 (ja) | 2000-08-28 | 2000-08-28 | レーザマーキング方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3522670B2 (ja) |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4761432B2 (ja) | 2004-10-13 | 2011-08-31 | 株式会社リコー | レーザ加工装置 |
| JP4647965B2 (ja) * | 2004-10-22 | 2011-03-09 | 株式会社リコー | レーザ加工方法及びレーザ加工装置及びにこれよって作製された構造体 |
| US8547008B2 (en) | 2006-01-12 | 2013-10-01 | Ppg Industries Ohio, Inc. | Material having laser induced light redirecting features |
| US8629610B2 (en) | 2006-01-12 | 2014-01-14 | Ppg Industries Ohio, Inc. | Display panel |
| JP4667329B2 (ja) * | 2006-08-30 | 2011-04-13 | 三菱電機株式会社 | レーザ加工装置 |
| JP5825647B2 (ja) * | 2010-07-23 | 2015-12-02 | エントラスト・データカード・コーポレイシヨン | 一連の携帯用オブジェクトを個人化する方法および装置 |
| CN102950382B (zh) * | 2012-11-15 | 2015-04-22 | 宁波大学 | 用于刻蚀电控衍射光学器件的激光直写刻蚀系统及其方法 |
| KR102391793B1 (ko) * | 2014-10-03 | 2022-04-28 | 니혼 이타가라스 가부시키가이샤 | 관통 전극이 달린 유리 기판의 제조 방법 및 유리 기판 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5786560A (en) | 1995-03-31 | 1998-07-28 | Panasonic Technologies, Inc. | 3-dimensional micromachining with femtosecond laser pulses |
-
2000
- 2000-08-28 JP JP2000257182A patent/JP3522670B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5786560A (en) | 1995-03-31 | 1998-07-28 | Panasonic Technologies, Inc. | 3-dimensional micromachining with femtosecond laser pulses |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2002066769A (ja) | 2002-03-05 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4880722B2 (ja) | 加工対象物切断方法 | |
| KR100394378B1 (ko) | 마킹방법, 장치 및 마킹된 광학부재 | |
| JP5452247B2 (ja) | レーザダイシング装置 | |
| US20090268265A1 (en) | Ultrashort laser micro-texture printing | |
| JP3271055B2 (ja) | レーザによる光学材料のマーキング方法及びマーキング装置 | |
| JP4664140B2 (ja) | レーザ加工方法 | |
| WO2007105537A1 (ja) | レーザ加工方法及びレーザ加工装置 | |
| JP2002141301A5 (ja) | ||
| TW525240B (en) | Ultraviolet laser ablative patterning of microstructures in semiconductors | |
| JP2001105164A (ja) | レーザ穴あけ加工方法及び加工装置 | |
| JP2002192368A (ja) | レーザ加工装置 | |
| JP3751970B2 (ja) | レーザ加工装置 | |
| JP3769942B2 (ja) | レーザー加工方法及び装置、並びに非導電性透明基板の回路形成方法及び装置 | |
| JP3522670B2 (ja) | レーザマーキング方法 | |
| JP3231708B2 (ja) | 透明材料のマーキング方法 | |
| JP3867108B2 (ja) | レーザ加工装置 | |
| JP4142694B2 (ja) | レーザ加工方法 | |
| JP3935187B2 (ja) | レーザ加工方法 | |
| JP2004122233A (ja) | レーザマーキング装置、マーキング方法及びマーキングされた光学部材 | |
| JP2006165594A (ja) | 半導体材料基板の切断方法 | |
| JP2006165593A (ja) | 半導体材料基板の切断方法 | |
| JP2006150458A (ja) | レーザ加工装置 | |
| JP4095092B2 (ja) | 半導体チップ | |
| JP2004306127A (ja) | 薄膜パターニング加工方法 | |
| JP4395110B2 (ja) | 透明材料へのマーキング方法およびこれを用いた装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20040203 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20040204 |
|
| S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080220 Year of fee payment: 4 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080220 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090220 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090220 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100220 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110220 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120220 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130220 Year of fee payment: 9 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |