JP3644431B2 - Laser equipment - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明はレーザ装置に関し、特にレーザビームの強度分布を均一にするビーム成形機能を備えたレーザ装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
図6は、例えば佐藤他、“CO2 レーザ加工技術”、日刊工業新聞社(1992)に示された従来のレーザ装置を示す図である。図において、11はレーザ発振器、12はレーザ発振器11から出射されるレーザビーム、16はビーム成形を行なうインテグレーションミラーである。
【0003】
従来のレーザ装置は以上のように構成されており、レーザ発振器11から出射されるレーザビーム12は、安定型共振器によって発生するラゲールもしくはエルミートガウシアンモードであることが多い。大出力の場合には、不安定型共振器を用いたリング状のビームが用いられる場合もある。表面焼入れや穴開け加工においては、このようなビーム形状ではなく、平坦な強度分布を有するフラットビームが要求されることが多い。このような用途のために、ビーム形成を行なう光学系としてインテグレーションミラー16が用いられている。このインテグレーションミラー16の他にもフライアイレンズやカライドスコープ等のビームインテグレータが用いられる場合もある。インテグレーションミラー16に入射したレーザビームは、一旦多数に分割され、所定の位置において重ね合わされることによって、均一な強度分布を有するビームに成形される。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような従来のレーザ装置においては、空間的コヒーレンシーの高いレーザビームを重ね合わせるために、成形後のビームは巨視的には均質化されるものの、微視的には干渉効果によってリップルが発生し、加工不具合を引き起こすという問題点がある。また、インテグレータを通過した後のビーム品質が大きく劣化し、発散角が大きくなり、ビーム伝送系に口径の大きなものが必要になる、焦点深度が浅いなどの問題点があった。
【0005】
本発明は、上述のような課題を解決するためになされたものであり、強度分布が均一で発散角が小さくリップル等を含まない良質のビームを生成するとともに、ビームを利用する際の自由度を大きくとることができるレーザ装置を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明の第1の構成であるレーザ装置においては、レーザビームの光路上に少なくとも1面が非球面形状を有する一枚の非球面レンズを設け、この非球面レンズは、滑らかな曲面を有するとともに、その曲率は全面に渡って均一に存在する収束性球面曲率成分と局所的な発散性曲率成分の和であり、上記局所的発散性曲率成分は、上記非球面レンズ上における上記レーザビームのビーム強度分布に比例するものであり、上記非球面レンズからのレーザビームを加工点へ導くよう設けられたビーム伝送光学系が、上記非球面レンズの収束性球面曲率成分に対応する焦点位置を上記加工点に転写するビーム伝送光学系であるようにしたものである。
【0008】
本発明の第2の構成であるレーザ装置においては、ビーム伝送光学系を、レーザビームの拡大、縮小を行なうズーム光学系としたものである。
【0009】
本発明の第3の構成であるレーザ装置においては、レーザビームは一枚の部分反射鏡を含むレーザ共振器より発生されるレーザビームであって、上記レーザ共振器を構成する上記部分反射鏡の外面を非球面形状とし、共振器の上記部分反射鏡と非球面レンズを一体化したものである。
【0010】
【発明の実施の形態】
【0011】
実施の形態1.
図1は本発明の実施の形態1であるレーザ装置の構成を示す図であり、図において、11はレーザ発振器、12はレーザ発振器11から出射されるレーザビーム、13は非球面レンズであって、全面に渡って均一に存在する収束性球面曲率成分と、設置位置におけるビーム強度分布に比例する局所的な発散性曲率成分の和を曲率とする滑らかな曲面を有する。
【0012】
上記のように構成されたレーザ装置において、非球面レンズ13の曲率が、全面に渡って均一に存在する収束性球面曲率成分と、非球面レンズ13上におけるビーム強度分布に比例する局所的な発散性曲率成分の和であるため、局所的な各点におけるビームはビーム強度分布に比例する発散性曲率成分に応じて拡大されることになる。この結果、収束性球面曲率成分に対応する焦点位置において、局所的な各点を起源とするビームは等しいパワー密度に揃えられることになる。ここで、非球面レンズ13が滑らかな曲面を有することから、局所的な各点を起源とするビームは重なり合うことなく、ちょうど接し合うように配置されることになる。結果として、収束性球面曲率成分に対応する焦点位置において均一な強度分布を有するビームが得られる。このビームは、ビームの重ね合わせによるリップル等は存在せず、発散角も非常に小さいものとなる。
【0013】
図2に、非球面レンズ13によるレーザビーム強度の均一化の原理を説明する。非球面レンズの均一な収束性球面曲率成分の収束パワーをP+ 、ビーム強度分布に比例する局所的な発散性曲率成分のパワーをP-(r) 、非球面レンズ位置でのビーム強度分布をD1(r) 、収束性球面曲率成分に対応する焦点位置におけるビーム強度分布をD2(r) 、同焦点位置からビームの収束位置までの距離をf′ (r)とすると、f+ =1/P+ ,f(r)=1/(P+−P-(r)),f′(r)= M (r)・f(r)として、非球面レンズの構成から、
-(r)=KD1(r) (Kは比例定数) ………(1)
ビーム強度比の幾何学的関係から、
2(r)=D1(r)/M(r) ………(2)
と表すことができ、
M(r)=f′(r)/f(r)=(f(r)−f+))/f(r)=P-(r)/P+ ……(3)
の関係から、
D2(r)=D1(r)/M(r)=(P-(r)/K)/(P-(r)/P+)=P+/K=const of r ……(4)
が成立つ。すなわち、局所的発散パワーP-(r) が非球面レンズ位置のビーム強度分布D1(r) に比例していれば、非球面レンズからf+ の位置でのビーム強度分布D2(r) は均一となる。この関係は任意のKについて成立ち、Kの値を変えると均一ビームの得られる位置(f+ )でのビーム断面径が変わる。
【0014】
実施の形態2.
図3は本発明の実施の形態2であるレーザ装置の構成を示す図であり、図において、21はレーザ共振器を構成する全反射鏡、22は同じくレーザ共振器を構成する部分反射鏡、23はビームを制限する開口である。
【0015】
実施の形態1においては、レーザ共振器から離れた位置に均一化を行なう非球面レンズを設置したが、図3に示すように部分反射鏡22の外面をビーム均一化を行う非球面形状としてもよい。共振器の部分透過鏡とビーム均一化を行う非球面レンズを一体化することによって、非球面レンズとレーザビーム軸のアライメントが不要になり、安定したビーム成形が得られる。また、部品点数の削減により、装置の簡略化が図れる。
【0016】
参考例1.
図4は本発明に関連した参考例1であるレーザ装置の構成を示す図である。図において、1はレーザ共振器を構成する全反射鏡、2は同じくレーザ共振器を構成する部分反射鏡、3はビームを制御する開口である。
【0017】
上記のように構成されたレーザ装置は、全反射鏡1および部分反射鏡2は凹球面鏡であり、その曲率および設置間隔は共焦点の負枝不安定型共振器を構成するとともに、拡大率は1に近い値に設定されている。共焦点の負枝不安定型共振器においては、1点から出た光が共振器を一周したとき再び1点に収束する再起的共役点に開口3を設置すれば、開口3で制限されたレーザビームは、共振器を周回することによって開口3内部のビームの拡大像を開口3の位置に再起的に結像する。このとき、拡大作用が繰り返され、開口3中央部にあった光が開口3全体に拡がることによって、開口3の位置において均一な強度分布を有するビームが成立する。このビームは位相の揃った単一モードであり、ビームの重ね合わせによるリップル等は存在せず、回折限界の品質を有する。このレーザビームを部分反射鏡2から取り出し、外部に設けたレンズ等による光学系を用いて、開口3の像をワーク上に転写することによって均一な強度分布を有するビームを利用することが可能となる。また、上記から明かなように、開口の形を選ぶことによって、例えば四角形等の任意の形状のビームを利用することが可能である。
【0018】
実施の形態3.
図5は本発明の実施の形態3であるレーザ装置の構成を示す図であり、図において、11はレーザ発振器、12はレーザ発振器11から出射されるレーザービーム、17はズーム転写光学系を構成するレンズ群、18はレーザビームの照射対象となるワークである。
【0019】
一般に、均一強度分布を有するレーザビームは光軸上の1点でのみ実現されるものであって空間伝搬とともに形が崩れる。このため、照射点を自由な位置に設定することに制限がある。ここで、結像光学系を利用し、均一なビーム強度分布を有する点15をワーク18上へ転写することによって、照射点を自由な位置に設定することができるとともに、拡大もしくは縮小転写によって照射ビームの大きさ、照射パワー密度を調整することが可能となり、加工の自由度を大きくとることができる。ここでは、非球面レンズを使用して均一ビームを得る例を示したが、負枝不安定型共振器を使用した場合でも同様である。
【0020】
実施の形態4.
前記の構成のレーザ装置をCO2 レーザで構成すると、CO2 レーザは比較的発振波長が長いため、レーザ共振器の製作に高精度を要さず、特にビーム均一化を行なう非球面レンズを用いる構成においては、非球面レンズの製作精度がいらないという利点がある。例えば、可視のレーザに対して20倍程度の製作裕度があり、光学研摩によらず一般的な機械加工で充分な精度を得ることができる。また、共振器内のビーム径を大きくできるため、負枝不安定型共振器を用いる構成においては共振器内の開口を照射するビームの密度を低くすることが可能となる。
【0021】
【発明の効果】
本発明の第1の構成に係るレーザ装置によれば、レーザビームの光路上に少なくとも1面が非球面形状を有する一枚の非球面レンズを設け、この非球面レンズは、滑らかな曲面を有するとともに、その曲率は全面に渡って均一に存在する収束性球面曲率成分と局所的な発散性曲率成分の和であり、上記局所的発散性曲率成分は、上記非球面レンズ上における上記レーザビームのビーム強度分布に比例するようにし、上記非球面レンズからのレーザビームを加工点へ導くよう設けられたビーム伝送光学系が、上記非球面レンズの収束性球面曲率成分に対応する焦点位置を上記加工点に転写するビーム伝送光学系であるようにしたので、少ない部品点数により、加工点において強度分布が均一でリップル等を含まないレーザビームが得られるいう効果が得られる。
【0022】
本発明の第2の構成に係るレーザ装置によれば、ビーム伝送光学系を、レーザビームの拡大、縮小を行うズーム光学系としたので、強度分布が均一で発散角が小さくリップル等を含まないレーザビームが得られるとともに、レーザビームが均一な強度分布となる位置を自由に設定することができ、ビーム断面の大きさを自由に変えることができるという効果が得られる。
【0023】
本発明の第3の構成に係るレーザ装置によれば、レーザビームは一枚の部分反射鏡を含むレーザ共振器より発生されるレーザビームであって、上記レーザ共振器を構成する上記部分反射鏡の外面を非球面形状とし、共振器の上記部分反射鏡と非球面レンズを一体化したので、強度分布が均一で発散角が小さくリップル等を含まないレーザビームが得られるとともに、アライメントが簡略化され、部品点数が削減できるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施の形態1であるレーザ装置の構成を示す図である。
【図2】 非球面レンズによるレーザビーム強度の均一化の原理を説明するための図である。
【図3】 本発明の実施の形態2であるレーザ装置の構成を示す図である。
【図4】 本発明に関連する参考例1であるレーザ装置の構成を示す図である。
【図5】 本発明の実施の形態3であるレーザ装置の構成を示す図である。
【図6】 従来のレーザ装置を示す図である。
【符号の説明】
1,21 全反射鏡、2,22 部分反射鏡、3,23 開口、11 レーザ発振器、12 レーザビーム、13 非球面レンズ、16 インテグレーションミラー、17 ズームレンズ、18 ワーク。
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a laser device, and more particularly to a laser device having a beam shaping function for making the intensity distribution of a laser beam uniform.
[0002]
[Prior art]
FIG. 6 is a diagram showing a conventional laser apparatus shown in, for example, Sato et al., “CO 2 Laser Processing Technology”, Nikkan Kogyo Shimbun (1992). In the figure, 11 is a laser oscillator, 12 is a laser beam emitted from the laser oscillator 11, and 16 is an integration mirror that performs beam shaping.
[0003]
The conventional laser apparatus is configured as described above, and the laser beam 12 emitted from the laser oscillator 11 is often a Laguerre or Hermitian Gaussian mode generated by a stable resonator. In the case of a high output, a ring-shaped beam using an unstable resonator may be used. In surface hardening and drilling, a flat beam having a flat intensity distribution is often required instead of such a beam shape. For such applications, the integration mirror 16 is used as an optical system for performing beam forming. In addition to the integration mirror 16, a beam integrator such as a fly-eye lens or a kaleidoscope may be used. The laser beam incident on the integration mirror 16 is once divided into a large number and superimposed at a predetermined position to be shaped into a beam having a uniform intensity distribution.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
In the conventional laser apparatus as described above, in order to superimpose laser beams with high spatial coherency, the shaped beam is macroscopically homogenized, but microscopically, ripples are generated due to interference effects. However, there is a problem of causing a processing defect. In addition, the beam quality after passing through the integrator is greatly deteriorated, the divergence angle is increased, a beam transmission system with a large aperture is required, and the focal depth is shallow.
[0005]
The present invention has been made to solve the above-described problems, and generates a high-quality beam having a uniform intensity distribution, a small divergence angle and no ripples, and a degree of freedom in using the beam. An object of the present invention is to provide a laser device capable of obtaining a large value.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
[0007]
In the laser apparatus according to the first configuration of the present invention, at least one aspheric lens having an aspheric shape is provided on the optical path of the laser beam, and the aspheric lens has a smooth curved surface. The curvature is the sum of a converging spherical curvature component and a local divergent curvature component that exist uniformly over the entire surface, and the local divergent curvature component is the beam of the laser beam on the aspheric lens. The beam transmission optical system that is proportional to the intensity distribution and that guides the laser beam from the aspherical lens to the processing point has a focal position corresponding to the convergent spherical curvature component of the aspherical lens. This is a beam transmission optical system for transferring to a point.
[0008]
In the laser apparatus according to the second configuration of the present invention, the beam transmission optical system is a zoom optical system for expanding and reducing the laser beam.
[0009]
In the laser device according to the third configuration of the present invention, the laser beam is a laser beam generated from a laser resonator including one partial reflecting mirror, and the laser beam of the partial reflecting mirror constituting the laser resonator is used. The outer surface has an aspherical shape, and the partial reflecting mirror of the resonator and the aspherical lens are integrated.
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
[0011]
Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a laser apparatus according to Embodiment 1 of the present invention. In the figure, 11 is a laser oscillator, 12 is a laser beam emitted from the laser oscillator 11, and 13 is an aspheric lens. And a smooth curved surface having a curvature that is a sum of a converging spherical curvature component that exists uniformly over the entire surface and a local divergent curvature component that is proportional to the beam intensity distribution at the installation position.
[0012]
In the laser device configured as described above, the curvature of the aspherical lens 13 is a local divergence proportional to the convergent spherical curvature component that exists uniformly over the entire surface and the beam intensity distribution on the aspherical lens 13. Since it is the sum of the sexual curvature components, the beam at each local point is expanded according to the divergent curvature component proportional to the beam intensity distribution. As a result, at the focal position corresponding to the converging spherical curvature component, the beams originating from the local points are aligned with the same power density. Here, since the aspherical lens 13 has a smooth curved surface, the beams originating from local points are arranged so as to contact each other without overlapping. As a result, a beam having a uniform intensity distribution at the focal position corresponding to the convergent spherical curvature component is obtained. This beam has no ripple due to beam superposition, and has a very small divergence angle.
[0013]
FIG. 2 explains the principle of uniformizing the laser beam intensity by the aspherical lens 13. The convergence power of uniform convergence spherical curvature component of the aspherical lens P +, the power of local diverging curvature component proportional to the beam intensity distribution P - (r), the beam intensity distribution of the aspheric lens position If D 1 (r), the beam intensity distribution at the focal position corresponding to the convergent spherical curvature component is D 2 (r), and the distance from the focal position to the beam convergence position is f ′ (r), then f + = 1 / P + , f (r) = 1 / (P + −P (r)), f ′ (r) = M (r) · f (r)
P (r) = KD 1 (r) (K is a proportional constant) (1)
From the geometric relationship of the beam intensity ratio,
D 2 (r) = D 1 (r) / M (r) (2)
Can be expressed as
M (r) = f ′ (r) / f (r) = (f (r) −f + )) / f (r) = P (r) / P + (3)
From the relationship
D 2 (r) = D 1 (r) / M (r) = (P - (r) / K) / (P - (r) / P +) = P + / K = const of r ...... (4 )
Is established. That is, the local divergence power P - (r) is long in proportion to the beam intensity distribution D 1 (r) of the aspherical lens position, the beam intensity distribution D 2 at the position of the f + aspherical lens (r) Becomes uniform. This relationship holds for an arbitrary K. When the value of K is changed, the beam cross-sectional diameter at the position (f + ) where a uniform beam is obtained changes.
[0014]
Embodiment 2. FIG.
FIG. 3 is a diagram showing the configuration of the laser apparatus according to the second embodiment of the present invention. In FIG. 3, reference numeral 21 denotes a total reflection mirror that constitutes a laser resonator, 22 denotes a partial reflection mirror that also constitutes a laser resonator, Reference numeral 23 denotes an aperture for limiting the beam.
[0015]
In the first embodiment, the aspherical lens for homogenization is installed at a position away from the laser resonator. However, as shown in FIG. 3, the outer surface of the partial reflection mirror 22 may have an aspherical shape for beam homogenization. Good. By integrating the partially transmitting mirror of the resonator and the aspherical lens that performs beam equalization, alignment of the aspherical lens and the laser beam axis becomes unnecessary, and stable beam shaping can be obtained. Further, the apparatus can be simplified by reducing the number of parts.
[0016]
Reference Example 1
FIG. 4 is a diagram showing a configuration of a laser apparatus which is Reference Example 1 related to the present invention. In the figure, reference numeral 1 denotes a total reflection mirror constituting a laser resonator, 2 denotes a partial reflection mirror which also constitutes a laser resonator, and 3 denotes an aperture for controlling the beam.
[0017]
In the laser apparatus configured as described above, the total reflection mirror 1 and the partial reflection mirror 2 are concave spherical mirrors, and the curvature and installation interval constitute a confocal negative branch unstable resonator, and the enlargement ratio is 1. It is set to a value close to. In a confocal negative branch unstable resonator, if the aperture 3 is installed at a recursive conjugate point where the light emitted from one point converges to one point again after going around the resonator, the laser limited by the aperture 3 is used. The beam recursively forms an enlarged image of the beam inside the aperture 3 at the position of the aperture 3 by circling the resonator. At this time, the magnifying action is repeated, and the light at the center of the opening 3 spreads over the entire opening 3, thereby forming a beam having a uniform intensity distribution at the position of the opening 3. This beam is a single mode in which the phases are aligned, there is no ripple due to beam superposition, and the diffraction limited quality. It is possible to use a beam having a uniform intensity distribution by taking out this laser beam from the partial reflection mirror 2 and transferring the image of the aperture 3 onto the work using an optical system such as a lens provided outside. Become. Further, as apparent from the above, it is possible to use a beam having an arbitrary shape such as a quadrangle by selecting the shape of the opening.
[0018]
Embodiment 3 FIG.
FIG. 5 is a diagram showing a configuration of a laser apparatus according to Embodiment 3 of the present invention. In the figure, 11 is a laser oscillator, 12 is a laser beam emitted from the laser oscillator 11, and 17 is a zoom transfer optical system. A lens group 18 is a workpiece to be irradiated with a laser beam.
[0019]
In general, a laser beam having a uniform intensity distribution is realized only at one point on the optical axis and loses its shape with spatial propagation. For this reason, there is a limitation in setting the irradiation point to a free position. Here, by using the imaging optical system to transfer the point 15 having a uniform beam intensity distribution onto the work 18, the irradiation point can be set at a free position, and irradiation is performed by enlargement or reduction transfer. The size of the beam and the irradiation power density can be adjusted, and the degree of freedom in processing can be increased. Here, an example in which an aspheric lens is used to obtain a uniform beam is shown, but the same applies to the case where a negative branch unstable resonator is used.
[0020]
Embodiment 4 FIG.
When configuring the laser device structure of the a CO 2 laser, CO 2 laser is relatively oscillation wavelength is long, without requiring high precision in the fabrication of the laser resonator, in particular using an aspherical lens to perform beam homogenization In the configuration, there is an advantage that the manufacturing accuracy of the aspherical lens is not required. For example, the manufacturing margin is about 20 times that of a visible laser, and sufficient accuracy can be obtained by general machining without relying on optical polishing. Further, since the beam diameter in the resonator can be increased, in the configuration using the negative branch unstable resonator, the density of the beam that irradiates the opening in the resonator can be reduced.
[0021]
【The invention's effect】
According to the laser device of the first configuration of the present invention, at least one aspheric lens having an aspheric shape is provided on the optical path of the laser beam, and the aspheric lens has a smooth curved surface. In addition, the curvature is the sum of the converging spherical curvature component and the local divergent curvature component that exist uniformly over the entire surface, and the local divergent curvature component is the sum of the laser beam on the aspheric lens. A beam transmission optical system provided so as to be proportional to the beam intensity distribution and to guide the laser beam from the aspheric lens to the processing point, the focal position corresponding to the convergent spherical curvature component of the aspheric lens is processed. Since the beam transmission optical system is transferred to a point, a laser beam having a uniform intensity distribution and no ripples at the processing point can be obtained with a small number of parts. Results can be obtained.
[0022]
According to the laser apparatus of the second configuration of the present invention, the beam transmission optical system is a zoom optical system that expands and contracts the laser beam, so that the intensity distribution is uniform, the divergence angle is small, and ripples are not included. In addition to obtaining a laser beam, the position at which the laser beam has a uniform intensity distribution can be freely set, and the effect that the size of the beam cross section can be freely changed can be obtained.
[0023]
According to the laser device of the third configuration of the present invention, the laser beam is a laser beam generated from a laser resonator including one partial reflecting mirror, and the partial reflecting mirror constituting the laser resonator. The aspherical outer surface of the resonator and the above-mentioned partial reflection mirror of the resonator and the aspherical lens are integrated, so that a laser beam with a uniform intensity distribution, a small divergence angle and no ripples can be obtained, and alignment is simplified. As a result, the number of parts can be reduced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a laser apparatus according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram for explaining the principle of uniformizing a laser beam intensity by an aspheric lens.
FIG. 3 is a diagram showing a configuration of a laser apparatus according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a diagram showing a configuration of a laser apparatus that is a first reference example related to the present invention.
FIG. 5 is a diagram showing a configuration of a laser apparatus according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a diagram showing a conventional laser device.
[Explanation of symbols]
1,21 Total reflection mirror, 2,22 Partial reflection mirror, 3,23 aperture, 11 laser oscillator, 12 laser beam, 13 aspherical lens, 16 integration mirror, 17 zoom lens, 18 workpiece.

Claims (3)

レーザビームの光路上に少なくとも1面が非球面形状を有する一枚の非球面レンズを設け、この非球面レンズは、滑らかな曲面を有するとともに、その曲率は全面に渡って均一に存在する収束性球面曲率成分と局所的な発散性曲率成分の和であり、上記局所的発散性曲率成分は、上記非球面レンズ上における上記レーザビームのビーム強度分布に比例するものであり、上記非球面レンズからのレーザビームを加工点へ導くよう設けられたビーム伝送光学系が、上記非球面レンズの収束性球面曲率成分に対応する焦点位置を上記加工点に転写するビーム伝送光学系であることを特徴とするレーザ装置。A single aspherical lens having at least one aspherical shape is provided on the optical path of the laser beam, and this aspherical lens has a smooth curved surface and its curvature is uniform over the entire surface. A sum of a spherical curvature component and a local divergent curvature component, the local divergent curvature component being proportional to the beam intensity distribution of the laser beam on the aspheric lens, and from the aspheric lens The beam transmission optical system provided to guide the laser beam to the processing point is a beam transmission optical system that transfers the focal position corresponding to the convergent spherical curvature component of the aspheric lens to the processing point. Laser device to do. ビーム伝送光学系は、レーザビームの拡大、縮小を行うズーム光学系であることを特徴とする請求項1に記載のレーザ装置。The laser apparatus according to claim 1, wherein the beam transmission optical system is a zoom optical system that expands and contracts a laser beam. レーザ共振器を構成する部分反射鏡の外面を非球面形状とし、この非球面形状は、滑らかな曲面を有するとともに、その曲率は全面に渡って均一に存在する収束性球面曲率成分と局所的な発散性曲率成分の和であり、上記局所的発散性曲率成分は、上記レーザ共振器内の上記部分反射鏡上におけるレーザビームのビーム強度分布に比例するものであることを特徴とするレーザ装置。The outer surface of the partially reflecting mirror constituting the laser resonator is aspherical. This aspherical shape has a smooth curved surface, and its curvature is uniform with the convergent spherical curvature component that exists uniformly over the entire surface. A laser apparatus, wherein the local divergent curvature component is proportional to the beam intensity distribution of the laser beam on the partial reflector in the laser resonator.
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