JP5592457B2 - レーザ加工装置,レーザ加工方法,レーザ照射装置およびレーザ照射方法 - Google Patents
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Description
Claims (28)
- 加工対象物に対してレーザ光を照射することにより、2以上の基本加工パターンを含む全体加工パターンで一括して前記加工対象物を加工するレーザ加工装置であって、
レーザ光を出力するレーザ光源と、
前記レーザ光源から出力されたレーザ光を入力し、2次元配列された複数の画素それぞれにおいて前記レーザ光を変調する全体ホログラムを呈示して、その変調後のレーザ光を出力する空間光変調器と、
基本加工パターンに対応する基本ホログラムを記憶するとともに、フレネルレンズパターンに相当する集光用ホログラムを記憶する記憶部と、
前記空間光変調器に呈示される集光用ホログラムの焦点距離に結像関係が成立するように配置されたテレセントリック光学系を含み、前記空間光変調器から出力されるレーザ光を入力して、そのレーザ光を前記加工対象物において結像させる結像光学系と、
前記記憶部により記憶された基本ホログラムに前記集光用ホログラムを重畳して全体ホログラムを構成し、その構成した全体ホログラムを前記空間光変調器に呈示させる制御部と、
を備えることを特徴とするレーザ加工装置。 - 前記記憶部は、互いに焦点距離が異なる複数のフレネルレンズパターンそれぞれに相当する複数の集光用ホログラムを記憶し、
前記結像光学系は、結像位置および結像倍率が可変であり、
前記制御部は、前記基本ホログラムに重畳する前記集光用ホログラムの焦点距離と前記結像光学系の結像位置または結像倍率とを互いに関連付けて制御を行う、
ことを特徴とする請求項1に記載のレーザ加工装置。 - 前記制御部が前記空間光変調器に複数の全体ホログラムを並列配置して呈示させ、
前記レーザ光源から出力されたレーザ光を前記空間光変調器に呈示された複数の全体ホログラムに対して順次に入射させる入射位置調整手段と、前記加工対象物における前記結像光学系によるレーザ光の結像の位置を調整する結像位置調整手段とを備える、
ことを特徴とする請求項1に記載のレーザ加工装置。 - 前記制御部は、前記基本ホログラムに前記集光用ホログラムを重畳して前記全体ホログラムを構成する際に、前記集光用ホログラムを前記基本ホログラムに内接させる、ことを特徴とする請求項1に記載のレーザ加工装置。
- 前記制御部は、前記基本ホログラムに前記集光用ホログラムを重畳して前記全体ホログラムを構成する際に、前記基本ホログラムと前記集光用ホログラムとが互いに重ならない領域、ならびに、前記基本ホログラムおよび前記集光用ホログラムの何れもが存在しない領域では、ランダムな位相変調とする、ことを特徴とする請求項1に記載のレーザ加工装置。
- 前記制御部は、前記集光用ホログラムの焦点距離を変更することにより、前記加工対象物における前記基本加工パターンのサイズを調整する、ことを特徴とする請求項1に記載のレーザ加工装置。
- 前記全体ホログラムは、2以上の基本ホログラムを並列配置し、その並列配置した各基本ホログラムに前記集光用ホログラムを重畳したホログラムである、ことを特徴とする請求項1に記載のレーザ加工装置。
- 加工対象物に対してレーザ光を照射することにより、2以上の基本加工パターンを含む全体加工パターンで一括して前記加工対象物を加工するレーザ加工方法であって、
基本加工パターンに対応する基本ホログラムにフレネルレンズパターンに相当する集光用ホログラムを重畳して全体ホログラムを構成し、その構成した全体ホログラムを空間光変調器に呈示させ、
レーザ光源から出力されたレーザ光を前記空間光変調器に入射させ、前記空間光変調器の2次元配列された複数の画素それぞれにおいて前記レーザ光を変調して出力させ、
前記空間光変調器に呈示される集光用ホログラムの焦点距離に結像関係が成立するように配置されたテレセントリック光学系を含む結像光学系により、前記空間光変調器により変調されて出力されたレーザ光を前記加工対象物において結像させる、
ことを特徴とするレーザ加工方法。 - 互いに焦点距離が異なる複数のフレネルレンズパターンそれぞれに相当する複数の集光用ホログラムを記憶部に記憶させ、
前記結像光学系として結像位置および結像倍率が可変であるものを用いて、
前記基本ホログラムに重畳する前記集光用ホログラムの焦点距離と前記結像光学系の結像位置または結像倍率とを互いに関連付けて制御を行う、
ことを特徴とする請求項8に記載のレーザ加工方法。 - 前記空間光変調器に複数の全体ホログラムを並列配置して呈示させ、
前記レーザ光源から出力されたレーザ光を前記空間光変調器に呈示された複数の全体ホログラムに対して順次に入射させ、
前記加工対象物における前記結像光学系によるレーザ光の結像の位置を調整する、
ことを特徴とする請求項8に記載のレーザ加工方法。 - 前記基本ホログラムに前記集光用ホログラムを重畳して前記全体ホログラムを構成する際に、前記集光用ホログラムを前記基本ホログラムに内接させる、ことを特徴とする請求項8に記載のレーザ加工方法。
- 前記基本ホログラムに前記集光用ホログラムを重畳して前記全体ホログラムを構成する際に、前記基本ホログラムと前記集光用ホログラムとが互いに重ならない領域、ならびに、前記基本ホログラムおよび前記集光用ホログラムの何れもが存在しない領域では、ランダムな位相変調とする、ことを特徴とする請求項8に記載のレーザ加工方法。
- 前記集光用ホログラムの焦点距離を変更することにより、前記加工対象物における前記基本加工パターンのサイズを調整する、ことを特徴とする請求項8に記載のレーザ加工方法。
- 前記全体ホログラムは、2以上の基本ホログラムを並列配置し、その並列配置した各基本ホログラムに前記集光用ホログラムを重畳したホログラムである、ことを特徴とする請求項8に記載のレーザ加工方法。
- 2以上の基本パターンを含む全体パターンのレーザ光を対象物に対して照射するレーザ照射装置であって、
レーザ光を出力するレーザ光源と、
前記レーザ光源から出力されたレーザ光を入力し、2次元配列された複数の画素それぞれにおいて前記レーザ光を変調する全体ホログラムを呈示して、その変調後のレーザ光を出力する空間光変調器と、
基本パターンに対応する基本ホログラムを記憶するとともに、フレネルレンズパターンに相当する集光用ホログラムを記憶する記憶部と、
前記空間光変調器に呈示される集光用ホログラムの焦点距離に結像関係が成立するように配置されたテレセントリック光学系を含み、前記空間光変調器から出力されるレーザ光を入力して、そのレーザ光を前記対象物において結像させる結像光学系と、
前記記憶部により記憶された基本ホログラムに前記集光用ホログラムを重畳して全体ホログラムを構成し、その構成した全体ホログラムを前記空間光変調器に呈示させる制御部と、
を備えることを特徴とするレーザ照射装置。 - 前記記憶部は、互いに焦点距離が異なる複数のフレネルレンズパターンそれぞれに相当する複数の集光用ホログラムを記憶し、
前記結像光学系は、結像位置および結像倍率が可変であり、
前記制御部は、前記基本ホログラムに重畳する前記集光用ホログラムの焦点距離と前記結像光学系の結像位置または結像倍率とを互いに関連付けて制御を行う、
ことを特徴とする請求項15に記載のレーザ照射装置。 - 前記制御部が前記空間光変調器に複数の全体ホログラムを並列配置して呈示させ、
前記レーザ光源から出力されたレーザ光を前記空間光変調器に呈示された複数の全体ホログラムに対して順次に入射させる入射位置調整手段と、前記対象物における前記結像光学系によるレーザ光の結像の位置を調整する結像位置調整手段とを備える、
ことを特徴とする請求項15に記載のレーザ照射装置。 - 前記制御部は、前記基本ホログラムに前記集光用ホログラムを重畳して前記全体ホログラムを構成する際に、前記集光用ホログラムを前記基本ホログラムに内接させる、ことを特徴とする請求項15に記載のレーザ照射装置。
- 前記制御部は、前記基本ホログラムに前記集光用ホログラムを重畳して前記全体ホログラムを構成する際に、前記基本ホログラムと前記集光用ホログラムとが互いに重ならない領域、ならびに、前記基本ホログラムおよび前記集光用ホログラムの何れもが存在しない領域では、ランダムな位相変調とする、ことを特徴とする請求項15に記載のレーザ照射装置。
- 前記制御部は、前記集光用ホログラムの焦点距離を変更することにより、前記対象物における前記基本パターンのサイズを調整する、ことを特徴とする請求項15に記載のレーザ照射装置。
- 前記全体ホログラムは、2以上の基本ホログラムを並列配置し、その並列配置した各基本ホログラムに前記集光用ホログラムを重畳したホログラムである、ことを特徴とする請求項15に記載のレーザ照射装置。
- 2以上の基本パターンを含む全体パターンのレーザ光を対象物に対して照射するレーザ照射方法であって、
基本パターンに対応する基本ホログラムにフレネルレンズパターンに相当する集光用ホログラムを重畳して全体ホログラムを構成し、その構成した全体ホログラムを空間光変調器に呈示させ、
レーザ光源から出力されたレーザ光を前記空間光変調器に入射させ、前記空間光変調器の2次元配列された複数の画素それぞれにおいて前記レーザ光を変調して出力させ、
前記空間光変調器に呈示される集光用ホログラムの焦点距離に結像関係が成立するように配置されたテレセントリック光学系を含む結像光学系により、前記空間光変調器により変調されて出力されたレーザ光を前記対象物において結像させる、
ことを特徴とするレーザ照射方法。 - 互いに焦点距離が異なる複数のフレネルレンズパターンそれぞれに相当する複数の集光用ホログラムを記憶部に記憶させ、
前記結像光学系として結像位置および結像倍率が可変であるものを用いて、
前記基本ホログラムに重畳する前記集光用ホログラムの焦点距離と前記結像光学系の結像位置または結像倍率とを互いに関連付けて制御を行う、
ことを特徴とする請求項22に記載のレーザ照射方法。 - 前記空間光変調器に複数の全体ホログラムを並列配置して呈示させ、
前記レーザ光源から出力されたレーザ光を前記空間光変調器に呈示された複数の全体ホログラムに対して順次に入射させ、
前記対象物における前記結像光学系によるレーザ光の結像の位置を調整する、
ことを特徴とする請求項22に記載のレーザ照射方法。 - 前記基本ホログラムに前記集光用ホログラムを重畳して前記全体ホログラムを構成する際に、前記集光用ホログラムを前記基本ホログラムに内接させる、ことを特徴とする請求項22に記載のレーザ照射方法。
- 前記基本ホログラムに前記集光用ホログラムを重畳して前記全体ホログラムを構成する際に、前記基本ホログラムと前記集光用ホログラムとが互いに重ならない領域、ならびに、前記基本ホログラムおよび前記集光用ホログラムの何れもが存在しない領域では、ランダムな位相変調とする、ことを特徴とする請求項22に記載のレーザ照射方法。
- 前記集光用ホログラムの焦点距離を変更することにより、前記対象物における前記基本パターンのサイズを調整する、ことを特徴とする請求項22に記載のレーザ照射方法。
- 前記全体ホログラムは、2以上の基本ホログラムを並列配置し、その並列配置した各基本ホログラムに前記集光用ホログラムを重畳したホログラムである、ことを特徴とする請求項22に記載のレーザ照射方法。
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