JPH01212770A - 光学繊維によるビーム伝送を用いたレーザ化学蒸着装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はレーザ化学蒸着装置に関するものであって、更
に詳しく言えば、光学繊維によるビーム伝送を用いてレ
ーザ化学蒸着を実施するための技術に関する。

発明の背景 通常の化学蒸着（ＣＶＤ）法は、−収約に述べれば、気
体状の化学反応体を基体材料上に沈着結合させる方法で
ある。通常のＣＶＤ法を実施するための技術は公知であ
って、それらは半導体チップ製造業界において（たとえ
ばＶＬＳＩの微小製造技術の一部として）実用化されて
おり、また望ましい性質を有する物質の層を基体材料上
に蒸着させることが所望される冶金業界においても実用
化されている。後者のごとき冶金的用途の実例としては
、鋼製もしくはチタン製の基体上に酸化物または窒化物
を蒸着させてそれの表面特性を改善することが挙げられ
る。　また、レーザ化学蒸着（ＬＣＶＤ）法は基体上へ
の化学反応体の蒸着をレーザビームによって促進するよ
うな方法であって、これもまた当業界において公知であ
る。

第１図は、ＬＣＶＤ法を実施するための先行技術に基づ
（ＬＣＶＤ装置１００を示している。詳しく述べれば、
加工物１０２が密閉環境の反応室１０４の内部に配置さ
れている。かかる反応室１０４は、気体入口１０６、気
体出口１０８、および反応室内の圧力を表示するための
圧力計１１０を有している。反応室１０４はまた、レー
ザビームを透過させるための窓１１２、およびＬＣＶＤ
法を受けている加工物を観察するための観測窓１１４を
も有している。レーザ１１６から発生されたレーザビー
ム１１８は、適当な手段（図示せず〉によって平行化さ
れる。平行化されたレーザビームは、鏡１２０および集
束レンズ１２２として図式的に表わされた適当な光学手
段により、窓１１２に向けて導かれかつ窓１１２を通し
て集束される６レーザビームの集束部分１２４は加工物
１０２上に焦点を結ぶ。運転に際しては、反応室１０４
が出口１０８を通して排気され、次いで加工物１０２の
表面上に蒸着させるべき気体状反応体が入口１０６を通
して導入される０通例、蒸着過程を維持するのに十分な
濃度の静止雰囲気を生み出すのに足るだけの気体状反応
体がＬＣＶＤ装置の反応室内に導入される。この場合、
圧力計１１０によって示される圧力が反応室内における
気体状反応体の濃度の指標となる。集束されたレーザビ
ーム１２４は、気体状反応体を蒸着させることが所望さ
れる加工物（基体）の表面部分に当てられる。かかる集
束レーザビームを基体の様々な部分に当てるためには、
鏡１２０のごとき光学部品を移動させればよい。基体上
への蒸着は、当業界において公知の通り、レーザビーム
が気体状反応体の分子を解離させて基体材料と反応させ
る光分解過程、あるいはレーザビームが基体を加熱して
それと気体状反応体とを直接に反応させる熱分解過程の
いずれかによって行われる。

第１図に示されかつ上記に記載された従来のＬＣＶＤ技
術には幾つかの欠点がある。１つの大きな欠点は、窓１
１２を通して集束レーザビームを導入しなければならな
いという制約に由来するものである。かかる窓は、レー
ザビームの減衰をできるだけ少なくするためレーザビー
ムに対して高度の透過性を持った材料から作製しなけれ
ばならないので高価である。その上、かかる窓は反応室
内の圧力（正圧または負圧）に耐え得るだけの強度を有
していなければならない。実際には、化学反応体はかか
る窓にも沈着し、それにより窓の透過性を低下させるこ
とが知られている。このような窓への沈着を抑制するた
めに役立つ、当業界において公知の技術は、窓を加熱す
ることである。

しかるに、このような窓の加熱は窓のゆがみを引起こし
、従ってそれを透過した集束レーザビームのゆがみをも
引起こす回部性のあることが判明している。それ故、反
応室内にレーザビームを導入するために上記のごとき窓
の使用を必要としないＬＣＶＤ用の装置が得られれば望
ましいわけである。

上記に記載された従来のＬＣＶＤ技術に関して見られる
もう１つの大きな欠点は、基体付近における気体状反応
体の濃度の調節可能性が制限されることである。従来の
ＣＶＤおよびＬＣＶＤ技術に従えば、蒸着領域内におけ
る気体状反応体の濃度を変化させるために反応室内の気
体状反応体の流量または圧力が調節される０反応室内に
おける気体状反応体の濃度を調節するためのこのような
方法は本質的に不正確なものである。なぜなら、かかる
方法は反応室の内部全体にわたる平均値としての気体状
反応体濃度を維持するためにしか役立たないからである
。このような方法を用いて蒸着領域の近傍における気体
状反応体の濃度を精密に調節することは非常に困難であ
る。それ故、蒸着領域内における気体状反応体の濃度を
精密に調節し得るようなＬＣＶＤ用の装置が得られれば
やはり望ましいわけである。

従来のＬＣＶＤ技術の更にもう１つの欠点は、基体の様
々な部分に集束レーザビームを当てる際の自在性が制限
されることである。上記のごとく、従来のＬＣＶＤ装置
１００における集束レーザビームの移動は、反応室の外
部に位置する光学手段を操作することによって達成され
る。明らかに、集束レーザビームの移動の自由度は窓１
１２の断面積によって制限されると共に、基体の様々な
区域にレーザビームを効果的に集束し得る能力によって
制限されるのである。それ故、集束レーザビームと加工
物との相対的な移動が実質的に自由であるようなＬＣＶ
Ｄ装置が得られれば一層望ましいわけである。

従来のＬＣＶＤ技術の更にもう１つの欠点は、レーザビ
ームの集束スポット内に見られる不均一な強度分布に由
来するものである。このような強度分布の不均一性は、
入力電力や冷却水流量の変化に原因するレーザ共振器内
部の変動、光学要素の振動などに帰因させることができ
る。上記のごとき熱分解機構によってＬＣＶＤが進行す
る場合には、集束スポット内の不均一な強度分布に対応
して集束レーザビームの当たる基体部分が不均等な加熱
を受けることになる。かかる不均等な加熱は集束スポッ
ト内における反応速度の変動を生じ、その結果として基
体上に蒸着する材料の厚さが不均一となるので望ましく
ない。更にまた、パルス状のレーザビームを用いてＬＣ
ＶＤを実施する場合には、相次ぐレーザビームパルス間
の強度分布の差に対応して蒸着した材料中にむらが生じ
ることもある。それ故、レーザビームの強度分布の不均
一性および相次ぐレーザビームパルス間における強度分
布の差が低減されたようなＬＣＶＤ装置が得られればな
お一層望ましいわけである。

発明の目的 本発明の主たる目的は、上記のごとき問題および欠点を
解消するようなレーザ化学蒸着（ＬＣＶＤ）システムお
よび装置を提供することにある。

また、窓を通して反応室内にレーザビームを伝送する必
要のないようなＬＣＶＤシステムおよび装置を提供する
ことも本発明の目的の１つである。

更にまた、気体状反応体を蒸着させるべき基体の近傍に
おける基体状反応体の濃度を精密に調節し得るようなＬ
ＣＶＤシステムおよび装置を提供することも本発明の目
的の１つである。

更にまた、気体状反応体を蒸着させるべき基体の様々な
部分にレーザビームを当てるための実質的な自在性を示
すようなＬＣＶＤシステムおよび装置を提供することも
本発明の目的の１つである。

更にまた、レーザビームの集束スポット内における強度
分布の不均一性が低減されたようなＬＣＶＤシステムお
よび装置を提供することも本発明の目的の１つである。

更にまた、パルス式レーザによって発生された相次ぐレ
ーザビームパルス間に見られる強度分布の変動が低減さ
れたようなＬＣＶＤシステムおよび装置を提供すること
も本発明の目的の１つである。

発明の要約 本発明の上記の目的は、レーザビームを用いて加工物上
への気体状化学反応体のレーザ化学蒸着（ＬＣＶＤ）を
実施するための装置を含む新規で改良されたシステムに
よって達成される。本発明のＬＣＶＤ装置は、レーザビ
ームを伝送するための光学繊維、およびレーザビーム伝
送用の光学繊維の入力端にレーザビームを注入するため
の適当な光学部品を含んでいる８本発明のＬＣＶＤ装置
はまた、気体状反応体を蒸着させるべき加工物の所定区
域の近傍に気体状反応体を展開させるための手段、およ
び光学繊維の出力端から放出されたレーザビームを集束
するための出力カプラをも含んでいる。気体状反応体の
蒸着が熱分解過程によって進行するような実施の態様に
おいては、加工物の所定区域上に気体状反応体を蒸着さ
せるため、加工物の所定区域の少なくとも一部分に向け
てレーザビームが集束される。光分解過程によって気体
状反応体を蒸着させることが所望される別の実施の態様
においては、加工物の所定区域の近傍に位置する気体状
反応体の一部分に向けてレーザビームを集束するように
出力カプラが配置される。

幾つかの実施の態様においては、気体展開手段は出力カ
プラに結合されかつ加工物の所定区域の近傍に気体状反
応体を流すために役立つノズルを含んでいる。ノズルへ
の気体状反応体の流量を調節することにより、蒸着させ
るべき気体状反応体の濃度を調節することができる。

本発明の装置はまた、例示される幾つかの実施の態様に
おいては、加工物および出力カプラを収容するために役
立つ密閉環境の反応室をも含んでいる０反応室の第１の
開口によって光学繊維が反応室の外壁を貫通している結
果、光学繊維の入力端および出力端は反応室の外側およ
び内側にそれぞれ位置することになる。反応室の密閉環
境を維持するため、外壁に設けられた第１の開口は光学
繊維の周囲において封止されている。反応室の外壁には
また、気体状反応体を導入するための第２の開口、およ
び反応室を排気するため、あるいは反応室から気体状反
応体を除去するための第３の開ロアも設けられている。

気体展開手段がノズルから成る場合には、第２の開口か
らノズルまで気体状反応体を導くためにチューブのごと
き手段が設けられる。反応室内に配置された出力カプラ
にノズルが設けられていないような実施の態様において
は、反応室の排気後において加工物の所定区域の近傍に
適当な濃度の気体状反応体を供給するため、第２および
第３の開口を通して反応室内に気体状反応体を流すか、
あるいは第３の開口を閉鎖しながら第２の開口を通して
気体状反応体を導入することによって気体状反応体の静
止雰囲気を形成すればよい。本発明の装置はまた、気体
状反応体を加工物表面の様々な部分に制御可能に蒸着さ
せるため、出力カプラおよび加工物を制御下で相対的に
移動させるための機械的手段をも含むことが好ましい。

本発明の更に別の実施の態様においては、レーザビーム
が第１および第２のレーザビームに分割される。かかる
第１および第２のレーザビームは、それぞれ第１および
第２の光学繊維により、反応室内に位置する第１および
第２の出力カプラのそれぞれに伝送される。このように
すれば、加工物上の２つの相異なる位置においてＬＣＶ
Ｄ操作を同時に実施することができる。本発明のいずれ
の実施の態様においても、光学繊維を用いて加工物の近
傍にレーザビームを伝送することは、反応室の外壁に設
けられた窓を通してレーザビームを導入する先行技術に
おいて見られる上記のごとき諸問題を解消するのに役立
つことが認められよう。

新規なものと見なされる本発明の特徴は前記特許請求の
範囲中に明記されているとは言え、本発明の内容は添付
の図面を参照しながら以下の説明を考察することによっ
て一層良く理解されるものと信じられる。

発明の詳細な説明 図面を参照しながら説明すれば、第２図は本発明の第１
の実施の態様に従って構成されたレーザ化学蒸着（ＬＣ
ＶＤ）システム２００を示している。図示されたシステ
ム２００は、熱分解過程、すなわち気体状反応体を蒸着
させるべき基体の加熱によってＬＣＶＤを実施するため
に特に良く適合したものである。システム２００は、Ｌ
ＣＶＤの実施に適したレーザビーム２０４を発生させる
ためのパワーレーザ２０２を含んでいる。ががる用途の
ためには、５〜１５００ワツトの範囲内の平均出力を持
ったレーザビームを発生するパワーレーザが一般に適し
ている。ＬＣＶＤの実施に適したレーザの種類としては
、ネオジム：イツトリウム・アルミニウム・ガーネット
（Ｎｄ：ＹＡＧ）レーザ、ネオジム・不純物添加ガラス
レーザ、ルビーレーザ、アルゴン・イオンレーザおよび
ある種のエキシマ−レーザ（たとえば塩化キセノンエキ
シマ−レーザ）が挙げられる。先行技術の場合と同様に
本発明においても、パルス式レーザまたは連続波レーザ
のいずれを用いてもＬＣＶＤを有効に実施することがで
きる。レーザビーム２０４はレーザ２０２内の装置（図
示せず）によって平行化される。次いでレーザビーム２
０４は、（図解の都合上から部分的に切欠いて図示され
た）集束レンズ２０６により、光学繊維２１０の入力端
２０８に集束される。このようにレーザビーム２０４を
光学繊維の入力端２０８に集束するのは、レーザビーム
２０４を光学繊維中に注入して伝送するためである。光
学繊維の入力端２０８は、光学繊維入力カプラ２１２に
より、集束されたレーザビーム２０４と整列した状態に
保持されている。

入力カプラ２１２のうちで光学繊維を実際に保持する部
分は、光学繊維の入力端２０８に集束されるレーザビー
ム２０４に対して実質的に透明な材料から成る割りブロ
ックとして構成されることが好ましい。たとえば、Ｎ　
ｄ：Ｙ　Ａ　Ｇレーザまたはネオジム・不純物添加ガラ
スレーザと共に使用するのに適した透明な材料としては
石英およびルーサイトＯ（Ｌｕｃｉｔｅ■）が挙げられ
る。かかる割りブロックは、３つの直線運動自由度およ
び２つの傾斜自由度を持った機械的位置決め装置内に保
持されていることが好ましい。Ｎ　ｄ：Ｙ　Ａ　Ｇレー
ザと共に使用するのに適した市販の光学繊維ホルダの実
例としては、アメリカ合衆国カリフォルニア州アービン
市所在のメレス・グリスト社（Ｍｅｌｌｅｓ−Ｇｒｉｓ
ｔＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）製のモデルＮｏ、０７−Ｈ
ＦＯ−００２が挙げられる。

光学繊維２１０は石英心材を用いて形成されていること
が好ましく、また０、２ｍｍという小さい直径を有する
ものであってよい。レーザビーム伝送用の光学繊維の入
力端に高出力レーザビームを注入するための好適な技術
は、いずれも本発明の場合と同じ譲受人に譲渡されたジ
ョーンズ（Ｊｏｎｅｓ）等の米国特許第４６７６５．８
６号およびジョーンズ（Ｊｏｎｅｓ）の同第４６８１３
９６号明細書中に開示されている。上記のごときジョー
ンズ等およびジョーンズの米国特許明細書中に開示され
たビーム注入技術は主として（平均出力２５０ワット以
上の）高出力レーザビームの注入を対象とするものであ
るが、それらの技術は伝送用の光学繊維中に低出力のレ
ーザビームを注入するためにも等しく適用することがで
きる。上記のごときジョーンズ等およびジョーンズの米
国特許明細書中に開示された技術に従えば、光学繊維２
１０の入力端２０８にはビーム注入用の適当な前処理が
施され、レンズ２０６の焦点距離は光学繊維の開口数の
２倍より小さい円錐角を与えるよう適宜に還定され、か
つ光学繊維の入力端２０８におけるレーザビーム２０４
の集束スポットの直径は光学繊維の心材の直径より小さ
くすることが要求される。

ＬＣＶＤシステム２００はまた、内部に密閉環境を維持
するように構成された反応室２１４をも含んでいる。反
応室２１４の内部には、気体状反応体を蒸着させるべき
表面２２０を持った加工物（または基体）２１８を支持
するための支持台２１６が配置されている。光学繊維２
１０は開口２２２によって反応室２１４の外壁を貫通し
ており、また開口２２２は反応室内の密閉環境を維持す
るため光学繊維の周囲において適宜に封止されている。

なお、光学繊維が気体状反応体の劣化作用を受けるのを
防止するため、反応室内に位置する部分の光学繊維をポ
リフロー■（Ｐｏｌｙｆｌｏｗ■）チューブまたはゴム
チューブのごとき保護外被（図示せず）によって包囲す
ることが好ましい。光学繊維の出力端２２４には出力カ
プラ２２６が装備されている。かかる出力カプラの集束
部分２２８は、光学繊維の出力端２２４から放出された
レーザビームの発散部分２３４を平行化するため出力カ
プラ２２６内に装着されたレンズ２３２と整列した状態
で光学繊維の出力端２２４を保持するための光学繊維支
持ブロック２３０を含んでいる。出力カプラ２２６内に
はまた、レンズ２３２および光学繊維の出力端２２４と
整列した状態でレンズ２３６が装着されている。かかる
レンズ２３６は、レーザビームの平行化部分２３８を集
束して集束部分２４０を得るために役立つ、かかる集束
部分２４０は、気体状反応体を蒸着させるべき加工物表
面２２０の一部分に入射させることができる。

光学繊維支持ブロック２３０は光学繊維の出力端２２４
をレンズ２３２および２３６と整列した状態で強固に保
持し得るように形成されていればよいのであって、入力
カプラ２１２の場合のようにレーザビームに対して透明
である必要はない、出力カプラ２２６の集束部分２２８
は内部の部品を整列した状態に維持するように構成され
ており、かつ加工物上に蒸着させるべき気体状反応体に
よる劣化を受けない材料（たとえば、ステンレス鋼また
はアルミニウム）で作製されている。

気体状反応体は、出力カプラ２２６のノズル部分２４２
により、気体状反応体を蒸着させるべき加工物表面２２
０の所定区域の近傍に展開される。

出力カプラ２２６のノズル部分２ｊ２および集束部分２
２８は単一の部品として構成してもよいし、あるいは第
２図に示されるごとくねじによって合体される独立の部
品として構成してもよい。ノズル部分２４２には、反応
室２１４の外壁に設けられた開口に連結されたチューブ
（たとえばゴムチューブ）を通して気体状反応体が供給
される。出力カプラのノズル部分２４２としては、タン
グステン不活性ガス溶接法（ＴＩＧ溶接法）や酸素アセ
チレン溶接法のごとき標準溶接技術において使用される
ノズルを容易に改造して使用することができる。気体状
反応体は任意の数の気体から成り得るが、図示されたシ
ステム２００においては気体状反応体が２種の気体から
成るものと仮定されている。それ故にノズル部分２４２
は、柔軟な気体配送チューブ２４８および２５０により
、反応室の外壁に設けられた２個の開口２４４および２
４６に連結されている。２種の気体は弁２５２および２
５４を介してそれらのチューブに供給される。これらの
弁２５２および２５４は、チューブを通してノズル部分
に供給される各気体の流量を調節することを可能にし、
従って加工物表面２２０の近傍における気体状反応体の
濃度を調節することをも可能にする。なお、複数の種類
の気体を反応室の外部において予め混合し、そして得ら
れた気体混合物を１本のチューブにより導入してもよい
ことは言うまでもない。このようにして、ノズル部分２
４２は加工物表面２２０のうちで集束されたレーザビー
ムが入射する部分に気体状反応体を供給することができ
るのである。

反応室２７４はまた、反応室を排気するため、あるいは
開口２４４および２４６を通してノズル部分に導入され
た気体状反応体を除去するための（弁２５８を具備した
）開口２５６をも有している。第２図中の開口２４４．
２４６および２５６の付近に示された矢印は、それぞれ
の開口における気体の流れ方向を表わしている。反応室
２１４上にはまた、内部の圧力を測定表示するための圧
力計２６０が設置されている０反応室２１４にはまた、
必然的に、加工物および出力カプラ２２６の挿入並びに
取出しのために役立つ密閉可能な出入口（図示せず）も
装備されている。第２図には示されていないが、システ
ム２００はまた、出力カプラ２２６および支持台２１６
を制御下で相対的に移動させるための機械的手段をも含
んでいる。

反応室２１４の大きさによっては、固定された支持台２
１６に対して出力カプラ２２６のみを動かすことによっ
て十分な移動を達成することができる。

運転に際しては、先ず最初に、弁２５２および２５４を
閉鎖しながら開口２５６を通して反応室２１４が排気さ
れる。次に、レーザ２０２によって発生されたレーザビ
ーム２０４が光学繊維２１０の入力端に集束され、そし
て光学繊維２１０によって伝送される。光学繊維２１０
の出力端から放出された発散性のレーザビームは出力カ
プラ２２６の集束部分によって平行化されかつ集束され
る。出力カプラ２２６は、集束されたレーザビームが気
体状反応体を蒸着させるべき加工物表面２２０の所定区
域の少なくとも一部分に入射するように配置される。気
体状反応体を構成する気体が弁２５２および２５４を介
して気体配送チューブによりノズル部分２４２に供給さ
れる結果、気体状反応体は加工物表面２２０の所定区域
の近傍に展開される。加工物表面２２０のうちで集束さ
れたレーザビームが入射する部分は、気体状反応体の結
合および蒸着をもたらすのに十分な温度にまで加熱され
る。弁２５２および２５４が操作可能であると共に、レ
ーザビームの焦点の近傍に気体状反応体が供給される結
果として、加工物表面２２０の所定区域における気体状
反応体の濃度を精密に調節することが可能となる。弁２
５８は、反応室内に一定濃度の気体状反応体を蓄積させ
るため閉鎖しておいてもよいし、あるいは出力カプラの
ノズル部分を通して導入された気体状反応体を除去する
ために開放してもよい、なお、圧力計２６０の読みは反
応室内における気体状反応体の濃度の指標となる。

次の第３図は、光分解過程によって蒸着が行われるよう
な本発明の第２の実施の態様に従って構成されたＬＣＶ
Ｄシステム３００を示している。

システム３００を構成する装置は全般的に見ればシステ
ム２００の場合と同じものであり、従ってそれの構成要
素には同じ参照番号が付けられている。システム３００
がシステム２００と異なる点は、加工物表面２２０に対
する出力カプラ２２６の方位にある。それに伴い、出力
カプラ２２６内において使用される集束レンズ３０２は
システム２００に関連して上記に記載されたレンズ２３
６よりも長い焦点距離を有している。第３図に見られる
ごとく、出力カプラ２２６は集束されたレーザビームの
軸線３０４が加工物表面２２０に対してほぼ平行となる
ように配置されている。上記に略述されかつ当業界にお
いて公知の通り、光分解過程による蒸着は気体状反応体
を構成する分子の解離に基づいて進行する。このような
解離は、気体分子がかかる解離を引起こすのに十分なレ
ーザエネルギーを吸収することによって起こる。気体分
子の解離を引起こすのに十分なレーザエネルギーは、気
体状反応体の性質およびレーザビームの出力に応じ、レ
ーザビームの焦点および軸線３０４に沿ってそれの両側
の一定範囲内において得ることができる。長い焦点距離
を持ったレンズ３０２を使用すれば、レーザビームの焦
点を加工物表面２２０のより広い部分の近傍に配置する
ことが可能となるのである。

システム３００の運転に際しては、出力カプラ２２６の
ノズル部分を通してレーザビームの焦点の近傍に気体状
反応体が展開される。かかる気体状反応体は、レーザビ
ームの焦点の近傍において十分なエネルギーを吸収して
解離する。解離した分子の一部は加工物表面２２０の近
接部分に結合する。その場合、加工物表面２２０に沿っ
て出力カプラ２２６を移動させれば、かかる蒸着過程を
制御下で進行させることができる。当業者にとっては自
明のごとく、光分解過程を維持するために最適であるレ
ーザビームの焦点と加工物表面との距離は、実施すべき
蒸着の性質、すなわち気体状反応体の組成、基体材料の
種類、レーザビームの特性などに依存する。やはり蒸着
２性質に応じ、加工物表面に対するレーザビームの軸線
３０４の角度を変化させて満足すべき結果を得ることも
できる。

次の第４図は、出力カプラのノズル部分を省いた本発明
の第３の実施の態様に従って構成されたＬＣＶＤシステ
ム４００を示している。システム２００の場合と同じく
、システム４００は熱分解過程によってＬＣＶＤを実施
するために適している。すなわち、システム４００はレ
ーザビームを発生しかつそれを光学繊維２１０によって
出力力ブラに伝送するシステム２００の場合と同じ構成
要素を含んでいて、それらの構成要素には第２図の場合
と同じ参照番号が付けられている。出力力プラは集束部
分のみから成っているので、それには参照番号２２８が
付けられている。出力カプラ２２８は反応室４０２内に
配置されているが、この反応室４０２は開口２４４およ
び２４６の代りに（好ましくは支持台２１６上に配置さ
れた加工物に隣接して位置する）開口４０４が設けられ
ている点を除けばＬＣＶＤシステム２００の反応室２１
４と同じものである。開口４０４には、それを通して反
応室４０２内に供給される気体状反応体の流量を調節す
るための弁４０６が装備されている。

システム４００の運転に際しては、先ず弁４０６を閉鎖
した後、弁２５８を開放しながら開口２５６を通して反
応室４０２が排気される０次いで、２つのモードのいず
れかに従ってシステム４００が運転される。第１の運転
モードにおいては、弁２５８を閉鎖すると共に弁４０６
を開放することにより、開口４０４を通して気体状反応
体が反応室４０２内に導入される。それにより、蒸着を
維持するのに十分な濃度の気体状反応体から成る静止雰
囲気が反応室内に形成される。その場合、圧力計２６０
の読みは反応室内における気体状反応体の相対濃度の指
標として役立つ。次いで、加工物表面２２０の所定区域
上にレーザビームを当てれば蒸着が起こる。システム４
００の第２の運転モードにおいては、反応室４０２の排
気後、開口４０４を通して気体状反応体を導入すると同
時に開口２５６を通してそれを除去することにより、反
応室内に気体状反応体の強制流れが形成される。

開口２５６および４０４の位置を適宜に決定すれば、気
体状反応体を蒸着させるべき加工物表面２２０の所定区
域の近傍に上記の強制流れを導くことができる。第４図
に示されるごとく加工物に隣接して設けられた開口４０
４の位置は、加工物に沿って気体状反応体の適当な流れ
を生じるように気体状反応体を導入するための適当な位
置の一例を示すものである。システム４００においては
、加工物表面の全域に制御下でレーザビームを当てる際
の自在性を確保するため、出力カプラおよび支持台を相
対的に移動させ得ることが要求される。

なお、システム４００においては気体状反応体を導入す
るために１個の開口４０４が設けられているが、システ
ム４００の運転は気体状反応体としてただ１種の気体を
導入する場合のみに限定されるわけでないことは言うま
でもない。気体状反応体を構成する複数の種類の気体を
外部で混合した後、開口４０４を通して導入することも
できる。

あるいはまた、開口４０４に近接して他の開口を設ける
ことにより、他種の気体状反応体を独立に導入すること
も可能である。

次の第５図には、本発明の第４の実施の態様に基づ＜Ｌ
ＣＶＤシステム５００が示されている。

このシステム５００においては、レーザ５０６によって
発生された平行化レーザビーム５０４を分割するための
ビーム分割器５０２が使用されている。それによってレ
ーザビーム５０４は、２つの部分５０８および５１０に
分割され、そしてそれらは集束レンズ５１２および５１
４によってレーザビーム伝送用の光学繊維５１６および
５１８の入力端にそれぞれ集束される。光学繊維５１６
および５１８の入力端は、システム２００の入力力プラ
２１２と同様に構成された光学繊維入力カプラ５１９お
よび５２０によってそれぞれ保持されている。光学繊維
５１６および５１８は開口５２２および５２４を通して
密閉反応室５２１の外壁を貫通しており、またそれらの
開口は反応室内の密閉環境を維持するため光学繊維の周
囲において適宜に封止されている。

反応室内においては、加工物５２６は支持台５２８上に
配置されている。光学繊維５１６および５１８の各々の
出力端には、出力カプラ５３０および５３２がそれぞれ
装備されている。出力カプラ５３０および５３２の構成
は、システム２００の出力カプラ２２６の構成と実質的
に同じである。

出力カプラ５３０は、気体状反応体の供給を受けるため
、気体配送チューブ５３４および５３６によって反応室
外壁の開口５３８および５４０のそれぞれに連結されて
いる。開口５３８および５４０を通して導入される気体
の流量は弁５４２および５４４によってそれぞれ調節さ
れる。同様に出力カプラ５３２は、気体状反応体の供給
を受けるため、気体配送チューブ５５０および５５２に
よって反応室外壁の開口５４６および５４８のそれぞれ
に連結されている。開口５４６および５４８を通して導
入される気体の流量は弁５５４および５５６によってそ
れぞれ調節される。反応室の外壁にはまた、反応室の排
気および気体状反応体の除去を可能にするため、弁５６
０を具備した追加の開口５５８が設けられている。

ＬＣＶＤシステム５００の運転に際しては、反応室５２
１の排気後、レーザビーム５０４が２つの部分５０８お
よび５１０に分割される。それらのレーザビーム部分５
０８および５１０はそれぞれ光学繊維５１６および５１
８を通して伝送された後、加工物５２６の表面５６２の
２つの所定区域に向けて集束される。図示されていない
手段により、両方の出力カプラを表面５６２に対して制
御下で独立に移動させることができる結果、各出力カプ
ラのノズル部分を通して導入された気体状反応体は熱分
解過程により制御下で表面５６２上に蒸着することにな
る。第５図には示されていないが、一方または両方の出
力カプラを加工物の所定区域に対して適当な方位をもっ
て配置することにより、光分解過程に基づく蒸着を行う
こともできる。

上記に例示された本発明の実施の態様のいずれにおいて
も、ＬＣＶＤを実施するために使用されるレーザビーム
は光学繊維によって反応室内に導入される。その結果と
して本発明は、前述のごとき従来のＬＣＶＤ技術におい
て要求されるように反応室の窓を通してレーザビームを
導入する必要がなく、従ってかかる窓に付随する前述の
ごとき諸問題を生じることがない。出力カプラのノズル
部分を使用する本発明の実施の態様においては、気体状
反応体を蒸着させるべき基体部分の近傍における気体状
反応体の配置および濃度を精密に調節することができる
。上記に記載された本発明の実施の態様のいずれにおい
ても、反応室内の加工物に対して出力カプラを移動させ
ることが可能である結果、集束レーザビームを加工物表
面の様々な区域に当てるための実質的な自在性が確保さ
れる。かかる移動は、集束レーザビームが加工物表面に
対して所望の方位をもって配置された状態を維持しなが
ら達成することができる。このような集束レーザビーム
の移動の自在性は、加工物表面に沿ってのレーザビーム
の移動可能性が窓および外部の光学部品によって大幅に
制限される前述のごとき従来のＬＣＶＤシステムに比べ
て大きな改良を成すものである。

従来のＬＣＶＤシステムにおいて見られる問題の１つは
、前述の通り、レーザビームの集束スポット内における
不均一な強度分布のための気体状反応体の不均等な蒸着
が起こることである。光学繊維による伝送の結果として
、レーザビームの強度分布は実質的に均一なものとなる
。やはり前述の通り、パルス状レーザビームを使用した
場合には、パルス間における強度分布の差が不均等な蒸
着をもたらすことがある。このようなパルス間における
強度分布の差が低減することもまた、光学繊維による伝
送の特性の１つである。なお、レーザビームの集束スポ
ット内における不均一な強度分布およびパルス間におけ
る強度分布の差に対して光学繊維によるレーザビーム伝
送が及ぼす効果は、米国レーザ学会から刊行されたレー
ザおよび電気光学の応用に関する１９８７年度国際会議
（１９８７年１１月９〜１１日）の議事録中に収載され
ているティー・チャンド（Ｔ、　Ｃｈａｎｄｅ）等の論
文「光学繊維を通して伝送された４００ワットＮｄ：Ｙ
ＡＧレーザビームの観測された強度分布Ｊ中に開示され
ている。このように、上記に記載された本発明の実施の
態様のいずれにおいても、光学繊維によるレーザビーム
の伝送はレーザビームの強度分布に間する従来の問題を
解消するために役立つのである。

上記のごときＬＣＶＤ装置において使用される出力カプ
ラは、光学繊維から放出されるレーザビームを平行化し
かつ集束するために単純な平凸レンズを含むものとして
示されているが、本発明はそれのみに限定されるわけで
はない。かがる出力カプラは、当業界において公知のご
とく、光学繊維から放出されるレーザビームを平行化し
かつ集束するために有用な他種のレンズや組合せレンズ
を用いて構成することもできる。ががるレンズはまた、
レーザビームが特定のＬＣＶＤ用途において有用な所定
の形状を持った集束スポットを形成するように選定する
こともできる。

上記に記載されたＬＣＶＤシステム２００．３００およ
び５００における出力カプラの動作は反応室内において
行われるが、本発明はそれのみに限定されるわけではな
い、出力カプラのノズル部分を通して十分な量の気体状
反応体の流れを供給すれば、加工物の所定区域の近傍を
占める空間から他の気体元素を排除することが可能であ
る。その結果、加工物の所定区域上への気体状反応体の
蒸着を反応室の密閉環境の外部において進行させること
もできる、このような反応室の外部における本発明の実
施に際しては、通常の溶接技術において使用されるよう
な不活性遮蔽ガスの導入を可能にするノズル部分を出力
カプラ上に使用すれば一層好都合である。かかるノズル
部分は、加工物の所定区域の近傍に気体状反応体を流す
と共に、気体状反応体を包囲するように遮蔽ガスを流す
ことにより、外部環境による気体状反応体の汚染を防止
するのである。このように反応室を使用しなある。

光分解過程によるＬＣＶＤの実施用として上記に記載さ
れた本発明のＬＣＶＤシステム３００においては、使用
される出力カプラがノズル部分を有している。しかしな
がら、本発明はそれのみに限定されるわけではない。本
発明に従って光分解過程によるＬＣＶＤを実施する際に
は、出力カプラの集束部分のみを用いることも可能であ
る。このような場合には、システム４００の運転に関連
して上記に記載されたごとく、反応室内に気体状反応体
の静止雰囲気を形成するか、あるいは反応室内に気体状
反応体の強制流れを形成することにより、加工物の所定
区域の近傍に気体状反応体を展開すればよい。

上記に記載されたＬＣＶＤシステム５００は、単一のレ
ーザによって発生されたレーザビームを分割するための
ビーム分割器を含んでいる。しかしながら、本発明はそ
れのみに限定されるわけではない。単一のレーザとビー
ム分割器とを併用する代りに、光学繊維５１６および５
１８に注入すべきレーザビームを発生させるために２台
の独立したレーザを使用することもできる。このような
場合には、それらのレーザは実施すべき種類の蒸着（す
なわち、熱分解過程または光分解過程による蒸着）を促
進するような波長のレーザビームを発生するように選定
すればよい。更に一般的に述べれば、複数のレーザ、ビ
ーム分割器および光学繊維の使用によって、様々な組合
せのＬＣＶＤを実施し得ることが当業者にとって理解さ
れよう。

以上、好適な実施の態様に関連して本発明を記載したが
、本発明の精神および範囲がら逸脱することなしにそれ
らの全体または一部に対して各種の変更、変形、改変、
置換および代替を施し得るるものと理解すべきである。

【図面の簡単な説明】

図中、２００はＬｃＶＤシステム、２０２はパワーレー
ザ、２０４はレーザビーム、２０６は集束レンズ、２０
８は入力端、２１０は光学Ｉｌｌ維、２１２は光学繊維
入力カプラ、２１４は反応室、２１６は支持台、２１８
は加工物または基体、２２０は表面、２２２は開口、２
２４は出力端、２２６は出力カプラ、２２８は集束部分
、２３０は光学繊維支持ブロック、２３２および２３６
はレンズ、２４２はノズル部分、２４４および２４６は
開口、２４８および２５０は気体配送チューブ、２５２
および２５４は弁、２５６は開口、２５８は弁、２６０
は圧力計、３ｏｏはＬｃＶＤシステム、３０２は集束レ
ンズ、３０４は軸線、４００はＬＣＶＤシステム、４０
２は反応室、４０４は開口、４０６は弁、５０ｏはＬｃ
ＶＤシステム、５０２はビーム分割器、５０４はレーザ
ビーム、５０６はレーザ、５０８および５１０はレーザ
ビーム部分、５１２および５１４は集束レンズ、５１６
および５１８は光学繊維、５１９および５２０は光学繊
維入力カプラ、５２１は反応室、５２２および５２４は
開口、５２６は加工物、５２８は支持台、５３０および
５３２は出力カプラ、５３４および５３６は気体配送チ
ューブ、５３８および５４０は開口、５４２および５４
４は弁、５４６および５４８は開口、５５０および５５
２は気体配送チューブ、５５４および５５６は弁、５５
８は開口、そして５６０は弁を表わす。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、レーザによって発生されるレーザビームを用いて加
   工物上への気体状化学反応体のレーザ化学蒸着を実施す
   るための装置において、（ａ）前記レーザビームを伝送
   するための光学繊維、（ｂ）レーザビーム伝送用の前記
   光学繊維の入力端に前記レーザビームを注入するための
   手段、（ｃ）前記気体状反応体を蒸着させるべき前記加
   工物の所定区域の近傍に前記気体状反応体を展開させる
   ための手段、および（ｄ）前記加工物の前記所定区域上
   に前記気体状反応体を蒸着させるため、前記光学繊維の
   出力端から放出された前記レーザビームを前記加工物の
   前記所定区域の少なくとも一部分に向けて集束するため
   の出力カプラ手段の諸要素を有することを特徴とする装
   置。 ２、前記気体展開手段が、前記出力カプラ手段に結合さ
   れかつ前記加工物の前記所定区域のうちで集束された前
   記レーザビームが入射する前記部分上に前記気体状反応
   体を流すために役立つ気体配送手段から成る請求項１記
   載の装置。 ３、内部に密閉環境を維持するように構成された反応室
   が設けられていて、前記光学繊維が前記反応室の第１の
   開口により前記反応室の外壁を貫通している結果として
   前記入力端および前記出力端は前記反応室の外側および
   内側にそれぞれ位置しており、前記第１の開口は前記反
   応室内の密閉環境を維持するため前記光学繊維の周囲に
   おいて封止されており、かつ前記気体展開手段が前記反
   応室内に前記気体状反応体を導入するための手段を有す
   る結果、前記加工物の前記所定区域に向けて前記レーザ
   ビームを集束するために前記出力カプラ手段を前記反応
   室の内部に配置することができる請求項１記載の装置。 ４、前記気体状反応体を前記反応室内に導入することに
   よつて前記加工物の前記所定区域の近傍に前記気体状反
   応体の静止雰囲気が形成される請求項３記載の装置。 ５、前記気体導入手段が、前記気体状反応体を導入する
   ため前記反応室の外壁に設けられた第２の開口、および
   前記第２の開口を通して導入された前記気体状反応体を
   除去するため前記反応室の外壁に設けられた第３の開口
   から成る結果、前記第２および第３の開口を通して前記
   気体状反応体をそれぞれ導入および除去することにより
   、前記加工物の前記所定区域の近傍に前記気体状反応体
   の強制流れを形成することができる請求項３記載の装置
   。 ６、前記気体展開手段が、前記出力カプラ手段に結合さ
   れかつ前記加工物の前記所定区域のうちで集束された前
   記レーザビームが入射する前記部分上に前記気体状反応
   体を流すために役立つノズル手段、前記反応室内に前記
   気体状反応体を導入するため前記反応室の外壁に設けら
   れた第２の開口、および前記第２の開口を通して導入さ
   れた前記気体状反応体を前記ノズル手段に導くための手
   段から成る請求項３記載の装置。 ７、集束された前記レーザビームを前記加工物の前記所
   定区域の様々な部分に当てるために前記出力カプラ手段
   および前記加工物を制御下で相対的に移動させるための
   手段が設けられている請求項３記載の装置。 ８、レーザによって発生されるレーザビームを用いて加
   工物上への気体状化学反応体のレーザ化学蒸着を実施す
   るための装置において、（ａ）前記レーザビームを伝送
   するための光学繊維、（ｂ）レーザビーム伝送用の前記
   光学繊維の入力端に前記レーザビームを注入するための
   手段、（ｃ）前記気体状反応体を蒸着させるべき前記加
   工物の所定区域の近傍に前記気体状反応体を展開させる
   ための手段、および（ｄ）前記気体状反応体を光分解過
   程によつて前記加工物の前記所定区域上に蒸着させるた
   め、前記光学繊維の出力端から放出された前記レーザビ
   ームを前記加工物の前記所定区域の近傍に位置する前記
   気体状反応体の一部分に向けて集束するための出力カプ
   ラ手段の諸要素を有することを特徴とする装置。 ９、前記気体展開手段が、前記出力カプラ手段に結合さ
   れかつ集束された前記レーザビームの焦点の近傍に前記
   気体状反応体を流すために役立つノズル手段から成る請
   求項８記載の装置。 １０、内部に密閉環境を維持するように構成された反応
   室が設けられていて、前記光学繊維が前記反応室の第１
   の開口により前記反応室の外壁を貫通している結果とし
   て前記入力端および前記出力端は前記反応室の外側およ
   び内側にそれぞれ位置しており、前記第１の開口は前記
   反応室内の密閉環境を維持するため前記光学繊維の周囲
   において封止されており、かつ前記気体展開手段が前記
   反応室内に前記気体状反応体を導入するための手段を有
   する結果、前記加工物の前記所定区域の近傍に位置する
   前記気体状反応体の前記部分に向けて前記レーザビーム
   を集束するために前記出力カプラ手段を前記反応室の内
   部に配置することができる請求項８記載の装置。 １１、前記気体状反応体を前記反応室内に導入すること
   によつて前記加工物の前記所定区域の近傍に前記気体状
   反応体の静止雰囲気が形成される請求項１０記載の装置
   。 １２、前記気体導入手段が、前記気体状反応体を導入す
   るため前記反応室の外壁に設けられた第２の開口、およ
   び前記第２の開口を通して導入された前記気体状反応体
   を除去するため前記反応室の外壁に設けられた第３の開
   口から成る結果、前記第２および第３の開口を通して前
   記気体状反応体をそれぞれ導入および除去することによ
   り、前記加工物の前記所定区域の近傍に前記気体状反応
   体の強制流れを形成することができる請求項１０記載の
   装置。 １３、前記気体展開手段が、前記出力カプラ手段に結合
   されかつ集束された前記レーザビームの焦点の近傍に前
   記気体状反応体を流すために役立つノズル手段、前記反
   応室内に前記気体状反応体を導入するため前記反応室の
   外壁に設けられた第２の開口および前記第２の開口を通
   して導入された前記気体状反応体を前記ノズル手段に導
   くための手段から成る請求項１０記載の装置。 １４、集束された前記レーザビームを前記加工物の前記
   所定区域の様々な部分に当てるために前記出力カプラ手
   段および前記加工物を制御下で相対的に移動させるため
   の手段が設けられている請求項１０記載の装置。 １５、レーザによって発生されるレーザビームを用いて
   加工物上への気体状化学反応体のレーザ化学蒸着を実施
   するための装置において、（ａ）内部に密閉環境を維持
   するように構成された反応室、（ｂ）前記レーザビーム
   を伝送するための光学繊維、（ｃ）レーザビーム伝送用
   の前記光学繊維の入力端に前記レーザビームを注入する
   ための手段、（ｄ）前記光学繊維の出力端から放出され
   た前記レーザビームを集束するために役立ち、かつ集束
   された前記レーザビームが前記気体状反応体を蒸着させ
   るべき前記加工物の所定区域の少なくとも一部分に入射
   するようにして前記反応室内に配置された出力カプラ手
   段、（ｅ）前記反応室内に前記加工物を支持するための
   手段、（ｆ）前記出力カプラ手段に結合されかつ前記加
   工物の前記所定区域のうちで前記気体状反応体の蒸着の
   ために集束された前記レーザビームが入射する前記部分
   上に前記気体状反応体を流すために役立つノズル手段、
   （ｇ）前記反応室の外壁に設けられた第１の開口を通し
   て前記気体状反応体を導入しかつ導入された前記気体状
   反応体を前記ノズル手段に導くための手段、並びに（ｈ
   ）集束された前記レーザビームを前記加工物の前記所定
   区域の様々な部分に当てるために前記出力カプラ手段お
   よび前記加工物を制御下で相対的に移動させるための手
   段の諸要素をそなえていて、前記光学繊維が前記反応室
   の第２の開口により前記反応室の外壁を貫通している結
   果として前記入力端および前記出力端は前記反応室の外
   側および内側にそれぞれ位置しており、かつ前記第２の
   開口は前記反応室内の密閉環境を維持するため前記光学
   繊維の周囲において封止されていることを特徴とする装
   置。 １６、加工物上に気体状化学反応体を蒸着させるための
   レーザ化学蒸着システムにおいて、（ａ）レーザ化学蒸
   着を実施するのに適したレーザビームを発生するレーザ
   、（ｂ）内部に密閉環境を維持するように構成された反
   応室、（ｃ）前記レーザビームを伝送するための光学繊
   維、（ｄ）レーザビーム伝送用の前記光学繊維の入力端
   に前記レーザビームを注入するための手段、（ｅ）前記
   光学繊維の出力端から放出された前記レーザビームを集
   束するために役立ち、かつ集束された前記レーザビーム
   が前記気体状反応体を蒸着させるべき前記加工物の所定
   区域の少なくとも一部分に入射するようにして前記反応
   室内に配置された出力カプラ手段、（ｆ）前記反応室内
   に前記加工物を支持するための手段、（ｇ）前記出力カ
   プラ手段に結合されかつ前記加工物の前記所定区域のう
   ちで前記気体状反応体の蒸着のために集束された前記レ
   ーザビームが入射する前記部分上に前記気体状反応体を
   流すために役立つノズル手段、（ｈ）前記反応室の外壁
   に設けられた第２の開口を通して前記気体状反応体を導
   入しかつ導入された前記気体状反応体を前記ノズル手段
   に導くための手段、並びに（ｉ）集束された前記レーザ
   ビームを前記加工物の前記所定区域の様々な部分に当て
   るために前記出力カプラ手段および前記加工物を制御下
   で相対的に移動させるための手段の諸要素をそなえてい
   て、前記光学繊維が前記反応室の第２の開口により前記
   反応室の外壁を貫通している結果として前記入力端およ
   び前記出力端は前記反応室の外側および内側にそれぞれ
   位置しており、かつ前記第２の開口は前記反応室内の密
   閉環境を維持するため前記光学繊維の周囲において封止
   されていることを特徴とするシステム。 １７、少なくとも２本のレーザビームを用いて加工物上
   への気体状化学反応体のレーザ化学蒸着を実施するため
   の装置において、（ａ）内部に密閉環境を維持するよう
   に構成された反応室、（ｂ）第１のレーザビームを伝送
   するための第１の光学繊維、（ｃ）第２のレーザビーム
   を伝送するための第２の光学繊維、（ｄ）レーザビーム
   伝送用の前記第１の光学繊維の入力端に前記第１のレー
   ザビームを注入するための第１の注入手段、（ｅ）レー
   ザビーム伝送用の前記第２の光学繊維の入力端に前記第
   ２のレーザビームを注入するための第２の注入手段、（
   ｆ）前記第１の光学繊維の出力端から放出された前記第
   １のレーザビームを集束するための第１の出力カプラ手
   段、（ｇ）前記第２の光学繊維の出力端から放出された
   前記第２のレーザビームを集束するための第２の出力カ
   プラ手段、（ｈ）前記気体状反応体を蒸着させるべき前
   記加工物の２つの所定区域の近傍に前記気体状反応体を
   展開させるための手段、並びに（ｉ）前記反応室内に前
   記加工物を支持するための手段の諸要素をそなえていて
   、前記第１および第２の光学繊維が前記反応室の外壁を
   貫通している結果として前記第１および第２の光学繊維
   の各々の前記入力端および前記出力端は前記反応室の外
   側および内側にそれぞれ位置しており、前記第１および
   第２の光学繊維は前記反応室内の密閉環境を維持するよ
   うにして前記反応室の外壁を貫通しており、かつ前記第
   １および第２の出力カプラ手段は集束された前記第１お
   よび第２のレーザビームのそれぞれが前記加工物の前記
   ２つの所定区域に対し所定の方位をもつて入射して前記
   気体状反応体の蒸着をもたらすように配置されているこ
   とを特徴とする装置。 １８、前記第１および第２のレーザビームがそれぞれ第
   １および第２のレーザにより発生されかつ第１および第
   ２の相異なる波長を有するものであり、前記第１の出力
   カプラ手段は集束された前記第１のレーザビームを前記
   加工物の前記２つの所定区域の一方に入射させて熱分解
   過程による前記気体状反応体の蒸着をもたらすように配
   置されており、前記第２の出力カプラ手段は集束された
   前記第２のレーザビームを前記加工物の前記２つの所定
   区域の他方の近傍に位置する前記気体状反応体の一部分
   に当てて光分解過程による前記気体状反応体の蒸着をも
   たらすように配置されており、かつ前記第１および第２
   のレーザビームの波長が前記熱分解過程および前記光分
   解過程をそれぞれ促進するように選ばれる請求項１７記
   載の装置。 １９、１本のレーザビームを２本のレーザビームに分割
   するための手段が設けられていて、レーザによって発生
   された第３のレーザビームが前記ビーム分割手段によっ
   て前記第１および第２のレーザビームに分割される請求
   項１７記載の装置。