JPH04167991A - Beam condensing device and laser beam trimmer device - Google Patents

Beam condensing device and laser beam trimmer device

Info

Publication number
JPH04167991A
JPH04167991A JP2291065A JP29106590A JPH04167991A JP H04167991 A JPH04167991 A JP H04167991A JP 2291065 A JP2291065 A JP 2291065A JP 29106590 A JP29106590 A JP 29106590A JP H04167991 A JPH04167991 A JP H04167991A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
optical fiber
laser beam
laser
lens
condensing
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.)
Pending
Application number
JP2291065A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Susumu Tateoka
進 舘岡
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hoya Corp
Original Assignee
Hoya Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hoya Corp filed Critical Hoya Corp
Priority to JP2291065A priority Critical patent/JPH04167991A/en
Publication of JPH04167991A publication Critical patent/JPH04167991A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Laser Beam Processing (AREA)

Abstract

PURPOSE:To obtain a laser trimmer device, which can adjust precise resistance, by further dispersing a dispersing layer beam injected from injecting end of optical fiber and condensing this laser beam. CONSTITUTION:By condensing the laser beam Li introduced from the laser beam apparatus with the optical fiber 6 and injected from the injecting end of optical fiber 6, this irradiates onto an objective material. Then, the dispersing laser beam Li injected from the injecting end of optical fiber 6 is further dispersed with a first and second lens groups 1, 2 in dispersing lens system. This dispersed laser beam is condensed to a beam condensed point P as a focusing beam Lr with a third, fourth and fifth lens groups 3, 4, 5 in focusing lens system. By this method, while holding the beam condensed spot diameter to sufficiently small, the distance between the injecting end of laser beam and the material to be machined is secured by the necessary distance.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、光ファイバの出射端から射出されたレーザ光
を集光する集光装置及びこの集光装置を用いたレーザト
リマ装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a condensing device that condenses laser light emitted from an output end of an optical fiber, and a laser trimmer device using this condensing device.

[従来の技術] 例えば、レーサ加工分野、特に、レーザトリミングやレ
ーサリペアの分野においては、レーザ装置から光ファイ
バで所望の部位までレーザ光を導いた後、該光ファイバ
の出射端から射出された光を被処理体上に集光させる方
式が注目されている。
[Prior Art] For example, in the field of laser processing, particularly in the field of laser trimming and laser repair, after a laser beam is guided from a laser device to a desired site by an optical fiber, the light emitted from the output end of the optical fiber is used. A method that focuses the light on the object to be processed is attracting attention.

ここで、レーザトリミングとは、IC回路等に形成され
た抵抗膜にレーザ光を集光し、抵抗膜の一部を加熱除去
して抵抗値を所望値に調整することである。また、レー
ザリペアとは、IC製造用マスクパターン等の不良部分
等にレーザ光を集光して加熱除去することである。
Here, laser trimming refers to focusing a laser beam on a resistive film formed on an IC circuit or the like, and heating and removing a part of the resistive film to adjust the resistance value to a desired value. Furthermore, laser repair refers to focusing a laser beam on a defective portion of a mask pattern for IC manufacturing, etc., and removing the defective portion by heating.

これらの装置の集光光学系として、従来は、長作動距離
型顕微鏡を用い、これを直接レーザ装置に接続していた
。しかし、この顕微鏡部の重量が重いため、位置調整制
御が困難であるとともに、装置全体も大型となり、さら
には、レーザ装置の空冷ファンの振動の影響をうけるな
どの欠点があった。光ファイバを用いた前述の方式はこ
の様な欠点がないので、近年、その実用化が期待されて
いる。
Conventionally, a long working distance microscope has been used as a condensing optical system for these devices, and this has been directly connected to a laser device. However, due to the heavy weight of this microscope section, it is difficult to control the position adjustment, the entire device becomes large, and furthermore, there are disadvantages such as being affected by the vibrations of the cooling fan of the laser device. Since the above-mentioned method using optical fiber does not have such drawbacks, it is expected to be put into practical use in recent years.

[発明が解決しようとする課題] ところで、上述のような用途に用いる場合、光ファイバ
の出射端から射出されたレーザ光を集束する集光装置に
は、一般に、次の条件を満たしていることが要請される
[Problems to be Solved by the Invention] By the way, when used for the above-mentioned purposes, a condensing device that converges laser light emitted from the output end of an optical fiber must generally satisfy the following conditions. is requested.

■ 集光スポット径かできるたけ小さいこと。■ The focused spot diameter should be as small as possible.

これは、エネルギー密度を高めて加工を容易にすると共
に、微細加工を可能にするために必要である。
This is necessary to increase the energy density, facilitate processing, and enable microfabrication.

■ 集光装置のレーザ光出射端部と被加工物との間の距
離を必要なだけ確保できること。
■ The required distance between the laser beam emitting end of the condenser and the workpiece can be secured.

これは、加工の際に、レーザ光出射端部を被加工物に近
接させることかできない場合か多いからである。例えば
、上述のレーザトリミングの場合には、レーザ光出射端
部と被加工物との間に被加工物の抵抗値を測定するため
のプローブか配置されるので、このプローブ配置のため
に必要殻小限の距離を確保しなければならない。
This is because during processing, it is often impossible to bring the laser beam emitting end close to the workpiece. For example, in the case of laser trimming mentioned above, a probe is placed between the laser beam emitting end and the workpiece to measure the resistance value of the workpiece, so this probe arrangement requires a A minimum distance must be maintained.

ところが、通常の集束光学系では、上述の■を満たすよ
うにすると、■が満たせなくなり、またその逆も同様で
ある。すなわち、光ファイバの出射端面のコア径の大き
さやNA(開口率)の値が限られているために、従来の
集光装置では両者を十分に満足させることはできなかっ
た。したがって、また、上述の条件を満たしたレーザト
リマ装置もいまだ実用化されていなかった。
However, in a normal focusing optical system, if the above-mentioned condition (1) is satisfied, the condition (2) cannot be satisfied, and vice versa. That is, because the core diameter and the numerical aperture (NA) of the output end face of the optical fiber are limited, it has not been possible to fully satisfy both requirements with conventional light condensing devices. Therefore, a laser trimmer device that satisfies the above conditions has not yet been put into practical use.

本発明は、上述の背景のもとでなされたものであり、集
光スポット径を十分に小さくでき、同時にレーザ光出射
端部と被加工物との間の距離を必要なたけ確保できる集
光装置及びその集光装置を用いたレーザトリマ装置を提
供することを目的としたものである。
The present invention has been made against the above-mentioned background, and is a light condenser that can sufficiently reduce the condensed spot diameter and at the same time secure the necessary distance between the laser beam emitting end and the workpiece. The object of the present invention is to provide a laser trimmer device using the device and its condensing device.

[課題を解決するための手段] 本発明は、以下の各構成とすることにより、上述の課題
を解決している。
[Means for Solving the Problems] The present invention solves the above problems by having the following configurations.

(1)レーザ装置から光ファイバによって導かれて該光
ファイバの出射端から射出されたレーザ光を集光して対
象物に照射する集光装置において、前記光ファイバ出射
端から射出された発散レーザ光をさらに発散させる発散
レンズ系と、この発散させたレーザ光を集束する集束レ
ンズ系とを備えたことを特徴とする構成。
(1) In a condensing device that condenses a laser beam guided from a laser device by an optical fiber and emitted from an output end of the optical fiber and irradiates it onto a target, a diverging laser emitted from the output end of the optical fiber. A configuration characterized by comprising a diverging lens system that further diverges light and a converging lens system that focuses the diverging laser light.

(2)構成(1)において、 前記発散レンズ系を負の焦点距離を有する2群のレンズ
系で構成し、 前記集束レンズ系を正の焦点距離を有する3群のレンズ
系で構成したことを特徴とする構成。
(2) In configuration (1), the diverging lens system is configured with a two-group lens system having a negative focal length, and the converging lens system is configured with a three-group lens system having a positive focal length. Characteristic configuration.

(3)レーザ装置から光ファイバによって導かれ、該光
ファイバの出射端から射出されたレーザ光を被トリミン
グ体のトリミング位置に集光させることによってトリミ
ングを行うレーザトリマ装置において、 前記光ファイバから射出されたレーザ光を被トリミング
体のトリミング位置に集光させる集光装置として請求項
(1)又は(2)のいずれかに記載された集光装置を用
いたことを特徴とする構成。
(3) In a laser trimmer device that performs trimming by focusing a laser beam guided from a laser device by an optical fiber and emitted from an output end of the optical fiber onto a trimming position of an object to be trimmed, the laser beam emitted from the optical fiber is focused on a trimming position of an object to be trimmed. A configuration characterized in that the condensing device according to claim 1 or 2 is used as a condensing device for condensing the laser beam at a trimming position of an object to be trimmed.

[作用] 構成(1)によれば、発散光学系によって光ファイバか
ら射出されたレーザ光をさらに発散させ、しかる後に集
束光学系によって集束しているから、集束光学系の口径
を必要十分な口径にすることができ、これにより、集光
スポット径を十分に小さく維持しつつレーザ光出射端部
と被加工物との間の距離を必要なだけ確保することが可
能となる。
[Function] According to configuration (1), the laser beam emitted from the optical fiber is further diverged by the diverging optical system and then focused by the focusing optical system, so the aperture of the focusing optical system is set to a necessary and sufficient aperture. This makes it possible to maintain a sufficiently small focused spot diameter while ensuring a necessary distance between the laser beam emitting end and the workpiece.

また、構成(2)によれば、発散レンズ系を負の焦点距
離を有する2群のレンズ系で楕成し、集束レンズ系を正
の焦点距離を有する3群のレンズ系で構成することによ
って、比較的少ないレンズ構成により各種の収差を十分
小さく維持しつつ集光倍率を十分に小さくすると共に、
レーザ光出射端部と被加工物との間の距離を十分確保で
きる集光装置を得ることが可能となる。
Further, according to configuration (2), the diverging lens system is formed into an ellipse by two lens groups having a negative focal length, and the converging lens system is configured by a three group lens system having a positive focal length. , with a relatively small number of lens configurations, various aberrations can be kept sufficiently small, and the condensing magnification can be made sufficiently small.
It becomes possible to obtain a condensing device that can ensure a sufficient distance between the laser beam emitting end and the workpiece.

さらに、構成(3)によれば、微細なトリミングが容易
に行うことができ、かつ、レーザ光出射端部と被加工物
との間の距離を十分に確保して抵抗測定用のプローブの
配置も容易に行うことができるレーザトリマ装置を得る
ことができる。
Furthermore, according to configuration (3), fine trimming can be easily performed, and the probe for resistance measurement can be arranged with a sufficient distance between the laser beam emitting end and the workpiece. It is also possible to obtain a laser trimmer device that can be easily used.

[実施例] 第1図は本発明の一実施例にかかる集光装置の断面図、
第2図は一実施例の集光装置のレンズ配置を示す図、第
3図は一実施例の集光装置のレンズデータを示す図、第
4図は一実施例の集光装置のレンズ収差を示す図、第5
図は本発明の一実施例にかかるレーザトリマ装置の構成
図である。以下これらの図面を参照しながら本発明の一
実施例を詳述する。
[Example] FIG. 1 is a cross-sectional view of a light condensing device according to an example of the present invention,
Fig. 2 is a diagram showing the lens arrangement of the condensing device of one embodiment, Fig. 3 is a diagram showing the lens data of the condensing device of one embodiment, and Fig. 4 is a diagram showing the lens aberration of the condensing device of one embodiment. Figure 5 showing
The figure is a configuration diagram of a laser trimmer device according to an embodiment of the present invention. An embodiment of the present invention will be described in detail below with reference to these drawings.

第1図において、符号1は負の焦点距離を有する1群レ
ンズ、符号2は負の焦点距離を有する第2群レンズ、符
号3は正の焦点距離を有する第3群レンズ、符号4は正
の焦点距離を有する第4群レンズ、符号5は正の焦点距
離を有する5群レンズ、符号6は光ファイバ、符号7は
光ファイバ端部金具、符号8は固定枠、符号9は第1群
レンズ1と第2群レンズ2とのレンズ間隔環、符号10
は移動枠、符号11は第2群レンズ2と第3群レンズ3
とのレンズ間隔環、符号12は第3群レンズ3と第4群
レンズとのレンズ間隔環、符号13は第4群レンズと第
5群レンズとのレンズ間隔環、符号14はレンズ押え環
である。
In FIG. 1, numeral 1 is a first group lens having a negative focal length, numeral 2 is a second group lens having a negative focal length, numeral 3 is a third group lens having a positive focal length, and numeral 4 is a positive lens group. 5 is a 5th group lens having a positive focal length, 6 is an optical fiber, 7 is an optical fiber end fitting, 8 is a fixed frame, and 9 is a 1st group lens. Lens spacing ring between lens 1 and second group lens 2, reference numeral 10
11 is a moving frame, and 11 is a second group lens 2 and a third group lens 3.
12 is a lens spacing ring between the third group lens 3 and the fourth group lens, 13 is a lens spacing ring between the fourth group lens and fifth group lens, and 14 is a lens holding ring. be.

この集光装置は、基本的には、固定枠8と移動枠10と
で構成されている。
This light condensing device basically consists of a fixed frame 8 and a movable frame 10.

固定枠8は、筒状体の一方の側、すなわち、図中左方側
が小径部とされて光ファイバ接合部8aが形成され、他
方の側、すなわち、図中右方側が大径部とされてレンズ
系接合部8bとされている。
The fixed frame 8 has a small diameter portion on one side of the cylindrical body, that is, the left side in the figure, forming an optical fiber joint 8a, and a large diameter portion on the other side, that is, the right side in the figure. This is used as a lens system joint portion 8b.

移動枠10は、筒状体の一方の側、すなわち、図中左方
側が小径部とされて小径嵌合部10aが形成され、他方
の側、すなわち、図中右方側か大径部とされて大径対物
部10bとされている。
The moving frame 10 has a small diameter portion on one side of the cylindrical body, that is, the left side in the drawing, forming a small diameter fitting portion 10a, and a large diameter portion on the other side, that is, the right side in the drawing. The objective portion 10b has a large diameter.

前記固定枠8の光ファイバ接合部8aの内部には光ファ
イバ端部金具7が挿入固定されている。
An optical fiber end fitting 7 is inserted and fixed inside the optical fiber joint portion 8a of the fixed frame 8.

この光ファイバ端部金具には、光ファイバ6の出射端部
が挿入固定されている。したがって、光ファイバ6はそ
の出射端面が固定枠8のレンズ系接合部8b側に面する
ように、該固定枠に固定されている。
The output end of the optical fiber 6 is inserted and fixed into this optical fiber end fitting. Therefore, the optical fiber 6 is fixed to the fixed frame 8 such that its output end face faces the lens system joint 8b side of the fixed frame 8.

また、前記固定枠8のレンズ系嵌合部8b内には、移動
枠10の小径嵌合部10aが軸方向に移動自在に嵌合保
持されている。なお、軸方向に移動自在とする機構は、
例えば、固定枠8のレンズ系嵌合部8bの内周面の一部
に雌ねじを設け、−方、移動枠10の小径嵌合部10a
の外周面の一部に雄ねじを設けてこれらを互いに螺合す
る機構を採用することができる。その場合、固定枠8の
レンズ系嵌合部8bに形成した貫通ねし穴にストッパピ
ン8Cを螺合して所望の位置で固定できるようにする。
Furthermore, a small-diameter fitting portion 10a of the movable frame 10 is fitted and held in the lens system fitting portion 8b of the fixed frame 8 so as to be movable in the axial direction. In addition, the mechanism that allows free movement in the axial direction is
For example, a female thread is provided on a part of the inner circumferential surface of the lens system fitting part 8b of the fixed frame 8, and the small diameter fitting part 10a of the moving frame 10 is provided with a female thread on the - side.
It is possible to adopt a mechanism in which a male thread is provided on a part of the outer circumferential surface of the holder and the external threads are screwed together. In that case, the stopper pin 8C is screwed into a through hole formed in the lens system fitting portion 8b of the fixed frame 8 so that it can be fixed at a desired position.

移動枠10内には、レンズ群が収納固定されている。ず
なわち、小径嵌合部10a内には、第1群レンズ1及び
第2群レンズ2が、また、大径対物部10b内には、第
3群レンズ3、第4群レンズ4及び第5群レンズ5が、
それぞれ順次右方にに向かって互いに所定の間隔をおい
て保持されている。なお、これら各レンズの間には、レ
ンズ間隔環9、レンズ間隔環11、レンズ間隔環12及
びレンズ間隔環13が配置されてそれぞれのレンズ間隔
を設定するようになっている。また、第5群レンズはレ
ンズ押え環14によって固定保持されている。
A lens group is housed and fixed within the movable frame 10. In other words, the first group lens 1 and the second group lens 2 are placed in the small diameter fitting part 10a, and the third group lens 3, the fourth group lens 4, and the second group lens are placed in the large diameter objective part 10b. The 5th group lens 5 is
They are held one after another at predetermined intervals toward the right. Note that between each of these lenses, a lens spacing ring 9, a lens spacing ring 11, a lens spacing ring 12, and a lens spacing ring 13 are arranged to set the respective lens spacings. Further, the fifth group lens is fixedly held by a lens holding ring 14.

ここで、小径嵌合部10 a内に嵌合保持される第1群
レンズ1及び第2群レンズ2の口径よりも、大径対物部
10b内に保持された第3群レンズ3、第4群レンズ4
及び第5群レンズ5の口径が大である。
Here, the apertures of the third group lens 3 and the fourth group lens held in the large diameter objective part 10b are larger than the apertures of the first group lens 1 and the second group lens 2 which are fitted and held in the small diameter fitting part 10a. Group lens 4
And the aperture of the fifth group lens 5 is large.

また、前記移動枠10を固定枠8に対して移動すること
により、光ファイバ6の出射端面と第1群レンズ1との
距離X1を変化させることができるようになっている。
Further, by moving the movable frame 10 with respect to the fixed frame 8, the distance X1 between the output end face of the optical fiber 6 and the first group lens 1 can be changed.

さて、この集光装置は、光ファイバ6の端面から出射さ
れた発散レーザ光Liを第1群レンズ1、第2群レンズ
2、第3群レンズ3、第4群レンズ4、第5群レンズ5
によって集束光Lrにして、集光点Pに集束させるよう
にしたものである。
Now, this condensing device collects the diverging laser beam Li emitted from the end face of the optical fiber 6 through the first group lens 1, second group lens 2, third group lens 3, fourth group lens 4, and fifth group lens. 5
The light Lr is made into a focused light Lr, and the light is focused on a focal point P.

次に、第1群レンズ1、第2群レンズ2、第3群レンズ
3、第4群レンズ4及び第5群レンズについて説明する
Next, the first group lens 1, the second group lens 2, the third group lens 3, the fourth group lens 4, and the fifth group lens will be explained.

第2図は、これらレンズの配置を示した図であるが、第
2図に示されるように、各レンズの面に、第1群レンズ
1の左端面から順次M1、M2、M3、M4、M5、M
6、M7、M8、M9、Mloの面番を付す。また、こ
れら各面相瓦間の面間隔をそれぞれdl、d2、d3、
d4、d5、d6、dl、d8とする。
FIG. 2 is a diagram showing the arrangement of these lenses. As shown in FIG. 2, M1, M2, M3, M4, M5, M
6, M7, M8, M9, Mlo surface numbers are attached. Also, the spacing between these tiles is dl, d2, d3, respectively.
Let d4, d5, d6, dl, and d8.

そうした場合、これら各レンズの曲率半径(r;単位m
m)、面間隔(d;単位mm)及び屈折率(N;波長1
1064nに対する値)は、第3図に示される値を有し
ている。なお、第3図において、各レンズの口径はφ2
0mm程度であり、硝種は高屈折率ガラスである。
In such a case, the radius of curvature (r; unit m
m), interplanar spacing (d; unit mm), and refractive index (N; wavelength 1
1064n) have the values shown in FIG. In addition, in Fig. 3, the aperture of each lens is φ2.
The diameter is approximately 0 mm, and the glass type is high refractive index glass.

第4図はこの実施例の集光装置の各種収差を示したもの
である。
FIG. 4 shows various aberrations of the condensing device of this example.

第4図(a)は球面収差を示したもので、図の縦軸(H
)が光線高さ(単位;mm)であり、横軸がガウス像面
からの距離(単位;mm)である。
Figure 4(a) shows spherical aberration, and the vertical axis (H
) is the ray height (unit: mm), and the horizontal axis is the distance from the Gaussian image plane (unit: mm).

また、図において実線で示される曲線が波長11064
nのNd−YAGレーザ光に対する球面収差曲線であり
、鎖線で示される曲線(SC)はサインコンデイション
曲線である。
In addition, the curve shown as a solid line in the figure has a wavelength of 11064
This is a spherical aberration curve for an Nd-YAG laser beam of n, and the curve (SC) indicated by a chain line is a sine condition curve.

また、第4図(b)は非点収差を示したものであり、図
の縦軸(Y゛)が像高(単位:mm)であり、横軸がガ
ウス像面からの距離(単位;mm)である。また図にお
いての実線で示される曲線(DS>は球欠的像面位置く
単位;mm)であり、鎖線で示される曲線(DT)は子
午的像面位置く単位;mm)であり、それぞれガウス像
面からの距離である。
In addition, FIG. 4(b) shows astigmatism, where the vertical axis (Y') of the figure is the image height (unit: mm), and the horizontal axis is the distance from the Gaussian image plane (unit: mm). mm). In addition, the curve shown by the solid line (DS> in the figure is the unit of spherical image plane position; mm), and the curve shown by the chain line (DT) is the unit of meridional image plane position; mm), respectively. It is the distance from the Gaussian image plane.

さらに、第4図(、c)は、歪曲収差を示したものであ
り、図の縦軸(Y゛〉か像高(単位:mm)であり、横
軸か歪曲収差量(単位: (%))である。
Furthermore, Fig. 4 (,c) shows the distortion aberration, and the vertical axis (Y゛〉) or image height (unit: mm) is the vertical axis of the figure, and the horizontal axis is the amount of distortion (unit: (%) )).

第4図から明らかなように、各収差量ともに極めて小さ
い値を示している。
As is clear from FIG. 4, each amount of aberration shows an extremely small value.

さて、上述の一実施例の集光装置によれは、以下の集光
特性が得られた。
Now, with the light condensing device of the above-mentioned example, the following light condensing characteristics were obtained.

*使用レーザ光; 波長11064nのNd−YAGレーサ光*光ファイハ
ロの出射コア径; 0.2m、mm *光ファイハロの出射発散角; θ=10.4゜ *光ファイバ6と第1群レンズ1の入射面との距’f4
 : Xl = 21 mm *第5群レンズの出射面と集束点Pとの距離;X2−=
16mm *集光角; θ’ =29.76 *スポラ[・径; 0.07mmm *倍率; θ/θ’=0.35 上述の一実施例によれば、波長11064nのNd−Y
AGレーザ光を用いて、集光スポット径を0.07mm
m(70μmφ:倍率約1/3倍)にすることができた
。従来のレーザトリミング用集光光学系では集光径10
0μmφ(倍率1/2倍)か限界であったからこれに比
較して十分な加工集光径が得られたことになる。しかも
各収差量か極めて小さいことから、エネルギー分布が均
一で良質なスポットを得ることができる。さらに、第5
群レンズ5の出射面と集束点Pとの距NX2を16mm
とすることかできたので、電流値を測定するためのプロ
ー7の設置が極めて容易になり、操作性に膀れたものと
することができる。加えて、この実施例に用いたような
レンズは比較的容易に製作が可能である。
*Laser light used: Nd-YAG laser light with a wavelength of 11064n *Output core diameter of optical fiber halo: 0.2 m, mm *Output divergence angle of optical fiber halo; θ=10.4° *Optical fiber 6 and first group lens 1 The distance from the plane of incidence of 'f4
: Xl = 21 mm *Distance between the exit surface of the fifth group lens and the focal point P; X2-=
16 mm *Focusing angle; θ' = 29.76 * Spora [diameter; 0.07 mm *Magnification; θ/θ' = 0.35 According to the above-mentioned embodiment, Nd-Y with a wavelength of 11064
Using AG laser light, focus spot diameter is 0.07mm
m (70 μmφ: magnification of about 1/3). Conventional focusing optical systems for laser trimming have a focusing diameter of 10
Since the limit was 0 μmφ (magnification: 1/2), a sufficient processing condensing diameter was obtained compared to this. Moreover, since the amount of each aberration is extremely small, it is possible to obtain a high-quality spot with a uniform energy distribution. Furthermore, the fifth
The distance NX2 between the exit surface of the group lens 5 and the focal point P is 16 mm.
Therefore, the installation of the probe 7 for measuring the current value becomes extremely easy, and the operability can be improved. In addition, lenses such as those used in this example can be manufactured relatively easily.

次に、一実施例にかかるレーザトリマ装置を説明する。Next, a laser trimmer device according to an embodiment will be described.

第5図に示されるように、この実施例のレーザ−トリマ
装置は、レーザトリマ装置本体部20、集塵器30、制
御コンピュータ40及び測定系50から構成されている
As shown in FIG. 5, the laser trimmer device of this embodiment is composed of a laser trimmer main body 20, a dust collector 30, a control computer 40, and a measurement system 50.

前記レーザトリマ装置本体部20内には、レーザ発振器
21と、集光装置22と、前記レーザ発振器21から集
光装置22にレーザ光を導く光ファイバ23と、前記集
光装置の位置を設定するファイバ駆動系23aと、被ト
リミング体24を載置する位置設定テーブル25と、フ
ァイバ駆動系23a及び位置設定テーブル25の位置制
御を行う位置コントローラ26と、この位置コントロー
ラ25とレーザ発振器21とを制御するコントローラ2
7と、前記被トリミング体24の抵抗値を測定するプロ
ーブ28とが設けられている。
Inside the laser trimmer main body 20, there are a laser oscillator 21, a condenser 22, an optical fiber 23 that guides the laser beam from the laser oscillator 21 to the condenser 22, and a fiber that sets the position of the condenser. The drive system 23a, the position setting table 25 on which the object to be trimmed 24 is placed, the position controller 26 that controls the positions of the fiber drive system 23a and the position setting table 25, and the position controller 25 and the laser oscillator 21 are controlled. controller 2
7, and a probe 28 for measuring the resistance value of the object 24 to be trimmed.

なお、この場合、前記集光装置22としては、上述の一
実施例にかかる集光装置が用いられている。
In this case, as the light condensing device 22, the light condensing device according to the above-mentioned embodiment is used.

制御コンピュータ40は、プローブ28及び測定系50
を通して測定された被トリミング体24の抵抗値を入力
し、この測定値と、あらかじめ設定されである目標抵抗
値とを比較し、その比較結果に基づいて所定の指令信号
をコントローラ27に送り、レーザ発振器21、位置コ
ントローラ26を制御することによって、被トリミング
体24に所定のレーザ加工処理を施すようにし、該被ト
リミング体24の抵抗値を目標抵抗値にする制御を行う
ものである。なお、集塵器30によって抵抗体を加工し
た後に残る抵抗体の粉体か除去されるようになっている
The control computer 40 controls the probe 28 and the measurement system 50.
The resistance value of the object to be trimmed 24 measured through the laser is inputted, this measured value is compared with a preset target resistance value, and a predetermined command signal is sent to the controller 27 based on the comparison result. By controlling the oscillator 21 and the position controller 26, the object to be trimmed 24 is subjected to a predetermined laser processing process, and the resistance value of the object to be trimmed 24 is controlled to be a target resistance value. Note that the powder of the resistor remaining after processing the resistor is removed by the dust collector 30.

この一実施例にかかるレーザトリマ装置では、集光装置
22として、上述の一実施例の集光装置を用いているこ
とから、レーザ光を十分小さいスポット径に集束できる
から、精密な加工か可能であり、したがって、抵抗値を
精密に調整できると共に、集光装置22と被トリミング
体24との距離を十分に確保できるから、プローブ28
の設置が極めて容易となり、抵抗測定が容易となる。
In the laser trimmer device according to this embodiment, since the focusing device of the above-mentioned embodiment is used as the focusing device 22, the laser beam can be focused to a sufficiently small spot diameter, so that precise processing is possible. The probe 28
This makes installation extremely easy and resistance measurement easy.

次に、本発明の一実施例にかかる集光装置の変型例を説
明する。
Next, a modification of the light condensing device according to an embodiment of the present invention will be described.

第6図は本発明の一実施例にかかる集光装置の変型例の
断面図、第7図は変型例のレンズ配置を示す図、第8図
は変型例のレンズデータを示す図、第9図は変型例のレ
ンズ収差を示す図である。
FIG. 6 is a sectional view of a modified example of the condensing device according to an embodiment of the present invention, FIG. 7 is a diagram showing the lens arrangement of the modified example, FIG. 8 is a diagram showing lens data of the modified example, and FIG. 9 is a diagram showing lens data of the modified example. The figure is a diagram showing lens aberration of a modified example.

この変型例は、用いたレンズ曲率半径や面間隔等の値が
異なるほかは、上述の一実施例の集光装置の構成と全く
同一の構成を有するので、第6図及び第7図において同
一の部分に同一の符号を付すことによりその説明を省略
する。
This modified example has exactly the same configuration as the condensing device of the above-mentioned embodiment, except for the differences in values such as the radius of curvature of the lens used and the surface spacing. The explanation thereof will be omitted by assigning the same reference numerals to the parts.

また、第8図及び第9図に示されるレンズデータ及びレ
ンズ収差の表示も、上述の一実施例におけるレンズデー
タ及びレンズ収差を示す第3図及び第4図の場合とレン
ズ口径(この変型例ではレンズ口径をφ35mm程度と
した)が異なるほかは同一の表示方法を用いているので
、その説明を省略する。
Furthermore, the displays of lens data and lens aberrations shown in FIGS. 8 and 9 are different from those shown in FIGS. In this case, the same display method is used except that the lens aperture is about 35 mm in diameter, so the explanation thereof will be omitted.

第9図から明らかなように、この変型例においても、各
収差量ともに極めて小さい値を示している。
As is clear from FIG. 9, even in this modification, each amount of aberration shows an extremely small value.

さて、上述の変型例の集光装置によれば、以下の集光特
性が得られた。
Now, according to the light condensing device of the above-mentioned modification, the following light condensing characteristics were obtained.

*使用レーザ光; 波長11064nのNd−YAGレーザ光*光ファイバ
6の出射コア径; 0.2mmφ *光ファイバ6の出射発散角; θコ10.46 *光ファイハロと第1群レンズ1の入射面との距離:X
1=21mm *第5群レンズの出射面と集束点F)との距離;X2=
16mm *集光角; θ′=41.6゜ *スポット径; 005mmφ *倍率; θ/′θ′=0.25 上述の変型例によれば、スポット径を5 Q B mφ
(倍率1/74倍)と、前記一実施例よりもさらに小さ
くすることかできた。
*Laser light used: Nd-YAG laser light with a wavelength of 11064n *Output core diameter of optical fiber 6: 0.2 mmφ *Output divergence angle of optical fiber 6; θ 10.46 *Incidence between optical fiber halo and first group lens 1 Distance to surface:X
1=21mm *Distance between the exit surface of the 5th group lens and the focal point F); X2=
16mm *Focusing angle; θ'=41.6°*Spot diameter; 005mmφ *Magnification; θ/'θ'=0.25 According to the above modification, the spot diameter is 5 Q B mφ
(Magnification: 1/74 times), which was able to be made even smaller than in the previous example.

なお、本発明は、上述の一実施例に限られるものではな
く、集束すべきレーザ光の波長に応じて、各レンズの硝
種、特性を選定することにより種々の波長のレーザ光に
適用できることは勿論である。
Note that the present invention is not limited to the above-mentioned embodiment, and can be applied to laser beams of various wavelengths by selecting the glass type and characteristics of each lens according to the wavelength of the laser beam to be focused. Of course.

例えは、Nd−YAGレーザ(疲長1.064μm)の
倍波である、(波長0.533μm)レーザにも対応可
能である。
For example, it is also possible to use a laser (wavelength: 0.533 μm), which is a harmonic of a Nd-YAG laser (fatigue length: 1.064 μm).

[発明の効果] 以上詳述したように、本発明は、要するに、光ファイバ
出射端から射出された発散レーザ光をさらに発散させる
発散レンズ系と、 この発散させたレーザ光を集束する集束レンズ系とを備
えた構成とすることにより、 集光スポット径を十分に小さく維持しつつレーザ光出射
端部と被加工物との間の距離を必要なだけ確保すること
が可能な集光装置を得ていると共に、この集光装置を用
いることにより操作性よく精密な抵抗調整かできるレー
ザトリマ装置を得ているものである。
[Effects of the Invention] As detailed above, the present invention basically provides a diverging lens system that further diverges the diverging laser beam emitted from the output end of an optical fiber, and a converging lens system that focuses the diverging laser beam. By adopting a configuration including the following, it is possible to obtain a condensing device that can secure the necessary distance between the laser beam emitting end and the workpiece while maintaining the condensed spot diameter sufficiently small. In addition, by using this light condensing device, a laser trimmer device is obtained that allows for precise resistance adjustment with good operability.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の一実施例にかかる集光装置の断面図、
第2図は一実施例の集光装置のレンズ配置を示す図、第
3図は一実施例の集光装置のレンズデータを示す図、第
4図は一実施例の集光装置のレンズ収差を示す図、第5
図は本発明の一実施例にかかるレーザトリマ装置の構成
図、第6図は本発明の一実施例にかかる集光装置の変型
例の断面図、第7図は変型例のレンズ配置を示す図、第
8図は変型例のレンズデータを示す図、第9図は変型例
のレンズ収差を示す図であ−る。 1・・・第1群レンズ、2・・・第2群レンズ、3・・
・第3群レンズ、4・・・第4群レンズ、5・・・第5
群レンズ、6・・・光ファイバ、7・・・光ファイバ端
部金具、8・・・固定枠、9,11,12.13・・・
レンズ間隔環、10・・・移動枠、14・・・レンズ押
え環。
FIG. 1 is a sectional view of a light condensing device according to an embodiment of the present invention;
Fig. 2 is a diagram showing the lens arrangement of the condensing device of one embodiment, Fig. 3 is a diagram showing the lens data of the condensing device of one embodiment, and Fig. 4 is a diagram showing the lens aberration of the condensing device of one embodiment. Figure 5 showing
Figure 6 is a configuration diagram of a laser trimmer device according to an embodiment of the present invention, Figure 6 is a sectional view of a modified example of a condensing device according to an embodiment of the present invention, and Figure 7 is a diagram showing the lens arrangement of the modified example. , FIG. 8 is a diagram showing lens data of a modified example, and FIG. 9 is a diagram showing lens aberrations of the modified example. 1... 1st group lens, 2... 2nd group lens, 3...
・3rd group lens, 4... 4th group lens, 5... 5th group lens
Group lens, 6... Optical fiber, 7... Optical fiber end fitting, 8... Fixed frame, 9, 11, 12, 13...
Lens spacing ring, 10... moving frame, 14... lens holding ring.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 (1)レーザ装置から光ファイバによって導かれて該光
ファイバの出射端から射出されたレーザ光を集光して対
象物に照射する集光装置において、前記光ファイバ出射
端から射出された発散レーザ光をさらに発散させる発散
レンズ系と、 この発散させたレーザ光を集束する集束レンズ系とを備
えたことを特徴とする集光装置。(2)請求項(1)に
記載の集光装置において、前記発散レンズ系を負の焦点
距離を有する2群のレンズ系で構成し、 前記集束レンズ系を正の焦点距離を有する3群のレンズ
系で構成したことを特徴とする集光装置。 (3)レーザ装置から光ファイバによって導かれ、該光
ファイバの出射端から射出されたレーザ光を被トリミン
グ体のトリミング位置に集光させることによってトリミ
ングを行うレーザトリマ装置において、 前記光ファイバから射出されたレーザ光を被トリミング
体のトリミング位置に集光させる集光装置として請求項
(1)又は(2)のいずれかに記載された集光装置を用
いたことを特徴とするレーザトリマ装置。
[Scope of Claims] (1) In a condensing device that condenses a laser beam guided from a laser device by an optical fiber and emitted from an output end of the optical fiber and irradiates it onto an object, the optical fiber output end What is claimed is: 1. A condensing device comprising: a diverging lens system that further diverges a diverging laser beam emitted from the beam; and a converging lens system that converges the divergent laser beam. (2) In the condensing device according to claim (1), the diverging lens system is composed of two groups of lens systems having a negative focal length, and the converging lens system is composed of three groups having a positive focal length. A light condensing device characterized by being composed of a lens system. (3) In a laser trimmer device that performs trimming by focusing a laser beam guided from a laser device by an optical fiber and emitted from an output end of the optical fiber onto a trimming position of an object to be trimmed, the laser beam emitted from the optical fiber is focused on a trimming position of an object to be trimmed. A laser trimmer apparatus characterized in that the condenser according to claim 1 or 2 is used as a condenser for condensing the laser beam at a trimming position of an object to be trimmed.
JP2291065A 1990-10-29 1990-10-29 Beam condensing device and laser beam trimmer device Pending JPH04167991A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2291065A JPH04167991A (en) 1990-10-29 1990-10-29 Beam condensing device and laser beam trimmer device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2291065A JPH04167991A (en) 1990-10-29 1990-10-29 Beam condensing device and laser beam trimmer device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH04167991A true JPH04167991A (en) 1992-06-16

Family

ID=17763970

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2291065A Pending JPH04167991A (en) 1990-10-29 1990-10-29 Beam condensing device and laser beam trimmer device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH04167991A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5684642A (en) Optical transmission system and light radiating method
US5609780A (en) Laser system
JP5030944B2 (en) Illumination system for microlithographic exposure apparatus
KR960005214B1 (en) Laser processing apparatus and laser processing method
WO1993002830A1 (en) A method for shaping contact lens surfaces
EP1113337A2 (en) Optical arrangement
JPH08190056A (en) Optical observation device
JP6872642B2 (en) A device for processing a material using a laser beam along the processing direction and a method for processing a material using a laser beam.
DE102009046485A1 (en) Method for joining workpieces, comprises deflecting a laser beam by means of collimating lens arrangement parallel to the optical axis of the lens system and then combining with a focusing lens arrangement on a workpiece surface
US4526443A (en) Telecentric illumination system
DE102016111932B4 (en) Frequency conversion unit and frequency conversion method
JPH04167991A (en) Beam condensing device and laser beam trimmer device
JP2003340588A (en) Method for processing inside transparent material and its device
US10976501B2 (en) Methods for fusing a fiber termination
JPH0290119A (en) Condensing optical device for laser drawing machine
CN109507789B (en) Telecentric lens for laser processing, laser processing device and processing method
CN107144947A (en) Aspherical zoom system, pancreatic system and lamp optical system
JPS63273806A (en) Objective for laser beam machining
TWI252340B (en) Apparatus and method for making a lens on the end of an optical waveguide fiber
WO2021089579A1 (en) Projection exposure installation for semiconductor lithography
DE102019108084A1 (en) zoom optics
WO2021177951A1 (en) Apparatus and method for material processing
Gaudfrin et al. Adaptive optics for intra-volume engraving of glass with ultra-short laser pulses
JP2002243586A (en) Refractive index distribution measuring method for rod lens
JP2020532431A (en) Equipment and methods for material processing