JPH04190988A - レーザ加工装置 - Google Patents
レーザ加工装置Info
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- JPH04190988A JPH04190988A JP2320713A JP32071390A JPH04190988A JP H04190988 A JPH04190988 A JP H04190988A JP 2320713 A JP2320713 A JP 2320713A JP 32071390 A JP32071390 A JP 32071390A JP H04190988 A JPH04190988 A JP H04190988A
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- 230000005284 excitation Effects 0.000 claims description 7
- 239000000284 extract Substances 0.000 claims description 5
- 241000238413 Octopus Species 0.000 claims 1
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- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
- B23K26/06—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing
- B23K26/0604—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by a combination of beams
- B23K26/0608—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by a combination of beams in the same heat affected zone [HAZ]
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発肋は、レーザ加工装置に関し、特にレーザトリミン
グ装置およびレーザマーキング装置に使用して好適なレ
ーザ加工装置に関する。
グ装置およびレーザマーキング装置に使用して好適なレ
ーザ加工装置に関する。
レーザ加工装置において、加工速度を速くするためには
、レーザ発振器の出力を高くする必要があるが、１台の
発振器でレーザ発振器の出力を高くするにはレーザ媒質
を太くかつ長くする方法がある。
、レーザ発振器の出力を高くする必要があるが、１台の
発振器でレーザ発振器の出力を高くするにはレーザ媒質
を太くかつ長くする方法がある。
しかし、Ｎｄ：ＹＡＧロッド等のレーザ媒質の大きな結
晶は製造が難しく、高価である。また太くすることによ
り熱レンズ高価により出力が不安定になったり、あるい
はＱスイッチによるレーザパルスのパルス幅が長くなっ
たりするという弊害が生じる。このた約第３図（特開昭
６０−１９６２８３号公報参照）に示すように、複数の
レーザ°発振器１．２を並列動作させ、レーザ出力をパ
ルスとして取り出す０スイツチ素子３の駆動タイミング
を１パルスおきに交互に行い、第４図に示すようにレー
ザ光を出力する。なお、第４図において（ａ）はレーザ
発振器１の出力パルス、（ｂ）はレーザ発振器２の出力
パルス、（Ｃ）は加工位置におけるレーザ出力パルスを
示している。
晶は製造が難しく、高価である。また太くすることによ
り熱レンズ高価により出力が不安定になったり、あるい
はＱスイッチによるレーザパルスのパルス幅が長くなっ
たりするという弊害が生じる。このた約第３図（特開昭
６０−１９６２８３号公報参照）に示すように、複数の
レーザ°発振器１．２を並列動作させ、レーザ出力をパ
ルスとして取り出す０スイツチ素子３の駆動タイミング
を１パルスおきに交互に行い、第４図に示すようにレー
ザ光を出力する。なお、第４図において（ａ）はレーザ
発振器１の出力パルス、（ｂ）はレーザ発振器２の出力
パルス、（Ｃ）は加工位置におけるレーザ出力パルスを
示している。
このようにレーザ光を出力した後、複数の走査ミラー４
〜７、集光レンズ８．９により、被加工物１０の同一位
置にレーザ光を集光させ、レーザ加工装置として総合的
にレーザ発振器台数倍のレーザ出力が得られる。これに
より、レーザ加工装置の加工速度を向上させるようにし
ている。なお、レーザ発振器部１１には、レーザ発振器
１．２およびＱスイッチ素子３の他に、このＱスイッチ
素子３を交互に駆動するＱスイッチトリガ回路１２と、
レー、ザ媒質１３のＱスイッチ素子３側の端部と反対側
の端部に対向配置された出力鏡１４と、Ｑスイッチ素子
３のレーザ媒質１３と反対側の端部側に配置された全反
射鏡１５と、レーザ媒質１３と並列に配置された励起ラ
ンプ１６および集光器１７と、励起ランプ１６に供給す
る電力およびＱスイッチ） ＋Ｊガ回路１２を制御する
レーザ発振器制御部１８を備えた構成となっている。ま
た、走査光学系部１９は、走査ミラー４〜７およヒ集光
レンズ８．９の他にビームエキスパンダ２０を有してお
り、レーザ発振器部１１および走査光学系部１９は制御
装置２１によりプログラム制御されるように構成されて
いる。
〜７、集光レンズ８．９により、被加工物１０の同一位
置にレーザ光を集光させ、レーザ加工装置として総合的
にレーザ発振器台数倍のレーザ出力が得られる。これに
より、レーザ加工装置の加工速度を向上させるようにし
ている。なお、レーザ発振器部１１には、レーザ発振器
１．２およびＱスイッチ素子３の他に、このＱスイッチ
素子３を交互に駆動するＱスイッチトリガ回路１２と、
レー、ザ媒質１３のＱスイッチ素子３側の端部と反対側
の端部に対向配置された出力鏡１４と、Ｑスイッチ素子
３のレーザ媒質１３と反対側の端部側に配置された全反
射鏡１５と、レーザ媒質１３と並列に配置された励起ラ
ンプ１６および集光器１７と、励起ランプ１６に供給す
る電力およびＱスイッチ） ＋Ｊガ回路１２を制御する
レーザ発振器制御部１８を備えた構成となっている。ま
た、走査光学系部１９は、走査ミラー４〜７およヒ集光
レンズ８．９の他にビームエキスパンダ２０を有してお
り、レーザ発振器部１１および走査光学系部１９は制御
装置２１によりプログラム制御されるように構成されて
いる。
しかるに、この第３図に示すようなレーザ加工装置にお
いては、走査ミラー４〜７、集光レンズ８．９およびビ
ームエキスパンダ２０を複数使用しているた袷、加工点
をこれら走査光学系の走査範囲のいかなる位置において
も一致させることは事実上不可能であり、数１０μｍ〜
数１００μｍ程度のずれが生じていた。また、レーザ光
の加工点に入射する角度が異なるため、収差が発生した
り、あるいは被加工物１０の凹凸により、加工点がずれ
たりする。このため、レーザトリミング装置およびレー
ザマーキング装置のように、スポット径が数１０μｍ程
度の微細加工を行う装置には適用できないという問題が
あった。
いては、走査ミラー４〜７、集光レンズ８．９およびビ
ームエキスパンダ２０を複数使用しているた袷、加工点
をこれら走査光学系の走査範囲のいかなる位置において
も一致させることは事実上不可能であり、数１０μｍ〜
数１００μｍ程度のずれが生じていた。また、レーザ光
の加工点に入射する角度が異なるため、収差が発生した
り、あるいは被加工物１０の凹凸により、加工点がずれ
たりする。このため、レーザトリミング装置およびレー
ザマーキング装置のように、スポット径が数１０μｍ程
度の微細加工を行う装置には適用できないという問題が
あった。
本発明の目的は上述した問題に鑑みなされたもので、加
工点を、走査光学系の走査範囲の総ての位置において一
致させることができ、しかも収差が生じたりあるいは被
加工物の凹凸により加工点がずれたりすることのないレ
ーザ加工装置を提供するにある。
工点を、走査光学系の走査範囲の総ての位置において一
致させることができ、しかも収差が生じたりあるいは被
加工物の凹凸により加工点がずれたりすることのないレ
ーザ加工装置を提供するにある。
前記した目的を達成するために、本発明に係るレーザ加
工装置は、レーザ発振器部と、このレーザ発振器部より
出力されるレーザ光を所望の位置に位置決めし、移動さ
せる走査光学系部と、レーザ発振器部と走査光学系部を
制御する制御装置を備えて成り、レーザ発振器部は、Ｑ
スイッチ素子を駆動可能な２台のレーザ発振器と、この
Ｑスイッチ素子を交互に駆動するＱスイッチトリガ回路
と、レーザ発振器より出力されるレーザ光を同一光路に
合成する偏光板と、このレーザ光を同一光路に合成する
光軸調整用ミラーと、合成されたこのレーザ光の大部分
を反射し、一部をモニタ光として抽出するミラーと、こ
のモニタ光を検知する光センサと、この先センサの出力
を読み取り、励起ランプに供給する電力および前記Ｑス
イッチトリガ回路を制御するレーザ発振器制御部とから
成る構成としたものである。
工装置は、レーザ発振器部と、このレーザ発振器部より
出力されるレーザ光を所望の位置に位置決めし、移動さ
せる走査光学系部と、レーザ発振器部と走査光学系部を
制御する制御装置を備えて成り、レーザ発振器部は、Ｑ
スイッチ素子を駆動可能な２台のレーザ発振器と、この
Ｑスイッチ素子を交互に駆動するＱスイッチトリガ回路
と、レーザ発振器より出力されるレーザ光を同一光路に
合成する偏光板と、このレーザ光を同一光路に合成する
光軸調整用ミラーと、合成されたこのレーザ光の大部分
を反射し、一部をモニタ光として抽出するミラーと、こ
のモニタ光を検知する光センサと、この先センサの出力
を読み取り、励起ランプに供給する電力および前記Ｑス
イッチトリガ回路を制御するレーザ発振器制御部とから
成る構成としたものである。
このように本発明によれば、２台のレーザ発振器の出力
を同一光路、同一出力とした後、走査光学系を介してレ
ーザ光を位置決め、移動させるようにしているため、２
つのレーザ光の加工点が、走査光学系の走査範囲の全て
の位置において一致する。また、加工点に入射する角度
も同一となり、収差が生じたりあるいは被加工物の凹凸
により加工点がずれたりするようなことがない。
を同一光路、同一出力とした後、走査光学系を介してレ
ーザ光を位置決め、移動させるようにしているため、２
つのレーザ光の加工点が、走査光学系の走査範囲の全て
の位置において一致する。また、加工点に入射する角度
も同一となり、収差が生じたりあるいは被加工物の凹凸
により加工点がずれたりするようなことがない。
次に、本発明について図面を参照して説明する。
第１図は本発明に係わるレーザ加工装置の一実施例を示
す構成ブロック図である。本レーザ加工装置は、レーザ
発振器部２２と、このレーザ発振器部２２より出力され
るレーザ光を所望の位置に位置決約し、移動させる走査
光学系部２３と、レーザ発振器部２２と走査光学系部２
３を制御する制御装置２４を備えた構成となっている。
す構成ブロック図である。本レーザ加工装置は、レーザ
発振器部２２と、このレーザ発振器部２２より出力され
るレーザ光を所望の位置に位置決約し、移動させる走査
光学系部２３と、レーザ発振器部２２と走査光学系部２
３を制御する制御装置２４を備えた構成となっている。
また、レーザ発振器部２２は、レーザ出力をパルスとし
て取り出すＱスイッチ素子２５．２６を駆動する２台の
レーザ発振器２７．２８と、Ｑスイッチ素子２５．２６
を交互に駆動するＱスイッチ） ＩＪガ回路２９と、レ
ーザ発振器２７．２８より出力されるレーザ光を同一光
路に合成する垂直型の偏光板３０と、このレーザ光を同
一光路に合成する光軸調整用ミラー３１．３２と、合成
されたレーザ光の大部分を反射し、一部をモニタ光とし
て抽出するミラー３３と、モニタ光を検知する光センサ
３４と、光センサ３４の出力を読み取り、励起ランプ３
５に供給する電力およびＱスイッチトリガ回路２９を制
御するレーザ発振器制御部３６とから構成されている。
て取り出すＱスイッチ素子２５．２６を駆動する２台の
レーザ発振器２７．２８と、Ｑスイッチ素子２５．２６
を交互に駆動するＱスイッチ） ＩＪガ回路２９と、レ
ーザ発振器２７．２８より出力されるレーザ光を同一光
路に合成する垂直型の偏光板３０と、このレーザ光を同
一光路に合成する光軸調整用ミラー３１．３２と、合成
されたレーザ光の大部分を反射し、一部をモニタ光とし
て抽出するミラー３３と、モニタ光を検知する光センサ
３４と、光センサ３４の出力を読み取り、励起ランプ３
５に供給する電力およびＱスイッチトリガ回路２９を制
御するレーザ発振器制御部３６とから構成されている。
なお、０スイツチ素子２５は垂直型のものであり、かつ
Ｑスイッチ素子２６は水平型のものである。また、レー
ザ媒質３７、出力鏡３８、集光器３９、全反射鏡４０の
構成は従来と同様であるのでその説明は省略する。
Ｑスイッチ素子２６は水平型のものである。また、レー
ザ媒質３７、出力鏡３８、集光器３９、全反射鏡４０の
構成は従来と同様であるのでその説明は省略する。
一方、走査光学系部２３は、ミラー３３と対向して１つ
のビームエキスパンダ４１が配設されていると共に、こ
のビームエキスパンダ４１と被加工物４２との間には、
２個の走査ミラー４３．４４と１個の集光レンズ４５が
配設された構成となっている。
のビームエキスパンダ４１が配設されていると共に、こ
のビームエキスパンダ４１と被加工物４２との間には、
２個の走査ミラー４３．４４と１個の集光レンズ４５が
配設された構成となっている。
なお、第１図においてレーザ発振器２７のレーザ光の経
路は一点鎖線で示しており、かつレーザ発振器２８のレ
ーザ光の経路は二点鎖線にて示しており、ミラー３３を
わずかに透過したレーザ光の経路は三点鎖線にて示して
いる。
路は一点鎖線で示しており、かつレーザ発振器２８のレ
ーザ光の経路は二点鎖線にて示しており、ミラー３３を
わずかに透過したレーザ光の経路は三点鎖線にて示して
いる。
以上のような構成において、レーザ加工に所望するレー
ザのＱスイッチ周波数が、制御装置２４よりレーザ発振
器制御部３６に与えられると、レーザ発振器制御部３６
はＱスイッチ）ＩＪガ回路２９により、１パルスおきに
垂直型のＱスイッチ素子２５および水平のＱスイッチ素
子２６を駆動する。そして、まずＱスイッチ素子２５が
駆動されると、垂直偏光されたレーザ光がレーザ発振器
２７より出力される。この出力されたレーザ光は、垂直
型の偏光板３０を透過し、ミラー３３にて大部分が反射
され、レーザ発振器部２２より出力され、走査光学系部
２３を介して被加工物４２を加工する。
ザのＱスイッチ周波数が、制御装置２４よりレーザ発振
器制御部３６に与えられると、レーザ発振器制御部３６
はＱスイッチ）ＩＪガ回路２９により、１パルスおきに
垂直型のＱスイッチ素子２５および水平のＱスイッチ素
子２６を駆動する。そして、まずＱスイッチ素子２５が
駆動されると、垂直偏光されたレーザ光がレーザ発振器
２７より出力される。この出力されたレーザ光は、垂直
型の偏光板３０を透過し、ミラー３３にて大部分が反射
され、レーザ発振器部２２より出力され、走査光学系部
２３を介して被加工物４２を加工する。
次に、Ｑスイッチ素子２６が駆動されると、水平偏光さ
れたレーザ光がレーザ発振器２８より出力される。この
出力されたレーザ光は光軸調整用ミラー３１．３２を介
して垂直型の偏光板３０にて反射し、ミラー３３にて大
部分が反射され、レーザ発振器部２２より出力され、走
査光学系部２３を介して被加工物４２を加工する。この
とき、予めレーザ発振器２７とレーザ発振器２８との光
軸は、光軸調整用ミラー３１．３２にて同一光路となる
ように調整しておく。また、光センサ３４にてレーザ発
振器２７とレーザ発振器２８の出力をそれぞれ検知して
、同一レベルになるように励起ランプ３５に加える電力
を調整している。
れたレーザ光がレーザ発振器２８より出力される。この
出力されたレーザ光は光軸調整用ミラー３１．３２を介
して垂直型の偏光板３０にて反射し、ミラー３３にて大
部分が反射され、レーザ発振器部２２より出力され、走
査光学系部２３を介して被加工物４２を加工する。この
とき、予めレーザ発振器２７とレーザ発振器２８との光
軸は、光軸調整用ミラー３１．３２にて同一光路となる
ように調整しておく。また、光センサ３４にてレーザ発
振器２７とレーザ発振器２８の出力をそれぞれ検知して
、同一レベルになるように励起ランプ３５に加える電力
を調整している。
第２図に本発明に係わるレーザ加工装置の他の実施例を
示す。上述した実施例においてはＱスイッチ素子として
垂直型のＱスイッチ素子２５と水平型のＱスイッチ素子
２６を使用しているのに対し、本実施例においては２つ
のＱスイッチ素子４６．４７は垂直型構造となっている
。また、上述した第一実施例においては２台のレーザ発
振器２７．２８に９０度異なる偏光特性をもたせていた
が、本実施例にては２台のレーザ発振器４８．４９を同
じ偏光特性をもたせるようにしている。
示す。上述した実施例においてはＱスイッチ素子として
垂直型のＱスイッチ素子２５と水平型のＱスイッチ素子
２６を使用しているのに対し、本実施例においては２つ
のＱスイッチ素子４６．４７は垂直型構造となっている
。また、上述した第一実施例においては２台のレーザ発
振器２７．２８に９０度異なる偏光特性をもたせていた
が、本実施例にては２台のレーザ発振器４８．４９を同
じ偏光特性をもたせるようにしている。
そして、偏光板５０にてレーザ光を合成する前に、一方
のレーザ光を１／２λ板５１を透過させることにより、
９０度偏光特性を変えて第１図の実施例と同様のレーザ
加工装置を実現させている。
のレーザ光を１／２λ板５１を透過させることにより、
９０度偏光特性を変えて第１図の実施例と同様のレーザ
加工装置を実現させている。
以上説明したように本発明に係わるレーザ加工装置によ
れば、複数の走査光学系を用いている従来のレーザ加工
装置と異なり、２台のレーザ発振器の出力を同一光路、
同一出力とした後、走査光学系を介してレーザ光を位置
決めし、移動させるよう構成しているため、２つのレー
ザ光の加工点が走査光学系の走査範囲の全ての位置にお
いて一致すると共に、加工点に入射する角度も同一とな
り、収差が生じたりあるいは被加工物の凹凸により加工
点がずれたりすることを確実に防止できる。
れば、複数の走査光学系を用いている従来のレーザ加工
装置と異なり、２台のレーザ発振器の出力を同一光路、
同一出力とした後、走査光学系を介してレーザ光を位置
決めし、移動させるよう構成しているため、２つのレー
ザ光の加工点が走査光学系の走査範囲の全ての位置にお
いて一致すると共に、加工点に入射する角度も同一とな
り、収差が生じたりあるいは被加工物の凹凸により加工
点がずれたりすることを確実に防止できる。
したがって、本発明に係るレーザ加工装置によれば、加
工特性を劣化させることなく、レーザトリミング装置や
レーザマーキング装置のような微細なレーザ加工を行う
レーザ加工装置において、１台のレーザ発振器を有する
ものの約２倍の加工速度を容易に実現できるという優れ
た効果を奏する。
工特性を劣化させることなく、レーザトリミング装置や
レーザマーキング装置のような微細なレーザ加工を行う
レーザ加工装置において、１台のレーザ発振器を有する
ものの約２倍の加工速度を容易に実現できるという優れ
た効果を奏する。
第１図は本発明に係るレーザ加工装置の一実施例を示す
構成ブロック図、第２図は同レーザ加工装置の他の実施
例を示す一部構成ブロック図、第３図は従来のレーザ加
工装置の一例を示す構成ブロック図、第４図はレーザ発
振器の出力および加工位置におけるレーザ出力を示す図
である。 ２２・・・・・・レーザ発振器部、 ２３・・・・・・走査光学系部、 ２４・・・・・・制御装置、 ２５．２６・・・・・・Ｑスイッチ素子、２７．２８・
・・・・・レーザ発振器、２９・・・・・・Ｑスイッチ
） ＩＪガ回路、３０・・・・・・偏光板、 ３１．３２・・・・・・光軸調整用ミラー、３３・・・
・・・ミラー、 ３４・・・・・光センサ、 ３５・・・・・・励起ランプ、 ３６・・・・・・レーザ発振器制御部、４２・・・・・
・被加工物、 ４６．４７・・・・・・Ｑスイッチ素子、４８．４９・
・・・・・レーザ発振器、５０・・・・・・偏光板、 ５１・・・・・・１／２λ板。
構成ブロック図、第２図は同レーザ加工装置の他の実施
例を示す一部構成ブロック図、第３図は従来のレーザ加
工装置の一例を示す構成ブロック図、第４図はレーザ発
振器の出力および加工位置におけるレーザ出力を示す図
である。 ２２・・・・・・レーザ発振器部、 ２３・・・・・・走査光学系部、 ２４・・・・・・制御装置、 ２５．２６・・・・・・Ｑスイッチ素子、２７．２８・
・・・・・レーザ発振器、２９・・・・・・Ｑスイッチ
） ＩＪガ回路、３０・・・・・・偏光板、 ３１．３２・・・・・・光軸調整用ミラー、３３・・・
・・・ミラー、 ３４・・・・・光センサ、 ３５・・・・・・励起ランプ、 ３６・・・・・・レーザ発振器制御部、４２・・・・・
・被加工物、 ４６．４７・・・・・・Ｑスイッチ素子、４８．４９・
・・・・・レーザ発振器、５０・・・・・・偏光板、 ５１・・・・・・１／２λ板。
Claims (1)
- レーザ発振器部と、このレーザ発振器部より出力される
レーザ光を所望の位置に位置決めし、移動させる走査光
学系部と、前記レーザ発振器部と走査光学系部を制御す
る制御装置を備えて成り、前記レーザ発振器部は、Ｑス
イッチ素子を駆動可能な２台のレーザ発振器と、このＱ
スイッチ素子を交互に駆動するＱスイッチトリガ回路と
、前記レーザ発振器より出力されるレーザ光を同一光路
に合成する偏光板と、このレーザ光を同一光路に合成す
る光軸調整用ミラーと、合成されたこのレーザ光の大部
分を反射し、一部をモニタ光として抽出するミラーと、
このモニタ光を検知する光センサと、この光センサの出
力を読み取り、励起ランプに供給する電力および前記Ｑ
スイッチトリガ回路を制御するレーザ発振器制御部とか
ら構成されて成ることを特徴とするレーザ加工装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2320713A JPH04190988A (ja) | 1990-11-27 | 1990-11-27 | レーザ加工装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2320713A JPH04190988A (ja) | 1990-11-27 | 1990-11-27 | レーザ加工装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04190988A true JPH04190988A (ja) | 1992-07-09 |
Family
ID=18124502
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2320713A Pending JPH04190988A (ja) | 1990-11-27 | 1990-11-27 | レーザ加工装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04190988A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6324195B1 (en) | 1999-01-13 | 2001-11-27 | Kaneka Corporation | Laser processing of a thin film |
| JP2003525124A (ja) * | 2000-02-15 | 2003-08-26 | データカード・コーポレーション | 複数のレーザービームによって被加工物を加工する方法 |
| US6710289B2 (en) | 2000-06-09 | 2004-03-23 | Sumitomo Heavy Industries, Ltd. | Laser processing apparatus and method |
| JP2015107519A (ja) * | 2013-12-05 | 2015-06-11 | テレシス テクノロジーズ，インコーポレイテッド | レーザコントローラで生成した複数のレーザビームを操作することによる面への集中的マーキング |
-
1990
- 1990-11-27 JP JP2320713A patent/JPH04190988A/ja active Pending
Cited By (4)
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