JPH0433791A - レーザ加工装置 - Google Patents
レーザ加工装置Info
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- JPH0433791A JPH0433791A JP2141068A JP14106890A JPH0433791A JP H0433791 A JPH0433791 A JP H0433791A JP 2141068 A JP2141068 A JP 2141068A JP 14106890 A JP14106890 A JP 14106890A JP H0433791 A JPH0433791 A JP H0433791A
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- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 35
- 238000013461 design Methods 0.000 abstract description 9
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- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
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- Lenses (AREA)
- Laser Beam Processing (AREA)
- Lasers (AREA)
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
本発明は、均一なレーザ加工を行うためのレーザ加工装
置に関するものである。
置に関するものである。
従来の技術
以下図面を参照しながら、上述した従来のレーザ加工装
置の一例について説明する。
置の一例について説明する。
第７図は、従来のレーザ加工装置の構成図である。第７
図において、ｌはレーザ発振器、２ａはレーザ発振器か
らでたレーザビーム、３はレーザビーム２ａの断面強度
を均一にする非球面レンズ光学系、４は非球面レンズ光
学系を通過したレーザビーム２ｂの方向を変えるための
全反射ミラー、５は被加工物である。
図において、ｌはレーザ発振器、２ａはレーザ発振器か
らでたレーザビーム、３はレーザビーム２ａの断面強度
を均一にする非球面レンズ光学系、４は非球面レンズ光
学系を通過したレーザビーム２ｂの方向を変えるための
全反射ミラー、５は被加工物である。
以上のように構成されたレーザ加工装置について、その
機能を説明する。レーザ発振器１から出たレーザビーム
２ａは、非球面レンズ光学系３にヨリ、レーザビーム２
ａの平行性を保ちつつ、その断面強度がガウス分布から
均一強度分布に変換される。均一化されたレーザビーム
２ｂは、全反射ミラー４により、被加工物５に照射され
、所定の加工が施される。
機能を説明する。レーザ発振器１から出たレーザビーム
２ａは、非球面レンズ光学系３にヨリ、レーザビーム２
ａの平行性を保ちつつ、その断面強度がガウス分布から
均一強度分布に変換される。均一化されたレーザビーム
２ｂは、全反射ミラー４により、被加工物５に照射され
、所定の加工が施される。
次に、レーザビーム２ａの断面強度をガウス分布から均
一強度分布に変換する非球面レンズ光学系３の機能につ
いて定性的に説明する。第８図は、非球面レンズ光学系
３の一例であり、２枚の非球面レンズ３ａ、３ｂで構成
されており、２枚共、外側が平面、内側が非球面となっ
ている。
一強度分布に変換する非球面レンズ光学系３の機能につ
いて定性的に説明する。第８図は、非球面レンズ光学系
３の一例であり、２枚の非球面レンズ３ａ、３ｂで構成
されており、２枚共、外側が平面、内側が非球面となっ
ている。
又、レーザビームの強度分布は光線密度で表されている
。非球面レンズ３ａの内側の非球面部において、ビーム
強度の強い中央部ではビームを拡げ、ビーム強度の弱い
周辺部ではビームを拡げないようにして、ビーム強度を
均一にする。一方、非球面レンズ３ｂの内側の非球面部
において、拡げられた各ビームを、元の平行ビームに戻
す。第９図ａは、ガウス分布をしているレーザビーム２
ａの断面強度、第９図すは、均一化されたレーザビーム
２ｂの断面強度を表している。
。非球面レンズ３ａの内側の非球面部において、ビーム
強度の強い中央部ではビームを拡げ、ビーム強度の弱い
周辺部ではビームを拡げないようにして、ビーム強度を
均一にする。一方、非球面レンズ３ｂの内側の非球面部
において、拡げられた各ビームを、元の平行ビームに戻
す。第９図ａは、ガウス分布をしているレーザビーム２
ａの断面強度、第９図すは、均一化されたレーザビーム
２ｂの断面強度を表している。
発明が解決しようとする課題
固体レーザ（Ｎｄ 、ＹＡＧレーザ等）や気体レーザ（
Ｃ○２レーザ等）から発振されるレーザビームの解析を
行う場合、その断面強度分布は、第９図ａで示したよう
に、ある一定のビーム径を持ったガウス分布をしている
と仮定している。ところが、現実には、レーザビーム径
は一定ではなく、レーザ出力により変化する。さらに、
レーザビームは、ある一定の拡がり角を持っているため
、レーザ発振器からの距離が大きくなるにつれて、レー
ザビーム径も大きくなる。この状況は、レーザ加工条件
（レーザ出力）が開発を進めていく段階で変わったり、
また、レーザ加工機の仕様（レーザ発振器と非球面レン
ズ光学系との距離）が変わった時に見られ・る。
Ｃ○２レーザ等）から発振されるレーザビームの解析を
行う場合、その断面強度分布は、第９図ａで示したよう
に、ある一定のビーム径を持ったガウス分布をしている
と仮定している。ところが、現実には、レーザビーム径
は一定ではなく、レーザ出力により変化する。さらに、
レーザビームは、ある一定の拡がり角を持っているため
、レーザ発振器からの距離が大きくなるにつれて、レー
ザビーム径も大きくなる。この状況は、レーザ加工条件
（レーザ出力）が開発を進めていく段階で変わったり、
また、レーザ加工機の仕様（レーザ発振器と非球面レン
ズ光学系との距離）が変わった時に見られ・る。
ところが、ガウス分布をしているレーザビーム強度を、
均一強度分布に変化するための非球面レンズ光学系は、
入射レーザビーム径がある一定のビーム径（設計ビーム
径）に対して、その効力を最大限に発揮する。そのため
、入射レーザビーム径がその設計ビーム径から離れると
、出射レーザビーム強度の均一性が低下する。そのため
、被加工物に対して均一な加工ができなくなる、という
課題を有している。
均一強度分布に変化するための非球面レンズ光学系は、
入射レーザビーム径がある一定のビーム径（設計ビーム
径）に対して、その効力を最大限に発揮する。そのため
、入射レーザビーム径がその設計ビーム径から離れると
、出射レーザビーム強度の均一性が低下する。そのため
、被加工物に対して均一な加工ができなくなる、という
課題を有している。
例えば、非球面レンズ光学系への入射レーザビーム径が
その設計ビーム径から５％縮小したときの、出射レーザ
ビーム強度分布は、第１０図ａで示す様に、中央部で強
くなる。一方、５％拡大したときの、出射レーザビーム
強度分布は、逆に、第１０図すで示す様に、周辺部で強
くなる。
その設計ビーム径から５％縮小したときの、出射レーザ
ビーム強度分布は、第１０図ａで示す様に、中央部で強
くなる。一方、５％拡大したときの、出射レーザビーム
強度分布は、逆に、第１０図すで示す様に、周辺部で強
くなる。
そこで本発明はこの課題を解決するため、レーザビーム
径が設計ビーム径から離れても、非球面レンズ光学系に
よるビーム強度の均一化が保証され、被加工物に対して
均一な加工が可能なレーザ加工装置を提供するものであ
る。
径が設計ビーム径から離れても、非球面レンズ光学系に
よるビーム強度の均一化が保証され、被加工物に対して
均一な加工が可能なレーザ加工装置を提供するものであ
る。
また、一般にレーザビームの断面強度分布は、第９図ａ
で示したようなガウス分布（ガウスモード）をしている
のではなく、第１１図ａで示すように高次のモード成分
が乗ったガウス分布をしている。そのため、この様なレ
ーザビームが非球面レンズ光学系へ入射した時、その出
射レーザビーム強度は強度は第１１図すのようになり、
ビーム強度の均一性は低下する。
で示したようなガウス分布（ガウスモード）をしている
のではなく、第１１図ａで示すように高次のモード成分
が乗ったガウス分布をしている。そのため、この様なレ
ーザビームが非球面レンズ光学系へ入射した時、その出
射レーザビーム強度は強度は第１１図すのようになり、
ビーム強度の均一性は低下する。
そこで本発明の他の目的は、上記課題を解決するため、
レーザビームモードが高次のモード成分が乗ったガウス
分布をしていても、非球面レンズ光学系によるビーム強
度の均一化が保証され、被加工物に対して均一な加工が
可能なレーザ加工装置を提供するものである。
レーザビームモードが高次のモード成分が乗ったガウス
分布をしていても、非球面レンズ光学系によるビーム強
度の均一化が保証され、被加工物に対して均一な加工が
可能なレーザ加工装置を提供するものである。
さらに、レーザ加工条件を時間的に変化させて、レーザ
加工を行う場合には、レーザビームの断面強度分布くビ
ーム径）は、時間的に変化する。また、長期的にも、励
起用ランプの劣化等により時間的に変動する。そのため
、非球面レンズ光学系によるビーム強度の均一度も時間
的に変動する。
加工を行う場合には、レーザビームの断面強度分布くビ
ーム径）は、時間的に変化する。また、長期的にも、励
起用ランプの劣化等により時間的に変動する。そのため
、非球面レンズ光学系によるビーム強度の均一度も時間
的に変動する。
そこで本発明の他の目的は、上記課題を解決するため、
レーザビームの断面強度分布（ビーム径）が時間的に変
動しても、非球面レンズ光学系によるビーム強度の均一
性が安定しており、被加工物に対して均一な安定した加
工が可能なレーザ加工装置を提供するものである。
レーザビームの断面強度分布（ビーム径）が時間的に変
動しても、非球面レンズ光学系によるビーム強度の均一
性が安定しており、被加工物に対して均一な安定した加
工が可能なレーザ加工装置を提供するものである。
課題を解決するための手段
上記課題を解決するための本発明の第１の発明は、レー
ザ発振器と、レーザビーム径を調整するコリメータと、
レーザビーム強度を均一にする非球面レンズ光学系とを
備えていることを特徴とするレーザ加工装置である。
ザ発振器と、レーザビーム径を調整するコリメータと、
レーザビーム強度を均一にする非球面レンズ光学系とを
備えていることを特徴とするレーザ加工装置である。
また、本発明の第２の発明は、第１の発明におけるレー
ザ加工装置のコリメータに、レーザビームモードをガウ
スモードに近づけるためのアパーチャを付加したことを
特徴とするレーザ加工装置である。
ザ加工装置のコリメータに、レーザビームモードをガウ
スモードに近づけるためのアパーチャを付加したことを
特徴とするレーザ加工装置である。
更に、本発明の第３の発明は、第１の発明におけるレー
ザ加工装置のコリメータに、非球面レンズ光学系に入射
するレーザビーム径を最適なビーム径に自動調整する機
構を付加したことを特徴とするレーザ加工装置である。
ザ加工装置のコリメータに、非球面レンズ光学系に入射
するレーザビーム径を最適なビーム径に自動調整する機
構を付加したことを特徴とするレーザ加工装置である。
作 用
本発明の第１の発明によれば、レーザ発振器と非球面レ
ンズ光学系との間に挿入したコリメータで、非球面レン
ズ光学系に入射するレーザビーム径を最適なビーム径（
設計ビーム径）に調整することにより、非球面レンズ光
学系の性能が有効に生かされ、レーザビームの断面強度
を均一にすることができ、被加工物に対して均一な加工
を行うことができる。
ンズ光学系との間に挿入したコリメータで、非球面レン
ズ光学系に入射するレーザビーム径を最適なビーム径（
設計ビーム径）に調整することにより、非球面レンズ光
学系の性能が有効に生かされ、レーザビームの断面強度
を均一にすることができ、被加工物に対して均一な加工
を行うことができる。
さらに、本発明の第２の発明によれば、第１の発明にお
けるコリメータに、アパーチャを付加することにより、
レーザビームに含まれる高次のモードを削除することが
でき、非球面レンズ光学系に入射するレーザビームモー
ドをガウスモードに近づけることができる。そのため、
非球面レンズ光学系によるレーザビームの断面強度の均
一化を一層高めることができ、被加工物に対してより均
一な加工を行うことができる。
けるコリメータに、アパーチャを付加することにより、
レーザビームに含まれる高次のモードを削除することが
でき、非球面レンズ光学系に入射するレーザビームモー
ドをガウスモードに近づけることができる。そのため、
非球面レンズ光学系によるレーザビームの断面強度の均
一化を一層高めることができ、被加工物に対してより均
一な加工を行うことができる。
また、本発明の第３の発明によれば、第１の発明におけ
るコリメータに、非球面レンズ光学系に入射するレーザ
ビーム径を最適なビーム径に自動調整する機構を付加す
ることにより、コリメータに入射するレーザビーム径が
時間的に変動しても、コリメータから出射されるレーザ
ビーム径はほぼ一定のビーム径（設計ビーム径）になる
。そのため、非球面レンズ光学系によるレーザビームの
断面強度の均一化は、時間的に安定となり、被加工物に
対してより安定した均一な加工を行うことができる。
るコリメータに、非球面レンズ光学系に入射するレーザ
ビーム径を最適なビーム径に自動調整する機構を付加す
ることにより、コリメータに入射するレーザビーム径が
時間的に変動しても、コリメータから出射されるレーザ
ビーム径はほぼ一定のビーム径（設計ビーム径）になる
。そのため、非球面レンズ光学系によるレーザビームの
断面強度の均一化は、時間的に安定となり、被加工物に
対してより安定した均一な加工を行うことができる。
実施例
本発明の実施例について以下図面を参照しながら説明す
る。
る。
第１図は本発明の第１の実施例におけるレーザ加工装置
の構成図である。同図において、１はレーザ発振器、２
ａはレーザ発振器からでたレーザビーム、６はレーザビ
ーム２ａのビーム径を調節するコリメータ、３はコリメ
ータ６を通過したレーザビーム２ｃの断面強度を均一に
する非球面レンズ光学系、４は非球面レンズ光学系を通
過したレーザビーム２ｄの方向を変えるための全反射ミ
ラー、５は被加工物である。
の構成図である。同図において、１はレーザ発振器、２
ａはレーザ発振器からでたレーザビーム、６はレーザビ
ーム２ａのビーム径を調節するコリメータ、３はコリメ
ータ６を通過したレーザビーム２ｃの断面強度を均一に
する非球面レンズ光学系、４は非球面レンズ光学系を通
過したレーザビーム２ｄの方向を変えるための全反射ミ
ラー、５は被加工物である。
次に、レーザビーム２ａのビーム径を、非球面レンズ光
学系３に対して最適なビーム径（設計ビーム径）に調節
するコリメータ６の構成例を第２図に示す。コリメータ
６は、２枚の球面レンズ６ａ。
学系３に対して最適なビーム径（設計ビーム径）に調節
するコリメータ６の構成例を第２図に示す。コリメータ
６は、２枚の球面レンズ６ａ。
６ｂで構成されており、レンズ間距離はＬであり、各々
のレンズの焦点距離は、それぞれ、Ｆａ。
のレンズの焦点距離は、それぞれ、Ｆａ。
Ｆｂである。コリメータ６への入射レーザビーム２ａの
ビーム径がＤａ、出射レーザビーム２Ｃのビーム径、つ
まり、非球面レンズ光学系３に対して最適なビーム系（
設計ビーム径）がＤＣである時、以下の関係が成り立っ
ている。
ビーム径がＤａ、出射レーザビーム２Ｃのビーム径、つ
まり、非球面レンズ光学系３に対して最適なビーム系（
設計ビーム径）がＤＣである時、以下の関係が成り立っ
ている。
Ｄａ ： Ｄｃ＝Ｆａ ： Ｆｂ
Ｌ＝Ｆａ＋Ｆｂ
以上のように構成されたレーザ加工装置について、その
機能を説明する。レーザ発振器１から出たレーザビーム
２ａは、コリメータ６により非球面レンズ光学系３に対
して最適なビーム径（設計ビーム径）に調整される。最
適化されたレーザビーム２ｃは非球面レンズ光学系３に
より、レーザビーム２ｃの平行性を保ちつつ、その断面
強度がガウス分布から均一強度分布に変換される。均一
化されたレーザビーム２ｄは、全反射ミラー４により、
被加工物５に照射され、均一な所定の加工が施される。
機能を説明する。レーザ発振器１から出たレーザビーム
２ａは、コリメータ６により非球面レンズ光学系３に対
して最適なビーム径（設計ビーム径）に調整される。最
適化されたレーザビーム２ｃは非球面レンズ光学系３に
より、レーザビーム２ｃの平行性を保ちつつ、その断面
強度がガウス分布から均一強度分布に変換される。均一
化されたレーザビーム２ｄは、全反射ミラー４により、
被加工物５に照射され、均一な所定の加工が施される。
以上のように本実施例によれば、レーザ発振器１と非球
面レンズ光学系３との間に挿入したコリメータ６で、非
球面レンズ光学系３に入射するレーザビーム径２Ｃを最
適なビーム径（設計ビーム径）に調整することにより、
非球面レンズ光学系３の性能が有効に生かされ、レーザ
ビーム２ｃの断面強度を均一にすることができ、被加工
物５に対して均一な加工を行うことができる。
面レンズ光学系３との間に挿入したコリメータ６で、非
球面レンズ光学系３に入射するレーザビーム径２Ｃを最
適なビーム径（設計ビーム径）に調整することにより、
非球面レンズ光学系３の性能が有効に生かされ、レーザ
ビーム２ｃの断面強度を均一にすることができ、被加工
物５に対して均一な加工を行うことができる。
第３図は本発明の第２の実施例におけるレーザ加工装置
の構成図である。同図において、第１図と同一物には同
一番号を付し説明を省略する。同図において、第１図と
異なる点は、コリメータ６の代わりに、アパーチャ（図
示せず）を付加したコリメータ７を用いている点である
。
の構成図である。同図において、第１図と同一物には同
一番号を付し説明を省略する。同図において、第１図と
異なる点は、コリメータ６の代わりに、アパーチャ（図
示せず）を付加したコリメータ７を用いている点である
。
次に、アパーチャ８を付加したコリメータ７の構成例を
第４図に示す。コリメータ７は、第２図で示したコリメ
ータ６に、第４図で示すように、２枚の球面レンズ６ａ
、６ｂの間にアパーチャ８を付加した構成となっている
。アパーチャ８の挿入位置、及びアパーチャ径は、コリ
メータ７を通過したレーザビームモード２ｅがガウスモ
ードに近づくように調整しである。
第４図に示す。コリメータ７は、第２図で示したコリメ
ータ６に、第４図で示すように、２枚の球面レンズ６ａ
、６ｂの間にアパーチャ８を付加した構成となっている
。アパーチャ８の挿入位置、及びアパーチャ径は、コリ
メータ７を通過したレーザビームモード２ｅがガウスモ
ードに近づくように調整しである。
従って、本実施例においても、第１の実施例と同様の機
能・効果が得られる。さらに、第２の実施例特有の効果
として、アパーチャ８を付加したコリメータ７を用いる
ことにより、レーザビーム２ａに含まれる高次のモード
を削除することができ、非球面レンズ光学系３に入射す
るレーザビームモードをガウスモードに近づけることが
できる。そのため、非球面レンズ光学系３によるレーザ
ビーム２ｅの断面強度の均一化を一層高めることができ
、被加工物５に対してより均一な加工を行うことができ
る。
能・効果が得られる。さらに、第２の実施例特有の効果
として、アパーチャ８を付加したコリメータ７を用いる
ことにより、レーザビーム２ａに含まれる高次のモード
を削除することができ、非球面レンズ光学系３に入射す
るレーザビームモードをガウスモードに近づけることが
できる。そのため、非球面レンズ光学系３によるレーザ
ビーム２ｅの断面強度の均一化を一層高めることができ
、被加工物５に対してより均一な加工を行うことができ
る。
第５図は本発明の第３の実施例におけるレーザ加工装置
の構成図である。同図において、第１図と同一物には同
一番号を付し説明を省略する。同図において、第１図と
異なる点は、コリメータ６の代わりに、非球面レンズ光
学系３に入射するレーザビーム径を最適なビーム径（設
計ビーム径）に自動調整する機構を付加したコリメータ
９を用いている点である。
の構成図である。同図において、第１図と同一物には同
一番号を付し説明を省略する。同図において、第１図と
異なる点は、コリメータ６の代わりに、非球面レンズ光
学系３に入射するレーザビーム径を最適なビーム径（設
計ビーム径）に自動調整する機構を付加したコリメータ
９を用いている点である。
次に、自動調整する機構を付加したコリメータ９の構成
例を第６図に示す。コリメータ９は、第６図で示すよう
に、調整機構付コリメータ９ａと９９％透過ミラー９ｂ
とレーザビーム径測定器９ｃとで構成されている。調整
機構付コリメータ９ａを通過したレーザビーム２ｇは、
１％反射ミラー（９９％透過ミラー）で反射され、レー
ザビーム径測定器９ｃに入射する。さらに、レーザビー
ム径測定器９ｃで測定したデータ（レーザビーム径：Ｄ
ｇ）は、調整機構付コリメータ９ａにフィードバックし
、コリメータ９ａを通過したレーザビーム径が安定して
最適なビーム径（設計ビーム径）になるように調整され
ている。
例を第６図に示す。コリメータ９は、第６図で示すよう
に、調整機構付コリメータ９ａと９９％透過ミラー９ｂ
とレーザビーム径測定器９ｃとで構成されている。調整
機構付コリメータ９ａを通過したレーザビーム２ｇは、
１％反射ミラー（９９％透過ミラー）で反射され、レー
ザビーム径測定器９ｃに入射する。さらに、レーザビー
ム径測定器９ｃで測定したデータ（レーザビーム径：Ｄ
ｇ）は、調整機構付コリメータ９ａにフィードバックし
、コリメータ９ａを通過したレーザビーム径が安定して
最適なビーム径（設計ビーム径）になるように調整され
ている。
従って、本実施例においても、第１の実施例と同様の機
能・効果が得られる。さらに、第３の実施例特有の効果
として、非球面レンズ光学系３に入射するレーザビーム
径を最適なビーム径（設計ビーム半径）に自動調整する
機構を付加したコリメータ９を用いることにより、コリ
メータ９に入射するレーザビーム径が時間的に変動して
も、コリメータ９から出射されるレーザビーム径はほぼ
一定のビーム径（設計ビーム径）になる。そのため、非
球面レンズ光学系３によるレーザビーム２ｇの断面強度
の均一化は、時間的に安定となり、被加工物５に対して
より安定した均一な加工を行うことができる。
能・効果が得られる。さらに、第３の実施例特有の効果
として、非球面レンズ光学系３に入射するレーザビーム
径を最適なビーム径（設計ビーム半径）に自動調整する
機構を付加したコリメータ９を用いることにより、コリ
メータ９に入射するレーザビーム径が時間的に変動して
も、コリメータ９から出射されるレーザビーム径はほぼ
一定のビーム径（設計ビーム径）になる。そのため、非
球面レンズ光学系３によるレーザビーム２ｇの断面強度
の均一化は、時間的に安定となり、被加工物５に対して
より安定した均一な加工を行うことができる。
発明の効果
本発明の第１の発明によれば、レーザ発振器と非球面レ
ンズ光学系との間に挿入したコリメータで、非球面レン
ズ光学系に入射するレーザビーム径を最適なビーム径（
設計ビーム径）に調整することにより、非球面レンズ光
学系の性能が有効に生かされ、レーザビームの断面強度
を均一にすることができ、被加工物に対して均一な加工
を行うことができる。
ンズ光学系との間に挿入したコリメータで、非球面レン
ズ光学系に入射するレーザビーム径を最適なビーム径（
設計ビーム径）に調整することにより、非球面レンズ光
学系の性能が有効に生かされ、レーザビームの断面強度
を均一にすることができ、被加工物に対して均一な加工
を行うことができる。
また、本発明の第２の発明は、第１の発明におけるコリ
メータに、アパーチャを付加することにより、レーザビ
ームに含まれる高次のモードを削除することができ、非
球面レンズ光学系に入射するレーザビームモードをガウ
スモードに近づけることができる。そのため、非球面レ
ンズ光学系によるレーザビームの断面強度の均一化を一
層高めることかでき、被加工物に対してより均一な加工
を行うことができる。
メータに、アパーチャを付加することにより、レーザビ
ームに含まれる高次のモードを削除することができ、非
球面レンズ光学系に入射するレーザビームモードをガウ
スモードに近づけることができる。そのため、非球面レ
ンズ光学系によるレーザビームの断面強度の均一化を一
層高めることかでき、被加工物に対してより均一な加工
を行うことができる。
更に、本発明の第３の発明は、第１の発明におけるコリ
メータに、非球面レンズ光学系に入射するレーザビーム
径を最適なビーム径に自動調整する機構を付加すること
により、コリメータに入射するレーザビーム径が時間的
に変動しても、コリメータから出射されるレーザビーム
径はほぼ一定のビーム径（設計ビーム径）になる。その
ため、非球面レンズ光学系によるレーザビームの断面強
度の均一化は、時間的に安定となり、被加工物に対して
より安定した均一な加工を行うことができる。
メータに、非球面レンズ光学系に入射するレーザビーム
径を最適なビーム径に自動調整する機構を付加すること
により、コリメータに入射するレーザビーム径が時間的
に変動しても、コリメータから出射されるレーザビーム
径はほぼ一定のビーム径（設計ビーム径）になる。その
ため、非球面レンズ光学系によるレーザビームの断面強
度の均一化は、時間的に安定となり、被加工物に対して
より安定した均一な加工を行うことができる。
第１図は本発明の第１の実施例におけるレーザ加工装置
の構成図、第２図は第１図のレーザ加工装置におけるコ
リメータの構成図、第３図は本発明の第２の実施例にお
けるレーザ加工装置の構成図、第４図は第２図のレーザ
加工装置におけるアパーチャを付加したコリメータの構
成図、第５図は本発明の第３の実施例におけるレーザ加
工装置の構成図、第６図は第５図のレーザ加工装置にお
ける自動調整する機構を付加したコリメータの構成図、
第７図は従来のレーザ加工装置の構成図、第８図は第７
図のレーザ加工装置における非球面レンズ光学系の構成
図、第９図は非球面レンズ光学系通過前後におけるレー
ザビームの断面強度分布図、第１０図は非球面レンズ光
学系への入射レーザビーム径が変化した時の出射レーザ
ビームの断面強度分布図、第１１図は高次のモード成分
が乗ったレーザビームの断面強度分布図と、このレーザ
ビームが非球面レンズ光学系への入射した時の出射レー
ザビームの断面強度分布図である。 １・・・・・・レーザ発振器、２ａ、２ｃ、２ｄ・・・
・・・レーザビーム、３・・・・・・非球面レンズ光学
系、６・・・・・・コリメータ、７・・・・・・アパー
チャ付コリメータ、９・・・・・・自動調整機構付コリ
メータ。 代理人の氏名 弁理士 粟野重孝 ほか１８第 １ 図 男 ２ 図 第５図 第６図 第 ７ 図 第８図 第９図 （ａ） 第１０図 （ｂ）
の構成図、第２図は第１図のレーザ加工装置におけるコ
リメータの構成図、第３図は本発明の第２の実施例にお
けるレーザ加工装置の構成図、第４図は第２図のレーザ
加工装置におけるアパーチャを付加したコリメータの構
成図、第５図は本発明の第３の実施例におけるレーザ加
工装置の構成図、第６図は第５図のレーザ加工装置にお
ける自動調整する機構を付加したコリメータの構成図、
第７図は従来のレーザ加工装置の構成図、第８図は第７
図のレーザ加工装置における非球面レンズ光学系の構成
図、第９図は非球面レンズ光学系通過前後におけるレー
ザビームの断面強度分布図、第１０図は非球面レンズ光
学系への入射レーザビーム径が変化した時の出射レーザ
ビームの断面強度分布図、第１１図は高次のモード成分
が乗ったレーザビームの断面強度分布図と、このレーザ
ビームが非球面レンズ光学系への入射した時の出射レー
ザビームの断面強度分布図である。 １・・・・・・レーザ発振器、２ａ、２ｃ、２ｄ・・・
・・・レーザビーム、３・・・・・・非球面レンズ光学
系、６・・・・・・コリメータ、７・・・・・・アパー
チャ付コリメータ、９・・・・・・自動調整機構付コリ
メータ。 代理人の氏名 弁理士 粟野重孝 ほか１８第 １ 図 男 ２ 図 第５図 第６図 第 ７ 図 第８図 第９図 （ａ） 第１０図 （ｂ）
Claims (3)
- （１）レーザ発振器と、このレーザ発振器から出射され
たレーザビームのレーザ径を調整するコリメータと、こ
のコリメータを通過したレーザビームの断面強度を均一
にする非球面レンズ光学系とを備えたレーザ加工装置。 - （２）コリメータに、レーザビームモードをガウスモー
ドに近づけるためのアパーチャを付加した特許請求の範
囲第１項記載のレーザ加工装置。 - （３）コリメータに、非球面レンズ光学系に入射するレ
ーザビーム径を最適なビーム径に自動調整する機構を付
加した特許請求の範囲第１項記載のレーザ加工装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2141068A JPH0433791A (ja) | 1990-05-29 | 1990-05-29 | レーザ加工装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2141068A JPH0433791A (ja) | 1990-05-29 | 1990-05-29 | レーザ加工装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0433791A true JPH0433791A (ja) | 1992-02-05 |
Family
ID=15283495
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2141068A Pending JPH0433791A (ja) | 1990-05-29 | 1990-05-29 | レーザ加工装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0433791A (ja) |
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6437284B1 (en) * | 1999-06-25 | 2002-08-20 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Optical system and apparatus for laser heat treatment and method for producing semiconductor devices by using the same |
| JP2002336978A (ja) * | 2001-05-11 | 2002-11-26 | Sunx Ltd | レーザマーキング装置 |
| KR100439671B1 (ko) * | 2001-06-19 | 2004-07-12 | 정순자 | 콘크리트 구조물 또는 암반파쇄기 |
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-
1990
- 1990-05-29 JP JP2141068A patent/JPH0433791A/ja active Pending
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