JPH09323184A - Laser beam machine - Google Patents

Laser beam machine

Info

Publication number
JPH09323184A
JPH09323184A JP8139920A JP13992096A JPH09323184A JP H09323184 A JPH09323184 A JP H09323184A JP 8139920 A JP8139920 A JP 8139920A JP 13992096 A JP13992096 A JP 13992096A JP H09323184 A JPH09323184 A JP H09323184A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
laser
light
laser light
wavelength
alignment
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.)
Withdrawn
Application number
JP8139920A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hisashi Oide
寿 大出
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.)
Olympus Corp
Original Assignee
Olympus Optical Co Ltd
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 Olympus Optical Co Ltd filed Critical Olympus Optical Co Ltd
Priority to JP8139920A priority Critical patent/JPH09323184A/en
Publication of JPH09323184A publication Critical patent/JPH09323184A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To make beam condensing positions of both a laser beam for machining and laser beam for alignment coincide and to improve positioning precision of alignment of an object to be machined. SOLUTION: The laser beam machine has a laser beam generating means LS1 to generate a laser beam 21 of wave length of λ1 , a laser beam generating means LS1 to generate a laser beam 22 of wave length of λ2 and a beam condensing optical system including a diffraction optical element 23. A focus position under the highest degree number m1 , of diffraction of diffraction efficiency of diffraction optical element 23 for the beam of wave length λ1 and a focus position under the highest degree number m2 (m2 ≠m1 ) of diffraction of diffraction efficiency of diffraction optical element 23 for the beam of wave length λ2 (λ2 ≠λ1 ) are roughly coincided. Both laser beams are condensed on the object 5 to be machined at the same focal distance and with aberration-free. The laser beam machine, in which condensing positions of the laser beam for machining and laser beam for alignment are made to coincide and the positioning precision of alignment of object to be machined is improved, is realized.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、レーザ加工装置に
関するもので、より詳しくは、加工用レーザ光と、該レ
ーザ光と異なる波長の光を略一致した位置に集光する光
学系を有するレーザ加工装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a laser processing apparatus, and more specifically, a laser having an optical system for converging a processing laser beam and light having a wavelength different from that of the laser beam. The present invention relates to a processing device.

【0002】[0002]

【従来の技術】レーザ光を被加工物に照射して加工を施
す装置として、例えば図7に概略的な構成を示す装置が
知られている。この従来の技術によるレーザ加工装置
は、図7に示すように、ダイクロイックミラー12、集
光レンズ11を介してステージ6上に置かれた被加工物
5にレーザ光3を照射するレーザ光源1と、ミラー系1
5を介し、該レーザ光源1と同様の光学系を用いて被加
工物5に可視光4を照射する可視光レーザ2を備える。
被加工物5の表面で反射された可視光4の一部は、再び
集光レンズ11を透過し、さらに一部はダイクロイック
ミラー12を透過しアライメント光学系13を介して受
光素子14へ入射する。
2. Description of the Related Art As an apparatus for irradiating a workpiece with a laser beam to perform processing, for example, an apparatus having a schematic configuration shown in FIG. 7 is known. As shown in FIG. 7, the laser processing apparatus according to this conventional technique includes a laser light source 1 for irradiating a workpiece 5 placed on a stage 6 with a laser beam 3 through a dichroic mirror 12 and a condenser lens 11. , Mirror system 1
A visible light laser 2 for irradiating a workpiece 5 with visible light 4 through an optical system similar to the laser light source 1 is provided.
A part of the visible light 4 reflected by the surface of the workpiece 5 is again transmitted through the condenser lens 11, and a part is further transmitted through the dichroic mirror 12 and is incident on the light receiving element 14 through the alignment optical system 13. .

【0003】これにより、不可視域の加工光の集光位置
を可視光で観察することが可能であり、さらに、ダイク
ロイックミラー12を用いて分離した可視光4をCCD
カメラ等の受光素子14でモニターすることにより、被
加工物5の加工状態の確認や位置決め等に使用すること
が可能となる。
As a result, it is possible to observe the condensing position of the processing light in the invisible region with visible light, and further the visible light 4 separated by using the dichroic mirror 12 is CCD.
By monitoring with the light receiving element 14 such as a camera, it can be used for confirming the processing state of the workpiece 5 and positioning.

【0004】また、図8に示したものは、アライメント
用光源として水銀ランプ等のレーザ光以外の光源を用い
た場合の例である。この場合、基本的構成は、図7に示
した例のものとほぼ等しく、可視光レーザの代わりに水
銀ランプ41を用い、水銀ランプ41からの光束が、楕
円鏡42、レンズ系43、切換ミラー44を介して、レ
ーザ光源1およびレンズ系43′による加工用レーザ光
の光軸2と同軸になるように調整され、ダイクロイック
ミラー12、集光光学系11によって被加工物5に照射
される。被加工物5の表面で反射された光束は、前記図
7の例のものと同様に、受光素子14でモニターするこ
とにより、被加工物5の加工状態の確認や位置決め等に
使用することが可能となる。
FIG. 8 shows an example in which a light source other than laser light such as a mercury lamp is used as a light source for alignment. In this case, the basic configuration is almost the same as that of the example shown in FIG. 7, and the mercury lamp 41 is used instead of the visible light laser, and the luminous flux from the mercury lamp 41 is elliptical mirror 42, lens system 43, and switching mirror. The laser light source 1 and the lens system 43 ′ adjust the light beam through the optical axis 44 so as to be coaxial with the optical axis 2 of the processing laser light, and the dichroic mirror 12 and the condensing optical system 11 irradiate the workpiece 5. The light beam reflected on the surface of the work piece 5 can be used for confirmation of the working state of the work piece 5, positioning, etc. by monitoring with the light receiving element 14 as in the example of FIG. It will be possible.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】従来の図7の構成によ
るものでは、加工用レーザ光とアライメント用レーザ光
を同一の集光光学系によって被加工物に照射するため、
光学系に色収差がある場合、2つのレーザ光の集光位置
が異なり、被加工物のアライメントの位置精度の低下に
繋がることになる。
In the conventional structure shown in FIG. 7, since the processing laser beam and the alignment laser beam are applied to the workpiece by the same focusing optical system,
If the optical system has chromatic aberration, the two laser beams have different focus positions, which leads to a reduction in the alignment accuracy of the workpiece.

【0006】また、図8の例のようにレーザ光源以外の
光源を使用する場合は、アライメントに必要な光量を得
るために、例えば水銀ランプのような非常に光量の多い
光源と、その光を効率的に集光して小さな開口を効率的
に照明するための複雑な光学系が必要であり、その分、
装置は、複雑で高価なものになる。また、この場合のア
ライメント光は、波長分布、偏光状態、コヒーレンス長
において、本質的にレーザ光と異なる性質を持つ。この
ため、被加工面上で本来の加工用レーザ光と同等の光ス
ポットを得ることは困難であり、結果的にアライメント
の位置精度の低下に繋がることになる。
When a light source other than the laser light source is used as in the example of FIG. 8, in order to obtain a light amount necessary for alignment, a light source with a very large light amount, such as a mercury lamp, and the light source are used. A complex optical system is needed to efficiently collect light and efficiently illuminate a small aperture.
The device becomes complicated and expensive. In addition, the alignment light in this case has properties that are essentially different from the laser light in terms of wavelength distribution, polarization state, and coherence length. For this reason, it is difficult to obtain a light spot equivalent to the original laser light for processing on the surface to be processed, and as a result, the alignment accuracy is lowered.

【0007】また、これらを、さらに以下のような観点
から考察すると、次のような面で、さらに改良の余地が
あるといえる。すなわち、従来技術は、加工用レーザ光
とアライメント光を同一の集光光学系によって被加工物
に照射するため、光学系に色収差がある場合、加工用レ
ーザ光とアライメント光の集光位置が異なり、被加工物
のアライメントの位置精度の低下に繋がることになると
ともに、加工用レーザ装置の他に、アライメント用レー
ザ装置(図7の場合)あるいは水銀ランプ(図8の場
合)のような光源が別途必要となる。さらに、加工用レ
ーザ光とアライメント光の光軸が正確に一致するように
調整するための光学系と、加工用レーザ光とアライメン
ト光のビーム形状(ビーム径等)が略一致するように整
形するための光学系が必要となる。とりわけ、加工用レ
ーザに赤外光や紫外光といった不可視光を用いた場合、
アライメント光との光軸合わせの調整が困難となる。
Further, considering these from the following viewpoints, it can be said that there is room for further improvement in the following aspects. That is, according to the conventional technique, since the processing laser beam and the alignment light are applied to the workpiece by the same focusing optical system, when the optical system has chromatic aberration, the focusing positions of the processing laser beam and the alignment light are different. In addition to the reduction in the positional accuracy of the alignment of the workpiece, in addition to the processing laser device, a light source such as an alignment laser device (in the case of FIG. 7) or a mercury lamp (in the case of FIG. 8) is used. It is required separately. Further, the optical system for adjusting the optical axes of the processing laser light and the alignment light to be exactly aligned with each other and the beam shape (beam diameter, etc.) of the processing laser light and the alignment light are shaped to be substantially the same. Optical system is required. Especially when invisible light such as infrared light or ultraviolet light is used for the processing laser,
It becomes difficult to adjust the optical axis alignment with the alignment light.

【0008】本発明は、上述した点に着目し、従来の既
述の如き不利等を解消し得て、加工用レーザ光とアライ
メント用レーザ光の集光位置が等しく、被加工物のアラ
イメントの位置精度を向上させることのできるレーザ加
工装置を提供することを目的とするものである。また、
他の目的は、加工用レーザ光とアライメント光の集光位
置が等しく、被加工物のアライメントの位置精度が向上
するとともに、これに加えて、加工用およびアライメン
ト用として1台のレーザシステムから構成可能で、更
に、加工用レーザ光とアライメント光の光軸合わせ、ビ
ーム形状の整形の調整も容易な、改良されたレーザ加工
装置を提供することである。
In the present invention, focusing on the above-mentioned points, the disadvantages as described above can be solved, and the converging positions of the processing laser light and the alignment laser light are equal to each other, so that the alignment of the workpiece can be improved. An object of the present invention is to provide a laser processing device capable of improving position accuracy. Also,
Another purpose is that the laser light for processing and the alignment light have the same focusing position, which improves the positional accuracy of the alignment of the workpiece, and in addition to this, it is composed of a single laser system for processing and alignment. An object of the present invention is to provide an improved laser processing apparatus which is capable of adjusting the optical axes of the processing laser light and the alignment light and easily adjusting the shaping of the beam shape.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明のレーザ加工装置
は、第1の波長λ1 のレーザ光を生成する第1のレーザ
光生成手段と、第2の波長λ2 のレーザ光を生成する第
2のレーザ光生成手段と、回折光学素子を含む集光光学
系を有し、波長λ1 の光について該回折光学素子の回折
効率の最も高い回折次数m1 による焦点位置と、波長λ
2 (但しλ2 ≠λ1 )の光について該回折光学素子の回
折効率の最も高い回折次数m2 (但しm2 ≠m1 )によ
る焦点位置が、略一致することを特徴とするものであ
る。
A laser processing apparatus of the present invention generates a first laser beam generating means for generating a laser beam having a first wavelength λ 1 and a laser beam having a second wavelength λ 2. The second laser beam generation means and the condensing optical system including the diffractive optical element are provided, and the focal position by the diffraction order m 1 having the highest diffraction efficiency of the diffractive optical element for the light of the wavelength λ 1
2 (where λ 2 ≠ λ 1 ) is characterized in that the focal positions of the diffraction order m 2 (where m 2 ≠ m 1 ) having the highest diffraction efficiency of the diffractive optical element are substantially the same. .

【0010】本発明によって、加工用レーザ光とアライ
メント用レーザ光の集光位置が等しく、被加工物のアラ
イメントの位置精度を向上させるレーザ加工装置が提供
される。なお、本明細書中、「レーザ光」という用語
は、レーザ発振によっで発生した光と、その光から非線
形光学効果等を用いて波長変換されたコヒーレント光を
含むものとして用いられる。
According to the present invention, there is provided a laser processing apparatus in which the processing laser light and the alignment laser light have the same converging position and the positional accuracy of the alignment of the workpiece is improved. In the present specification, the term “laser light” is used to include light generated by laser oscillation and coherent light whose wavelength is converted from the light by using a nonlinear optical effect or the like.

【0011】図1は、本発明に関する回折光学素子の基
本的原理を示しており、以下図1を参照するに、いま、
第1及び第2のレーザ光生成手段からの第1の波長λ1
の光束(21)と第2の波長λ2 の光束(22)のそれ
ぞれが回折光学素子(23)によって被加工面(5a)
に照射される場合、回折光学素子(23)はレンズとし
て作用するところ、回折光学素子(23)の回折面上の
レリーフパターン(24)が、第1の波長λ1 に対して
回折効率が最も高くなるように最適化された溝深さdを
有するとき、溝深さdは、波長λ1 、レリーフパターン
を形成する基材の屈折率nを用いて、 d=(m1 λ1 )/(n−1) ・・・ となり、このように溝深さdを設定すると、薄型レリー
フ格子に対し、ほぼ100%の回折効率が得られる。こ
のときm1 は回折次数であり、0以外の整数である。
FIG. 1 shows the basic principle of a diffractive optical element according to the present invention, and with reference to FIG.
First wavelength λ 1 from the first and second laser light generating means
Light flux (21) of the second wavelength λ 2 and the light flux (22) of the second wavelength λ 2 are respectively processed by the diffractive optical element (23).
When the diffractive optical element (23) acts as a lens, the relief pattern (24) on the diffractive surface of the diffractive optical element (23) has the highest diffraction efficiency for the first wavelength λ 1 . When having a groove depth d optimized to be high, the groove depth d is d = (m 1 λ 1 ) / using the wavelength λ 1 and the refractive index n of the substrate forming the relief pattern. (N-1) ..., When the groove depth d is set in this way, a diffraction efficiency of almost 100% can be obtained for a thin relief grating. At this time, m 1 is a diffraction order and is an integer other than 0.

【0012】また、第1の波長λ1 と第2の波長λ
2 を、前記回折次数m1 と回折次数m2に関して、
2 :m1 の整数比になるように、すなわち、m1 λ1
=m2 λ2 の関係式を満たすように設定するとき、レリ
ーフパターンの溝深さdは、 d=(m2 λ2 )/(n−1) ・・・ 表すことができ、これは、同一の溝深さdを有するレリ
ーフパターンで、波長λ 2 に関して、回折次数m2 で最
適化されたことに等しい。すなわち、波長λ1 と波長λ
2 の異なる2波長において共に回折光学素子(23)の
回折効率をほぼ100%にすることが可能となる。
Further, the first wavelength λ1And the second wavelength λ
TwoIs the diffraction order m1And diffraction order mTwoAbout
mTwo: M1To be an integer ratio of1λ1
= MTwoλTwoWhen setting to satisfy the relational expression of
The groove depth d of the surf pattern is d = (mTwoλTwo) / (N−1) ... which can be expressed as Lerri with the same groove depth d.
Wavelength pattern λ TwoWith respect to the diffraction order mTwoUp to
It is equivalent to being optimized. That is, the wavelength λ1And wavelength λ
TwoOf the diffractive optical element (23) at two different wavelengths of
It is possible to make the diffraction efficiency almost 100%.

【0013】一方、前記回折光学素子(23)によって
波長λの光束が回折次数mで、焦点距離fに無収差集光
する条件は、レリーフパターン(24)の中心よりp番
目のレリーフ格子の半径をrp とすると、 (rp 2 +f2 1/2 −f=pmλ ・・・・ であり、よって、 f={rp 2 −(pmλ)2 }/2pmλ・・・ と表すことができ、mλが一定のとき焦点距離fも一定
である。
On the other hand, the condition that the diffractive optical element (23) converges the light beam of wavelength λ with the diffraction order m and the aberration at the focal length f is the radius of the p-th relief grating from the center of the relief pattern (24). the When r p, (r p 2 + f 2) is 1/2 -f = pmλ ····, therefore, f = {r p 2 - (pmλ) 2} be represented as / 2 pmλ ··· It is possible, and when mλ is constant, the focal length f is also constant.

【0014】故に、第1の波長λ1 と第2の波長λ2
ついては、関係式m1 λ1 =m2 λ 2 から、波長λ1
ついても波長λ2 についても、同じ焦点距離をもたせら
れ、同一のレリーフパターン(24)で、波長λ1 と波
長λ2 の異なる2波長について共に回折光学素子(2
3)による集光位置を一致させることが可能で、しか
も、両方の波長について無収差で集光させることができ
る。
Therefore, the first wavelength λ1And the second wavelength λTwoTo
As for the relational expression m1λ1= MTwoλ TwoFrom the wavelength λ1To
Even with the wavelength λTwoAlso have the same focal length
With the same relief pattern (24), the wavelength λ1And waves
Long λTwoDiffractive optical element (2
It is possible to match the condensing position by 3),
Can also be focused without aberration for both wavelengths
You.

【0015】かくして、本発明の第一の態様のレーザ加
工装置によれば、第1の波長λ1 のレーザ光とこれと異
なる波長の第2の波長λ2 のレーザ光について、これら
を基本的に同じ焦点距離で、しかも無収差で集光させる
ことを可能ならしめ、光学系に色収差がある場合に2つ
のレーザ光の集光位置が異なって被加工物のアライメン
トの位置精度の低下を来すといったことも防止可能で、
また、使用する回折光学素子は実質的に厚みをもたない
ので、光学系をコンパクトにすることも容易に可能なら
しめる。
Thus, according to the laser processing apparatus of the first aspect of the present invention, the laser light of the first wavelength λ 1 and the laser light of the second wavelength λ 2 having a different wavelength are basically used. It is possible to focus light at the same focal length and with no aberration, and when the optical system has chromatic aberration, the focus positions of the two laser beams are different and the alignment accuracy of the workpiece is degraded. It is possible to prevent such things as
Further, since the diffractive optical element used has substantially no thickness, it is possible to easily make the optical system compact.

【0016】また、本発明は、上記において、好ましく
は、前記回折光学素子(23)の波長λ1 における焦点
距離f1 、及び波長λ2 における焦点距離f2 が、 |f1 −f2 |<f1 ×0.05 の条件を満たすようにしてなることを特徴とするもので
ある。
Further, in the above, preferably, the diffraction focal length f 1 at the wavelength lambda 1 of the optical element (23), and the focal length f 2 at the wavelength λ 2, | f 1 -f 2 | It is characterized in that the condition of <f 1 × 0.05 is satisfied.

【0017】このようにすると、回折光学素子(23)
を用いることにより、波長λ1 の光の焦点距離f1 と波
長λ2 の光の焦点距離f2 が、|f1 −f2 |<f1 ×
0.05を満たした場合、2つの集光位置は概ね一致す
るとみなせるので、被加工物5の位置合わせ精度を維持
することができ、同様に、加工用レーザ光とアライメン
ト用レーザ光の集光位置が略等しく、被加工物のアライ
メントの位置精度を向上させることのできるレーザ加工
装置を実現することを可能ならしめる。より好ましく
は、|f1 −f2 |<f1 ×0.01の条件とすること
により、更に高い位置合わせ精度を実現することができ
る。
In this way, the diffractive optical element (23)
By using the focal length f 2 of the focal length f 1 and wavelength lambda 2 of the light wavelength lambda 1 of the light, | f 1 -f 2 | < f 1 ×
If 0.05 is satisfied, it can be considered that the two converging positions are substantially coincident with each other, so that the alignment accuracy of the workpiece 5 can be maintained, and similarly, the converging laser light and the alignment laser light are condensed. It is possible to realize a laser processing apparatus in which the positions are substantially the same and the position accuracy of alignment of a workpiece can be improved. More preferably, by setting the condition of | f 1 −f 2 | <f 1 × 0.01, higher alignment accuracy can be realized.

【0018】また、本発明のレーザ加工装置は、レーザ
光源と、該レーザ光源を出射したレーザ光の光路内に配
置して、該レーザ光の高次の高調波を生成する非線形光
学素子と、回折光学素子を含む集光光学系を有し、該集
光光学系によって、前記レーザ光と前記高調波を略等し
い位置に集光することを特徴とするものである。
Further, the laser processing apparatus of the present invention includes a laser light source, a nonlinear optical element which is arranged in the optical path of the laser light emitted from the laser light source, and which generates a higher harmonic wave of the laser light. It has a condensing optical system including a diffractive optical element, and the condensing optical system condenses the laser light and the harmonics at substantially equal positions.

【0019】本発明のかかる第二の態様によって、加工
用レーザ光とアライメント光の集光位置が等しく、被加
工物のアライメントの位置精度が向上するとともに、加
工用およびアライメント用として1台のレーザシステム
から構成され、さらに、加工用レーザ光とアライメント
光の光軸合わせ、ビーム形状の整形の調整が容易なレー
ザ加工装置が提供される。
According to the second aspect of the present invention, the converging positions of the processing laser light and the alignment light are the same, the positional accuracy of the alignment of the workpiece is improved, and one laser for processing and alignment is used. There is provided a laser processing apparatus configured by a system and capable of easily adjusting the optical axes of the processing laser light and the alignment light and adjusting the shaping of the beam shape.

【0020】本発明においては、レーザ光源を出射した
波長λ1 のレーザ光の光路内に波長λ2 の高次の高調波
を生成する非線形光学素子を配置し、レーザ光源からの
波長λ1 の光束の光軸と同軸に高次の高調波を発生させ
る。集光光学系内に配置された回折光学素子は、かかる
レーザ光源からの波長λ1 の基本波と、波長λ2 の高次
の高調波を略等しい位置に集光する。
In the present invention, a nonlinear optical element for generating a higher harmonics of the wavelength lambda 2 to the laser light source optical path of the emitted and the wavelength lambda 1 of the laser beam was placed, the wavelength lambda 1 from a laser light source High-order harmonics are generated coaxially with the optical axis of the light flux. The diffractive optical element arranged in the condensing optical system condenses the fundamental wave of the wavelength λ 1 from the laser light source and the higher harmonic of the wavelength λ 2 at substantially equal positions.

【0021】よって、上記第1に態様による場合と同様
の作用効果を得ることが可能であるとともに、さらに、
波長λ1 から変換した高次の高調波は、波長λ1 の光ス
ポット形状と略一致した光スポット形状を有し、波長λ
1 と等しい光軸上に生成されるので、2つの光束の光軸
を合わせるためのアライメントを必要としない。従っ
て、異なるレーザシステムを必要とせず、コンパクトな
システムを構成することが可能であり、さらに容易に2
つのレーザ光の光軸のアライメントを行うことができ
る。かくして、本発明の第二の態様に従うレーザ加工装
置によれば、より改良されたレーザ加工装置を実現する
ことを可能ならしめる。
Therefore, it is possible to obtain the same operational effect as in the case of the first aspect, and further,
Higher harmonics converted from wavelength lambda 1 has a wavelength lambda 1 of the light spot shape substantially coincides with the light spot shape, the wavelength lambda
Since it is generated on the optical axis equal to 1 , no alignment is required to align the optical axes of the two light fluxes. Therefore, it is possible to configure a compact system without requiring a different laser system, and it is possible to more easily
The optical axes of the two laser beams can be aligned. Thus, the laser processing apparatus according to the second aspect of the present invention makes it possible to realize a more improved laser processing apparatus.

【0022】[0022]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づき説明する。図2〜図4は、本発明のレーザ加工
装置の第一の実施の形態を示す。この発明の実施の形態
は、次のように構成されている。本例におけるレーザ加
工装置100は、図2に示すように、第1の波長λ1
レーザ光を生成する第1のレーザ光生成手段LS1、こ
の第1の波長λ1 と波長の異なる第2の波長λ2 のレー
ザ光を生成する第2のレーザ光生成手段LS2、および
回折光学素子23を含む集光光学系を備える。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. 2 to 4 show a first embodiment of the laser processing apparatus of the present invention. The embodiment of the present invention is configured as follows. As shown in FIG. 2, the laser processing apparatus 100 in this example includes a first laser light generating unit LS1 that generates a laser light having a first wavelength λ 1, and a second laser light having a wavelength different from the first wavelength λ 1 . A second laser beam generating means LS2 for generating a laser beam of wavelength λ 2 and a focusing optical system including a diffractive optical element 23.

【0023】上記回折光学素子23は、前記原理図1に
示した多数の同心円リングからなるレリーフパターン2
4を有する回折光学素子であり、そして、ここでは、波
長λ 1 の光についてこの回折光学素子23の回折効率の
最も高い回折次数m1 による焦点位置と、波長λ2 の光
についてこの回折光学素子23の回折効率の最も高い回
折次数m2 (但しm2 ≠m1 )による焦点位置が、略一
致するよう設定した構成としてある。
The above-mentioned principle of the diffractive optical element 23 is shown in FIG.
Relief pattern 2 consisting of a number of concentric rings shown
4 is a diffractive optical element, and here, the wave
Long λ 1The light of the diffraction efficiency of the diffractive optical element 23
Highest diffraction order m1Focus position by and wavelength λTwoLight of
The diffraction efficiency of this diffractive optical element 23 is the highest.
Fold order mTwo(However, mTwo≠ m1), The focus position is
The configuration is set to match.

【0024】本レーザ加工装置100は、かかる構成を
基本とするものであり、以下、その原理および好適例の
内容について図1も用い、これを参照しつつ詳述する。
なお、この発明に関する回折光学素子の基本的原理は、
以下に示す全ての実施の形態が対応する。図1または図
2において、第1の波長λ1 の光束21(レーザ光)と
第2の波長λ2 の光束22(レーザ光)は、それぞれ、
集光光学系内に配置された回折光学素子23によって被
加工物5の被加工面5aに照射される。このとき、回折
光学素子23はレンズとして作用する。
The laser processing apparatus 100 is based on such a configuration, and the principle and contents of a preferred example will be described in detail below with reference to FIG. 1 as well.
The basic principle of the diffractive optical element according to the present invention is
All of the following embodiments are applicable. In FIG. 1 or 2, a light flux 21 (laser light) having a first wavelength λ 1 and a light flux 22 (laser light) having a second wavelength λ 2 are respectively
The diffractive optical element 23 arranged in the condensing optical system irradiates the processed surface 5a of the processed object 5. At this time, the diffractive optical element 23 acts as a lens.

【0025】回折光学素子23の回折面上のレリーフパ
ターン24は、第1の波長λ1 に対して回折効率が最も
高くなるように最適化された溝深さdを有する。すなわ
ち、溝深さdは、波長λ1 、レリーフパターンを形成す
る基材の屈折率nを用いて、次式(1)、
The relief pattern 24 on the diffractive surface of the diffractive optical element 23 has a groove depth d optimized so that the diffraction efficiency is highest for the first wavelength λ 1 . That is, the groove depth d is calculated by the following formula (1) using the wavelength λ 1 and the refractive index n of the base material forming the relief pattern.

【数1】 となる。このときm1 は、回折次数であり、0以外の整
数である。このように溝深さdを設定すると、薄型レリ
ーフ格子に対し、ほぼ100%の回折効率を得ることが
できる。
[Equation 1] Becomes At this time, m 1 is a diffraction order and is an integer other than 0. By setting the groove depth d in this way, it is possible to obtain a diffraction efficiency of almost 100% for a thin relief grating.

【0026】また、第1の波長λ1 と第2の波長λ
2 を、m2 :m1 の整数比になるように設定する。すな
わち、波長λ1 と波長λ2 が次式(2)の関係式を満た
すように設定する。
In addition, the first wavelength λ 1 and the second wavelength λ 1
2 is set to be an integer ratio of m 2 : m 1 . That is, the wavelength λ 1 and the wavelength λ 2 are set so as to satisfy the relational expression of the following expression (2).

【数2】 ただし、厳密に条件式(2)を満たさない場合でも、第
1の波長λ1 と第2の波長λ2 が下記の条件式(不等
式)を満たしていれば実質的に同様の作用を得ることに
なる。
[Equation 2] However, even if the conditional expression (2) is not strictly satisfied, substantially the same action can be obtained if the first wavelength λ 1 and the second wavelength λ 2 satisfy the following conditional expression (inequality). become.

【数3】 (Equation 3)

【0027】このとき、レリーフパターン24の溝深さ
dは、式(1),(2) より、次式(3)のように表す
ことができる。
At this time, the groove depth d of the relief pattern 24 can be expressed by the following equation (3) from the equations (1) and (2).

【数4】 これは、同一の溝深さdを有するレリーフパターン24
で、波長λ2 に関して、回折次数m2 で最適化されたこ
とに等しい。すなわち、波長λ1 と波長λ2 の異なる2
波長において共に回折光学素子23の回折効率をほぼ1
00%にすることが可能となる。
(Equation 4) This is the relief pattern 24 having the same groove depth d.
, Which is equivalent to being optimized in the diffraction order m 2 with respect to the wavelength λ 2 . That is, if the wavelength λ 1 and the wavelength λ 2 are different,
The diffraction efficiency of the diffractive optical element 23 is about 1 at both wavelengths.
It is possible to set it to 00%.

【0028】一方また、前記の回折光学素子23によっ
て波長λの光束が回折次数mで、図1に示すように、焦
点距離fに無収差集光するための条件は、レリーフパタ
ーン24を構成する、中心よりp番目のレリーフ格子の
半径をrp とすると、次式(4)、
On the other hand, as shown in FIG. 1, the relief pattern 24 is formed under the condition that the light beam having the wavelength λ is diffracted by the diffractive optical element 23 and is focused at the focal length f as shown in FIG. , R p is the radius of the p-th relief grating from the center,

【数5】 となる。これより、焦点距離fは、次式(5)、(Equation 5) Becomes From this, the focal length f is calculated by the following equation (5),

【数6】 と表すことができ、mλが一定であれば焦点距離fも一
定であることが分かる。
(Equation 6) It can be seen that if mλ is constant, the focal length f is also constant.

【0029】ここで、第1の波長λ1 と第2の波長λ2
について考えると、上記式(2)の関係式m1 λ1 =m
2 λ2 から、波長λ1 についても波長λ2 についても同
じ焦点距離を持たせることができる。すなわち、同一の
レリーフパターン24で、波長λ1 と波長λ2 の異なる
2波長について共に回折光学素子23による集光位置を
一致させることが可能となる。しかも、両方の波長につ
いて無収差で集光させることができる。また、回折光学
素子23は実質的に厚みをもたないので、この点でも、
それだけ光学系をコンパクトなものにすることもでき
る。
Here, the first wavelength λ 1 and the second wavelength λ 2
, The relational expression m 1 λ 1 = m in the above expression (2) is considered.
From 2 λ 2 , it is possible to have the same focal length for both wavelength λ 1 and wavelength λ 2 . That is, with the same relief pattern 24, it is possible to make the converging positions of the diffractive optical element 23 coincident with each other for two different wavelengths λ 1 and λ 2 . Moreover, it is possible to focus light on both wavelengths without aberration. In addition, since the diffractive optical element 23 has substantially no thickness,
It is also possible to make the optical system compact.

【0030】よって、以上の構成に従うと、加工用とア
ライメント用の両者にレーザ光を使用できるとともに、
色収差により2つのレーザ光の集光位置が異なるなどす
ることが要因の被加工物のアライメントの位置精度の低
下等も回避しつつ、加工用レーザ光とアライメント用レ
ーザ光の集光位置が等しく、被加工物5のアライメント
の位置精度の向上が図れる。
Therefore, according to the above construction, laser light can be used for both processing and alignment, and
While avoiding a decrease in the alignment accuracy of the workpiece due to the difference in the converging positions of the two laser beams due to chromatic aberration, the converging positions of the processing laser beam and the alignment laser beam are equal, The positional accuracy of alignment of the workpiece 5 can be improved.

【0031】図2は、具体的にはこれを次のように具現
化したものである。図2においては、LS1は、第1の
レーザ光生成手段として加工用YAGレーザを用い、該
レーザは第1の波長λ1 として1064nmのレーザ光
21を生成、射出する。一方、LS2は、第2のレーザ
光生成手段としてのアライメント用光源であり、ここで
は、第2の波長λ2 として532nmのレーザ光22を
生成、射出するものとする。第2のレーザ光22はYA
Gレーザ光の第2高調波として生成される。
FIG. 2 specifically embodies this as follows. In FIG. 2, the LS1 uses a processing YAG laser as a first laser light generating means, and the laser generates and emits a laser light 21 having a first wavelength λ 1 of 1064 nm. On the other hand, the LS2 is an alignment light source as a second laser light generating means, and here, it is assumed that the laser light 22 having a second wavelength λ 2 of 532 nm is generated and emitted. The second laser light 22 is YA
It is generated as the second harmonic of the G laser light.

【0032】レーザ光21は、例えば、ビームエキスパ
ンダー等の光学系16(図中LS1側の光学系16)に
より所定のビーム形状に整形され、ダイクロイックミラ
ー12′により反射され、光路を曲げられる。その後、
さらにミラー17(図中右側)により光路を曲げられ、
上記回折光学素子23に入射し、ステージ6上の被加工
物5に集光される。
The laser light 21 is shaped into a predetermined beam by an optical system 16 (optical system 16 on the LS1 side in the figure) such as a beam expander, reflected by a dichroic mirror 12 ', and the optical path thereof is bent. afterwards,
Furthermore, the optical path is bent by the mirror 17 (right side in the figure),
The light enters the diffractive optical element 23 and is focused on the workpiece 5 on the stage 6.

【0033】レーザ光22は、例えば、ビームエキスパ
ンダー等の光学系16(図中LS2側の光学系16)に
より所定のビーム形状に整形され、ミラー17(図中左
側)により光路を曲げられ、、この場合は、ダイクロイ
ックミラー12′を透過して、加工用レーザ光21と同
一の経路をたどり、上記回折光学素子23により、加工
用レーザ光21と同じ位置に集光される。
The laser beam 22 is shaped into a predetermined beam by an optical system 16 (optical system 16 on the LS2 side in the figure) such as a beam expander, and its optical path is bent by a mirror 17 (left side in the figure). In this case, the light passes through the dichroic mirror 12 ′, follows the same path as the processing laser light 21, and is condensed at the same position as the processing laser light 21 by the diffractive optical element 23.

【0034】回折光学素子23は、図1に示したよう
に、多数の同心円リングからなり、断面形状がブレーズ
化されたレリーフパターン24を有し、回折型レンズと
して作用する(r1,r2,r3,・・・, rp ・・は、レリ
ーフ格子の半径)。ここで、レリーフパターン24の溝
深さdは、例えば、レリーフ面を形成する基板をBK
7、その屈折率nを1.52とすると、加工用YAGレ
ーザ(λ1 =1064nm)の1次光(m=1)に関し
て最適化した場合、上記の原理説明の式(1)に準じ、
次式、
As shown in FIG. 1, the diffractive optical element 23 is composed of a large number of concentric rings, has a relief pattern 24 having a blazed cross section, and acts as a diffractive lens (r 1 , r 2). , r 3 , ..., R p ··· are the radii of the relief lattice). Here, the groove depth d of the relief pattern 24 is, for example, BK for the substrate forming the relief surface.
7. If the refractive index n is set to 1.52, when optimized with respect to the primary light (m = 1) of the processing YAG laser (λ 1 = 1064 nm), according to the above-described formula (1),
The following formula,

【数7】 で表されるので、d=2.05μmとなる。(Equation 7) Therefore, d = 2.05 μm.

【0035】そして、この溝深さdは、これも上記の原
理説明で述べたように、YAGレーザの第2高調波(λ
2 =532nm)の2次光(m=2)に関してもあては
まる。すなわち、d=2.05μmの溝深さとすれば、
アライメント用レーザ光として上記のように選定したも
う一方の波長λ2 =532nmのレーザ光22について
も最適化される(式(2),(3))。
The groove depth d is equal to the second harmonic (λ) of the YAG laser, as described in the explanation of the above principle.
The same is true for secondary light (m = 2) of 2 = 532 nm. That is, if the groove depth is d = 2.05 μm,
The other laser light 22 having the wavelength λ 2 = 532 nm selected as the alignment laser light is also optimized (equations (2) and (3)).

【0036】さらに、このような溝深さd(上記例で
は、d=2.05μm)に選定したレリーフパターン2
4を有するこの回折光学素子23を図2の如くに集光光
学系に設けたレーザ光加工装置100は、図1および各
式(1)〜(5)を参照して述べた前述の原理説明にお
ける最適化、回折効率、無収差集光に関する作用効果の
説明の通り、その回折光学素子23によって、基本的に
両方のレーザ光21,22を同じ焦点距離でしかも無収
差で集光させることが可能で、2つのレーザ光21,2
2は被加工物5上でそれぞれ等しい位置に集光されるこ
とになる。従って、不可視光である加工用YAGレーザ
光21の被加工面5a上での焦点位置や光スポットの形
状を、可視光である第2高調波によって観察しながら加
工することができる。
Further, the relief pattern 2 selected to have such a groove depth d (d = 2.05 μm in the above example).
The laser beam processing apparatus 100 in which the diffractive optical element 23 having the number 4 is provided in the condensing optical system as shown in FIG. 2 is described above with reference to FIG. 1 and the respective equations (1) to (5). As described in the operational effects relating to optimization, diffraction efficiency, and aberration-free condensing, the diffractive optical element 23 can basically condense both laser beams 21 and 22 with the same focal length and without aberration. Possible, two laser lights 21,2
The light beams 2 will be condensed at the same position on the workpiece 5. Therefore, it is possible to perform processing while observing the focus position and the shape of the light spot on the processing target surface 5a of the processing YAG laser light 21 that is invisible light by the second harmonic that is visible light.

【0037】以上のように、上記第一の実施の形態に従
うと、加工用レーザ光(21)とアライメント用レーザ
光(22)の2つの集光位置を効果的に一致させ得て、
被加工物5のアライメントの位置精度を向上させること
ができる。これによれば、従来のように光学系に色収差
がある場合に2つのレーザ光の集光位置が異なって被加
工物のアライメントの位置精度の低下を来すといったこ
とも防止できる。しかも、レーザ光源以外のアライメン
ト用光源を使用する場合のものでは、効率的な照明のた
め複雑な光学系が必要であって装置が複雑で高価なもの
になったり、レーザ光以外のアライメント光では本質的
にレーザ光と異なる性質をもつために被加工面上で本来
の加工用レーザ光と同等の光スポットを得るのが困難
で、これがアライメントの位置精度の低下を招くなどす
るが、そのような不利もないレーザ加工装置100を実
現でき、かつまた、使用する上記回折光学素子23は実
質的に厚みをもたないもので足りることから、それだけ
容易に光学系をコンパクトにでき、この点でも効果的で
ある。
As described above, according to the first embodiment, the two converging positions of the processing laser light (21) and the alignment laser light (22) can be effectively matched,
It is possible to improve the positional accuracy of the alignment of the workpiece 5. According to this, it is possible to prevent the position accuracy of the alignment of the work piece from being deteriorated due to different condensing positions of the two laser beams when the optical system has chromatic aberration as in the conventional case. In addition, in the case of using an alignment light source other than the laser light source, a complicated optical system is required for efficient illumination, and the device becomes complicated and expensive, and alignment light other than the laser light is used. It is difficult to obtain a light spot equivalent to the original processing laser light on the surface to be processed because it has properties that are essentially different from the laser light, which causes a decrease in alignment position accuracy. The laser processing apparatus 100 without any disadvantage can be realized, and the diffractive optical element 23 to be used need not have a substantial thickness. Therefore, the optical system can be easily made compact, and in this respect as well. It is effective.

【0038】ここで、好ましい実施態様のいくつかを挙
げておくと、以下のようである。 〔第一の実施の形態の第1の実施態様〕上記構成装置に
おいて、回折光学素子23の波長λ1 における焦点距離
1 、および波長λ2 における焦点距離f2 が、 |f1 −f2 |<f1 ×0.05 の条件を満たすよう構成して実施することもできる。
Here, some of the preferred embodiments are as follows. [ First Embodiment of First Embodiment ] In the above apparatus, the focal length f 1 of the diffractive optical element 23 at the wavelength λ 1 and the focal length f 2 of the wavelength λ 2 are | f 1 −f 2 It is also possible to configure and implement so as to satisfy the condition of | <f 1 × 0.05.

【0039】このようにすると、回折光学素子23を用
いることにより、波長λ1 の光の焦点距離f1 と波長λ
2 の光の焦点距離f2 が、上記の条件式、すなわち、|
1−f2 |<f1 ×0.05を満たした場合、2つの
集光位置は概ね一致するとみなせるので、被加工物5の
位置合わせ精度を維持することができる等の作用効果が
得られる。本例では、加工用レーザ光とアライメント用
レーザ光の集光位置が略等しく、被加工物5のアライメ
ントの位置精度を向上させることのできるレーザ加工装
置100を実現できる。なお、より効果的には、上記に
代えて下記条件式、すなわち、 |f1 −f2 |<f1 ×0.01 とすることにより、更に高い位置合わせ精度を実現する
ことができる。
[0039] Thus, by using the diffractive optical element 23, the focal length of the wavelength lambda 1 of the light f 1 and wavelength lambda
The focal length f 2 of the second light, the above condition, i.e., |
When f 1 −f 2 | <f 1 × 0.05 is satisfied, it can be considered that the two converging positions are substantially coincident with each other, so that the operation accuracy such as the positioning accuracy of the workpiece 5 can be maintained. To be In this example, it is possible to realize the laser processing apparatus 100 capable of improving the positional accuracy of the alignment of the workpiece 5 because the focusing positions of the processing laser light and the alignment laser light are substantially the same. Note that, more effectively, by using the following conditional expression instead of the above, that is, | f 1 −f 2 | <f 1 × 0.01, higher alignment accuracy can be realized.

【0040】〔第一の実施の形態における第2の実施態
〕また、好ましくは、第1のレーザ光生成手段および
第2のレーザ光生成手段は、それぞれ異なるレーザシス
テムを有する構成として実施すると良い。この場合も、
上記したと同様の作用効果のレーザ加工装置100を提
供できる上、さらに、第1および第2のレーザ光を生成
する手段として、それぞれ異なるレーザシステムを用い
ることにより、両レーザ光にそれぞれ異なる発振形態の
レーザ光を用いることができる。従って、例えば、第1
のレーザ光22に加工用としてパルス光を用いる場合に
おいても、第2のレーザ光21にアライメント用として
連続発振光を射出するようなレーザ光生成手段を用いる
ことによって、被加工物5の位置合わせが行い易くなる
等の作用効果が併せ得られる。
[ Second Embodiment of First Embodiment ]
Like ] Further, preferably, the first laser light generation means and the second laser light generation means may be implemented as configurations having different laser systems. Again,
It is possible to provide the laser processing apparatus 100 having the same operation and effect as described above, and further, by using different laser systems as means for generating the first and second laser beams, different oscillation modes for both laser beams can be obtained. Laser light of can be used. Thus, for example, the first
Even when the pulsed light is used as the laser light 22 for processing, the position of the workpiece 5 is aligned by using the laser light generation means that emits continuous wave light for alignment as the second laser light 21. It is also possible to obtain the operational effects such as easy operation.

【0041】〔第一の実施の形態における第3の実施態
〕また、好ましくは、第2の波長λ2 は、第1の波長
λ1 の高次の高調波に相当する波長に選定して実施する
と良い。この場合も、上記したと同様の作用効果のレー
ザ加工装置100を提供できるとともに、さらに、次の
ような作用効果が得られる。
[ Third Embodiment of First Embodiment ]
Also like], preferably, the second wavelength lambda 2, it is preferable to carried out selecting the wavelength corresponding to the harmonics of the first order wavelength lambda 1. In this case as well, it is possible to provide the laser processing apparatus 100 having the same action and effect as described above, and further obtain the following action and effect.

【0042】波長λ1 のレーザ光のj次の高調波の波長
は、λ1 /jで表することができる。第2のレーザ光の
波長λ2 に、波長λ1 のj次の高調波を用いると、波長
λ1と波長λ2 の比はj:1の整数比となり、次式
(6)で表すことができる。
The wavelength of the jth harmonic of the laser light of wavelength λ 1 can be expressed by λ 1 / j. The wavelength lambda 2 of the second laser beam, using the j-order harmonic of the wavelength lambda 1, the ratio of the wavelength lambda 1 and wavelength lambda 2 is j: becomes one integer ratio, be represented by the following formula (6) You can

【数8】 (Equation 8)

【0043】回折光学素子23のレリーフ面の溝深さd
を、波長λ1 の1次光の回折効率が最大になるように設
定すると、溝深さdは、次式(7)のように表される。
Groove depth d on the relief surface of the diffractive optical element 23
Is set so that the diffraction efficiency of the first-order light of the wavelength λ 1 is maximized, the groove depth d is expressed by the following equation (7).

【数9】 [Equation 9]

【0044】このとき、上式(6),(7)より、レリ
ーフパターン24の溝深さdは、波長λ1 のj次の高調
波(波長λ2 )を用いて次式(8)のように表すことが
できる。
At this time, from the above equations (6) and (7), the groove depth d of the relief pattern 24 is calculated by the following equation (8) using the jth harmonic of the wavelength λ 1 (wavelength λ 2 ). Can be expressed as

【数10】 (Equation 10)

【0045】これは、同一の溝深さdを有するレリーフ
パターン24で、波長λ1 のj次の高調波に関して、回
折次数jで最適化されたことに等しい。また、前記図
1,2および各式(1)〜(5)を参照して述べた第一
の実施の形態に関する作用効果の説明において、m1
1、m2 =jとすると、上記式(6)よりこの場合もm
1 λ1 =m2 λ2 となる。
This is equivalent to the fact that the relief pattern 24 having the same groove depth d is optimized for the jth harmonic of the wavelength λ 1 in the diffraction order j. In addition, in the description of the function and effect relating to the first embodiment described with reference to FIGS. 1 and 2 and the respective equations (1) to (5), m 1 =
1, and m 2 = j, then in this case also m
1 λ 1 = m 2 λ 2 .

【0046】すなわち、波長λ2 として、波長λ1 のj
次の高調波を用いると、波長λ2 と波長λ1 の比は、自
動的に整数比となるので、前述の第一の実施の形態で説
明した場合と同様の作用をすることになり、よって第一
の実施の形態で記述した前記効果と同様の効果を得るこ
とができる。また、高次の高調波は非線形結晶、例えば
LBO結晶、BBO結晶を用いて生成できるので、波長
λ1 に関して前記条件式(2)を満たすような波長λ2
を発振するレーザを選択する必要はなく、同一波長λ1
を有するレーザをもって、容易に条件(2)を満たす波
長を得ることができる。このようにして、加工用レーザ
光とアライメント用レーザ光の集光位置が等しく、被加
工物5のアライメントの位置精度が向上したレーザ加工
装置100を実現させることもできる。
That is, as wavelength λ 2 , j of wavelength λ 1
When the next harmonic is used, the ratio between the wavelength λ 2 and the wavelength λ 1 is automatically an integer ratio, so that the same operation as that described in the first embodiment described above is performed. Therefore, the same effect as the effect described in the first embodiment can be obtained. Further, since higher-order harmonics can be generated by using a nonlinear crystal such as an LBO crystal or a BBO crystal, a wavelength λ 2 that satisfies the conditional expression (2) with respect to the wavelength λ 1
It is not necessary to select a laser which oscillates the same wavelength lambda 1
With the laser having, the wavelength satisfying the condition (2) can be easily obtained. In this way, it is possible to realize the laser processing apparatus 100 in which the processing laser light and the alignment laser light have the same focus position and the alignment accuracy of the workpiece 5 is improved.

【0047】〔第一の実施の形態における第4の実施態
〕また、好ましくは、第2の波長λ2 は、第1の波長
λ1 の高次の高調波に相当する波長であって、第1もし
くは第2のレーザ光のいずれかが、可視光であるよう構
成して実施することもできる。この場合は、さらに、以
下のような作用効果を奏する。すなわち、前記第2の波
長λ2 が、前記第1の波長λ1 の高次の高調波に相当す
る波長であって可視域にある場合、第1のレーザ光(波
長λ1 )を加工用に用い、第2のレーザ光(波長λ2
をアライメントに用いる。このとき、上記〔第3の実施
態様〕と同様の作用効果を奏すると同時に、第1のレー
ザ光(波長λ1)が不可視光であっても、被加工物5の
被加工面5aを波長λ2 の可視光(第2のレーザ光)で
照射するため、第1のレーザ光(波長λ1 )による加工
の位置や被加工面での光スポットの形状を正確に観測す
ることができる。
[ Fourth Embodiment of First Embodiment ]
Also like], preferably, the second wavelength lambda 2 is a wavelength corresponding to a harmonic of the first-order wavelengths lambda 1, either the first or second laser beam, visible light It can also be configured and implemented as follows. In this case, the following operational effects are further exhibited. That is, when the second wavelength λ 2 is a wavelength corresponding to a higher harmonic of the first wavelength λ 1 and is in the visible range, the first laser light (wavelength λ 1 ) is used for processing. Used for the second laser light (wavelength λ 2 )
Is used for alignment. At this time, the same effect as the above [third embodiment] is obtained, and at the same time, even if the first laser light (wavelength λ 1 ) is invisible light, Since irradiation is performed with visible light of λ 2 (second laser light), the position of processing by the first laser light (wavelength λ 1 ) and the shape of the light spot on the surface to be processed can be accurately observed.

【0048】逆に、第2の波長λ2 が、前記第1の波長
λ1 の高次の高調波に相当する波長であって、第1の波
長λ1 が可視域にある場合、第2のレーザ光を加工用に
用い、第1のレーザ光をアライメントに用いる。このと
き、〔第3の実施態様〕と同様の作用効果をもつと同時
に、第2のレーザ光が不可視光であっても、被加工面5
aを波長λ1 の可視光(第1のレーザ光)で照射するた
め、第2のレーザ光による加工の位置や被加工面での光
スポットの形状を正確に観測することができる。
[0048] Conversely, the second wavelength lambda 2 is a wavelength corresponding to higher-order harmonics of the first wavelength lambda 1, when the first wavelength lambda 1 is in the visible range, the second Is used for processing, and the first laser light is used for alignment. At this time, the same effect as [Third Embodiment] is obtained, and at the same time, even if the second laser light is invisible light, the work surface 5 is processed.
Since a is irradiated with visible light (first laser light) having a wavelength λ 1 , it is possible to accurately observe the processing position by the second laser light and the shape of the light spot on the surface to be processed.

【0049】以上により、可視光でアライメントが可能
であり、加工用レーザ光とアライメント用レーザ光の集
光位置が等しく、被加工物5のアライメントの位置精度
が向上したレーザ加工装置100を実現させることもで
きる。なお、この発明の実施の形態の構成は、いままで
述べてきた例をも含めて、種々の変形、変更が可能であ
り、また、以下に具体的に例示する変形例は、全ての実
施例に関して当てはまる。
As described above, it is possible to realize the laser processing apparatus 100 which can perform alignment with visible light, has the same focusing positions of the processing laser light and the alignment laser light, and has improved the positional accuracy of the alignment of the workpiece 5. You can also The configuration of the embodiment of the present invention can be variously modified and changed, including the examples described so far, and the modifications specifically exemplified below are all examples. Is true.

【0050】例えば、回折光学素子23のレリーフパタ
ーン24は、理想的には、図1に示すように、レリーフ
格子を連続ブレーズ形状としたものであるが、これに限
らず、多段階近似されたバイナリー型の回折光学素子で
も同様の効果を得ることができる。この場合、回折効率
が若干低下するものの、同様の課題を達成することがで
きるものである。従って、本発明は、そのようにして実
施することを妨げない。
For example, the relief pattern 24 of the diffractive optical element 23 is ideally a relief grating having a continuous blazed shape as shown in FIG. The same effect can be obtained with a binary diffractive optical element. In this case, although the diffraction efficiency is slightly lowered, the same problem can be achieved. Therefore, the present invention does not preclude such implementations.

【0051】また、第2のレーザ光22としてYAGレ
ーザの第2高調波を用いず、略一致した波長を射出する
半導体レーザ等を用いてもよい。このとき、半導体レー
ザは、被加工物5のアライメントに用いるため、連続発
振のものを使用するのが望ましい。
Further, as the second laser light 22, a semiconductor laser or the like which emits wavelengths which are substantially coincident with each other may be used instead of using the second harmonic of the YAG laser. At this time, since the semiconductor laser is used for alignment of the workpiece 5, it is desirable to use a continuous wave laser.

【0052】また、上記〔第2の実施態様〕に従い、本
実施例で用いた加工用レーザ光に短パルス光を用いる場
合、例えば、加工用レーザ発振器内にQスイッチを入れ
て発振器の動作を制御して発生させることができ、従っ
て、高いピーク値を有するパルス光を利用して、シーム
溶接、切断、スポット溶接、穴あけといったような加工
に用いることができる。この場合、それぞれの用途に合
わせて、加工に用いるパルス光の出力、パルス幅、パル
ス繰り返しを、適当に選択する必要があり、よって、そ
のようにして実施すると良い。
Further, according to the above [second embodiment], when short pulse light is used as the processing laser light used in this embodiment, for example, a Q switch is inserted in the processing laser oscillator to operate the oscillator. It can be generated in a controlled manner and can therefore be used for processes such as seam welding, cutting, spot welding, drilling, etc. by utilizing pulsed light having a high peak value. In this case, it is necessary to appropriately select the output of the pulsed light used for processing, the pulse width, and the pulse repetition according to each application, and thus it is preferable to carry out such a method.

【0053】また、加工用レーザ光に連続発振光を用い
る場合、複数のレーザ媒質ロッドを直列に配列して得ら
れる高出力のレーザ光を用いて106 /cm2 程度のパ
ワー密度を得ることが可能になっており、よって、この
場合、用途は、光パワー密度の出力を必要とする金属の
溶接から、はんだ付け、ロウ付け、トリミング、マーキ
ングといったような加工に用いることもできる。なお、
本実施例の形態において、加工用レーザ光および第2の
レーザ光は、その発振形態(短パルス光、連続発振光
等)によらず、前述の第一の実施の形態で説明したのと
同様の作用効果を得ることができる。
When continuous wave light is used as the processing laser light, a high power laser light obtained by arranging a plurality of laser medium rods in series is used to obtain a power density of about 10 6 / cm 2. Therefore, in this case, the application can also be used for processing such as welding of metals that require output of optical power density, soldering, brazing, trimming, and marking. In addition,
In the embodiment, the processing laser light and the second laser light are the same as those described in the first embodiment, regardless of their oscillation forms (short pulse light, continuous wave light, etc.). The effect of can be obtained.

【0054】また、波長800〜1500nm程度の赤
外光を加工用レーザに用いる場合、第2高調波が可視光
となるため、第2のレーザ光として加工用レーザ光と同
じ波長のレーザ光の第2高調波を用いることにより、加
工用レーザに前記YAGレーザ(波長1064nm)を
用いたときと同様の効果を得ることができる。さらに長
波長側の赤外光を加工用レーザ光として用いた場合、2
次よりも高次の高調波で可視域の光を第2のレーザ光と
して用いることにより、同様の効果を得ることができ
る。
Further, when infrared light having a wavelength of about 800 to 1500 nm is used for the processing laser, since the second harmonic becomes visible light, laser light of the same wavelength as the processing laser light is used as the second laser light. By using the second harmonic, the same effect as when the YAG laser (wavelength 1064 nm) is used as the processing laser can be obtained. When infrared light on the longer wavelength side is used as the processing laser light, 2
The same effect can be obtained by using, as the second laser light, light in the visible region with higher harmonics than the next.

【0055】また、第1のレーザ光として波長400〜
800nmの範囲にある可視のレーザ光をアライメント
に用い、第2のレーザ光として、そのレーザ光と同じ波
長のレーザ光の第2高調波を加工に用いると、波長20
0〜400nmの範囲の紫外域の光を用いた加工が可能
である。
The wavelength of the first laser light is from 400 to 400 nm.
If a visible laser light in the range of 800 nm is used for alignment and the second harmonic of the laser light having the same wavelength as the second laser light is used for processing, the wavelength of 20
Processing using light in the ultraviolet range of 0 to 400 nm is possible.

【0056】なお、この発明に用いる2つのレーザ光
は、基本波およびその高次の高調波に限られるものでは
ない。例えば、紫外光を加工レーザとする場合、光パラ
メトリック変換やラマン変換の非線型光学効果等で前記
式(2)の条件を満たすように適当な波長に変換して用
いてもよい。また、式(2)の条件を満たすような波長
を発振する複数のレーザシステムを用いてもよい。
The two laser beams used in the present invention are not limited to the fundamental wave and its higher harmonics. For example, when ultraviolet light is used as the processing laser, it may be converted to an appropriate wavelength so as to satisfy the condition of the formula (2) by the nonlinear optical effect such as optical parametric conversion or Raman conversion. Moreover, you may use the several laser system which oscillates the wavelength which satisfy | fills the conditions of Formula (2).

【0057】次に、図3,4を用いて、本発明の第一の
実施の形態の変形例として、被加工物5の加工状態や位
置決め等の観察をするための機能を付加した場合の構成
のレーザ加工装置100の例を説明する。本実施例は、
先に示した基本的構成(図2)において、両レーザ光生
成手段LS1,LS2から射出された各レーザ光21,
22が、ダイクロイックミラー12′(図2)を経て同
一の経路に入るまで、前記図2に示した構成と同一の構
成となるので、図3においては、それ以降の構成部分に
ついて示している。
Next, with reference to FIGS. 3 and 4, as a modified example of the first embodiment of the present invention, a function for observing the processing state and positioning of the workpiece 5 is added. An example of the laser processing apparatus 100 having the configuration will be described. In this embodiment,
In the basic configuration shown in FIG. 2 (FIG. 2), each laser light 21 emitted from both laser light generation means LS1 and LS2,
Since the configuration 22 is the same as the configuration shown in FIG. 2 until it enters the same path through the dichroic mirror 12 '(FIG. 2), FIG. 3 shows the subsequent configuration parts.

【0058】図3のレーザ加工装置100において、レ
ーザ光21は、図示のダイクロイックミラー12によっ
て反射されて光路を曲げられ、前述の同様、回折光学素
子23に入射し、被加工物5に集光される。また、レー
ザ光22は、ダイクロイックミラー12によって一部反
射され、上記回折光学素子23に入射し、被加工物5に
集光される。ここで、ダイクロイックミラー12には、
レーザ光21に関して略100%反射、レーザ光22に
関して一部透過するような特性を持たせる。
In the laser processing apparatus 100 shown in FIG. 3, the laser beam 21 is reflected by the illustrated dichroic mirror 12 to have its optical path bent, enters the diffractive optical element 23, and is focused on the workpiece 5 as described above. To be done. The laser light 22 is partially reflected by the dichroic mirror 12, enters the diffractive optical element 23, and is focused on the workpiece 5. Here, in the dichroic mirror 12,
The laser light 21 has such characteristics that it reflects almost 100% and partially transmits the laser light 22.

【0059】照射されたレーザ光22のうち、被加工面
5a上で反射した光は、再び回折光学素子23に入射
し、さらに、ダイクロイックミラー12を一部が透過
し、アライメント光学系13を介して、光電変換型の撮
像素子などの受光素子14に入射する。
Of the irradiated laser light 22, the light reflected on the surface 5a to be processed is incident on the diffractive optical element 23 again, and a part of the light is transmitted through the dichroic mirror 12, and is passed through the alignment optical system 13. Then, the light enters the light receiving element 14 such as a photoelectric conversion type image pickup element.

【0060】また、本例では、図3のように、照射光源
41を設置する。この照明光源41から射出された光束
は、楕円鏡42、ハーフミラー45を介して被加工物5
を照射する。照射された照明光のうち、被加工面5aで
反射された照明光は、レーザ光22と同様に、回折光学
素子23、ダイクロイックミラー12、アライメント光
学系13を介して一部が受光素子14に入射する。光学
素子14からの信号から、被加工面5aの様子をモニタ
ー46に映し出すことができる。従って、モニター46
を見ながら、加工状態の確認やレーザ光の集光位置の位
置決め等に使用することができる。なお、照明光源は、
被加工物5を照明するのに十分な照明光強度を照射すれ
ば、図示したような落射照明である必要はない。本発明
は、このようにして実施してもよい。
Further, in this example, the irradiation light source 41 is installed as shown in FIG. The light flux emitted from the illumination light source 41 passes through the elliptical mirror 42 and the half mirror 45 and is processed 5
Is irradiated. Of the irradiated illumination light, the illumination light reflected by the surface 5 a to be processed is partially transferred to the light receiving element 14 via the diffractive optical element 23, the dichroic mirror 12, and the alignment optical system 13 as with the laser light 22. Incident. From the signal from the optical element 14, the state of the surface 5a to be processed can be displayed on the monitor 46. Therefore, the monitor 46
It can be used for confirming the processing state and positioning the converging position of the laser light while observing. The illumination light source is
If the illumination light intensity is sufficient to illuminate the workpiece 5, the epi-illumination as shown is not necessary. The present invention may be implemented in this manner.

【0061】また、上記の変形例において、加工用レー
ザ光21とアライメント用レーザ光22を分離する際、
ダイクロイックミラー12の代わりに例えば偏光ビーム
スプリッター(図4)を用いても同様の効果を得ること
ができる。この場合の基本的構成は、図4に示すよう
に、図3に示した構成とほぼ等しいが、本例のレーザ加
工装置100では、ダイクロイックミラー12の代わり
に偏光ビームスプリッター20を配置し、偏光ビームス
プリッター20の入射前の光路中にλ/2板18を進退
可能に、かつその光学軸の方向がレーザ光の偏光方向に
対して略45°傾斜するように配置し、さらに、偏光ビ
ームスプリッター20と被加工物5間の光路中にλ/4
板19を進退可能に配置した点が異なる。
In the above modification, when the processing laser light 21 and the alignment laser light 22 are separated,
Similar effects can be obtained by using, for example, a polarization beam splitter (FIG. 4) instead of the dichroic mirror 12. The basic configuration in this case is almost the same as the configuration shown in FIG. 3 as shown in FIG. 4, but in the laser processing apparatus 100 of this example, the polarization beam splitter 20 is arranged instead of the dichroic mirror 12. The λ / 2 plate 18 is arranged so as to be able to advance and retreat in the optical path before the incidence of the beam splitter 20, and its optical axis direction is inclined by about 45 ° with respect to the polarization direction of the laser beam. 20 in the optical path between the workpiece 20 and the workpiece 5
The difference is that the plate 19 is arranged so that it can move back and forth.

【0062】加工用レーザ光21とアライメント用レー
ザ光22の偏光は、直線偏光で各々の偏光方向が直交す
るように、例えば、レーザ光21の偏光方向を図4中紙
面に対し平行、アライメント用レーザ光22の偏光方向
を図4中紙面に対し垂直となるようにし、このとき、偏
光ビームスプリッター20は、p偏光成分に対して略1
00%反射、s偏光成分に対して略100%透過になる
ようにする。
The polarization of the processing laser beam 21 and the alignment laser beam 22 is linearly polarized so that the polarization directions of the laser beam 21 are parallel to the plane of the paper in FIG. The polarization direction of the laser beam 22 is set to be perpendicular to the plane of the paper in FIG. 4, and at this time, the polarization beam splitter 20 is approximately 1 with respect to the p polarization component.
00% reflection and about 100% transmission for the s-polarized light component.

【0063】上記構成において、アライメントの際に
は、図4の実線で示す如く光路内にλ/2板18および
λ/4板19を挿入し、両レーザ光21,22の偏光方
向を90°回転させる。このとき、加工用レーザ光21
は、偏光ビームスリッター20に対してs偏光として入
射されることになるので、偏光ビームスプリッター20
をほとんど透過する。
In the above-mentioned structure, at the time of alignment, the λ / 2 plate 18 and the λ / 4 plate 19 are inserted in the optical path as shown by the solid line in FIG. 4, and the polarization directions of both laser beams 21 and 22 are 90 °. Rotate. At this time, the processing laser beam 21
Is incident on the polarized beam slitter 20 as s-polarized light, the polarized beam splitter 20
Almost transparent.

【0064】これに対し、アライメント用レーザ光22
は、偏光ビームスプリッター20に対してp偏光として
入射されることになるので、偏光ビームスプリッター2
0によってほとんど反射されるため、レーザ光21とア
ライメント光22が分離されることになる。さらに、ア
ライメント用レーザ光22は、光路内に配置されたλ/
4板19を通過して円偏光として、被加工面5a上に照
射される。また、被加工面5a上で反射された光は、再
びλ/4板19を通過して、図4中紙面に対し垂直な偏
光となる。従って、反射光のほとんどの成分が偏光ビー
ムスプリッター20を透過し、受光素子14に入射す
る。
On the other hand, the alignment laser beam 22
Is incident on the polarization beam splitter 20 as p-polarized light, the polarization beam splitter 2
Since it is almost reflected by 0, the laser light 21 and the alignment light 22 are separated. Further, the alignment laser light 22 has a wavelength of λ /
After passing through the four plates 19, it is irradiated as circularly polarized light on the surface 5a to be processed. Further, the light reflected on the surface to be processed 5a passes through the λ / 4 plate 19 again and becomes polarized light perpendicular to the paper surface in FIG. Therefore, most of the components of the reflected light pass through the polarization beam splitter 20 and enter the light receiving element 14.

【0065】また、加工の際は、光路内に挿入した、λ
/2板18およびλ/4板19を図4中破線で示す如く
に退出させる。加工用レーザ光21は、偏光ビームスプ
リッター20に対してp偏光として入射されることにな
るので、偏光ビームスプリッター20によってほとんど
反射され、被加工面5a上に照射される。逆に、アライ
メント用レーザ光22は、偏光ビームスプリッター20
に対してs偏光として入射されることになるので、偏光
ビームスプリッター20によってほとんど透過する。
When processing, λ inserted in the optical path
The / 2 plate 18 and the λ / 4 plate 19 are withdrawn as indicated by the broken line in FIG. Since the processing laser light 21 is incident on the polarization beam splitter 20 as p-polarized light, it is almost reflected by the polarization beam splitter 20 and is irradiated onto the processed surface 5a. On the contrary, the alignment laser beam 22 is emitted from the polarization beam splitter 20.
Since it will be incident as s-polarized light, it is almost transmitted by the polarization beam splitter 20.

【0066】このように構成すると、本例の場合は、偏
光ビームスプリッター20による光量損失が抑制され、
アライメントの際にアライメント光22の光量を有効に
使用することができるといった効果がさらに得られる。
なお、この場合は、λ/2板18およびλ/4板19を
駆動(進退駆動)するために、図示しない駆動機構が必
要となるが、かかる駆動機構を設ける場合でも、他の光
学系を駆動する場合と違い、光軸に対する位置や角度が
少々ばらついても透過光の光軸の向きには、ほとんど影
響しないため、その駆動機構として精密な駆動機構を必
要としない。
With this structure, in the case of this example, the light amount loss due to the polarization beam splitter 20 is suppressed,
The effect that the light amount of the alignment light 22 can be effectively used at the time of alignment is further obtained.
In this case, a drive mechanism (not shown) is required to drive (advance and retreat) the λ / 2 plate 18 and the λ / 4 plate 19, but even when such a drive mechanism is provided, another optical system can be used. Unlike the case of driving, even if the position or the angle with respect to the optical axis varies a little, the direction of the optical axis of the transmitted light is hardly affected, so that a precise driving mechanism is not required as the driving mechanism.

【0067】また、加工の際にλ/4板19を光路内に
設置しておいても(図4中実線状態のままで、進退させ
ない)、加工用レーザ光21の作用は、本質的には変化
しないので光路内に常時挿入したままでもよい。従っ
て、この場合は、その分、駆動機構を減らす(省略)こ
とができることになる。ただし、加工用レーザ光の出力
が若干低下することや、加工用レーザ光によるλ/4板
の表面の破損等に注意しなければならないが、こうした
構成の例で実施してもよい。
Even if the λ / 4 plate 19 is installed in the optical path at the time of processing (the solid line in FIG. 4 does not move forward or backward), the action of the processing laser light 21 is essentially Does not change, so it may be always inserted in the optical path. Therefore, in this case, the number of drive mechanisms can be reduced (omitted) accordingly. However, it should be noted that the output of the processing laser light may be slightly decreased, and the surface of the λ / 4 plate may be damaged by the processing laser light.

【0068】前記全ての実施例においては、加工用レー
ザ光とアライメント光にそれぞれ別の光源を用いるた
め、加工用レーザ光21にパルス光、アライメント用レ
ーザ光22に連続発振光といった、それぞれ異なる発振
形態のレーザ光を用いることが可能となる。
In all of the above-mentioned embodiments, since different light sources are used for the processing laser light and the alignment light, respectively, the processing laser light 21 is a pulsed light and the alignment laser light 22 is a continuous wave light. It is possible to use a form of laser light.

【0069】例えば、図4に示すような構成で半導体ウ
ェハ(被加工物5)上の加工を行う場合、アライメント
用レーザ光22をその被加工面上に形成したアライメン
トマークに照射して、ステージ6を移動したときのアラ
イメント用レーザ光22のアライメントマークからの反
射光を受光素子14でモニターすることにより、加工す
る際に基準となる位置合わせを行う。
For example, when processing a semiconductor wafer (workpiece 5) with the structure shown in FIG. 4, the alignment laser beam 22 is irradiated onto the alignment mark formed on the work surface, and the stage is processed. By monitoring the reflected light from the alignment mark of the alignment laser light 22 when the laser beam 6 is moved, the light receiving element 14 performs the reference alignment during processing.

【0070】ここで、加工にはパルスレーザを用いる
が、アライメント用レーザには連続発振光のものを用い
ることが望ましい。特に、アライメント用レーザに連続
発振光のものを用いた場合、アライメントマークからの
散乱光と反射光の分解能を向上させることができ、対象
とする被加工物の位置決め精度が向上する。また、この
とき、アライメント用レーザ光22の反射光強度を測定
するので、照明光源41、モニター46は必要でなく、
省略することができる。また、受光素子14は、撮像素
子である必要はなく、フォトダイオード、フォトセル、
フォトマルチプライヤー等を用いることができる。
Here, a pulsed laser is used for processing, but it is desirable to use continuous wave light as the alignment laser. In particular, when continuous wave light is used as the alignment laser, the resolution of scattered light and reflected light from the alignment mark can be improved, and the positioning accuracy of the target workpiece is improved. At this time, since the reflected light intensity of the alignment laser light 22 is measured, the illumination light source 41 and the monitor 46 are not necessary,
Can be omitted. Further, the light receiving element 14 need not be an image pickup element, but may be a photodiode, a photocell,
A photomultiplier or the like can be used.

【0071】次に、本発明のレーザ加工装置の第二の実
施の形態について図5を用いて説明する。本実施の形態
は、加工用レーザ光とアライメント光の集光位置が等し
く、被加工物のアライメントの位置精度を向上させると
ともに、加工用およびアライメント用として1台のレー
ザシステムから構成され、さらに、加工用レーザ光とア
ライメント光の光軸合わせ、ビーム形状の整形の調整が
容易なレーザ加工装置を実現しようというものである。
Next, a second embodiment of the laser processing apparatus of the present invention will be described with reference to FIG. In the present embodiment, the converging positions of the processing laser light and the alignment light are equal to each other, the positional accuracy of the alignment of the workpiece is improved, and one laser system is used for the processing and the alignment. The purpose of the present invention is to realize a laser processing device in which it is easy to adjust the optical axes of the processing laser light and the alignment light and adjust the shaping of the beam shape.

【0072】この発明の実施の形態に従うレーザ加工装
置110は、次のように構成されている。図5に示すよ
うに、本例におけるレーザ加工装置110は、レーザ光
源LS、このレーザ光源のレーザ光の光路内に配置され
てそのレーザ光の高次の高調波を生成する非線形光学素
子25、および回折光学素子23を含む集光光学系を有
する構成を基本とする。
Laser processing apparatus 110 according to the embodiment of the present invention is configured as follows. As shown in FIG. 5, the laser processing apparatus 110 in the present example includes a laser light source LS, a non-linear optical element 25 disposed in the optical path of the laser light of the laser light source, and generating high-order harmonics of the laser light. And a configuration having a condensing optical system including the diffractive optical element 23.

【0073】上記レーザ光源LSは、ここでは、加工用
レーザ光源としてYAGレーザ光を射出するレーザ光源
を用いるものとし、該レーザ光源を射出した波長106
4nm(λ1 )のレーザ光(YAGレーザ光)31は、
前記図2と同様の光学系16により所定のビーム形状に
整形された後、ミラー17で反射し、レーザ光31の光
路内に配置した非線形光学素子25に入射される。レー
ザ光31は、非線形光学素子25において、同軸上に波
長532nm(λ2 )の第2高調波32を発生させる。
レーザ光31は、ダイクロイックミラー12により、反
射され光路を曲げられ回折光学素子23に入射し、被加
工物5に集光される。
As the laser light source LS, here, a laser light source that emits YAG laser light is used as a processing laser light source, and the wavelength 106 emitted from the laser light source is used.
The laser light (YAG laser light) 31 of 4 nm (λ 1 ) is
After being shaped into a predetermined beam shape by the optical system 16 similar to that shown in FIG. 2, it is reflected by the mirror 17 and is incident on the nonlinear optical element 25 arranged in the optical path of the laser beam 31. The laser light 31 coaxially generates a second harmonic wave 32 having a wavelength of 532 nm (λ 2 ) in the nonlinear optical element 25.
The laser light 31 is reflected by the dichroic mirror 12, has its optical path bent, enters the diffractive optical element 23, and is focused on the workpiece 5.

【0074】非線形光学素子25によって発生した第2
高調波32は、基本波となるレーザ光31と一致した光
軸上に発生するので、レーザ光31と同軸の経路をたど
り、ダイクロイックミラー12により、一部が反射され
て回折光学素子23によって加工用レーザ光31と同じ
位置に集光される。ここで、ダイクロイックミラー12
には、レーザ光31に関して略100%反射、第2高調
波32に関して一部透過するような特性を持たせる。
Second generated by nonlinear optical element 25
Since the harmonic 32 is generated on the optical axis that coincides with the laser light 31 that is the fundamental wave, it follows a path coaxial with the laser light 31, and is partially reflected by the dichroic mirror 12 and processed by the diffractive optical element 23. The laser light 31 is focused at the same position. Here, the dichroic mirror 12
Has a characteristic that about 100% of the laser light 31 is reflected and part of the second harmonic 32 is transmitted.

【0075】回折光学素子23は、前述の第一の実施の
形態と同様に、回折型レンズとして作用して、2つのレ
ーザ光31,32を被加工物5上でそれぞれ等しい位置
に集光させる。このようにして、レーザ光源LSを出射
した波長1064nmのレーザ光31の光路内に波長5
32nmの第2高調波32を生成する非線形光学素子2
5を配置し、その基本波のレーザ光31の光軸と同軸に
その第2高調波32を発生させることができ、また、上
記回折光学素子23によってそれら基本波と高次の高調
波を等しい位置に集光させられる。また、被加工面5a
は照明光源41からの光束によって、照射されるように
する。
The diffractive optical element 23 functions as a diffractive lens to focus the two laser beams 31 and 32 at the same position on the workpiece 5 as in the first embodiment. . In this way, the wavelength 5 is emitted in the optical path of the laser light 31 having the wavelength of 1064 nm emitted from the laser light source LS.
Nonlinear optical element 2 for generating second harmonic wave 32 of 32 nm
5, the second harmonic 32 can be generated coaxially with the optical axis of the laser light 31 of the fundamental wave, and the fundamental wave and the higher harmonics can be equalized by the diffractive optical element 23. It is focused on the position. Also, the processed surface 5a
Is irradiated with the light flux from the illumination light source 41.

【0076】本例では、第2高調波32はアライメント
の際に用いられ、前記の第一の実施の形態で説明したの
と同様に、図5に示すように、被加工面5aで反射され
た第2高調波32を受光素子14によって観測し、モニ
ター46に映し出された像によって被加工面5aの加工
状態の確認やレーザ光31の集光位置の位置決め等を行
うことができる。また、本例の場合も、前述の第一の実
施の形態で説明したように、ダイクロイックミラー12
の代わりに偏光ビームスプリッター(20;図4)を用
いても同様の効果を得ることができる。この場合、加工
用レーザ光に直線偏光の光を用いると非線形光学結晶に
よって発生する第2高調波の偏光方向は、基本波の偏光
方向と直交しているので、容易に実施することができ
る。
In this example, the second harmonic wave 32 is used for alignment, and is reflected by the surface 5a to be processed as shown in FIG. 5 in the same manner as described in the first embodiment. The second harmonic 32 can be observed by the light-receiving element 14, and the image displayed on the monitor 46 can be used to confirm the processing state of the surface 5a to be processed and to position the converging position of the laser light 31. Also, in the case of this example, as described in the first embodiment, the dichroic mirror 12 is used.
The same effect can be obtained by using a polarization beam splitter (20; FIG. 4) instead of. In this case, when linearly polarized light is used as the processing laser light, the polarization direction of the second harmonic generated by the non-linear optical crystal is orthogonal to the polarization direction of the fundamental wave, so that it can be easily implemented.

【0077】本例では、このような構成にすることによ
り、前記第一の実施の形態と異なる手段ながらも、その
場合と同等の作用効果を得られるとともに、異なるレー
ザシステムを必要とせず、コンパクトなシステムを構成
することが可能となる。本発明のこの第二の実施の形態
においては、第一のレーザ光源LSを出射した波長λ1
のレーザ光(ここでは、波長1064nmのYAGレー
ザ光31)の光路内に波長λ2 の高次の高調波(ここで
は、波長532nmの第2高調波32)を生成する非線
形光学素子25を配置して、波長λ1 の光束の光軸と同
軸に高次の高調波を発生させ、この場合、集光光学系内
に配置した上記回折光学素子23は、前述した〔第一の
実施の形態における第3実施態様〕で記述したのと同様
の作用により、その波長λ1 の基本波と波長λ2 の高次
の高調波を略等しい位置に集光させることができる。
In this example, by adopting such a configuration, although the means different from the first embodiment can be obtained, the same function and effect as in that case can be obtained, and a different laser system is not required, and the apparatus is compact. It is possible to configure various systems. In this second embodiment of the invention, the wavelength λ 1 emitted from the first laser light source LS
A non-linear optical element 25 that generates a higher-order harmonic wave (here, the second harmonic wave 32 having a wavelength of 532 nm) of the wavelength λ 2 is arranged in the optical path of the laser light (here, the YAG laser light 31 having a wavelength of 1064 nm). Then, higher harmonics are generated coaxially with the optical axis of the light flux of wavelength λ 1. In this case, the diffractive optical element 23 arranged in the condensing optical system is the same as the one described in the first embodiment. 3rd embodiment of the above], the fundamental wave of the wavelength λ 1 and the higher harmonics of the wavelength λ 2 can be condensed at substantially the same positions by the same operation as described above.

【0078】以上により、前記第一の実施の形態で記述
した効果と同様の効果を得ることができ、加工用レーザ
光とアライメント光の集光位置が等しく、被加工物5の
アライメントの位置精度が向上する。さらに、波長λ1
から変換した高次の高調波は、波長λ1 の光スポット形
状と略一致した光スポット形状を有し、波長λ1 と等し
い光軸上に生成されるので、2つの光束の光軸を合わせ
るためのアライメントを必要としない。これによれば、
加工用レーザ装置の他に、別途アライメント用のレーザ
装置等の光源を備える構成は必要とせず、加工用および
アライメント用として一台のレーザシステムで済ますこ
とができる。しかも、従来のものでは、加工用レーザ光
とアライメント光の光軸が正確に一致するよう調整する
ためなどの光学系が必要で、加工用レーザが赤外光や紫
外光の不可視光の場合にアライメント光との光軸合わせ
の調整が容易でないが、このような点も良好に改善で
き、加工用レーザ光とアライメント光の光軸合わせやビ
ーム形状の整形の調整も容易なものとなる。従って、以
上のことにより、異なるレーザシステムを必要とせず、
コンパクトなシステムを構成することが可能であり、さ
らに容易に2つのレーザ光の光軸のアライメントを行う
ことができる等の、より改良されたレーザ加工装置11
0を実現できる。
As described above, the same effect as the effect described in the first embodiment can be obtained, the converging positions of the processing laser beam and the alignment light are equal, and the alignment accuracy of the workpiece 5 is accurate. Is improved. Furthermore, the wavelength λ 1
Higher harmonics converted from has a wavelength lambda 1 of the light spot shape substantially coincides with the light spot shape, because they are produced on the optical axis is equal to the wavelength lambda 1, align the optical axes of the two light beams Does not need alignment for. According to this,
In addition to the processing laser device, it is not necessary to separately provide a light source such as a laser device for alignment, and a single laser system can be used for processing and alignment. Moreover, the conventional type requires an optical system for adjusting the optical axes of the processing laser light and the alignment light so that they are exactly the same, and when the processing laser is invisible light such as infrared light or ultraviolet light. Although adjustment of the optical axis alignment with the alignment light is not easy, such a point can be improved satisfactorily, and the optical axis alignment of the processing laser light and the alignment light and the adjustment of the beam shape can be easily adjusted. Therefore, because of the above, different laser systems are not required,
A more improved laser processing apparatus 11 capable of configuring a compact system and further easily aligning the optical axes of two laser beams.
0 can be realized.

【0079】本発明の第二の実施の形態も、種々の変
形、変更が可能である。以下に、その要部部分の構成に
ついて、図6に例をもって示すものは、かかる変形の一
例である。これは、特に、従来技術にあっては、先に触
れたように、加工用レーザ光とアライメント光の光軸が
正確に一致するように調整するための光学系、さらに
は、アライメント用光学系には、加工用レーザのビーム
形状(ビーム系等)と略一致するように整形するための
光学系が必要となり、とりわけ、加工用レーザに赤外光
や紫外光といった不可視光を用いた場合、アライメント
光との光軸合わせの調整が困難となる等の点に着目し、
上記レーザ加工装置110において、適用するその非線
形光学素子は、それぞれ略等しい形状の非線形光学結晶
を偶数個有し、光軸に垂直な面に対して対称になるよ
う、それぞれ同数の該非線形結晶を配置し、さらに進退
可能にする構成を具備せしめることによって、より一層
効果的な改良を実現しようというものである。
The second embodiment of the present invention can also be modified and changed in various ways. Below, with respect to the configuration of the main part, what is shown by way of example in FIG. 6 is an example of such a modification. Particularly, in the prior art, this is an optical system for adjusting so that the optical axes of the processing laser light and the alignment light are exactly the same as mentioned above, and further, the alignment optical system. Requires an optical system for shaping so as to substantially match the beam shape (beam system, etc.) of the processing laser. Especially, when invisible light such as infrared light or ultraviolet light is used for the processing laser, Focusing on the difficulty of adjusting the optical axis alignment with the alignment light,
In the laser processing apparatus 110, the nonlinear optical element to be applied has an even number of nonlinear optical crystals of substantially the same shape, and the same number of nonlinear optical crystals are arranged so as to be symmetric with respect to a plane perpendicular to the optical axis. By arranging them and providing them with a structure that allows them to move back and forth, it is intended to realize even more effective improvements.

【0080】すなわち、上記第二の実施の形態によるレ
ーザ加工装置110では、図6に示すように、非線形光
学素子25は、例えば、等しい形状をした2つの非線形
結晶30を、それぞれが位相整合条件を満たし、光軸に
垂直な面Fに対して対象になるように配置した構成とし
てもよい。
That is, in the laser processing apparatus 110 according to the second embodiment, as shown in FIG. 6, the nonlinear optical element 25 includes, for example, two nonlinear crystals 30 having the same shape, each having a phase matching condition. May be provided so as to be symmetrical with respect to the plane F perpendicular to the optical axis.

【0081】この実施の形態には、次のような特有の効
果がある。すなわち、このように配置すると、図6
(a)に示すように非線形結晶30に入射前の加工用レ
ーザ光31の光軸と射出側の光軸が一致することになる
ため、図6(b)に示すように2つの非線形結晶30を
退出させても、加工用レーザ光31の光軸は変化しない
ことになる。また、第2高調波32は加工用レーザ光3
1と略一致したビーム形状を有し、同軸の光路に発生す
るため、2つの光軸を合わせるための光学部材を必要と
せず、容易に2つのレーザ光の光軸合わせを行うことが
可能である。従って、アライメント等を行う際は、加工
用レーザ光31の光路内に非線形結晶30を挿入して第
2高調波32を発生させ、加工の際は非線形結晶30を
退出して、加工用レーザ光31の全エネルギーを被加工
面5aに照射するようにすることができる。
This embodiment has the following unique effects. That is, when arranged in this way, FIG.
As shown in FIG. 6A, the optical axis of the processing laser beam 31 before incident on the nonlinear crystal 30 and the optical axis on the exit side coincide with each other, so that the two nonlinear crystals 30 as shown in FIG. The optical axis of the processing laser light 31 does not change even if the laser beam is exited. Further, the second harmonic 32 is the processing laser beam 3
Since it has a beam shape that is substantially the same as that of 1 and is generated in the coaxial optical path, it is possible to easily perform the optical axis alignment of two laser beams without requiring an optical member for aligning the two optical axes. is there. Therefore, when performing alignment or the like, the nonlinear crystal 30 is inserted into the optical path of the processing laser light 31 to generate the second harmonic wave 32, and when processing, the nonlinear crystal 30 is exited and the processing laser light is emitted. It is possible to irradiate the processed surface 5a with all the energy of 31.

【0082】このように、本変形例に従って、レーザ光
源LS(図5)を出射したレーザ光の光軸に、略等しい
形状をした偶数個の非線形結晶(ここでは、2個の非線
形結晶30)を、位相光軸に垂直な面に対して、対象に
なるように配置すると、非線形光学素子を通過する前後
で光軸が変化しない。また、非線形光学結晶によって発
生した高次の高調波(ここでは、第2高調波)の光軸
は、透過したレーザ光の光軸と略一致する。さらに、高
次の高調波の光スポット形状は、透過するレーザ光の光
スポット形状と略一致する。
As described above, according to this modification, an even number of nonlinear crystals (here, two nonlinear crystals 30) having substantially the same shape as the optical axis of the laser light emitted from the laser light source LS (FIG. 5) are formed. Is arranged symmetrically with respect to the plane perpendicular to the phase optical axis, the optical axis does not change before and after passing through the nonlinear optical element. Further, the optical axis of the higher-order harmonic wave (here, the second harmonic wave) generated by the nonlinear optical crystal substantially coincides with the optical axis of the transmitted laser light. Further, the shape of the light spot of the higher harmonic wave is substantially the same as the shape of the light spot of the transmitted laser light.

【0083】以上のことにより、上記構成の非線形光学
素子を本実施の形態のレーザ加工装置における非線形光
学素子25に用いることにより、光軸が一致して所望の
ビーム形状を有するレーザ光を発生させることができ
る。従って、一層の改善を加えられ、前記図5の場合と
同様、1台のレーザシステムから構成されるとともに、
更に加工用レーザ光とアライメント光の光軸合わせ、ビ
ーム形状の整形の調整が容易な、より改良されたレーザ
加工装置110を実現することができる。
As described above, by using the non-linear optical element having the above-mentioned configuration for the non-linear optical element 25 in the laser processing apparatus of the present embodiment, laser light having a desired beam shape with the optical axes aligned with each other is generated. be able to. Therefore, further improvement is added, and as in the case of FIG. 5, it is composed of one laser system,
Further, it is possible to realize the improved laser processing apparatus 110 in which the optical axes of the processing laser light and the alignment light are easily adjusted and the beam shape is easily adjusted.

【0084】なお、図6を用いた上記の説明では、第2
の高調波を発生するのに用いる非線形光学結晶を2個配
置した例を示したが、本発明は、これに限られるもので
はなく、4個あるいは6個以上の偶数個とすることもで
きる。このような4個あるいは6個以上への増加はま
た、光路内に配置する非線形光学結晶の個数を増やすこ
とにより、第2高調波強度は増加することになるので、
この点で、安定したアライメントが可能となる。そし
て、このとき、等しい形状をした2つの非線形結晶から
なる組を複数用いて、それぞれ位相整合条件を満たし、
光軸に垂直な面に対して対象になるように配置した構成
とすることにより、非線形光学結晶を2個使用した場合
(図6)と同様な効果が得られる。従って、このように
して実施してもよい。
In the above description using FIG. 6, the second
Although an example in which two nonlinear optical crystals used to generate the higher harmonic wave are arranged is shown, the present invention is not limited to this, and it is also possible to use an even number of four or six or more. Such increase to 4 or 6 or more also increases the second harmonic intensity by increasing the number of nonlinear optical crystals arranged in the optical path.
In this respect, stable alignment becomes possible. Then, at this time, a plurality of pairs of two nonlinear crystals having the same shape are used to satisfy the phase matching conditions,
By arranging so as to be symmetrical with respect to the plane perpendicular to the optical axis, the same effect as when using two nonlinear optical crystals (FIG. 6) can be obtained. Therefore, you may implement in this way.

【0085】なお、加工レーザ光31の出力が非線形光
学結晶30のダメージしきい値よりも大きい場合、アラ
イメントの際に、フィルター等で加工用レーザ光31の
入射光強度を制限するようにすると良い。また、アライ
メント中に加工用レーザ光を被加工面5aに照射したく
ない場合、非線形光学素子25と被加工面5a間の光路
内に色ガラスフィルター33(図5)等を挿入して加工
用レーザ31を遮蔽し、アライメント用第2高調波32
のみを被加工物5に照射するようにすると良い。本発明
は、このような態様で実施形態することもできる。
When the output of the processing laser light 31 is larger than the damage threshold of the nonlinear optical crystal 30, it is preferable to limit the incident light intensity of the processing laser light 31 with a filter or the like during alignment. . Further, when it is not desired to irradiate the processing surface 5a with the processing laser light during the alignment, a colored glass filter 33 (FIG. 5) or the like is inserted in the optical path between the nonlinear optical element 25 and the processing surface 5a for processing. The second harmonic 32 for alignment, which shields the laser 31
It is advisable to irradiate only the workpiece 5 with the workpiece. The present invention may be embodied in such a manner.

【0086】以上述べてきた内容は、以下の発明として
捉えることもできる。 〔1〕第1の波長λ1 のレーザ光を生成する第1のレー
ザ光生成手段と、第2の波長λ2 のレーザ光を生成する
第2のレーザ光生成手段と、回折光学素子を含む集光光
学系を有し、波長λ1 の光について該回折光学素子の回
折効率の最も高い回折次数m1 による焦点位置と、波長
λ2 (但しλ2 ≠λ1 )の光について該回折光学素子の
回折効率の最も高い回折次数m2 (但しm2 ≠m1 )に
よる焦点位置が、略一致することを特徴とするレーザ加
工装置。
The contents described above can be grasped as the following inventions. [1] Includes first laser light generating means for generating laser light of the first wavelength λ 1 , second laser light generating means for generating laser light of the second wavelength λ 2 , and diffractive optical element. A focusing position having a condensing optical system and having a diffraction order m 1 having the highest diffraction efficiency of the diffractive optical element for light having a wavelength λ 1 and light having a wavelength λ 2 (where λ 2 ≠ λ 1 ) A laser processing apparatus characterized in that the focal positions according to the diffraction order m 2 (where m 2 ≠ m 1 ) having the highest diffraction efficiency of the element are substantially coincident with each other.

【0087】〔2〕前記回折光学素子の波長λ1 におけ
る焦点距離f1 、及び波長λ2 における焦点距離f
2 が、 |f1 −f2 |<f1 ×0.05 の条件を満たすことを特徴とする上記付記項〔1〕記載
のレーザ加工装置。 〔3〕前記第1のレーザ光生成手段及び前記第2のレー
ザ光生成手段は、それぞれ異なるレーザシステムを有す
ることを特徴とする上記付記項〔1〕または〔2〕記載
のレーザ加工装置。
[2] Focal length f 1 at wavelength λ 1 of the diffractive optical element and focal length f at wavelength λ 2
2 satisfies the condition of | f 1 −f 2 | <f 1 × 0.05. [3] The laser processing apparatus according to the above-mentioned additional item [1] or [2], wherein the first laser light generating means and the second laser light generating means have different laser systems, respectively.

【0088】〔4〕前記第2の波長λ2 は、前記第1の
波長λ1 の高次の高調波に相当する波長であることを特
徴とする上記付記項〔1〕乃至〔3〕のいずれかに記載
のレーザ加工装置。 〔5〕前記第2の波長λ2 は、前記第1の波長λ1 の高
次の高調波に相当する波長であって、第1もしくは第2
のレーザ光のいずれかが、可視光であることを特徴とす
る上記付記項〔1〕乃至〔3〕記載のレーザ加工装置。 〔6〕レーザ光源と、該レーザ光源を出射したレーザ光
の光路内に配置して、該レーザ光の高次の高調波を生成
する非線形光学素子と、回折光学素子を含む集光光学系
を有し、該集光光学系によって、前記レーザ光と前記高
調波を略等しい位置に集光することを特徴とするレーザ
加工装置。 〔7〕前記非線形光学素子は、それぞれ略等しい形状の
非線形光学結晶を偶数個有し、光軸に垂直な面に対して
対称になるよう、それぞれ同数の該非線形結晶を配置
し、さらに進退可能にしたことを特徴とする上記付記項
〔6〕記載のレーザ加工装置。
[4] The second wavelength λ 2 is a wavelength corresponding to a higher harmonic of the first wavelength λ 1 , and the additional items [1] to [3] above. The laser processing apparatus according to any one of claims. [5] The second wavelength λ 2 is a wavelength corresponding to a higher harmonic of the first wavelength λ 1 , and is the first or second wavelength.
Any one of the laser beams in 1 above is visible light, the laser processing apparatus according to the above-mentioned additional items [1] to [3]. [6] A condensing optical system including a laser light source, a nonlinear optical element arranged in the optical path of the laser light emitted from the laser light source to generate higher harmonics of the laser light, and a diffractive optical element. A laser processing apparatus having the condensing optical system for condensing the laser light and the harmonic at substantially equal positions. [7] Each of the non-linear optical elements has an even number of non-linear optical crystals of substantially the same shape, and the same number of non-linear optical crystals are arranged so as to be symmetric with respect to a plane perpendicular to the optical axis. The laser processing apparatus according to the above-mentioned additional item [6].

【0089】[0089]

【発明の効果】本発明の第一の態様によれば、第1の波
長λ1 のレーザ光とこれと異なる波長の第2の波長λ2
のレーザ光について、これらを基本的に同じ焦点距離
で、しかも無収差で集光させることが可能で、加工用レ
ーザ光とアライメント用レーザ光の集光位置が等しく、
被加工物のアライメントの位置精度を向上させることの
できるレーザ加工装置を実現でき、光学系に色収差があ
る場合に2つのレーザ光の集光位置が異なって被加工物
のアライメントの位置精度の低下を来すといったことも
防止でき、また、使用する回折光学素子は実質的に厚み
をもたないもので足り、それだけ容易に光学系をコンパ
クトに構成することもできる。
According to the first aspect of the present invention, the laser light having the first wavelength λ 1 and the second wavelength λ 2 having a different wavelength from the laser light having the first wavelength λ 1
It is possible to focus these laser lights with basically the same focal length and without aberration, and the processing laser light and the alignment laser light have the same focus position.
It is possible to realize a laser processing apparatus capable of improving the positional accuracy of alignment of a work piece, and when the optical system has chromatic aberration, the two laser light converging positions are different and the positional accuracy of alignment of the work piece deteriorates. In addition, the diffractive optical element to be used does not need to have a thickness, and the optical system can be easily made compact.

【0090】また、回折光学素子の波長λ1 における焦
点距離f1 、および波長λ2 における焦点距離f2 が、 |f1 −f2 |<f1 ×0.05 の条件を満たすよう構成すると、2つの集光位置は概ね
一致するとみなせるので、さらに、被加工物の位置合わ
せ精度を維持することができ、適切にその位置合わせ精
度の確保も実現できる。
[0090] Further, the focal length f 2 of the focal length f 1, and the wavelength lambda 2 at a wavelength lambda 1 of the diffractive optical element, | f 1 -f 2 | <When satisfy the condition construction of f 1 × 0.05 Since it can be considered that the two converging positions are substantially coincident with each other, it is possible to further maintain the alignment accuracy of the workpiece and appropriately secure the alignment accuracy.

【0091】また、本発明の第二の態様に従うレーザ加
工装置によれば、加工用レーザ光とアライメント光の集
光位置が等しく、被加工物のアライメントの位置精度が
向上するとともに、これに加えて、加工用およびアライ
メント用として1台のレーザシステムから構成でき、さ
らに、加工用レーザ光とアライメント光の光軸合わせ、
ビーム形状の整形の調整も容易であり、異なるレーザシ
ステムを必要とせず、しかも、コンパクトなシステムを
構成することが可能であり、さらに容易に2つのレーザ
光の光軸のアライメントを行うことができる等のより改
良されたレーザ加工装置を実現できる。
Further, according to the laser processing apparatus according to the second aspect of the present invention, the converging positions of the processing laser light and the alignment light are equal, the positional accuracy of alignment of the workpiece is improved, and in addition to this, Can be configured from one laser system for processing and alignment, and further, the optical axis alignment of the processing laser light and the alignment light,
The beam shape can be easily adjusted, different laser systems are not required, and a compact system can be configured. Further, the optical axes of the two laser beams can be easily aligned. It is possible to realize a more improved laser processing device such as.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の原理説明に供する図である。FIG. 1 is a diagram for explaining the principle of the present invention.

【図2】本発明のレーザ加工装置の一実施の形態(第一
の実施の形態)の構成を示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing a configuration of an embodiment (first embodiment) of a laser processing apparatus of the present invention.

【図3】同実施の形態の変形例の構成を示す図であっ
て、その要部を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing a configuration of a modified example of the same embodiment and is a diagram showing a main part thereof.

【図4】同じく、他の変形例の構成を示す図であって、
その要部を示す図である。
FIG. 4 is also a diagram showing the configuration of another modification,
It is a figure which shows the principal part.

【図5】本発明のレーザ加工装置の他の実施の形態(第
二の実施の形態)の構成を示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing a configuration of another embodiment (second embodiment) of the laser processing apparatus of the present invention.

【図6】同実施の形態の変形例の構成を示す図であっ
て、その要部を示す図である。
FIG. 6 is a diagram showing a configuration of a modified example of the same embodiment and is a diagram showing a main part thereof.

【図7】従来のレーザ加工装置の概略的な構成を示す図
である。
FIG. 7 is a diagram showing a schematic configuration of a conventional laser processing apparatus.

【図8】従来のレーザ加工装置の他の例を示す図であ
る。
FIG. 8 is a diagram showing another example of a conventional laser processing apparatus.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

5 被加工物 5a 被加工面 6 ステージ 12 ダイクロイックミラー 12′ ダイクロイックミラー 13 アライメント光学系 14 受光素子 16 光学系 17 ミラー 18 1/2λ板 19 1/4λ板 20 偏光ビームスプリッター 21 レーザ光 22 レーザ光 23 回折光学素子 24 レリーフパターン 25 非線形光学素子 30 非線形結晶 31 レーザ光 32 第2高調波 33 色ガラスフィルター 41 照明光源 42 楕円鏡 45 ハーフミラー 46 モニター 100 レーザ加工装置 110 レーザ加工装置 LS レーザ光源 LS1 加工用レーザ光源 LS2 アライメント用光源 5 Workpiece 5a Worked Surface 6 Stage 12 Dichroic Mirror 12 'Dichroic Mirror 13 Alignment Optical System 14 Photoreceptor 16 Optical System 17 Mirror 18 1 / 2λ Plate 19 1 / 4λ Plate 20 Polarized Beam Splitter 21 Laser Light 22 Laser Light 23 Diffractive optical element 24 Relief pattern 25 Nonlinear optical element 30 Nonlinear crystal 31 Laser light 32 Second harmonic 33 Color glass filter 41 Illumination light source 42 Elliptical mirror 45 Half mirror 46 Monitor 100 Laser processing device 110 Laser processing device LS Laser light source LS1 For processing Laser light source LS2 Alignment light source

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 第1の波長λ1 のレーザ光を生成する第
1のレーザ光生成手段と、 第2の波長λ2 のレーザ光を生成する第2のレーザ光生
成手段と、 回折光学素子を含む集光光学系を有し、 波長λ1 の光について該回折光学素子の回折効率の最も
高い回折次数m1 による焦点位置と、 波長λ2 (但しλ2 ≠λ1 )の光について該回折光学素
子の回折効率の最も高い回折次数m2 (但しm2
1 )による焦点位置が、略一致することを特徴とする
レーザ加工装置。
1. A first laser light generating means for generating a laser light of a first wavelength λ 1 , a second laser light generating means for generating a laser light of a second wavelength λ 2 , and a diffractive optical element. A focusing position by a diffraction order m 1 having the highest diffraction efficiency of the diffractive optical element for light of wavelength λ 1 and light of wavelength λ 2 (where λ 2 ≠ λ 1 ). The diffraction order m 2 (where m 2
A laser processing device characterized in that the focal positions according to m 1 ) are substantially the same.
【請求項2】 前記回折光学素子の波長λ1 における焦
点距離f1 、及び波長λ2 における焦点距離f2 が、 |f1 −f2 |<f1 ×0.05 の条件を満たすことを特徴とする請求項1記載のレーザ
加工装置。
Wherein the focal length f 1 at the wavelength lambda 1 of the diffractive optical element, and the focal length f 2 at the wavelength lambda 2, | f 1 -f 2 | <satisfies the condition of f 1 × 0.05 The laser processing apparatus according to claim 1, which is characterized in that.
【請求項3】 レーザ光源と、 該レーザ光源を出射したレーザ光の光路内に配置して、
該レーザ光の高次の高調波を生成する非線形光学素子
と、 回折光学素子を含む集光光学系を有し、 該集光光学系によって、前記レーザ光と前記高調波を略
等しい位置に集光することを特徴とするレーザ加工装
置。
3. A laser light source, and a laser light source disposed in the optical path of the laser light emitted from the laser light source,
A nonlinear optical element that generates higher harmonics of the laser light and a condensing optical system including a diffractive optical element are provided, and the condensing optical system collects the laser light and the harmonic at substantially equal positions. A laser processing device that emits light.
JP8139920A 1996-06-03 1996-06-03 Laser beam machine Withdrawn JPH09323184A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP8139920A JPH09323184A (en) 1996-06-03 1996-06-03 Laser beam machine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP8139920A JPH09323184A (en) 1996-06-03 1996-06-03 Laser beam machine

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH09323184A true JPH09323184A (en) 1997-12-16

Family

ID=15256740

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP8139920A Withdrawn JPH09323184A (en) 1996-06-03 1996-06-03 Laser beam machine

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH09323184A (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009269089A (en) * 2008-05-02 2009-11-19 Leister Process Technologies Laser operating method and device therefor
JP2010042424A (en) * 2008-08-11 2010-02-25 Omron Corp Laser processing method, laser processing apparatus, method of manufacturing optical element, and optical element
KR101287982B1 (en) * 2005-06-17 2013-07-18 올림푸스 가부시키가이샤 Laser beam machining method and apparatus
JP2016097407A (en) * 2014-11-18 2016-05-30 株式会社アマダホールディングス Detection method for reflected light and laser processing head

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101287982B1 (en) * 2005-06-17 2013-07-18 올림푸스 가부시키가이샤 Laser beam machining method and apparatus
JP2009269089A (en) * 2008-05-02 2009-11-19 Leister Process Technologies Laser operating method and device therefor
US8653406B2 (en) 2008-05-02 2014-02-18 Leister Technologies Ag Laser operating process and laser device
JP2010042424A (en) * 2008-08-11 2010-02-25 Omron Corp Laser processing method, laser processing apparatus, method of manufacturing optical element, and optical element
JP2016097407A (en) * 2014-11-18 2016-05-30 株式会社アマダホールディングス Detection method for reflected light and laser processing head

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6951627B2 (en) Method of drilling holes with precision laser micromachining
US7880117B2 (en) Method and apparatus of drilling high density submicron cavities using parallel laser beams
JP4736633B2 (en) Laser irradiation device
KR102127030B1 (en) A 193nm laser and an inspection system using a 193nm laser
JP4640029B2 (en) Wavelength conversion optical system, laser light source, exposure apparatus, specimen inspection apparatus, and polymer crystal processing apparatus
TWI392552B (en) Laser irradiation device and laser processing method
US7102118B2 (en) Beam formation unit comprising two axicon lenses, and device comprising one such beam formation unit for introducing radiation energy into a workpiece consisting of a weakly-absorbent material
JP4429974B2 (en) Laser processing method and apparatus
JP4161136B2 (en) Optical level controller, control method thereof, and laser application apparatus using the same
WO2005084874A1 (en) Laser processing equipment
JPWO2018012379A1 (en) Laser processing head and laser processing apparatus
JP5536319B2 (en) Laser scribing method and apparatus
WO2005116751A1 (en) Wavelength converting optical system, laser light source, exposure apparatus, mask examining apparatus, and macromolecular crystal lens machining device
CN110023027B (en) Laser processing system and laser processing method
JP2003112280A (en) Light irradiation device, optical machining device, machining method and electronic component
WO2022042166A1 (en) Laser processing system having optical diffraction tomography function
JP2011161483A (en) Laser beam machining apparatus
JPH09323184A (en) Laser beam machine
JP2006308908A (en) Duv light source device and laser machining apparatus
CN111601676A (en) Laser system and method for processing materials
JPH09159572A (en) Optical device
JP2012135807A (en) Laser beam machining apparatus and laser beam machining method
JP2008129035A (en) Light source device for mask inspection, and mask inspection device
JP2002079392A (en) Device and method for laser beam machining
JP2016107321A (en) Laser machining method and laser machining device

Legal Events

Date Code Title Description
A300 Withdrawal of application because of no request for examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 20030805