JPH11170079A - Laser optical device and laser beam machining device - Google Patents
Laser optical device and laser beam machining deviceInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】この発明は薄膜加工などに用
いられるレ−ザ光の強度分布を均一化するためのレ−ザ
光学装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a laser optical device for uniformizing the intensity distribution of laser light used for processing a thin film.
【０００２】[0002]
【従来の技術】たとえば、半導体装置や液晶表示装置を
製造する場合、リソグラフィ−工程やアニ−ル工程があ
り、これらの工程ではレ−ザ光による薄膜加工が行われ
る。この薄膜加工をレ−ザ光で行う場合、その加工精度
を高めるためにレ−ザ光の強度分布を均一化するという
ことが行われる。2. Description of the Related Art For example, when manufacturing a semiconductor device or a liquid crystal display device, there are a lithography process and an annealing process. In these processes, a thin film is processed by laser light. When this thin film processing is performed with laser light, it is common to uniform the intensity distribution of the laser light in order to increase the processing accuracy.
【０００３】レ−ザ光の強度分布を均一化するための光
学装置としては、レンズアレイ（フライレンズアレイ）
と結像レンズとを組み合わせた、いわゆるビ−ムホモジ
ナイザが用いられる。As an optical device for making the intensity distribution of laser light uniform, a lens array (fly lens array) is used.
A so-called beam homogenizer in which a lens and an imaging lens are combined is used.
【０００４】図５は従来の光学装置を示す。同図中１は
複数のレンズ部１ａが行列状に配置されたレンズアレイ
である。このレンズアレイ１の入射側にはレ−ザ発振器
２が配置され、このレ−ザ発振器２から出力されたレ−
ザ光Ｌは上記レンズアレイ１に入射する。レンズアレイ
１に入射したレ−ザ光Ｌは各レンズ部１ａで分割され、
集束されながら出射する。FIG. 5 shows a conventional optical device. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a lens array in which a plurality of lens units 1a are arranged in a matrix. A laser oscillator 2 is disposed on the incident side of the lens array 1, and a laser output from the laser oscillator 2 is provided.
The light L enters the lens array 1. The laser beam L incident on the lens array 1 is split by each lens unit 1a,
The light is emitted while being focused.
【０００５】上記レンズアレイ１の出射側には結像レン
ズ３が配置され、上記レンズアレイ１の各レンズ部１ａ
で分割されたレ−ザ光Ｌは、上記結像レンズ３の焦点位
置に配置された被加工物４上で重畳して結像される。[0005] An imaging lens 3 is arranged on the emission side of the lens array 1, and each lens portion 1 a of the lens array 1 is provided.
The laser light L divided by the above is formed to overlap and form an image on the workpiece 4 arranged at the focal position of the imaging lens 3.
【０００６】ところで、レ−ザ光Ｌは可干渉性を有す
る。そのため、レンズアレイ１の各レンズ部１ａで分割
されたレ−ザ光Ｌが結像レンズ３によってその焦点位置
で重畳して結像されると、上記結像レンズ３で分割され
たそれぞれのレ−ザ光Ｌが干渉し、干渉縞が生じるとい
うことがある。The laser beam L has coherence. Therefore, when the laser light L divided by each lens portion 1a of the lens array 1 is superimposed and imaged at the focal position by the imaging lens 3, each laser beam divided by the imaging lens 3 is formed. -The light L may interfere and generate interference fringes.
【０００７】そのため、結像されたレ−ザ光Ｌの強度分
布は、図４（ｂ）に示すように不均一になるため、その
レ−ザ光Ｌによる加工精度を十分に高めることができな
いということがあった。As a result, the intensity distribution of the formed laser light L becomes non-uniform as shown in FIG. 4 (b), so that the processing accuracy with the laser light L cannot be sufficiently increased. There was that.
【０００８】[0008]
【発明が解決しようとする課題】このように、複数のレ
ンズ部を有するレンズアレイを用いてレ−ザ光の強度分
布を均一化する場合、レ−ザ光は可干渉性を有するか
ら、上記各レンズ部で分割されたレ−ザ光が結像レンズ
で集束されて重畳するときに、それぞれのレ−ザ光が干
渉し合う。そのため、その干渉によって集束されたレ−
ザ光の強度分布が不均一になるということがあった。As described above, when the intensity distribution of laser light is made uniform by using a lens array having a plurality of lens portions, the laser light has coherence. When the laser beams split by the respective lens units are converged and superimposed by the imaging lens, the respective laser beams interfere with each other. Therefore, the laser focused by the interference
In some cases, the intensity distribution of the light becomes non-uniform.
【０００９】この発明は、レンズアレイを用いてレ−ザ
光の強度分布を均一化する場合、上記レンズアレイによ
って分割されたレ−ザ光を干渉しにくい状態で重畳結像
できるようにした光学装置を提供することにある。According to the present invention, when the intensity distribution of laser light is made uniform by using a lens array, the laser light split by the lens array can be superimposed and formed in a state in which interference is hardly caused. It is to provide a device.
【００１０】[0010]
【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、レ−
ザ光の強度分布を均一化するためのレ−ザ光学装置にお
いて、レ−ザ光を複数に分割する複数のレンズ部を有す
るとともに一部のレンズ部の口径が異なる大きさに設定
されたレンズアレイと、このレンズアレイの各レンズ部
で分割されたレ−ザ光を集光する結像レンズとを具備し
たことを特徴とする。According to the first aspect of the present invention, a laser is provided.
In a laser optical device for equalizing the intensity distribution of laser light, a lens having a plurality of lens portions for splitting the laser light into a plurality of light beams, and having a plurality of lens portions having different aperture sizes. An array and an imaging lens for condensing laser light split by each lens unit of the lens array are provided.
【００１１】請求項２の発明は、レ−ザ光の強度分布を
均一化するためのレ−ザ光学装置において、レ−ザ光を
複数に分割する複数のレンズ部を有するレンズアレイ
と、このレンズアレイの各レンズ部で分割されたレ−ザ
光を集光する結像レンズと、上記レンズアレイの入射側
に設けられこのレンズアレイの一部のレンズ部に入射す
るレ−ザ光の位相を他のレンズ部に入射するレ−ザ光の
位相よりも所定量ずらす位相差発生部材とを具備したこ
とを特徴とする。According to a second aspect of the present invention, there is provided a laser optical apparatus for making the intensity distribution of laser light uniform, a lens array having a plurality of lens portions for dividing the laser light into a plurality of parts, and An imaging lens for condensing the laser light split by each lens unit of the lens array, and a phase of the laser light provided on the incident side of the lens array and incident on a part of the lens array; And a phase difference generating member for shifting the phase of laser light incident on another lens portion by a predetermined amount.
【００１２】請求項３の発明は、レ−ザ光の強度分布を
均一化するためのレ−ザ光学装置において、レ−ザ光を
複数に分割する複数のレンズ部を有するレンズアレイ
と、このレンズアレイの各レンズ部で分割されたレ−ザ
光を集光する結像レンズと、上記レンズアレイの入射側
に設けられこのレンズアレイの一部のレンズ部に入射す
るレ−ザ光の光学距離を他のレンズ部に入射するレ−ザ
光の光学距離に対して可干渉距離以上ずらす距離変調部
材とを具備したことを特徴とする。According to a third aspect of the present invention, there is provided a laser optical device for making the intensity distribution of laser light uniform, a lens array having a plurality of lens portions for dividing the laser light into a plurality of parts, and An imaging lens for condensing the laser light split by each lens unit of the lens array; and an optical system for the laser light provided on the incident side of the lens array and incident on a part of the lens unit of the lens array. A distance modulating member that shifts the distance by at least the coherent distance with respect to the optical distance of the laser light incident on the other lens unit.
【００１３】請求項４の発明によれば、レ−ザ光の強度
を均一化して被加工物をレ−ザ加工するレ−ザ加工装置
において、レ−ザ発振器と、このレ−ザ発振器から出力
されたレ−ザ光の強度分布を均一化する光学装置とを具
備し、上記光学装置は請求項１乃至請求項３のいずれか
に記載された構成であることを特徴とする。According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a laser processing apparatus for processing a workpiece by equalizing the intensity of laser light, comprising: a laser oscillator; An optical device for equalizing the intensity distribution of the output laser light, wherein the optical device has a configuration according to any one of claims 1 to 3.
【００１４】請求項１の発明によれば、レンズアレイの
一部のレンズ部の口径を変えることで、各レンズ部で分
割されたレ−ザ光の干渉縞の周期を変えることができる
から、分割されたそれぞれのレ−ザ光が干渉し合って
も、干渉縞が低減され、レ−ザ光の強度が均一化され
る。According to the first aspect of the present invention, the period of the interference fringes of the laser light divided by each lens unit can be changed by changing the aperture of a part of the lens unit of the lens array. Even if the divided laser beams interfere with each other, interference fringes are reduced and the intensity of the laser beams is made uniform.
【００１５】請求項２の発明によれば、レンズアレイの
一部のレンズ部に入射するレ−ザ光の波長をずらすよう
にしたことで、各レンズ部で分割されたそれぞれのレ−
ザ光が干渉し合っても、干渉縞が低減され、レ−ザ光の
強度が均一化される。According to the second aspect of the present invention, the wavelength of laser light incident on a part of the lens units of the lens array is shifted, so that each laser beam divided by each lens unit is shifted.
Even if the laser beams interfere with each other, the interference fringes are reduced, and the intensity of the laser beam is made uniform.
【００１６】請求項３の発明によれば、レンズアレイの
一部のレンズ部に入射するレ−ザ光の光学距離を可干渉
距離以上ずらすようにしたことで、各レンズ部で分割さ
れたそれぞれのレ−ザ光が干渉し合うのが防止され、レ
−ザ光の強度が均一化される。請求項４の発明によれ
ば、強度分布が均一化されたレ−ザ光によって被加工物
を加工することができる。According to the third aspect of the present invention, the optical distance of the laser light incident on a part of the lens units of the lens array is shifted by more than the coherent distance, so that each of the lens units is divided. Are prevented from interfering with each other, and the intensity of the laser light is made uniform. According to the fourth aspect of the present invention, a workpiece can be processed by laser light having a uniform intensity distribution.
【００１７】[0017]
【発明の実施の形態】以下、この発明の一実施の形態を
図面を参照して説明する。図１はこの発明の第１の実施
の形態で、同図中１１はたとえば半導体装置や液晶表示
装置を製造する場合に、薄膜をアニ−ル加工するための
レ−ザ加工装置を示す。このレ−ザ加工装置１１はレ−
ザ発振器１２を備えている。このレ−ザ発振器１２から
出力されたレ−ザ光Ｌは光学装置１３に入射する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows a first embodiment of the present invention. In FIG. 1, reference numeral 11 denotes a laser processing apparatus for annealing a thin film when manufacturing a semiconductor device or a liquid crystal display device, for example. This laser processing device 11 is a laser processing device.
The oscillator 12 is provided. The laser light L output from the laser oscillator 12 enters the optical device 13.
【００１８】上記光学装置１３は上記レ−ザ発振器１２
からのレ−ザ光Ｌが入射するレンズアレイ１５およびこ
のレンズアレイ１５から出射したレ−ザ光Ｌを集束して
被加工物１６上に結像する結像レンズ１７とからなる。The optical device 13 comprises the laser oscillator 12
A lens array 15 on which laser light L from the lens array 15 is incident, and an imaging lens 17 for converging the laser light L emitted from the lens array 15 to form an image on a workpiece 16.
【００１９】上記レンズアレイ１５は口径の異なる第１
のレンズ部１５ａと第２のレンズ部１５ｂとを組み合わ
せて形成されている。この実施の形態では、第１のレン
ズ部１５ａの口径は第２のレンズ部１５ｂの口径よりも
小さく設定されていて、上記第１のレンズ部１５ａと第
２のレンズ部１５ｂとが隣り合うよう、これらのレンズ
部１５ａ、１５ｂが行列状に配置されている。The lens array 15 has first apertures having different apertures.
Are formed by combining the lens portion 15a and the second lens portion 15b. In this embodiment, the aperture of the first lens section 15a is set smaller than the aperture of the second lens section 15b, so that the first lens section 15a and the second lens section 15b are adjacent to each other. The lens portions 15a and 15b are arranged in a matrix.
【００２０】さらに、口径が異なることで、第１のレン
ズ部１５ａの焦点距離ｆ1 と第２のレンズ部１５ｂの焦
点距離ｆ2 も異なるから、これら焦点距離ｆ11、ｆ12の
差に応じて光軸方向の位置を後述するごとくずらして配
置される。Further, since the focal length f 1 of the first lens portion 15a and the focal length f 2 of the second lens portion 15b are different due to the difference in aperture, the difference between the focal lengths f 11 and f 12 is determined. The positions in the optical axis direction are shifted as described later.
【００２１】なお、第１のレンズ部１５ａと第２のレン
ズ部１５ｂとは光軸方向の位置をずらして一体成形して
もよく、あるいは別体成形して図示しないホルダにより
光軸方向の位置をずらして一体的に保持するなど、いず
れの構成であってもよい。The first lens portion 15a and the second lens portion 15b may be formed integrally with each other by shifting the position in the optical axis direction, or may be separately formed and formed into a position in the optical axis direction by a holder (not shown). , And may be held integrally.
【００２２】上記レンズアレイ１５に入射したレ−ザ光
Ｌは、各レンズ部１５ａ、１５ｂによって分割されると
ともに集束されながら上記結像レンズ１７に入射する。
この結像レンズ１７から出射した各レ−ザ光Ｌは集束さ
れて被加工物１６上で重畳するようになっている。The laser light L incident on the lens array 15 is incident on the image forming lens 17 while being divided and focused by the lens portions 15a and 15b.
Each laser beam L emitted from the imaging lens 17 is converged and superimposed on the workpiece 16.
【００２３】ここで、上記被加工物１６に結像される像
の大きさをＤ、焦点距離ｆ11の第１のレンズ部１５ａの
口径をｄ1 、焦点距離ｆ12の第２のレンズ部１５ｂの口
径をｄ2 、結像レンズ１７の焦点距離をｆ2 とすると、
第１のレンズ部１５ａによって結像される像の大きさＤ
と、第２のレンズ部１５ｂによって結像される像の大き
さＤとが等しくなるよう、上記各レンズ部１５ａ、１５
ｂは光軸方向に位置をずらして配置されている。[0023] Here, d 1 the diameter of the first lens portion 15a of the size of the image formed on the workpiece 16 D, the focal length f 11, a second lens unit having a focal length f 12 the 15b caliber d2, and the focal length of the imaging lens 17 and f 2,
The size D of the image formed by the first lens unit 15a
And the size of the image formed by the second lens unit 15b is equal to that of the lens units 15a, 15a.
“b” is arranged at a position shifted in the optical axis direction.
【００２４】つまり、第１のレンズ部１５ａによって結
像される像の大きさＤは、 Ｄ＝（ｆ2 ／ｆ11）・ｄ1 …（１）式 で示され、第２のレンズ部１５ｂによってる結像される
像の大きさＤは、 Ｄ＝（ｆ2 ／ｆ12）・ｄ2 …（１）式 で示される。したがって、 （ｄ1 ／ｆ11）＝（ｄ2 ／ｆ12）＝const …（３）式 となるよう、上記各レンズ部１５ａ、１５ｂを配置すれ
ば、これらレンズ部１５ａ、１５ｂによって被加工物１
６上に結像される像の大きさを同じ大きさＤにすること
ができる。なお、第１のレンズ部１５ａと第２のレンズ
部１５ｂとの光軸方向のずれ量は図１にＸで示す。That is, the size D of the image formed by the first lens unit 15a is expressed by the following equation: D = (f 2 / f 11 ) · d 1 (1) The size D of the image formed by the following equation is expressed by the following equation: D = (f 2 / f 12 ) · d 2 (1) Therefore, if the lens units 15a and 15b are arranged so that (d 1 / f 11 ) = (d 2 / f 12 ) = const (3), the workpiece is formed by the lens units 15a and 15b. 1
6 can have the same size D. It should be noted that the amount of shift in the optical axis direction between the first lens unit 15a and the second lens unit 15b is indicated by X in FIG.
【００２５】上記構成の光学装置１３が用いられたレ−
ザ加工装置１１によれば、レ−ザ発振器１２から出力さ
れて光学装置１３に入射したレ−ザ光Ｌは、レンズアレ
イ１５の第１のレンズ部１５ａと第２のレンズ部１５ｂ
とで分割される。各レンズ部１５ａ、１５ｂで分割され
たレ−ザ光Ｌは集束されながら結像レンズ１７に入射
し、この結像レンズ１７でさらに集束されることで、被
加工物１６上に重畳して結像される。A laser in which the optical device 13 having the above configuration is used.
According to the laser processing device 11, the laser light L output from the laser oscillator 12 and incident on the optical device 13 is transmitted to the first lens portion 15a and the second lens portion 15b of the lens array 15.
Is divided by The laser beam L split by each of the lens portions 15a and 15b is incident on the imaging lens 17 while being focused, and is further focused by the imaging lens 17 so as to be superimposed and formed on the workpiece 16. Imaged.
【００２６】上記レンズアレイ１５を口径の異なる第１
のレンズ部１５ａと第２のレンズ部１５ｂとから構成し
たことで、各レンズ部１５ａ、１５ｂで分割されたレ−
ザ光Ｌの干渉縞の周期を変えることができる。The above-mentioned lens array 15 is provided with first lenses having different apertures.
Is composed of the lens portion 15a and the second lens portion 15b, so that lasers divided by the lens portions 15a and 15b are formed.
The period of the interference fringes of the light L can be changed.
【００２７】そのため、レ−ザ光Ｌがレンズアレイ１５
の各レンズ部１５ａ、１５ｂで分割されてから結像レン
ズ１７によって被加工物１６上で重畳結像されるまで
に、分割されたそれぞれのレ−ザ光Ｌが互いに干渉し合
っても、干渉の度合が大きく低減されることになる。そ
の結果、被加工物１６上で重畳結像されたレ−ザ光Ｌ
は、その強度分布が図４（ａ）に示すようにほぼ均一に
なるから、被加工物１６に対するレ−ザ加工をその強度
分布に応じてほぼ均一に行うことができる。Therefore, the laser light L is transmitted to the lens array 15.
Even if the divided laser beams L interfere with each other before they are superimposed and imaged on the workpiece 16 by the imaging lens 17 after they are divided by the lens portions 15a and 15b, Is greatly reduced. As a result, the laser light L superimposed and imaged on the workpiece 16
Since the intensity distribution becomes substantially uniform as shown in FIG. 4A, the laser processing of the workpiece 16 can be performed substantially uniformly according to the intensity distribution.
【００２８】なお、上記第１の実施の形態ではレンズア
レイ１５を、隣り合うレンズ部１５ａ、１５ｂが異なる
口径になるよう配置したが、異なる口径のレンズ部の配
置状態はとくに限定されるものでなく、上述した配置以
外の配置状態であっても差し支えなく、要はレンズアレ
イ１５が二種類以上の異なる口径のレンズ部を備えてい
ればよい。In the first embodiment, the lens array 15 is arranged so that the adjacent lens portions 15a and 15b have different apertures. However, the arrangement of the lens portions having different apertures is particularly limited. Alternatively, the arrangement may be other than the arrangement described above. In short, the lens array 15 only needs to have two or more types of lens units having different apertures.
【００２９】図２はこの発明の第２の実施の形態を示
す。なお、第１の実施の形態と同一部分には同一記号を
付して説明を省略する。この実施の形態の光学装置１３
を形成するレンズアレイ２５は行列状に配置された同一
口径のレンズ部２５ａからなる。このレンズアレイ２５
とレ−ザ発振器１２との間にはレ−ザ光Ｌに対して透明
なガラス基板２６がその板面を光軸に垂直に交差させて
配置されている。このガラス基板２６の一方の板面、こ
の実施の形態ではレンズアレイ２５側に向いた板面には
レ−ザ光Ｌの波長を半波長ずらす、複数の位相差発生部
材２７が部分的に接合保持されている。FIG. 2 shows a second embodiment of the present invention. The same parts as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted. Optical device 13 of this embodiment
Is composed of lens sections 25a of the same aperture arranged in a matrix. This lens array 25
A glass substrate 26 that is transparent to the laser light L is disposed between the laser oscillator 12 and the laser oscillator 12 with its plate surface perpendicular to the optical axis. On one plate surface of the glass substrate 26, in this embodiment, the plate surface facing the lens array 25 side, a plurality of phase difference generating members 27 for shifting the wavelength of the laser light L by a half wavelength are partially joined. Is held.
【００３０】それによって、レ−ザ発振器１２から出力
されてレンズアレイ２５に入射するレ−ザ光Ｌの一部
は、上記位相差発生部材２７を通過して上記レンズアレ
イ２５のレンズ部２５ａに入射するようになっている。
この実施の形態では行列状に配置されたレンズアレイ２
５のレンズ部２５ａのうち、１つおきのレンズ部２５ａ
に入射するレ−ザ光Ｌが半波長ずらされるよう上記位相
差発生部材２７が上記ガラス基板２６に配置されてい
る。As a result, a part of the laser light L output from the laser oscillator 12 and incident on the lens array 25 passes through the phase difference generating member 27 to the lens portion 25a of the lens array 25. It is designed to be incident.
In this embodiment, lens arrays 2 arranged in a matrix
5th lens unit 25a, every other lens unit 25a
The phase difference generating member 27 is arranged on the glass substrate 26 so that the laser light L incident on the glass substrate 26 is shifted by a half wavelength.
【００３１】このように、光学装置１３に位相差発生部
材２７を配置し、この位相差発生部材２７を通過してレ
ンズアレイ２５の一部のレンズ部２５ａに入射するレ−
ザ光Ｌの位相を、位相差発生部材２７を通過しないでレ
ンズ部２５ａに入射したレ−ザ光Ｌの位相と半波長ずら
すようにしたことで、各レンズ部２５ａで分割されたレ
−ザ光Ｌが互いに干渉し合いながら結像レンズ１７で結
像されても、その干渉によって生じる干渉縞の強度が大
きく低減される。As described above, the phase difference generating member 27 is disposed in the optical device 13, and the laser beam that passes through the phase difference generating member 27 and enters a part of the lens portion 25 a of the lens array 25.
The phase of the laser light L is shifted by a half wavelength from the phase of the laser light L incident on the lens portion 25a without passing through the phase difference generating member 27, so that the laser beam divided by each lens portion 25a. Even if the light L forms an image with the imaging lens 17 while interfering with each other, the intensity of interference fringes generated by the interference is greatly reduced.
【００３２】その結果、被加工物１６上で重畳結像され
たレ−ザ光Ｌは、図４（ａ）に示すようにその強度分布
がほぼ均一になるから、被加工物１６に対するレ−ザ加
工をレ−ザ光Ｌの強度分布に応じてほぼ均一に行うこと
ができる。As a result, as shown in FIG. 4A, the intensity distribution of the laser light L superimposed and imaged on the work 16 becomes substantially uniform, and The laser processing can be performed almost uniformly according to the intensity distribution of the laser light L.
【００３３】なお、この実施の形態では位相差発生部材
２７としてレ−ザ光Ｌの波長を半波長ずらす、２分の１
波長板を用いたが、４分の１波長板などを用いるように
してもよく、要はレンズアレイ２５のレンズ部２５ａで
分割された各レ−ザ光Ｌが干渉しにくい状態に位相を変
調できればよい。In this embodiment, the wavelength of the laser light L is shifted by a half wavelength as the phase difference generating member 27, and the half is used.
Although the wave plate is used, a quarter wave plate or the like may be used. In short, the phase is modulated so that the laser beams L divided by the lens portion 25a of the lens array 25 are hard to interfere. If possible.
【００３４】図３はこの発明の第３の実施の形態を示
す。この実施の形態の光学装置１３を形成するレンズア
レイ２５は行列状に配置された同一の口径のレンズ部２
５ａからなるという点で上記第２の実施の形態と同じで
あり、またレンズアレイ２５とレ−ザ発振器１２との間
にはレ−ザ光Ｌに対して透明なガラス基板２６がその板
面を光軸に垂直に交差させて配置されているという点で
も同じであるが、そのガラス基板２６の一方の板面には
位相差発生部材２７に代わり、レ−ザ光Ｌの光学距離を
変調する複数の距離変調部材２８が部分的に設けられて
いるという点で相違している。この実施の形態では行列
状に配置されたレンズアレイ２５のレンズ部２５ａのう
ち、１つおきのレンズ部２５ａに入射するレ−ザ光Ｌの
光学距離が変調されるよう上記距離変調部材２８が上記
ガラス基板２６に配置されている。FIG. 3 shows a third embodiment of the present invention. The lens array 25 forming the optical device 13 according to this embodiment includes lens units 2 having the same diameter arranged in a matrix.
5a is the same as the second embodiment, and a glass substrate 26 transparent to the laser light L is provided between the lens array 25 and the laser oscillator 12. Is arranged so as to intersect perpendicularly with the optical axis, but the optical distance of the laser light L is modulated on one plate surface of the glass substrate 26 instead of the phase difference generating member 27. A difference is that a plurality of distance modulation members 28 are partially provided. In this embodiment, the distance modulating member 28 is arranged so that the optical distance of the laser light L incident on every other lens portion 25a of the lens portions 25a of the lens array 25 arranged in a matrix is modulated. It is arranged on the glass substrate 26.
【００３５】上記距離変調部材２８は所定の屈折率を持
つガラス板からなり、それによって距離変調部材２８を
通過したレ−ザ光Ｌと通過しないレ−ザ光Ｌとでは光学
距離が異なることになる。したがって、距離変調部材２
８を通過したレ−ザ光Ｌと通過しないレ−ザ光Ｌとの光
学距離の差が可干渉距離以上になるよう、上記距離変調
部材２８の厚さ設定すれば、互いのレ−ザ光Ｌが干渉し
合うのをなくすことができる。The distance modulating member 28 is formed of a glass plate having a predetermined refractive index, so that the laser light L passing through the distance modulating member 28 and the laser light L not passing therethrough have different optical distances. Become. Therefore, the distance modulation member 2
If the thickness of the distance modulating member 28 is set so that the difference between the optical distances of the laser light L that has passed through the laser light 8 and the laser light L that has not passed therethrough is equal to or greater than the coherent distance, the laser light L L can be prevented from interfering with each other.
【００３６】このように、光学装置１３に距離変調部材
２８を配置し、この距離変調部材２８を通過してレンズ
アレイ２５の一部のレンズ部２５ａに入射するレ−ザ光
Ｌの光学距離を、距離変調部材２８を通過しないでレン
ズ部２５ａに入射するレ−ザ光Ｌの光学距離に対して可
干渉距離以上ずらすようにしたことで、各レンズ部２５
ａで分割されたレ−ザ光Ｌが互いに干渉し合うことなく
結像レンズ１７によって結像される。As described above, the distance modulating member 28 is disposed on the optical device 13, and the optical distance of the laser beam L passing through the distance modulating member 28 and entering a part of the lens portion 25a of the lens array 25 is determined. The optical distance of the laser beam L incident on the lens portion 25a without passing through the distance modulating member 28 is shifted by a coherence distance or more from the lens portion 25a.
The laser beams L split by a are imaged by the imaging lens 17 without interfering with each other.
【００３７】その結果、被加工物１６上で重畳結像され
たレ−ザ光Ｌは、図４（ａ）に示すようにその強度分布
がほぼ均一になるから、被加工物１６に対するレ−ザ加
工をその強度分布に応じてほぼ均一に行うことができ
る。As a result, the intensity distribution of the laser light L superimposed and imaged on the work 16 becomes substantially uniform as shown in FIG. The machining can be performed almost uniformly according to the strength distribution.
【００３８】[0038]
【発明の効果】以上述べたようにこの発明によれば、レ
ンズアレイのレンズ部で分割されてから結像レンズによ
って重畳結像されるレ−ザ光が互いに干渉し合うのを低
減あるいはなくすことができるようにした。そのため、
重畳結像されるレ−ザ光の強度分布をほぼ均一にできる
光学装置およびその光学装置を用いたレ−ザ加工装置を
提供することができる。As described above, according to the present invention, it is possible to reduce or eliminate interference between laser beams which are divided by a lens portion of a lens array and superimposed and formed by an image forming lens. Was made possible. for that reason,
It is possible to provide an optical device capable of making the intensity distribution of laser light superimposed and formed substantially uniform and a laser processing device using the optical device.
【図１】この発明の第１の実施の形態を示す全体構成
図。FIG. 1 is an overall configuration diagram showing a first embodiment of the present invention.
【図２】同じくこの発明の第２の実施の形態を示す全体
構成図。FIG. 2 is an overall configuration diagram showing a second embodiment of the present invention.
【図３】同じくこの発明の第３の実施の形態を示す全体
構成図。FIG. 3 is an overall configuration diagram showing a third embodiment of the present invention.
【図４】従来とこの発明との光学装置によって重畳結像
されるレ−ザ光の強度分布の説明図。FIG. 4 is an explanatory diagram of the intensity distribution of laser light superimposed and formed by the optical apparatus according to the related art and the present invention.
【図５】従来の光学装置が用いられたレ−ザ加工装置の
構成図。FIG. 5 is a configuration diagram of a laser processing device using a conventional optical device.
１２…レ−ザ発振器 １５…レンズアレイ １５ａ…第１のレンズ部 １５ｂ…第２のレンズ部 １６…被加工物 １７…結像レンズ ２５…レンズアレイ ２５ａ…レンズ部 ２７…位相差発生部材 ２８…距離変調部材 DESCRIPTION OF SYMBOLS 12 ... Laser oscillator 15 ... Lens array 15a ... First lens part 15b ... Second lens part 16 ... Workpiece 17 ... Imaging lens 25 ... Lens array 25a ... Lens part 27 ... Phase difference generating member 28 ... Distance modulation member
Claims (4)
レ−ザ光学装置において、 レ−ザ光を複数に分割する複数のレンズ部を有するとと
もに一部のレンズ部の口径が異なる大きさに設定された
レンズアレイと、 このレンズアレイの各レンズ部で分割されたレ−ザ光を
集光する結像レンズとを具備したことを特徴とするレ−
ザ光学装置。1. A laser optical device for equalizing the intensity distribution of laser light, comprising: a plurality of lens portions for dividing the laser light into a plurality of light beams; A lens comprising: a lens array set to a size; and an imaging lens for condensing laser light split by each lens unit of the lens array.
The optical device.
レ−ザ光学装置において、 レ−ザ光を複数に分割する複数のレンズ部を有するレン
ズアレイと、 このレンズアレイの各レンズ部で分割されたレ−ザ光を
集光する結像レンズと、 上記レンズアレイの入射側に設けられこのレンズアレイ
の一部のレンズ部に入射するレ−ザ光の位相を他のレン
ズ部に入射するレ−ザ光の位相よりも所定量ずらす位相
差発生部材とを具備したことを特徴とするレ−ザ光学装
置。2. A laser optical device for equalizing the intensity distribution of laser light, comprising: a lens array having a plurality of lens portions for dividing the laser light into a plurality of lenses; and each lens of the lens array. An imaging lens for condensing the laser light split by the lens unit; and a lens unit provided on the incident side of the lens array and having the phase of the laser light incident on a part of the lens unit of this lens array shifted to another lens unit. And a phase difference generating member for shifting the phase of the laser light incident on the laser beam by a predetermined amount.
レ−ザ光学装置において、 レ−ザ光を複数に分割する複数のレンズ部を有するレン
ズアレイと、 このレンズアレイの各レンズ部で分割されたレ−ザ光を
集光する結像レンズと、 上記レンズアレイの入射側に設けられこのレンズアレイ
の一部のレンズ部に入射するレ−ザ光の光学距離を他の
レンズ部に入射するレ−ザ光の光学距離に対して可干渉
距離以上ずらす距離変調部材とを具備したことを特徴と
するレ−ザ光学装置。3. A laser optical device for equalizing the intensity distribution of laser light, comprising: a lens array having a plurality of lens portions for dividing the laser light into a plurality of lenses; and each lens of the lens array. An imaging lens for condensing the laser light split by the lens unit, and an optical lens provided on the incident side of the lens array and having the optical distance of the laser light incident on a part of the lens unit of the lens array set to another lens. And a distance modulating member for shifting the optical distance of the laser light incident on the portion by a coherence distance or more.
レ−ザ加工するレ−ザ加工装置において、 レ−ザ発振器と、 このレ−ザ発振器から出力されたレ−ザ光の強度分布を
均一化する光学装置とを具備し、 上記光学装置は請求項１乃至請求項３のいずれかに記載
された構成であることを特徴とするレ−ザ加工装置。4. A laser processing apparatus for processing a workpiece by equalizing the intensity of the laser light, comprising: a laser oscillator; and a laser beam output from the laser oscillator. An optical device for making the intensity distribution uniform, wherein the optical device has a configuration according to any one of claims 1 to 3.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9332952A JPH11170079A (en) | 1997-12-03 | 1997-12-03 | Laser optical device and laser beam machining device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9332952A JPH11170079A (en) | 1997-12-03 | 1997-12-03 | Laser optical device and laser beam machining device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11170079A true JPH11170079A (en) | 1999-06-29 |
Family
ID=18260654
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9332952A Pending JPH11170079A (en) | 1997-12-03 | 1997-12-03 | Laser optical device and laser beam machining device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11170079A (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001242413A (en) * | 2000-02-29 | 2001-09-07 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | Optical system and laser irradiating apparatus |
| JP2002190454A (en) * | 2000-09-01 | 2002-07-05 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | Method for processing with laser beam, laser irradiating apparatus and method for manufacturing semiconductor device |
| JP2012003131A (en) * | 2010-06-18 | 2012-01-05 | Sumitomo Electric Ind Ltd | Laser irradiation device |
-
1997
- 1997-12-03 JP JP9332952A patent/JPH11170079A/en active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JP2001242413A (en) * | 2000-02-29 | 2001-09-07 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | Optical system and laser irradiating apparatus |
| JP4651772B2 (en) * | 2000-02-29 | 2011-03-16 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | Laser irradiation device |
| JP2002190454A (en) * | 2000-09-01 | 2002-07-05 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | Method for processing with laser beam, laser irradiating apparatus and method for manufacturing semiconductor device |
| JP2012003131A (en) * | 2010-06-18 | 2012-01-05 | Sumitomo Electric Ind Ltd | Laser irradiation device |
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