JPS62201416A - レ−ザ加工用光学系 - Google Patents

レ−ザ加工用光学系

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Publication number
JPS62201416A
JPS62201416A JP61022331A JP2233186A JPS62201416A JP S62201416 A JPS62201416 A JP S62201416A JP 61022331 A JP61022331 A JP 61022331A JP 2233186 A JP2233186 A JP 2233186A JP S62201416 A JPS62201416 A JP S62201416A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
lens
laser beam
light
cone
parallel
Prior art date
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Pending
Application number
JP61022331A
Other languages
English (en)
Inventor
Naohisa Matsushita
直久 松下
Kazuo Yokoi
横井　和雄
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.)
Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Fujitsu Ltd filed Critical Fujitsu Ltd
Priority to JP61022331A priority Critical patent/JPS62201416A/ja
Publication of JPS62201416A publication Critical patent/JPS62201416A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/36—Removing material
    • B23K26/38—Removing material by boring or cutting
    • B23K26/382—Removing material by boring or cutting by boring
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
    • B23K26/06—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing
    • B23K26/073—Shaping the laser spot
    • B23K26/0734—Shaping the laser spot into an annular shape
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/36—Removing material
    • B23K26/40—Removing material taking account of the properties of the material involved
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K2103/00—Materials to be soldered, welded or cut
    • B23K2103/50—Inorganic material, e.g. metals, not provided for in B23K2103/02 – B23K2103/26

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Laser Beam Processing (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔概要〕 レーザ加工用光学系であって、同じ傾き角を持つ２つの
コーンレンズと、焦点位置を同じにした凸レンズ、凹レ
ンズの４つのレンズにより、加工部に高いエネルギー密
度のレーザ光を照射し、加工穴周囲の溶融量の少ない鋭
利な穴加工が行えるようにした。
〔産業上の利用分野〕
本発明は、金属メツシュ等の穴明は加工に用いるレーザ
加工用光学系に関する。
最近半導体の設計、試験のチェック用に、電子ビームプ
ローバのエネルギ・アナライザが使用されている。この
電子ビームプローバのエネルギ・アナライザは、直径４
〜５１１の穴が明けられた３枚の金属メツシュを、５〜
６ｍｍの間隔で重ねた構造となっている。上記３枚の金
属メツシュに明けられた穴は、同軸上で同径で、さらに
穴の周囲が鋭利に加工されていることが必要とされる。
しかし、レーザビームにより金属メツシュを蒸発させて
穴明けすることは、加工部でのエネルギー密度が低いこ
とにより不十分な蒸発となり、鋭利な加工がされない。
そこで、容易に穴明加工される加工法が要望されている
。
〔従来の技術〕
第４図は従来の加工法を説明する図である。
第４図において、１は大口径のレーザビーム、２は絞り
、３は成形後のレーザビーム、４は金属メツシュで、金
網のワイヤーＷ径は０．１　φｎである。
従来の穴明は加工法は、大口径のレーザ・ビーム１を加
工大形に適した口径ａを持つ絞り２で成形し、その細く
なったレーザ・ビーム３を、３枚の金属メツシュ４に照
射し穴明けをする。なお、１０は光軸を示す。
〔発明が解決しようとする問題点〕
従来の穴明は方法では、レーザ・ビームを凸レンズで集
光せずに穴明は加工していた為、絞り２により第５図（
イ）のように絞るので、外周部即ち、加工部でのエネル
ギー密度が低くなってしまう。その為、第５図（ロ）の
ように金属メツシュ（金網）４を構成しているワイヤー
Ｗを蒸発除去すると同時に、溶融させる作用も増加し切
断部が第５図（ハ）のように球状Ｐとなってしまい、穴
の周囲が鋭利に加工されないと云う問題点があった。
〔問題点を解決するための手段〕
第１図は本発明の詳細な説明する図である。
第１図において、５はレーザ光、６はコーンレンズ■、
７はコーンレンズ■、８は凸レンズ、９は凹レンズであ
る。本発明のレーザ加工用光学系は、同じ傾き角θを持
つ２つのコーンレンズ■６、コーンレンズ■７及び凸レ
ンズ８、凹レンズ９から構成され、該凹レンズ９、凸レ
ンズ８の各焦点位２７は同一点となっている。なお、ｆ
ｌ、ｆ２は焦点距離を示す。
〔作用〕
本発明のレーザ加工用光学系では、コーンレンズ■６を
透過したレーザ光は中心部が外周部に、外周部が内部へ
と変化して広がる。さらにこの光りが、コーンレンズ■
６と同じ（頃き角θを持つコーンレンズ■７を透過する
と、再び始めのレーザ光軸１０上で平行な光りとなる。
また、凸レンズ８と凹レンズ９の焦点すが一致している
為、この光りが凸レンズ８と凹レンズ９を透過すると、
コーンレンズ■７を透過した時のレーザ光よりも細く、
かつ元のレーザ光の光軸１゜と同軸上で平行なレーザ光
５′となる。
〔実施例〕
第２図は本発明の詳細な説明する図である。
第２図において、１１はガウス分布Ａのエネルギー密度
を持つ直径１２ｍのレーザ光である。１２．１３は傾き
角３０°のコーンレンズ■と■であり、１４は焦点距離
５０龍の凸レンズ、１５は焦点距離１ｏ鶴の凹レンズで
ある。また、コーンレンズ■１２とコーンレンズ■１３
との距離は３０ｍであり、各レンズの材質は石英ガラス
（屈折率１．５）である。コーンレンズ■１２、コーン
レンズ■１３を透過したガウス分布Ａのレーザ光は、外
周部が最も高く、内周部が最も低いエネルギー分布Ｂに
変換された直径１７鶴の平行光となる。
さらに、この光が凸レンズ１４、凹しンンズ１５を透過
すると、コーンレンズ■１２、コーンレンズ■１３を透
過した時と相似のエネルギー分布Ｃで、直径が約４１１
ｍの平行光１１′にと変換される。
この外周部が最も高（、中心部が最も低いエネルギー分
布の細い平行光を、電子ビームフローバのエネルギアナ
ライザ等に用いる金属メツシュの穴明けにおいて（第４
図参照）、例えば３枚のメツシュに同軸上で同形の穴を
鋭利に加工することが出来る。
また、第３図は本発明の他の実施例を示すもので、第２
図の実施例と異なる点はコーンレンズ■１６、コーンレ
ンズ■１７の傾きが反対であることである。他は第２図
と同じ構成である。
この実施例ではコーンレンズ■１６、■１７の間隔を短
くすることが出来、コンパクトな光学系を作ることが出
来る。
また、本発明の光学系では、コーンレンズ■、コーンレ
ンズ■との間隔を変化させることにより、光径を変化さ
せることが可能であり、特に第２図でコーンレンズ■工
２と■１３の間隔を８．５鶴とすると、一様分布のエネ
ルギーの平行光１１′に変換することが出来る。
〔発明の効果〕
以上説明したように、本発明によればガウス分布のレー
ザ光を外周部が最も高く、中心部が最も低いエネルギー
分布を持つ細い平行光に変換し、この平行光を用い金属
メツシュの穴明けを、同軸上で同径の穴を鋭利に加工す
ることが出来る。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の詳細な説明する図、 第２図は本発明の詳細な説明する図、 第３図は本発明の他の実施例を説明する図、第４図は従
来の加工法を説明する図である。 第５図（イ）〜（ハ）はメツシュの穴明けを説明する図
である。 図において、 ５．１１はレーザ光、 ６．７、Ｉ２．１３．１６．１７はコーンレンズ、８．
１４は凸レンズ、 ９．１５は凹レンズ、 木効勅実施剣を説ａ訂づ図 第２図 Ｐ メツシュｅ？φ月局穴明は幻逆ｇＭ１３図第　５　図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 　同じ傾き角（θ）を持った第１と第２のコーンレンズ
    （６、７）及び、焦点位置が同一点となるように配置さ
    れた夫々異なる焦点距離を有する凸レンズ（８）と凹レ
    ンズ（９）を備え、 且つ各レンズは入射された中心部が最高で、外周部が最
    低のエネルギー分布を持つレーザ光（５）が第１のコー
    ンレンズ（６）、第２のコーンレンズ（７）、凸レンズ
    （８）、凹レンズ（９）の順に通過するように配置され
    て成り、該レーザ光を外周部が最高で、中心部が最低の
    エネルギー分布を持つ任意の径の平行ビーム（５′）に
    変換して出力することを特徴とするレーザ加工用光学系
    。
JP61022331A 1986-02-04 1986-02-04 レ−ザ加工用光学系 Pending JPS62201416A (ja)

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