KR100787236B1 - Processing apparatus and mehtod of using ultrashort pulse laser - Google Patents

Processing apparatus and mehtod of using ultrashort pulse laser Download PDF

Info

Publication number
KR100787236B1
KR100787236B1 KR1020060035683A KR20060035683A KR100787236B1 KR 100787236 B1 KR100787236 B1 KR 100787236B1 KR 1020060035683 A KR1020060035683 A KR 1020060035683A KR 20060035683 A KR20060035683 A KR 20060035683A KR 100787236 B1 KR100787236 B1 KR 100787236B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
laser
ultra
divided
processing apparatus
laser pulse
Prior art date
Application number
KR1020060035683A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20070103842A (en
Inventor
김재구
나석주
황경현
장원석
조성학
Original Assignee
한국기계연구원
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 한국기계연구원 filed Critical 한국기계연구원
Priority to KR1020060035683A priority Critical patent/KR100787236B1/en
Publication of KR20070103842A publication Critical patent/KR20070103842A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR100787236B1 publication Critical patent/KR100787236B1/en

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/10—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating
    • H01S3/101—Lasers provided with means to change the location from which, or the direction in which, laser radiation is emitted
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/10—Beam splitting or combining systems
    • G02B27/1073—Beam splitting or combining systems characterized by manufacturing or alignment methods
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/10—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating
    • H01S3/10061—Polarization control
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/02—Structural details or components not essential to laser action
    • H01S5/026—Monolithically integrated components, e.g. waveguides, monitoring photo-detectors, drivers
    • H01S5/0262—Photo-diodes, e.g. transceiver devices, bidirectional devices

Abstract

본 발명에 따른 극초단 펄스 레이저 가공 장치는 열적 물리적 손상이 없는 정밀한 가공을 수행할 수 있도록, 레이저 펄스를 발생시키는 레이저 발생부와, 상기 발생부에서 발생한 레이저 펄스를 분할하여 서로 다른 길이의 경로로 진행시키는 분할부와, 상기 분할부에서 출사된 레이저 펄스의 진행 경로를 병합하는 병합부, 및 진행 경로가 병합된 상기 레이저 펄스를 이용하여 재료를 가공하는 가공부를 포함한다.The ultra-short pulse laser processing apparatus according to the present invention divides a laser generator for generating a laser pulse and a laser pulse generated from the generator in a path having a different length so as to perform precise processing without thermal physical damage. The division part which advances, the merge part which merges the progress path of the laser pulse radiate | emitted from the said division part, and the process part which processes a material using the said laser pulse in which the progress path was merged are included.

극초단 펄스 레이저, 마스크, 편광변경부재, 빔 분할기, 편광판 Ultra-short pulse laser, mask, polarization changing member, beam splitter, polarizer

Description

극초단 펄스 레이저 가공 장치 및 방법{PROCESSING APPARATUS AND MEHTOD OF USING ULTRASHORT PULSE LASER}Ultrashort pulse laser processing apparatus and method {PROCESSING APPARATUS AND MEHTOD OF USING ULTRASHORT PULSE LASER}

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 극초단 펄스 레이저 가공 장치를 도시한 구성도이다.1 is a block diagram showing an ultra-short pulse laser processing apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 극초단 펄스 레이저 가공 장치의 레이저 펄스를 나타내는 그래프이다.Figure 2 is a graph showing the laser pulse of the ultra-short pulse laser processing apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 3a 내지 도 3f는 극초단 레이저 펄스를 이용하여 가공된 가공표면을 나타내는 사진이다.3A to 3F are photographs showing a processed surface processed using an ultrashort laser pulse.

<도면의 주요 부호에 대한 설명><Description of Major Symbols in Drawing>

1 : 레이저 발생부 2 : 측정용 빔 분할기1 laser generating unit 2 beam splitter for measurement

3 : 자기상관계 4 : 빔 감쇄기3: autocorrelation 4: beam attenuator

6 : 마스크 8 : 레이저 펄스6: mask 8: laser pulse

9 : 빔 조절부 10 : 분할부9 beam adjusting unit 10 splitting unit

11 : 빔 분할기 14 : 편광변경부재11 beam splitter 14 polarization changing member

15 : 편광판 20 : 이송부재15: polarizing plate 20: transfer member

24 : 이송 스테이지 27 : 병합부24: transfer stage 27: merge

30 : 진단부재 31 : 진단용 빔 분할기30: diagnostic member 31: diagnostic beam splitter

32 : 포토다이오드 34 : 오실로스코프32: photodiode 34: oscilloscope

40 : 가공부 41 : CCD 카메라40: processing part 41: CCD camera

43 : 렌즈 45 : 가공 스테이지43 lens 45 processing stage

47 : 모니터 50 : 제어부47: monitor 50: control unit

본 발명은 극초단 펄스 레이저 가공 장치에 관한 것으로서 더욱 상세하게는 열적 손상을 최소화할 수 있는 극초단 펄스 레이저 가공 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an ultra-short pulse laser processing apparatus, and more particularly, to an ultra-short pulse laser processing apparatus capable of minimizing thermal damage.

일반적으로 레이저를 이용한 융삭은 고정도 정밀부품 제작을 위하여 많이 사용되고 있다. 그리고 빠른 펄스를 사용하면 주위에 미치는 열적인 손상이 적은 장점을 가지고 있으며 나노초 단위의 펄스를 가지는 YAG 레이저나 엑시머 레이저 등을 이용한 레이저 가공기가 제공되고 있고 이를 일반적으로 나노초 레이저 가공기라 불리우고 있다.Generally, laser cutting is used for manufacturing high precision parts. In addition, the use of a fast pulse has the advantage of less thermal damage to the surroundings, and a laser processing machine using a YAG laser or an excimer laser having a pulse of nanoseconds is provided, which is generally called a nanosecond laser processing machine.

이들 중 산화알루미늄을 인공적으로 결정체로 만들어 레이저를 발생토록 하는 ND-YAG 레이저를 사용한 가공기의 경우, 가공된 측벽이 거칠게 되는 경향이 있다. 그리고 적외선계인 CO2 레이저는 가공부위에 크레이터가 만들어지는 단점을 가지고 있기 때문에 마이크로미터 단위 이상의 정밀도를 요구하는 미세가공에서는 그 사용의 제약을 받고 있다. 또한, CO2, ND-YAG 레이저는 파장이 길고 나초초 펄스폭을 가지기 때문에 가공부위에 대한 열적 영향이 큰 문제점이 있다.In the case of a machine using an ND-YAG laser which artificially turns aluminum oxide into a crystal and generates a laser, the processed sidewall tends to be rough. In addition, since the infrared ray CO2 laser has a disadvantage in that a crater is formed at a machining part, its use is limited in micromachining that requires precision of micrometer or more. In addition, the CO2, ND-YAG laser has a long wavelength and has a nachosecond pulse width has a large thermal effect on the processing site.

이외에 엑시머 레이저의 경우도 파장이 짧아 미세가공에 유리하나, 금속 가공의 경우 나노초의 펄스폭을 가지므로 열적 영향이 크고, 유리 등의 절연체 가공에도 열응력에 의해 크랙등이 발생하여 가공 품질이 저하되는 문제가 있다.In addition, the excimer laser has a short wavelength, which is advantageous for micromachining, but in the case of metal processing, it has a nanosecond pulse width, and thus has a large thermal effect. There is a problem.

즉, 상기 가공들은 빛 에너지를 열 에너지로 변형하여 수행하는 레이저 열가공이라고 할 수 있으며 가공하고자 하는 영역 주변에 열영향영역(HAZ; Heat Affected Zone)이 발생하며 이 열영향영역은 레이저 피가공물의 품질을 저하시키는 주요 원인으로 작용한다.In other words, the processes may be referred to as laser thermal processing performed by transforming light energy into thermal energy, and a heat affected zone (HAZ) is generated around a region to be processed, and the heat affected zone is a laser workpiece. It acts as a major cause of quality deterioration.

한편, 펄스 방사시간이 10-15s대인 펨토초 레이저(femtosecond laser)를 이용한 가공 시에도 레이저의 출력이 높은 경우에는 열적 효과를 무시할 수 없으므로 열적 효과를 최소화 하면서 정밀가공을 위해서는 출력이 작은 레이저를 중합하여 가공하게 되는데, 이 때 편광에 수직인 방향으로 줄무늬 패턴이 나타나는 문제가 있다.On the other hand, even when processing with a femtosecond laser with a pulse emission time of 10 -15 s, the thermal effect cannot be ignored when the laser output is high. There is a problem in that a stripe pattern appears in a direction perpendicular to the polarized light.

이에 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 레이저 가공 시, 열적 물리적 손상이 없는 정밀한 가공을 수행할 수 있는 극초단 펄스 레이저 가공장치를 제공함에 있다.Accordingly, the present invention has been made to solve the above problems, an object of the present invention is to provide an ultra-short pulse laser processing apparatus capable of performing precise processing without thermal physical damage during laser processing.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 실시예에 따른 극초단 펄스 레이저 가공장치는 레이저 펄스를 발생시키는 레이저 발생부와, 상기 발생부에서 발생 한 레이저 펄스를 분할하여 서로 다른 길이의 경로로 진행시키는 분할부와, 상기 분할부에서 출사된 레이저 펄스의 진행 경로를 병합하는 병합부, 및 진행 경로가 병합된 상기 레이저 펄스를 이용하여 공작물을 가공하는 가공부를 포함한다.In order to achieve the above object, an ultra-short pulse laser processing apparatus according to an embodiment of the present invention divides a laser generator for generating a laser pulse and a laser pulse generated from the generator to proceed in different length paths. The division part, the merging part which merges the progress path of the laser pulse radiate | emitted from the said division part, and the process part which processes a workpiece using the said laser pulse in which the progress path was merged.

상기 분할부는 분할된 레이저 펄스의 편광을 변화시키는 편광변경부재와 레이저의 출력을 조절하는 편광판을 포함할 수 있다.The division part may include a polarization changing member for changing the polarization of the divided laser pulse and a polarizing plate for adjusting the output of the laser.

상기 분할부는, 레이저 펄스를 분할하는 빔 분할기와, 분할된 적어도 하나의 레이저 펄스의 편광을 변화시키는 편광변경부재, 및 분할된 레이저 펄스의 경로를 조절하는 이송부재를 포함할 수 있다.The dividing unit may include a beam splitter for dividing a laser pulse, a polarization changing member for changing polarization of at least one divided laser pulse, and a transfer member for adjusting a path of the divided laser pulse.

상기 이송부재는 분할된 레이저 펄스의 경로의 전환시키는 반사부재와 상기 반사부재를 이송시키는 이송 스테이지를 포함할 수 있다.The transfer member may include a reflective member for switching the path of the divided laser pulses and a transfer stage for transferring the reflective member.

상기 이송부재는 두 개의 반사부재를 포함하며 상기 반사부재들은 레이저 펄스의 진행 경로를 180도로 전환시킬 수 있도록 서로 대칭되는 구조로 설치될 수 있다.The conveying member may include two reflecting members, and the reflecting members may be installed to be symmetrical with each other so as to switch the path of the laser pulse 180 degrees.

병합부는 분할된 레이저 펄스의 진행 경로가 교차하는 곳에 설치될 수 있다.The merger may be installed where the traveling paths of the divided laser pulses cross.

상기 병합부와 상기 가공부 사이에는 병합된 레이저 펄스들의 경로의 일치 여부를 진단하는 진단부가 설치될 수 있다.A diagnosis unit for diagnosing a path of merged laser pulses may be installed between the merger and the processing unit.

상기 진단부는 진단용 빔 분할기와 상기 진단용 빔 분할기에서 분할된 레이저 펄스가 입사되는 포토다이오드(Photodiode), 및 상기 포토다이오드에서 전송되는 신호를 현시하는 오실로스코프를 포함할 수 있다.The diagnostic unit may include a diagnostic beam splitter, a photodiode to which a laser pulse divided by the diagnostic beam splitter is incident, and an oscilloscope that displays a signal transmitted from the photodiode.

상기 가공부는 공작물이 장착되는 가공 스테이지와 상기 가공 스테이지의 상 부에 설치되어 레이저 펄스를 반사하는 반사부재와 반사된 상기 레이저 펄스를 집속하여 상기 가공 스테이지로 전달하는 렌즈를 포함할 수 있다.The processing unit may include a processing stage on which a workpiece is mounted, a reflection member installed on an upper portion of the processing stage, and a lens for focusing the reflected laser pulse and transferring the reflected laser pulse to the processing stage.

상기 발생부와 상기 빔 분할부 사이에는 상기 레이저 펄스의 집중도를 완화시키는 마스크가 설치될 수 있다.A mask may be provided between the generator and the beam splitter to reduce the concentration of the laser pulse.

상기 레이저 발생부와 상기 분할부 사이에는 상기 레이저 발생부에서 발생된 레이저 펄스를 전달받아 레이저 펄스를 분할하는 측정용 빔 분할기와, 상기 측정용 빔 분할기로부터 하나의 레이저 펄스를 전달받아 레이저 펄스의 폭을 실시간으로 측정하는 자기상관계와, 상기 측정용 빔 분할기로부터 다른 레이저 펄스를 전달받아 레이저 펄스의 출력을 감소시키는 빔 감쇄기와, 및 상기 레이저 펄스의 집중도를 분산시키는 마스크를 포함하는 빔 조절부가 설치될 수 있다.A measuring beam splitter which receives the laser pulse generated by the laser generator and divides the laser pulse between the laser generator and the splitter, and receives a laser pulse from the measuring beam splitter to obtain a width of the laser pulse. A beam control unit including an autocorrelation for measuring a signal in real time, a beam attenuator receiving a different laser pulse from the beam splitter for reducing the output of the laser pulse, and a mask for dispersing the concentration of the laser pulse. Can be.

본 발명에 따른 극초단 펄스 레이저 가공 방법은 극초단 펄스 레이저 펄스를 발생시키는 단계와, 레이저 펄스를 분할하는 단계와, 분할된 레이저 펄스를 길이가 서로 다른 경로로 진행시키는 단계와, 분할된 레이저 펄스의 경로를 병합하는 단계, 및 시간차를 갖는 레이저 펄스를 공작물로 조사하여 가공하는 단계를 포함할 수 있다.The ultra-short pulse laser processing method according to the present invention comprises the steps of generating an ultra-short pulse laser pulse, dividing the laser pulse, advancing the divided laser pulse in a path having a different length, and divided laser pulse Merging the paths of, and irradiating a laser pulse having a time difference with a workpiece to process the workpiece.

극초단 펄스 레이저 가공 방법은 마스크를 이용하여 극초단 펄스 레이저 펄스의 집중도를 완화시키는 단계를 포함할 할 수 있다.The ultrashort pulsed laser processing method may include mitigating the concentration of the ultrashort pulsed laser pulse using a mask.

또한 극초단 펄스 레이저 가공 방법은 분할된 적어도 하나의 레이저 펄스의 편광을 변화시키는 단계를 포함할 수 있다.The ultra-short pulsed laser processing method may also include varying the polarization of at least one divided laser pulse.

또한, 분할된 레이저 펄스를 길이가 서로 다른 경로로 진행시키는 단계에 있 어서, 분할된 상기 레이저 펄스는 분할된 상기 레이저 펄스를 반사시키는 반사부재가 설치된 이송 스테이지의 이동에 의하여 경로가 변화될 수 있다.Further, in the step of advancing the divided laser pulses in paths having different lengths, the divided laser pulses may be changed in path by a movement of a transfer stage in which a reflecting member reflecting the divided laser pulses is installed. .

이하, 첨부한 도면을 참조로 본 발명의 실시예에 대해 당업자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나, 본 발명은 여러가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art can easily implement the present invention. As those skilled in the art would realize, the described embodiments may be modified in various different ways, all without departing from the spirit or scope of the present invention.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 극초단 펄스 레이저 가공 장치를 도시한 개략적인 구성도이다.1 is a schematic configuration diagram showing an ultra-short pulse laser processing apparatus according to a first embodiment of the present invention.

상기한 도면을 참조하여 설명하면 본 실시예에 따른 극초단 펄스 레이저 가공 장치는 레이저(laser)(8)를 발생시키는 레이저 발생부(1)와, 레이저 발생부(1)에서 발생한 레이저(8)를 분할하여 서로 다른 길이의 경로로 진행시키는 분할부(10)와, 분할부(10)에서 출사된 레이저(17, 25)의 진행 경로를 병합하는 병합부(27), 및 진행 경로가 병합된 레이저 (29)를 이용하여 재료를 가공하는 가공부(40)를 포함한다.Referring to the drawings described above, the ultra-short pulse laser processing apparatus according to the present embodiment includes a laser generator 1 for generating a laser 8 and a laser 8 generated by the laser generator 1. The divider 10 for dividing and proceeding to different length paths, the merging unit 27 for merging the advancing paths of the lasers 17 and 25 emitted from the dividing unit 10, and the advancing path are merged. The processing part 40 which processes a material using the laser 29 is included.

레이저 발생부(1)에서 발생하는 레이저 펄스(8)는 극초단 펄스 레이저로서 펄스 당 시간 폭이 10 피코초(10-11s) 내지 10 펨토초(10-15s)대이다. 다만 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며 레이저 펄스(8)는 다양한 형태로 이루어질 수 있다.The laser pulse 8 generated by the laser generator 1 is an ultra short pulse laser and has a time width of 10 picoseconds (10 -11 s) to 10 femtoseconds (10 -15 s) per pulse. However, the present invention is not limited thereto, and the laser pulse 8 may be formed in various forms.

레이저 발생부(1)와 분할부(10) 사이에는 레이저 발생부(1)에서 발진된 레이저 펄스(8)를 조절하는 빔 조절부(9)가 설치된다. 빔 조절부(9)는 레이저 펄스(8)의 폭을 실시간으로 측정할 수 있는 자기상관계(3)와 레이저펄스(8)를 분할하여 자 기상관계(3)로 전달하는 측정용 빔 분할기(2)를 포함한다. 측정용 빔 분할기(2)는 일부 레이저 펄스는 투과시키고 나머지 레이저 펄스는 반사시키는 부재로서 반사된 레이저 펄스는 자기상관계(3)로 입사되어 레이저 펄스의 폭이 측정된다. 빔 조절부(9)는 측정용 빔 분할기(2)를 통과한 레이저 펄스(8)의 출력을 일차적으로 감소시키는 빔 감쇄기(4)와 레이저 발생부(1)에서 발생된 레이저 펄스(8)의 수를 조절하는 빔 셔터기(5), 및 회절 효과를 이용하여 이미지 전사 가공방식을 구현하는 마스크(6)를 더 포함한다.Between the laser generator 1 and the divider 10, a beam control unit 9 for adjusting the laser pulse 8 oscillated by the laser generator 1 is provided. The beam control unit 9 divides the magnetic image relation 3 and the laser pulse 8 which can measure the width of the laser pulse 8 in real time, and transmits the beam splitter for measurement to the magnetic weather relation 3 ( It includes 2). The measuring beam splitter 2 is a member that transmits some laser pulses and reflects the remaining laser pulses, and the reflected laser pulses are incident into the autophase 3 to measure the width of the laser pulses. The beam adjuster 9 is a beam attenuator 4 that primarily reduces the output of the laser pulse 8 that has passed through the beam splitter 2 for measurement and the laser pulse 8 generated by the laser generator 1. It further includes a beam shutter 5 for adjusting the number, and a mask 6 for implementing the image transfer processing method using the diffraction effect.

빔 감쇄기(4)는 흡수 필터 등으로 이루어질 수 있다. 레이저 펄스(8)는 마스크(6)를 통과하면서 넓게 퍼지게 되는데, 마스크(6)에는 소정의 패턴이 형성된다. 이에 따라 가우시안 분포를 형성하는 레이저 펄스(8)의 에너지가 회절에 의해 분산되어 보다 완만한 에너지 분포를 가지게 된다. The beam attenuator 4 may be made of an absorption filter or the like. The laser pulse 8 spreads widely while passing through the mask 6, and a predetermined pattern is formed in the mask 6. As a result, the energy of the laser pulse 8 forming the Gaussian distribution is dispersed by diffraction to have a more gentle energy distribution.

마스크(6)를 통과한 빔은 반사부재(7)에 의해 90도로 반사되어 경로가 전환된다. 반사부재(7)를 통과한 레이저 펄스(8)는 분할부(10)로 입사된다.The beam passing through the mask 6 is reflected by 90 degrees by the reflecting member 7 and the path is switched. The laser pulse 8 which has passed through the reflecting member 7 is incident to the division part 10.

분할부(10)는 레이저 펄스(8)를 제1 레이저 펄스(17)와 제2 레이저 펄스(25)로 분할하는 빔 분할기(11)와 분할된 제1 레이저 펄스(17)의 위상을 지연시키는 편광변경부재(14), 제1 레이저 펄스(17)의 한쪽 편광성분만 투과하여 세기를 조절하는 편광판, 및 분할된 제2 레이저 펄스(25)의 경로를 조절하는 이송부재(20)를 포함한다.The division unit 10 delays the phases of the beam splitter 11 and the divided first laser pulse 17, which divides the laser pulse 8 into the first laser pulse 17 and the second laser pulse 25. It includes a polarization changing member 14, a polarizing plate for adjusting the intensity by transmitting only one polarization component of the first laser pulse 17, and a conveying member 20 for adjusting the path of the divided second laser pulse 25. .

빔 분할기(11)는 레이저 펄스를 두 개의 레이저 펄스(17, 25)로 분할하며, 빔 분할기(11)를 투과한 제1 레이저 펄스(17)와 빔 분할기(11)에서 반사된 제2 레 이저 펄스(25)는 서로에 대해 90도 각도를 가지고 진행한다.The beam splitter 11 divides the laser pulse into two laser pulses 17 and 25, and the first laser pulse 17 passing through the beam splitter 11 and the second laser reflected from the beam splitter 11. The pulses 25 run at an angle of 90 degrees to each other.

본 실시예에 따른 빔 분할기(11)는 일부의 레이저 펄스는 투과시키고 나머지 레이저 펄스는 반사시키는 통상적인 빔 분할기(beam splitter)로 이루어진다. 이 빔 분할기(11)는 레이저 펄스(8)를 동일한 비율로 나누는데, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니며 레이저 펄스(8)는 다양한 비율로 분할될 수 있다.The beam splitter 11 according to this embodiment consists of a conventional beam splitter which transmits some laser pulses and reflects the remaining laser pulses. The beam splitter 11 divides the laser pulse 8 by the same ratio, but the present invention is not limited thereto, and the laser pulse 8 can be divided by various ratios.

빔 분할기(11)를 투과한 제1 레이저 펄스(17)는 두 개의 반사부재들(12, 13)에 의하여 각각 반사되어 진행방향이 180도 전환되는데, 이에 따라 제1 레이저 펄스(17)는 빔 분할기(11)에서 출사되는 방향의 반대방향으로 진행하게 된다. 반사부재들(12, 13)을 통과한 제1 레이저 펄스(17)는 편광변경부재(14)와 편광판(15)으로 입사된다. 편광변경부재(14)는 빔의 위상을 지연시키는 역할을 하는 것으로서 반파장판(λ/2 파장판) 등이 적용될 수 있으며, 편광판(15)은 빔의 투과율을 조절한다.The first laser pulse 17 transmitted through the beam splitter 11 is reflected by the two reflecting members 12 and 13, respectively, and the traveling direction is changed by 180 degrees. As a result, the first laser pulse 17 is beamed. It proceeds in the direction opposite to the direction exiting the divider (11). The first laser pulse 17 passing through the reflective members 12 and 13 is incident on the polarization changing member 14 and the polarizing plate 15. As the polarization changing member 14 serves to delay the phase of the beam, a half wavelength plate (λ / 2 wave plate) or the like may be applied, and the polarizing plate 15 adjusts the transmittance of the beam.

빔 분할기(11)에서 반사된 제2 레이저 펄스(25)는 이송부재(20)로 입사되는데, 이송부재(20)는 제2 레이저 펄스(25)의 진행방향을 전환시키는 두 개의 반사부재들(21, 23)과 제2 레이저 펄스(25)가 빔 분할기(11)에서 출사되는 방향 또는 이와 반대방향으로 반사부재들(21, 23)을 이송시키는 이송 스테이지(24)를 포함한다. 빔 분할기(11)로부터 제2 레이저 펄스(25)를 수용하는 제1 반사부재(21)는 제2 레이저 펄스(25)를 90도로 반사하도록 설치되며, 제1 반사부재(21)로부터 제2 레이저 펄스(25)를 수용하는 제2 반사부재(23)는 제1 반사부재(21)와 대칭되는 구조로 설치된다. 따라서 제2 레이저 펄스(25)는 제1 반사부재(21)와 제2 반사부재(23)에 의하여 진행방향이 180도로 전환된다.The second laser pulse 25 reflected by the beam splitter 11 is incident to the conveying member 20. The conveying member 20 includes two reflecting members for changing the traveling direction of the second laser pulse 25 ( 21 and 23 and the second laser pulse 25 includes a transfer stage 24 for transferring the reflecting members 21 and 23 in the direction from which the beam splitter 11 exits or vice versa. The first reflecting member 21 for receiving the second laser pulse 25 from the beam splitter 11 is installed to reflect the second laser pulse 25 at 90 degrees, and the second laser from the first reflecting member 21. The second reflecting member 23 accommodating the pulse 25 is installed in a symmetrical structure with the first reflecting member 21. Accordingly, the direction of travel of the second laser pulse 25 is changed by 180 degrees by the first reflecting member 21 and the second reflecting member 23.

그리고 제1 반사부재(21) 및 제2 반사부재(23)는 이송 스테이지(24) 상에 설치되어 이송 스테이지(24)에 의하여 이송되는데, 이송 스테이지(24)는 제2 레이저 펄스(25)가 빔 분할기(11)에서 출사되는 방향 또는 이와 반대방향으로 제1 반사부재(21)와 제2 반사부재(23)를 이송하여 제2 레이저 펄스(25)의 경로를 조절한다.In addition, the first reflecting member 21 and the second reflecting member 23 are installed on the conveying stage 24 and conveyed by the conveying stage 24. The conveying stage 24 has a second laser pulse 25 The first reflecting member 21 and the second reflecting member 23 are transferred in the direction emitted from the beam splitter 11 or the opposite direction to adjust the path of the second laser pulse 25.

이송 스테이지(24)가 제2 레이저 펄스(25)의 출사방향과 동일한 방향으로 진행하면 제2 레이저 펄스(25)의 경로는 길어진다. 이에 따라 제2 레이저 펄스(25)는 제1 레이저 펄스(17)보다 더 긴 경로로 이동하므로, 제2 레이저 펄스(25)는 제1 레이저 펄스(17)보다 늦게 진행하여 양자는 시간차를 갖게 된다.When the transfer stage 24 proceeds in the same direction as the emission direction of the second laser pulse 25, the path of the second laser pulse 25 becomes long. Accordingly, since the second laser pulse 25 moves in a longer path than the first laser pulse 17, the second laser pulse 25 proceeds later than the first laser pulse 17, so that both have time differences. .

이와 반대로 이송 스테이지(24)가 제2 레이저 펄스(25)가 빔 분할기(11)에서 출사되는 방향과 반대 방향으로 진행하는 경우에는 제2 레이저 펄스(25)의 경로는 짧아지며 이에 따라 제2 레이저 펄스(17)는 제1 레이저 펄스(25)보다 빨리 진행하여 양자는 시간차를 갖게 된다.On the contrary, when the transfer stage 24 proceeds in a direction opposite to the direction in which the second laser pulse 25 is emitted from the beam splitter 11, the path of the second laser pulse 25 is shortened, and thus the second laser pulse 25 is shortened. The pulse 17 advances faster than the first laser pulse 25 so that both have time differences.

본 실시예에서는 레이저 펄스가 두개의 레이저 펄스로 분할되는 것을 예시하고 있지만 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 레이저 펄스는 셋 이상으로 분할될 수도 있다.In this embodiment, the laser pulse is divided into two laser pulses, but the present invention is not limited thereto, and the laser pulse may be divided into three or more.

상기한 바와 같이 제1 레이저 펄스(17)와 제2 레이저 펄스(25)는 각각 빔 분할기(11)에서 출사되는 방향을 기준으로 진행방향이 180도 전환된다. 한편, 빔 분할기(11)에서 각 레이저 펄스(17, 25)는 서로에 직각으로 출사되므로 반사부재들(12, 13, 23, 24)에 의해 진행방향이 전환된 제1 레이저 펄스(17)와 제2 레이저 펄스(25)의 진행 경로는 한 지점에서 교차하게 된다.As described above, the first laser pulse 17 and the second laser pulse 25 are shifted by 180 degrees based on the direction emitted from the beam splitter 11, respectively. On the other hand, in the beam splitter 11, since each laser pulse 17, 25 is emitted at right angles to each other and the first laser pulse 17, the traveling direction is switched by the reflecting members (12, 13, 23, 24) and The traveling path of the second laser pulse 25 crosses at one point.

제1 레이저 펄스(17)와 제2 레이저 펄스(25)가 교차하는 지점에는 병합부(27)가 설치된다. 병합부(27)는 빔 분할기(11)를 투과한 제1 레이저 펄스(17)는 반사시키고 빔 분할기(11)에서 반사된 제2 레이저 펄스(25)는 투과시킨다. 이에 따라 병합부(27)를 통과한 제1 레이저 펄스(17)와 제2 레이저 펄스(25)는 동일한 경로로 진행하게 된다.The merge part 27 is provided at the point where the first laser pulse 17 and the second laser pulse 25 cross each other. The merger 27 reflects the first laser pulse 17 transmitted through the beam splitter 11 and transmits the second laser pulse 25 reflected from the beam splitter 11. Accordingly, the first laser pulse 17 and the second laser pulse 25 that have passed through the merger 27 travel in the same path.

이러한 병합부(27)는 통상적으로 사용될 수 있는 빔 분할기가 적용될 수 있으며, 빔 분할기는 빔이 출사되는 방향으로 레이저 펄스가 입사되도록 설치되어 서로 다른 방향에서 입사되는 레이저 펄스가 한 방향으로 진행하도록 작용한다.The merger 27 may be a beam splitter that may be used conventionally, the beam splitter is installed so that the laser pulse is incident in the direction in which the beam is emitted so that the laser pulses incident from different directions proceed in one direction. do.

병합부(27)에서 출사된 레이저 펄스(29)는 레이저 펄스(29)의 경로가 일치되는지 여부를 검증하는 진단부재(30)로 유입된다. 진단부재(30)는 진단용 빔 분할기(31)와 포토다이오드(32), 및 오실로스코프(34)를 포함한다. 진단용 빔 분할기(31)는 입사되는 빔의 일부를 반시시켜 포토다이오드(32)로 전달하는 역할을 하며, 포토다이오드(32)는 레이저 펄스를 입력 받아 오실로스코프(34)로 일정한 신호를 전달한다. 따라서 작업자는 오실로스코프(34)를 통해서 레이저 펄스의 경로가 일치되는지 여부를 확인할 수 있다.The laser pulse 29 emitted from the merger 27 is introduced into the diagnostic member 30 verifying whether the paths of the laser pulses 29 match. The diagnostic member 30 includes a diagnostic beam splitter 31, a photodiode 32, and an oscilloscope 34. The diagnostic beam splitter 31 half-reflects a part of the incident beam to the photodiode 32, and the photodiode 32 receives a laser pulse and transmits a constant signal to the oscilloscope 34. Therefore, the operator can check whether the path of the laser pulse is matched through the oscilloscope 34.

진단용 빔 분할기(31)를 투과한 레이저 펄스(29)는 가공부(40)로 진행하는데, 가공부(40)는 빔을 반사하여 공작물로 진행시키는 반사부재(42)와 레이저 펄스(29)를 집속하는 렌즈(43), 및 공작물이 설치되며 3축방향으로 공작물을 이송하여 렌즈(43)로부터 전송된 레이저 펄스(29)로 공작물을 가공하는 가공 스테이 지(45)를 포함한다.The laser pulse 29 transmitted through the diagnostic beam splitter 31 proceeds to the processing unit 40. The processing unit 40 reflects the beam to the workpiece and the laser beam 29 to reflect the beam 42. The focusing lens 43, and the workpiece is installed and the processing stage 45 for processing the workpiece with the laser pulse 29 transmitted from the lens 43 by transferring the workpiece in the three-axis direction.

그리고 반사부재(42)의 상부에는 가공현상을 관찰할 수 있도록 CCD 카메라(41)가 설치된다. CCD 카메라(41)는 가공상황을 촬영하여 모니터(47)로 전송하며, 작업자는 모니터(47)를 통해서 가공상황을 관찰할 수 있다.And the CCD camera 41 is installed on the upper portion of the reflective member 42 to observe the processing phenomenon. The CCD camera 41 photographs the processing situation and transmits it to the monitor 47, and the worker can observe the processing situation through the monitor 47.

본 실시예에 따른 극초단 펄스 레이저 가공 장치는 상기한 부재들을 제어하는 제어부(50)를 포함한다. 작업자는 오실로스코프(34) 또는 모니터(47)를 통해서 작업상황을 관찰하면서 제어부(50)를 통해서 편광변경부재(14), 이송 스테이지(24), 가공 스테이지(45)를 제어할 수 있다.The ultra-short pulse laser processing apparatus according to the present embodiment includes a controller 50 for controlling the above members. The operator can control the polarization changing member 14, the transfer stage 24, and the machining stage 45 through the control unit 50 while observing the working situation through the oscilloscope 34 or the monitor 47.

도 2는 본 발명에 따른 레이저 가공 장치의 레이저 펄스를 관찰한 일례의 그래프이다.2 is a graph of an example of observing a laser pulse of the laser processing apparatus according to the present invention.

상기한 그래프는 분기된 펄스가 이광자 여기 포토 다이오드로 입사될 때의 신호를 오실로스코프를 통해서 나타낸 그래프이다. 포토 다이오드는 광 에너지를 전기 에너지로 변환시키는 광센서의 일종으로서 이에 의하면 레이저 펄스의 세기를 전압값으로 변환하여 측정할 수 있다.The graph is a graph showing a signal when the branched pulse is incident on the two-photon excitation photodiode through the oscilloscope. The photodiode is a kind of optical sensor that converts light energy into electrical energy. The photodiode can be measured by converting the intensity of a laser pulse into a voltage value.

시간차를 갖도록 분할된 제1 레이저 펄스 P1과 제2 레이저 펄스 P4는 각각 약 0.04볼트의 출력을 가진다. 그런데, P1과 P4가 소정의 시간차를 갖는 경우에는 P3과 같이 약 0.08볼트의 출력을 가지게 되나, 양 펄스 사이의 시간차가 없는 경우에는 P2와 같이 약 0.16볼트의 출력을 갖는 것으로 나타났으며 이는 P3의 두배가 된다.The first laser pulse P1 and the second laser pulse P4 divided to have a time difference each have an output of about 0.04 volts. However, when P1 and P4 have a predetermined time difference, they have an output of about 0.08 volts as in P3, but when there is no time difference between both pulses, they have an output of about 0.16 volts as in P2. Doubled.

이와 같이, 펄스 사이의 시간차가 제로인 경우는 시간차가 있는 경우보다 월 등하게 큰 출력을 가지므로, 이송 스테이지를 이송시키면서 전압값이 최대가 되는 지점을 오실로스코프를 통해서 용이하게 찾을 수 있으며, 이는 제1 레이저 펄스와 제2 레이저 펄스의 시간차가 제로가 되는 영점이 된다.As such, when the time difference between the pulses is zero, the output is significantly larger than when there is a time difference, and thus the point where the voltage value is maximized while transferring the transfer stage can be easily found through the oscilloscope. The time difference between the laser pulse and the second laser pulse is zero.

영점이 구해지면 이송스테이지의 이동 정도와 펄스의 시간차와의 관계를 구하여, 이송 스테이지를 이동시킴으로써 원하는 시간차를 용이하게 설정할 수 있다.When the zero point is found, the relationship between the degree of movement of the transfer stage and the time difference of the pulse is obtained, and the desired time difference can be easily set by moving the transfer stage.

도 3a 내지 도 3f는 레이저 펄스를 이용하여 가공된 가공표면을 나타내는 사진이다.3A to 3F are photographs showing a processed surface processed using a laser pulse.

이때, 피가공물은 석영 유리 위에 있는 크롬 박판이 사용되었다. 이때, 조사된 레이저는 250fs(2.5×10-13sec)의 시간 폭을 가지며, 1만개의 레이저 펄스가 100KHz로 크롬 박판으로 조사되었다.At this time, a chromium thin plate on the quartz glass was used as the workpiece. At this time, the irradiated laser had a time width of 250 fs (2.5 × 10 −13 sec), and 10,000 laser pulses were irradiated with chromium thin plates at 100 KHz.

먼저 도 3a 및 도 3b는 서로 다른 편광을 갖는 3mW의 레이저 펄스와 2.9mW의 레이저 펄스를 이용하여 석영 유리 위에 있는 크롬 박판을 가공한 표면을 나타낸다. 이 경우 양자 모두 가공표면에 레이저의 편광 방향에 수직으로 줄무늬 패턴이 나타나고 가공표면이 매우 거친 것을 확인할 수 있다.First, FIGS. 3A and 3B show a surface of a chrome plated on quartz glass using a 3mW laser pulse having a different polarization and a 2.9mW laser pulse. In this case, it can be seen that both the stripes appear perpendicular to the polarization direction of the laser on the processing surface and the processing surface is very rough.

도 3c 및 도 3d는 서로 다른 편광을 갖는 9mV의 레이저 펄스를 이용하여 가공한 가공 표면을 나타내는데, 이 경우에도 가공표면의 가장자리에 줄무늬 패턴이 나타나며 중심부분에도 부분적으로 줄무늬 패턴이 나타나는 문제가 있다.3C and 3D show a processed surface processed using 9mV laser pulses having different polarizations. In this case, a stripe pattern appears at the edge of the processed surface and a stripe pattern also appears in the center portion.

도 3e는 본 발명에 따른 극초단 펄스 레이저 장치를 사용하여 크롬 박판을 가공한 표면을 나타내는데, 3mV의 세기를 갖는 레이저 펄스가 10ps(10-11sec)의 시 간차를 두고 조사되었다. 이 경우, 도 3e에 나타난 바와 같이 가공표면의 중심에는 줄무늬 패턴이 나타나지 아니하였고, 표면이 매우 매끄럽게 가공되었다. 또한, 가공표면의 가장자리도 종래에 비하여 매우 양호한 거칠기를 얻을 수 있었다.Figure 3e shows the surface of the chrome plated using the ultra-short pulse laser device according to the present invention, a laser pulse having an intensity of 3mV was irradiated with a time difference of 10ps (10 -11 sec). In this case, as shown in FIG. 3E, no striped pattern appeared at the center of the processed surface, and the surface was processed very smoothly. In addition, the edge of the processed surface was also able to obtain very good roughness compared with the prior art.

도 3f는 본 발명에 따른 극초단 펄스 레이저 가공 장치에서 마스크(6, 도 1에 도시)를 제거한 후, 렌즈의 포커싱 위치에 크롬 박판을 위치시키고 시간차를 갖는 레이저 펄스를 조사하여 가공한 표면을 나타내는 사진이다.Figure 3f shows the surface processed by removing the mask (6, shown in Figure 1) in the ultra-short pulse laser processing apparatus according to the present invention, by placing a thin chrome plate at the focusing position of the lens and irradiating a laser pulse having a time difference It is a photograph.

이 경우, 마스크(6)가 설치되지 아니하므로 레이저 펄스의 에너지가 분산되지 못하고, 펄스의 중심 부분에 에너지가 집중하게 된다. 이에 따라, 가공 표면의 중심 부분에 지나치게 많은 에너지가 조사되어 크롬 박판의 중앙에 구멍이 생기고 유리기판까지 가공되는 문제가 발생하였다. 이에 반하여, 본 발명에 따른 레이저 가공 장치는 마스크가 설치되어 이미지 전사 방식의 가공을 수행하므로, 레이저 펄스의 에너지가 분산되어 가공 표면에 균일한 에너지가 조사되며, 이에 따라 도 3e에 도시한 바와 같이 정밀한 가공 표면을 얻을 수 있다.In this case, since the mask 6 is not provided, the energy of the laser pulse cannot be dispersed, and energy is concentrated in the center portion of the pulse. As a result, too much energy is irradiated to the center portion of the processed surface, causing a hole in the center of the chromium thin plate and a problem that the glass substrate is processed. On the contrary, in the laser processing apparatus according to the present invention, since the mask is installed to perform the image transfer method, the energy of the laser pulses is dispersed and the uniform energy is irradiated onto the processed surface, and as shown in FIG. 3E. Precise machining surfaces can be obtained.

상기한 바와 같이 본 발명에 따르면, 레이저 펄스가 분할되어 서로 다른 경로를 따라 진행함으로써 시간차를 갖고 피가공물에 입사될 수 있다. 그리고 분할된 레이저 펄스는 이송 스테이지의 이송을 통해서 수백 피코초까지 시간차가 조절될 수 있다. As described above, according to the present invention, the laser pulse is divided and proceeds along different paths so that they can be incident on the workpiece with time difference. And the divided laser pulse can be adjusted by the time difference up to several hundred picoseconds through the transfer of the transfer stage.

또한, 분기된 레이저 펄스는 일측 레이저 펄스만이 편광변경부재와 편광판을 지나게 되므로, 서로 다른 편광을 갖게 된다. In addition, the branched laser pulse has only one laser pulse passing through the polarization changing member and the polarizing plate, and thus has different polarizations.

이에 따라 본 발명에 따른 레이저 가공 장치는 열에 의한 영향을 최소화하여 다양한 재료를 보다 정밀하게 가공할 수 있으며, 단일 펄스에서 나타나는 줄무늬 패턴을 감소시키거나 이를 제거할 수 있다.Accordingly, the laser processing apparatus according to the present invention can process various materials more precisely by minimizing the influence of heat, and can reduce or eliminate the stripe pattern appearing in a single pulse.

또한, 종래에는 생산성을 높이기 위해 출력이 높은 레이저를 사용하였으며 이 경우에도 줄무늬 패턴이 형성되나, 본 발명은 작은 출력의 에너지로도 줄무늬 패턴을 현저하게 감소시켜 에너지 효율을 극대화시킬 수 있다.In addition, in the related art, a laser having a high output power is used to increase productivity, and in this case, a stripe pattern is formed, but the present invention can maximize energy efficiency by significantly reducing the stripe pattern even with a small output energy.

또한, 레이저의 진행방향에 마스크가 설치되어 레이저 펄스의 에너지를 분산시킬 수 있다. 즉, 종래의 레이저 펄스는 에너지가 가우시안 분포를 이루어 중심에서의 출력이 지나치게 높게 나타나고 이에 따라 중심부를 통한 가공과 가장자리를 통한 가공의 차이가 나타나는 문제가 있었다. 그러나 본 발명의 경우 마스크를 통해서 레이저 펄스의 에너지 분포를 분산시켜 에너지 편차를 해소하여 보다 정밀한 가공을 수행할 수 있다.In addition, a mask may be provided in the advancing direction of the laser to disperse the energy of the laser pulse. In other words, the conventional laser pulse has a Gaussian distribution of energy, resulting in an excessively high output at the center, thereby causing a difference between machining through the center and machining through the edge. However, in the case of the present invention, the energy distribution of the laser pulses can be dispersed through the mask to solve the energy deviation to perform more precise processing.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.In the above description of the preferred embodiment of the present invention, the present invention is not limited thereto, and various modifications and changes can be made within the scope of the claims and the detailed description of the invention and the accompanying drawings. Naturally, it belongs to the range of.

이와 같이 본 발명에 따르면, 극초단 펄스 레이저 펄스를 분할하여 시간차를 부여하고 분할된 펄스의 편광을 상이하게 조절함으로써 보다 정밀한 가공을 수행할 수 있으며, 단일 펄스 가공에서 나타나는 줄무늬 패턴을 최소화시킬 수 있다.As described above, according to the present invention, by providing a time difference by dividing the ultra-short pulse laser pulse and adjusting the polarization of the divided pulse differently, more precise processing can be performed, and the stripe pattern appearing in the single pulse processing can be minimized. .

또한, 하나의 극초단 펄스 레이저를 분할되어 각각 가공을 수행함으로 종래에 에너지 효율이 향상된다.In addition, energy efficiency is conventionally improved by dividing one ultra-short pulse laser into each processing.

또한, 마스크가 설치되어 빔의 에너지 편차를 감소시킴으로써 보다 정밀한 가공을 수행할 수 있다.In addition, a mask can be installed to reduce the energy variation of the beam, thereby enabling a more precise machining.

또한, 이송 스테이지의 이동으로 분할된 펄스의 시간차를 용이하게 조절할 수 있어서 재질과 가공의 종류에 따라 다양한 방법으로 가공을 수행할 수 있다.In addition, it is possible to easily adjust the time difference of the divided pulses by the movement of the transfer stage can be performed in a variety of ways depending on the material and type of processing.

Claims (15)

극초단 펄스 레이저를 발생시키는 레이저 발생부;A laser generator for generating an ultra short pulse laser; 상기 레이저 발생부에서 발생한 상기 레이저를 분할하여 서로 다른 길이의 경로로 진행시키는 분할부;A division unit for dividing the laser generated by the laser generation unit and proceeding along paths having different lengths; 상기 분할부에서 출사된 상기 레이저의 진행 경로를 병합하는 병합부; 및A merging unit for merging the traveling paths of the laser emitted from the dividing unit; And 진행 경로가 병합된 상기 레이저를 이용하여 공작물을 가공하는 가공부;A processing unit for processing a workpiece using the laser in which a traveling path is merged; 를 포함하는 극초단 펄스 레이저 가공 장치.Ultra-short pulse laser processing apparatus comprising a. 제1 항에 있어서,According to claim 1, 상기 분할부는 분할된 일부 레이저의 편광을 변화시키는 편광변경부재를 포함하는 극초단 펄스 레이저 가공 장치.The dividing unit is an ultra-short pulse laser processing apparatus including a polarization changing member for changing the polarization of the divided partial laser. 제1 항에 있어서,According to claim 1, 상기 분할부는,The division part, 상기 레이저를 분할하는 빔 분할기;A beam splitter for splitting the laser; 분할된 레이저의 편광을 변화시키는 편광변경부재; A polarization changing member for changing the polarization of the divided laser; 분할된 레이저의 출력을 조절하는 편광판; 및Polarizing plate for adjusting the output of the divided laser; And 분할된 레이저의 경로를 조절하는 이송부재;Transfer member for adjusting the path of the divided laser; 를 포함하는 극초단 펄스 레이저 가공 장치.Ultra-short pulse laser processing apparatus comprising a. 제3 항에 있어서,The method of claim 3, wherein 상기 이송부재는 분할된 상기 레이저의 경로의 전환시키는 반사부재와 상기 반사부재를 이송시키는 이송 스테이지를 포함하는 극초단 펄스 레이저 가공 장치.The transfer member is an ultra-short pulsed laser processing apparatus including a reflective member for switching the path of the divided laser and a transfer stage for transferring the reflective member. 제4 항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 이송부재는 두 개의 반사부재를 포함하며 상기 반사부재들은 레이저의 진행 경로를 180도로 전환시킬 수 있도록 서로 대칭되는 구조로 설치되는 극초단 펄스 레이저 가공 장치.The conveying member includes two reflecting members and the reflecting members are ultra-short pulsed laser processing apparatus is installed in a structure symmetrical with each other to be able to switch the path of the laser to 180 degrees. 제1 항 내지 제4 항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 1 to 4, 상기 병합부는 분할된 상기 레이저들의 진행 경로가 교차하는 곳에 설치되는 극초단 펄스 레이저 가공 장치.The merger is an ultra-short pulse laser processing apparatus is installed where the progress path of the divided lasers cross. 제1 항 내지 제4 항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 1 to 4, 상기 병합부와 상기 가공부 사이에는 병합된 레이저들의 경로의 일치여부를 진단하는 진단부가 설치되는 극초단 펄스 레이저 가공 장치.Ultrashort pulsed laser processing apparatus is provided between the merger and the processing unit is provided with a diagnostic unit for diagnosing whether the path of the merged lasers match. 제7 항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 진단부는 진단용 빔 분할기와 상기 진단용 빔 분할기에서 분할된 레이 저가 입사되는 포토다이오드(Photodiode), 및 상기 포토다이오드에서 전송되는 신호를 현시하는 오실로스코프를 포함하는 극초단 펄스 레이저 가공 장치.The diagnostic unit includes a diagnostic beam splitter, a photodiode to which a laser beam split by the diagnostic beam splitter is incident, and an oscilloscope for displaying a signal transmitted from the photodiode. 제1 항 내지 제4 항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 1 to 4, 상기 가공부는 상기 공작물이 장착되는 가공 스테이지와 상기 가공 스테이지의 상부에 설치되어 상기 레이저를 반사하는 반사부재와 반사된 상기 레이저를 집속하여 상기 가공 스테이지로 전달하는 렌즈를 포함하는 극초단 펄스 레이저 가공 장치.The processing unit includes an ultra-short pulsed laser processing apparatus including a processing stage on which the workpiece is mounted, a reflection member installed on an upper portion of the processing stage, and a lens configured to focus the reflected laser beam to the processing stage. . 제1 항 내지 제4 항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 1 to 4, 상기 레이저 발생부와 상기 빔 분할부 사이에는 상기 레이저의 에너지편차를 감소시키는 마스크가 설치되는 극초단 펄스 레이저 가공 장치.Ultrashort pulsed laser processing apparatus is provided between the laser generating unit and the beam splitting unit to reduce the energy deviation of the laser. 제1 항 내지 제4 항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 1 to 4, 상기 레이저 발생부와 상기 분할부 사이에는 Between the laser generator and the divider 상기 레이저 발생부로부터 상기 레이저를 전달받아 상기 레이저를 분할하는 측정용 빔 분할기;A beam splitter for measuring the laser beam from the laser generator to split the laser beam; 상기 측정용 빔 분할기로부터 하나의 레이저를 전달받아 레이저의 폭을 실시간으로 측정하는 자기상관계;An auto-relationship for receiving a single laser from the beam splitter for measuring the width of the laser in real time; 상기 측정용 빔 분할기로부터 다른 레이저를 전달받아 레이저의 출력을 감소시키는 빔 감쇄기; 및A beam attenuator receiving another laser from the measuring beam splitter to reduce the output of the laser; And 상기 레이저의 집중도를 분산시키는 마스크;A mask for dispersing the concentration of the laser; 를 포함하는 빔 조절부가 설치되는 극초단 펄스 레이저 가공 장치.Ultrashort pulsed laser processing apparatus is installed, including a beam control unit. 극초단 펄스 레이저를 발생시키는 단계;Generating an ultra-short pulsed laser; 상기 레이저를 분할하는 단계;Dividing the laser; 분할된 상기 레이저를 길이가 서로 다른 경로로 진행시키는 단계;Advancing the divided lasers in paths having different lengths; 분할된 상기 레이저의 경로를 병합하는 단계; 및Merging the paths of the divided lasers; And 시간차를 갖는 상기 레이저를 공작물로 조사하여 가공하는 단계;Irradiating and processing the laser having a time difference with a workpiece; 를 포함하는 극초단 펄스 레이저 가공 방법.Ultra-short pulse laser processing method comprising a. 제 12항에서 있어서,The method of claim 12, 상기 극초단 펄스 레이저 가공 방법은 마스크를 이용하여 상기 레이저의 에너지 편차를 감소시키는 단계를 포함하는 극초단 펄스 레이저 가공 방법.The ultra-short pulsed laser processing method includes reducing energy variation of the laser by using a mask. 제 12항에서 있어서,The method of claim 12, 상기 극초단 펄스 레이저 가공 방법은 분할된 일부 레이저의 편광을 변화시키는 단계를 포함하는 극초단 펄스 레이저 가공 방법.The ultra-short pulsed laser processing method includes changing the polarization of a part of the divided laser. 제 12항에서 있어서,The method of claim 12, 상기 분할된 상기 레이저를 길이가 서로 다른 경로로 진행시키는 단계에 있어서, 분할된 상기 레이저는 분할된 상기 레이저를 반사시키는 반사부재가 설치된 이송 스테이지의 이동에 의하여 경로가 변화되는 극초단 펄스 레이저 가공 방법.In the step of advancing the divided laser paths having different lengths, the divided laser is a very short pulse laser processing method in which the path is changed by the movement of the transfer stage provided with a reflecting member reflecting the divided laser. .
KR1020060035683A 2006-04-20 2006-04-20 Processing apparatus and mehtod of using ultrashort pulse laser KR100787236B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020060035683A KR100787236B1 (en) 2006-04-20 2006-04-20 Processing apparatus and mehtod of using ultrashort pulse laser

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020060035683A KR100787236B1 (en) 2006-04-20 2006-04-20 Processing apparatus and mehtod of using ultrashort pulse laser

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20070103842A KR20070103842A (en) 2007-10-25
KR100787236B1 true KR100787236B1 (en) 2007-12-21

Family

ID=38818050

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020060035683A KR100787236B1 (en) 2006-04-20 2006-04-20 Processing apparatus and mehtod of using ultrashort pulse laser

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100787236B1 (en)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102379974B1 (en) * 2021-02-24 2022-03-29 한국광기술원 Solid dye pulse laser apparatus and control method thereof
WO2023158265A1 (en) * 2022-02-17 2023-08-24 한국광기술원 Laser system using tilting mirror and control method therefor
WO2023158260A1 (en) * 2022-02-17 2023-08-24 한국광기술원 Dual wavelength laser system and control method therefor

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1080786A (en) 1996-09-05 1998-03-31 Mitsubishi Chem Corp Beam spliiting equipment, and laser beam texture equipment using it
JPH1174216A (en) 1997-08-29 1999-03-16 Japan Steel Works Ltd:The Pulse light irradiation method and device thereof
JP2001296503A (en) 2000-04-13 2001-10-26 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Device for reducing speckle
JP2005161330A (en) 2003-11-28 2005-06-23 Sumitomo Heavy Ind Ltd Laser beam machining method and apparatus

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1080786A (en) 1996-09-05 1998-03-31 Mitsubishi Chem Corp Beam spliiting equipment, and laser beam texture equipment using it
JPH1174216A (en) 1997-08-29 1999-03-16 Japan Steel Works Ltd:The Pulse light irradiation method and device thereof
JP2001296503A (en) 2000-04-13 2001-10-26 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Device for reducing speckle
JP2005161330A (en) 2003-11-28 2005-06-23 Sumitomo Heavy Ind Ltd Laser beam machining method and apparatus

Also Published As

Publication number Publication date
KR20070103842A (en) 2007-10-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6951627B2 (en) Method of drilling holes with precision laser micromachining
EP2465634B1 (en) Laser machining device and laser machining method
US9147989B2 (en) Femtosecond laser processing system with process parameters controls and feedback
TW555612B (en) Laser machining apparatus
US6727462B2 (en) Laser machining device
KR20230020532A (en) Processing optical system, laser processing device and laser processing method
CN114728371A (en) Method for laser machining a workpiece, machining tool and laser machining device
TWI606881B (en) Laser processing machine
CA2415666A1 (en) Uv laser system and method for single pulse severing of ic fuses
KR101425492B1 (en) Laser machining apparatus and method thereof
US5315604A (en) Optical structure for adjusting the peak power of a laser beam
JP6817027B2 (en) Laser processing equipment
US20070062917A1 (en) Laser cutting and sawing method and apparatus
Allegre et al. Real-time control of polarisation in ultra-short-pulse laser micro-machining
JP4610201B2 (en) Laser irradiation device
KR100787236B1 (en) Processing apparatus and mehtod of using ultrashort pulse laser
KR20230066080A (en) How to separate the workpiece
US11780028B2 (en) Method for separating a workpiece
US6903824B2 (en) Laser sensitometer
JP5046778B2 (en) Polycrystalline film manufacturing method and laser processing apparatus
KR102050765B1 (en) Multi modal laser machining system
JP2010023100A (en) Laser beam machining apparatus and laser beam machining method
JP2009032780A (en) Optical axis changing device, beam irradiation device, and beam irradiation method
KR20190071729A (en) Laser processing device and operation confirmation method
WO2012090519A1 (en) Laser processing device and laser processing method

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20121105

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130904

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140917

Year of fee payment: 8

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20150909

Year of fee payment: 9

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20161212

Year of fee payment: 10

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20171212

Year of fee payment: 11

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20181205

Year of fee payment: 12

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20191210

Year of fee payment: 13