KR102312782B1 - 레이저 스캐너의 빔 집속도 조절을 위한 탈부착식 광학장치 - Google Patents

레이저 스캐너의 빔 집속도 조절을 위한 탈부착식 광학장치 Download PDF

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Abstract

레이저 가공장치를 개시한다.
본 실시예의 일 측면에 의하면, 가공을 위한 레이저를 조사하는 광원과 광원으로부터 조사된 레이저를 기 설정된 방향으로 반사시켜 기 설정된 면적만큼 스캐닝하는 스캐너와 입사하는 레이저를 포커싱하여 물체로 조사하는 대물렌즈와 상기 스캐너로부터 반사되는 레이저를 상기 대물렌즈의 개구부로 입사시키는 스캐닝 어댑터 및 상기 물체를 안착시키며 이동시키는 스테이지를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 가공장치를 제공한다.

Description

레이저 스캐너의 빔 집속도 조절을 위한 탈부착식 광학장치{Detachable optical device for adjusting beam focusing speed of laser scanner}
본 실시예는 레이저를 이용하여 가공하는 장치에 관한 것이다.
이 부분에 기술된 내용은 단순히 본 실시예에 대한 배경 정보를 제공할 뿐 종래기술을 구성하는 것은 아니다.
레이저 가공장치는 레이저 빔을 가공이 필요한 대상물의 표면 등에 조사하여 세밀하게 가공을 수행하는 장치이다. 이러한 레이저 가공장치에는 두 가지 유형이 존재한다.
첫 번째 유형의 레이저 가공장치는 광원에서 조사되는 레이저 빔을 대물렌즈로 포커싱하여 대상물로 조사하며, 대상물이 안착된 스테이지를 이동시켜 원하는 모양으로 가공한다. 레이저 가공장치는 레이저 빔을 대물렌즈를 거쳐 대상물로 조사되기 때문에, 레이저 빔의 스캐닝은 곤란하다. 따라서, 대상물이 안착되어 있는 스테이지 전체가 이동하며, 조사되는 레이저 빔에 의해 대상물이 원하는 모양으로 가공되도록 한다. 이러한 유형의 레이저 가공장치는 대물렌즈로 레이저 빔을 포커싱하여 대상물로 조사할 수 있어 1 내지 2㎛ 단위까지 세밀하게 가공할 수 있는 장점을 가지나, 가공을 위해 스테이지 전체가 이동해야 하기에 가공 속도가 현저히 떨어지는 문제가 존재한다.
첫 번째 유형의 레이저 가공장치의 단점을 보완하고자 두 번째 유형의 레이저 가공장치가 등장하였다. 두 번째 유형의 레이저 가공장치는 스캐너를 이용하여 레이저 빔의 방향을 조절함으로써, 대상물에 원하는 모양으로 가공하는 방식이다. 레이저 가공장치는 스캐너를 이용하여 레이저 빔의 방향을 조절하며, 방향이 조절된 레이저 빔을 대구경 렌즈, 주로, 텔레센트릭(Telecentric) 렌즈를 이용하여 대상물로 조사한다. 이러한 유형의 레이저 가공장치는 스캐너를 이용하여 빔의 방향을 조절할 수 있기 때문에 상당히 빠른 속도로 가공을 수행할 수 있는 장점을 갖지만, 레이저 빔이 대구경 렌즈를 거쳐 대상물로 조사되기 때문에 세밀한 폭으로 가공을 할 수 없는 문제가 존재한다. 통상적으로 두 번째 유형의 레이저 가공장치는 100㎛ 단위 수준의 가공만이 가능하다.
이처럼, 각 유형의 레이저 가공장치는 우수한 장점을 가지고 있으나 그와 함께 치명적인 단점을 가지고 있기 때문에, 양자의 장점만을 포함하고 있는 레이저 가공장치에 대한 수요가 존재한다.
본 발명의 일 실시예는, 세밀하면서 가공을 위한 스테이지의 이동을 최소화하여 빠르게 대상물을 가공할 수 있는 레이저 가공장치를 제공하는 데 일 목적이 있다.
본 실시예의 일 측면에 의하면, 가공을 위한 레이저를 조사하는 광원과 광원으로부터 조사된 레이저를 기 설정된 방향으로 반사시켜 기 설정된 면적만큼 스캐닝하는 스캐너와 입사하는 레이저를 포커싱하여 물체로 조사하는 대물렌즈와 상기 스캐너로부터 반사되는 레이저를 상기 대물렌즈의 개구부로 입사시키는 스캐닝 어댑터 및 상기 물체를 안착시키며 이동시키는 스테이지를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 가공장치를 제공한다.
본 실시예의 일 측면에 의하면, 상기 스캐닝 어댑터는 상기 광원과 상기 스캐너의 광 경로상의 가운데 배치되어, 상기 광원에서 조사되어 상기 스캐너로 입사되는 레이저를 포커싱하는 제1 렌즈를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 실시예의 일 측면에 의하면, 상기 스캐닝 어댑터는 상기 스캐너로부터 반사되는 레이저를 평행광으로 만들어 상기 대물렌즈의 개구부로 입사시키는 것을 특징으로 한다.
본 실시예의 일 측면에 의하면, 상기 스캐닝 어댑터는 상기 스캐너로부터 반사되는 레이저를 평행광으로 만드는 제2 렌즈를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 실시예의 일 측면에 의하면, 상기 스캐닝 어댑터는 상기 스캐너로부터 반사되는 레이저의 광 경로를 상기 대물렌즈의 개구부의 방향으로 변화시키는 제3 렌즈를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 실시예의 일 측면에 의하면, 가공을 위한 레이저를 조사하는 제1 광원과 제1 광원으로부터 조사된 레이저를 기 설정된 방향으로 반사시켜 기 설정된 면적만큼 스캐닝하는 스캐너와 입사하는 레이저를 포커싱하여 물체로 조사하는 대물렌즈와 상기 물체의 표면 상태를 확인하기 위한 확인광을 조사하는 제2 광원과 확인광이 조사된 물체로부터 반사된 반사광을 수광하는 수광부와 상기 스캐너로부터 반사되는 레이저를 상기 대물렌즈의 개구부로 입사시키고, 상기 확인광을 물체로 반사시키고, 상기 반사광을 상기 수광부로 반사시키는 스캐닝 어댑터 및 상기 물체를 안착시키며 이동시키는 스테이지를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 가공장치를 제공한다.
본 실시예의 일 측면에 의하면, 상기 스캐닝 어댑터는 상기 스캐너로부터 반사된 레이저는 통과시키고, 상기 광원에서 조사된 확인광은 반사시키는 제1 빔 스플리터를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 실시예의 일 측면에 의하면, 상기 스캐닝 어댑터는 상기 스캐너로부터 반사된 레이저와 상기 확인광은 통과시키고, 상기 물체로부터 반사된 반사광은 상기 수광부로 반사시키는 제2 빔 스플리터를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 실시예의 일 측면에 따르면, 세말하게 대상물을 가공할 수 있으면서도, 가공을 위한 스테이지의 이동을 최소화하여 빠르게 대상물을 가공할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 레이저 가공장치의 구성을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 스캐너의 구성을 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 레이저 가공장치로부터 조사되는 레이저의 일 광 경로를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 레이저 가공장치의 구성을 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 마이크로 스캐닝 어댑터를 도시한 도면이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.
제1, 제2, A, B 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에서, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서 "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해서 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다.
일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
또한, 본 발명의 각 실시예에 포함된 각 구성, 과정, 공정 또는 방법 등은 기술적으로 상호간 모순되지 않는 범위 내에서 공유될 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 레이저 가공장치의 구성을 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 레이저 가공장치(100)는 광원(110), 스캐너(120), 마이크로 스캐닝 어댑터(130), 대물렌즈(140), 스테이지(150) 및 제어부(미도시)를 포함한다.
광원(110)은 물체를 가공하기 위한 레이저 빔을 조사한다.
스캐너(120)는 광원으로부터 조사된 레이저 빔의 방향을 조절하여 스캐닝한다. 스캐너(120)는 광원으로부터 조사되어 입사(도 1에서는 -x축 방향)하는 레이저 빔을 기 설정된 방향(도 1에서는 -y축 방향)으로 반사시킨다. 이때, 스캐너(120)는 제어부(미도시)의 제어에 따라 반사시키는 각도를 세밀히 조절하여, 기 설정된 방향으로 반사된 레이저 빔이 마이크로 스캐닝 어댑터(130)로 입사되는 위치를 조절한다. 스캐너(120)의 구성은 도 2에 상세히 도시되어 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 스캐너의 구성을 도시한 도면이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 스캐너(120)는 미러(210), 빔 스플리터(220) 및 모터(230, 235)를 포함한다.
미러(210)는 광원으로부터 조사되어 빔 스플리터(220)를 통과한 레이저 빔을 다시 빔 스플리터(220) 방향으로 반사시킨다.
빔 스플리터(220)는 광원으로부터 조사되는 레이저 빔은 통과시키고, 미러(210)로부터 반사된 레이저 빔은 반사시킨다. 빔 스플리터(220)는 마이크로 스캐닝 어댑터가 위치한 방향(도 1 및 도 2에서 -y축 방향)으로 레이저 빔을 반사시키기 위한 반사각을 가지며, 모터(235)에 의해 기 설정된 범위 내에서 반사각이 조정되며 반사되는 레이저 빔의 방향이 변한다. 도 2에는 빔 스플리터(220)가 모터(235)에 의해 반사각을 x축 방향으로 조정하는 것만이 도시되어 있으나, 이에 한정되는 것은 아니고, z축 방향으로도 조정이 가능하다. 즉, 빔 스플리터(220)는 반사각을 x-z 평면 상에서 조정 가능하기 때문에, -y축으로 반사시키는 레이저 빔을 기 설정된 면적(반사각의 조정 범위) 내에서 스캐닝할 수 있다. 다만, 빔 스플리터(220)가 기 설정된 범위 넘어서 반사각을 조정할 경우, 후술할 대물렌즈(140)로 레이저 빔이 입사되지 못하기에 기 설정된 범위 내에서 반사각을 조정하여 레이저 빔을 스캐닝한다.
모터(230, 235)는 미러(210) 및 빔 스플리터(220)가 이동할 수 있도록 하는 동력을 제공한다. 특히, 모터(235)는 빔 스플리터(220)에 장착되어, 빔 스플리터(220)가 반사각을 조정할 수 있도록 하는 동력을 제공한다. 모터(235)에 의해 빔 스플리터(220)가 반사각을 조정함에 따라 레이저 빔이 기 설정된 면적 내에서 스캐닝이 이루어질 수 있고, 모터(230)가 미러(210)를 이동시킴에 따라 스캐너(120)에 의해 반사되는 레이저 빔의 전체적인 방향이 변할 수 있다.
한편, 도 2에는 스캐너(120)에 미러(120)와 빔 스플리터(220)가 포함된 것으로 도시되어 있으나 반드시 이에 한정되는 것은 아니고, 일방향으로 입사되는 레이저 빔의 방향을 변이시킬 수 있는 구성(일 예로, 복수 개의 미러만으로 구현) 또는 장치(일 예로, 갈바노미터 스캐너)라면 어떠한 것으로 대체되어도 무방하다.
다시 도 1을 참조하면, 마이크로 스캐닝 어댑터(130)는 스캐너(120)에서 반사되는 레이저 빔의 성질과 경로를 변화시켜, 레이저 빔을 대물렌즈(140)의 개구부(Aperture)로 입사시킨다. 스캐너(120)로부터 반사되어 스캐닝된 레이저 빔은 마이크로 스캐닝 어댑터(130)의 일 구성에 의해 발산하는 발산광의 성질을 갖는다. 그러나 대물렌즈(140)로 입사되어야 할 광이 발산될 경우, 가공을 위한 충분한 양의 레이저 빔이 대물렌즈(140)로 입사되지 못해 가공이 온전히 이루어지지 못하게 되고, 대물렌즈(140) 이외의 부분으로 발산하는 레이저 빔이 레이저 가공장치(100) 내 다른 구성이나 대상물(160)의 가공되고 있는 부분 이외의 다른 부분에도 영향을 미칠 우려가 존재한다. 이러한 문제를 해소하고자, 마이크로 스캐닝 어댑터(130)는 스캐너(120)로부터 반사되어 스캐닝된 레이저 빔의 성질을 평행광으로 변화시키며, 이와 동시에 레이저 빔의 경로를 대물렌즈(140)의 개구부 내로 모두 입사되도록 변화시킨다. 마이크로 스캐닝 어댑터(130)의 구성과 레이저 빔의 광 경로에 대한 설명은 도 3을 참조하여 후술하기로 한다.
마이크로 스캐닝 어댑터(130)는 연결부(125)에 의해 스캐너(120)에 연결되어, 스캐너(120)로부터 반사되어 스캐닝된 레이저 빔의 성질과 경로를 변화시킨다.
대물렌즈(140)는 입사되는 레이저 빔을 포커싱하여 대상물(160)로 조사한다. 대물렌즈(140)는 마이크로 스캐닝 어댑터(130)로부터 평행광을 입사받아 대상물(160)로 포커싱한다. 다만, 대물렌즈(140)로 입사되는 레이저 빔은 스캐너(120)에 의해 기 설정된 면적만큼 스캐닝되기 때문에, 대물렌즈(140)로부터 포커싱되는 레이저 빔은 종래의 레이저 가공장치와 일 초점으로만 조사되는 것이 아니라 기 설정된 면적 내에서 가변된다. 마이크로 스캐닝 어댑터(130)가 스캐너(120)로부터 반사되어 스캐닝된 레이저 빔을 모두 대물렌즈(140)의 개구부 내로 입사시키기 때문에, 레이저 가공장치(100)는 대물렌즈(140)를 이용하여 세밀한 가공이 가능함과 동시에, 스캐너를 이용하여 빠른 속도로 가공할 수 있다.
스테이지(150)는 대상물(160)을 안착시켜 이동시킨다. 스테이지(150)는 제어부(미도시)의 제어에 따라 안착된 대상물(160)을 대물렌즈(140) 하단의 가공을 위한 위치로 이동시킨다. 또한, 스테이지(150)는 제어부(미도시)의 제어에 따라, 대상물(160)의 일정 면적에 가공이 완료된 경우 다른 면적이 가공을 위한 위치에 노출되도록 대상물을 이동시키고, 대상물(160)에 가공이 모두 완료되었으면 대상물(160)을 가공을 위한 위치 밖으로 이동시킨다.
제어부(미도시)는 레이저 가공장치(100) 내 각 구성의 동작을 제어한다.
대상물(160)의 가공을 진행하고자 할 경우, 제어부(미도시)는 광원(110)이 레이저 빔을 조사하도록 제어한다. 대상물(160)의 가공이 모두 완료된 경우, 제어부(미도시)는 광원(110)이 레이저 빔의 조사를 중단하도록 제어한다.
제어부(미도시)는 대상물(160)이 원하는 모양을 가공될 수 있도록 스캐너(120)를 조정한다. 제어부(미도시)는 스캐너(120)를 조정하여, 광원(110)으로부터 조사된 레이저 빔을 가공을 위한 적절한 방향으로 반사하도록 스캐너(120)를 조정한다.
또한, 제어부(미도시)는 스테이지(150)를 제어하여, 대상물(150)을 가공을 위한 위치로 이동시키거나, 대상물(150)의 가공이 완료된 부위나 최종적으로 가공이 완료된 대상물(150)을 가공을 위한 위치 밖으로 이동시키도록 한다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 레이저 가공장치로부터 조사되는 레이저의 일 광 경로를 도시한 도면이다.
광원(110)으로부터 조사된 레이저 빔은 평행광 형태로 조사된다.
마이크로 스캐닝 어댑터(130) 내 제1 렌즈(310)는 광원(110)과 스캐너(120)의 광 경로 중간에 배치되어, 스캐너(120)로 입사될 레이저 빔을 포커싱한다. 제1 렌즈(310)는 제1 렌즈(310)를 통과한 레이저 빔이 스캐너(120)를 거쳐 스캐너(120)와 제2 렌즈(320) 사이에서 포커싱되도록 레이저 빔을 포커싱한다.
제1 렌즈(130)를 거친 레이저 빔은 스캐너(120)를 거치며 기 설정된 방향(본 발명에서는 -y축)으로 반사된다. 이때, 스캐너(120)의 반사각에 따라, 레이저 빔이 반사되는 방향은 기 설정된 범위 내에서 상이해진다.
스캐너(120)에서 반사된 레이저 빔은 서로 다른 방향으로 조사되며, 서로 다른 지점에서 포커싱된 후 발산하며 제2 렌즈(320)로 입사한다. 전술한 대로, 레이저 빔이 제1 렌즈(310)를 통과하며, 스캐너(120)와 제2 렌즈(320) 사이에서 포커싱된다. 이에 따라, 제2 렌즈(320)의 (광 경로 상의) 전단에서 포커싱된 레이저 빔은 다시 분산되며 제2 렌즈(320)로 입사하게 된다. 도 3에는 서로 다른 방향으로 조사된 레이저 빔들이 서로 다른 초점을 형성한 후 발산하는 것처럼 도시되어 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니고 레이저 빔들이 동일한 초점을 형성한 후 각각 발산하는 광 경로를 가질 수도 있다.
제2 렌즈(320)는 입사하는 레이저 빔의 경로와 성질을 변이시켜 대물렌즈(140)로 입사시킨다. 제2 렌즈(320)는 레이저 빔의 성질면에 있어서는 입사되는 발산광을 평행광으로 변이시키며, 광 경로에 있어서는 제2 렌즈(320)의 중심으로부터 멀어질수록 굴절각도가 증가하여 최종적으로 대물렌즈(140)의 개구부 내로 입사된다. 이에 따라, 스캐너(120)에서 어떠한 방향으로 반사된 레이저 빔이라도 모두 평행광의 형태로 대물렌즈(140)의 개구부에 입사된다.
제2 렌즈(320)는 입사되는 발산광을 평행광으로 변이시키는 동시에, 렌즈의 중심부로부터 끝단으로 갈수록 굴절시키는 각도가 상승하는 하나의 렌즈로 구현될 수 있고, 입사되는 발산광을 평행광으로 변이시키는 렌즈와 입사되는 위치에 따라 상이한 각도로 굴절시키는(렌즈의 중심부로부터 끝단으로 갈수록 굴절시키는) 렌즈 복수 개로 구현될 수도 있다. 제2 렌즈(320)가 복수의 렌즈로 구현될 경우, 각 렌즈에서 필연적으로 발생하게 되는 각종 수차들을 서로 간에 보상할 수 있는 효과를 갖는다.
대물렌즈(140)로 입사하는 레이저 빔은 대물렌즈(140)를 거쳐 대상물(160)에 포커싱된다.
스캐너(120)에 의해 기 설정된 범위 내에서 레이저 빔이 스캐닝되고, 스캐닝되는 레이저 빔은 제2 렌즈(320)를 거치며 온전히 대물렌즈(140)로 입사되고 있기 때문에, 대물렌즈(140)에서 조사되는 레이저 빔은 미세한 초점으로 포커싱되면서도, 기 설정된 범위 내에서 변화할 수 있게 된다. 이에 따라, 레이저 가공장치(100)는 정밀하게 가공을 수행할 수 있는 동시에, 빠르게 레이저 가공을 수행할 수 있다.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 레이저 가공장치의 구성을 도시한 도면이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 레이저 가공장치(400)는 레이저 가공장치(100)의 구성에 제2 광원(410)과 수광부(420)를 추가로 포함한다.
제2 광원(410)은 대상물(160)의 표면 상태를 확인하기 위한 확인광을 조사한다. 제2 광원(410)은 수광부(420)를 거쳐 장치 사용자가 현재 대상물의 가공상태(대상물의 표면상태)를 실시간으로 확인할 수 있도록, 마이크로 스캐닝 어댑터(430)로 확인광을 조사한다. 확인광은 사용자가 확인할 수 있도록, 가시광 파장대역을 가질 수 있다.
수광부(420)는 대상물(160)로부터 반사된 반사광을 수광한다. 제2 광원(410)으로부터 조사된 확인광은 마이크로 스캐닝 어댑터(430)에 의해 대상물(160)로 조사되며, 대상물(160)로부터 반사되는 반사광은 마이크로 스캐닝 어댑터(430)거치며 수광부(420)로 입사된다. 수광부(420)는 반사광을 센싱하여, 데이터화하거나 이미지화하여 사용자가 현재 대상물의 가공상태를 확인할 수 있도록 한다.
마이크로 스캐닝 어댑터(430)는 레이저 가공장치(100) 내 포함된 마이크로 스캐닝 어댑터(130)와 동일한 기능을 수행하며, 이에 추가적으로 제2 광원(410)으로부터 조사되는 확인광을 대상물(160)로 반사하고, 대상물(160)로부터 반사된 반사광을 수광부(420)로 전달한다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 마이크로 스캐닝 어댑터를 도시한 도면이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 마이크로 스캐닝 어댑터(430)는 제1 렌즈(미도시) 및 제2 렌즈(320)에 추가적으로 제1 빔 스플리터(510) 및 제2 빔 스플리터(520)를 더 포함한다. 수광부(420)의 위치에 따라, 미러(530)가 마이크로 스캐닝 어댑터(430)에 더 포함될 수 있다.
제1 빔 스플리터(510)는 제2 렌즈(320)를 거친 레이저 빔은 통과시키되, 제2 광원(410)으로부터 조사된 확인광은 반사시킨다. 제1 빔 스플리터(510)의 반사면은 대물렌즈(140) 방향으로 형성되어, 제1 빔 스플리터(510)에 의해 반사된 확인광은 대물렌즈(140)를 거쳐 대상물(160)로 조사될 수 있다.
제2 빔 스플리터(520)는 제2 렌즈(320)를 거친 레이저 빔과 제1 빔 스플리터(510)에서 반사된 확인광은 통과시키되, 대상물로부터 반사되어 대물렌즈(140)를 거친 반사광은 반사시킨다. 제2 빔 스플리터(520)의 반사면은 수광부(420)가 위치한 방향으로 형성되어, 반사광이 수광부(420) 방향을 향하도록 한다.
경우에 따라, 마이크로 스캐닝 어댑터(430)는 미러(530)를 더 포함할 수 있다. 수광부(420)가 제2 빔 스플리터(520)가 반사광을 반사시키는 광축 상에 위치하지 않은 경우, 미러(530)는 제2 빔 스플리터(520)가 반사광을 반사시키는 광축 상에 위치하여 제2 빔 스플리터(520)에서 반사된 반사광을 수광부(420)로 반사한다.
이상의 설명은 본 실시예의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 실시예들은 본 실시예의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 실시예의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 실시예의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 실시예의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100, 400: 레이저 가공장치
110: 제1 광원
120: 스캐너
125: 연결부
130: 마이크로 스캐닝 어댑터
140: 대물렌즈
150: 스테이지
160: 대상물
210: 미러
220: 빔 스플리터
230, 235: 모터
310: 제1 렌즈
320: 제2 렌즈
410: 제2 광원
420: 수광부
510: 제1 빔 스플리터
520: 제2 빔 스플리터
530: 미러

Claims (8)

  1. 가공을 위한 레이저를 조사하는 광원;
    광원으로부터 조사된 레이저 빔을 기 설정된 방향으로 반사시켜 기 설정된 면적만큼 스캐닝하는 스캐너;
    입사하는 레이저 빔을 포커싱하여 물체로 조사하는 대물렌즈;
    상기 광원과 상기 스캐너의 광 경로 상의 가운데 배치되어, 상기 광원에서 조사되어 상기 스캐너로 입사되는 레이저 빔을 상기 스캐너와 제2 렌즈 사이에 포커싱하는 제1 렌즈와, 상기 제1 렌즈에 의해 포커싱된 레이저 빔이 다시 분산되어 입사되고, 입사되는 레이저 빔을 평행광으로 변이시키며, 상기 대물렌즈의 개구부 내로 입사되도록 광 경로를 변화시키는 제2 렌즈를 포함하는 마이크로 스캐닝 어댑터; 및
    상기 물체를 안착시키며 이동시키는 스테이지를 포함하되,
    상기 스캐너는,
    상기 광원으로부터 조사되어 빔 스플리터를 통과한 레이저빔을 다시 빔 스플리터 방향으로 반사시키는 미러;
    XYZ 평면상에 설치되어, -Y축 방향에 위치한 상기 마이크로 스캐닝 어댑터 방향으로 레이저 빔을 반사시키기 위해 X-Z 평면상에서 기 설정된 범위 내에서 반사각이 조정되어 -Y축으로 반사시키는 레이저 빔을 기 설정된 면적 내에서 스캐닝하고, 상기 광원으로부터 조사되는 레이저 빔은 통과시키고, 상기 미러로부터 반사된 레이저 빔은 반사시키는 빔 스플리터; 및
    상기 미러 및 빔 스플리터를 이동시키기 위한 동력을 제공하고, 상기 빔 스플리터에 장착되어 상기 빔 스플리터가 기 설정된 범위 내에서 반사각을 조정할 수 있도록 동력을 제공하는 적어도 하나 이상의 모터를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 가공장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제2 렌즈는 복수 개의 렌즈로 구현되고,
    상기 입사되는 레이저 빔을 평행광으로 변이시키는 렌즈; 및
    상기 스캐너에서 서로 다른 방향으로 반사된 레이저 빔의 광 경로를 상기 대물렌즈의 개구부의 방향으로 입사되도록 레이저 빔이 입사되는 위치에 따라 상 이한 각도로 굴절시키는 렌즈를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 가공장치.
  6. 가공을 위한 레이저 빔을 조사하는 제1 광원;
    상기 제1 광원으로부터 조사된 레이저 빔을 기 설정된 방향으로 반사시켜 기 설정된 면적만큼 스캐닝하는 스캐너;
    입사하는 레이저 빔을 포커싱하여 물체로 조사하는 대물렌즈;
    상기 물체의 표면 상태를 확인하기 위해 가시광 파장 대역의 확인 광을 조사하는 제2 광원;
    상기 확인 광이 조사된 물체로부터 반사된 반사광을 수강하는 수관부;
    상기 광원과 상기 스캐너의 광 경로상의 가운데 배치되어, 상기 광원에서 조사되어 상기 스캐너로 입사되는 레이저 빔을 상기 스캐너와 제2 렌즈 사이에 포커싱하는 제1 렌즈와, 상기 제1 렌즈에 의해 포커싱된 레이저 빔이 다시 분산되어 입사되고, 입사되는 레이저 빔을 평행광으로 변이시키며, 상기 대물렌즈의 개구부 내로 입사되도록 광 경로를 변화시키는 제2 렌즈를 포함하고, 상기 확인광을 물체로 반사시키고, 상기 반사광을 상기 수광부로 반사시키는 마이크로 스캐닝 어댑터; 및
    상기 물체를 안착시키며 이동시키는 스테이지를 포함하되,
    상기 스캐너는,
    상기 광원으로부터 조사되어 빔 스플리터를 통과한 레이저빔을 다시 빔 스플리터 방향으로 반사시키는 미러; XYZ 평면상에 설치되어, -Y축 방향에 위치한 상기 마이크로 스캐닝 어댑터 방향으로 레이저 빔을 반사시키기 위해 X-Z 평면상에서 기 설정된 범위 내에서 반사각이 조정되어 -Y축으로 반사시키는 레이저 빔을 기 설정된 면적 내에서 스캐닝하고, 상기 광원으로부터 조사되는 레이저 빔은 통과시키고, 상기 미러로부터 반사된 레이저 빔은 반사시키는 빔 스플리터; 및 상기 미러 및 빔 스플리터를 이동시키기 위한 동력을 제공하고, 상기 빔 스플리터에 장착되어 상기 빔 스플리터가 기 설정된 범위 내에서 반사각을 조정할 수 있도록 동력을 제공하는 적어도 하나 이상의 모터를 포함하고,
    상기 마이크로 스캐닝 어댑터는,
    상기 제2 렌즈를 거친 레이저 빔을 통과시키고, 상기 제2 광원에서 조사된 확인광을 상기 대물렌즈를 거쳐 물체로 조사되도록 하는 제1 빔 스플리터; 상기 제2 렌즈를 거친 레이저 빔과 상기 제1 빔 스플리터에서 반사된 확인광을 통과시키고, 상기 물체로부터 반사되어 상기 대물렌즈를 거친 반사광을 상기 수광부로 반사시키는 제2 빔 스플리터; 및 상기 제2 빔 스플리터가 반사광을 반사시키는 광축 상에 위치하여, 상기 제2 빔 스플리터에서 반사된 반사광을 상기 수광부로 반사시키는 미러를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 가공장치.
  7. 삭제
  8. 삭제
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