KR102429862B1 - Apparatus for laser processing using laser beams of different wavelength and method thereof - Google Patents

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Abstract

이종파장의 레이저 빔을 이용한 레이저 가공 장치 및 그 방법이 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 레이저 가공 장치는, 제1 레이저 빔을 출력하는 제1 레이저 발진기와 제2 레이저 빔을 출력하는 제2 레이저 발진기와 상기 제1 레이저 빔을 빔 조합부로 전송하는 제1 빔 전송계와 상기 제2 레이저 빔을 빔 조합부로 전송하는 제2 빔 전송계와 상기 제1 레이저 빔을 투과시키고, 상기 제2 레이저 빔을 반사시키되, 상기 투과된 제1 레이저 빔과 상기 반사된 제2 레이저 빔을 조합하여 동일한 경로로 제1 전송하는 제1 광학계를 포함하는 빔 조합부와 상기 동일 경로로 전송된 상기 제1 레이저 빔 및 상기 제2 레이저 빔의 빔 형상을 디자인하고, 상기 각각 디자인된 상기 제1 레이저 빔 및 상기 제2 레이저 빔을 제2 전송하는 빔 형상 디자인부와 일정 속도로 회전하며 상기 제2 전송된 상기 제1 레이저 빔 및 상기 제2 레이저 빔을 스캔함으로써, 상기 제1 레이저 빔 및 상기 제2 레이저 빔을 가공 대상물에 조사하는 폴리곤 미러와 상기 빔 조합부의 기울임 각도를 조절함으로써, 상기 가공 대상물 상의 상기 조사된 제1 레이저 빔과 상기 조사된 제2 레이저 빔 각각의 조사 위치가 결정되도록 제어하는, 제어부를 포함할 수 있다.A laser processing apparatus and method using a laser beam of different wavelengths are disclosed. According to an embodiment of the present invention, the laser processing apparatus, a first laser oscillator for outputting a first laser beam and a second laser oscillator for outputting a second laser beam and transmitting the first laser beam to the beam combination unit A first beam transmission system and a second beam transmission system for transmitting the second laser beam to the beam combination unit, and a second beam transmission system for transmitting the first laser beam and reflecting the second laser beam, the transmitted first laser beam and the Design a beam combination unit including a first optical system for combining a reflected second laser beam and transmitting the first through the same path, and the beam shape of the first laser beam and the second laser beam transmitted through the same path, By scanning the second transmitted first laser beam and the second laser beam while rotating at a constant speed with a beam shape design unit for second transmitting the first and second laser beams designed respectively, By adjusting the angle of inclination of the polygon mirror and the beam combination for irradiating the first laser beam and the second laser beam to the object to be processed, the irradiated first laser beam and the irradiated second laser beam on the object to be processed, respectively It may include a control unit for controlling the irradiation position of the determined.

Description

이종파장의 레이저 빔을 이용한 레이저 가공 장치 및 그 방법{APPARATUS FOR LASER PROCESSING USING LASER BEAMS OF DIFFERENT WAVELENGTH AND METHOD THEREOF}Laser processing apparatus and method using a laser beam of different wavelengths

본 발명은, 이종파장의 레이저 빔을 이용한 레이저 가공 장치 및 그 방법에 관한 것이다. 구체적으로, 본 발명은, 이종파장의 레이저 빔을 동일한 빔 전송 광학계로 전송하여, 레이저 가공을 수행하는 장치 및 그 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a laser processing apparatus using a laser beam having a different wavelength and a method therefor. Specifically, the present invention relates to an apparatus and method for performing laser processing by transmitting laser beams of different wavelengths to the same beam transmission optical system.

레이저 가공 방법에 있어서, 광학계를 이송시킴으로써 단일 파장의 레이저 빔의 반사거리가 변경되도록 제어하여, 가공 대상물에 조사되는 레이저 빔을 목적하는 형상으로 디자인할 수 있는 레이저 가공 방법이 제공되고 있다.In the laser processing method, a laser processing method capable of designing a laser beam irradiated to an object to be processed into a desired shape by controlling the reflection distance of a laser beam of a single wavelength to be changed by transferring an optical system is provided.

이 같은 레이저 가공 방법은, 레이저 빔의 형상을 가공 목적에 따라 다양하게 디자인할 수 있는 장점이 있으나, 단일 가공 대상물의 영역별 또는 적층된 층별로 레이저 흡수율이 다르거나, 가공 목적이 다른 경우에는 가공 효율성이 떨어지는 한계를 노출한다. Such a laser processing method has the advantage that the shape of the laser beam can be designed in various ways according to the processing purpose, but when the laser absorption rate is different for each area of a single processing object or for each stacked layer, or the processing purpose is different, processing Expose the limits of reduced efficiency.

이러한 한계점을 극복하고 레이저 가공 시의 효율성 극대화를 위하여 최적의 레이저 파장 선정이 요구되며, 이를 위해 파장이 서로 다른 복수의 레이저 빔을 조합하는 레이저 가공 방식이 고려될 수 있다.In order to overcome these limitations and maximize the efficiency of laser processing, it is required to select an optimal laser wavelength, and for this purpose, a laser processing method in which a plurality of laser beams having different wavelengths are combined may be considered.

그러나, 복수의 레이저 빔을 조합 시에, 각 파장별로 서로 다른 빔 전달 광학계를 사용하여 개별 집광을 하게 되면, 복수개의 레이저 빔의 형상과 조사 위치를 일정하게 유지하기 어려운 문제점이 발생한다. 고속 스캐닝 기능이 포함된 광학계 구성이 포함된 경우엔 더욱 더 어려워지며, 특히, 렌즈 형태의 굴절 광학계를 이용하는 경우엔, 굴절률이 파장의 함수인 이유로 서로 다른 파장의 레이저 빔을 하나의 광학계로 전송하는 것이 불가하다.However, when a plurality of laser beams are combined and individually focused using a different beam delivery optical system for each wavelength, it is difficult to keep the shapes and irradiation positions of the plurality of laser beams constant. It becomes even more difficult when an optical system with a high-speed scanning function is included. In particular, when using a lens-type refractive optical system, it is difficult to transmit laser beams of different wavelengths to one optical system because the refractive index is a function of wavelength. it is impossible

한국등록특허 제 2046015 호Korean Patent No. 2046015

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 복수의 레이저의 빔을 동일한 반사 광학계를 이용하여 동일한 경로로 전송하는 장치 및 그 방법을 제공하는 것이다. 구체적으로, 본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 빔 형상을 디자인하고 집광 후 폴리곤 미러를 이용하여 고속 스캔을 하는 경우에도, 가공 대상물 상에서 동일한 빔 형상 및 위치를 유지할 수 있도록 하는 레이저 가공 장치 및 그 방법을 제공하는 것이다.The technical problem to be solved by the present invention is to provide an apparatus and method for transmitting a plurality of laser beams in the same path using the same reflection optical system. Specifically, the technical problem to be solved by the present invention is a laser processing apparatus capable of maintaining the same beam shape and position on an object to be processed even when a high-speed scan is performed using a polygon mirror after designing a beam shape and condensing the light, and a laser processing apparatus and the same to provide a way

본 발명이 해결하고자 하는 다른 기술적 과제는, 복수의 레이저 빔의 조사 위치 사이의 거리가 미리 설정된 범위 내에서 조정되도록, 상기 복수의 레이저 빔 각각의 조사 위치를 제어하는 레이저 가공 장치 및 그 방법을 제공하는 것이다.Another technical problem to be solved by the present invention is to provide a laser processing apparatus and method for controlling the irradiation position of each of the plurality of laser beams so that the distance between the irradiation positions of the plurality of laser beams is adjusted within a preset range will do

본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 기술적 과제는, 가공 대상물의 재질의 종류와 가공 조건에 따라 빔 조사 단면의 길이와 폭을 가변함으로써, 가공 대상물에 조사되는 최종 레이저 빔의 형상을 디자인하는 레이저 가공 장치 및 그 방법을 제공하는 것이다.Another technical problem to be solved by the present invention is a laser processing apparatus for designing the shape of the final laser beam irradiated to the object to be processed by varying the length and width of the beam irradiation section according to the type of material and processing conditions of the object to be processed and to provide a method therefor.

본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명의 기술분야에서의 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The technical problems of the present invention are not limited to the technical problems mentioned above, and other technical problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 이종파장의 레이저 빔을 이용한 레이저 가공 장치는, 제1 레이저 빔을 출력하는 제1 레이저 발진기와 제2 레이저 빔을 출력하는 제2 레이저 발진기와 상기 제1 레이저 빔을 빔 조합부로 전송하는 제1 빔 전송계와 상기 제2 레이저 빔을 빔 조합부로 전송하는 제2 빔 전송계와 상기 제1 레이저 빔을 투과시키고, 상기 제2 레이저 빔을 반사시키되, 상기 투과된 제1 레이저 빔과 상기 반사된 제2 레이저 빔을 조합하여 동일한 경로로 제1 전송하는 제1 광학계를 포함하는 빔 조합부와 상기 동일 경로로 전송된 상기 제1 레이저 빔 및 상기 제2 레이저 빔의 빔 형상을 디자인하고, 상기 각각 디자인된 상기 제1 레이저 빔 및 상기 제2 레이저 빔을 제2 전송하는 빔 형상 디자인부와 일정 속도로 회전하며 상기 제2 전송된 상기 제1 레이저 빔 및 상기 제2 레이저 빔을 스캔함으로써, 상기 제1 레이저 빔 및 상기 제2 레이저 빔을 가공 대상물에 조사하는 폴리곤 미러와 상기 빔 조합부의 기울임 각도를 조절함으로써, 상기 가공 대상물 상의 상기 조사된 제1 레이저 빔과 상기 조사된 제2 레이저 빔 각각의 조사 위치가 결정되도록 제어하는, 제어부를 포함할 수 있다.A laser processing apparatus using a laser beam of a different wavelength according to an embodiment of the present invention for solving the above problems includes a first laser oscillator for outputting a first laser beam and a second laser oscillator for outputting a second laser beam; A first beam transmission system for transmitting the first laser beam to the beam combination unit, a second beam transmission system for transmitting the second laser beam to the beam combination unit, transmits the first laser beam, and reflects the second laser beam The first laser beam and the first laser beam transmitted through the same path and a beam combining unit including a first optical system that combines the transmitted first laser beam and the reflected second laser beam and transmits the first through the same path Designs a beam shape of a second laser beam, rotates at a constant speed with a beam shape design unit for transmitting the respectively designed first and second laser beams, and the second transmitted first laser By scanning the beam and the second laser beam, the irradiated first on the object to be processed by adjusting the angle of inclination of the polygon mirror and the beam combination for irradiating the first laser beam and the second laser beam to the object to be processed The laser beam and the second laser beam irradiated may include a control unit for controlling the irradiation position to be determined, respectively.

일 실시예에 따르면, 상기 레이저 가공 장치는, 상기 제1 빔 전송계로부터 상기 제1 광학계로 전송되는 제1 레이저 빔 및 상기 제2 빔 전송계로부터 상기 제1 광학계로 전송되는 제2 레이저 빔 중, 적어도 하나의 레이저 빔의 단면 사이즈를 조절하는 빔 사이즈 조절부를 더 포함하고, 상기 적어도 하나의 레이저 빔은, 상기 빔 사이즈 조절부를 통과하여 상기 단면 사이즈가 조절된 후, 상기 제1 광학계로 입사될 수 있다.According to one embodiment, the laser processing apparatus, of the first laser beam transmitted from the first beam transmission system to the first optical system and the second laser beam transmitted from the second beam transmission system to the first optical system , further comprising a beam size adjusting unit for adjusting the cross-sectional size of the at least one laser beam, wherein the at least one laser beam passes through the beam size adjustment unit to be incident to the first optical system after the cross-sectional size is adjusted can

일 실시예에 따르면, 상기 제1 광학계의 제1 면은, 상기 제1 빔 전송계를 통해 전송되는 제1 레이저 빔이 입사되고, 상기 입사된 제1 레이저 빔의 파장을 포함하는 미리 설정된 파장 범위에 대한 반사방지 코팅층이 형성될 수 있다.According to one embodiment, the first surface of the first optical system, a first laser beam transmitted through the first beam transmission system is incident, and a preset wavelength range including the wavelength of the incident first laser beam An anti-reflection coating layer may be formed.

일 실시예에 따르면, 상기 제1 광학계의 제2 면은, 상기 입사된 제1 레이저 빔의 파장을 포함하는 미리 설정된 파장 범위에 대한 반사방지 코팅층이 형성되고, 상기 코팅층은, 상기 제2 빔 전송계를 통해 전송되는 제2 레이저 빔을 반사시킬 수 있다.According to an embodiment, on the second surface of the first optical system, an anti-reflection coating layer for a preset wavelength range including the wavelength of the incident first laser beam is formed, and the coating layer is configured to transmit the second beam The second laser beam transmitted through the system may be reflected.

일 실시예에 따르면, 상기 빔 형상 디자인부는, 적어도 하나의 경로 조절 미러 및 적어도 하나의 빔 디자인 미러를 포함하는 제2 광학계와 상기 제2 광학계에 포함된 상기 경로 조절 미러 및 상기 빔 디자인 미러 중 적어도 일부가 이송 미러 그룹 형성하고, 상기 이송 미러 그룹을 이송시키는 이송부를 포함할 수 있다.According to an embodiment, the beam shape design unit may include at least one of a second optical system including at least one path control mirror and at least one beam design mirror, and the path control mirror and the beam design mirror included in the second optical system. A portion of the transfer mirror group may include a transfer unit for transferring the transfer mirror group.

일 실시예에 따르면, 상기 빔 디자인 미러는, 제1 빔 디자인 미러 및 제2 빔 디자인 미러를 포함하되, 상기 빔 디자인 미러는 상기 가공 대상물에 조사되는 빔 형상의 폭 및 길이 중 적어도 하나를 결정할 수 있다.According to an embodiment, the beam design mirror includes a first beam design mirror and a second beam design mirror, wherein the beam design mirror may determine at least one of a width and a length of a beam shape irradiated to the object to be processed. have.

일 실시예에 따르면, 상기 이송 미러 그룹은, 상기 제2 빔 디자인 미러 및 상기 경로 조절 미러를 포함하고, 상기 제1 빔 디자인 미러는, 상기 동일한 경로로 제1 전송된 상기 제1 레이저 빔 및 상기 제2 레이저 빔을 상기 이송 미러 그룹의 이송 방향으로 위치하는 상기 제2 빔 디자인 미러로 전송하고, 상기 제2 빔 디자인 미러는 상기 전송된 상기 제1 레이저 빔 및 상기 제2 레이저 빔을 상기 경로 조절 미러로 전송하되, 상기 제어부는 상기 이송부를 제어하여 상기 이송 방향으로 상기 이송 미러 그룹을 이송시킴으로써, 상기 제1 빔 디자인 미러와 상기 제2 빔 디자인 미러 사이의 거리를 조절할 수 있다.According to an embodiment, the transfer mirror group includes the second beam design mirror and the path adjustment mirror, and the first beam design mirror includes the first laser beam and the first transmitted through the same path. A second laser beam is transmitted to the second beam design mirror positioned in the transport direction of the transport mirror group, and the second beam design mirror adjusts the path of the transmitted first laser beam and the second laser beam. However, by controlling the transfer unit to transfer the transfer mirror group in the transfer direction, the controller may adjust the distance between the first beam design mirror and the second beam design mirror.

일 실시예에 따르면, 상기 경로 조절 미러는, 상기 이송 미러 그룹의 이송에 따른 상기 제2 빔 디자인 미러의 위치 변경 시, 상기 제2 빔 디자인 미러로부터 전송된 상기 제1 레이저 빔 및 상기 제2 레이저 빔이 상기 폴리곤 미러에 상기 제2 전송되는 경로를 고정시킬 수 있다.According to an embodiment, the path adjustment mirror includes the first laser beam and the second laser beam transmitted from the second beam design mirror when the position of the second beam design mirror is changed according to the transfer of the transfer mirror group. A path through which the beam is transmitted to the polygon mirror may be fixed.

일 실시예에 따르면, 레이저 가공 장치는, 상기 폴리곤 미러에 의해 스캔 된, 상기 제1 레이저 빔 및 상기 제2 레이저 빔이 상기 가공 대상물에 조사되기 전에, 상기 폴리곤 미러로부터 상기 스캔 된 제1 레이저 빔 및 상기 스캔 된 제2 레이저 빔을 전송받고, 상기 스캔 된 제1 레이저 빔 및 상기 스캔 된 제2 레이저 빔을 집광하는 집광부를 더 포함하고, 상기 집광부는, 입사되는 상기 제1 레이저 빔 및 상기 제2 레이저 빔을 반사면을 통해 반사함으로써, 상기 가공 대상물에 조사되는 상기 제1 레이저 빔 및 상기 제2 레이저 빔 각각의 폭 및 길이 중 적어도 하나를 상기 반사면의 곡률에 대응하여 축소시킬 수 있다.According to one embodiment, the laser processing apparatus, the first laser beam and the second laser beam scanned by the polygon mirror, before being irradiated to the object to be processed, the scanned first laser beam from the polygon mirror and a light collecting unit receiving the scanned second laser beam and condensing the scanned first laser beam and the scanned second laser beam, wherein the light collecting unit includes the incident first laser beam and the second laser beam. By reflecting the second laser beam through the reflective surface, at least one of the width and length of each of the first laser beam and the second laser beam irradiated to the object to be processed may be reduced in response to the curvature of the reflective surface. .

일 실시예에 따르면, 상기 제어부는, 상기 제1 광학계의 기울임 각도를 미리 설정된 범위 내에서 조절함에 따라, 상기 반사되는 제2 레이저 빔이 상기 기울임 각도에 대응되는 반사각을 갖도록 상기 빔 조합부를 제어할 수 있다.According to an embodiment, the control unit controls the beam combination unit so that the reflected second laser beam has a reflection angle corresponding to the inclination angle by adjusting the inclination angle of the first optical system within a preset range. can

일 실시예에 따르면, 상기 빔 조합부는, 상기 제1 광학계와 상기 제1 광학계를 기울임 운동시키고, 상기 제1 광학계의 상기 미리 설정됨 범위 내의 기울임 각도를 생성시키는 기울임 구동부를 포함할 수 있다.According to an embodiment, the beam combining unit may include a tilt driving unit for tilting the first optical system and the first optical system and generating a tilt angle within the preset range of the first optical system.

일 실시예에 따르면, 상기 빔 조합부는, 상기 제1 광학계와 상기 제1 광학계를 진동 운동시키고, 상기 진동 운동에 대한 진폭 및 진동수 중 적어도 하나의 값을 조절하는 진동자와 상기 진동 운동을 위해, 상기 제1 광학계의 일단에 탄성력을 제공하는 탄성부를 포함할 수 있다.According to one embodiment, the beam combination unit, the first optical system and the first optical system for vibrating motion, and for the vibrating motion and the vibrator for adjusting at least one value of an amplitude and a frequency for the vibration motion, An elastic part providing elastic force may be included at one end of the first optical system.

일 실시예에 따르면, 상기 진동자는, 상기 제1 광학계 상에 입사되는 레이저 빔의 단면의 중심점으로부터 제1 각도 및 제1 거리로 배치되는 제1 진동자와 상기 레이저 빔의 단면의 중심점으로부터 상기 제1 각도와 다른 제2 각도 및 제2 거리로 배치되는 제2 진동자를 포함할 수 있다.According to an embodiment, the vibrator includes a first vibrator disposed at a first angle and a first distance from a center point of a cross-section of a laser beam incident on the first optical system, and the first vibrator from a center point of a cross-section of the laser beam. It may include a second vibrator disposed at a second angle and a second distance different from the angle.

일 실시예에 따르면, 상기 제어부는, 상기 조절된 적어도 하나의 값을 기초로, 상기 조사 위치가 결정된 제1 레이저 빔의 단면의 조사 영역 내부에서 상기 제2 레이저 빔의 단면의 조사 위치가 가변되도록 제어할 수 있다.According to one embodiment, the control unit, based on the adjusted at least one value, so that the irradiation position of the cross-section of the second laser beam within the irradiation area of the cross-section of the first laser beam for which the irradiation position is determined to vary can be controlled

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따른 이종파장의 레이저 빔을 이용한 레이저 가공 장치는, 1 레이저 빔을 출력하는 제1 레이저 발진기와 제2 레이저 빔을 출력하는 제2 레이저 발진기와 상기 제1 레이저 빔을 빔 형상 디자인부로 전송하는 제1 빔 전송계와 상기 제2 레이저 빔을 빔 형상 디자인부로 전송하는 제2 빔 전송계와 상기 전송된 상기 제1 레이저 빔의 빔 형상을 디자인하고, 상기 빔 형상이 디자인된 제1 레이저 빔을 빔 조합부로 전송하는 제1 빔 형상 디자인부와 상기 전송된 상기 제2 레이저 빔의 빔 형상을 디자인하고, 상기 빔 형상이 디자인된 제2 레이저 빔을 빔 조합부로 전송하는 제2 빔 형상 디자인부와 상기 제1 레이저 빔을 투과시키고, 상기 제2 레이저 빔을 반사시키되, 상기 투과된 제1 레이저 빔과 상기 반사된 제2 레이저 빔을 조합하여 동일한 경로로 전송하는 광학계를 포함하는 빔 조합부와 일정 속도로 회전하며 상기 동일한 경로로 전송된 상기 제1 레이저 빔 및 상기 제2 레이저 빔을 스캔함으로써, 상기 제1 레이저 빔 및 상기 제2 레이저 빔을 가공 대상물에 조사하는 폴리곤 미러와 상기 빔 조합부의 기울임 각도를 조절함으로써, 상기 가공 대상물 상의 상기 조사된 제1 레이저 빔과 상기 조사된 제2 레이저 빔 각각의 조사 위치가 결정되도록 제어하는, 제어부를 포함할 수 있다.A laser processing apparatus using a laser beam of a different wavelength according to another embodiment of the present invention for solving the above problems includes a first laser oscillator for outputting one laser beam and a second laser oscillator for outputting a second laser beam and the Design a first beam transmission system for transmitting a first laser beam to a beam shape design unit, a second beam transmission system for transmitting the second laser beam to a beam shape design unit, and a beam shape of the transmitted first laser beam, A first beam shape design unit for transmitting the first laser beam having the designed beam shape to a beam combination unit and a beam shape of the transmitted second laser beam are designed, and the second laser beam with the designed beam shape is applied to the beam. Transmitting the second beam shape design unit and the first laser beam transmitted to the combination unit, and reflecting the second laser beam, combining the transmitted first laser beam and the reflected second laser beam in the same path By scanning the first laser beam and the second laser beam transmitted through the same path while rotating at a constant speed with a beam combination unit including an optical system for transmitting, the first laser beam and the second laser beam are processed into an object By adjusting the angle of inclination of the polygon mirror and the beam combination unit irradiated to the, the control unit to control so that the irradiation position of each of the irradiated first laser beam and the irradiated second laser beam on the object to be processed is determined. have.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 이종파장의 레이저 빔을 이용한 레이저 가공 방법은, 이종파장의 레이저 빔을 이용한 레이저 가공 장치에 의해 수행되며, 상기 방법은, 제1 레이저 빔을 전송받고, 상기 제1 레이저 빔의 단면 형상을 제1 디자인하는 단계와 제2 레이저 빔을 전송받고, 상기 제2 레이저 빔의 단면 형상을 제2 디자인하는 단계와 광학계에 입사된 상기 제1 디자인된 제1 레이저 빔은 투과시키고, 상기 광학계에 입사된 상기 제2 디자인된 제2 레이저 빔은 반사시킴으로써, 상기 제1 레이저 빔 및 상기 제2 레이저 빔을 동일한 경로로 전송하는 단계와 일정 속도로 회전하는 폴리곤 미러를 이용하여, 상기 동일한 경로로 전송된 상기 제1 레이저 빔 및 상기 제2 레이저 빔을 스캔하는 단계와 상기 스캔 된 제1 레이저 빔 및 상기 스캔 된 제2 레이저 빔을 가공 대상물에 조사하는 단계를 포함하되, 상기 광학계의 기울임 각도를 조절함으로써, 상기 가공 대상물 상의 상기 조사된 제1 레이저 빔과 상기 조사된 제2 레이저 빔 각각의 조사 위치가 결정될 수 있다.A laser processing method using a laser beam of a heterogeneous wavelength according to another embodiment of the present invention for solving the above problems is performed by a laser processing apparatus using a laser beam of a heterogeneous wavelength, and the method is a first laser beam receiving, first designing a cross-sectional shape of the first laser beam, receiving a second laser beam, and second designing a cross-sectional shape of the second laser beam, and the first design incident on an optical system Transmitting the first laser beam and reflecting the second designed second laser beam incident on the optical system, thereby transmitting the first laser beam and the second laser beam in the same path and rotating at a constant speed using a polygon mirror to scan the first laser beam and the second laser beam transmitted through the same path, and irradiating the scanned first laser beam and the scanned second laser beam to the object Including the step, by adjusting the inclination angle of the optical system, the irradiation position of each of the irradiated first laser beam and the irradiated second laser beam on the object to be processed can be determined.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 레이저 가공 시에, 최종 빔의 형상 또는 조사 위치가 가변됨에 따라 가공 효율이 높아질 수 있는 장점이 있다. According to an embodiment of the present invention, there is an advantage that, during laser processing, processing efficiency can be increased as the shape or irradiation position of the final beam is changed.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 레이저 빔의 파장에 따라 가공 대상물의 반응성과 흡수율의 차이가 발생하는 경우에도, 최적의 레이저 파장을 선정하여 레이저 가공을 수행할 수 있다. According to an embodiment of the present invention, even when a difference between the reactivity and the absorption rate of the object to be processed occurs depending on the wavelength of the laser beam, the laser processing can be performed by selecting the optimal laser wavelength.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 복수의 레이저 빔의 형상 및/또는 조사 위치를 제어함으로써, 다층 구조를 갖고 있는 필름의 절단, 기저 물질에 코팅 등 부가된 제품에 대한 그루빙 또는 물성 개질 등 다양한 레이저 가공이 가능해진다. According to an embodiment of the present invention, by controlling the shape and/or irradiation position of a plurality of laser beams, cutting of a film having a multilayer structure, grooving or physical property modification of a product added such as coating to a base material, etc. laser processing is possible.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 레이저 가공 과정에서 에너지 출력을 가변시킬 수 있는 장점이 있다. 예를 들어, 가공되는 동안의 반응성을 조정하여 미소 예열 또는 후열 기능을 구현함으로써 결함을 줄여야 하는 용접 응용과 같이, 가공 과정에서 에너지 출력 조절이 필요한 공정 수행의 효율성이 높아진다.According to an embodiment of the present invention, there is an advantage in that the energy output can be varied in the laser processing process. For example, in welding applications where defects are to be reduced by implementing micro preheating or postheating functions by adjusting the reactivity during machining, the efficiency of performing processes that require energy output control during machining is increased.

본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명의 기술분야에서의 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.Effects of the present invention are not limited to the effects mentioned above, and other effects not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

도 1은 본 발명의 몇몇 실시예에서 참조되는, 가공 대상물에 조사되는 레이저 빔의 형상을 설명하기 위한 예시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른, 이종파장의 레이저 빔을 이용한 레이저 가공 장치의 예시이다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른, 이종파장 레이저 빔을 이용한 레이저 가공 장치의 블록(Block)도이다.
도 5 및 도 6은 본 발명의 몇몇 실시예에서 참조되는, 빔 조합부의 예시도이다.
도 7은 본 발명의 몇몇 실시예에서 참조되는 빔 단면 형상의 디자인 방법을 설명하기 위한 예시도이다.
도 8은, 본 발명의 몇몇 실시예에서 참조되는, 빔 형상 디자인부의 예시이다.
도 9는, 본 발명의 몇몇 실시예에서 참조되는, 집광부의 예시이다.
도 10은, 본 발명의 몇몇 실시예에서 참조되는, 최종 레이저 빔 셋(set)의 예시이다.
도 11 및 도 12는, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 조사되는 레이저 빔의 위치 제어 방법을 설명하기 위한 예시도이다.
도 13은 본 발명의 몇몇 실시예에서 참조되는, 조사된 제1 빔 단면 형상 내부에서 제2 빔 단면 형상의 운동을 설명하기 위한 예시도이다.
1 is an exemplary view for explaining the shape of a laser beam irradiated to a processing object, which is referred to in some embodiments of the present invention.
2 is an example of a laser processing apparatus using a laser beam of a different wavelength, according to an embodiment of the present invention.
3 and 4 are block diagrams of a laser processing apparatus using a heterogeneous laser beam according to another embodiment of the present invention.
5 and 6 are exemplary views of a beam combining unit, referenced in some embodiments of the present invention.
7 is an exemplary view for explaining a design method of a cross-sectional shape of a beam referenced in some embodiments of the present invention.
8 is an illustration of a beam shape design, referenced in some embodiments of the present invention.
9 is an illustration of a light collecting unit, referenced in some embodiments of the present invention.
10 is an illustration of a final laser beam set, referenced in some embodiments of the present invention.
11 and 12 are exemplary views for explaining a method of controlling a position of an irradiated laser beam according to another embodiment of the present invention.
13 is an exemplary view for explaining the movement of the second beam cross-sectional shape within the irradiated first beam cross-sectional shape, which is referred to in some embodiments of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 게시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Advantages and features of the present invention, and a method of achieving them will become apparent with reference to the embodiments described below in detail in conjunction with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but may be implemented in various different forms, and only these embodiments allow the disclosure of the present invention to be complete, and common knowledge in the art to which the present invention pertains. It is provided to fully inform the possessor of the scope of the invention, and the present invention is only defined by the scope of the claims. Like reference numerals refer to like elements throughout.

다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다. 본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다.Unless otherwise defined, all terms (including technical and scientific terms) used herein may be used with the meaning commonly understood by those of ordinary skill in the art to which the present invention belongs. In addition, terms defined in a commonly used dictionary are not to be interpreted ideally or excessively unless clearly defined in particular. The terminology used herein is for the purpose of describing the embodiments and is not intended to limit the present invention. In this specification, the singular also includes the plural, unless specifically stated otherwise in the phrase.

본 명세서에서 레이저 빔의 형상 또는 빔 단면 형상은, 레이저 빔의 진행방향에서 보이는 단면의 형상 또는 레이저 빔이 가공 대상물에 조사되어 표현되는 레이저 빔의 형상을 의미한다. 특히, 이하, 레이저 빔이 가공 대상물에 조사되어 형성되는 빔 형상은 최종 빔 형상이라 칭할 수 있다. In the present specification, the shape of the laser beam or the cross-sectional shape of the beam means the shape of the cross-section seen in the traveling direction of the laser beam or the shape of the laser beam expressed by irradiating the laser beam to the object to be processed. In particular, hereinafter, a beam shape formed by irradiating a laser beam to a processing object may be referred to as a final beam shape.

이하, 이종파장의 레이저 빔을 이용한 레이저 가공 장치는 레이저 가공 장치로, 이종파장의 레이저 빔을 이용한 레이저 가공 방법은, 레이저 가공 방법으로 각각 약칭될 수 있다.Hereinafter, a laser processing apparatus using a laser beam of a heterogeneous wavelength may be abbreviated as a laser processing apparatus, and a laser processing method using a laser beam of a heterogeneous wavelength may be abbreviated as a laser processing method, respectively.

도 1은 본 발명의 몇몇 실시예에서 참조되는, 가공 대상물에 조사되는 레이저 빔의 형상을 설명하기 위한 예시도이다.1 is an exemplary view for explaining the shape of a laser beam irradiated to a processing object, which is referred to in some embodiments of the present invention.

본 발명의 실시예에 따르면, 레이저 가공 장치는, 빔 형상을 가변할 수 있으며, 빔 단면 형상의 폭(x)과 길이(y)를 독립적으로 가변할 수 있다. According to an embodiment of the present invention, the laser processing apparatus can vary the beam shape, and can independently vary the width (x) and length (y) of the cross-sectional shape of the beam.

도 1을 참조하면, 레이저 빔(1)은, X, Y 및 Z 축으로 표현할 때, Z축은 레이저 빔의 진행 방향이며, 상기 Z축에 수직한 X, Y 방향의 형상으로 분리하여 설명될 수 있다. 특히, 본 발명의 실시예에 따르면, 레이저 가공 장치는, 진행 방향에서 보이는 X, Y 평면으로 표현되는 레이저 빔의 단면(3)의 형상을 디자인할 수 있다.Referring to FIG. 1 , when a laser beam 1 is expressed in terms of X, Y and Z axes, the Z axis is the traveling direction of the laser beam, and can be described by dividing it into shapes in the X and Y directions perpendicular to the Z axis. have. In particular, according to an embodiment of the present invention, the laser processing apparatus can design the shape of the cross section 3 of the laser beam expressed in the X and Y planes seen in the traveling direction.

빔 형상(5)는, 레이저 가공 장치에 의해 가공 대상물에 조사된 최종 빔 형상의 예시이다. 이하, 최종 빔 형상(5)의 구성 중, X 방향의 좁은 부분을 '폭' 으로, 상대적으로 긴 Y 방향을 '길이' 로 표현할 수 있다.The beam shape 5 is an example of the final beam shape irradiated to the object to be processed by the laser processing apparatus. Hereinafter, among the configurations of the final beam shape 5 , a narrow portion in the X direction may be expressed as a 'width' and a relatively long Y direction may be expressed as a 'length'.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른, 이종파장의 레이저 빔을 이용한 초점 형상 디자인 장치의 예시이다. 또한, 도 3 및 도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른, 이종파장 레이저 빔을 이용한 레이저 가공 장치의 블록(Block)도이다.2 is an example of an apparatus for designing a focal point shape using a laser beam having a heterogeneous wavelength according to an embodiment of the present invention. 3 and 4 are block diagrams of a laser processing apparatus using a heterogeneous laser beam according to another embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 이종파장의 레이저 빔을 이용한 초점 형상 디자인 장치는, 제1 레이저 발진기(10), 제2 레이저 발진기(20), 제1 빔 전송계(15), 제2 빔 전송계(25), 빔 조합부(30), 빔 형상 디자인부(40), 폴리곤 미러(50) 및 제어부(70)를 포함할 수 있다. 도2의 제1 레이저 발진기(10) 및 제2 레이저 발진기(20)는 각각 도 3 및 도 4에서 레이저 1(10) 및 레이저 2(20)로 도시되었다.Referring to FIG. 2 , the focal shape design device using a laser beam having a different wavelength includes a first laser oscillator 10 , a second laser oscillator 20 , a first beam transmission system 15 , and a second beam transmission system ( 25 ), a beam combination unit 30 , a beam shape design unit 40 , a polygon mirror 50 , and a control unit 70 . The first laser oscillator 10 and the second laser oscillator 20 of FIG. 2 are illustrated as a laser 1 10 and a laser 2 20 in FIGS. 3 and 4 , respectively.

일 실시예에 따르면, 제1 및 제2 레이저 발진기(10, 20)은 CO2 레이저 등의 FIR 파장영역 레이저, fiber 레이저 등의 IR 파장영역 레이저, 그린(Green) 레이저, 블루(Blue) 레이저, UV 레이저의 소스 중 어느 하나일 수도 있으나, 본 발명의 실시예는 이에 한정되지 않으며 본 발명이 속한 기술 분야에서 널리 알려진 다양한 레이저 중 어느 하나일 수 있다. 상기 제1 및 제2 레이저 발진기(10, 20)는 각각 제1 레이저 빔(11) 및 제2 레이저 빔(21)을 출력한다.According to an embodiment, the first and second laser oscillators 10 and 20 are FIR wavelength lasers such as CO2 lasers, IR wavelength lasers such as fiber lasers, green lasers, blue lasers, and UV lasers. It may be any one of laser sources, but embodiments of the present invention are not limited thereto and may be any one of various lasers widely known in the art to which the present invention pertains. The first and second laser oscillators 10 and 20 output a first laser beam 11 and a second laser beam 21, respectively.

일 실시예에 따르면, 제1 및 제2 빔 전송계(15, 25)는, 상기 제1 및 제2 레이저 발진기(10, 20)에 의해 생성된 레이저 빔을 이송하는 광 파이버일 수 있다. According to an embodiment, the first and second beam transmission systems 15 and 25 may be optical fibers that transport the laser beams generated by the first and second laser oscillators 10 and 20 .

다른 실시예에서, 제1 및 제2 빔 전송계(15, 25)는 렌즈나 반사 미러를 구비한 빔 전송계일 수도 있다. 빔 전송계(15, 25)는 레이저 빔을 빔 조합부(30)의 광학계로 이송할 수 있다. In another embodiment, the first and second beam transmission systems 15 and 25 may be beam transmission systems including lenses or reflection mirrors. The beam transmission systems 15 and 25 may transfer the laser beam to the optical system of the beam combination unit 30 .

일 실시예에 따르면, 제1 및 제2 빔 전송계(15, 25)가 광 파이버인 경우 연계 디바이스는, 각각 제1 광 파이버 커넥터(17) 및 제2 광 파이버 커넥터(27)일 수 있다. According to an embodiment, when the first and second beam transmission systems 15 and 25 are optical fibers, the associated device may be the first optical fiber connector 17 and the second optical fiber connector 27 , respectively.

특히, 도 2에서, 제1 광 파이버 커넥터(17)를 통해, 제1 레이저 빔(11)이 출력되어, 빔 조합부(30)의 광학계로 전송되는 경우가 예로써 도시되었다. 또한, 제2 광 파이버 커넥터(27)를 통해, 제2 레이저 빔(21)이 출력되어, 빔 조합부(30)의 광학계로 전송되는 경우가 예로써 도시되었다.In particular, in FIG. 2 , the case in which the first laser beam 11 is output through the first optical fiber connector 17 and transmitted to the optical system of the beam combining unit 30 is illustrated as an example. In addition, a case in which the second laser beam 21 is output through the second optical fiber connector 27 and transmitted to the optical system of the beam combining unit 30 is illustrated as an example.

도 2 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 가공 장치(100)는 파장이 두 레이저 빔의 조사 위치 가변 방법을 제공할 수 있다. 2 to 4 , the laser processing apparatus 100 according to an embodiment of the present invention may provide a method of varying the irradiation position of two laser beams having wavelengths.

두 레이저 빔, 즉, 제1 레이저 빔(11) 및 제2 레이저 빔(21)은 서로 다른 파장을 가질 수 있다. 상기 본 발명의 실시예에 따른 두 레이저 빔의 파장은 IR 영역인 1070nm 내외와 532nm 내외의 green 파장이 될 수 있다. 또한 10.6um 나 9.3~9.7 um 대역의 FIR 파장의 CO2 레이저와 1080nm 내외 파장대의 fiber 레이저 일 수도 있다. FIR 레이저의 경우엔 광 파이버 대신 일반적인 광학계를 사용한 빔 전송계를 사용하게 된다. Two laser beams, that is, the first laser beam 11 and the second laser beam 21 may have different wavelengths. The wavelengths of the two laser beams according to the embodiment of the present invention may be green wavelengths in the IR region of about 1070 nm and about 532 nm. In addition, it may be a CO 2 laser with an FIR wavelength of 10.6um or 9.3~9.7um, and a fiber laser with a wavelength of around 1080nm. In the case of an FIR laser, a beam transmission system using a general optical system is used instead of an optical fiber.

본 발명의 실시예에 따른, 상기 제1 레이저 빔(11) 및 상기 제2 레이저 빔(21)의 모드는 싱글모드(single mode)와 멀티모드(multi mode) 모두 적용이 가능하며 원하는 빔 형상, 가공 목적에 따라 결정될 수 있다. 예를 들어, 절단이나 그루빙 등 물질을 제거하는 용도의 응용에는 작은 빔 형성이 가능한 싱글 모드가, 반대로 다소 큰 빔의 구성이 필요할 경우엔 멀티 모드가 이용될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the mode of the first laser beam 11 and the second laser beam 21 is applicable to both a single mode and a multi mode, and a desired beam shape, It may be determined according to the processing purpose. For example, a single mode capable of forming a small beam may be used for applications for removing materials such as cutting or grooving, and a multi-mode may be used when a rather large beam configuration is required.

빔 조합부(30)의 광학계를 통과한 제1 레이저 빔(11) 및 제2 레이저 빔(21)은, 빔 형상을 디자인하는 빔 형상 디자인부(40)로 전송될 수 있다. 빔 조합부(30)의 광학계는 빔 형상 디자인부(40)의 광학계와 구별하기 위해, 제1 광학계로 칭할 수 있다.The first laser beam 11 and the second laser beam 21 that have passed through the optical system of the beam combination unit 30 may be transmitted to the beam shape design unit 40 that designs a beam shape. The optical system of the beam combining unit 30 may be referred to as a first optical system in order to distinguish it from the optical system of the beam shape design unit 40 .

제1 광학계는 상기 제1 레이저 빔(11)과 제2 레이저 빔(21)을 동일한 경로로 빔 형상 디자인부(40)로 전송(31)한다. 제1 광학계로부터 제1 레이저 빔(11)과 제2 레이저 빔(21)이 동일한 경로로 전송되는 것을 제1 전송(31)이라 칭할 수 있다.The first optical system transmits 31 the first laser beam 11 and the second laser beam 21 to the beam shape design unit 40 in the same path. Transmission of the first laser beam 11 and the second laser beam 21 through the same path from the first optical system may be referred to as a first transmission 31 .

구체적으로, 제1 광학계는 제1 레이저 빔(11)을 투과시키고, 제2 레이저 빔(21)을 반사시킬 수 있으며, 투과된 제1 레이저 빔(11)과 반사된 제2 레이저 빔(21)을 조합하여 동일한 경로로 제1 전송(31)할 수 있다.Specifically, the first optical system may transmit the first laser beam 11 and reflect the second laser beam 21 , the transmitted first laser beam 11 and the reflected second laser beam 21 . can be combined to transmit the first 31 through the same path.

일 실시예에서, 제1 레이저 빔(11)과 제2 레이저 빔(21)은 서로 다른 파장을 가지며, 동일한 경로로 빔 형상 디자인부(40)에 포함된 광학계로 입사될 수 있다. In an embodiment, the first laser beam 11 and the second laser beam 21 have different wavelengths, and may be incident to the optical system included in the beam shape design unit 40 through the same path.

빔 형상 디자인부(40)는, 제1 광학계로부터 제1 전송(31)된 제1 레이저 빔(11) 및 제2 레이저 빔(21)의 단면 형상을 디자인할 수 있다. 구체적으로, 빔 형상 디자인부(40)는 제1 레이저 빔(11)의 X 방향의 성분 및 Y 방향의 성분의 집속 거리를 다르게 구성하여 빔 형상을 디자인 할 수 있다. 빔 형상 디자인부(40)는, 제2 레이저 빔(21)에 대하여도 마찬가지 X 방향 및 Y 방향의 성분별 집속 거리를 달리하여 빔 형상을 디자인할 수 있다. The beam shape design unit 40 may design cross-sectional shapes of the first laser beam 11 and the second laser beam 21 that are first transmitted 31 from the first optical system. Specifically, the beam shape design unit 40 may design the beam shape by configuring the focusing distances of the X-direction component and the Y-direction component of the first laser beam 11 differently. The beam shape design unit 40 may design a beam shape with respect to the second laser beam 21 by varying the focusing distance for each component in the same X and Y directions.

이 같은 빔 형상 디자인을 위해 빔 형상 디자인부(40)의 광학계는 복수개의 빔 쉐이핑 미러를 포함할 수 있으며, 일 실시예에서, 미러 면은 오목 또는 볼록 면 중 어느 하나의 형태를 갖거나, 영역 별로 오목한 부분 및 볼록한 부분이 혼재되어 구성될 수 있다. 다른 실시예에서, 빔 형상 디자인부(40)의 광학계의 미러 면은, 구형의 오목 또는 볼록이 아닌 쌍곡선형, 포물선형 및 이들이 조합된 구조를 가질 수도 있다. For such a beam shape design, the optical system of the beam shape design unit 40 may include a plurality of beam shaping mirrors, and in one embodiment, the mirror surface has any one of a concave or convex surface, or an area A concave portion and a convex portion may be mixedly configured. In another embodiment, the mirror surface of the optical system of the beam shape design unit 40 may have a structure that is not spherical, concave or convex, but has a hyperbolic shape, a parabolic shape, or a combination thereof.

빔 형상 디자인부(40)에서 형상이 디자인된 제1 레이저 빔(11) 및 제2 레이저 빔(21)은 폴리곤 미러(50)로 전송(41)된다. 상기 동일한 경로로의 제1 전송(31)과 구별하기 위해, 형상이 디자인된 레이저 빔의 전송을 제2 전송(41)이라 한다.The first laser beam 11 and the second laser beam 21 whose shape is designed by the beam shape design unit 40 are transmitted 41 to the polygon mirror 50 . In order to distinguish it from the first transmission 31 on the same path, the transmission of the laser beam with a designed shape is referred to as a second transmission 41 .

한편 도 3을 참조하면, 빔 형상 디자인부(40)는 레이저 빔의 X 방향 형상을 결정하는 빔 폭 조절부(401)와 레이저 빔의 Y 방향 형상을 결정하는 빔 길이 조절부(403)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 빔 조합부(30)에서 제1 전송(31)된 제1 레이저 빔(11) 및 제2 레이저 빔(21)은 먼저 빔 폭 조절부(401)에 입사되어 레이저 빔의 X 방향 형상이 디자인될 수 있다. 이때, 빔 폭 조절부(401)에서 Y 방향 형상은 영향을 주지 않고, 제1 레이저 빔(11) 및 제2 레이저 빔(21)은 빔 길이 조절부(403)에 의해 Y 방향 형상이 디자인된다. Meanwhile, referring to FIG. 3 , the beam shape design unit 40 includes a beam width control unit 401 for determining the X-direction shape of the laser beam and a beam length control unit 403 for determining the Y-direction shape of the laser beam. can do. For example, the first laser beam 11 and the second laser beam 21 , which are first transmitted 31 from the beam combining unit 30 , are first incident on the beam width adjusting unit 401 in the X direction of the laser beam. The shape can be designed. At this time, the Y-direction shape in the beam width control unit 401 is not affected, and the Y-direction shape of the first laser beam 11 and the second laser beam 21 is designed by the beam length control unit 403 . .

상기 빔 형상 디자인부(40) 내부의 레이저 빔 형상 디자인 순서는 예시일 뿐, 본 발명의 실시예는 이에 한정되지 않고, 빔의 길이 디자인 후 빔 폭이 디자인될 수도 있다.The order of designing the laser beam shape inside the beam shape design unit 40 is only an example, and the embodiment of the present invention is not limited thereto, and the beam width may be designed after designing the length of the beam.

또한 X, Y 방향을 독립적으로 조정하지 않고 사전 설계에 따라 정해진 비율로 조정하면 될 경우엔, X, Y 분리 없이 하나의 셋(Set)으로 빔 형상 디자인부를 구성 할 수 있다. 즉, 빔 폭조절부(401)와 빔 길이 조절부(403)가 하나의 구성요소로 형성될 수 있다. 이에 따르면, 필요에 따라 빔 디자인 미러만을 교체하는 방식으로도 다양한 빔 형상 구현이 가능하다. In addition, if the X and Y directions are not independently adjusted and adjusted at a predetermined ratio according to the design, the beam shape design unit can be configured as one set without X and Y separation. That is, the beam width control unit 401 and the beam length control unit 403 may be formed as one component. According to this, it is possible to implement various beam shapes by replacing only the beam design mirror as necessary.

폴리곤 미러(50)는 일정한 속도로 회전하며, 제2 전송(41)된 제1 레이저 빔(11) 및 제2 레이저 빔(21)을 스캔할 수 있다. The polygon mirror 50 rotates at a constant speed and scans the second transmitted first laser beam 11 and the second laser beam 21 .

본 발명의 일 실시예에 따르면, 스캔된 제1 레이저 빔(11) 및 제2 레이저 빔(22)는 최종 빔 형상(51)으로 가공 대상물(200)에 조사될 수 있다. 특히, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 폴리곤 미러(50)는 가공 대상물(200)에 X 방향 및 Y 방향 중 어느 한 방향으로 형상이 디자인된 빔을 빠르게 이송(scan)할 수 있다. 다른 실시예에 따르면, 폴리곤 미러(50) 외에 필요에 따라 미러의 반복 운동을 이용한 갈바노 스캐너가 적용될 수도 있다.According to an embodiment of the present invention, the scanned first laser beam 11 and the second laser beam 22 may be irradiated to the processing object 200 in the final beam shape 51 . In particular, according to an embodiment of the present invention, the polygon mirror 50 may rapidly scan the beam having a shape designed in any one of the X direction and the Y direction to the object 200 . According to another embodiment, in addition to the polygon mirror 50, if necessary, a galvano scanner using the repeated motion of the mirror may be applied.

도 3 및 도 4를 참조하면, 레이저 가공 장치(100)는 집광부(60)를 더 포함할 수도 있다. 이 경우, 스캔된 제1 레이저 빔(11) 및 제2 레이저 빔(22)은 집광부(60)로 이송되어 최종 쉐이핑 과정을 거칠 수도 있다. 스캔된 제1 레이저 빔(11) 및 제2 레이저 빔(21)은 집광부(60)에 의한 집광 및 반사되어 최종 빔의 형상으로 디자인될 수 있으며, 최종 빔 형상으로 가공 대상물(200)에 조사될 수 있다.3 and 4 , the laser processing apparatus 100 may further include a light collecting unit 60 . In this case, the scanned first laser beam 11 and the second laser beam 22 may be transferred to the light collecting unit 60 to undergo a final shaping process. The scanned first laser beam 11 and the second laser beam 21 are condensed and reflected by the condensing unit 60 to be designed in the shape of the final beam, and the final beam shape is irradiated to the object 200 to be processed. can be

제어부(70)는 레이저 가공 장치(100)의 적어도 일부의 전반적인 동작 및 기능을 제어할 수 있다. 구체적으로, 제어부(70)는 레이저 발진기(10, 20)를 제어하여 레이저 빔의 파장 및 세기 등을 결정할 수 있고, 빔 조합부(3)의 제 1 광학계(300)의 기울임, 빔 형상 디자인부(40) 의 이송 미러 그룹의 위치 이동 등을 제어할 수 있으며, 이를 위해, 레이저 가공 장치(100)에 구비된 서보 모터, 기울임 구동부, 이송부, 진동자의 동작을 제어할 수 있다. 이를 통해, 제어부(70)는, 조사된 제1 레이저 빔(11)과 상기 조사된 제2 레이저 빔(21)의 최종 빔 형상(51)이 가공 대상물(200) 상에 조사되는 위치를 결정할 수 있다.The control unit 70 may control the overall operation and function of at least a portion of the laser processing apparatus 100 . Specifically, the control unit 70 may control the laser oscillators 10 and 20 to determine the wavelength and intensity of the laser beam, and the inclination of the first optical system 300 of the beam combination unit 3 and the beam shape design unit It is possible to control the position movement of the transfer mirror group of (40), and for this purpose, it is possible to control the operation of the servo motor, the tilt drive unit, the transfer unit, and the vibrator provided in the laser processing apparatus 100 . Through this, the control unit 70 can determine the position at which the final beam shape 51 of the irradiated first laser beam 11 and the irradiated second laser beam 21 is irradiated on the object 200 to be processed. have.

한편, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 레이저 가공 장치(100)는, 제1 빔 전송계(15)로부터 제1 광학계로 전송되는 제1 레이저 빔(11) 및 제2 빔 전송계(25)로부터 제1 광학계로 전송되는 제2 레이저 빔(21) 중, 적어도 하나의 레이저 빔의 단면 사이즈를 조절하는 빔 사이즈 조절부를 더 포함할 수 있다. On the other hand, according to another embodiment of the present invention, the laser processing apparatus 100, the first laser beam 11 and the second beam transmission system 25 transmitted from the first beam transmission system 15 to the first optical system (25) It may further include a beam size adjusting unit for adjusting the cross-sectional size of at least one laser beam among the second laser beams 21 transmitted from the to the first optical system.

도 3에서 특히, 제2 레이저 빔(21)의 단면 사이즈를 조절하는 빔 사이즈 조절부(29)가 예로써 도시되었다. 이 경우, 제2 레이저 빔(21)는 먼저 빔 사이즈 조절부(29)에서 단면 사이즈가 조절된 후, 빔 조합부(30)에 전송될 수 있다. In FIG. 3 , in particular, the beam size adjusting unit 29 for adjusting the cross-sectional size of the second laser beam 21 is illustrated as an example. In this case, the second laser beam 21 may be transmitted to the beam combining unit 30 after the cross-sectional size is first adjusted by the beam size adjusting unit 29 .

이후, 제1 광학계로 입사된 제2 레이저 빔(21)은 제1 광학계에 입사되고 반사되며, 상술한 실시예와 마찬가지로 제1 광학계를 투과한 제1 레이저 빔(11)과 동일한 경로를 형성할 수 있다. Thereafter, the second laser beam 21 incident on the first optical system is incident on and reflected on the first optical system, and forms the same path as the first laser beam 11 that has passed through the first optical system as in the above-described embodiment. can

일반적으로, 레이저 빔의 파장이 긴 경우가 짧은 경우보다 빔 형상이 크게 형성되며, 멀티모드가 싱글모드보다 큰 빔 형상을 얻게 될 수 있다. 또한 입사 레이저 빔의 사이즈가 작을 경우가 반대 경우보다 큰 빔 형상으로 조사된다. In general, when the wavelength of the laser beam is long, the beam shape is formed larger than when the wavelength is short, and the multimode can obtain a larger beam shape than the single mode. In addition, the case where the size of the incident laser beam is small is irradiated with a larger beam shape than the case where the size of the incident laser beam is small.

따라서, 두 레이저 빔의 형상 크기를 대비시킬 필요가 있거나, 개개의 레이저 빔 크기 조절이 필요할 경우 두개의 레이저 빔 중 적어도 하나에 빔 시이즈 조절부(29)를 둠으로써 상기 크기 대비 또는 개별 크기 조절 구현이 가능해진다. 예를 들어 빔 익스팬더가 빔 사이즈 조절부(29)로 이용될 수 있다.Therefore, when it is necessary to compare the shape sizes of the two laser beams or if it is necessary to adjust the sizes of individual laser beams, the size comparison or individual size adjustments are made by placing the beam size adjusting unit 29 on at least one of the two laser beams. implementation becomes possible. For example, a beam expander may be used as the beam size adjuster 29 .

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 레이저 가공 장치(100)는, 빔 형상 크기를 대비시키거나, 레이저 빔 마다 개별 사이즈 및/또는 형상 제어를 위해, 복수개의 빔 형상 디자인부(40, 410)를 포함할 수도 있다. According to another embodiment of the present invention, the laser processing apparatus 100 is a plurality of beam shape design units (40, 410) for contrasting the beam shape size, or for individual size and/or shape control for each laser beam. may include.

도 2 및 도 4를 참조하면, 제1 레이저 빔(11) 및 제2 레이저 빔(21)은 각각 제1 빔 형상 디자인부(40) 및 제2 빔 형상 디자인부(410)로 전송될 수 있다.2 and 4 , the first laser beam 11 and the second laser beam 21 may be transmitted to the first beam shape design unit 40 and the second beam shape design unit 410 , respectively. .

이 경우, 제1 레이저 빔(11)은 상술한 빔 형상 디자인부(40)의 실시예와 마찬가지로, 빔 폭 조절부(401)와 빔 길이 조절부(403)를 거쳐 빔 조합부(30)로 전송된다. 제2 레이저 빔(21)의 경우, 제2 빔 형상 디자인부(410)에 입사되어 빔 폭 조절부(411) 및 빔 길이 조절부(413)을 거쳐 빔 조합부(30)로 전송된다.In this case, the first laser beam 11 passes through the beam width control unit 401 and the beam length control unit 403 to the beam combination unit 30, similarly to the embodiment of the beam shape design unit 40 described above. is sent In the case of the second laser beam 21 , it is incident on the second beam shape design unit 410 , and is transmitted to the beam combination unit 30 through the beam width control unit 411 and the beam length control unit 413 .

빔 형상이 디자인된 제1 레이저 빔(11) 및 제2 레이저 빔(21)은 각각 빔 조합수(30)에서 도 2 및 도 3을 참조하여 설명한 바와 같이, 동일한 경로 형성하며 폴리곤 미러(50)로 전송(31)된다.The first laser beam 11 and the second laser beam 21 for which the beam shape is designed form the same path as described with reference to FIGS. 2 and 3 in the number of beam combinations 30, respectively, and the polygon mirror 50 is transmitted (31).

폴리곤 미러(50)는 전송된 제1 레이저 빔(11) 및 제2 레이저 빔(21)을 가공 대상물에 최종 빔 형상(51)을 조사할 수 있으며, 레이저 가공 장치(100)가 집광부(60)를 추가로 구비하는 경우, 집광부(60)를 통해 가공 대상물에 최종 빔 형상(51)이 조사될 수도 있다.The polygon mirror 50 may irradiate the transmitted first laser beam 11 and the second laser beam 21 to the final beam shape 51 on the object to be processed, and the laser processing apparatus 100 may include the condensing unit 60 . ), the final beam shape 51 may be irradiated to the object to be processed through the light collecting unit 60 .

상기와 같이 두개의 레이저 빔에 대하여 동일한 제1 광학계를 사용하는 경우, 조사되는 두 레이저의 형상은 동일한 모양을 갖는 것이 일반적이지만, 본 발명의 실시예에 따라, 두개의 레이저 빔의 파장을 서로 다르게 설정하거나, 빔 모드, 입사되는 빔 사이즈의 조절 등을 수행함에 따라, 조사되는 최종 빔 형상(51)의 크기가 달라질 수 있으며, 사전에 가공 목적에 따른 설계를 통해 최종 빔 형상(51)이 결정될 수 있다.As described above, when the same first optical system is used for the two laser beams, the shapes of the two lasers to be irradiated generally have the same shape. However, according to an embodiment of the present invention, the wavelengths of the two laser beams are different The size of the final beam shape 51 to be irradiated may vary according to setting, beam mode, adjustment of the incident beam size, etc., and the final beam shape 51 may be determined through design according to the purpose of processing in advance. can

최종 빔 형상(51)의 크기뿐만 아니라, 레이저 가공의 목적 및 효율성 극대화를 위해 두 레이저 빔의 최종 빔 형상이 각각 조사되는 위치를 결정하는 것 또한 매우 중요한 과제이다. 최종 빔 형상의 조사 위치 결정은 빔 조합부(30)에서 수행될 수 있다.In addition to the size of the final beam shape 51 , it is also a very important task to determine the position at which the final beam shape of the two laser beams is irradiated to maximize the purpose and efficiency of laser processing. The determination of the irradiation position of the final beam shape may be performed by the beam combining unit 30 .

이어서, 도 5 및 도 6을 참조하여, 빔 조사 위치의 제어 방법을 설명한다.Next, with reference to FIG. 5 and FIG. 6, the control method of a beam irradiation position is demonstrated.

도 5 및 도 6은 본 발명의 몇몇 실시예에서 참조되는, 빔 조합부의 예시도이다. 5 and 6 are exemplary views of a beam combining unit, referenced in some embodiments of the present invention.

도 5에서, 빔 조합부(30)의 제1 광학계(300)가 예로써 도시되었다. 도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 레이저 빔(11)은 제1 광학계(300)에 입사됨에 따라, 경로(501), 경로(501-1), 경로(501-2)를 거쳐 전송 경로를 형성할 수 있다. In FIG. 5 , the first optical system 300 of the beam combining unit 30 is illustrated as an example. Referring to FIG. 5 , as the first laser beam 11 is incident on the first optical system 300 according to an embodiment of the present invention, a path 501 , a path 501-1, and a path 501-2 ) to form a transmission path.

이를 위해, 제1 광학계(300)의 입사면에 해당하는 제1 면(510)은, 입사된 제1 레이저 빔(11)의 파장을 포함하는 미리 설정된 파장 범위에 대한 반사방지(anti-reflection) 코팅층이 형성될 수 있다, To this end, the first surface 510 corresponding to the incident surface of the first optical system 300 is anti-reflection for a preset wavelength range including the wavelength of the incident first laser beam 11 . A coating layer may be formed,

또한, 제1 광학계(300)의 재질 역시 제1 레이저 빔의 파장 범위를 투과하도록 결정되며, 출사면에 해당하는 제2 면(520)도 상기 미리 설정된 파장 범위에 대한 반사방지 코팅층을 형성한다.In addition, the material of the first optical system 300 is also determined to transmit the wavelength range of the first laser beam, and the second surface 520 corresponding to the emission surface also forms an anti-reflection coating layer for the preset wavelength range.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 제2 레이저 빔(21)은 제1 광학계(300)의 제2 면(520)에서 반사된다. 제2 레이저 빔(21)은 경로(503)으로 입사되어, 경로(503-1)로 반사된다. 이에 따라, 제1 레이저 빔(11)의 경로(501-2) 및 제2 레이저 빔(21)의 경로(503-1)이 동일한 경로를 형성한다. 즉, 제1 레이저 빔(11)과 제2 레이저 빔(21)은 동일한 경로로 전송될 수 있다.Meanwhile, according to an embodiment of the present invention, the second laser beam 21 is reflected from the second surface 520 of the first optical system 300 . The second laser beam 21 is incident on the path 503 and is reflected by the path 503 - 1 . Accordingly, the path 501-2 of the first laser beam 11 and the path 503-1 of the second laser beam 21 form the same path. That is, the first laser beam 11 and the second laser beam 21 may be transmitted through the same path.

제1 레이저 빔(11)의 출사면의 반사방지 코팅층에서 제2 레이저 빔(21)의 반사가 이뤄지며, 제2 레이저 빔(21)의 파장에 따라 제2 면(520)의 반사방지 효율이 달라질 수 있다. 즉, 광학계(300)는 제1 레이저 빔(11)의 출사면인 제2 면(520)에서 제2 레이저 빔(21)의 파장을 전부 반사하는 코팅이 이뤄져야 하기 때문이다. 반대로, 제1 레이저 빔(11)의 파장에 따라 제2 레이저 빔(21)의 반사 효율이 달라질 수도 있다. 상기 입사면(510) 및 출사면(520)의 코팅층은 적어도 하나의 다양한 속성을 갖는 코팅층이 적용되어 형성될 수 있다. 특히, 상술한 제1 레이저 빔(11)의 투과 및 제2 레이저 빔(21)의 반사의 효율성을 높이기 위하여 제1 및 제2 레이저의 파장에 따라, 최적의 반사방지 파장범위 및/또는 반사 파장범위를 갖는 적어도 하나의 코팅층이 적용될 수 있다.The reflection of the second laser beam 21 is made in the antireflection coating layer on the emitting surface of the first laser beam 11 , and the antireflection efficiency of the second surface 520 varies according to the wavelength of the second laser beam 21 . can That is, this is because the optical system 300 must be coated to reflect all wavelengths of the second laser beam 21 on the second surface 520 , which is the exit surface of the first laser beam 11 . Conversely, the reflection efficiency of the second laser beam 21 may vary according to the wavelength of the first laser beam 11 . The coating layers of the incident surface 510 and the exit surface 520 may be formed by applying a coating layer having at least one of various properties. In particular, in order to increase the efficiency of the transmission of the first laser beam 11 and the reflection of the second laser beam 21, the optimum antireflection wavelength range and/or reflection wavelength according to the wavelengths of the first and second lasers At least one coating layer having a range may be applied.

도 6을 참조하면, 제1 광학계(300)가 제어부(70)에 의해 기울임 운동을 수행할 수 있다. 각도(610)으로 제1 광학계(300)가 기울어진 경우를 예로 들어 설명한다.Referring to FIG. 6 , the first optical system 300 may perform a tilting motion by the controller 70 . A case in which the first optical system 300 is inclined at the angle 610 will be described as an example.

본 발명의 실시예에 따르면, 빔 조합부(30)의 제1 광학계(300)의 각도를 미세하게 조정함으로 제1 레이저 빔(11) 및 제2 레이저 빔(21)의 진행 경로의 각도 차이가 발생할 수 있다. 제어부(70)는 상기와 같은 각도 차이를 발생시킴으로써, 제1 레이저 빔(11) 및 제2 레이저 빔(21)의 진행 방향을 조절 할 수 있다.According to the embodiment of the present invention, by finely adjusting the angle of the first optical system 300 of the beam combining unit 30, the difference in the angle of the traveling path of the first laser beam 11 and the second laser beam 21 is can occur The controller 70 may control the traveling directions of the first laser beam 11 and the second laser beam 21 by generating the angle difference as described above.

빔 조합부(30)의 제1 광학계(300)의 각도를 미세하게 바꾸어도 투과하는 제1 레이저 빔(11)의 각도는 변하지 않는다. 엄밀히 말해, 제1 레이저 빔(11)의 입사 및 출사 위치가 미세하게 바뀌지만 최종 빔 형상(51)의 조사 위치에 영향을 미치지 않는다. 반면, 반사하는 제2 레이저 빔(21)의 각도(620)는 각도(610) 대비 큰 변화를 발생시킬 수 있다. 예를 들어, 각도(620)은 각도(610)의 2배 가질 수 있다. 이 같은 방법으로, 레이저 가공 장치(100)는 두 레이저 빔의 최종 빔 형상(51)의 조사 위치를 변화시키고 제어할 수 있다.Even if the angle of the first optical system 300 of the beam combination unit 30 is slightly changed, the angle of the transmitted first laser beam 11 does not change. Strictly speaking, although the entrance and exit positions of the first laser beam 11 are slightly changed, the irradiation position of the final beam shape 51 is not affected. On the other hand, the angle 620 of the reflected second laser beam 21 may generate a large change compared to the angle 610 . For example, angle 620 may have twice the angle 610 . In this way, the laser processing apparatus 100 can change and control the irradiation position of the final beam shape 51 of the two laser beams.

구체적으로, 제1 레이저 빔(11)의 경우, 제1 광학계(300)가 각도(610)만큼 기울어져도, 도 5의 경로(501), 경로(501-1) 및 경로(501-2)와 같은 경로를 거친다. 실제로 도 5와 도 6의 입사 및 출사 경로는 미세 변경이 발생하나, 가공 대상물(200)에 조사되는 최종 빔 형상(51)의 조사 위치에 영향을 거의 끼치지 않는다. Specifically, in the case of the first laser beam 11, even if the first optical system 300 is inclined by the angle 610, the path 501, the path 501-1, and the path 501-2 of FIG. follow the same path In fact, although minute changes occur in the incidence and exit paths of FIGS. 5 and 6 , it hardly affects the irradiation position of the final beam shape 51 irradiated to the object 200 .

반면, 제2 레이저 빔(21)의 경우, 제1 광학계(300)가 각도(610)만큼 기울어짐에 따라, 입사각이 달라지고 기울임 발생 이전 대비 각도(620)의 변화를 일으키며 반사됨으로써, 최종 빔 형상의 조사 위치 또한 달라진다.On the other hand, in the case of the second laser beam 21, as the first optical system 300 is inclined by the angle 610, the incident angle is changed and the angle 620 is changed compared to before the inclination is generated and reflected, so that the final beam The irradiation position of the shape is also different.

예를 들어, 최종 빔 형상(51)을 유지하고 조사 위치의 조절의 임계 범위 내의 기울임 각도(610)는 약 0.1도 이내일 수 있으나, 본 발명의 실시예는 이에 한 정되지 않는다. For example, the tilt angle 610 within the critical range of maintaining the final beam shape 51 and adjusting the irradiation position may be within about 0.1 degrees, but the embodiment of the present invention is not limited thereto.

도 7은 본 발명의 몇몇 실시예에서 참조되는 빔 단면 형상의 디자인 방법을 설명하기 위한 예시도이다. 이하, 결정된 빔 구성요소에 의해 디자인되는 빔 형상을 설명한다.7 is an exemplary view for explaining a design method of a cross-sectional shape of a beam referenced in some embodiments of the present invention. Hereinafter, the beam shape designed by the determined beam component will be described.

도 7에서, 레이저 빔의 디자인 요소로 수평성분 X에 대한 그래프(710), 수직성분 Y에 대한 그래프(720)로 도시되었다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 제어부(70)는, 빔 형상 디자인부(40)의 광학계를 이송시킴으로써, 레이저 빔을 디자인할 수 있다. 특히, 광학계 이송에 따라 다양한 레이저 빔의 단면이 디자인 요소로 선정될 수 있다. In FIG. 7 , a graph 710 for a horizontal component X and a graph 720 for a vertical component Y are illustrated as design elements of the laser beam. According to an embodiment of the present invention, the control unit 70 may design a laser beam by transferring the optical system of the beam shape design unit 40 . In particular, cross-sections of various laser beams may be selected as design elements according to optical system transport.

도 7에서, 상기 디자인 요소로 선정될 수 있는 레이저 빔의 단면의 수평성분의 예로써, 제1 X 요소(711), 제2 X 요소(713) 및 제3 X 요소(715)가 도시 되었다. 또한, 상기 디자인 요소로 선정될 수 있는 레이저 빔의 단면의 수직성분의 예로써, 제1 Y 요소(721), 제2 Y 요소(723) 및 제3 Y 요소(725)가 도시 되었다.In FIG. 7 , a first X element 711 , a second X element 713 , and a third X element 715 are shown as examples of a horizontal component of a cross section of a laser beam that can be selected as the design element. In addition, as examples of the vertical component of the cross section of the laser beam that can be selected as the design element, a first Y element 721 , a second Y element 723 , and a third Y element 725 are shown.

그래프(710)과 그래프 (720)에서 보듯이 광학계의 이송에 따라, 수평성분과 수직성분의 초점거리는 상호 다르게 되고, 빔 형상 디자인부(40)는 레이저 빔의 진행 경로 상의 무수히 많은 수평성분 및 수직성분의 요소 중 가공 목적에 맞는 각 요소를 선정하여 결합함으로써 빔 형상을 디자인할 수 있다.As shown in the graph 710 and the graph 720, the focal length of the horizontal component and the vertical component are mutually different according to the transport of the optical system, and the beam shape design unit 40 includes innumerable horizontal components and vertical components on the path of the laser beam. The beam shape can be designed by selecting and combining each element suitable for the purpose of processing among the elements of the component.

예를 들어, 제1 디자인된 빔 단면 형상(731)은, 수평성분 제1 X 요소(711) 및 수직요소 제1 Y 요소(721)로 구성되도록 디자인될 수 있다. 제2 디자인된 빔 단면 형상(732)은, 수평성분 제2 X 요소(713)와 수직성분 제2 Y 요소(723)로 구성되도록 디자인될 수 있다. 또한, 제3 디자인 빔 단면 형상은 수평성분 제3 X 요소(715) 수직성분 제3 Y 요소(725)로 구성되도록 디자인될 수 있다. 상기 예외에도, 제1 X 요소(711)와 제3 Y 요소(723)의 구성과 같이 그래프(710) 및 그래프(720)에서 다른 위치의 요소 간의 결합도 가능하며, 이를 위해 제어부(70)는 광학계의 미러 개수, 이송 거리, 이송 각도 및/또는 이송 방향 등 다양한 설정 변경을 수행할 수 있다.For example, the first designed beam cross-sectional shape 731 may be designed to be composed of a horizontal component first X element 711 and a vertical component first Y element 721 . The second designed beam cross-sectional shape 732 may be designed to be composed of a horizontal component second X element 713 and a vertical component second Y element 723 . In addition, the cross-sectional shape of the third design beam may be designed to consist of a horizontal component third X element 715 and a vertical component third Y element 725 . Even in the above exception, as in the configuration of the first X element 711 and the third Y element 723 , coupling between elements at different positions in the graph 710 and the graph 720 is also possible, and for this purpose, the control unit 70 Various setting changes such as the number of mirrors in the optical system, transport distance, transport angle, and/or transport direction can be performed.

제어부(70)는 빔 형상 디자인부(40)의 광학계를 이송함으로써, 레이저 빔의 수평성분과 수직성분 상의 형상을 적절히 선택 및 조합함으로써 빔 형상을 디자인 할 수 있다.The control unit 70 can design a beam shape by appropriately selecting and combining shapes on a horizontal component and a vertical component of the laser beam by transferring the optical system of the beam shape design unit 40 .

도 8은, 본 발명의 몇몇 실시예에서 참조되는, 빔 형상 디자인부의 예시이다.8 is an illustration of a beam shape design, referenced in some embodiments of the present invention.

도 8을 참조하면, 빔 형상 디자인부(40)는, 빔 디자인 미러(433), 빔 디자인 미러(435) 및 적어도 하나의 경로 조절 미러(437)을 포함할 수 있다. 빔 디자인 미러(433, 435)는 빔 쉐이핑 미러로 칭할 수도 있다. 도 8에서 광학계의 빔 경로 조절 미러로 미러(437) 외에, 미러(431)이 추가된 경우가 예로써 도시되었다. 미러(431)은, 레이저 빔(11, 21)의 진행 경로에 따라 제외할 수 있으며, 필수적 구성은 아니다.Referring to FIG. 8 , the beam shape design unit 40 may include a beam design mirror 433 , a beam design mirror 435 , and at least one path adjustment mirror 437 . The beam design mirrors 433 and 435 may be referred to as beam shaping mirrors. In FIG. 8 , a case in which a mirror 431 is added in addition to the mirror 437 as a beam path adjusting mirror of the optical system is illustrated as an example. The mirror 431 may be excluded according to the traveling path of the laser beams 11 and 21, and is not essential.

도 8에 도시된 다양한 미러 및 상기 다양한 미러의 구조는 광학계를 형성할 수 있다. 이하, 빔 형상 디자인부(40)의 광학계를, 빔 조합부(30)의 제1 광학계(300)와 구별하기 위해 제2 광학계라 칭하기로 한다. The various mirrors shown in FIG. 8 and the structures of the various mirrors may form an optical system. Hereinafter, to distinguish the optical system of the beam shape design unit 40 from the first optical system 300 of the beam combining unit 30 , it will be referred to as a second optical system.

빔 조합부(30)로부터 제1 레이저 빔(11) 및 제2 레이저 빔(21)이 전송되면, 경로 조절 미러(431)이 빔 디자인 미러(433)에 반사시킨다. 이때, 경로 조절 미러(431)는 레이저 빔의 전송을 원활히 하기 위한 것으로 평면 미러일 수 있다. When the first laser beam 11 and the second laser beam 21 are transmitted from the beam combining unit 30 , the path adjustment mirror 431 reflects the beam design mirror 433 . In this case, the path adjustment mirror 431 is for smooth transmission of the laser beam and may be a flat mirror.

제2 광학계에 포함된 경로 조절 미러(431. 437) 및 빔 디자인 미러(433, 435) 중, 적어도 일부는 이송 미러 그룹(800)을 형성할 수 있다. At least some of the path adjusting mirrors 431. 437 and the beam design mirrors 433 and 435 included in the second optical system may form the transfer mirror group 800 .

빔 형상 디자인부(40)는 제어부(70)의 제어 하에, 이송 미러 그룹(800)을 이송시키는 이송부를 포함할 수 있다. 이송부는 예를 들어 모터 구동 방식으로 이송 미러 그룹을 이송시킬 수 있으나, 본 발명의 실시예는 이에 한정되지 않는다.The beam shape design unit 40 may include a transfer unit for transferring the transfer mirror group 800 under the control of the controller 70 . The transfer unit may transfer the transfer mirror group by, for example, a motor driven method, but the embodiment of the present invention is not limited thereto.

이송부가 이송 미러 그룹(800)을 이송 방향(810)으로 이송시킴에 따라, 빔 디자인 미러(433)와 빔 디자인 미러(435)의 거리(801)는 멀어진다. 빔 디자인 미러(433) 및 빔 디자인 미러(435)는, 예를 들어 바이코닉(Biconic) 미러 또는 원통형(Cylinder) 미러일 수 있고 여러 곡면을 조합한 비정형 미러 (free from surface)일 수도 있다.As the transport unit transports the transport mirror group 800 in the transport direction 810 , the distance 801 between the beam design mirror 433 and the beam design mirror 435 increases. The beam design mirror 433 and the beam design mirror 435 may be, for example, a Biconic mirror or a cylindrical mirror, or may be a free from surface combining several curved surfaces.

경로 조절 미러(431)로부터 전송된 제1 레이저 빔(11) 및 제2 레이저 빔(21)은 빔 디자인 미러(433)로 이송되어 반사됨에 따라 빔 디자인 미러(435)로 전송된다. 이때, 빔 디자인 미러(433)와 빔 디자인 미러(435)의 거리(801)는 멀어짐에 따라, 빔 형상이 디자인될 수 있다.The first laser beam 11 and the second laser beam 21 transmitted from the path adjustment mirror 431 are transferred to the beam design mirror 433 and reflected, and are transmitted to the beam design mirror 435 . In this case, as the distance 801 between the beam design mirror 433 and the beam design mirror 435 increases, a beam shape may be designed.

도 3 및 도 4를 참조하여 상술한 바와 같이, 빔 형상 디자인부(40)에서 빔 폭 조절부(401)에 의해 X 방향 형상이 디자인되고, 빔 길이 조절부(403)에 의해 Y 방향 형상이 디자인될 수 있다. 빔 폭 조절부(401)와 빔 길이 조절부(403)는 각각 제2 광학계와 동일하게 구성될 수 있다.As described above with reference to FIGS. 3 and 4 , the X-direction shape is designed by the beam width control unit 401 in the beam shape design unit 40 , and the Y-direction shape is changed by the beam length control unit 403 . can be designed. Each of the beam width adjusting unit 401 and the beam length adjusting unit 403 may be configured in the same manner as in the second optical system.

빔 디자인 미러(435)와 경로 조절 미러(437)는 이송 미러 그룹(800)으로 동시에 이송 방향(810)으로 이동된다. 이 같은 구조로 인해, 빔 디자인 미러(433)과 빔 디자인 미러(435)의 거리(801)가 가변되면서도, 경로 조절 미러(437)가 빔 형상 디자인부(40) 이후의 레이저 빔의 진행 경로를 고정시킬 수 있다. The beam design mirror 435 and the path adjustment mirror 437 are simultaneously moved in the transport direction 810 to the transport mirror group 800 . Due to this structure, while the distance 801 between the beam design mirror 433 and the beam design mirror 435 is varied, the path adjustment mirror 437 controls the path of the laser beam after the beam shape design unit 40 . can be fixed.

예를 들어, 경로 조절 미러(437)가 없다면, 두 개의 빔 디자인 미러 사이의 거리(801)가 가변 될 때마다, 빔 디자인 미러(435)에서 반사시키는 레이저 빔의 경로 또한 가변되게 되는 문제점이 발생한다. For example, if there is no path adjustment mirror 437 , whenever the distance 801 between the two beam design mirrors is changed, the path of the laser beam reflected by the beam design mirror 435 is also changed. do.

일 예로 빔 형상 디자인부(40) 다음의 진행 경로가 폴리곤 미러(50)인 경우, 레이저 빔은 폴리곤 미러(50)의 일정한 면에서 스캔될 수 없게 되어 가공 대상물에 균일한 레이저 빔 형상을 조사시킬 수 없게 된다.For example, if the path following the beam shape design unit 40 is the polygon mirror 50, the laser beam cannot be scanned from a certain surface of the polygon mirror 50, so that the object to be processed is irradiated with a uniform laser beam shape. it won't be possible

다른 예로, 빔 형상 디자인부(40) 다음의 진행 경로가 빔 조합부(30)인 경우에도, 제1 레이저 빔(11) 및 제2 레이저 빔(21)의 입사 위치가 지속적으로 가변됨에 따라, 가공 대상물(200) 상의 조사 위치를 제어할 수 없게 되는 문제가 발생한다. As another example, even when the traveling path following the beam shape design unit 40 is the beam combination unit 30, as the incident positions of the first laser beam 11 and the second laser beam 21 are continuously varied, There is a problem in that the irradiation position on the processing object 200 cannot be controlled.

즉, 본 발명의 실시예에 따르면, 경로 조절 미러(437)을 빔 디자인 미러(435)와 이송 미러 그룹으로 묶어 동시에 이송시킴으로써, 이송에 따른 빔 디자인 미러(435)의 위치 변경에도, 제1 레이저 빔(11) 및 제2 레이저 빔(21)이 전송되는 경로를 고정시킬 수 있는 장점이 있다. That is, according to the embodiment of the present invention, the path adjustment mirror 437 is bundled with the beam design mirror 435 and the transfer mirror group and transferred at the same time, so that even when the position of the beam design mirror 435 according to the transfer is changed, the first laser There is an advantage in that the path through which the beam 11 and the second laser beam 21 are transmitted can be fixed.

상기에서, 빔 형상 디자인부(40)에서 X 방향의 빔 폭 조절부(401)에서 빔 폭의 형상을 조절하고, Y 방향의 빔 길이 조절부(403)에서 빔 길이의 형상을 조절하는 2단계의 빔 형상 디자인을 수행하는 방법 및 구성에 대해 설명하였다. In the above, the second step of adjusting the shape of the beam width in the beam width adjusting unit 401 in the X direction in the beam shape design unit 40 and adjusting the shape of the beam length in the beam length adjusting unit 403 in the Y direction The method and configuration of performing the beam shape design of the have been described.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 빔 형상 디자인부(40)에서 X 방향의 빔 폭의 형상 및 Y 방향의 빔 길이 형상을 한 단계로 디자인할 수도 있다. According to another embodiment of the present invention, the beam shape design unit 40 may design the shape of the beam width in the X direction and the beam length shape in the Y direction in one step.

이를 위해, 2개의 빔 디자인 미러(433, 435)는 각각 X방향 및 Y방향으로 독립적인 곡률을 갖는 미러 쌍으로 구성될 수 있다. 빔 디자인 미러(433, 435)는 예를 들어, 환상형(toroidal surface) 또는 표면 미러 또는 프리폼서피스(free form surface) 미러일 수 있다. 단, 이 경우 두 빔 디자인 미러(433, 435) 사이의 거리 가변 량이 많아지면 X 방향 빔 폭의 영향이 커져, Y 방향 빔 길이의 가변 범위가 제한될 수 있다.To this end, the two beam design mirrors 433 and 435 may be configured as mirror pairs having independent curvatures in the X and Y directions, respectively. Beam design mirrors 433 and 435 may be, for example, toroidal surfaces or surface mirrors or free form surface mirrors. However, in this case, if the amount of variable distance between the two beam design mirrors 433 and 435 increases, the effect of the X-direction beam width increases, and thus the variable range of the Y-direction beam length may be limited.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 빔 형상 디자인부(40)의 빔 폭 조절부(401) 및 빔 길이 조절부(403)은 각각 레이저 빔의 폭과 레이저 빔의 길이 조절에 1개씩의 빔 디자인 미러만 적용하여 구성될 수도 있다. 수 um 수준의 고 집적된 빔의 형상이 필요하지 않은 경우엔 빔 디자인 공차(tolerance)를 다소 크게 가져갈 수 있다. 이 같은 경우, 1개의 빔 디자인 미러만을 적용하여 빔 형상 디자인부(40) 구성이 가능하다.According to another embodiment of the present invention, the beam width adjusting unit 401 and the beam length adjusting unit 403 of the beam shape design unit 40 are each for adjusting the width of the laser beam and the length of the laser beam. It may be configured by applying only the design mirror. When a highly integrated beam shape of several um is not required, the beam design tolerance can be somewhat large. In this case, it is possible to configure the beam shape design unit 40 by applying only one beam design mirror.

도 9는, 본 발명의 몇몇 실시예에서 참조되는, 집광부의 예시이다.9 is an illustration of a light collecting unit, referenced in some embodiments of the present invention.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 레이저 가공 장치(100)는, 폴리곤 미러(50)에 의해 스캔된, 제1 레이저 빔(11) 및 제2 레이저 빔(21)이 가공 대상물(200)에 조사되기 전에, 폴리곤 미러(50)로부터 스캔된 제1 레이저 빔(11) 및 스캔된 제2 레이저 빔(21)을 전송받고, 스캔된 제1 레이저 빔(11) 및 스캔된 제2 레이저 빔(21)을 집광하는 집광부(60)를 더 포함할 수 있다. According to an embodiment of the present invention, the laser processing apparatus 100, scanned by the polygon mirror 50, the first laser beam 11 and the second laser beam 21 is irradiated to the processing object (200) Before being transmitted, the scanned first laser beam 11 and the scanned second laser beam 21 are transmitted from the polygon mirror 50 , and the scanned first laser beam 11 and the scanned second laser beam 21 are received. ) may further include a light collecting unit 60 for condensing the light.

집광부(60)는, 입사되는 제1 레이저 빔(11) 및 제2 레이저 빔(21)을 반사함으로써, 가공 대상물(200)에 조사되는 제1 레이저 빔(11) 및 제2 레이저 빔(21) 각각의 폭 및 길이 중 적어도 하나를 집광부(60)의 반사면의 곡률에 대응하여 축소시킬 수 있다.The light collecting unit 60 reflects the incident first laser beam 11 and the second laser beam 21 , and the first laser beam 11 and the second laser beam 21 are irradiated to the object 200 to be processed. ), at least one of a width and a length may be reduced to correspond to the curvature of the reflective surface of the light collecting unit 60 .

특히, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 도 9의 집광부(900)는 최종 집광 기능을 하는 광학계로서, 레이저 빔의 X 방향의 집광 기능을 하며 Y 방향으로는 별도의 집광 기능을 갖지 않는다. 단. 스캔하는 길이가 길어질 경우 발생할 수 있는 경로 차에 의한 왜곡을 보상하기 위한 곡률을 가질 수도 있다. 도 9에서, 반사면은 X 방향의 파라볼릭 곡률(903)을 갖고 Y 방향의 평평한 곡률(901)을 갖는 경우가 예로써 도시되었다. 하다. In particular, according to an embodiment of the present invention, the light condensing unit 900 of FIG. 9 is an optical system having a final condensing function, and functions to condense the laser beam in the X direction and does not have a separate light condensing function in the Y direction. only. It may have a curvature to compensate for distortion due to a path difference that may occur when the scanning length is increased. In FIG. 9 , a case in which the reflective surface has a parabolic curvature 903 in the X direction and a flat curvature 901 in the Y direction is illustrated as an example. do.

일 실시예에 따르면, 집광부(900)에서 레이저 빔(910)이 입사되고 수직 방향으로 반사(911)되는 기능을 두어 가공 대상물(200)을 향하는 초점 거리가 조정될 수 있다. 또한, 집광부(900)는 추가적인 최종 빔 형상의 폭을 급격히 변화시킬 수 있다.According to an embodiment, the focal length toward the processing object 200 may be adjusted by providing a function in which the laser beam 910 is incident from the light collecting unit 900 and is reflected 911 in a vertical direction. Also, the light collecting unit 900 may rapidly change the width of the additional final beam shape.

도 10은, 본 발명의 몇몇 실시예에서 참조되는, 최종 레이저 빔 셋(set)의 예시이다.10 is an illustration of a final laser beam set, referenced in some embodiments of the present invention.

레이저 가공에 있어, 레이저 빔이 스캔되는 방향에 따라 어떤 빔이 가공 대상물(200)에 선행되어 조사되는 지 여부는 가공 효율성에 영향을 미친다. In laser processing, whether a beam is irradiated prior to the processing object 200 according to a direction in which the laser beam is scanned affects processing efficiency.

도 10을 참조하면, 레이저 가공 장치(100)는 제1 레이저 빔(11)과 제2 레이저 빔(21)의 형상을 디자인하여, 최종 레이저 빔 셋(1010, 1020, 1030, 1040)을 생성하고, 가공 대상물(200)에 조사할 수 있다. 제1 레이저 빔(11)에 의한 빔 형상이 최종 빔 형상(1003)이고, 제2 레이저 빔(21)에 의한 빔 형상이 최종 빔 형상(1001)인 경우를 설명한다. 이하, 스캔 방향은 왼쪽에서 오른쪽으로 진행된다고 가정한다.Referring to FIG. 10 , the laser processing apparatus 100 designs the shapes of the first laser beam 11 and the second laser beam 21 to generate final laser beam sets 1010 , 1020 , 1030 , 1040 , and , can be irradiated to the object 200 to be processed. A case in which the beam shape by the first laser beam 11 is the final beam shape 1003 and the beam shape by the second laser beam 21 is the final beam shape 1001 will be described. Hereinafter, it is assumed that the scan direction proceeds from left to right.

최종 레이저 빔 셋(1010)의 경우, 넓은 영역의 빔(1003)이 선행하여 예열 효과를 주고 후행 빔(1001)이 주요 가공을 하는 경우에 유리하다. In the case of the final laser beam set 1010, it is advantageous when the wide area beam 1003 precedes and gives a preheating effect, and the trailing beam 1001 performs main processing.

최종 레이저 빔 셋(1020)의 경우, 다층 구조를 이루고 있어 층별로 레이저 흡수율이 다른 제품의 가공에 효과적이며, 절단이나 그루빙 같은 에너지 집중도가 높아야 하는 가공에 효과적이다.In the case of the final laser beam set 1020, since it has a multi-layer structure, it is effective for processing products having different laser absorption rates for each layer, and is effective for processing requiring high energy concentration such as cutting or grooving.

최종 레이저 빔 셋(1030, 1040)의 경우, 높은 에너지의 가공 후 발생할 수 있는 결함 등을 감소시킬 목적의 가공, 절단 면의 돌출부(burr) 등을 줄이는 후 가공이 필요할 경우에 매우 유용하다.In the case of the final laser beam sets 1030 and 1040, it is very useful when processing for the purpose of reducing defects that may occur after high-energy processing and processing after reducing burrs of the cut surface is required.

최종 빔 형상(1001) 및 최종 빔 형상(1003)의 조사 위치 차이는 빔 조합부의 기울임 각도 차이에 의해 결정될 수 있다. The difference between the irradiation positions of the final beam shape 1001 and the final beam shape 1003 may be determined by a difference in inclination angle of the beam combination unit.

도 11 및 도 12는, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 조사되는 레이저 빔의 위치 제어 방법을 설명하기 위한 예시도이다.11 and 12 are exemplary views for explaining a method of controlling a position of an irradiated laser beam according to another embodiment of the present invention.

앞서 도 6을 참조하여, 제1 광학계(300)가 제어부(70)에 의해 기울임 운동을 수행하는 경우를 설명하였다. 보다 자세히, 제어부(70)는, 제1 광학계(300)의 기울임 각도(610)를 미리 설정된 범위 내에서 조절함에 따라, 반사되는 제2 레이저 빔(21)이 기울임 각도에 대응되는 반사각(620)을 갖도록 빔 조합부(30)를 제어할 수 있다. A case in which the first optical system 300 performs the tilting motion by the controller 70 has been described above with reference to FIG. 6 . In more detail, as the controller 70 adjusts the inclination angle 610 of the first optical system 300 within a preset range, the reflected second laser beam 21 receives a reflection angle 620 corresponding to the inclination angle. It is possible to control the beam combination unit 30 to have a.

특히, 빔 조합부(30)는, 제1 광학계(300)를 기울임 운동 시키고, 제1 광학계(300)의 미리 설정됨 범위 내의 기울임 각도를 생성시키는 기울임 구동부를 포함할 수 있다. In particular, the beam combination unit 30 may include a tilt driver for tilting the first optical system 300 and generating a tilt angle within a preset range of the first optical system 300 .

일 실시예에 따르면, 기울임 구동부는, 광학계(300)의 적어도 일단에 물리적으로 미는 힘을 전달하여 기울임을 생성할 수 있으며, 서보 모터를 포함하고 제어부(70)에 의해 구동될 수 있다.According to an embodiment, the tilt driving unit may generate a tilt by physically transmitting a pushing force to at least one end of the optical system 300 , and may include a servo motor and be driven by the control unit 70 .

도 11을 참조하면, 빔 조합부(30)는, 제1 광학계(300)와 제1 광학계(300)를 진동 운동 시키고, 상기 진동 운동에 대한 진폭 및 진동수 중 적어도 하나의 값을 조절하는 진동자(1110)과 상기 진동 운동을 위해, 제1 광학계(30)의 일단에 탄성력을 제공하는 탄성부(1111)를 포함할 수 있다. Referring to FIG. 11 , the beam combination unit 30 causes the first optical system 300 and the first optical system 300 to oscillate, and a vibrator ( 1110 and an elastic part 1111 providing an elastic force to one end of the first optical system 30 for the vibration motion.

도 11은 제1 광학계(300)의 측면도로서, 진동자(1110) 및 탄성부(1111)는 제1 광학계(300)의 일 단에 위치하는 홀더(1101)에 포함되고, 제1 광학계(300)의 일 단의 정면 및 배면에 각각 구비될 수 있다.11 is a side view of the first optical system 300 , wherein the vibrator 1110 and the elastic part 1111 are included in the holder 1101 positioned at one end of the first optical system 300 , and the first optical system 300 . It may be provided on the front and back of one end, respectively.

진동자(1110)는 제어부(70)에 의해 제어되며, 전기적으로 구동된다. The vibrator 1110 is controlled by the controller 70 and is electrically driven.

진동자(1110)가 제어부(70)에 의해 결정된 진폭 및/또는 진동수로 진동하면, 제1 광학계(300)에 진동자(1110)의 진동에 의한 힘이 전달되고, 진동자(1110)가 제1 광학계(300)를 밀면, 탄성부(1111)에 의해 제공되는 탄성력으로 제1 광학계(300)는 진동 운동을 수행한다.When the vibrator 1110 vibrates at the amplitude and/or frequency determined by the control unit 70, the force due to the vibration of the vibrator 1110 is transmitted to the first optical system 300, and the vibrator 1110 moves to the first optical system ( When the 300 is pushed, the first optical system 300 vibrates with the elastic force provided by the elastic part 1111 .

제1 광학계(300)의 타 단에 위치하는 홀더(1102)는 탄성부(1112, 1113)을 포함하고, 탄성부(1112, 1113)은 제1 광학계(300)의 진동 운동을 보조한다.The holder 1102 positioned at the other end of the first optical system 300 includes elastic parts 1112 and 1113 , and the elastic parts 1112 and 1113 assist the vibrational movement of the first optical system 300 .

도 11에서 진동자(1110)가 1개 부착된 경우가 예로써 도시되었으나, 본 발명의 실시예는 이에 한정되지 않는다.In FIG. 11 , a case in which one vibrator 1110 is attached is illustrated as an example, but the embodiment of the present invention is not limited thereto.

제1 광학계(300)가 진동 운동을 수행하더라도, 상술한 실시예와 같이, 제1 레이저 빔(11)의 경로는 경로(501, 501-1, 501-2)로 조사 위치에 영향을 주지 않는다. 반면, 제2 레이저 빔(21)의 경로는, 경로(503)으로 입사되되, 제1 광학계(300)의 진동 운동에 의해 반사 경로가 경로(513) 또는 경로(523)으로 반사각이 변경된다. 이 같은 반사각 변경에 대응하여 제2 레이저 빔(21)에 의한 최종 빔 형상의 조사 위치가 빠르게 변화될 수 있다.Even if the first optical system 300 performs the oscillation motion, as in the above-described embodiment, the path of the first laser beam 11 does not affect the irradiation position with the paths 501 , 501-1 and 501-2 . . On the other hand, the path of the second laser beam 21 is incident on the path 503 , and the reflection path is changed to the path 513 or the path 523 by the vibrational motion of the first optical system 300 . The irradiation position of the final beam shape by the second laser beam 21 may be rapidly changed in response to the change of the reflection angle.

상기에서 진동자 1개가 구비되어 2차원의 진동 운동이 수행되고, 이에 따른 최종 빔 형상의 조사 위치 변화를 설명하였다. 진동자 1개의 진동으로 1차원의 진동 운동이 수행되고, 이에 따라 조사 위치가 변경되는 최종 빔 형상을 1차원의 다이내믹 빔이라 칭할 수 있다. In the above, one vibrator is provided to perform a two-dimensional vibration motion, and the change of the irradiation position of the final beam shape has been described accordingly. A one-dimensional vibrating motion is performed by vibration of one vibrator, and the final beam shape in which the irradiation position is changed accordingly may be referred to as a one-dimensional dynamic beam.

이하, 복수개의 진동자에 의한 진동 운동 시, 생성되는 최종 빔 형상에 대하여 설명한다.Hereinafter, the shape of the final beam generated during the vibrating motion by the plurality of vibrators will be described.

도 12를 참조하면, 제1 광학계(200)는 상단에 진동자(1210) 및 진동자(1110)으로 복수 개의 진동자를 구비할 수 있다. 이와 같이, 2개의 진동자(1110, 1210)를 적용함으로써, 진동자 각각의 진폭과 진동수 및 위상차를 조합하여 2차원의 다이내믹 빔이 형성될 수 있다. 이때, 위상차는 진동 시작점의 위치로 결정될 수 있다. 도 12는 제1 광학계(300)의 정면도이다.Referring to FIG. 12 , the first optical system 200 may include a plurality of vibrators including a vibrator 1210 and a vibrator 1110 at an upper end thereof. As described above, by applying the two vibrators 1110 and 1210, a two-dimensional dynamic beam may be formed by combining the amplitude, frequency, and phase difference of each vibrator. In this case, the phase difference may be determined as the position of the vibration start point. 12 is a front view of the first optical system 300 .

진동자(1110)는, 제1 광학계(300) 상에 입사되는 레이저 빔의 단면의 중심점(1230)으로부터 제1 각도(1201) 및 제1 거리(1211)로 배치될 수 있다. The vibrator 1110 may be disposed at a first angle 1201 and a first distance 1211 from a center point 1230 of a cross-section of a laser beam incident on the first optical system 300 .

또한, 진동자(1210)는 레이저 빔의 단면의 중심점(1230)으로부터 제1 각도(1201)와 다른 제2 각도(1202) 및 제2 거리(1212)로 배치될 수 있다.Also, the vibrator 1210 may be disposed at a second angle 1202 and a second distance 1212 different from the first angle 1201 from the center point 1230 of the cross-section of the laser beam.

제어부(70)는, 상기 제1 각도(1201)와 제1 거리(1211), 제2 각도(1202)와 제2 거리(1212)로부터 추출되는 위상차와 진폭 및 진동수 중 적어도 하나를 조절하여, 2차원의 다이내믹 빔을 구성할 수 있다. 제1 광학계(300)는 2차원 평면의 진동 운동을 수행하며, 이에 따른 최종 빔 형상의 조사 위치가 변경될 수 있다. The control unit 70, by adjusting at least one of the phase difference, amplitude, and frequency extracted from the first angle 1201 and the first distance 1211, the second angle 1202 and the second distance 1212, 2 A dimensional dynamic beam can be configured. The first optical system 300 performs oscillation in a two-dimensional plane, and accordingly, the irradiation position of the final beam shape may be changed.

제1 광학계(300)는 하단에 탄성부(1113, 1213)을 구비할 수 있다. The first optical system 300 may include elastic parts 1113 and 1213 at the lower end.

상술한 진동자(1110, 1210) 및 탄성부(1113, 1213)은 제1 광학계(300)에 부착될 수 있고, 특히, 진동자(1110, 1210)는 전기적으로 구동되며, 전력 공급을 위한 구조는 도 12에서 생략되었다.The vibrators 1110 and 1210 and the elastic parts 1113 and 1213 described above may be attached to the first optical system 300, and in particular, the vibrators 1110 and 1210 are electrically driven, and the structure for supplying power is shown in FIG. 12 is omitted.

도 11과 도 12에서 다이내믹 빔 형상이 구성됨에 따라, 제어부(70)는, 조사 위치가 결정된 제1 레이저 빔(11)의 단면의 조사 영역 내부에서 제2 레이저 빔(21)의 단면의 조사 위치가 가변되도록 제어할 수 있다. As the dynamic beam shape is configured in FIGS. 11 and 12 , the control unit 70 controls the irradiation position of the cross-section of the second laser beam 21 in the irradiation area of the cross-section of the first laser beam 11 for which the irradiation position is determined. can be controlled to be variable.

특히, 도 12에서, 진동자의 위치를 조정하면 더 다양한 다이내믹 빔의 형성이 가능하다.In particular, in FIG. 12 , by adjusting the position of the vibrator, it is possible to form more diverse dynamic beams.

도 13은 본 발명의 몇몇 실시예에서 참조되는, 조사된 제1 빔 단면 형상 내부에서 제2 빔 단면 형상의 운동을 설명하기 위한 예시도이다. 13 is an exemplary view for explaining the movement of the second beam cross-sectional shape within the irradiated first beam cross-sectional shape, which is referred to in some embodiments of the present invention.

도 13을 참조하면, 최종 빔 형상(1310)은 도 11에서 참조된 1차원 다이내믹 빔의 예시이고, 최종 빔 형상(1320)은 도 12에서 참조된 2차원 다이내믹 빔의 예시이다.Referring to FIG. 13 , the final beam shape 1310 is an example of the 1D dynamic beam referenced in FIG. 11 , and the final beam shape 1320 is an example of the 2D dynamic beam referenced in FIG. 12 .

최종 빔 형상(1310)은 제1 레이저 빔(11)이 가공 대상물(200)에 조사된 최종 형상(1003) 및 1차원의 진동 운동에 의해 Y 축의 길이 방향으로 조사 위치가 가변되는 제2 레이저 빔(21)의 조사된 최종 형상(1001)을 포함한다.The final beam shape 1310 is a final shape 1003 in which the first laser beam 11 is irradiated to the object 200 and a second laser beam whose irradiation position is varied in the longitudinal direction of the Y axis by one-dimensional vibrational motion. (21) the irradiated final shape (1001).

최종 빔 형상(1320)은, 제1 레이저 빔(11)이 가공 대상물(200)에 조사된 최종 형상(1003)과, 2차원의 진동 운동에 의해 X축의 폭 방향 및 Y 축의 길이 방향으로 조사 위치가 가변되는 제2 레이저 빔(21)의 조사된 최종 형상(1001)을 포함한다. The final beam shape 1320 includes the final shape 1003 in which the first laser beam 11 is irradiated to the object 200 and the irradiation position in the width direction of the X-axis and the longitudinal direction of the Y-axis by two-dimensional vibrational motion. includes the irradiated final shape 1001 of the variable second laser beam 21 .

최종 빔 형상(1310, 1320)에서, 최종 빔 형상(1003)의 내부에서, 최종 빔 형상(1001)이 직선운동을 하는 경우가 도시되었으나, 본 발명의 실시예는 이에 한정되지 않는다.In the final beam shape (1310, 1320), inside the final beam shape (1003), the case where the final beam shape (1001) linear motion is shown, but the embodiment of the present invention is not limited thereto.

특히, 레이저 가공 장치(100)는 제1 레이저 빔(11)의 최종 빔 형상(1003) 내부뿐만 아니라 외부에서, 제2 레이저 빔(21)에 의한 최종 빔 형상(1001)이 운동하도록 제어할수 있다. 또한, 레이저 가공 장치(100)는 최종 빔 형상(1003)의 내부에 최종 빔 형상(1001)이 진입했다가 다시 외부로 이탈하는 운동을 수행하도록 제어할 수도 있다. In particular, the laser processing apparatus 100 can control the final beam shape 1001 by the second laser beam 21 to move as well as inside the final beam shape 1003 of the first laser beam 11 outside. . In addition, the laser processing apparatus 100 may be controlled to perform a movement in which the final beam shape 1001 enters the inside of the final beam shape 1003 and then leaves again to the outside.

또한, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 레이저 가공 장치(100)는 최종 빔 형상(1003, 1001)이 직선 운동 외에 평면을 구성하는 반복운동을 수행하도록 제어할 수도 있다. 예를 들어, 레이저 가공 장치(100)는 최종 빔 형상(1003) 내부에서, 최종 빔 형상(1001)이 숫자 '8', '0', 원형, 타원형, 무한대 기호 등 다양한 반복운동을 수행하도록 제어할 수도 있다.In addition, according to another embodiment of the present invention, the laser processing apparatus 100 may be controlled to perform the final beam shape (1003, 1001) to perform the repetitive motion constituting the plane in addition to the linear motion. For example, the laser processing apparatus 100 controls the final beam shape 1003 to perform various repetitive movements such as numbers '8', '0', circles, ovals, and infinity symbols in the final beam shape 1003. You may.

일 실시예에 따르면, 최종 빔 형상(1320)은, 레이저 가공 장치(100)에 집광부(900)가 구비되는 경우, 제2 레이저 빔(21)의 X 축 방향의 진폭은 Y 방향에 비해 작을 수 있다. According to one embodiment, the final beam shape 1320 is, when the light collecting unit 900 is provided in the laser processing apparatus 100, the amplitude of the second laser beam 21 in the X-axis direction is small compared to the Y direction. can

다음으로, 이종파장의 레이저 빔을 이용한 레이저 가공 장치에 의해 수행되는, 이종파장의 레이저 빔을 이용한 레이저 가공 방법을 설명한다. Next, a laser processing method using a laser beam of a different wavelength, performed by a laser processing apparatus using a laser beam of a different wavelength, will be described.

레이저 가공 장치(100)는 제1 레이저 빔(11)을 전송받고, 제1 레이저 빔(110)의 단면 형상을 제1 디자인할 수 있다. The laser processing apparatus 100 may receive the first laser beam 11 and first design a cross-sectional shape of the first laser beam 110 .

다음으로, 레이저 가공 장치(100)는 제2 레이저 빔(21)을 전송받고, 상기 제2 레이저 빔(21)의 단면 형상을 제2 디자인할 수 있다. Next, the laser processing apparatus 100 may receive the second laser beam 21 and design a second cross-sectional shape of the second laser beam 21 .

레이저 가공 장치(100)는 광학계에 입사된 제1 디자인된 제1 레이저 빔(11)은 투과시키고, 광학계에 입사된 제2 디자인된 제2 레이저 빔(21)은 반사시킴으로써, 제1 레이저 빔(11) 및 제2 레이저 빔(21)을 동일한 경로로 전송할 수 있다.The laser processing apparatus 100 transmits the first designed first laser beam 11 incident on the optical system, and reflects the second designed second laser beam 21 incident on the optical system, so that the first laser beam ( 11) and the second laser beam 21 may be transmitted through the same path.

다음으로, 레이저 가공 장치(100)는 일정 속도로 회전하는 폴리곤 미러(50)를 이용하여, 동일한 경로로 전송된 제1 레이저 빔(11) 및 제2 레이저 빔(21)을 스캔할 수 있다.Next, the laser processing apparatus 100 may scan the first laser beam 11 and the second laser beam 21 transmitted through the same path by using the polygon mirror 50 rotating at a constant speed.

마지막으로, 레이저 가공 장치(100)는 스캔된 제1 레이저 빔(11) 및 스캔된 제2 레이저 빔(21)을 가공 대상물(200)에 조사할 수 있다. 특히, 레이저 가공 장치(100)는 광학계의 기울임 각도를 조절함으로써, 가공 대상물(200) 상의 조사된 제1 레이저 빔(11)과 조사된 제2 레이저 빔(21) 각각의 조사 위치가 결정될 수 있다.Finally, the laser processing apparatus 100 may irradiate the scanned first laser beam 11 and the scanned second laser beam 21 to the object 200 to be processed. In particular, the laser processing apparatus 100 by adjusting the inclination angle of the optical system, the irradiation position of each of the irradiated first laser beam 11 and the irradiated second laser beam 21 on the object 200 can be determined. .

지금까지 첨부된 도면을 참조하여 설명된 본 발명의 실시예에 따른 제어부(70)의 결정 및/또는 연산 방법들은 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로 구현된 컴퓨터프로그램의 실행에 의하여 수행될 수 있다. 상기 컴퓨터프로그램은 인터넷 등의 네트워크를 통하여 제1 컴퓨팅 장치로부터 제2 컴퓨팅 장치에 송신되어 상기 제2 컴퓨팅 장치에 설치될 수 있고, 이로써 상기 제2 컴퓨팅 장치에서 사용될 수 있다. 상기 제1 컴퓨팅 장치 및 상기 제2 컴퓨팅 장치는, 서버 장치, 데스크탑 PC와 같은 고정식 컴퓨팅 장치, 노트북, 스마트폰, 태블릿 피씨와 같은 모바일 컴퓨팅 장치를 모두 포함한다.The determination and/or calculation methods of the controller 70 according to the embodiment of the present invention described with reference to the accompanying drawings so far may be performed by executing a computer program implemented as a computer-readable code. The computer program may be transmitted from the first computing device to the second computing device through a network such as the Internet and installed in the second computing device, thereby being used in the second computing device. The first computing device and the second computing device include all of a server device, a stationary computing device such as a desktop PC, and a mobile computing device such as a notebook computer, a smartphone, and a tablet PC.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로 이해해야만 한다.Although the embodiments of the present invention have been described above with reference to the accompanying drawings, those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains can realize that the present invention can be embodied in other specific forms without changing the technical spirit or essential features thereof. you will be able to understand Therefore, it should be understood that the embodiments described above are illustrative in all respects and not restrictive.

10 제1 레이저 발진기 20 제2 레이저 발진기
15 제1 빔 전송계 25 제2 빔 전송계
30 빔 조합부 300 제1 광학계
40 빔 형상 디자인부
50 폴리곤 미러
60 집광부
70 제어부
100 이종파장의 레이저 빔을 이용한 레이저 가공 장치
200 가공 대상물
10 First laser oscillator 20 Second laser oscillator
15 First beam transmission system 25 Second beam transmission system
30 beam combination unit 300 first optical system
40 Beam Shape Design Department
50 polygon mirror
60 light collector
70 control
100 Laser processing equipment using laser beams of different wavelengths
200 object to be machined

Claims (16)

제1 레이저 빔을 출력하는 제1 레이저 발진기;
제2 레이저 빔을 출력하는 제2 레이저 발진기;
상기 제1 레이저 빔을 빔 조합부로 전송하는 제1 빔 전송계;
상기 제2 레이저 빔을 빔 조합부로 전송하는 제2 빔 전송계;
상기 제1 레이저 빔을 투과시키고, 상기 제2 레이저 빔을 반사시키되, 상기 투과된 제1 레이저 빔과 상기 반사된 제2 레이저 빔을 조합하여 동일한 경로로 제1 전송하는 제1 광학계를 포함하는 빔 조합부;
상기 동일 경로로 전송된 상기 제1 레이저 빔 및 상기 제2 레이저 빔의 빔 형상을 디자인하고, 상기 각각 디자인된 상기 제1 레이저 빔 및 상기 제2 레이저 빔을 제2 전송하는 빔 형상 디자인부;
일정 속도로 회전하며 상기 제2 전송된 상기 제1 레이저 빔 및 상기 제2 레이저 빔을 스캔함으로써, 상기 제1 레이저 빔 및 상기 제2 레이저 빔을 가공 대상물에 조사하는 폴리곤 미러;
상기 빔 조합부의 기울임 각도를 조절함으로써, 상기 가공 대상물 상의 상기 조사된 제1 레이저 빔과 상기 조사된 제2 레이저 빔 각각의 조사 위치가 결정되도록 제어하는 제어부; 및
상기 폴리곤 미러에 의해 스캔된, 상기 제1 레이저 빔 및 상기 제2 레이저 빔이 상기 가공 대상물에 조사되기 전에, 상기 폴리곤 미러로부터 상기 스캔된 제1 레이저 빔 및 상기 스캔된 제2 레이저 빔을 전송받고, 상기 스캔된 제1 레이저 빔 및 상기 스캔된 제2 레이저 빔을 집광하는 집광부;를 포함하고,
상기 집광부는, 입사되는 상기 제1 레이저 빔 및 상기 제2 레이저 빔을 반사면을 통해 반사함으로써, 상기 가공 대상물에 조사되는 상기 제1 레이저 빔 및 상기 제2 레이저 빔 각각의 폭 및 길이 중 적어도 하나를 상기 반사면의 곡률에 대응하여 축소시키는,
이종파장의 레이저 빔을 이용한 레이저 가공 장치.
a first laser oscillator for outputting a first laser beam;
a second laser oscillator for outputting a second laser beam;
a first beam transmission system for transmitting the first laser beam to a beam combining unit;
a second beam transmission system for transmitting the second laser beam to a beam combining unit;
A beam that transmits the first laser beam and reflects the second laser beam, and includes a first optical system that combines the transmitted first laser beam and the reflected second laser beam and transmits the first through the same path combination part;
a beam shape design unit for designing beam shapes of the first and second laser beams transmitted through the same path, and for transmitting the designed first and second laser beams, respectively;
a polygon mirror rotating at a constant speed and irradiating the first laser beam and the second laser beam to the object to be processed by scanning the second transmitted first and second laser beams;
a control unit for controlling the irradiation position of each of the irradiated first laser beam and the irradiated second laser beam on the object to be processed by adjusting the inclination angle of the beam combination unit; and
Before the first laser beam and the second laser beam scanned by the polygon mirror are irradiated to the object to be processed, the scanned first laser beam and the scanned second laser beam are transmitted from the polygon mirror, and Containing;
The light collecting unit may include at least one of a width and a length of each of the first laser beam and the second laser beam irradiated to the object by reflecting the incident first laser beam and the second laser beam through a reflective surface. to reduce in response to the curvature of the reflective surface,
A laser processing device using a laser beam of different wavelengths.
제 1 항에 있어서, 상기 레이저 가공 장치는,
상기 제1 빔 전송계로부터 상기 제1 광학계로 전송되는 제1 레이저 빔 및 상기 제2 빔 전송계로부터 상기 제1 광학계로 전송되는 제2 레이저 빔 중, 적어도 하나의 레이저 빔의 단면 사이즈를 조절하는 빔 사이즈 조절부를 더 포함하고,
상기 적어도 하나의 레이저 빔은, 상기 빔 사이즈 조절부를 통과하여 상기 단면 사이즈가 조절된 후, 상기 제1 광학계로 입사되는,
이종파장의 레이저 빔을 이용한 레이저 가공 장치.
According to claim 1, wherein the laser processing apparatus,
adjusting the cross-sectional size of at least one of a first laser beam transmitted from the first beam transmission system to the first optical system and a second laser beam transmitted from the second beam transmission system to the first optical system Further comprising a beam size adjustment unit,
The at least one laser beam passes through the beam size adjusting unit and is incident on the first optical system after the cross-sectional size is adjusted,
A laser processing device using a laser beam of different wavelengths.
제 1 항에 있어서, 상기 제1 광학계의 제1 면은,
상기 제1 빔 전송계를 통해 전송되는 제1 레이저 빔이 입사되고, 상기 입사된 제1 레이저 빔의 파장을 포함하는 미리 설정된 파장 범위에 대한 반사방지 코팅층이 형성되는,
이종파장의 레이저 빔을 이용한 레이저 가공 장치.
According to claim 1, wherein the first surface of the first optical system,
A first laser beam transmitted through the first beam transmission system is incident, and an anti-reflection coating layer is formed for a preset wavelength range including the wavelength of the incident first laser beam,
A laser processing device using a laser beam of different wavelengths.
제 3 항에 있어서, 상기 제1 광학계의 제2 면은,
상기 입사된 제1 레이저 빔의 파장을 포함하는 미리 설정된 파장 범위에 대한 반사방지 코팅층이 형성되되, 상기 코팅층은, 상기 제2 빔 전송계를 통해 전송되는 제2 레이저 빔을 반사시키는,
이종파장의 레이저 빔을 이용한 레이저 가공 장치.
According to claim 3, wherein the second surface of the first optical system,
An anti-reflection coating layer is formed for a preset wavelength range including the wavelength of the incident first laser beam, wherein the coating layer reflects the second laser beam transmitted through the second beam transmission system,
A laser processing device using a laser beam of different wavelengths.
제 1 항에 있어서, 상기 빔 형상 디자인부는,
적어도 하나의 경로 조절 미러 및 적어도 하나의 빔 디자인 미러를 포함하는 제2 광학계; 및
상기 제2 광학계에 포함된 상기 경로 조절 미러 및 상기 빔 디자인 미러 중 적어도 일부가 이송 미러 그룹 형성하고, 상기 이송 미러 그룹을 이송시키는 이송부를 포함하는,
이종파장의 레이저 빔을 이용한 레이저 가공 장치.
According to claim 1, The beam shape design unit,
a second optical system including at least one path adjustment mirror and at least one beam design mirror; and
At least some of the path adjustment mirror and the beam design mirror included in the second optical system form a transport mirror group and include a transport unit for transporting the transport mirror group,
A laser processing device using a laser beam of different wavelengths.
제 5 항에 있어서, 상기 빔 디자인 미러는, 제1 빔 디자인 미러 및 제2 빔 디자인 미러를 포함하되, 상기 빔 디자인 미러는 상기 가공 대상물에 조사되는 빔 형상의 폭 및 길이 중 적어도 하나를 결정하는,
이종파장의 레이저 빔을 이용한 레이저 가공 장치.
The method of claim 5, wherein the beam design mirror includes a first beam design mirror and a second beam design mirror, wherein the beam design mirror determines at least one of a width and a length of a beam shape irradiated to the object to be processed. ,
A laser processing device using a laser beam of different wavelengths.
제 6 항에 있어서, 상기 이송 미러 그룹은, 상기 제2 빔 디자인 미러 및 상기 경로 조절 미러를 포함하고,
상기 제1 빔 디자인 미러는, 상기 동일한 경로로 제1 전송된 상기 제1 레이저 빔 및 상기 제2 레이저 빔을 상기 이송 미러 그룹의 이송 방향으로 위치하는 상기 제2 빔 디자인 미러로 전송하고,
상기 제2 빔 디자인 미러는 상기 전송된 상기 제1 레이저 빔 및 상기 제2 레이저 빔을 상기 경로 조절 미러로 전송하되,
상기 제어부는 상기 이송부를 제어하여 상기 이송 방향으로 상기 이송 미러 그룹을 이송시킴으로써, 상기 제1 빔 디자인 미러와 상기 제2 빔 디자인 미러 사이의 거리를 조절하는,
이종파장의 레이저 빔을 이용한 레이저 가공 장치.
The method according to claim 6, wherein the transfer mirror group includes the second beam design mirror and the path adjustment mirror,
The first beam design mirror transmits the first laser beam and the second laser beam first transmitted through the same path to the second beam design mirror positioned in the transport direction of the transport mirror group,
The second beam design mirror transmits the transmitted first laser beam and the second laser beam to the path adjustment mirror,
The control unit controls the transfer unit to transfer the transfer mirror group in the transfer direction to adjust the distance between the first beam design mirror and the second beam design mirror,
A laser processing device using a laser beam of different wavelengths.
제 7 항에 있어서, 상기 경로 조절 미러는,
상기 이송 미러 그룹의 이송에 따른 상기 제2 빔 디자인 미러의 위치 변경 시, 상기 제2 빔 디자인 미러로부터 전송된 상기 제1 레이저 빔 및 상기 제2 레이저 빔이 상기 폴리곤 미러에 상기 제2 전송되는 경로를 고정시키는,
이종파장의 레이저 빔을 이용한 레이저 가공 장치.
The method of claim 7, wherein the path adjustment mirror,
When the position of the second beam design mirror is changed according to the transfer of the transfer mirror group, the first laser beam and the second laser beam transmitted from the second beam design mirror are transmitted to the polygon mirror by the second transmission path fixing the
A laser processing device using a laser beam of different wavelengths.
삭제delete 제 1 항에 있어서, 상기 제어부는,
상기 제1 광학계의 기울임 각도를 미리 설정된 범위 내에서 조절함에 따라, 상기 반사되는 제2 레이저 빔이 상기 기울임 각도에 대응되는 반사각을 갖도록 상기 빔 조합부를 제어하는,
이종파장의 레이저 빔을 이용한 레이저 가공 장치.
According to claim 1, wherein the control unit,
By adjusting the inclination angle of the first optical system within a preset range, controlling the beam combination unit so that the reflected second laser beam has a reflection angle corresponding to the inclination angle,
A laser processing device using a laser beam of different wavelengths.
제 10 항에 있어서, 상기 빔 조합부는,
상기 제1 광학계; 및
상기 제1 광학계를 기울임 운동 시키고, 상기 제1 광학계의 상기 미리 설정됨 범위 내의 기울임 각도를 생성시키는 기울임 구동부를 포함하는,
이종파장의 레이저 빔을 이용한 레이저 가공 장치.
The method of claim 10, wherein the beam combination unit,
the first optical system; and
Comprising a tilt driving unit for tilting the first optical system and generating a tilt angle within the preset range of the first optical system,
A laser processing device using a laser beam of different wavelengths.
제 10 항에 있어서, 상기 빔 조합부는,
상기 제1 광학계;
상기 제1 광학계를 진동 운동 시키고, 상기 진동 운동에 대한 진폭 및 진동수 중 적어도 하나의 값을 조절하는 진동자; 및
상기 진동 운동을 위해, 상기 제1 광학계의 일단에 탄성력을 제공하는 탄성부를 포함하는,
이종파장의 레이저 빔을 이용한 레이저 가공 장치.
The method of claim 10, wherein the beam combination unit,
the first optical system;
a vibrator for vibrating the first optical system and adjusting at least one of an amplitude and a frequency for the vibrating motion; and
For the vibrating motion, comprising an elastic part that provides an elastic force to one end of the first optical system,
A laser processing device using a laser beam of different wavelengths.
제 12 항에 있어서, 상기 진동자는,
상기 제1 광학계 상에 입사되는 레이저 빔의 단면의 중심점으로부터 제1 각도 및 제1 거리로 배치되는 제1 진동자; 및
상기 레이저 빔의 단면의 중심점으로부터 상기 제1 각도와 다른 제2 각도 및 제2 거리로 배치되는 제2 진동자를 포함하는,
이종파장의 레이저 빔을 이용한 레이저 가공 장치.
The method of claim 12, wherein the vibrator,
a first vibrator disposed at a first angle and a first distance from a center point of a cross-section of a laser beam incident on the first optical system; and
a second vibrator disposed at a second angle and a second distance different from the first angle from the center point of the cross-section of the laser beam;
A laser processing device using a laser beam of different wavelengths.
제 12 항에 있어서, 상기 제어부는,
상기 조절된 적어도 하나의 값을 기초로, 상기 조사 위치가 결정된 제1 레이저 빔의 단면의 조사 영역 내부에서 상기 제2 레이저 빔의 단면의 조사 위치가 가변되도록 제어하는,
이종파장의 레이저 빔을 이용한 레이저 가공 장치.
13. The method of claim 12, wherein the control unit,
Controlling the irradiation position of the cross-section of the second laser beam to vary within the irradiation area of the cross-section of the first laser beam in which the irradiation position is determined based on the adjusted at least one value,
A laser processing device using a laser beam of different wavelengths.
제1 레이저 빔을 출력하는 제1 레이저 발진기;
제2 레이저 빔을 출력하는 제2 레이저 발진기;
상기 제1 레이저 빔을 빔 형상 디자인부로 전송하는 제1 빔 전송계;
상기 제2 레이저 빔을 빔 형상 디자인부로 전송하는 제2 빔 전송계;
상기 전송된 상기 제1 레이저 빔의 빔 형상을 디자인하고, 상기 빔 형상이 디자인된 제1 레이저 빔을 빔 조합부로 전송하는 제1 빔 형상 디자인부;
상기 전송된 상기 제2 레이저 빔의 빔 형상을 디자인하고, 상기 빔 형상이 디자인된 제2 레이저 빔을 빔 조합부로 전송하는 제2 빔 형상 디자인부;
상기 제1 레이저 빔을 투과시키고, 상기 제2 레이저 빔을 반사시키되, 상기 투과된 제1 레이저 빔과 상기 반사된 제2 레이저 빔을 조합하여 동일한 경로로 전송하는 광학계를 포함하는 빔 조합부;
일정 속도로 회전하며 상기 동일한 경로로 전송된 상기 제1 레이저 빔 및 상기 제2 레이저 빔을 스캔함으로써, 상기 제1 레이저 빔 및 상기 제2 레이저 빔을 가공 대상물에 조사하는 폴리곤 미러;
상기 빔 조합부의 기울임 각도를 조절함으로써, 상기 가공 대상물 상의 상기 조사된 제1 레이저 빔과 상기 조사된 제2 레이저 빔 각각의 조사 위치가 결정되도록 제어하는 제어부; 및
상기 폴리곤 미러에 의해 스캔된, 상기 제1 레이저 빔 및 상기 제2 레이저 빔이 상기 가공 대상물에 조사되기 전에, 상기 폴리곤 미러로부터 상기 스캔된 제1 레이저 빔 및 상기 스캔된 제2 레이저 빔을 전송받고, 상기 스캔된 제1 레이저 빔 및 상기 스캔된 제2 레이저 빔을 집광하는 집광부;를 포함하고,
상기 집광부는, 입사되는 상기 제1 레이저 빔 및 상기 제2 레이저 빔을 반사면을 통해 반사함으로써, 상기 가공 대상물에 조사되는 상기 제1 레이저 빔 및 상기 제2 레이저 빔 각각의 폭 및 길이 중 적어도 하나를 상기 반사면의 곡률에 대응하여 축소시키는,
이종파장의 레이저 빔을 이용한 레이저 가공 장치.
a first laser oscillator for outputting a first laser beam;
a second laser oscillator for outputting a second laser beam;
a first beam transmission system for transmitting the first laser beam to a beam shape design unit;
a second beam transmission system for transmitting the second laser beam to a beam shape design unit;
a first beam shape design unit that designs a beam shape of the transmitted first laser beam and transmits the first laser beam having the designed beam shape to a beam combination unit;
a second beam shape design unit that designs a beam shape of the transmitted second laser beam and transmits the second laser beam having the designed beam shape to a beam combination unit;
a beam combining unit including an optical system for transmitting the first laser beam and reflecting the second laser beam, combining the transmitted first laser beam and the reflected second laser beam and transmitting the same through the same path;
a polygon mirror rotating at a constant speed and irradiating the first laser beam and the second laser beam to the object to be processed by scanning the first laser beam and the second laser beam transmitted through the same path;
a control unit for controlling the irradiation position of each of the irradiated first laser beam and the irradiated second laser beam on the object to be processed by adjusting the inclination angle of the beam combination unit; and
Before the first laser beam and the second laser beam scanned by the polygon mirror are irradiated to the object to be processed, the scanned first laser beam and the scanned second laser beam are transmitted from the polygon mirror, and , A light condensing unit condensing the scanned first laser beam and the scanned second laser beam
The light collecting unit may include at least one of a width and a length of each of the first laser beam and the second laser beam irradiated to the object by reflecting the incident first laser beam and the second laser beam through a reflective surface. to reduce in response to the curvature of the reflective surface,
A laser processing device using a laser beam of different wavelengths.
이종파장의 레이저 빔을 이용한 레이저 가공 장치에 의해 수행되는, 이종파장의 레이저 빔을 이용한 레이저 가공 방법에 있어서,
제1 레이저 빔을 전송받고, 상기 제1 레이저 빔의 단면 형상을 제1 디자인하는 단계;
제2 레이저 빔을 전송받고, 상기 제2 레이저 빔의 단면 형상을 제2 디자인하는 단계;
광학계에 입사된 상기 제1 디자인된 제1 레이저 빔은 투과시키고, 상기 광학계에 입사된 상기 제2 디자인된 제2 레이저 빔은 반사시킴으로써, 상기 제1 레이저 빔 및 상기 제2 레이저 빔을 동일한 경로로 전송하는 단계;
일정 속도로 회전하는 폴리곤 미러를 이용하여, 상기 동일한 경로로 전송된 상기 제1 레이저 빔 및 상기 제2 레이저 빔을 스캔하는 단계;
상기 폴리곤 미러에 의해 스캔된, 상기 제1 레이저 빔 및 상기 제2 레이저 빔이 가공 대상물에 조사되기 전에, 상기 폴리곤 미러로부터 상기 스캔된 제1 레이저 빔 및 상기 스캔된 제2 레이저 빔을 전송받고, 상기 스캔된 제1 레이저 빔 및 상기 스캔된 제2 레이저 빔을 집광하는 단계; 및
상기 스캔된 제1 레이저 빔 및 상기 스캔된 제2 레이저 빔을 가공 대상물에 조사하는 단계;를 포함하되,
상기 광학계의 기울임 각도를 조절함으로써, 상기 가공 대상물 상의 상기 조사된 제1 레이저 빔과 상기 조사된 제2 레이저 빔 각각의 조사 위치가 결정되고,
상기 집광하는 단계에서는, 입사되는 상기 제1 레이저 빔 및 상기 제2 레이저 빔을 반사면을 통해 반사함으로써, 상기 가공 대상물에 조사되는 상기 제1 레이저 빔 및 상기 제2 레이저 빔 각각의 폭 및 길이 중 적어도 하나를 상기 반사면의 곡률에 대응하여 축소시키는,
이종파장의 레이저 빔을 이용한 레이저 가공 방법.
In a laser processing method using a laser beam of a heterogeneous wavelength, which is performed by a laser processing apparatus using a laser beam of a heterogeneous wavelength,
receiving a first laser beam and first designing a cross-sectional shape of the first laser beam;
receiving a second laser beam and designing a second cross-sectional shape of the second laser beam;
The first designed first laser beam incident on the optical system is transmitted, and the second designed second laser beam incident on the optical system is reflected, thereby directing the first laser beam and the second laser beam to the same path. transmitting;
scanning the first laser beam and the second laser beam transmitted through the same path by using a polygon mirror rotating at a constant speed;
Before the first laser beam and the second laser beam scanned by the polygon mirror are irradiated to the object to be processed, the scanned first laser beam and the scanned second laser beam are transmitted from the polygon mirror, condensing the scanned first laser beam and the scanned second laser beam; and
Including; irradiating the scanned first laser beam and the scanned second laser beam to the object to be processed;
By adjusting the tilt angle of the optical system, the irradiation position of each of the irradiated first laser beam and the irradiated second laser beam on the object is determined,
In the condensing step, by reflecting the incident first laser beam and the second laser beam through a reflective surface, of the width and length of each of the first laser beam and the second laser beam irradiated to the object to be processed reducing at least one corresponding to the curvature of the reflective surface,
A laser processing method using a laser beam of different wavelengths.
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