KR20090018165A - Laser pulse generating divice and method, and laser working apparatus and method - Google Patents

Laser pulse generating divice and method, and laser working apparatus and method Download PDF

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데츠 스미요시
스스무 쯔지카와
테츠오 안도
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사이버 레이저 가부시끼가이샤
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Abstract

Provided is a stabilized laser working apparatus for stabilizing and emitting the pulse output of a solid laser to a workpiece thereby to work the workpiece finely. The laser working apparatus comprises an excitation laser oscillator (46) for optically exciting a Q-switch element (6) and a laser medium (5), which are disposed in a laser oscillator, in advance, and a laser oscillator (41) for irradiating the excitation density of an upper level in the laser medium for a predetermined period with a laser wavelength other than that of an oscillation object, thereby to de-excite and reduce the upper level density. After the de-excitation in the laser resonator, the Q-switch element (6) is set into a laser oscillation blocking (or closed) state, and the optical excitation of the upper level is performed to perform an energy storage of the laser medium for a predetermined period. Next, the Q-switch element (6) is switched to the laser oscillating (ON) state thereby to oscillate and output Q-switch pulses, so that the homogeneous Q-switch pulse outputs for every pulses are introduced to work the workpiece finely irrespective of the Q-switch pulse oscillation interval.

Description

레이저 펄스 발생 장치 및 방법 및 레이저 가공 장치 및 방법{LASER PULSE GENERATING DIVICE AND METHOD, AND LASER WORKING APPARATUS AND METHOD}LASER PULSE GENERATING DIVICE AND METHOD, AND LASER WORKING APPARATUS AND METHOD}

본 발명은, 반도체 웨이퍼 상의 반도체 디바이스의 회로 구성부품 등의 가공에 적합한 레이저 발진 장치를 이용한 가공 장치에 관한 것으로, 펄스 반복 주파수를 변화시키더라도 안정된 고출력 Q스위치 펄스를 얻는 장치 및 방법을 제공한다. 또한 임의의 조사 타이밍이라도 항상 안정화된 출력을 얻을 수 있는 미세 가공 장치 및 방법을 실현한다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a processing apparatus using a laser oscillation apparatus suitable for processing circuit components and the like of semiconductor devices on a semiconductor wafer, and provides an apparatus and method for obtaining a stable high output Q switch pulse even when the pulse repetition frequency is changed. In addition, the micromachining apparatus and the method which can always obtain a stabilized output even in arbitrary irradiation timing are realized.

전자 공업에서, 미세화된 회로 부품의 조정, 수정, 가공 등 당업자에게 주지된 바와 같이, 고체 레이저로부터 얻을 수 있는 Q스위치 펄스 출력을 조사하여, 제거, 마킹, 트리밍, 스크라이빙 등의 제조 공정에 이용하고 있다. 이러한 레이저 가공 방법에 있어서, 레이저 펄스 마다 출력 에너지, 파형을 반복해서 주파수의 변화에 대해서도 항상 소정의 출력을 얻을 수 있도록 하는 것이 바람직하다. 예를 들면, 반도체 메모리의 용장 회로의 변환을 위한 불량 구제를 위한 회로 퓨즈 절단 등은 부등 간격의 절단점을 고속으로 주사 하면서 집광 레이저 빔을 회로의 퓨즈에 조사해서 퓨즈부를 절단하는 것이다. 이것은 절단점을 향해서 고속 발진지령에 따라서 안정된 펄스 파형, 에너지 조사에 따른 고집적도의 메모리 셀을 고정밀도 처리하는 것이 요구된다. 이러한 가공 대상물에 대한 레이저 펄스 조사의 시간 간격이 불균일한 경우가 많아, 레이저 발진기로부터 방출되는 펄스 에너지, 펄스폭, 피크 출력을 균등화하기 위한 방법이 연구되어 오고 있다. 이러한 방법들에 대한 종래 기술에서는, 도 1에 나타낸 것과 같이 펄스 레이저 발진 장치와 음향 광학 소자(AOM)의 조합에 의한 펄스의 안정화 방법이 제안되고 있다.In the electronics industry, as is well known to those skilled in the art, such as adjustment, modification, and processing of micronized circuit components, the Q-switch pulse output obtained from a solid state laser is investigated and used for manufacturing processes such as removal, marking, trimming, and scribing. I use it. In such a laser processing method, it is preferable that a predetermined output is always obtained even with a change in frequency by repeating the output energy and waveform for each laser pulse. For example, a circuit fuse cut or the like for defective repair for converting a redundant circuit of a semiconductor memory is to cut a fuse part by irradiating a fuse of a circuit with a condensing laser beam while scanning a cutting point of an uneven interval at high speed. This requires high precision processing of stable pulse waveforms and high integration memory cells due to energy irradiation in accordance with the high speed oscillation instruction toward the cutting point. In many cases, the time intervals of the laser pulse irradiation to the object to be processed are nonuniform, and methods for equalizing pulse energy, pulse width, and peak power emitted from the laser oscillator have been studied. In the prior art for these methods, a method of stabilizing pulses by a combination of a pulsed laser oscillation device and an acoustic optical element (AOM) has been proposed as shown in FIG.

도 1은 AOM을 펄스마다 작동시키는 펄스 안정화 방법을 나타낸 것이며, Q스위치 펄스의 발진 뒤에 생긴 저출력 펄스를 AOM에 의해 제거하는 방법을 이용한다. 이것은 고가의 AOM 장치를 이용해야 한다는 결점이 있다. 이하 도면을 참조하여 설명한다. 여기용(勵起用) 반도체 레이저 광원(1)으로부터 방출된 레이저 광은 고체 레이저 매체(5)의 레이저 발진 여기용 집광부(10)를 향해 방출된다. 이 안에 렌즈 등의 집광 광학계(3)와 고체 레이저 공진기를 구성하는 레이저 파장에 대해서는 고반사로 여기 광파장에 대해서는 투과성으로 되어있는 레이저 공진기용 고반사경(4)이 개재(介在)한다. 레이저 공진기의 다른 한쪽의 레이저 공진기용 출력경(7)이 고체 레이저용 레이저 매체(5)의 레이저 공진기용 고반사경(4)과 반대 측에 설치되고, 고체 레이저용 레이저 매체(5)와 레이저 공진기용 출력경(7)의 사이에는 음향 광학적인 스위치 소자로 구성되는 Q스위치 소자(6)가 설치된다. 레이저 장치 제어부(11)로부터 동작 제어 신호가 여기 광원 구동부(8), Q스위치 구동 부(9), 그것과 레이저 공진기의 외부에 설치된 음향 광학 소자(AOM)(29)를 제어하는 AOM 구동부(12)에 신호가 발생 된다. AOM는 초음파 트랜스듀서에 RF 파워를 인가하여 브래그 회절(回折)셀을 생성하고, 통과 빔을 회절 시킨다. 따라서 AOM 구동부(12)로부터 셀에 RF를 인가하면 RF 인가 시점에서 회절에 의해 빔의 일부는 분리된다. AOM의 회절 셀에 RF파워 음파를 전파하여 회절 격자를 통과한 레이저 펄스는 빔 확대기(15)에 의해 콜리메이트 되어 반사경(16)에 진행되며, 반사된 가공 대상물(20)을 향해, 가공용 집광렌즈(18)로 집광되어 가공 대상물(20)의 표면에 집광조사 되어 가공이 행해진다. 가공 대상물(20)은 구동 테이블(23)에 의해 정밀 위치 결정되어 구동을 한다. 구동은 주지의 기술로써 구동 테이블 구동부(21)에 의해 레이저 장치 제어부(11)로부터 제어 신호를 제어 신호선(26)을 경유하여 제어 신호의 구동이 행해진다.Figure 1 shows a pulse stabilization method for operating the AOM pulse by pulse, using a method for removing the low output pulse generated after the oscillation of the Q switch pulse by the AOM. This has the drawback of using expensive AOM devices. It will be described below with reference to the drawings. The laser light emitted from the semiconductor laser light source 1 for excitation is emitted toward the laser oscillation condensing part 10 of the solid state laser medium 5. There is interposed a high reflection mirror 4 for a laser resonator, which is highly reflective with respect to a laser wavelength constituting a condensing optical system 3 such as a lens and a solid laser resonator, and is transparent to an excitation light wavelength. The other laser resonator output mirror 7 of the laser resonator is provided on the side opposite to the high reflex mirror 4 for the laser resonator of the solid state laser medium 5, and the laser medium 5 for the solid laser and the laser resonator Between the dragon output mirrors 7, a Q switch element 6 composed of an acousto-optic switch element is provided. An operation control signal from the laser device controller 11 controls the excitation light source driver 8, the Q switch driver 9, and the AOM driver 12 that controls the AO 29 provided outside the laser resonator. ) Is generated. AOM applies RF power to the ultrasonic transducer to produce Bragg diffraction cells and diffract the passing beam. Therefore, when RF is applied to the cell from the AOM driver 12, a part of the beam is separated by diffraction at the time of applying RF. The laser pulse propagated through the diffraction grating after propagating the RF power sound wave to the diffraction cell of the AOM is collimated by the beam expander 15 and proceeds to the reflector 16, toward the reflected object 20, the processing condenser lens. The light is condensed at 18 and condensed on the surface of the object 20 to be processed. The object to be processed 20 is precisely positioned by the drive table 23 to drive. The driving of the control signal is performed by the drive table driving unit 21 via the control signal line 26 from the laser device control unit 11 by the drive table driver 21.

이러한 구성으로 레이저 발진은 도 2에 나타낸 바와 같은 순서로 행해진다. 반도체 레이저로부터 나오는 여기용 레이저 빔(2)은 먼저 발사된 레이저 매체는 먼저 여기 상태에 놓여진다. 여기에 펄스 트리거가 (a)의 t1, t3, t5,…시점에서 발사되면, Q스위치 소자(6)에 구동부(9)로부터 RF1의 파워가 인가되고 레이저 발진기의 레이저 공진기용 고반사경(4)과 레이저 공진기용 출력경(7) 사이에서 레이저 발진 왕복 광로의 손실이 증가하여, 발진을 억제하는 상태를 형성한다. 이러한 상태는 시간 t1－t2, t3－t4, t5－t6,…의 사이에서 지속되고, 이 안에 고체 레이저용 레이저 매체(5)에 여기 에너지를 축적하며, 이 축적량은 여기 광의 강도 및 t1－ t2, t3－t4, t5－t6,…의 시간에 크게 비례한다. 시각 t2, t4, t6에서 Q스위치 소자(6)로 RF파워 공급을 Q스위치 구동부(9)에서 차단한다. 이것에 의해 레이저 공진기 내에 급격하게 Q스위치 펄스가 발생하며, 레이저 공진기용 출력경(7)을 투과하여 (c)의 출력 빔 30 MIR을 얻을 수 있다. 계속해서 레이저 매체가 여기 상태에 놓여져 있으므로 레이저 매체에 레이저 발진 이득이 회복되고, Q스위치 소자(6)에 RF파워가 인가되지 않는 상태에 있으므로 연속적인 저출력의 발진 부분이 도 2(c)의 13 SIR에서 나타낸 바와 같이 지속적으로 발진한다. 따라서 레이저 출력 빔 30 IR에는 Q스위치 펄스 부분 30 MIR과 연속적 출력 부분 13 SIR가 포함된다.In this configuration, laser oscillation is performed in the order as shown in FIG. The excitation laser beam 2 coming from the semiconductor laser is first put into the excited state. Here, the pulse trigger is (a) t1, t3, t5, ... When fired at a point in time, the power of RF1 is applied from the drive unit 9 to the Q switch element 6 and between the laser resonator high reflector 4 and the laser resonator output mirror 7 of the laser oscillator. The loss increases, forming a state that suppresses oscillation. These states are time t1-t2, t3-t4, t5-t6,... The excitation energy is accumulated in the laser medium 5 for the solid-state laser, and the accumulation amount is determined by the intensity of the excitation light and t1-t2, t3-t4, t5-t6,. Is proportional to time. At the time t2, t4, and t6, the RF power supply is cut off by the Q switch driver 9 to the Q switch element 6. As a result, a Q switch pulse is suddenly generated in the laser resonator, and the output beam 30 (M) of (c) can be obtained by passing through the output mirror 7 for the laser resonator. Subsequently, since the laser medium is in the excited state, the laser oscillation gain is restored to the laser medium, and the RF power is not applied to the Q switch element 6, so that the continuous low power oscillation portion is shown in FIG. Continuous oscillation as indicated by the SIR. The laser output beam 30 IR thus comprises a Q switch pulse portion 30 MIR and a continuous output portion 13 SIR.

레이저 공진기 외부의 빔 광로에 음향 광학 소자(AOM)(29)가 설치되어 있으므로, 이 AOM(29)에 RF파워 RFD를 AOM 구동부(12)로부터 인가 타이밍을 도 2(d)와 같이 Q스위치 펄스 30 MIR 종료 후에 연속적 발진 부분 13 SIR의 발진과 타이밍을 맞추어 넣는다. 연속적 발진 부분 13 SIR는 AOM(29)로 회절 되므로, Q스위치 펄스 30 MIR과 분리해서 도 1에 나타낸 바와 같이 다른 방향의 빔 13 SIR을 얻는다. 연속적 레이저 발진 부분(14)은 이것을 나타낸다. Q스위치 펄스 부분 30 MIR과 분리해서 연속적인 레이저 부분 13 SIR은 가공 대상물(20)로 향하지 않게 한다. 따라서 가공 대상물(20)에는 Q스위치 펄스 30 MIR만이 조사되어 가공에 기여한다.Since the AO 29 is provided in the beam optical path outside the laser resonator, the Q switch pulse is applied to the AOM 29 by applying the RF power RFD from the AOM driver 12 as shown in FIG. After 30 MIR, the oscillation and timing of the continuous oscillation part 13 SIR is set. Since the continuous oscillation portion 13 SIR is diffracted by the AOM 29, it separates from the Q switch pulse 30 MIR to obtain the beam 13 SIR in the other direction as shown in FIG. The continuous laser oscillation portion 14 represents this. Separate from the Q switch pulse portion 30 MIR, the continuous laser portion 13 SIR is not directed to the workpiece 20. Therefore, only the Q switch pulse 30 MIR is irradiated to the process target object 20, and contributes to a process.

이러한 종래 구성에서는, 발진기 외부에 AOM(29)을 설치해, 펄스 발진과 동기(同期) 시켜 동작 타이밍을 제어할 필요가 있다. AOM(29)에 의한 손실이 있어, 파워의 손실이 있는, AOM(29)을 이용하는 것은 장치 비용의 증가를 초래하고, 설치 장소가 필요한 점 등의 결점이 있다. 게다가 AOM(29)은 레이저 빔 파장이 변화하면, 설치 각도, 광학 단면의 반사 방지막의 변경 필요성 발생 등, 설치 조건을 재차 최적화 할 필요가 있다.In such a conventional configuration, it is necessary to provide an AOM 29 outside the oscillator and to control the operation timing in synchronization with the pulse oscillation. The use of the AOM 29, which has a loss by the AOM 29 and which has a loss of power, leads to an increase in the device cost, and has a drawback such as a need for an installation site. In addition, when the laser beam wavelength changes, the AOM 29 needs to optimize the installation conditions, such as the need to change the installation angle and the anti-reflection film of the optical cross section.

또한 반복되는 펄스 발진 출력에 대해, 제 1번째의 펄스가 후속의 펄스 출력과 다른 현상을 회피하기 위해, Nd：YAG 레이저 매체를 여기하는 광원의 여기 강도를 Q스위치 펄스 발진 직전으로 저하하는 기술이 미국 특허 제 4337442호 명세서에 개시되어 있다. 펄스 출력을 일정하게 하기 위해서, 이와 같이 연속적 여기를 계속해서 Q스위치 펄스 발진 전으로 소정 기간 발진 동작을 정지하기 때문에 Q스위치로 발진을 차단해서, Q스위치 펄스를 위한 에너지를 축적한 후에 Q스위치 펄스를 발진시키는 방법, 먼저 Q스위치 펄스 발진 전에 여기 광원으로부터 여기 강도를 저하시키는 방법 등 레이저 발진 후 상준위(上準位) 레벨 분포수를 조정하는 방법이 개시되어 있다.In addition, in order to avoid a phenomenon in which the first pulse differs from the subsequent pulse output with respect to the repeated pulse oscillation output, a technique of decreasing the excitation intensity of the light source exciting the Nd: YAG laser medium immediately before the Q switch pulse oscillation is provided. US Patent No. 4337442. In order to keep the pulse output constant, the oscillation operation is stopped for a predetermined period before the Q switch pulse oscillation is continuously performed in this manner, so that the oscillation is blocked by the Q switch, and the Q switch pulse is accumulated after accumulating energy for the Q switch pulse. A method of adjusting the upper level level distribution number after laser oscillation is disclosed, such as a method of oscillating and firstly decreasing excitation intensity from an excitation light source before Q switch pulse oscillation.

[특허 문헌 1] 미국 특허 제 4337442호 명세서 [Patent Document 1] US Patent No. 4337442

[특허 문헌 2] 미국 특허 제 5018152호 명세서 [Patent Document 2] US Patent No. 5018152

[특허 문헌 3] 미국 특허 제 5291505호 명세서 [Patent Document 3] US Patent No. 5291505

[특허 문헌 4] 미국 특허 제 5339323호 명세서 [Patent Document 4] US Patent No. 5339323

[특허 문헌 5] 미국 특허 제 5812569호 명세서 [Patent Document 5] US Patent No. 5812569

[특허 문헌 6] 미국 특허 제 5982790호 명세서 [Patent Document 6] US Patent No. 5982790

[특허 문헌 7] 미국 특허 제 6038241호 명세서 [Patent Document 7] US Patent No. 6038241

[특허 문헌 8] 미국 특허 제 6418154호 명세서 [Patent Document 8] US Patent No. 6418154

[특허 문헌 9] 미국 특허 제 6009110호 명세서 [Patent Document 9] US Patent No. 6009110

[특허 문헌 10] 미국 특허 제 6683893호 명세서 [Patent Document 10] US Patent No. 6683893

[특허 문헌 11] 미국 특허 제 6931035호 명세서 [Patent Document 11] US Patent No. 6931035

[특허 문헌 12] 미국 특허 제 6172325호 명세서 [Patent Document 12] US Patent No. 6172325

[특허 문헌 13] 미국 특허 제 5719372호 명세서 [Patent Document 13] US Patent No. 5719372

[특허 문헌 14] 미국 특허 제 4412330호 명세서 [Patent Document 14] US Patent No. 4412330

[특허 문헌 15] 특표 2002－518834호 공보 [Patent Document 15] Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-518834

[발명이 해결하려고 하는 과제] [Problems that the invention tries to solve]

본 발명으로 해결하고자 하는 과제는, 반복 Q스위치 펄스 출력의 균등화이다. 즉, 펄스 반복 시간 간격이 변화하더라도 이에 의존하지 않는 안정화된 Q스위치 펄스 레이저 발진 출력을 얻을 수 있는 레이저 펄스 발생 장치 및 방법을 제공하는 것이고, 한층 더 그것을 이용한 레이저 가공 장치 및 방법을 제공하는 데에 있다.The problem to be solved by the present invention is equalization of the repeated Q-switch pulse output. In other words, the present invention provides a laser pulse generating device and method that can obtain a stabilized Q-switched pulse laser oscillation output that does not depend on a change in pulse repetition time interval, and further provides a laser processing device and method using the same. have.

[과제를 해결하기 위한 수단][Means for solving the problem]

본 발명은, 상기 과제를 해결하기 위해서, 레이저 매체와 레이저 공진기와 상기 레이저 공진기의 Q값을 제어하는 것에 의해서 레이저 발진을 억제하는 Q스위치 소자와 상기 레이저 매체의 탈여기원(脫勵起源)과, 상기 탈여기원을 제1의 소정 시간 동작시켜 레이저 매체로부터 축적 에너지를 방출시키는 수단과 제2의 소정 시간 상기 Q스위치 소자에 레이저 발진 억제 신호를 인가하는 것에 의해서 상기 레이저 매체에 소정의 에너지를 축적시키는 수단과 Q스위치 레이저 펄스 발진 출력을 얻기 위해 상기 Q스위치 소자에의 레이저 발진 억제 신호 정지 수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to solve the above problems, the present invention provides a Q switch element that suppresses laser oscillation by controlling the Q values of a laser medium, a laser resonator, and the laser resonator, and a de-excitation source of the laser medium. Means for releasing the accumulated energy from the laser medium by operating the de-excitation source for a first predetermined time and applying a laser oscillation suppression signal to the Q switch element for a second predetermined time. Means for accumulating and laser oscillation suppression signal stopping means for said Q switch element to obtain a Q switch laser pulse oscillation output.

또한, 상기 레이저 매체의 여기원을 포함하고, 상기 축적 에너지를 방출시키는 수단에는 한층 더 상기 여기원의 여기 강도를 저감 또는 여기를 정지 혹은 차단하는 수단을 갖춘 것을 특징으로 한다. 또한, 상기 에너지를 축적시키는 수단에는 한층 더 상기 레이저 발진 억제 신호 레벨을 충분한 발진 억제 능력을 갖지 않는 레벨로 설정하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 한다. 또한, 상기 축적 에너지를 방출하는 수단에는 한층 더 제1의 소정 시간을 제로 이상으로 설정하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.　In addition, the excitation source of the laser medium is provided, and the means for releasing the accumulated energy is further provided with means for reducing the excitation intensity of the excitation source or stopping or blocking the excitation. The means for accumulating the energy further includes means for setting the laser oscillation suppression signal level to a level that does not have sufficient oscillation suppression capability. The means for releasing the accumulated energy further includes means for setting the first predetermined time to zero or more.

다음으로, 레이저 매체와 레이저 공진기와 상기 레이저 공진기의 Q값을 제어하는 것으로써 레이저 발진을 억제를 하는 Q스위치 소자와, 충분한 발진 억제 능력을 갖지 않는 레벨의 레이저 발진 억제 신호를 소정 시간 상기 Q스위치 소자에 인가하는 것에 의해 상기 레이저 매체에 소정의 에너지를 축적시키는 수단과, Q스위치 레이저 펄스 발진 출력을 얻기 위해 상기 Q스위치 소자에 레이저 발진 억제 신호를 정지하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.Next, the Q switch element which suppresses laser oscillation by controlling the Q value of the laser medium, the laser resonator, and the laser resonator, and the laser oscillation suppression signal of a level which does not have sufficient oscillation suppression ability are applied to the Q switch for a predetermined time. Means for accumulating predetermined energy in the laser medium by applying to the element, and means for stopping the laser oscillation suppression signal in the Q switch element to obtain a Q switch laser pulse oscillation output.

다음으로, 레이저 매체와 레이저 공진기와 상기 레이저 공진기의 Q값를 제어하는 것에 의해 레이저 발진 억제를 하는 Q스위치 소자와, 상기 레이저 매체에 변조한 여기 신호를 주는 수단과, 레이저 발진 억제 신호를 인가해서 소정 시간 상기 Q스위치 소자에 인가하는 것으로써 상기 레이저 매체에 소정의 에너지를 축적시키는 수단과 Q스위치 레이저 펄스 발진 출력을 얻기 위해 상기 Q스위치 소자에 레이저 발진 억제 신호를 정지하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.Next, a Q switch element for suppressing laser oscillation by controlling the Q values of the laser medium, the laser resonator, and the laser resonator, means for giving a modulated excitation signal to the laser medium, and a laser oscillation suppression signal are applied for a predetermined time. Means for accumulating predetermined energy in the laser medium by applying the time to the Q switch element, and means for stopping the laser oscillation suppression signal to the Q switch element to obtain a Q switch laser pulse oscillation output. do.

다음으로, 레이저 매체와 레이저 공진기와 상기 레이저 공진기의 Q값을 제어하는 것으로써 레이저 발진 억제를 하는 Q스위치 소자와 상기 Q스위치 소자에 레이저 발진 억제 신호를 인가해서 상기 레이저 매체에 에너지를 축적시키는 수단, 전회(前回) 펄스로부터의 발생 간격에 응한 손실이 있는 상태로 Q스위치 레이저 펄스 발진 출력을 얻기 위해 전회 펄스로부터의 발생 간격에 의존해 레이저 발진 억제 신호를 변조하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.Next, by controlling the Q value of the laser medium, the laser resonator, and the laser resonator, means for applying a laser oscillation suppression signal to the Q switch element for suppressing the laser oscillation and the Q switch element to accumulate energy in the laser medium. And means for modulating the laser oscillation suppression signal depending on the generation interval from the previous pulse in order to obtain the Q-switched laser pulse oscillation output in a state in which there is a loss corresponding to the generation interval from the previous pulse.

또한 본 발명은 Q스위치 레이저 펄스의 광로에 비선형 광학 소자를 한층 더 포함하는 것을 특징으로 한다. 또한 이러한 레이저 펄스 발생 장치로부터 펄스 출력을 가공 대상물에 조사하는 레이저 가공 장치이며, 또한 가공 대상물이 반도체 기판상에서 링크 배선, 콘덴서, 저항, 인덕터 등의 전자 디바이스인 것 또는 액정표시장치, 일렉트로루미네선스 표시장치, 플라스마 표시장치 등 표시장치인 것을 특징으로 한다.The present invention is also characterized by further comprising a nonlinear optical element in the optical path of the Q-switched laser pulse. Moreover, it is a laser processing apparatus which irradiates a process object with a pulse output from such a laser pulse generator, and a process object is an electronic device, such as a link wiring, a capacitor | condenser, a resistor, and an inductor, on a semiconductor substrate, or a liquid crystal display device, electroluminescence And a display device such as a display device or a plasma display device.

한편, 본 발명은, 레이저 매체와 레이저 공진기와 레이저 공진기의 Q값을 제어하는 것으로써 레이저 발진 억제를 하는 Q스위치 소자와 레이저 매체의 탈여기원을 설치한 스텝과 탈여기원을 제1의 소정 시간 동작시켜 레이저 매체로부터 축적 에너지를 방출하는 스텝과 제2의 소정 시간 Q스위치 소자에 레이저 발진 억제 신호를 인가하는 것으로써 레이저 매체에 소정의 에너지를 축적하는 스텝과 Q스위치 소자에의 레이저 발진 억제 신호를 정지하는 것으로 Q스위치 레이저 펄스 발진 출력을 얻는 스텝으로 이루진 것을 특징으로 한다.On the other hand, in the present invention, the Q switch element for suppressing the laser oscillation and the step of providing the excitation source of the laser medium and the excitation source by controlling the Q value of the laser medium, the laser resonator, and the laser resonator are first determined. Step for releasing the accumulated energy from the laser medium by operating for a time and applying the laser oscillation suppression signal to the second predetermined time Q-switch element. Stopping the signal is characterized by comprising a step of obtaining a Q-switched laser pulse oscillation output.

또한, 상기 축적 에너지를 방출하는 스텝에 있어서, 한층 더 레이저 매체에 여기 강도를 저감 하거나 또는 여기를 정지 혹은 차단하는 것을 특징으로 한다. 또한, 상기 레이저 매체에 소정의 에너지를 축적하는 스텝에 있어서는, 레이저 발진 억제 신호의 레벨을 충분한 발진 억제 능력을 갖지 않는 레벨로 하는 것을 특징으로 한다. 또한, 상기 축적 에너지를 방출하는 스텝에 있어서, 제1의 소정 시간이 제로 이상인 것을 특징으로 한다.In the step of releasing the accumulated energy, the excitation intensity is further reduced or the excitation is stopped or blocked in the laser medium. In the step of accumulating predetermined energy in the laser medium, the level of the laser oscillation suppression signal is set to a level that does not have sufficient oscillation suppression capability. Further, in the step of releasing the accumulated energy, the first predetermined time is characterized by being zero or more.

다음으로, 레이저 매체와 레이저 공진기와 레이저 공진기의 Q값을 제어하는 것으로 레이저 발진을 억제를 하는 Q스위치 소자를 설치한 스텝과 소정 시간 Q스위치 소자에 충분한 발진 억제 능력을 갖지 않는 신호 레벨의 레이저 발진 억제 신호를 인가하는 것으로 레이저 매체에 소정의 에너지를 축적하는 스텝과 Q스위치 소자에 레이저 발진 억제 신호를 정지하는 것으로 Q스위치 레이저 펄스 발진 출력을 얻는 스텝을 포함하는 것을 특징으로 한다.Next, controlling the Q value of the laser medium, the laser resonator, and the laser resonator, the step of providing a Q switch element for suppressing the laser oscillation, and the laser oscillation at a signal level that does not have sufficient oscillation suppression capability for a predetermined time Q switch element And applying a suppression signal to accumulate predetermined energy in the laser medium and obtaining a Q-switched laser pulse oscillation output by stopping the laser oscillation suppression signal to the Q switch element.

다음으로, 레이저 매체와 레이저 공진기와 레이저 공진기의 Q값을 제어하는 것으로 레이저 발진을 억제하는 Q스위치 소자를 설치하는 스텝과 레이저 매체에 변조한 여기 신호를 주는 스텝과 Q스위치 소자에 소정 시간 레이저 발진 억제 신호를 인가하는 것으로 레이저 매체에 소정의 에너지를 축적하는 스텝과 Q스위치 소자에 레이저 발진 억제 신호를 정지하는 것으로 Q스위치 레이저 펄스 발진 출력을 얻는 스텝을 포함하는 것을 특징으로 한다.Next, controlling the Q value of the laser medium, the laser resonator, and the laser resonator, the step of installing a Q switch element for suppressing the laser oscillation, the step of giving a modulated excitation signal to the laser medium, and the Q switch element for a predetermined time laser oscillation And applying a suppression signal to accumulate predetermined energy in the laser medium and obtaining a Q-switched laser pulse oscillation output by stopping the laser oscillation suppression signal to the Q switch element.

다음으로, 레이저 매체와 레이저 공진기와 레이저 공진기의 Q값을 제어하는 것으로 레이저 발진을 억제하는 Q스위치 소자를 설치하는 스텝과 Q스위치 소자에 레이저 발진 억제 신호를 인가해서 레이저 매체에 에너지를 축적하는 스텝과 전회 펄스로부터의 발생 간격에 의존해서 레이저 발진 억제 신호를 변조하는 것으로 전회 펄스로부터의 발생 간격에 응한 손실이 레이저 공진기에 있는 상태로 Q스위치 레이저 펄스 발진 출력을 얻는 스텝을 포함하는 것을 특징으로 한다.Next, a step of installing a Q switch element that suppresses laser oscillation by controlling the Q value of the laser medium, the laser resonator and the laser resonator, and applying energy to the Q switch element to accumulate energy in the laser medium And modulating the laser oscillation suppression signal depending on the generation interval from the previous pulse, and obtaining a Q-switched laser pulse oscillation output while the loss corresponding to the generation interval from the previous pulse is in the laser resonator. .

또한 본 발명은 Q스위치 레이저 펄스를 고조파로 변환하여 출력하는 스텝을 더 포함하는 것을 특징으로 한다. 또한, 본 발명은 이러한 레이저 펄스 발생 방법으로 발생한 레이저 펄스를 가공 대상물에 조사하는 스텝을 포함하는 레이저 가공 방법이며, 또한 가공 대상물이 반도체 기판상에서의 링크 배선, 콘덴서, 저항, 인덕터 등의 전자 디바이스인 것 또는 액정표시장치, 일렉트로루미네선스 표시장치, 플라스마 표시장치 등을 포함하는 표시장치인 것을 특징으로 한다.In another aspect, the present invention is characterized by further comprising the step of converting the Q-switched laser pulse to harmonics and outputs. Moreover, this invention is a laser processing method including the step of irradiating the processing object with the laser pulse which generate | occur | produced by such a laser pulse generation method, and a processing object is an electronic device, such as a link wiring, a capacitor | condenser, a resistor, an inductor, on a semiconductor substrate. Or a display device including a liquid crystal display device, an electro luminescence display device, a plasma display device, and the like.

[발명의 효과] [Effects of the Invention]

본 발명의 레이저 펄스 발생 장치 및 방법에 의하면, 펄스 반복의 시간 간격이 변화하더라도 거기에 의존하지 않는 안정된 Q스위치 펄스를 얻을 수 있다. 또한, 본 발명의 레이저 펄스 가공 장치 및 방법에 의하면, 가공 물체에 임의 타이밍에 균일 레이저 펄스를 조사할 수 있다. 레이저 펄스에 의한 물체 가공에 있어서는, 빔을 조사할 때에 가공 위치가 부등 간격으로 기판상에 분포하는 경우가 있으나, 이러한 경우에도 본 출원 발명에 의하면, 가공 위치에 응해 불균등한 임의 타이밍이지만, 균일한 레이저 펄스의 조사가 가능해진다.According to the laser pulse generator and method of the present invention, even if the time interval of pulse repetition changes, a stable Q switch pulse that does not depend on it can be obtained. Moreover, according to the laser pulse processing apparatus and method of this invention, a uniform laser pulse can be irradiated to a process object at arbitrary timings. In object processing by laser pulses, the processing position may be distributed on the substrate at uneven intervals when the beam is irradiated, but even in this case, according to the present invention, the timing is uneven depending on the processing position, but uniform. Irradiation of the laser pulses becomes possible.

또한 본 발명에 의하면 종래 필요로 했던 AOM 등의 외부에 있어서 빔 연속 발진 출력과 Q스위치 펄스 발진 출력부의 선별용 분기 소자가 없어도 안정된 Q스위치 레이저 펄스에 의한 가공을 실현할 수 있다. 레이저 발진 매체로부터 기본파(基本波)로 고조파 성분을 얻는 경우, 탈여기광성분이나 고조파 소자로 변환된 파장 이외의 파장의 광이 Q스위치 펄스 또는 고조파 성분에 혼입되는 것을 방지할 수 있다. 레이저 매체에 도파로(導波路)를 채용한 코어 주위에 다공을 설치한 폴리화이버를 이용하는 것으로, 레이저 매체 내에 형성되는 온도 분포에 의한 레이저 매체 내의 온도 변화에 의한 굴절률 변동에 의한 영향을 저감하여 레이저 발진 모드의 안정성 향상을 도모할 수 있다.In addition, according to the present invention, it is possible to realize processing by stable Q-switched laser pulses even without a branching element for selecting the beam continuous oscillation output and the Q-switch pulse oscillation output section outside of the conventionally required AOM or the like. When a harmonic component is obtained with a fundamental wave from a laser oscillation medium, light of wavelengths other than the wavelength converted into a de-excitation light component or a harmonic element can be prevented from mixing in a Q switch pulse or a harmonic component. By using a polyfiber with pores around a core employing a waveguide in the laser medium, laser oscillation can be reduced by reducing the influence of the refractive index fluctuation caused by the temperature change in the laser medium due to the temperature distribution formed in the laser medium. The stability of the mode can be improved.

도 1은 본 발명에 관한 종래 예의 레이저 빔 조사에 의한 가공 방법을 실시하는 장치설명도. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The explanatory drawing of the apparatus which performs the processing method by the laser beam irradiation of the conventional example which concerns on this invention.

도 2는 도 1의 종래의 장치 구성의 동작 설명도. 2 is an explanatory view of the operation of the conventional device configuration of FIG. 1;

도 3은 실시예 1 및 실시예 2의 장치 구성도. 3 is a device configuration diagram of the first embodiment and the second embodiment;

도 4는 실시예 1의 장치의 동작 설명도. 4 is an explanatory view of the operation of the apparatus of the first embodiment;

도 5는 본 발명의 원리 설명용의 레이저 매체의 이온 에너지 레벨도이며, Nd：YAG 결정내의 Nd이온 에너지 준위를 나타낸다. Fig. 5 is an ion energy level diagram of a laser medium for explaining the principle of the present invention, and shows the Nd ion energy level in the Nd: YAG crystal.

도 6은 실시예 2의 동작 설명도. 6 is an operation explanatory diagram of a second embodiment;

도 7은 실시예 3및 실시예 4의 장치 구성도. 7 is a device configuration diagram of the third embodiment and the fourth embodiment;

도 8은 실시예 3의 동작 설명도. 8 is an explanatory diagram of the operation of the third embodiment;

도 9는 실시예 4의 동작 설명도. 9 is an operation explanatory diagram of a fourth embodiment;

도 10은 제2고조파의 공진기의 구성에 대한 다른 예. 10 is another example of the configuration of a resonator of second harmonic.

[부호의 설명] [Description of the code]

1：여기용 반도체 레이저 광원1: Semiconductor laser light source for here

2：여기용 레이저 빔2: laser beam for here

3：집광 광학계3: condensing optical system

4：레이저 공진기용 고반사경4: High reflector for laser resonator

4＇：엔드 밀러4 ＇: End Miller

5：고체 레이저용 레이저 매체5: laser medium for solid state laser

6：Q스위치 소자6: Q switch element

7：레이저 공진기용 출력경7: Output diameter for laser resonator

7＇：출력경　7 ＇： Output diameter

8：여기 광원 구동부8: Light source drive part here

9：Q스위치 구동부9: Q switch drive section

10：레이저 발진 여기용 집광부10: Condenser for laser oscillation excitation

11：레이저 장치 제어부11: Laser device control unit

12：AOM 구동부12: AOM drive part

14：연속적 레이저 발진 부분14: Continuous laser oscillation part

15：빔 확대기15: Beam expander

16：반사경16: reflector

18：가공용 집광렌즈18: condensing lens for processing

19：Q스위치 펄스 레이저 발진 부분19 ： Q switch pulse laser oscillation part

20：가공 대상물20: Processing object

21：구동 테이블 구동부21: Drive table drive part

26, 27, 40：제어 신호선26, 27, 40: control signal line

23：구동 테이블23: Drive table

29：음향 광학 소자(AOM)29: Acoustic optical element (AOM)

31：비선형 광학 소자31: Nonlinear Optical Element

32：파장 필터32: Wavelength filter

34：빔 흡수체34: beam absorber

41：탈여기용 레이저 발진기41: Laser oscillator for deexcitation

42, 43：콜리메이트렌즈42, 43 ： Colimate lens

44：편광 빔 중첩기 44: polarizing beam superposition

45：합성 빔45: Synthetic beam

46：여기용 반도체 레이저 발진기46 ： Here semiconductor laser oscillator

50：레이저 장치 제어부50: Laser device control unit

이하, 도 3 내지 도 10을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS. 3 to 10.

<실시예 1> <Example 1>

이하 도 3, 4를 이용해서 본 발명의 실시예 1을 상세하게 설명한다. 도면 중 설명 번호와 관련해서 종래 기술의 설명의 도 1에 사용한 번호와 동일한 기능을 갖는 부분은 동일한 번호를 이용하고 있다. 여기서 출력경(7＇)은 기본파에 대해서는 고반사율, 제2 고조파에 대해서는 고투과율의 특성을 갖는 출력경으로 한다. 레이저 여기 광원인 반도체 레이저 발진기(46)로부터 여기용 레이저 빔을 콜리메이트렌즈(43)를 경유하여 평행 빔으로 해 편광 빔 중첩기(44)로 이끈다. 한편, 레이저상준위 여기 밀도 저감용의 탈여기용 레이저 발진기(41)는, 레이저 매체에 레이저 발진 목적 파장 외의 레이저 파장을 조사하는 탈여기원이 된다. 탈여기용 레이저 발진기(41)로부터 레이저 빔을 콜리메이트렌즈(42)로 평행 빔으로 해, 편광 빔 중첩기(44)로 이끌며, 이것들 2개의 빔을 중첩 또는 시간을 늦추어 동축상에 배치한 합성한 빔(45)을 동축상으로 진행시켜, 집광 광학계(3)로 고체 레이저용 레이저 매체(5)에 레이저 공진기의 기본 파장에 대한 레이저 공진기용 고반사경(4)을 통과시켜 고체 레이저용 레이저 매체(5)에 집광조사 한다. 레이저 공진기의 출력경(7＇)과 Q스위치 소자(6)의 사이에는 비선형 광학 소자(31)를 설치한다. 이러한 구 성으로 레이저 공진기용 고반사경(4)과 출력경(7＇) 사이의 Q스위치 소자(6)에 RF파워의 온오프의 타이밍을 레이저 장치 제어부(50)로부터의 지령으로 도 4(b)에 나타낸 바와 같이 제어한다.3 and 4, Example 1 of the present invention will be described in detail. In the drawings, portions having the same functions as those used in FIG. 1 of the description of the prior art have used the same numbers. The output diameter (7 kHz) is an output diameter having characteristics of high reflectivity for the fundamental wave and high transmittance for the second harmonic. From the semiconductor laser oscillator 46 which is a laser excitation light source, the laser beam for excitation is made into the parallel beam via the collimating lens 43, and leads to the polarizing beam superpositioner 44. FIG. On the other hand, the de-excitation laser oscillator 41 for reducing the laser phase level excitation density serves as a de-excitation source for irradiating a laser medium with a laser wavelength other than the laser oscillation target wavelength. Synthesizing the laser beam from the de-excited laser oscillator 41 into the collimating lens 42 as a parallel beam, leading to the polarizing beam superpositioner 44, and placing these two beams coaxially with superposition or slowing down time. A beam 45 is moved coaxially, and the condensing optical system 3 passes the laser resonator high reflector 4 with respect to the fundamental wavelength of the laser resonator through the laser medium 5 for the solid state laser and the laser medium for the solid state laser. Condensation check in (5). A nonlinear optical element 31 is provided between the output diameter 7 ＇of the laser resonator and the Q switch element 6. With this configuration, the timing of the on / off of the RF power to the Q switch element 6 between the high reflection mirror 4 for laser resonator 4 and the output mirror 7 으로 is commanded from the laser device controller 50 as shown in FIG. Control as shown in FIG.

도 3의 예는 여기용 반도체 레이저 발진기(46)의 광은 공간 상에서 전송하고 있지만 여기용 발진기의 광을 화이버로 전송할 수도 있으며, 이러한 경우에는 탈여기용 광원 빔을 그 섬유에 결합해서 동축으로 전송한다.In the example of FIG. 3, the light of the excitation semiconductor laser oscillator 46 is transmitted in space, but the light of the excitation oscillator may be transmitted to the fiber, in which case the deexcitation light source beam is coaxially transmitted to the fiber. do.

탈여기용 레이저 발진기(41), 여기용 반도체 레이저 발진기(46)의 발진 파장은, 레이저 매체가 Nd＋3 이온 첨가의 Nd：YAG, Nd：YVO4, Nd：YLF 등의 경우에는 여기용 파장으로서는 도 5에 나타낸 것과 같이 주지의 Nd의 에너지 준위도로부터 808nm 근방의 파장을 이용하여 탈여기용으로는 파장 0.9μm, 1.1μm, 1.3μm 근방의 레이저 광이 유효하다. 이것은 레이저 매체에 이용되는 Nd：YAG 결정의 통상 사용되는 파장의 레이저 천이 상준위의 4F3/2를 기점으로 하여 그 외의 천이 파장에는 946nm, 1123nm, 1319nm가 있기 때문이다. 이러한 구성에 대해, 각 소자와 제어부의 동작 타이밍 예를 설명한다.The oscillation wavelengths of the de-excitation laser oscillator 41 and the excitation semiconductor laser oscillator 46 are shown as wavelengths for excitation when the laser medium is Nd: YAG, Nd: YVO4, Nd: YLF, etc. with Nd +3 ion addition. As shown in Fig. 5, laser light with wavelengths of 0.9 μm, 1.1 μm and 1.3 μm is effective for de-excitation using a wavelength near 808 nm from the known Nd energy level. This is because there are 946 nm, 1123 nm, and 1319 nm in other transition wavelengths starting from 4 F 3/2 of the laser transition upper level of the wavelength normally used for the Nd: YAG crystal used for the laser medium. For this configuration, an example of the operation timings of the elements and the control unit will be described.

가공 대상물(20)의 가공 위치를 설정하기 위해 레이저 장치 제어부(50)으로부터의 신호로 구동 테이블(23)이 구동 테이블 구동부(21)로 구동된다. 이 구동 테이블의 제어 위치는 인코더가 부착된 폐(閉)루프 위치 제어 시스템(도시 없음) 이라도 좋다. 이 단계에서 도 4의 시각 t1에 앞서 초음파 인가의 Q스위치 소자(6), 여기용 반도체 레이저 발진기(46)를 구동하기 때문에 도 4(b)의 RF1의 인가 타이밍을 제어해서 RF 인가, (c)의 여기 파워(PL)를 시동시킨다. Q스위치 소자(6)는 Q스위치 구동부(9)로부터 RF파워를 Q스위치 소자(6)의 초음파 트랜스듀서에 인가하여, 레이저 공진기를 손실의 큰 레이저 발진 차단 상태로 해 둔다. 한편, 고체 레이저용 레이저 매체(5)에는 여기용 레이저 출력을 인가하여, 레이저 발진을 하기 전에 레이저 매체 내의 열적인 온도 분포가 있는 평형 상태로 형성되도록 하기 위해 레이저 장치 제어부(50)로부터 제어 신호선(27)을 경유해서 여기용 반도체 레이저 발진기(46)로 발진 지령을 보낸다.In order to set the machining position of the object to be processed 20, the drive table 23 is driven by the drive table drive part 21 by the signal from the laser device control part 50. FIG. The control position of this drive table may be a closed loop position control system (not shown) with an encoder. In this step, since the Q switch element 6 and the excitation semiconductor laser oscillator 46 for ultrasonic application are driven prior to the time t1 in FIG. 4, the application timing of RF1 in FIG. Start the excitation power PL of. The Q switch element 6 applies RF power from the Q switch driver 9 to the ultrasonic transducer of the Q switch element 6, thereby leaving the laser resonator in a lossy laser oscillation blocking state. On the other hand, the laser signal for excitation is applied to the solid state laser medium 5 so that the control signal line from the laser device controller 50 can be formed in an equilibrium state with a thermal temperature distribution in the laser medium before the laser oscillation. An oscillation command is sent to the excitation semiconductor laser oscillator 46 via 27).

가공 대상물(20)의 가공 위치가 대응하는 가공용 집광렌즈(18)의 집광점에 도달하는 시간 t3를 예측해서 레이저 장치 제어부(50)로부터 레이저 발진 동작 프로세스 개시의 지령 신호를 보낸다. 먼저, 그때까지 여기되었던 상준위의 반전 분포 밀도를 저감하기 위한 탈여기 파장 근방의 레이저 광을 인가하기 때문에, 레이저 장치 제어부(50)로부터 탈여기용 레이저 발진기(41)에 발진 지령을 제어 신호선(40)을 경유하여 보낸다. 발진 지령은, 도 4(a)에 나타낸 트리거 신호에 의해서 나와 트리거 신호의 하강 엣지에 의해 (d)에 나타낸 바와 같이 시각 t1, t5, t9에 있어서 탈여기용 레이저 발진이 개시된다. 탈여기 레이저 광은 콜리메이터 콜리메이트렌즈(42)로 콜리메이트 되어 평행이 되어서 편광 빔 중첩기(44)에 들어가고, 이를 통과해서 집광 광학계(3)로 고체 레이저용 레이저 매체(5)에 조사된다. 그 고체 레이저용 레이저 매체(5)에는 먼저 여기용 반도체 레이저 발진기(46)로부터 콜리메이트렌즈(43)되어, 평행이 되어서 편광 빔 중첩기(44)로 동축으로 된 여기 레이저 빔으로 여기되어 결정의 온도 상승이 발생하여, 상준위에 여기 에너지가 도 4(e) 파선 레벨로 나타낸 바와 같이 축적되고 있다. 거기에 탈여기용 레이저 파장이 같은 결정 공간에 조사되므로 상준위로부터 레이저 발진의 기본 파장과 다른 파장으로 하위 준위에 천이 해 광방출 된다. 이러한 광은 레이저 공진기와 충분한 발진 조건이 되는 조건이 만족되지 않을 만큼 손실이 크기 때문에 레이저 발진에는 이르지 않는다. 그때까지 축적된 상준위의 에너지 준위의 밀도를 도 4(e) UL－1에 나타낸 바와 같이 저감할 수 있다.The command time of the laser oscillation operation process start is sent from the laser apparatus control part 50 by predicting the time t3 which the processing position of the process target object 20 reaches the condensing point of the corresponding processing condensing lens 18. First, since the laser light in the vicinity of the deexcitation wavelength for reducing the inverted distribution density of the high level excited until then is applied, the oscillation command is transmitted from the laser device controller 50 to the deexcitation laser oscillator 41. Sent via 40). The oscillation command starts with the trigger signal shown in Fig. 4A, and the de-excitation laser oscillation is started at times t1, t5, and t9 as shown by (d) by the falling edge of the trigger signal. The de-excited laser light is collimated by the collimator collimating lens 42 to be parallel to the polarizing beam superpositioner 44, and passes through the collimating optical system 3 to irradiate the laser medium 5 for the solid laser. The solid-state laser medium 5 is first subjected to a collimating lens 43 from an excitation semiconductor laser oscillator 46, and is excited in parallel with an excitation laser beam coaxially with a polarizing beam superpositioner 44, A temperature rise occurs and excitation energy is accumulating in a high level as shown by the broken line level of FIG. 4 (e). Since the laser wavelength for deexcitation is irradiated to the same crystal space, it transitions from the upper level to the wavelength different from the fundamental wavelength of the laser oscillation and emits light. Such light does not lead to laser oscillation because the loss is so large that the condition that the laser resonator and a sufficient oscillation condition are not satisfied is not satisfied. The density of the energy level of the upper level accumulated up to that time can be reduced as shown to FIG. 4 (e) UL-1.

소정 시간인 t1－t2의 기간에 탈여기를 실시하고, 그 후 여기 레이저만으로 레이저 매체를 t2－t3의 사이에 여기해서 상준위에 반전 분포를 발생하기 위해서 여기를 실시한다(UL－2). 그 후, 도 4(b)에 나타낸 바와 같이, Q스위치 소자(6)에의 구동용 RF파워를 t3－t4간에 차단하고, 투과(개(開)) 상태로 하여, Q스위치 펄스 33G를 발진시킨다. 여기서 상준위의 여기 밀도는 레이저 발진에 수반하여 저감 한다(UL－3). 이 때의 Q스위치 펄스 출력 33G는 시간 t2－t3의 사이에 고체 레이저용 레이저 매체(5)에 축적된 에너지에 대응하여 펄스 에너지(f) Q0의 33G가 방출된다. Q스위치 펄스의 발진 후에 시각 t4로부터 다시 Q스위치를 차단(폐(閉)) 상태로 하기 위해서 Q스위치 소자(6)에 RF파워를 인가한다. 이 과정의 시각 t3－ t4의 사이에 발진해서 방출되는 Q스위치 펄스로, 제1의 가공 대상점이 가공된다. 그 다음에 제2의 가공 대상물점도 동일한 위치와 주사 속도로부터 구해지는 Q스위치 펄스 발진의 타이밍을 요구하여 거기에 기초를 두는 시간 관계로, 탈여기 DPL1를 시간 t5―t6의 사이에 계속 하고, 그 후, 소정의 시간 t6－t7의 사이에 레이저 여기를 실시해, 그 후, 시간 t7－t8 사이에 RF를 차단하여 Q스위치 펄스 33 G를 발진시킨다. 이 경우, Q스위치 펄스의 간격인 시간 t3－t7, t7－t11의 시간이 변화하는 경우, 즉 시간 t4－t5, t8－t9의 사이의 시간이 달라도, 탈여기 프로세스(d)의 DPL1를 Q스위치 반복 동작의 펄스 발진 사이클간에 도입했기 때문에, t1, t5, t9 이전부터 각각 축적된 상준위 에너지는 탈여기 레이저에 의해 감소한다. (f) Q0에 나타낸 Q스위치 펄스 출력 33G의 출력 에너지는, 탈여기 후의 여기 에너지로 설정되므로 펄스 반복 주파수에는 관계없는 출력 균등화를 꾀할 수 있다. 따라서 이러한 균등화된 펄스 출력을 이용하여 레이저 조사 타이밍에 무관하게 가공 대상물의 가공을 정밀하게 실시할 수 있게 되었다. 제3번째 이후의 Q스위치 펄스 동작은 동일한 프로세스의 반복이다.The excitation is performed in a period of t1-t2 which is a predetermined time, and then excitation is performed to excite the laser medium only between t2-t3 with the excitation laser to generate an inversion distribution at the high level (UL-2). Thereafter, as shown in Fig. 4B, the RF power for driving to the Q switch element 6 is interrupted between t3 and t4, and the Q switch pulse 33G is oscillated in a transmissive state. . Here, the excitation density of the high level is reduced with laser oscillation (UL-3). At this time, 33G of pulse energy f Q0 is discharge | released corresponding to the energy accumulate | stored in the laser medium 5 for solid-state lasers during time t2-t3. RF power is applied to the Q switch element 6 to turn off the Q switch again at time t4 after the start of the Q switch pulse. The first processing target point is processed by the Q switch pulse which is oscillated and emitted between the times t3-t4 of this process. Subsequently, the second excitation target point also requires the timing of the Q-switch pulse oscillation obtained from the same position and scanning speed and is based thereon, so that the deexcitation DPL1 is continued between the times t5-t6. Subsequently, laser excitation is performed between the predetermined time t6-t7, and after that, the RF is cut off during the time t7-t8 to start the Q switch pulse 33G. In this case, even if the time t3-t7 and t7-t11 which are the intervals of the Q switch pulses change, that is, the time between the time t4-t5 and t8-t9 is different, DPL1 of the deexcitation process d is Q. Since they were introduced between the pulse oscillation cycles of the switch repetition operation, the high-level energy accumulated from before t1, t5, and t9 respectively is reduced by the deexciter laser. (f) Since the output energy of the Q switch pulse output 33G shown in Q0 is set to the excitation energy after de-excitation, output equalization irrespective of the pulse repetition frequency can be achieved. Therefore, by using this equalized pulse output, it becomes possible to precisely process a process object irrespective of a laser irradiation timing. The third and subsequent Q switch pulse operations are repetitions of the same process.

상기의 도면의 실시예로 여기용의 레이저 출력 PL를 도 4(c)에 나타낸 바와 같이 일정한 강도로 동작시키는 예를 나타냈지만, 이 출력을 탈여기중은 발진 정지, 또는 저출력 상태가 되도록 여기용 레이저 출력 PL을 변조해서 탈여기 속도를 촉진해도 좋다.Although the example of operating the laser output PL for excitation by the Example of the said figure was shown to operate with constant intensity | strength as shown in FIG. The laser output PL may be modulated to accelerate the deexcitation rate.

상기의 설명에서는 비선형 광학 소자(31)에 대해서는, 가공용 파장에 기본파의 파장을 이용하는 경우는 불필요하다. 그러나, 제2고조파를 이용하는 경우에는 주지의 비선형 광학 소자를 기본파의 빔에 대해서 위상 정합 조건을 만족하도록 설치한다. 이것에 의해 Q스위치 펄스는 제2고조파에 변환되어 출력경(7＇)으로부터 방사된다. 이 경우 필요에 따라서 제2고조파 출력에 혼입하는 Q스위치 펄스의 기본파 성분이나 탈여기 파장 성분에 의해 자극되어 방출되는 ASE 성분(ASE = Amplified Spontaneous Emission의 약어로, 증폭된 자연 방출광을 의미)을 파장 필터(32)에 의해 제거해서, 빔 흡수체(34)에 혼입 성분 33IR을 이끌어, 제2고조파 성분 33G만을 빔 확대기(15)로 콜리메이트 해서 반사경(16)으로 반사한 후에 가공용 집광렌즈(18)로 미세한 스포트를 형성해 가공 대상물에 조사함으로써, 가공을 할 수가 있다.In the above description, for the nonlinear optical element 31, it is unnecessary to use the wavelength of the fundamental wave as the wavelength for processing. However, in the case of using the second harmonic, a known nonlinear optical element is provided so as to satisfy the phase matching condition with respect to the beam of the fundamental wave. As a result, the Q-switch pulse is converted to the second harmonic and radiated from the output diameter (7 kHz). In this case, the ASE component stimulated and emitted by the fundamental wave component or the de-excited wavelength component of the Q-switch pulse incorporated into the second harmonic output as needed (ASE = Amplified Spontaneous Emission, which means amplified natural emission light). Is removed by the wavelength filter 32, the mixing component 33IR is led to the beam absorber 34, and only the second harmonic component 33G is collimated by the beam expander 15 and reflected by the reflecting mirror 16. 18) processing can be performed by forming a fine spot and irradiating the object to be processed.

비선형 광학 소자(31)에 비선형 작용을 시키기 위해서는 입력광이 편광되어 있을 필요가 있다. 공진기 내에 편광을 수반하는 요소가 있는 경우, 예를 들면 레이저 매체와 Nd：YVO나 Nd：YLF로 했을 경우에는, 편광 수단을 특별히 넣지 않아도, 편광 발진이 가능하므로, 단순하게 비선형 광학 소자(31)를 넣으면 좋다. 그렇지만, 레이저 매체가 편광을 수반하는 요소가 없는 경우에는 별도로 광로에 편광 필터(polarizer) 등의 편광 수단을 넣을 필요가 있다. 여기에 나타낸 편광 수단의 필요성은 본 발명에서 비선형 광학 소자를 넣는 경우, 모두 공통적인 것이다.In order to give nonlinear action to the nonlinear optical element 31, the input light needs to be polarized. In the case where there is an element with polarization in the resonator, for example, the laser medium and Nd: YVO or Nd: YLF, since the polarization oscillation can be performed without a polarizing means in particular, the nonlinear optical element 31 is simply It is good to put. However, when the laser medium does not have an element involving polarization, it is necessary to separately put polarizing means such as a polarizer in the optical path. The necessity of the polarizing means shown here is common to all of the non-linear optical elements in the present invention.

이 기본 파장의 제2고조파 성분을 비선형 광학 소자로 파장 변환하여 가공에 이용하는 경우에는 연속 발진 성분이 기본파에 혼입되어도 좋다면, 이는 파장 변환되는 제2고조파 성분의 대부분은 높은 변환 효율을 얻을 수 있는 Q스위치 소자의 성분만큼이 제2고조파 성분으로서 출력되기 때문이다. 연속파 성분이 파장 변환되지 않고 고조파와 동축상에 방출되어도 파장 필터(32)로 고조파 이외를 삭제하는 것이 가능하다. 따라서 완전하게 연속 성분을 삭제할 수 있게 된다.When converting the second harmonic component of the fundamental wavelength into a nonlinear optical element for processing, if the continuous oscillation component may be incorporated into the fundamental wave, most of the second harmonic components that are wavelength converted can obtain high conversion efficiency. This is because only the components of the Q switch element are output as the second harmonic component. Even if the continuous wave component is emitted coaxially with the harmonic without converting the wavelength, the wavelength filter 32 can eliminate the harmonics. Thus, it is possible to completely delete the continuous component.

비선형 광학 소자(31)를 통과하는 것으로 Q스위치 소자(6)의 기본파 성분에 대한 공진기 내의 발진 억제 능력의 부담을 큰 폭으로 완화할 수 있다. 그것은, 종래부터, 기본파를 이용하는 경우에는 Q스위치 소자의 구동 파워를 연속 출력 성분이 출력되지 않게 Q스위치 소자의 억제 능력 증대를 위해 Q스위치 소자 구동의 RF파워를 크게 하여 연속 발진을 억제하거나, 또는 연속 성분을 출력한 후에, 종래 기술로 설명한 것처럼 AOM으로 삭제해야 하기 때문이다. 전자의 경우는, Q스위치 구동부(9)의 RF회로의 최대 파워를 크게 하기 위해서 발열에 의한 신뢰성 저하, 고(高)반복 RF변조 소자에 부하 증대에 수반되는 최고 반복율의 제한, Q스위치 트랜스듀서의 소비 전력 증대에 의한 트랜스듀서와의 회절 매체와의 접합부의 박리나 초음파 진동용 트랜스듀서의 분열의 발생 등 불리한 현상이 다수 발생하는 불리한 점이 있다. 후자의 경우는 Q스위치 펄스 성분과 연속 발진 성분을 분리하는 높은 회절 효율을 가지는 AOM 설치를 때문에 AOM의 트랜스듀서에 높은 RF파워 구동이 필요한 점, Q스위치 소자(6)에 있어서의 RF구동기에 관한 설계적 제약이 결점으로서 생긴다.By passing through the nonlinear optical element 31, the burden of the oscillation suppression ability in the resonator with respect to the fundamental wave component of the Q switch element 6 can be greatly alleviated. Conventionally, when the fundamental wave is used, continuous oscillation is suppressed by increasing the RF power of the Q switch element driving to increase the suppression ability of the Q switch element so that the continuous power component is not outputted when the fundamental wave is used. Or after outputting the continuous component, it must be deleted with AOM as described in the prior art. In the former case, in order to increase the maximum power of the RF circuit of the Q switch driver 9, the reliability of the RF switch is reduced, the limit of the maximum repetition rate accompanying the increase of the load on the high repeating RF modulator, the Q switch transducer There are disadvantages in that a number of disadvantageous phenomena occur, such as peeling of a junction portion with a diffraction medium and a breakdown of the transducer for ultrasonic vibration due to an increase in power consumption. The latter case requires an AOM installation with high diffraction efficiency that separates the Q-switch pulse component and the continuous oscillation component, so that high RF power driving is required for the AOM transducer, and the RF driver in the Q switch element 6 Design constraints arise as drawbacks.

<실시예 2> <Example 2>

실시예 2는 기본파 발진에 있어서 연속 출력 성분이 Q스위치 펄스와 교대로 발생하는 예이다. 도 3의 구성을 이용한다. 도 6에는 본 실시예에 의한 동작을 설명한다. 먼저 여기용 반도체 레이저 발진기(46)의 출력을 발생시켜, 고체 레이저용 레이저 매체(5)를 여기해 둔다. 그 사이 Q스위치 소자(6)의 RF파워를 반복해 펄스의 속도로 필요한 에너지의 축적 레벨까지 억제할 수 있는 정도까지 낮은 회절 능력을 가질 때까지 RF파워를 저감 하도록 (b)의 RF1를 비교적 낮은 레벨로 설정한다. 따라서, 여기 에너지의 축적이 진행되면 레이저가 Q스위치 소자(6)의 억제를 극복하고 연속적 발진을 시작해서(f) Q0에 나타낸 것처럼 연속적 저출력 LP를 출력한다. 다음으로 탈여기 DPL1를 (d) DPL의 t1－t2의 사이에 발생시키고 탈여기해서, 축적된 에너지를 ASE로서 방출시키고 상준위의 에너지를 (e) UL－N의 UL－1에서 나타낸 듯이 소비한다(UL－1). 그 사이에, 여기용 반도체 레이저는 (c) PL의 t1－t2 구간과 같이 발진을 정지시키거나 차단한다. 또한, 탈여기용 레이저의 발진 지령은, 실시예 1과 같이, 도 6(a)에 나타낸 트리거 신호에 의해 나온다.Example 2 is an example in which continuous output components alternate with Q switch pulses in fundamental wave oscillation. The configuration of FIG. 3 is used. 6 illustrates the operation according to the present embodiment. First, the output of the excitation semiconductor laser oscillator 46 is generated to excite the laser medium 5 for the solid state laser. In the meantime, the RF1 of (b) is relatively low so as to reduce the RF power until it has a low diffraction capability to the extent that the RF power of the Q switch element 6 is repeated to suppress the required energy accumulation level at a pulse rate. Set to level. Therefore, when the accumulation of excitation energy proceeds, the laser overcomes the suppression of the Q switch element 6 and starts continuous oscillation (f) to output a continuous low output LP as shown in Q0. Next, deexcitation DPL1 is generated between (d) t1-t2 of DPL and deexcitation, releasing the accumulated energy as ASE and consuming the high level energy as shown in UL-1 of UL-N. (UL-1). In the meantime, the excitation semiconductor laser stops or blocks oscillation as in the t1-t2 section of PL. In addition, the oscillation command of the deexcitation laser is given by the trigger signal shown to Fig.6 (a) like Example 1.

t2－t3의 간에 여기용 반도체 레이저로부터 여기광을 다시 조사하여 고체 레이저용 레이저 매체(5)를 여기시켜, 필요한 여기 레벨 에너지를 축적한다(UL－2). 그 후 t3로 Q스위치 소자(6)의 RF인가를 정지하여 Q스위치 펄스 발진을 일으키게 한 Q스위치 펄스 33G를 방출한다(UL－3). 다음은 Q스위치 소자(6)에 RF1 파워를 인가해서 여기용 반도체 레이저 발진기(46)로부터 고체 레이저용 레이저 매체(5)를 광여기해서, 연속 발진 성분 LP가 발진한다. 이 후는 필요한 타이밍 t5－t6로 탈여기 레이저 조사를 실시하고, 여기용 반도체 레이저로 소정 시간(t6－t7) 여기시키며, 이어서 Q스위치 펄스를 발진하는 것을 반복하여 실시한다. 이 사이클 안에서 연속적인 출력이 발생하여도, 비선형 광학 소자(31)에 있어서의 변환 효율은 파워의 2승에 비례하므로, 연속 출력의 변환 효율은, Q스위치 펄스의 변환 효율과 비교하여 압도적으로 낮기 때문에 기본파인 그대로 비선형 광학 소자(31)을 통과하여, 파장 필터(32)로 분리되어 빔 흡수체(34)로 열이 되어 삭제할 수 있다. 따라서, 가공 대상물에는 고조파 성분의 Q스위치 펄스로부터의 변환 성분 만큼이 조사되고 가공된다.The excitation light is irradiated again from the semiconductor laser for excitation between t2-t3 to excite the laser medium 5 for the solid laser, and the necessary excitation level energy is accumulated (UL-2). After that, the RF switch of the Q switch element 6 is stopped at t3 to emit the Q switch pulse 33G which causes the Q switch pulse oscillation (UL-3). Next, RF1 power is applied to the Q switch element 6 to excite the laser medium 5 for the solid laser from the semiconductor laser oscillator 46 for excitation, and the continuous oscillation component LP oscillates. Thereafter, de-excitation laser irradiation is performed at the required timing t5-t6, excitation is performed for a predetermined time (t6-t7) by the excitation semiconductor laser, and then oscillation of the Q switch pulse is repeatedly performed. Even if continuous output occurs in this cycle, the conversion efficiency in the nonlinear optical element 31 is proportional to the power of power, so the conversion efficiency of the continuous output is overwhelmingly low compared to the conversion efficiency of the Q switch pulse. Therefore, it passes through the nonlinear optical element 31 as it is a fundamental wave, is separated by the wavelength filter 32, and becomes heat by the beam absorber 34, so that it can be deleted. Therefore, the object to be processed is irradiated and processed by the conversion component of the harmonic component from the Q switch pulse.

탈여기 기간 t1－t2, t5－t6, 및 t9－t10는 제로로 하는 것도 가능하다. 제로로 했을 경우는, 탈여기용 레이저는 생략 하는 것이 가능하기 때문에, 도 3으로부터 탈여기용 레이저 발진기(41), 제어 신호선(40), 콜리메이트렌즈(2), 편광 빔 중첩기(44) 및 레이저 장치 제어부(50)에 있어서 탈여기용 레이저 발진기 제어에 관한 기능은 없어도 좋다.The deexcitation periods t1-t2, t5-t6, and t9-t10 can also be set to zero. In the case of zero, since the deexcitation laser can be omitted, the laser excitation oscillator 41, the control signal line 40, the collimating lens 2, and the polarization beam overlapping device 44 for the deexcitation from FIG. And the laser device controller 50 may not have a function relating to the control of the laser oscillator for deexcitation.

Q스위치 소자(6)에의 RF파워 인가 시에 발진을 완전하게는 억제할 수 없는 레벨로 설정해, 상준위의 반전 분포수를 억제한 상태도 6(g) UL＇―N를 이용했을 경우에, 특히 탈여기 시간 t1－t2, t5－t6, t9－t10를 0으로 했을 경우의 동작을 도 6(g)(h)(i)에 나타내었다. 이 경우, 저(低)피크 Q스위치를 저(低)반복으로부터 고반복 동작까지 안정하게 임의 간격으로 얻을 수 있는 특징을 가진다. 이 때, 상준위의 에너지는 도 6(g)으로 나타내었다. 도 6(f)에 상당하는 발진 출력의 시간 경과는 도 6(h)과 같이 된다. Q스위치의 억제능력에 따른 손실을 극복하여 연속 누락 성분 LP＇가 발진해, Q스위치 펄스 발진 지령 타이밍 t3, t7, t11　직전까지 계속되고, 거기서 RF파워가 오프 되면, RF파워 인가로 억제되고 있던 잔존 이득에 의해 저피크 Q스위치 펄스(h) Q＇0의 33G를 얻을 수 있다. 이것을 비선형 광학 소자로 고조파에 파장 변환하는 것으로 제2고조파의 Q스위치 출력(i) QSHG의 33G＇를 얻을 수 있다. 이 방법에 의하면, 누락 발진 성분 LP＇가 발생할 수 없을 만큼 높은 반복율까지는 Q스위치 펄스 33G 및 제2고조파 출력 33G＇를 일정한 출력으로 얻을 수 있으므로, 펄스 반복율 및 펄스 간격에 무관하게 안정된 고조파 Q스위치 펄스를 얻을 수 있다.When the oscillation is set to a level that cannot be completely suppressed when RF power is applied to the Q switch element 6, and the state in which the inverted distribution number of the high level is suppressed is also used in the state of 6 (g) ULV-N, In particular, the operation in the case where the deexcitation time t1-t2, t5-t6 and t9-t10 are set to 0 is shown in Fig. 6 (g) (h) (i). In this case, the low peak Q switch can be stably obtained at any interval from low repeat to high repeat operation. At this time, the energy of the high level is shown in Fig. 6 (g). The passage of time of the oscillation output corresponding to FIG. 6 (f) is as shown in FIG. 6 (h). Overcoming the loss caused by the Q switch suppression capability, the continuous missing component LP 'is oscillated and continues until just before the Q switch pulse oscillation command timings t3, t7, and t11', and when the RF power is turned off there, the RF power is suppressed by the application of RF power. By the remaining gain, 33G of the low peak Q switch pulse hQQ0 can be obtained. By converting the wavelength into harmonics using a nonlinear optical element, 33 GHz of the Q switch output (i) QSHG of the second harmonic can be obtained. According to this method, since the Q switch pulse 33G and the second harmonic output 33G ＇can be obtained at a constant output up to a repetition rate high so that the missing oscillation component LP＇ cannot be generated, the harmonic Q switch pulse stable regardless of the pulse repetition rate and the pulse interval. Can be obtained.

<실시예 3> <Example 3>

실시예 3은 탈여기용 레이저 발진기를 사용하지 않고 비선형 광학 소자를 이용하는 예이다. 도 7에 구성을 나타내었다. 도 1과 동일하기 때문에 설명은 생략 하지만, 도 7에 있어서, 비선형 광학 소자(31)가 부가되어 있으며 또한, 기본파에 대해서는 고반사율, 제2고조파에 대해서는 고투과율의 특성을 가지는 출력경(7＇)을 이용한다. 이와 같이 했을 경우의 동작을 도 8에 나타내었다. (a)는 여기 레이저 파워를 나타낸다. 여기에서는 연속파가 아닌, 변조된 것으로 한다. (b)는 트리거 신호이다. 트리거 신호의 간격 t1－t2, t2－t3, t3－t4는 일정하지 않아도 좋다. 트리거 신호(이 경우는 상승 엣지)가 들어가는 것에 따라, (c)에 나타낸 것처럼, Q스위치 소자(6)에 발진 억제 신호 RF1이 인가된다. 이것에 의해 레이저 매체에 에너지가 축적되는 중, RF1 인가 시간이 일정하게 되므로, 트리거 신호의 간격이 일정하지 않더라도, 레이저 매체에 축적되는 에너지는 일정화 된다. RF1 인가 종료에 의해, (d)에 나타낸 바와 같이, Q스위치 펄스 33G가 발생되지만, 축적 에너지가 일정하므로, 에너지가 일정화 된 Q스위치 펄스를 얻을 수 있다. 이 펄스는, 그대로, 혹은 비선형 광학 소자(31)에 의해 고조파 변환되어 (e)에 나타낸 것과 같이 Q스위치 펄스 33G＇가 되어, 가공 대상물(20)에 조사되지만, 조사되는 각 펄스의 에너지는 일정하게 유지된다. 이와 같이, 본 실시예에서는, 트리거 신호에 대응해, RF가 일정시간 Q스위치 소자(6)에 인가되기 때문에, 고체 레이저용 레이저 매체(5)에의 에너지 축적 시간이 일정해지므로, 균일한 Q스위치 펄스를 얻을 수 있는 효과가 있다. 또한, 레이저 결정 내의 발생 열량이 일정하게 되므로, 빔 특성을 일정하게 유지하는 것이 가능해진다.Example 3 is an example which uses a nonlinear optical element, without using a laser oscillator for deexcitation. The configuration is shown in FIG. Since it is the same as in FIG. 1, the description thereof is omitted, but in FIG. 7, the nonlinear optical element 31 is added, and an output diameter 7 having characteristics of high reflectivity for the fundamental wave and high transmittance for the second harmonic is shown. Use i). The operation in this case is shown in FIG. (a) shows the excitation laser power. It is assumed here that it is not a continuous wave but modulated. (b) is a trigger signal. The intervals t1-t2, t2-t3 and t3-t4 of the trigger signals do not have to be constant. As the trigger signal (in this case, the rising edge) enters, as shown in (c), the oscillation suppression signal RF1 is applied to the Q switch element 6. As a result, the RF1 application time becomes constant while energy is accumulated in the laser medium, so that the energy accumulated in the laser medium is constant even if the interval of the trigger signal is not constant. By the end of the RF1 application, as shown in (d), the Q switch pulse 33G is generated, but since the accumulated energy is constant, the Q switch pulse with the constant energy can be obtained. This pulse is harmonic-converted by the nonlinear optical element 31 as it is or becomes a Q-switch pulse 33G s as shown in (e), and is irradiated to the object to be processed 20, but the energy of each pulse irradiated is constant. Is maintained. As described above, in this embodiment, since the RF is applied to the Q switch element 6 for a certain time in response to the trigger signal, the energy accumulation time to the solid state laser medium 5 becomes constant, so that the uniform Q switch is used. There is an effect of obtaining a pulse. In addition, since the amount of heat generated in the laser crystal becomes constant, it becomes possible to keep the beam characteristic constant.

본 실시예로, 여기 레이저 파워의 변조 방법에 따르면, Q스위치 펄스 33G의 사이에 연속파가 발생하는 경우가 있다. 전술한 것처럼, 비선형 광학 소자의 비선 형성에 의해, 원래 파워가 약한 연속파는 고조파로의 변환 효율이 매우 낮기 때문에, 비선형 광학 소자(31)으로부터 나오는 것은 기본파 성분뿐이다. 기본파는 파장 필터(32)로 분리되기 때문에, 가공 대상물(20)에는 조사되지 않는다.In this embodiment, according to the modulation method of the excitation laser power, a continuous wave may occur between the Q switch pulses 33G. As described above, due to the nonlinearity of the nonlinear optical element, since the continuous wave whose original power is weak is very low in conversion efficiency to harmonics, only the fundamental wave component comes out of the nonlinear optical element 31. Since the fundamental wave is separated by the wavelength filter 32, the object 20 is not irradiated.

<실시예 4> <Example 4>

실시예 4는, 공진기에 손실이 있는 상태로 Q스위치 펄스를 발생시키는 것으로, 그 에너지를 일정하게 하는 것이다. 도 7과 동일한같은 구성이며, 이 때의 동작을 도 9에 나타내었다. 도9(a)에 나타낸 바와 같이, 여기 레이저 파워는 연속으로 동작시킨다. 또한, 도 9(c)에 나타낸 바와 같이 Q스위치 소자(6)에는 레이저 매체에 에너지를 축적시키기 때문에 발진 억제용의 RF신호를 인가한다. 도 9(b)에 나타낸 것처럼, 트리거의 간격 t1－t2, t2－t3, t3－t4, t4－t5는 임의적인 것이다. 이러한 임의의 타이밍에 발생하는 트리거에 대해서, 트리거 펄스의 입력(도 9의 경우는 하강 엣지)에 의해, 발진 억제용 RF신호의 강도에 일정시간 변조 DRF1, DRF2, DRF3 등을 거는 것으로 한다. 이 때 그 변조량은 전회 트리거와의 간격(예를 들면 DRF4 및 DRF5에 대해서는 각각 3－t4 및 t4－t5에) 의존시키며, 또한 트리거의 간격이 긴 만큼 RF신호 강도의 감소량을 작아지도록 변조한다. Q스위치 소자(6)에 입력하는 RF신호의 강도가 약해지면 (d)에 나타낸 바와 같이, 공진기의 Q값이 상승한다. 이것에 의해 레이저 매체(5) 내에 축적된 에너지가 방출되어 (e)에 나타낸 바와 같이 Q스위치 펄스 30G가 발생한다. 다만, 펄스 발생시에 RF신호 가 항상 제로가 되는 다른 실시예와 달리, RF신호가 약하지만 제로가 아닐 때에는, Q값이 충분히 상승하지 않는다. 이 때문에, RF신호가 약하지만 제로가 아닐 때에는 레이저 공진기 내에 있는 정도 손실이 있는 상태로 발진한다. 이 때, 발생되는 Q스위치 펄스의 에너지는, 레이저 매체 중의 축적 에너지와 공진기 내의 Q값으로 결정되므로, 전자가 클 때에는 후자를 작게 제어하면, 발생 펄스의 에너지를 일정하게 할 수가 있다. 즉, 전회의 트리거로부터의 간격이 길 때에는, 고체 레이저용 레이저 매체(5) 내의 축적 에너지가 크기 때문에, RF신호의 변조도를 작게 하여, 공진기 내의 Q값을 감소시켜, 손실을 크게 하여 펄스를 발생시키면, 일정한 에너지를 가지는 Q스위치 펄스를 발생시키는 것이 가능하게 된다.In the fourth embodiment, the Q switch pulse is generated in a state where the resonator has a loss, and the energy is made constant. It is the same structure as FIG. 7, and the operation | movement at this time is shown in FIG. As shown in Fig. 9A, the excitation laser power is operated continuously. In addition, as shown in Fig. 9C, the Q switch element 6 applies an RF signal for suppressing oscillation because energy is accumulated in the laser medium. As shown in Fig. 9B, the trigger intervals t1-t2, t2-t3, t3-t4, and t4-t5 are arbitrary. With respect to the trigger occurring at such an arbitrary timing, it is assumed that a predetermined time modulation DRF1, DRF2, DRF3 or the like is applied to the intensity of the oscillation suppression RF signal by the input of the trigger pulse (falling edge in FIG. 9). At this time, the modulation amount depends on the interval with the previous trigger (e.g., 3-t4 and t4-t5 for DRF4 and DRF5, respectively), and modulates the amount of reduction in RF signal strength to be smaller as the trigger interval is longer. . When the strength of the RF signal input to the Q switch element 6 becomes weak, as shown in (d), the Q value of the resonator increases. As a result, the energy accumulated in the laser medium 5 is released and the Q switch pulse 30G is generated as shown in (e). However, unlike other embodiments in which the RF signal is always zero at the time of pulse generation, when the RF signal is weak but not zero, the Q value does not sufficiently increase. For this reason, when the RF signal is weak but not zero, it oscillates with a degree loss in the laser resonator. At this time, the energy of the generated Q switch pulse is determined by the accumulated energy in the laser medium and the Q value in the resonator. Therefore, when the former is large, if the latter is controlled small, the energy of the generated pulse can be made constant. That is, when the interval from the previous trigger is long, the accumulated energy in the laser medium 5 for the solid laser is large, so that the modulation degree of the RF signal is reduced, the Q value in the resonator is reduced, the loss is increased, and pulses are generated. In this way, it is possible to generate a Q switch pulse having a constant energy.

일정한 에너지의 Q스위치 펄스를 발생을 시키기 위해 트리거의 시간 간격에 따른 RF신호의 변조량을 나타내는 테이블을 작성하여, 도 7에 있어서의 레이저 제어장치(50)에 준비해 두는 것으로서, 상기의 방법을 실시하는 것이 가능하다. 트리거 펄스의 간격으로부터, 테이블을 참조에 의해하여 필요한 변조량을 읽어내어, 레이저 장치 제어부(50)의 제어에서 Q스위치 소자(6)에 소정의 RF 변조량을 주면 좋다.In order to generate a Q-switch pulse of constant energy, a table showing the modulation amount of the RF signal according to the time interval of the trigger is prepared and prepared in the laser control device 50 in FIG. It is possible to do The required modulation amount may be read from the interval of the trigger pulse by referring to the table, and a predetermined RF modulation amount may be given to the Q switch element 6 under the control of the laser device controller 50.

또한, 트리거의 시간 간격에 대응하는 Q스위치 소자에게 주는 RF 변조량의 설정치를 바꾸는 것에 따라, 본 실시예에 나타낸 것처럼 일정한 에너지로 하는 것 뿐만 아니라, 펄스마다 임의의 에너지를 주도록 하는 것도 가능하다.In addition, by changing the set value of the RF modulation amount given to the Q switch element corresponding to the time interval of the trigger, not only a constant energy but also an arbitrary energy can be given for each pulse as shown in this embodiment.

본 실시예에서는, Q스위치 펄스의 에너지를 일정하게 할 수 있는 것 외에 레이저를 출력할 때 Q값을 올리므로, 여기 파워를 최대한으로 이용할 수 있어 에너지 이용 효율이 높은 효과를 가진다.In the present embodiment, the energy of the Q switch pulse can be made constant, and the Q value is increased when the laser is output. Therefore, the excitation power can be used to the maximum, and the energy utilization efficiency is high.

도 10에는, 제2고조파(SHG) 공진기의 구성에 대해, 도 3 및 도 7에 나타낸 것과는 다른 예를 나타내었다. 이 도에 대해서도 10에는, 도 7의 구성과 같은 탈여기용 레이저 발진기(41)가 없는 것으로 되어 있지만, 도 10의 제2고조파 공진기의 구성에 대해 도 3과 같이 탈여기용 레이저 발진기(41)가 있는 구성에도 적용이 가능한 것은 말할 필요도 없다. 비선형 광학 소자(31)을 이용한다는 점은 도 3 또는 도 7이 공통적이다. 한층 더 기본파와 제2고조파에 대해서 전반사 특성을 가지는 엔드 밀러(4')를 가진다. 본 구성에서는, 기본파가 비선형 광학 소자(31)를 왕복하는 것으로서 변환 효율이 높아지는 이점을 가진다.FIG. 10 shows an example of the structure of the second harmonic (SHG) resonator different from that shown in FIGS. 3 and 7. Also in Fig. 10, the de-exciting laser oscillator 41 as shown in Fig. 7 is not provided, but the de-exciting laser oscillator 41 as shown in Fig. 3 with respect to the configuration of the second harmonic resonator shown in Fig. 10. Needless to say, it is applicable to configurations with. 3 or 7 is common in that it uses the nonlinear optical element 31. Furthermore, it has the end mirror 4 'which has total reflection characteristic with respect to a fundamental wave and a 2nd harmonic. In this configuration, the fundamental wave reciprocates the nonlinear optical element 31, so that the conversion efficiency is increased.

이상의 실시예에 대해, 비선형 광학 소자에 의해 기본파로부터 변환되는 파장을 제2고조파 외에 제3고조파, 제4고조파 또는 제5고조파로 하는 것이 주지의 파장 변환 기술을 이용 가능함은 분명하다.For the above embodiments, it is evident that the wavelength conversion technique known in the art can be used as the third harmonic, the fourth harmonic or the fifth harmonic in addition to the second harmonic to convert the wavelength converted from the fundamental wave by the nonlinear optical element.

본 발명은 종래 개시되어 있는 기본파 파장에 있어서의 출력에서의 연속 발진 출력과 Q스위치 펄스 발진이 혼입된 레이저 발진 방법과 달리, Q스위치 펄스만 을 기본파 내지는 고조파 변환된 출력으로 발진할 수도 있어, 각 Q스위치 펄스 출력을 펄스 반복 주기에 무관계하게 균등화할 수 있다. 따라서 연속 발진 출력의 제거 장치를 필요로 하지 않는 불필요한 구성도 실현될 수 있는 이점이 있다. 또한, 고조파로 변환하는 것으로 기본파에 연속 성분이 혼재하고 있어도 변환 효율의 차이와 파장 필터 작용으로 Q스위치 펄스만을 이용할 수가 있다. 기본파 출력을 이용하는 경우 및, 고조파 출력을 이용하는 경우의 어느 경우에서도 전부, 가공 대상물을 주사 하는 경우의 상대적인 고속 주사로 Q스위치에 의한 단(短)펄스만이 조사되게 되므로, 연속적 성분에 의한 조사는 일어나지 않기 때문에 열적인 영향의 발생도 생기지 않는다. 고반복 동작역(動作域)에서 동작하는 Q스위치 구동부의 RF회로 출력 파워의 저감에 의한 회로의 간소화도 할 수 있다.Unlike the laser oscillation method in which the continuous oscillation output and the Q switch pulse oscillation are mixed at the output at the fundamental wave wavelength disclosed in the related art, the present invention may oscillate only the Q switch pulse to the fundamental or harmonic converted output. In addition, each Q-switch pulse output can be equalized regardless of the pulse repetition period. Therefore, there is an advantage that an unnecessary configuration that does not require a device for removing the continuous oscillation output can also be realized. In addition, by converting to harmonics, even if continuous components are mixed in the fundamental wave, only the Q switch pulse can be used due to the difference in conversion efficiency and the wavelength filter function. In both cases of using the fundamental wave output and the case of using the harmonic output, only the short pulse by the Q switch is irradiated by the relatively high-speed scan when scanning the object to be processed. Does not occur, so no thermal effect occurs. The circuit can be simplified by reducing the RF circuit output power of the Q switch driver that operates in a high repetitive operation range.

한층 더, 레이저 매체에 고반사경을 통과시켜 같은 축으로 여기시키는 구성을 나타내었지만, 레이저 매체의 여기는 이외의 주지의 측면 여기로서 레이저 다이오드 스태그 여기, 램프 여기 등도 본원 발명을 변형해서 실시할 수 있다.Furthermore, although the structure which made the laser medium pass the high reflection mirror and excites it on the same axis | shaft was shown, the laser diode tag excitation, lamp excitation, etc. can also be modified and implemented as well-known side excitation other than the laser medium excitation.

레이저 매체를 Nd 첨가의 결정으로 설명하였지만, 축방향으로 코어의 주위에 다수의 구멍을 마련해 중심부를 도파로 일종의 레이저 활성 물질을 갖는 광도파로(폴리화이버)를 이용하여 레이저 매체로 하는 것으로써 레이저 매체 내에 형성되는 온도 분포에 의한 레이저 매체 내의 온도 변화에 의한 굴절률 변동에 의한 영향을 저감하여 레이저 발진 모드의 안정성을 한층 더 향상시킬 수 있다.Although the laser medium has been described as the crystal of Nd addition, a plurality of holes are provided around the core in the axial direction to form a laser medium using an optical waveguide (polyfiber) having a waveguide as a type of laser active material in the laser medium. The influence of the refractive index fluctuation due to the temperature change in the laser medium due to the formed temperature distribution can be reduced to further improve the stability of the laser oscillation mode.

이상 본 발명의 실시예를 몇 가지 예를 통하여 설명하였다. 특허 청구의 범위에 기재된 발명의 기술적 사상에서 벗어나지 않는 범위 내에서 상기 실시예에 변형을 가할 수 있음은 분명하다.The embodiments of the present invention have been described above through several examples. It is clear that modifications can be made to the above embodiments without departing from the spirit of the invention as set forth in the claims.

본 발명의 활용예로서 반도체 메모리의 실리콘 웨이퍼 실리콘웨이퍼의 회로 소자의 절단, 콘덴서, 저항, 유도계수 등의 트리밍, LCD 표시 패널 수정 가공, PDP 표시장치의 수정 가공, 회로 기판의 기능 트리밍, 그 외 반도체 기판의 레이저 정밀 가공에 적용하여, 가공 폭의 미소화, 가공 제거물의 감소 등에 의한 제품 비율 향상에 의해 전자 부품의 제조 비용 저감이 가능하게 된다. Examples of applications of the present invention include cutting circuit elements of silicon wafer silicon wafers in semiconductor memories, trimming capacitors, resistors, induction coefficients, and the like, modifying LCD display panels, modifying PDP displays, trimming circuit board functions, and the like. Applied to laser precision machining of semiconductor substrates, it is possible to reduce the manufacturing cost of electronic components by improving the product ratio by miniaturization of the processing width, reduction of the workpiece removed, and the like.

Claims (33)

레이저 매체와 레이저 공진기와 상기 레이저 공진기의 Q값을 제어하는 것으로 레이저 발진을 억제하는 Q스위치 소자와 상기 레이저 매체의 탈여기원과 A Q switch element which suppresses laser oscillation by controlling the Q value of the laser medium, the laser resonator, and the laser resonator, 상기 탈여기원을 제1의 소정 시간 동작시키고 레이저 매체로부터 축적 에너지를 방출시키는 수단과Means for operating said deexcitation source for a first predetermined time and releasing accumulated energy from a laser medium; 제2의 소정 시간 상기 Q스위치 소자에 레이저 발진 억제 신호를 인가하는 것으로 상기 레이저 매체에 소정의 에너지를 축적시키는 수단과Means for accumulating predetermined energy in the laser medium by applying a laser oscillation suppression signal to the Q switch element for a second predetermined time; Q스위치 레이저 펄스 발진 출력을 얻기 위해 상기 Q스위치 소자에의 레이저 발진 억제 신호 정지 수단을 포함하는 레이저 펄스 발생 장치.And a laser oscillation suppression signal stopping means to said Q switch element to obtain a Q switch laser pulse oscillation output. 제1항에 있어서, Q스위치 레이저 펄스의 광로에 비선형 광학 소자를 포함하는 레이저 펄스 발생 장치.The laser pulse generating apparatus of claim 1, further comprising a nonlinear optical element in an optical path of a Q-switched laser pulse. 제1항에 있어서, 상기 레이저 매체의 여기원을 포함하고,The method of claim 1, comprising an excitation source of the laser medium, 상기 축적 에너지를 방출시키는 수단에는 상기 여기원의 여기 강도를 저감 또는 여기를 정지 또는 차단하는 수단을 더 포함하는 레이저 펄스 발생 장치.The means for releasing the accumulated energy further comprises means for reducing the excitation intensity of the excitation source or stopping or interrupting the excitation. 제1항에 있어서, 상기 에너지를 축적시키는 수단에는 상기 레이저 발진 억제 신호 레벨을 충분한 발진 억제능력을 갖지 않는 레벨로 설정하는 수단을 더 포함하는 레이저 펄스 발생 장치.The laser pulse generating apparatus according to claim 1, wherein the means for accumulating energy further comprises means for setting the laser oscillation suppression signal level to a level that does not have sufficient oscillation suppression capability. 제4항에 있어서, 상기 축적 에너지를 방출하는 수단에는 제1의 소정 시간을 제로 이상으로 설정하는 수단을 더 포함하는 레이저 펄스 발생 장치.5. The laser pulse generating apparatus according to claim 4, wherein said means for releasing accumulated energy further comprises means for setting a first predetermined time to zero or more. 제3항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, Q스위치 레이저 펄스의 광로에 비선형 광학 소자를 포함하는 레이저 펄스 발생 장치.The laser pulse generator according to any one of claims 3 to 5, wherein the laser pulse generator comprises a nonlinear optical element in an optical path of a Q-switched laser pulse. 레이저 매체와 레이저 공진기와 상기 레이저 공진기의 Q값을 제어하는 것으로 레이저 발진을 억제를 하는 Q스위치 소자와A Q switch element that suppresses laser oscillation by controlling the Q value of the laser medium, the laser resonator, and the laser resonator; 충분한 발진 억제능력을 갖지 않는 레벨의 레이저 발진 억제 신호를 소정 시간 상기 Q스위치 소자에 인가하는 것에 의해 상기 레이저 매체에 소정의 에너지를 축적시키는 수단과Means for accumulating predetermined energy in the laser medium by applying a laser oscillation suppression signal of a level not having sufficient oscillation suppression capability to the Q switch element for a predetermined time; Q스위치 레이저 펄스 발진 출력을 얻기 위해 상기 Q스위치 소자에의 레이저 발진 억제 신호를 정지하는 수단을 포함하는 레이저 펄스 발생 장치.Means for stopping a laser oscillation suppression signal to said Q switch element to obtain a Q-switched laser pulse oscillation output. 제7항에 있어서, Q스위치 레이저 펄스의 광로에 비선형 광학 소자를 포함하는 레이저 펄스 발생 장치.8. The laser pulse generator of claim 7, comprising a nonlinear optical element in an optical path of a Q-switched laser pulse. 레이저 매체와 레이저 공진기와 상기 레이저 공진기의 Q값을 제어하는 것으로 레이저 발진을 억제를 하는 Q스위치 소자와A Q switch element that suppresses laser oscillation by controlling the Q value of the laser medium, the laser resonator, and the laser resonator; 상기 레이저 매체에 변조한 여기 신호를 주는 수단과Means for providing a modulated excitation signal to the laser medium; 레이저 발진 억제 신호를 인가하여 소정 시간 상기 Q스위치 소자에 인가하는 것으로 상기 레이저 매체에 소정의 에너지를 축적시키는 수단과Means for accumulating predetermined energy in the laser medium by applying a laser oscillation suppression signal to the Q switch element for a predetermined time; Q스위치 레이저 펄스 발진 출력을 얻기 위하여 상기 Q스위치 소자에의 레이저 발진 억제 신호를 정지하는 수단을 포함하는 레이저 펄스 발생 장치.And means for stopping the laser oscillation suppression signal to the Q switch element to obtain a Q switch laser pulse oscillation output. 제9항에 있어서, Q스위치 레이저 펄스의 광로에 비선형 광학 소자를 포함하는 레이저 펄스 발생 장치.10. The laser pulse generator of claim 9, comprising a nonlinear optical element in an optical path of a Q-switched laser pulse. 레이저 매체와 레이저 공진기와 상기 레이저 공진기의 Q값을 제어하는 것으로 레이저 발진을 억제를 하는 Q스위치 소자와A Q switch element that suppresses laser oscillation by controlling the Q value of the laser medium, the laser resonator, and the laser resonator; 상기 Q스위치 소자에 레이저 발진 억제 신호를 인가하여 상기 레이저 매체에 에너지를 축적시키는 수단,Means for applying a laser oscillation suppression signal to the Q switch element to accumulate energy in the laser medium; 전회 펄스로부터 발생 간격에 응한 손실이 있는 상태로 Q스위치 레이저 펄스 발진 출력을 얻기 위하여 전회 펄스로부터의 발생 간격에 의존하여 레이저 발진 억제 신호를 변조하는 수단을 포함한 레이저 펄스 발생 장치.And a means for modulating the laser oscillation suppression signal in dependence on the generation interval from the previous pulse to obtain a Q-switched laser pulse oscillation output in a state in which there is a loss corresponding to the generation interval from the previous pulse. 제11항에 있어서, Q스위치 레이저 펄스의 광로에 비선형 광학 소자를 포함하는 레이저 펄스 발생 장치.12. The laser pulse generating apparatus according to claim 11, comprising a nonlinear optical element in an optical path of a Q-switched laser pulse. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 탈여기원은 레이저이며, 그 탈여기광의 파장이 Nd＋3 이온의 레이저 발진 기본 파장 이외의 천이를 하는 파장 0.9μm, 1.1μm, 1.3μm의 근방의 파장의 광인 레이저 펄스 발생 장치.13. The wavelength according to any one of claims 1 to 12, wherein the de-excited source is a laser, and the wavelength of the de-excited light makes a transition other than the laser oscillation fundamental wavelength of Nd + 3 ions. The laser pulse generator which is light of the wavelength of the vicinity. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 레이저 매체의 여기원은이 반도 체 레이저이며, 상기 레이저 매체가 Nd：YAG, Nd：YVO4, Nd：YLF이며, 상기 탈여기원은 반도체 레이저인 것을 특징으로 하는 레이저 펄스 발생 장치.The excitation source of the laser medium is a semiconductor laser, the laser medium is Nd: YAG, Nd: YVO 4, Nd: YLF, and the deexcitation source is a semiconductor. A laser pulse generator, characterized in that the laser. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 레이저 매체는 광도파로(光導波路)를 형성하는 코어의 주변에 다수의 구멍을 갖는 레이저 활성 이온이 첨가된 폴리화이버인 레이저 펄스 발생 장치.The laser pulse generating apparatus according to any one of claims 1 to 12, wherein the laser medium is a polyfiber in which laser active ions having a plurality of holes are added to the periphery of a core forming an optical waveguide. 제2항, 제6항, 제8항, 제10항 및 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 레이저 발진의 기본파는 Nd＋3 이온으로부터의 유도 방출 파장이며, 상기 비선형 광학 소자에 의한 고조파는 제2고조파, 제3고조파, 제4고조파 또는 제5고조파인 것을 특징으로 하는 레이저 펄스 발생 장치.The fundamental wave of the laser oscillation is an induced emission wavelength from Nd + 3 ions, and the harmonics caused by the nonlinear optical element are made of any one of claims 2, 6, 8, 10, and 12. And a second harmonic, a third harmonic, a fourth harmonic, or a fifth harmonic. 제1항 내지 제16항의 레이저 펄스 장치로부터의 펄스 출력을 가공 대상물에 조사하는 레이저 가공 장치.The laser processing apparatus which irradiates the process object with the pulse output from the laser pulse apparatus of Claims 1-16. 제17항에 있어서, 상기 레이저 가공 대상물은 반도체 기판상의 링크 배선, 콘덴서, 저항, 인덕터 등의 전자 디바이스인 것을 특징으로 하는 레이저 가공 장치.The laser processing apparatus according to claim 17, wherein the laser processing object is an electronic device such as a link wiring on a semiconductor substrate, a capacitor, a resistor, an inductor, or the like. 제17항에 있어서, 상기 가공 대상물은 액정표시장치, 일렉트로루미네선스 표시장치, 플라스마 표시장치 등을 포함하는 표시장치인 것을 특징으로 하는 레이저 가공 장치.18. The laser processing apparatus according to claim 17, wherein the object to be processed is a display device including a liquid crystal display device, an electroluminescence display device, a plasma display device, and the like. 레이저 매체와 레이저 공진기와 레이저 공진기의 Q값을 제어하는 것으로 레이저 발진을 억제하는 Q스위치 소자와 레이저 매체의 탈여기원을 마련하는 스텝과Controlling the Q value of the laser medium, the laser resonator, and the laser resonator to provide a Q switch element for suppressing the laser oscillation and a source of excitation of the laser medium; 탈여기원을 제1의 소정 시간 동작시키고 레이저 매체로부터 축적 에너지를 방출하는 스텝과Operating the deexcitation source for a first predetermined time and emitting accumulated energy from the laser medium; 제2의 소정 시간 Q스위치 소자에 레이저 발진 억제 신호를 인가하는 것으로 레이저 매체에 소정의 에너지를 축적하는 스텝과Applying a laser oscillation suppression signal to the second predetermined time Q switch element to accumulate predetermined energy in the laser medium; Q스위치 소자에의 레이저 발진 억제 신호를 정지시킴으로써 Q스위치 레이저 펄스 발진 출력을 얻는 스텝을 포함하는 레이저 펄스 발생 방법.A step of obtaining a Q-switched laser pulse oscillation output by stopping the laser oscillation suppression signal to the Q-switch element. 제20항에 있어서, Q스위치 레이저 펄스를 고조파로 변환하여 출력하는 스텝을 더 포함하는 레이저 펄스 발생 방법.21. The method of claim 20, further comprising converting the Q-switched laser pulses into harmonics and outputting the harmonics. 제20항 또는 제21항에 있어서, 상기 축적 에너지를 방출하는 스텝에 있어서 한층 더 레이저 매체에의 여기 강도를 저감하거나 여기를 정지 혹은 차단하는 레이저 펄스 발생 방법.The laser pulse generating method according to claim 20 or 21, wherein the step of releasing the accumulated energy further reduces the excitation intensity to the laser medium or stops or blocks the excitation. 제20항 또는 제21항에 있어서, 상기 레이저 매체에 소정의 에너지를 축적하는 스텝에 있어서 레이저 발진 억제 신호의 레벨을 충분한 발진 억제 능력을 갖지 않는 레벨로 하는 레이저 펄스 발생 방법.The laser pulse generation method according to claim 20 or 21, wherein the step of accumulating predetermined energy in the laser medium is such that the level of the laser oscillation suppression signal does not have sufficient oscillation suppression capability. 제23항에 있어서, 상기 축적 에너지를 방출하는 스텝에 있어서 제1의 소정 시간이 제로 이상인 레이저 펄스 발생 방법.The laser pulse generating method according to claim 23, wherein a first predetermined time is zero or more in the step of releasing the accumulated energy. 레이저 매체와 레이저 공진기와 레이저 공진기의 Q값을 제어하는 것으로 레이저 발진을 억제하는 Q스위치 소자를 마련하는 스텝과Providing a Q switch element that suppresses laser oscillation by controlling the Q value of the laser medium, the laser resonator, and the laser resonator; 소정 시간 Q스위치 소자에 충분한 발진 억제 능력을 갖지 않는 신호 레벨의 레이저 발진 억제 신호를 인가하는 것에 의하여 레이저 매체에 소정의 에너지를 축적하는 스텝과Applying a laser oscillation suppression signal of a signal level that does not have sufficient oscillation suppression capability to the Q switch element for a predetermined time, and Q스위치 소자에의 레이저 발진 억제 신호를 정지시킴으로써 Q스위치 레이저 펄스 발진 출력을 얻는 스텝을 포함하는 레이저 펄스 발생 방법.A step of obtaining a Q-switched laser pulse oscillation output by stopping the laser oscillation suppression signal to the Q-switch element. 제25항에 있어서, Q스위치 레이저 펄스를 고조파로 변환하여 출력하는 스텝을 더 포함하는 레이저 펄스 발생 방법.27. The method of claim 25, further comprising converting the Q-switched laser pulses into harmonics and outputting the harmonics. 레이저 매체와 레이저 공진기와 레이저 공진기의 Q값을 제어함으로써 레이저 발진을 억제하는 Q스위치 소자를 마련하는 스텝과Providing a Q switch element for suppressing laser oscillation by controlling the Q value of the laser medium, the laser resonator, and the laser resonator; 레이저 매체에 변조한 여기 신호를 주는 스텝과Giving a modulated excitation signal to the laser medium; Q스위치 소자에 소정 시간 레이저 발진 억제 신호를 인가함으로써 레이저 매체에 소정의 에너지를 축적하는 스텝과A step of accumulating predetermined energy in the laser medium by applying a laser oscillation suppression signal to the Q switch element for a predetermined time; Q스위치 소자에의 레이저 발진 억제 신호를 정지시킴으로써 Q스위치 레이저 펄스 발진 출력을 얻는 스텝을 포함하는 레이저 펄스 발생 방법.A step of obtaining a Q-switched laser pulse oscillation output by stopping the laser oscillation suppression signal to the Q-switch element. 제27항에 있어서, Q스위치 레이저 펄스를 고조파로 변환하여 출력하는 스텝을 더 포함하는 레이저 펄스 발생 방법.28. The method of claim 27, further comprising converting the Q-switched laser pulses into harmonics and outputting the harmonics. 레이저 매체와 레이저 공진기와 레이저 공진기의 Q값을 제어함으로써 레이저 발진을 억제하는 Q스위치 소자를 마련하는 스텝과Providing a Q switch element for suppressing laser oscillation by controlling the Q value of the laser medium, the laser resonator, and the laser resonator; Q스위치 소자에 레이저 발진 억제 신호를 인가하여 레이저 매체에 에너지를 축적하는 스텝과Applying a laser oscillation suppression signal to the Q switch element to accumulate energy in the laser medium; 전회의 펄스로부터의 발생 간격에 의존하여 레이저 발진 억제 신호를 변조시킴으로써 전회 펄스로부터의 발생 간격에 응한 손실이 레이저 공진기에 있는 상태로 Q스위치 레이저 펄스 발진 출력을 얻는 스텝을 포함하는 레이저 펄스 발생 방법.And modulating the laser oscillation suppression signal in dependence on the generation interval from the previous pulse, thereby obtaining a Q-switched laser pulse oscillation output with the loss corresponding to the generation interval from the previous pulse being in the laser resonator. 제29항에 있어서, Q스위치 레이저 펄스를 고조파로 변환하여 출력하는 스텝을 더 포함하는 레이저 펄스 발생 방법.30. The method of claim 29, further comprising converting the Q-switched laser pulses into harmonics and outputting the harmonics. 제20항 내지 제30항 중 어느 한 항에 따른 레이저 펄스 발생 방법으로 발생한 레이저 펄스를 가공 대상물에 조사하는 스텝을 포함하는 레이저 가공 방법.A laser processing method comprising the step of irradiating a processing object with a laser pulse generated by the laser pulse generation method according to any one of claims 20 to 30. 제31항에 있어서, 레이저 가공 대상물은 반도체 기판 상의 링크 배선, 콘덴서, 저항, 인덕터 등의 전자 디바이스인 것을 특징으로 하는 레이저 가공 방법.The laser processing method according to claim 31, wherein the laser processing object is an electronic device such as a link wiring, a capacitor, a resistor, an inductor, or the like on a semiconductor substrate. 제31항에 있어서, 레이저 가공 대상물은 액정표시장치, 일렉트로루미네선스 표시장치, 플라스마 표시장치 등을 포함하는 표시장치인 것을 특징으로 하는 레이저 가공 방법.32. The laser processing method according to claim 31, wherein the laser processing object is a display device including a liquid crystal display device, an electroluminescence display device, a plasma display device, and the like.
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