KR20220124296A - Wavelength conversion laser device and wavelength conversion laser processing machine - Google Patents

Wavelength conversion laser device and wavelength conversion laser processing machine Download PDF

Info

Publication number
KR20220124296A
KR20220124296A KR1020227030085A KR20227030085A KR20220124296A KR 20220124296 A KR20220124296 A KR 20220124296A KR 1020227030085 A KR1020227030085 A KR 1020227030085A KR 20227030085 A KR20227030085 A KR 20227030085A KR 20220124296 A KR20220124296 A KR 20220124296A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
laser light
harmonic
laser
pulse frequency
incident
Prior art date
Application number
KR1020227030085A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR102528248B1 (en
Inventor
노조미 히라야마
히데노리 후카호리
Original Assignee
미쓰비시덴키 가부시키가이샤
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 미쓰비시덴키 가부시키가이샤 filed Critical 미쓰비시덴키 가부시키가이샤
Publication of KR20220124296A publication Critical patent/KR20220124296A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102528248B1 publication Critical patent/KR102528248B1/en

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/10Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating
    • H01S3/13Stabilisation of laser output parameters, e.g. frequency or amplitude
    • H01S3/1307Stabilisation of the phase
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/05Construction or shape of optical resonators; Accommodation of active medium therein; Shape of active medium
    • H01S3/08Construction or shape of optical resonators or components thereof
    • H01S3/08004Construction or shape of optical resonators or components thereof incorporating a dispersive element, e.g. a prism for wavelength selection
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/10Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating
    • H01S3/13Stabilisation of laser output parameters, e.g. frequency or amplitude

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Lasers (AREA)
  • Optical Modulation, Optical Deflection, Nonlinear Optics, Optical Demodulation, Optical Logic Elements (AREA)

Abstract

종래의 파장 변환 장치의 문제점이었던, 레이저광의 펄스 주파수를 변화시키면 파장 변환한 후의 평균 출력이 변화하여, 비선형 매질로부터 출사되는 레이저광의 각도가 변화한다고 하는 점을 해소하여, 레이저광(3)을 발생시키는 펄스 레이저 광원(1)과, 펄스 주파수를 제어하는 펄스 주파수 제어 수단(2)과, 레이저광(3)의 일부를 레이저광(9)으로 파장 변환하는 비선형 매질(8)과, 레이저광(3)을 집광하는 집광 렌즈(7)와, 레이저광(9)의 확산각을 조정하는 콜리메이트용 렌즈(10)와, 콜리메이트용 렌즈(10)를 통과한 레이저광(9)이 입사됨과 아울러, 투과하여 출사되는 평행 평면판(13)과, 평행 평면판(13)으로 입사되는 레이저광(9)의 입사 각도를 제어하는 각도 조정 기구(14)를 구비한다. By changing the pulse frequency of the laser light, which was a problem with the conventional wavelength conversion device, the average output after wavelength conversion changes and the angle of the laser light emitted from the nonlinear medium changes, and the laser light 3 is generated. A pulsed laser light source 1 for controlling the pulse frequency, a pulse frequency control means 2 for controlling the pulse frequency, a non-linear medium 8 for wavelength-converting a part of the laser light 3 into a laser light 9, and a laser light ( 3) the condensing lens 7 for condensing, the collimating lens 10 for adjusting the diffusion angle of the laser light 9, and the laser light 9 passing through the collimating lens 10 is incident In addition, a parallel flat plate 13 transmitted through and emitted, and an angle adjusting mechanism 14 for controlling the incident angle of the laser beam 9 incident on the parallel flat plate 13 are provided.

Description

파장 변환 레이저 장치 및 파장 변환 레이저 가공기Wavelength conversion laser device and wavelength conversion laser processing machine

이 개시는 비선형 매질을 이용하여 레이저광을 상이한 파장으로 변환하는 파장 변환 레이저 장치 및 파장 변환 레이저 가공기에 관한 것이다. This disclosure relates to a wavelength conversion laser device and a wavelength conversion laser processing machine that convert laser light into different wavelengths using a nonlinear medium.

레이저광을 비선형 매질에 입사시킴으로써, 입사된 레이저광의 파장과 상이한 파장을 가지는 레이저광을 출사하는 파장 변환 레이저 장치가 알려져 있다. 이 파장 변환 레이저 장치는, 기본파인 레이저광을 제1 비선형 매질에 입사시킴으로써, 기본파의 절반의 파장을 가지는 제2 고조파를 발생시키고, 또한 기본파와 제2 고조파를 제2 비선형 매질에 입사시킴으로써, 기본파의 3분의 1의 파장을 가지는 제3 고조파를 발생시킨다. 파장 변환을 시키기 위한 고체 모양의 비선형 매질을 파장 변환 결정이라고 한다. 비선형 매질의 내부에 있어서, 파장 변환하기 전의 레이저광의 파수 벡터의 합과, 파장 변환한 후의 레이저광의 파수 벡터가 일치할 때, 강한 파장 변환이 발생한다. 제3 고조파의 발생에서는 다음 식을 만족하는 경우에, 가장 강한 제3 고조파가 얻어진다. BACKGROUND ART A wavelength conversion laser device that emits a laser beam having a wavelength different from the wavelength of the incident laser beam by making the laser beam incident on a nonlinear medium is known. This wavelength conversion laser device generates a second harmonic having a wavelength of half that of the fundamental wave by making a laser light, which is a fundamental wave, incident on a first nonlinear medium, and also by injecting the fundamental wave and the second harmonic into a second nonlinear medium, A third harmonic with a wavelength of one third of the fundamental is generated. A solid nonlinear medium for wavelength conversion is called a wavelength conversion crystal. In the inside of the nonlinear medium, when the sum of the wavenumber vectors of the laser light before the wavelength conversion coincides with the wavenumber vector of the laser light after the wavelength conversion, strong wavelength conversion occurs. In the generation of the third harmonic, the strongest third harmonic is obtained when the following equation is satisfied.

[수 1][Number 1]

Figure pct00001
Figure pct00001

kω, k, k는 각각 기본파, 제2 고조파, 제3 고조파의 파수 벡터이다. 이 조건은 위상 정합 조건이라고 불린다. 파수 벡터의 방향은 레이저광의 등(等)위상면에 수직인 방향이고, 통상은 레이저광의 진행 방향이다. 또, 파수 벡터의 크기는 다음 식으로 나타내진다. k ω , k , and k are wavenumber vectors of the fundamental, second, and third harmonics, respectively. This condition is called a phase matching condition. The direction of the wavenumber vector is a direction perpendicular to the equiphase plane of the laser beam, and is usually the traveling direction of the laser beam. Incidentally, the magnitude of the wavenumber vector is expressed by the following equation.

[수 2][Number 2]

Figure pct00002
Figure pct00002

k는 파수 벡터의 크기, n은 비선형 매질의 굴절률, λ는 레이저광의 파장이다. 비선형 매질의 굴절률 n은 비선형 매질의 온도에 의존하기 때문에, 비선형 매질의 온도에 의해 파수 벡터가 변화한다. 그 때문에, 위상 정합 조건을 만족하기 위해서는 비선형 매질의 온도를 제어할 필요가 있다. k is the magnitude of the wave number vector, n is the refractive index of the nonlinear medium, and λ is the wavelength of the laser light. Since the refractive index n of a nonlinear medium depends on the temperature of the nonlinear medium, the wavenumber vector changes with the temperature of the nonlinear medium. Therefore, in order to satisfy the phase matching condition, it is necessary to control the temperature of the nonlinear medium.

파장 변환 레이저 장치는 미세 가공용의 광원으로서 사용된다. 가공 속도를 올리기 위해서, 가공의 도중에 레이저광의 펄스 주파수를 변경하는 경우가 있고, 기본파의 펄스 주파수를 바꾸면, 제3 고조파의 펄스 주파수도 변화한다. 파장 변환의 변환 효율은, 비선형 매질에 입사되는 레이저광의 펄스 에너지에 의존한다. 기본파의 평균 출력이 일정한 경우, 펄스 주파수를 올리면, 1개의 펄스에 포함되는 펄스 에너지는 낮아지므로, 파장 변환한 후의 레이저광의 평균 출력은 낮아진다. A wavelength conversion laser device is used as a light source for microfabrication. In order to raise a processing speed, the pulse frequency of a laser beam may be changed in the middle of a processing, and when the pulse frequency of a fundamental wave is changed, the pulse frequency of a 3rd harmonic will also change. The conversion efficiency of wavelength conversion depends on the pulse energy of the laser light incident on the nonlinear medium. Since the pulse energy contained in one pulse will become low when a pulse frequency is raised when the average output of a fundamental wave is constant, the average output of the laser beam after wavelength conversion will become low.

고출력의 레이저 장치에서는, 레이저 장치를 구성하는 광학 부품이나 광학 부품을 고정하는 홀더가 레이저광을 흡수하여 발열하고, 이 발열에 의해 레이저광의 광축이 변화하는 경우가 있다. 레이저광의 광축 변화를 억제하기 위해서, 액츄에이터를 탑재한 각도 조정 가능한 홀더를 이용한 레이저 장치가 개시되어 있다. In a high-power laser device, an optical component constituting the laser device or a holder for fixing the optical component absorbs a laser beam to generate heat, and the optical axis of the laser beam may change due to this heat generation. In order to suppress the optical axis change of a laser beam, the laser apparatus using the angle-adjustable holder which mounted the actuator is disclosed.

특허 문헌 1: 일본 특개 2014-170839호 공보(제12페이지, 제2도)Patent Document 1: Japanese Patent Application Laid-Open No. 2014-170839 (Page 12, Fig. 2)

비선형 매질에 레이저광의 흡수가 있는 경우, 레이저광의 펄스 주파수를 변경하면, 파장 변환한 후의 평균 출력이 변화하여, 비선형 매질에서 흡수하는 열량이 변화하기 때문에, 비선형 매질의 온도가 변화한다. 비선형 매질의 온도가 변화하면, 온도 변화에 따라서 비선형 매질의 굴절률이 변화하여, 파수 벡터가 변화한다. 그 결과, 위상 정합 조건을 만족하는 레이저광의 진행 방향이 변화하여, 비선형 매질로부터 출사되는 레이저광의 출사 각도가 변화한다. 비선형 매질로부터 출사되는 레이저광의 출사 각도의 변화는, 비선형 매질의 온도 변화에 의존하기 때문에, 순간의 변화가 아니라, 수초부터 수십초 정도의 시간을 필요로 한다. 그 때문에, 종래의 레이저 장치에서 개시되어 있는 것 같은 액츄에이터를 탑재한 각도 조정 가능한 홀더를 이용하여, 레이저광의 각도 조정을 행하기 위해서는, 1개의 각도 조정 가능한 홀더로는 대응하지 못하여, 2개 이상의 각도 조정 가능한 홀더가 필요하여, 레이저 장치의 대형화나 고비용화를 초래한다고 하는 문제점이 있다. In the case of absorption of laser light in a nonlinear medium, if the pulse frequency of the laser light is changed, the average output after wavelength conversion changes, and since the amount of heat absorbed by the nonlinear medium changes, the temperature of the nonlinear medium changes. When the temperature of the nonlinear medium changes, the refractive index of the nonlinear medium changes with the temperature change, so that the wavenumber vector changes. As a result, the traveling direction of the laser beam satisfying the phase matching condition changes, and the emission angle of the laser beam emitted from the nonlinear medium changes. Since the change in the emission angle of the laser light emitted from the nonlinear medium depends on the temperature change of the nonlinear medium, it is not an instantaneous change, but requires a time of several seconds to several tens of seconds. Therefore, in order to perform angle adjustment of a laser beam using an angle-adjustable holder mounted with an actuator as disclosed in a conventional laser device, one angle-adjustable holder cannot cope, and two or more angles are not supported. There is a problem that an adjustable holder is required, which leads to an increase in size and cost of the laser device.

이 개시는 상술한 것 같은 문제점을 해결하기 위해서 이루어진 것으로, 레이저광의 펄스 주파수를 변경함으로써 파장 변환한 후의 레이저광의 출력 변화에 대응할 수 있어, 1축의 광축 조정 기구만으로 레이저광의 광축 변화를 억제 가능한 파장 변환 레이저 장치를 얻는 것을 목적으로 한다. This disclosure has been made in order to solve the above-mentioned problems, and by changing the pulse frequency of the laser light, it is possible to cope with the output change of the laser light after wavelength conversion, and the wavelength conversion capable of suppressing the optical axis change of the laser light only with a single optical axis adjustment mechanism It aims to obtain a laser device.

이 개시에 따른 파장 변환 레이저 장치는, 제1 레이저광을 발생시키는 펄스 레이저 광원과, 펄스 레이저 광원이 펄스 발진하는 제1 레이저광의 펄스 주파수를 제어하는 펄스 주파수 제어 수단과, 제1 레이저광의 일부를 제2 레이저광으로 파장 변환하는 비선형 매질과, 제1 레이저광을 집광하는 집광 렌즈와, 제2 레이저광의 확산각을 조정하는 콜리메이트용 렌즈와, 콜리메이트용 렌즈를 통과한 제2 레이저광이 입사됨과 아울러, 투과하여 출사되는 평행 평면판과, 평행 평면판으로 입사되는 제2 레이저광의 입사 각도를 제어하는 각도 조정 기구를 구비한다. The wavelength conversion laser device according to the present disclosure includes a pulsed laser light source for generating a first laser light, a pulse frequency control means for controlling a pulse frequency of the first laser light generated by the pulsed laser light source as a pulse, and a part of the first laser light. A nonlinear medium for wavelength conversion into a second laser light, a condensing lens for condensing the first laser light, a collimating lens for adjusting the diffusion angle of the second laser light, and a second laser light passing through the collimating lens It is provided with the angle adjustment mechanism which controls the incident angle of the parallel flat plate which enters, transmits and exits, and the 2nd laser beam which injects into the parallel flat plate.

이 개시는 비선형 매질의 온도 변화에 따라서 발생하는 비선형 매질로부터 출사되는 레이저광의 출사 각도의 변화를, 콜리메이트용 렌즈에 의해 광축의 평행 이동으로 변환한다. 또한, 평행 이동한 레이저광의 광축을, 각도 조정 기구에 의해 각도 조정된 평행 평면판에 의한 광축 이동으로 보정한다. 그 결과, 펄스 주파수 제어 수단에 의해 펄스 레이저 광원의 펄스 주파수를 변경해도, 비선형 매질로부터 출사되는 레이저광의 광축 이동의 양을 억제할 수 있다고 하는 효과를 달성한다. This disclosure converts the change in the emission angle of laser light emitted from the nonlinear medium, which is generated according to the temperature change of the nonlinear medium, into a parallel movement of the optical axis by the collimating lens. Moreover, the optical axis of the laser beam which has moved parallel is corrected by the optical axis movement by the parallel flat plate angle-adjusted by the angle adjustment mechanism. As a result, even if the pulse frequency of the pulsed laser light source is changed by the pulse frequency control means, the effect that the amount of optical axis movement of the laser beam emitted from the nonlinear medium can be suppressed is achieved.

도 1은 이 개시의 실시예 1을 나타내는 파장 변환 레이저 장치의 구성도이다.
도 2는 이 개시의 실시예 1을 나타내는 펄스 레이저 광원의 구성도이다.
도 3은 이 개시의 실시예 1을 나타내는 펄스 레이저 광원의 다른 형태의 구성도이다.
도 4는 이 개시의 실시예 1을 나타내는 제3 고조파 발생 결정의 내부를 각 레이저광이 진행하는 광로도이다.
도 5는 이 개시의 실시예 1을 나타내는 평행 평면판을 투과하는 것에 따른 제3 고조파의 광축 이동을 나타내는 설명도이다.
도 6은 이 개시의 실시예 1을 나타내는 콜리메이트용 렌즈에 의한 제3 고조파 발생 결정을 통과한 후의 제3 고조파의 광축 이동을 나타내는 설명도이다.
도 7은 이 개시의 실시예 1을 나타내는 펄스 주파수를 변경했을 때의 제3 고조파의 광축의 시간 변화의 측정 결과이다.
도 8은 이 개시의 실시예 1을 나타내는 평행 평면판의 각도 조정에 의한 제3 고조파의 광축 변화의 보정을 나타내는 설명도이다.
도 9는 이 개시의 실시예 1을 나타내는 펄스 주파수를 변경한 후의 평행 평면판에 의한 광축의 각도의 조정량의 경시 변화를 나타내는 도면이다.
도 10은 이 개시의 실시예 1을 나타내는 콜리메이트용 렌즈를 통과한 후에 발생하는 제3 고조파의 광축 이동을 평행 평면판의 각도 조정으로 보정하는 경우의 보정량의 계산 결과이다.
도 11은 이 개시의 실시예 2를 나타내는 파장 변환 레이저 장치의 구성도이다.
도 12는 이 개시의 실시예 2를 나타내는 평행 이동 기구의 평행 이동에 의한 제3 고조파의 광축 변화의 보정을 나타내는 설명도이다.
도 13은 이 개시의 실시예 3을 나타내는 파장 변환 레이저 장치의 구성도이다.
도 14는 이 개시의 실시예 3을 나타내는 프리즘에 의해 빔 지름이 확대되는 모습을 나타내는 설명도이다.
도 15는 이 개시의 실시예 3을 나타내는 평행 이동 기구의 평행 이동에 의한 제3 고조파의 광축 변화의 보정을 나타내는 설명도이다.
도 16은 이 개시의 실시예 4를 나타내는 파장 변환 레이저 가공기의 구성도이다.
도 17은 이 개시의 실시예 4를 나타내는 마스크를 통과하기 직전의 레이저광의 강도 분포이다.
도 18은 이 개시의 실시예 4를 나타내는 파장 변환 레이저 장치를 구동하는 펄스 주파수를 변경하기 전의 마스크를 통과한 후의 레이저광의 강도 분포이다.
도 19는 이 개시의 실시예 4를 나타내는 마스크를 통과한 후의 레이저광의 광축이 마스크의 중심 위치로부터 어긋났을 경우의 레이저광의 강도 분포이다.
도 20은 이 개시의 실시예 4를 나타내는 파장 변환 레이저 장치를 구동하는 펄스 주파수를 변경한 후의 마스크를 통과한 후의 레이저광(502)의 레이저광의 강도 분포이다.
1 is a configuration diagram of a wavelength conversion laser device showing Example 1 of this disclosure.
2 is a configuration diagram of a pulsed laser light source showing Example 1 of this disclosure.
3 is a configuration diagram of another form of a pulsed laser light source showing Example 1 of this disclosure.
Fig. 4 is an optical diagram in which each laser beam travels inside a third harmonic generating crystal showing Example 1 of the present disclosure.
Fig. 5 is an explanatory diagram showing the optical axis movement of the third harmonic as it passes through the parallel flat plate showing the first embodiment of the present disclosure.
6 is an explanatory diagram showing the optical axis movement of the third harmonic after passing through the third harmonic generation crystal by the collimating lens according to the first embodiment of the present disclosure.
7 : is a measurement result of the time change of the optical axis of 3rd harmonic when the pulse frequency which shows Example 1 of this indication is changed.
Fig. 8 is an explanatory diagram showing correction of the optical axis change of the third harmonic by adjusting the angle of the parallel flat plate according to the first embodiment of the present disclosure.
Fig. 9 is a diagram showing the change with time of the adjustment amount of the angle of the optical axis by the parallel flat plate after changing the pulse frequency according to the first embodiment of the present disclosure;
10 is a calculation result of the correction amount in the case of correcting the optical axis movement of the third harmonic generated after passing through the collimating lens according to Example 1 of the present disclosure by adjusting the angle of the parallel flat plate.
11 is a configuration diagram of a wavelength conversion laser device showing Example 2 of this disclosure.
It is explanatory drawing which shows correction|amendment of the optical axis change of the 3rd harmonic by the parallel movement of the parallel movement mechanism which shows Example 2 of this indication.
13 is a configuration diagram of a wavelength conversion laser device showing Example 3 of this disclosure.
Fig. 14 is an explanatory diagram showing a state in which a beam diameter is enlarged by a prism according to a third embodiment of the present disclosure.
It is explanatory drawing which shows the correction|amendment of the optical axis change of the 3rd harmonic by the parallel movement of the parallel movement mechanism which shows Example 3 of this indication.
Fig. 16 is a configuration diagram of a wavelength conversion laser processing machine showing a fourth embodiment of this disclosure.
17 : is intensity distribution of the laser beam just before passing through the mask which shows Example 4 of this indication.
18 is an intensity distribution of laser light after passing through the mask before changing the pulse frequency for driving the wavelength conversion laser device showing Example 4 of this disclosure.
19 is an intensity distribution of a laser beam when the optical axis of the laser beam after passing through the mask showing Example 4 of this indication shifts from the center position of the mask.
20 is an intensity distribution of the laser beam of the laser beam 502 after passing through the mask after changing the pulse frequency for driving the wavelength conversion laser device according to Example 4 of this disclosure.

실시예 1.Example 1.

도 1은 이 개시의 실시예 1을 나타내는 파장 변환 레이저 장치의 구성도이다. 도 1에 나타내는 파장 변환 레이저 장치(50)는, 펄스 레이저 광원(1)과, 펄스 주파수 제어 수단(2)과, 집광 렌즈(4)와, 비선형 매질인 제2 고조파 발생 결정(5)과, 집광 렌즈(7)와, 비선형 매질인 제3 고조파 발생 결정(8)과, 콜리메이트용 렌즈(10)와, 평행 평면판(13)과, 평행 평면판의 각도 조정 기구(14)를 구비한다. 펄스 레이저 광원(1)은 제1 레이저광인 기본파가 되는 레이저광(3)을 출력한다. 펄스 발진하는 펄스 레이저 광원(1)의 펄스 주파수는, 펄스 주파수 제어 수단(2)에 의해 변경 가능하다. 펄스 레이저 광원(1)으로부터 출력되는 레이저광(3)은, 싱글 모드이다. 1 is a configuration diagram of a wavelength conversion laser device showing Example 1 of this disclosure. The wavelength conversion laser device 50 shown in Fig. 1 includes a pulsed laser light source 1, a pulse frequency control means 2, a condensing lens 4, a second harmonic generating crystal 5 as a nonlinear medium, A condensing lens 7, a third harmonic generating crystal 8 as a nonlinear medium, a collimating lens 10, a parallel flat plate 13, and an angle adjustment mechanism 14 of the parallel flat plate are provided. . The pulse laser light source 1 outputs the laser beam 3 used as the fundamental wave which is a 1st laser beam. The pulse frequency of the pulsed laser light source 1 which performs pulse oscillation can be changed by the pulse frequency control means 2 . The laser beam 3 output from the pulse laser light source 1 is a single mode.

도 2는 이 개시의 실시예 1을 나타내는 펄스 레이저 광원의 구성도이다. 도 2에 나타내는 펄스 레이저 광원(1)은 Q 스위치 레이저이다. 펄스 레이저 광원(1)은 레이저광(110)을 전(全)반사하는 고반사 미러(101)와, 레이저광(110) 중 일부를 반사하고, 나머지를 투과하는 부분 반사 미러(102)를 구비한다. 고반사 미러(101)와 부분 반사 미러(102)의 사이에는, 레이저 매질(103), 여기광 결합 미러(104), 음향 광학 소자(105)가 배치되어 있다. 반도체 레이저인 광원(106)에서 발생하여, 광 파이버(107)를 통과하여 출력된 여기광(108)은, 여기 광학계(109)와 여기광 결합 미러(104)를 통과하여 레이저 매질(103)을 조사한다. 2 is a configuration diagram of a pulsed laser light source showing Example 1 of this disclosure. The pulse laser light source 1 shown in FIG. 2 is a Q-switched laser. The pulse laser light source 1 includes a high reflection mirror 101 that fully reflects the laser light 110 and a partial reflection mirror 102 that reflects some of the laser light 110 and transmits the rest. do. Between the highly reflective mirror 101 and the partially reflective mirror 102 , a laser medium 103 , an excitation light coupling mirror 104 , and an acoustooptical element 105 are disposed. The excitation light 108 generated by the light source 106, which is a semiconductor laser, and passed through the optical fiber 107, passes through the excitation optical system 109 and the excitation light coupling mirror 104 to pass through the laser medium 103. investigate

레이저 매질(103)은 여기광(108)을 흡수하여, 기본파의 파장인 자연 방출광을 발생시킨다. 자연 방출광은 고반사 미러(101)와 부분 반사 미러(102)의 사이에 왕복하고, 레이저 매질(103)을 통과할 때 증폭됨으로써 발진하고, 고반사 미러(101)와 부분 반사 미러(102)의 사이에는, 기본파의 파장인 레이저광(110)이 생성된다. 레이저광(110)이 부분 반사 미러(102)에 입사되면, 그 일부는 기본파가 되는 레이저광(3)으로서 취출된다. 광원(106)의 파장은 808nm나 879nm나 888nm이고, 레이저광(3)의 파장은 1064nm이다. The laser medium 103 absorbs the excitation light 108 to generate natural emission light that is the wavelength of the fundamental wave. Natural emission light reciprocates between the high reflection mirror 101 and the partial reflection mirror 102 , and is amplified when passing through the laser medium 103 to oscillate, and the high reflection mirror 101 and the partial reflection mirror 102 . In between, the laser beam 110 which is the wavelength of a fundamental wave is produced|generated. When the laser beam 110 is incident on the partial reflection mirror 102, a part thereof is taken out as the laser beam 3 serving as a fundamental wave. The wavelength of the light source 106 is 808 nm, 879 nm, or 888 nm, and the wavelength of the laser light 3 is 1064 nm.

레이저 매질(103)은 결정, 유리, 또는 세라믹스에 희토류 원소나 티탄이 첨가된 고체 모양의 레이저 매질이다. 레이저 매질(103)을 구성하는 레이저 결정은, YAG(Yttrium Aluminum Garnet), YVO4(Yttrium Vanadate), GdVO4(Gadolinium Vanadate), 사파이어(Al2O3), KGW(칼륨 가돌리늄텅스텐), 또는 KYW(칼륨 이트륨텅스텐)이다. 희토류 원소는 Nd(네오디뮴), Yb(이테르븀), Er(에르븀), Ho(홀뮴), Tm(툴륨), 또는 Pr(프라세오디뮴)이다. The laser medium 103 is a solid-state laser medium in which a rare earth element or titanium is added to crystal, glass, or ceramics. The laser crystal constituting the laser medium 103 is YAG (Yttrium Aluminum Garnet), YVO4 (Yttrium Vanadate), GdVO4 (Gadolinium Vanadate), sapphire (Al2O3), KGW (potassium gadolinium tungsten), or KYW (potassium yttrium tungsten). to be. Rare earth elements are Nd (neodymium), Yb (ytterbium), Er (erbium), Ho (holmium), Tm (thulium), or Pr (praseodymium).

음향 광학 소자(105)는 RF 드라이버(112)가 출력하는 RF 신호를 받아, RF 신호가 입력되고 있을 때와 RF 신호가 입력되어 있지 않을 때에서, 레이저광(110)의 광축을 변화시킨다. 음향 광학 소자(105)에 입력하는 RF 신호를 온으로 함으로써 광축이 변화한 레이저광(110)은, 고반사 미러(101)와 부분 반사 미러(102)의 사이를 왕복할 수 없기 때문에, 발진이 정지된다. 발진이 정지되어 있는 동안도, 레이저 매질(103)은 여기광(108)을 흡수하고, 흡수함으로써 에너지를 축적한다. 레이저 매질(103)에 여기광(108)에 의한 에너지가 축적된 상태에서, 음향 광학 소자(105)에 입력하는 RF 신호를 오프로 하여, 고반사 미러(101)와 부분 반사 미러(102)의 사이에 재차 발진시킴으로써, 축적된 에너지가 단번에 방출되어, 고강도의 레이저광(3)이 출력된다. The acousto-optical element 105 receives the RF signal output by the RF driver 112, and changes the optical axis of the laser beam 110 when an RF signal is input and when an RF signal is not input. Since the laser beam 110 whose optical axis has changed by turning on the RF signal input to the acousto-optical element 105 cannot travel back and forth between the highly reflective mirror 101 and the partially reflective mirror 102, oscillation occurs. is stopped Even while oscillation is stopped, the laser medium 103 absorbs the excitation light 108 and stores energy by absorbing it. In a state in which the energy of the excitation light 108 is accumulated in the laser medium 103, the RF signal input to the acousto-optical element 105 is turned off, and the high reflection mirror 101 and the partial reflection mirror 102 are separated. By oscillating again in the meantime, the accumulated energy is emitted at once, and the laser beam 3 with high intensity|strength is output.

펄스 발생 장치(113)는 RF 드라이버(112)가 출력하는 RF 신호의 온과 오프의 타이밍을 제어함으로써, 레이저광(3)의 펄스 주파수를 제어한다. 레이저광(3)의 펄스 주파수는, 수십 kHz부터 수백 kHz이며, 펄스의 폭은 수ns부터 수백ns이다. 이러한 Q 스위치 레이저에서는, 펄스 주파수의 역수로 나타내지는 펄스 간격 시간이 레이저 매질(103)의 상준위 수명보다도 짧으면, 레이저광(3)의 평균 출력은 여기광(108)의 출력으로 정해지기 때문에, 여기광(108)의 출력이 거의 일정한 경우, 레이저광(3)의 펄스 주파수가 변화해도 레이저광(3)의 평균 출력의 변화는 작다. 즉, Q 스위치 레이저인 펄스 레이저 광원(1)은, 펄스 주파수를 변경해도, 거의 일정한 평균 출력의 레이저광(3)을 취출하는 것이 가능하다. The pulse generator 113 controls the pulse frequency of the laser beam 3 by controlling the on and off timing of the RF signal output by the RF driver 112 . The pulse frequency of the laser beam 3 is several tens of kHz to several hundreds of kHz, and the width of the pulse is several ns to several hundreds of ns. In such a Q-switched laser, if the pulse interval time expressed as the reciprocal of the pulse frequency is shorter than the upper-level lifetime of the laser medium 103, the average output of the laser light 3 is determined by the output of the excitation light 108, When the output of the excitation light 108 is substantially constant, even if the pulse frequency of the laser light 3 changes, the change in the average output of the laser light 3 is small. That is, even if the pulsed laser light source 1 which is a Q switch laser changes a pulse frequency, it is possible to take out the laser beam 3 of a substantially constant average output.

도 3은 이 개시의 실시예 1을 나타내는 펄스 레이저 광원의 다른 형태의 구성도이다. 펄스 레이저 광원(200)은 반도체 레이저(201)과, 광원(205)과, 광 파이버 증폭기(206)와, 고체 증폭기(220)를 구비한다. 반도체 레이저(201)는 InGaAs의 반도체 레이저이다. 반도체 레이저(201)는 구동 전원(202)에 의해 펄스 구동하여, 미약한 레이저광인 종광(種光) La을 발생시킨다. 구동 전원(202)은 반도체 레이저(201)에 전류를 흘리고, 흘리는 전류의 펄스 주파수를 변경함으로써, 종광 La의 펄스 주파수를 제어할 수 있다. 종광 La의 펄스의 폭은 10ps부터 100ns 정도이고, 평균 출력은 펄스 주파수에 거의 비례하여, 100nW부터 10mW정도이다. 3 is a configuration diagram of another form of a pulsed laser light source showing Example 1 of this disclosure. The pulse laser light source 200 includes a semiconductor laser 201 , a light source 205 , an optical fiber amplifier 206 , and a solid state amplifier 220 . The semiconductor laser 201 is an InGaAs semiconductor laser. The semiconductor laser 201 is pulse-driven by the driving power supply 202 to generate seed light La, which is a weak laser light. The driving power supply 202 can control the pulse frequency of the seed light La by passing a current through the semiconductor laser 201 and changing the pulse frequency of the current flowing therethrough. The pulse width of the seed light La ranges from 10ps to 100ns, and the average output is approximately proportional to the pulse frequency, from 100nW to 10mW.

반도체 레이저(201)는 광 파이버(203)와 결합하고 있고, 종광 La는 광 파이버(203)의 내부를 전파한다. 결합기(204)는 광원(205)으로부터 발사된 여기광 Le와 종광 La을 같은 축으로 결합시켜, 광 파이버 증폭기(206)로 안내한다. 광 파이버 증폭기(206)는 광원(205)으로부터 발사된 여기광 Le을 흡수하여, 종광 La을 10배부터 1000배로 증폭하고, 증폭광 Lb로서 단면(207)으로부터 출사시킨다. 광 파이버 증폭기(206)는 Yb(이테르븀), Er(에르븀), Ho(홀뮴), Tm(툴륨), 또는 Pr(프라세오디뮴)과 같은 희토류가 첨가된 광 파이버이다. The semiconductor laser 201 is coupled to the optical fiber 203 , and the seed light La propagates inside the optical fiber 203 . The coupler 204 couples the excitation light Le and the seed light La emitted from the light source 205 in the same axis and guides them to the optical fiber amplifier 206 . The optical fiber amplifier 206 absorbs the excitation light Le emitted from the light source 205, amplifies the seed light La from 10 times to 1000 times, and emits it from the end face 207 as the amplified light Lb. The optical fiber amplifier 206 is an optical fiber to which a rare earth such as Yb (ytterbium), Er (erbium), Ho (holmium), Tm (thulium), or Pr (praseodymium) is added.

증폭광 Lb의 평균 출력은 1μW부터 10W 정도이다. 증폭광 Lb는 고체 모양의 레이저 매질을 가지는 고체 증폭기(220)에 의해 증폭되어, 증폭광 Lc로서 고체 증폭기(220)로부터 출사된다. 이 개시에서는, 증폭광 Lc가 기본파의 레이저광(3)이 된다. 고체 증폭기(220)는 레이저 매질(803)과 여기광 결합 미러(804)와 광원(806)과 광 파이버(807)를 가지고, 광원(806)에서 발생하여, 광 파이버(807)를 통과하여 출사된 여기광(808)은, 여기 광학계(809)와 여기광 결합 미러(804)를 투과하여 레이저 매질(803)에 흡수된다. 여기광(808)을 흡수한 레이저 매질(803)은 증폭광 Lb를 포화 증폭시킨다. 포화 증폭된 증폭광 Lb는, 여기광 결합 미러(804)에서 반사되어, 증폭광 Lc로서 출사된다. 고체 증폭기(220)는 증폭광 Lb를 포화 증폭시키기 때문에, 증폭광 Lb의 평균 출력이 변동해도 증폭광 Lc의 평균 출력은 거의 일정하다. 증폭광 Lc의 평균 출력은 1W부터 수백W 정도이고, 종광 La의 평균 출력에 비해 높다. 그 때문에, 구동 전원(202)에 의해 종광 La의 펄스 주파수가 변경되어, 종광 La의 평균 출력이 변화해도 증폭광 Lc의 평균 출력은 실질적으로 변화하지 않기 때문에, 거의 일정한 평균 출력의 기본파의 증폭광 Lc를 취출할 수 있다. The average power of the amplified light Lb is about 1 μW to 10 W. The amplified light Lb is amplified by the solid-state amplifier 220 having a solid-state laser medium, and is emitted from the solid-state amplifier 220 as the amplified light Lc. In this disclosure, the amplified light Lc becomes the laser light 3 of the fundamental wave. The solid-state amplifier 220 has a laser medium 803, an excitation light coupling mirror 804, a light source 806, and an optical fiber 807, generated from the light source 806, and emitted through the optical fiber 807 The excitation light 808 transmitted through the excitation optical system 809 and the excitation light coupling mirror 804 is absorbed by the laser medium 803 . The laser medium 803 that has absorbed the excitation light 808 saturates and amplifies the amplified light Lb. The saturated amplified amplified light Lb is reflected by the excitation light coupling mirror 804 and is emitted as the amplified light Lc. Since the solid-state amplifier 220 saturates and amplifies the amplified light Lb, the average output of the amplified light Lc is substantially constant even if the average output of the amplified light Lb varies. The average power of the amplified light Lc ranges from 1W to several hundreds of W, which is higher than the average output of the seed light La. Therefore, even if the pulse frequency of the seed light La is changed by the drive power supply 202 and the average output of the seed light La changes, the average output of the amplified light Lc does not substantially change. The light Lc can be extracted.

도 1에 나타내는 것처럼, 펄스 레이저 광원(1)으로부터 출사된 기본파의 레이저광(3)은, 집광 렌즈(4)에 의해 제2 고조파 발생 결정(5)에 집광된다. 제2 고조파 발생 결정(5)은 레이저광(3)의 일부를 레이저광(3)의 절반의 파장을 가지는 제2 고조파(6)로 변환한다. 제2 고조파(6)와, 제2 고조파(6)로 변환되지 않고 남은 레이저광(3)은, 집광 렌즈(7)에 의해 제3 고조파 발생 결정(8)의 표면을 포함하는 내부에 집광된다. 제3 고조파 발생 결정(8)은 제2 고조파(6)와 레이저광(3)에 의해, 제2 레이저광인 레이저광(3)의 3분의 1의 파장을 가지는 제3 고조파(9)를 발생시킨다. 제2 고조파 발생 결정(5)과 제3 고조파 발생 결정(8)은, LBO 결정(LiB3O5), KTP 결정(KTiPO4), BBO 결정(β-BaB2O4), CBO 결정(CsB3O5), CLBO 결정(CsLiB6O10), 등의 비선형 매질이다. 이와 같이, 비선형 매질을 이용하여, 기본파인 레이저광(3)과는 상이한 파장의 레이저광을 발생시키는 방법을 파장 변환이라고 말하고, 이 때에 이용되는 비선형 매질을 파장 변환 결정이라고 말한다. 도 1에 나타내는 것처럼, 기본파인 레이저광(3)의 3분의 1의 파장을 가지는 레이저광을 발생시키는 과정은, 제3 고조파 발생이라고 불린다. As shown in FIG. 1 , the laser beam 3 of the fundamental wave emitted from the pulsed laser light source 1 is condensed on the second harmonic generation crystal 5 by the condensing lens 4 . The second harmonic generating crystal 5 converts a part of the laser light 3 into a second harmonic 6 having a half wavelength of the laser light 3 . The second harmonic 6 and the laser light 3 remaining unconverted to the second harmonic 6 are condensed by a condensing lens 7 into the interior including the surface of the third harmonic generating crystal 8 . . The third harmonic generation crystal 8 generates a third harmonic 9 having a wavelength of one-third that of the laser light 3 which is the second laser light by the second harmonic 6 and the laser light 3 . make it The second harmonic generation crystal (5) and the third harmonic generation crystal (8) are LBO crystal (LiB3O5), KTP crystal (KTiPO4), BBO crystal (β-BaB2O4), CBO crystal (CsB3O5), CLBO crystal (CsLiB6O10) , etc. are non-linear media. As described above, a method of generating a laser beam having a wavelength different from that of the laser beam 3 which is a fundamental wave using a nonlinear medium is called wavelength conversion, and the nonlinear medium used at this time is called a wavelength conversion crystal. As shown in FIG. 1, the process of generating the laser beam which has a wavelength of one-third of the laser beam 3 which is a fundamental wave is called 3rd harmonic generation.

제3 고조파 발생 결정(8)에 입사되는 레이저광(3)이나 제2 고조파(6)와, 제3 고조파 발생 결정(8)에서 발생하는 제3 고조파(9)의 파수 벡터를 각각 kω, k, k라고 하면, 제3 고조파 발생에 있어서의 위상 부정합 Δk는 다음 식으로 나타내지고, 위상 부정합 Δk가 작아질 때, 강한 제3 고조파(9)가 얻어진다. The wavenumber vectors of the laser light 3 or the second harmonic 6 incident on the third harmonic generating crystal 8 and the third harmonic 9 generated by the third harmonic generating crystal 8 are respectively k ω , Assuming k 2 ω and k 3 ω , the phase mismatch Δk in generation of the third harmonic is expressed by the following equation, and when the phase mismatch Δk becomes small, a strong third harmonic 9 is obtained.

[수 3][Number 3]

Figure pct00003
Figure pct00003

파수 벡터 kω, k, k의 크기는, 기본파인 레이저광(3)의 파장 λ를 이용하여, 각각 다음 식으로 나타내진다. The magnitudes of the wave number vectors k ω , k 2 ω , and k 3 ω are respectively expressed by the following equations using the wavelength λ of the laser beam 3 which is a fundamental wave.

[수 4][Number 4]

Figure pct00004
Figure pct00004

[수 5][Number 5]

Figure pct00005
Figure pct00005

[수 6][Number 6]

Figure pct00006
Figure pct00006

n1, n2, n3은 각각 레이저광(3), 제2 고조파(6), 제3 고조파(9)에 있어서의 제3 고조파 발생 결정(8)의 굴절률이다. n 1 , n 2 , and n 3 are the refractive indices of the third harmonic generating crystal 8 in the laser beam 3 , the second harmonic 6 , and the third harmonic 9 , respectively.

제2 고조파 발생 결정(5)과 제3 고조파 발생 결정(8)의 굴절률은, 결정의 온도에도 의존한다. 온도 제어기(16)와 온도 제어기(17)는 통상, 위상 부정합 Δk를 작게 하고, 제3 고조파(9)의 평균 출력이 가장 높아지도록, 제2 고조파 발생 결정(5)과 제3 고조파 발생 결정(8)의 온도를 제어한다. The refractive indices of the second harmonic generating crystal 5 and the third harmonic generating crystal 8 also depend on the temperature of the crystal. The temperature controller 16 and the temperature controller 17 usually make the phase mismatch Δk small and make the second harmonic generation decision 5 and the third harmonic generation decision (5) so that the average output of the third harmonic 9 is the highest. 8) to control the temperature.

파장 변환의 변환 효율은, 변환되는 레이저광의 피크 강도에 의존하여, 변환되는 레이저광의 피크 강도가 높을수록 변환 효율은 높아진다. 기본파인 레이저광(3)과 제2 고조파(6)는, 집광 렌즈(4)나 집광 렌즈(7)에서 집광됨으로써, 고강도로 제2 고조파 발생 결정(5)이나 제3 고조파 발생 결정(8)에 입사되고, 그 결과, 효율이 높은 파장 변환이 가능해진다. 또, 레이저광(3)은 펄스 발진하기 때문에, 같은 평균 출력을 가지는 연속파 발진의 레이저광보다도 높은 피크 강도를 가지기 때문에, 효율이 높은 파장 변환이 가능해진다. The conversion efficiency of wavelength conversion depends on the peak intensity of the converted laser beam, and the conversion efficiency becomes high, so that the peak intensity of the converted laser beam is high. The laser beam 3 and the second harmonic 6, which are fundamental waves, are condensed by the condensing lens 4 or the condensing lens 7, so that the second harmonic generating crystal 5 or the third harmonic generating crystal 8 is high intensity. , and as a result, wavelength conversion with high efficiency becomes possible. Moreover, since the laser beam 3 carries out pulse oscillation, since it has a peak intensity higher than the laser beam of continuous wave oscillation which has the same average output, wavelength conversion with high efficiency becomes possible.

강한 제3 고조파(9)를 얻으려면, 위상 부정합 Δk가 작아지면 좋기 때문에, 제3 고조파 발생 결정(8)에 입사되는 레이저광(3)이나 제2 고조파(6)와, 제3 고조파 발생 결정(8)에서 발생하는 제3 고조파(9)의 파수 벡터 kω, k2ω, k가 반드시 같은 방향일 필요는 없다. 도 4는 이 개시의 실시예 1을 나타내는 제3 고조파 발생 결정의 내부를 각 레이저광이 진행하는 광로도이다. 레이저광(3)과 제2 고조파(6)와 제3 고조파(9)의 진행 방향이, 각각 파수 벡터 kω, k, k의 방향이다. 도 4에 나타내는 것처럼, 레이저광(3)과 제2 고조파(6)가 같은 축에서 제3 고조파 발생 결정(8)에 입사되지만, 레이저광(3)과 제2 고조파(6)에서는, 파장이나 편광 상태가 상이하기 때문에, 제3 고조파 발생 결정(8)의 내부에서는 상이한 굴절률로 진행한다. 그 결과, 제3 고조파 발생 결정(8)의 내부에서는, 파수 벡터 kω와 k의 방향이 다르다. In order to obtain a strong third harmonic 9, the phase mismatch Δk needs to be small. Therefore, the laser beam 3 or the second harmonic 6 incident on the third harmonic generating crystal 8, and the third harmonic generating crystal The wavenumber vectors k ω , k2ω , k of the third harmonic 9 occurring in (8) are not necessarily in the same direction. Fig. 4 is an optical path in which each laser beam travels inside a third harmonic generating crystal showing Example 1 of the present disclosure. The advancing directions of the laser beam 3, the 2nd harmonic 6, and the 3rd harmonic 9 are the directions of the wavenumber vectors k omega , k 2 omega, and k 3 omega, respectively. As shown in Fig. 4, the laser beam 3 and the second harmonic 6 are incident on the third harmonic generating crystal 8 on the same axis, but in the laser beam 3 and the second harmonic 6, the wavelength or Because the polarization state is different, the inside of the third harmonic generating crystal 8 proceeds to a different refractive index. As a result, the directions of the wavenumber vectors k omega and k 2 omega are different inside the third harmonic generation crystal 8 .

위상 부정합 Δk가 가장 작아지는, 즉, 제로가 될 때, 식 3은 다음 식으로 나타내지고, 제3 고조파(9)의 파수 벡터 k는, 레이저광(3)의 파수 벡터 kω와 제2 고조파(6)의 파수 벡터 k의 사이의 방향이 된다. When the phase mismatch Δk becomes the smallest, that is, when it becomes zero, Equation 3 is expressed by the following equation, and the wave number vector k of the third harmonic 9 is the wavenumber vector k ω of the laser light 3 and the second It becomes the direction between the wavenumber vectors k 2 ω of the harmonics 6 .

[수 7][Number 7]

Figure pct00007
Figure pct00007

레이저광(3)과 제2 고조파(6)는 집광 렌즈(7)에 의해 제3 고조파 발생 결정(8)의 내부에 집광되기 때문에, 발생한 제3 고조파(9)는 제3 고조파 발생 결정(8) 상에서 빔 웨이스트를 가져, 제3 고조파 발생 결정(8)으로부터 출사된 후는, 제3 고조파(9)는 확산각이 발산하도록 진행한다. 콜리메이트용 렌즈(10)는 발산한 제3 고조파(9)의 확산각을 평행하게 하기 위한 렌즈로서, 그 초점 위치가 제3 고조파 발생 결정(8)의 표면을 포함하는 내부에 위치하도록 배치된다. 콜리메이트용 렌즈(10)는 광축 둘레로 회전 대칭성이 있는 평볼록 형상의 구면 혹은 비구면의 렌즈이다. Since the laser light 3 and the second harmonic 6 are condensed inside the third harmonic generating crystal 8 by the condensing lens 7, the generated third harmonic 9 is generated by the third harmonic generating crystal 8 ), after exiting from the third harmonic generating crystal 8, the third harmonic 9 proceeds so that the diffusion angle diverges. The collimating lens 10 is a lens for making the diffusion angle of the diverging third harmonic 9 parallel, and its focal position is disposed inside including the surface of the third harmonic generating crystal 8 . . The collimating lens 10 is a plano-convex spherical or aspherical lens with rotational symmetry around an optical axis.

혹은 콜리메이트용 렌즈(10)는, 곡율의 방향이 서로 직교하는 2개의 평볼록 형상의 실린드리컬 렌즈이다. 2개의 실린드리컬 렌즈의 초점 거리는 서로 다르며, 실린드리컬 렌즈의 각각의 곡율의 방향에 있어서 제3 고조파(9)의 확산각이 평행하게 되도록, 2개의 실린드리컬 렌즈의 초점 위치를 제3 고조파 발생 결정(8)의 표면을 포함하는 내부에 위치하도록 배치해도 된다. 이 경우, 제3 고조파 발생 결정(8)으로부터 출사된 제3 고조파(9)의 발산각이 실린드리컬 렌즈의 각각의 곡율의 방향에서 다르더라도, 적절한 초점 거리의 실린드리컬 렌즈를 선택함으로써, 2개의 실린드리컬 렌즈로부터 출사된 제3 고조파(9)는 평행하고 또한 진원도가 높은 빔 형상으로 하는 것이 가능해진다. Alternatively, the collimating lens 10 is two plano-convex cylindrical lenses whose curvature directions are orthogonal to each other. The focal lengths of the two cylindrical lenses are different from each other, and the focal positions of the two cylindrical lenses are set to the third so that the diffusion angles of the third harmonic 9 are parallel in the respective curvature directions of the cylindrical lenses. You may arrange so that it may be located inside the surface of the harmonic generation|occurrence|production crystal 8 containing. In this case, even if the divergence angle of the third harmonic 9 emitted from the third harmonic generation crystal 8 is different in each direction of curvature of the cylindrical lens, by selecting a cylindrical lens of an appropriate focal length, The third harmonic 9 emitted from the two cylindrical lenses can be parallel to a beam shape with high roundness.

제3 고조파(9)와, 제3 고조파 발생 결정(8)에서 파장 변환되지 않고 남은 레이저광(3)과 제2 고조파(6)는, 파장 분리 미러(11)에 의해 분리된다. 도 1에 나타내는 것처럼, 제3 고조파(9)는 파장 분리 미러(11)를 투과하고, 파장 변환되지 않고 남은 레이저광(3)과 제2 고조파(6)는 파장 분리 미러(11)에서 반사된다. 또, 도시하지 않지만, 제3 고조파(9)가 파장 분리 미러(11)에서 반사되고, 파장 변환되지 않고 남은 레이저광(3)과 제2 고조파(6)가 파장 분리 미러(11)를 투과하여도 된다. The third harmonic 9 and the laser beam 3 and the second harmonic 6 remaining without wavelength conversion in the third harmonic generating crystal 8 are separated by a wavelength separation mirror 11 . As shown in FIG. 1 , the third harmonic 9 passes through the wavelength separation mirror 11 , and the laser beam 3 and the second harmonic 6 remaining without wavelength conversion are reflected by the wavelength separation mirror 11 . . In addition, although not shown, the third harmonic 9 is reflected by the wavelength separation mirror 11 , and the laser light 3 and the second harmonic 6 remaining without wavelength conversion pass through the wavelength separation mirror 11 . also be

파장 분리 미러(11)에 의해 제3 고조파(9)로부터 분리된 파장 변환되지 않고 남은 레이저광(3)과 제2 고조파(6)는 댐퍼(12)에서 받아들여져, 댐퍼(12)에서 흡수된다. 도 1에서는, 파장 분리 미러(11)를, 파장 변환되지 않고 남은 레이저광(3)과 제2 고조파(6)가 콜리메이트용 렌즈(10)를 투과한 후에 배치하고 있지만, 제3 고조파 발생 결정(8)과 콜리메이트용 렌즈(10)의 사이에 배치해도 된다. 파장 분리 미러(11)는 제3 고조파(9)의 파장에서는 투과 특성를 가지고, 레이저광(3)과 제2 고조파(6)의 파장에서는 반사 특성을 가지도록 설계된 유전체 다층막 미러이다. 파장 분리 미러(11)는 미러의 광학 소자로 한정하지 않고, 파장에 의해 레이저광을 분리할 수 있는 것이면 되고, 프리즘이나 회절 격자 등과 같이, 파장에 의해 광축이 변화하는 것이어도 된다. The laser light 3 and the second harmonic 6 remaining without wavelength conversion separated from the third harmonic 9 by the wavelength separation mirror 11 are received by the damper 12 and absorbed by the damper 12 . . In Fig. 1, the wavelength separation mirror 11 is disposed after the laser beam 3 and the second harmonic 6 remaining without wavelength conversion have passed through the collimating lens 10, but the third harmonic generation is determined You may arrange|position between (8) and the lens 10 for collimating. The wavelength separation mirror 11 is a dielectric multilayer mirror designed to have transmission characteristics at the wavelength of the third harmonic 9 and reflection characteristics at the wavelengths of the laser light 3 and the second harmonic 6 . The wavelength separation mirror 11 is not limited to the optical element of the mirror, as long as it can separate laser light according to the wavelength, or a prism or a diffraction grating whose optical axis changes depending on the wavelength may be used.

제3 고조파(9)는 평행 평면판(13)을 투과하여, 파장 변환 레이저 장치(50)로부터 출사된다. 평행 평면판(13)은 제3 고조파(9)가 입사되는 면과 출사되는 면이 서로 평행하게 되어 있고, 제3 고조파(9)의 파장에서 실질적으로 투명하다. 평행 평면판(13)은 제3 고조파(9)의 파장에서 반사를 방지하는 반사 방지막이 실시된 합성 석영이나 BK7 등의 광학 유리이다. 평행 평면판(13)은 각도 조정 기구(14)에 의해 회전 방향(15)의 방향으로 각도를 제어할 수 있어, 평행 평면판(13)으로의 제3 고조파(9)의 입사 각도를 제어할 수 있다. The third harmonic 9 passes through the parallel flat plate 13 and is emitted from the wavelength conversion laser device 50 . The parallel flat plate 13 has an incident surface and an exit surface of the third harmonic 9 parallel to each other, and is substantially transparent at the wavelength of the third harmonic 9 . The parallel flat plate 13 is optical glass such as synthetic quartz or BK7 to which an antireflection film for preventing reflection at the wavelength of the third harmonic 9 has been applied. The parallel flat plate 13 can control the angle in the direction of the rotational direction 15 by the angle adjusting mechanism 14, so that the angle of incidence of the third harmonic 9 to the parallel flat plate 13 can be controlled. can

각도 조정 기구(14)는 회전 스테이지나 서보 모터로 구성된다. 평행 평면판(13)으로 제3 고조파(9)가 수직 입사를 제외한 사입사(斜入射)의 각도로 입사되는 경우, 제3 고조파(9)가 평행 평면판(13)을 투과할 때, 제3 고조파(9)는 평행 평면판(13)에 입사되는 면과 출사하는 면에서 굴절되기 때문에, 평행 평면판(13)으로 입사되기 전과 출사된 후에, 제3 고조파(9)의 광축이 평행 이동한다. The angle adjustment mechanism 14 is constituted by a rotation stage or a servo motor. When the third harmonic 9 is incident on the parallel flat plate 13 at an angle of oblique incidence excluding normal incidence, when the third harmonic 9 passes through the parallel flat plate 13 , the Since the 3rd harmonic 9 is refracted at the plane incident on the parallel flat plate 13 and the exiting plane, the optical axis of the third harmonic 9 moves in parallel before and after it is incident on the parallel plane plate 13 and after it is emitted. do.

도 5는 이 개시의 실시예 1을 나타내는 평행 평면판을 투과하는 것에 따른 제3 고조파의 광축 이동을 나타내는 설명도이다. 제3 고조파(9)는 입사 각도 θ1로 평행 평면판(13)으로 입사되는 면(S1)에 입사됨과 아울러, 평행 평면판(13)의 입사되는 면(S1)에서 굴절된다. 평행 평면판(13)의 굴절률을 n, 굴절 각도를 θ2라고 하면, 굴절 각도 θ2는 다음 식을 만족한다. Fig. 5 is an explanatory diagram showing the optical axis movement of the third harmonic as it passes through the parallel flat plate showing the first embodiment of the present disclosure. The third harmonic 9 is incident on the plane S1 incident on the parallel flat plate 13 at an incident angle θ 1 , and is refracted on the incident surface S1 of the parallel flat plate 13 . Assuming that the refractive index of the parallel flat plate 13 is n and the refraction angle is θ 2 , the refraction angle θ 2 satisfies the following equation.

[수 8][Number 8]

Figure pct00008
Figure pct00008

평행 평면판(13)은 입사되는 면(S1)과 출사되는 면(S2)이 서로 평행이므로, 입사되는 면(S1)에서 굴절에 의해 변화한 제3 고조파(9)의 광축은, 출사되는 면(S2)에 대해서 θ2의 각도로 입사된다. 출사되는 면(S2)으로부터 출사되는 제3 고조파(9)의 출사 각도를 θ3라고 하면, 출사 각도 θ3는 다음 식을 만족한다. In the parallel flat plate 13, since the incident surface S1 and the exit surface S2 are parallel to each other, the optical axis of the third harmonic 9 changed by refraction on the incident surface S1 is the output surface It is incident at an angle of θ 2 with respect to (S2). If the emission angle of the third harmonic 9 emitted from the exit surface S2 is θ 3 , the emission angle θ 3 satisfies the following equation.

[수 9][Number 9]

Figure pct00009
Figure pct00009

그 결과, θ13이 되어, 평행 평면판(13)에 입사되는 제3 고조파(9)의 광축(18)과, 평행 평면판(13)으로부터 출사되는 제3 고조파(9)의 광축(19)은 평행하게 되지만, 제3 고조파(9)가 평행 평면판(13)의 내부에서 굴절된 분만큼, 광축(18)과 광축(19)은 어긋난 상태가 된다. 제3 고조파(9)의 광축(18)과 광축(19)의 평행 이동하는 양을 d라고 하고, 평행 평면판(13)으로 입사되는 면(S1)과 출사되는 면(S2)의 거리를 t라고 하면, 다음 식이 성립된다. As a result, θ 13 becomes, the optical axis 18 of the third harmonic 9 incident on the parallel flat plate 13 and the optical axis of the third harmonic 9 emitted from the parallel flat plate 13 . (19) becomes parallel, but the optical axis 18 and the optical axis 19 are shifted by the amount by which the third harmonic 9 is refracted inside the parallel flat plate 13. Let d be the amount of parallel movement of the optical axis 18 and the optical axis 19 of the third harmonic 9, and the distance between the surface S1 incident on the parallel flat plate 13 and the surface S2 exiting is t , then the following expression is established:

[수 10][Number 10]

Figure pct00010
Figure pct00010

펄스 주파수 제어 수단(2)에 의해 펄스 레이저 광원(1)이 펄스 주파수를 변경해도, 거의 일정한 평균 출력으로 레이저광(3)을 출사하는 경우, 펄스 레이저 광원(1)의 펄스 주파수를 변경하면, 1개의 펄스에 포함되는 펄스 에너지가 변화한다. 그 결과, 레이저광(3)의 피크 강도가 변화하므로, 파장 변환의 변환 효율이 변화한다. 펄스 주파수를 증가시키면 파장 변환의 효율이 낮아지기 때문에, 제3 고조파(9)의 평균 출력은 낮아진다. 한편, 펄스 주파수를 감소시키면 파장 변환의 효율이 높아지기 때문에, 제3 고조파(9)의 평균 출력은 높아진다. Even if the pulsed laser light source 1 changes the pulse frequency by the pulse frequency control means 2, when the laser beam 3 is emitted with a substantially constant average output, if the pulse frequency of the pulsed laser light source 1 is changed, The pulse energy included in one pulse changes. As a result, since the peak intensity of the laser beam 3 changes, the conversion efficiency of wavelength conversion changes. Since increasing the pulse frequency lowers the efficiency of wavelength conversion, the average power of the third harmonic 9 is lowered. On the other hand, since the efficiency of wavelength conversion increases when the pulse frequency is reduced, the average output of the third harmonic 9 increases.

제3 고조파(9)의 파장에 있어서, 제3 고조파 발생 결정(8)에 흡수가 있는 경우, 제3 고조파(9)의 평균 출력이 변화하면, 제3 고조파 발생 결정(8)의 흡수하는 열량이 변화하고, 그 결과, 제3 고조파 발생 결정(8)의 온도가 변화한다. 파장 변환에 이용되는 비선형 매질은, 수ppm부터 수천ppm 정도의 흡수가 존재하고, 파장이 짧아지면 흡수하는 비율이 높아지는 것이 많다. 그 때문에, 기본파의 레이저광(3)이나 제2 고조파(6)보다도 파장이 짧은 제3 고조파(9)의 쪽이, 비선형 매질에 흡수되는 비율이 높아지는 경향에 있다. In the wavelength of the third harmonic 9, when the third harmonic generating crystal 8 has absorption, if the average output of the third harmonic 9 changes, the amount of heat absorbed by the third harmonic generating crystal 8 This changes, and as a result, the temperature of the third harmonic generating crystal 8 changes. In the nonlinear medium used for wavelength conversion, absorption of several ppm to several thousand ppm exists, and as the wavelength is shortened, the absorption ratio increases in many cases. Therefore, the ratio of absorption by the nonlinear medium of the laser beam 3 of a fundamental wave and the direction of the 3rd harmonic 9 with a shorter wavelength than the 2nd harmonic 6 tends to become high.

제3 고조파 발생 결정(8)의 온도가 변화하면, 제3 고조파 발생 결정(8)의 굴절률이 변화하기 때문에, 위상 부정합 Δk가 변화한다. 도 4에 나타내는 것처럼, 레이저광(3)과 제2 고조파(6)가 제3 고조파 발생 결정(8)에 대해서 수직 입사를 제외한 사입사의 각도로 입사되는 경우, 레이저광(3)과 제2 고조파(6)의 굴절 각도도 변화하기 때문에, 파수 벡터 kω와 k의 방향이 변화한다. 이 경우, 제3 고조파(9)의 파수 벡터 k의 방향은, 위상 부정합 Δk가 가장 작아지는 방향이 된다. When the temperature of the third harmonic generating crystal 8 changes, the refractive index of the third harmonic generating crystal 8 changes, so that the phase mismatch Δk changes. As shown in Fig. 4, when the laser beam 3 and the second harmonic 6 are incident at an angle of oblique incidence excluding normal incidence with respect to the third harmonic generation crystal 8, the laser beam 3 and the second harmonic Since the refraction angle of the harmonic 6 also changes, the directions of the wavenumber vectors k ω and k 2 ω change. In this case, the direction of the wavenumber vector k of the third harmonic 9 is the direction in which the phase mismatch Δk is smallest.

펄스 주파수 제어 수단(2)에 의해 펄스 레이저 광원(1)의 펄스 주파수가 변화하면, 펄스 주파수의 변화에 따라서 제3 고조파(9)의 광축의 방향이 변화한다. 제3 고조파(9)의 광축의 방향이 변화하는 면은, 제3 고조파 발생 결정(8)에 대한 레이저광(3)과 제2 고조파(6)의 입사 방향이나, 제3 고조파 발생 결정(8)의 특성 등으로 정해진다. 제3 고조파(9)의 광축의 방향의 변화는 제3 고조파 발생 결정(8)을 기점으로 하여 생기기 때문에, 콜리메이트용 렌즈(10)의 초점 위치를 제3 고조파 발생 결정(8)의 표면을 포함하는 내부가 되도록 배치함으로써, 제3 고조파(9)의 광축의 방향은 펄스 주파수를 변경하기 전과 같은 방향으로 되돌아간다. 펄스 주파수를 변경하는 것에 따라서 발생하는 제3 고조파 발생 결정(8)을 통과한 후의 제3 고조파(9)의 광축의 방향의 변화는, 콜리메이트용 렌즈(10)에 의해, 제3 고조파(9)의 광축의 평행 이동으로 변환된다. 이 개시의 실시예 1에서는, 콜리메이트용 렌즈(10)는 1개의 광학 소자로 구성되어, 발산된 제3 고조파(9)를 평행하게 하기 위한 렌즈의 작용과 병행하여, 펄스 주파수를 변경했을 때의 제3 고조파(9)의 광축의 방향의 변화를 평행 이동으로 변환한다. When the pulse frequency of the pulsed laser light source 1 is changed by the pulse frequency control means 2, the direction of the optical axis of the third harmonic 9 changes according to the change in the pulse frequency. The plane in which the direction of the optical axis of the third harmonic 9 changes is the incident direction of the laser beam 3 and the second harmonic 6 to the third harmonic generating crystal 8, and the third harmonic generating crystal 8 ) is determined by the characteristics of Since the change in the direction of the optical axis of the third harmonic 9 occurs with the third harmonic generating crystal 8 as a starting point, the focal position of the collimating lens 10 is set to the surface of the third harmonic generating crystal 8 . By arranging it so that it becomes a containing interior, the direction of the optical axis of the third harmonic 9 returns to the same direction as before changing the pulse frequency. The change in the direction of the optical axis of the third harmonic 9 after passing through the third harmonic generation crystal 8 generated by changing the pulse frequency is caused by the lens 10 for collimating the third harmonic 9 ) is converted into a parallel movement of the optical axis. In the first embodiment of this disclosure, the lens 10 for collimating is composed of one optical element, and in parallel with the action of the lens for making the diverged third harmonic 9 parallel, when the pulse frequency is changed Converts the change in the direction of the optical axis of the third harmonic 9 to a parallel movement.

도 6은 이 개시의 실시예 1을 나타내는 콜리메이트용 렌즈에 의한 제3 고조파 발생 결정 통과 후의 제3 고조파의 광축의 이동을 나타내는 설명도이다. 광축(9a)은 펄스 주파수를 변경하기 전의 제3 고조파(9)의 광축이고, 광축(9b)은 펄스 주파수를 변경한 후의 제3 고조파(9)의 광축이다. 제3 고조파 발생 결정 통과 후의 광축(9a)과 광축(9b)의 방향은 다르지만, 콜리메이트용 렌즈(10)를 통과한 후는, 광축(9a)과 광축(9b)은 평행 이동하게 된다. 6 is an explanatory diagram showing the movement of the optical axis of the third harmonic after the third harmonic generation crystal passes by the lens for collimating according to the first embodiment of the present disclosure. The optical axis 9a is the optical axis of the third harmonic 9 before changing the pulse frequency, and the optical axis 9b is the optical axis of the third harmonic 9 after changing the pulse frequency. Although the directions of the optical axis 9a and the optical axis 9b after passing through the third harmonic generation crystal are different, after passing through the collimating lens 10, the optical axis 9a and the optical axis 9b move in parallel.

도 7은 이 개시의 실시예 1을 나타내는 펄스 주파수를 변경했을 때의 제3 고조파의 광축의 시간 변화의 측정 결과이다. 펄스 주파수 제어 수단(2)에 의한 펄스 레이저 광원(1)의 펄스 주파수는, 순간적으로 전환하는 것이 가능하지만, 제3 고조파(9)의 평행 이동의 양은 제3 고조파 발생 결정(8)의 온도에 의존한다. 제3 고조파 발생 결정(8)의 온도 변화는, 제3 고조파 발생 결정(8)의 열전도율이나 열용량 등에 의존하며, 온도 변화의 시정수는 펄스 주파수의 변경에 필요로 하는 시간보다도 길기 때문에, 제3 고조파(9)의 평행 이동의 양이 안정되기까지는, 펄스 주파수를 변경하고 나서 일정한 시간이 필요하다. 도 7에 나타내는 것처럼, 펄스 주파수를 변경하고 나서 제3 고조파(9)의 평행 이동의 양이 안정되기까지, 약 30초의 시간을 필요로 한다. 7 : is a measurement result of the time change of the optical axis of 3rd harmonic when the pulse frequency which shows Example 1 of this indication is changed. Although the pulse frequency of the pulsed laser light source 1 by the pulse frequency control means 2 can be switched instantaneously, the amount of parallel movement of the third harmonic 9 depends on the temperature of the third harmonic generation crystal 8 depend on The temperature change of the third harmonic generating crystal 8 depends on the thermal conductivity or heat capacity of the third harmonic generating crystal 8, and since the time constant of the temperature change is longer than the time required for changing the pulse frequency, the third harmonic generating crystal 8 A certain amount of time is required after changing the pulse frequency until the amount of parallel movement of the harmonics 9 is stabilized. As shown in FIG. 7 , after changing the pulse frequency, it takes about 30 seconds for the amount of parallel movement of the third harmonic 9 to stabilize.

각도 조정 기구(14)는 평행 평면판(13)의 각도를 제어함으로써, 펄스 주파수의 변경에 의한 콜리메이트용 렌즈(10)를 통과한 후의 제3 고조파(9)의 광축 이동과 역방향으로 광축을 이동시켜, 평행 평면판(13)을 통과한 후의 제3 고조파(9)의 광축 변화를 보정한다. 각도 조정 기구(14)의 각도 조정하는 축은 1축만이어도 된다. The angle adjustment mechanism 14 controls the angle of the parallel flat plate 13 so as to move the optical axis in the opposite direction to the optical axis movement of the third harmonic 9 after passing through the collimating lens 10 by changing the pulse frequency. It is moved to correct the optical axis change of the third harmonic 9 after passing through the parallel flat plate 13 . Only one axis may be sufficient as the axis|shaft which angle-adjusts the angle adjustment mechanism 14. As shown in FIG.

도 8은 이 개시의 실시예 1을 나타내는 평행 평면판의 각도 조정에 의한 제3 고조파의 광축 변화의 보정을 나타내는 설명도이다. 펄스 주파수를 변경하기 전은, 평행 평면판(13)은 위치(13a)의 위치에 놓여져 있지만, 펄스 주파수를 변경한 후는, 각도 조정 기구(14)에 의해 평행 평면판(13)을 위치(13b)의 위치가 되도록 각도 조정한다. 이와 같이, 각도 조정 기구(14)는 펄스 주파수의 변경의 전후에서 평행 평면판(13)을 통과한 제3 고조파(9)의 광축이 변화하지 않도록 제어한다. Fig. 8 is an explanatory diagram showing correction of the optical axis change of the third harmonic by adjusting the angle of the parallel flat plate according to the first embodiment of the present disclosure. Before changing the pulse frequency, the parallel flat plate 13 is placed at the position 13a. After changing the pulse frequency, the parallel flat plate 13 is positioned at the position ( Adjust the angle to the position of 13b). In this way, the angle adjustment mechanism 14 controls so that the optical axis of the third harmonic 9 that has passed through the parallel flat plate 13 does not change before and after the change of the pulse frequency.

펄스 주파수의 변경에 따른 콜리메이트용 렌즈(10)를 통과한 후의 제3 고조파(9)의 광축 이동의 시간 변화에 연동하여, 각도 조정 기구(14)에 의해 평행 평면판(13)의 각도를 제어함으로써, 평행 평면판(13)을 통과한 제3 고조파(9)의 광축이 경시적으로 변화하지 않도록 하는 것도 가능하다. 미리 콜리메이트용 렌즈(10)를 통과한 후의 제3 고조파(9)의 광축 이동의 양을 측정해 두고, 펄스 주파수를 변경한 후와 같은 광축 이동의 양으로 반대 방향으로 광축 이동하도록 평행 평면판(13)의 각도의 조정량을 결정하여, 각도 조정 기구(14)를 제어해도 된다. 또, 평행 평면판(13)을 통과한 후에 제3 고조파(9)의 위치를 측정하는 측정기를 설치하여, 펄스 주파수를 변경해도 평행 평면판(13)을 통과한 후의 제3 고조파(9)의 위치가 변화하지 않도록, 평행 평면판(13)의 각도 조정을 각도 조정 기구(14)에 피드백 제어해도 된다. The angle of the parallel flat plate 13 is adjusted by the angle adjustment mechanism 14 in conjunction with the time change of the optical axis movement of the third harmonic 9 after passing through the collimating lens 10 according to the change of the pulse frequency. By controlling, it is also possible to prevent the optical axis of the third harmonic 9 passing through the parallel flat plate 13 from changing with time. The amount of optical axis movement of the third harmonic 9 after passing through the collimating lens 10 is measured in advance, and the parallel flat plate moves in the opposite direction with the same amount of optical axis movement as after changing the pulse frequency. You may control the angle adjustment mechanism 14 by determining the adjustment amount of the angle of (13). Further, a measuring instrument for measuring the position of the third harmonic 9 after passing through the parallel flat plate 13 is installed, and even if the pulse frequency is changed, the third harmonic 9 after passing through the parallel flat plate 13 is You may feedback-control the angle adjustment of the parallel flat plate 13 to the angle adjustment mechanism 14 so that a position may not change.

도 9는 이 개시의 실시예 1을 나타내는 펄스 주파수를 변경한 후의 평행 평면판에 의한 광축의 각도의 조정량의 경시 변화를 나타내는 도면이다. 또, 도 10은 이 개시의 실시예 1을 나타내는 콜리메이트용 렌즈를 통과한 후에 발생하는 제3 고조파의 광축 이동을 평행 평면판의 각도 조정으로 보정하는 경우의 보정량의 계산 결과이다. 도 9와 도 10에 나타내는 것처럼, 평행 평면판(13)의 각도 조정을 각도 조정 기구(14)에 의해 행함으로써, 제3 고조파(9)의 광축 이동의 양을 억제하는 것이 가능해진다. Fig. 9 is a diagram showing the change with time of the adjustment amount of the angle of the optical axis by the parallel flat plate after changing the pulse frequency according to the first embodiment of the present disclosure; Moreover, FIG. 10 is a calculation result of the correction amount in the case of correcting the optical-axis movement of the 3rd harmonic which occurs after passing through the collimating lens which shows Example 1 of this indication by angle adjustment of a parallel flat plate. As shown in FIGS. 9 and 10 , by adjusting the angle of the parallel flat plate 13 by the angle adjusting mechanism 14 , it becomes possible to suppress the amount of optical axis movement of the third harmonic 9 .

이 개시의 실시예 1에 의하면, 펄스 주파수 제어 수단(2)에 의해 펄스 레이저 광원(1)의 펄스 주파수를 변경해도, 1축의 각도 조정 기구(14)만으로, 제3 고조파(9)의 광축을 일정하게 유지하는 것이 가능하다. 이 개시의 실시예 1에서는, 제3 고조파의 발생을 일례로서 설명했지만, 제3 고조파의 발생으로 한정되지 않는다. 또, 이 개시의 실시예 1에 나타내는 평행 평면판(13)과 각도 조정 기구(14)는, 파장 변환 레이저 장치(50)가 패키징된 하우징 안에 설치하는 경우에 대해 설명했지만, 파장 변환 레이저 장치(50)의 외부에 설치해도 된다. According to the first embodiment of the present disclosure, even when the pulse frequency of the pulsed laser light source 1 is changed by the pulse frequency control means 2, the optical axis of the third harmonic 9 is adjusted only by the single-axis angle adjustment mechanism 14. It is possible to keep it constant. In Example 1 of this indication, although generation|occurrence|production of a 3rd harmonic was demonstrated as an example, it is not limited to generation|occurrence|production of a 3rd harmonic. In addition, although the case where the parallel flat plate 13 and the angle adjustment mechanism 14 shown in Example 1 of this indication are installed in the housing in which the wavelength conversion laser device 50 is packaged was demonstrated, the wavelength conversion laser device ( 50) may be installed outside.

이와 같이, 이 개시의 실시예 1에 의하면, 제3 고조파 발생 결정(8)의 온도 변화에 의한 제3 고조파(9)의 출사 각도의 변화는, 제3 고조파(9)가 제3 고조파 발생 결정(8)을 통과한 후의 콜리메이트용 렌즈(10)에 의해, 광축의 평행 이동으로 변환된다. 평행 이동한 제3 고조파(9)의 광축은, 각도 조정 기구(14)에 의해 각도 조정된 평행 평면판(13)에 의한 광축 이동으로 보정되기 때문에, 펄스 주파수 제어 수단(2)에 의해 펄스 레이저 광원(1)의 펄스 주파수를 변경해도, 제3 고조파(9)의 광축 이동의 양을 억제할 수 있다. As described above, according to the first embodiment of this disclosure, the change in the emission angle of the third harmonic 9 due to the temperature change of the third harmonic generation crystal 8 is that the third harmonic 9 is the third harmonic generation crystal 8 . By the lens 10 for collimating after passing through (8), it is converted into the parallel movement of an optical axis. Since the optical axis of the parallel-moved third harmonic 9 is corrected by the optical axis movement by the parallel flat plate 13 whose angle is adjusted by the angle adjustment mechanism 14, the pulse frequency control means 2 uses the pulsed laser beam. Even if the pulse frequency of the light source 1 is changed, the amount of optical axis movement of the third harmonic 9 can be suppressed.

실시예 2.Example 2.

도 11은 이 개시의 실시예 2를 나타내는 파장 변환 레이저 장치의 구성도이다. 파장 변환 레이저 장치(300)는, 도 1에 나타내는 파장 분리 미러(11)와 평행 평면판(13)과 각도 조정 기구(14) 대신에, 반사형 미러인 반사형 파장 분리 미러(301)와, 제1 평행 이동 기구인 평행 이동 기구(302)를 구비한다. 도 11에 나타내는 것처럼, 반사형 파장 분리 미러(301)는 제2 레이저광인 제3 고조파(9)를 광축의 방향을 90 °바꾸어 반사시킴과 아울러, 제3 고조파 발생 결정(8)을 통과하여 파장 변환되지 않고 남은, 제1 레이저광인 기본파의 레이저광(3)과 제2 고조파(6)를 투과시킨다. 반사형 파장 분리 미러(301)를 투과한 레이저광(3)과 제2 고조파(6)는 댐퍼(12)에서 받아들여져, 댐퍼(12)에서 흡수된다. 반사형 파장 분리 미러(301)는 반사형 파장 분리 미러(301)에서 반사되는 제3 고조파(9)의 광축이, 펄스 주파수의 변경의 전후에 있어서, 콜리메이트용 렌즈(10)를 통과한 후의 제3 고조파(9)의 광축을 포함하는 면 내에 존재하도록 배치한다. 11 is a configuration diagram of a wavelength conversion laser device showing Example 2 of this disclosure. The wavelength conversion laser device 300 includes a reflection type wavelength separation mirror 301 that is a reflection type mirror instead of the wavelength separation mirror 11, the parallel plane plate 13, and the angle adjustment mechanism 14 shown in FIG. 1; The parallel movement mechanism 302 which is a 1st parallel movement mechanism is provided. As shown in FIG. 11 , the reflection-type wavelength separation mirror 301 reflects the third harmonic 9, which is the second laser light, by changing the direction of the optical axis by 90°, and passes the third harmonic generation crystal 8 to the wavelength The laser beam 3 and the second harmonic 6 of the fundamental wave, which are the first laser beams, which remain unconverted are transmitted. The laser light 3 and the second harmonic 6 transmitted through the reflective wavelength separation mirror 301 are received by the damper 12 and absorbed by the damper 12 . In the reflection type wavelength separation mirror 301, the optical axis of the third harmonic 9 reflected by the reflection type wavelength separation mirror 301 passes through the collimating lens 10 before and after the pulse frequency change. It is arranged so as to exist within the plane including the optical axis of the third harmonic 9 .

펄스 주파수 제어 수단(2)에 의해 펄스 레이저 광원(1)의 펄스 주파수를 변경하면, 제3 고조파(9)의 광축이 평행 이동한다. 제3 고조파(9)의 광축의 평행 이동에 따라서, 평행 이동 기구(302)는 반사형 파장 분리 미러(301)를 이동 방향(303)의 방향으로 평행 이동시키고, 그 평행 이동의 이동량과 방향이, 펄스 주파수의 변경에 의해 생기는, 콜리메이트용 렌즈(10)를 통과한 후의 제3 고조파(9)의 광축이 평행 이동한 이동량과 같은 이동량과 방향이 되도록, 제3 고조파(9)의 입사 위치를 제어한다. 콜리메이트용 렌즈(10)를 통과한 후의 제3 고조파(9)의 광축이 평행 이동하는 방향은 정해져 있기 때문에, 평행 이동 기구(302)는 1축의 평행 이동이 가능한 이동 기구이면 된다. When the pulse frequency of the pulsed laser light source 1 is changed by the pulse frequency control means 2, the optical axis of the third harmonic 9 moves in parallel. In accordance with the parallel movement of the optical axis of the third harmonic 9, the parallel movement mechanism 302 translates the reflection type wavelength separation mirror 301 in the direction of the movement direction 303, and the movement amount and direction of the parallel movement are , the incident position of the third harmonic 9 so that the optical axis of the third harmonic 9 after passing through the collimating lens 10 caused by the change of the pulse frequency has the same movement amount and direction as the parallel movement amount control Since the direction in which the optical axis of the third harmonic 9 after passing through the collimating lens 10 moves in parallel is determined, the parallel movement mechanism 302 should just be a movement mechanism in which uniaxial parallel movement is possible.

도 12는 이 개시의 실시예 2를 나타내는 평행 이동 기구의 평행 이동에 의한 제3 고조파의 광축 변화의 보정을 나타내는 설명도이다. 도 12에 나타내는 것처럼, 펄스 주파수를 변경하기 전은, 반사형 파장 분리 미러(301)는 위치(301a)의 위치에 놓여져 있다. 펄스 주파수를 변경한 후는, 평행 이동 기구(302)에 의해 반사형 파장 분리 미러(301)의 위치는 위치(301b)로 이동하고, 펄스 주파수의 변경의 전후에 있어서, 반사형 파장 분리 미러(301)에서 반사된 제3 고조파(9)의 광축이 변하지 않도록 한다. 미리 펄스 주파수의 변경에 따른 콜리메이트용 렌즈(10)를 통과한 후의 제3 고조파(9)의 광축의 이동량을 측정해 두고, 펄스 주파수의 변경에 연동하여 같은 이동량만큼 반사형 파장 분리 미러(301)를 이동시키도록 제어하면 된다. 또는, 반사형 파장 분리 미러(301)에서 반사되는 제3 고조파(9)의 광축의 위치를 측정하는 측정기를 설치하여, 펄스 주파수를 변경해도 반사형 파장 분리 미러(301)에서 반사되는 제3 고조파(9)의 광축의 위치가 변하지 않도록, 반사형 파장 분리 미러(301)의 위치를, 평행 이동 기구(302)를 통해서 피드백 제어해도 된다. It is explanatory drawing which shows correction|amendment of the optical axis change of the 3rd harmonic by the parallel movement of the parallel movement mechanism which shows Example 2 of this indication. As shown in Fig. 12, before changing the pulse frequency, the reflective wavelength separation mirror 301 is placed at the position 301a. After changing the pulse frequency, the position of the reflection type wavelength separation mirror 301 is moved to the position 301b by the parallel movement mechanism 302, and before and after the change of the pulse frequency, the reflection type wavelength separation mirror ( 301) does not change the optical axis of the third harmonic 9 reflected. The amount of movement of the optical axis of the third harmonic 9 after passing through the collimating lens 10 according to the change of the pulse frequency is measured in advance, and the reflective wavelength separation mirror 301 is equal to the amount of movement in conjunction with the change of the pulse frequency. ) to move it. Alternatively, a measuring instrument for measuring the position of the optical axis of the third harmonic 9 reflected from the reflection type wavelength separation mirror 301 is provided, and the third harmonic wave reflected from the reflection type wavelength separation mirror 301 even if the pulse frequency is changed In (9), the position of the reflection type wavelength separation mirror 301 may be feedback-controlled through the parallel movement mechanism 302 so that the position of the optical axis does not change.

이와 같이, 이 개시의 실시예 2에 의하면, 펄스 주파수를 변경해도 1축의 평행 이동 기구(302)만으로, 출사되는 제3 고조파(9)의 광축의 위치를 일정하게 유지할 수 있다. 또한, 레이저광(3)과 제2 고조파(6)와 제3 고조파(9)의 파장 분리와 출사하는 제3 고조파(9)의 광축 이동의 보정이, 1개의 반사형 파장 분리 미러(301)로 가능해진다. Thus, according to Example 2 of this indication, even if it changes a pulse frequency, only the uniaxial translation mechanism 302 can maintain the position of the optical axis of the 3rd harmonic 9 emitted constant. In addition, the wavelength separation of the laser light 3 and the second harmonic 6 and the third harmonic 9 and the correction of the optical axis movement of the emitted third harmonic 9 are performed by one reflective wavelength separation mirror 301 . is made possible with

실시예 3.Example 3.

도 13은 이 개시의 실시예 3을 나타내는 파장 변환 레이저 장치의 구성도이다. 파장 변환 레이저 장치(400)는, 도 1에 나타내는 평행 평면판(13)과 각도 조정 기구(14) 대신에, 제1 프리즘인 프리즘(401)과, 제2 프리즘인 프리즘(402)과, 제2 평행 이동 기구인 평행 이동 기구(403)를 구비한다. 13 is a configuration diagram of a wavelength conversion laser device showing Example 3 of this disclosure. The wavelength conversion laser device 400 includes a prism 401 as a first prism, a prism 402 as a second prism, 2 The parallel movement mechanism 403 which is a parallel movement mechanism is provided.

제1 레이저광인 기본파의 레이저광(3)과 제2 고조파(6)가 제3 고조파 발생 결정(8)에서 원형 모양의 레이저광이어도, 제3 고조파 발생 결정(8)에서 파장 변환 될 때의, 레이저광(3)과 제2 고조파(6)와 제3 고조파(9)의 파수 벡터가 이루는 허용 각도가 방향에 따라 다르다. 그 결과, 제3 고조파 발생 결정(8)으로부터 발생하는 제2 레이저광인 제3 고조파(9)는, 진행 방향에 따라 발산각이 달라, 타원의 형상의 레이저광이 된다. 레이저광(3)과 제2 고조파(6)는 집광 렌즈(7)에 의해 제3 고조파 발생 결정(8)에 집광되기 때문에, 제3 고조파 발생 결정(8)으로부터 발생한 제3 고조파(9)의 각 진행 방향에 있어서, 제3 고조파(9)의 빔 웨이스트의 위치는 제3 고조파 발생 결정(8)의 위치에 있고, 콜리메이트용 렌즈(10)는 제3 고조파(9)를 타원의 형상을 유지하면서, 각 진행 방향에 있어서 평행하게 한다. Even if the laser beam 3 and the second harmonic 6 of the fundamental wave, which is the first laser beam, are circular laser beams in the third harmonic generation crystal 8, when the wavelength is converted by the third harmonic generation crystal 8 , the allowable angle formed by the wavenumber vectors of the laser beam 3 and the second harmonic 6 and the third harmonic 9 varies depending on the direction. As a result, the 3rd harmonic 9 which is the 2nd laser beam which generate|occur|produces from the 3rd harmonic generation crystal|crystallization 8 differs according to the traveling direction, and becomes an elliptical laser beam. Since the laser light 3 and the second harmonic 6 are focused on the third harmonic generating crystal 8 by the condensing lens 7 , the third harmonic 9 generated from the third harmonic generating crystal 8 is In each traveling direction, the position of the beam waist of the third harmonic 9 is at the position of the third harmonic generation crystal 8, and the collimating lens 10 takes the third harmonic 9 in the shape of an ellipse. While maintaining it, make it parallel in each advancing direction.

도 13에 나타내는 것처럼, 콜리메이트용 렌즈(10)에 의해 평행하게 된 제3 고조파(9)는, 삼각기둥 형상인 프리즘(401)과 프리즘(402)을 통과한다. 프리즘(401)과 프리즘(402)은, 제3 고조파(9)의 일 방향의 빔 지름만을 변화시켜, 제3 고조파(9)의 또 다른 방향의 빔 지름과 같게 되도록 조정되고 있고, 프리즘(401)과 프리즘(402)에 의해, 타원의 형상으로 입사된 제3 고조파(9)를 원형 모양으로 변환한다. 프리즘(401)과 프리즘(402)에 의해 변화하는 방향의 빔 지름이, 또 다른 방향의 빔 지름보다도 작은 경우는, 프리즘(401)과 프리즘(402)은 변화하는 방향의 빔 지름을 확대시킨다. As shown in FIG. 13, the 3rd harmonic 9 parallelized by the lens 10 for collimating passes through the prism 401 and the prism 402 which are triangular-prism shape. The prism 401 and the prism 402 are adjusted to change only the beam diameter in one direction of the third harmonic 9 to be the same as the beam diameter in the other direction of the third harmonic 9, and the prism 401 ) and the prism 402, the third harmonic 9 incident in the shape of an ellipse is converted into a circular shape. When the beam diameter in the changing direction by the prisms 401 and 402 is smaller than the beam diameter in another direction, the prism 401 and the prism 402 enlarge the beam diameter in the changing direction.

도 14는 이 개시의 실시예 3을 나타내는 프리즘에 의해 빔 지름이 확대되는 모습을 나타내는 설명도이다. 프리즘(401)에 입사되는 레이저광(405)은, 프리즘(401)과 프리즘(402)을 통과할 때 굴절하여 빔 지름이 확대되고, 확대된 레이저광(406)으로서 출사된다. 빔 지름의 확대율은 프리즘(401)과 프리즘(402)의 굴절률과 입사 각도에 의존하고 있고, 프리즘(401)과 프리즘(402)이 배치되어 있는 간격의 거리에는 의존하지 않는다. Fig. 14 is an explanatory diagram showing a state in which a beam diameter is enlarged by a prism according to a third embodiment of the present disclosure. The laser light 405 incident on the prism 401 is refracted when passing through the prism 401 and the prism 402 , the beam diameter is enlarged, and is emitted as the enlarged laser light 406 . The magnification of the beam diameter depends on the refractive index and incidence angle of the prism 401 and the prism 402 , and does not depend on the distance between the prisms 401 and the prism 402 .

도 13에 나타내는 것처럼, 펄스 주파수 제어 수단(2)에 의해 펄스 레이저 광원(1)의 펄스 주파수를 변경하면, 평행 이동 기구(403)는 프리즘(402)을 이동 방향(404)의 방향으로 평행 이동시킨다. 이동 방향(404)은 프리즘(402)으로부터 출사된 제3 고조파(9)의 광축과 평행한 방향이다. 콜리메이트용 렌즈(10)를 통과한 후의 제3 고조파(9)의 광축이 평행 이동한 이동량을 보정하도록, 평행 이동 기구(403)는 프리즘(402)의 이동량을 제어함으로써 제3 고조파(9)의 입사 위치를 제어한다. 콜리메이트용 렌즈(10)를 통과한 후의 제3 고조파(9)의 광축이 평행 이동하는 방향은 정해져 있기 때문에, 평행 이동 기구(403)는 일 방향의 평행 이동이 가능한 이동 기구이면 된다. As shown in FIG. 13 , when the pulse frequency of the pulsed laser light source 1 is changed by the pulse frequency control means 2 , the parallel movement mechanism 403 moves the prism 402 in parallel in the direction of the movement direction 404 . make it The moving direction 404 is a direction parallel to the optical axis of the third harmonic 9 emitted from the prism 402 . The translation mechanism 403 controls the amount of movement of the prism 402 so that the optical axis of the third harmonic 9 after passing through the collimating lens 10 compensates for the amount of translation in the third harmonic 9. control the incident position of Since the direction in which the optical axis of the third harmonic 9 after passing through the collimating lens 10 moves in parallel is determined, the parallel movement mechanism 403 may be a movement mechanism capable of parallel movement in one direction.

도 15는 이 개시의 실시예 3을 나타내는 평행 이동 기구의 평행 이동에 의한 제3 고조파의 광축 변화의 보정을 나타내는 설명도이다. 펄스 주파수를 변경하기 전은, 프리즘(402)은 위치(402a)의 위치에 놓여져 있다. 펄스 주파수의 변경과 연동하여, 평행 이동 기구(403)에 의해 프리즘(402)을 위치(402b)의 위치로 제어함으로써, 펄스 주파수의 변경의 전후에 있어서, 프리즘(402)을 통과한 제3 고조파(9)의 광축이 변하지 않도록 한다. 미리 펄스 주파수의 변경에 따른 콜리메이트용 렌즈(10)를 통과한 후의 제3 고조파(9)의 광축의 이동량을 측정해 두고, 프리즘(402)을 통과한 후의 제3 고조파(9)의 광축의 위치가 변하지 않는 프리즘(402)의 위치를 계산해 두면 된다. 또는, 프리즘(402)을 통과한 후의 제3 고조파(9)의 광축의 위치를 측정하는 측정기를 설치해 두고, 펄스 주파수를 변경해도 프리즘(402)을 통과한 후의 제3 고조파(9)의 광축의 위치가 변하지 않도록, 프리즘(402)의 위치를, 평행 이동 기구(403)를 통해서 피드백 제어해도 된다. It is explanatory drawing which shows the correction|amendment of the optical axis change of the 3rd harmonic by the parallel movement of the parallel movement mechanism which shows Example 3 of this indication. Prior to changing the pulse frequency, the prism 402 is placed at the position of position 402a. By controlling the prism 402 to the position of the position 402b by the parallel movement mechanism 403 in conjunction with the change of the pulse frequency, before and after the change of the pulse frequency, the third harmonic that has passed through the prism 402 Make sure that the optical axis of (9) does not change. The amount of movement of the optical axis of the third harmonic 9 after passing through the collimating lens 10 according to the change of the pulse frequency is measured in advance, and the optical axis of the third harmonic 9 after passing through the prism 402 is measured. It is enough to calculate the position of the prism 402 whose position does not change. Alternatively, a measuring instrument for measuring the position of the optical axis of the third harmonic 9 after passing through the prism 402 is provided, and even if the pulse frequency is changed, the optical axis of the third harmonic 9 after passing through the prism 402 is changed. You may feedback-control the position of the prism 402 through the parallel movement mechanism 403 so that a position may not change.

이와 같이, 이 개시의 실시예 3에 의하면, 펄스 주파수를 변경해도 일 방향의 평행 이동 기구(403)만으로, 출사하는 제3 고조파(9)의 광축의 위치를 일정하게 유지할 수 있다. 또한, 레이저광(3)과 제2 고조파(6)와 제3 고조파(9)의 파장 분리와, 출사하는 제3 고조파(9)의 빔 형상을 타원형에서 원형으로 변환하는 것이 가능해진다. As described above, according to the third embodiment of the present disclosure, even if the pulse frequency is changed, the position of the optical axis of the emitted third harmonic 9 can be kept constant only by the parallel movement mechanism 403 in one direction. In addition, it becomes possible to separate the wavelength of the laser beam 3, the second harmonic 6 and the third harmonic 9, and to convert the beam shape of the emitted third harmonic 9 from an elliptical to a circular shape.

실시예 4.Example 4.

도 16은 이 개시의 실시예 4를 나타내는 파장 변환 레이저 가공기의 구성도이다. 파장 변환 레이저 가공기(500)는, 도 16에 나타내는 것처럼, 이 개시의 실시예 1에서부터 실시예 3에 따른 파장 변환 레이저 장치 중 어느 것인 파장 변환 레이저 장치(501)와, 피가공 대상물(509)을 지지하는 피가공 대상물 지지부(508)를 구비한다. 파장 변환 레이저 가공기(500)는 마스크(504)와, 파장 변환 레이저 장치(501)로부터 출사된 제2 레이저광인 레이저광(502)을 피가공 대상물(509)에 조사하는 가공 헤드(505)와, 가공 헤드(505)와 피가공 대상물 지지부(508)를 상대적으로 이동시키는 상대 이동부(512)와, 상대 이동부(512)와 파장 변환 레이저 장치(501)의 동작을 제어하는 제어 장치(513)를 구비한다. Fig. 16 is a configuration diagram of a wavelength conversion laser processing machine showing a fourth embodiment of this disclosure. As shown in FIG. 16 , the wavelength conversion laser processing machine 500 includes a wavelength conversion laser apparatus 501 that is any of the wavelength conversion laser apparatuses according to Examples 1 to 3 of this disclosure, and an object 509 to be processed. and a workpiece support part 508 for supporting the . The wavelength conversion laser processing machine 500 includes a mask 504 and a processing head 505 for irradiating a laser beam 502, which is a second laser beam emitted from the wavelength conversion laser device 501, onto the object 509; A relative movement unit 512 for relatively moving the processing head 505 and the object support unit 508 , and a control unit 513 for controlling the operations of the relative movement unit 512 and the wavelength conversion laser device 501 . to provide

피가공 대상물 지지부(508)는 피가공 대상물(509)가 재치되고, 피가공 대상물(509)을 지지한다. 이 개시의 실시예 4에 있어서, 피가공 대상물(509)은 플렉서블 프린트 기판(FPC:Flexible Printed Circuits)이나, 프린트 배선판(PCB:Printed Circuit Board)을 다층화한 다층 기판이다. 플렉서블 프린트 기판이나 프린트 배선판은, 수지와 동으로 구성된다. 이 때문에, 이 개시의 실시예 4에 나타내는 파장 변환 레이저 장치(501)로부터 출사되는 레이저광(502)의 파장은, 수지와 동의 양쪽에 흡수되는 자외 영역인 것이 바람직하다. The object support 508 supports the object 509 on which the object 509 is mounted. In Example 4 of this indication, the to-be-processed object 509 is a flexible printed circuit board (FPC:Flexible Printed Circuits) or a printed wiring board (PCB:Printed Circuit Board) multilayered multilayer board|substrate. A flexible printed circuit board and a printed wiring board are comprised from resin and copper. For this reason, it is preferable that the wavelength of the laser beam 502 emitted from the wavelength conversion laser device 501 shown in Example 4 of this indication is the ultraviolet region absorbed by both resin and copper.

가공 헤드(505)는 도광 미러(506)와, 집광 렌즈(507)를 구비한다. 파장 변환 레이저 장치(501)로부터 출사된 레이저광(502)은, 빔 조정 광학계(503)에 의해, 빔 지름이나 발산각이 조정되어, 마스크(504)에 입사된다. 마스크(504)는 원형이나 직사각형의 개구를 가져, 마스크(504)를 통과한 후의 레이저광(502)의 형상은, 마스크(504)의 개구의 형상과 같은 형상이 된다. 마스크(504)를 통과한 레이저광(502)은, 도광 미러(506)와 집광 렌즈(507)를 통과하여, 피가공 대상물(509)에 조사된다. 집광 렌즈(507)는 마스크(504)를 통과한 후의 위치에 있어서의 레이저광(502)의 형상을 피가공 대상물(509)에 전사(轉寫)한다.The processing head 505 includes a light guide mirror 506 and a condensing lens 507 . The laser beam 502 emitted from the wavelength conversion laser device 501 is incident on the mask 504 with a beam diameter and divergence angle adjusted by the beam adjustment optical system 503 . The mask 504 has a circular or rectangular opening, and the shape of the laser beam 502 after passing through the mask 504 is the same as the shape of the opening of the mask 504 . The laser light 502 that has passed through the mask 504 passes through the light guide mirror 506 and the condensing lens 507 , and is irradiated to the object 509 . The condensing lens 507 transfers the shape of the laser beam 502 at the position after passing through the mask 504 to the object 509 to be processed.

상대 이동부(512)는 가공 헤드(505)로부터 조사되는 레이저광(502)과 피가공 대상물 지지부(508)를, 도 16에 나타내는 X방향과 Y방향 중 적어도 한쪽을 따라서 상대적으로 이동시킨다. 이 개시의 실시예 4에 있어서, 상대 이동부(512)는 피가공 대상물 지지부(508)를 X방향과 Y방향 중 적어도 한쪽을 따라서 이동시키지만, 가공 헤드(505)를 X방향과 Y방향의 양쪽을 따라서 이동시켜도 되고, 가공 헤드(505)와 피가공 대상물 지지부(508)의 양쪽을 X방향과 Y방향 중 적어도 한쪽을 따라서 이동시켜도 된다. The relative movement unit 512 relatively moves the laser beam 502 irradiated from the processing head 505 and the object support unit 508 along at least one of the X direction and the Y direction shown in FIG. 16 . In the fourth embodiment of this disclosure, the relative movement unit 512 moves the object support unit 508 along at least one of the X direction and the Y direction, but moves the machining head 505 in both the X direction and the Y direction. may be moved, or both the machining head 505 and the object support 508 may be moved along at least one of the X-direction and the Y-direction.

상대 이동부(512)는 모터와, 모터의 회전 구동력에 의해 피가공 대상물 지지부(508)를 이동시키는 리드 스크루와, 피가공 대상물 지지부(508)의 이동 방향을 안내하는 리니어 가이드에 의해 구성된다. 상대 이동부(512)의 구성은, 모터와, 리드 스크루와, 리니어 가이드에 의한 구성으로 한정되지 않는다. 상대 이동부(512)는 제어 장치(513)에 의해 제어된다. 또, 상대 이동부(512)는 갈바노 미러나 폴리곤 미러를 구비하고, 갈바노 미러나 폴리곤 미러에 의해 레이저광(502)을 주사해도 된다. 이 경우, 집광 렌즈(507)는 Fθ 렌즈로 구성되는 것이 바람직하다. The relative movement unit 512 includes a motor, a lead screw for moving the object support unit 508 by the rotational driving force of the motor, and a linear guide for guiding the moving direction of the object support unit 508 . The configuration of the relative moving unit 512 is not limited to a configuration of a motor, a lead screw, and a linear guide. The relative movement unit 512 is controlled by a control device 513 . Moreover, the relative moving part 512 may be equipped with a galvanometer mirror or a polygon mirror, and may scan the laser beam 502 by a galvanometer mirror or a polygon mirror. In this case, the condensing lens 507 is preferably constituted by an Fθ lens.

이 개시의 실시예 4에 나타내는 파장 변환 레이저 가공기(500)는, 상대 이동부(512)에 의해 피가공 대상물 지지부(508)를 이동시키면서, 가공 헤드(505)를 통과한 레이저광(502)을 조사하여, 레이저광(502)을 피가공 대상물(509)의 표면에서 주사시킨다. 파장 변환 레이저 가공기(500)는 피가공 대상물(509)에 미리 설정된 원하는 위치에 미세한 가공 구멍(510)을 형성한다. 가공 구멍(510)은 멈춤 구멍이나 관통 구멍이다. 가공 구멍(510)의 직경은, 마스크(504)의 개구의 직경에 의해 적절히 설정할 수 있다. 파장 변환 레이저 장치(501)가 특정 펄스 주파수로 구동했을 때, 마스크(504)의 개구의 중심 위치는 레이저광(502)의 광축과 일치하도록 조정되어 있다. The wavelength conversion laser processing machine 500 shown in Example 4 of this indication receives the laser beam 502 passing through the processing head 505 while moving the to-be-processed object support part 508 by the relative moving part 512. By irradiating, the laser beam 502 is scanned from the surface of the object 509 to be processed. The wavelength conversion laser processing machine 500 forms a fine processing hole 510 at a predetermined desired position in the object 509 to be processed. The machining hole 510 is a stop hole or a through hole. The diameter of the processing hole 510 can be suitably set according to the diameter of the opening of the mask 504. When the wavelength conversion laser device 501 is driven with a specific pulse frequency, the central position of the opening of the mask 504 is adjusted to coincide with the optical axis of the laser light 502 .

가공에 필요한 레이저광(502)의 펄스 에너지는, 피가공 대상물(509)에 형성되는 가공 구멍(510)의 깊이나 형상, 그리고 피가공 대상물(509)의 구성 재료의 차이에 의해, 다른 값이 된다. 파장 변환 레이저 장치(501)가 높은 펄스 주파수로 구동하면, 레이저광(502)의 펄스 에너지는 낮아지고, 낮은 펄스 주파수로 구동하면 펄스 에너지는 높아진다. 한편, 가공에 필요한 펄스 에너지를 가지는 레이저광(502)이면, 펄스 주파수가 높을수록 고속의 가공이 가능해진다. 따라서, 가공에 필요한 펄스 에너지를 확보한 다음에 고속의 가공을 행하는 경우는, 가공의 종류마다 펄스 주파수를 조정하는 것이 바람직하다. The pulse energy of the laser light 502 required for processing varies depending on the depth and shape of the processing hole 510 formed in the processing target 509 and the difference in the constituent materials of the processing target 509 . do. When the wavelength conversion laser device 501 is driven with a high pulse frequency, the pulse energy of the laser light 502 becomes low, and when the wavelength conversion laser device 501 is driven with a low pulse frequency, the pulse energy becomes high. On the other hand, if it is the laser beam 502 which has the pulse energy required for processing, high-speed processing becomes possible, so that a pulse frequency is high. Therefore, when high-speed machining is performed after securing the pulse energy required for machining, it is preferable to adjust the pulse frequency for each kind of machining.

이 개시의 실시예 4에 나타내는 파장 변환 레이저 가공기(500)는, 이 개시의 실시예 1에서부터 실시예 3에 따른 파장 변환 레이저 장치 중 어느 것을 구비하므로, 가공의 종류에 맞춰 파장 변환 레이저 장치(501)를 구동하는 펄스 주파수를 변경해도, 레이저광(502)의 광축은 변화하지 않는다. 따라서, 파장 변환 레이저 장치(501)의 펄스 주파수가 변화해도, 마스크(504)를 통과한 후의 레이저광(502)의 형상은 변화하지 않고, 피가공 대상물(509)의 위치에 있어서의 레이저광(502)의 형상도 변화하지 않는다. Since the wavelength conversion laser processing machine 500 shown in Example 4 of this indication is equipped with any of the wavelength conversion laser apparatuses concerning Example 1 to Example 3 of this indication, the wavelength conversion laser device 501 according to the type of processing. ), the optical axis of the laser beam 502 does not change even if the driving pulse frequency is changed. Therefore, even if the pulse frequency of the wavelength conversion laser device 501 changes, the shape of the laser beam 502 after passing through the mask 504 does not change, and the laser beam ( 502) does not change either.

도 17은 이 개시의 실시예 4를 나타내는 마스크를 통과하기 직전의 레이저광의 강도 분포이다. 도 18은 이 개시의 실시예 4를 나타내는 파장 변환 레이저 장치를 구동하는 펄스 주파수를 변경하기 전의 마스크를 통과한 후의 레이저광의 강도 분포이다. 파장 변환 레이저 장치(501)를 구동하는 펄스 주파수를 변경하기 전은, 마스크(504)의 개구의 중심 위치와 레이저광(502)의 광축이 일치하도록, 마스크(504)의 중심 위치가 조정되어 있다. 도 19는 이 개시의 실시예 4를 나타내는 마스크를 통과한 후의 레이저광의 광축이 마스크의 중심 위치로부터 어긋났을 경우의 레이저광의 강도 분포이다. 종래의 파장 변환 레이저 가공기에서는, 파장 변환 레이저 장치(501)를 구동하는 펄스 주파수를 변경함으로써, 도 19에 나타내는 것처럼 레이저광(502)의 광축이 어긋나기 때문에, 광축이 어긋난 분만큼, 마스크(504)를 통과한 후의 레이저광(502)의 강도 분포가 변화한다. 이 변화한 강도 분포가 피가공 대상물(509)에 전사되기 때문에, 당소 상정한 가공을 할 수 없게 되어, 가공 불량이 발생한다.17 : is intensity distribution of the laser beam just before passing through the mask which shows Example 4 of this indication. 18 is an intensity distribution of laser light after passing through the mask before changing the pulse frequency for driving the wavelength conversion laser device showing Example 4 of this disclosure. Before changing the pulse frequency for driving the wavelength conversion laser device 501, the central position of the mask 504 is adjusted so that the central position of the opening of the mask 504 and the optical axis of the laser beam 502 coincide. . 19 is an intensity distribution of a laser beam when the optical axis of the laser beam after passing through the mask showing Example 4 of this indication shifts from the center position of the mask. In the conventional wavelength conversion laser processing machine, since the optical axis of the laser beam 502 shifts as shown in FIG. 19 by changing the pulse frequency which drives the wavelength conversion laser device 501, the mask 504 is shifted only by the optical axis shift. ), the intensity distribution of the laser beam 502 after passing through it changes. Since this changed intensity distribution is transferred to the object 509 to be processed, the currently assumed processing cannot be performed, resulting in processing failure.

도 20은 이 개시의 실시예 4를 나타내는 파장 변환 레이저 장치를 구동하는 펄스 주파수를 변경한 후의 마스크를 통과한 후의 레이저광(502)의 레이저광의 강도 분포이다. 도 18과 도 20에 나타내는 것처럼, 파장 변환 레이저 장치(501)를 구동하는 펄스 주파수를 변경해도, 레이저광(502)의 광축이 어긋나지 않기 때문에, 마스크(504)를 통과한 후의 레이저광(502)의 강도 분포는, 파장 변환 레이저 장치(501)를 구동하는 펄스 주파수를 변경하기 전의 마스크(504)를 통과한 후의 레이저광(502)의 강도 분포와 동일 형상이며, 당소 상정한 대로의 가공이 가능해진다. 따라서, 이 개시의 실시예 4를 나타내는 파장 변환 레이저 가공기(500)는, 고속이고 고품질인 피가공 대상물(509)의 가공이 가능해진다. 20 is an intensity distribution of the laser beam of the laser beam 502 after passing through the mask after changing the pulse frequency for driving the wavelength conversion laser device according to Example 4 of this disclosure. As shown in FIGS. 18 and 20 , even if the pulse frequency for driving the wavelength conversion laser device 501 is changed, the optical axis of the laser beam 502 does not shift, so the laser beam 502 after passing through the mask 504 . The intensity distribution of the wavelength conversion laser device 501 has the same shape as the intensity distribution of the laser beam 502 after passing through the mask 504 before changing the pulse frequency for driving the wavelength conversion laser device 501 becomes Therefore, the wavelength conversion laser processing machine 500 which shows Example 4 of this indication becomes high-speed and high-quality processing of the to-be-processed object 509 is attained.

1, 200: 펄스 레이저 광원 2: 펄스 주파수 제어 수단
3, 110, 405, 406, 502: 레이저광 4, 7, 507: 집광 렌즈
5: 제2 고조파 발생 결정 6: 제2 고조파
8: 제3 고조파 발생 결정 9: 제3 고조파
10: 콜리메이트용 렌즈 11: 파장 분리 미러
12: 댐퍼 13: 평행 평면판
13a, 13b, 301a, 301b, 402a, 402b: 위치
14: 각도 조정 기구 15: 회전 방향
16,17: 온도 제어기 9a, 9b, 18, 19: 광축
50, 300, 400, 501: 파장 변환 레이저 장치
101: 고반사 미러 102: 부분 반사 미러
103, 803: 레이저 매질 104, 804: 여기광 결합 미러
105: 음향 광학 소자 106, 205, 806: 광원
107, 203, 807: 광 파이버 108, 808: 여기광
109, 809: 여기 광학계 112: RF 드라이버
113: 펄스 발생 장치 201: 반도체 레이저
202: 구동 전원 204: 결합기
206: 광 파이버 증폭기 207: 단면
220: 고체 증폭기 301: 반사형 파장 분리 미러
302, 403: 평행 이동 기구 303, 404: 이동 방향
401, 402: 프리즘 500: 파장 변환 레이저 가공기
503: 빔 조정 광학계 504: 마스크
505: 가공 헤드 506: 도광 미러
508: 피가공 대상물 지지부 509: 피가공 대상물
510: 가공 구멍 511: 스테이지 주사 방향
512: 상대 이동부 513: 제어 장치
1, 200: pulsed laser light source 2: pulse frequency control means
3, 110, 405, 406, 502: laser light 4, 7, 507: condensing lens
5: 2nd harmonic generation decision 6: 2nd harmonic
8: 3rd harmonic generation decision 9: 3rd harmonic
10: Collimating lens 11: Wavelength separation mirror
12: damper 13: parallel flat plate
13a, 13b, 301a, 301b, 402a, 402b: position
14: angle adjustment mechanism 15: rotation direction
16,17: temperature controller 9a, 9b, 18, 19: optical axis
50, 300, 400, 501: wavelength conversion laser device
101: highly reflective mirror 102: partially reflective mirror
103, 803: laser medium 104, 804: excitation light coupling mirror
105: acoustooptical element 106, 205, 806: light source
107, 203, 807: optical fiber 108, 808: excitation light
109, 809: excitation optical system 112: RF driver
113: pulse generator 201: semiconductor laser
202: driving power 204: combiner
206: optical fiber amplifier 207: single-sided
220: solid-state amplifier 301: reflective wavelength separation mirror
302, 403: translation mechanism 303, 404: movement direction
401, 402: prism 500: wavelength conversion laser processing machine
503: beam adjustment optical system 504: mask
505: machining head 506: light guide mirror
508: object support part to be processed 509: object to be processed
510: machining hole 511: stage scanning direction
512: relative moving unit 513: control device

Claims (13)

제1 레이저광을 발생시키는 펄스 레이저 광원과,
상기 펄스 레이저 광원이 펄스 발진하는 상기 제1 레이저광의 펄스 주파수를 제어하는 펄스 주파수 제어 수단과,
상기 제1 레이저광의 일부를 제2 레이저광으로 파장 변환하는 비선형 매질과,
상기 제1 레이저광을 집광하는 집광 렌즈와,
상기 제2 레이저광의 확산각을 조정하는 콜리메이트용 렌즈와,
상기 콜리메이트용 렌즈를 통과한 상기 제2 레이저광이 입사됨과 아울러, 투과하여 출사되는 평행 평면판과,
상기 평행 평면판으로 입사되는 상기 제2 레이저광의 입사 각도를 제어하는 각도 조정 기구를 구비한 파장 변환 레이저 장치.
A pulse laser light source for generating a first laser light;
a pulse frequency control means for controlling the pulse frequency of the first laser light pulsed by the pulsed laser light source;
a non-linear medium for wavelength-converting a portion of the first laser light into a second laser light;
a condensing lens for condensing the first laser light;
A collimating lens for adjusting the diffusion angle of the second laser light;
The second laser light passing through the collimating lens is incident, and a parallel flat plate that is transmitted and emitted;
and an angle adjustment mechanism for controlling an incident angle of the second laser beam incident on the parallel flat plate.
청구항 1에 있어서,
상기 각도 조정 기구는 상기 평행 평면판으로부터 출사되는 상기 제2 레이저광의 광축을 일정하게 유지하도록, 상기 평행 평면판으로 입사되는 상기 제2 레이저광의 입사 각도를 제어하는 것을 특징으로 하는 파장 변환 레이저 장치.
The method according to claim 1,
and the angle adjustment mechanism controls the angle of incidence of the second laser light incident on the parallel flat plate so as to keep the optical axis of the second laser light emitted from the parallel flat plate constant.
청구항 2 있어서,
상기 각도 조정 기구는 상기 펄스 주파수 제어 수단에 의한 상기 펄스 주파수의 변경과 연동하여 제어하는 것을 특징으로 하는 파장 변환 레이저 장치.
3. The method according to claim 2,
The wavelength conversion laser device according to claim 1, wherein the angle adjustment mechanism is controlled in conjunction with the change of the pulse frequency by the pulse frequency control means.
청구항 3에 있어서,
상기 제1 레이저광은 상기 비선형 매질에 대해서 사입사의 각도로 입사되는 것을 특징으로 하는 파장 변환 레이저 장치.
4. The method according to claim 3,
The wavelength conversion laser device, characterized in that the first laser light is incident at an angle of oblique incidence with respect to the nonlinear medium.
제1 레이저광을 발생시키는 펄스 레이저 광원과,
상기 펄스 레이저 광원이 펄스 발진하는 상기 제1 레이저광의 펄스 주파수를 제어하는 펄스 주파수 제어 수단과,
상기 제1 레이저광의 일부를 제2 레이저광으로 파장 변환하는 비선형 매질과,
상기 제1 레이저광을 집광하는 집광 렌즈와,
상기 제2 레이저광의 확산각을 조정하는 콜리메이트용 렌즈와,
상기 콜리메이트용 렌즈를 통과한 상기 제2 레이저광이 입사됨과 아울러, 반사해 출사하는 반사형 미러와,
상기 반사형 미러로 입사되는 상기 제2 레이저광의 입사 위치를 제어하는 제1 평행 이동 기구를 구비한 파장 변환 레이저 장치.
A pulse laser light source for generating a first laser light;
a pulse frequency control means for controlling the pulse frequency of the first laser light pulsed by the pulsed laser light source;
a non-linear medium for wavelength-converting a portion of the first laser light into a second laser light;
a condensing lens for condensing the first laser light;
A collimating lens for adjusting the diffusion angle of the second laser light;
and a reflective mirror that reflects and emits the second laser light passing through the collimating lens as well as incident;
and a first parallel movement mechanism for controlling an incident position of the second laser light incident on the reflective mirror.
청구항 5에 있어서,
상기 제1 평행 이동 기구는 상기 반사형 미러에서 반사하는 상기 제2 레이저광의 광축을 일정하게 유지하도록, 상기 반사형 미러로 입사되는 상기 제2 레이저광의 입사 위치를 제어하는 것을 특징으로 하는 파장 변환 레이저 장치.
6. The method of claim 5,
The first parallel movement mechanism controls the incident position of the second laser light incident on the reflective mirror so as to keep the optical axis of the second laser light reflected from the reflective mirror constant. Device.
청구항 6 있어서,
상기 제1 평행 이동 기구는 상기 펄스 주파수 제어 수단에 의한 상기 펄스 주파수의 변경과 연동하여 제어하는 것을 특징으로 하는 파장 변환 레이저 장치.
7. The method of claim 6,
The wavelength conversion laser device according to claim 1, wherein the first parallel movement mechanism is controlled in conjunction with the change of the pulse frequency by the pulse frequency control means.
청구항 7에 있어서,
상기 제1 레이저광은 상기 비선형 매질에 대해서 사입사의 각도로 입사되는 것을 특징으로 하는 파장 변환 레이저 장치.
8. The method of claim 7,
The wavelength conversion laser device, characterized in that the first laser light is incident at an angle of oblique incidence with respect to the nonlinear medium.
제1 레이저광을 발생시키는 펄스 레이저 광원과,
상기 펄스 레이저 광원이 펄스 발진하는 상기 제1 레이저광의 펄스 주파수를 제어하는 펄스 주파수 제어 수단과,
상기 제1 레이저광의 일부를 제2 레이저광으로 파장 변환하는 비선형 매질과,
상기 제1 레이저광을 집광하는 집광 렌즈와,
상기 제2 레이저광의 확산각을 조정하는 콜리메이트용 렌즈와,
상기 콜리메이트용 렌즈를 통과한 상기 제2 레이저광이 입사됨과 아울러, 투과하여 출사되는 제1 프리즘과,
상기 제1 프리즘을 통과한 상기 제2 레이저광이 입사됨과 아울러, 투과하여 출사되는 제2 프리즘과,
상기 제2 프리즘으로 입사되는 상기 제2 레이저광의 입사 위치를 제어하는 제2 평행 이동 기구를 구비한 파장 변환 레이저 장치.
A pulse laser light source for generating a first laser light;
a pulse frequency control means for controlling the pulse frequency of the first laser light pulsed by the pulsed laser light source;
a non-linear medium for wavelength-converting a portion of the first laser light into a second laser light;
a condensing lens for condensing the first laser light;
A collimating lens for adjusting the diffusion angle of the second laser light;
The second laser light passing through the collimating lens is incident, and a first prism that is transmitted and emitted;
and a second prism that passes through the first prism and enters the second laser light, and is transmitted and emitted;
and a second parallel movement mechanism for controlling an incident position of the second laser beam incident on the second prism.
청구항 9에 있어서,
상기 제2 평행 이동 기구는 상기 제2 프리즘으로부터 출사하는 상기 제2 레이저광의 광축을 일정하게 유지하도록, 상기 제2 프리즘으로 입사되는 상기 제2 레이저광의 입사 위치를 제어하는 것을 특징으로 하는 파장 변환 레이저 장치.
10. The method of claim 9,
The second parallel movement mechanism controls the incident position of the second laser light incident on the second prism so as to keep the optical axis of the second laser light emitted from the second prism constant. Device.
청구항 10 있어서,
상기 제2 평행 이동 기구는 상기 펄스 주파수 제어 수단에 의한 상기 펄스 주파수의 변경과 연동하여 제어하는 것을 특징으로 하는 파장 변환 레이저 장치.
11. The method of claim 10,
and the second parallel movement mechanism is controlled in conjunction with the change of the pulse frequency by the pulse frequency control means.
청구항 11에 있어서,
상기 제1 레이저광은 상기 비선형 매질에 대해서 사입사의 각도로 입사되는 것을 특징으로 하는 파장 변환 레이저 장치.
12. The method of claim 11,
The wavelength conversion laser device, characterized in that the first laser light is incident at an angle of oblique incidence with respect to the nonlinear medium.
청구항 1 내지 청구항 12 중 어느 한 항에 기재된 파장 변환 레이저 장치와,
피가공 대상물을 지지하는 피가공 대상물 지지부와,
개구를 가지고 상기 파장 변환 레이저 장치로부터 출사된 상기 제2 레이저광 중 일부를 상기 개구로부터 통과시키는 마스크와,
상기 마스크를 통과한 상기 제2 레이저광을 상기 피가공 대상물에 조사하는 가공 헤드와,
상기 가공 헤드로부터 조사되는 상기 제2 레이저광과 상기 피가공 대상물 지지부를 상대적으로 이동시키는 상대 이동부를 구비한 파장 변환 레이저 가공기.
The wavelength conversion laser device according to any one of claims 1 to 12;
an object support part for supporting the object to be processed;
a mask having an opening and allowing a part of the second laser light emitted from the wavelength conversion laser device to pass through the opening;
a processing head that irradiates the second laser beam that has passed through the mask to the object to be processed;
A wavelength conversion laser processing machine having a relative moving part for relatively moving the second laser beam irradiated from the processing head and the target object support part.
KR1020227030085A 2020-03-10 2020-03-10 Wavelength conversion laser device and wavelength conversion laser processing machine KR102528248B1 (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2020/010211 WO2021181511A1 (en) 2020-03-10 2020-03-10 Wavelength conversion laser device and wavelength conversion laser processing machine

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20220124296A true KR20220124296A (en) 2022-09-13
KR102528248B1 KR102528248B1 (en) 2023-05-03

Family

ID=73992852

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020227030085A KR102528248B1 (en) 2020-03-10 2020-03-10 Wavelength conversion laser device and wavelength conversion laser processing machine

Country Status (5)

Country Link
JP (1) JP6808114B1 (en)
KR (1) KR102528248B1 (en)
CN (1) CN115210973B (en)
TW (1) TWI761081B (en)
WO (1) WO2021181511A1 (en)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023203711A1 (en) * 2022-04-21 2023-10-26 三菱電機株式会社 Laser apparatus and laser processing machine
CN115609162B (en) * 2022-12-19 2023-03-07 扬州艾镭激光设备有限公司 Automatic increase formula laser marking machine
JP7459410B1 (en) 2023-10-24 2024-04-01 三菱電機株式会社 Laser device and laser processing device

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2685923B2 (en) * 1989-10-04 1997-12-08 株式会社東芝 Laser resonator
JP2001144356A (en) * 1999-11-11 2001-05-25 Ushio Sogo Gijutsu Kenkyusho:Kk Method of generating higher harmonic laser beam and laser device thereof
KR20050059103A (en) * 2002-08-30 2005-06-17 스미도모쥬기가이고교 가부시키가이샤 Laser processing method and processing device
JP2014072506A (en) * 2012-10-02 2014-04-21 Canon Inc Laser device and photoacoustic device
JP2014170839A (en) 2013-03-04 2014-09-18 Cyber Laser Kk Laser device
JP2019135731A (en) * 2015-02-06 2019-08-15 スペクトロニクス株式会社 Laser light source apparatus and laser pulse light generation method
JP6609097B2 (en) * 2014-10-24 2019-11-20 株式会社ミツトヨ Optical resonator

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3234052B2 (en) * 1993-06-30 2001-12-04 株式会社東芝 Laser wavelength converter
WO2005022705A2 (en) * 1997-03-21 2005-03-10 Imra America, Inc. High energy optical fiber amplifier for picosecond-nanosecond pulses for advanced material processing applications
JP2001350166A (en) * 2000-06-09 2001-12-21 Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd Method for adjusting optical axis position of laser beam in invisible wavelength region
JP3452057B2 (en) * 2001-12-21 2003-09-29 株式会社ニコン Laser beam harmonic generation apparatus, exposure apparatus using the same, laser beam harmonic generation method, exposure method using the same, and device manufacturing method using the same
KR20090018165A (en) * 2006-05-31 2009-02-19 사이버 레이저 가부시끼가이샤 Laser pulse generating divice and method, and laser working apparatus and method
DE102011011734B4 (en) * 2011-02-10 2014-12-24 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Apparatus, arrangement and method for interference structuring of flat samples
DE102012207220A1 (en) * 2012-04-30 2013-10-31 Robert Bosch Gmbh Method for machining a workpiece with laser radiation
JP6931243B2 (en) * 2017-05-01 2021-09-01 スペクトロニクス株式会社 Laser light source device and laser pulse light generation method
CN110050229B (en) * 2017-05-17 2020-06-09 三菱电机株式会社 Wavelength conversion device
JP2019051529A (en) * 2017-09-13 2019-04-04 東芝メモリ株式会社 Semiconductor manufacturing device
WO2020012771A1 (en) * 2018-07-09 2020-01-16 株式会社ブイ・テクノロジー Laser machining device, laser machining method, and production method for film-formation mask
US10866486B2 (en) * 2018-08-02 2020-12-15 Qioptiq Photonics Gmbh & Co. Kg Non-linear optical device with a broadened gain bandwidth

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2685923B2 (en) * 1989-10-04 1997-12-08 株式会社東芝 Laser resonator
JP2001144356A (en) * 1999-11-11 2001-05-25 Ushio Sogo Gijutsu Kenkyusho:Kk Method of generating higher harmonic laser beam and laser device thereof
KR20050059103A (en) * 2002-08-30 2005-06-17 스미도모쥬기가이고교 가부시키가이샤 Laser processing method and processing device
JP2014072506A (en) * 2012-10-02 2014-04-21 Canon Inc Laser device and photoacoustic device
JP2014170839A (en) 2013-03-04 2014-09-18 Cyber Laser Kk Laser device
JP6609097B2 (en) * 2014-10-24 2019-11-20 株式会社ミツトヨ Optical resonator
JP2019135731A (en) * 2015-02-06 2019-08-15 スペクトロニクス株式会社 Laser light source apparatus and laser pulse light generation method

Also Published As

Publication number Publication date
WO2021181511A1 (en) 2021-09-16
TW202135966A (en) 2021-10-01
JPWO2021181511A1 (en) 2021-09-16
JP6808114B1 (en) 2021-01-06
TWI761081B (en) 2022-04-11
CN115210973A (en) 2022-10-18
KR102528248B1 (en) 2023-05-03
CN115210973B (en) 2023-08-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI761081B (en) Wavelength conversion laser apparatus and wavelength conversion laser processing machine
KR101770836B1 (en) Laser machining device and laser machining method
US20050157382A1 (en) Industrial directly diode-pumped ultrafast amplifier system
US7664148B2 (en) Passive Q switch laser device
JP4775443B2 (en) Solid-state laser device and wavelength conversion laser device
JP2010054547A (en) Ultraviolet laser device
JP2008518273A (en) Ultrafast laser processing system and method for forming diffractive structures in optical fibers
KR102344775B1 (en) High Efficiency Laser System for Third Harmonic Generation
JP6817027B2 (en) Laser processing equipment
JP2009253068A (en) Laser oscillating device and laser processing device
JP6016086B2 (en) Ultraviolet laser apparatus, exposure apparatus and inspection apparatus equipped with the ultraviolet laser apparatus
JP2005313195A (en) Double wavelength superposing type laser beam emission unit, and laser beam machining apparatus
US9059567B2 (en) CO2 laser device and CO2 laser processing device
WO2013084413A1 (en) Laser processing apparatus, laser processing method, substrate for ink jet head, and manufacturing method of ink jet head
JP2014103287A (en) Solid-state laser device
US11958128B2 (en) Laser apparatus and laser machining apparatus
JP5213368B2 (en) Laser light second harmonic generator
WO2018211691A1 (en) Laser machining device
JP2009116181A (en) Optical isolator for laser machining and laser machining device
KR20190068635A (en) Wavelength converter
JP2003094191A (en) Laser beam machining device
WO2021006236A1 (en) Laser device
KR20090100393A (en) Laser pulse generator and generation method
JP2022108458A (en) Laser machining apparatus
JP2000091205A (en) Exposure light source, aligner, and manufacture of semiconductor device

Legal Events

Date Code Title Description
A302 Request for accelerated examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right