WO2023218581A1

WO2023218581A1 - 加工光学系、加工装置及び加工方法

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Publication number: WO2023218581A1
Application number: PCT/JP2022/019996
Authority: WO
Inventors: 志強柳
Original assignee: 株式会社ニコン
Priority date: 2022-05-11
Filing date: 2022-05-11
Publication date: 2023-11-16

Abstract

【課題】加工光源からの加工光を効率良く利用して干渉縞を形成できる加工光学系、加工装置及び加工方法を提供する。【解決手段】加工光学系(１５)は、光源（２）からの第１群Ｇ１の複数の加工光ＥＬを分割して生成された第２群Ｇ２の複数の加工光ＥＬ２と第３群Ｇ３の複数の加工光ＥＬ３とを互いに異なる射出位置から射出する分割光学部材(１７)と、その分割光学部材(１７)からの第２群Ｇ２の複数の加工光ＬＥ２を物体（Ｗ）の表面上の第１領域Ａ１で干渉させて第１干渉縞ＩＳ１を形成し、且つ分割光学部材(１７)からの第３群Ｇ３の複数の加工光ＬＥ３を物体（Ｗ）の表面上の、第１領域Ａ１とは異なる第２領域Ａ２で干渉させて第２干渉縞ＩＳ２を形成する干渉縞形成光学系(１８)と、を備える。

Description

加工光学系、加工装置及び加工方法

　本開示は、例えば、物体を加工する加工光学系、加工装置及び加工方法の技術分野に関する。

　特許文献１には、航空機の機体等の物体の表面にリブレットが形成されるように、物体を加工可能な加工装置が記載されている。このような加工装置は、物体を適切に加工することが要求される。

米国特許第４，９９４，６３９号明細書

　第１の態様によれば、光源からの第１群の複数の加工光を分割して生成された第２群の複数の加工光と第３群の複数の加工光とを互いに異なる射出位置から射出する分割光学部材と、前記分割光学部材からの前記第２群の複数の加工光を物体の表面上の第１領域で干渉させて第１干渉縞を形成し、且つ前記分割光学部材からの前記第３群の複数の加工光を前記物体の前記表面上の、前記第１領域とは異なる第２領域で干渉させて第２干渉縞を形成する干渉縞形成光学系と、を備える加工光学系が提供される。

　第２の態様によれば、光源からの光を用いて物体の表面にリブレット加工を行う加工装置であって、上記した加工光学系と、前記加工光学系により前記物体の前記表面に形成される前記第１及び第２干渉縞と前記物体の前記表面との位置関係を変更する位置関係変更装置とを備える加工装置が提供される。

　第３の態様によれば、光源からの光を用いて物体の表面にリブレット加工を行う加工方法であって、光源からの第１群の複数の加工光を分割して互いに異なる位置から第２群の複数の加工光と第３群の複数の加工光とを射出することと、前記第２群の複数の加工光を前記物体の前記表面上の第１領域で干渉させて第１干渉縞を形成して前記物体の前記表面の前記第１領域にリブレット加工を行うことと、前記第３群の複数の加工光を前記物体の前記表面上で前記第１領域とは異なる第２領域で干渉させて第２干渉縞を形成して前記物体の前記表面の前記第２領域にリブレット加工を行うことと、を含む加工方法が提供される。

本実施形態の加工システムの全体構造を模式的に示す断面図である。本実施形態の加工システムのシステム構成を示すシステム構成図である。リブレット構造を示す斜視図である。リブレット構造を示す断面図（図３ＡのIII－III’線で得られた断面）である。リブレット構造を示す上面図である。干渉縞の一例を示す平面図である。本実施形態の加工光学系の構成を示す構成図である。加工光学系の構造を示す説明図である。加工光学系の第２光学系がワークの表面において、第１領域に第１干渉縞と第２領域に第２干渉縞とが形成される様子を示す説明図である。変形例としての加工光学系の構造を示す説明図である。他の変形例としての加工光学系の構造を示す説明図である。

　以下、図面を参照しながら、加工光学系、加工装置及び加工方法の実施形態について説明する。以下では、物体の一例であるワークＷを加工可能な加工システムＳＹＳを用いて、加工光学系、加工装置及び加工方法の実施形態を説明する。但し、本発明が以下に説明する実施形態に限定されることはない。

　また、以下の説明では、互いに直交するＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸から定義されるＸＹＺ直交座標系を用いて、加工システムＳＹＳを構成する各種構成要素の位置関係について説明する。尚、以下の説明では、説明の便宜上、Ｘ軸方向及びＹ軸方向のそれぞれが水平方向（つまり、水平面内の所定方向）であり、Ｚ軸方向が鉛直方向（つまり、水平面に直交する方向であり、実質的には上下方向）であるものとする。また、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸周りの回転方向（言い換えれば、傾斜方向）を、それぞれ、θＸ方向、θＹ方向及びθＺ方向と称する。ここで、Ｚ軸方向を重力方向としてもよい。また、ＸＹ平面を水平方向としてもよい。

　（１）加工システムＳＹＳの構造
初めに、図１及び図２を参照しながら、本実施形態の加工システムＳＹＳの構造について説明する。図１は、本実施形態の加工システムＳＹＳの構造を模式的に示す断面図である。図２は、本実施形態の加工システムＳＹＳのシステム構成を示すシステム構成図である。

　図１及び図２に示すように、加工システムＳＹＳは、加工装置１と、加工光源２と、制御装置３と、を備えている。その加工装置１は、自走駆動部１０１に取り付けられた多関節ロボット１０２にエンドエフェクタとして取り付けられ、ビーム伝送光学系１０３を介した加工光源２からの加工光ＥＬでステージ１３に載置されたワークＷの表面に向けて加工光ＥＬを照射する加工ヘッド１１を備える。その加工ヘッド１１は、自走駆動部１０１、多関節ロボット１０２及び加工光源２とともに、制御装置３により制御される。

　ここで、ビーム伝送光学系１０３は、加工ヘッド１１に加工光ＥＬを供給する加工光源２からの加工光ＥＬを伝送する。加工ヘッド１１は、制御装置３からの指令に基づいて（図１の矢印Ｒ参照）、ビーム伝送光学系１０３からの加工光ＥＬでステージ１３に載置されたワークＷの表面に向けて加工光ＥＬを照射する。多関節ロボット１０２は、制御装置３からの指令に基づいて、加工ヘッド１１の位置及び姿勢をワークＷの表面に対して変更して、加工光ＥＬがワークＷの表面に照射される位置及び加工光ＥＬの表面に対する照射方向を変更する。自走駆動部１０１は、制御装置３からの指令に基づいて、多関節ロボット１０２、ひいては多関節ロボット１０２に取り付けられている加工ヘッド１１の位置及び姿勢をワークＷの表面に対して変更して、加工光ＥＬがワークＷの表面に照射される位置及び加工光ＥＬの表面に対する照射方向を変更する。尚、加工ヘッド１１の構造の詳細については、図２から図６を参照しながら後述する。

　加工装置１は、制御装置３の制御下で、物体としての加工対象物（母材と称されてもよい）であるワークＷを加工可能である。ワークＷは、例えば、金属であってもよいし、合金（例えば、ジュラルミン等）であってもよいし、半導体（例えば、シリコン）であってもよいし、樹脂であってもよいし、ＣＦＲＰ（Carbon Fiber Reinforced Plastic）等の複合材料であってもよいし、塗料（一例として基材に塗布された塗料層）であってもよいし、ガラスであってもよいし、それ以外の任意の材料から構成される物体であってもよい。

　ワークＷの表面は、ワークＷとは異なる材質の膜でコーティングされていてもよい。この場合、ワークＷの表面にコーティングされた膜の表面が、加工装置１によって加工される面であってもよい。この場合であっても、加工装置１は、ワークＷを加工する（つまり、膜でコーティングされたワークＷを加工する）とみなしてもよい。

　加工装置１は、ワークＷを加工するために、ワークＷに対して加工光ＥＬを照射する。加工光ＥＬは、ワークＷに照射されることでワークＷを加工可能である限りは、どのような種類の光であってもよい。本実施形態では、加工光ＥＬがレーザ光である例を用いて説明を進めるが、加工光ＥＬは、レーザ光とは異なる種類の光であってもよい。更に、加工光ＥＬの波長は、ワークＷに照射されることでワークＷを加工可能である限りは、どのような波長であってもよい。例えば、加工光ＥＬは、可視光であってもよいし、不可視光（例えば、赤外光、紫外光及び極端紫外光等の少なくとも一つ）であってもよい。加工光ＥＬは、パルス光（例えば、パルス幅がピコ秒以下のパルス光）を含む。このパルス幅とは、パルス光の発光時間である。但し、加工光ＥＬは、パルス光を含んでいなくてもよい。言い換えると、加工光ＥＬは、連続光であってもよい。

　加工光ＥＬは、加工光ＥＬを生成する加工光源２から、不図示の光伝搬部材（例えば、光ファイバ及びミラーの少なくとも一方）を介して加工装置１に供給される。加工装置１は、加工光源２から供給される加工光ＥＬを、ワークＷに照射する。上述したように加工光ＥＬがレーザ光である場合には、加工光源２は、レーザ光源（例えば、レーザダイオード（ＬＤ：Laser Diode）等の半導体レーザ）を含んでいてもよい。レーザ光源は、ファイバ・レーザ、ＣＯ２レーザ、ＹＡＧレーザ及びエキシマレーザ等の少なくとも一つを含んでいてもよい。但し、加工光ＥＬがレーザ光でない場合には、加工光源２は、任意の光源（例えば、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）及び放電ランプ等の少なくとも一つ）を含んでいてもよい。

　加工装置１は、ワークＷに加工光ＥＬを照射することでワークＷの一部を除去する除去加工を行ってもよい。例えば、加工装置１は、熱加工の原理を利用して、ワークＷの一部を除去する除去加工を行ってもよい。具体的には、ワークＷの表面に加工光ＥＬが照射されると、ワークＷのうち加工光ＥＬが照射された照射部分及びワークＷのうちの照射部分と近接する近接部分に、加工光ＥＬのエネルギーが伝達される。加工光ＥＬのエネルギーに起因した熱が伝達されると、加工光ＥＬのエネルギーに起因した熱によって、ワークＷの照射部分及び近接部分を構成する材料が溶融する。溶融した材料は、液滴となって飛散する。或いは、溶融した材料は、加工光ＥＬのエネルギーに起因した熱によって蒸発する。その結果、ワークＷの照射部分及び近接部分が除去される。尚、熱加工が行われる場合には、加工光ＥＬは、パルス幅がミリ秒以上のパルス光又は連続光を含んでいてもよい。

　一方で、加工光ＥＬの特性によっては、加工装置１は、非熱加工（例えば、アブレーション加工）の原理を利用して、ワークＷの一部を除去する除去加工を行ってもよい。つまり、加工装置１は、ワークＷに対して非熱加工（例えば、アブレーション加工）を行ってもよい。例えば、光子密度（言い換えれば、フルエンス）が高い光が加工光ＥＬとして用いられると、ワークＷの照射部分及び近接部分を構成する材料は、瞬時に蒸発及び飛散する。つまり、ワークＷの照射部分及び近接部分を構成する材料は、ワークＷの熱拡散時間よりも十分に短い時間内に蒸発及び飛散する。この場合、ワークＷの照射部分及び近接部分を構成する材料は、イオン、原子、ラジカル、分子、クラスタ及び固体片のうちの少なくとも一つとして、ワークＷから放出されてもよい。尚、非熱加工が行われる場合には、加工光ＥＬは、パルス幅がピコ秒以下（或いは、場合によっては、ナノ秒又はフェムト秒以下）のパルス光を含んでいてもよい。パルス幅がピコ秒以下（或いは、場合によっては、ナノ秒又はフェムト秒以下）のパルス光が加工光ＥＬとして用いられる場合、ワークＷの照射部分及び近接部分を構成する材料は、溶融状態を経ずに昇華することもある。このため、加工光ＥＬのエネルギーに起因した熱によるワークＷへの影響を極力抑制しながら、ワークＷを加工可能となる。

　本実施形態では、加工装置１は、除去加工を行うことで、リブレット構造ＲＢ（図３等参照）をワークＷの表面に形成してもよい。リブレット構造ＲＢを形成する加工は、リブレット加工と称されてもよい。つまり、加工装置１は、ワークＷの表面にリブレット加工を行ってもよい。

　リブレット構造ＲＢは、ワークＷの表面の流体に対する抵抗（特に、摩擦抵抗及び乱流摩擦抵抗の少なくとも一方）を低減可能な凹凸構造を含んでいてもよい。このため、リブレット構造ＲＢは、流体中に設置される（言い換えれば、位置する）部材を有するワークＷに形成されてもよい。言い換えれば、リブレット構造ＲＢは、流体に対して相対的に移動する部材を有するワークＷに形成されてもよい。尚、ここでいう「流体」とは、ワークＷの表面に対して流れている媒質（例えば、気体及び液体の少なくとも一方）を意味する。例えば、媒質自体が静止している状況下でワークＷの表面が媒質に対して移動する場合には、この媒質を流体と称してもよい。尚、媒質が静止している状態は、所定の基準物（例えば、地表面）に対して媒質が移動していない状態を意味していてもよい。

　このようなワークＷの表面の流体に対する抵抗（特に、摩擦抵抗及び乱流摩擦抵抗の少なくとも一方）を低減可能な構造を含むリブレット構造ＲＢがワークＷに形成される場合には、ワークＷは、流体に対して相対的に移動しやすくなる。このため、流体に対するワークＷの移動を妨げる抵抗が低減されるがゆえに、省エネルギー化につながる。つまり、環境にやさしいワークＷ、一例としてタービンブレードの製造が可能となる。これにより、国連が主導する持続可能な開発目標（ＳＤＧｓ）の目標７「エネルギーをみんなにそしてクリーンに」に対応することができ、ターゲット７．３「２０３０年までに、世界全体のエネルギー効率の改善率を倍増させる」に貢献することができる。

　尚、リブレット構造ＲＢは、タービンブレードとは異なるワークＷに形成されてもよい。リブレット構造ＲＢが形成されるワークＷの一例として、静翼と称されてもよいタービンベーン、ファン、インペラ、プロペラ及びポンプの少なくとも一つがあげられる。ファンは、送風機等に用いられ、気体の流れを形成する部材（典型的には、回転体）である。インペラは、例えば、ポンプに用いられる部材であって、ポンプが流体を送り出す（或いは、吸い出す）力を発生させるように回転可能な羽根車である。プロペラは、例えば、エンジン及びモータの少なくとも一方を含む原動機から出力される回転力を、飛行機及び船舶等の少なくとも一つを含む移動体の推進力に変換する部材（典型的には、回転体）である。リブレット構造ＲＢが形成されるワークＷの他の一例として、飛行機及び船舶等の少なくとも一つを含む移動体の筐体（例えば、機体又は船体）があげられる。

　ここで、図３Ａ、図３Ｂ、図３Ｃを参照しながら、リブレット構造ＲＢについて説明する。図３Ａ、図３Ｂ、図３Ｃに示すように、リブレット構造ＲＢは、ワークＷの表面に沿った第１の方向に沿って延びる凸状構造体８１が、ワークＷの表面に沿っており且つ第１の方向に交差する第２の方向に沿って複数配列された構造を含んでいてもよい。つまり、リブレット構造ＲＢは、それぞれが第１の方向に沿って延びるように形成される複数の凸状構造体８１が、第２の方向に沿って並んだ構造を含んでいてもよい。図３Ａ、図３Ｂ、図３Ｃに示す例では、リブレット構造ＲＢは、Ｘ軸方向に沿って延びる凸状構造体８１が、Ｙ軸方向に沿って複数配列された構造を含んでいる。

　凸状構造体８１は、第１の方向（凸状構造体８１が延びる方向）及び第２の方向（凸状構造体８１が配列される方向）の双方に交差する方向に沿って突き出た構造体である。凸状構造体８１は、ワークＷの表面から突き出た構造体である。図３Ａ、図３Ｂ、図３Ｃに示す例では、凸状構造体８１は、Ｚ軸方向に沿って突き出た構造体である。尚、凸状構造体８１は、ワークＷの表面に対して突起となる突起形状の構造を含んでいてもよい。凸状構造体８１は、ワークＷの表面に対して凸となる凸形状の構造を含んでいてもよい。凸状構造体８１は、ワークＷの表面に対して山となる山形状の構造を含んでいてもよい。

　隣り合う凸状構造体８１の間には、周囲と比較して窪んだ溝構造８２が形成される。このため、リブレット構造ＲＢは、ワークＷの表面に沿った第１の方向に沿って延びる溝構造８２が、ワークＷの表面に沿っており且つ第１の方向に交差する第２の方向に沿って複数配列された構造を含んでいてもよい。つまり、リブレット構造ＲＢは、それぞれが第１の方向に沿って延びるように形成される複数の溝構造８２が、第２の方向に沿って並んだ構造を含んでいてもよい。図３Ａ、図３Ｂ、図３Ｃに示す例では、リブレット構造ＲＢは、Ｘ軸方向に沿って延びる溝構造８２が、Ｙ軸方向に沿って複数配列された構造を含んでいる。尚、溝構造８２は、溝状構造体と称されてもよい。

　尚、凸状構造体８１は、溝構造８２から突き出た構造であるとみなしてもよい。凸状構造体８１は、隣り合う二つの溝構造８２の間に、突起形状の構造、凸形状の構造及び山形状の構造の少なくとも一つを形成する構造であるとみなしてもよい。溝構造８２は、凸状構造体８１から窪んだ構造であるとみなしてもよい。溝構造８２は、隣り合う二つの凸状構造体８１の間に、溝形状の構造を形成する構造であるとみなしてもよい。尚、溝構造８２は、溝状構造体と称されてもよい。

　複数の凸状構造体８１の少なくとも一つの高さＨ＿ｒｂは、凸状構造体８１のピッチＰ＿ｒｂに応じて定まる高さに設定されていてもよい。例えば、複数の凸状構造体８１の少なくとも一つの高さＨ＿ｒｂは、凸状構造体８１のピッチＰ＿ｒｂ以下であってもよい。例えば、複数の凸状構造体８１の少なくとも一つの高さＨ＿ｒｂは、凸状構造体８１のピッチＰ＿ｒｂの半分以下であってもよい。一例として、凸状構造体８１のピッチＰ＿ｒｂは、５マイクロメートルより大きく且つ２００マイクロメートルよりも小さくてもよい。この場合、複数の凸状構造体８１の少なくとも一つの高さＨ＿ｒｂは、２．５マイクロメートルより大きく且つ１００マイクロメートルよりも小さくてもよい。

　このようなリブレット構造ＲＢをワークＷに加工するために、加工装置１は、図１及び図２に示すように、上記した加工ヘッド１１に加えて、ヘッド駆動系１２（図１の例では自走駆動部１０１、多関節ロボット１０２）と、ステージ１３と、ステージ駆動系１４とを備える。加工ヘッド１１は、加工光源２からの加工光ＥＬをワークＷに照射する。加工光ＥＬをワークＷに照射するために、加工ヘッド１１は、加工光学系１５を備える。加工ヘッド１１は、加工光学系１５を介して、加工光ＥＬをワークＷに照射する。

　本実施形態では、加工光学系１５は、ワークＷの表面に干渉縞ＩＳ（図４等参照）を形成することで、ワークＷの表面にリブレット構造ＲＢを形成してもよい。具体的には、加工光学系１５は、加工光源２からの加工光ＥＬを分割することで生成される複数の加工光ＥＬ（図１に示す例では、二つの加工光ＥＬ）を、それぞれ異なる入射方向からワークＷに照射する。その結果、複数の加工光ＥＬが干渉することで、干渉光が発生する。この場合、加工光学系１５は、実質的には、複数の加工光ＥＬが干渉することで発生する干渉光をワークＷに照射しているとみなしてもよい。その結果、ワークＷの表面には、干渉光に起因した干渉縞ＩＳが形成される。なお、加工光学系１５の詳細な構造については、図５等を参照しながら後に詳述するため、ここでの説明を省略する。

　干渉縞ＩＳの一例を図４に示す。干渉縞ＩＳは、明部ＩＬと暗部ＩＤとを有する縞であってもよい。明部ＩＬは、干渉縞ＩＳのうちのフルエンスが所定量よりも大きくなる（つまり、高くなる）部分を含んでいてもよい。明部ＩＬは、干渉縞ＩＳを形成する干渉光のうちのフルエンスが所定量よりも大きくなる光部分が照射される部分を含んでいてもよい。暗部ＩＤは、干渉縞ＩＳのうちのフルエンスが所定量よりも小さくなる（つまり、低くなる）部分を含んでいてもよい。暗部ＩＤは、干渉縞ＩＳを形成する干渉光のうちのフルエンスが所定量よりも小さくなる光部分が照射される部分を含んでいてもよい。また、明部ＩＬでのフルエンスは暗部ＩＤでのフルエンスより大きくてもよい。

　図４は、さらに干渉縞ＩＳとリブレット構造ＲＢとの関係を示している。明部ＩＬは、主として上述した溝構造８２を形成するために用いられてもよい。この場合、加工光学系１５は、干渉縞ＩＳに含まれる明部ＩＬをワークＷの表面に形成してワークＷの一部を除去することで、ワークＷの表面に、リブレット構造ＲＢを構成する溝構造８２を形成してもよい。加工光学系１５は、干渉光のうちの明部ＩＬを形成する光部分をワークＷの表面に照射してワークＷの一部を除去することで、ワークＷの表面に溝構造８２を形成してもよい。加工光学系１５は、明部ＩＬに到達する加工光ＥＬを用いて（つまり、加工光ＥＬのうちの明部ＩＬに到達する光部分を用いて）ワークＷの一部を除去することで、ワークＷの表面に溝構造８２を形成してもよい。この場合、干渉縞ＩＳは、溝構造８２が延びる方向（図４の例ではＸ軸方向）に沿って延びる明部ＩＬが、溝構造８２が並ぶ方向（図４の例ではＹ軸方向）に沿って複数配列された縞を含んでいてもよい。つまり、干渉縞ＩＳは、溝構造８２が延びる方向（図４の例ではＸ軸方向）に沿って延びる複数の明部ＩＬが、溝構造８２が並ぶ方向（図４の例ではＹ軸方向（縞ピッチ方向））に沿って並ぶ縞を含んでいてもよい。

　暗部ＩＤは、主として上述した凸状構造体８１を形成するために用いられてもよい。この場合、加工光学系１５は、干渉縞ＩＳに含まれる暗部ＩＤをワークＷの表面に形成してワークＷの一部を除去する（或いは、場合によっては、ワークＷの一部を除去しない）ことで、ワークＷの表面に、リブレット構造ＲＢを構成する凸状構造体８１を形成してもよい。加工光学系１５は、干渉光のうちの暗部ＩＤを形成する光部分をワークＷの表面に照射してワークＷの一部を除去することで、ワークＷの表面に凸状構造体８１を形成してもよい。加工光学系１５は、暗部ＩＤに到達する加工光ＥＬを用いて（つまり、加工光ＥＬのうちの暗部ＩＤに到達する光部分を用いて）ワークＷの一部を除去することで、ワークＷの表面に凸状構造体８１を形成してもよい。この場合、干渉縞ＩＳは、凸状構造体８１が延びる方向（図４の例ではＸ軸方向）に沿って延びる暗部ＩＤが、凸状構造体８１が並ぶ方向（図４の例ではＹ軸方向）に沿って複数配列された縞を含んでいてもよい。つまり、干渉縞ＩＳは、凸状構造体８１が延びる方向（図４の例ではＸ軸方向）に沿って延びる複数の暗部ＩＤが、凸状構造体８１が並ぶ方向（図４の例ではＹ軸方向）に沿って並ぶ縞を含んでいてもよい。

　図１及び図２に示すように、ヘッド駆動系１２（自走駆動部１０１、多関節ロボット１０２）は、制御装置３の制御下で、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向の少なくとも一つに沿って加工ヘッド１１を移動させる。尚、ヘッド駆動系１２は、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向の少なくとも一つに加えて又は代えて、θＸ方向、θＹ方向及びθＺ方向の少なくとも一つに沿って加工ヘッド１１を移動させてもよい。加工ヘッド１１が移動すると、ステージ１３（更には、ステージ１３に載置されたワークＷ）と加工ヘッド１１との位置関係が変わる。その結果、ワークＷ上で加工ヘッド１１が干渉縞ＩＳを形成する干渉領域ＩＡ（図４参照）とステージ１３及びワークＷとの位置関係が変わる。つまり、ワークＷ上で干渉領域ＩＡを移動できる。このため、ヘッド駆動系１２は、加工ヘッド１１が干渉縞ＩＳを形成する干渉領域ＩＡの位置と、ワークＷの表面と、の位置関係を変更する位置関係変更装置として機能する。

　ステージ１３上には、ワークＷが載置される。ステージ１３は、ステージ１３に載置されたワークＷを保持しなくてもよい。つまり、ステージ１３は、ステージ１３に載置されたワークＷに対して、当該ワークＷを保持するための保持力を加えなくてもよい。或いは、ステージ１３は、ステージ１３に載置されたワークＷを保持してもよい。つまり、ステージ１３は、ステージ１３に載置されたワークＷに対して、当該ワークＷを保持するための保持力を加えてもよい。例えば、ステージ１３は、ワークＷを真空吸着及び／又は静電吸着することで、ワークＷを保持してもよい。或いは、ワークＷを保持するための治具がワークＷを保持し、ステージ１３は、ワークＷを保持した治具を保持してもよい。

　ステージ駆動系１４は、制御装置３の制御下で、ステージ１３を移動させる。具体的には、ステージ駆動系１４は、加工ヘッド１１に対してステージ１３を移動させる。例えば、ステージ駆動系１４は、制御装置３の制御下で、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向、θＸ方向、θＹ方向及びθＺ方向の少なくとも一つに沿ってステージ１３を移動させてもよい。尚、ステージ１３をθＸ方向、θＹ方向及びθＺ方向の少なくとも一つに沿って移動させることは、ステージ１３（更には、ステージ１３に載置されたワークＷ）のＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸の少なくとも一つの廻りの姿勢を変更することと等価であるとみなしてもよい。或いは、ステージ１３をθＸ方向、θＹ方向及びθＺ方向の少なくとも一つに沿って移動させることは、ステージ１３をＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸の少なくとも一つの廻りに回転（又は回転移動）させることと等価であるとみなしてもよい。

　ステージ１３が移動すると、ステージ１３（更には、ステージ１３に載置されたワークＷ）と加工ヘッド１１との位置関係が変わる。更には、ステージ１３及びワークＷと加工その結果、ワークＷ上で加工ヘッド１１が干渉縞ＩＳを形成する干渉領域ＩＡ（図４参照）とステージ１３及びワークＷとの位置関係が変わる。つまり、ワークＷ上で干渉領域ＩＡが移動する。このため、ステージ駆動系１４は、加工ヘッド１１が干渉縞ＩＳを形成する干渉領域ＩＡの位置と、ワークＷの表面と、の位置関係を変更する位置関係変更装置として機能する。

　なお、加工システムＳＹＳは、制御装置３の制御下で、位置関係変更装置が、ステージ１３と加工ヘッド１１との双方を移動させることにより、ステージ１３に載置されたワークＷと加工ヘッド１１との位置関係を変化させてもよい。また、加工システムＳＹＳは、加工ヘッド１１やステージ１３を移動させることなく、位置関係変更装置が、ワークＷに対して干渉縞ＩＳを移動させてもよい。

　制御装置３は、加工システムＳＹＳの動作を制御する。例えば、制御装置３は、ワークＷを加工するための加工制御情報を生成すると共に、生成した加工制御情報に従ってワークＷが加工されるように、加工制御情報に基づいて、加工装置１を制御してもよい。つまり、制御装置３は、ワークＷの加工を制御してもよい。

　制御装置３は、例えば、演算装置と記憶装置とを含んでいてもよい。演算装置は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）及びＧＰＵ（Graphics Processing Unit）の少なくとも一方を含んでいてもよい。制御装置３は、演算装置がコンピュータプログラムを実行することで、加工システムＳＹＳの動作を制御する装置として機能する。このコンピュータプログラムは、制御装置３が行うべき後述する動作を制御装置３（例えば、演算装置）に行わせる（つまり、実行させる）ためのコンピュータプログラムである。つまり、このコンピュータプログラムは、加工システムＳＹＳに後述する動作を行わせるように制御装置３を機能させるためのコンピュータプログラムである。演算装置が実行するコンピュータプログラムは、制御装置３が備える記憶装置（つまり、記録媒体）に記録されていてもよいし、制御装置３に内蔵された又は制御装置３に外付け可能な任意の記憶媒体（例えば、ハードディスクや半導体メモリ）に記録されていてもよい。或いは、演算装置は、実行するべきコンピュータプログラムを、ネットワークインタフェースを介して、制御装置３の外部の装置からダウンロードしてもよい。

　制御装置３は、加工システムＳＹＳの内部に設けられていなくてもよい。例えば、制御装置３は、加工システムＳＹＳ外にサーバ等として設けられていてもよい。この場合、制御装置３と加工システムＳＹＳとは、有線及び／又は無線のネットワーク（或いは、データバス及び／又は通信回線）で接続されていてもよい。有線のネットワークとして、例えばIEEE1394、RS-232x、RS-422、RS-423、RS-485及びＵＳＢの少なくとも一つに代表されるシリアルバス方式のインタフェースを用いるネットワークが用いられてもよい。有線のネットワークとして、パラレルバス方式のインタフェースを用いるネットワークが用いられてもよい。有線のネットワークとして、10BASE-T、100BASE-TX及び1000BASE-Tの少なくとも一つに代表されるイーサネット（登録商標）に準拠したインタフェースを用いるネットワークが用いられてもよい。無線のネットワークとして、電波を用いたネットワークが用いられてもよい。電波を用いたネットワークの一例として、IEEE802.1xに準拠したネットワーク（例えば、無線LAN及びBluetooth（登録商標）の少なくとも一方）があげられる。無線のネットワークとして、赤外線を用いたネットワークが用いられてもよい。無線のネットワークとして、光通信を用いたネットワークが用いられてもよい。この場合、制御装置３と加工システムＳＹＳとはネットワークを介して各種の情報の送受信が可能となるように構成されていてもよい。また、制御装置３は、ネットワークを介して加工システムＳＹＳにコマンドや制御パラメータ等の情報を送信可能であってもよい。加工システムＳＹＳは、制御装置３からのコマンドや制御パラメータ等の情報を、上記ネットワークを介して受信する受信装置を備えていてもよい。或いは、制御装置３が行う処理のうちの一部を行う第１制御装置が加工システムＳＹＳの内部に設けられている一方で、制御装置３が行う処理のうちの他の一部を行う第２制御装置が加工システムＳＹＳの外部に設けられていてもよい。

　制御装置３内には、演算装置がコンピュータプログラムを実行することで、機械学習によって構築可能な演算モデルが実装されてもよい。機械学習によって構築可能な演算モデルの一例として、例えば、ニューラルネットワークを含む演算モデル（いわゆる、人工知能（ＡＩ：Artificial Intelligence））があげられる。この場合、演算モデルの学習は、ニューラルネットワークのパラメータ（例えば、重み及びバイアスの少なくとも一つ）の学習を含んでいてもよい。制御装置３は、演算モデルを用いて、加工システムＳＹＳの動作を制御してもよい。つまり、加工システムＳＹＳの動作を制御する動作は、演算モデルを用いて加工システムＳＹＳの動作を制御する動作を含んでいてもよい。尚、制御装置３には、教師データを用いたオフラインでの機械学習により構築済みの演算モデルが実装されてもよい。また、制御装置３に実装された演算モデルは、制御装置３上においてオンラインでの機械学習によって更新されてもよい。或いは、制御装置３は、制御装置３に実装されている演算モデルに加えて又は代えて、制御装置３の外部の装置（つまり、加工システムＳＹＳの外部に設けられる装置）に実装された演算モデルを用いて、加工システムＳＹＳの動作を制御してもよい。

　尚、演算装置が実行するコンピュータプログラムを記録する記録媒体としては、CD-ROM、CD-R、CD-RWやフレキシブルディスク、MO、DVD-ROM、DVD-RAM、DVD-R、DVD+R、DVD-RW、DVD＋RW及びBlu-ray（登録商標）等の光ディスク、磁気テープ等の磁気媒体、光磁気ディスク、ＵＳＢメモリ等の半導体メモリ、及び、その他プログラムを格納可能な任意の媒体の少なくとも一つが用いられてもよい。記録媒体には、コンピュータプログラムを記録可能な機器（例えば、コンピュータプログラムがソフトウェア及びファームウェア等の少なくとも一方の形態で実行可能な状態に実装された汎用機器又は専用機器）が含まれていてもよい。更に、コンピュータプログラムに含まれる各処理や機能は、制御装置３（つまり、コンピュータ）がコンピュータプログラムを実行することで制御装置３内に実現される論理的な処理ブロックによって実現されてもよいし、制御装置３が備える所定のゲートアレイ（FPGA、ASIC）等のハードウェアによって実現されてもよいし、論理的な処理ブロックとハードウェアの一部の要素を実現する部分的ハードウェアモジュールとが混在する形式で実現してもよい。

　（２）加工光学系１５
（２－１）加工光学系１５の概要
続いて、ワークＷの表面に干渉縞ＩＳを形成する加工光学系１５について説明する。加工光学系１５は、図５に示すように、生成光学系１６と分割光学部材１７と干渉縞形成光学系１８とを有する。加工光学系１５は、加工光源２が生成する加工光ＥＬを、生成光学系１６が分割して第１群Ｇ１の複数の加工光ＥＬ（図５に示す例では、二つの加工光ＥＬ）を生成し、その第１群Ｇ１の複数の加工光ＥＬを分割光学部材１７に進行させる。分割光学部材１７は、第１群の複数の加工光ＥＬを、第２群Ｇ２の複数の加工光ＥＬと第３群Ｇ３の複数の加工光ＥＬとに分割し、それぞれを射出角度及び射出位置のうち少なくとも一方が異なるように射出して干渉縞形成光学系１８に進行させる。干渉縞形成光学系１８は、分割光学部材１７からの第２群Ｇ２の複数の加工光ＥＬをワークＷの表面上の第１領域Ａ１で干渉させて干渉縞ＩＳ（以下では、第１干渉縞ＩＳ１とも言う）を形成する。また、干渉縞形成光学系１８は、分割光学部材１７からの第３群Ｇ３の複数の加工光ＥＬをワークＷの表面上の第２領域Ａ２で干渉させて干渉縞ＩＳ（以下では、第２干渉縞ＩＳ２とも言う）を形成する。このとき、干渉縞形成光学系１８（加工光学系１５）は、複数の加工光ＥＬをそれぞれ異なる方向からワークＷに照射して、その複数の加工光ＥＬが干渉することで干渉光を発生させている。このため、干渉縞形成光学系１８（加工光学系１５）は、実質的には、複数の加工光ＥＬが干渉することで発生する干渉光をワークＷに照射しているとみなしてもよい。

　尚、以下の説明では、各加工光ＥＬを以下のようにと称することで区別する。先ず、加工光源２が生成する加工光ＥＬを、加工光ＥＬ０と称し、その加工光ＥＬ０が生成光学系１６で分割された第１群Ｇ１の複数の加工光ＥＬを加工光ＥＬ１と称する。また、その加工光ＥＬ１が分割光学部材１７で分割された第２群Ｇ２の複数の加工光ＥＬを加工光ＥＬ２と称し、加工光ＥＬ１が分割光学部材１７で分割された第３群Ｇ３の複数の加工光ＥＬを加工光ＥＬ３と称する。

　上述したように、加工光学系１５は、干渉縞形成光学系１８から、第２群Ｇ２の複数の加工光ＥＬ２と第３群Ｇ３の複数の加工光ＥＬ３とをそれぞれ異なる入射方向からワークＷに照射することで、第１干渉縞ＩＳ１や第２干渉縞ＩＳ２を形成する。ここで、複数の加工光ＥＬ２の数と複数の加工光ＥＬ３の数とは、同じであってもよく、異なっていてもよい。例えば、加工光学系１５（生成光学系１６）が三つの加工光ＥＬ２をそれぞれ異なる入射方向からワークＷに照射して干渉縞ＩＳを形成し、かつ四つの加工光ＥＬ３をそれぞれ異なる入射方向からワークＷに照射して干渉縞ＩＳを形成してもよい。

　ここで、一般に、干渉縞を形成する加工光学系では、元となる加工光を複数の加工光に分割する際に、元となる加工光の損失を招いてしまう。本実施形態の加工装置１は、加工光学系１５において、加工光の損失を大幅に抑制しつつ元となる加工光を分割することを可能とする。すなわち、加工装置１は、加工光ＥＬ０を生成光学系１６が第１群Ｇ１の複数の加工光ＥＬ１に分割するとともに、その第１群Ｇ１の複数の加工光ＥＬ１を分割光学部材１７が第２群Ｇ２の複数の加工光ＥＬ２と第３群Ｇ３の複数の加工光ＥＬ３とに分割しても、加工光ＥＬ０からの損失を大幅に抑制できるものとしている。

　（２－２）加工光学系１５
　次に、加工光学系１５の具体的な構成の例について、図６、図７を用いて説明する。なお、図６では、加工光源２を省略して、その加工光源２からの加工光ＥＬ０のみを示している。

　図６に示すように、加工光学系１５Ａは、加工光源２からの加工光ＥＬ０を分割して第１群Ｇ１の複数の加工光ＥＬ１を生成する生成光学系１６が、第１偏光ビームスプリッタ２１と第１ミラー２２と第２ミラー２３と第３ミラー２４とを有する。

　第１偏光ビームスプリッタ２１は、加工光源２からの加工光ＥＬ０を、複数の第１群Ｇ１の複数の加工光ＥＬ１２に分割する。以下の説明では、説明の便宜上、第１偏光ビームスプリッタ２１が加工光源２からの加工光ＥＬ０を二つの第１群Ｇ１の複数の加工光ＥＬ１（個別に示す際には、一方を第１加工光ＥＬ１１とし、他方を第２加工光ＥＬ１２とする）に分割する例について説明する。また、第１偏光ビームスプリッタ２１は、分割した二つの第１加工光ＥＬ１１と第２加工光ＥＬ１２とを合流させて、両加工光ＥＬ１１、ＥＬ１２を、分割光学部材１７へ向けて進行させる機能も有する。

　この第１偏光ビームスプリッタ２１は、矩形状の板状とされた偏光ビームスプリッタとされており、Ｘ軸方向に伸びる中心軸を中心としてＹ軸方向に対して４５度の傾斜とされて配置されている。このため、第１偏光ビームスプリッタ２１は、Ｙ軸方向に対して４５度の傾斜とされた第１偏光分割面２１ａを有する。第１偏光ビームスプリッタ２１は、加工光源２からの加工光ＥＬ０の一部を反射することにより第１加工光ＥＬ１１を生成するとともに、加工光源２からの加工光ＥＬ０の残りを通過させることにより第２加工光ＥＬ１２を生成する。このとき、第１偏光ビームスプリッタ２１は、その第１偏光分割面２１ａにおけるｐ偏光の成分とｓ偏光の成分との一方を反射するとともに、そのｐ偏光の成分とｓ偏光の成分との他方を通過させる。このため、加工光源２からの加工光ＥＬ０は、少なくとも第１偏光ビームスプリッタ２１に入射する時点で、第１偏光ビームスプリッタ２１におけるｐ偏光の成分とｓ偏光の成分とを含むものとされている。このことから、加工光源２からの加工光ＥＬ０は、入射する時点で第１偏光ビームスプリッタ２１におけるｐ偏光の成分とｓ偏光の成分とを含むものとなるように、２つの異なる偏光方向が設定されている。ここで、第１偏光ビームスプリッタ２１は、Ｙ軸方向に対して４５度の傾斜とされて配置されているので反射して生成した第１加工光ＥＬ１１をＺ軸方向と平行に第１ミラー２２へと進行させ、通過させて生成した第２加工光ＥＬ１２をＹ軸方向と平行に第３ミラー２４へと進行させる。

　第１ミラー２２は、板状部材とされており、Ｘ軸方向に伸びる中心軸を中心としてＺ軸方向に対して４５度の傾斜とされて配置されている。第１ミラー２２は、第１偏光ビームスプリッタ２１からの第１加工光ＥＬ１１を反射して、Ｙ軸方向と平行に第２ミラー２３へと進行させる。また、第１ミラー２２は、第２ミラー２３からの第２加工光ＥＬ１２を反射して、第１偏光ビームスプリッタ２１へと進行させる。

　第２ミラー２３は、板状部材とされており、Ｘ軸方向に伸びる中心軸を中心としてＺ軸方向に対して４５度の傾斜を基準位置として、その基準位置に対して上記中心軸を中心として傾斜されて配置されている。この例の第２ミラー２３は、図６において、基準位置に対して、中心軸を中心に左回り（時計回りとは反対側）に傾けられている。この傾斜角度は、形成する干渉縞ＩＳの周期に合わせて、各光学部材の配置や光学性能を鑑みて設定している。なお、この基準位置からの傾ける方向は、右回りとしてもよく、この例に限定されない。第２ミラー２３は、第１ミラー２２で反射された第１加工光ＥＬ１１を反射して第３ミラー２４へと進行させるとともに、第３ミラー２４で反射された第２加工光ＥＬ１２を反射して第１ミラー２２へと進行させる。

　第３ミラー２４は、板状部材とされており、Ｘ軸方向に伸びる中心軸を中心としてＺ軸方向に対して４５度の傾斜とされて配置されている。第３ミラー２４は、第２ミラー２３で反射された第１加工光ＥＬ１１を反射して第１偏光ビームスプリッタ２１へと進行させるとともに、第１偏光ビームスプリッタ２１を通過した第２加工光ＥＬ１２を反射してＺ軸方向と平行に第２ミラー２３へと進行させる。

　このため、生成光学系１６では、基本的に第１加工光ＥＬ１１と第２加工光ＥＬ１２とを、第１偏光ビームスプリッタ２１から互いに異なる回転方向（時計回りの方向および反時計回りの方向）で進行させて、再び第１偏光ビームスプリッタ２１に戻るように進行させる。ここで、生成光学系１６では、第２ミラー２３が基準位置（面）から傾斜して配置されているため、第１加工光ＥＬ１１と第２加工光ＥＬ１２とを基本的に等しい光路を通しつつ、第１加工光ＥＬ１１と第２加工光ＥＬ１２との射出角度を互いに異なる方向にしている。そして、生成光学系１６は、第１加工光ＥＬ１１を第１偏光ビームスプリッタ２１で反射して分割光学部材１７へ向けて進行させるとともに、第２加工光ＥＬ１２を第１偏光ビームスプリッタ２１から透過させて分割光学部材１７へ向けて進行させる。この第１加工光ＥＬ１１は、第１偏光ビームスプリッタ２１におけるｐ偏光とｓ偏光との一方（第１偏光方向）の直線偏光とされ、第２加工光ＥＬ１２は、第１偏光ビームスプリッタ２１におけるｐ偏光とｓ偏光との他方（第２偏光方向）の直線偏光とされる。このため、第１偏光ビームスプリッタ２１は、第１群Ｇ１の複数の加工光ＥＬ１として、第１偏光方向の第１加工光ＥＬ１１と、第２偏光方向の第２加工光ＥＬ１２と、を射出角度及び射出位置のうち少なくとも一方が異なるように、分割光学部材１７へ向けて射出する。

　分割光学部材１７は、第２偏光ビームスプリッタ２５を有する。その第２偏光ビームスプリッタ２５は、立方体のキューブ状とされた偏光ビームスプリッタ部２５ａに、その一面に連続する直交三角柱部２５ｂが組み合わされて構成されている。その偏光ビームスプリッタ部２５ａは、Ｙ軸方向に対して４５度の傾斜とされた第２偏光分割面２５ｃを有する。この第２偏光分割面２５ｃは、第２偏光分割面２５ｃにおけるｐ偏光の成分とｓ偏光の成分との一方を反射するとともに、そのｐ偏光の成分とｓ偏光の成分との他方を通過させる。そして、第２偏光ビームスプリッタ２５は、第２偏光分割面２５ｃが、第１偏光ビームスプリッタ２１の第１偏光分割面２１ａに対して非平行となる（互いに異なる面方向となる）ように、第１偏光ビームスプリッタ２１に対してＹ軸方向に伸びる中心軸を中心として回転されて配置されている。ここで、面方向は、その面の法線方向であってもよい。そして、図６に示す例の第２偏光ビームスプリッタ２５は、第２偏光分割面２５ｃがＹ軸方向に伸びる中心軸を中心とする回転方向で見て、第１偏光分割面２１ａに対して４５度の角度とされている。このため、第１偏光分割面２１ａに直交する面がＸ軸方向を含む（平行とされている）ことに対して、第２偏光分割面２５ｃに直交する面がＸ軸方向に対して所定の角度（図６の例では４５度）を為すものとされている。

　この第２偏光分割面２５ｃは、上記のように第１偏光分割面２１ａに対してＹ軸方向に伸びる中心軸を中心として回転されて配置されているので、第１偏光ビームスプリッタ２１からの、第１偏光方向の直線偏光の第１加工光ＥＬ１１と、第２偏光方向の直線偏光の第２加工光ＥＬ１２と、をそれぞれ分割する。すなわち、第２偏光分割面２５ｃは、第１群Ｇ１の第１加工光ＥＬ１１を第２群Ｇ２の第１加工光ＥＬ２１と第３群Ｇ３の第１加工光ＥＬ３１とに分割するとともに、第１群Ｇ１の第２加工光ＥＬ１２を第２群Ｇ２の第２加工光ＥＬ２２と第３群Ｇ３の第２加工光ＥＬ３２とに分割する。詳細には、第２偏光分割面２５ｃは、第１偏光方向の直線偏光とされた第１加工光ＥＬ１１の一部を通過させて第３偏光方向の第１加工光ＥＬ２１とするとともに、第１加工光ＥＬ１１の残りを反射して第４偏光方向の第１加工光ＥＬ３１とする。また、第２偏光分割面２５ｃは、第２偏光方向の直線偏光とされた第２加工光ＥＬ１２の一部を通過させて第３偏光方向の第２加工光ＥＬ２２とするとともに、第２加工光ＥＬ１２の残りを反射して第４偏光方向の第２加工光ＥＬ３２とする。

　これにより、第２偏光分割面２５ｃは、通過させた第３偏光方向の第１加工光ＥＬ２１と第３偏光方向の第２加工光ＥＬ２２とを第２群Ｇ２の加工光ＥＬ２とし、その第１加工光ＥＬ２１と第２加工光ＥＬ２２とが干渉することを可能とする。また、第２偏光分割面２５ｃは、反射した第４偏光方向の第１加工光ＥＬ３１と第４偏光方向の第２加工光ＥＬ３２とを第３群Ｇ３の加工光ＥＬ３とし、その第１加工光ＥＬ３１と第２加工光ＥＬ３２とが干渉することを可能とする。そして、第２偏光ビームスプリッタ２５は、第２群Ｇ２となる第３偏光方向の第１加工光ＥＬ２１と第２加工光ＥＬ２２とを、第２偏光分割面２５ｃのＹ軸方向の下側に向けて射出して、干渉縞形成光学系１８へ向けて進行させる。このため、分割光学部材１７（第２偏光ビームスプリッタ２５）では、偏光ビームスプリッタ部２５ａにおける第２偏光分割面２５ｃのＹ軸方向の下側の面が、第２群Ｇ２の第１加工光ＥＬ２１と第２加工光ＥＬ２２とを射出する第１射出位置となる。

　直交三角柱部２５ｂは、第２偏光分割面２５ｃにより反射された第３群Ｇ３となる第４偏光方向の第１加工光ＥＬ３１と第２加工光ＥＬ３２との進行方向に設けられた反射面２５ｄを有する。この図６の例の反射面２５ｄは、第２偏光分割面２５ｃと平行とされている。このため、反射面２５ｄは、第２偏光分割面２５ｃと同様に、直交する面がＸ軸方向に対して所定の角度（この図６の例では４５度）を為すものとされている。反射面２５ｄは、第４偏光方向とされた第１加工光ＥＬ３１と第２加工光ＥＬ３２とを、反射面２５ｄのＹ軸方向の下側に向けて反射して、干渉縞形成光学系１８へ向けて進行させる。このため、分割光学部材１７（第２偏光ビームスプリッタ２５）では、直交三角柱部２５ｂにおける反射面２５ｄのＹ軸方向の下側の面が、第３群Ｇ３の第１加工光ＥＬ３１と第２加工光ＥＬ３２とを射出する第２射出位置となる。

　干渉縞形成光学系１８は、第１レンズ２６と第２レンズ２７とを有する。その第１レンズ２６は、第２レンズ２７とＹ軸方向で対を為して設けられている。尚、図示を簡単にするために、図６等では第１レンズ２６と第２レンズ２７とをそれぞれ一枚のレンズで図示しているが、第１レンズ２６及び第２レンズ２７はそれぞれ複数枚のレンズで構成されていてもよい。そのため、第１レンズ２６及び第２レンズ２７はそれぞれ第１レンズ群２６及び第２レンズ群２７と称されてもよい。また、レンズに代えて、或いは加えて反射部材や回折光学素子が用いられてもよい。そのため、第１レンズ２６及び第２レンズ２７はそれぞれ第１光学部材群２６及び第２光学部材群２７と称されてもよい。第１レンズ２６は、第２レンズ２７と協働して、第２群Ｇ２となる第３偏光方向の第１加工光ＥＬ２１と第２加工光ＥＬ２２とをワークＷの表面における第１領域Ａ１（図７参照）に照射して第１干渉縞ＩＳ１を形成する。また、第１レンズ２６は、第２レンズ２７と協働して、第３群Ｇ３となる第４偏光方向の第１加工光ＥＬ３１と第２加工光ＥＬ３２とをワークＷの表面における第２領域Ａ２（図７参照）に照射して第２干渉縞ＩＳ２を形成する。そして、第１レンズ２６は、第２レンズ２７と協働して、ワークＷの表面において第１加工光ＥＬ２１と第２加工光ＥＬ２２とが重ねられる第１領域Ａ１の大きさを調整するとともに、第１加工光ＥＬ３１と第２加工光ＥＬ３２とが重ねられる第２領域Ａ２の大きさを調整する。すなわち、第１レンズ２６は、第２レンズ２７と協働して、第１領域Ａ１に形成される第１干渉縞ＩＳ１の大きさと、第２領域Ａ２に形成される第２干渉縞ＩＳ２の大きさと、を調整する。この大きさの調整は、ワークＷの表面における第１領域Ａ１、第２領域Ａ２の大きさを調整することに加えて、ワークＷの表面における干渉縞ＩＳの周期を調整することも含む。このため、干渉縞形成光学系１８としての第１レンズ２６と第２レンズ２７とは、アフォーカル光学系或いは結像光学系を構成しているともいえる。尚、調整することは変更することを含んでいてもよい。

　この干渉縞形成光学系１８は、生成光学系１６や分割光学部材１７と協働して、第１干渉縞ＩＳ１の縞ピッチ方向と第２干渉縞ＩＳ２の縞ピッチ方向とを、同じ方向または互いに平行な方向としている。また、干渉縞形成光学系１８は、第１干渉縞ＩＳ１の縞ピッチと第２干渉縞ＩＳ２の縞ピッチとを等しくしている。そして、干渉縞形成光学系１８は、第１領域Ａ１の第１干渉縞ＩＳ１の明暗の位相と、第２領域Ａ２の第２干渉縞ＩＳ２の明暗の位相と、を揃えるものとしている。ここで、双方の干渉縞ＩＳの明暗の位相が揃うとは、第１領域Ａ１の第１干渉縞ＩＳ１を仮想的に広げて形成したものと、第２領域Ａ２の第２干渉縞ＩＳ２を仮想的に広げて形成したものと、で明暗の位置が一致すること、すなわち同様な明暗の模様を形成していることを言う。換言すると、双方の干渉縞ＩＳの明暗の位相が揃うとは、第１領域Ａ１の第１干渉縞ＩＳ１を仮想的に広げて形成したものと、第２領域Ａ２の第２干渉縞ＩＳ２を仮想的に広げて形成したものと、の互いの位相が整合しているということもできる。

　この干渉縞形成光学系１８は、第２偏光分割面２５ｃと反射面２５ｄとの間隔の設定を調整（変更）することにより、第１領域Ａ１と第２領域Ａ２との位置関係を調整（変更）することを可能とする。すなわち、干渉縞形成光学系１８は、第２群Ｇ２の第１加工光ＥＬ２１と第２加工光ＥＬ２２とが進行する第１光路の長さ（第１光路長）と、第３群Ｇ３の第１加工光ＥＬ３１と第２加工光ＥＬ３２とが進行する第２光路の長さ（第２光路長）と、の設定を調整することにより、第１領域Ａ１と第２領域Ａ２との位置関係を調整することを可能とする。この第１光路の長さ（第１光路長）は、第１加工光ＥＬ２１と第２加工光ＥＬ２２とが第２偏光分割面２５ｃからワークＷの表面（第１領域Ａ１）に至るまでの長さとなる。また、第２光路の長さ（第２光路長）は、第１加工光ＥＬ３１と第２加工光ＥＬ３２とが第２偏光分割面２５ｃから反射面２５ｄを経てワークＷの表面（第２領域Ａ２）に至るまでの長さとなる。

　干渉縞形成光学系１８は、第２偏光分割面２５ｃと反射面２５ｄとの間隔の設定を調整（変更）することにより、第１光路の長さ（第１光路長）と第２光路の長さ（第２光路長）と、の設定を調整（変更）できる。この第２偏光分割面２５ｃと反射面２５ｄとの間隔は、直交三角柱部２５ｂの形状や大きさの設定を調整（変更）することにより、設定を調整（変更）できる。また、第１光路の長さ（第１光路長）と第２光路の長さ（第２光路長）とは、第２偏光分割面２５ｃに対する反射面２５ｄの角度の設定を調整（変更）することにより、差異の設定を調整（変更）できる。このため、第２偏光ビームスプリッタ２５は、第１光路長と第２光路長との光路長差を調整する調整（変更）部材としても機能する。

　このように、第２偏光ビームスプリッタ２５は、第１偏光方向の第１加工光ＥＬ１１を、第２群Ｇ２としての第３偏光方向の第１加工光ＥＬ２１と第３群Ｇ３としての第４偏光方向の第１加工光ＥＬ３１とに分割するとともに、第２群Ｇ２としての第３偏光方向の第２加工光ＥＬ２２と第３群Ｇ３としての第４偏光方向の第２加工光ＥＬ３２とに分割する。そして、第１レンズ２６と第２レンズ２７とは、第１加工光ＥＬ２１と第２加工光ＥＬ２２とをワークＷの表面の第１領域Ａ１に照射させるとともに、第１加工光ＥＬ３１と第２加工光ＥＬ３２とをワークＷの表面の第２領域Ａ２に照射させる。これらのことから、分割光学部材１７と干渉縞形成光学系１８とは、第２偏光ビームスプリッタ２５と第１レンズ２６と第２レンズ２７とにより、第１領域Ａ１に第１干渉縞ＩＳ１を形成するとともに第２領域Ａ２に第２干渉縞ＩＳ２を形成する。

　次に、この加工光学系１５の作用について説明する。先ず、加工光源２から加工光ＥＬ０が射出されると、生成光学系１６において、加工光ＥＬ０の一部を第１偏光ビームスプリッタ２１（第１偏光分割面２１ａ）で第１ミラー２２へ向けて反射して第１加工光ＥＬ１１とし、他の一部を第１偏光ビームスプリッタ２１（第１偏光分割面２１ａ）を通過させて第３ミラー２４ヘと向かう第２加工光ＥＬ１２とする。その第１加工光ＥＬ１１は、第１ミラー２２と第２ミラー２３と第３ミラー２４とで反射されて第１偏光ビームスプリッタ２１へ向けて進行する。また、第２加工光ＥＬ１２は、第３ミラー２４と第２ミラー２３と第１ミラー２２で反射されて第１偏光ビームスプリッタ２１へ向けて進行する。

　ここで、第１偏光ビームスプリッタ２１と第１ミラー２２と第３ミラー２４とが、全て板状部材とされるとともにＺ軸方向に対して４５度の傾斜とされており、第２ミラー２３も板状部材とされるとともにＺ軸方向に対して４５度の傾斜を基準位置としている。このため、生成光学系１６では、第１偏光ビームスプリッタ２１から、基本的に第１加工光ＥＬ１１と第２加工光ＥＬ１２とを、互いに異なる回転方向（時計回りの方向および反時計回りの方向）で進行させて、再び第１偏光ビームスプリッタ２１に戻るように進行させている。そして、生成光学系１６では、第２ミラー２３を、図６において基準位置に対して中心軸を中心に左回りに傾けている。このため、第２ミラー２３で反射された第１加工光ＥＬ１１は、基準位置にある場合と比較して、第３ミラー２４における右側にずれた位置に進行し、そこで反射されることで第１偏光ビームスプリッタ２１における上側にずれた位置に向けて進行する。また、第２ミラー２３で反射された第２加工光ＥＬ１２は、基準位置にある場合と比較して、第１ミラー２２における下側にずれた位置に進行し、そこで反射されることで第１偏光ビームスプリッタ２１における下側にずれた位置に向けて進行する。これにより、生成光学系１６では、第１加工光ＥＬ１１と第２加工光ＥＬ１２とを基本的に等しい光路を通しつつ、第１加工光ＥＬ１１と第２加工光ＥＬ１２との射出角度を互いに異なる方向にすることができる。このため、生成光学系１６は、四角形のサニャック光学系を構成しているともいえる。

　そして、生成光学系１６は、第１加工光ＥＬ１１を第１偏光ビームスプリッタ２１（第１偏光分割面２１ａ）で反射して分割光学部材１７へ向けて進行させるとともに、第２加工光ＥＬ１２を第１偏光ビームスプリッタ２１（第１偏光分割面２１ａ）から透過させて分割光学部材１７へ向けて進行させる。これにより、第１加工光ＥＬ１１は、第１偏光方向の直線偏光とされ、第２加工光ＥＬ１２は、第２偏光方向の直線偏光とされる。このように、生成光学系１６は、加工光源２から加工光ＥＬ０を、第１群Ｇ１としての第１偏光方向の第１加工光ＥＬ１１と第２偏光方向の第２加工光ＥＬ１２とに分割して分割光学部材１７に進行させる。

　分割光学部材１７では、第２偏光ビームスプリッタ２５の第１偏光分割面２１ａにおいて、第１偏光方向の第１加工光ＥＬ１１の一部を通過させて第３偏光方向の第１加工光ＥＬ２１とするとともに、第２偏光方向の第２加工光ＥＬ１２の一部を通過させて第３偏光方向の第２加工光ＥＬ２２とする。また、分割光学部材１７では、第１偏光分割面２１ａにおいて、第１偏光方向の第１加工光ＥＬ１１の残りを反射して第４偏光方向の第１加工光ＥＬ３１とするとともに、第２偏光方向の第２加工光ＥＬ１２の残りを反射して第４偏光方向の第２加工光ＥＬ３２とする。そして、第２偏光ビームスプリッタ２５は、第２群Ｇ２として、第３偏光方向の第１加工光ＥＬ２１と第２加工光ＥＬ２２とを第１射出位置から干渉縞形成光学系１８へ向けて進行させる。また、第２偏光ビームスプリッタ２５は、第３群Ｇ３として、第４偏光方向の第１加工光ＥＬ３１と第２加工光ＥＬ３２とを反射面２５ｄで反射して、第２射出位置から干渉縞形成光学系１８へ向けて進行させる。

　その干渉縞形成光学系１８では、第１レンズ２６と第２レンズ２７とが、ワークＷの表面における第１領域Ａ１に、第３偏光方向の第１加工光ＥＬ２１と第２加工光ＥＬ２２とにより第１干渉縞ＩＳ１を形成する。また、干渉縞形成光学系１８では、第１レンズ２６と第２レンズ２７とが、ワークＷの表面における第２領域Ａ２に、第４偏光方向の第１加工光ＥＬ３１と第２加工光ＥＬ３２とにより第２干渉縞ＩＳ２を形成する。そして、干渉縞形成光学系１８では、第１領域Ａ１の第１干渉縞ＩＳ１の明暗の位相と、第２領域Ａ２の第２干渉縞ＩＳ２の明暗の位相と、を揃えるものとしている。

　これにより、加工光学系１５は、ワークＷの表面における第１領域Ａ１と第２領域Ａ２とに、同様な明暗とされた第１干渉縞ＩＳ１と第２干渉縞ＩＳ２とを形成できる。このため、加工光学系１５は、加工領域ＰＡのワークＷの表面における第１領域Ａ１と第２領域Ａ２とに、同時にリブレット構造ＲＢを形成できる。また、加工光学系１５は、ステージ１３を移動させることにより、ワークＷの表面の任意の位置を第１領域Ａ１や第２領域Ａ２とすることができ、ワークＷの表面の任意の位置にリブレット構造ＲＢを形成できる。このとき、加工光学系１５は、第１干渉縞ＩＳ１と第２干渉縞ＩＳ２との干渉縞ＩＳの明暗の位相を揃えているので、第１干渉縞ＩＳ１と第２干渉縞ＩＳ２との双方で同様なリブレット構造ＲＢを形成できる。このため、ワークＷに対して相対的に明部および暗部が伸びる方向に加工光学系１５を移動させることにより、ワークＷの表面の任意の位置により効率良くリブレット構造ＲＢを形成できる。

　また、加工光学系１５は、生成光学系１６が、第１群Ｇ１として、第１偏光方向の直線偏光の第１加工光ＥＬ１１と、第２偏光方向の直線偏光の第２加工光ＥＬ１２と、を射出角度及び射出位置のうち少なくとも一方が異なるように、第１偏光ビームスプリッタ２１から射出する。このとき、加工光学系１５は、第１偏光ビームスプリッタ２１により加工光源２から加工光ＥＬ０を、第１偏光方向の第１加工光ＥＬ１１と第２偏光方向の第２加工光ＥＬ１２とに分割している。このように、加工光学系１５は、第１偏光ビームスプリッタ２１を用いて加工光ＥＬ０を分割するので、分割する際の光の損失を大幅に抑制できる。

　加えて、加工光学系１５は、第１偏光ビームスプリッタ２１の第１偏光分割面２１ａと、分割光学部材１７の第２偏光ビームスプリッタ２５の第２偏光分割面２５ｃと、をＹ軸方向に伸びる中心軸を中心として回転させた位置関係としている。これにより、第２偏光分割面２５ｃは、第１偏光分割面２１ａにおけるｐ偏光の成分とｓ偏光の成分とに分割された第１加工光ＥＬ１１と第２加工光ＥＬ１２とのそれぞれを、第２偏光分割面２５ｃにおけるｐ偏光の成分とｓ偏光の成分とに分割できることとなる。そして、分割光学部材１７では、第２偏光ビームスプリッタ２５の第２偏光分割面２５ｃが、第１偏光方向の第１加工光ＥＬ１１を、第３偏光方向の第１加工光ＥＬ２１と第４偏光方向の第１加工光ＥＬ３１とに分割するとともに、第２偏光方向の第２加工光ＥＬ１２を、第３偏光方向の第２加工光ＥＬ２２と第４偏光方向の第２加工光ＥＬ３２とに分割する。このように、分割光学部材１７は、第２偏光分割面２５ｃを通過させることにより、第２群Ｇ２としての第１加工光ＥＬ２１と第２加工光ＥＬ２２との偏光方向を揃えることができる。また、分割光学部材１７は、第２偏光分割面２５ｃで反射することにより、第３群Ｇ３としての第１加工光ＥＬ３１と第２加工光ＥＬ３２との偏光方向を揃えることができる。これにより、分割光学部材１７は、偏光方向が異なるため干渉できない第１加工光ＥＬ１１と第２加工光ＥＬ１２との偏光方向を、第２偏光ビームスプリッタ２５を用いることにより干渉できるものとしている。これらのことから、加工光学系１５は、加工光源２からの加工光ＥＬ０を効率良く利用して干渉縞ＩＳを形成できる。

　（２－３）変形例としての加工光学系１５Ａ
　次に、上記した加工光学系１５の変形例としての加工光学系１５Ａについて説明する。この加工光学系１５Ａは、基本的な概念および構成が上記した加工光学系１５と同様であるので、等しい構成の個所には同じ符号を付し、詳細な説明は省略する。

　加工光学系１５Ａでは、図８に示すように、その加工光源２からの加工光ＥＬ０を分割して第１群Ｇ１の複数の加工光ＥＬを生成する生成光学系１６Ａが、加工光学系１５の生成光学系１６とは異なる構成とされている。この生成光学系１６Ａは、加工光学系１５の生成光学系１６と比較して、第２ミラー２３が設けられておらず、第１偏光ビームスプリッタ２１と第１ミラー２２Ａと第３ミラー２４Ａとの向きを変更しているとともに、新たに光学偏向部材３１を設けている点で異なっている。

　第１偏光ビームスプリッタ２１は、加工光源２からの加工光ＥＬ０の一部を反射することにより第１加工光ＥＬ１１を生成するとともに、加工光源２からの加工光ＥＬ０の残りを通過させることにより第２加工光ＥＬ１２を生成する。以下の説明では、説明の便宜上、第１偏光ビームスプリッタ２１が加工光源２からの加工光ＥＬ０を二つの第１群Ｇ１の複数の加工光ＥＬ１（一方を第１加工光ＥＬ１１とし、他方を第２加工光ＥＬ１２とする）に分割する例について説明する。第１偏光ビームスプリッタ２１は、第１加工光ＥＬ１１をＺ軸方向と平行に光学偏向部材３１へと進行させ、第２加工光ＥＬ１２をＹ軸方向と平行に第３ミラー２４Ａへと進行させる。また、第１偏光ビームスプリッタ２１は、分割した二つの第１加工光ＥＬ１１と第２加工光ＥＬ１２とを合流させて、両加工光ＥＬ１１、ＥＬ１２を、分割光学部材１７へ向けて進行させる機能も有する。

　光学偏向部材３１は、第１偏光ビームスプリッタ２１と第１ミラー２２Ａとの間を進行する光（第１加工光ＥＬ１１、第２加工光ＥＬ１２）の進行方向を変化（偏向）させる部材である。光学偏向部材３１は、Ｘ軸方向に伸びつつＹ軸方向のみに屈折力を持つ光学部材であって、第１偏光ビームスプリッタ２１と第１ミラー２２Ａとの間において、光の進行方向をＹ軸方向の図８における右側から左側のいずれか一方に屈折させる。この例の光学偏向部材３１は、Ｘ軸方向に直交する断面において、Ｙ軸方向の右側における厚さ（Ｚ軸方向の大きさ）が最も小さくされるとともに、Ｙ軸方向の左側に向かうに連れて厚さが大きくなる台形状（楔形状）とされている。このため、光学偏向部材３１は、光学偏向部材３１が設けられていない状態と比較して、第１偏光ビームスプリッタ２１と第１ミラー２２Ａとの一方からの光を、Ｙ軸方向の左側へと屈折させつつ第１偏光ビームスプリッタ２１と第１ミラー２２Ａとの他方へと向かわせる。

　第１ミラー２２Ａは、板状部材とされており、Ｘ軸方向に伸びる中心軸を中心としてＺ軸方向に対して所定の傾斜とされて配置されている。この所定の傾斜は、第１偏光ビームスプリッタ２１で反射されて光学偏向部材３１を通過した第１加工光ＥＬ１１を第３ミラー２４Ａへ向けて反射するとともに、第３ミラー２４Ａで反射された第２加工光ＥＬ１２を光学偏向部材３１へ向けて反射するように設定される。第１ミラー２２Ａは、光学偏向部材３１からの第１加工光ＥＬ１１を反射して、第３ミラー２４Ａへと進行させる。また、第１ミラー２２Ａは、第２ミラー２３からの第２加工光ＥＬ１２を反射して、光学偏向部材３１へと進行させる。

　第３ミラー２４Ａは、板状部材とされており、Ｘ軸方向に伸びる中心軸を中心としてＺ軸方向に対して第１ミラー２２Ａとは異なる所定の傾斜とされて配置されている。この第１ミラー２２Ａとは異なる所定の傾斜は、第１偏光ビームスプリッタ２１を通過した第２加工光ＥＬ１２を第１ミラー２２Ａへ向けて反射するとともに、第１ミラー２２Ａで反射された第１加工光ＥＬ１１を第１偏光ビームスプリッタ２１へ向けて反射するように設定される。

　第１偏光ビームスプリッタ２１は、第３ミラー２４Ａで反射された第１加工光ＥＬ１１を反射して分割光学部材１７へと進行させるとともに、第１ミラー２２Ａで反射されて光学偏向部材３１を通過した第２加工光ＥＬ１２を通過させて分割光学部材１７へと進行させる。

　次に、この加工光学系１５Ａの作用について説明する。先ず、加工光源２から加工光ＥＬ０が射出されると、その加工光ＥＬ０を生成光学系１６Ａの第１偏光ビームスプリッタ２１へと進行させる。すると、加工光ＥＬ０は、一部が第１偏光ビームスプリッタ２１で光学偏向部材３１へ向けて反射されて第１加工光ＥＬ１１とされ、他の一部が第１偏光ビームスプリッタ２１を通過して第３ミラー２４Ａヘと向かう第２加工光ＥＬ１２とされる。その第１加工光ＥＬ１１は、光学偏向部材３１を通過して第１ミラー２２Ａで反射され、その後に第３ミラー２４Ａで反射されて第１偏光ビームスプリッタ２１へ向けて進行する。また、第２加工光ＥＬ１２は、第３ミラー２４Ａと第１ミラー２２Ａとで反射され、その後に光学偏向部材３１を通過して第１偏光ビームスプリッタ２１へ向けて進行する。

　ここで、生成光学系１６Ａでは、第１偏光ビームスプリッタ２１と第１ミラー２２Ａと第３ミラー２４Ａとで反射された第１加工光ＥＬ１１が第１偏光ビームスプリッタ２１に進行し、かつ第１偏光ビームスプリッタ２１を通過して第３ミラー２４Ａと第１ミラー２２Ａとで反射された第２加工光ＥＬ１２が第１偏光ビームスプリッタ２１に進行する。このため、生成光学系１６Ａでは、基本的に第１加工光ＥＬ１１と第２加工光ＥＬ１２とを、第１偏光ビームスプリッタ２１から互いに異なる回転方向（時計回りの方向および反時計回りの方向）で進行させて、再び第１偏光ビームスプリッタ２１に戻るように進行させている。そして、生成光学系１６Ａでは、第１偏光ビームスプリッタ２１と第１ミラー２２Ａとの間に光学偏向部材３１を設けている。

　このため、第１偏光ビームスプリッタ２１で反射された第１加工光ＥＬ１１は、光学偏向部材３１がない場合と比較して、第１ミラー２２Ａにおける左側にずれた位置に進行し、そこで反射されることで第３ミラー２４Ａや第１偏光ビームスプリッタ２１においても第１ミラー２２Ａでのずれが反映された位置に進行する。また、第１偏光ビームスプリッタ２１を通過した第２加工光ＥＬ１２は、光学偏向部材３１がない場合と比較して、第３ミラー２４Ａおよび第１ミラー２２Ａで反射された後に光学偏向部材３１に入射し、そこで屈折されることで第１偏光ビームスプリッタ２１における左側にずれた位置に向けて進行する。このように、生成光学系１６Ａは、第１偏光ビームスプリッタ２１と第１ミラー２２Ａとの間に光学偏向部材３１を設けているので、第１加工光ＥＬ１１と第２加工光ＥＬ１２とが光学偏向部材３１により屈折された後に進行する光路の方向に偏りを生じさせている。このため、生成光学系１６Ａでは、光学偏向部材３１で屈折されることによる第１加工光ＥＬ１１と第２加工光ＥＬ１２とが受ける影響、すなわち光学偏向部材３１を通過することによるずれに差異を生じさせている。これにより、生成光学系１６Ａでは、第１加工光ＥＬ１１と第２加工光ＥＬ１２とを基本的に等しい光路を通しつつ、第１加工光ＥＬ１１と第２加工光ＥＬ１２との射出角度を互いに異なる方向にすることができる。このため、生成光学系１６Ａは、三角形のサニャック光学系を構成しているともいえる。

　このように、生成光学系１６Ａは、第１加工光ＥＬ１１を第１偏光ビームスプリッタ２１で反射して分割光学部材１７へ向けて進行させるとともに、第２加工光ＥＬ１２を第１偏光ビームスプリッタ２１を通過させて分割光学部材１７へ向けて進行させる。すなわち、生成光学系１６Ａは、第１群Ｇ１としての第１偏光方向の第１加工光ＥＬ１１および第２偏光方向の第２加工光ＥＬ１２を、分割光学部材１７に進行させる。その分割光学部材１７は、第２偏光ビームスプリッタ２５により、第２群Ｇ２としての第３偏光方向の第１加工光ＥＬ２１および第２加工光ＥＬ２２と、第３群Ｇ３としての第４偏光方向の第１加工光ＥＬ３１および第２加工光ＥＬ３２と、に分割して、それぞれを干渉縞形成光学系１８に進行させる。そして、干渉縞形成光学系１８は、第１レンズ２６と第２レンズ２７とにより、第１領域Ａ１に第１干渉縞ＩＳ１を形成するとともに第２領域Ａ２に第２干渉縞ＩＳ２を形成する（図７参照）。

　これにより、加工光学系１５Ａは、ワークＷの表面における第１領域Ａ１と第２領域Ａ２とに、同様な明暗とされた第１干渉縞ＩＳ１と第２干渉縞ＩＳ２とを形成できる。このため、加工光学系１５Ａは、加工領域ＰＡのワークＷの表面における第１領域Ａ１と第２領域Ａ２とに、同時にリブレット構造ＲＢを形成できる。また、加工光学系１５Ａは、ステージ１３を移動させることにより、ワークＷの表面の任意の位置を第１領域Ａ１や第２領域Ａ２とすることができ、ワークＷの表面の任意の位置にリブレット構造ＲＢを形成できる。このとき、加工光学系１５Ａは、第１干渉縞ＩＳ１と第２干渉縞ＩＳ２との干渉縞ＩＳの明暗の位相を揃えているので、第１干渉縞ＩＳ１と第２干渉縞ＩＳ２との双方で同様なリブレット構造ＲＢを形成できる。このため、ワークＷに対して相対的に明部および暗部が伸びる方向に加工光学系１５Ａを移動させることにより、ワークＷの表面の任意の位置により効率良くリブレット構造ＲＢを形成できる。また、加工光学系１５Ａは、加工光学系１５と同様に、第１偏光ビームスプリッタ２１と第２偏光ビームスプリッタ２５とを用いて加工光ＥＬを分割するので、分割する際の光の損失を大幅に抑制できる。このため、加工光学系１５Ａは、加工光源２からの加工光ＥＬ０を効率良く利用して干渉縞ＩＳを形成することができる。

　（２－４）変形例としての加工光学系１５Ｂ
　次に、上記した加工光学系１５の変形例としての加工光学系１５Ｂについて説明する。この加工光学系１５Ｂは、基本的な概念および構成が上記した加工光学系１５と同様であるので、等しい構成の個所には同じ符号を付し、詳細な説明は省略する。

　加工光学系１５Ｂは、図９に示すように、その加工光源２からの加工光ＥＬ０を分割して第１群Ｇ１の複数の加工光ＥＬを生成する生成光学系１６Ｂが、加工光学系１５の生成光学系１６とは異なる構成とされている。この生成光学系１６Ｂは、加工光学系１５の生成光学系１６と比較して、第１偏光ビームスプリッタ２１Ｂの向きを変更しているとともに、新たに第１偏光ミラー３２と第２偏光ミラー３３とを設けている点で異なっている。第１偏光ビームスプリッタ２１Ｂは、加工光源２からの加工光ＥＬ０が入射し、その一部を反射することにより第１加工光ＥＬ１１を生成するとともに、加工光ＥＬ０の残りを通過させることにより第２加工光ＥＬ１２を生成する。以下の説明では、説明の便宜上、第１偏光ビームスプリッタ２１Ｂが加工光源２からの加工光ＥＬ０を二つの第１群Ｇ１の複数の加工光ＥＬ１（第１加工光ＥＬ１１、第２加工光ＥＬ１２）に分割する例について説明する。この第１加工光ＥＬ１１は、第１偏光ビームスプリッタ２１Ｂ（その第１偏光分割面２１ａ）におけるｐ偏光の成分とｓ偏光の成分の一方の直線偏光とされ、第２加工光ＥＬ１２は、第１偏光ビームスプリッタ２１Ｂ（その第１偏光分割面２１ａ）におけるｐ偏光の成分とｓ偏光の成分の他方の直線偏光とされている。

　第１偏光ビームスプリッタ２１Ｂが反射した第１加工光ＥＬ１１は、第１偏光ミラー３２に入射する。第１偏光ミラー３２は、第１加工光ＥＬ１１を反射することにより、生成光学系１６における第１偏光方向の直線偏光として、分割光学部材１７へ向けて進行させる。

　第１偏光ビームスプリッタ２１Ｂを通過した第２加工光ＥＬ１２は、第２偏光ミラー３３に入射する。第２偏光ミラー３３は、第２加工光ＥＬ１２を反射することにより、生成光学系１６における第２偏光方向の直線偏光として、分割光学部材１７へと進行させる。

　次に、この加工光学系１５Ｂの作用について説明する。先ず、加工光源２から加工光ＥＬ０が射出されると、その加工光ＥＬ０を生成光学系１６Ｂの第１偏光ビームスプリッタ２１Ｂへと進行させる。すると、加工光ＥＬ０は、一部が第１偏光ビームスプリッタ２１Ｂで第１偏光ミラー３２へ向けて反射されて第１加工光ＥＬ１１とされ、他の一部が第１偏光ビームスプリッタ２１を通過して第２偏光ミラー３３ヘと向かう第２加工光ＥＬ１２とされる。その第１加工光ＥＬ１１は、第１偏光ミラー３２で反射されて、第１偏光方向の直線偏光とされて分割光学部材１７へと進行する。また、第２加工光ＥＬ１２は、第２偏光ミラー３３で反射されて、第２偏光方向の直線偏光とされて分割光学部材１７へと進行する。すなわち、生成光学系１６Ｂは、第１群Ｇ１としての第１偏光方向の第１加工光ＥＬ１１および第２偏光方向の第２加工光ＥＬ１２を、分割光学部材１７に進行させる。その分割光学部材１７は、第２偏光ビームスプリッタ２５により、第２群Ｇ２としての第３偏光方向の第１加工光ＥＬ２１および第２加工光ＥＬ２２と、第３群Ｇ３としての第４偏光方向の第１加工光ＥＬ３１および第２加工光ＥＬ３２と、に分割して、それぞれを干渉縞形成光学系１８に進行させる。そして、干渉縞形成光学系１８は、第１レンズ２６と第２レンズ２７とにより、第１領域Ａ１に第１干渉縞ＩＳ１を形成するとともに第２領域Ａ２に第２干渉縞ＩＳ２を形成する（図７参照）。

　これにより、加工光学系１５Ｂは、ワークＷの表面における第１領域Ａ１と第２領域Ａ２とに、同様な明暗とされた第１干渉縞ＩＳ１と第２干渉縞ＩＳ２とを形成できる。このため、加工光学系１５Ｂは、加工領域ＰＡのワークＷの表面における第１領域Ａ１と第２領域Ａ２とに、同時にリブレット構造ＲＢを形成できる。また、加工光学系１５Ｂは、ステージ１３を移動させることにより、ワークＷの表面の任意の位置を第１領域Ａ１や第２領域Ａ２とすることができ、ワークＷの表面の任意の位置にリブレット構造ＲＢを形成できる。このとき、加工光学系１５Ｂは、第１干渉縞ＩＳ１と第２干渉縞ＩＳ２との干渉縞ＩＳの明暗の位相を揃えているので、第１干渉縞ＩＳ１と第２干渉縞ＩＳ２との双方で同様なリブレット構造ＲＢを形成できる。このため、ワークＷに対して相対的に明部および暗部が伸びる方向に加工光学系１５Ｂを移動させることにより、ワークＷの表面の任意の位置により効率良くリブレット構造ＲＢを形成できる。また、加工光学系１５Ｂは、加工光学系１５、１５Ａと同様に、第１偏光ビームスプリッタ２１Ｂと第２偏光ビームスプリッタ２５とを用いて加工光ＥＬを分割するので、分割する際の光の損失を大幅に抑制できる。このため、加工光学系１５Ｂは、加工光源２からの加工光ＥＬ０を効率良く利用して干渉縞ＩＳを形成することができる。

　したがって、本開示に係る加工光学系１５等、加工装置１及び加工方法は、加工光源２からの加工光ＥＬ０を効率良く利用して干渉縞ＩＳを形成することができる。

　以上、本開示の加工光学系、加工装置及び加工方法を各例に基づき説明してきたが、具体的な構成については上記した各例に限られるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。

　上述した説明では、加工装置１は、ヘッド駆動系１２を備えている。しかしながら、加工装置１は、ヘッド駆動系１２を備えていなくてもよい。つまり、加工ヘッド１１は、移動可能でなくてもよい。また、上述した説明では、加工装置１は、ステージ駆動系１４を備えている。しかしながら、加工装置１は、ステージ駆動系１４を備えていなくてもよい。つまり、ステージ１３は、移動可能でなくてもよい。或いは、そもそも、加工装置１は、ステージ１３を備えていなくてもよい。

　上述した説明では、加工装置１が、金属性のワークＷ（母材となる物体）にリブレット構造ＲＢを形成する例、及び、加工装置１が、ワークＷの表面にコーティングされた膜にリブレット構造ＲＢを形成する例について説明した。しかしながら、加工装置１が行う加工が、上述した例に限定されることはない。例えば、加工装置１は、ワークＷの表面にリブレット構造ＲＢを形成し、リブレット構造ＲＢが形成されたワークＷの表面が膜でコーティングされてもよい。例えば、加工装置１がワークＷの表面にコーティングされた膜にリブレット構造ＲＢを形成する場合には、リブレット構造ＲＢが形成された膜が更に別の膜でコーティングされてもよい。いずれの例においても、リブレット構造ＲＢが膜でコーティングされてもよい。この場合、リブレット構造ＲＢにコーティングされた膜によってリブレット構造ＲＢの機能が低減しないように、膜の厚みが決定されていてもよい。例えば、リブレット構造ＲＢが膜に埋もれてしまう場合に膜によってリブレット構造ＲＢの機能が低減される可能性があるため、リブレット構造ＲＢが膜に埋もれないように、膜の厚みが決定されていてもよい。リブレット構造ＲＢにコーティングされた膜によってリブレット構造ＲＢの機能が低減しないように、リブレット構造ＲＢの形状に沿って（例えば、凸状構造体８１又は溝構造８２に沿って）膜が形成されていてもよい。

　加工装置１は、除去加工に加えて又は代えて、ワークＷに加工光ＥＬを照射することでワークＷに新たな構造物を付加する付加加工を行ってもよい。この場合、加工装置１は、付加加工を行うことで、上述したリブレット構造ＲＢをワークＷの表面に形成してもよい。或いは、加工装置１は、除去加工及び付加加工の少なくとも一方に加えて又は代えて、ワークＷに工具を接触させることでワークＷを加工する機械加工を行ってもよい。この場合、加工装置１は、機械加工を行うことで、上述したリブレット構造ＲＢをワークＷの表面に形成してもよい。

　上述した説明では、加工システムＳＹＳは、ワークＷの表面の流体に対する抵抗を低減させる機能を有するリブレット構造ＲＢを形成している。しかしながら、加工システムＳＹＳは、ワークＷの表面の流体に対する抵抗を低減させる機能とは異なる機能を有する構造をワークＷに形成してもよい。例えば、加工システムＳＹＳは、流体とワークＷの表面とが相対的に移動するときに発生する騒音を低減するためのリブレット構造をワークＷに形成してもよい。例えば、加工システムＳＹＳは、ワークＷの表面上の流体の流れに対して渦を発生するリブレット構造をワークＷに形成してもよい。例えば、加工システムＳＹＳは、ワークＷの表面に疎水性を与えるための構造をワークＷに形成してもよい。

　上述した説明では、加工システムＳＹＳは、ワークＷの表面にリブレット構造ＲＢを形成している。しかしながら、加工システムＳＹＳは、ワークＷの表面上に、任意の形状を有する任意の構造を形成してもよい。任意の構造の一例として、ワークＷの表面上の流体の流れに対して渦を発生させる構造があげられる。任意の構造の他の一例として、ワークＷの表面に疎水性を与えるための構造があげられる。任意の構造の他の一例としては、規則的又は不規則的に形成されたマイクロ・ナノメートルオーダの微細テクスチャ構造（典型的には、山構造及び溝構造を含む凹凸構造）があげられる。微細テクスチャ構造は、流体（気体及び／又は液体）による抵抗を低減させる機能を有するサメ肌構造及びディンプル構造の少なくとも一方を含んでいてもよい。微細なテクスチャ構造は、撥液機能及びセルフクリーニング機能の少なくとも一方を有する（例えば、ロータス効果を有する）ハスの葉表面構造を含んでいてもよい。微細なテクスチャ構造は、液体輸送機能を有する微細突起構造（米国特許公開第２０１７／００４４００２号公報参照）、親液性機能を有する凹凸構造、防汚機能を有する凹凸構造、反射率低減機能及び撥液機能の少なくとも一方を有するモスアイ構造、特定波長の光のみを干渉で強めて構造色を呈する凹凸構造、ファンデルワールス力を利用した接着機能を有するピラーアレイ構造、空力騒音低減機能を有する凹凸構造、液滴捕集機能を有するハニカム構造、並びに、表面上に形成される層との密着性を向上させる凹凸構造、摩擦抵抗を低減するための凹凸構造等の少なくとも一つを含んでいてもよい。この場合においても、凹凸構造を構成する凸状構造体は、上述したリブレット構造ＲＢを構成する凸状構造体８１と同様の構造を有してもよい。凹凸構造を構成する溝構造は、上述したリブレット構造ＲＢを構成する溝構造８２と同様の構造を有してもよい。尚、微細なテクスチャ構造は、特定の機能を有していなくてもよい。

　上述した説明では、加工システムＳＹＳは、ワークＷの表面にリブレット構造ＲＢを形成している。しかしながら、加工システムＳＹＳは、ワークＷの表面にリブレット構造ＲＢを転写するための型を形成してもよい。この場合、ワークＷは、移動体の表面であってもよいし、移動体に貼付可能なフィルムであってもよい。

　上述した説明では、加工システムＳＹＳは、ワークＷに加工光ＥＬを照射することで、ワークＷを加工している。しかしながら、加工システムＳＹＳは、光とは異なる任意のエネルギービームをワークＷに照射して、ワークＷを加工させてもよい。この場合、加工システムＳＹＳは、加工光源２に加えて又は代えて、任意のエネルギービームを照射可能なビーム照射装置を備えていてもよい。任意のエネルギービームの一例として、荷電粒子ビーム及び電磁波の少なくとも一方があげられる。荷電粒子ビームの一例として、電子ビーム及びイオンビームの少なくとも一方があげられる。

　上述した説明では、加工システムＳＹＳは、加工光学系１５、１５Ａ、１５Ｂとして、複数の生成光学系１６、１６Ａ、１６Ｂの例を示している。しかしながら、生成光学系１６は、加工光源２が生成する加工光ＥＬ０を分割することにより、第１群Ｇ１の複数の加工光ＥＬ１を生成するものであれば、他の構成でもよく、上記した例に限定されない。

　上述した説明では、生成光学系１６等の第１偏光ビームスプリッタ２１の第１偏光分割面２１ａと、分割光学部材１７の第２偏光ビームスプリッタ２５の第２偏光分割面２５ｃと、を非平行としており、Ｙ軸方向に伸びる中心軸を中心とする回転方向で４５度ずれるものとしている。しかしながら、この回転方向でのずれは、適宜設定すればよく、上記した例に限定されない。また、分割光学部材１７は、第１偏光方向の直線偏光の第１加工光ＥＬ１１と、第２偏光方向の直線偏光の第２加工光ＥＬ１２と、をそれぞれ第３偏光方向と第４偏光方向とに分割するものであれば、第１偏光分割面２１ａと第２偏光分割面２５ｃとを平行としてもよく、上記した例に限定されない。この場合、例えば、生成光学系１６等（その第１偏光ビームスプリッタ２１）と、第２偏光ビームスプリッタ２５と、の間に、λ/２板（１/２波長板）を設けることにより、第２偏光分割面２５ｃが第３偏光方向と第４偏光方向とに分割できるものとすることができる。このλ/２板は、例えば、上記した例のように偏光方向を４５度回転させる場合、λ/２板の結晶軸を入射する直線偏光の変更方向に対して２２．５度傾けて配置すればよい。

　上述した説明では、分割光学部材１７において、第２偏光ビームスプリッタ２５に第２偏光分割面２５ｃと反射面２５ｄとを設けており、一体の構成としている。しかしながら、反射面２５ｄは、第２偏光分割面２５ｃにより反射された第３群Ｇ３となる第４偏光方向の第１加工光ＥＬ３１と第２加工光ＥＬ３２との進行方向に設けられ、ワークＷの表面における第２領域Ａ２へ向けて反射するものであれば、第２偏光分割面２５ｃとは別体で設けても良く、上記した例に限定されない。この場合、反射面２５ｄは、例えば、ミラーや偏光ミラーを用いて構成できる。

　上述した説明では、干渉縞形成光学系１８として、第１レンズ２６と第２レンズ２７とを設けている。しかしながら、干渉縞形成光学系１８は、分割光学部材１７からの第２群Ｇ２となる第３偏光方向の第２群Ｇ２の複数の加工光ＥＬでワークＷの表面における第１領域Ａ１に第１干渉縞ＩＳ１を形成し、第３群Ｇ３となる第４偏光方向の第２群Ｇ２の複数の加工光ＥＬでワークＷの表面における第２領域Ａ２に第２干渉縞ＩＳ２を形成するものであればよく、上記した例に限定されない。例えば、干渉縞形成光学系１８は、分割光学部材１７からの第２群Ｇ２の複数の加工光ＥＬの射出位置が異なっている（離れている）場合には、集光レンズのみの構成として、その射出位置の差異を射出角度の差異に変化するようにワークＷの表面の第１領域Ａ１や第２領域Ａ２に向けて進行させるものとすることができる。

Claims

　光源からの第１群の複数の加工光を分割して生成された第２群の複数の加工光と第３群の複数の加工光とを互いに異なる射出位置から射出する分割光学部材と、
　前記分割光学部材からの前記第２群の複数の加工光を物体の表面上の第１領域で干渉させて第１干渉縞を形成し、且つ前記分割光学部材からの前記第３群の複数の加工光を前記物体の前記表面上の、前記第１領域とは異なる第２領域で干渉させて第２干渉縞を形成する干渉縞形成光学系と、
　を備える加工光学系。
　前記第１群の複数の加工光は、第１偏光方向の第１加工光と、前記第１偏光方向とは異なる第２偏光方向の第２加工光とを含む
　請求項１に記載の加工光学系。
　前記分割光学部材は、
　前記第１加工光を、第３偏光方向の第１加工光と、前記第３偏光方向とは異なる第４偏光方向の第１加工光とに分割すると共に、前記第２加工光を、前記第３偏光方向の第２加工光と前記第４偏光方向の第２加工光とに分割し、
　前記第３偏光方向の第１加工光と前記第３偏光方向の第２加工光とを前記第２群の複数の加工光として第１射出位置から射出すると共に、前記第４偏光方向の第１加工光と前記第４偏光方向の第２加工光とを前記第３群の複数の加工光として前記第１射出位置とは異なる第２射出位置から射出する
　請求項２に記載の加工光学系。
　前記光源からの加工光を分割して前記第１群の複数の加工光を生成する生成光学系をさらに備える請求項１から請求項３までのいずれか一項に記載の加工光学系。
　前記生成光学系は、前記光源からの加工光を、第１偏光方向の第１加工光と、前記第１偏光方向とは異なる第２偏光方向の第２加工光とに分割する第１偏光ビームスプリッタを含む
　請求項４に記載の加工光学系。
　前記生成光学系は、前記第１偏光ビームスプリッタで分割された前記第１加工光が入射する第１光学部材と、前記第１偏光ビームスプリッタで分割された前記第２加工光が入射する第２光学部材とをさらに含み、前記第１光学部材からの前記第１加工光を、前記第２光学部材を介して前記第１偏光ビームスプリッタへ向け且つ前記第２光学部材からの前記第２加工光を前記第１光学部材を介して前記第１偏光ビームスプリッタへ向ける
　請求項５に記載の加工光学系。
　前記分割光学部材は第２偏光ビームスプリッタを含む
　請求項５または請求項６に記載の加工光学系。
　前記第１偏光ビームスプリッタの偏光分割面と、前記第２偏光ビームスプリッタの偏光分割面とは互いに非平行である
　請求項７に記載の加工光学系。
　前記分割光学部材は、前記第２群の複数の加工光が進行する第１光路の前記第２偏光ビームスプリッタの偏光分割面から前記物体の前記表面までの第１光路長と、前記第３群の複数の加工光が進行する第２光路の前記第２偏光ビームスプリッタの偏光分割面から前記物体の前記表面までの第２光路長との光路長差を調整する調整部材を備える
　請求項７または請求項８に記載の加工光学系。
　前記調整部材は、前記物体の前記表面上の前記第１領域に形成される前記第１干渉縞の明暗の位相と前記物体の前記表面上の前記第２領域に形成される前記第２干渉縞の明暗の位相とが揃うように、前記光路長差を調整する
　請求項９に記載の加工光学系。
　前記第１干渉縞の縞ピッチ方向と前記第２干渉縞の縞ピッチ方向とは同じ方向または互いに平行な方向である
　請求項１から請求項１０までのいずれか一項に記載の加工光学系。
　前記第１干渉縞の縞ピッチと前記第２干渉縞の縞ピッチとは等しい
　請求項１から請求項１１までのいずれか一項に記載の加工光学系。
　前記第１領域と前記第２領域とは、前記第１及び第２干渉縞の縞ピッチ方向において異なる位置にある
　請求項１から請求項１２までのいずれか一項に記載の加工光学系。
　前記干渉縞形成光学系は、前記第２群の複数の加工光を互いに異なる方向から前記物体の前記表面の前記第１領域で交差させて前記第１干渉縞を形成すると共に、前記第３群の複数の加工光を互いに異なる方向から前記物体の前記表面の前記第２領域で交差させて前記第２干渉縞を形成する
　請求項１から請求項１３までのいずれか一項に記載の加工光学系。
　前記分割光学部材に入射する前記第１群の複数の加工光は、互いに異なる角度で前記分割光学部材に入射する
　請求項１から請求項１４までのいずれか一項に記載の加工光学系。
　光源からの光を用いて物体の表面にリブレット加工を行う加工装置であって、
　請求項１から請求項１４までのいずれか一項に記載の加工光学系と、
　前記加工光学系により前記物体の前記表面に形成される前記第１及び第２干渉縞と前記物体の前記表面との位置関係を変更する位置関係変更装置と
　を備える加工装置。
　前記位置関係変更装置は、前記第１及び第２干渉縞の縞ピッチ方向と交差する方向における前記位置関係を変更する
　請求項１６に記載の加工装置。
　光源からの光を用いて物体の表面にリブレット加工を行う加工方法であって、
　前記光源からの第１群の複数の加工光を分割して互いに異なる位置から第２群の複数の加工光と第３群の複数の加工光とを射出することと、
　前記第２群の複数の加工光を前記物体の前記表面上の第１領域で干渉させて第１干渉縞を形成して前記物体の前記表面の前記第１領域にリブレット加工を行うことと、
　前記第３群の複数の加工光を前記物体の前記表面上で前記第１領域とは異なる第２領域で干渉させて第２干渉縞を形成して前記物体の前記表面の前記第２領域にリブレット加工を行うことと、
　を含む加工方法。