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レーザ加工装置 コモンズ 新技術説明会

国内特許コード P100000706
整理番号 P09-030
掲載日 2010年6月4日
出願番号 特願2010-016824
公開番号 特開2011-152578
登録番号 特許第5357790号
出願日 平成22年1月28日(2010.1.28)
公開日 平成23年8月11日(2011.8.11)
登録日 平成25年9月6日(2013.9.6)
発明者
  • 早崎 芳夫
  • 伊坂 充弘
  • 田北 啓洋
出願人
  • 国立大学法人宇都宮大学
発明の名称 レーザ加工装置 コモンズ 新技術説明会
発明の概要

【課題】微細加工及び高精度かつ高品質の加工を行うことができるとともに、高い加工効率を有し、かつ、レーザ光の照射回数を少なくして任意の形状加工においても短時間に加工可能なレーザ加工装置を提供すること。
【解決手段】レーザ加工システムSは、レーザ光源100から出力されたフェムトレーザビームの一部を遅延させ、加工対象物Mに時間差を与えてフェムトレーザビームを異なる集光スポットSPに集光することによって加工対象物Mを加工するようになっている。特に、このレーザ加工システムSは、第1位置に遅延を生じていない第1フェムトレーザビームを照射し、第2位置に遅延を生じさせた第2フェムトレーザビームを照射するようになっている。
【選択図】図1

従来技術、競合技術の概要


近年、レーザ加工装置においては、多光子吸収過程によりレーザ励起プラズマを発生させることによって非熱的な加工を行うことができる高出力超短パルスレーザに注目が集まっている。特に、時間単位を「フェムト」(千兆分の一)単位によって発光されたフェムトレーザ光を用いた加工装置(以下、「フェムトレーザ加工装置」という。)は、短時間にエネルギーを圧縮して発振する強力なレーザ光を極めて細かい範囲に照射することができるので、ナノメートルスケールの微細加工または高精度かつ高品質の加工を行うことができるものとして製品開発が行われている。



例えば、光パルスあたりのエネルギーを高め、加工効率を向上させるために、2つのレーザ光を用いてレーザ加工を行うダブルパルス法を適用したフェムトレーザ加工装置(以下、「ダブルパルスレーザ加工装置」という。)が知られている(例えば、特許文献1)。



具体的には、このダブルパルスレーザ加工装置は、一定のパルス間隔で被加工物の同一位置に2つのレーザ光を照射するとともに、この同一位置を所定の照射間隔で走査することによって被加工物に対して加工を行うようになっている。



また、面状加工を短時間で行うために、複数のレーザ光を加工対象物に並列に照射するフェムトレーザ加工装置(以下、「並列レーザ加工装置」という。)も知られている(例えば、特許文献2)。



具体的には、この並列レーザ加工装置は、空間光変調素子に計算機ホログラムを表示してフェムト秒レーザパルスを空間的に整形して加工対象に同時並列的に照射し、可変並列の加工を実現している。

産業上の利用分野


本発明は、複数のレーザ光を用いて加工対象物を加工するレーザ加工装置に関し、特に超短パルスを用いる技術に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
極超短パルスレーザ光を加工対象物に照射し、当該極超短パルスレーザ光のエネルギーによって加工対象物に加工を行うレーザ加工装置であって、
所定のパルスを有する第1極超短パルスレーザ光及び第2極超短パルスレーザ光を出力するレーザ光出力手段と、
前記第2極超短パルスレーザ光に前記第1極超短パルスレーザ光に対する前記パルス幅以上の遅延時間を与える光遅延手段と、
前記第1極超短パルスレーザ及び前記第2極超短パルスレーザ光を前記加工対象物における異なる位置に照射させる照射制御手段と、
を備え、
前記照射制御手段が、
前記加工対象物の第1位置に多光子吸収過程によりレーザ励起プラズマを発生させるために前記第1極超短パルスレーザ光を照射させるとともに、前記発生したレーザ励起プラズマが前記第1位置から拡散して存在している領域内であって当該第1位置と異なる前記加工対象物上の第2位置に、前記第2極超短パルスレーザ光を照射させ
前記第2位置が、前記第1位置から離隔した前記加工対象物上の位置であって、前記第1位置に照射された第1極超短パルスレーザと前記第2極超短パルスレーザが干渉しない位置であることを特徴とするレーザ加工装置。

【請求項2】
請求項1に記載のレーザ加工装置において、
前記照射制御手段が、同一の光学レンズによって、前記第1極超短パルスレーザ光及び前記第2極超短パルスレーザ光を前記加工対象物上の第1位置及び第2位置のそれぞれに照射させる、レーザ加工装置。

【請求項3】
請求項1または2に記載のレーザ加工装置において、
前記光遅延手段が、前記第1極超短パルスレーザ光が非照射状態になったときに前記第2極超短パルスレーザ光が前記第2位置に照射されるように、前記第2極超短パルスレーザ光に所定の遅延時間を与えるレーザ加工装置。

【請求項4】
請求項1乃至3の何れか一項に記載のレーザ加工装置において、
前記第1極超短パルスレーザ光を複数に分割するとともに、前記第2極超短パルスレーザ光を前記第1極超短パルスレーザ光の分割数と同じ数に分割する分割手段を更に備え、
前記照射制御手段が、前記分割された各第1極超短パルスレーザ光をそれぞれ該当する前記第1位置に照射させるとともに、前記分割された各第2極超短パルスレーザ光を当該第1位置に対応する第2位置にそれぞれ照射させる、レーザ加工装置。
産業区分
  • 加工
  • 固体素子
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2010016824thum.jpg
出願権利状態 権利存続中
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