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パルスレーザ加工装置

国内特許コード P110003169
整理番号 RJ006P16
掲載日 2011年6月17日
出願番号 特願2003-137611
公開番号 特開2004-337917
登録番号 特許第4333836号
出願日 平成15年5月15日(2003.5.15)
公開日 平成16年12月2日(2004.12.2)
登録日 平成21年7月3日(2009.7.3)
発明者
  • 東 孝憲
  • 青島 紳一郎
出願人
  • 独立行政法人科学技術振興機構
  • 日星電気株式会社
  • 浜松ホトニクス株式会社
発明の名称 パルスレーザ加工装置
発明の概要

【課題】光伝送媒体の損傷を十分防止できるパルスレーザ加工装置を提供すること。
【解決手段】本発明は、フェムト秒パルスレーザ光を伝送媒体3により被加工物4に照射し被加工物4を加工するレーザ加工装置100において、レーザ光を伝送媒体3に入射させる光源1、媒体3から出射されるレーザ光を被加工物4に集光する光学系5を備え、媒体3が、光ファイバ20、その両端に設けられる屈折率変化部21,22を含み、レーザ光が屈折率変化部21に入射され屈折率変化部22から出射され、屈折率変化部21で、屈折率変化部21から光ファイバ20に向かう方向に沿って屈折率が空気の屈折率nから光ファイバ20のコア23の屈折率nに近づくよう変化し、屈折率変化部22で、屈折率が光ファイバ20から変化部22に向かう方向に沿って屈折率nから水6の屈折率に近づくよう変化する。
【選択図】 図3

従来技術、競合技術の概要
パルスレーザ光を用いて被加工物を加工する場合、加工効率を向上させるためには、高出力で短パルスのパルスレーザ光を用いることが望ましい。
【0003】
このような高出力で短パルスのレーザ光を用いたパルスレーザ加工装置として、従来、パルスレーザ光を、光ファイバにより水中の被加工物に照射して被加工物を加工するものが知られている(例えば特許文献1参照)。このレーザ加工装置によれば、被加工物に照射されるパルスレーザ光が光ファイバを通して伝送されることにより、被加工物に対して、低損失且つ高強度でのレーザ光照射が図られる。
【0004】
【特許文献1】
特開平8-206869号公報(図1)
産業上の利用分野
本発明は、高出力フェムト秒パルスレーザ光を用いて被加工物を加工するパルスレーザ加工装置に関する。
特許請求の範囲 【請求項1】 5ps以下のパルス幅を有するパルスレーザ光を、光伝送媒体で伝送して被加工物に照射し前記被加工物を加工するパルスレーザ加工装置であって、
前記パルスレーザ光を出射し前記光伝送媒体の一端側に入射させるパルスレーザ光源と、
前記光伝送媒体の他端側から出射される前記パルスレーザ光を前記被加工物に集光する集光手段とを備えており、
前記光伝送媒体は、
コア及びクラッドを備える本体部と、
前記本体部の一端側に設けられて前記光伝送媒体の一端側に入射される前記パルスレーザ光を通過させる第1屈折率変化部、及び前記本体部の他端側に設けられて前記光伝送媒体の他端側から出射される前記パルスレーザ光を通過させる第2屈折率変化部の両方又はそのいずれか一方とを含み、
前記光伝送媒体において、前記本体部の一端側から前記パルスレーザ光が入射され、前記本体部の他端側から前記パルスレーザ光が出射されるようになっており、
前記第1屈折率変化部は、前記第1屈折率変化部から前記本体部に向かう方向に沿って、屈折率が前記第1屈折率変化部に接する媒質の屈折率よりも前記本体部の前記コアの屈折率に近づくように変化する屈折率分布を有し、
前記第2屈折率変化部は、前記本体部から前記第2屈折率変化部に向かう方向に沿って、屈折率が前記本体部の前記コアの屈折率よりも前記第2屈折率変化部に接する媒質の屈折率に近づくように変化する屈折率分布を有する、
ことを特徴とするパルスレーザ加工装置。
【請求項2】 前記被加工物を浸漬する液体を収容するための液体収容槽を更に備えており、前記光伝送媒体における前記パルスレーザ光の出射側端部が前記液体に浸漬されていることを特徴とする請求項1に記載のパルスレーザ加工装置。
【請求項3】 前記光伝送媒体が前記第1屈折率変化部及び前記第2屈折率変化部を有する場合において、前記第1屈折率変化部における屈折率が、前記第1屈折率変化部から前記本体部に向かう方向に沿って大きくなっており、前記第2屈折率変化部における屈折率が、前記本体部から前記第2屈折率変化部に向かう方向に沿って小さくなっていることを特徴とする請求項1又は2に記載のパルスレーザ加工装置。
【請求項4】 前記光伝送媒体に入射される前記パルスレーザ光の時間波形を所定の波形に変換するパルス波形変換装置を更に備えることを特徴とする請求項1~3のいずれか一項に記載のパルスレーザ加工装置。
【請求項5】 前記第2屈折率変化部及び前記集光手段が一体化されていることを特徴とする請求項1~4のいずれか一項に記載のパルスレーザ加工装置。
【請求項6】 前記被加工物を移動させる被加工物移動手段を更に備えることを特徴とする請求項1~5のいずれか一項に記載のパルスレーザ加工装置。
【請求項7】 前記光伝送媒体から出射される前記パルスレーザ光のビーム断面の形状を変換するビーム断面変換手段を更に備えることを特徴とする請求項6に記載のパルスレーザ加工装置。
【請求項8】 前記被加工物の加工状態をモニタする加工状態モニタ手段を更に備えていることを特徴とする請求項7に記載のパルスレーザ加工装置。
【請求項9】 前記集光手段は、前記光伝送媒体から出射されるパルスレーザ光を反射させて前記被加工物に照射する反射型光学系から構成されていることを特徴とする請求項1~8のいずれか一項に記載のパルスレーザ加工装置。
【請求項10】 前記光伝送媒体を複数本束ねてなる光伝送媒体束を備えることを特徴とする請求項1~9のいずれか一項に記載のパルスレーザ加工装置。
【請求項11】 前記被加工物にレーザ誘起プラズマを発生させるレーザ誘起プラズマ発生手段を更に備えることを特徴とする請求項1~10のいずれか一項に記載のパルスレーザ加工装置。
【請求項12】 5ps以下のパルス幅を有するパルスレーザ光を光伝送媒体で伝送し、前記光伝送媒体から出射される前記パルスレーザ光を用いて被加工物を加工するパルスレーザ加工装置であって、
前記パルスレーザ光を出射し前記光伝送媒体の一端側に入射させるパルスレーザ光源と、
前記光伝送媒体の他端側から出射される前記パルスレーザ光を所定の点に集光する集光手段と、
前記パルスレーザ光を前記所定の点に集光する時に誘起される超音波を前記被加工物に照射する超音波照射手段とを備えており、
前記光伝送媒体は、
コア及びクラッドを備える本体部と、
前記本体部の一端側に設けられて前記光伝送媒体の一端側に入射される前記パルスレーザ光を通過させる第1屈折率変化部、及び前記本体部の他端側に設けられて前記光伝送媒体の他端側から出射される前記パルスレーザ光を通過させる第2屈折率変化部の両方又はそのいずれか一方とを含み、
前記光伝送媒体において、前記本体部の一端側から前記パルスレーザ光が入射され、前記本体部の他端側から前記パルスレーザ光が出射されるようになっており、
前記第1屈折率変化部は、前記第1屈折率変化部から前記本体部に向かう方向に沿って、屈折率が前記第1屈折率変化部に接する媒質の屈折率よりも前記本体部の前記コアの屈折率に近づくように変化する屈折率分布を有し、
前記第2屈折率変化部は、前記本体部から前記第2屈折率変化部に向かう方向に沿って、屈折率が前記本体部の前記コアの屈折率よりも前記第2屈折率変化部に接する媒質の屈折率に近づくように変化する屈折率分布を有する、
ことを特徴とするパルスレーザ加工装置。
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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JP2003137611thum.jpg
出願権利状態 権利存続中
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