CN109070268B - 激光加工装置 - Google Patents
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Abstract
一种激光加工装置,是将激光照射于对象物并进行上述对象物的激光加工的激光加工装置,具备输出上述激光的激光输出部、根据相位图案调制且反射从上述激光输出部输出的上述激光的空间光调制器、和将来自上述空间光调制器的上述激光向上述对象物聚光的物镜,上述空间光调制器具有:上述激光入射的入射面、将从上述入射面入射的上述激光向上述入射面反射的反射面、及配置于上述入射面和上述反射面之间且显示上述相位图案并调制上述激光的液晶层,在上述反射面形成有在彼此不连续的多个波段具有高反射率区域的电介质多层膜。
Description
技术领域
本发明的一个方面涉及激光加工装置。
背景技术
在专利文献1中记载有一种激光加工装置,其具备保持工件的保持机构、及对保持机构所保持的工件照射激光的激光照射机构。在该激光加工装置的激光照射机构中,被配置于从激光振荡器到达聚光透镜的激光的光路上的各结构被配置于1个壳体内,该壳体被固定在立设于激光加工装置的基座的壁部。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本专利第5456510号公报
发明内容
发明所要解决的技术问题
如上所述的激光加工装置中,根据加工对象物的规格、加工条件等,有时适于加工的激光的波长不同。
本发明的一个方面的目的在于提供一种可以对应多个波段的激光加工装置。
解决问题的技术手段
本发明的一个方面所涉及的激光加工装置,是将激光照射于对象物并进行对象物的激光加工的激光加工装置,具备:激光输出部,输出激光;空间光调制器,根据相位图案调制且反射从激光输出部输出的激光;及物镜,将来自空间光调制器的激光向对象物聚光,空间光调制器具有激光入射的入射面;将从入射面入射的激光向入射面反射的反射面;及配置于入射面和反射面之间,且显示相位图案并调制激光的调制层,在反射面,形成有在彼此不连续的多个波段具有高反射率区域的电介质多层膜。
该激光加工装置中,激光根据空间光调制器的相位图案调制后,由物镜向对象物聚光。空间光调制器具有:激光入射的入射面;将从入射面入射的激光反射的反射面;及配置于入射面和反射面之间的调制层。激光从入射面入射且通过调制层时,根据相位图案进行调制。另外,激光在反射面上反射且再次通过调制层时也进行调制,并从空间光调制器出射。在此,在反射面形成有在彼此不连续的多个波段具有高反射率区域的电介质多层膜。因此,根据该空间光调制器,可以降低多个波段的激光的反射面上的损失且调制激光。因此,该激光加工装置可以对应多个波段。
本发明的一个方面所涉及的激光加工装置也可以具备图案保持部,该图案保持部保持用于修正对应于反射面的平面度而对激光的波阵面赋予的形变的相位图案、即形变修正图案,图案保持部保持按每个波段不同的形变修正图案。通常,空间光调制器的反射面在每个空间光调制器中具有规定的平面度。但是,为了修正对应于其平面度而对激光的波阵面赋予的形变,需要根据波长而不同的相位调制量。因此,如该情况所述,如果保持按每个波段不同的形变修正图案,则可以容易且可靠地对应多个波段。
本发明的一个方面所涉及的激光加工装置也可以具备表保持部,该表保持部保持将用于将相位图案显示在调制层的图像信号的亮度值和相位图案的相位调制量建立对应的表,表保持部保持按每个波段不同的表。在此,相对于某个波长的激光,通过准备对其一波长量(2π量)的相位调制量分配(建立对应)例如图像信号的256灰阶的亮度值的表,可以将适于该波长的相位调制图案容易地显示于调制层。
但是,当对比该波长更短的波长的激光,使用相同的表时,对一波长量的相位调制量使用更少的灰阶的亮度值,调制后的波阵面的重现性下降。与此相对,在该情况下,保持按每个波段不同的表。因此,可使用适于各波段的表,能够抑制波阵面的重现性降低。
本发明的一个方面所涉及的激光加工装置中,也可以在入射面形成反射防止膜,该反射防止膜在多个波段具有高透过率区域。在该情况下,可进一步降低激光的损失且可可靠地对应多个波段。
本发明的一个方面所涉及的激光加工装置中,多个波段也可以包含500nm以上550nm以下的第一波段、及1000nm以上1150nm以下的第二波段。或者,本发明的一个方面所涉及的激光加工装置中,多个波段也可以包含1300nm以上1400nm以下的第三波段。在这些情况下,可以对应各波段。此外,第一波段的激光适合例如相对于由蓝宝石构成的基板的内部吸收型激光加工。另外,第二波段及第三波段的激光适合例如相对于由硅构成的基板的内部吸收型激光加工。
发明的效果
根据本发明的一个方面,能够提供可对应多个波段的激光加工装置。
附图说明
图1是改质区域的形成所使用的激光加工装置的概略结构图;
图2是成为改质区域的形成的对象的加工对象物的平面图;
图3是沿着图2的加工对象物的III-III线的截面图;
图4是激光加工后的加工对象物的平面图;
图5是沿着图4的加工对象物的V-V线的截面图;
图6是沿着图4的加工对象物的VI-VI线的截面图;
图7是实施方式所涉及的激光加工装置的立体图;
图8是安装于图7的激光加工装置的支撑台的加工对象物的立体图;
图9是沿着图7的ZX平面的激光输出部的截面图;
图10是图7的激光加工装置中的激光输出部及激光聚光部的一部分的立体图;
图11是沿着图7的XY平面的激光聚光部的截面图;
图12是沿着图11的XII-XII线的激光聚光部的截面图;
图13是沿着图12的XIII-XIII线的激光聚光部的截面图;
图14是表示图11的激光聚光部中的反射型空间光调制器、4f透镜单元及聚光透镜单元的光学配置关系的图;
图15是图7的激光加工装置中的反射型空间光调制器的局部截面图;
图16是表示图15所示反射膜的反射率特性的图表及表示设于透明基板的表面的反射防止膜的透过率特性的图表;
图17是表示图15所示像素电极的表面的形变的图表;
图18是表示显示于图15所示液晶层的形变修正图案的图;
图19是表示将图像信号的亮度值和相位调制量建立对应的表的图;
图20是表示将图像信号的亮度值和相位调制量建立对应的表的图。
具体实施方式
以下,参照附图,对本发明的一个方面的实施方式详细地进行说明。另外,在各图中,对彼此相同的要素或彼此相当的要素赋予相同的符号,有时省略重复的说明。
在实施方式所涉及的激光加工装置中,通过将激光聚光于加工对象物而沿着切断预定线在加工对象物形成改质区域。因此,首先,对改质区域的形成,参照图1~图6来进行说明。
如图1所示,激光加工装置100具备:使激光L脉冲振荡的激光光源101、配置成使激光L的光轴(光路)的方向改变90°的分色镜103、用于使激光L聚光的聚光用透镜105。另外,激光加工装置100具备:用于支撑被由聚光用透镜105聚光了的激光L照射的对象物、即加工对象物1的支撑台107、用于使支撑台107移动的移动机构、即平台111、为了调节激光L的输出或脉冲宽度、脉冲波形等而控制激光光源101的激光光源控制部102、控制平台111的移动的平台控制部115。
在激光加工装置100中,从激光光源101出射的激光L通过分色镜103而使其光轴的方向改变90°,并通过聚光用透镜105而被聚光于被载置在支撑台107上的加工对象物1的内部。与此同时,使平台111移动,从而使加工对象物1相对于激光L沿着切断预定线5相对移动。由此,沿着切断预定线5的改质区域被形成于加工对象物1。还有,在此,为了使激光L相对地移动而使平台111移动,但也可以使聚光用透镜105移动,或者也可以使它们的双方移动。
作为加工对象物1,可使用包含由半导体材料形成的半导体基板或由压电材料形成的压电基板等的板状的构件(例如,基板、晶圆等)。如图2所示,在加工对象物1,设定有用于将加工对象物1切断的切断预定线5。切断预定线5是呈直线状延伸的假想线。在加工对象物1的内部形成改质区域的情况下,如图3所示,在使聚光点(聚光位置)P对准加工对象物1的内部的状态下,使激光L沿着切断预定线5(即,沿图2的箭头A方向)相对地进行移动。由此,如图4、图5及图6所示,将改质区域7沿着切断预定线5形成于加工对象物1,使沿着切断预定线5所形成的改质区域7成为切断起点区域8。切断预定线5对应于照射预定线。
所谓聚光点P,是指激光L聚光的地方。切断预定线5不限于直线状,可以是曲线状,也可以是组合它们的三维状,也可以是被坐标指定的线。切断预定线5不限于假想线,可以是在加工对象物1的表面3上实际引出的线。改质区域7有时被连续地形成,有时被间断地形成。另外,改质区域7可以是列状也可以是点状,只要改质区域7至少被形成于加工对象物1的内部、表面3或背面即可。存在以改质区域7为起点而形成有龟裂的情况,龟裂以及改质区域7也可以露出于加工对象物1的外表面(表面3、背面、或者外周面)。形成改质区域7时的激光入射面不限定于加工对象物1的表面3,也可以是加工对象物1的背面。
再有,在加工对象物1的内部形成改质区域7的情况下,激光L透过加工对象物1并且特别在位于加工对象物1的内部的聚光点P附近被吸收。由此,在加工对象物1形成改质区域7(即,内部吸收型激光加工)。在此情况下,由于在加工对象物1的表面3几乎不吸收激光L,因此加工对象物1的表面3不会熔融。另一方面,在加工对象物1的表面3或背面形成改质区域7的情况下,激光L特别在位于表面3或背面的聚光点P附近被吸收,从表面3或背面进行熔融、去除而形成孔或槽等的去除部(表面吸收型激光加工)。
改质区域7是指密度、折射率、机械强度或其他的物理特性成为与周围不同状态的区域。作为改质区域7,例如,有熔融处理区域(是指暂时熔融后再固化而成的区域、熔融状态中的区域及从熔融再固化的状态中的区域中的至少任一者)、裂纹区域、绝缘破坏区域、折射率变化区域等,也有它们混合存在的区域。再有,作为改质区域7,有在加工对象物1的材料中改质区域7的密度与非改质区域的密度比较产生了变化的区域、或形成有晶格缺陷的区域。在加工对象物1的材料为单晶硅的情况下,改质区域7也可称为高转位密度区域。
熔融处理区域、折射率变化区域、改质区域7的密度与非改质区域的密度比较产生了变化的区域、以及形成有晶格缺陷的区域有时进一步在这些区域的内部或改质区域7与非改质区域的界面内含龟裂(破裂、微裂纹)。所内含的龟裂有遍及改质区域7的全面的情况或仅形成于一部分或多个部分的情况。加工对象物1包含由具有结晶构造的结晶材料构成的基板。例如,加工对象物1包含由氮化镓(GaN)、硅(Si)、碳化硅(SiC)、LiTaO3、及蓝宝石(Al2O3)的至少任一者形成的基板。换言之,加工对象物1包含例如氮化镓基板、硅基板、SiC基板、LiTaO3基板、或者蓝宝石基板。结晶材料也可为各向异性结晶及各向同性结晶的任一者。此外,加工对象物1可包含由具有非结晶构造(非晶质构造)的非结晶材料构成的基板,例如,也可包含玻璃基板。
在实施方式中,可通过沿着切断预定线5来形成多个改质光点(spot)(加工痕),而形成改质区域7。在此情况下,通过使多个改质光点聚集而成为改质区域7。改质光点是指通过脉冲激光的1脉冲的射击(shot)(即,1脉冲的激光照射:激光射击)形成的改质部分。作为改质光点,可列举裂纹光点、熔融处理光点或折射率变化光点、或者它们的至少1个混合存在的光点等。针对改质光点,可考虑所要求的切断精度、所要求的切断面的平坦性、加工对象物1的厚度、种类、结晶方位等,而适当控制其大小或产生的龟裂的长度。此外,在实施方式中,可沿着切断预定线5来形成改质光点作为改质区域7。
[实施方式所涉及的激光加工装置]
接着,针对实施方式所涉及的激光加工装置进行说明。在以下说明中,将水平面内彼此正交的方向设为X轴方向及Y轴方向,将铅垂方向设为Z轴方向。
[激光加工装置的整体结构]
如图7所示,激光加工装置200具备:装置框架210、第一移动机构(移动机构)220、支撑台230、以及第二移动机构240。再有,激光加工装置200具备:激光输出部300、激光聚光部400、以及控制部500。
第一移动机构220被安装于装置框架210。第一移动机构220具有:第一轨道单元221、第二轨道单元222、以及可动基座223。第一轨道单元221被安装于装置框架210。在第一轨道单元221,设置有沿着Y轴方向延伸的一对轨道221a、221b。第二轨道单元222以可沿着Y轴方向进行移动的方式被安装于第一轨道单元221的一对轨道221a、221b。在第二轨道单元222,设置有沿着X轴方向延伸的一对轨道222a、222b。可动基座223以可沿着X轴方向进行移动的方式被安装于第二轨道单元222的一对轨道222a、222b。可动基座223可以与Z轴方向平行的轴线为中心线进行旋转。
支撑台230被安装于可动基座223。支撑台230支撑加工对象物1。加工对象物1例如在由硅等的半导体材料所构成的基板的表面侧,以矩阵状形成有多个功能元件(光电二极管等的受光元件、激光二极管等的发光元件、或者作为电路形成的电路元件等)。当加工对象物1被支撑于支撑台230时,如图8所示,在贴在环状的框架11的薄膜12上贴附例如加工对象物1的表面1a(多个功能元件侧的面)。支撑台230通过夹具来保持框架11,并且通过真空吸盘来吸附薄膜12,由此支撑加工对象物1。在支撑台230上,彼此平行的多条切断预定线5a、及彼此平行的多条切断预定线5b以通过相邻的功能元件之间的方式呈格子状设定于加工对象物1。
如图7所示,支撑台230通过在第一移动机构220中第二轨道单元222进行动作,而沿着Y轴方向进行移动。此外,支撑台230通过在第一移动机构220中可动基座223进行动作,而沿着X轴方向进行移动。再有,支撑台230通过在第一移动机构220中可动基座223进行动作,而以与Z轴方向平行的轴线为中心线进行旋转。这样,支撑台230以可沿着X轴方向及Y轴方向进行移动且可以与Z轴方向平行的轴线为中心线进行旋转的方式,被安装于装置框架210。
激光输出部300被安装于装置框架210。激光聚光部400经由第二移动机构240被安装于装置框架210。激光聚光部400通过第二移动机构240进行动作,而沿着Z轴方向进行移动。这样,激光聚光部400以可相对于激光输出部300沿着Z轴方向进行移动的方式,被安装于装置框架210。
控制部500通过CPU(Central Processing Unit(中央处理单元))、ROM(Read OnlyMemory(只读存储器))及RAM(Random Access Memory(随机存储器))等所构成。控制部500控制激光加工装置200的各部的动作。
作为一个例子,在激光加工装置200中,如下所述,沿着各切断预定线5a、5b(参照图8)而在加工对象物1的内部形成改质区域。
首先,以使加工对象物1的背面1b(参照图8)成为激光入射面的方式,将加工对象物1支撑于支撑台230,使加工对象物1的各切断预定线5a匹配于与X轴方向平行的方向。接着,以使激光L的聚光点位于在加工对象物1的内部从加工对象物1的激光入射面分离规定距离的位置的方式,通过第二移动机构240使激光聚光部400进行移动。接着,将加工对象物1的激光入射面与激光L的聚光点的距离维持为一定,并使激光L的聚光点沿着各切断预定线5a相对地移动。由此,沿着各切断预定线5a在加工对象物1的内部形成改质区域。
若沿着各切断预定线5a的改质区域的形成结束,则通过第一移动机构220使支撑台230进行旋转,而使加工对象物1的各切断预定线5b匹配于与X轴方向平行的方向。接着,以使激光L的聚光点位于在加工对象物1的内部从加工对象物1的激光入射面分离规定距离的位置的方式,通过第二移动机构240来使激光聚光部400移动。接着,将加工对象物1的激光入射面与激光L的聚光点的距离维持为一定,并使激光L的聚光点沿着各切断预定线5b相对地移动。由此,沿着各切断预定线5b在加工对象物1的内部形成改质区域。
这样,在激光加工装置200中,与X轴方向平行的方向作为加工方向(激光L的扫描方向)。另外,沿着各切断预定线5a的激光L的聚光点的相对的移动、及沿着各切断预定线5b的激光L的聚光点的相对的移动,通过第一移动机构220使支撑台230沿着X轴方向进行移动而实施。此外,各切断预定线5a间的激光L的聚光点的相对的移动、及各切断预定线5b间的激光L的聚光点的相对的移动,通过第一移动机构220使支撑台230沿着Y轴方向移动而实施。
如图9所示,激光输出部300具有:安装基座301、罩302、以及多个镜303、304。再有,激光输出部300具有:激光振荡器310、快门320、λ/2波长板单元330、偏光板单元340、扩束器350、以及镜单元360。
安装基座301支撑多个镜303、304、激光振荡器310、快门320、λ/2波长板单元330、偏光板单元340、扩束器350及镜单元360。多个镜303、304、激光振荡器310、快门320、λ/2波长板单元330、偏光板单元340、扩束器350及镜单元360被安装于安装基座301的主面301a。安装基座301是板状的构件,可相对于装置框架210(参照图7)进行装卸。激光输出部300经由安装基座301被安装于装置框架210。即,激光输出部300可相对于装置框架210进行装卸。
罩302在安装基座301的主面301a上,将多个镜303、304、激光振荡器310、快门320、λ/2波长板单元330、偏光板单元340、扩束器350及镜单元360覆盖。罩302可相对于安装基座301进行装卸。
激光振荡器310将直线偏光的激光L沿着X轴方向进行脉冲振荡。从激光振荡器310出射的激光L的波长包含于500~550nm、1000~1150nm或1300~1400nm的任一波段。500~550nm的波段的激光L适于对例如由蓝宝石构成的基板的内部吸收型激光加工。1000~1150nm及1300~1400nm的各波段的激光L适于对例如由硅构成的基板的内部吸收型激光加工。从激光振荡器310出射的激光L的偏光方向例如是与Y轴方向平行的方向。从激光振荡器310出射的激光L通过镜303被反射,沿着Y轴方向入射到快门320。
在激光振荡器310中,如以下所述,将激光L的输出的开启/关断进行切换。在激光振荡器310由固体激光器构成的情况下,通过将设置于共振器内的Q开关(AOM(音响光学调制器)、EOM(电光学调制器)等)的开启/关断进行切换,而将激光L的输出的开启/关断进行高速切换。在激光振荡器310由光纤激光器构成的情况下,通过将构成种子激光器、放大(激发用)激光器的半导体激光的输出的开启/关断进行切换,而将激光L的输出的开启/关断进行高速切换。在激光振荡器310使用外部调制元件的情况下,通过将设置于共振器外的外部调制元件(AOM、EOM等)的开启/关断进行切换,而将激光L的输出的开启/关断进行高速切换。
快门320通过机械式的机构来将激光L的光路进行开闭。来自激光输出部300的激光L的输出的开启/关断的切换如上所述,通过激光振荡器310中的激光L的输出的开启/关断的切换来实施,但通过设置有快门320,而可防止例如从激光输出部300激光L无预期地出射。通过快门320的激光L通过镜304被反射,并沿着X轴方向依次入射到λ/2波长板单元330及偏光板单元340。
λ/2波长板单元330及偏光板单元340发挥作为调整激光L的输出(光强度)的输出调整部的功能。此外,λ/2波长板单元330及偏光板单元340发挥作为调整激光L的偏光方向的偏光方向调整部的功能。依次通过λ/2波长板单元330及偏光板单元340的激光L沿着X轴方向入射到扩束器350。
扩束器350调整激光L的直径并使激光L平行化。通过扩束器350的激光L沿着X轴方向入射到镜单元360。
镜单元360具有:支撑基座361、及多个镜362、363。支撑基座361支撑多个镜362、363。支撑基座361以可沿着X轴方向及Y轴方向调整位置的方式被安装于安装基座301。镜(第一镜)362将通过扩束器350的激光L反射至Y轴方向。镜362以使其反射面成为在例如与Z轴平行的轴线周围能够进行角度调整的方式被安装于支撑基座361。
镜(第二镜)363将通过镜362反射的激光L反射至Z轴方向。镜363以使其反射面成为可在例如与X轴平行的轴线周围进行角度调整且可沿着Y轴方向进行位置调整的方式被安装于支撑基座361。通过镜363反射的激光L通过形成于支撑基座361的开口361a,并沿着Z轴方向入射到激光聚光部400(参照图7)。即,通过激光输出部300所致的激光L的出射方向与激光聚光部400的移动方向一致。如上所述,各镜362、363具有用于调整反射面的角度的机构。
在镜单元360中,通过实施相对于安装基座301的支撑基座361的位置调整、相对于支撑基座361的镜363的位置调整、及各镜362、363的反射面的角度调整,而使从激光输出部300出射的激光L的光轴的位置及角度与激光聚光部400相配合。即,多个镜362、363是用于调整从激光输出部300出射的激光L的光轴的结构。
如图10所示,激光聚光部400具有壳体401。壳体401呈以Y轴方向为长度方向的长方体状的形状。在壳体401的一方的侧面401e,安装有第二移动机构240(参照图11及图13)。在壳体401,以与镜单元360的开口361a在Z轴方向上相对的方式,设置有圆筒状的光入射部401a。光入射部401a使从激光输出部300出射的激光L入射到壳体401内。镜单元360与光入射部401a以当通过第二移动机构240使激光聚光部400沿着Z轴方向移动时彼此不会接触的距离彼此分离。
如图11及图12所示,激光聚光部400具有镜402及分色镜403。再有,激光聚光部400具有:反射型空间光调制器410、4f透镜单元420、聚光透镜单元(物镜)430、驱动机构440、以及一对测距传感器450。
镜402以与光入射部401a在Z轴方向相对的方式被安装于壳体401的底面401b。镜402将经由光入射部401a入射到壳体401内的激光L反射至与XY平面平行的方向。通过激光输出部300的扩束器350平行化后的激光L沿着Z轴方向入射到镜402。即,激光L作为平行光沿着Z轴方向入射到镜402。因此,即使通过第二移动机构240使激光聚光部400沿着Z轴方向进行移动,沿着Z轴方向入射到镜402的激光L的状态维持为一定。通过镜402反射的激光L入射到反射型空间光调制器410。
反射型空间光调制器410以反射面410a面对壳体401内的状态被安装于Y轴方向上的壳体401的端部401c。反射型空间光调制器410是例如反射型液晶(LCOS:Liquid Crystalon Silicon(硅基液晶))的空间光调制器(SLM:Spatial Light Modulator),将激光L进行调制并将激光L反射至Y轴方向。通过反射型空间光调制器410调制并且反射的激光L沿着Y轴方向入射到4f透镜单元420。在此,在与XY平面平行的平面内,入射到反射型空间光调制器410的激光L的光轴、与从反射型空间光调制器410出射的激光L的光轴所成的角度α设为锐角(例如,10~60°)。即,激光L在反射型空间光调制器410中沿着XY平面以锐角进行反射。其原因在于,抑制激光L的入射角及反射角来抑制衍射效率的降低,使反射型空间光调制器410的性能充分发挥。另外,在反射型空间光调制器410中,例如,由于使用有液晶的光调制层的厚度为数μm~数十μm左右而极薄,因此反射面410a可与光调制层的光入射出射面实质上相同地捕捉。
4f透镜单元420具有:保持器421、反射型空间光调制器410侧的透镜422、聚光透镜单元430侧的透镜423、以及狭缝构件424。保持器421保持一对透镜422、423及狭缝构件424。保持器421将沿着激光L的光轴的方向上的一对透镜422、423及狭缝构件424的彼此的位置关系维持为一定。一对透镜422、423构成反射型空间光调制器410的反射面410a与聚光透镜单元430的入射瞳面(瞳面)430a处于成像关系的两侧远心光学***。
由此,在反射型空间光调制器410的反射面410a上的激光L的像(在反射型空间光调制器410中调制后的激光L的像)被传像(成像)至聚光透镜单元430的入射瞳面430a。在狭缝构件424形成有狭缝424a。狭缝424a在透镜422与透镜423之间位于透镜422的焦点面附近。通过反射型空间光调制器410调制并且反射的激光L中的不要的部分通过狭缝构件424而被遮断。通过4f透镜单元420的激光L沿着Y轴方向入射到分色镜403。
分色镜403将激光L的大部分(例如,95~99.5%)反射至Z轴方向,并使激光L的一部分(例如,0.5~5%)沿着Y轴方向透过。激光L的大部分在分色镜403沿着ZX平面以直角进行反射。通过分色镜403反射的激光L沿着Z轴方向入射到聚光透镜单元430。
聚光透镜单元430经由驱动机构440被安装于Y轴方向上的壳体401的端部401d(端部401c的相反侧的端部)。聚光透镜单元430具有保持器431及多个透镜432。保持器431保持多个透镜432。多个透镜432将激光L相对于支撑台230所支撑的加工对象物1(参照图7)聚光。驱动机构440通过压电元件的驱动力,使聚光透镜单元430沿着Z轴方向移动。
一对测距传感器450以在X轴方向位于聚光透镜单元430的两侧的方式,被安装于壳体401的端部401d。各测距传感器450通过相对于支撑台230所支撑的加工对象1(参照图7)的激光入射面出射测距用的光(例如,激光),并检测通过该激光入射面反射的测距用的光,而取得加工对象物1的激光入射面的位移数据。另外,在测距传感器450,可利用三角测距方式、激光共焦点方式、白色共焦点方式、分光干扰方式、非点像差方式等的传感器。
在激光加工装置200中,如上所述,与X轴方向平行的方向设为加工方向(激光L的扫描方向)。因此,当激光L的聚光点沿着各切断预定线5a、5b相对地移动时,一对测距传感器450中,相对于聚光透镜单元430而相对地先行的测距传感器450取得沿着各切断预定线5a、5b的加工对象物1的激光入射面的位移数据。接着,以使加工对象物1的激光入射面与激光L的聚光点的距离维持为一定的方式,驱动机构440根据通过测距传感器450取得的位移数据使聚光透镜单元430沿着Z轴方向进行移动。
激光聚光部400具有:分束器461、一对透镜462、463、以及轮廓取得用照相机(强度分布取得部)464。分束器461将透过分色镜403的激光L分成反射成分与透过成分。通过分束器461反射的激光L沿着Z轴方向依次入射到一对透镜462、463及轮廓取得用照相机464。一对透镜462、463构成聚光透镜单元430的入射瞳面430a与轮廓取得用照相机464的摄像面处于成像关系的两侧远心光学***。由此,在聚光透镜单元430的入射瞳面430a上的激光L的像被传像(成像)至轮廓取得用照相机464的摄像面。如上所述,在聚光透镜单元430的入射瞳面430a上的激光L的像是在反射型空间光调制器410中调制后的激光L的像。因而,在激光加工装置200中,通过监视轮廓取得用照相机464所产生的摄像结果,而可掌握反射型空间光调制器410的动作状态。
再有,激光聚光部400具有:分束器471、透镜472、以及激光L的光轴位置监视用的照相机473。分束器471将透过分束器461的激光L分成反射成分与透过成分。通过分束器471反射的激光L沿着Z轴方向依次入射到透镜472及照相机473。透镜472将所入射的激光L聚光于照相机473的摄像面上。在激光加工装置200中,通过监视照相机464及照相机473所分别产生的摄像结果,并在镜单元360中,实施相对于安装基座301的支撑基座361的位置调整、相对于支撑基座361的镜363的位置调整、及各镜362、363的反射面的角度调整(参照图9及图10),而可将入射到聚光透镜单元430的激光L的光轴的偏离(相对于聚光透镜单元430的激光的强度分布的位置偏离、及相对于聚光透镜单元430的激光L的光轴的角度偏离)进行修正。
多个分束器461、471被配置于从壳体401的端部401d沿着Y轴方向延伸的筒体404内。一对透镜462、463被配置于沿着Z轴方向立设于筒体404上的筒体405内,轮廓取得用照相机464被配置于筒体405的端部。透镜472被配置于沿着Z轴方向立设于筒体404上的筒体406内,照相机473被配置于筒体406的端部。筒体405与筒体406在Y轴方向彼此并列设置。另外,透过分束器471的激光L可被设置于筒体404的端部的阻尼器等吸收,或者,也可被利用在适当的用途。
如图12及图13所示,激光聚光部400具有:可见光源481、多个透镜482、标线483、镜484、半透半反镜485、分束器486、透镜487、以及观察照相机488。可见光源481沿着Z轴方向将可见光V出射。多个透镜482使从可见光源481出射的可见光V平行化。标线483对可见光V赋予刻度线。镜484将通过多个透镜482平行化的可见光V反射至X轴方向。半透半反镜485将通过镜484反射的可见光V分成反射成分与透过成分。通过半透半反镜485反射的可见光V沿着Z轴方向依次透过分束器486及分色镜403,经由聚光透镜单元430,而照射于支撑台230所支撑的加工对象物1(参照图7)。
照射于加工对象物1的可见光V通过加工对象物1的激光入射面反射,经由聚光透镜单元430而入射到分色镜403,沿着Z轴方向透过分色镜403。分束器486将透过分色镜403的可见光V分成反射成分与透过成分。透过分束器486的可见光V透过半透半反镜485,沿着Z轴方向依次入射到透镜487及观察照相机488。透镜487将所入射的可见光V聚光于观察照相机488的摄像面上。在激光加工装置200中,通过观察观察照相机488所产生的摄像结果,而可掌握加工对象物1的状态。
镜484、半透半反镜485及分束器486被配置于安装于壳体401的端部401d上的保持器407内。多个透镜482及标线483被配置于沿着Z轴方向立设于保持器407上的筒体408内,可见光源481被配置于筒体408的端部。透镜487被配置于沿着Z轴方向立设于保持器407上的筒体409内,观察照相机488被配置于筒体409的端部。筒体408与筒体409在X轴方向彼此并列设置。另外,沿着X轴方向透过半透半反镜485的可见光V、及通过分束器486被反射至X轴方向的可见光V可分别被设置于保持器407的壁部的阻尼器等吸收,或者,也可被利用在适当的用途。
在激光加工装置200中,设想激光输出部300的更换。其原因在于,对应于加工对象物1的规格、加工条件等,适于加工的激光L的波长不同。因而,准备所出射的激光L的波长彼此不同的多个激光输出部300。在此,准备所出射的激光L的波长包含于500~550nm的波段的激光输出部300、所出射的激光L的波长包含于1000~1150nm的波段的激光输出部300、及所出射的激光L的波长包含于1300~1400nm的波段的激光输出部300。
另一方面,在激光加工装置200中,未设想激光聚光部400的更换。其原因在于,激光聚光部400对应于多波长(对应于彼此不连续的多个波段)。具体而言,镜402、反射型空间光调制器410、4f透镜单元420的一对透镜422、423、分色镜403、及聚光透镜单元430的透镜432等对应于多波长。
在此,激光聚光部400对应于500~550nm、1000~1150nm及1300~1400nm的波段。其通过将规定的电介质多层膜涂覆于激光聚光部400的各结构等并以满足所期望的光学性能的方式设计激光聚光部400的各结构而实现。另外,在激光输出部300中,λ/2波长板单元330具有λ/2波长板,偏光板单元340具有偏光板。λ/2波长板及偏光板是波长依赖性高的光学元件。因此,λ/2波长板单元330及偏光板单元340作为在每个波段不同的结构而被设置于激光输出部300。
[激光加工装置中的激光的光路及偏光方向]
在激光加工装置200中,聚光于支撑台230所支撑的加工对象物1的激光L的偏光方向如图11所示,是与X轴方向平行的方向,且与加工方向(激光L的扫描方向)一致。在此,在反射型空间光调制器410中,激光L作为P偏光进行反射。其原因在于,在反射型空间光调制器410的光调制层使用有液晶的情况下,以在与包含相对于反射型空间光调制器410进行入射出射的激光L的光轴的平面平行的面内使液晶分子倾斜的方式,当该液晶被取向时,以偏光面的旋转被抑制的状态对激光L施以相位调制(例如,参照日本专利第3878758号公报)。
另一方面,在分色镜403中,激光L作为S偏光进行反射。其原因在于,相较于使激光L作为P偏光进行反射,使激光L作为S偏光进行反射减少用于使分色镜403对应于多波长的电介质多层膜的涂覆数等而使分色镜403的设计较容易。
因而,在激光聚光部400中,从镜402经由反射型空间光调制器410及4f透镜单元420到达分色镜403的光路被设定成沿着XY平面,从分色镜403到达聚光透镜单元430的光路被设定成沿着Z轴方向。
如图9所示,在激光输出部300中,激光L的光路被设定成沿着X轴方向或Y轴方向。具体而言,从激光振荡器310到达镜303的光路、以及从镜304经由λ/2波长板单元330、偏光板单元340及扩束器350到达镜单元360的光路被设定成沿着X轴方向,从镜303经由快门320到达镜304的光路、以及在镜单元360中从镜362到达镜363的光路被设定成沿着Y轴方向。
在此,沿着Z轴方向从激光输出部300行进至激光聚光部400的激光L如图11所示,通过镜402被反射至与XY平面平行的方向,而入射到反射型空间光调制器410。此时,在与XY平面平行的平面内,入射到反射型空间光调制器410的激光L的光轴、与从反射型空间光调制器410出射的激光L的光轴形成作为锐角的角度α。另一方面,如上所述,在激光输出部300中,激光L的光路被设定成沿着X轴方向或Y轴方向。
因而,在激光输出部300中,将λ/2波长板单元330及偏光板单元340不仅发挥作为调整激光L的输出的输出调整部的功能,而且也需要发挥作为调整激光L的偏光方向的偏光方向调整部的功能。
[4f透镜单元]
如上所述,4f透镜单元420的一对透镜422、423构成反射型空间光调制器410的反射面410a与聚光透镜单元430的入射瞳面430a处于成像关系的两侧远心光学***。具体而言,如图14所示,使反射型空间光调制器410侧的透镜422的中心与反射型空间光调制器410的反射面410a之间的光路的距离成为透镜422的第一焦点距离f1,使聚光透镜单元430侧的透镜423的中心与聚光透镜单元430的入射瞳面430a之间的光路的距离成为透镜423的第二焦点距离f2,并使透镜422的中心与透镜423的中心之间的光路的距离成为第一焦点距离f1与第二焦点距离f2的和(即,f1+f2)。从反射型空间光调制器410到达聚光透镜单元430的光路中的一对透镜422、423间的光路为一直线。
在激光加工装置200中,对于将在反射型空间光调制器410的反射面410a上的激光L的有效直径增大的观点而言,两侧远心光学***的倍率M满足0.5<M<1(缩小***)。在反射型空间光调制器410的反射面410a上的激光L的有效直径越大,越可由高精细的相位图案将激光L进行调制。对于抑制从反射型空间光调制器410到达聚光透镜单元430的激光L的光路变长等的观点而言,更优选为0.6≦M≦0.95。在此,(两侧远心光学***的倍率M)=(聚光透镜单元430的入射瞳面430a上的像的大小)/(反射型空间光调制器410的反射面410a上的物体的大小)。在激光加工装置200的情况下,两侧远心光学***的倍率M、透镜422的第一焦点距离f1及透镜423的第二焦点距离f2满足M=f2/f1。
另外,对于将在反射型空间光调制器410的反射面410a上的激光L的有效直径缩小的观点而言,两侧远心光学***的倍率M也可满足1<M<2(扩大***)。在反射型空间光调制器410的反射面410a上的激光L的有效直径越小,扩束器350(参照图9)的倍率越是较小即可,在与XY平面平行的平面内,入射到反射型空间光调制器410的激光L的光轴、与从反射型空间光调制器410出射的激光L的光轴所成的角度α(参照图11)变小。对于抑制从反射型空间光调制器410到达聚光透镜单元430的激光L的光路变长等的观点而言,更优选为1.05≦M≦1.7。
[反射型空间光调制器]
如图15所示,反射型空间光调制器410通过硅基板213、驱动电路层914、多个像素电极214、电介质多层膜镜等的反射膜215、取向膜999a、液晶层(调制层)216、取向膜999b,透明导电膜217、以及玻璃基板等的透明基板218按该顺序层叠而构成。
透明基板218具有表面218a,表面218a如上所述也可理解为实质上构成反射型空间光调制器410的反射面410a,但更具体来说,是入射激光L的入射面。即,透明基板218例如由玻璃等的光透过性材料所构成,将从反射型空间光调制器410的表面218a入射的激光L朝向反射型空间光调制器410的内部透过。透明导电膜217形成在透明基板218的背面上,且由透过激光L的导电性材料(例如ITO)所构成。
多个像素电极214沿着透明导电膜217在硅基板213上排列成矩阵状。各像素电极214例如由铝等的金属材料所构成,它们的表面214a被平坦且光滑地加工。表面214a将从透明基板218的表面218a入射的激光L向表面218a反射。即,反射型空间光调制器410包含激光L入射的表面218a和将从表面218a入射的激光L向表面218a反射的表面214a。多个像素电极214由设置于驱动电路层914的主动矩阵电路所驱动。
主动矩阵电路设在多个像素电极214与硅基板213之间,对应于要从反射型空间光调制器410输出的光像,控制对各像素电极214的施加电压。这样的主动矩阵电路例如具有没有图示的第一驱动电路与第二驱动电路,该第一驱动电路控制排列于X轴方向的各像素列的施加电压,该第二驱动电路控制排列于Y轴方向的各像素列的施加电压,以通过控制部500对由双方的驱动电路指定的像素的像素电极214施加规定电压的方式构成。
取向膜999a、999b被配置在液晶层216的两端面,并使液晶分子群排列于一定方向。取向膜999a、999b例如由聚酰亚胺等的高分子材料所构成,且在与液晶层216的接触面施有刷磨(rubbing)处理等。
液晶层216配置在多个像素电极214与透明导电膜217之间,并对应于通过各像素电极214与透明导电膜217所形成的电场来调制激光L。即,当通过驱动电路层914的主动矩阵电路对各像素电极214施加电压时,在透明导电膜217与各像素电极214之间形成电场,对应于在液晶层216所形成的电场的大小使液晶分子216a的排列方向变化。于是,当激光L透过透明基板218及透明导电膜217而入射到液晶层216时,该激光L在通过液晶层216的期间通过液晶分子216a调制,在反射膜215反射之后,再次通过液晶层216调制并出射。
此时,通过控制部500来控制对各像素电极214所施加的电压,对应于该电压,在液晶层216中由透明导电膜217与各像素电极214夹持的部分的折射率产生变化(与各像素对应的位置的液晶层216的折射率产生变化)。通过该折射率的变化,对应于所施加的电压,可以使激光L的相位在液晶层216的每个像素产生变化。即,可以通过液晶层216对每个像素赋予与全息图案对应的相位调制。
换言之,可以使作为赋予调制的全息图案的调制图案显示于反射型空间光调制器410的液晶层216。入射到调制图案并透过的激光L,其波阵面被调整,在构成该激光L的各光线中在与行进方向正交的规定方向的成分的相位产生偏移。因此,通过适宜设定显示于反射型空间光调制器410的调制图案,能够调制激光L(例如,调制激光L的强度、振幅、相位、偏光等)。
进一步换言之,对应于施加于各像素电极214的电压,沿着像素电极214的排列方向,在液晶层216产生折射率分布,将可对激光L赋予相位调制的相位图案显示于液晶层216。即,反射型空间光调制器410配置于表面218a和表面214a之间,且包含显示相位图案并调制激光L的液晶层(调制层)216。
接着,更详细说明反射型空间光调制器410。反射型空间光调制器410可对应500nm以上550nm以下的第一波段、1000nm以上1150nm以下的第二波段及1300nm以上1400nm以下的第三波段等彼此不连续的多个波段而构成(对应多个波长)。因此,在像素电极214的表面214a形成有作为电介质多层膜的反射膜215,该反射膜215在多个波段具有高反射率区域。图16(a)是表示反射膜215的反射率特性的一个例子的图。如图16(a)所示,在此,反射膜215具有与第一波段对应的高反射率区域RR1;与第二波段对应的高反射率区域RR2;及与第三波段对应的高反射率区域RR3。
在高反射率区域RR1~RR3的各个之间形成有低反射率区域。由此,高反射率区域RR1~RR3在高反射率的范围内彼此不连续。在此的高反射率区域是反射率为95%以上的区域。因此,在此,低反射率区域是反射率比95%低的区域。此外,这样,反射膜215包含(高反射率的范围内)彼此不连续的多个高反射率区域RR1~RR3,但也可以使高反射率区域RR1~高反射率区域RR3在高反射率的范围内连续。即,作为一个例子,也可以遍及从第一波段的下限即500nm到第三波段的上限即1400nm的波段整体,成为高反射率地构成反射膜215。但是,在该情况下,电介质多层膜的膜数增加,反射膜215的膜厚增大。其结果,为了在液晶层216显示规定的相位图案,需要较大的电压。因此,如上所述,仅将成为对象的波段(第一波段~第三波段)的各个作为高反射率抑制电介质多层膜的膜厚的增大是有利的。
另外,在透明基板218的表面218a形成有反射防止膜(未图示),该反射防止膜在多个波段具有高透过率区域。图16(b)是表示反射防止膜的透过率特性的一个例子的图。如图16(b)所示,设于表面218a的反射防止膜具有与第一波段对应的高透过率区域TR1;与第二波段对应的高透过率区域TR2;及与第三波段对应的高透过率区域TR3。此外,图16(b)中,利用实线表示0%~100%的透过率的范围(左侧的纵轴),利用虚线表示90%~100%的透过率的范围(右侧的纵轴)。另外,在此的高透过率区域是透过率大致为98%以上的区域。
在此,像素电极214的表面214a具有规定的平面度。即,有时表面214a具有规定的形变。在表面214a上产生形变时,对在表面214a反射的激光L的波阵面也赋予形变。因此,激光加工装置200具有用于修正波阵面的形变的相位图案的形变修正图案。图17(a)是表示形变的一个例子的图表。图17(a)的例子中,表示例如对应于硅基板213的翘曲,遍及多个像素电极214的表面214a而产生形变的情况。
图17(b)是通过图17(a)的形变量除以激光L的波长而设为波长换算的形变量的图表。另外,图17(b)中,横轴变换成像素电极214的像素编号(像素位置)。如图17(b)所示,波长换算的形变量在每一个波长(2π)形成折回S1、S2。因此,在波长换算的情况下,例如在激光L的波长为1064nm时(实线)和激光L的波长为532nm时(虚线),各像素中的形变量不同。即,需要根据激光L的波长而不同的相位调制量(即,形变修正图案)。
图18(a)是相对于1064nm的波长的形变修正图案,图18(b)是相对于532nm的波长的形变修正图案。此外,图18表示实际上用于将形变修正图案显示于液晶层216的图像信号。图像信号中,其亮度值的分布经由电压而相当于液晶层216的折射率的分布。因此,图18的图像信号与相位图案(形变修正图案)等价。如图18所示,相对于1064nm的波长的形变修正图案包含与折回S1对应的图案,相对于此,相对于532nm的波长的形变修正图案包含与折回S1和折回S2对应的图案(折回的周期为一半)。
这样,激光加工装置200保持按多个波段的每个不同的形变修正图案(即,具有图案保持部)。图案保持部也可构成于控制部500,也可构成于反射型空间光调制器410。在此,至少保持有与第一波段、第二波段及第三波段的3个波段对应的形变修正图案。于是,各个形变修正图案成为将形变修正量换算成各个波长而得到的图案、即以与波长对应的周期形成形变修正量(相位调制量)的折回S1、S2的图案。
在此,激光加工装置200具有将用于将相位图案形成于液晶层216的图像信号的亮度值和相位图案的相位调制量建立对应的表(以下,称为“LUT(Look-Up table(查询表))”)。接着,说明该LUT。图19(a)是表示对液晶层216施加的电压与利用液晶层216赋予激光L的相位调制量(波长显示)的关系的一个例子的图。图19(b)是表示LUT的一个例子的图。如图19(a)所示,例如,为了对1064nm的波长的激光L赋予一个波长(1064nm)量的相位调制,只要对液晶层216赋予大致2V的电压即可。
因此,如图19(b)的实线所示,通过对图像信号的256灰阶的亮度值分配0~2V的电压,可以使1064nm的激光L的0~2π(一个波长量)的相位调制量和256灰阶的亮度值建立对应。另一方面,如图19(a)所示,为了对532nm的波长的激光L赋予一个波长(532nm)量的相位调制,对液晶层216赋予比2V小的电压(例如1.2V左右)即已足够。此外,相位调制量并非绝对量而是差量。因此,例如作为LUT,也可以在532nm的激光中使用2.4V~3.5V左右的区域。在使用的电压范围内,液晶的响应速度等特性改变,因此,可以根据用途使用最佳的电压范围。
因此,如上所述,当对图像信号的256灰阶的亮度值分配0~2V的电压时,如图19(b)所示,相对于532nm的激光L,将比2π(一个波长量)大的相位调制量(例如4π)与256灰阶的亮度值建立对应。因此,相对于实效的532nm的激光L的2π量(一个波长量)的相位调制量,可使用比256灰阶少的灰阶(例如128灰阶)的亮度值。因此,如上所述在多个波长中使用同一LUT时,多个波长中的相对较短的波长的激光L的调制后的波阵面的重现性劣化。
与此相对,激光加工装置200保持按每个波段不同的LUT。作为一个例子,激光加工装置200如上所述保持:通过对图像信号的256灰阶的亮度值分配0~2V的电压,使1064nm的激光L的0~2π(一个波长量)的相位调制量和256灰阶的亮度值建立对应的LUT(参照图20(a));通过对图像信号的256灰阶的亮度值分配0~1.2V的电压,使532nm的激光L的0~2π(一个波长量)的相位调制量和256灰阶的亮度值建立对应的LUT(参照图20(b))。此外,图20(a)和(b)的LUT通过波长显示纵轴,可以彼此不同的方式记载。
如上所述,激光加工装置200保持按每个波段不同的LUT(即,具有表保持部)。表保持部也可构成于控制部500,也可构成于反射型空间光调制器410。在此,至少保持有与第一波段、第二波段及第三波段的3个波段对应的LUT。于是,各个LUT中,波段越短,使波长换算中越少的相位调制量与一定的灰阶(在此,256灰阶)的亮度值建立对应。
如以上说明的那样,激光加工装置200中,激光L根据反射型空间光调制器410的相位图案进行调制后,利用聚光透镜单元430向加工对象物1聚光。反射型空间光调制器410具有:激光L入射的透明基板218的表面218a;将从表面218a入射的激光L进行反射的像素电极214的表面214a;及配置于表面218a和表面214a之间的液晶层216。
激光L从表面218a入射并通过液晶层216时,对应于相位图案进行调制。另外,激光L在表面214a反射并再次通过液晶层216时也进行调制,并从反射型空间光调制器410出射。在此,在表面214a形成有电介质多层膜即反射膜215,该反射膜215在彼此不连续的多个波段具有高反射率区域RR1~RR3。因此,根据该反射型空间光调制器410,可以降低多个波段的激光L在表面214a上的损失,且调制激光L。因此,该激光加工装置200可以对应多个波段。
另外,激光加工装置200具备图案保持部(例如控制部500),该图案保持部保持用于修正对应于像素电极214的表面214a的平面度而赋予激光L的波阵面的形变的相位图案、即形变修正图案。于是,图案保持部保持按每个波段不同的形变修正图案。如上所述,像素电极214的表面214a在每个反射型空间光调制器410具有规定的平面度。但是,为了修正对应于该平面度而赋予激光L的波阵面的形变,需要对应于波长而不同的相位调制量。因此,如上所述,如果保持按每个波段不同的形变修正图案,则可以容易且可靠地对应多个波段。
另外,激光加工装置200具备表保持部(例如控制部500),该表保持部保持LUT,该LUT将用于将相位图案显示于调制层216的图像信号的亮度值和相位图案的相位调制量建立对应。于是,表保持部保持按每个波段不同的LUT。如上所述,相对于某波长的激光L,准备对其一个波长量(2π量)的相位调制量例如分配(建立对应)图像信号的256灰阶的亮度值的LUT,可以将适于该波长的相位调制图案容易地显示于调制层216。
但是,当对比该波长更短的波长的激光L,使用同一LUT时,对一个波长量的相位调制量使用更少的灰阶的亮度值,使调制后的波阵面的再现性下降。与此相对,激光加工装置200保持按每个波段不同的LUT。因此,可以使用适于各个波段的LUT,可抑制波阵面的重现性降低。
另外,激光加工装置200中,在透明基板218的表面218a形成有反射防止膜,该反射防止膜在多个波段具有高透过率区域TR1~TR3。因此,可以进一步降低激光L的损失,且可靠地对应多个波段。
以上是本发明的一个方面的一个实施方式。本发明的一个方面不限定于上述实施方式,也可以在不变更各权利要求的主旨的范围内变形或应用于其他方式。
例如,上述实施方式不限于在加工对象物1的内部形成改质区域7,也可以实施烧蚀等其它激光加工。上述实施方式不限于将激光L聚光于加工对象物1的内部的激光加工所使用的激光加工装置,也可以是将激光L聚光于加工对象物1的表面1a、3或背面1b的激光加工所使用的激光加工装置。
另外,上述实施方式中,构成反射型空间光调制器410的反射面410a和聚光透镜单元430的入射光瞳面430a处于成像关系的两侧远心光学***的成像光学***不限于一对透镜422、423,也可以是包含反射型空间光调制器410侧的第一透镜***(例如,接合透镜,3个以上的透镜等)及聚光透镜单元430侧的第二透镜***(例如,接合透镜,3个以上的透镜等)的***等。
另外,激光聚光部400中,将通过一对透镜422、423后的激光L向聚光透镜单元430反射的镜是分色镜403,但该镜也可以是全反射镜。
另外,聚光透镜单元430及一对测距传感器450安装于Y轴方向上的框体401的端部401d,但只要比Y轴方向上的框体401的中心位置更靠端部401d侧地安装即可。反射型空间光调制器410安装于Y轴方向上的框体401的端部401c,但只要比Y轴方向的框体401的中心位置更靠端部401c侧地安装即可。另外,测距传感器450也可以在X轴方向仅配置于聚光透镜单元430的一侧。
产业上的可利用性
能够提供可对应多个波段的激光加工装置。
符号的说明
1…加工对象物、100、200…激光加工装置、214a…表面(反射面)、215…反射膜(电介质多层膜)、216…液晶层(调制层)、218a…表面(入射面)、300…激光输出部、410…反射型空间光调制器(空间光调制器)、430…聚光透镜单元(物镜)、500…控制部(图案保持部、表保持部)、L…激光。
Claims (5)
1.一种激光照射单元,其特征在于,
具备:
激光输出部,输出激光;
空间光调制器,根据相位图案调制且反射从所述激光输出部输出的所述激光;
物镜,将来自所述空间光调制器的所述激光向对象物聚光;及
表保持部,保持将用于将所述相位图案显示于所述调制层的图像信号的亮度值和所述相位图案的相位调制量建立对应的表,
所述空间光调制器具有:所述激光入射的入射面;将从所述入射面入射的所述激光向所述入射面反射的反射面;及配置于所述入射面和所述反射面之间且显示所述相位图案并调制所述激光的调制层,
在所述反射面形成有在彼此不连续的多个波段具有高反射率区域的电介质多层膜,
所述表保持部保持按每个所述波段不同的所述表,
在所述入射面,形成有在所述多个波段具有高透过率区域的反射防止膜,
在各个所述表中,波段越短,使波长换算中越少的相位调制量与一定的灰阶的所述亮度值建立对应。
2.一种激光加工装置,其特征在于,
是将激光照射于对象物并进行所述对象物的激光加工的激光加工装置,
具备:
支撑台,支撑所述对象物;及
权利要求1所述的激光照射单元。
3.如权利要求2所述的激光加工装置,其特征在于,
具备保持形变修正图案的图案保持部,所述形变修正图案是用于修正对应于所述反射面的平面度而赋予所述激光的波阵面的形变的所述相位图案,
所述图案保持部保持按每个所述波段不同的所述形变修正图案。
4.如权利要求2或3所述的激光加工装置,其特征在于,
所述多个波段包含500nm以上550nm以下的第一波段及1000nm以上1150nm以下的第二波段。
5.如权利要求4所述的激光加工装置,其特征在于,
所述多个波段包含1300nm以上1400nm以下的第三波段。
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