JP6603829B1 - レーザービームを用いた加工のための光学装置、レーザービームを用いた加工方法、及びガラス物品の製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
レーザービームが入射する第一レンズ群と、
前記第一レンズ群を透過した前記レーザービームが入射するアキシコンレンズと、
前記アキシコンレンズを透過した前記レーザービームが入射する第二レンズ群と、を備え、
前記第一レンズ群は、前記アキシコンレンズの後方に第一ベッセルビームを形成するとともに前記第一ベッセルビームの後方に第一リングビームを形成し、かつ、光軸に垂直な方向に前記第一リングビームのリング幅が最小となる焦点面を形成し、
前記第二レンズ群は、前記第一リングビームを入射させ、前記第二レンズ群の後方に前記光軸に垂直な方向におけるリング幅が前記光軸に沿って略一定である第二リングビームを形成するとともに、前記第二リングビームの後方に第二ベッセルビームを形成する、
レーザービームを用いた加工のための光学装置を提供する。
第一レンズ群にレーザービームを入射させることと、
前記第一レンズ群を透過した前記レーザービームをアキシコンレンズに入射させることと、
前記第一レンズ群によって、前記アキシコンレンズの後方に第一ベッセルビームを形成するとともに前記第一ベッセルビームの後方に第一リングビームを形成し、かつ、光軸に垂直な方向に前記第一リングビームのリング幅が最小となる焦点面を形成することと、
第二レンズ群に前記第一リングビームを入射させて、前記第二レンズ群の後方に前記光軸に垂直な方向におけるリング幅が前記光軸に沿って略一定である第二リングビームを形成するとともに、前記第二リングビームの後方に第二ベッセルビームを形成することと、を含む、
レーザービームを用いた加工方法を提供する。
第一レンズ群にレーザービームを入射させることと、
前記第一レンズ群を透過した前記レーザービームをアキシコンレンズに入射させることと、
前記第一レンズ群によって、前記アキシコンレンズの後方に第一ベッセルビームを形成するとともに前記第一ベッセルビームの後方に第一リングビームを形成し、かつ、光軸に垂直な方向に前記第一リングビームのリング幅が最小となる焦点面を形成することと、
第二レンズ群に前記第一リングビームを入射させて、前記第二レンズ群の後方に前記光軸に垂直な方向におけるリング幅が前記光軸に沿って略一定である第二リングビームを形成するとともに、前記第二リングビームの後方に第二ベッセルビームを形成することと、
前記第二ベッセルビームをガラスに照射して前記ガラスに変質部を形成することと、を含む、
ガラス物品の製造方法を提供する。
(Ia)第一レンズ群21にレーザービームLBを入射させる。
(Ib)第一レンズ群21を透過したレーザービームTBをアキシコンレンズ10に入射させる。
(Ic)第一レンズ群21によって、アキシコンレンズ10の後方に第一ベッセルビームAを形成するとともに第一ベッセルビームAの後方に第一リングビームBを形成し、かつ、光軸zに垂直な方向に第一リングビームBのリング幅が最小となる焦点面fを形成する。
(Id)第二レンズ群22に第一リングビームBを入射させて、第二レンズ群22の後方に光軸zに垂直な方向におけるリング幅が光軸zに沿って略一定である第二リングビームCを形成するとともに、第二リングビームCの後方に第二ベッセルビームDを形成する。
(IIa)第二ベッセルビームDをガラスに照射してガラスに変質部を形成する。
(i)ドリルなどの工具による穿孔
(ii)サンドブラスト
(iii)レーザービームを用いた加工
(iv)レーザービームを用いた加工とエッチングとを組み合わせた方法
(v)ドライエッチング
(vi)放電加工
波長:535nm以下(望ましくは、波長355nmを含む)
中心波長:300〜400nm(望ましくは355nm)
エネルギー:100μJ/パルス以上
パルス幅:1ナノ秒(ns)以上
ビーム径:0.5〜20mm(望ましくは、0.5〜10mm)
パルス数:1パルス
ビームモード:シングルモード
(Ie)光軸zに垂直な方向において第一リングビームB又は第二リングビームCの内側に存在する光線及び光軸zに垂直な方向において第一リングビームB又は第二リングビームCの外側に存在する光線の少なくとも一方を、アキシコンレンズ10と第二レンズ群22との間、又は、第二レンズ群22と第二ベッセルビームDとの間で遮蔽する。
(If)光軸zに垂直な方向において第一リングビームB又は第二リングビームCの内側に存在する光線を、アキシコンレンズ10と第二レンズ群22との間、又は、第二レンズ群22と第二ベッセルビームDとの間で遮蔽する。
(Ig)光軸zに垂直な方向において第一リングビームB又は第二リングビームCの内側に存在する光線及び光軸zに垂直な方向において第一リングビームB又は第二リングビームCの外側に存在する光線を、アキシコンレンズ10と第二レンズ群22との間、又は、第二レンズ群22と第二ベッセルビームDとの間で遮蔽する。
α=(1/t)*ln{(100−R)/T} (3)
(IIb)エッチングにより変質部の少なくとも一部を除去してガラスに孔を形成する。
質量%で表して、
SiO2 50〜70%、
Al2O3 14〜28%、
Na2O 1〜5%、
MgO 1〜13%、及び
ZnO 0〜14%、
を含むガラス組成物。
質量%で表して、
SiO2 56〜70%、
Al2O3 7〜17%、
B2O3 0〜9%、
Li2O 4〜8%、
MgO 1〜11%、
ZnO 4〜12%、
TiO2 0〜2%、
Li2O+MgO+ZnO 14〜23%、
CaO+BaO 0〜3%、
を含むガラス組成物。
質量%で表して、
SiO2 58〜66%、
Al2O3 13〜19%、
Li2O 3〜4.5%、
Na2O 6〜13%、
K2O 0〜5%、
R2O 10〜18%(ただし、R2O=Li2O+Na2O+K2O)、
MgO 0〜3.5%、
CaO 1〜7%、
SrO 0〜2%、
BaO 0〜2%、
RO 2〜10%(ただし、RO=MgO+CaO+SrO+BaO)、
TiO2 0〜2%、
CeO2 0〜2%、
Fe2O3 0〜2%、
MnO 0〜1%(ただし、TiO2+CeO2+Fe2O3+MnO=0.01〜3%)、
SO3 0.05〜0.5%、
を含むガラス組成物。
質量%で表して、
SiO2 60〜70%、
Al2O3 5〜20%、
Li2O+Na2O+K2O 5〜25%、
Li2O 0〜1%、
Na2O 3〜18%、
K2O 0〜9%、
MgO+CaO+SrO+BaO 5〜20%、
MgO 0〜10%、
CaO 1〜15%、
SrO 0〜4.5%、
BaO 0〜1%、
TiO2 0〜1%、
ZrO2 0〜1%、
を含むガラス組成物。
質量%で示して、
SiO2 59〜68%、
Al2O3 9.5〜15%、
Li2O 0〜1%、
Na2O 3〜18%、
K2O 0〜3.5%、
MgO 0〜15%、
CaO 1〜15%、
SrO 0〜4.5%、
BaO 0〜1%、
TiO2 0〜2%、
ZrO2 1〜10%、
を含むガラス組成物。
モル%で表示して、
TiO2 5〜25%を含み、
SiO2+B2O3 50〜79%、
Al2O3+TiO2 5〜25%、
Li2O+Na2O+K2O+Rb2O+Cs2O+MgO+CaO+SrO+BaO 5〜20%、
であるガラス組成物。
SiO2 60〜65%、
TiO2 12.5〜15%、
Na2O 12.5〜15%、を含み、
SiO2+B2O3 70〜75%、
であることが好ましい。
(Al2O3+TiO2)/(Li2O+Na2O+K2O+Rb2O+Cs2O+MgO+CaO+SrO+BaO)≦0.9、
であることがより好ましい。
B2O3 10〜50%、
TiO2 25〜40%、を含み、
SiO2+B2O3 20〜50%、
Li2O+Na2O+K2O+Rb2O+Cs2O+MgO+CaO+SrO+BaO 10〜40%、
であるガラス組成物。
モル%で表示して、
SiO2 45〜68%、
B2O3 2〜20%、
Al2O3 3〜20%、
TiO2 0.1〜5.0%(但し5.0%は除く)、
ZnO 0〜9%、を含み、
Li2O+Na2O+K2O 0〜2.0%(但し2.0%は除く)であるガラス組成物。
CeO2 0〜3%、
Fe2O3 0〜1%、
を含むことが好ましい。さらに実質的にアルカリ金属酸化物を含まない無アルカリガラスがより好ましい。
モル%で表示して、
SiO2 45〜70%、
B2O3 2〜20%、
Al2O3 3〜20%、
CuO 0.1〜2.0%、
TiO2 0〜15.0%、
ZnO 0〜9.0%、
Li2O+Na2O+K2O 0〜2.0%(但し2.0%は除く)であるガラス組成物。
さらに実質的にアルカリ金属酸化物を含まない無アルカリガラスがより好ましい。
図7に示す実施例1に係る光学装置1bにおいて、波長355nm、ビーム径が5mmの平行光のレーザービームを入射させたときの光線追跡シミュレーションを行った。光学装置1bは、第一レンズ群21a、アキシコンレンズ10a、及び第二レンズ群22aを有する。第一レンズ群21a、アキシコンレンズ10a、及び第二レンズ群22aは、それらの中心軸がビームの光軸に一致し、かつ、ビームの進行方向にこの順番で配置されている。第一レンズ群21aは、厚さがゼロで、無収差の理想レンズL(21a−1)からなり、その有効焦点距離EFL(21a−1)は32.54mmである。アキシコンレンズ10aは、頂角τが160°である円錐面と、その円錐面と反対方向を向いている平面とを含み、アキシコンレンズ10aの中心厚みCT(10a)は2.0mmとし、アキシコンレンズ10aの媒質の屈折率は1.476である。アキシコンレンズ10aは、その平面にビームが入射するように向けられて配置されている。レンズL(21a−1)からなる第一レンズ群21aと、アキシコンレンズ10aとの間隔d(11)は2.0mmである。第二レンズ群22aは、厚さがゼロで、無収差の理想レンズL(22a−1)からなり、その有効焦点距離EFL(22a−1)は7.81mmである。アキシコンレンズ10aと、レンズL(22a−1)との距離d(12)は35.9mmである。光学装置1bにおいて、平行なレーザービームが第一レンズ群21aを透過して収束光となり、この収束光が、アキシコンレンズ10aに入射し、円錐状の波面を有するビームが出射する。光学装置1bは、アキシコンレンズ10aの後方に、円錐状の波面が重なる範囲において第一ベッセルビームを形成する。さらに、ビームは、第一ベッセルビームの後方において、第一リングビームとなって発散しつつ、第二レンズ群22aに至る前に、リングの幅が最小となる焦点面を形成する。第一リングビームが、第二レンズ群22aに入射し、光軸に垂直な方向における幅が光軸に沿って略一定であって、光軸に向かって収束する第二リングビームが出射する。第二レンズ群22aの後方において、レンズL(22a−1)からなる第二レンズ群22aからd(13)=10mmだけ離れた光軸上の点を略始点とした一定の区間に、第二ベッセルビームが形成される。第二ベッセルビームが形成される領域は、第二リングビーム(の波面)が重なる領域内である。レンズL(22a−1)からなる第二レンズ群22aと、上記ベッセルビームが形成された領域の光軸方向の略始点との距離d(13)は、加工に供されるガラス等の表面を光学装置1bによる最終的なビームの出射面に近接できる最短の距離であり、ワーキングディスタンスWD(1)に相当する。光学装置1bの光軸上の全長(レンズL(21a−1)からレンズL(22a−1)までの光軸上の距離)にワーキングディスタンスWD(1)を加えた長さは、49.9mmとなる。第二ベッセルビームが形成される領域に、その厚み方向の部分が含まれる又は重なるように板状のガラスを配置することによって、ガラス内部に変質部を形成することが可能となる。
図8に示す実施例2に係る光学装置1cにおいて、波長355nm、ビーム径が2.5mmの平行光のレーザービームを入射させたときの光線追跡シミュレーションを行った。光学装置1cは、第一レンズ群21b、アキシコンレンズ10b、及び第二レンズ群22bを有する。第一レンズ群21b、アキシコンレンズ10b、及び第二レンズ群22bは、それらの中心軸がビームの光軸に一致し、かつ、ビームの進行方向にこの順番で配置されている。第一レンズ群21bは、レンズL(21b−1)、レンズL(21b−2)、及びレンズL(21b−3)から構成されており、これらのレンズはビームの進行方向にこの順番で配置されている。レンズL(21b−1)の中心厚みCT(21b−1)は1.0mmであり、レンズL(21b−1)の媒質の屈折率は1.476であり、レンズL(21b−1)は球面形状からなる凹面とその凹面と反対方向を向いている平面とを含む。レンズL(21b−1)は、その凹面にビームが入射し、かつ、その平面からビームが出射するような向きで配置されている。レンズL(21b−1)の凹面の球面の曲率半径は、−5.00mmである。レンズL(21b−2)の中心厚みCT(21b−2)は4.0mmであり、レンズL(21b−2)の媒質の屈折率は1.476であり、レンズL(21b−2)は球面形状からなる凸面とその凸面と反対方向を向いている平面とを含む。レンズL(21b−2)は、その平面にレンズL(21b−1)からのビームが入射し、かつ、その凸面からビームが出射するような向きで配置されている。レンズL(21b−1)とレンズL(21b−2)との間隔d(21)は38.00mmである。レンズL(21b−2)の凸面の球面の曲率半径は−24.33mmである。レンズL(21b−3)の中心厚みCT(21b−3)は4.0mmであり、レンズL(21b−3)の媒質の屈折率は1.476であり、レンズL(21b−3)は、球面形状からなる凸面とその凸面と反対方向を向いている平面とを含む。レンズL(21b−3)は、その凸面にレンズ(21b−2)からのビームが入射し、かつ、その平面からビームが出射するような向きで配置されている。レンズL(21b−2)とレンズL(21b−3)との間隔d(22)は0mmである。レンズL(21b−2)とレンズL(21b−3)とは、それらの凸面同士が対向し、かつ、凸面の頂点が接触するように配置されている。レンズL(21b−3)の凸面の球面の曲率半径は24.33mmである。レンズL(21b−2)とレンズL(21b−3)とは同一の形状である。図8に示す通り、第一レンズ群21bは、ビームエクスパンダのように、レーザービームのビーム径を拡大し、かつ、ビームを収束させる機能を有する。
図9に示す比較例1に係る光学装置100において、ワーキングディスタンスが実施例1と同等になるように、各光学要素のパラメータを検討しつつ、波長355nm、ビーム径が5.0mmの平行光のレーザービームを入射させたときの光線追跡のシミュレーションを行った。光学装置100は、アキシコンレンズ110、第一レンズ群121、及び第二レンズ群122を有し、アキシコンレンズ110、第一レンズ群121、及び第二レンズ群122は、それらの中心軸がビームの光軸に一致し、かつ、ビームの進行方向にこの順番で光軸に沿って配置されている。アキシコンレンズ110は、頂角τが160°である円錐面と、その円錐面と反対方向を向いている平面とを含み、アキシコンレンズ110の中心厚みCT(110)は2.0mmであり、アキシコンレンズ110の媒質の屈折率は1.476である。アキシコンレンズ110は、その平面にビームが入射し、かつ、その円錐面からビームが出射するような向きで配置されている。第一レンズ群121は、厚さがゼロで、無収差の理想レンズL(121−1)からなり、その有効焦点距離EFL(121−1)は35.68mmである。アキシコンレンズ110と、レンズL(121−1)からなる第一レンズ群121との間隔d(121)は、47.48mmである。第二レンズ群122は、厚さがゼロで、無収差の理想レンズL(122−1)からなり、その有効焦点距離EFL(122−1)は10.00mmである。レンズL(121−1)からなる第一レンズ群121と、レンズL(122−1)からなる第二レンズ群122との間隔d(122)は、有効焦点距離EFL(121−1)と有効焦点距離EFL(122−1)との和の45.68mmである。光学装置100において、平行なレーザービームがアキシコンレンズ110に入射し、円錐状の波面を有するビームが出射する。光学装置100は、アキシコンレンズ110の後方に円錐状の波面が重なる範囲において、第一ベッセルビームを形成する。さらに、ビームは、第一ベッセルビームの後方において、第一リングビームとなって発散する。第一リングビームは第一レンズ群121に入射し、第二リングビームが出射する。さらに、第二リングビームにおいて、第一レンズ群121の後方にリングの幅が最小となる焦点面が形成される。第二リングビームは、第二レンズ群122に入射し、光軸に垂直な方向における幅が光軸に沿って略一定であって、光軸に向かって収束する第三リングビームが出射する。第二レンズ群122の後方において、レンズL(122−1)からd(123)=10mmだけ離れた光軸上の点を略始点とした一定の区間に、第二ベッセルビームが形成される。第二ベッセルビームが形成される領域は、第三リングビーム(の波面)が重なる領域内である。第二レンズ群122と、上記のベッセルビームが形成された領域の光軸方向の略始点との距離d(123)は、ワーキングディスタンスWD(21)に相当する。光学装置100の光軸上の全長(アキシコンレンズ110から第二レンズ群122までの光軸上の距離)にワーキングディスタンスWD(21)を加えた長さは、105.16mmとなる。第二ベッセルビームが形成される領域に、その厚み方向の部分が含まれる又は重なるように板状のガラスを配置することによって、ガラス内部に変質部を形成することが可能である。なお、比較例1において、レーザービームが透過する最終の光学系である第2レンズ群122との配置上の関係から、アキシコンレンズ110の後方に配置されているレンズ群について、第一レンズ群121と称した。
図10に示す実施例3に係る光学装置1dに波長355nmのガウシアンレーザービームを入射させたときの電界振幅をシミュレーションした。ビーム中心での最大強度の1/e2倍(13.5%)の強度となる直径は2.5mmとした。このシミュレーションには、米国のSynopsys社製の電磁波伝搬解析ソフト(BeamPROP”Version 6.0.3)を用いた。光学装置1dは、第一レンズ群21c、アキシコンレンズ10c、及び第二レンズ群22cを有し、第一レンズ群21c、アキシコンレンズ10c、及び第二レンズ群22cが、それらの中心軸がビームの光軸に一致し、かつ、ビームの進行方向にこの順番で配置されている。光学装置1d及び後述の光学装置1eによるビームのふるまいは、以下の点において、実施例1に係る光学装置1bによるビームのふるまいと同様であった。第一レンズ群21cによって収束光が形成され、その収束光が、アキシコンレンズ10cに入射して、その後方に第一ベッセルビーム、第一リングビーム、及び焦点面を形成し、第一リングビームが、第二レンズ群22cに入射し、その後方に第二リングビーム及び第二ベッセルビームを形成する。
図11に示す実施例4に係る光学装置1eに波長355nmのガウシアンレーザービームを入射させたときの電界振幅をシミュレーションした。実施例4におけるシミュレーションの条件は、特に説明する場合を除き、実施例3のシミュレーションの条件と同一であった。また、図11において、光学エレメント及び距離を示す符号には、アキシコンレンズ10d及び遮蔽体25を除き、図10に示す実施例3に係る光学装置1dの符号と同一のものを用いるものとする。光学装置1eにおいて、アキシコンレンズ10dの先端は、図12Aに示す球面状である。図12Aにおいて、α=20°、W=0.2mm、及びR=0.2924mmとした。加えて、図11に示す通り、第二レンズ群22cのレンズL(22c−1)の入射側平面に、厚みが十分に薄い板状の遮蔽体25を接触させて配置する。遮蔽体25は、8.8mmの直径及び10μmの厚みを有する円板であり、遮蔽体25の軸線は光軸上に位置しており、遮蔽体25は半径方向において第一リングビームの内側を通過する光を遮蔽する。遮蔽体25の複素屈折率は、3.136+3.3121iとした。この複素屈折率は、シミュレーションによる光線追跡において、遮蔽体25に入射する光線があった場合に遮蔽体25によって充分に遮蔽されるように定めたものである。光学装置1eにおいて、第二レンズ群22cの後方のベッセルビームが形成される領域及びその近傍の光軸上の電界振幅のシミュレーション結果を図14Aに示す。加えて、その領域及びその近傍における光軸と垂直な方向の電界振幅のシミュレーション結果を図14Bに示す。
アキシコンレンズ10dの先端の形状を図12Bに示すアキシコンレンズ10eの形状に変更した以外は、実施例4と同様にしてシミュレーションを行った。図12Bにおいて、α=20°、W=0.2mm、及びR=0.1462mmとした。この場合に、第二レンズ群22cの後方のベッセルビームが形成される領域及びその領域の近傍の光軸上の電界振幅のシミュレーション結果を図15Aに示す。加えて、その領域及びその近傍における光軸と垂直な方向の電界振幅のシミュレーション結果を図15Bに示す。
遮蔽体25を配置しなかったこと以外は、実施例4と同一の条件でシミュレーションを行った。この場合に、第二レンズ群22cの後方のベッセルビームが形成される領域及びその近傍の光軸上の電界振幅のシミュレーション結果を図16Aに示す。加えて、その領域及びその近傍における光軸と垂直な方向の電界振幅のシミュレーション結果を図16Bに示す。
遮蔽体25を配置しなかったこと以外は、実施例5と同一の条件でシミュレーションを行った。この場合に、第二レンズ群22cの後方のベッセルビームが形成される領域及びその近傍の光軸上の電界振幅のシミュレーション結果を図17Aに示す。加えて、その領域及びその近傍における光軸と垂直な方向の電界振幅のシミュレーション結果を図17Bに示す。
図18は、実施例3をさらに発展させた、その他の実施形態に係る光学装置1fを示す。光学装置1fに係る光学系は、各レンズ群とアキシコンレンズの仕様及び配置の点で実施例3に係る光学系1dと同一であるが、光軸上にいずれも板状の遮蔽体26a、26b、26c、及び26dをさらに備えるものである。遮蔽体26a、26b、26c、及び26dは、リングビームの光路以外の部分を略遮蔽するように配置されている。光学装置1fによるビームや光線のふるまいを考察するにあたり、入射するビーム径をここでは5mmと仮定した。これは、強度がピーク強度の1/e2倍に対応するビーム径(2.5mm)よりさらに外側にも広がるビーム径を考慮するためである。遮蔽体26aは、アキシコンレンズの先端から17.3mm離れた位置に配置されている。この位置は、第1リングビームの幅が最も小さくなる焦点面の光軸上の位置に相当する。図19Aに示す通り、遮蔽体26aは、透過部27a及び遮光部28aを有する。透過部27aは、第一リングビームが透過可能なリング状の部位であり、遮光部28aは、半径方向において透過部27aの内側の透過部27aと同心の円状の部位である第一遮光部28a1と、半径方向において透過部27aの外側の透過部27aと同心のリング状の部位を含む部位である第二遮光部28a2とを含む。第一遮光部28a1は、半径方向において第一リングビームの内側を通過する光線を遮蔽し、第二遮光部28a2は、半径方向において第一リングビームの外側を通過する光線を遮蔽する。遮蔽体26aが配置される位置(焦点面)における第1リングビームの直径は6.3mmである。透過部27aの内径は、例えば、6.0mmであり、透過部27aの外径は、例えば、6.6mmである。ここで、透過部とは、その部位において、70%以上、好ましくは80%以上、より好ましくは85%以上、さらに好ましくは90%以上の透過率を示す部位をいう。また、遮光部とは、その部位において、10%以下、好ましくは5%以下、より好ましくは2%以下、さらに好ましくは0.5%以下の透過率を示す部位をいう。遮光の効果を最大とするためには、透過部の幅をリングビームの幅と一致させればよい。しかしながら、両者を完全に一致させる設計とすれば、製作時の誤差によってリングビームの一部が遮光されてしまう可能性が大きい。そこで、透過部の幅は誤差を見越して、ある程度余裕を持たせた大きさとするのが好ましい。
Claims (16)
- レーザービームが入射する第一レンズ群と、
前記第一レンズ群を透過した前記レーザービームが入射するアキシコンレンズと、
前記アキシコンレンズを透過した前記レーザービームが入射する第二レンズ群と、を備え、
前記第一レンズ群は、前記アキシコンレンズの後方に第一ベッセルビームを形成するとともに前記第一ベッセルビームの後方に第一リングビームを形成し、かつ、光軸に垂直な方向に前記第一リングビームのリング幅が最小となる焦点面を形成し、
前記第二レンズ群は、拡散ビームである前記第一リングビームを入射させ、前記第二レンズ群の後方に前記光軸に垂直な方向におけるリング幅が前記光軸に沿って略一定である第二リングビームを形成するとともに、前記第二リングビームの後方に第二ベッセルビームを形成し、
前記第二レンズ群は、アキシコンレンズを含んでいない、
光学装置。 - 前記第一レンズ群、前記アキシコンレンズ、及び前記第二レンズ群がこの順番で前記光軸上に配置されており、前記焦点面は、前記アキシコンレンズと前記第二レンズ群との間に形成される、請求項1に記載の光学装置。
- 前記アキシコンレンズと前記第二レンズ群との間、又は、前記第二レンズ群と前記第二ベッセルビームとの間に配置され、前記光軸に垂直な方向において前記第一リングビーム又は前記第二リングビームの内側に存在する光線を遮蔽する第一遮光部及び前記光軸に垂直な方向において前記第一リングビーム又は前記第二リングビームの外側に存在する光線を遮蔽する第二遮光部の少なくとも一方を有する、遮蔽体をさらに備えた、請求項1又は2に記載の光学装置。
- 前記遮蔽体は、前記第一遮光部を有する、請求項3に記載の光学装置。
- 前記遮蔽体は、前記第一遮光部及び前記第二遮光部を有する、請求項3又は4に記載の光学装置。
- 第一レンズ群にレーザービームを入射させることと、
前記第一レンズ群を透過した前記レーザービームをアキシコンレンズに入射させることと、
前記第一レンズ群によって、前記アキシコンレンズの後方に第一ベッセルビームを形成するとともに前記第一ベッセルビームの後方に第一リングビームを形成し、かつ、光軸に垂直な方向に前記第一リングビームのリング幅が最小となる焦点面を形成することと、
第二レンズ群に拡散ビームである前記第一リングビームを入射させて、前記第二レンズ群の後方に前記光軸に垂直な方向におけるリング幅が前記光軸に沿って略一定である第二リングビームを形成するとともに、前記第二リングビームの後方に第二ベッセルビームを形成することと、を含み、
前記第二レンズ群は、アキシコンレンズを含んでいない、
レーザービームを用いた加工方法。 - 前記第一レンズ群、前記アキシコンレンズ、及び前記第二レンズ群がこの順番で前記光軸上に配置されており、前記焦点面は、前記アキシコンレンズと前記第二レンズ群との間に形成される、請求項6に記載の方法。
- 前記光軸に垂直な方向において前記第一リングビーム又は前記第二リングビームの内側に存在する光線及び前記光軸に垂直な方向において前記第一リングビーム又は前記第二リングビームの外側に存在する光線の少なくとも一方を、前記アキシコンレンズと前記第二レンズ群との間、又は、前記第二レンズ群と前記第二ベッセルビームとの間で遮蔽することをさらに含む、請求項6又は7に記載の方法。
- 前記光軸に垂直な方向において前記第一リングビーム又は前記第二リングビームの内側に存在する光線を、前記アキシコンレンズと前記第二レンズ群との間、又は、前記第二レンズ群と前記第二ベッセルビームとの間で遮蔽することを含む、請求項8に記載の方法。
- 前記光軸に垂直な方向において前記第一リングビーム又は前記第二リングビームの内側に存在する光線及び前記光軸に垂直な方向において前記第一リングビーム又は前記第二リングビームの外側に存在する光線を、前記アキシコンレンズと前記第二レンズ群との間、又は、前記第二レンズ群と前記第二ベッセルビームとの間で遮蔽することを含む、請求項8又は9に記載の方法。
- 第一レンズ群にレーザービームを入射させることと、
前記第一レンズ群を透過した前記レーザービームをアキシコンレンズに入射させることと、
前記第一レンズ群によって、前記アキシコンレンズの後方に第一ベッセルビームを形成するとともに前記第一ベッセルビームの後方に第一リングビームを形成し、かつ、光軸に垂直な方向に前記第一リングビームのリング幅が最小となる焦点面を形成することと、
第二レンズ群に拡散ビームである前記第一リングビームを入射させて、前記第二レンズ群の後方に前記光軸に垂直な方向におけるリング幅が前記光軸に沿って略一定である第二リングビームを形成するとともに、前記第二リングビームの後方に第二ベッセルビームを形成することと、
前記第二ベッセルビームをガラスに照射して前記ガラスに変質部を形成することと、を含み、
前記第二レンズ群は、アキシコンレンズを含んでいない、
ガラス物品の製造方法。 - 前記第一レンズ群、前記アキシコンレンズ、及び前記第二レンズ群がこの順番で光軸上に配置されており、前記焦点面は、アキシコンレンズと第二レンズ群との間に形成される、請求項11に記載の方法。
- 前記光軸に垂直な方向において前記第一リングビーム又は前記第二リングビームの内側に存在する光線及び前記光軸に垂直な方向において前記第一リングビーム又は前記第二リングビームの外側に存在する光線の少なくとも一方を、前記アキシコンレンズと前記第二レンズ群との間、又は、前記第二レンズ群と前記第二ベッセルビームとの間で遮蔽することをさらに含む、請求項11又は12に記載の方法。
- 前記光軸に垂直な方向において前記第一リングビーム又は前記第二リングビームの内側に存在する光線を、前記アキシコンレンズと前記第二レンズ群との間、又は、前記第二レンズ群と前記第二ベッセルビームとの間で遮蔽することを含む、請求項13に記載の方法。
- 前記光軸に垂直な方向において前記第一リングビーム又は前記第二リングビームの内側に存在する光線及び前記光軸に垂直な方向において前記第一リングビーム又は前記第二リングビームの外側に存在する光線を、前記アキシコンレンズと前記第二レンズ群との間、又は、前記第二レンズ群と前記第二ベッセルビームとの間で遮蔽することをさらに含む、請求項13又は14に記載の方法。
- エッチングにより前記変質部の少なくとも一部を除去して前記ガラスに孔を形成することをさらに含む、請求項11〜15のいずれか1項に記載の方法。
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