JPH06170563A - パルスレーザ光を用いた加工方法 - Google Patents
パルスレーザ光を用いた加工方法Info
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- JPH06170563A JPH06170563A JP4326764A JP32676492A JPH06170563A JP H06170563 A JPH06170563 A JP H06170563A JP 4326764 A JP4326764 A JP 4326764A JP 32676492 A JP32676492 A JP 32676492A JP H06170563 A JPH06170563 A JP H06170563A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 パルスレーザ光のエネルギーを有効に利用す
ることができるパルスレーザ光を用いた加工方法を提供
する。 【構成】 パルスレーザ光を集光レンズ系で集光し、得
られたビームスポット１１ｂを被加工材料１２上に照射
させることにより加工する加工方法において、前記パル
スレーザ光１１が１パルス分照射される毎に実質的に隣
接するように前記レーザビーム又は前記被加工材料１２
を間欠移動させることことを特徴としている。
ることができるパルスレーザ光を用いた加工方法を提供
する。 【構成】 パルスレーザ光を集光レンズ系で集光し、得
られたビームスポット１１ｂを被加工材料１２上に照射
させることにより加工する加工方法において、前記パル
スレーザ光１１が１パルス分照射される毎に実質的に隣
接するように前記レーザビーム又は前記被加工材料１２
を間欠移動させることことを特徴としている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、パルスレーザ光を用い
た加工方法に関する。
た加工方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】パルスレーザ光をＦＲＰ (Fiber Reinfo
rced Plastics,繊維強化プラスチック) 等の複合材料
（被加工材料）に照射して切断、穴空け、表面処理等の
加工が行われている。
rced Plastics,繊維強化プラスチック) 等の複合材料
（被加工材料）に照射して切断、穴空け、表面処理等の
加工が行われている。
【０００３】図５はパルスレーザ光を用いた従来の加工
方法の概略図である。
方法の概略図である。
【０００４】同図に示すように、パルスレーザ光源１か
ら出射したパルスレーザ光５を反射ミラー２で被加工材
料３側へ反射した後集光レンズ４で集光し、得られたビ
ームスポット５ａを被加工材料３に照射するとともに、
レーザスポット５ａまたは被加工材料３を連続移動させ
て加工するようになっている。
ら出射したパルスレーザ光５を反射ミラー２で被加工材
料３側へ反射した後集光レンズ４で集光し、得られたビ
ームスポット５ａを被加工材料３に照射するとともに、
レーザスポット５ａまたは被加工材料３を連続移動させ
て加工するようになっている。
【０００５】図６はレーザスポットを被加工材料の表面
に沿って連続移動させた場合の加工のようすを示す図で
ある。従来のレーザ光を用いた加工方法は、レーザ光を
一箇所に照射し貫通させながら加工を行っている。しか
し、これでは光路上での分解生成物（粉体，気体等）に
よる散乱、吸収で照射エネルギーが減衰してしまうこ
と、照射面が高温となり、表面で反射、拡散が生じて照
射エネルギーが照射面深部へ有効に浸透しない。パルス
レーザを用いて厚手の材料を加工すると、被加工材料の
除去量（パルス当たりの除去深さ）は、パルス数が多く
なるにつれて小さくなる傾向がみられる。
に沿って連続移動させた場合の加工のようすを示す図で
ある。従来のレーザ光を用いた加工方法は、レーザ光を
一箇所に照射し貫通させながら加工を行っている。しか
し、これでは光路上での分解生成物（粉体，気体等）に
よる散乱、吸収で照射エネルギーが減衰してしまうこ
と、照射面が高温となり、表面で反射、拡散が生じて照
射エネルギーが照射面深部へ有効に浸透しない。パルス
レーザを用いて厚手の材料を加工すると、被加工材料の
除去量（パルス当たりの除去深さ）は、パルス数が多く
なるにつれて小さくなる傾向がみられる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ここで、図７はパルス
レーザ光を被加工材料に照射した場合のレーザ光のエネ
ルギー密度と、パルスレーザ光の照射により形成される
穴の深さ（除去深さ）との関係を示す図であり、横軸が
エネルギー密度、縦軸が除去深さをそれぞれ示す。
レーザ光を被加工材料に照射した場合のレーザ光のエネ
ルギー密度と、パルスレーザ光の照射により形成される
穴の深さ（除去深さ）との関係を示す図であり、横軸が
エネルギー密度、縦軸が除去深さをそれぞれ示す。
【０００７】同図に示すようにパルスレーザ光のエネル
ギー密度がしきい値以下の場合には除去深さはほとんど
０に等しいが、エネルギー密度がしきい値を超えると、
照射された部分が所定の深さだけ鋭角的に除去され（ア
ブレーション現象）、エネルギー密度が大きくなるにつ
れて除去深さも増加する。
ギー密度がしきい値以下の場合には除去深さはほとんど
０に等しいが、エネルギー密度がしきい値を超えると、
照射された部分が所定の深さだけ鋭角的に除去され（ア
ブレーション現象）、エネルギー密度が大きくなるにつ
れて除去深さも増加する。
【０００８】ところが、エネルギー密度が最適値以上に
なってもほとんど除去深さは変化せず飽和してしまう。
なってもほとんど除去深さは変化せず飽和してしまう。
【０００９】また、図８は集光されたパルスレーザ光の
照射面と被加工材料の加工形状との関係を示す図であ
る。同図において被加工材料の加工面の位置は集光レン
ズで集光されたパルスレーザ光５を横切る直線で示され
ており、そのときの加工形状は各直線の右側に示されて
いる。
照射面と被加工材料の加工形状との関係を示す図であ
る。同図において被加工材料の加工面の位置は集光レン
ズで集光されたパルスレーザ光５を横切る直線で示され
ており、そのときの加工形状は各直線の右側に示されて
いる。
【００１０】被加工材料３の表面に集光レンズ４の焦点
が合っておらず、エネルギー密度がしきい値以下のとき
はほとんど被加工材料３は加工されず表面が平坦となっ
ているが（ａ，ｅ）、被加工面が焦点に接近すると被加
工材料３に照射されるパルスレーザ光のエネルギー密度
が大きくなり、このエネルギー密度がしきい値を超える
とアブレーション現象で加工面が鋭角的に除去される
（ｂ，ｄ）。被加工面が有効焦点距離ＥＦ内にあると
き、エネルギー密度は最適値となって被加工面の除去深
さが最大となる（ｃ）。尚、有効焦点距離ＥＦは、除去
深さが最大となる最適なエネルギー密度を保持できるよ
うな集光レンズから加工面までの距離とする。
が合っておらず、エネルギー密度がしきい値以下のとき
はほとんど被加工材料３は加工されず表面が平坦となっ
ているが（ａ，ｅ）、被加工面が焦点に接近すると被加
工材料３に照射されるパルスレーザ光のエネルギー密度
が大きくなり、このエネルギー密度がしきい値を超える
とアブレーション現象で加工面が鋭角的に除去される
（ｂ，ｄ）。被加工面が有効焦点距離ＥＦ内にあると
き、エネルギー密度は最適値となって被加工面の除去深
さが最大となる（ｃ）。尚、有効焦点距離ＥＦは、除去
深さが最大となる最適なエネルギー密度を保持できるよ
うな集光レンズから加工面までの距離とする。
【００１１】図６に戻って従来の加工方法においてはパ
ルスレーザビーム５が照射される加工面の大部分にレー
ザスポット５ａが重複して照射されているため、パルス
レーザのエネルギーが有効に使われていないことがわか
る。また、従来の加工方法ではレーザスポット５ａまた
は被加工材料３を単に連続移動させているため、加工動
作毎に集光レンズ４と被加工面との間の距離が広がって
もそのままパルスレーザビーム５が照射され、被加工面
上のエネルギー密度が低下した状態で加工が行われてい
た。
ルスレーザビーム５が照射される加工面の大部分にレー
ザスポット５ａが重複して照射されているため、パルス
レーザのエネルギーが有効に使われていないことがわか
る。また、従来の加工方法ではレーザスポット５ａまた
は被加工材料３を単に連続移動させているため、加工動
作毎に集光レンズ４と被加工面との間の距離が広がって
もそのままパルスレーザビーム５が照射され、被加工面
上のエネルギー密度が低下した状態で加工が行われてい
た。
【００１２】そこで、本発明の目的は、上記課題を解決
し、パルスレーザ光のエネルギーを有効に利用すること
ができるパルスレーザ光を用いた加工方法を提供するこ
とにある。
し、パルスレーザ光のエネルギーを有効に利用すること
ができるパルスレーザ光を用いた加工方法を提供するこ
とにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、パルスレーザ光を集光レンズ系で集光し、
得られたビームスポットを被加工材料上に照射させるこ
とにより加工する加工方法において、前記パルスレーザ
光が１パルス分照射される毎に実質的に隣接するように
前記レーザビーム又は前記被加工材料を間欠移動させる
ものである。
に本発明は、パルスレーザ光を集光レンズ系で集光し、
得られたビームスポットを被加工材料上に照射させるこ
とにより加工する加工方法において、前記パルスレーザ
光が１パルス分照射される毎に実質的に隣接するように
前記レーザビーム又は前記被加工材料を間欠移動させる
ものである。
【００１４】
【作用】上記構成によれば、パルスレーザ光が１パルス
分照射されると、集光レンズ系で集光され、被加工材料
上に１パルス分のビームスポットが得られる。このビー
ムスポットを、パルスレーザ光が１パルス分照射される
毎に所定量、すなわち与エネルギー密度で得られる１パ
ルス当たりの最大除去深さを持つ連通した溝が形成でき
るように、略ビームスポットおよび又は被加工材料を移
動させると、被加工材料上に１パルス当たりの最大除去
深さを持つ連通した溝が形成できることになり、ビーム
スポットの無駄な重複がなくなり、パルスレーザ光のエ
ネルギーが有効に利用される。また、ビームスポットを
無駄に重複させないので、その分だけ短時間で被加工材
料を加工することができる。
分照射されると、集光レンズ系で集光され、被加工材料
上に１パルス分のビームスポットが得られる。このビー
ムスポットを、パルスレーザ光が１パルス分照射される
毎に所定量、すなわち与エネルギー密度で得られる１パ
ルス当たりの最大除去深さを持つ連通した溝が形成でき
るように、略ビームスポットおよび又は被加工材料を移
動させると、被加工材料上に１パルス当たりの最大除去
深さを持つ連通した溝が形成できることになり、ビーム
スポットの無駄な重複がなくなり、パルスレーザ光のエ
ネルギーが有効に利用される。また、ビームスポットを
無駄に重複させないので、その分だけ短時間で被加工材
料を加工することができる。
【００１５】
【実施例】以下、本発明の一実施例を添付図面に基づい
て詳述する。
て詳述する。
【００１６】図２は本発明のパルスレーザ光を用いた加
工方法の概念図である。
工方法の概念図である。
【００１７】同図において、１０はパルスレーザ光（例
えばエキシマレーザ光）１１を出射するパルスレーザ光
源であり、パルスレーザ光１１の繰り返し数は例えば〜
１ｋＨｚとなっている。パルスレーザ光源１０の出射光
軸上には、パルスレーザ光１１を被加工材料１２側へ反
射する反射ミラー１３が配置されている。
えばエキシマレーザ光）１１を出射するパルスレーザ光
源であり、パルスレーザ光１１の繰り返し数は例えば〜
１ｋＨｚとなっている。パルスレーザ光源１０の出射光
軸上には、パルスレーザ光１１を被加工材料１２側へ反
射する反射ミラー１３が配置されている。
【００１８】この反射ミラー１３の出射側光軸上には、
反射されたパルスレーザ光１１を集光する集光レンズ系
１４がＺ軸ステージ１５の移動台１５ａに取り付けられ
ている。Ｚ軸ステージ１５の移動台１５ａは、図示しな
いパルスモータの作動により光軸に沿って上下に移動す
るようになっている。
反射されたパルスレーザ光１１を集光する集光レンズ系
１４がＺ軸ステージ１５の移動台１５ａに取り付けられ
ている。Ｚ軸ステージ１５の移動台１５ａは、図示しな
いパルスモータの作動により光軸に沿って上下に移動す
るようになっている。
【００１９】集光レンズ系１４の出射側には、ＸＹステ
ージ１６が配置されており、ＸＹステージ１６の移動台
１６ａ上には被加工材料として例えば板状のＦＲＰ１２
が載置されている。ＸＹステージ１６の移動台１６ａも
図示しないパルスモータの駆動により、光軸に対して直
交する方向に移動するようになっている。ＸＹステージ
１６の移動台１６ａは、パルスレーザ光源１０の駆動パ
ルス（図示せず）に同期して任意の距離ずつＸ軸方向ま
たはＹ軸方向に移動できるようになっている。
ージ１６が配置されており、ＸＹステージ１６の移動台
１６ａ上には被加工材料として例えば板状のＦＲＰ１２
が載置されている。ＸＹステージ１６の移動台１６ａも
図示しないパルスモータの駆動により、光軸に対して直
交する方向に移動するようになっている。ＸＹステージ
１６の移動台１６ａは、パルスレーザ光源１０の駆動パ
ルス（図示せず）に同期して任意の距離ずつＸ軸方向ま
たはＹ軸方向に移動できるようになっている。
【００２０】集光レンズ系１４とＦＲＰ１２の表面との
間の距離Ｌは、Ｚ軸ステージ１５の移動台１５ａの移動
により、集光レンズ系１４から出射したパルスレーザビ
ーム１１ａがＦＲＰ１２の表面で焦点を結ぶと共に、所
定の距離ずつ移動できるようになっている。すなわち、
ＦＲＰ１２の表面にビームスポット１１ｂの焦点を合わ
せて所望箇所を加工した後、その加工面に再度ビームス
ポット１１ｂの焦点合わせを行い、順次ＦＲＰ１２の深
さ方向に加工していくようになっている。
間の距離Ｌは、Ｚ軸ステージ１５の移動台１５ａの移動
により、集光レンズ系１４から出射したパルスレーザビ
ーム１１ａがＦＲＰ１２の表面で焦点を結ぶと共に、所
定の距離ずつ移動できるようになっている。すなわち、
ＦＲＰ１２の表面にビームスポット１１ｂの焦点を合わ
せて所望箇所を加工した後、その加工面に再度ビームス
ポット１１ｂの焦点合わせを行い、順次ＦＲＰ１２の深
さ方向に加工していくようになっている。
【００２１】次に実施例の作用を述べる。
【００２２】図１は図２に示した加工方法における切断
動作を説明するための説明図である。
動作を説明するための説明図である。
【００２３】図１及び図２において、パルスレーザ光源
１０からパルスレーザ光１１が出射すると、このパルス
レーザ光１１は反射ミラー１３で反射されて集光レンズ
系１４に入射する。集光レンズ系１４の集光レンズ１４
ａで集光されたパルスレーザビーム１１ａはビームスポ
ット１１ｂとしてＦＲＰ１２の加工面を照射する。アブ
レーション現象によりＦＲＰ１２の表面の一部が鋭角的
に除去され、断面が矩形状の穴１２ａが形成される（図
１（ａ））。
１０からパルスレーザ光１１が出射すると、このパルス
レーザ光１１は反射ミラー１３で反射されて集光レンズ
系１４に入射する。集光レンズ系１４の集光レンズ１４
ａで集光されたパルスレーザビーム１１ａはビームスポ
ット１１ｂとしてＦＲＰ１２の加工面を照射する。アブ
レーション現象によりＦＲＰ１２の表面の一部が鋭角的
に除去され、断面が矩形状の穴１２ａが形成される（図
１（ａ））。
【００２４】ＦＲＰ１２上に矩形状の穴１２ａが形成さ
れると、パルスレーザ光源１０から次のパルスレーザ光
１１が出射する前に、ＸＹステージ１６のパルスモータ
が作動して移動台１６ａが、ビームスポットの径ｄ分だ
け矢印Ｐ1 方向に移動しＦＲＰ１２も同方向に同距離だ
け移動する（図１（ｂ））。
れると、パルスレーザ光源１０から次のパルスレーザ光
１１が出射する前に、ＸＹステージ１６のパルスモータ
が作動して移動台１６ａが、ビームスポットの径ｄ分だ
け矢印Ｐ1 方向に移動しＦＲＰ１２も同方向に同距離だ
け移動する（図１（ｂ））。
【００２５】ＦＲＰ１２が移動した後、パルスレーザ光
源１０から２回目のパルスレーザ光１１が出射すると、
ビームスポット１１ｂが穴１２ａに略隣接して照射さ
れ、１回目のビームスポット１１ｂにより形成された穴
１２ａに連通した穴１２ｂが形成される（図１
（ｃ））。
源１０から２回目のパルスレーザ光１１が出射すると、
ビームスポット１１ｂが穴１２ａに略隣接して照射さ
れ、１回目のビームスポット１１ｂにより形成された穴
１２ａに連通した穴１２ｂが形成される（図１
（ｃ））。
【００２６】ＦＲＰ１２上に矩形状の穴１２ｂが形成さ
れると、パルスレーザ光源１０から３回目のパルスレー
ザ光１１が出射する前に、ＸＹステージ１６の移動台１
６ａは、ビームスポット１１ｂの径ｄだけ矢印Ｐ2 方向
に移動しＦＲＰ１２も同方向に同距離だけ移動する。以
下同様の動作が繰り返されるとＦＲＰ１２表面が深さｈ
分除去される。
れると、パルスレーザ光源１０から３回目のパルスレー
ザ光１１が出射する前に、ＸＹステージ１６の移動台１
６ａは、ビームスポット１１ｂの径ｄだけ矢印Ｐ2 方向
に移動しＦＲＰ１２も同方向に同距離だけ移動する。以
下同様の動作が繰り返されるとＦＲＰ１２表面が深さｈ
分除去される。
【００２７】ＦＲＰ１２表面が深さｈ分除去されると、
パルスレーザ光源１０から次のパルスレーザ光１１が出
射される前に、Ｚ軸ステージ１５のパルスモータが作動
して、移動台１５ａがＰ3 方向に穴の深さに等しい距離
ｈだけ上昇する（図１（ｄ））。
パルスレーザ光源１０から次のパルスレーザ光１１が出
射される前に、Ｚ軸ステージ１５のパルスモータが作動
して、移動台１５ａがＰ3 方向に穴の深さに等しい距離
ｈだけ上昇する（図１（ｄ））。
【００２８】移動台１５ａが上昇した後、パルスレーザ
光源１０から次のパルスレーザ光１１が出射されると、
新たな加工面にビームスポット１１ｂが照射されて矩形
状の穴１２ｃが形成される。パルスレーザ光源１０から
次のパルスレーザ光１１が出射される前にＸＹステージ
１６の移動台１６ａが矢印Ｐ4 方向に距離ｄだけ移動す
る（図１（ｅ））。
光源１０から次のパルスレーザ光１１が出射されると、
新たな加工面にビームスポット１１ｂが照射されて矩形
状の穴１２ｃが形成される。パルスレーザ光源１０から
次のパルスレーザ光１１が出射される前にＸＹステージ
１６の移動台１６ａが矢印Ｐ4 方向に距離ｄだけ移動す
る（図１（ｅ））。
【００２９】ＸＹステージ１６の移動台１６ａが移動し
た後、パルスレーザ光源１０から次のパルスレーザ光１
１が出射されると、新たな加工面に、穴１２ｃに略隣接
してビームスポット１１ｂが照射され、穴１２ｃに連通
した穴１２ｄが形成される。パルスレーザ光源１０から
次のパルスレーザ光１１が出射される前にＸＹステージ
１６の移動台１６ａが矢印Ｐ5 方向に距離ｄだけ移動す
る（図１（ｆ））。
た後、パルスレーザ光源１０から次のパルスレーザ光１
１が出射されると、新たな加工面に、穴１２ｃに略隣接
してビームスポット１１ｂが照射され、穴１２ｃに連通
した穴１２ｄが形成される。パルスレーザ光源１０から
次のパルスレーザ光１１が出射される前にＸＹステージ
１６の移動台１６ａが矢印Ｐ5 方向に距離ｄだけ移動す
る（図１（ｆ））。
【００３０】以下同様の動作が繰り返されてＦＲＰ１２
が深さｈずつ除去することにより最終的にはＦＲＰ１２
が切断される。
が深さｈずつ除去することにより最終的にはＦＲＰ１２
が切断される。
【００３１】以上において、本実施例ではパルスレーザ
光が１パルス分照射される毎に、略ビームスポット径分
だけ被加工材料を移動させるので、パルスレーザ光のエ
ネルギーを有効に利用して被加工材料を加工することが
できる。
光が１パルス分照射される毎に、略ビームスポット径分
だけ被加工材料を移動させるので、パルスレーザ光のエ
ネルギーを有効に利用して被加工材料を加工することが
できる。
【００３２】尚、本実施例ではＦＲＰを切断する場合に
ついて説明したが、これに限定されるものではなく、Ｘ
Ｙステージの移動台をＸ軸方向またはＹ軸方向に移動さ
せてＦＲＰの各層を所望の形状に除去すると共に、Ｚ軸
ステージの移動台を所望の距離移動させることで穴空け
や表面処理等の加工を行うことができる。
ついて説明したが、これに限定されるものではなく、Ｘ
Ｙステージの移動台をＸ軸方向またはＹ軸方向に移動さ
せてＦＲＰの各層を所望の形状に除去すると共に、Ｚ軸
ステージの移動台を所望の距離移動させることで穴空け
や表面処理等の加工を行うことができる。
【００３３】図３は本発明の他の実施例を示す概略図で
ある。
ある。
【００３４】図１に示した実施例との相違点は、被加工
材料を固定しておき、ビームスポットを被加工材料の面
に沿って移動させると共に、Ｚ軸方向に移動させる点で
ある。
材料を固定しておき、ビームスポットを被加工材料の面
に沿って移動させると共に、Ｚ軸方向に移動させる点で
ある。
【００３５】図３において、加工方法はパルスレーザ光
源１０の出射光軸上に光ファイバ２０の入射端を配置
し、この光ファイバ２０の出射端を集光レンズ系２１に
接続し、集光レンズ系２１をＸＹステージ２２に設ける
と共に、ＸＹステージ２２をＺ軸ステージ２３に設け、
集光レンズ系２１からのビームスポット１１ｂがＦＲＰ
１２の加工面を照射するようになっている。
源１０の出射光軸上に光ファイバ２０の入射端を配置
し、この光ファイバ２０の出射端を集光レンズ系２１に
接続し、集光レンズ系２１をＸＹステージ２２に設ける
と共に、ＸＹステージ２２をＺ軸ステージ２３に設け、
集光レンズ系２１からのビームスポット１１ｂがＦＲＰ
１２の加工面を照射するようになっている。
【００３６】パルスレーザ光源１０からパルスレーザ光
１１が１パルス分照射される毎に、略ビームスポット１
１ｂの径分だけビームスポット１１ｂがＸ軸方向または
Ｙ軸方向に移動すると共に、ＦＲＰ１２が深さｈ分だけ
除去されると、その加工面に再度ビームスポット１１ｂ
の焦点合わせを行い、順次ＦＲＰ１２の深さ方向に加工
していくようになっている。
１１が１パルス分照射される毎に、略ビームスポット１
１ｂの径分だけビームスポット１１ｂがＸ軸方向または
Ｙ軸方向に移動すると共に、ＦＲＰ１２が深さｈ分だけ
除去されると、その加工面に再度ビームスポット１１ｂ
の焦点合わせを行い、順次ＦＲＰ１２の深さ方向に加工
していくようになっている。
【００３７】図４は本発明の他の実施例の概略図であ
る。
る。
【００３８】図１に示した実施例との相違点は、集光レ
ンズ系からのパルスレーザ光を反射して被加工材料に照
射する反射ミラーを回動させる点である。
ンズ系からのパルスレーザ光を反射して被加工材料に照
射する反射ミラーを回動させる点である。
【００３９】図４において、パルスレーザ光源１０から
出射したパルスレーザ光１１を集光レンズ系１４で集光
し、反射ミラー１３でＦＲＰ１２に反射させると共に、
得られたビームスポットが、パルスレーザ光が１パルス
分照射される毎に所定量、すなわち与エネルギー密度で
得られる１パルス当たりの最大除去深さを持つ連通した
溝が形成できるように、略ビームスポットが移動するよ
うに反射ミラーを回動させるようになっている。尚、前
述と同様にＦＲＰ１２が深さｈ分だけ除去されると、Ｆ
ＲＰを載置するＺ軸ステージ（図示せず）の移動台が移
動してその加工面に再度ビームスポットの焦点合わせが
行われ、順次ＦＲＰ１２の深さ方向に加工していくよう
になっている。反射ミラー１３には例えば図示しないガ
ルバノミラーが用いられており、電気的に反射ミラー１
３を回動させてパルスレーザ光を走査するようになって
いる。
出射したパルスレーザ光１１を集光レンズ系１４で集光
し、反射ミラー１３でＦＲＰ１２に反射させると共に、
得られたビームスポットが、パルスレーザ光が１パルス
分照射される毎に所定量、すなわち与エネルギー密度で
得られる１パルス当たりの最大除去深さを持つ連通した
溝が形成できるように、略ビームスポットが移動するよ
うに反射ミラーを回動させるようになっている。尚、前
述と同様にＦＲＰ１２が深さｈ分だけ除去されると、Ｆ
ＲＰを載置するＺ軸ステージ（図示せず）の移動台が移
動してその加工面に再度ビームスポットの焦点合わせが
行われ、順次ＦＲＰ１２の深さ方向に加工していくよう
になっている。反射ミラー１３には例えば図示しないガ
ルバノミラーが用いられており、電気的に反射ミラー１
３を回動させてパルスレーザ光を走査するようになって
いる。
【００４０】尚、図では反射ミラー１３は１枚しか示さ
れていないが、２枚用いてそれぞれＸ軸方向、Ｙ軸方向
にビームスポットを移動させるように構成してもよい。
れていないが、２枚用いてそれぞれＸ軸方向、Ｙ軸方向
にビームスポットを移動させるように構成してもよい。
【００４１】尚、本実施例ではパルスレーザ光としてエ
キシマレーザ光を用いたが、これに限定されるものでは
なく、加工用のパルスレーザであれば、ＣＯ2 ガスレー
ザ光やＹＡＧレーザ光等を用いてもよい。また、被加工
材料としてＦＲＰを用いて説明したが、これに限定され
るものではなく、セラミックや金属等広範囲な材料の加
工にも適用できる。
キシマレーザ光を用いたが、これに限定されるものでは
なく、加工用のパルスレーザであれば、ＣＯ2 ガスレー
ザ光やＹＡＧレーザ光等を用いてもよい。また、被加工
材料としてＦＲＰを用いて説明したが、これに限定され
るものではなく、セラミックや金属等広範囲な材料の加
工にも適用できる。
【００４２】
【発明の効果】以上要するに本発明によれば、次のよう
な優れた効果を発揮する。
な優れた効果を発揮する。
【００４３】(1) パルスレーザ光のエネルギーを効率よ
く利用することができる。
く利用することができる。
【００４４】(2) セラミックや複合材料を高速かつ高精
度で加工することができる。
度で加工することができる。
【図１】本発明の加工方法における切断動作を説明する
ための説明図である。
ための説明図である。
【図２】本発明のパルスレーザ光を用いた加工方法の概
念図である。
念図である。
【図３】本発明の他の実施例を示す概略図である。
【図４】本発明の他の実施例の概略図である。
【図５】パルスレーザ光を用いた従来の加工方法の概略
図である。
図である。
【図６】図５に示した加工方法におけるレーザスポット
を被加工材料の表面に沿って移動させた場合の加工のよ
うすを示す図である。
を被加工材料の表面に沿って移動させた場合の加工のよ
うすを示す図である。
【図７】図５に示した加工方法におけるパルスレーザ光
を被加工材料に照射した場合のレーザ光のエネルギー密
度と、パルスレーザ光の照射により形成される穴の深さ
（除去深さ）との関係を示す図である。
を被加工材料に照射した場合のレーザ光のエネルギー密
度と、パルスレーザ光の照射により形成される穴の深さ
（除去深さ）との関係を示す図である。
【図８】図５に示した加工方法における集光されたパル
スレーザ光の照射面と被加工材料の加工形状との関係を
示す図である。
スレーザ光の照射面と被加工材料の加工形状との関係を
示す図である。
１１ａ パルスレーザ光 １１ｂ ビームスポット １２ ＦＲＰ（被加工材料） １２ａ〜１２ｄ 穴 １４ａ 集光レンズ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山口 滋 神奈川県横浜市磯子区新中原町１番地 石 川島播磨重工業株式会社技術研究所内
Claims (3)
- 【請求項１】 パルスレーザ光を集光レンズ系で集光
し、得られたビームスポットを被加工材料上に照射させ
ることにより加工する加工方法において、前記パルスレ
ーザ光が１パルス分照射される毎に実質的に隣接するよ
うに前記レーザビーム又は前記被加工材料を間欠移動さ
せることを特徴とするパルスレーザ光を用いた加工方
法。 - 【請求項２】 ビームスポットおよび被加工材料の両方
を移動させることを特徴とする請求項１に記載のパルス
レーザ光を用いた加工方法。 - 【請求項３】 前記被加工材料の表面にビームスポット
の焦点を合わせて所望箇所を加工した後、その加工面に
再度ビームスポットの焦点合わせを行い、順次加工材料
の深さ方向に加工していくことを特徴とする請求項１又
は請求項２に記載のパルスレーザ光を用いた加工方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4326764A JPH06170563A (ja) | 1992-12-07 | 1992-12-07 | パルスレーザ光を用いた加工方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4326764A JPH06170563A (ja) | 1992-12-07 | 1992-12-07 | パルスレーザ光を用いた加工方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06170563A true JPH06170563A (ja) | 1994-06-21 |
Family
ID=18191434
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4326764A Pending JPH06170563A (ja) | 1992-12-07 | 1992-12-07 | パルスレーザ光を用いた加工方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06170563A (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JPWO2020245957A1 (ja) * | 2019-06-05 | 2020-12-10 |
-
1992
- 1992-12-07 JP JP4326764A patent/JPH06170563A/ja active Pending
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