KR20110132249A - Adjusting device of polarization azimuthal angle and laser processing device - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A device for adjusting polarized azimuth and a laser processing device are provided to easily perform laser processing on a target since S-polarized components reflected from a polarizer emit from an optical unit where the incident light axis and outgoing light axis of laser light are the same. CONSTITUTION: A device for adjusting polarized azimuth comprises a polarizer(14), at least two reflective optical elements(15), and an optical unit. The polarizer transmits the P-polarized components(P1) of incident laser light(2). The polarizer reflects the S-polarized components(S1) of the laser light. The reflective optical element reflects the S-polarized components of the laser light reflected from the polarizer and guides them to the downstream of an optical path. The optical unit absorbs the P-polarized components. The optical unit also emits the S-polarized components to the downstream of the optical path.

Description

편광 방위각 조정 장치 및 레이저 가공 장치{ADJUSTING DEVICE OF POLARIZATION AZIMUTHAL ANGLE AND LASER PROCESSING DEVICE}Polarization azimuth adjustment device and laser processing device {ADJUSTING DEVICE OF POLARIZATION AZIMUTHAL ANGLE AND LASER PROCESSING DEVICE}

본 발명은 레이저 가공에 이용하는 레이저 광의 편광 방위각을 조정하는 편광 방위각 조정 장치 및 레이저 가공 장치에 관한 것이다.
The present invention relates to a polarization azimuth adjustment device and a laser processing device for adjusting the polarization azimuth angle of laser light used for laser processing.

프린트 기판 등의 피가공물에 천공 가공을 실시하는 레이저 가공 장치의 생산성을 향상시키는 방법으로서, 레이저 발진기에서 생성된 1개의 레이저 광을 복수로 분할해, 복수 구멍을 동시에 천공 가공하는 방법이 있다. 이 방법에서는, 분할된 레이저 광의 각각의 에너지가 균등하지 않은 경우, 가공 구멍 지름 등의 가공 품질에 차이가 생겨 버린다.As a method of improving the productivity of a laser processing apparatus which performs a punching process on a to-be-processed object, such as a printed board, there exists a method of dividing one laser beam produced | generated by the laser oscillator into plurality, and simultaneously punching a plurality of holes. In this method, when the energy of each divided laser beam is not equal, a difference occurs in the processing quality such as the processing hole diameter.

이 때문에, 특허 문헌 1에 기재의 방법에서는, 분광용 편광자보다도 광로 상류에, 광 축을 중심으로 회전 조정 기구를 가진 편광 방위각 조정용 편광자를 마련하고 있다. 그리고, 투과하는 P파의 편광 방위각을 조정함으로써, 에너지를 균등하게 분할하고 있다. 에너지를 분할시킬 때에는, 분광용 편광자에 대해서 편광 방향 P파 성분과 편광 방향 S파 성분을 균등하게 가지는 레이저 광을 입사시킴으로써, 분광용 편광자를 투과하는 광을 P파 성분과, 분광용 편광자를 반사하는 S파 성분으로 균등하게 분할할 수 있다.
For this reason, in the method of patent document 1, the polarizing azimuth-adjusting polarizer which has a rotation adjustment mechanism centering on an optical axis is provided in the optical path upstream rather than a spectral polarizer. The energy is divided evenly by adjusting the polarization azimuth angle of the transmitted P wave. When dividing the energy, the laser beam having the polarization direction P wave component and the polarization direction S wave component is incident on the spectroscopic polarizer so that the light passing through the spectroscopic polarizer is reflected by the P wave component and the spectroscopic polarizer. It can divide into S wave component equally.

[특허문헌 1] 국제공개 제2003／082510호
[Patent Document 1] International Publication No. 2003/082510

그렇지만, 상기 종래의 기술에서는, 편광 방위각 조정용 편광자를 투과하는 P파 성분을 광로 하류로 전파하고 있다. 이 때문에, 편광자에 입사하는 레이저 광의 파워(power)가 높으면 편광자의 기판 재료의 열 렌즈 효과에 의해서 레이저 광의 빔(beam) 지름이 변화해, 열렌즈 효과가 발생하고 있지 않는 경우와 비교해서 마스크를 투과하는 레이저 광의 에너지 강도가 고르지 못하게 된다. 이것에 의해, 피가공물의 가공 품질이 열화 또는 불안정하게 된다고 하는 문제가 있었다. 또, 편광 방위각 조정시에 편광자를 회전 조정했을 경우, 광의 굴절로부터 광축 중심에 약간의 어긋남이 생겨, 피가공물의 가공 품질이 열화하는 경우가 있다고 하는 문제가 있었다.However, in the said prior art, the P wave component which permeate | transmits the polarization azimuth for polarization azimuth propagates downstream of an optical path. Therefore, when the power of the laser light incident on the polarizer is high, the beam diameter of the laser light is changed by the thermal lens effect of the substrate material of the polarizer, and the mask is compared with the case where the thermal lens effect does not occur. The energy intensity of the transmitted laser light is uneven. Thereby, there existed a problem that the processing quality of a to-be-processed object will deteriorate or become unstable. Moreover, when rotating and adjusting a polarizer at the time of polarization azimuth adjustment, there existed a problem that the slight deviation may arise in the optical axis center from the refraction of light, and the processing quality of a to-be-processed object may deteriorate.

본 발명은, 상기 문제점들을 감안하여 이루어진 것으로서, 피가공물로의 안정된 레이저 가공을 용이하게 실시할 수 있는 편광 방위각 조정 장치 및 레이저 가공 장치를 얻는 것을 목적으로 한다.This invention is made | formed in view of the said problem, and an object of this invention is to obtain the polarization azimuth adjustment apparatus and laser processing apparatus which can implement the stable laser processing to a to-be-processed object easily.

상술한 과제를 해결하여 목적을 달성하기 위해서, 본 발명은, 입사해서 오는 레이저 광의 P파 편광 성분을 투과시킴과 아울러, 상기 레이저 광의 S파 편광 성분을 반사하는 편광자와, 상기 편광자에서 반사된 상기 레이저 광의 S파 편광 성분을 반사하여 광로의 하류측으로 안내하는 적어도 2개의 반사 광학 소자를 가지며 아울러 상기 P파 편광 성분을 흡수하고 또한 상기 S파 편광 성분을 광로의 하류측으로 출사하는 광학 유닛을 구비하며, 상기 광학 유닛은, 상기 광학 유닛으로의 상기 레이저 광의 입사광축과 상기 광학 유닛으로부터의 상기 레이저 광의 출사광축이 동축(同軸)이며 한편 상기 광학 유닛을 상기 입사광축을 중심으로하여 회전시켰을 경우에 상기 입사광축 및 상기 출사광축의 광축 방향이 유지되도록, 상기 편광자와 상기 반사 광학 소자가 배치되어 있는 것을 특징으로 한다.MEANS TO SOLVE THE PROBLEM In order to solve the said subject and achieve the objective, this invention is a polarizer which permeate | transmits the P-wave polarization component of the incident laser beam, and reflects the S-wave polarization component of the said laser beam, and the said light reflected by the said polarizer And an optical unit having at least two reflective optical elements for reflecting the S-wave polarization component of the laser light and guiding it to the downstream side of the optical path, and absorbing the P-wave polarization component and emitting the S-wave polarization component to the downstream side of the optical path. The optical unit is characterized in that when the incident optical axis of the laser light to the optical unit and the output optical axis of the laser light from the optical unit are coaxial, and the optical unit is rotated about the incident optical axis, The polarizer and the reflective optical element so that the incident optical axis and the optical axis direction of the exiting optical axis are maintained; It is characterized in that it is disposed.

본 발명에 의하면, 레이저 광의 입사광축과 출사광축이 동축(同軸)인 광학 유닛으로부터, 편광자에서 반사된 S파 편광 성분을 출사하므로, 피가공물로의 안정된 레이저 가공을 용이하게 실시하는 것이 가능하게 된다고 하는 효과를 발휘한다.
According to the present invention, since the S-wave polarization component reflected by the polarizer is emitted from the optical unit where the incident light beam and the outgoing light axis of the laser light are coaxial, it is possible to easily perform stable laser processing on the workpiece. It is effective.

도 1은 본 발명의 실시 형태에 관한 레이저 가공 장치의 개략 구성을 나타내는 도면이다.
도 2는 실시 형태에 관한 편광 방위각 조정 장치의 개략 구성을 나타내는 도면이다.
도 3은 편광자와 편광 방위각의 관계를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 레이저 광이 편광자를 투과했을 경우의 열렌즈 현상을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 P파 편광 성분을 출사하는 편광 방위각 조정 장치의 개략 구성을 나타내는 도면이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a figure which shows schematic structure of the laser processing apparatus which concerns on embodiment of this invention.
It is a figure which shows schematic structure of the polarization azimuth adjustment apparatus which concerns on embodiment.
3 is a diagram for explaining the relationship between the polarizer and the polarization azimuth angle.
4 is a diagram for explaining a thermal lens phenomenon when laser light passes through a polarizer.
It is a figure which shows schematic structure of the polarization azimuth adjustment apparatus which radiates a P wave polarization component.

이하에, 본 발명의 실시 형태에 관한 편광 방위각 조정 장치 및 레이저 가공 장치를 도면에 근거하여 상세하게 설명한다. 또한, 이 실시 형태에 의해 이 발명이 한정되는 것은 아니다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Below, the polarization azimuth adjustment apparatus and laser processing apparatus which concern on embodiment of this invention are demonstrated in detail based on drawing. In addition, this invention is not limited by this embodiment.

실시의 형태.Embodiment.

도 1은 본 발명의 실시의 형태에 관한 레이저 가공 장치의 개략 구성을 나타내는 도면이다. 레이저 가공 장치(100)는, 편광 빔 스플리터(7)에 의해서 1개의 레이저 광(2)을 2개의 레이저 광(8A, 8B)으로 분광하고, 2개의 레이저 광(8A, 8B)을 각각 독립적으로 주사함으로써, 2개의 피가공물(13A, 13B)를 동시에 천공 가공하는 장치이다. 본 실시 형태의 레이저 가공 장치(100)에는, 편광 빔 스플리터(7)보다도 광로 상류에 편광자와 반사 미러(반사 광학 소자)를 포함하여 구성되는 편광 방위각 조정 장치(30, 편광 방위각을 조정하기 위한 수단)가 배치되어 있다. 그리고, 편광 방위각 조정 장치(30)의 편광자에서 반사한 S파 편광 성분(후술의 S파 편광 성분(S1))을 광로 하류로 안내하는 것으로, 레이저 광(2)을 편광 빔 스플리터(7)로 안내하고 있다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a figure which shows schematic structure of the laser processing apparatus which concerns on embodiment of this invention. The laser processing apparatus 100 speculates one laser light 2 into two laser lights 8A and 8B by the polarization beam splitter 7, and independently irradiates two laser lights 8A and 8B, respectively. By scanning, it is an apparatus which simultaneously drills two to-be-processed objects 13A and 13B. Means for adjusting the polarization azimuth adjustment device 30 in the laser processing apparatus 100 of this embodiment including a polarizer and a reflection mirror (reflective optical element) upstream from the polarization beam splitter 7. ) Is arranged. The laser beam 2 is directed to the polarization beam splitter 7 by guiding the S wave polarization component (S wave polarization component S1 described later) reflected by the polarizer of the polarization azimuth adjustment device 30 downstream. It is guiding.

레이저 가공 장치(10)는, 레이저 발진기(1), 편광 방위각 조정 장치(30, 광학 유닛), 마스크(4, 빔 마스크), 빔 가변부(5), 반사 미러(6), 편광 빔 스플리터(7, 분광부), 갈바노 스캐너(galvano scanner, 10Ax, 10Ay, 10Bx, 10By), fθ 렌즈(11A, 11B), XY 테이블(12A, 12B)을 가지고 있다.The laser processing apparatus 10 includes a laser oscillator 1, a polarization azimuth adjusting device 30 (optical unit), a mask 4 (beam mask), a beam variable part 5, a reflection mirror 6, a polarization beam splitter ( 7, a spectroscopic section), a galvano scanner (10Ax, 10Ay, 10Bx, 10By), fθ lenses 11A, 11B, and XY tables 12A, 12B.

레이저 발진기(1)는 직선 편광의 레이저 광(2)을 펄스파로서 출사하는 장치이다. 레이저 발진기(1)로부터 출사된 레이저 광(2)은 반사 미러(6)를 통하여 편광 방위각 조정 장치(30)로 안내된다. 반사 미러(6)는 레이저 광(2)이나 레이저 광(8A, 8B)을 반사해 광로 하류로 안내하는 미러이다. 반사 미러(6)는 레이저 가공 장치(100) 내의 광로 상의 여러 위치에 배치되어 있다.The laser oscillator 1 is a device which emits the laser light 2 of linearly polarized light as a pulse wave. The laser light 2 emitted from the laser oscillator 1 is guided to the polarization azimuth adjusting device 30 through the reflection mirror 6. The reflection mirror 6 is a mirror which reflects the laser light 2 or the laser light 8A, 8B and guides it downstream of the optical path. The reflective mirror 6 is disposed at various positions on the optical path in the laser processing apparatus 100.

편광 방위각 조정 장치(30)는 편광 방위각을 조정하는 장치이다. 편광 방위각 조정 장치(30)로는, 편광 방위각(2a, 편광 방향)의 레이저 광(2)이 입사되고, 편광 방위각 조정 장치(30)로부터는 편광 방위각(2b)의 레이저 광(2)이 출사된다. 편광 방위각 조정 장치(30)는 입사한 레이저 광(2)과 동축(同軸) 방향으로 레이저 광(2)을 출사한다.The polarization azimuth adjustment device 30 is a device for adjusting the polarization azimuth angle. The laser beam 2 of the polarization azimuth angle 2a (polarization direction) is incident on the polarization azimuth adjustment device 30, and the laser light 2 of the polarization azimuth angle 2b is emitted from the polarization azimuth angle adjustment device 30. . The polarization azimuth adjustment device 30 emits the laser light 2 in the coaxial direction with the incident laser light 2.

본 실시 형태에서는, 편광 방위각 조정 장치(30)는 레이저 광(2)의 편광자(14)에서 반사하는 S파 편광 성분(S1)을 출사함과 아울러 편광자(14)에서 투과하는 P파 편광 성분(P1)을 흡수하고 있다. 게다가, 편광 방위각 조정 장치(30) 내의 편광자 및 반사 미러 등을 1개의 광학 유닛으로 구성해 두고, 이 광학 유닛을 레이저 광(2)의 광축(입사광축 및 출사광축)을 중심으로 회전할 수 있도록 레이저 가공 장치(100) 내에 설치해 둔다. 편광 방위각 조정 장치(30)로부터 출사된 레이저 광(2)은 반사 미러(6)를 통하여 빔 가변부(5)로 안내된다.In the present embodiment, the polarization azimuth adjusting device 30 emits the S-wave polarization component S1 reflected by the polarizer 14 of the laser light 2, and transmits the P-wave polarization component transmitted by the polarizer 14 ( P1) is absorbed. In addition, the polarizer, the reflecting mirror, etc. in the polarization azimuth adjusting device 30 are constituted by one optical unit, and the optical unit can be rotated about the optical axis (incident light axis and exit light axis) of the laser light 2. It is installed in the laser processing apparatus 100. The laser light 2 emitted from the polarization azimuth adjusting device 30 is guided to the beam variable part 5 through the reflection mirror 6.

빔 가변부(5)는 레이저 광(2)을 원하는 빔 지름으로 가변시키는 장치이다. 빔 가변부(5)에서 빔계(beam系)가 변화된 레이저 광(2)은 마스크(4)로 안내된다. 마스크(4)는 가공 구멍을 원하는 크기, 형상으로 가공하기 위해서, 입사하는 레이저 광(2)으로부터 필요한 부분의 레이저 광(2)을 잘라낸다. 마스크(4)에서 정형된 레이저 광(2)은 반사 미러(6)를 통하여 편광 빔 스플리터(7)로 안내된다.The beam variable portion 5 is a device for varying the laser light 2 to a desired beam diameter. The laser light 2 whose beam system is changed in the beam variable part 5 is guided to the mask 4. The mask 4 cuts out the laser light 2 of the required part from the incident laser light 2 in order to process a process hole to a desired size and shape. The laser light 2 shaped in the mask 4 is directed to the polarizing beam splitter 7 via the reflecting mirror 6.

편광 빔 스플리터(7, 분광용 편광 빔 스플리터)는 빔 모양의 1개의 레이저 광(2)을 2개의 레이저 광(8A, 8B)으로 분광하는 빔 스플리터 등의 편광자이다. 편광 빔 스플리터(7)는 레이저 광(2)의 P파 성분을 투과시키고, S파 성분을 반사하는 성질을 가지고 있다.The polarizing beam splitter 7 (a polarizing beam splitter for spectroscopy) is a polarizer such as a beam splitter for spectroscopy one beam of laser light 2 into two laser lights 8A and 8B. The polarizing beam splitter 7 has a property of transmitting the P wave component of the laser light 2 and reflecting the S wave component.

편광 빔 스플리터(7)를 투과한 일측의 레이저 광(8A)은 편광 방위각(9A)의 레이저 광(8A)으로서 XY 테이블(12A) 상의 피가공물(13A)로 안내되는 레이저 광이다. 또, 편광 빔 스플리터(7)에서 반사한 타측의 레이저 광(8B)은 편광 방위각(9B)의 레이저 광(8B)으로서 XY테이블(12B) 상의 피가공물(13B)로 안내되는 레이저 광이다. 편광 빔 스플리터(7)에서 분광된 레이저 광(8A)은 반사 미러(6)를 통하여 갈바노 스캐너(10Ax, 10Ay)로 안내된다. 또, 편광 빔 스플리터(7)에서 분광된 레이저 광(8B)은 반사 미러(6)를 통하여 갈바노 스캐너(10Bx, 10By)로 안내된다.The laser light 8A on one side that has passed through the polarization beam splitter 7 is laser light guided to the workpiece 13A on the XY table 12A as the laser light 8A of the polarization azimuth angle 9A. The laser light 8B on the other side reflected by the polarization beam splitter 7 is a laser light guided to the workpiece 13B on the XY table 12B as the laser light 8B of the polarization azimuth angle 9B. The laser light 8A spectroscopy at the polarizing beam splitter 7 is guided through the reflection mirror 6 to the galvano scanners 10Ax and 10Ay. Moreover, the laser light 8B spectroscopically polarized by the polarizing beam splitter 7 is guided to the galvano scanners 10Bx and 10By via the reflection mirror 6.

갈바노 스캐너(10Ax)는 피가공물(13A)에 대한 레이저 광(8A)의 조사 위치를 X방향으로 이동시키고, 갈바노 스캐너(10Ay)는 피가공물(13A)에 대한 레이저 광(8A)의 조사 위치를 Y방향으로 이동시킨다. 또, 갈바노 스캐너(10Bx)는 피가공물(13B)에 대한 레이저 광(8B)의 조사 위치를 X방향으로 이동시키고, 갈바노 스캐너(10By)는 피가공물(13B)에 대한 레이저 광(8B)의 조사 위치를 Y방향으로 이동시킨다. 갈바노 스캐너(10Ax)와 갈바노 스캐너(10Ay)에서 2축 방향으로 주사된 레이저 광(8A)은 fθ렌즈(11A)로 안내된다. 또, 갈바노 스캐너(10Bx)와 갈바노 스캐너(10By)에서 2축 방향으로 주사된 레이저 광(8B)은 fθ렌즈(11B)로 안내된다.The galvano scanner 10Ax moves the irradiation position of the laser light 8A to the workpiece 13A in the X direction, and the galvano scanner 10Ay irradiates the laser light 8A to the workpiece 13A. Move the position in the Y direction. The galvano scanner 10Bx moves the irradiation position of the laser light 8B with respect to the workpiece 13B in the X direction, and the galvano scanner 10By has the laser light 8B with respect to the workpiece 13B. Move the irradiation position of in the Y direction. The laser light 8A scanned in the biaxial direction by the galvano scanner 10Ax and the galvano scanner 10Ay is guided to the f? Lens 11A. Moreover, the laser light 8B scanned in the biaxial direction by the galvano scanner 10Bx and the galvano scanner 10By is guide | induced to the f (theta) lens 11B.

fθ렌즈(11A, 11B)는 각각 레이저 광(8A, 8B)을 XY 테이블(12A, 12B) 상에 놓여진 피가공물(13A, 13B)에 집광시키는 렌즈이다. XY 테이블(12A, 12B)은 가공 워크(work) 등의 피가공물(13A, 13B)이 놓이고, 또한, X방향과 Y방향의 2축 방향으로 이동한다.The fθ lenses 11A and 11B are lenses for condensing the laser lights 8A and 8B onto the workpieces 13A and 13B placed on the XY tables 12A and 12B, respectively. In the XY tables 12A and 12B, workpieces 13A and 13B, such as a machining work, are placed and move in the two axis directions of the X direction and the Y direction.

다음에, 편광 방위각 조정 장치(30)에 대해서 설명한다. 도 2는 실시 형태에 관한 편광 방위각 조정 장치의 개략 구성을 나타내는 도면이다. 또, 도 3은 편광자와 편광 방위각의 관계를 설명하기 위한 도면이다. 도 3에서는 편광자(14)의 단면도를 나타내고 있다. 편광 방위각 조정 장치(30)는 편광자(14)와, 복수매의 반사 미러(도 2에서는, 반사 미러(15)가 2매인 경우를 도시)와, 댐퍼(16)를 가지고 있으며, 이것들이 케이스(35) 내에 격납되고 있다.Next, the polarization azimuth adjustment device 30 will be described. It is a figure which shows schematic structure of the polarization azimuth adjustment apparatus which concerns on embodiment. 3 is a figure for demonstrating the relationship between a polarizer and a polarization azimuth angle. 3, the cross section of the polarizer 14 is shown. The polarization azimuth adjusting device 30 has a polarizer 14, a plurality of reflection mirrors (in Fig. 2, the case where two reflection mirrors 15 are shown), and a damper 16, and these have a case ( It is stored in 35).

편광자(14)는 입사한 레이저 광(2)의 편광 방위각(2c)의 성분(P파 편광 성분)을 투과시키고, 편광 방위각(2b)의 성분(S파 편광 성분)을 반사하는 성질을 가지고 있다. 따라서, 편광자(14)에 입사하는 레이저 광(2)의 편광 방위각이 편광 방위각(2b)과 동일하면 레이저 광(2)을 모두 반사하고, 편광자(14)에 입사하는 레이저 광의 편광 방위각이 편광 방위각(2c)과 동일하면 레이저 광(2)을 모두 투과시킨다.The polarizer 14 has a property of transmitting the component (P wave polarization component) of the polarization azimuth angle 2c of the incident laser light 2 and reflecting the component (S wave polarization component) of the polarization azimuth angle 2b. . Therefore, when the polarization azimuth angle of the laser light 2 incident on the polarizer 14 is the same as the polarization azimuth angle 2b, all of the laser light 2 is reflected, and the polarization azimuth angle of the laser light incident on the polarizer 14 is the polarization azimuth angle. If it is the same as (2c), all the laser beams 2 are transmitted.

편광자(14)로는 편광 방위각(2a)을 가진 직선 편광의 레이저 광(2)이 레이저 발진기(1)로부터 입사된다. 편광자(14)는 레이저 광(2)의 S파 편광 성분(S1)을 반사해 광로 하류측으로 안내한다. 또, 편광자(14)는 레이저 광(2)의 P파 편광 성분 (P1)을 투과시켜 댐퍼(16)로 안내한다. 편광 방위각 조정 장치(30)는 편광자(14)에서 반사하는 S파 편광 성분(S1)을 레이저 가공 장치(100)의 광로 하류로 전파시킨다.As the polarizer 14, laser light 2 of linearly polarized light having a polarization azimuth angle 2a is incident from the laser oscillator 1. The polarizer 14 reflects the S-wave polarization component S1 of the laser light 2 to guide it downstream of the optical path. In addition, the polarizer 14 transmits the P-wave polarization component P1 of the laser light 2 to guide the damper 16. The polarization azimuth adjustment device 30 propagates the S-wave polarization component S1 reflected by the polarizer 14 downstream of the optical path of the laser processing apparatus 100.

반사 미러(15)는 편광자(14)에서 반사된 레이저 광(2)의 S파 편광 성분(S1)을 반사해 편광 방위각 조정 장치(30)의 출사 측으로 안내하는 미러이다. 반사 미러(15)는 편광 방위각 조정 장치(30)에 입사해 온 레이저 광(2)의 광축과 편광 방위각 조정 장치(30)로부터 출사되는 레이저 광(2)의 광축이 동축(同軸)이 되도록 배치되어 있다. 댐퍼(16)는 편광자(14)를 투과한 레이저 광(2)의 P파 편광 성분 (P1)을 받아 들인다. 또, 광학 유닛이라해도 케이스(35)는 레이저 광(2)의 광축(레이저 가공 장치(100)로의 입사축 및 출사축)을 중심으로 회전할 수 있도록 레이저 가공 장치(100)에 대해서 회전 자유자재로 장착되어 있다.The reflection mirror 15 is a mirror which reflects the S-wave polarization component S1 of the laser light 2 reflected by the polarizer 14 and guides it to the exit side of the polarization azimuth adjustment device 30. The reflection mirror 15 is arranged so that the optical axis of the laser light 2 incident on the polarization azimuth adjustment device 30 and the optical axis of the laser light 2 emitted from the polarization azimuth adjustment device 30 are coaxial. It is. The damper 16 accepts the P-wave polarization component P1 of the laser light 2 transmitted through the polarizer 14. Moreover, even if it is an optical unit, the case 35 can rotate freely with respect to the laser processing apparatus 100 so that the case 35 may rotate about the optical axis (the incident axis to the laser processing apparatus 100 and the emission axis to the laser processing apparatus 100). Equipped with.

다음에, 레이저 가공 장치(100)의 동작 처리 순서에 대해서 설명한다. 레이저 발진기(1)로부터 안내되어 오는 편광 방위각(2a)의 레이저 광(2)의 S파 편광 성분(S1)은 편광자(14)에서 반사되어 편광 방위각(2a)과는 다른 편광 방위각(2b)으로 편광 방위각이 바뀌어져 마스크(4)로 안내된다. 또, 레이저 광(2)의 P파 편광 성분(P1)은 편광자(14)를 투과한 후 댐퍼(16)에 흡수된다.Next, the operation processing procedure of the laser processing apparatus 100 is demonstrated. The S-wave polarization component S1 of the laser light 2 of the polarization azimuth 2a guided from the laser oscillator 1 is reflected by the polarizer 14 to a polarization azimuth 2b different from the polarization azimuth 2a. The polarization azimuth angle is changed and guided to the mask 4. In addition, the P-wave polarization component P1 of the laser light 2 is absorbed by the damper 16 after passing through the polarizer 14.

마스크(4)에서는 레이저 광(2)의 원하는 부분만을 투과시키는 것에 의해서, 레이저 광(2)을 레이저 가공에 적절한 빔 모드 형상으로 정형한다. 마스크(4)에서 정형된 레이저 광(2)은 1 ~ 복수매의 반사 미러(6)에서 반사되어 편광 빔 스플리터(7)로 안내된다.In the mask 4, only the desired portion of the laser light 2 is transmitted, thereby shaping the laser light 2 into a beam mode shape suitable for laser processing. The laser light 2 shaped by the mask 4 is reflected by one to a plurality of reflection mirrors 6 and guided to the polarizing beam splitter 7.

편광 빔 스플리터(7)에서는 레이저 광(2)의 P파 편광 성분이 편광 빔 스플리터(7)를 투과해 레이저 광(8A)으로서 출사되고, 레이저 광(2)의 S파 편광 성분이 편광 빔 스플리터(7)에서 반사해 레이저 광(8B)으로서 출사된다. 2개의 피가공물(13A, 13B)의 가공 구멍 품질에 차이를 발생시키지 않도록 하기 위해서는, 레이저 광(8A)의 에너지와 레이저 광(8B)의 에너지가 동일할 것이 필요하다.In the polarization beam splitter 7, the P-wave polarization component of the laser light 2 passes through the polarization beam splitter 7 and is emitted as the laser light 8A, and the S-wave polarization component of the laser light 2 is the polarization beam splitter. Reflected at (7), it is emitted as a laser light 8B. In order not to cause a difference in the processing hole quality of the two workpieces 13A and 13B, the energy of the laser light 8A and the energy of the laser light 8B need to be the same.

이에, 본 실시 형태에서는, 편광 방위각 조정 장치(30)로부터 출사하는 레이저 광(2)의 편광 방위각(2b)이 편광 빔 스플리터(7)에 대해서 45°의 편광 방위각이 되도록, 편광 방위각 조정 장치(30)를 광축 방향으로 회전 조정해 둔다. 다시 말하면, 편광 빔 스플리터(7)로 입사하는 레이저 광(2)의 S파 편광 성분과 P파 편광 성분이 동일한 크기가 되도록, 편광 방위각 조정 장치(30)에서 레이저 광(2)의 편향 각도(2b)를 조정해 둔다. 이것에 의해, 레이저 광(8A)의 에너지와 레이저 광(8B)의 에너지를 동일하게 하는 것이 가능해진다.Thus, in the present embodiment, the polarization azimuth adjustment device so that the polarization azimuth 2b of the laser light 2 emitted from the polarization azimuth adjustment device 30 becomes a polarization azimuth angle of 45 degrees with respect to the polarization beam splitter 7 ( 30) to adjust the rotation in the optical axis direction. In other words, the deflection angle of the laser light 2 in the polarization azimuth adjusting device 30 so that the S-wave polarization component and the P-wave polarization component of the laser light 2 incident on the polarization beam splitter 7 have the same magnitude. Adjust 2b). As a result, the energy of the laser light 8A and the energy of the laser light 8B can be made equal.

또, 본 실시 형태에서는, 편광자(14)를 투과하는 P파 편광 성분(P1)을 광로 하류로 안내하는 것이 아니라, 편광자(14)에서 반사한 S파 편광 성분(S1)을 광로 하류로 안내하고 있다. 이 때문에, 편광자(14)의 기판 재료에 의한 투과열의 열렌즈 효과의 영향을 받지않고, 안정된 가공 품질을 제공하는 것이 가능해진다. 열렌즈 효과는, 편광자(14)의 기판 재료(예를 들면, ZnSe 기판) 내를 높은 파워의 레이저 광이 투과했을 경우에, 기판 재료가 국소적으로 온도 상승함으로써 편광자(14)의 굴절률 분포가 생겨, 이것에 의해 편광자(14)가 렌즈의 작용을 하는 현상이다.Moreover, in this embodiment, instead of guiding P-wave polarization component P1 which permeate | transmits polarizer 14 to an optical path downstream, S wave polarization component S1 which reflected from polarizer 14 is guided downstream of an optical path, have. For this reason, it becomes possible to provide stable processing quality, without being influenced by the thermal lens effect of the heat of transmission by the substrate material of the polarizer 14. The thermal lens effect is that when the laser beam of high power passes through the substrate material (eg, ZnSe substrate) of the polarizer 14, the refractive index distribution of the polarizer 14 is increased by locally increasing the temperature of the substrate material. This is a phenomenon in which the polarizer 14 acts as a lens.

도 4는 편광자를 투과하는 P파 성분을 광로 하류로 안내한 경우의 열렌즈 현상을 설명하기 위한 도면이다. 도 4의 (a)에서는, 열렌즈 현상이 발생하고 있지 않는 경우의 레이저 빔 강도 분포를 나타내고 있다. 또, 도 4의 (b)에서는, 열렌즈 현상이 발생했을 경우의 레이저 빔 강도 분포를 나타내고 있다.4 is a diagram for explaining a thermal lens phenomenon when the P wave component passing through the polarizer is guided downstream of the optical path. In FIG. 4A, the laser beam intensity distribution when no thermal lens phenomenon occurs is illustrated. In addition, in FIG.4 (b), the laser beam intensity distribution in case a thermal lens phenomenon generate | occur | produces is shown.

열렌즈 현상이 발생하고 있지 않는 경우, 레이저 발진기(1)로부터 출사된 레이저 광은 레이저 빔 강도 분포(A1)를 가지고 있다. 또, 열렌즈 현상이 발생하고 있는 경우, 레이저 발진기(1)로부터 출사된 레이저 광은 레이저 빔 강도 분포(B1)를 가지고 있다. 레이저 빔 강도 분포(B1)는 레이저 빔 강도 분포(A1)와 동일한 강도 분포를 가진 레이저 광이다.When no thermal lens phenomenon occurs, the laser light emitted from the laser oscillator 1 has a laser beam intensity distribution A1. Moreover, when the thermal lens phenomenon is occurring, the laser light emitted from the laser oscillator 1 has the laser beam intensity distribution B1. The laser beam intensity distribution B1 is laser light having the same intensity distribution as the laser beam intensity distribution A1.

그리고, 레이저 발진기(1)로부터의 레이저 광은 레이저 광의 P파 편광 성분 (P1)이 편광자(17)를 투과한다. 여기에서의 편광자(17)는 예를 들면 편광 방위각 조정 장치(30)와 같은 위치에 배치되어 있다. 이 때, 열렌즈 현상이 발생하고 있지 않으면, 레이저 빔 강도 분포(A1)의 레이저 광은 편광자(17)를 투과함으로써, 레이저 빔 강도 분포(A2)의 레이저 광이 된다. 또, 열렌즈 현상이 발생하고 있으면, 레이저 빔 강도 분포(B1)의 레이저 광은, 편광자(17)를 투과함으로써, 레이저 빔 강도 분포(A2)와는 다른 레이저 빔 강도 분포(B2)의 레이저 광이 된다.The laser beam from the laser oscillator 1 transmits the P-wave polarization component P1 of the laser light through the polarizer 17. The polarizer 17 here is arrange | positioned at the same position as the polarization azimuth adjustment device 30, for example. At this time, if the thermal lens phenomenon does not occur, the laser light of the laser beam intensity distribution A1 passes through the polarizer 17, thereby becoming the laser light of the laser beam intensity distribution A2. When the thermal lens phenomenon is occurring, the laser light of the laser beam intensity distribution B1 passes through the polarizer 17, so that the laser light of the laser beam intensity distribution B2 different from the laser beam intensity distribution A2 is transmitted. do.

도 4의 (b)에 도시된 바와 같이, 편광자(17)에 열렌즈 현상이 발생했을 경우, 도 4의 (a)에 도시한 바와 같이 편광자(17)에 열렌즈 현상이 발생하고 있지 않는 경우와 비교해서, 마스크(4)에 있어서의 레이저 광의 빔 지름이 바뀌어 버린다. 열렌즈 현상의 정도는 편광자(17)에 입사되는 레이저 광의 파워에 의존하므로, 열렌즈 현상이 발생했을 경우와 발생하지 않는 경우에, 마스크(4)를 투과하는 레이저 광의 빔 에너지가 변화한다. 이 때문에, 열렌즈 현상이 발생했을 경우와 발생하지 않는 경우에, 피가공물에 도달하는 레이저 광의 에너지에 차이가 발생한다. 구체적으로는, 열렌즈 현상이 발생하고 있지 않는 경우는, 레이저 빔 강도 분포(A3)의 레이저 광이 광로 하류로 안내된다. 또, 열렌즈 현상이 발생하고 있는 경우는, 레이저 빔 강도 분포(A3)와는 다른 레이저 빔 강도 분포(B3)의 레이저 광이 광로 하류로 안내된다. 이 결과, 열렌즈 현상이 발생했을 경우와 발생하지 않는 경우에, 피가공물의 가공구멍의 품질에 차이가 발생한다.As shown in FIG. 4B, when the thermal lens phenomenon occurs in the polarizer 17, when the thermal lens phenomenon does not occur in the polarizer 17 as illustrated in FIG. 4A. In comparison with that, the beam diameter of the laser light in the mask 4 changes. Since the degree of the thermal lens phenomenon depends on the power of the laser light incident on the polarizer 17, the beam energy of the laser light passing through the mask 4 changes when the thermal lens phenomenon occurs or not. For this reason, a difference arises in the energy of the laser beam which reaches a to-be-processed object when a thermal lens phenomenon arises or not. Specifically, when no thermal lens phenomenon occurs, the laser light of the laser beam intensity distribution A3 is guided downstream of the optical path. Moreover, when a thermal lens phenomenon is occurring, the laser light of laser beam intensity distribution B3 different from laser beam intensity distribution A3 is guided downstream of an optical path. As a result, when the thermal lens phenomenon occurs or does not occur, a difference occurs in the quality of the processed hole of the workpiece.

한편, 본 실시 형태에서는, 편광자(14)에서 반사하는 S파 편광 성분(S1)을 광로 하류로 안내하므로, 편광자(14, 기판 재료)의 열렌즈 현상의 영향을 받지 않고, 안정된 가공 품질의 가공 구멍을 피가공물(13A, 13B)에 형성하는 것이 가능해진다.On the other hand, in the present embodiment, since the S-wave polarization component S1 reflected by the polarizer 14 is guided downstream of the optical path, processing of stable processing quality is not affected by the thermal lens phenomenon of the polarizer 14 (substrate material). It is possible to form holes in the workpieces 13A and 13B.

편광 방위각 조정 장치(30)에서는, 입사하는 레이저 광(2) 가운데 편광자(14)에서 투과하는 P파 편광 성분(P1)을 댐퍼(16)에 흡수시키고 있으므로, P파 편광 성분(P1)은 에너지 손실이 된다. 편광 빔 스플리터(7)로부터 출사하는 레이저 광(8A)과 레이저 광(8B)의 에너지가 동일해지도록, 편광 방위각 조정 장치(30)를 회전 조정한 후의 편광 방위각(2b)과 편광 방위각 조정 장치(30)에 입사하는 레이저 광(2)의 편광 방위각(2a)과 동일하면, 편광자(14)에서 레이저 광(2)이 전부 반사되어, 댐퍼에서 흡수되지 않기 때문에, 에너지 손실은 없고 광로 하류로 레이저 광(2)이 안내된다. 이 때문에, 편광 방위각(2a)와 편광 방위각(2b)이 거의 같아지도록, 편광 방위각 조정 장치(30)보다도 광로 상류의 1 ~ 복수의 반사 미러(6)를 배치해 두면, 에너지 손실을 억제하는 것이 가능해진다. 따라서, 편광 빔 스플리터(7)로 입사하는 레이저 광(2)의 S파 편광 성분과 P파 편광 성분이 동일한 크기가 되는 편광 방위각(2b)에서 레이저 광(2)을 출사하도록 편광 방위각 조정 장치(30)를 회전시킴과 아울러, 편광 방위각(2a)이 편광 방위각(2b)에 가까워지도록 편광 방위각 조정 장치(30)보다도 광로 상류의 반사 미러(6)를 배치해 둔다In the polarization azimuth adjusting device 30, the P-wave polarization component P1 is absorbed by the damper 16 among the incident laser light 2 and transmitted by the polarizer 14, so that the P-wave polarization component P1 is energy. It is a loss. Polarization azimuth 2b and polarization azimuth angle adjusting device after rotating polarization azimuth adjustment device 30 so that the energy of laser light 8A and laser light 8B emitted from polarization beam splitter 7 become equal. If it is equal to the polarization azimuth angle 2a of the laser light 2 incident on 30, since the laser light 2 is completely reflected by the polarizer 14 and is not absorbed by the damper, there is no energy loss and the laser downstream of the optical path. Light 2 is guided. For this reason, if 1-1 or more reflection mirrors 6 of an optical path upstream are arrange | positioned so that polarization azimuth 2a and polarization azimuth 2b may become substantially the same, suppressing energy loss will be suppressed. It becomes possible. Therefore, the polarization azimuth adjustment device (140) so that the laser beam 2 is emitted from the polarization azimuth 2b at which the S-wave polarization component and the P-wave polarization component of the laser light 2 incident on the polarization beam splitter 7 have the same magnitude. While rotating the 30, the reflective mirror 6 upstream of the optical path is placed more than the polarization azimuth adjusting device 30 so that the polarization azimuth 2a is closer to the polarization azimuth 2b.

또, 본 실시 형태에서는, 편광 방위각 조정 장치(30)에서, 편광 방위각 조정 장치(30)에 입사하는 레이저 광(2)과 편광 방위각 조정 장치(30)로부터 출사되는 레이저 광(2)이 동축(同軸)이 되도록 편광자(14) 및 반사 미러(15)를 배치하고 있다. 다시 말하면, 편광 방위각 조정 장치(30, 광학 유닛)를 입사광축을 중심으로하여 회전시켰을 경우에 입사광축 및 출사광축의 광축 방향이 회전 전 그대로 유지되도록, 편광자(14) 및 반사 미러(15)가 배치되어 있다. 이것에 의해, 편광 방위각 조정 장치(30)를 회전 조정했을 경우라도 광축에 어긋남이 생기지 않기 때문에, 가공 품질이 열화하지 않는다.In the present embodiment, in the polarization azimuth adjustment device 30, the laser light 2 incident on the polarization azimuth adjustment device 30 and the laser light 2 emitted from the polarization azimuth adjustment device 30 are coaxial ( The polarizer 14 and the reflection mirror 15 are arrange | positioned so that it may become the same. In other words, when the polarization azimuth adjustment device 30 (optical unit) is rotated about the incident optical axis, the polarizer 14 and the reflective mirror 15 are maintained so that the optical axis directions of the incident optical axis and the output optical axis remain as they were before rotation. It is arranged. Thereby, even when rotation adjustment of the polarization azimuth adjustment device 30 does not produce a deviation in an optical axis, processing quality does not deteriorate.

이와 같이, 편광 방위각 조정 장치(30)에 입사하는 레이저 광(2) 중 편광자(14)에서 반사하는 S파 편광 성분(S1)을 광로 하류로 전파시키므로, 편광자(14)의 열렌즈 현상의 영향을 받지 않고 안정된 레이저 가공을 실시하는 것이 가능해진다. 또, 1개의 편광자(14)와 적어도 2개의 광학 소자(15, 반사 미러)를, 편광 방위각 조정 장치(30)로의 입사광축과 출사광축이 동축(同軸)이 되도록 광학 유닛을 구성하고 있으므로, 편광 방위각을 조정하기 위해서 광축 중심으로 광학 유닛을 회전 조정해도 광축에 어긋남이 생기지 않는다. 이 때문에, 안정된 레이저 가공을 실시하는 것이 가능해진다.In this way, the S-wave polarization component S1 reflected by the polarizer 14 among the laser light 2 incident on the polarization azimuth adjustment device 30 is propagated downstream of the optical path, so that the influence of the thermal lens phenomenon of the polarizer 14 is affected. It becomes possible to perform stable laser processing without receiving. In addition, since one optical polarizer 14 and at least two optical elements 15 (reflecting mirrors) constitute an optical unit such that the incident optical axis and the exit optical axis to the polarization azimuth adjusting device 30 are coaxial, Even if the optical unit is rotated and adjusted around the optical axis in order to adjust the azimuth angle, no deviation occurs in the optical axis. For this reason, it becomes possible to perform stable laser processing.

또한, 본 실시 형태에서는, 편광 방위각 조정 장치(30)를 레이저 광(2)을 2개로 분광하고, 2개의 XY 테이블(12A, 12 B) 상에서 동시에 2개의 피가공물(13A, 13B)의 가공을 실시하는 레이저 가공 장치(100)에 적용하는 경우에 대해서 설명했지만, 편광 방위각 조정 장치(30)를 다른 구성을 가진 레이저 가공 장치에 적용해도 좋다.In addition, in this embodiment, the polarization azimuth adjustment device 30 spectrographs the laser beam 2 into two pieces, and simultaneously processes the two workpieces 13A and 13B on two XY tables 12A and 12B. Although the case where it applies to the laser processing apparatus 100 to implement was demonstrated, you may apply the polarization azimuth adjustment apparatus 30 to the laser processing apparatus which has another structure.

예를 들면, 레이저 광(2)을 2개로 분광하고, 2개의 XY 테이블(12A, 12B) 상에서 동시에 2개의 피가공물(13A, 13B)의 가공을 실시하는 경우에 대해서 설명했지만, 본 실시 형태는 이 구성으로 한정되지 않는다.For example, although the case where two laser beams 2 were spectroscopically processed and two to-be-processed objects 13A and 13B are processed simultaneously on two XY tables 12A and 12B was described, this embodiment It is not limited to this structure.

예를 들면, 레이저 광(2)을 3개 이상으로 분광하고, 3개 이상의 XY 테이블 상에서 동시에 3개 이상의 피가공물을 동시에 레이저 가공하는 레이저 가공 장치에 편광 방위각 조정 장치(30)을 적용해도 좋다.For example, the polarization azimuth adjustment device 30 may be applied to a laser processing apparatus that spectrographs the laser light 2 into three or more, and simultaneously laser-processes three or more workpieces on three or more XY tables.

또, 1개의 XY 테이블에 복수의 피가공물을 놓고, 아울러, 레이저 광(2)을 복수로 분광해 각 피가공물을 동시에 레이저 가공하는 레이저 가공 장치에 편광 방위각 조정 장치(30)를 적용해도 좋다.Moreover, you may apply the polarization azimuth adjustment apparatus 30 to the laser processing apparatus which arrange | positions a some to-be-processed object to one XY table, and spectroscopically laser-processes 2 and laser-processes each to-be-processed object simultaneously.

또, 1개의 구동계에 복수의 XY 테이블을 설치하고, 아울러, 레이저 광(2)을 복수로 분광해, 각 XY 테이블 상에 놓인 피가공물을 동시에 레이저 가공하는 레이저 가공 장치에 편광 방위각 조정 장치(30)를 적용해도 좋다.In addition, a plurality of XY tables are provided in one drive system, and the polarization azimuth adjustment device 30 is used in a laser processing apparatus which spectroscopically plurally irradiates the laser light 2 and laser-processes the workpiece placed on each XY table. ) May be applied.

또, 1개의 XY 테이블에 1개의 피가공물을 놓고, 아울러, 레이저 광(2)을 복수로 분광해, 복수의 레이저 빔에 의해서 피가공물의 복수 개소를 동시에 레이저 가공하는 레이저 가공 장치에 편광 방위각 조정 장치(30)를 적용해도 좋다.In addition, one workpiece is placed on one XY table, and at the same time, the laser beam 2 is spectrally plural, and the polarization azimuth angle is adjusted to a laser processing apparatus which simultaneously laser-processes a plurality of workpieces by a plurality of laser beams. The apparatus 30 may be applied.

또, 본 실시 형태에서는, 편광 방위각 조정 장치(30)의 각 구성요소(편광자(14), 반사 미러(15), 댐퍼(16))가 케이스(35) 내에 격납되고 있는 경우에 대해서 설명했지만, 편광 방위각 조정 장치(30)의 각 구성요소는 케이스(35) 내에 격납할 필요는 없다. 편광 방위각 조정 장치(30)의 각 구성요소를 케이스(35) 내에 격납하지 않는 경우라도, 각 구성요소를 접속함으로써 1개의 광학 유닛으로 구성해 둔다. 그리고, 광학 유닛을 레이저 광(2)의 광축을 중심으로 회전할 수 있도록 레이저 가공 장치(100) 내에 설치해 둔다.In addition, in this embodiment, the case where each component (polarizer 14, the reflection mirror 15, the damper 16) of the polarization azimuth adjustment device 30 was stored in case 35 was demonstrated, Each component of the polarization azimuth adjusting device 30 does not need to be stored in the case 35. Even when each component of the polarization azimuth adjusting device 30 is not stored in the case 35, the components are connected to each other to form one optical unit. And the optical unit is provided in the laser processing apparatus 100 so that the optical unit may rotate about the optical axis of the laser beam 2.

또, 본 실시 형태에서는, 편광 방위각 조정 장치(30) 내에 반사 미러(15)가 2매 배치되어 있는 경우에 대해서 설명했지만, 편광 방위각 조정 장치(30) 내에 배치하는 반사 미러(15)의 매수는 3매 이상이어도 좋다. 이 경우도, 편광 방위각 조정 장치(30)에 입사하는 레이저 광(2)과 편광 방위각 조정 장치(30)로부터 출사하는 레이저 광(2)이 동축(同軸)이 되도록 반사 미러(15)를 배치해 둔다. 또, 편광 방위각 조정 장치(30)는, 도 1에 도시된 위치에 배치하는 경우에 한정하지 않고, 편광 빔 스플리터(7) 보다도 전단(광로 상류측)이면, 어느 위치에 배치해도 좋다.In addition, in this embodiment, although the case where two reflection mirrors 15 were arrange | positioned in the polarization azimuth adjustment apparatus 30 was demonstrated, the number of the reflection mirrors 15 arrange | positioned in the polarization azimuth adjustment apparatus 30 Three or more sheets may be sufficient. Also in this case, the reflection mirror 15 is arrange | positioned so that the laser beam 2 which may inject into the polarization azimuth adjustment device 30 and the laser light 2 which exit from the polarization azimuth adjustment device 30 may become coaxial. Put it. In addition, the polarization azimuth adjustment device 30 is not limited to the case where the polarization azimuth adjustment device is arranged at the position shown in FIG.

또, 본 실시 형태에서는, 광학 유닛마다 편광자(14)와 반사 미러(15)를 회전시키는 경우에 대해서 설명했지만, 편광자(14)와 반사 미러(15)를 독립해서 회전시켜도 좋다. 이 경우도, 편광자(14) 및 반사 미러(15)를 회전시키는 편광 방위각 조정 장치(30)로의 입사광축과 출사광축과의 광축이 동축(同軸)이 되도록 편광자(14)와 반사 미러(15)를 회전시킨다.Moreover, in this embodiment, although the case where the polarizer 14 and the reflection mirror 15 were rotated for every optical unit was demonstrated, you may rotate the polarizer 14 and the reflection mirror 15 independently. Also in this case, the polarizer 14 and the reflection mirror 15 are made so that the optical axis between the incident optical axis and the exiting optical axis to the polarization azimuth adjusting device 30 which rotates the polarizer 14 and the reflection mirror 15 is coaxial. Rotate

또, 본 실시 형태에서는, 편광 방위각 조정 장치(30)로부터 편광자(14)를 반사하는 S파 편광 성분을 출사시켰지만, 편광자의 투과열렌즈에 의한 영향이 없는 경우, 편광자(14)를 투과하는 P파 편광 성분을 출사시켜도 좋다. 도 5는 편광자를 투과하는 P파 편광 성분을 출사하는 편광 방위각 조정 장치의 개략 구성을 나타내는 도면이다. 또한, 도 5의 각 구성요소 중 도 2에 도시한 편광 방위각 조정 장치(30)와 동일 기능을 달성하는 구성요소에 대해서는 동일 번호를 부여하고, 중복하는 설명은 생략한다.Moreover, in this embodiment, although the S-wave polarization component which reflects the polarizer 14 was radiate | emitted from the polarization azimuth adjustment apparatus 30, when there is no influence by the transmission thermal lens of a polarizer, P which permeate | transmits the polarizer 14 is carried out. A wave polarization component may be emitted. It is a figure which shows schematic structure of the polarization azimuth adjustment apparatus which radiates the P wave polarization component which permeate | transmits a polarizer. In addition, the same number is attached | subjected about the component which achieves the same function as the polarization azimuth adjustment apparatus 30 shown in FIG. 2 among each component of FIG. 5, and the overlapping description is abbreviate | omitted.

편광 방위각 조정 장치(31)는 편광자(14)와, 복수매의 반사 미러(도 5에서는, 2매의 반사 미러(15)를 도시)와, 댐퍼(16)를 가지고 있고, 이들이 케이스(35) 내에 격납되어 있다.The polarization azimuth adjustment device 31 has a polarizer 14, a plurality of reflection mirrors (in Fig. 5, two reflection mirrors 15 are shown), and a damper 16, and these are the case 35 It is stored inside.

편광자(14)는 레이저 광(2)의 S파 편광 성분(S2)을 반사해 댐퍼(16)로 안내한다. 또, 편광자(14)는 레이저 광(2)의 P파 편광 성분(P2)을 투과시켜 광로 하류측으로 안내한다. 반사 미러(15)는 편광자(14)를 투과한 레이저 광(2)의 P파 편광 성분(P2)을 반사해 편광 방위각 조정 장치(31)의 출사 측으로 안내한다. 반사 미러(15)는 편광 방위각 조정 장치(31)에 입사해 온 레이저 광(2)의 광축과 편광 방위각 조정 장치(31)로부터 출사되는 레이저 광(2)의 광축이 동축(同軸)이 되도록 배치되어 있다. 댐퍼(16)는 편광자(14)에서 반사한 레이저 광(2)의 S파 편광 성분(S2)을 받아 들인다. 이 구성에 의해, 편광 방위각 조정 장치(31)는 편광 방위각 조정 장치(30)와 마찬가지로, 레이저 광(8A)의 에너지와 레이저 광(8B)의 에너지가 동일해지도록 레이저 광(2)을 출사한다. 이것에 의해, 편광 방위각 조정 장치(31)로부터 P파 편광 성분(P2)을 출사하는 경우에, 편광 방위각을 조정하기 위해서 광축 중심으로 광학 유닛을 회전 조정해도 광축에 어긋남이 생기지 않는다.The polarizer 14 reflects the S-wave polarization component S2 of the laser light 2 and guides it to the damper 16. In addition, the polarizer 14 transmits the P-wave polarization component P2 of the laser light 2 to guide the optical path downstream. The reflection mirror 15 reflects the P-wave polarization component P2 of the laser light 2 transmitted through the polarizer 14 and guides it to the exit side of the polarization azimuth adjustment device 31. The reflection mirror 15 is arranged so that the optical axis of the laser light 2 incident on the polarization azimuth adjustment device 31 and the optical axis of the laser light 2 emitted from the polarization azimuth adjustment device 31 are coaxial. It is. The damper 16 accepts the S-wave polarization component S2 of the laser light 2 reflected by the polarizer 14. By this structure, the polarization azimuth adjustment device 31 emits the laser light 2 so that the energy of the laser light 8A and the energy of the laser light 8B are the same as in the polarization azimuth adjustment device 30. . As a result, when the P-wave polarization component P2 is emitted from the polarization azimuth adjustment device 31, even if the optical unit is rotated and adjusted to the optical axis center in order to adjust the polarization azimuth angle, no deviation occurs in the optical axis.

이와 같이 실시 형태에 의하면, 편광 방위각 조정 장치(30)에 의해서 레이저 광(2)의 S파 편광 성분(S1)을 광로 하류로 안내하고 있으므로, 편광자(14)의 열렌즈 현상에 의한 영향을 받지 않고 레이저 가공을 실시하는 것이 가능해진다. 또, 편광 방위각 조정 장치(30)를 1개의 광학 유닛으로 구성해, 레이저 광의 광축 방향으로 회전 자유자재로 장착되고 있으므로, 레이저 광(2)의 광축 방향을 바꾸는 일 없이 편광 방위각을 조정하는 것이 가능해진다. 따라서, 피가공물(13A, 13B)로의 안정된 레이저 가공을 용이하게 실시하는 것이 가능해진다.
Thus, according to embodiment, since the S-wave polarization component S1 of the laser beam 2 is guided downstream of the optical path by the polarization azimuth adjustment device 30, it is not influenced by the thermal lens phenomenon of the polarizer 14. Laser processing can be performed without. In addition, since the polarization azimuth adjusting device 30 is constituted by one optical unit and is mounted freely in the optical axis direction of the laser light, the polarization azimuth angle can be adjusted without changing the optical axis direction of the laser light 2. Become. Therefore, it becomes possible to easily perform stable laser processing to the to-be-processed object 13A, 13B.

이상과 같이, 본 발명에 관한 편광 방위각 조정 장치 및 레이저 가공 장치는 레이저 가공에 이용하는 레이저 광의 편광 방위각의 조정에 적합하고 있다.
As described above, the polarization azimuth adjustment device and the laser processing device according to the present invention are suitable for the adjustment of the polarization azimuth angle of laser light used for laser processing.

1　레이저 발진기 　 2, 8A, 8B　레이저 광
2a ~ 2c, 9A, 9B　편광 방위각 　 4　마스크
6　반사 미러 　 7　편광 빔 스플리터
12A, 12B　XY테이블 　 13A, 13B　피가공물
14　편광자 　 15　반사 미러
16　댐퍼 　 30, 31 편광 방위각 조정 장치
35　케이스 　 100　레이저 가공 장치1 laser oscillator 2, 8A, 8B laser light
2a to 2c, 9A, 9B polarized azimuth mask 4
6 reflective mirrors 7 polarized beam splitter
12A, 12B XY Table 13A, 13B Workpiece
14 polarizer 15 reflective mirror
16 dampers 30, 31 polarization azimuth adjustment device
35 cases 100 laser processing unit

Claims (4)

입사해 오는 레이저 광의 P파 편광 성분을 투과시킴과 아울러, 상기 레이저 광의 S파 편광 성분을 반사하는 편광자와,
상기 편광자에서 반사된 상기 레이저 광의 S파 편광 성분을 반사하여 광로의 하류측으로 안내하는 적어도 2개의 반사 광학 소자를 가지며 아울러,
상기 P파 편광 성분을 흡수하고 또한 상기 S파 편광 성분을 광로의 하류측으로 출사하는 광학 유닛을 구비하며,
상기 광학 유닛은 상기 광학 유닛으로의 상기 레이저 광의 입사광축과 상기 광학 유닛으로부터의 상기 레이저 광의 출사광축이 동축(同軸)이며 또한 상기 광학 유닛을 상기 입사광축을 중심으로하여 회전시켰을 경우에 상기 입사광축 및 상기 출사광축의 광축 방향이 유지되도록, 상기 편광자와 상기 반사 광학 소자가 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 편광 방위각 조정 장치.A polarizer that transmits the P-wave polarization component of the incident laser light and reflects the S-wave polarization component of the laser light,
Having at least two reflective optical elements for reflecting the S-wave polarization component of the laser light reflected by the polarizer and guiding it downstream of the optical path,
An optical unit that absorbs the P-wave polarization component and emits the S-wave polarization component downstream of the optical path,
The optical unit has the incident optical axis when the incident optical axis of the laser light to the optical unit and the output optical axis of the laser light from the optical unit are coaxial and rotated about the incident optical axis. And the polarizer and the reflective optical element are arranged such that the direction of the optical axis of the emission optical axis is maintained. 레이저 광을 출사해 피가공물을 레이저 가공하는 레이저 가공 장치에 있어서,
상기 레이저 광을 출사하는 광원으로부터 상기 피가공물까지의 광로 상에, 상기 레이저 광의 편광 방위각을 조정함과 아울러 상기 P파 편광 성분을 흡수하고 또한 상기 S파 편광 성분을 광로의 하류측으로 출사하는 광학 유닛을 구비하며,
상기 광학 유닛은,
입사해 오는 레이저 광의 P파 편광 성분을 투과시킴과 아울러, 상기 레이저 광의 S파 편광 성분을 반사하는 편광자와,
상기 편광자에서 반사된 상기 레이저 광의 S파 편광 성분을 반사하여 광로의 하류측으로 안내하는 적어도 2개의 반사 광학 소자를 가지며 아울러,
상기 광학 유닛으로의 상기 레이저 광의 입사광축과 상기 광학 유닛으로부터의 상기 레이저 광의 출사광축이 동축(同軸)이며 또한 상기 광학 유닛을 상기 입사광축을 중심으로하여 회전시켰을 경우에 상기 입사광축 및 상기 출사광축의 광축 방향이 유지되도록, 상기 편광자와 상기 반사 광학 소자가 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 레이저 가공 장치.In the laser processing apparatus which emits a laser beam and laser-processes a workpiece,
An optical unit for adjusting the polarization azimuth angle of the laser light, absorbing the P-wave polarization component and emitting the S-wave polarization component downstream of the optical path on the optical path from the light source for emitting the laser light to the workpiece. Equipped with
The optical unit,
A polarizer that transmits the P-wave polarization component of the incident laser light and reflects the S-wave polarization component of the laser light,
Having at least two reflective optical elements for reflecting the S-wave polarization component of the laser light reflected by the polarizer and guiding it downstream of the optical path,
The incident optical axis and the exiting optical axis when the incident optical axis of the laser light to the optical unit and the output optical axis of the laser light from the optical unit are coaxial and rotated about the incident optical axis The polarizer and the reflective optical element are disposed so that the optical axis direction of the laser beam is maintained. 청구항 2에 있어서,
상기 광학 유닛으로부터 상기 피가공물까지의 광로 상에, 상기 레이저 광을 2개의 레이저 광으로 분광하는 분광부를 더 가지며,
상기 광학 유닛은 상기 광학 유닛으로부터 출사하는 레이저 광의 편향 각도가 상기 분광부에 대해서 45°의 편광 방위각이 되도록 상기 입사광축을 중심으로하여 회전되는 것을 특징으로 하는 레이저 가공 장치.The method according to claim 2,
On the optical path from the optical unit to the workpiece further has a spectroscopic section for spectroscopy of the laser light into two laser lights,
And the optical unit is rotated about the incident optical axis such that the deflection angle of the laser light emitted from the optical unit is a polarization azimuth angle of 45 ° with respect to the spectroscopic portion. 입사해 오는 레이저 광의 P파 편광 성분을 투과시킴과 아울러, 상기 레이저 광의 S파 편광 성분을 반사하는 편광자와,
상기 편광자를 투과한 상기 레이저 광의 P파 편광 성분을 반사하여 광로의 하류측으로 안내하는 적어도 2개의 반사 광학 소자를 가지며 아울러,
상기 S파 편광 성분을 흡수하고 또한 상기 P파 편광 성분을 광로 하류측으로 출사하는 광학 유닛을 구비하며,
상기 광학 유닛은 상기 광학 유닛으로의 상기 레이저 광의 입사광축과 상기 광학 유닛으로부터의 상기 레이저 광의 출사광축이 동축(同軸)이며 또한 상기 광학 유닛을 상기 입사광축을 중심으로하여 회전시켰을 경우에 상기 입사광축 및 상기 출사광축의 광축 방향이 유지되도록, 상기 편광자와 상기 반사 광학 소자가 배치되어 있는 것 특징으로 하는 편광 방위각 조정 장치.A polarizer that transmits the P-wave polarization component of the incident laser light and reflects the S-wave polarization component of the laser light,
Having at least two reflective optical elements for reflecting the P-wave polarization component of the laser light transmitted through the polarizer and guiding it downstream of the optical path,
An optical unit for absorbing the S-wave polarization component and emitting the P-wave polarization component to an optical path downstream;
The optical unit has the incident optical axis when the incident optical axis of the laser light to the optical unit and the output optical axis of the laser light from the optical unit are coaxial and rotated about the incident optical axis. And the polarizer and the reflective optical element are arranged so that the direction of the optical axis of the exiting optical axis is maintained.
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