激光加工装置及激光加工方法制造方法及图纸

本发明专利技术的激光加工装置(10)具备：空间光调制器(12)，其输入从激光源(11)输出的激光(La1)，输出通过全息图相位调制后的激光(La2)；及控制部(18)，其使空间光调制器(12)呈现：通过聚光光学系统(14)使从空间光调制器(12)输出的相位调制后的激光(La2)聚光于被加工物(W)的多个照射点(SP)的全息图。控制部(18)互相独立地控制多个照射点(SP)中包含的至少2个照射点(SP)的光强度。由此，在通过使用空间光调制器相位调制激光而对多个照射点同时进行聚光照射的激光加工装置中，可进行更复杂的加工。杂的加工。杂的加工。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】激光加工装置及激光加工方法


[0001]本公开涉及一种激光加工装置及激光加工方法。

技术介绍

[0002]在专利文献1中，公开有通过激光烧蚀(ablation)的激光加工方法相关的技术。在该激光加工方法中，使用可改变射束轮廓(beam profile)的射束成形装置，对沿被加工物的厚度方向排列的多个处理面中的各个，照射具有互不相同的几何形状的射束轮廓的激光束。
[0003]在专利文献2中，公开有激光加工装置及激光加工方法相关的技术。在该激光加工方法中，将从激光源出射的激光通过空间相位调制元件相位调制且引导至成像光学系统，通过该成像光学系统将激光照射于被加工物，加工该被加工物。作为输入空间相位调制元件的输入数据，使用由重显被加工物的加工形状的像重显全息图数据、及在规定加工位置进行像重显的位置移动全息图数据构成的合成数据。并且，一边使该合成数据依次变化，一边对被加工物进行激光加工。
[0004]现有技术文献
[0005]专利文献
[0006]专利文献1：日本专利特表2015
‑
521108号公报
[0007]专利文献2：日本专利特开2006
‑
119427号公报
[0008]非专利文献
[0009]非专利文献1：F.Mezzapesa et al.,"High
‑
resolution monitoring of the hole depth during ultrafast laser ablation drilling by diode laser self
‑
mixing interferometry",Opt.Lett.Vol.36,pp.822
‑
824(2011)

技术实现思路

[0010]专利技术所要解决的问题
[0011]通过将从激光源输出的激光由聚光光学系统聚光并照射于加工对象物，可加工该加工对象物。在仅使用透镜将激光聚光的情况下，通过扫描激光的聚光位置，可将加工对象物加工成期望的形状。然而，在该情况下，加工需要较长时间。
[0012]为缩短加工时间，考虑例如对多个照射点同时聚光照射激光而进行多点同时加工。作为为此而设的方法，存在以下方法：在相位调制型的空间光调制器呈现全息图，将从单一激光源输出的激光通过空间光调制器相位调制，将该相位调制了的激光通过聚光光学系统同时聚光照射于多个照射点。在该情况下，在空间光调制器呈现的全息图具有：如通过聚光光学系统将激光聚光于多个照射点那样的相位调制分布。
[0013]在如上述那样的方法中，期望自如地控制照射点的位置，进行更复杂的加工。
[0014]本专利技术的目的在于，在通过使用空间光调制器相位调制激光而对多个照射点同时进行聚光照射的激光加工装置及激光加工方法中，进行更复杂的加工。
[0015]用于解决问题的手段
[0016]本专利技术的实施方式是激光加工装置。激光加工装置具备：空间光调制器，其输入从激光源输出的激光，在二维排列的多个像素中的各个呈现调制激光的相位的全息图，输出通过全息图相位调制后的激光；聚光光学系统，其设置于空间光调制器的后段；及控制部，其使空间光调制器呈现：通过聚光光学系统将从空间光调制器输出的相位调制后的激光聚光于被加工物的多个照射点的全息图，控制部互相独立地控制多个照射点中包含的至少2个照射点的光强度。
[0017]本专利技术的实施方式是激光加工方法。激光加工方法重复进行：控制步骤，在二维排列的多个像素中的各个，使空间光调制器呈现调制光的相位的全息图；光调制步骤，将从激光源输出的激光输入空间光调制器，通过全息图进行激光的相位调制；及聚光步骤，将相位调制后的激光聚光，在控制步骤中，使空间光调制器呈现：通过聚光步骤使从空间光调制器输出的相位调制后的激光聚光于被加工物的多个照射点的全息图，并且互相独立地控制多个照射点中包含的至少2个照射点的光强度。
[0018]在上述激光加工装置及激光加工方法中，控制部(在控制步骤中)互相地独立控制多个照射点中包含的至少2个照射点的光强度。在该情况下，在被加工物部位的材质存在差异，即，相对于同一强度的激光的加工速度存在差异时，可在对应于各部位的各照射点，以适当的光强度照射激光。因此，根据上述结构，可容易地将由2种以上材质构成的被加工物加工成复杂形状。
[0019]另外，根据上述结构，在被加工区域由单一材质构成的情况下，也可通过对各照射点独立地控制光强度，而对被加工区域的各部分独立地控制被加工物的去除率(去除量)，因此，可实现更复杂的形状。
[0020]专利技术效果
[0021]根据本专利技术的实施方式，在通过使用空间光调制器相位调制激光而对多个照射点同时进行聚光照射的激光加工装置及激光加工方法中，可进行更复杂的加工。
附图说明
[0022]图1是示出一实施方式的激光加工装置10的结构的框图。
[0023]图2的(a)是示出经由聚光光学系统14照射于被加工物W的相位调制后的激光La2的俯视图，图2的(b)是将(a)的一部分放大示出的图。
[0024]图3的(a)～(e)是示出被加工区域A的平面形状的例子的图。
[0025]图4是示出控制部18的硬件结构例的框图。
[0026]图5的(a)是示出对包含材质互不相同的多个区域Wa、Wb、Wc的被加工物W照射激光La2的形态的截面图，图5的(b)是示出被加工物W的光照射表面的俯视图。
[0027]图6的(a)是示出对包含材质互不相同的多个区域Wa、Wb、Wc的被加工物W照射激光La2的形态的截面图，图6的(b)是示出被加工物W的光照射表面的俯视图。
[0028]图7的(a)是示出对包含材质互不相同的多个区域Wd、We的被加工物W照射激光La2的形态的截面图，图7的(b)～(d)是沿图7的(a)的VIIb
‑
VIIb线、VIIc
‑
VIIc线及VIId
‑
VIId线的截面图。
[0029]图8的(a)是示出对被加工物W照射激光La2的形态的截面图，图8的(b)是示出形成
于被加工物W的孔Ha的截面图。
[0030]图9的(a)～(c)是示意地示出沿图8的(a)所示的IXa
‑
IXa线、IXb
‑
IXb线及IXc
‑
IXc线中的各个的截面内的照射点SP的配置例的图。
[0031]图10的(a)～(c)是示意地示出各截面内的照射点SP的其它配置例的图。
[0032]图11的(a)是示出对被加工物W照射激光La2的形态的截面图，图11的(b)是示出形成于被加工物W的孔Hb的截面图。
[0033]图12的(a)是示出对被加工物W照射激光La2的形态的截面图，图12的(b)是示出形成于被加工物W的孔Hc的截面图。
[0034]图13的(a)是示出对被加工物W照射激光La2的形本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种激光加工装置，其具备：空间光调制器，其输入从激光源输出的激光，在二维排列的多个像素中的各个，呈现调制所述激光的相位的全息图，输出通过所述全息图相位调制后的激光；聚光光学系统，其设置于所述空间光调制器的后段；及控制部，其使所述空间光调制器呈现：通过所述聚光光学系统将从所述空间光调制器输出的相位调制后的所述激光聚光于被加工物的多个照射点的全息图，所述控制部互相独立地控制所述多个照射点中包含的至少2个所述照射点的光强度。2.根据权利要求1所述的激光加工装置，其中，还具备：观察用光源，其将观察光照射于所述被加工物；及光检测器，其检测在所述被加工物反射的所述观察光，所述控制部基于由所述光检测器的检测结果，检测在各照射点的材质的变化，根据所述材质的变化变更各照射点的光强度。3.根据权利要求1或2所述的激光加工装置，其中，还具备：存储部，其预先存储对应于所述被加工物的材质分布的、各照射点的光强度相关的数据，所述控制部基于所述数据，控制各照射点的光强度。4.根据权利要求1至3中任一项所述的激光加工装置，其中，所述控制部，使以下两个被加工区域的形状及大小中的至少一个互不相同，所述两个被加工区域为，在与照射于所述被加工物的相位调制后的所述激光的光轴交叉的第1面内由所述多个照射点划定的被加工区域、及在与所述光轴交叉且从所述第1面沿所述光轴方向分离的第2面内由所述多个照射点划定的被加工区域。5.根据权利要求1至4中任一项所述的激光加工装置，其中，所述控制部，使所述空间光调制器依次呈现：沿着划定由所述多个照射点划定的被加工区域的假想线而变更各照射点的位置的多个全息图。6.根据权利要求1至5中任一项所述的激光加工装置，其中，所述控制部，在变更全息图时，在从消去某全息图到呈现其它的全息图的期间，使所述空间光调制器呈现：将所述激光的光强度设为在所述被加工物的任意部位均小于加工阈值的全息图。7.一种激光加工方法，其中，重复进行：控制步骤，在二维...

【专利技术属性】
技术研发人员：栗田隆史，泷口优，
申请(专利权)人：浜松光子学株式会社，
类型：发明
国别省市：