JP2006007279A - Laser machining apparatus - Google Patents
Laser machining apparatus Download PDFInfo
- Publication number
- JP2006007279A JP2006007279A JP2004188337A JP2004188337A JP2006007279A JP 2006007279 A JP2006007279 A JP 2006007279A JP 2004188337 A JP2004188337 A JP 2004188337A JP 2004188337 A JP2004188337 A JP 2004188337A JP 2006007279 A JP2006007279 A JP 2006007279A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- laser
- fiber
- processing apparatus
- workpiece
- axis direction
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
- 238000003754 machining Methods 0.000 title abstract description 7
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims description 103
- 230000003321 amplification Effects 0.000 claims description 25
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 claims description 25
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 claims description 15
- 229910052691 Erbium Inorganic materials 0.000 claims description 9
- UYAHIZSMUZPPFV-UHFFFAOYSA-N erbium Chemical compound [Er] UYAHIZSMUZPPFV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229910052727 yttrium Inorganic materials 0.000 claims description 6
- VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N yttrium atom Chemical compound [Y] VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 3
- 239000004038 photonic crystal Substances 0.000 claims description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 8
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 9
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 8
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 5
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 5
- NJPPVKZQTLUDBO-UHFFFAOYSA-N novaluron Chemical compound C1=C(Cl)C(OC(F)(F)C(OC(F)(F)F)F)=CC=C1NC(=O)NC(=O)C1=C(F)C=CC=C1F NJPPVKZQTLUDBO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000000644 propagated effect Effects 0.000 description 4
- 229910003327 LiNbO3 Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052769 Ytterbium Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 2
- 238000005253 cladding Methods 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 2
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 2
- 230000001902 propagating effect Effects 0.000 description 2
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 239000010438 granite Substances 0.000 description 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 1
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 description 1
- 238000000206 photolithography Methods 0.000 description 1
- 238000004904 shortening Methods 0.000 description 1
- 239000012780 transparent material Substances 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Laser Beam Processing (AREA)
- Lasers (AREA)
Abstract
Description
レーザ発生器から発生されたレーザを被加工物の所定の部位に照射し、該照射部位を移動させて該被加工物を加工するレーザ加工装置に関する。 The present invention relates to a laser processing apparatus that irradiates a predetermined part of a workpiece with a laser generated from a laser generator and moves the irradiated part to process the workpiece.
これまでのレーザ加工装置は、レーザ発生器を除震台に固定し非加工物を移動してレーザ照射部位を移動させるものであった(例えば特許文献1参照)。 Conventional laser processing apparatuses have fixed a laser generator to a vibration isolation table, moved a non-processed object, and moved a laser irradiation part (for example, refer patent document 1).
しかし、上記従来のレーザ加工装置では、被加工物の移動ステージが重厚長大化し、レーザ加工装置全体が重厚長大化するという問題を有していた。すなわち、被加工物を移動ステージに載置して被加工物の全面積を走査するためには、長大なストロークを持たせた超精密なX軸、Y軸ステージを正確に組み合わせた移動ステージが必要であった。超精密なX軸、Y軸ステージを組み合わせてもストロークが大きくステージが重いため高精度な移動位置決めができず加工精度を上げることが難しかった。また、これまでのレーザ加工装置に使用されるレーザ発生器は、外形寸法及び重量が大きく除震台上に固定載置されるため、レーザ加工装置全体の重厚長大化が益々問題であった。さらに、これまでのレーザ加工装置に使用されるレーザ発生器は、光学部品の冷却を必要とし、冷却による振動で加工精度が低下するという問題もあった。
上記のように、従来のレーザ加工装置では、被加工物の移動ステージが重厚長大化し、レーザ加工装置全体が重厚長大化するという問題を有していた。また、重厚長大化故に高精度で高速な位置決めができなかった。さらに、レーザ発生器の外形寸法及び重量が大きく、レーザ加工装置全体の重厚長大化が益々問題であった。 As described above, the conventional laser processing apparatus has a problem that the moving stage of the workpiece becomes heavy and the entire laser processing apparatus becomes heavy and long. In addition, because of the increased length and length, high-precision and high-speed positioning could not be performed. In addition, the external dimensions and weight of the laser generator are large, and increasing the overall thickness of the laser processing apparatus has become a problem.
本発明は上記の問題に鑑みてなされたものであり、被加工物の移動ステージが重厚長大化することを防止し、軽量小型化した高精度レーザ加工装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a high-precision laser processing apparatus that prevents a moving stage of a workpiece from becoming heavy and large, and is lightweight and downsized.
本発明のレーザ加工装置は、レーザ発生器から発生されたレーザを被加工物の所定の部位に照射し、該照射部位を移動させて該被加工物を加工するレーザ加工装置において、該レーザ発生器の一部あるいは全部を該被加工物に対して移動できる移動部材に設置したことを特徴とする。 The laser processing apparatus of the present invention irradiates a predetermined part of a workpiece with a laser generated from a laser generator, and moves the irradiation part to process the workpiece. A part or all of the vessel is installed on a moving member that can move relative to the workpiece.
レーザ発生器の一部あるいは全部を被加工物に対して移動できる移動部材に設置したので、移動部材のストロークが被加工物の大きさをカバーすればよく、移動部材の重厚長大化を防止することができ、移動位置決め精度を上げることができる。 Since part or all of the laser generator is installed on a movable member that can move with respect to the workpiece, the stroke of the movable member only needs to cover the size of the workpiece, and the moving member is prevented from becoming heavy and heavy. Therefore, the moving positioning accuracy can be increased.
前記レーザ発生器は、パルス幅が10fs〜20ps、繰り返し周波数が100kHz〜10MHz、のパルスレーザを発生するようにするとよい。 The laser generator may generate a pulse laser having a pulse width of 10 fs to 20 ps and a repetition frequency of 100 kHz to 10 MHz.
パルス幅が20ps以下の短光パルスであるので被加工物を断熱加工して、超微細加工することができる。 Since it is a short light pulse with a pulse width of 20 ps or less, the workpiece can be heat-insulated and ultrafine processed.
前記レーザ発生器は、ファイバレーザ発振器を有するようにするとよい。 The laser generator may include a fiber laser oscillator.
ファイバをループ状にすることで発振器を小さくすることができ、レーザ発生器を軽量小型化できる。レーザ発生器が軽量小型化できると、それだけ移動ステージの剛性を低くでき、レーザ加工装置全体の重厚長大化を防止することができる。また、発振器から出力されるレーザを空中伝搬させることなくファイバ中を伝搬させて、被加工物に安定してレーザを照射することができる。さらに、移動ステージが軽量のレーザ発生器を移動することで移動速度及び移動精度を上げることができる。 By making the fiber into a loop shape, the oscillator can be made smaller, and the laser generator can be reduced in weight and size. If the laser generator can be reduced in weight and size, the rigidity of the moving stage can be lowered accordingly, and the overall thickness of the laser processing apparatus can be prevented from being increased. Further, the laser output from the oscillator can be propagated in the fiber without being propagated in the air, and the workpiece can be irradiated with the laser stably. Further, the moving speed and accuracy of movement can be increased by moving the lightweight laser generator by the moving stage.
前記レーザ発生器は、さらに前記ファイバレーザ発振器から出力されるレーザを増幅するファイバ増幅器を有するようにするとよい。 The laser generator may further include a fiber amplifier that amplifies the laser output from the fiber laser oscillator.
レーザ発生器の軽量小型化を図りながらパルスエネルギを増大化させることができる。また、ファイバレーザ発振器との接続性に優れ、発振器から出力されるレーザを空中伝搬させることなくファイバ中を伝搬させて、被加工物に安定してレーザを照射することができる。さらに、レーザ発生器を強制冷却する必要がなくなり、その分軽量小型化ができ、且つ移動ステージに設置しても振動がなく、超精密加工ができる。 The pulse energy can be increased while reducing the weight and size of the laser generator. Further, it has excellent connectivity with a fiber laser oscillator, and the laser output from the oscillator can be propagated through the fiber without being propagated in the air, so that the workpiece can be irradiated with the laser stably. In addition, it is not necessary to forcibly cool the laser generator, and the size and weight can be reduced accordingly, and even if it is installed on a moving stage, there is no vibration and ultra-precision machining can be performed.
前記ファイバレーザ発振器は、少なくともエルビウム又はイットリビウムがドープされているファイバをレーザ媒質として有するようにするとよい。 The fiber laser oscillator may include a fiber doped with at least erbium or yttrium as a laser medium.
発振波長がエルビウムドープの場合1.5μm、イットリビウムドープの場合1.0μmであり、被加工物が例えばガラスのような透明な材料の場合、集光照射点のみを加工することができる。 The oscillation wavelength is 1.5 μm when erbium is doped, and 1.0 μm when yttrium is doped. When the workpiece is a transparent material such as glass, only the focused irradiation point can be processed.
前記ファイバ増幅器は、少なくともエルビウム又はイットリビウムがドープされているファイバをレーザ媒質として有するようにするとよい。 The fiber amplifier may include a fiber doped with at least erbium or yttrium as a laser medium.
エルビウム又はイットリビウムがドープされているファイバをレーザ媒質として有するファイバレーザ発振器からのパルスエネルギを増大させることができる。 Pulse energy from a fiber laser oscillator having a fiber doped with erbium or yttrium as the laser medium can be increased.
前記移動部材は、X軸方向、Y軸方向及びZ軸方向の内少なくとも2軸方向に移動する移動ステージであるようにするとよい。 The moving member may be a moving stage that moves in at least two of the X-axis direction, the Y-axis direction, and the Z-axis direction.
移動ステージのX軸方向及び或いはY軸方向のストロークが被加工物の大きさをカバーすればよく、移動ステージの重厚長大化を防止して大きな被加工物を加工することができる。 The stroke in the X-axis direction and / or the Y-axis direction of the moving stage only needs to cover the size of the workpiece, and a large workpiece can be machined while preventing the moving stage from becoming heavy and long.
前記レーザ発生器は、前記ファイバレーザ発振器を含む発振モジュールと前記ファイバ増幅器を含む増幅モジュールとがファイバで連結されており、前記増幅モジュールが前記移動ステージに設置されているようにするとよい。 The laser generator may be configured such that an oscillation module including the fiber laser oscillator and an amplification module including the fiber amplifier are connected by a fiber, and the amplification module is installed on the moving stage.
増幅モジュールのみを移動ステージに設置することで、移動ステージの剛性をより一層低くでき、レーザ加工装置をより一層小型軽量化することができる。また、移動ステージが軽量の増幅モジュールを移動することで移動速度及び移動精度を上げることができる。さらに、発振モジュールからのレーザを増幅モジュールで増幅して被加工物に照射するので、前記ファイバは増幅前のレーザを伝搬できれば良く、光損傷の問題がなくコア径の小さなファイバ或いはシングルモードファイバを使用することができる。コア径の小さいファイバは曲げ半径が小さくても伝搬損失が少なく、且つ柔軟性に富むため増幅モジュールを細かく複雑に移動させることができる。 By installing only the amplification module on the moving stage, the rigidity of the moving stage can be further reduced, and the laser processing apparatus can be further reduced in size and weight. In addition, the moving speed and the moving accuracy can be increased by moving the lightweight amplification module by the moving stage. Further, since the laser from the oscillation module is amplified by the amplification module and irradiated to the workpiece, the fiber only needs to be able to propagate the laser before amplification, and there is no problem of optical damage, and a fiber having a small core diameter or a single mode fiber is used. Can be used. A fiber having a small core diameter has a small propagation loss even when the bending radius is small, and is flexible, so that the amplification module can be moved in a fine and complicated manner.
前記ファイバは、フォトニッククリスタルファイバであることが好ましい。 The fiber is preferably a photonic crystal fiber.
曲げ半径が小さくても中を伝搬するレーザパルスの波形が崩れないので、増幅モジュールのみを移動ステージに設置して移動させても、増幅モジュールからパルス幅が10fs〜20ps、繰り返し周波数が100kHz〜10MHz、のパルスレーザを出射することができる。 Even if the bending radius is small, the waveform of the laser pulse propagating inside does not collapse, so even if only the amplification module is placed on the moving stage and moved, the pulse width from the amplification module is 10 fs to 20 ps, and the repetition frequency is 100 kHz to 10 MHz. The pulse laser can be emitted.
レーザ発生器の一部あるいは全部を該被加工物に対して移動できる移動ステージに設置したので、移動ステージのストロークが被加工物の大きさをカバーすればよく、移動ステージの重厚長大化を防止することができる。 Since part or all of the laser generator is installed on a movable stage that can move relative to the workpiece, the stroke of the movable stage only needs to cover the size of the workpiece, preventing the moving stage from becoming too heavy can do.
レーザ発生器をファイバレーザ発振器を含む発振モジュールとファイバ増幅器を含む増幅モジュールとがファイバで連結されているようにすることで、増幅モジュールのみを移動ステージに設置して移動ステージの剛性をより一層低くでき、レーザ加工装置をより一層小型軽量化することができる。 By making the laser generator an oscillation module including a fiber laser oscillator and an amplification module including a fiber amplifier connected by a fiber, only the amplification module is installed on the movement stage, thereby further reducing the rigidity of the movement stage. Thus, the laser processing apparatus can be further reduced in size and weight.
移動ステージのストロークを短くして軽量化すると共に移動ステージに設置されるレーザ発生器或いはその一部を軽量化することで移動速度及び移動精度を上げることができる。 It is possible to increase the moving speed and the moving accuracy by reducing the weight of the moving stage by shortening the stroke of the moving stage and by reducing the weight of the laser generator installed on the moving stage or a part thereof.
本発明を実施するための最良の形態を図面を参照して説明する。図1は本発明のレーザ加工装置の概略構成図であり、図2は図1の矢視図である。図3は、レーザ発生器1の概略構成図である。 The best mode for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a laser processing apparatus according to the present invention, and FIG. 2 is a view taken in the direction of the arrow in FIG. FIG. 3 is a schematic configuration diagram of the laser generator 1.
レーザ加工装置は大きくレーザ発生器1と加工台2とを備えており、レーザ発生器1は、後で詳述するように、ファイバレーザ発振器11を含む発振モジュール10とファイバ増幅器21を含む増幅モジュール20がファイバ30で連結されている。
The laser processing apparatus largely includes a laser generator 1 and a processing table 2. The laser generator 1 includes an
加工台2の下部は、4個の脚部90の上に例えば御影石製の定盤70が例えば空気バネ80を介して載置された構造である。脚部90と定盤70の間に空気バネ80が介在されているので、床からの振動が定盤80に伝わらず精密な加工ができる。定盤70は、左右が一段高くなったX軸(図1の紙面と直交する)方向に延びる台座71を有しており、該台座71の上には門型のX軸方向移動ステージ50が前記台座71に固定された側面ガイド72の摺動面と前記台座71の摺動面及びエアスライダ53を介して滑動可能に取り付けられている。滑動はコイル54と永久磁石55とからなるリニアモータで行われる。X軸方向移動ステージ50の上にはY軸方向移動ステージ40がX軸方向移動ステージ50に固定された固定ガイド43と移動ガイド41を介して滑動可能に取り付けられている。滑動はコイル44と永久磁石45とからなるリニアモータで行われる。Y軸方向移動ステージ40の側面(図2参照)には、Z軸方向移動ステージ60の固定ガイド61の上端が取り付けられ、固定ガイド61の上には移動ガイド62が滑動可能に取り付けられている。
The lower part of the processing table 2 has a structure in which, for example, a
加工台2の定盤70には被加工物固定台73を介して被加工物3が載置されている。
The
レーザ発生器1の発振モジュール10は例えば加工台2の横の床に載置され、増幅モジュール20が加工台2のZ軸方向移動ステージ60に、レーザが下向き(−Z方向)に出射するように取り付けられている。したがって、増幅モジュール20から下向き出射されるレーザは、被加工物3の上をX軸、Y軸及びZ軸方向に走査される。しかも、その走査は特にX軸方向とY軸方向において、X軸方向移動ステージ50とY軸方向移動ステージ40の移動がリニアガイド及び或いはエアスライダを介してリニアモータで行われるので移動ストロークがメータオーダになっても移動が高速且つ高精度に行われる。さらに、被加工物3が固定されているので、X軸方向移動ステージ50とY軸方向移動ステージ40の移動ストロークが被加工物3の大きさ程度でよく、また、取り付けられるのが小型軽量な増幅モジュール20であるので、移動を高速且つ高精度に行うことができると共に、X軸方向移動ステージ50とY軸方向移動ステージ40を含めた加工台2の重厚長大化を防止することができる。
The
レーザ発生器1は、図3に示すように発振モジュール10とファイバ30と増幅モジュール20を有している。発振モジュール10は、ファイバレーザ発振器11と、ファイバレーザ発振器11から発生された短光パルスを受光して伸張された短光パルスを出力するファイバー伸張器12と、伸張された短光パルスを受光してパルスを間引くパルス間引き器13と、伸張されて間引かれた短光パルスを受光して増幅された短光パルスを出力するファイバー前置増幅器14と、が発振モジュール筐体15に収納されてなる。増幅モジュール20は、前置増幅器14で増幅された短光パルスを受光してさらに増幅するファイバ主増幅器21と、ファイバ主増幅器21で増幅された短光パルスをコリメートするレンズ22と、偏光を制御する1/4波長板23と、アイソレータ24と、増幅された短光パルスを受光して圧縮された短光パルスを出力する圧縮器25と、シャッタ26と、被加工物3にレーザを集光照射する集光レンズ27と、が増幅モジュール筐体28に収納されてなる。ファイバレーザ発振器11、ファイバー伸張器12、ファイバー前置増幅器14、及びファイバ主増幅器21に用いられるファイバとファイバ30はシングルモードファイバが好ましい。増幅モジュールからビーム品質の良いシングルモードのレーザを出射し、微細加工をすることができる。さらに、ファイバレーザ発振器11、ファイバー伸張器12、ファイバー前置増幅器14、及びファイバ主増幅器21に用いられるファイバとファイバ30は偏光保持ファイバが好ましい。ファイバレーザ発振器11、ファイバー伸張器12、ファイバー前置増幅器14、ファイバ主増幅器21及びファイバ30を固定したり、ループ形状に保持してレーザの安定化を図る必要がなくなる。
The laser generator 1 has an
ファイバレーザ発振器11としては、例えば、Erドープファイバを利得媒質とするパルス幅が1〜50psで、平均出力パワーが0.1〜50mW、発振波長が1.55μm、繰り返し周波数が1〜100MHzの短光パルスを発生する受動型モードロックファイバーレーザを用いることができる。ファイバレーザ発振器11は、短光パルスを出力するファイバーピッグテールを有することが望ましい。発生する短光パルスを空中伝搬させることなく、ファイバー伸張器12に入射させることができる。
For example, the
ファイバー伸張器12としては、分散補償ファイバーやチャープファイバーブラッググレーティングを用いることができる。分散補償ファイバーは波長分散によりパルス幅を伸張するものである。波長分散は材料分散に導波路分散を加えたもので、材料とカットオフ波長及びコアとクラッドの比屈折率差を適当に選ぶことで容易に制御できる。パルス伸張率は、波長分散と長さ(光路長)で決まり、長さ100mの分散補償ファイバーで100〜1000倍に伸張することは容易である。チャープファイバーブラッググレーティングは、たとえば、Ge添加ファイバーに長さ10cmのチャープ位相マスクを使ってフォトリソ技術で形成することができる。長さ10cmのチャープファイバーブラッググレーティングで10、000倍に伸張することができる。
As the
パルス間引き器13としては、光強度変調器を用いることができる。光強度変調器には電気光学光変調器、音響光学光変調器、磁気光学光変調器、応力光学光変調器等があるが、特に限定されない。パルス間引き器13でファイバレーザ発振器11からの繰り返し周波数1〜100MHzの短光パルスが間引かれて、5〜500KHzの繰り返し周波数に変換される。パルスが間引かれると当然間引かれた分平均パワーが低下する。たとえば、平均パワー1mW、繰り返し周波数1MHzの短光パルスが繰り返し周波数5KHzに間引かれると、平均パワーは5μWに低下する。なお、パルス間引き器13を用いるのは、ファイバ増幅器14、21がパルス間隔のあいた短光パルスを受光して増幅するので、1パルス当たりの増幅率が上がり、高ピークパワーの短光パルスを出力することができるからである。
As the
前置増幅器14は、たとえば、前記5μWに低下した平均パワーを1mWレベルまで増幅するためのもので、シングルモードファイバーのコアにErをドープしたもので達成できる。ポンピングは、たとえば、波長分割多重ファイバカップラー143を介してレーザダイオード142からの波長1.48μmのレーザ光をコアに導波させることで行われる。
The
主増幅器21としては、コア径が10〜50μmのマルチモード二重クラッドファイバ211が好ましい。増幅器の後段での1パルス当たりのピークパワーが1kW以上になっても非線形現象が起きないようにすることができる。コアにはErまたは、ErとYb共ドープされている。ポンピングはクラッドにV溝を形成し、そこから行う所謂サイドポンピングか、あるいはスターカップラーを用いて行うクラッドポンピングが好ましい。ポンピングパワーを沢山投入することができる。ポンプ光源212としては、発振波長が915nm、945nm、または975nm帯のマルチモードレーザダイオードを用いることができる。なお、211をマルチモード二重クラッドファイバに代えてシングルモード二重クラッドファイバにすれば、非線形現象のため増幅率を高くできないが、ビーム品質の良いシングルモードレーザを発生することができる。
The
圧縮器25は、ファイバー増幅器21で増幅されたピークパワーの高い短光パルスでも非線形現象が発現しないバルク回折素子251、252で構成される。バルク回折素子としては、回折格子、プリズム、あるいはホログラフィックグレーティングなどを用いることができる。
The
本実施例では、図3のファイバレーザ発振器11にErドープファイバを利得媒質とする、パルス幅が100〜1000fsで、平均出力パワーが10mW、発振波長が1.56μm、繰り返し周波数が40〜50MHzの繰り返し短光パルスを発生する受動型モードロックファイバーレーザを用いた。
In this embodiment, the
ファイバー伸張器12は、波長分散が200ps/nm/km、長さが100mの偏光保持ファイバーである。
The
パルス間引き器13は、導波路型電気光学光変調器で、マッハツェンダ干渉計を構成したZカットLiNbO3結晶とパルスジェネレータを有している。パルスジェネレータはパルス幅10〜20ns、繰り返し周波数100kHz〜10MHzの電圧をLiNbO3結晶に印加する機能・性能を有している。
The pulse thinning-
前置増幅器14は、コアにErをドープした長さが2.6mのシングルモードの偏光保持ファイバー141と、ポンプ光源としてのレーザダイオード142、及び、波長分割多重偏光保持ファイバカップラー143を有している。レーザダイオード142は、ファイバーピッグテール付きで、波長1.48μm、出力400mWのシングルモードレーザビームを発生する。
The
主増幅器21は、コア径が16μmで、ErとYbを共ドープした長さ2.4mのマルチモードの偏光保持二重クラッドファイバー211と、レーザダイオード212を有している。レーザダイオード212は波長975nm、出力4Wのマルチモードレーザビームを発生する。レーザダイオード212から発生されたレーザビームはレンズ213でコリメートされ、二重クラッドファイバー211の第1クラッドに結合される。
The
圧縮器25は、回折格子251、252の対で構成されている。
The
レンズ22は、主増幅器32の出射端から出射される短光パルスをコリメートするためのものである。
The
集光レンズ27には倍率50倍の顕微鏡対物レンズを用いた。
As the
発振モジュール10の寸法は318mm×261mm×108mmで、重量は2300gである。増幅モジュール20の寸法は250mm×470mm×100mmで、重量は1400gである。
The dimensions of the
本実施例の非加工物3は大きさが1870mm×2200mmで厚さが1.1mmの大型液晶TV用ガラスであるため、Y軸方向移動ステージ40のストロークは1900mmに、X軸方向移動ステージ50のストロークは2400mmに、それぞれ設定した。
Since the
レーザ加工装置全体の寸法は2600mm×3700mm×1500mmで、重量は2300Kgであった。被加工物を移動させる従来のレーザ加工装置では、少なくとも3000〜4000mm×4000〜6000mm×1500mmとなることが予想され、本実施例のレーザ加工装置は小型であることがわかる。 The overall dimensions of the laser processing apparatus were 2600 mm × 3700 mm × 1500 mm, and the weight was 2300 kg. In the conventional laser processing apparatus for moving the workpiece, it is expected that the size is at least 3000 to 4000 mm × 4000 to 6000 mm × 1500 mm, and it can be seen that the laser processing apparatus of this example is small.
Y軸方向移動ステージ40及びX軸方向移動ステージ50の移動速度は300mm/s、位置決め精度は5μmであった。特に、Y軸方向移動ステージ40のストロークが1900mm、X軸方向移動ステージ50のストロークが2400mmと大きくても位置決め精度を5μmにできたのは、移動ステージに取り付ける増幅モジュール20の重量が1400gと軽量であったことによるものである。
The moving speed of the Y-axis
本実施例装置のレーザ発生器1の動作結果を以下に記す。100〜1000fsのパルス幅がファイバー伸張器12で70〜250psに伸張された。40〜50MHzの繰り返し周波数がパルス間引き器13で100kHz〜10MHzに変換された。ファイバーレーザ発振器11から発生された平均パワー10mWの短光パルスがパルス間引き器13で間引かれて10〜20μWに低下するが、前置増幅器14で20mWに増幅された。前置増幅器14で増幅されて20mWになった短光パルスは主増幅器21で2Wまで増幅された。主増幅器21の出射端から出射されるパルス幅70〜250ps、平均パワー2Wの短光パルスは圧縮器23で圧縮され、パルス幅10fs〜20ps、平均パワー1Wの短光パルスを出射した。すなわち、加工台2のZ軸方向移動ステージ60に取り付けられた増幅モジュール20から被加工物3にパルス幅10fs〜20ps、平均パワー1W、繰り返し周波数100kHz〜10MHzの短光パルスが集光照射される。
The operation results of the laser generator 1 of the apparatus of this embodiment will be described below. A pulse width of 100 to 1000 fs was stretched by the
以上本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれに限られるものではない。例えば、移動部材としてステージの代わりに、3次元に移動可能なアームを用いることもできる。 Although the embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to this. For example, an arm that can be moved in three dimensions can be used instead of a stage as the moving member.
1・・・・・・・・・レーザ発生器
3・・・・・・・・・被加工物
10・・・・・・・・発振モジュール
11・・・・・・・・ファイバレーザ発振器
14・・・・・・・・ファイバ前置増幅器
20・・・・・・・・増幅モジュール
21・・・・・・・・ファイバ主増幅器
30・・・・・・・・ファイバ
40、50、60・・移動部材
40・・・・・・・・Y軸方向移動ステージ
50・・・・・・・・X軸方向移動ステージ
60・・・・・・・・Z軸方向移動ステージ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ......
Claims (9)
該レーザ発生器の一部あるいは全部を該被加工物に対して移動できる移動部材に設置したことを特徴とするレーザ加工装置。 In a laser processing apparatus that irradiates a predetermined part of a workpiece with a laser generated from a laser generator and moves the irradiation part to process the workpiece,
A laser processing apparatus, wherein a part or all of the laser generator is installed on a movable member that can move relative to the workpiece.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004188337A JP2006007279A (en) | 2004-06-25 | 2004-06-25 | Laser machining apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004188337A JP2006007279A (en) | 2004-06-25 | 2004-06-25 | Laser machining apparatus |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2006007279A true JP2006007279A (en) | 2006-01-12 |
Family
ID=35775081
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2004188337A Withdrawn JP2006007279A (en) | 2004-06-25 | 2004-06-25 | Laser machining apparatus |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2006007279A (en) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011031283A (en) * | 2009-08-03 | 2011-02-17 | Amada Co Ltd | Compact thermal lens compensation machining head |
JP2012096268A (en) * | 2010-11-02 | 2012-05-24 | Disco Corp | Laser processing apparatus |
JP2014519982A (en) * | 2011-04-06 | 2014-08-21 | マウザー‐ヴェルケ オベルンドルフ マシーネンバウ ゲーエムベーハー | Method, workpiece and laser apparatus for breaking and dividing a workpiece |
US8995477B2 (en) | 2011-03-02 | 2015-03-31 | Nidek Co., Ltd. | Ultrashort pulse laser processing apparatus |
WO2023007832A1 (en) * | 2021-07-29 | 2023-02-02 | 浜松ホトニクス株式会社 | Fiber laser device and fiber module for fiber laser device |
-
2004
- 2004-06-25 JP JP2004188337A patent/JP2006007279A/en not_active Withdrawn
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011031283A (en) * | 2009-08-03 | 2011-02-17 | Amada Co Ltd | Compact thermal lens compensation machining head |
JP2012096268A (en) * | 2010-11-02 | 2012-05-24 | Disco Corp | Laser processing apparatus |
CN102554475A (en) * | 2010-11-02 | 2012-07-11 | 株式会社迪思科 | Laser processing device |
TWI594830B (en) * | 2010-11-02 | 2017-08-11 | Disco Corp | Laser processing equipment (a) |
US8995477B2 (en) | 2011-03-02 | 2015-03-31 | Nidek Co., Ltd. | Ultrashort pulse laser processing apparatus |
JP2014519982A (en) * | 2011-04-06 | 2014-08-21 | マウザー‐ヴェルケ オベルンドルフ マシーネンバウ ゲーエムベーハー | Method, workpiece and laser apparatus for breaking and dividing a workpiece |
WO2023007832A1 (en) * | 2021-07-29 | 2023-02-02 | 浜松ホトニクス株式会社 | Fiber laser device and fiber module for fiber laser device |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR102287019B1 (en) | High power ultrashort pulsed fiber laser | |
US20110235166A1 (en) | Apparatus and Method of Generating Nearly Non-Diffracting Beams from Multimode Optical Fibers | |
JP2001521203A (en) | Optical grating manufacturing apparatus and manufacturing method | |
Smrž et al. | Picosecond thin-disk laser platform PERLA for multi-beam micromachining | |
JPWO2008072536A1 (en) | Solid-state laser device and wavelength conversion laser device | |
Li et al. | Femtosecond laser fabrication of large-core fiber Bragg gratings for high-power fiber oscillators | |
Carrion-Higueras et al. | All-fiber laser with intracavity acousto-optic dynamic mode converter for efficient generation of radially polarized cylindrical vector beams | |
CA3173623A1 (en) | Volume bragg grating in a cylindrical bulk medium | |
Talbot et al. | Inner-cladding pump reflector based on chirped volume Bragg gratings | |
WO2005055377A1 (en) | Optical fibre amplifier | |
US20100195193A1 (en) | Optical pulse source device | |
JP2006007279A (en) | Laser machining apparatus | |
CN101329490A (en) | High Power Frequency Converter of Small-Core Bundled Highly Nonlinear Photonic Crystal Fibers | |
US20180120506A1 (en) | Laser treatment device and workstation comprising such a device | |
Brochu et al. | High performance FBG-based components for kilowatt fiber lasers power scaling | |
JP2012204372A (en) | Short pulse light source and laser scanning microscope system | |
US20210048580A1 (en) | Method for manufacturing optical device, optical device, and manufacturing device for optical device | |
JP7337726B2 (en) | Pulsed laser light generation and transmission device and laser processing device | |
Gu et al. | Nonlinear pulse compression of an all-normal-dispersion Yb-fiber laser by a single-mode fiber amplifier | |
JP2014036152A (en) | Fiber laser, laser device including fiber laser, exposure device and inspection device | |
Alves et al. | Automation methodology for the development of LPFG using CO2 laser radiation | |
JP2012054349A (en) | Fiber laser oscillation device | |
Mueller et al. | 3.5 kW coherently combined ultrafast fiber laser | |
US9450374B2 (en) | Pump laser architecture and remotely pumped raman fiber amplifier laser guide star system for telescopes | |
Bobkov et al. | The first experimental observation of long-term mode degradation in high peak power Yb-doped amplifiers |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20070518 |
|
A761 | Written withdrawal of application |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A761 Effective date: 20090617 |