激光照射裝置制造方法及圖紙

一種激光照射裝置，其特征是在會聚激光（５１ａ）照射至工件（５２）的光路上具有測定該激光（５１ａ）的能量強度分布的測定構(gòu)件（６４），以及若透過該測定構(gòu)件（６４）的上述激光（５１ａ）符合預定能量分布，則令其透過，若不符合預定能量強度分布，則遮斷光路的遮斷構(gòu)件。從而在用激光加工時能避免不符合預定能量強度分布的激光造成加工失敗。（*該技術在2014年保護過期，可自由使用*）

【技術實現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術涉及用于對較大面積進行加工的有效激光照射裝置，具體些說，通過工件與(將會聚的激光疊加截面積小的光束同時向該工件進行照射的)光學系統(tǒng)的相對移動，以上述激光束對工件的預定部分進行掃描加工的激光照射裝置。近年來多射束式的激光照射裝置的研究開發(fā)很活躍，例如使激元激光形成截面積小的多射束，讓它們疊加一起進行掃描，照射于工件;又例如用于改變結(jié)晶材料制成的工件的結(jié)晶狀態(tài)的裝置。以下參見圖5說明用以往的多射束方式的激光照射裝置。如圖5所示，激光源1以幾百赫茲的一定頻率且一定的輸出發(fā)出連續(xù)的激光1a(例如激元激光)。設置在靠第1驅(qū)動構(gòu)件7使之能以一定速度沿X方向移動的第1載物臺6上的第1光學構(gòu)件11，使該激光1a沿X方向移位，能在工件2上作X方向掃描;而設置在靠第2驅(qū)動構(gòu)件10使之能以一定速度沿Y方向移動的第2載物臺9上的第2光學構(gòu)件12，使該激光1a沿Y方向移位，能在工件2上作Y方向掃描。因此，即使是具有大面積的工件2，也能對其預定部分照射激光1a，進行加工。由于此時激光1a，受第1光學構(gòu)件11影響，光路向Y2方向彎曲，受第2光學構(gòu)件12影響，光路向Z2方向彎曲，因此，對著工件2上方，并在彎向Z2方向?qū)χぜ?上方的光路上設置光束形成構(gòu)件13。光束形成構(gòu)件13，由把激光源1發(fā)出的激光1a分割成截面積小的光束的光學構(gòu)件和將這些光束疊加同時以預定尺寸及形狀聚光于工件2上面的光學構(gòu)件組合而成，有利于對具有上述大面積的工件2的表面進行照射加工。為了使激光源1發(fā)出的激光1a的形狀，在照射口處為例如幾cm見方、聚光在工件2上為例如縱1cm×寬1cm的小截面形，光束形成構(gòu)件13用例如圓柱形透鏡改變激光的縱橫兩方向即XY2方向的大小，且設定為預定形狀與大小。然而，照射至工件2的激光1a即使做成預定的形狀與大小，但能量密度存在不一致且加工狀態(tài)不穩(wěn)定。尤其是工件2為結(jié)晶材料，想使其變?yōu)轭A定的結(jié)晶狀態(tài)時，也存在因上述能量密度不一致而導致結(jié)晶狀態(tài)變動的問題。以往對此的措施是在上述Z方向光路的光束形成構(gòu)件13之后的后級上設置測定透過光束形成構(gòu)件13的激光1a的例如平均能量或能量密度的測定構(gòu)件14、以及在該測定構(gòu)件的測定值與預定值不同時遮斷激光1a的遮斷構(gòu)件15。這樣，就能只將具有預定能量密度的激光1a照射至工件2的表面，解決上述問題。但是，激光1a的能量強度分布，即使例如激光1a的平均能量或者最大能量相同，也時常會變化。上述以往結(jié)構(gòu)中就是用這種激光照射工件進行加工，于是就會因能量強度分布不穩(wěn)定而發(fā)生加工不一致。本專利技術的目的是要解決上述以往存在的問題點，提供一種在激光能量強度分布變化時，能不用該激光進行加工，只用能量強度分布均勻的激光進行照射加工的激光照射裝置。為實現(xiàn)上述目的，本專利技術激光照射裝置是在通過工件與將會聚的激光疊加截面積小的光束同時向該工件進行照射的光學系統(tǒng)的相對移動，以上述激光對工件預定部分進行掃描加工的激光照射裝置上，增加具有以下構(gòu)件的特征在上述會聚激光的照射光路上測定該激光能量強度分布的測定構(gòu)件;若透過該測定構(gòu)件的上述激光符合預定能量分布，則令其透過、若不符合預定的能量強度分布，則遮斷光路的遮斷構(gòu)件。若利用本專利技術激光照射裝置的上述結(jié)構(gòu)，則能夠一邊用會聚的激光疊加截面積小的光束、一邊對工件照射掃描，對工件的預定部分進行加工，能夠在激光能量強度分布不符合預定的能量強度分布時，用遮斷構(gòu)件遮斷激光，阻止激光加工，僅在符合預定的能量強度分布時，讓激光透過，對工件進行照射加工。附圖說明圖1是表示本專利技術第1實施例激光照射裝置的斜視圖;圖2是表示用圖1裝置的激光的標準能量強度分布的特性圖;圖3是表示本專利技術第2實施例激光照射裝置的斜視圖;圖4是表示本專利技術第3實施例激光照射裝置的斜視圖;圖5是表示以往的激光照射裝置的斜視圖。圖中有關標號含義如下。51、101、151激光源，51a、101a、151a激光，52、102、152工件，53、103、153固定座，54、104、154臺架，55、105、155第1導軌，56、106、156第1載物臺，57、107、157第1驅(qū)動構(gòu)件，58、108、158第2導軌，59、109、159第2載物臺，60、110、160第2驅(qū)動構(gòu)件，61、111、161第1光學構(gòu)件，62、112第2光學構(gòu)件，63、113、153光束形成構(gòu)件，64、114、164測定構(gòu)件，65、115、165遮斷構(gòu)件。以下參見圖1、圖2說明本專利技術第1實施例激光照射裝置。本實施例裝置是采用光學系統(tǒng)移動型的掃描方式，如圖1所示，發(fā)生激光51a的激光源51設置在預定位置上，對固定于固定座53上的工件52的表面進行照射掃描加工。為了掃描，在固定座53上設置臺架54，并設置用裝在該臺架54上的X1、X2方向的第1導軌55支撐并能沿X1、X2方向往返移動的第1截物臺56、用裝在第1載物臺56上的Y1、Y2方向的第2導軌支撐、且能沿Y1、Y2方向往返移動的第2載物臺59，在第1載物臺56上安裝使來自激光源51的激光51a朝Y2方向彎曲的第1光學構(gòu)件61，在第2載物臺59上安裝使來自第1光學構(gòu)件61的激光51a朝Z2方向彎曲的第2光學構(gòu)件62。這樣，來自激光源51的激光51a能對著工件2的表面進行照射。此時，第1光學構(gòu)件61隨同第1載物臺56，被第1驅(qū)動構(gòu)件57驅(qū)動在X1、X2方向上移動，使朝上述Y2方向彎曲的激光51a沿X1、X2方向移位，用激光51a在工件52的表面沿X1、X2方向掃描。第2光學構(gòu)件62隨同第2載物臺59，被第2驅(qū)動構(gòu)件60驅(qū)動在Y1、Y2方向上移動，使朝上述Z2方向彎曲的激光51a沿Y1、Y2方向移位，用激光51a在工件52的表面沿Y1、Y2方向掃描。用該激光51a的XY雙向掃描能對工件52表面的任何部分照射激光51a進行加工，例如對工件52表面的預定部分照射激光，進行使結(jié)晶狀態(tài)變化的加工。例如此加工中使用激元激光，由激光源51以幾百赫茲的頻率連續(xù)發(fā)射激光51a，將其分離成截面積小的光束后，使其一邊疊加在預定截面形狀及大小上，一邊對工件52的表面照射掃描。至于激光51a的截面形狀與大小，要做成在照射口為例如幾cm見方，而在工件52表面聚光成1cm見方的形狀尺寸。為此本實施例，在使激光51a彎向Z2方向后的光路上設置光束形成構(gòu)件63。該光束形成構(gòu)件63為使激光51分離成截面積小的光束，采用兩個在一個方向上分離激光51a的光學構(gòu)件，使它們互相成圍繞光軸旋轉(zhuǎn)90度角的位置關系。另外，為使激光51a聚光于預定截面形狀及尺寸范圍中，例如配置使激光51a朝1個方向聚光的兩個圓柱形透鏡，使它們互相成圍繞光軸旋轉(zhuǎn)90度角的位置關系。當然，用于照射這些激光51a的照射光學系統(tǒng)、激光51a的成形方式以及掃描方式能作種種變更。這樣，照射至工件52表面的激光51a，通常如圖2所示具有大致均勻的能量強度分布，從而能大致均勻地進行工件52表面預定部分的加工。然而，這樣的能量強度分布并不是經(jīng)常穩(wěn)定。有時分布狀態(tài)潰散不均勻，造成加工不均勻。與不均勻加工的結(jié)晶狀態(tài)變化程度相對應，產(chǎn)生不一致，盡管為彌補部分加工不足而再度加工，但仍不能消除初期加工不一致帶來的影響。當然，可以通過照射能量強度高的激光51a來修復有初期加工不一致的加工狀態(tài)。但是此情本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術保護點】
一種激光照射裝置，通過工件與將會聚的激光疊加截面積小的光束同時向該工件進行照射的光學系統(tǒng)的相對移動，以上述激光對工件預定部分進行掃描加工，其特征是具有以下構(gòu)件，在上述會聚激光的照射光路上測定該激光能量強度分布的測定構(gòu)件；若透過該測定構(gòu)件的上述激光符合預定能量分布，則令其透過，若不符合預定的能量強度分布，則遮斷光路的遮斷構(gòu)件。

【技術特征摘要】
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【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：近藤昌樹，古田守，
申請(專利權(quán))人：松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社，
類型：發(fā)明
國別省市：JP[日本]