偏振光相位差板以及激光加工机制造技术

本发明专利技术提供一种制作容易且远红外光的透过光量损失少的透过型的偏振光相位差板以及使用了该偏振光相位差板的激光加工机。偏振光相位差板（100），在基板（102）的至少一方的主面上，由与基板（102）相同的材料形成排列了多个凸部（103）的具有一定的周期P的衍射光栅，利用衍射光栅的构造性双折射。衍射光栅的周期P在入射光的波长为λ、基板材料的折射率为n时，满足P＜λ/n。凸部（103）的截面形状从其底部到顶部形成为锥形状（106）。作为基板材料使用ZnS。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术提供一种制作容易且远红外光的透过光量损失少的透过型的偏振光相位差板以及使用了该偏振光相位差板的激光加工机。偏振光相位差板（100），在基板（102）的至少一方的主面上，由与基板（102）相同的材料形成排列了多个凸部（103）的具有一定的周期P的衍射光栅，利用衍射光栅的构造性双折射。衍射光栅的周期P在入射光的波长为λ、基板材料的折射率为n时，满足P＜λ/n。凸部（103）的截面形状从其底部到顶部形成为锥形状（106）。作为基板材料使用ZnS。【专利说明】偏振光相位差板以及激光加工机
本专利技术涉及利用了由微小的周期构造产生的结构双折射的远红外光用的偏振光相位差板。另外，本专利技术涉及使用了该偏振光相位差板的激光(laser)加工机。
技术介绍
作为对印制电路(print)基板等被加工物进行开孔加工等加工的以往的激光加工机，公知具有以下结构的激光加工机。将I束激光用第I偏振光分光器(beam splitter)分支为2束激光，一束激光经过反射镜(miiTor)，而另一束激光通过第I检流计式扫描器(galvanometer scanner)在YZ这2个轴向上扫描,将2束激光导向第2偏振光分光器,然后用第2检流计式扫描器在XY这2个轴向上扫描，对XY工作台(stage)上的被加工物进行加工。在此，构成如下光路:透过了第I偏振光分光器的激光被第2偏振光分光器反射，另一方面，被第I偏振光分光器反射了的激光透过第2偏振光分光器。该激光加工机通过使2束激光分别进行扫描，能够同时对2个部位进行加工(例如参照专利文献I)。另外，这样的激光加工机的光源使用二氧化碳气体(gas)激光的情况是主流。但是，在上述以往的激光加工机中，照射于被加工物的2束激光为彼此的偏振光方向以90°不同的直线偏振光，所以根据被加工物的材质的不同，存在由激光的直线偏振光成分导致加工孔成为椭圆的课题。另外，存在根据由哪束激光加工，而使得椭圆加工孔的长轴方向不同的课题。像这样加工孔变为椭圆的现象在被加工物为铜箔的情况下显著。为了应对这样的课题，考虑了在第2偏振光分光器与检流计(galvanometer)之间的光路插入市场上销售的反射型的相位差板来进行圆偏振光化，但是，第I检流计式扫描器从F0透镜(Iens)偏离折回光路的量，所以用第I检流计式扫描器能够扫描的范围变小。另外，透镜像差变大、加工品质恶化。因此，希望通过设置透过型的偏振光相位差板，来将直线偏振光的激光圆偏振光化或椭圆偏振光化。作为偏振光相位差板，已知利用由微小的周期构造产生的结构双折射的偏振光相位差板(例如，专利文献2~4等)。尤其是，在专利文献2、3中，将凸部设为锥(taper)形,抑制菲涅耳(Fresnel)反射。在专利文献4中，作为基板材料使用能够使远红外光透过的硒化锌(ZnSe)，在表面使用YF3,由此降低菲涅耳反射。在制造利用了材料的双折射特性的偏振光相位差板的情况下，作为能够使远红外光透过的材料，可举出硫化镉(CdS )。【专利文献I】国际公开第2003/082510号【专利文献2】日本特开2007- 178793号公报【专利文献3】日本特开2005- 044429号公报【专利文献4】日本特开2011- 232551号公报【专利文献5】日本特开2006- 258914号公报【专利文献6】日本特开2008- 096892号公报【专利文献7】日本特开2008- 279597号公报【专利文献8】日本特开2006- 323059号公报【专利文献9】日本特开2005- 177788号公报但是，硫化镉会因酸的混入而产生有毒的硫化氢，所以从制造场所、使用场所的环境对策的观点来看难以处理。另外，在专利文献2中作为基板材料使用热塑性树脂，在专利文献3中作为基板材料使用玻璃(glass),所以这些材料都吸收远红外光。在专利文献4中，使用ZnSe，所以在加工时产生有毒气体。因此需要特殊的废弃设备，不能容易地进行加工。另外，层叠在表面的YF3，的吸收率高，所以在使高能量(energy)激光透过的情况下，由于吸收而温度上升，导致产生热透镜。热透镜是指如下现象，即，由于吸收而温度上升，光学元件内产生温度分布，产生透镜效果。在激光加工机的情况下，若产生热透镜，则导致光束(beam)的聚光点从被加工物表面偏离、加工品质恶化的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，提供一种制作容易且远红外光的透过光量损失少的透过型的偏振光相位差板。另外，本专利技术的目的在于，提供一种激光加工机，在将I束激光分支为2束激光并对2个部位同时进行加工的方式中，能够形成正圆状的加工孔。为了达成上述目的,本专利技术的一个方案是一种偏振光相位差板，在基板的至少一方的主面上，由与基板相同且单一的材料形成排列了多个凸部的具有一定的周期P的衍射光栅，所述偏振光相位差板利用所述衍射光栅的结构性双折射，其特征在于，所述衍射光栅的周期P，在入射光的波长为λ、基`板材料的折射率为η时满足P < λ/η,所述凸部的截面形状从其底部到顶部形成为锥形，作为基板材料使用ZnS。在本专利技术中，优选在所述凸部的顶部形成有与基板的主面平行的平坦部。在本专利技术中，优选在基板的两面分别形成有所述衍射光栅。在本专利技术中，优选层叠了多个上述偏振光相位差板。在本专利技术中,优选上述偏振光相位差板以衍射光栅的凸部相对的方式层叠。在本专利技术中，优选衍射光栅的凸部是通过干蚀刻(dry etching)加工出的。另外，本专利技术的另一个方案是一种激光加工机，通过第I偏振光分光器将从I个激光振荡器射出的激光分支成2束直线偏振光激光,用第2偏振光分光器将该2束直线偏振光激光汇集并使其射入到检流计式扫描器的反射镜，用检流计式扫描器进行扫描并照射于被加工物，对该被加工物的预定位置进行开孔加工，该激光加工机的特征在于,在第2偏振光分光器与检流计式扫描器之间设有上述的偏振光相位差板。根据本专利技术，能够得到远红外光的透过光量损失少的透过型的偏振光相位差板。另外，在利用了这样的偏振光相位差板的激光加工机中，能够实现品质高的激光加工。【专利附图】【附图说明】图1是表示本专利技术的实施方式I的偏振光相位差板的立体图。图2是表示偏振光相位差板的加工顺序的截面图。图3是表不本专利技术的实施方式2的偏振光相位差板的截面图。图4是表示本专利技术的实施方式3的偏振光相位差板的截面图。图5是表示装载有本专利技术的偏振光相位差板的激光加工机的一个例子的构成图。附图标记说明I激光振荡器、2激光、3延迟器、5反射镜、6第I偏振光分光器、7、8激光、9第2偏振光分光器、10 f Θ透镜、11第I检流计式扫描器、12第2检流计式扫描器、13被加工物、14 XY工作台、 100偏振光相位差板、102基板、103凸部、104上部平坦部、105底部平坦部、106锥形、110掩模、111凸部的长度方向。【具体实施方式】实施方式1.图1是表示本专利技术的实施方式I的偏振光相位差板的立体图。偏振光相位差板100包括基板102和衍射光栅，所述衍射光栅在基板102的至少一方的主面上由与基板102相同且单一的材料形成。衍射光栅通过如下方式构成，即，与X方向平行地呈直线状延伸的多个凸部103沿着y方向以一定的周期P排列。在光沿着z方向朝向这样的衍射光栅射本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种偏振光相位差板，在基板的至少一方的主面上，由与基板相同且单一的材料形成有排列了多个凸部的具有一定的周期P的衍射光栅，所述偏振光相位差板利用了所述衍射光栅的结构性双折射，其特征在于，所述衍射光栅的周期P，在入射光的波长为λ、基板材料的折射率为n时满足P＜λ/n，所述凸部的截面形状从其底部到顶部形成为锥形，作为基板材料使用ZnS。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：船冈幸治，吉冈淑江，曾田真之介，泷川靖弘，
申请(专利权)人：三菱电机株式会社，
类型：发明
国别省市：