激光装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种可射出高亮度激光的新型激光装置。具有多个将激光元件射出的激光束用聚光光学系统进行聚光，并从光纤（３０）的入射端射入的激光模块（６４），设有将该光纤（３０）的射出端部形成束状的激光射出部（６８）的激光装置中，该光纤（３０）的各包层厚度ｈ，按上述式：包层的厚度＊＊＊算出的值以下构成，并能够射出为提高曝光装置的分辨率，作为激光源性能所要求的高亮度激光束。（*该技术在2024年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种根据图像数据，通过利用空间光调制元件进行空间调制的光束，使感光材料等的被曝光面进行曝光的曝光装置的，用作激光源的高亮度激光装置。
技术介绍
以往，在未公开的在先申请特愿2002-149888号中提出了一种利用数字·微反射镜·器件(DMD)等空间光调制的元件，根据图像数据，用调制的光束进行图像曝光的曝光装置。该DMD的构成，例如是将根据控制信号改变反射面角度的许多微反射镜，以2维排列在硅等半导体基板上形成的反射镜装置。使用该DMD的曝光装置，其构成为，例如是由射出激光束的激光源射出的激光束，用透镜系列形成准直，由配置在该透镜系列的大致焦点位置上的DMD反射激光束，通过孔径后，由透镜系列在曝光面上成像。这种曝光装置，是由未图示的控制装置，根据依照图像数据等生成的控制信号，控制开关DMD的各个微反射镜，以调制激光束(偏向)，调制的激光束通过孔径，遮蔽一部分激光束(光线束)，将曝光面上的点径调整到所定的尺寸，同时使光束点的形状(点形状)调整成所定形状的光束点照射在曝光面上进行曝光。该曝光装置，是将感光材料(光致抗蚀膜)配置在记录面上，由曝光装置的曝光头照射在感光材料上，使由孔径整形的成像光束点的位置对感光材料作相对移动，同时通过依照数据调制DMD，可在感光材料上实施图案曝光处理。这种曝光装置，要求从用作光源的激光装置射出的激光必需是高功率的。因此，作为可射出高功率激光的激光装置，提出一种装置，包括多个半导体激光元件、一个多模光纤、和将由多个半导体激光元件射出的激光束在多模光纤中进行合波，可高功率化的合波激光源(例如，参照特许文献1)。为了使曝光装置得到需要的激光功率，必需将多个这种合波激光源集束使用。进而，为了描绘出高精度的图像，光源部分必需是高亮度的。然而，使用以往一般使用的包层经125μm的纤维，将这些合波激光源集束时，不进行光传播的包层区域部分，亮度会降低，对要求的亮度，就显得不足。特开2002-202442号公报如上述的以往曝光装置中，为了以提高分辨率的高精度曝光系统进行构筑，作为高精度的曝光装置，要求性能达到所要求的高功率，而且，能射出高亮度激光的激光装置。
技术实现思路
考虑到上述情况，本专利技术的目的是提供一种为提高曝光装置的性能精度所需要的，能够射出高亮度激光的新型激光装置。本专利技术之一所述的激光装置，具备多个激光模块，其具有激光元件、芯周围设有包层的光纤、将从激光元件射出的激光束进行聚光，并从光纤入射端射入的聚光光学系统；并具备激光射出部，其将多个光纤的射出端部以束状排列并形成为一体化的、一个出射光束射出用，其特征在于，其中将多条光纤中的各包层厚度h设定为按下式 算出的值以下。根据如上构成，会减小由束状构成的激光射出部分得到的射出光光束的空间宽度(Etendeu)，可以从很小的面积上射出高亮度的激光，从而使激光装置高亮度化。于是可以构成，例如为提高曝光装置的分辨率，作为激光源，能够射出性能上所需高亮度激光束的激光装置。本专利技术之二所述的激光装置，其特征在于，包括以下部分，即， 激光模块，其具有激光元件、芯周围设有包层的光纤、和将由上述激光元件射出的激光束进行聚光，并从上述光纤入射端射入的聚光光学系统；连接射出端部，其将从多个激光模块分别引出的所述光纤，按所定数目成为一束而纤维束状化；合波光纤，其具有使形成面积超过多条集束的上述芯部分的束状面积的芯径，以便将从上述连接射出端部射出的激光束进行合波，具有与从上述激光模块引出的光纤同等或其以上的NA(数值孔径)，并使入射端连接于连接射出端部；和将多个合波光纤的射出端部形成一束后纤维束状化的激光射出部。通过如上述构成，从激光模块引出的光纤，由于减小了其包层的厚度h，而降低光纤的强度，在长距离来回引出不适宜的情况下，也利用形成粗的包层径，而使强度高的可延长用的合波光纤的一部分，仍可长距离来回引出。本专利技术之三所述的专利技术，其特征在于，是在本专利技术之二所述的激光装置中，其构成为，将从多条光纤的纤维束状化的连接射出端部射出的合波光束，用聚光透镜进行聚光，射入合波光纤芯部，同时，设置内包连接射出端部、聚光透镜和合波光纤射入端部的密闭结构的以容器状构成的腔室，在其腔室的内部填充上含有惰性气体等的密封气氛。通过如上述构成，除了本专利技术之二所述专利技术的作用与效果外，通过聚光透镜，可以连接多条光纤的纤维束状化的连接射出端部与合波光纤的射入端部。与其同时，通过在内包连接射出端部、合波光纤的射入端部和聚光透镜的腔室内，填充上含有惰性气等的密封气氛，可对它们形成保护，以防止因附着光化学反应分解有机物的分解物或气氛中的尘埃等污染物质，造成激光特性恶化。本专利技术之四所述的专利技术，其特征在于，在本专利技术之二所述的曝光头中，具有如下部分，即，在多条光纤的纤维束状化的连接射出端部的射出端面上，配置的第1透明部件，以防止因附着污染物质造成激光特性恶化；在合波光纤的射入端面上配置的第2透明部件，以防止因附着污染物质造成激光特性恶化；和配置在第1透明部件和第2透明部件之间的聚光透镜，对从连接射出端部的射出端面射出的合波光束，透过第1透明部件后进行聚光，再透过第2透明部件射入合波光纤的芯部。通过如上述构成，除了本专利技术之二所述的专利技术作用和效果外，从连接射出端部的射出端面到第1透明部件的射出端面，激光束透过时会扩展，扩大第1透明部件射出端面中的激光束径，降低能量密度，所以能防止在第1透明部件的射出端面上，附着光化学反应分解有机物的分解物或气氛中的尘埃等污染物质而导致激光特性恶化。而且，由聚光透镜聚光，射入第2透明部件的射入端面时，激光束径会扩大，而降低能量密度，所以能防止在第2透明部件的射出端面上附着光化学反应分解有机物的分解物和气氛中的尘埃等污染物质而导致激光特性恶化。附图说明图1是表示具备本专利技术实施方式激光装置的曝光装置外观立体图。图2是表示具备本专利技术实施方式激光装置的曝光装置的扫描器构成立体图。图3(A)是表示具备本专利技术激光装置的曝光装置中，在感光材料上形成曝光完毕区域平面图。图3(B)是表示具备本专利技术激光装置的曝光装置中，由各个曝光头形成曝光区的排列图。图4是表示具备本专利技术实施方式激光装置的曝光装置中的曝光头的简要构成的立体图。图5是表示具备本专利技术实施方式激光装置的曝光装置中的曝光头的简要构成的侧面图。图6是表示在具备本专利技术实施方式激光装置的曝光装置中使用的数字·微反射镜·器件(DMD)的主要构成部件放大图。图7(A)和(B)是说明具备本专利技术实施方式激光装置的曝光装置中使用的DMD的工作原理说明图。图8(A)和(B)是表示具备本专利技术实施方式激光装置的曝光装置中，使用的DMD，在不倾斜配置和倾斜配置的情况下，比较曝光束的配置和扫描线时的平面图。图9(A)是表示具备本专利技术实施方式激光装置的曝光装置中使用的纤维光源的构成的立体图，(B)是表示激光射出部分的发光点排列正面图。图10A是表示本专利技术实施方式激光装置中使用的纤维光源的主要构成部件的立体图。图10B是表示本专利技术实施方式激光装置中使用的纤维光源中的连接射出端部与延长用合波光纤连接部之一例构成的放大断面图。图10C是表示本专利技术实施方式激光装置中使用的纤维光源中的连接射出端部与延长用合波光纤连接部的另一例构成放大断面图。图11是表示本本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种激光装置，具备多个激光模块，其具有激光元件、在芯周围设置的光纤、将由上述激光元件射出的激光束进行聚光，并从上述光纤入射端射入的聚光光学系统；并具备将上述多条光纤射出端部以束状排列形成为一体化的，射出一个出射光束用的激光射出部，其特征在于，其中，将上述多条光纤中的各包层厚度ｈ，设定为按下述式：包层的厚度＊＊＊算出的值以下而构成的。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：寺村友一，山中英生，冈崎洋二，
申请(专利权)人：富士胶片株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]