本发明专利技术的激光加工装置(1A)具备：半导体激光元件(2)；波形输出部(6)，其将输入波形数据(Da)输出；驱动电路(4)，其将具有与输入波形数据(Da)对应的时间波形的驱动电流(id)供给至半导体激光元件(2)；及加工光学系统(5)，其将自半导体激光元件(2)输出的激光照射至被加工物(B)。半导体激光元件(2)输出激光(La)，该激光由包含一个或多个光脉冲的二个以上的光脉冲组互相隔开时间间隔地排列而成。二个以上的光脉冲组中的至少二个光脉冲组的时间波形互不相同。时间波形中，包含一个或多个光脉冲各自的时间波形、一个或多个光脉冲各自的时间宽度、及多个光脉冲的时间间隔中的至少一者。由此，实现可将隔开时间差地对被加工物照射时间波形不同的多个光脉冲的结构小型化的激光加工装置及激光加工方法。工装置及激光加工方法。工装置及激光加工方法。
【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，公开有一种激光加工方法相关的技术。该方法中，通过将分别具有10皮秒～100皮秒的脉冲宽度的至少2个脉冲(脉冲串)组合，使材料去除率增大。为了生成具有时间差的2个光脉冲，将来自激光振荡器的激光的光路通过分光器分为二支，在具有互不相同的光路长度的2条光路上传播后，通过合束器将这些光路耦合。
[0003]在专利文献2中，公开有激光加工方法及激光加工装置相关的技术。该方法及装置中，将脉冲宽度互不相同的2种光脉冲照射至被加工物。因此，一实施例中，设有输出一光脉冲的激光源、及输出另一光脉冲的另一激光源。现有技术文献专利文献
[0004]专利文献1：日本专利特表2005
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511314号公报专利文献2：日本专利特开2013
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128088号公报
技术实现思路
专利技术想要解决的问题
[0005]近年来，正在研究使用具有纳秒或皮秒级的时间宽度的光脉冲进行激光加工的技术。这样的激光加工中，通过隔开时间差地照射多个光脉冲，而可获得激光加工的各种效果。
[0006]例如，上述的专利文献1中，记载有通过隔开时间差地照射2个光脉冲，而增大材料去除率。此外，有通过使光脉冲的时间波形在多个光脉冲间不同，可进一步发挥附加效果的情况。例如，上述的专利文献2中，记载有通过照射时间宽度不同的2个光脉冲，可避免非加工区域的损伤。
[0007]然而，专利文献1所记载的方法中，由于利用2条光路的光路长度差实现2个光脉冲的时间差，因此需要与期望的时间间隔对应的大小的光路长度差。例如，将时间差设为5纳秒的情况下，光路长度差约为1.5m。另外，将时间差设为5微秒的情况下，光路长度差约为1500m。因此，有装置规模过大的问题。另外，由于在激光在这样的较长的光路上传播的期间会生成较大损失，因此也有能量效率较低的问题。
[0008]专利文献2中作为一实施例记载的装置及方法中，由于需要与时间宽度不同的多个光脉冲的各个对应的多个激光源，因此光脉冲的种类越增加，则激光源的个数越多，成为阻碍激光加工装置的小型化及低成本化的要因。
[0009]本专利技术的目的在于提供一种可将对被加工物照射时间波形不同的多个光脉冲的结构小型化的激光加工装置及激光加工方法。解决问题的技术手段
[0010]本专利技术的实施方式是一种激光加工装置。激光加工装置具备：半导体激光元件；波形输出部，其将输入波形数据输出；驱动电路，其生成具有与输入波形数据对应的时间波形的驱动电流，将该驱动电流供给至半导体激光元件；及光学系统，其将自半导体激光元件输出的激光照射至被加工物，半导体激光元件输出激光，该激光由包含一个或多个光脉冲的二个以上的光脉冲组互相隔开时间间隔地排列而成，二个以上的光脉冲组中至少二个光脉冲组的时间波形互不相同，时间波形中，包含一个或多个光脉冲各自的时间波形、一个或多个光脉冲各自的时间宽度、及多个光脉冲的时间间隔中的至少一者。
[0011]本专利技术的实施方式是一种激光加工方法。激光加工方法包含：电流供给步骤，其生成具有与输入波形数据对应的时间波形的驱动电流，将驱动电流供给至半导体激光元件；及光照射步骤，其将自半导体激光元件输出的激光照射至被加工物，在光照射步骤中，半导体激光元件输出激光，该激光由包含一个或多个光脉冲的二个以上的光脉冲组互相隔开时间间隔地排列而成，二个以上的光脉冲组中至少二个光脉冲组的时间波形互不相同，时间波形中，包含一个或多个光脉冲各自的时间波形、一个或多个光脉冲各自的时间宽度、及多个光脉冲的时间间隔中的至少一者。
[0012]上述激光加工装置及激光加工方法中，波形输出部将输入波形数据输出，驱动电路将具有与输入波形数据对应的时间波形的驱动电流供给至半导体激光元件。因此，通过使输入波形数据中包含任意的时间波形，而可自半导体激光元件输出具有任意的时间波形的光脉冲。另外，通过使输入波形数据中包含具有时间差的多个脉冲组，而可自半导体激光元件输出具有时间差的多个光脉冲组。
[0013]即，根据这些装置及方法，可隔开时间差地对被加工物照射时间波形不同的多个光脉冲组。此外，由于自单一的半导体激光元件在单一的光路上输出多个光脉冲组，因此与专利文献1、2所记载的各方法相比，可将装置结构小型化。专利技术的效果
[0014]根据本专利技术的实施方式，可提供一种能将对被加工物照射时间波形不同的多个光脉冲的结构小型化的激光加工装置及激光加工方法。
附图说明
[0015]图1是概略性地表示一实施方式所涉及的激光加工装置的结构的框图。图2是表示半导体激光元件2、光放大器3、驱动电路4及波形输出部6的周边构造的框图。图3是表示半导体激光元件2、光放大器3、驱动电路4及波形输出部6的周边构造的具体例的框图。图4是表示驱动电路4的详细结构例的框图。图5是示意性地表示波形时序调整部43的功能的图。图6是表示激光加工装置1A的动作的流程图。图7(a)～(d)是示意性地表示光脉冲波形的图。图8(a)是表示放大前的激光La的时间波形的图表，及(b)是表示放大后的激光Lb的时间波形的图表。图9(a)是表示放大前的激光La的时间波形的图表，及(b)是表示放大后的激光Lb
的时间波形的图表。图10是表示自光放大器3输出的激光Lb的时间波形的例的图表，(a)是表示FWHM为4纳秒的高斯波形，及(b)是表示FWHM为32纳秒的高斯波形。图11是表示自光放大器3输出的激光Lb的时间波形的例的图表，(a)是表示FWHM为120纳秒的矩形波，及(b)是表示FWHM为4纳秒的斜坡波形。图12是表示一实施方式的激光加工装置1A中作为激光Lb生成的脉冲宽度23.7ns(FWHM)的高斯脉冲Pa的时间波形的图表。图13(a)是利用SEM(Scanning Electron Microscope：扫描电子显微镜)观察到的开孔加工后的被加工物B的正面图像，及(b)是利用SEM观察到的开孔加工后的被加工物B的背面图像。图14是表示一实施方式的激光加工装置1A中作为激光Lb生成的包含多条超短光脉冲Pba的光脉冲串即光脉冲组Pb的时间波形的图表。图15(a)是利用SEM观察到的开孔加工后的被加工物B的正面图像，及(b)是利用SEM观察到的开孔加工后的被加工物B的背面图像。图16(a)是表示一实施方式的激光加工装置1A中作为激光Lb生成的光脉冲组Pc及光脉冲Pd的时间波形的图表，及(b)是利用SEM观察到的开孔加工后的被加工物B的正面图像。图17是表示激光Lb的时间波形的实施例的图表。图18是表示激光Lb的时间波形的实施例的图表，(a)表示包含多条超短光脉冲Pfa的光脉冲组Pf1、和包含单一的光脉冲Pfb的光脉冲组Pf2，及(b)表示包含多条超短光脉冲Pga的光脉冲组Pg1、包含单一的光脉冲Pgb的光脉冲组Pg2、和包含单一的光脉冲Pgc的光脉冲组Pg3。图19是表示激光Lb的时间波形的实施例的图表，表示包含单一的光脉冲Pha的本文档来自技高网...
【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：半导体激光元件；波形输出部，其将输入波形数据输出；驱动电路，其生成具有与所述输入波形数据对应的时间波形的驱动电流，并将该驱动电流供给至所述半导体激光元件；及光学系统，其将自所述半导体激光元件输出的激光照射至被加工物，所述半导体激光元件输出所述激光，所述激光由包含一个或多个光脉冲的二个以上的光脉冲组互相隔开时间间隔地排列而成，所述二个以上的光脉冲组中的至少二个所述光脉冲组的时间波形互不相同，所述时间波形中，包含所述一个或多个光脉冲各自的时间波形、所述一个或多个光脉冲各自的时间宽度、及所述多个光脉冲的时间间隔中的至少一者。2.如权利要求1所述的激光加工装置，其中，所述驱动电路具有：D/A转换部，其将数字的所述输入波形数据转换成模拟的驱动信号；及电流转换部，其将所述驱动信号转换成所述驱动电流，所述D/A转换部对分割所述输入波形数据的时间波形而成的连续的多个区间波形数据一边赋予时间差一边依次转换成所述驱动信号。3.如权利要求1或2所述的激光加工装置，其中，各光脉冲组中的所述一个或多个光脉冲各自的时间宽度为1微秒以下。4.如权利要求1至3中任一项所述的激光加工装置，其中，所述二个以上的光脉冲组彼此的时间间隔为200微秒以下。5.如权利要求1至4中任一项所述的激光加工装置，其中，所述波形输出部在所述被加工物的加工中途，变更所述二个以上的光脉冲组中的至少一个所述光脉冲组的所述时间波形。6.如权利要求1至5中任一项所述的激光加工装置，其中，所述至少二个光脉冲组中的一个所述光脉冲组中的所述一个或多个光脉冲的脉冲宽度，为其他所述光脉冲组中的所述一个或多个光脉冲的脉冲宽度的10倍以上。7.如权利要求1至6中任一项所述的激光加工装置，其中，还具备：空间光调制器，其配置于所述半导体激光元件与所述光学系统之间的光路上，所述空间光调制器依次呈现用于将与所述二个以上的光脉冲组所含的第1所述光脉冲组对应的所述激光照射至第1照射位置的全息图、及用于将与第2所述光脉冲组对应的所述激光照射至与所述第1照射位置不同的第2照射位置的全息图。8.一种...
【专利技术属性】
技术研发人员：栗田隆史，川合一希，
申请(专利权)人：浜松光子学株式会社，
类型：发明
国别省市：
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