光照射装置及方法、具备光照射装置的光加工装置及方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN110174769A(43)申请公布日2019.08.27(21)申请号201910121041.9(22)申请日2019.02.18(30)优先权数据2018-0288662018.02.21JP(71)申请人株式会社理光地址日本东京都(72)发明人须原浩之(74)专利代理机构北京银龙知识产权代理有限公司11243代理人曾贤伟许静(51)Int.Cl.G02B27/09(2006.01)G02B27/42(2006.01)权利要求书2页说明书10页附图15页(54)发明名称光照射装置及方法、具备光照射装置的光加工装置及方法(57)摘要本发明涉及光照射装置、具备光照射装置的光加工装置、光照射方法以及光加工方法，其目的在于提供一种具有高质量且稳定的光束轮廓的光照射装置。本发明的光照射装置借助于反射镜和聚光透镜将光源输出的激光会聚到预定的聚焦位置，其特征在于，具备用于对所述激光的入射光束截面进行变倍的第一调光单元、以及用于转换所述激光的透射波前的相位分布的第二调光单元。CN110174769ACN110174769A权利要求书1/2页1.一种光照射装置，其借助于反射镜和聚光透镜将光源输出的激光会聚到预定的聚焦位置，其特征在于，具备，第一调光单元，用于对所述激光的入射光束截面进行变倍；以及，第二调光单元，用于转换所述激光的透射波前的相位分布。2.根据权利要求1所述的光照射装置，其特征在于，所述第一调光单元改变入射该第一调光单元的入射光束的与光轴垂直的截面中平行于其中一方的轴的直径、和平行于与所述光轴以及所述一方的轴正交的另一方的轴的直径之比，所述第一调光单元和所述第二调光单元被设置在所述聚光透镜的所述光源一侧，所述激光在所述聚光透镜入射一侧的表面上具有预定的截面形状和透射波前。3.根据权利要求1或2所述的光照射装置，其特征在于，所述第一调光单元具有多个变形透镜，通过使得该多片变形透镜中至少一片变形透镜在光轴方向上移动，对所述激光进行变倍。4.根据权利要求1或2所述的光照射装置，其特征在于，所述第一调光单元具有多个棱镜，通过使得入射棱镜的角度互不相同，对所述激光进行变倍。5.根据权利要求1至4中任意一项所述的光照射装置，其特征在于，所述第二调光单元具有多片变形透镜，通过改变所述多片变形透镜的间隔，转换所述激光的透射波前的相位分布。6.根据权利要求1至4中任意一项所述的光照射装置，其特征在于，所述第二调光单元是液晶相位调制元件。7.根据权利要求1至6中任意一项所述的光照射装置，其特征在于，具有被设置在所述聚光透镜的光源一侧的波前传感器、以及根据该波前传感器的检测结果来控制所述第一调光单元和所述第二调光单元的相位分布控制部，所述相位分布控制部将所述波前传感器检测到的所述透射波前的像差值的相位分布展开为泽尼克多项式，求出像差成分，用所述第二调光单元转换相位分布，使得所述像差成分的一部分或全部的相位产生偏离。8.根据权利要求1至6中任意一项所述的光照射装置，其特征在于，具有衍射光学元件，所述第一调光单元和所述第二调光单元被设置在所述衍射光学原件和所述聚光透镜之间。9.一种光加工装置，其特征在于，具有，根据权利要求1至7中任意一项所述的光照射装置；以及，至少一个能够转动的扫描镜，所述光源是脉冲激光振荡器，所述激光借助于所述扫描镜照射到预定的位置，在所述聚焦位置上实施对象物的加工。10.一种光照射方法，其特征在于，具有，光束相位改变工序，转换光源发射的光的透射波前的相位分布；光束截面改变工序，改变经过光束相位改变工序的光在垂直于该光的光轴的截面上，2CN110174769A权利要求书2/2页一方的轴的直径和、与该一方的轴以及所述光轴相垂直的另一方的轴的直径之比；以及，聚光工序，会聚经过所述光束截面改变工序的光。11.一种光加工方法，其特征在于，具有，光束相位改变工序，转换光源发射的光的透射波前的相位分布；光束截面改变工序，改变经过光束相位改变工序的光在垂直于该光的光轴的截面上，一方的轴的直径和、与该一方的轴以及所述光轴相垂直的另一方的轴的直径之比；以及，聚光工序，将经过所述光束截面改变工序的光会聚到加工对象物表面的加工对象位置。3CN110174769A说明书1/10页光照射装置及方法、具备光照射装置的光加工装置及方法技术领域[0001]本发明涉及光照射装置、具备光照射装置的光加工装置、光照射方法以及光加工方法。背景技术[0002]众所周知，微加工领域中经常使用激光加工技术，用激光照射对象物进行加工。[0003]为了以良好的精度进行上述微加工，需要控制聚焦位置上的光束能够稳定保持理想的形状。为此，要求转换光束轮廓，形成高质量的高斯光束、平顶光束、拉盖尔光束、贝塞尔光束等