(57)【要約】【課題】レーザ光の利用効率を向上するレーザ加工装置を提供する。【解決手段】本発明の一実施形態に係るレーザ加工装置１は、レーザ光源１０と、偏光制御素子１４と、空間光位相変調器１８と、集光レンズ４０とを備える。空間光位相変調器１８は、偏光制御素子１４からのレーザ光のうち、偏光方向が一致する第１の偏光成分ｈ１を位相変調して変調光ｈｍとして出力すると共に、偏光方向が直交する第２の偏光成分ｈ２を位相変調せずに非変調光ｈｏとして出力するものであり、変調光ｈｍの集光位置Ｂが非変調光ｈｏの集光位置Ａと異なるように、変調光ｈｍの位相を制御する。偏光制御素子１４は、レーザ光源１０からのレーザ光の偏光を変更するものであり、変調光ｈｍの強度と非変調光ｈｏの強度とがそれぞれ加工対象物５０の加工閾値以上となるように、空間光位相変調器１８に入射するレーザ光の偏光を制御する。【選択図】図２
2010260062.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ光を集光して加工対象物に照射し、当該加工対象物の加工を行うレーザ加工装置において、
レーザ光を発生するレーザ光源と、
前記レーザ光源からのレーザ光の偏光を変更するための偏光制御素子と、
前記偏光制御素子からのレーザ光の空間的な位相変調を行うための空間光位相変調器であって、前記偏光制御素子からのレーザ光のうち、当該空間光位相変調器の偏光方向と一致する第１の偏光成分を位相変調して変調光として出力すると共に、当該空間光位相変調器の偏光方向に直交する第２の偏光成分を位相変調せずに非変調光として出力する当該空間光位相変調器と、
前記空間光位相変調器からの前記変調光及び前記非変調光を前記加工対象物に集光する集光レンズと、
を備え、
前記空間光位相変調器は、前記変調光の集光位置が前記非変調光の集光位置と異なるように、前記変調光の位相を制御し、
前記偏光制御素子は、前記変調光の強度と前記非変調光の強度とがそれぞれ前記加工対象物の加工閾値以上となるように、前記空間光位相変調器に入射するレーザ光の偏光を制御する、
ことを特徴とする、レーザ加工装置。
【請求項２】
前記空間光位相変調器は、前記変調光を前記非変調光の集光位置と異なる複数の位置に集光することを特徴とする、
請求項１に記載のレーザ加工装置。
【請求項３】
前記空間光位相変調器は、前記変調光の集光位置を光軸方向において前記非変調光の集光位置と異ならせることを特徴とする、
請求項１又は２に記載のレーザ加工装置。
【請求項４】
前記空間光位相変調器は、前記変調光の集光位置を走査方向において前記非変調光の集光位置と異ならせることを特徴とする、
請求項１又は２に記載のレーザ加工装置。
【請求項５】
前記空間光位相変調器は、前記変調光の集光位置を前記光軸方向及び前記走査方向に交差する方向において前記非変調光の集光位置と異ならせることを特徴とする、
請求項１又は２に記載のレーザ加工装置。
【請求項６】
前記偏光制御素子は１／２波長板である、
請求項１〜５の何れか１項に記載のレーザ加工装置。
【請求項７】
前記偏光制御素子は偏光板である、
請求項１〜５の何れか１項に記載のレーザ加工装置。
【請求項８】
レーザ光を集光して加工対象物に照射し、当該加工対象物の加工を行うレーザ加工方法において、
レーザ光を発生するレーザ光源と、
前記レーザ光源からのレーザ光の偏光を変更するための偏光制御素子と、
前記偏光制御素子からのレーザ光の空間的な位相変調を行うための空間光位相変調器であって、前記偏光制御素子からのレーザ光のうち、当該空間光位相変調器の偏光方向と一致する第１の偏光成分を位相変調して変調光として出力すると共に、当該空間光位相変調器の偏光方向に直交する第２の偏光成分を位相変調せずに非変調光として出力する当該空間光位相変調器と、
前記空間光位相変調器からの前記変調光及び前記非変調光を前記加工対象物に集光する集光レンズと、
を用い、
前記空間光位相変調器によって、前記変調光の集光位置が前記非変調光の集光位置と異なるように、前記変調光の位相を制御し、
前記偏光制御素子によって、前記変調光の強度と前記非変調光の強度とがそれぞれ前記加工対象物の加工閾値以上となるように、前記空間光位相変調器に入射するレーザ光の偏光を制御する、
ことを特徴とする、レーザ加工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザ光を用いて加工を行うレーザ加工装置及びレーザ加工方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
レーザ光を集光して加工対象物に照射し、当該加工対象物の表面や内部の加工を行うレーザ加工装置が広く知られており、特許文献１〜３には、レーザ光を加工対象物における異なる複数の位置に集光するレーザ加工装置が開示されている。このように、レーザ光を複数の位置に集光することにより、加工対象物における複数の位置を同時に加工することができ、加工時間を短縮することが可能となる。特許文献１〜３に記載のレーザ加工装置では、レーザ光を複数の位置に集光させるために、それぞれ、空間光位相変調器（Spatial Light Modulator：ＳＬＭ）、複屈折性結晶、回折光学素子（Diffractive Optical Element：ＤＯＥ）を用いている。
【０００３】
ところで、位相変調部に液晶を用いた空間光位相変調器は偏光依存性を有する。そのため、空間光位相変調器に入射されるレーザ光のうち、空間光位相変調器の偏光方向と一致する偏光成分は位相変調可能であり、集光位置の制御が可能であるが、空間光位相変調器の偏光方向に対して直交する偏光成分は位相変調できず、集光位置あるいは集光形状の制御が不可能である。その結果、空間光位相変調器の偏光方向に対して直交する偏光成分は、空間光位相変調器の偏光方向と一致する偏光成分の集光位置と同一の位置に集光することができず、０次光として異なる位置に集光されてしまう。これにより、意図しない位置も０次光によって損傷を与えてしまう。この点に関し、特許文献４には、出力段に０次光遮蔽板を備えることによって、不要な０次光を除去するレーザ加工装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−６８７６２号公報
【特許文献２】国際公開第２００５／８４８７４号パンフレット
【特許文献３】特許第３３４６３７４号明細書
【特許文献４】特開２００１−２７２６３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献４に記載のレーザ加工装置では、０次光を無駄に捨てることとなり、レーザ光の一部を無駄に捨てていた。
【０００６】
そこで、本発明は、レーザ光の利用効率を向上するレーザ加工装置及びレーザ加工方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一側面に係るレーザ加工装置は、レーザ光を集光して加工対象物に照射し、当該加工対象物の加工を行うレーザ加工装置において、（ａ）レーザ光を発生するレーザ光源と、（ｂ）レーザ光源からのレーザ光の偏光を変更するための偏光制御素子と、（ｃ）偏光制御素子からのレーザ光の空間的な位相変調を行うための空間光位相変調器であって、偏光制御素子からのレーザ光のうち、当該空間光位相変調器の偏光方向と一致する第１の偏光成分を位相変調して変調光として出力すると共に、当該空間光位相変調器の偏光方向に対して直交する第２の偏光成分を位相変調せずに非変調光として出力する当該空間光位相変調器と、（ｄ）空間光位相変調器からの変調光及び非変調光を前記加工対象物に集光する集光レンズとを備え、（ｅ）空間光位相変調器は、変調光の集光位置が非変調光の集光位置と異なるように、変調光の位相を制御し、（ｆ）偏光制御素子は、変調光の強度と非変調光の強度とがそれぞれ加工対象物の加工閾値以上となるように、空間光位相変調器に入射するレーザ光の偏光を制御することを特徴とする。
【０００８】
本発明の別の一側面に係るレーザ加工方法は、レーザ光を集光して加工対象物に照射し、当該加工対象物の加工を行うレーザ加工方法において、（ａ）レーザ光を発生するレーザ光源と、（ｂ）レーザ光源からのレーザ光の偏光を変更するための偏光制御素子と、（ｃ）偏光制御素子からのレーザ光の空間的な位相変調を行うための空間光位相変調器であって、偏光制御素子からのレーザ光のうち、当該空間光位相変調器の偏光方向と一致する第１の偏光成分を位相変調して変調光として出力すると共に、当該空間光位相変調器の偏光方向に対して直交する第２の偏光成分を位相変調せずに非変調光として出力する当該空間光位相変調器と、（ｄ）空間光位相変調器からの変調光及び非変調光を加工対象物に集光する集光レンズとを用い、（ｅ）空間光位相変調器によって、変調光の集光位置が非変調光の集光位置と異なるように、変調光の位相を制御し、（ｆ）偏光制御素子によって、変調光の強度と非変調光の強度とがそれぞれ加工対象物の加工閾値以上となるように、空間光位相変調器に入射するレーザ光の偏光を制御することを特徴とする。
【０００９】
この発明によれば、空間光位相変調器によって、変調光と非変調光とを異なる位置に集光させ、偏光制御素子によって、変調光の強度に加えて非変調光の強度、すなわち０次光の強度をも加工閾値以上の任意の強度にすることができるので、変調光に加えて０次光をも用いて多点同時加工を行うことができる。このように、本発明によれば、０次光を無駄に捨てることなく積極的に用いているので、レーザ光の利用効率を向上することができる。
【００１０】
上記した空間光位相変調器は、変調光を非変調光の集光位置と異なる複数の位置に集光してもよい。これによれば、複数の加工位置の同時加工を行うことができる。
【００１１】
また、上記した空間光位相変調器は、変調光の集光位置を光軸方向において非変調光の集光位置と異ならせてもよい。これによれば、加工対象物の加工深さ方向において異なる加工位置の多点同時加工を行うことができる。
【００１２】
また、上記した空間光位相変調器は、変調光の集光位置を走査方向において非変調光の集光位置と異ならせてもよい。これによれば、加工対象物の加工走査方向において異なる加工位置の多点同時加工を行うことができる。
【００１３】
また、上記した空間光位相変調器は、変調光の集光位置を光軸方向及び走査方向に交差する方向において非変調光の集光位置と異ならせてもよい。これによれば、加工対象物の加工深さ方向及び加工走査方向に交差する方向において異なる加工位置の多点同時加工を行うことができる。
【００１４】
また、上記した偏光制御素子は１／２波長板であってもよい。これによれば、レーザ光源からのレーザ光が直線偏光を有する場合に、空間光位相変調器に入射するレーザ光の偏光を好適に制御することができる。
【００１５】
また、上記した偏光制御素子は偏光板であってもよい。これによれば、レーザ光源からのレーザ光がランダム偏光を有する場合に、空間光位相変調器に入射するレーザ光の偏光を好適に制御することができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、レーザ加工において、レーザ光の利用効率を向上することができる。その結果、加工効率の向上が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の第１及び第２の実施形態に係るレーザ加工装置を示す斜視図である。
【図２】第１の実施形態のレーザ加工装置を簡略化して示す図である。
【図３】第２の実施形態のレーザ加工装置を簡略化して示す図である。
【図４】本発明の変形例に係るレーザ加工装置の加工対象物に対する集光位置を示す図である。
【図５】本発明の別の変形例に係るレーザ加工装置の加工対象物に対する集光位置を示す図である。
【図６】本発明の更に別の変形例に係るレーザ加工装置の加工対象物に対する集光位置を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、図面を参照して本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、各図面において同一又は相当の部分に対しては同一の符号を附すこととする。
［第１の実施形態］
【００１９】
図１は、本発明の第１の実施形態に係るレーザ加工装置を示す斜視図であり、図２は、図１に示す第１の実施形態のレーザ加工装置を簡略化して示す図である。なお、図１及び図２には、加工対象物５０及びレーザ光が共に示されている。
【００２０】
図１及び図２に示すレーザ加工装置１は、レーザ光源１０と、コリメートレンズ１２と、１／２波長板（偏光制御素子）１４と、プリズムミラー１６と、空間光位相変調器（ＳＬＭ）１８と、８個のミラー２０，２１，２２，２３，２４，２５，２６，２７と、２個のレンズ３０，３１と、対物レンズ（集光レンズ）４０と、ステージ４２とを備えている。
【００２１】
なお、プリズムミラー１６と空間光位相変調器１８とは波面制御モジュール６０を構成しており、８個のミラー２０，２１，２２，２３，２４，２５，２６，２７と２個のレンズ３０，３１とは結像モジュール６２を構成している。
【００２２】
レーザ光源１０は、直線偏光を有する発散光を放出する。このレーザ光は、空間光位相変調器１８に位相変調のための十分な空間解像度が得られる大きさに拡大された後にコリメートレンズ１２によって平行光に変換され、１／２波長板１４に入射する。
【００２３】
１／２波長板１４は、その回転角度に応じて、入射するレーザ光の直線偏光方向Ｄ１を光軸Ｚに対して回転変更する。なお、１／２波長板１４から出力されるレーザ光には、入射レーザ光の直線偏光方向Ｄ１を回転してなる偏光方向Ｄ１１の偏光成分と共に、この偏光成分に直交する偏光方向Ｄ１２の偏光成分が含まれることとなる。１／２波長板１４から出力されるレーザ光は、プリズムミラー１６を介して空間光位相変調器１８に入射する。
【００２４】
空間光位相変調器１８は、２次元配列された複数の画素を有しており、例えば、フレネルレンズパターンやＣＧＨ（Computer Generated Hologram）等のホログラムに応じて、入射するレーザ光の空間的な位相変調を行う。
【００２５】
特に、空間光位相変調器１８の位相変調部に液晶が用いられる場合は、液晶が偏光依存性を有しているために、空間光位相変調器自体が特定の方向に偏光特性を有することとなる。すなわち、空間光位相変調器１８は、入射レーザ光のうち空間光位相変調器１８の偏光方向と一致する偏光を有する第１の偏光成分ｈ１に対しては位相変調を行ない、変調光ｈｍとして出力する。一方、空間光位相変調器１８は、入射レーザ光のうち空間光位相変調器１８の偏光方向と直交する偏光を有する第２の偏光成分ｈ２に対しては位相変調を行なわず、非変調光ｈｏ、すなわち０次光として出力する。
【００２６】
これより、空間光位相変調器１８では、ホログラム（例えば、フレネルレンズパターン）を制御することにより、変調光ｈｍを加工対象物５０の表面及び内部の任意の位置に集光させ、ホログラム再生像を結像させることができる。一方、空間光位相変調器１８は、非変調光ｈｏの位相変調を行なうことができないので、非変調光ｈｏの集光位置を変更することができない。
【００２７】
なお、本実施形態では反射型の空間光位相変調器１８を備える波面制御モジュール６０を例示したが、波面制御モジュールは透過型の空間光位相変調器を備えてもよい。この場合には、プリズムミラー１６を備える必要はない。反射型の空間光位相変調器としては、液晶空間光位相変調器ＬＣＯＳ（Liquid Crystal on Silicon）型、光アドレス型等が適用可能である。一方、透過型の空間光位相変調器としては、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）型等が適用可能である。
【００２８】
空間光位相変調器１８から出力される変調光ｈｍ及び非変調光ｈｏは、プリズムミラー１６を介して結像モジュール６２へ入射する。
【００２９】
結像モジュール６２では、空間光位相変調器１８と対物レンズ４０とが互いに結像関係となるように、ミラー２０、ミラー２１、レンズ３０、ミラー２２、ミラー２３、ミラー２４、ミラー２５、ミラー２６、レンズ３１及びミラー２７が順次に配置されている。
【００３０】
結像モジュール６２は、縮小結像系を構成しており、空間光位相変調器１８からの光像を対物レンズ４０の瞳面に縮小結像する。例えば、レンズ３０，３１として、それぞれ、焦点距離２００ｍｍの平凸レンズと、焦点距離１００ｍｍの平凸レンズとを用いることにより、レーザ光の大きさが約１／２に縮小される。また、結像モジュール６２は、レンズ３０，３１による４ｆ光学系を構成しているため、空間光位相変調器１８の変調面が対物レンズ４０の瞳面に結像される。これにより、空間光位相変調器１８で変調された波面が対物レンズ４０にフレネル回折を起こすことなく伝播されるため、良好な波面制御を行うことができる。
【００３１】
このように、結像モジュール６２では、結像系と縮小系とを兼ね備えることにより、レーザ光の光量を有効に利用することが可能であると共に、空間光位相変調器１８が有する画素を有効に利用することが可能となる。なお、対物レンズ４０と空間光位相変調器１８との距離が比較的近いことにより、フレネル回折の影響が小さい場合には、結像モジュール６２を使用しなくても良い。
【００３２】
対物レンズ４０は、入射するレーザ光のうちの変調光ｈｍ及び非変調光ｈｏを共にステージ４２上の加工対象物５０の表面又は内部に集光する。
【００３３】
ステージ４２は、加工対象物５０を支持すると共に、スライド移動が可能となっている。これにより、変調光ｈｍ及び非変調光ｈｏを加工対象物５０に対して相対的に走査可能となっている。
【００３４】
次に、第１の実施形態のレーザ加工装置１を用いた本発明の第１の実施形態に係るレーザ加工方法について説明する。
【００３５】
第１の実施形態のレーザ加工方法では、空間光位相変調器１８によって、変調光ｈｍの位相変調を制御し、変調光ｈｍの集光位置Ｂを光軸Ｚ方向、すなわち加工対象物５０の加工深さ方向において非変調光ｈｏの集光位置Ａと異ならせる。
【００３６】
例えば、非変調光ｈｏは、空間光位相変調器１８による位相変調を受けないので、ホログラムに依存せず集光位置Ａに集光される。そこで、空間光位相変調器１８に供給されるホログラム（例えば、フレネルレンズパターン）を制御することにより、変調光ｈｍを集光位置Ｂに集光する。
【００３７】
また、第１の実施形態のレーザ加工方法では、１／２波長板１４によって、空間光位相変調器１８に入射するレーザ光の偏光を制御し、変調光ｈｍの強度と非変調光ｈｏの強度とをそれぞれ加工対象物５０の加工閾値以上とする。
【００３８】
具体的には、１／２波長板１４の回転角度を調整することによって、空間光位相変調器１８に入射するレーザ光の偏光を空間光位相変調器１８の偏光方向に対して調整し、空間光位相変調器１８から出力される変調光ｈｍと非変調光ｈｏとの強度比を調整する。
【００３９】
例えば、入射レーザ光の直線偏光方向Ｄ１を回転してなる偏光成分の偏光方向Ｄ１１を空間光位相変調器１８の偏光方向と一致させると（すなわち、入射レーザ光の直線偏光方向Ｄ１を回転してなる偏光成分を第１の偏光成分ｈ１とすると）、この偏光成分に直交する偏光方向Ｄ１２の偏光成分（すなわち、第２偏光成分ｈ２）に対応する非変調光ｈｏの強度が最小となる。一方、入射レーザ光の直線偏光方向Ｄ１を回転してなる偏光成分の偏光方向Ｄ１１を空間光位相変調器１８の偏光方向に対して４５度傾けると、変調光ｈｍの強度と非変調光ｈｏの強度とが略同一となる。
【００４０】
これより、空間光位相変調器１８の偏光方向に対する１／２波長板１４の回転角度を調整することにより、変調光ｈｍと非変調光ｈｏとを所望の強度比に調整可能であり、変調光ｈｍの強度と非変調光ｈｏの強度との双方が加工対象物５０の加工閾値以上とすることができる。
【００４１】
すなわち、空間光位相変調器１８によって、変調光ｈｍの集光位置が非変調光ｈｏの集光位置と異なるように、変調光ｈｍの位相を制御し、１／２波長板（偏光制御素子）１４は、加工対象物５０における変調光ｈｍと非変調光ｈｏとの強度が加工閾値以上の任意の強度比となるように、空間光位相変調器１８に入射するレーザ光の偏光を制御することができる。
【００４２】
その後、ステージ４２をスライド移動することによって、変調光ｈｍ及び非変調光ｈｏを加工対象物５０に対して相対的に走査し、２点同時加工を連続的に行う。
【００４３】
ところで、従来のレーザ加工手法では、加工位置を調整できない０次光は不要光として扱われてきた。例えば、特許文献４に記載のように、０次光遮蔽板によって０次光を除去したり、空間光位相変調器のホログラムの精度を高めることによって０次光の比率を下げたりする試みがなされてきた。また、空間光位相変調器のホログラムにフレネルレンズパターンを重畳させることによって、ホログラム再生像（変調光）と０次光とを分離させ、０次光を加工対象物の外側に集光させる等により、０次光の影響を低減させる試みがなされてきた。しかしながら、０次光を完全に除去することは不可能であり、従来のレーザ加工手法では、レーザ光の一部の成分を無駄に捨てていた。
【００４４】
ところが、第１の実施形態のレーザ加工装置１及びレーザ加工方法によれば、空間光位相変調器１８によって、変調光ｈｍと非変調光ｈｏとを異なる位置Ａ，Ｂに集光させ、１／２波長板（偏光制御素子）１４によって、変調光ｈｍの強度に加えて非変調光ｈｏの強度、すなわち０次光の強度をも加工閾値以上とするので、変調光ｈｍに加えて０次光を用いて２点同時加工（多点同時加工）を行うことができる。このように、本発明によれば、０次光を無駄に捨てることなく積極的に用いているので、レーザ光の利用効率を向上することができる。その結果、加工効率を２倍に向上することが可能となる。
【００４５】
この第１の実施形態のレーザ加工装置１及びレーザ加工方法は、変調光によってホログラム像形成等の複雑な加工を行い、同時に非変調光によって切断や穴開け等の単純な加工を行う用途において大きな効果を奏する。
［第２の実施形態］
【００４６】
次に、本発明の第２の実施形態に係るレーザ加工装置について説明する。第２の実施形態のレーザ加工装置１Ａは、図１に示すレーザ加工装置１においてレーザ光源１０及び１／２波長板１４に代えてレーザ光源１０Ａ及び偏光板（偏光制御素子）１４Ａを備える構成で第１の実施形態と異なっている。レーザ加工装置１Ａのその他の構成は、レーザ加工装置１と同一である。この第２の実施形態のレーザ加工装置１Ａを、図３に簡略化して示す。
【００４７】
レーザ光源１０Ａは、ランダム偏光を有するレーザ光を発生する。例えば、レーザ光源１０Ａは、互いに直交する偏光方向Ｄ１，Ｄ２を含むレーザ光を発生するものとする。レーザ光源１０Ａの一例としては、ファイバレーザが挙げられる。
【００４８】
偏光板１４Ａは、偏光依存性を有しており、特定の偏光方向のレーザ光のみを通過させる。なお、偏光板１４Ａから出力されるレーザ光にも、偏光特性に応じて通過する偏光方向Ｄ１１の偏光成分と共に、この偏光成分に直交する偏光方向Ｄ１２の偏光成分が含まれることとなる。
【００４９】
次に、第２の実施形態のレーザ加工装置を用いた本発明の第２の実施形態に係るレーザ加工方法について説明する。
【００５０】
第２の実施形態のレーザ加工方法でも、第１の実施形態と同様に、空間光位相変調器１８によって、変調光ｈｍの位相変調を制御し、変調光ｈｍの集光位置Ｂを光軸Ｚ方向、すなわち加工対象物５０の加工深さ方向において非変調光ｈｏの集光位置Ａと異ならせる。
【００５１】
また、第２の実施形態のレーザ加工方法でも、偏光板１４Ａによって、空間光位相変調器１８に入射するレーザ光の偏光を制御し、変調光ｈｍの強度と非変調光ｈｏの強度とをそれぞれ加工対象物５０の加工閾値以上とする。
【００５２】
具体的には、偏光板１４Ａの回転角度を調整することによって、空間光位相変調器１８に入射するレーザ光の偏光を空間光位相変調器１８の偏光方向に対して調整し、空間光位相変調器１８から出力される変調光ｈｍと非変調光ｈｏとの強度比を調整する。
【００５３】
例えば、偏光板１４Ａの偏光方向を空間光位相変調器１８の偏光方向と一致させると、すなわち、偏光板１４Ａを通過して空間光位相変調器１８に入射する偏光成分の偏光方向を空間光位相変調器１８の偏光方向と一致させると（すなわち、空間光位相変調器１８に入射する偏光成分を第１の偏光成分ｈ１とすると）、この偏光成分以外の偏光成分（すなわち、第２の偏光成分ｈ２）に対応する非変調光ｈｏの強度が最小となる。一方、偏光板１４Ａの偏光方向を空間光位相変調器１８の偏光方向に対して４５度傾けると、すなわち、偏光板１４Ａを通過して空間光位相変調器１８に入射する偏光成分の偏光方向を空間光位相変調器１８の偏光方向に対して４５度傾けると、変調光ｈｍの強度と非変調光ｈｏの強度とが略同一となる。
【００５４】
これより、空間光位相変調器１８の偏光方向に対する偏光板１４Ａの回転角度を調整することにより、変調光ｈｍと非変調光ｈｏとを所望の強度比に調整可能であり、変調光ｈｍの強度と非変調光ｈｏの強度との双方が加工対象物５０の加工閾値以上とすることができる。
【００５５】
したがって、この第２の実施形態のレーザ加工装置１Ａ及びレーザ加工方法でも、第１の実施形態のレーザ加工装置１及びレーザ加工方法と同様の利点を得ることができる。
【００５６】
なお、本発明は上記した本実施形態に限定されることなく種々の変形が可能である。例えば、本実施形態では、変調光ｈｍを非変調光（０次光）ｈｏの集光位置Ａと異なる１点の位置Ｂに集光したが、上記したＣＧＨやフレネルレンズパターンを用いて変調光ｈｍを非変調光（０次光）ｈｏの集光位置と異なる２点以上の位置に集光してもよい。この場合、全ての変調光ｈｍの強度及び非変調光（０次光）ｈｏの強度がそれぞれ加工閾値以上となるように、偏光制御素子によって、空間光位相変調器の偏光方向に対する空間光位相変調器の入射レーザ光の偏光を制御する。これにより、３点以上の他点同時加工が可能となる。その結果、加工効率は飛躍的に向上する。
【００５７】
また、本実施形態では、変調光ｈｍの集光位置Ｂを光軸Ｚ方向において非変調光（０次光）ｈｏの集光位置Ａと異ならせたが、図４に示すように、変調光ｈｍの集光位置Ｂを走査方向Ｘにおいて非変調光（０次光）ｈｏの集光位置Ａと異ならせてもよい。これにより、走査方向Ｘにおける照射点を増加することができ、パルスレーザ光の繰り返し周波数を実効的に増倍する効果が得られる。例えば、レーザ光源からのレーザ光の繰り返し周波数が１ｋＨｚの場合、変調光と非変調光とによって、実効的に繰り返し周波数が２ｋＨｚのパルスレーザ光を照射した場合と同一の効果が得られる。
【００５８】
更に、図５に示すように、パルス変調光ｈｍの集光位置と１つ前のパルス非変調光ｈｏの集光位置とを一致させてもよい。これにより、実効的にダブルパルス照射の効果を得ることが可能となる。ここで、超短パルス光を短い時間間隔で照射することにより、多光子吸収等により被加工物を非熱的に加工する加工方法がある。この超短パルス光による加工では、レーザ誘起プラズマが用いられており、加工効率の向上のためにはレーザ誘起プラズマの発生効率を向上すればよい。そして、レーザ誘起プラズマの発生効率の向上のためには、ダブルパルス照射が有効である。これより、図５に示すように、パルス変調光ｈｍの集光位置と１つ前のパルス非変調光ｈｏの集光位置とを一致させ、実効的にダブルパルス照射を行うことにより、レーザ誘起プラズマの発生効率を向上させることができ、その結果、加工効率を向上させることが可能となる。
【００５９】
また、図６に示すように、変調光ｈｍの集光位置Ｂを光軸Ｚ方向及び走査方向Ｘに直交する方向Ｙにおいて非変調光ｈｏの集光位置Ａと異ならせてもよい。これにより、レーザ光走査方向Ｘに対して垂直な面内での２点同時加工が可能となる。
【符号の説明】
【００６０】
１，１Ａ…レーザ加工装置、１０，１０Ａ…レーザ光源、１２…コリメートレンズ、１４…１／２波長板（偏光制御素子）、１４Ａ…偏光板（偏光制御素子）、１６…プリズムミラー、１８…空間光位相変調器、２０，２１，２２，２３，２４，２５，２６，２７…ミラー、３０，３１…レンズ、４０…対物レンズ（集光レンズ）、４２…ステージ、５０…加工対象物、６０…波面制御モジュール、６２…結像モジュール。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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