(57)【要約】【課題】焦点距離やビーム径、あるいはビームモードの調整に利用する曲率可変反射鏡を簡単な構成で実現することを目的としている。【解決手段】レーザビームを出力するレーザ発振器と、レーザ発振器から出力されたレーザビームが入射し、反射面の裏側には中空室が、側面には２箇所の相対向する加圧部が設けられている反射鏡と、中空室に供給する媒体の圧力の大きさと２箇所の相対向する加圧部に印加する荷重の大きさを選定する制御部と、制御部で選定された圧力の大きさに調整された媒体を中空室に供給する圧力調整部と、制御部で選定された大きさの荷重を２箇所の相対向する加圧部に印加する荷重供給部と、を備えているレーザ加工装置。【選択図】図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザビームを出力するレーザ発振器と、
前記レーザ発振器から出力されたレーザビームが入射し、反射面の裏側には中空室が、側面には２箇所の相対向する加圧部が、設けられている反射鏡と、
前記中空室に供給する媒体の圧力の大きさと前記２箇所の相対向する加圧部に印加する荷重の大きさを選定する制御部と、
前記制御部で選定された圧力の大きさに調整された前記媒体を前記中空室に供給する圧力調整部と、
前記制御部で選定された大きさの荷重を前記２箇所の相対向する加圧部に印加する荷重供給部と、を備えているレーザ加工装置。
【請求項２】
レーザビームを出力するレーザ発振器と、
前記レーザ発振器から出力されたレーザビームが入射し、反射面の裏側には中空室が、裏面には距離を隔てて２箇所の加圧部が、設けられている反射鏡と、
前記中空室に供給する媒体の圧力の大きさと前記裏面に設けられた２箇所の加圧部に印加する荷重の大きさを選定する制御部と、
前記制御部で選定された圧力の大きさに調整された前記媒体を前記中空室に供給する圧力調整部と、
前記制御部で選定された大きさの荷重を前記裏面に設けられた２箇所の加圧部に印加する荷重供給部と、を備えているレーザ加工装置。
【請求項３】
前記圧力調整部が前記中空室に供給する媒体の圧力の大きさを大きくすると前記反射鏡の焦点が変化し、前記荷重供給部が前記２箇所の加圧部に印加する荷重の大きさを大きくすると前記反射鏡の非点収差が変化することを特徴とする請求項１または２に記載のレーザ加工装置。
【請求項４】
前記制御部は、前記媒体の圧力の大きさと前記反射鏡によって生じる焦点移動量との関りを表現する第１の関係を保持し、所望する焦点移動量の大きさが入力されると、前記制御部は、前記第１の関係を基に、前記入力された焦点移動量に対応する媒体の圧力の大きさを選定することを特徴とする請求項３に記載のレーザ加工装置。
【請求項５】
前記制御部は、前記レーザビームの出力の大きさと前記レーザビームが入射した反射鏡に生じる非点収差の大きさとの関りを表現する第２の関係および前記２箇所の加圧部に印加する荷重の大きさと前記反射鏡に生じる非点収差の大きさとの関りを表現する第３の関係を保持し、前記レーザ発振器がレーザビームを出力すると、前記制御部は、前記第２の関係と前記第３の関係を基に、前記レーザ発振器が出力したレーザビームの大きさに対応する荷重の大きさを選定することを特徴とする請求項３または４に記載のレーザ加工装置。
【請求項６】
前記反射鏡の中空室に配設され、出力が前記制御部に入力された複数の温度検出器を備え、
前記制御部は、前記レーザビームの入射により前記反射鏡に生じる温度分布と前記反射鏡に生じる非点収差との関りを表現する第４の関係を保持し、前記レーザ発振器がレーザビームを出力すると、前記制御部は、前記複数の温度検出器で前記反射鏡の温度分布を測定し、前記第４の関係と前記測定した反射鏡の温度分布を基に、前記レーザ発振器が出力したレーザビームの大きさに対応する荷重の大きさを選定することを特徴とする請求項３または４に記載のレーザ加工装置。
【請求項７】
前記反射面の裏側に設けられている中空室は楕円形状を有しており、前記中空室の短軸方向の長さと前記中空室の長軸方向の長さの比が、１対√２であることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載のレーザ加工装置。
【請求項８】
前記反射鏡は楕円形状を有しており、前記２箇所の加圧部を結ぶ直線は、前記反射鏡の長軸と直交していることを特徴とする請求項７に記載のレーザ加工装置。
【請求項９】
前記媒体は、気体であることを特徴とする請求項１乃至請求項８のいずれか１項に記載のレーザ加工装置。
【請求項１０】
反射面の裏側には媒体が供給される中空室が設けられていて、前記中空室に供給される媒体の圧力の大きさが大きくなると焦点が変化する反射鏡と、
前記媒体の圧力の大きさと前記反射鏡によって生じる焦点移動量との関りを表現する関係を保持し、所望する焦点移動量の大きさが入力されると、前記関係を基に前記中空室に供給する媒体の圧力の大きさを選定する制御部と、
前記制御部で選定された圧力の大きさに調整された前記媒体を前記中空室に供給する圧力調整部とを備えている曲率可変反射鏡ユニット。
【請求項１１】
反射面の裏側には中空室が、側面または裏面に２箇所の加圧部が、設けられている反射鏡と、
前記反射鏡の中空室に圧力を伝達する媒体を供給する圧力調整部と、
前記反射鏡の２箇所の加圧部に荷重を印加する荷重供給部とを備え、
前記圧力調整部が前記媒体の圧力の大きさを大きくすると前記反射鏡の焦点が変化し、前記荷重供給部が前記荷重の大きさを大きくすると前記反射鏡の非点収差が変化する曲率可変反射鏡ユニット。
【請求項１２】
前記媒体の圧力の大きさと前記反射鏡によって生じる焦点移動量との関りを表現する関係を保持する制御部を備え、
所望する焦点移動量の大きさが入力されると、前記制御部は、前記関係を基に前記入力された焦点移動量に対応する媒体の圧力の大きさを選定し、前記圧力調整部は前記制御部で選定された圧力の大きさに調整された前記媒体を前記中空室に供給することを特徴とする請求項１１に記載の曲率可変反射鏡ユニット。
【請求項１３】
前記反射面の中空室に配設され、出力が前記制御部に入力された複数の温度検出器を備えていることを特徴とする請求項１２に記載の曲率可変反射鏡ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、曲率可変反射鏡に関わり、特に、曲率可変反射鏡を備えたレーザ加工装置および曲率可変反射鏡を備えた曲率可変反射鏡ユニットに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
レーザビームを用いたレーザ加工装置には、焦点距離やビーム径、あるいはビームモードを調整するために、曲率可変反射鏡が利用されている。特許文献１に開示された技術によれば、曲率可変反射鏡を垂直入射および垂直反射に近い状態で使用している。特許文献２に開示されている装置では、曲率可変反射鏡が変形した時に生じる非点収差などを抑えるために、曲率可変反射鏡への入射角は１０°以下に設定されている。入射角が１０°以下であれば、曲率可変反射鏡に高出力のレーザビーム（例えば出力が１ｋＷ以上のレーザビーム）が入射した場合でも、熱変形により発生する非点収差は目立たないが、レーザビームを小さな角度で曲率可変反射鏡に入射させるには偏向鏡が付加的に必要になる。レーザビームの収束を調整するために取り付けられるこれらの２つの鏡は、レーザ加工装置の加工ヘッドを大きて重たいものにする。
【０００３】
特許文献３に開示された技術によれば、曲率可変反射鏡は大きなビーム偏向角（特に９０°）で使用されている。このためレーザ加工装置の加工ヘッドを、１つの曲率可変反射鏡で構成することができ、加工ヘッドを軽量かつ小型にすることが可能である。しかし、曲率可変反射鏡に高出力のレーザビーム（例えば出力が１ｋＷ以上のレーザビーム）が、大きなビーム偏向角（特に９０°）で入射した場合には、熱変形により相応の非点収差が曲率可変反射鏡に発生する。
【０００４】
特許文献３に開示された技術は、曲率可変反射鏡に発生する熱変形を、冷却水および流体を用いた圧力負荷により抑制している。冷却水および流体を用いて曲率可変反射鏡に圧力を負荷するには高圧の冷却水および流体を発生させる専用の装置が必要になる。この専用の装置をレーザ加工装置に搭載すれば、レーザ加工装置の価格が上昇する。また、レーザ照射面に通常用いられる金コーティングよりも高反射率が得られる増反射膜を利用することにより、熱変形を抑制しているケースも見受けられる。しかし、増反射膜は、通常の金コーティングと比較して膜構成が複雑であるため、コーティング費用が増加する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平９−２９３９１５号公報
【特許文献２】特許第３００９１０７号公報
【特許文献３】特許第４６０３７９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
この発明は、上記のような問題点を解決するためになされたものであり、焦点距離やビーム径、あるいはビームモードの調整に利用する曲率可変反射鏡を簡単な構成で実現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】
本発明に係るレーザ加工装置は、レーザビームを出力するレーザ発振器と、レーザ発振器から出力されたレーザビームが入射し、反射面の裏側には中空室が、側面には２箇所の相対向する加圧部が、設けられている反射鏡と、中空室に供給する媒体の圧力の大きさと２箇所の相対向する加圧部に印加する荷重の大きさを選定する制御部と、制御部で選定された圧力の大きさに調整された媒体を中空室に供給する圧力調整部と、制御部で選定された大きさの荷重を２箇所の相対向する加圧部に印加する荷重供給部と、を備えている。
【発明の効果】
【０００８】
この発明に係るレーザ加工装置および曲率可変反射鏡ユニットによれば、曲率可変反射鏡を簡単な構造で実現できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施の形態１に係るレーザ加工装置の構成図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係る曲率可変反射鏡の模式構造を示す上面図である。
【図３】本発明の実施の形態１に係る曲率可変反射鏡を、長軸に沿って切断した断面図（図３Ａ）と、短軸に沿って切断した断面図（図３Ｂ）である。
【図４】本発明の実施の形態に係る曲率可変反射鏡において、焦点距離と圧力の関係を説明する概念図である。
【図５】本発明の実施の形態１に係る曲率可変反射鏡の変形を説明する概念図である。
【図６】３個の部材で構成される曲率可変反射鏡の第１の形態を示す断面図である。
【図７】３個の部材で構成される曲率可変反射鏡の第２の形態を示す断面図である。
【図８】本発明の実施の形態２に係るレーザ加工装置の構成図である。
【図９】本発明の実施の形態２に係る曲率可変反射鏡を、長軸に沿って切断した断面図（図９Ａ）と、短軸に沿って切断した断面図（図９Ｂ）である。
【図１０】本発明の実施の形態２に係る曲率可変反射鏡の変形を説明する概念図である。
【図１１】レーザ加工装置におけるレーザ出力と非点収差の関係を表す図である。
【図１２】曲率可変反射鏡における荷重負荷と非点収差の関係を表す図である。
【図１３】本発明の実施の形態３に係る曲率可変反射鏡を、長軸に沿って切断した断面図である。
【図１４】本発明の実施の形態４に係る曲率可変反射鏡を、短軸に沿って切断した断面図である。
【図１５】本発明の実施の形態５に係るレーザ加工装置の構成図である。
【図１６】本発明の実施の形態５に係る曲率可変反射鏡の断面図である。
【図１７】本発明の実施の形態５に係る曲率可変反射鏡の模式構造を示す上面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下に本発明にかかるレーザ加工装置の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、本発明は以下の既述に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。
【００１１】
実施の形態１．
図１は本発明の実施の形態１に係るレーザ加工装置の構成図である。本実施の形態のレーザ加工装置１００は、レーザ発振器１、曲率可変反射鏡３、光路系４ａ、集光レンズ４ｂ、制御部６、圧力調整部９などから構成されている。レーザ発振器１はレーザビーム２を水平方向に出力する。レーザビーム２は、様々な光路系４ａを通って、曲率可変反射鏡３に入射する。曲率可変反射鏡３は、＋Ｘ方向に進行するレーザビーム２を、−Ｚ方向に偏向する鏡である。集光レンズ４ｂは、曲率可変反射鏡３にて偏向させられ、−Ｚ方向に進行するレーザビーム２を被加工物５に集光する。制御部６は、レーザ発振器１からレーザビーム２の大きさに対応する出力信号を受信し、圧力調整部９に制御信号を発信する。
圧力調整部９は、制御部６からの制御信号に基づいて曲率可変反射鏡３に加える圧力の大きさを制御する。レーザ発振器１、曲率可変反射鏡３、制御部６および圧力調整部９は曲率可変反射鏡ユニット１９を構成する。なお、この図では、曲率可変反射鏡３は集光レンズ４ｂの直前に配置されているが、曲率可変反射鏡３と集光レンズ４ｂの間に他の光学部品が配置されていても良い。
【００１２】
図２は、本発明の実施の形態１に係る曲率可変反射鏡の反射面を示す模式図である。金属製の曲率可変反射鏡３には、中空室１１、圧力媒体流入口１２、冷媒室１５、冷媒入口１６、冷媒出口１７が形成されている。曲率可変反射鏡３にはレーザビーム２が所定の偏向角（例えば９０°）で入射する。曲率可変反射鏡３および中空室１１は楕円の外形を有しており、短軸方向３０と長軸方向２０で半径が異なる。曲率可変反射鏡３に入射したレーザビームは反射面７のレーザ照射部２６で反射される。反射面７のレーザ照射部２６は、ここでは曲率可変反射鏡３が９０°偏向のミラーであるため、短軸と長軸の比率が１：√２の楕円形状となっている。
【００１３】
図３（図３Ａおよび図３Ａ）に基づいて曲率可変反射鏡の構造を説明する。図３Ａは、曲率可変反射鏡を、長軸に沿って切断した断面図である。図３Ｂは、曲率可変反射鏡を、短軸に沿って切断した断面図である。中空室１１は反射面７を変形させるために設けられている空洞である。冷媒室１５は鏡全体を冷却するために設けられている。冷媒室１５には、冷却水などの冷媒が冷媒入口１６から流入し、冷媒出口１７から流出する。中空室１１には圧力媒体流入口１２から空気、窒素、水などの圧力媒体を供給する。反射面７とは反対側の裏面には保持面１８が形成されている。保持面１８を用いて曲率可変反射鏡３をミラーホルダー等に固定する。厚みＴを有する圧力負荷面１０の寸法は、例えば、（長軸の長さ）：（短軸の長さ）＝√２：１とする。曲率可変反射鏡３の圧力負荷面１０には、圧力媒体流入口１２から供給された圧力媒体により、圧力負荷Ｆが作用する。この結果、反射面７は、平面から凸面１４に変形する。凸面１４は、圧力負荷Ｆの大きさに依らず、（短軸方向の曲率８Ａ）：（長軸方向の曲率８Ｂ）＝２：１を保持している（図５参照）。
【００１４】
本発明に係る曲率可変反射鏡は、反射面７に生じる変形の大きさを、反射面７の裏側に設けられている中空室１１に供給される圧力媒体の圧力を制御することによって、調整する。反射面７が変形し、曲率可変反射鏡３の焦点距離が変化すると、焦点位置が移動する。図４は、圧力媒体の圧力の大きさと曲率可変反射鏡によって生じる焦点移動量との関係を示す例である。制御部６は、この関係を保持し、所望する焦点移動量の大きさが入力されると、この関係を基に、対応する圧力媒体の圧力の大きさを選定する。圧力調整部９は制御部６で選定された圧力の大きさに調整された圧力媒体を中空室１１に供給する。なお、圧力媒体流入口１２は１つに限定されるものではなく、圧力負荷面１０に圧力が印加できれば、２つ以上あってもよい。また、冷媒室１５、冷媒入口１６、冷媒出口１７は必須ではなく、構成しない場合であっても良い。
【００１５】
図５は本発明に係る曲率可変反射鏡の変形を説明する概念図である。楕円の外形を有している曲率可変反射鏡３の反射面は、圧力負荷Ｆにより、（短軸方向の曲率８Ａ）：（長軸方向の曲率８Ｂ）＝２：１を保持する凸面１４に変形している。なお図では外形が楕円形であるが、直交する２軸の曲率が２：１を保持しながら圧力負荷で変形するのであれば、外形は楕円形以外の形状、例えば円形であっても良い。また、圧力を負荷する前の反射面７は一般的には平面であるが、応力を負荷したときに形成される凸面１４を反転した凹面であってもよい。このときも凹面の形状は、（短軸方向の曲率８Ａ）：（長軸方向の曲率８Ｂ）＝２：１であるものとする。
【００１６】
本発明に係る曲率可変反射鏡３は、圧力負荷Ｆを反射面７の裏面に与えることにより、（サジタル方向の曲率）：（メリジオナル方向の曲率）=２：１となる変形を行う。なお、図３Ａ、図３Ｂでは曲率可変反射鏡３は１部品であるが、上記構成を満足するのであれば、複数部品でも良い。図６では、曲率可変反射鏡３は、外筒部３ａ、中筒部３ｂ、内筒部３ｃから構成されている。図７では、曲率可変反射鏡３は、前面部３ｄ、中央部３ｅ、後面部３ｆから構成されている。どちらの形態の曲率可変反射鏡においても、２：１変形により、非点収差のない焦点移動が実現できる。
【００１７】
この発明に係るレーザ加工装置によれば、軽くて簡単な構造を持つ曲率可変反射鏡を利用する。このため焦点距離やビーム径、あるいはビームモードの調整を安定して実現できる。気体にて圧力を負荷すれば、高圧流体を発生させる装置が不要になる。また、レーザビームの入射角を小さな値に限定する必要がないため、レーザ加工装置がコンパクトになり、レーザ加工装置を入手しやすい価格で提供できる。
【００１８】
実施の形態２．
図８は本発明の実施の形態２に係るレーザ加工装置を説明する構成図である。曲率可変反射鏡から反射されるレーザビームには、通常、レーザ発振器１や光路系４ａの機差により発生する非点収差、及びレーザ発振器１のレーザ出力に依存して発生する非点収差、が含まれている。曲率可変反射鏡３の焦点は非点収差を一定量保持したまま移動する。本実施の形態に関わるレーザ加工装置１００は、非点収差を補正するために、曲率可変反射鏡３の横方向の荷重負荷を制御する荷重供給部２２を備えている。荷重供給部２２により曲率可変反射鏡３に発生する非点収差は、レーザ加工装置１００がレーザ発振器１や光路系４ａの機差により発生する非点収差、及びレーザ発振器１のレーザ出力に依存して発生する非点収差、を相殺する。本実施の形態のレーザ加工装置１００は、レーザ加工装置１００の機差により発生する非点収差を補正することが出来るので、高精度なレーザ加工が可能である。
【００１９】
次に実施の形態２に係る曲率可変反射鏡ユニット１９を説明する。図９Ａは、曲率可変反射鏡を、長軸に沿って切断した断面図である。図９Ｂは、曲率可変反射鏡を、短軸に沿って切断した断面図である。曲率可変反射鏡３は、反射面７に直交する短軸側の側面３１に、加圧部４０ａと加圧部４０ｂが設置されている。加圧部４０には、制御部６の指示により、荷重供給部２２が荷重負荷Ｌを与える。なお図では、加圧部４０ａ、４０ｂは短軸上の端２面にあるが、長軸上の端２面にあっても良い。曲率可変反射鏡３の反射面７と加圧部４０に対して、それぞれ圧力負荷Ｆと荷重負荷Ｌを与えることにより、曲率可変反射鏡３は反射面７さらには加圧部４０にサジタル方向あるいはメリジオナル方向に変形を持つ。
【００２０】
図１０は本発明の実施の形態に係る曲率可変反射鏡の変形を説明する概念図である。曲率可変反射鏡３は、反射面７の圧力負荷面１０に正の荷重を付与した場合、加圧部４０ａと加圧部４０ｂが拘束されているため、短軸側に凸形状２３となる。これに対し、拘束のない長軸側には曲率可変反射鏡３はほぼ変形しないため、曲率可変反射鏡３に、非点収差が発生する。このため、空圧などの圧力負荷Ｆにより反射面７を変形させた場合、（短軸方向の曲率８Ａ）：（長軸方向の曲率８Ｂ）は２：１から外れている。発生する非点収差は、加圧部４０ａと加圧部４０ｂに付与する荷重負荷Ｌの大きさにより補正する。なお、図では正の荷重を付与しているが、負の荷重を付与し、反射面７を引張り、短軸側に凹形状としても良い。
【００２１】
次に、レーザ加工装置１００がレーザ発振器１や光路系４ａの機差により発生する非点収差、及びレーザ発振器１のレーザ出力に依存して発生する非点収差を、補正する具体的な方法について説明する。図１１はレーザ加工装置における非点収差の大きさを示す。図に示すグラフの横軸はレーザ出力であり、縦軸は非点収差である。図に示すように、非点収差はレーザ出力に応じて増加していく。しかし、図に示すグラフのように、レーザ出力が０ｋＷの場合にも非点収差は０にならない。ここでは、この出力が０ｋＷの場合の非点収差を、レーザ加工装置１００の持つ初期非点収差ｓ0とする。レーザ出力Ｅに応じた総非点収差ｓ（Ｅ）は、グラフの傾きから導出した係数α、およびレーザ出力Ｅとから、関係式ｓ（Ｅ）＝ｓ0＋α×Ｅで表される。この関係式、および初期非点収差ｓ0と係数αを制御部６は保持する。
【００２２】
図１２は曲率可変反射鏡３において荷重負荷Ｌにより発生する非点収差の大きさを示す図である。図に示すグラフの横軸は加圧部４０に加える荷重負荷Ｌ（または圧力）であり、縦軸は荷重負荷Ｌにより発生する非点収差ｓである。この図を元に、荷重負荷Ｌと、曲率可変反射鏡３に発生する非点収差s_mirrorとに関する係数βを導出する。係数βと非点収差s_mirrorの間には、s_mirror＝β×Ｌの関係式が成立するものとする。この荷重負荷に対応する非点収差の関係式と係数βを制御部６に保持する。次に、レーザ加工装置１００にて加工を実施する場合、制御部６はレーザ加工装置１００の持つ初期非点収差ｓ0を相殺する初期荷重負荷Ｌ0（＝ｓ0/β）を恒久的に加圧部４０に付与する。加工を実施する場合、レーザ出力Ｅに応じて、先ほどの恒久的な初期荷重負荷Ｌ0と、レーザ出力に応
じた部分非点収差ｓ1（＝α×Ｅ）を相殺する相殺荷重負荷Ｌ1（＝ｓ1/β）を合わせることにより、総非点収差（ｓ0＋ｓ1）を相殺する。
【００２３】
すなわち、レーザ発振器１がレーザビーム２を出力すると、制御部６は、図１１に示された関係と図１２に示された関係を基に、レーザビームの出力に対応する荷重の大きさを選定する。荷重供給部２２は、制御部６で選定された大きさの荷重を２箇所の相対向する加圧部４０に印加する。このように本実施の形態のレーザ加工装置は、レーザ加工装置の機差により発生する非点収差を補正するだけでなく、レーザ出力に依存した非点収差を補正することが可能となり、高精度なレーザ加工が可能である。また、レーザ出力に関係なく、安価かつ安定して、焦点距離やビーム径、あるいはビームモードの調整が実現できるレーザ加工装置を、加工ヘッドを大きくすることなく、軽量に提供できる効果がある。
【００２４】
実施の形態３．
ここでは、加圧部４０の配置に関わる別の実施の形態を説明する。加圧部４０ａと加圧部４０ｂは、曲率可変反射鏡３の側面３１の他に、保持面（裏面）１８に設けることが出来る。加圧部４０は、曲率可変反射鏡３の中心軸２１に対して対称な位置に２箇所設けることが好ましい。図１３は、曲率可変反射鏡を、長軸に沿って切断した断面図である。加圧部４０ａと加圧部４０ｂは、保持面（裏面）１８の外周部に設置されている。加圧部４０には、制御部６の指示により、荷重供給部２２が荷重負荷Ｌを与える。曲率可変反射鏡３の反射面７と加圧部４０に対して、それぞれ圧力負荷Ｆと荷重負荷Ｌを与えることにより、曲率可変反射鏡３は反射面７さらには加圧部４０にサジタル方向あるいはメリジオナル方向に変形を持つ。
【００２５】
実施の形態４．
ここでも、加圧部４０の配置に関わる別の実施の形態を説明する。図１４は、曲率可変反射鏡を、短軸に沿って切断した断面図である。加圧部４０ａと加圧部４０ｂは、保持面（裏面）１８の外周部に設置されている。加圧部４０には、制御部６の指示により、荷重供給部２２が荷重負荷Ｌを与える。曲率可変反射鏡３の反射面７と加圧部４０に対して、それぞれ圧力負荷Ｆと荷重負荷Ｌを与えることにより、曲率可変反射鏡３は反射面７さらには加圧部４０にサジタル方向あるいはメリジオナル方向に変形を持つ。このように本実施の形態のレーザ加工装置は、レーザ加工装置の機差により発生する非点収差を補正するだけでなく、レーザ出力に依存した非点収差を補正することが可能になる。
【００２６】
実施の形態５．
図１５は本発明の実施の形態５に係るレーザ加工装置を説明する構成図である。曲率可変反射鏡３から反射されたレーザビームには、レーザ発振器１や光路系４ａの機差により発生する非点収差、及びレーザ発振器１のレーザ出力に依存して発生する非点収差、が含まれている。本実施の形態に関わる曲率可変反射鏡３は複数の温度検出器を備えている。温度検出器の出力は信号線２７を通じて制御部６に接続されている。荷重供給部２２は、非点収差を補正するために、制御部６の指示に基づいて曲率可変反射鏡３に対する荷重負荷Ｌを調整する。レーザ加工装置１００がレーザ発振器１や光路系４ａの機差により発生する非点収差、及びレーザ発振器１のレーザ出力に依存して発生する非点収差は、荷重供給部２２により発生する非点収差により相殺される。
【００２７】
図１６は、本実施の形態に係わるレーザ加工装置に用いられる曲率可変反射鏡の長軸方向の断面図である。図１７は、本実施の形態に係わる曲率可変反射鏡における温度検出器の配置模式図である。図に示すように、本実施の形態に関わる曲率可変反射鏡３は、圧力負荷面１０の中心、短軸方向３０および長軸方向２０に、合計５個の温度検出器２５ａ〜２５ｅが設けられている。それ以外は、実施の形態２の曲率可変反射鏡と同様である。本実施の形態におけるレーザ加工装置１００において、曲率可変反射鏡３に配設された温度検出器２５ａ〜２５ｅは、制御部６と信号線２７で接続されている。本実施の形態のレーザ加工装置１００は、発生する非点収差を補正することが出来るので、高精度なレーザ加工が可能である。
【００２８】
温度検出器２５ａ、温度検出器２５ｂ、温度検出器２５ｃ、温度検出器２５ｄおよび温度検出器２５ｅは、圧力負荷面１０に配置されている。温度検出器２５ａは、圧力負荷面１０の中心に設置されている。温度検出器２５ｂと温度検出器２５ｃは、圧力負荷面１０の長軸上に設置されている。温度検出器２５ｄと温度検出器２５ｅは、長軸と直行する短軸上に設置されている。温度検出器２５ｂと温度検出器２５ｃは、圧力負荷面１０の中心に対して対称な位置に配置されている。温度検出器２５ｄと温度検出器２５ｅは、圧力負荷面１０の中心に対して対称な位置に配置されている。温度情報の信号は温度検出器２５ａ〜２５ｅに接続された信号線２７により制御部６に送られる。なお図では、レーザ照射部の短軸方向に２ヶ所、長軸方向に２ヶ所、温度検出器が配置されているが、レーザ照射部の短軸方向に１ヶ所、長軸方向に１ヶ所でも良い。
【００２９】
次に、本実施の形態のレーザ加工装置１００が、レーザ発振器１や光路系４ａの機差により発生する非点収差、及びレーザ発振器１のレーザ出力に依存して発生する非点収差を補正する具体的な方法について説明する。制御部６は、入力された温度検出器２５ａの温度信号と温度検出器２５ｂの温度信号及び温度検出器２５ｃの温度信号とから、圧力負荷面１０の長軸方向の温度分布を求めることができる。同様に、制御部６は、入力された温度検出器２５ａの温度信号と温度検出器２５ｄの温度信号と温度検出器２５ｅの温度信号から、圧力負荷面１０の短軸方向の温度分布を求めることができる。温度分布は、曲率可変反射鏡の反射面７の厚みが薄いので、顕著に発生する。
【００３０】
制御部６は、初期データとして、曲率可変反射鏡３に関する、５個の温度検出器２５ａ〜２５ｅの測定値から求めた、短軸方向と長軸方向の温度分布により発生する非点収差のデータを保持している。次に、レーザ加工装置で、被加工物５をレーザ加工している時の曲率可変反射鏡３における温度分布を、温度検出器２５ａ〜２５ｅで測定する。この温度データを制御部６に入力し、短軸方向及び長軸方向の温度分布を求める。制御部６に予め保持された非点収差の補正データを基に、曲率可変反射鏡３の加圧部４０へ荷重負荷して非点収差を発生させ、レーザ加工装置１００の非点収差を補正する。
【００３１】
なお、本発明は、その発明の範囲内において、実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。
【符号の説明】
【００３２】
１  レーザ発振器、２  レーザビーム、３  曲率可変反射鏡、３ａ  外筒部、３ｂ  中筒部、３ｃ  内筒部、３ｄ  前面部、３ｅ  中央部、３ｆ  後面部、４ａ  光路系、４ｂ  集光レンズ、５  被加工物、６  制御部、７  反射面、８Ａ  短軸方向の曲率、８Ｂ  長軸方向の曲率、９  圧力調整部、１０  圧力負荷面、１１  中空室、１２  圧力媒体流入口、１４  凸面、１５  冷媒室、１６  冷媒入口、１７  冷媒出口、１８  保持面、１９  曲率可変反射鏡ユニット、２０  長軸方向、２１  中心軸、２２  荷重供給部、２３
凸形状、２５ａ〜２５ｅ  温度検出器、２６  レーザ照射部、２７  信号線、３０  短軸方向、３１  側面、４０  加圧部、４０ａ  加圧部、４０ｂ  加圧部、１００  レーザ加工装置、Ｅ  レーザ出力、Ｆ  圧力負荷、Ｌ  荷重負荷、Ｌ0  初期荷重負荷、Ｌ1  相殺荷重負荷、ｓ  非点収差、ｓ0  初期非点収差、ｓ1  部分非点収差、ｓ（Ｅ）  総非点収差、α  係数、β  係数
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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