(57)【要約】  パージガスポート（74）、レーザビーム減衰入力窓（24）およびレーザシャッタ（20）の好適な実施例は、光学部品（42、60、72）の汚染を減少させるべくレーザビームが完全に取り囲まれたＵＶレーザ光学システムのサブシステムを構成している。パージガスは、汚染に敏感な光学部品表面（78）がパージガスの流路中にあること確実にするために、ビーム管組立体（18）の複数の場所を通して注入される。前記入力窓は、空気によって運ばれる分子および粒子の光重合を制限すべく、定レベル減衰器として機能する。それらのホルダ（142）中で非対称に光素子を周期的に回転させることにより、前記光学部品の焼け付き損傷を減少する。【選択図】図１
2009518187.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光線経路を導く組立体の一部として含まれる光学部品のビーム受光面上への汚染物質の蓄積を防止するために設定されたガスディフューザを含む前記組立体であって、
光線が光線経路に沿って伝搬し得る内部領域を有する光学部品マウントと、
前記光線経路に交差すべく前記内部領域内に配置されるビーム受光面を有し、前記内部領域内を伝わる前記光線が前記受光面に入射する光学部品と、
前記ビーム受光面を横切って流れるガスの拡散した流れを前記内部領域に供給すべく前記光学部品マウントに流体を伝えるガスディフューザとを含み、該ディフューザは、前記ビーム受光面の汚染物質の蓄積を防止するに十分な流量で前記ガスの流れを供給するが、前記内部領域内での前記光線の伝搬の安定性を明確に感知できる程には妨げないように設定されている、組立体。
【請求項２】
前記ガスディフューザは、前記光学部品マウント内に配置され、前記内部領域内に直接的に流体を伝える、請求項１の前記組立体。
【請求項３】
さらに、前記光学部品マウントに形成されるガス流路であって前記内部領域に開口するガス流路に流体を伝えるガス吸気口を含み、該ガス吸気口は、該ガス吸気口へガスの供給を提供する外部のガス配管の扱いに応じた前記ビーム受光面の変位を防止するために、前記光学部品から分離されている、請求項１の前記組立体。
【請求項４】
前記光学部品は、前記ビーム受光面へ入射する前記光線の伝搬方向を変更するタイプである、請求項１の前記組立体。
【請求項５】
前記光学部品はミラーを含む、請求項４の前記組立体。
【請求項６】
前記光学部品はビーム減衰器を含む、請求項４の前記組立体。
【請求項７】
光線が光線経路に沿って伝わりかつ加工品処理システムに配置された光学部品に交差する処理システムであって前記光学部品が実効中心を有する受光面を備え、また前記光線が前記光学部品の前記受光面と交差する光学面領域を規定する横断面を備える前記処理システムにおいて、
支持部材と、
前記支持部材に解除可能に結合され、前記光学部品を保持すべく設定されたホルダであって前記光学部品を保持している前記ホルダが前記受光面を回転させるときに前記実効中心の回りに異なる回転角毎で前記受光面の前記実効中心が前記光学面領域の外側にあるように、前記支持部材に関して配置されかつ選択的に回転可能であるホルダと、
前記支持部材に前記光学部品を効果的に固定する固定機構とを含む、前記システム。
【請求項８】
前記支持部材は支持面を含み、前記ホルダは環状形状であり前記支持面上に載る寸法であり、前記環状ホルダは、該ホルダによって前記光学部品が保持されたときに該光学部品が載るフランジを含む、請求項７の前記システム。
【請求項９】
前記光学部品は外縁を有し、前記環状ホルダは該ホルダの周囲に角度的に間隔を置く特徴部を有し、該特徴部に工具が前記支持面に沿って前記環状ホルダを回転させるために結合され、これにより、異なる光学面領域が前記光線経路に沿って伝搬する入射光線に提供される、請求項８の前記システム。
【請求項１０】
前記複数の特徴部のそれぞれは、前記工具が挿入可能の穴である、請求項９の前記システム。
【請求項１１】
前記光学部品は外縁を有し、前記固定機構は複数の留め金具と、前記光学部品の前記外縁に沿って間隔をおく複数の関連した細長い締め具とを含み、前記複数の止め金具のそれぞれは前記光学部品の外縁の近傍で該光学部品の一部に接触し、また前記複数の細長い締め具のそれぞれはそれに関連する前記止め金具を前記支持部材に結合する、請求項７の前記システム。
【請求項１２】
前記複数の細長い締め具はボルトを含む、請求項１１の前記システム。
【請求項１３】
前記光学部品は外縁を有し、前記固定機構は前記光学部品の前記外縁に沿って間隔をおいて配置された複数の固定器具を含み、該固定器具のそれぞれは第１及び第２の端部を有し、前記第１の端部は前記光学部品にその外縁の一部で接触し、前記第２の端部は前記支持部材に接触する、請求項７の前記システム。
【請求項１４】
前記複数の固定器具のそれぞれは止め金具および締め具を含む、請求項１３の前記システム。
【請求項１５】
前記ホルダの前記支持部材への解除可能な結合は、前記固定機構によって達成される、請求項１３の前記システム。
【請求項１６】
前記光学部品は減衰窓を含む、請求項７の前記システム。
【請求項１７】
前記減衰窓の受光面は、実質的に平面であり、前記光線経路が斜角で前記受光面に交差するように、傾斜角に設定されており、該傾斜角は前記光線経路に沿った入射光線の伝搬に減衰量をもたらす、請求項１６の前記システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザを基にした加工品処理システムに関し、より詳細には、そのようなシステムで実行されるレーザ微細加工応用における光学部品の清浄管理および漂積物管理に関する。
【背景技術】
【０００２】
本願は、２００５年１２月１日出願の米国仮特許出願番号６０／７４２，１６２の優先権を主張する。
【０００３】
著作権表示
ｃ ２００６  Electro Scientific Industries社  本特許書類の開示の一部は、著作権保護を受ける要素を含んでいる。著作権所有者は、特許商標庁の特許ファイル又は記録に表示されている形で、何人かによって特許書類又は特許開示が複製されることに対しては異論を唱えないが、それ以外には全ての著作権の権利を留保する。37 CFR §1.71 (d)
【０００４】
半導体処理装置の中でレーザビーム経路を密閉するための最先端技術は、キャビネットスタイルの包囲体で光学容積全体を封止することを伴う。いくつかの構造は、ある種の清浄な乾燥した空気または不活性ガスを使うパージ（浄化）システムを含む。ビーム管が、集積回路のエラー修正などの微細加工（micromachining）の外、他のレーザ応用でも用いられている。ＵＶ光学レール（rail）およびビーム経路のほとんどの最近の設計では、光学部品を保護するために、カバーを使う。包囲された容積中のパージガスおよびパージガスを有するビーム管のいずれもレーザ微細加工の応用に用いられなかった。
【０００５】
ＵＶ波長のレーザ光線がシステム光学部品に非常に有害であるかもしれないことは、レーザ産業ではよく知られている。ＵＶ光については、Ｅ＝ｈνで与えられるフォトンエネルギー（ここで、ｈ＝プランク定数であり、またν＝光周波数である）は、多くの一般の分子状汚染物質（ＡＭＣｓ）の結合を断ち切り、またその結合を一掃するに十分である。光重合として知られているこの工程の中で、ポリマーは、レーザビームが交差する光学面上で形成される。ポリマーは、レンズやミラーを曇らせ、前記システムの光透過率を減少させ、また性能を低下させるビームのゆがみを引き起こす。同様な問題は微粒子汚染の存在によって生じるかもしれない。微粒子は気化し、次に光学面上に重合する。さらに、瞬時の高エネルギーを持つパルスビームが存在すると、微粒子が除去されるに伴って、音響「衝撃」波が形成されることがある。この音響衝撃波は、それが光学部品に伝わるとき、光学コーティング、基材またはその両方を損うかもしれない。
【０００６】
ナノ秒、ピコ秒またはフェムト秒のパルス幅を有する現在利用可能なパルスレーザは、それらが光学部品に入射する高ピーク出力に起因して光学的な劣化を受ける。しばしば、前記した適用によれば、レーザは、減衰を受けなければならない過剰な出力エネルギーを供給するかもしれない。現在、しばしば二分の一波長板と偏光子との組み合わせ（またはこのテーマの変形）から構成されている入手可能な減衰器は、その偏り状態を処理することによってレーザビームを減衰するためにレーザビームの経路に挿入される。二分の一波長板と偏光子を使う技術は、減衰レベルを調整する能力を提供するが、通常、減衰器組立体をいくつかの光学部品の後にレーザ出力から「下流に」配置されなければならない。その理由は、前記二分の一波長板および偏光子への入射が平行あるいはほぼ平行になされたときに、それらが最も効果的に動作するからである。さらに、波長板は汚染を受ける傾向があり、もろく、温度に敏感なので、密閉されたレーザレール（rail）の場合には、二分の一波長板は密閉された部分にあまり良い窓を作らないであろう。
【０００７】
レーザ光学システムの外部環境から密閉された一部を形成するレーザレールは、該レーザレールの密封した部分へのビームの出入りを可能にするために、前記光学システムの入出力窓を使用する。さらに、レーザ光の強度（Ｗ／ｃｍ２、ピークＷ／ｃｍ２またはＪ／ｃｍ２）が光学素子の寿命に比例するので、あらゆる光学部品に入射するレーザ光線の量を減少させることが望ましい。したがって、過剰なレーザ出力を引き起こす理想的なレーザシステムでは、該光学システムのまさに第１の構成部品は、なにがしかの減衰器である。要約すると、入力窓および減衰器として同じく機能する光学素子を提供することが望ましいであろう。
【０００８】
レーザ光学システムは、２つの異なるカテゴリに分けることができるレーザシャッタを含む。それらは、調整、露光およびパルスゲートのシャッタと、安全保護装置およびプロセス制御のシャッタとを含む。ここで興味深い安全保護装置のシャッタは、レーザ波長に不透明であり、選択的にレーザビームの伝搬のラインに出入りさせられる材料によって、間欠的にレーザビームを遮断する。遮断されたレーザビームは、レーザビーム「ブロック」または「ダンプ」内またはその上で反射され、それは、遮断されたビームを吸収し、また減衰させるのに役立つ。シャッタ作動装置は、これに限定されないが、電気機械（ソレノイド）、電気および磁気の装置を含む。
【０００９】
（調整というよりも）防護装置として動作するシャッタは、低周波（≪１Ｈｚ）の反復動作で開閉する。開放および閉鎖の両位置は、感知され、前記作動装置にフィードバックされる。適切に設計されたレーザシャッタは、レーザ発光を遮断し、レーザキャビティへの後方反射を生じさせない。シャッタ構成材料は、前記光学システムを汚染しそうな成分がないようにするべきである。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【００１０】
パージガスポート、レーザビーム減衰入力窓およびレーザシャッタの好適な実施例は、前記光線経路が前記光学システム構成部品の汚染を低減させるために完全に取り囲まれたＵＶレーザ光学システムのサブシステムを構成している。パージガスは、汚染に敏感な光学部品の表面がパージガスの流路中にあることを確実にするために、ビーム管組立体の複数、例えば９つの異なる場所を通して注入される。半導体デバイス製造設備での圧縮空気を利用できること、および好適な３５５ｎｍの動作波長でオゾン形成がなされないことの理由から、清浄で乾燥した空気が不活性パージガスよりも好まれる。前記ビーム管組立体の構成部品のすべては、それらのガス放出特性の点で、ニッケルメッキされたアルミニウム、ステンレス鋼、黄銅およびテフロン（登録商標）で作られることが好ましい。パージガスの流量レベルは２つの基準によって決定される。（１）加工面上のビームスポットに乱れを発生させずにガス流量を最大化すること、および（２）時間毎で最小限の回数で空気量の交換をすることである。記載された実施例では、最小限として時間毎に５回の空気量交換が選択された。多孔性のディフューザは、乱れによって引き起こされるビーム運動を減少させるためにパージガス噴射点で使われる。前記レーザビーム経路を含む制御された環境下でのパージガスの流れは、ビーム管組立体を通してのパージガス流が設けられていないものよりも、より長いレーザレールが続くことを可能にする。
【００１１】
一定レベルの減衰器として機能する入力窓は、透明な光学材料から形成され、例えば、これに限定されないが、Ｓ偏光のレーザ入射光に関して４５度に方向付けられた平面−平面（plano-plano）の表面を持つ石英ガラスを含む。この光学部品は密閉された光学組立体への入力窓組立体として働くので、光学システムを密閉する機械的構成部品（この場合、カバー）の、レーザビームのポテンシャルミスアライメントを次々に引き起こすであろう摂動に対し、抵抗力があるマウント装置（mounting system）を備えることが望ましい。したがって、好ましいマウントハードウエアは、それがビーム減衰と損傷防止を遂行するので、カバーによって起こされたどのような応力に対しても抵抗力を持つ。最後に、前記入力窓は、それが最も高いＷ／ｃｍ２を経験し、外部環境にさらされるので、外部の汚染物質の外面上への重合あるいは焼成によって引き起こされる損害の最も高い確率を有する。それ故、入力窓は、レーザビームの中心線からわずかにずれており、焼成が生じた場合には、前記入力窓を光学面の新しい「清浄な」一部分に回転することができるように、十分な寸法を有する。前記入力窓を外部の光学面への損害に対応して回転したとき、如何なる付加のビーム操舵（beam steering）も生じない。カバーが前記光学組立体を密閉するために取り付けられるとき、光学−機械組立体の外側には、カバーの応力から如何なる付加のビーム操蛇もまったく生じない。
【００１２】
空気圧シリンダから構成されているレーザシャッタは、金属シャッタブレードを前記レーザビームの経路から外れて、またその中に置くために、引っ込み、また張り出す。磁気リードスイッチは、前記シリンダの状況を感知し、状況信号をシステム制御コンピュータにフィードバックする。遮断状態では、安全にビームを弱めるために、シャッタブレードは構造ガセットの特徴部（feature）中にレーザビームを反射する。シャッタ機構は部分的に覆われており、清浄な空気の浄化源をレーザ光学組立体の大部分と共有する。３つのレーザシャッタデザイン特徴を含む。（１）前記シャッタ機構のレーザ光にさらされる部分は、光学汚染を制限するために非ガス放出材料から作られる。（２）前記空気圧シリンダは、光学部品の汚染を起こしそうな材料を含まず、熱を発生させることなく、従って、発熱によるビーム操蛇が最小限にとどめられることを保証するシャッタブレードに、原動力を分与する。（３）反射され／遮断されたビームを封じ込め、弱める特徴部は前記組立体に一体的であり、外部部品を全く必要としない。
【００１３】
前記シャッタは前記レーザヘッドの出力窓から出たすぐ後に、レーザ放射を遮断する。これはレーザ安全保護回路が崩壊したときにまたは前記システム制御コンピュータのマニュアルコマンドで自動的に生じる。シャッタアクチュエータにで発生する廃熱と、光学部品汚染を引き起こすことが知られている材料の存在とは、本装置の使用によって取り除かれる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明に関連するさらなる目的および利点は、添付図面を参照しての以下の好適な実施例の詳細な説明から、明らかになるであろう。
【００１５】
上記で要約された３つのサブシステムの好適な実施例を含むレーザ光学システムが図１、２Ａおよび２Ｂに示されている。図１は、そのカバーを外した状態でのレーザ光学システム１０の平面図であり、図２Ａおよび２Ｂは図１のレーザ光学システム１０の両側の等角図であり、レーザヘッドおよび空間フィルタがそれぞれどこに位置しているかを示している。図１、２Ａおよび２Ｂは、レーザ光学システム１０の全体を密閉するアウタカバー無しで、レーザレール組立体を示す。ビーム管セット１８のすべては、これらの３つの図面に現れており、特に図１で識別できる。
【００１６】
図１、２Ａおよび２Ｂを参照するに、レーザヘッド１２（別個のカバーの中に収納されている）の出力ビームは、全体に「Ｓ」形状のビーム経路に沿ってレーザ光学システム１０の出口窓１６から伝搬する。前記出力ビームは、複数のビーム管セット１８の内部領域を通って、前記レーザビーム経路に沿って配置された複数の包囲された光学部品へ、およびこれから伝わる。前記ビーム管セット組立体は、レーザ光学システム１０中で圧力制御下の環境にレーザビームを閉じ込める。
【００１７】
レーザヘッド１２の前記出力ビームは、レーザシャッタ２０を経て、光線減衰入力窓２４および該窓に関連する支持部材すなわちバルクヘッド２６に伝わる。レーザシャッタ２０およびビーム減衰入力窓２４は、以下でより詳しく説明する２つのサブシステムである。減衰された前記レーザビームは、プレエキスパンダ組立体３０を経て、第１の反射鏡組立体３４および第２の反射鏡組立体３８に伝わる。反射鏡組立体３４および３８は、前記レーザビーム経路の方向を反転するように協力する。前記レーザビームは、第２の反射鏡組立体３８の反射鏡で反射し、第１の手動操作の減衰器４２および音響光学変調器（ＡＯＭ）４６を経て、第３の反射鏡組立体５０および第４の反射鏡組立体５４に伝わる。反射鏡組立体５０および５４は、レーザビーム経路を元の伝搬方向へ反転させるために、協力する。前記レーザビームは、反射鏡組立体５４の反射鏡で反射し、空間フィルタ５８（個別のカバーに収容されている）、第２の手動操作減衰器６０および可変ビームエキスパンダ組立体６４を経て、出口窓１６に伝わる。
【００１８】
反射鏡組立体３３、３８、５０および５４、手動操作の減衰器４２および６０、およびビーム減衰入力窓２４の入出力は、前記ビーム管組立体を通してパージガス流を注入するためのガスパージポート６８を備える。（レーザヘッド１２は、またガスパージポートを含むが、それは示されない。) 前記封止されたレーザビーム管組立体と一体構造のパージガス噴射は、以下でより詳細に説明するサブシステムである。
【００１９】
図３Ａ、３Ｂ、３Ｃおよび３Ｄは、光学部品すなわち第１の反射鏡組立体３４のためのミラーマウント組立体７２のそれぞれ側面図、平面図、側断面図である。（反射鏡組立体３４は例として使われており、ミラーマウント組立体７２は他の反射鏡組立体３８、５０および５４のいずれでも使用できる。) 図３Ｃは、ミラーマウント組立体７２の一体化されたパージ特徴部を示し、該組立体でのパージガス吸気口７４の配置は、浄化ホース７６による前記ミラーマウントのゆがみを最小化する。組立体１８に向かう光線経路の内部を通る前記レーザビームの伝搬は、ミラーマウント組立体７２に入り、外部のビーム受光面すなわち光学面７８に入射する。吸気口７４から入るパージガスは、９０度曲がり、ガスディフューザ８０を通りまた光学面７８の上方を横切って流れ、その上への汚染物質の蓄積を防止する。好ましいガスディフューザ８０は、モデルシリーズ４４５０Kの青銅／スチールの排気消音器／フィルタであり、それはカリフォルニア州、ロサンゼルスに在るマックマスタ・カー（McMaster-Carr）で製造されており、３００psiの最大の圧力で動作し、４０μmの濾過作用を示す。
【００２０】
前記レーザレールのためのパージガス速度は、好ましくは、ビームスポットでフォトダイオード位置検出器によって測定しながら、前記レーザビームが不安定になるまで特定の吸気口７４への流量を増大させることによって、決定される。前記ガスの流れがレーザビームをゆがめると、流量は注意深く２０パーセントずつ減少させられる。この流れの減少は、ビームを不安定にせしめた如何なるガス乱流をも取り除く。
【００２１】
減衰器４２および６０のためのハウジングと、ビーム減衰入力窓２４のためのマウントとは、また、ミラーマウント組立体７２で記載されかつ示された前記した一体的なパージ特徴部で構成される。前記減衰器へのガス流は、レーザ出力の減少変化の程度によって決定される。前記パージガス流は、光学部品を収容する空間内の湿度を除去し、これによりその減衰特性を変える。
【００２２】
上記したハードウェアは、それが必要な所で、新鮮なパージガスが常にビーム経路と光学面に導入されるように、パージガスの流れを制御する利点を有する。浄化のない密閉された組立体中では、残った汚染物質は、非常に低い濃度であっても、結局光学平面の劣化をもたらすであろう。パージガス流れによって常に存在する汚染物質を希釈し、取り除くことによって、それらの汚染物質の光学平面と接触するチャンスは大いに減少する。パージガスが大きな密閉された組立体に、管、パージポートまたは両方、および光学平面での局所化なしに導入されたならば、個々の光学部品への流れを制御することは不可能であろう。汚染物質が蓄積するチャンスを与えるよどみの帯域がおそらく生じるであろう。
【００２３】
ガスケット８２（図２Ａおよび２Ｂ）に適合される密閉された外カバー（図示せず）は、前記パージ流出ガスの予め決められた排気口を有する第２の障壁として、さらなる利点をもたらす。密閉された前記外カバーは、前記光学レールから外れた汚染物質が前記組立体中および前記光学面の上に移動する可能性を減少させあるいは排除することに役立つ。
【００２４】
図４は、ビーム減衰入力窓２４を通って伝搬する光経路を示す単純化した理論的な線図である。図４を参照するに、Ｓ偏光入力光線１００が石英ガラス窓２４の入射面１０２上に４５度の角度で入射している。Ｓ偏光の低強度光線１０４が入射面１０２で反射すると共に、光線１００の残りが窓２４の内部に進入し、該窓を伝搬する。S偏光の低強度光線１０６は、出射面１０８で反射し、窓２４の内部を通って後に伝搬し、入射面１０２を出る。窓２４によって屈折および減衰を受けたＳ偏光の出力光線１１０は、入力光線１００のビーム経路と異なるビーム経路に沿って、出口窓１０８を経て伝搬する。
【００２５】
フレネル反射の以下の式が角度の関数として光反射を計算するために使われる。
P偏光：
2009518187.tif 000003
S偏光：
2009518187.tif 000004
ここで、θｉは入射角度であり、θｔはガラス内の透過角度である。角度は、スネルの法則、ｎｉsinθi =ｎｔsinθｔ により分かる。ここで、ｎｉは空気の屈折率であり、ｎｔはガラスの屈折率である。ｎ＝１．４５についての１０２４ナノメートルでの石英ガラスの反射損失の計算の例が図４に与えられている。計画的な設計によるビーム減衰入力窓２４は、従って、上記の式に従って定まる一定値の光損失を導く。
【００２６】
図５、６および７は、レーザ光学システム１０の窓バルクヘッド２６に設けられる光線減衰入力窓２４の実際の好適な設置のそれぞれ横断面図、背面図および分解図である。
【００２７】
図５に関し、入力光線１００は、図４に関して記載したと同様に処理されまた出力光線１１０が形成される。低強度反射光線１０４および１０６はビームダンプ１２２に伝わり、該ビームダンプはそれらを吸収する。第２のビーム減衰窓２４ａが、密閉されたビーム管１８を通って伝搬する出力光線１１０を受ける窓バルクヘッド２６に配置されている。ビーム減衰窓２４ａは、好ましくはビーム減衰窓２４と同様な光透過材料で形成されており、付加の減衰を与え、また出力光線１２４が出力面１２６を通り入力光線１００と同じビーム経路に沿って伝搬するように、角度的に設定されている。低強度反射光線１０４および１０６に類似するそれぞれの低強度反射光線１２８および１３０は、ビームダンプ１３２に伝わる。当業者は、減衰窓２４および２４ａ内の低強度内部反射が、出射面１０８および１２６を伝搬し、出力光線１２４の通過を許すべく配置される開口（図示せず）によって阻止できることを理解するであろう。
【００２８】
図６および７を参照するに、ビーム減衰入力窓２４は、窓取付け組立体１４０によって、窓バルクヘッド２６に解除可能に結合されている。窓取付け組立体１４０は、損傷を受けた光学面を前記レーザビーム経路から遠ざけるために、減衰入力窓２４の手動による回転が可能である。窓取付け組立体１４０は、窓バルクヘッド２６の段開口１４６の環状肩部１４４の形態に形成された支持面に載る寸法の環状のホルダ１４２を含む。
【００２９】
環状ホルダ１４２は、減衰入力窓２４が載る滑らかな環状のフランジ表面１５０で終端する浅い凹所１４８を含む。ボルト１５４によって窓バルクヘッド２６に固定された３つのばね止め金具１５２が、減衰入力窓２４を環状ホルダ１４２内の適所に確保すべく押し付ける。環状ホルダ１４２は、その外縁の回りに角度的に間隔をおいて配置された複数のレンチ穴１５６を含む。ボルト１５４を緩めて露出するレンチ穴１５６の1つに工具を配置することより、異なる光学面領域を入射レーザビームに向けるために、ユーザが環状肩部１４４に沿って環状ホルダ１４２を手動で回転させることが可能になる。
【００３０】
このように、本光学機構デザインは、光学システム（系）の密閉された部分に配置される入力窓と前記光学システム中に設置される一定レベルの減衰とを１つの光学式組立体で達成する。焼成が生じたときには、前記窓を前記レーザビームのまわりに回転させることによって、エンドユーザの修理所要時間を減少させるように、前記取付けシステムは、迅速な解決策を提供する。
【００３１】
図８は、レーザシャッタ組立体２０の等角図であり、当該組立体はレーザヘッド１２（図１）の前記出射窓に隣接してレーザ光学システム１０に設置される。レーザシャッタ組立体２０は、非回転の空気圧シリンダ１６２の、通常張り出された自由端に取り付けられ、無電解ニッケルメッキが施されたアルミニウムシリンダで形成されたシャッタブレード１６０を含む。図９Ａおよび９Ｂは、ガセット構造１６４に取り付けられ、シャッタブレード１６０がそれぞれ張出（光遮断）および後退位置にある状態で示されたシャッタ組立体２０の等角図である。ガセット構造１６４は、レーザヘッド１２（図１）の前記射出窓に密封されるビーム管セット１８への接続のための適正位置で、レーザシャッタ組立体２０に取り付けられている。
【００３２】
非加圧状態では、張り出した空気圧シリンダ１６２は、シャッタブレード１６０を該ブレードが前記レーザビームを阻止するように位置決める。遮断されたビームは、ブレード１６０の角度を付された面１６６で反射し、ガセット１６４に穿たれかつビームダンプとして機能する穴１６８に向けられる。反射された前記ビームはビームダンプ１６８の内面の湾曲した粗面から引き続く反射を受ける。前記構造構成要素は、反射によるエネルギーを吸収するための適正な熱質量として役立ち、内部の多数の乱反射は、前記遮断されたビームによるレーザヘッド１２へのコリメートされた逆反射が生じないことを確実する。加圧された状態では、空気圧シリンダ１６２は、後退し、したがって、シャッタブレード１６０をレーザビーム経路から外す。張出および後退の両位置は、磁気リードスイッチ１７０によって感知され、システム制御コンピュータ（図示せず）にフィードバックされる。
【００３３】
空気圧式アクチュエータの使用は廃熱の生成を最小化し、必須のビームダンプの組み込みはコンパクト設計をもたらす。前記レーザシャッタ機構は、通常の使用中のレーザ照射にさらされるとき、レーザ光学システム１０の光学部品に有害となる汚染物質をガス放出する材料をまったく組み込まない。前記レーザシャッタはレーザレールの組立および調整の間に、完全に手動で操作される。組み立て中の手動操作の容易性は、本レーザシャッタ設計によって達成される利点である。
【００３４】
本発明の基本原理から逸脱することなく前記した実施例の細部に多くの変更を加えることができることは、当業者にとって明らかであろう。したがって、本発明の範囲は、添付の特許請求の範囲のみによって決められるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】ケーシングカバーが取り除かれたレーザ光学システムの平面図である。
【図２Ａ】図１のレーザ光学システムの一方の側の等角図であり、レーザヘッドおよび空間フィルタがそれぞれどこに位置しているかを示す。
【図２Ｂ】図１のレーザ光学システムの他方の側の等角図であり、レーザヘッドおよび空間フィルタがそれぞれどこに位置しているかを示す。
【図３Ａ】図１のレーザ光学システムに使用されたミラー取付け組立体の側面図である。
【図３Ｂ】図１のレーザ光学システムに使用されたミラー取付け組立体の平面図である。
【図３Ｃ】図１のレーザ光学システムに使用されたミラー取付け組立体の側断面図である。
【図３Ｄ】図１のレーザ光学システムに使用されたミラー取付け組立体の平断面図である。
【図４】図１のレーザ光学システムに組み込まれたビーム減衰入力窓を伝搬する光経路を示す単純化した図である。
【図５】図１のレーザ光学システムの窓バルクヘッドに設けられる光線減衰入力窓の好適な設置を示す横断面図である。
【図６】図１のレーザ光学システムの窓バルクヘッドに設けられる光線減衰入力窓の好適な設置を示す背面図である。
【図７】図１のレーザ光学システムの窓バルクヘッドに設けられる光線減衰入力窓の好適な設置を示す分解図である。
【図８】図１のレーザ光学システムに組み込まれたレーザヘッドの射出窓に隣接して設置されるレーザシャッタ組立体の等角図である。
【図９Ａ】ガセット構造に取り付けられ、張出（光遮断）位置にあるシャッタブレードと共に示されたレーザシャッタ組立体の等角図である。
【図９Ｂ】ガセット構造に取り付けられ、後退（光透過）位置にあるシャッタブレードと共に示されたレーザシャッタ組立体の等角図である。
【符号の説明】
【００３６】
１０  レーザ光学システム
１８  ビーム管組立体
２０  シャッタ
２４、２４ａ  レーザビーム減衰入力窓
２６  バルクヘッド（支持部材）
２４、３４、３８、４４、５０、５４、６０、７２  光学部品
７４  ガスパージポート
７８  受光面
８０  ガスディフューザ
１２２、１３２  ダンプ
１４０  マウント
１４２  ホルダ
１４４  肩部（支持面）
１５２  止め金具
１５４  ボルト（締め具）
１５６  穴
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図３Ｄ】
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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９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【国際調査報告】
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