(57)【要約】短パルスレーザ装置のパルスレーザビームが回折光学素子を透過することに伴って起こる分散が該パルスレーザビームの最小パルス幅によって説明されるように上記最小パルス幅を算出する方法が提供される。この方法は、加工物表面に形成されるアブレーション部分のサイズのデータを求める工程と、パルスレーザビームの動作波長を求める工程と、上記加工物に入射するビームのスポットサイズのデータを求める工程と、上記入射ビームのスポットサイズの公差のデータを求める工程と、上記アブレーション部分のサイズのデータと、上記レーザビームの動作波長と、上記レーザビームのスポットサイズのデータと、上記スポットサイズの公差のデータとに基づいて上記パルスレーザビームの最小パルス幅を算出する工程を備えている。
2005536073.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
短パルスレーザ装置のパルスレーザビームが回折光学素子を透過することに伴って起こる分散が該パルスレーザビームの最小パルス幅によって説明されるように上記最小パルス幅を算出する方法であって、
加工物表面に形成されるアブレーション部分のサイズのデータを求める工程と、
パルスレーザビームの動作波長を求める工程と、
上記加工物に入射するビームのスポットサイズのデータを求める工程と、
上記入射ビームのスポットサイズの公差のデータを求める工程と、
上記アブレーション部分のサイズのデータと、上記レーザビームの動作波長と、上記レーザビームのスポットサイズのデータと、上記スポットサイズの公差のデータとに基づいて上記パルスレーザビームの最小パルス幅を算出する工程を備えた方法。
【請求項２】
上記アブレーション部分は丸孔として定義され、上記アブレーション部分のサイズのデータは丸孔の直径である請求項１記載の方法。
【請求項３】
上記最小パルス幅を算出する工程は、上記回折光学素子に伴う分散を説明する、上記入射ビームのスポットサイズと上記スポットサイズの公差との間の第１の関係を導出する工程と、上記第１の関係を用いて上記パルスレーザビームの最小パルス幅を算出する工程をさらに備えている請求項１記載の方法。
【請求項４】
上記最小パルス幅を算出する工程は、λを動作波長、ｃを光速、Ｘmaxをアブレーション部分のサイズのデータ、ｄmaxを最大許容スポットサイズのデータ、ｄｏをスポットサイズのデータとするとき、
【数１】
2005536073.tif 000009
に従って最小パルス幅を算出する工程をさらに備えている請求項１記載の方法。
【請求項５】
上記最小パルス幅に応じてパルスレーザビームを生成する工程と、
上記パルスレーザビームを回折光学素子に透過させることにより、上記パルスレーザビームを２本以上のパルスレーザビームに分割する工程と、
上記２本以上のパルスレーザビームを加工物表面に案内することにより、上記加工物表面に２つ以上のアブレーション部分を形成する工程をさらに備えている請求項１記載の方法。
【請求項６】
上記パルスレーザビームを生成する工程は、ピコ秒レーザ源を使用する工程をさらに備えている請求項５記載の方法。
【請求項７】
上記２本以上のパルスレーザビームを案内する工程は、光学素子を用いて上記２本以上のレーザビームを加工物表面に集束させる工程と、上記光学素子を移動可能に調節して上記２本以上のレーザビームを加工物表面に沿って走査することにより、該加工物表面にパターン状のアブレーション部分を形成する工程をさらに備えている請求項５記載の方法。
【請求項８】
レーザ孔開け装置を用いて複数の孔を開ける方法であって、
パルスレーザビームが回折光学素子を透過することに伴って起こる分散が該パルスレーザビームの最小パルス幅によって説明されるように上記最小パルス幅を算出する工程と、
上記最小パルス幅に応じてパルスレーザビームを生成する工程と、
上記パルスレーザビームを上記回折光学素子に透過させることにより、上記パルスレーザビームを２本以上のレーザビームに分割する工程と、
上記２本以上のレーザビームを加工物表面に案内することにより、上記加工物表面に複数の孔を開ける工程を備えた方法。
【請求項９】
上記最小幅を算出する工程は、
加工物表面に形成される孔のサイズのデータを求める工程と、
上記パルスレーザビームの動作波長を求める工程と、
上記加工物に入射するビームのスポットサイズのデータを求める工程と、
上記入射ビームのスポットサイズの公差のデータを求める工程と、
上記孔のサイズのデータと、上記パルスレーザビームの動作波長と、上記レーザビームのスポットサイズのデータと、上記スポットサイズの公差のデータとに基づいて上記パルスレーザビームの最小パルス幅を算出する工程をさらに備えている請求項８記載の方法。
【請求項１０】
上記最小パルス幅を算出する工程は、λを動作波長、ｃを光速、Ｘmaxをアブレーション部分のサイズのデータ、ｄmaxを最大許容スポットサイズのデータ、ｄｏをスポットサイズのデータとするとき、
【数２】
2005536073.tif 000010
に従って最小パルス幅を算出する工程をさらに備えている請求項９記載の方法。
【請求項１１】
上記パルスレーザビームを生成する工程は、ピコ秒レーザ源を使用する工程をさらに備えている請求項８記載の方法。
【請求項１２】
上記２本以上のレーザビームを案内する工程は、テレセントリックレンズを用いて上記２本以上のレーザビームを加工物表面に集束させる工程と、上記テレセントリックレンズを移動可能に調節して上記２本以上のレーザビームを加工物表面に沿って走査することにより、該加工物表面に孔のパターンを開ける工程をさらに備えている請求項８記載の方法。
【請求項１３】
加工物の露出面に向かってパルスレーザビームを投射するよう動作可能なレーザサブシステムと、
上記レーザサブシステムと上記加工物との間に配置され、上記レーザサブシステムからパルスレーザビームを受光するよう構成されているとともに、レーザビームを複数のレーザ孔開け用ビームに分割するよう動作可能な回折光学素子と、
上記パルスレーザビームが上記回折光学素子を透過することに伴って起こる分散が該パルスレーザビームの最小パルス幅によって説明されるように上記最小パルス幅を算出する手段を備えたレーザ孔開け装置。
【請求項１４】
上記最小パルス幅を算出する手段は、λを上記パルスレーザビームの動作波長、ｃを光速、Ｘmaxを上記加工物表面に形成されるアブレーション部分のサイズのデータ、ｄmaxを上記アブレーション部分の最大許容スポットサイズのデータ、ｄｏを上記加工物に入射するレーザ孔開け用ビームのスポットサイズのデータとするとき、
【数３】
2005536073.tif 000011
に従って最小パルス幅を算出する請求項１３記載のレーザ孔開け装置。
【請求項１５】
上記加工物はインクジェットヘッドのノズル板として定義される請求項１記載の方法。
【請求項１６】
上記加工物はインクジェットヘッドのノズル板として定義される請求項８記載の方法。
【請求項１７】
上記加工物はインクジェットヘッドのノズル板として定義される請求項１３記載のレーザ孔開け装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は短パルスレーザ装置に関し、特に、短パルスレーザ装置のパルスレーザビームの最小パルス幅を算出する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
超高速レーザ装置はほぼ１０-11秒（１０ピコ秒）ないし１０-14秒（１０フェムト秒）の持続期間で強いレーザパルスを発生させる。医療、化学および通信分野において超高速レーザ装置の様々な応用例が開発され、実施されている。このようなレーザ装置は、広範囲の材料に孔を削ったり開けたりする有用な道具でもある。数ミクロン、さらにはサブミクロンほどの微細な孔径を容易に開けることができる。タービン羽根内の冷却水路、インクジェットプリンタのノズル、プリント回路基板のバイアホール等の硬質の材料にも高アスペクト比の孔を開けることができる。
【０００３】
様々な高速および超高速レーザ用途のために、オプティカルパラレル加工を用いて特定パターンの孔をレーザで開ける技術が用いられており、一般に、そのパターンを（通常はある倍率で）備えたマスクの投影結像や、回折光学素子（回折光学素子）などのビームスプリッタを用いて適用されている。オプティカルパラレル加工は、大量生産技術のスループットを向上させ、最終製品に顧客が指定した形状を素早く作成するために望ましい。これらの形状は、精度、むらの無さ、加工物（レーザで孔開けする材料）単位の再現可能性が必要とされる特定のパターンで多数の微細な孔を開けることを必要とする場合が多い。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ビームスプリッタを用いたパラレル加工は、通常、マスク投影結像に比べて、光利用効率が高い、ひいては孔開け速度がより高いという利点を有している。しかしながら、超短レーザ加工用途において回折光学素子を使用することには特別な課題が存在する。超短レーザパルスは長パルスに比べてスペクトル帯域幅がはるかに広い、すなわち、多数の波長成分を含んでいるが、回折光学素子はスペクトル分散性である、すなわち、様々な波長が様々な方向に回折されることになる。パラレル加工装置にとって適正なレーザを選択するためには、超短レーザ加工において回折光学素子を用いた場合の挙動と限界を理解する必要がある。
【０００５】
したがって、年次収益を百万ドル単位で測る市場において、レ−ザ微細加工具の高精度化および高効率化をもたらす新規の方法を開発する会社は、レーザ微細加工産業の幅広い用途において性能の最適化と製造コストの最小限化を促すことになるだろう。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明によれば、短パルスレーザ装置のパルスレーザビームが回折光学素子を透過することに伴って起こる分散が該パルスレーザビームの最小パルス幅によって説明されるように上記最小パルス幅を算出する方法が提供される。この方法は、加工物表面に形成されるアブレーション部分のサイズのデータを求める工程と、パルスレーザビームの動作波長を求める工程と、上記加工物に入射するビームのスポットサイズのデータを求める工程と、上記入射ビームのスポットサイズの公差のデータを求める工程と、上記アブレーション部分のサイズのデータと、上記レーザビームの動作波長と、上記レーザビームのスポットサイズのデータと、上記スポットサイズの公差のデータとに基づいて上記最小パルス幅を算出する工程を備えている。
【０００７】
本発明のさらに利用可能な分野は以下に示す詳細な説明から明らかになるであろう。なお、詳細な説明と具体例は、本発明の好ましい実施形態を示すものであるが、例示を目的とするのみであって、本発明の範囲を限定する意図は無いことを理解されるべきである。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明は、概して、短パルスレーザ装置の最小パルス幅算出方法を対象とする。この最小パルス幅を利用してスペクトル分散を調整および／または最小限化することによって、短パルスレーザによる孔開けをより効率的にすることができる。以下の説明はピコ秒レーザを用いてレーザインクジェットノズルの孔を開けるという特定の用途に関して述べたものであるが、本発明のより一般的な態様を短パルスレーザ用途に広く適用可能であることは容易に理解できる。
【０００９】
図１は以下の要素、すなわち、回折光学素子１０５、入射瞳１１０、走査レンズ１１５、焦点面１２０、回折角θ１とθ２を形成する複数の光線１２５ａ〜１２５ｆ、光入力１３０、光軸１３２、加工物１３５を備えた短パルスレーザ装置の部分図１００を示す。距離ＸおよびＦも図１に示す。
【００１０】
回折光学素子１０５は、インクジェットノズル用加工物材料に複数の孔を開ける等の用途に利用されるビームスプリッタであることが好ましい。この用途において、相対的に低エネルギーのレーザであるピコ秒レーザ装置は、従来の短パルスレーザ技術を用いて光軸１３２に沿って光入力１３０を発生させる。光入力１３０は回折光学素子１０５を透過し、入射瞳１１０の個所で複数のビーム１２５に分割される。回折角θ１およびθ２は、光線１２５ａないし１２５ｆが走査レンズ１１５を透過する際に、光線１２５ａと光線１２５ｄ、光線１２５ｂと光線１２５ｅ、光線１２５ｃと光線１２５ｆによってそれぞれ形成される角度である。
【００１１】
走査レンズ（ｆ−θレンズとしても知られている）１１５は、光線１２５ａないし１２５ｆにとって必要な焦点面１２０との垂直性を維持するテレセントリック走査レンズであってもよく、レーザ技術においては従来より公知である。走査レンズ、具体的にはテレセントリックレンズは、ローデンシュトック・プレシジョン・オプティクス(Rodenstock Precision Optics)やスペシャル・オプティクス(Special Optics)等様々な業者によって市販されている。スペシャル・オプティクスが提供するそのような走査レンズの一例は、以下の仕様、すなわち、波長１．０５３μｍ、焦点距離１００ｍｍ、入射瞳径１５ｍｍ、走査範囲３０ｍｍである。
【００１２】
焦点面１２０は光線１２５ａないし１２５ｆが走査レンズ１１５を透過した後に集束される位置であり、したがって、加工物１３５を位置付けするのに最適の位置である。Ｆは走査レンズの焦点距離であり、後にさらに説明する。Ｘは光軸１３２と最高次ビームが焦点面１２０に当たる点との間の距離であり、後にさらに説明する。
【００１３】
動作時には、短パルス（ピコ秒）レーザによって光入力１３０が生成される。入射ビーム１３０は、走査レンズ１１５の入射瞳１１０内に位置付けされた光軸１３２に沿って回折光学素子１０５に入射し、その用途に応じて必要なパターンに分割される。例えば、ビームパターンは８×４８配列に配列された３０４本のビームからなっていてもよい。説明の簡略化のため、図１は２本のビーム１３１ａと１３１ｂのみを示すに留まっている。各ビームは少なくとも中心光線と２本の縁部光線を含む複数の線によって形成される。例えば、ビーム１３１ａは中心光線１２５ｂと２本の縁部光線１２５ａおよび１２５ｃとによって形成されている。パラレル加工レーザ孔開けという特定の用途では、複数の孔を平行に開けながらも回折光学素子１０５が確立するパターンを維持するために、各ビームの中心光線が加工物１３５に対して直角に当たることが重要である。テレセントリック走査レンズ１１５は、ビーム１２５ａないし１２５ｆが回折光学素子１０５が確立するパターンに従って加工物１３５に複数の孔を開ける場合に、中心光線１２５ｂ、１２５ｅにとって必要な焦点面１２０との垂直性を維持する。
【００１４】
図２はビーム強度Ｉを第１の光パルス３０５および第２の光パルス３１０の波長λの関数として示している。２つのパルスの中心波長は同じである。時間と帯域幅との間の数学的関係（すなわち、ΔＴ*Δλ≧定数）により、狭い帯域幅Δλは時間的に幅広のパルスを示し、広い帯域幅Δλは時間的に幅狭のパルスを示す。この関係は従来技術において公知であり、フーリエ変換の計算を通じて明らかにすることができる。時間的にガウス形状のパルスの場合、そのスペクトルの形状もガウス状である。この場合、パルス幅と帯域幅との最小積は
ΔＴ×Δν＝０．４４                            （１）
であり、光の周波数と波長との関係
λ・ν＝ｃ                                      （２）
を用いれば、ｃを光の速度とするとき、
ΔＴ×Δλ＝０．４４×λ2／ｃ                   （３）
が得られる。例えば、λ＝１μｍ、パルス幅ΔＴ＝０．１ピコ秒＝１×１０-13秒で動作するレーザの場合、最小帯域幅Δλは
Δλmin＝０．４４×λ2／（ｃ×ΔＴ）                            （４）
＝０．４４×（１×１０-6）2／（３×１０8×１×１０-13）
＝１．５×１０-8ｍ＝１５ｎｍ
である。一方、ΔＴ＝１０ピコ秒＝１×１０-11秒の場合、最小帯域幅Δλは
Δλmin＝０．４４×λ2／（ｃ×ΔＴ）                            （５）
＝０．４４×（１×１０-6）2／（３×１０8×１×１０-11）
＝１．５×１０-10ｍ＝０．１５ｎｍ
となる。
【００１５】
短時間パルスは、孔形状のゆがみをもたらす過剰な熱効果を最小限に抑制するので好ましいが、この時間−帯域幅関係からみて、レーザパルスの持続期間が短いほど、帯域幅が広く、したがって、所与のパルスのスペクトル分散が大きくなることが分かる。
【００１６】
図３は、４周期が図示された回折光学素子１０５の周期性位相構造を示す。図３において、図示の横軸は実際の回折光学素子の距離であり、縦軸は位相（すなわち、表面浮彫り構造の高さ）である。周期Ｄは最小回折角を左右するものであり、全ての回折角（次数）は整数の倍数である。１周期内の位相構造が、ビームパターン、回折効率、均一性などの回折光学素子の特性を左右する。
【００１７】
周期性回折光学素子は回折格子であり、したがって、回折格子の法則に従う。回折光学素子による様々な次数の回折角は以下の回折方程式によって得られる。
θ・ ｓｉｎθ＝ｍλ／Ｄ          （６）
但し、ｍは回折次数、λは波長、Ｄは格子周期である。この回折方程式は、回折光学素子が分散型であり、回折角θが、回折次数ｍが同じとき、波長λの線形関数であることを示している。
【００１８】
入射ビーム１３０は、回折光学素子１０５を過ぎると、方程式（１）に従って複数のビーム（それぞれ異なる回折次数ｍ）に回折される。これらのビームは、ｆ−θ走査レンズにより、それぞれ異なる回折角θ毎にそれぞれ異なる横方向位置ｘでレンズ焦点面に集束される。ｘとｑとの関係は
ｘ＝ｆ×θ                              （７）
によって示される。方程式（６）および（７）を組み合わせると、
ｘ＝ｆ×θ＝ｆ・（ｍ／Ｄ）λ            （８）
が得られる。方程式（８）から、横方向焦点位置がどの任意の回折次数ｍについても波長の線形関数であることが分かる。方程式（８）は、スペクトル帯域幅Δλの短パルスレーザビームの場合に、その焦点もλに比例して分散されることも示している。すなわち、
Δｘ    ＝ｆ（ｍ／Ｄ）Δλ                      （９）
＝（ｆ・（ｍ／Ｄ）λ）×Δλ／λ
＝ｘΔλ／λ
である。方程式（９）は、焦点の分散が横方向焦点位置ｘとレーザパルスの比帯域幅との積に等しいことを示している。焦点の分散Δｘは、ゼロ次ｍ＝０（分散なし）のときの孔開け装置のレーザ焦点スポットサイズと比較して無視できない程大きい場合には、焦点を大幅に悪化させてしまう。このようにして、後の分析の基礎が形成される。
【００１９】
回折光学素子１０５からの高次のビームが短パルスレーザ装置のテレセントリック走査レンズ１１５と相まってどのようにスペクトル分散を起こし、加工物１３５の孔開けにどのような悪影響を及ぼすかが分かると、回折角θ１およびθ２、中心波長λｏ、帯域幅の変化Δλ、回折光学素子周期Ｄ、パターンサイズ等、回折角に関するレーザ装置および既知の方程式の知識によって、レーザ孔開けの最終製品についての顧客の仕様を満足させるような最小パルス幅を算出するのに十分な情報が得られる。
【００２０】
本発明に従い、図４は短パルスレーザ装置のパルス幅を算出する例示的な方法４００を示す。この方法は、大まかには、加工物の仕様を入手する工程４１０と、レーザのスポットサイズを求める工程４２０と、スポットサイズの公差を求める工程４３０と、最小パルス幅を算出する工程４４０を備えている。
【００２１】
最初に、ステップ４１０で、レーザパラレル孔開けにより製作される加工物に関する仕様を入手する。このステップでは、オペレータ、技術者または自動工具が孔開けされるパターンに関する最終加工品１３５の物理的な仕様を入手する。通常、仕様は製品の設計者によってオペレータに提供される。本発明の場合、重要な仕様は、開ける孔のサイズ、孔のサイズばらつきの公差、および加工物上でのパターン全体のサイズである。一例では、各開ける孔は直径が２０μｍ、公差の仕様が２０μｍ±１μｍ、かつ標準偏差がσ＝０．５μｍであって、孔は１５ｍｍの横方向寸法にわたって平行に開けられる。
【００２２】
次に、ステップ４２０で、レーザのスポットサイズが算出される。このステップでは、オペレータ、技術者または自動工具が加工物の仕様、所定の光路およびその光路に影響を及ぼす光学部品に応じてレーザのスポットサイズを求める。これは、通常、計算と実験に基づく決定とを組み合わせて実行される。一例では、開ける孔の直径は２０μｍである。最初に、レーザのスポットサイズが２０μｍ以下でなければならないことが決められる。実験により、ｄ＝１０ミクロンのスポットサイズ径であれば、トレパニングアルゴリズムを用いて２０μｍ孔の孔開けが可能であることが決まる。
【００２３】
同様に、ステップ４３０で、レーザスポットサイズの公差が求められる。このステップでは、オペレータ、技術者または自動工具がステップ４１０で入手した仕様とステップ４２０で求めたレーザスポットサイズとを組み合わせ、孔サイズ公差に合う孔を開けることができるスポットサイズの許容可能な公差、すなわち誤差を求める。パルスエネルギーが一定の孔開けアルゴリズムの場合、孔のサイズはレーザのスポットサイズに左右される。本発明で述べたパラレル孔開け装置を用いると、レーザスポットサイズは、ステップ４１０で求めた加工物パターンの全体にわたってばらつきを生じる。したがって、オペレータは開ける孔のサイズのばらつきをレーザスポットサイズのばらつきの関数として求める必要がある。これは、計算または実験により実現される。上述の例では、２０μｍのパターンサイズと１０μｍのレーザスポットサイズを考えたとき、±０．５μｍの公差が許容可能であることが決まる。これは、レーザスポットサイズが９．５μｍと１０．５μｍとの間でばらつくことを意味する。
【００２４】
最後に、ステップ４４０で、最小パルス幅が算出される。このステップでは、オペレータ、技術者または自動工具がステップ４１０で入手した仕様を達成可能なレーザ孔開け装置の最小パルス幅を算出する。このステップは上述の方程式（１）ないし（７）に基づいている。すなわち、最小パルス幅を算出する単一の方程式は、以下に述べるように導出される。明確にするために、以下の方程式で使用される変数を次のように定義する。λ＝波長、ν＝周波数、ｃ＝光速３×１０8ｍ／ｓ、ΔＴ＝パルス幅、λｏ＝中心動作波長、Δλ＝帯域幅、ｄｏ＝スポットサイズ径、Δｄ＝スポットサイズ公差、Ｘmax＝パターンサイズ（ほぼ開けるパターンの半径）である。
【００２５】
以下の解析は方程式（１）とその等価方程式（３）の仮定を使用している。この仮定はパルスのスペクトル純度に依存している。したがって、レーザパルスの一時的な形状はガウス形状であると仮定されている。当業者にとって明らかであるように、所与のレーザ装置についてレーザパルスのスペクトル純度を検査し、計算が正確であることを保証する必要がある。
【００２６】
最初に、方程式（３）を次のようにパルス幅Δτについて解く。
【数４】
2005536073.tif 000003
Δτの関係が求められると、別の方程式を展開し、回折光学素子の分散を考慮しながら、スポットサイズｄ、公差Δｄを帯域幅および中心波長と関連付ける。
【００２７】
図１に示すように、平行入射ビーム１３０が回折光学素子１０５に当たり、その回折光学素子から現れる回折ビームの１本が走査レンズ１１５によって走査レンズ焦点面上の横方向位置ｘに集束される。入射ビーム１３０が帯域幅Δλ＝０の場合、すなわち、真の単色光である場合には、その回折ビームは、スペクトル分散がなければ、光ビーム供給装置により求めた最小焦点スポットサイズを有することになり、本実施例では、ｄｏ＝１０μｍである。反対に、入射ビーム１３０の帯域幅がゼロではないときは、回折光学素子の分散の焦点スポットに対する影響を考慮する必要がある。方程式（６）によれば、焦点位置のｘ周辺への側方広がりΔｘが存在する。その結果、焦点スポットサイズは元のスポットサイズｄｏと分散による広がりとの間の重畳になる。上記の例で述べたガウス空間スポットとガウススペクトル分布の場合、重畳された焦点スポットサイズは以下のように示される。
【数５】
2005536073.tif 000004
最大値Δｘに方程式（９）のΔｘを代入すると、
【数６】
2005536073.tif 000005
この方程式は次のように再整理して帯域幅と中心波長との比について解くことができる。
【数７】
2005536073.tif 000006
最後に、方程式（１３）を方程式（１０）に代入することにより、レーザ装置の仕様と開けるパターンに応じた最小パルス幅を算出する方法が得られる。
【００２８】
一例として、ｄｏ＝１０μｍと仮定すると、最大許容スポットサイズはｄmax＝ｄｏ＋Δｄ＝１０＋０．５＝１０．５μｍであり、パターンサイズはＸmax＝１０ｍｍ＝１０４μｍである。さらに、λｏ＝１μｍ＝１０-4ｃｍと仮定すると、
【数８】
2005536073.tif 000007
が得られる。その場合、上記方程式（１０）は上述の条件を満たすことができる最小パルス幅を示す。
【数９】
2005536073.tif 000008
【００２９】
上記パルス幅の方程式（１３）が示すように、方法４００はパターンの公差と形状の仕様の範囲内で最小パルス幅を算出する方法を提供する。なお、上記の方法は、任意のレーザ装置とパルス幅について最大パターンサイズＸmaxを求めるように容易に再構成することも可能である。
【００３０】
本発明のレーザ孔開け装置を用いて、以下にさらに説明するインクジェットヘッドのノズル板を作成することができる。図５に示すように、インクジェットプリンタ１１４０は圧力生成器により記録媒体１１４２上に記録可能なインクジェットヘッド１１４１を備えている。インクジェットヘッド１１４１はキャリッジ軸１１４３に沿って往復動可能なキャリッジ１１４４に取り付けられている。
【００３１】
動作時には、インクジェットヘッド１１４１から吐出されたインク滴が、コピー用紙等の記録媒体１１４２上に付着させられる。インクジェットヘッド１１４１はキャリッジ軸１１４３と平行な主走査方向Ｘに往復動可能に構成されており、その一方、記録媒体１１４２はローラ１１４５によって副走査方向Ｙに適時搬送される。
【００３２】
図６はインクジェットヘッド１１４１の一例の構造をさらに示す。このインクジェットヘッドは主として圧力生成器１１０４とノズル板１１１４からなっている。本実施形態では、圧力生成器１１０４は、上部電極１１０１、圧電素子１１０２および下部電極１１０３を有する圧電装置である。現在のところは圧電装置が好ましいが、他の種類の装置（例えば、熱を利用する装置）をインクジェットヘッド１１４１に採用することも考えられる。
【００３３】
ノズル板１１１４はさらにノズル基板１１１２と撥水層１１１３とからなっている。ノズル基板１１１２は金属材料や樹脂材料から構成されていてもよい。一方、撥水層１１１３はフッ素樹脂材料やシリコン樹脂材料からなっている。本実施形態では、ノズル基板１１１２は厚さ５０μｍのステンレス鋼製であり、撥水層１１１３は厚さ０．１μｍのフッ素樹脂製である。
【００３４】
さらに、インクジェットヘッド１１４１は圧力生成器１１０４とノズル板１１１４との間に設けられた、インク供給路１１０９、圧力室１１０５およびインク路１１１１を備えている。動作時には、インク滴１１２０がノズル１１０から吐出される。ノズル１１１０はノズル板にバリや異物（例えば、カーボンなど）が無いように形成されることが好ましい。また、ノズル出口径の精度は２０μｍ±１．５μｍである。
【００３５】
本発明の記述は本質的に例示に過ぎず、したがって、本発明の主旨から逸脱しない変型は本発明の範囲内に属することが意図されている。そのような変型は本発明の精神および範囲から逸脱するものとみなすべきではない。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】図１は短パルスレーザ装置の一例において複数のレーザビームの光路を示す図である。
【図２】図２は２つの光パルスのレーザビーム強度スペクトルの例を示す図である。
【図３】図３は回折光学素子の周期性位相構造を示す図である。
【図４】図４は本発明にかかるパルスレーザの最小パルス幅算出方法の一例を示すフローチャートである。
【図５】図５はインクジェットプリンタの主要構成部品を示す斜視図である。
【図６】図６はインクジェットヘッドの一例の概略断面図である。
【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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【国際調査報告】
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