(57)【要約】【課題】断続的に高出力のレーザを照射して加工を行う際に生じる、レーザ発振の不安定さに起因する出力変動やポインティング位置の変動を抑制して、安定したレーザ発振を行えるレーザ装置を提供する。【解決手段】レーザ光源１１から投光されるレーザ光１７ａを集束させる集束光学系と、前記レーザ光１７ａを加工対象物８へと導いて照射する加工光学系９と、前記集束光学系と前記加工光学系９との間に配置され、前記レーザ光１７ａを反射することにより遮断可能なシャッタシステム１３と、を備える。前記シャッタシステム１３は、前記集束光学系の光路上かつ前記レーザ光１７ａの集束点Ａ近傍へと突出可能な反射鏡１４を含み、前記反射鏡１４は、突出した際に前記レーザ光１７ａを前記集束光学系および加工光学系９の光軸外へと反射（偏向）させて発散させる。【選択図】図６
2008221254.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ光源と、
前記レーザ光源から投光されるレーザ光を集束させる集束光学系と、
前記レーザ光を加工対象物へと導いて照射する加工光学系と、
前記集束光学系と前記加工光学系との間に配置され、前記レーザ光を反射することにより遮断可能なシャッタシステムと、を備え、
前記シャッタシステムは、前記集束光学系の光路上かつ前記レーザ光の集束点近傍へと突出可能な反射鏡を含み、
前記反射鏡は、突出した際に前記レーザ光を前記集束光学系および加工光学系の光軸外へと反射させる、レーザ装置。
【請求項２】
前記反射鏡によって反射されたレーザ光が入射する終端器をさらに備える、請求項１に記載のレーザ装置。
【請求項３】
前記反射鏡は、回動することによって前記レーザ光の集束点近傍へと突出可能に構成されており、
前記反射鏡の回動軸は、該反射鏡の反射面に平行または垂直に配設される、請求項１または２に記載のレーザ装置。
【請求項４】
前記反射鏡の回動軸は、前記反射鏡の重心を通る、請求項３に記載のレーザ装置。
【請求項５】
前記反射鏡は、ガルバノスキャナ、ステッピングモータ、サーボモータ、およびロータリソレノイドのいずれかによって回動される、請求項３または４に記載のレーザ装置。
【請求項６】
前記集束光学系と加工光学系とから構成される光路途上に、前記レーザ光の直径と発散角度とが調整可能なコリメータレンズ系を備える、請求項１から５のいずれか１項に記載のレーザ装置。
【請求項７】
前記加工光学系は、少なくとも１枚の回折型光学素子を含む、請求項１から６のいずれか１項に記載のレーザ装置。
【請求項８】
前記レーザ装置は、
前記加工対象物が載置されるステージと、
前記ステージと前記レーザ光源と前記シャッタシステムの制御を行う制御装置と、をさらに備え、
前記制御装置は、
前記ステージと前記レーザ光の光軸との相対位置を変化させ、
前記シャッタシステムの開閉により、所望の相対位置および所望のタイミングにて前記加工対象物にレーザ光を照射して、前記加工対象物にレーザ加工を施し、
前記レーザ光源は、前記シャッタシステムの開閉動作中に、レーザ光の照射を停止する、請求項１から７のいずれか１項に記載のレーザ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、加工対象物にレーザ光を照射して高精度かつ高効率な加工を行う装置であって、たとえば、各種材料の切断、穴あけ、表面改質、溶接などに用いられるレーザ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、レーザ光を利用した加工は、金属材料の切断、電子部品の微細穴あけ、金属部品の溶接、液晶・半導体デバイスの作製など、様々な産業分野において種々の用途に利用されている。そのようなレーザ加工の普及に伴い、加工の高精度化・高効率化を目的としたレーザ装置用要素部品に関する技術が数多く提案されている。
【０００３】
前記レーザ加工の高精度化のためには、レーザ出力（レーザパルスエネルギ）の安定化や、ポインティング位置の安定化（レーザ光源の光軸変動の安定化）が重要である。これらを安定させるためには、レーザを停止することなく連続的に発振し続けれることが好ましい。しかしながら、実際はレーザを連続的に発振させながら一筆書きのようにレーザを走査して加工を行う例は極めて少なく、加工対象物とレーザ照射位置の相対移動を繰返しながら、レーザを断続的に照射する方法を用いることが多い。
【０００４】
一方、レーザ加工の高効率化のためには、高出力のレーザ光源を用いる方法がある。しかしながら、レーザ出力の高出力化に伴って、レンズ・ミラーなどの光学素子や、不要な反射光や散乱光を吸収（ダンピング）するための終端器に、高いレーザ耐性が要求されるようになってきている。この中でも特に終端器は、レーザ光を吸収し熱エネルギに変換して冷媒で放熱するように構成された部品であるため、高出力レーザを終端するための終端器に関し、耐久性向上を目的とした提案がなされている（たとえば、特許文献１および特許文献２参照。）。
【０００５】
前記特許文献１および特許文献２では、終端器の耐久性（寿命）を向上させるために、終端器の直前に凹レンズを配置する技術が開示されている。つまり、前記凹レンズによってレーザ光を発散させてレーザ光のエネルギ密度を低下させてから、終端器に反射光が入射するように構成されたシャッタが提案されている。
【０００６】
なお、本発明に係るレーザ装置と類似の構成を有するレーザ装置として、シャッタで反射した光がレーザ光源に戻る技術も開示されている（たとえば、特許文献３参照。）。しかし、シャッタで反射したレーザ光によって前記高出力レーザ光源が損傷してしまう虞があるため、高出力レーザ光源を用いたレーザ装置においては前記特許文献３に記載の技術を採用することは困難である。
【０００７】
以上、レーザ装置用要素部品の性能が加工精度および加工効率に及ぼす影響について説明したが、新しい光学システムを用いて加工の高精度化や高効率化を図るための提案もなされている（たとえば、非特許文献１および非特許文献２参照。）。前記非特許文献２には、回折型光学素子を用いて、前記回折型光学素子に入射するレーザの位置、レーザの径、発散角度などを精密に調整することによって、照射強度の均一性を図ることができると記載されている。
【特許文献１】特開平７−２４５９１号公報
【特許文献２】特開平１１−３４２４８７号公報
【特許文献３】実開昭６１−６１８６２号公報
【非特許文献１】「ＳＥＩテクニカルレビュー」，住友電気工業株式会社，２００１年９月，第１５９号，ｐ．７２−ｐ．７７
【非特許文献２】「ＳＥＩテクニカルレビュー」，住友電気工業株式会社，２００５年３月，第１６６号，ｐ．１３−ｐ．１８
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
前記特許文献１および特許文献２に開示された方法では、レーザ光を発散させるためのレンズが少なくとも１枚余分に必要になるといった課題を有している。また、断続的に高出力のレーザを照射してレーザ加工を行う場合、レーザ発振を停止する時間が長くなるにつれて、レーザ出力（レーザパルスエネルギ）が不安定になったり、ポインティング位置が変動するなどの不具合が生じる。レーザ出力の変動は加工の不均一性を生じさせる要因であり、ポインティング位置の変動は加工位置精度が低下する要因になっている。
【０００９】
ポインティング位置の安定性が悪いと、レンズの中心にレーザ光が入射し難くなり、加工対象物に照射されるレーザ光の特性が悪化して、加工精度を低下させる要因となる。特に、非球面レンズや前記非特許文献１および非特許文献２に記載の回折型光学素子を照射面のレーザ強度を均一化する目的で使用する場合には、所望の加工精度を得るために、屈折型のレンズに比べて、レーザ光とレンズ中心との位置決めをより高精度に行う必要がある。すなわち、回折型光学素子を利用する場合には、レーザ光源のポインティング位置をより安定させる必要があるため、レーザ径や発散角度等を精密に調整する必要がある。
【００１０】
以上より、本発明の主たる目的は、断続的に高出力のレーザを照射して加工を行う際に生じる、レーザ発振の不安定さに起因する出力変動やポインティング位置の変動を抑制することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明に係るレーザ装置は、レーザ光源と、レーザ光源から投光されるレーザ光を集束させる集束光学系と、レーザ光を加工対象物へと導いて照射する加工光学系と、集束光学系と加工光学系との間に配置され、レーザ光を反射することにより遮断可能なシャッタシステムと、を備える。シャッタシステムは、集束光学系の光路上かつレーザ光の集束点近傍へと突出可能な反射鏡を含む。反射鏡は、突出した際に前記レーザ光を集束光学系および加工光学系の光軸外へと反射（偏向）させることによって発散させるものである。ここで、「レーザ光の集束点近傍」とは、レーザ光の光軸上であって、集束光学系によって集束されたレーザ光のレーザ径がレーザ発振装置から発振された直後のレーザ光のレーザ径よりも小さい、レーザ光の光軸方向における範囲をいう。
【００１２】
この場合は、シャッタシステムで遮断される（反射鏡で反射される）レーザ光のレーザ径が、レーザ発振装置から発振された直後のレーザ光のレーザ径よりも小さいため、反射鏡そのものを小型化することができ、反射鏡の動作（シャッタシステムの開閉）を高速に行うことができる。その結果、レーザ発振を一時停止する時間が短縮化され、レーザ出力やポインティング位置等のレーザ発振状態が安定する。
【００１３】
好ましくは、レーザ装置は、反射鏡によって反射されたレーザ光が入射する終端器（ダンパー）をさらに備える。
【００１４】
好ましくは、反射鏡は、回動することによってレーザ光の集束点近傍へと突出可能に構成されており、反射鏡の回動軸は、反射鏡の反射面に平行または垂直に配設される。
【００１５】
好ましくは、反射鏡の回動軸は、反射鏡の重心を通る。
好ましくは、反射鏡は、ガルバノスキャナ、ステッピングモータ、サーボモータ、およびロータリソレノイドのいずれかによって回動される。
【００１６】
好ましくは、集束光学系と加工光学系とから構成される光路途上に、前記レーザ光の直径（レーザ径）と発散角度とが調整可能なコリメータレンズ系を備える。
【００１７】
好ましくは、加工光学系は、少なくとも１枚の回折型光学素子を含む。
好ましくは、前記レーザ装置は、前記加工対象物が載置されるステージと、前記ステージと前記レーザ光源と前記シャッタシステムの制御を行う制御装置と、をさらに備え、前記制御装置は、前記ステージと前記レーザ光の光軸との相対位置を変化させ、前記シャッタシステムの開閉により、所望の相対位置および所望のタイミングにて前記加工対象物にレーザ光を照射して、前記加工対象物にレーザ加工を施し、前記レーザ光源は、前記シャッタシステムの開閉動作中に、レーザ光の照射を停止する。
【発明の効果】
【００１８】
以上のように、本発明に係るレーザ装置は、断続的にレーザ発振を行う際においても、レーザ出力の変動やポインティング位置の変動が抑制される。その結果、加工対象物に照射されるレーザ光の特性が安定するため、レーザ光による加工精度が安定する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態について説明する。なお以下の説明では、同一の部品については同一の符号を付すものとし、前記部品の名称や機能が同一である場合には、前記部品についての詳細な説明は繰り返さない。
[実施の形態１]
＜レーザ装置＞
図１は、本発明の実施の形態１に係るレーザ装置１の概略正面図である。図１に示すように、本実施の形態に係るレーザ装置１は、レーザ光源１１と、集束凸レンズ１２（集束光学系）と、シャッタシステム１３と、加工光学系９と、ステージ５と、制御装置７とを含んで構成される。そして、前記加工光学系９は、主に、マスク２と、ミラー３と、結像レンズ４から構成されている。本実施の形態に係るレーザ装置１は、前記ステージ５上に載置されるウェハー・ガラス基板等の加工対象物８に対し、所望の位置に所望のタイミングでレーザ光１７ａを照射して、レーザ加工を施すレーザ加工装置である。
【００２０】
レーザ光源１１はレーザ光１７ａを発振し、該レーザ光１７ａによって、移動中の加工対象物８（たとえば、基板上に半導体薄膜が形成されたもの。）を加工するレーザ光源である。レーザ光１７ａとは、加工対象物８に施す加工の目的に応じて選択された任意のレーザ光であって、たとえば、エキシマレーザ、ＹＡＧレーザ、炭酸ガスレーザ等をいう。
【００２１】
ステージ５は、加工対象物８が載置され、後述する制御装置７から送信される指令によって連続的に移動する。
【００２２】
マスク２は、遮光部と透光部とを含む（図示せず）。遮光部は照射されたレーザ光１７ａを遮光する。透光部はレーザ光１７ａを透過する。
【００２３】
ミラー３は、レーザ光１７ａを加工対象物８方向へと反射させる。ミラー３の配置箇所および数量は特に制限するものではなく、ミラー３はレーザ装置１の光学設計および機構設計に基づいて適切に配置することが可能である。本実施の形態においては、ミラー３は、マスク２よりも下流側に配置され、前記マスク２を透過したレーザ光１７ａを加工対象物８方向へと反射させる。
【００２４】
結像レンズ４は、前記マスク２を透過したレーザ光１７ａを加工対象物８の表面上に所定の倍率で結像させる。
【００２５】
制御装置７は、ステージ５の移動速度および位置を制御するものであって、レーザ光１７ａを照射するタイミングや位置を記憶する装置でもある。また、制御装置７は、レーザ光源１１を制御して、レーザ光１７ａの発振を制御する装置であって、各種センサを介してレーザ装置１内部の温度や雰囲気を認識して、前記温度や雰囲気を制御する装置でもある。また、制御装置７は、後述するシャッタシステム１３（２３，３３）やコリメータレンズ系（４１，５１）の動作等を制御する装置でもある。
【００２６】
ステージ５は、図示しない吸着盤、Ｘ軸リニアスケール、Ｙ軸リニアスケール、Ｘリニアモータ、Ｙリニアモータ、Ｘリニアガイド、およびＹリニアガイドから構成される。吸着盤は、加工対象物８を吸着する。Ｘ軸リニアスケールおよびＹ軸リニアスケールは、ステージ５の移動量を測定する。これらのリニアスケールは、ステージ５が移動する毎に一定間隔でパルスを出力する後述のパルス発生器１９でもある。ステージ５の位置は、後述する制御装置７のＣＰＵ（Central Processing Unit）７０によってカウントされたパルス（パルス発生器１９が出力したパルス）の数に基づいて検出される。ＸリニアモータおよびＹリニアモータは、ステージ５に推進力を与える。Ｘリニアガイドはステージ５のＸ方向の移動を規制し、Ｙリニアガイドはステージ５のＹ方向の移動を規制する。
【００２７】
図２は、本実施の形態に係る前記制御装置７に関する制御ブロック図である。図２に示すように、制御装置７は、モニタ６２と、プリンタ６４と、マウス６６と、キーボード６８と、ＣＰＵ７０と、メモリ７２と、インターフェイス７４と、固定ディスク７６と、ＣＤ−ＲＯＭ（Compact Disk Read Only Memory）駆動装置７８と、ＦＤ（Flexible Disk）駆動装置８０とを含む。
【００２８】
前記モニタ６２は、情報を表示する。前記プリンタ６４は、情報を紙に出力する。前記マウス６６は、クリックされたりやスライドされることによって、ユーザから情報を受付ける。前記キーボード６８は、キー入力により、ユーザからレーザ光１７ａによる加工のタイミング（照射時間等）や位置を受付ける。前記ＣＰＵ７０は、制御装置７の各ブロックおよび本実施の形態に係るレーザ装置１を構成する各装置を制御する。ＣＰＵ７０は、各種の演算を実施する装置でもある。前記メモリ７２は、各種の情報を記憶する。前記インターフェイス７４は、前記ＣＰＵ７０が出力した情報を前記ステージ５や前記レーザ光源１１や後述するシャッタシステム１３，２３，３３やコリメータレンズ系４１，５１が利用する信号へと変換する。インターフェイス７４は、ＣＰＵ７０の情報をその他の各回路が利用できる信号に変換する装置でもある。インターフェイス７４は、本実施の形態に係るレーザ装置１の各装置から入力された情報を受信し、かつＣＰＵ７０が利用できる情報に変換する装置でもある。前記固定ディスク７６は、ＣＰＵ７０が実行するプログラムを記憶する。前記ＣＤ−ＲＯＭ駆動装置７８には、ＣＤ−ＲＯＭ５２が装着される。前記ＭＯ駆動装置８０には、ＭＯ５０が装着される。
＜レーザ装置の特性＞
以下では、図３・図４・図５を参照しながら、レーザ光源１１より断続的にレーザ光１７ａを照射して、加工対象物８にレーザ加工を施すレーザ装置１の特性を説明する。
【００２９】
図３は、加工対象物８に穴あけ加工を行う場合の、レーザ光１７ａの光軸（レーザ照射位置）と加工対象物８との相対位置の移動を示す平面図である。図３に示すように、レーザ装置１は、加工開始位置ｐから第一の穴加工位置ｑへと、加工対象物８に対するレーザ照射位置の相対位置を移動させる。詳しくは、レーザ装置１は、図３の矢印と逆向きにステージ５を移動させ、ステージ５が位置ｑに至るとステージ５を停止して、レーザ光１７ａによるレーザ加工を行う。前記レーザ加工が完了すれば、前記制御装置７はレーザ光１７ａの照射を一時停止する。その後、制御装置７は、第二の穴加工位置ｒへと、加工対象物８に対するレーザ照射位置の相対位置を移動させる。レーザ照射位置が位置ｒに達すると、制御装置７は、ステージ５を停止してレーザ光１７ａの照射を再開させる。レーザ装置１は、これら一連の動作を繰返しながら、加工対象物８に対して順次レーザ加工を行っていくのである。
【００３０】
図４および図５は、レーザ照射位置に対する加工対象物８の位置（加工対象物８に対するレーザ照射位置）、レーザ照射タイミング（レーザパルス）、シャッタ動作、レーザパルスエネルギの変化を示すタイミングチャートであって、レ−ザ装置１のレーザ光源１１から発振されるレーザ光１７ａの特性を示すものである。以下では、レーザ照射タイミングとシャッタ動作の違いによって、レーザ光源１１から発振されるレーザ光１７ａの特性が変化する現象について説明する。
【００３１】
まず、図４に示すレーザ加工方法は、ステージ５が停止している間（時間：ｔ２→ｔ３）に前記加工対象物８にレーザ光１７ａが照射され、加工位置の変更時（レーザ照射位置に対する加工対象物８の位置が移動している間、時間：ｔ３→ｔ４）にレーザ発振が停止されるものである。この場合は、シャッタシステム１３は常時開状態にしておくことが望ましい。
【００３２】
レーザ照射時のレーザパルスエネルギは、一般にレーザパルス照射の初期段階で高く、時間経過とともに低下して、そのエネルギ変化が安定する傾向にある。そのため、加工対象物８にレーザ光１７ａが照射されるか否かを、レーザ光源１１のＯＮ・ＯＦＦではなく（図４参照）、シャッタシステム１３の開閉によって制御する（図５参照）、レーザ加工方法の方が好ましい。
【００３３】
図５に示すレーザ加工方法は、前記図４に示す前記レーザ加工方法の場合と異なり、レーザ光源１１がほぼ連続的にレーザ光１７ａを発振し、シャッタシステム１３が完全に開状態または完全に閉状態に至るまでのシャッタシステム１３の遷移状態（シャッタシステム１３の開閉動作中、時間：ｔ２付近やｔ３付近）にあるときだけ、一時的にレーザ発振を停止するものである。
【００３４】
レーザ光１７ａ照射時のレーザパルスエネルギは、一般にレーザパルス放射の初期段階で高く、時間経過とともに低下して、そのエネルギ変化が安定する傾向にある。図５におけるレーザパルスエネルギの変動幅は図４の変動幅よりも小さくなっている。これは図４に示すレーザ加工方法よりも図５に示すレーザ加工方法の方が、レーザ光源１１の発振停止時間が短いためであり、「レーザ光源１１の発振停止時間が短いほどエネルギの変動も小さくなる」という一般的なレーザ装置の特性に起因している。なお、図示しないが、ポインティング位置の変動もレーザパルスエネルギ変動と同様の傾向を示し、連続的にレーザ光１７ａを発振すると時間経過とともにポインティング位置が安定する。
【００３５】
図５に示すレーザ加工方法においても、シャッタシステム１３が完全開閉するまでの遷移状態の間（シャッタシステム１３の開閉動作中、ｔ２付近やｔ３付近）は、レーザ光源１１がレーザ発振を一時停止している。これはシャッタシステム１３の開閉動作途中（遷移状態）において、レーザ光１７ａが反射鏡１４に照射されて、不要な位置にレーザ光１７ａが反射されることを防止するためである。
【００３６】
以上、図４および図５を用いて、レーザパルス発振するレーザ光源１１をレーザ装置１に用いることを前提として、レーザ照射位置に対する加工対象物８の位置（加工対象物８に対するレーザ照射位置）、レーザ照射タイミング（レーザパルス）、シャッタ動作、レーザパルスエネルギの変化を例示的に説明したが、連続放射するレーザ光源１１を用いるレーザ装置１においても前述同様の結果が得られる。
【００３７】
以上から、レーザ光源１１の出力安定化、ポインティング位置の安定化のためには、極力連続的にレーザ光１７ａを発振し続けることが好ましく、図５に示すレーザ加工方法のように、シャッタシステム１３の開閉に要する時間（シャッタシステム１３の開閉動作中）にだけ、ごく一時的にレーザ光源１１からのレーザ光１７ａの照射を停止する方法が有効である。このようなレーザ装置１の特性に鑑み、本発明においてはシャッタシステム１３を以下のような構成とした。
＜シャッタシステム＞
図６は、本発明の本実施の形態に係るシャッタシステム１３等を示す概略正面図である。図６に示すように、前記レーザ光源１１から発振されたレーザ光１７ａは、前記集束凸レンズ１２によって屈折されて集束される。シャッタシステム１３は集束凸レンズ１２（集束光学系）の下流側に配置され、反射鏡１４とダンパー１６（終端器）とを含むものである。より詳細には、前記反射鏡１４が、レーザ光１７ａの光軸上であって、集束光学系（たとえば、集束凸レンズ１２等）によるレーザ光１７ａの集束点Ａの直後位置（直下流の位置）に突出可能に配置されている。
【００３８】
具体的には、前記反射鏡１４は、シャッタシステム１３内に回動可能に設けられた回動軸１５によって、シャッタシステム１３内にて回動可能に支持されている。そして、該反射鏡１４は、回動軸１５によって回動されて、前記レーザ光１７ａの光軸上に突出したり、光軸外へ外れたりする。即ち、反射鏡１４が図６に示す点線位置（シャッタ開状態）にあるときは、レーザ光源１１から発振されたレーザ光１７ａが、後述する加工光学系９や前記マスク２やミラー３や結像レンズ４を通過した後に、加工対象物８へと照射される。
【００３９】
一方、反射鏡１４が図１に示す実線位置（シャッタ閉状態）にあるときは、すなわちレーザ光１７ａの遮断状態においては、反射鏡１４で反射されたレーザ光１７ｂ（反射光）がダンパー１６内に入射するように構成されている。
【００４０】
回動軸１５および反射鏡１４の回動は、図５を参照しながら前述したように、レーザ光源１１からのレーザ光１７ａの発振タイミングに合わせて行われるものであって、加工対象物８とレーザ光１７ａの光軸との相対位置等を基に制御されるものである。具体的には、前記ステージ５や前記制御装置７やその他の制御盤に、前記レーザ光源１１やシャッタシステム１３用の動作パルス（トリガ）を発生するためのパルス発生器１９が設けられている。そして、図６に示すように、前記パルス発生器１９から出力されたパルスが反射鏡ドライバ回路２０へと送信され、該反射鏡ドライバ回路２０から図示しないモータ等へと駆動信号が送信されて、該モータ等によって回動軸１５が回動される構成となっている。
【００４１】
図６に示すように、レーザ光源１１から発振されるレーザ光１７ａの強度分布１８がガウス分布である場合、レーザ光１７ａの中心位置に強度ピークが現れる。レーザ光１７ａはそのレーザ径（以下、レーザ径という。）が小さい場合ほどエネルギ密度が高くなるため、高出力のレーザ光源１１を用いる場合には、レーザ光１７ｂが入射するためのダンパー１６が損傷し易いなど、耐久性に課題があった。
【００４２】
このため、前述したように、前記特許文献１および特許文献２では、レーザ径を拡大してダンパー１６にエネルギ密度の小さいレーザ光を入射させる技術が提案されている。しかしながら、前記特許文献１および特許文献２に記載の方法では、レーザ装置にレーザ径を拡大させるためのレンズが余分に必要になる。また、本実施の形態の対象とする高速のシャッタシステム１３の開閉（反射鏡１４の回動）を考慮したものではない。
【００４３】
図６に示すように、本実施の形態においては、レーザ光１７ａの集束点Ａの直後に反射鏡１４（偏向器）の反射面（偏向面）が突出（配置）可能になっているため、反射鏡１４で反射された後のレーザ光１７ｂのレーザ径は、反射鏡１４から離れるにつれて拡張していく。これによって、前記特許文献１および特許文献２に記載の方法とは異なり、ダンパー１６の直前に凹レンズなどを配置する必要がなくなり、予めダンパー１６の設置位置（図６における上下方向の設置位置）を調整するだけで、ダンパー１６の照射面積に応じて、ダンパー１６に入射するレーザ光１７ｂ（反射光）のエネルギ密度を小さくすることができる。ただし、本実施の形態においては、反射鏡１４が集束凸レンズ１２によるレーザ光１７ａの集束点Ａ近傍に配置されているため、反射鏡１４の反射面にはパワー密度もしくはエネルギ密度の高いレーザ光１７ａが照射される。反射鏡１４のレーザ耐性（損傷閾値）を考慮の上で、反射鏡１４の設置位置（図６における水平方向の設置位置）が定められることが好ましい。
【００４４】
より詳細に、たとえば、反射鏡１４の損傷閾値がＴｄ（Ｗ／ｃｍ2）であり、位置Ｘにおけるレーザ光１７ａの半径がｒｘ（ｃｍ）であり、レーザ光源１１のピークパワーがＰ（Ｗ）であって、レーザ光１７ａのビームプロファイルがガウス分布（正規分布）である場合について説明する。この場合には、Ｔｄ＞２Ｐ／πｒｘ2を満たす必要があるので、反射鏡１４はｒｘ＞（２Ｐ／πＴｄ）1/2を満たす範囲内に突出するように、配置される必要がある。つまり、反射鏡１４は、ｒｘ＞（２Ｐ／πＴｄ）1/2を満たす範囲内において、集束凸レンズ１２によるレーザ光１７ａの集束点Ａにできるだけ近い位置に突出するように、配置されることが好ましい。換言すれば、上記の式を満たすような位置へ突出するように、反射鏡１４の配置位置が調整されることが好ましい。
【００４５】
また、レーザパルス発振するレーザ光源において、反射鏡１４の損傷閾値がＴｄ2（Ｊ／ｃｍ2）であり、位置Ｘにおけるレーザビーム半径がｒｘ（ｃｍ）であり、１パルスあたりのレーザエネルギ（パルスエネルギ）がＥ（Ｊ／Ｐｕｌｓｅ）であって、レーザ光１７ａのビームプロファイルがガウス分布である場合には以下のようになる。この場合には、Ｔｄ＞２Ｐ／πｒｘ2を満たす必要があるので、反射鏡１４は、ｒｘ＞（２Ｐ／πＴｄ）1/2を満たす範囲内に突出するように、配置される必要がある。つまり、反射鏡１４は、ｒｘ＞（２Ｐ／πＴｄ）1/2を満たす範囲内において、集束凸レンズ１２によるレーザ光１７ａの集束点Ａにできるだけ近い位置に突出するように、配置されることが好ましい。換言すれば、上記の式を満たすような位置へ突出するように、反射鏡１４の配置位置が調整されることが好ましい。
【００４６】
反射鏡１４は回動軸１５の回りに回動可能なように構成されているが、高速回動させた後に所定位置で急停止させるためには、反射鏡１４の回転慣性力を極力小さくする必要がある。ここで、回転慣性力を小さくするには、１）反射鏡１４自体を小さくすること、２）回動軸１５と反射鏡１４の反射面とを平行または垂直（実施の形態３に記載）に配置すること、さらに、３）回動軸１５が反射鏡１４の重心位置を通るように回動軸１５を配置すること（実施の形態２に記載）等、回動による反射鏡１４の偏心荷重が極力作用しないような構造とすることが重要である。
【００４７】
図６に示す実施の形態１では、レーザ光１７ａのレーザ径の小さい位置、すなわち集束凸レンズ１２の集束点Ａ直後に反射鏡１４が設置されているため、反射鏡１４が遮断するレーザ光１７ａのレーザ径は小さい。つまり、本実施の形態に係るレーザ装置１は、シャッタシステム１３によってレーザ径が小さなレーザ光１７ａを遮断する構成となっているため、シャッタシステム１３に小さな反射鏡１４を用いることができる。また、反射鏡１４を支持する回動軸１５が、反射鏡１４の反射面と平行になるように配置されている。これにより、反射鏡１４の回転慣性力を小さくすることができ、反射鏡１４を高速回動させることが可能になる。
【００４８】
そして、反射鏡１４の回動軸１５の回動に用いられる前記モータ等には、高速回動が可能であって、かつ、回動角度の制御性が優れたガルバノスキャナ、ステッピングモータ、サーボモータ、およびロータリソレノイドのいずれかを用いることが好ましい。
【００４９】
このように、高速回動が可能な駆動方法、および、反射鏡１４の回動慣性を小さくする構成（高速回動させた後に所定位置で急停止可能な構成）、を採用することによってシャッタシステム１３の開閉動作（反射鏡１４の回動）を高速に行うことが可能になり、レーザ発振の一時停止時間を短縮することができる。その結果、レーザ出力およびポインティング位置の安定化を実現することができる。
【００５０】
[実施の形態２]
図７は、本発明の実施の形態２に係るシャッタシステム２３を示す正面図であって、図１ないし図６に示された実施の形態１に係るレーザ装置１のシャッタシステム１３部分のみに関する別の実施の形態を示したものである。すなわち、以下では図７を参照して、主に実施の形態２に係るシャッタシステム２３の構成について説明するものとし、図７に記載されていない部分の機能や構成は実施の形態１に係る当該部分と同様である。
【００５１】
図７に示すように、本実施の形態に係るレーザ装置１のシャッタシステム２３は、反射鏡１４とダンパー１６とを含む。反射鏡１４は、前記集束凸レンズ１２によるレーザ光１７ａの集束点Ａ直前に配置され、回動軸１５の回りに回動可能に構成されている。本実施例における回動軸１５は、反射鏡１４の反射面と平行に反射鏡１４に固設されており、反射鏡１４の重心を通って反射鏡１４を貫通しており、反射鏡１４の回動による偏心荷重が極力作用しないような構成となっている。
【００５２】
そして、反射鏡１４および回動軸１５は、レーザ光１７ａの集束点（集束凸レンズ１２の焦点）の直前（直上流）の位置へ、すなわち集束凸レンズ１２の下流側であってレーザ光１７ａの光軸上へ、反射鏡１４の反射面が突出可能に配置されている。
【００５３】
つまり、前記特許文献１および特許文献２に記載の方法とは異なり、ダンパー１６の直前に凹レンズなどを配置することなく、ダンパー１６の上下方向設置位置を調整することによりダンパー１６に入射するレーザ光１７ｂ（反射光）のエネルギ密度を小さくすることができる。ただし、反射鏡１４の反射面にはエネルギ密度の高いレーザ光１７ａが照射されるため、反射鏡１４のレーザ耐性（損傷閾値）を考慮の上で、反射鏡１４の設置位置が定められることが望ましい。
【００５４】
図７に示す実施の形態２では、上述した通り、レーザ光１７ａのレーザ径が小さい位置、すなわち集束凸レンズ１２の集束点Ａの直前に反射鏡１４が設置されているため、レーザ装置１に反射面の面積が小さい反射鏡１４を設置することができる。また、反射鏡１４の回転慣性力を低減するため、回動軸１５は反射鏡１４の反射面と平行に配置されている。さらに、反射鏡１４の回転慣性力を低減するため、回動軸１５が反射鏡１４の重心を通るように配置されている。このため、図６等に示した実施の形態１のシャッタシステム１３と比較して、反射鏡１４の回転慣性力がさらに低減され、反射鏡１４の回動の高速化が可能になり、レーザ光源１１の一時停止時間が短縮化される。
【００５５】
その他の構成や作用効果は実施の形態１と同様であり、反射鏡１４の高速回動が可能な駆動方法等を採用することによって、シャッタシステム２３の開閉動作を高速に行うことが可能である。
[実施の形態３]
図８は、本発明の実施の形態３に係るシャッタシステム３３を示す正面図であって、図１ないし図６に記載された実施の形態１に係るレーザ装置１のシャッタシステム１３に関する別の実施の形態を示したものである。すなわち、以下では図８を参照して、主に実施の形態３に係るシャッタシステム３３の構成について説明するものとし、図８に記載されていない部分の機能や構成は実施の形態１に係る当該部分と同様である。
【００５６】
図８に示すように、本実施の形態に係るレーザ装置１のシャッタシステム３３は、反射鏡１４とダンパー１６とを含む。反射鏡１４は、前記レーザ光１７ａの集束点Ａ（前記集束凸レンズ１２の焦点）の直後に配置され、回動軸１５の回りに回動可能に構成されている。
【００５７】
本実施の形態においては、集束凸レンズ１２によるレーザ光１７ａの集束点Ａの直後に反射鏡１４の反射面が配置されているため、前記特許文献１および特許文献２に記載の方法とは異なり、ダンパー１６の直前（上方）に凹レンズを配置することなく、ダンパー１６の反射鏡１４からの距離を調整することによって、ダンパー１６に入射するレーザ光１７ｂ（反射光）のエネルギ密度を小さくすることができる。ただし、前述したように、反射鏡１４の反射面にはエネルギ密度の高いレーザ光１７ａが照射されるので、反射鏡１４のレーザ耐性（損傷閾値）を考慮の上で、反射鏡１４の設置位置を定める必要がある。
【００５８】
前述同様、本実施の形態においても、レーザ光１７ａのレーザ径の小さい位置、すなわち集束凸レンズ１２の集束点Ａの直後に反射鏡１４が設置されているため、シャッタシステム３３にレーザ径（反射面の面積）の小さい反射鏡１４を使用することができる。また、反射鏡１４の回動軸１５が反射鏡１４の反射面に垂直に配置され、さらに、反射鏡１４の回動軸１５が反射鏡１４の重心を通るように構成されている。そのため、図６等に示す実施の形態１のシャッタシステム１３と比較して、反射鏡１４の回転慣性力がさらに低減されている。
【００５９】
但し、本実施の形態においては、回動軸１５が前記集束凸レンズ１２によって集束されたレーザ光１７ａの光路を遮らないように、シャッタシステム３３を設計すべきである。回動軸１５がレーザ光１７ａを遮ると、加工対象物８に照射されるレーザ光１７ａが不均一なものになる虞があるからである。具体的には、回動軸１５と反射鏡１４とが、レーザ光１７ａの光軸上の左右何れかに偏心されて配置されるようにすることが好ましい。その他の構成や作用効果は実施の形態１と同様であり、反射鏡１４の高速回動が可能な駆動方法等により、シャッタシステム３３の開閉動作（反射鏡１４の回動）を高速化することができる。
【００６０】
そして、反射鏡１４の配置位置が集束凸レンズ１２の近傍であること、すなわち集束点Ａまたは集束点Ａの直前または直後であること、反射鏡１４の回動によってシャッタシステム１３，２３，３３の開閉動作が行なわれること、前記回動軸１５の配置位置・配置姿勢、はそれぞれが独立した事項である。以上は、その組合せ例の一部を前記実施の形態として記載したものであるが、これ以外の組合せによっても本発明の目的が達成できる。
[実施の形態４]
図９は、本発明の実施の形態４に係るレーザ装置１の光学系を示す正面図であって、図１ないし図６における実施の形態１に係る集束凸レンズ１２（集束光学系）やシャッタシステム１３や加工光学系９に関する部分の別の実施の形態を記載したものである。
【００６１】
加工対象物８に対するレーザ加工が行われる場合には、レーザ光源１１のポインティング位置をより安定化させる必要がある。そこで、レーザ光１７ａのレーザ径や発散角度等を精密に調整するために、所謂ズーミングコリメータ等をレーザ光源１１と後述する回折型光学素子４６との間に設置することが好ましい。つまり、集束光学系（集束凸レンズ１２）および加工光学系９から構成されるレーザ光１７ａの光路上に、レーザ径や発散角度等を調整できるコリメータレンズ系が配設されることによって、加工対象物８に対するレーザ光１７ａの照射強度の均一性が図られるのである。
【００６２】
前記ズーミングコリメータとは、コリメータ出射レーザのレーザ径と発散角度とが精緻に調整可能に構成されたレンズ群をいい、コリメータレンズ系の下位概念に相当する。本実施の形態においては、レーザ径と発散角度とをより精緻に調整するために「ズーミングコリメータ」を用いているが、光路上にレーザ径と発散角度とが調整可能なその他のコリメータレンズ系を配置する構成であってもよい。
【００６３】
図９に示すように、本実施の形態に係るレーザ装置１は、レーザ光源１１と、集束光学系（集束凸レンズ１２）と、シャッタシステム１３と、加工光学系４９とを備える。シャッタシステムには、前記実施の形態１〜３にて説明したシャッタシステム１３（２３，３３）が採用される。シャッタシステム１３自体およびシャッタシステム１３を構成する部品の配置位置も前記実施の形態１〜３のものと同様である。本実施の形態のレーザ装置１においては、集束光学系と加工光学系４９とにまたがってコリメータレンズ系４１が設けられている。但し、シャッタシステム１３より上流側の集束光学系がコリメータレンズ系４１を含む構成であっても、下流側の加工光学系４９がコリメータレンズ系４１を含む構成であってもよい。但し、前記何れの構成の場合であっても、前記シャッタシステム１３の反射鏡１４は、前記集束光学系（集束凸レンズ１２）によるレーザ光１７ａの集束点Ａ付近に配置される。
【００６４】
本実施の形態においては、図９に示すように、集束光学系（集束凸レンズ１２）と加工光学系４９とから構成される光路途上に、集束凸レンズ１２と３枚のレンズ４２，４３，４４とから構成されるズーミングコリメータ（コリメータレンズ系４１）が配置されている。具体的には、コリメータレンズ系４１は、集束凸レンズ１２側から順に、凸レンズ（以下、第１レンズ４２という。）と、凹レンズ（以下、第２レンズ４３という。）と、凸レンズ（以下、第３レンズ４４という。）と、が並べられて構成されるものである。そして、前記コリメータレンズ系４１の第１レンズ４２と第３レンズ４４とが図９における左右方向に移動することによって、コリメータレンズ系４１から出射するレーザ光１７ａのレーザ径と発散角度とが精緻に調整される。
【００６５】
図９に示すように、本実施の形態においては、図１に示す実施の形態１とは異なり、加工光学系９に、コリメータレンズ系４１と回折型光学素子４６等が設けられている。前記回折型光学素子４６は、たとえば、レーザ光１７ａの強度分布をガウス分布からトップフラット型の均一レーザに変換することや、１つのレーザ光を複数のレーザ光に分岐することなどが可能である。
【００６６】
回折型光学素子４６を用いる場合には、回折型光学素子４６に入射するレーザ光１７ａの位置、レーザ径、発散角度などが精密に調整されることによって、レーザ照射面の強度の均一化が達成される。しかし、前記非特許文献２の図９および図１０に記載されているように、レーザ径が設計値から１０％（φ２±０．２ｍｍ）変動すると、照射面の強度は凹型または凸型に変化する。また、回折型光学素子４６に入射するレーザ光１７ａの位置がレーザ径の１２．５％（±２５μｍ）シフトした場合、照射面のエネルギ強度プロファイルが傾斜した形状を示すようになる。
【００６７】
このように、回折型光学素子４６を用いる場合には、レーザシフト等が生じないようにレーザ光源１１のポインティング位置を安定させる必要があり、また、加工対象物８に照射されるレーザ光１７ａを設計通りのレーザ径とするために、レーザ径と発散角度とを調整できるコリメータレンズ系４１が、レーザ光源１１と回折型光学素子４６の間に配置されることが好ましい。
[実施の形態５]
図１０は、本発明の実施の形態５に係るレーザ装置１の光学系を示す正面図である。図１０に示すように実施の形態５に係るレーザ装置１の光学系は、図９に示す第４の実施の形態のものと比較して、コリメータレンズ系５１の構成のみが異なっており、他の部分は同一である。すなわち、本実施の形態においては、コリメータレンズ系５１の第１レンズ５２と第２レンズ５３とが図１０における左右方向に移動することによって、コリメータレンズ系５１から出射するレーザ光１７ａのレーザ径と発散角度とが調整される。
【００６８】
以上のように、実施の形態４および５においては、それぞれの加工光学系４９，５９がコリメータレンズ系４１，５１の一部と加工用レンズ４５，５５と回折型光学素子４６，４６とを含んでいる。そして、実施の形態１と同様に、レーザ装置１には、回折型光学素子４６と加工対象物８との間にマスク２やミラー３や結像レンズ４が配置されている。
【００６９】
また、実施の形態１〜５において説明したシャッタシステム１３，２３，３３は、反射鏡１４が回動されることによってシャッタシステム１３，２３，３３が開閉される構成としているが、反射鏡１４がスライドされることによってシャッタシステム１３，２３，３３が開閉される形態等であっても良い。この場合も、反射鏡１４の面積が小さくなることによって、反射鏡１４がスライドする速度を高速にすることができるからである。
【００７０】
そして、前記実施の形態においては、ダンパー１６がシャッタシステム１３内に配置され、シャッタシステム１３がダンパー１６を含む構成としているが、ダンパー１６がシャッタシステム１３に内包される構成に限定するものではなく、ダンパー１６はレーザ装置１に備えられていれば良い。また、図６から図１０に示すように、前記実施の形態においては、ダンパー１６を所謂コーン型（円錐形）のダンパーとしているが、その他の形態のダンパーも使用可能である。
【００７１】
以上に述べたように、前記実施の形態に係るレーザ装置１は、レーザ光源１１と、前記レーザ光源１１から投光されるレーザ光１７ａを集束させる集束光学系（集束凸レンズ１２）と、前記レーザ光１７ａを加工対象物８へと導いて照射する加工光学系９と、前記集束光学系と前記加工光学系９との間に配置され、前記レーザ光１７ａを反射することにより遮断可能なシャッタシステム１３と、を備える。そして、前記シャッタシステム１３は、前記集束光学系の光路上かつ前記レーザ光１７ａの集束点Ａ近傍へと突出可能な反射鏡１４を含む。前記反射鏡１４は、突出した際に前記レーザ光１７ａを前記集束光学系および加工光学系９の光軸外へと反射（偏向）させて発散させるものである。
【００７２】
ここで、レーザ光源１１は、加工対象物８に照射されるレーザ光１７ａを発振する。集束光学系は、レーザ光源１１から発振されたレーザ光１７ａが加工対象物８へと至るレーザ経路の上流部に配置されており、レーザ光源１１から発振されたレーザ光１７ａを集束する。加工光学系９は、レーザ光源１１から発振されたレーザ光１７ａが加工対象物８へと至るレーザ経路の下流部に配置されており、集束されたレーザ光１７ａのレーザ径を調整し、かつレーザ光１７ａを加工対象物８に照射するためのレンズ系（ミラー３、結像レンズ４等）を備える。シャッタシステム１３の反射鏡１４は、レーザ光源１１から発振されたレーザ光１７ａが加工対象物８へと至るレーザ経路の光路途上であって集束光学系と加工光学系９との間に配置されており、集束されたレーザ光１７ａのレーザ径が小さい位置に配置されている。「レーザ光の集束点近傍」とは、集束光学系によって集束されたレーザ光１７ａのレーザ径が、レーザ光源１１から発振された直後のレーザ光１７ａのレーザ径よりも小さくなっている範囲をいう。
【００７３】
この場合は、シャッタシステム１３で遮断される（反射鏡１４で反射される）際のレーザ光１７ａのレーザ径が小さいため、反射鏡１４を小型化することができ、反射鏡１４の回動動作（シャッタシステム１３の開閉動作）を高速にすることができる。その結果、レーザ発振を一時停止する時間が短縮化され、レーザ出力やポインティング等のレーザ発振状態が安定する。その結果、断続的にレーザ発振を行う際においても、レーザ出力の変動やポインティング位置の変動が抑制される。つまり、加工対象物８に照射されるレーザ光１７ａの特性が安定するため、レーザ光１７ａによる加工精度が安定する。
【００７４】
そして、前記実施の形態に係るレーザ装置１は、加工対象物８が載置されるステージ５と、前記ステージ５と前記レーザ光源１１と前記シャッタシステム１３等の制御を行う制御装置７と、をさらに備える。前記制御装置７は、前記ステージ５（加工対象物８）とレーザ光１７ａの光軸との相対位置を変化させ、前記シャッタシステム１３の開閉により、所望の相対位置および所望のタイミングにて前記加工対象物８にレーザ光１７ａを照射して、前記加工対象物８にレーザ加工を施し、前記シャッタシステム１３の開閉動作中は、前記レーザ光源１１によるレーザ光１７ａの照射が停止されるものである。この場合のレーザ装置１は、レーザ光１７ａの光軸と加工対象物８とを相対移動させながら、ユーザ等が予め定めた加工対象物８の所望の位置に所望のタイミングでレーザ光１７ａを照射して、加工対象物８に対してレーザ加工を行うことが可能である。そして、シャッタシステム１３の開閉動作中のみ、レーザ光源１１からのレーザ光１７ａの照射を停止するため、レーザ光源１１の一時停止時間が短くなり、レーザ光１７ａの特性が安定する。
【００７５】
そして、レーザ装置１は、反射鏡１４によって反射されたレーザ光１７ｂ（反射光）が入射する終端器（ダンパー１６）をさらに備える。終端器は、レーザ光源１１から発振されたレーザ光１７ａが加工対象物８へと至るレーザ経路外に配置されており、入射された反射光（レーザ光１７ｂ）のエネルギを熱エネルギへと変換して放熱させるものである。この場合は、レーザ光１７ｂは反射鏡１４によって反射された後もそのレーザ径が拡張するため、終端器に入射するレーザ光１７ｂのエネルギ密度が小さくなる。つまり、レーザ装置１に高出力のレーザ光源１１が用いられる場合であっても、余分な光学システムが設置されることなく、終端器の寿命が長期化するため、レーザ加工の効率化を図ることができる。終端器の耐久性が向上するため、レーザ装置１を安全に使用できる。
【００７６】
そして、反射鏡１４は、回動することによって、前記レーザ光の集束点Ａ近傍へと突出可能に構成されており、前記反射鏡１４の回動軸１５が反射鏡１４の反射面（反射面）に対して平行または垂直に配置されている。この場合は、反射鏡１４の回転慣性力が小さくなるので、シャッタシステム１３の開閉動作を高速化できる。これによって、シャッタシステム１３の開閉動作中にレーザ発振を一時停止する時間を短縮することができ、レーザ発振状態が安定する。したがって、加工対象物８に照射されるレーザ光１７ａの特性をより安定化させることができ、加工精度をより安定化させることができる。
【００７７】
そして、反射鏡１４の回動軸１５が反射鏡１４の重心を通る。この場合は、反射鏡１４の回転慣性力をさらに小さくできるので、シャッタシステム１３の開閉動作をさらに高速化できる。シャッタシステム１３の開閉動作中にレーザ発振を一時停止する時間をさらに短縮することができるため、レーザ発振状態が安定する。したがって、加工対象物８に照射されるレーザ光１７ａの特性をさらに安定化させることができ、加工精度をさらに安定化させることができる。
【００７８】
そして、反射鏡１４（の回動軸１５）が、ガルバノスキャナ、ステッピングモータ、サーボモータ、およびロータリソレノイドのいずれかによって回動される。この場合は、駆動高速回動できるとともに回動角度も高精度に制御できる（ガルバノスキャナ、ステッピングモータ、サーボモータ、ロータリソレノイドなどの）回動駆動体を用いることによって、反射鏡１４を高速回動できるとともにレーザ光１７ａが終端器の中心に確実にかつ安定して入射するので、高出力のレーザ光源１１を有するレーザ装置１であっても安定したダンピングが行われるようになる。
【００７９】
そして、レーザ装置１は、集束光学系と加工光学系４９，５９とから構成される光路途上に、レーザ光１７ａのレーザ径と発散角度とが調整可能なコリメータレンズ系４１，５１を備える。反射鏡１４は、レーザ光１７ａの集束点Ａ近傍に配置される。コリメータレンズ系４１，５１はそれぞれが複数枚のレンズから構成されており、これらのレンズ間の相対距離が調整されることによって、加工対象物８に照射されるレーザ光１７ａのレーザ径と発散角度とが調整可能であるため、高精度加工を実現することができる。
【００８０】
そして、加工光学系４９，５９が少なくとも１枚の回折型光学素子４６を含む。この場合は、高速開閉できるシャッタシステム１３によってレーザ光源１１のポインティング位置変動を抑制できることから、レーザ光１７ａとの高精度な相対位置決めを必要とする回折型光学素子４６が有効に機能する。回折型光学素子４６が有効にレーザ装置１に用いられることによって、さらなるレーザ加工の高精度化や高効率化が達成される。
【００８１】
前記開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内においてのすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【００８２】
【図１】本発明の実施の形態１に係るレーザ装置の概略正面図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係る制御装置に関する制御ブロック図である。
【図３】レーザ光の光軸の加工対象物に対する相対位置の移動を示す平面図である。
【図４】ステージの移動中にレーザ発振を停止する場合のエネルギ変動を示すチャートである。
【図５】シャッタ開閉動作中のみレーザ発振を停止する場合のエネルギ変動を示すチャートである。
【図６】本発明の実施の形態１に係るシャッタシステム等を示す正面図である。
【図７】本発明の実施の形態２に係るシャッタシステムを示す側面図である。
【図８】本発明の実施の形態３に係るシャッタシステムを示す側面図である。
【図９】本発明の実施の形態４に係るレーザ装置の光学系を示す正面図である。
【図１０】本発明の実施の形態５に係るレーザ装置の光学系を示す正面図である。
【符号の説明】
【００８３】
１  レーザ装置、８  加工対象物、９，４９，５９  加工光学系、１１  レーザ光源、１２  集束凸レンズ（集束光学系）、１３，２３，３３  シャッタシステム、１４  反射鏡（偏向器）、１５  反射鏡の回動軸、１６  ダンパー（終端器）、１７ａ，１７ｂ  レーザ光、４１，５１  コリメータレンズ系。
【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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