(57)【要約】      （修正有）【課題】レーザ光の偏光に用いられる光学変調器の寿命を長くし、レーザ加工装置の稼働率を向上させるためのレーザ加工装置及びレーザ加工方法を提供する。【解決手段】レーザ発振器２１から出射されるレーザ光を、偏波面が制御信号により制御される光学変調器２２−１，２２−２と、偏光ビームスプリッタ２４とを介して加工対象物に照射させて加工を行うレーザ加工装置において、少なくとも２つ以上の前記光学変調器を縦続して配置する。【選択図】        図３
2004291010.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ発振器から出射されるレーザ光を、偏波面が制御信号により制御される光学変調器と、偏光ビームスプリッタとを介して加工対象物に照射させて加工を行うレーザ加工装置において、
少なくとも２つ以上の前記光学変調器が縦続して配置されることを特徴とするレーザ加工装置。
【請求項２】
前記縦続して配置される少なくとも２つ以上の前記光学変調器のうち、何れか１つを駆動させるよう制御を行う制御部を有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】
前記縦続して配置される少なくとも２つ以上の前記光学変調器を同時に駆動させるよう制御を行う制御部を有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４】
前記光学変調器は、ＥＯＭ又はＡＯＭであることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載のレーザ加工装置。
【請求項５】
レーザ発振器から出射されるレーザ光を、偏波面が制御信号により制御される光学変調器と、偏光ビームスプリッタとを介して加工対象物に照射させて加工を行うレーザ加工方法において、
縦続して配置された少なくとも２つ以上の前記光学変調器により前記レーザ光の変調を行うことを特徴とするレーザ加工方法。
【請求項６】
前記縦続して配置される少なくとも２つ以上の前記光学変調器のうち、何れか１つを駆動させることを特徴とする請求項５に記載のレーザ加工方法。
【請求項７】
前記縦続して配置される少なくとも２つ以上の前記光学変調器を同時に駆動させることを特徴とする請求項５に記載のレーザ加工方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、レーザ加工装置及びレーザ加工方法に係り、特に、レーザ光の偏光に用いられる光学変調器の寿命を長くし、レーザ加工装置の稼働率を向上させることができるレーザ加工装置及びレーザ加工方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、レーザ加工において、加工の精度、処理効率を向上させる１つの手段として、レーザ発振器から出射されるレーザ光を分岐させて処理を行う加工処理方法がある（例えば、特許文献１参照。）。これにより、レーザ照射系は１つしかない場合にも複数の加工地点への加工処理が可能になり処理効率を向上させることができる。
【０００３】
また、分岐手段としては、レーザ光が出射されてから加工対象物に照射されるまでの光路にハーフミラーやマスクモジュール等を設置し分岐を行うものやＥＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｏｐｔｉｃ  Ｍｏｄｕｌａｔｏｒ；電気光学変調器）、又はＡＯＭ（Ａｃｏｕｓｔ  Ｏｐｔｉｃ  Ｍｏｄｕｌａｔｏｒ；音響光学変調器）を用いた分岐も行っている。
【０００４】
上述のＥＯＭは、電圧が印加されるとその領域の配列が変化し、透過する光の振動方向を変える。ＥＯＭは、特定の振動方向の光だけを透過させるので、ＥＯＭを通過する光の振動方向の違いが透過率の差として認識される。つまり、特定の偏光面を有するレーザ光を複数得たい場合に、ＥＯＭに電圧を印加するだけでよいため、高い処理効率を実現することができる。
【０００５】
一方、ＡＯＭは、二酸化テルル等の結晶に超音波を印加したとき該結晶の屈折率が超音波の周波数に比例する形で微少変化するという音響光学効果を基に構成されている。結晶内部に進行波形の超音波を発生させてレーザ光を回折させ、高周波の電界を印加しない時には、特定の方向から入射するレーザ光を通過することができる。
【０００６】
ここで、上述の内容を示す一例としてＥＯＭを用いた分岐の仕組みをレーザ光の偏光の様子と共に、図を用いて説明する。
【０００７】
図１は、ＥＯＭを用いた分岐の様子を示す一例の図である。ここで、図１（ａ）は、ＥＯＭに電圧をかけていない場合（ＥＯＭがＯＦＦ）であり、図１（ｂ）は、ＥＯＭに電圧を掛けている場合（ＥＯＭがＯＮ）の場合を示している。また、どちらの場合もＥＯＭ１１と偏光面が縦偏光のレーザ光を通過させ、偏光面が横偏光のレーザ光を反射させる偏光ビームスプリッタ１２による分岐を行うものとし、説明を容易にするため、ＥＯＭへ入射するレーザ光を縦偏光レーザ光とする。
【０００８】
図１（ａ）の場合は（ＥＯＭがＯＦＦ）、ＥＯＭ１１に入射されたレーザ光は、縦偏光のまま出力される。出力されたレーザ光は、偏光ビームスプリッタ１２に入力され、偏光ビームスプリッタ１２は、縦偏光のレーザビームは通過させるため、入射したレーザ光は、図１（ａ）に示すように、そのまま通過する。
【０００９】
一方、図１（ｂ）の場合は（ＥＯＦがＯＮ）、ＥＯＭ１１により縦偏光で入射されたレーザ光が横偏光として出力される。また、偏光面が横偏光のレーザ光が偏光ビームスプリッタ１２に入力されると、偏光ビームスプリッタ１２は、レーザ光を通過させずに反射させる。図１（ａ）、（ｂ）により、ＥＯＭに対する負荷電圧を与えるか否かにより、容易で且つ迅速にレーザ光の分岐を行うことができる。
【００１０】
現在では、ＥＯＭ及びＡＯＭは、レーザ加工処理におけるレーザ光の分岐モジュールとして構成されるだけでなく、各種表示装置やコンピュータ端末、光シャッター等広い分野で使われるようになっている。
【００１１】
【特許文献１】
特開平８−２１５８７５号公報
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、所望の偏光面を得るために、光学変調器（ＥＯＭ、ＡＯＭ）に多大な負荷をかけるため、加工装置を構成している他の部分よりも寿命が短い場合が多い。そのため、取替え作業や、その装置毎の微妙な設定が随時必要となり、また、設定後の確認作業が発生するため作業効率の低下を招いている。
【００１３】
本発明は、上述した問題点に鑑みなされたものであり、特に、レーザ光の偏光に用いられる光学変調器の寿命を長くし、レーザ加工装置の稼働率を向上させるための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する。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本件発明は、以下の特徴を有する課題を解決するための手段を採用している。
【００１５】
請求項１に記載された発明は、レーザ発振器から出射されるレーザ光を、偏波面が制御信号により制御される光学変調器と、偏光ビームスプリッタとを介して加工対象物に照射させて加工を行うレーザ加工装置において、少なくとも２つ以上の前記光学変調器が縦続して配置されることを特徴とする。
【００１６】
請求項１記載の発明によれば、光学変調器の負荷を軽減することができ、寿命を延ばすことができる。これにより、稼働率を向上させたレーザ加工装置を提供することができる。
【００１７】
請求項２に記載された発明は、前記縦続して配置される少なくとも２つ以上の前記光学変調器のうち、何れか１つを駆動させるよう制御を行う制御部を有することを特徴とする。
【００１８】
請求項２記載の発明によれば、光学変調器の駆動させる周期を延ばすことができる。これにより、光学変調器のデューティ（ｄｕｔｙ）を低減させ、光学変調器の寿命を延ばすことができる。
【００１９】
請求項３に記載された発明は、前記縦続して配置される少なくとも２つ以上の前記光学変調器を同時に駆動させるよう制御を行う制御部を有することを特徴とする。
【００２０】
請求項３記載の発明によれば、１つの光学変調器に対する負荷を分散させることができ、複数の光学変調器夫々の負荷を低減させることができる。
【００２１】
請求項４に記載された発明は、前記光学変調器は、ＥＯＭ又はＡＯＭであることを特徴とする。
【００２２】
請求項４記載の発明によれば、所望の偏光面を有するレーザ光を容易に取得することができる。
【００２３】
請求項５に記載された発明は、レーザ発振器から出射されるレーザ光を、偏波面が制御信号により制御される光学変調器と、偏光ビームスプリッタとを介して加工対象物に照射させて加工を行うレーザ加工方法において、縦続して配置された少なくとも２つ以上の前記光学変調器により前記レーザ光の変調を行うことを特徴とする。
【００２４】
請求項５記載の発明によれば、光学変調器の負荷を軽減することができ、寿命を延ばすことができる。これにより、稼働率を向上させたレーザ加工装置を提供することができる。
【００２５】
請求項６に記載された発明は、前記縦続して配置される少なくとも２つ以上の前記光学変調器のうち、何れか１つを駆動させることを特徴とする。
【００２６】
請求項６記載の発明によれば、光学変調器の駆動させる周期を延ばすことができる。これにより、光学変調器のデューティ（ｄｕｔｙ）を低減させ、光学変調器の寿命を延ばすことができる。
【００２７】
請求項７に記載された発明は、前記縦続して配置される少なくとも２つ以上の前記光学変調器を同時に駆動させることを特徴とする。
【００２８】
請求項７記載の発明によれば、１つの光学変調器に対する負荷を分散させることができ、複数の光学変調器夫々の負荷を低減させることができる。
【００２９】
【発明の実施の形態】
本発明は、レーザ光の分岐に用いられる偏波面が制御信号により制御することができる光学変調器を、レーザ発振器から出射されてから加工対象物に照射されるまでの光路上に少なくとも２つ以上縦続に設置し、夫々の光学変調器に対する負荷を調整することにより、光学変調器の寿命を延ばし、レーザ加工装置の稼働率を向上させることを目的とする。
【００３０】
ここで、上述の内容について更に詳細に説明する。なお、説明を容易にするため、光学変調器としてＥＯＭを用いる。ＥＯＭの寿命は、供給する電圧の負荷や回数に依存することが知られている。ＥＯＭのデューティ（ＯＮ／ＯＦＦのサイクル）と寿命（時間）との関係について図を用いて説明する。
【００３１】
図２は、ＥＯＭのデューティ（ｄｕｔｙ）と寿命との関係を示す一例の図である。なお、図２において、横軸は時間（ｈｏｕｒ）と示し、縦軸はｄｕｔｙ（％）とする。また、▲１▼〜▲３▼の印は、実測値を示し、▲４▼の印は、カタログ値２％のｄｕｔｙで寿命が４００００時間であることを示している。
【００３２】
図２の▲１▼〜▲４▼により、対数関数から線▲５▼を近似的に導出することができ、線▲５▼から、ｄｕｔｙ値を下げるようなＥＯＭを配列させることで、ＥＯＭの寿命を向上させる。
【００３３】
そこで、本発明は、ＥＯＭを直列に配列（縦続）することにより、通常１つで行っている偏光を行うための負荷の量及び電圧のＯＮ／ＯＦＦ回数のタイミングを減少させる。具体的には、レーザ光軸上にＥＯＭを複数直列に接地し、電圧のＯＮ／ＯＦＦを交互に繰り返すことによってＥＯＭのデューティを低減させることを特徴とする。１つのＥＯＭに対するデューティを低減させることができる。
【００３４】
また、縦続接続されたＥＯＭの１つのＥＯＭに対する負荷電圧を減らすため、例えば、縦続接続された夫々のＥＯＭに対して、偏光を行うために必要な電圧量の半分の電圧をかけレーザ光を段階的に偏光させることにより、１つのＥＯＭに対する負荷電圧を低減させることによりＥＯＭの寿命を延ばすことができ、稼働率を向上させたレーザ加工装置を提供することができる。
【００３５】
また、ＥＯＭを使用して偏光を行うため、偏光モジュールを使用するよりも安易で且つ高速に所望の偏光面を取得することができるので、例えば、２軸分岐型レーザ加工装置のように分岐する構成を有する光軸がある場合には有効である。
【００３６】
次に、本発明における実施の形態について図を用いて説明する。なお、ここでは、光電変調器によるレーザ光の分岐の様子の説明を容易にするため、ＥＯＭを用いた２軸分岐型のレーザ加工装置を用いて説明する。
【００３７】
図３は、本発明におけるレーザ加工装置の一実施例を示す図である。図３のレーザ加工装置は、レーザ発振器２１と、ＥＯＭ２２と、制御部２３と、偏光ビームスプリッタ２４と、反射ミラー２５と、集光レンズ２６と、架台２７とを有するよう構成されている。また、架台２７には加工対象物３０が載置されている。
【００３８】
制御部２３は、レーザ発振器２１からのレーザの出射タイミングと、ＥＯＭ２２−１及びＥＯＭ２２−２へ供給する電圧の供給タイミングと、架台２７の移動タイミングとの制御を行う。
【００３９】
レーザ発振器２１は、制御部２３からの制御信号によりレーザ光を出射する。ＥＯＭ２２は、制御部２３からの電圧制御信号に対して、入力されたレーザ光を偏光する。偏光ビームスプリッタ２４は、レーザ光の偏光状態に基づいて、反射又は通過を行い、反射ミラー２５は入射光を反射させる。
【００４０】
集光レンズ２６−１及び集光レンズ２６−２は、所望する形状にレーザ光を集光して加工対象物３０の加工を行う。架台２７は、制御部２３からの制御信号により載置された加工対象物３０の移動を行い、所望の加工地点の加工を可能にする。なお、架台２７は、ＸＹＺθテーブルであり、集光レンズ２６に対して前後左右方向（Ｘ、Ｙ方向）及び上下方向（Ｚ方向）への移動が可能であり、かつ架台２７を照射軸に対して傾斜角θ分傾かせることもできる。このように架台２７を移動させることで多種の加工形状を形成することが可能となる。
【００４１】
次に、本発明におけるレーザ加工装置の処理手順を説明するために、レーザ加工処理手順についてフローチャートを用いて説明する。
【００４２】
図４は、本発明におけるレーザ加工方法の一例のフローチャートである。制御部２３は、まず、架台２７に載置された加工対象物３０が集光レンズのレーザ光により所定の加工点が加工されるように架台２７の移動を行う（Ｓ０１）。次に、制御部２３は、レーザ光を図３に示す光路Ｚ１側へ照射するのか、光路Ｚ２側へ照射するのかに応じてレーザ光を分岐させるためにＥＯＭ２２−１、及びＥＯＭ２２−２に印加する電圧を調整して、ＥＯＭによりレーザ光を変調させるための制御を行う（Ｓ０２）。次に、制御部２３は、レーザ発振器２１に対してレーザ光を照射させるよう制御信号を送り、レーザ発振器２１からレーザ光を出射させる（Ｓ０３）。
【００４３】
出射されたレーザ光はＥＯＭ２２にて変調され、その変調の状態に応じて偏光ビームスプリッタ２４により反射又は通過の分岐が行われる。ここで、レーザ加工装置の偏光ビームスプリッタは、上述の偏光ビームスプリッタ１２と同様に縦偏光のレーザ光を通過させ、横偏光の場合は反射させる。したがって、偏光ビームスプリッタ２４へ入射されるレーザ光が横偏光である場合は、反射して集光レンズ２６−１へ入力される。また、偏光面が縦偏波である場合には、反射ミラー２５に入力される。反射ミラー２５にて反射されたレーザ光は集光レンズ２６−２へ入力される。
【００４４】
集光レンズ２６−１、及び集光レンズ２６−２により、レーザ光を集光して加工対象物３０の加工地点に照射されることでレーザ加工が行われる。
【００４５】
次に、制御部２３は、加工点での分岐制御が全て終了したかを判断し（Ｓ０４）、分岐制御をする必要がある場合は（Ｓ０４において、ＮＯ）、ＥＯＭ２２に対する電圧制御を行うためにＳ０２に戻りＳ０２〜Ｓ０４の処理を行う。また、分岐が終了した場合は（Ｓ０４において、ＹＥＳ）、加工対象物３０の全ての加工が終了したかを判断し（Ｓ０５）、全ての加工が終了した場合は（Ｓ０５において、ＹＥＳ）加工処理を終了し、他の加工位置が存在する場合は（Ｓ０５において、ＮＯ）、全ての加工位置が終了するまで、Ｓ０１〜Ｓ０５の処理を繰り返し行う。
【００４６】
これにより、ＥＯＭを縦続に配列したレーザ加工装置においても制御を容易に行うことができる。なお、変調器については、ＥＯＭでなくてもよく、ＡＯＭを用いて超音波を印加させることで変調を行ってもよい。
【００４７】
ここで、図３におけるレーザ光の光路Ｚ１及び光路Ｚ２における時間とエネルギーの関係について図を用いて説明する。
【００４８】
図５は、光路での時間とエネルギーとの関係を示す一例の図である。ここで、図５（ａ）は、第１の実施形態における光路Ｚ１での時間とエネルギーの関係を示す図であり、図５（ｂ）は、光路Ｚ２での時間とエネルギーの関係を示す図である。なお、横軸は時間を示し、縦軸が光路におけるエネルギー量を示す。更に、図５におけるｔ０〜ｔ５は、図５（ａ）、図５（ｂ）において同一の時間であるものとする。
【００４９】
図５に示すように、１つのレーザ光に対して分岐を行うことにより光路Ｚ１及び光路Ｚ２にレーザ光を入力しているための光路Ｚ１及び光路Ｚ２に同じタイミングでレーザが伝送させることはなく別々に供給させることになる。
【００５０】
図５では、時間ｔ１までは、レーザ光がレーザ発振器１１より出射されていないため、光路上にエネルギーはない。ここで、ｔ１〜ｔ２では、光路Ｚ１にレーザ光（エネルギー）が通過する。また、時刻ｔ２〜ｔ３までは、光路Ｚ２にレーザ光が通過する。このように、ＥＯＭ２２にて偏光を行うことにより、容易に分岐することができ、高精度なレーザ加工を実現することができる。
【００５１】
次に、本発明におけるＥＯＭの具体的な動作内容について説明する。なお、説明を容易にするため、システム構成は、図３に示すレーザ加工装置に基づくものととする。図３に示すレーザ加工装置では、ＥＯＭ２２−１及びＥＯＭ２２−２が直列に配列されている。
【００５２】
まず、直列された２つのＥＯＭの夫々交互にＯＮ／ＯＦＦを行う方法について図に基づいて説明する。
【００５３】
図６は、ＥＯＭの偏光の様子を説明する第１の例を示す図である。図６において、レーザ光のＥＯＭ２２への入力は、縦偏光であるものとする。図６においては、ＥＯＭ２２−１及びＥＯＭ２２−２に印加する電圧のＯＮ／ＯＦＦのタイミングを交互に繰り返すことによりデューティを低減する。図６の例では、ＥＯＭの１つに電圧を印加して縦偏光のレーザ光を横偏光のレーザ光に偏光して、偏光されたレーザ光を偏光ビームスプリッタ２４にて反射させるものである。１例としてＥＯＭ２２−１に電圧を印加し、ＥＯＭ２２−２には電圧を印加していない状態である。これにより、ＥＯＭ２２−２を通過後には横偏光のレーザ光を得ることができる。
【００５４】
また、ＥＯＭ２２−１に電圧を印加せずに、ＥＯＭ２２−２に電圧を印加した場合（ＯＮの場合）においても、ＥＯＭ２２−２にて横偏光のレーザ光を得ることができる。したがって、ＥＯＭ２２−２にて横偏光のレーザ光を得るためには、ＥＯＭ２２−１に電圧を印加するか、ＥＯＭ２２−２に電圧を印加するかの方法を選択することができ、どちらかに電圧を印加することにより、横偏光のレーザ光を得ることができる。
【００５５】
ここで、ＥＯＭ２２における電圧のＯＮ／ＯＦＦの時間的な制御の一例について図を用いて説明する。
【００５６】
図７は、本発明におけるＥＯＭへの時間の経過における電圧スイッチの様子を示す一例の図である。また、図７（ａ）は、ＥＯＭ２２−１における時間と印加させる電圧との関係を示し、図７（ｂ）は、ＥＯＭ２２−２における時間と印加させる電圧との関係を示す図である。また、横軸は時間を示し、縦軸はＥＯＭのＯＮ／ＯＦＦ状態を示す。更に、図７におけるｔ０〜ｔ７は、図７（ａ）、図７（ｂ）において同一の時間であるものとする。
【００５７】
図７に示すように、ｔ０〜ｔ１、ｔ４〜ｔ５までは、ＥＯＭ２２−１に電圧が印加されている（電圧ＯＮ）、また、そのときＥＯＭ２２−２は、電圧を印加されていない状態となる（電圧ＯＦＦ）。
【００５８】
一方、ｔ２〜ｔ３、ｔ６〜ｔ７では、ＥＯＭ２２−２に電圧が印加させている（電圧ＯＮ）、また、このときＥＯＭ２２−１は、負荷電圧をかけない状態となる（電圧ＯＦＦ）。
【００５９】
上述したどちらか一方に電圧が負荷されている場合は、ＥＯＭ２２−２の出力時点ではレーザ光は偏光面が横偏光となっているため、偏光ビームスプリッタ２４で反射して、光路Ｚ１方向へと送られる。
【００６０】
なお、ｔ１〜ｔ２、ｔ３〜ｔ４、ｔ５〜ｔ６は、ＥＯＭ２２−１及びＥＯＭ２２−２のどちらにも電圧が印加されていないため、この場合は、ＥＯＭ２２−２から出力されるレーザ光は縦偏光であり、偏光ビームスプリッタ２４は、レーザ光を通過して反射ミラー２５で反射されて光路Ｚ２方向へ送られる。これにより、分岐が容易に行うことができる。また、ＥＯＭ２２−１及びＥＯＭ２２−２に印加される電圧負荷の回数を減らすことができ、ＥＯＭ２２の寿命を向上させることができる。なお、縦続して配列されるＥＯＭの個数に制限はなく、レーザ加工装置の加工対象物の成分、ＥＯＭを直接させた場合の光路長、エネルギー伝送路中のエネルギー損失率、加工処理の運用度、装置の構築及び運用コスト等により適切な個数を配列する。
【００６１】
次に、配列された光学変調器間で負荷電圧を調整して、１個分のＥＯＭと同様の分岐が行えるように夫々の偏光量を調整した実施形態の仕組みについて説明する。また、以下の説明において、光学変調器としてＥＯＭを用いる。
【００６２】
図８は、ＥＯＭの偏光の様子を説明する第２の例を示す図である。図８において、ＥＯＭ２２−１及びＥＯＭ２２−２に印加する電圧を半分とすることにより、ＥＯＭの電圧負荷を軽減し、これにより寿命を延ばすことができる。なお、縦続に配列した複数のＥＯＭについて、夫々において、均等に負荷電圧がかかるよう調整することで、全体の稼働率を向上させることができる。
【００６３】
図８の例では、２つのＥＯＭに必要な電圧の半分を印加して縦偏光のレーザ光を横偏光のレーザ光にして、偏光されたレーザ光を偏光ビームスプリッタ２４にて反射させるものである。なお、ＥＯＭ２２−１及びＥＯＭ２２−２とにより得られるレーザ光が所望の偏光になるようＥＯＭ２２に印加する電圧を調整する。例えば、１つのＥＯＭには、必要な１／４の電圧量だとすると、もう１つのＥＯＭには、３／４の電圧量を印加するよう調整する。この場合、１つのＥＯＭに対する負荷が偏らないよう調整を行う。
【００６４】
また、図８に示すように、ＥＯＭは電圧をかける量により変更角度を調整することができるため、例えば、ＥＯＭ２２−１及びＥＯＭ２２−２に必要な電圧量の半分の電圧量を互いに印加させた場合、縦偏光のレーザ光は、ＥＯＭ２２−１を通過した場合には４５度偏光された円偏光となり、更に、円偏光のレーザ光をＥＯＭ２２−２に入力することで４５度偏光され、ＥＯＭ２２−２からの出力として円偏光型のレーザ光を得ることができる。
【００６５】
ここで、ＥＯＭ２２における時間的な印加電圧の制御の一例について図を用いて説明する。
【００６６】
図９は、本発明におけるＥＯＭへの時間と印加電圧の関係を示す一例の図である。また、図９においては、図３に基づく光路Ｚ１、及び光路Ｚ２のように交互に分岐されたレーザ光が通過するような加工制御が行われているものとする。
【００６７】
また、図９（ａ）は、ＥＯＭ２２−１における時間と印加電圧の関係を示し、図９（ｂ）は、ＥＯＭ２２−２における時間と印加電圧の関係を示す図である。また、横軸は時間を示し、縦軸は印加すべき電圧量を示す。更に、図９におけるｔ０〜ｔ６は、図９（ａ）、図９（ｂ）において同一の時間であるものとする。
【００６８】
図９に示すように、ｔ１〜ｔ２、ｔ３〜ｔ４、ｔ５〜ｔ６では、ＥＯＭ２２−１とＥＯＭ２２−２に１つのＥＯＭによる偏向に必要な電圧の半分の電圧が印加されている。これにより、図９に示したようにＥＯＭ２２−２の出力時点で、レーザ光は横偏光であるため、偏光ビームスプリッタ２４で反射されてＺ１方向へと送られる。
【００６９】
また、ｔ０〜ｔ１、ｔ２〜ｔ３、ｔ４〜ｔ５は、ＥＯＭ２２−１及びＥＯＭ２２−２のどちらにも電圧が印加されていないため、この場合は、ＥＯＭ２２−２の出力偏波は縦偏光であり、偏光ビームスプリッタ２４は、レーザ光を通過して反射ミラー２５で反射されて光路Ｚ２方向へ送られる。これにより、分岐が容易に行うことができ、ＥＯＭ２２−１及びＥＯＭ２２−２に印加される電圧負荷の電圧量を減らすことができ、ＥＯＭモジュールの寿命を向上させることができる。なお、縦続して配置するＥＯＭの個数に制限はなく、レーザ加工装置の加工対象物や、運用度、ＥＯＭを直接させた場合の光路長、エネルギー伝送路中のエネルギー損失率、装置の構築及び運用コスト等により適切な個数を配列する。
【００７０】
上述したように本発明によれば、少なくとも２つ以上の光学変調器を縦続して配置し、少なくとも２つ以上の光学変調器のうち、何れか１つが駆動するよう電圧のＯＮ／ＯＦＦを行い、更に、夫々が繰り返し駆動されるよう制御することにより、ＥＯＭのデューティを低減させて寿命を延ばすことができる。
【００７１】
また、少なくとも２つ以上の光学変調器により、１つの光学変調器に対する負荷電圧を分散させ、レーザ光を段階的に偏光させることにより１つあたりの光学変調器に対する負荷電圧を低減させることができる。これにより光学変調器の寿命を延ばし、稼働率を向上させた加工装置を提供することができる。
【００７２】
なお、本発明は、具体的に開示された実施例に限定されるものではなく、特許請求した本発明の範囲から逸脱することなく、種々の変形例や実施例が考えられる。
【００７３】
【発明の効果】
本発明によれば、レーザ光の偏光に用いられる光学変調器の寿命を長くし、レーザ加工装置の稼働率を向上させることができるレーザ加工装置及びレーザ加工方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ＥＯＭを用いた分岐の様子を示す一例の図である。
【図２】ＥＯＭのデューティ（ｄｕｔｙ）と寿命との関係を示す一例の図である。
【図３】本発明におけるレーザ加工装置の一実施例を示す図である。
【図４】本発明におけるレーザ加工方法の一例のフローチャートである。
【図５】光路での時間とエネルギーとの関係を示す一例の図である。
【図６】ＥＯＭの偏光の様子を説明する第２の例の図である。
【図７】本発明におけるＥＯＭへの時間の経過における電圧スイッチの様子を示す一例の図である。
【図８】ＥＯＭの偏光の様子を説明する第２の例を示す図である。
【図９】本発明におけるＥＯＭへの時間と印加電圧の関係を示す一例の図である。
【符号の説明】
１１，２２  ＥＯＭ
１２，２４  偏光ビームスプリッタ
２１  レーザ発振器
２３  制御部
２５  反射ミラー
２６  集光レンズ
２７  架台
３０  加工対象物
【図１】
2004291010.tif 000003
【図２】
2004291010.tif 000004
【図３】
2004291010.tif 000005
【図４】
2004291010.tif 000006
【図５】
2004291010.tif 000007
【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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