(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザー機械切削するために加工物の表面を適切な位置に配置する方法であって、
該方法は、
（ａ）超高速パルスレーザー光線を生成する工程と、
（ｂ）該超高速パルスレーザー光線を集束レンズにより一点に集中させて、プラズマ放射を生成するプラズマを形成する工程と、
（ｃ）画像化システムを介して該プラズマ放射のプラズマ画像を生成し、該プラズマ画像のフォーカスのレベルを決定する工程であって、該工程（ｃ）が、該画像化システムを配向することにより、該プラズマ放射を受容して該プラズマ画像を生成する工程と、該画像化システムを調節して、該プラズマ画像のピントがあうように該プラズマ画像のフォーカスのレベルを調節する工程とを包含する、工程と、
（ｄ）該画像化システムを介して該加工物の該表面の加工物表面画像を生成し、該加工物表面画像のフォーカスのレベルが該プラズマ画像の該決定されたフォーカスのレベルになるように該加工物の該表面の位置を調節することにより、該一点が該加工物の該表面に位置するようにする工程であって、該工程（ｄ）が、該加工物を適切な位置に配置する工程であって、該加工物の該表面の画像が該画像化システムに向けられて、該加工物表面画像を生成する、工程と、該加工物を作動させて、該加工物表面画像のピントがあうように該加工物表面画像のフォーカスのレベルを調節する工程とを包含する、工程と
を包含し、該工程（ｃ）の後では、該画像化システムの設定は固定されている、方法。
【請求項２】
前記工程（ｄ）の前に、前記超高速パルスレーザー光線のソースを不活性化することと、該超高速パルスレーザー光線を偏向させることとのうちの一方により、該超高速パルスレーザー光線の方向を前記一点から離れるように変更する工程をさらに包含する、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記超高速パルスレーザー光線の方向が、シャッターにより、前記一点から離れるように変更される、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記工程（ｃ）が、前記画像化システムを配向することにより、前記プラズマ放射を受容して前記プラズマ画像を生成する工程を包含し、
前記工程（ｄ）が、前記加工物を適切な位置に配置する工程であって、該加工物の前記表面の画像が該画像化システムに向けられて、前記加工物表面画像を生成する、工程を包含する、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記工程（ｃ）が、前記プラズマ放射を濾過して前記プラズマ画像のスペクトル帯域幅を狭くする工程をさらに包含する、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記工程（ｄ）の前に、前記超高速パルスレーザー光線のソースを不活性化することと、該超高速パルスレーザー光線を偏向させることとのうちの一方により、該超高速パルスレーザー光線の方向を前記一点から離れるように変更する工程をさらに包含し、
該工程（ｄ）が、前記加工物の前記表面を照射する工程をさらに包含する、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記画像化システムが、画像リレーレンズおよびカメラを含み、前記工程（ｃ）の該画像化システムを調節することが、該画像リレーレンズおよび該カメラのうちの少なくとも一方を作動して、前記プラズマ画像のピントがあうように該プラズマ画像のフォーカスのレベルを調節することを包含する、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
レーザー機械切削するために加工物の表面を適切な位置に配置する方法であって、
該方法は、
（ａ）超高速パルスレーザー光線を生成する工程と、
（ｂ）該超高速パルスレーザー光線を、該加工物から離れた一点に集束レンズにより集中させて、プラズマ放射を生成するプラズマを形成する工程と、
（ｃ）該プラズマ放射のプラズマ画像を受容するように、画像化システムを配向する工程と、
（ｄ）該画像化システムを調節して、該プラズマ画像のピントがあうように該プラズマ画像のフォーカスのレベルを調節する工程と、
（ｅ）該超高速パルスレーザー光線のソースを不活性化することと、該超高速パルスレーザー光線を偏向させることとのうちの一方により、該超高速パルスレーザー光線の方向を該一点から離れるように変更する工程と、
（ｆ）該加工物を適切な位置に配置する工程であって、該加工物の該表面の画像が該画像化システムに向けられて、加工物表面画像を生成する、工程と、
（ｇ）該加工物を作動させて、該画像化システムにおいて該加工物表面画像のピントがあうように該加工物表面画像のフォーカスのレベルを調節することにより、該一点が該加工物の該表面に位置するようにする工程と
を包含し、該工程（ｄ）の後では、該画像化システムの設定は固定されている、方法。
【請求項９】
レーザー機械切削するために加工物の表面を適切な位置に配置する装置であって、
該装置は、
（ａ）超高速パルスレーザー光線を生成するレーザーと、
（ｂ）集束レンズであって、該超高速パルスレーザー光線を該集束レンズにより一点に集中させて、プラズマ放射を生成するプラズマを形成する集束レンズと、
（ｃ）該プラズマ放射を受容し該プラズマ放射のプラズマ画像を生成し、該加工物の該表面の加工物表面画像を生成する画像化システムと、
（ｄ）該加工物の位置を調節する加工物アクチュエータと、
（ｅ）該画像化システムを調節する画像化システムアクチュエータと、
（ｆ）該プラズマ画像のフォーカスのレベルを決定し、該画像化システムアクチュエータを制御して、該プラズマ画像のピントがあうように該プラズマ画像のフォーカスのレベルを調節し、該画像化システムの設定を調節することなく該加工物アクチュエータを制御して、該加工物表面画像のピントがあうように該加工物の該表面の位置を調節することにより、該一点が該加工物の該表面に位置するようにする制御装置と
を備える、装置。
【請求項１０】
前記超高速パルスレーザー光線のソースを不活性化することと、該超高速パルスレーザー光線を偏向させることとのうちの一方により、該超高速パルスレーザー光線の方向を前記一点から離れるように変更する手段をさらに備える、請求項９に記載の装置。
【請求項１１】
前記超高速パルスレーザー光線の方向を変更する手段が、シャッターを備える、請求項１０に記載の装置。
【請求項１２】
前記プラズマ放射を濾過して前記プラズマ画像のスペクトル帯域幅を狭くするフィルターをさらに備える、請求項９に記載の装置。
【請求項１３】
前記加工物の前記表面を照射する照射源をさらに備える、請求項９に記載の装置。
【請求項１４】
前記画像化システムが、画像リレーレンズおよびカメラを備える、請求項９に記載の装置。
【請求項１５】
レーザー機械切削するために加工物の表面を適切な位置に配置する装置であって、
該装置は、
（ａ）超高速パルスレーザー光線を生成するレーザーと、
（ｂ）集束レンズであって、該超高速パルスレーザー光線を該集束レンズにより一点に集中させて、プラズマ放射を生成するプラズマを形成する集束レンズと、
（ｃ）該プラズマ放射を受容し該プラズマ放射のプラズマ画像を生成し、該加工物の該表面の加工物表面画像を生成する画像化システムと、
（ｄ）該プラズマ放射を濾過して該プラズマ画像のスペクトル帯域幅を狭くするフィルターと、
（ｅ）該画像化システムを調節する画像化システムアクチュエータと、
（ｆ）該超高速パルスレーザー光線のソースを不活性化することと、該超高速パルスレーザー光線を偏向させることとのうちの一方により、該超高速パルスレーザー光線の方向を該一点から離れるように変更する手段と、
（ｇ）該加工物の位置を調節する加工物アクチュエータと、
（ｈ）該プラズマ画像のフォーカスのレベルを評価し、該画像化システムアクチュエータを制御して、該プラズマ画像のピントがあうように該プラズマ画像のフォーカスのレベルを調節し、該画像化システムの設定を調節することなく該加工物アクチュエータを制御して、該加工物表面画像のピントがあうように該加工物の該表面の位置を調節することにより、該一点が該加工物の該表面に位置するようにする制御装置と、
（ｉ）該加工物の該表面を照射する照射源と
を備える、装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、レーザー機械切削するために加工物の表面を適切な位置に配置すること、特に、レーザーにより形成されたプラズマに由来の放射を使用して、この加工物の表面の位置を調節することに関する。
【０００２】
【従来の技術】
レーザーは、穴を穿孔することの他に加工物を機械切削することを含めた種々の目的のために、走査される。例えば、レーザーは、ガラスまたはシリコンウエハを機械切削して、導波管または微細光学構造を形成するのに使用され得る。レーザー機械切削は、しばしば、レーザー光線を焦点に集中させることにより、実行される。この焦点とは、加工物を機械切削するのに有利に使用され得る出力密度を高めた点である。この焦点を正確な機械切削用途に使用するために、この焦点の位置に対して、この加工物を正確に適切な位置に配置する必要があり得る。
【０００３】
ピコ秒範囲およびフェムト秒範囲のパルス持続時間を有する超高速レーザーは、加工物を機械切削するのに使用され得る。超高速レーザーは、熱の影響を受けたゾーンが殆どまたは全くなしに、正確な切除に使用され得る。それらは、精巧な材料（例えば、薄膜および脆性セラミックス（これらは、機械切削するのが困難である））の微視的な特徴を機械切削するのに適している。しかしながら、それらの小さな有効加工領域のために、超高速レーザーの焦点は、この加工物に対して正確に適切な位置に配置するのが望ましい。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、集中したレーザーの焦点の正確な位置は、その光路での偏向があるために、確認するのが困難である。これらの偏向は、このレーザー光線を指示するのに使用する鏡およびその集束レンズでの異常により、また、このレーザー源の操作特性の変化により、引き起こされ得る。それゆえ、このレーザー源および光路の変化とは無関係に、この加工物に関連して、この焦点の位置を正確に調節するのが望ましい。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の方法は、レーザー機械切削するために加工物の表面を適切な位置に配置する方法であって、以下：（ａ）レーザー光線を発生させる工程；（ｂ）該レーザー光線を焦点に集中させて、プラズマ放射を発生させるプラズマを形成する工程；（ｃ）該プラズマ放射に対して応答性の該焦点の位置を決定する工程；および（ｄ）該加工物の該表面を、該焦点の該位置に移動させる工程、を包含する。この方法によって、上記課題が解決される。
【０００６】
１つの実施態様によれば、本発明の方法は、さらに、上記工程（ｄ）の前に、上記レーザー光線を上記焦点から離れて反らせる工程を包含する。
【０００７】
１つの実施態様によれば、上記レーザー光線が、上記レーザー光線を不活性化する工程および上記レーザー光線を偏向させる工程のうちの一方により、上記焦点から離れて反らされる。
【０００８】
１つの実施態様によれば、上記工程（ｃ）が、上記プラズマ放射を受容してプラズマ画像を発生させるように画像化システムを配向する工程；および該プラズマ画像の焦点のレベルを決定する工程を包含し、そして上記工程（ｄ）が、上記プラズマ画像の焦点の上記決定したレベルに対して応答性の上記焦点に上記加工物を作動させる工程を包含する。
【０００９】
１つの実施態様によれば、上記工程（ｃ）が、上記プラズマ放射を受容してプラズマ画像を発生させるように画像化システムを配向する工程；および該プラズマ画像を集中するように該画像化システムを調節する工程を包含し、そして上記工程（ｄ）が、上記加工物を適切な位置に配置する工程であって、ここで、該加工物の上記表面の画像が、加工物表面画像を発生させるように、該画像化システムに向けられる工程；および該加工物表面画像を集中するように該加工物を作動させる工程を包含する。
【００１０】
１つの実施態様によれば、上記工程（ａ）が、超短波パルスレーザー光線を発生させる工程を包含する。
【００１１】
１つの実施態様によれば、上記工程（ｃ）が、さらに、上記プラズマ放射を濾過して上記プラズマ画像のスペクトル帯域幅を狭くする工程を包含する。
【００１２】
１つの実施態様によれば、本発明の方法は、さらに、上記工程（ｄ）の前に、上記焦点から離れて上記レーザー光線を反らせる工程を包含し、そして該工程（ｄ）が、上記加工物の上記表面を照射する工程を包含する。
【００１３】
１つの実施態様によれば、上記画像化システムが、画像リレーレンズおよびカメラを包含し、そして上記工程（ｃ）が、該画像リレーレンズおよび該カメラの少なくとも一方を作動して上記プラズマ画像を集中する工程により、該画像化システムを調節する工程を包含する。
【００１４】
本発明の方法は、レーザー機械切削するために加工物の表面を適切な位置に配置する方法であって、以下：（ａ）超短波パルスレーザー光線を発生させる工程；（ｂ）該超短波パルスレーザー光線を、該加工物から離れて焦点に集中させて、プラズマ放射を発生させるプラズマを形成する工程；（ｃ）該プラズマ放射のプラズマ画像を受容するように、画像化システムを配向する工程；（ｄ）該プラズマ画像を集中するように、該画像システムを調節する工程；（ｅ）該レーザー光線を不活性化する工程および該レーザー光線を偏向させる工程の一方により、該超短波パルスレーザー光線を該焦点から離れて反らせる工程；（ｆ）該加工物を適切な位置に配置することであって、ここで、該加工物の該表面の画像が、加工物表面画像を発生させるように、該画像化システムに向けられる工程；および（ｇ）画像化システムにおいて該加工物表面画像を集中するように該加工物を作動させる工程、を包含する方法である。このことによって、上記課題が解決される。
【００１５】
本発明の装置は、レーザー機械切削するために加工物の表面を適切な位置に配置する装置であって、以下：（ａ）レーザー光線を発生させるためのレーザー；（ｂ）集束レンズであって、該レーザー光線を焦点に集中させて、プラズマ画像を発生させるプラズマを形成するための集束レンズ；（ｃ）プラズマ放射を受容しプラズマ画像を発生させるための画像化システム；（ｄ）該加工物の位置を調節するための加工物アクチュエータ；および（ｅ）制御装置であって、該プラズマ画像に対して応答性の該焦点の位置を決定するため、および該加工物アクチュエータを制御して該加工物の該表面を該焦点の該位置に移動させるための制御装置、を備える装置である。このことによって、上記課題が解決される。
【００１６】
１つの実施態様によれば、本発明の装置は、さらに、上記焦点から離れて上記レーザー光線を反らせるための手段を包含する。
【００１７】
１つの実施態様によれば、上記レーザー光線を反らせるための上記手段が、シャッターおよび該レーザー光線を不活性化するための手段のうちの一方を包含する。
【００１８】
１つの実施態様によれば、上記レーザーが、超短波パルスレーザー光線を発生させる。
【００１９】
１つの実施態様によれば、本発明の装置は、さらに、画像化システムアクチュエータを備え、該画像化システムアクチュエータが、上記画像化システムを調節するためにあり、ここで、上記制御装置が、上記プラズマ画像の焦点のレベルを評価し、そして上記焦点のレベルに対して応答性の該プラズマ画像を集中させるように該画像化システムアクチュエータを制御する。
【００２０】
１つの実施態様によれば、本発明の装置は、さらに、フィルターを備え、該フィルターが、上記プラズマ放射を濾過して上記プラズマ画像のスペクトル帯域幅を狭くするためにある。
【００２１】
１つの実施態様によれば、本発明の装置は、さらに、照射源を備え、該照射源が、上記加工物の上記表面を照射するためにある。
【００２２】
１つの実施態様によれば、上記画像化システムが、画像リレーレンズおよびカメラを備える。
【００２３】
本発明の装置は、レーザー機械切削するために加工物の表面を適切な位置に配置するための装置であって、以下：（ａ）超短波レーザー光線を発生させるためのレーザー；（ｂ）集束レンズであって、該超短波レーザー光線を焦点に集中させて、プラズマ画像を発生させるプラズマを形成するための集束レンズ；（ｃ）画像化システムであって、プラズマ放射を受容しプラズマ画像を発生させるための画像化システム；（ｄ）フィルターであって、該プラズマ放射を濾過して該プラズマ画像のスペクトル帯域幅を狭くするためのフィルター；（ｅ）該画像化システムを調節するための画像化システムアクチュエータ；（ｆ）該焦点から離れて該レーザー光線を反らせるための手段；（ｇ）該加工物の位置を調節するための加工物アクチュエータ；（ｈ）制御装置であって、該プラズマ画像の焦点のレベルを評価して該焦点のレベルに対して応答性の該プラズマ画像を集中させるように該画像化システムアクチュエータを制御するため、該プラズマ画像に対して応答性の該焦点の位置を決定するため、および該加工物アクチュエータを制御して該加工物の該表面を該焦点の該位置に移動させるための制御装置；および
（ｉ）該加工物の該表面を照射するための照射源、を備える装置である。このことによって、上記課題が解決される。
【００２４】
本発明は、レーザー機械切削のために加工物の表面を適切な位置に配置する方法および装置を提供する。レーザー光線は、焦点に集中されて、プラズマ放射を発生するプラズマを形成する。この焦点の位置が決定され、次いで、この加工物は、この焦点に移動される。
【００２５】
本発明の１局面によれば、このレーザー光線は、この表面がこの焦点に移動される前に、この焦点から離れて反らされる。
【００２６】
本発明の他の局面によれば、画像化システムは、プラズマ放射を受容しプラズマ画像を発生させるように配向され、この画像化システムは、このプラズマ画像を集中させるように調節され、この加工物は、この加工物の表面の画像がこの画像化システムに向けられて加工物表面画像を発生させるように、適切な位置に配置され、そしてこの加工物は、作動されて、この加工物の表面の画像を集中させる。
【００２７】
本発明の他の局面によれば、このレーザー光線は、超短波パルスレーザー光線である。
【００２８】
本発明の他の局面によれば、このプラズマ放射は、濾過されて、このプラズマ画像のスペクトル帯域幅を狭くする。
【００２９】
上述の一般的な記述および以下の詳細な記述の両方は、本発明の代表的なものであるが、それを限定するものではないことが理解できる。
【００３０】
【発明の実施の形態】
今ここで、図面（ここで、同じ参照番号は、同じ要素を意味する）を参照すると、この図面は、本発明の代表的な実施態様に従って、レーザー機械切削のために、加工物１１０の表面１１２を適切な位置に配置する装置１００を示す。
【００３１】
装置１００は、レーザー光線１０４を発生させるためのレーザー１０２を包含する。代表的な実施態様では、レーザー光線１０４は、超短波パルスレーザー光線である。レーザー光線１０４は、集束レンズ１０８に向けられる。
【００３２】
代表的な実施態様では、レーザー光線１０４は、第一ミラー１０６により、集束レンズ１０８に向けられる。第一ミラーは、レーザー光線１０４の波長にて、高い反射率を有し、そして他の波長を透過させる。第一ミラー１０６は、レーザー光線１０４の波長にて、高い反射率を有する誘電被覆の複数層を用いて、形成され得る。
【００３３】
集束レンズ１０８は、レーザー光線１０４を、高くしたレーザー出力密度の焦点に集中させる。代表的な実施態様では、この時点にて、加工物１１０は、この焦点領域から離れた位置で位置づけられるのに対して、レーザー光線１０４は、この焦点に集中されて、それゆえ、加工物１１０は、集中したレーザー光線１０４により損傷されない。焦点にて、プラズマ１３０が形成される。代表的な実施態様では、レーザー１０２は、ピコ秒またはフェムト秒範囲のパルス持続時間を有する超高速レーザー光線１０４を提供する。この超高速レーザーの高いピーク強度は、集中したとき、空気をイオン化して、この焦点領域にて、可視プラズマ火花１３０を発生させる。
【００３４】
代表的な実施態様では、このプラズマ１３０は、加工物１１０の表面１１２の前方で、空気を含む雰囲気にて、焦点で形成される。レーザー１０２は、例えば、８００ｎｍの波長、１５０ｆｓのパルス幅、および１ｍＪのパルスエネルギー（１０-3Ｊ／１５０×１０-15ｓｅｃ＝６．７ＧＷ）を有するチタンをドープしたサファイアレーザー（Ｔｉ：サファイア）であり得る。
【００３５】
プラズマ１３０は、集束レンズ１０８を通って元に透過する放射を発生させる。レーザー光線１０４の波長とは異なる波長を有するプラズマ放射に由来の光は、第一ミラー１０６を通って透過される。画像化システムは、この部分プラズマ放射に由来の光であってレーザー光線１０４の波長とは異なる波長を有する光を受容するように配向されており、そしてプラズマ画像を発生する。
【００３６】
代表的な実施態様では、この画像化システムは、カメラを包含する。他の代表的な実施態様では、図面で示すように、この画像化システムは、画像リレーレンズ１１４およびカメラ１１６を包含する。画像リレーレンズ１１４は、第一ミラー１０６を通って透過したプラズマ放射を受容し、そしてこのプラズマ放射をカメラ１１６に向ける。代表的な実施態様では、カメラ１１６は、二次元光検出器（例えば、ＣＣＤカメラ）である。代表的な実施態様では、装置１００は、第一カラーフィルター１１８を包含する。第一カラーフィルター１１８は、この画像化システムの色収差を減らすのに助けるために、このプラズマ放射のスペクトル帯域幅を狭くするのに使用され得る。
【００３７】
制御装置１４０は、カメラ１１６に由来のプラズマ画像を受容し、そしてこのプラズマ画像の焦点のレベルを決定する。次いで、制御装置１４０は、このプラズマ画像を集中するように、この画像化システムを調節する。このプラズマ画像は、カメラ１１６に対して画像リレーレンズ１１４の位置を調節することにより、集中され得る。図面で図示しているように、制御装置１４０は、例えば、画像リレーレンズ１１４の位置を調節するように、画像化システムアクチュエータ１３４を制御し得る。しかしながら、画像化システムアクチュエータ１３４は、このプラズマ画像の焦点をカメラ１１６に調節するように、画像リレーレンズ１１４およびカメラ１１６のうちの一方または両方の位置を制御するのに使用され得ると考えられる。
【００３８】
この焦点のレベルは、自動焦点方法を使用して、制御装置１４０により、決定され得る。あるいは、カメラ１１６により発生したプラズマ画像は、ビデオモニター（図示せず）に表示され得、このプラズマ画像の焦点は、このビデオモニターに表示されたプラズマ画像の透明性に対して応答して、手動で調節され得る。
【００３９】
一旦、このプラズマの集中画像が得られると、次いで、第一シャッター１２０が使用されて、レーザー光線１０４をこの焦点から離れて反らせる。次いで、加工物１１０が移動されて、それにより、加工物表面１１２は、この焦点の付近になる。第二シャッター１２４は、照射源１２２の光路から取り除かれて、加工物１１０の表面１１２を照射する。照射源１２２に由来の光は、視準レンズ１２６を通って、第二ミラー１３６から加工物１１０の表面１１２へと向けられ得る。代表的な実施態様では、第二カラーフィルター１２８は、照射源１２２により発生した光のスペクトル帯域幅を狭くするのに、使用され得る。第二ミラー１３６は、照射源１２２の波長で高い反射率を有し、そして他の波長を透過する。第二ミラー１３６は、照射源１２２に由来の光を反射して、第一ミラー１０６から集束レンズ１０８へと通して、照射源１２２により発生した光をこの焦点に集中させる。
【００４０】
照射源１２２の照射下にて、カメラ１１６は、次いで、このプラズマ画像に関連して上で記述したように、加工物１１０の表面１１２の画像（加工物表面画像）を発生する。画像化システムアクチュエータ１３４を調節することなしに、制御装置１４０は、次いで、加工物アクチュエータ１１０を制御して、この焦点に対する加工物１１０の位置を調節する。加工物アクチュエータ１３２は、加工物１１０をこの焦点の方へと移動させるのに対して、加工物１１０の表面１１２の画像は、制御装置１４０によりモニターされる。加工物１１０の位置は、表面１１２の画像が焦点にくるまで、調節される。この加工物表面の画像が焦点にくるとき、加工物１１０の表面１１２は、このレーザーの焦点にある。
【００４１】
プラズマ１３０の画像および加工物１１０の表面１１２の画像は、カメラ１１６の同じ光路に沿って向けられた各個の放射により、発生される。例えば、図面に関連して記述された代表的な実施態様では、これらの各個の放射は、集束レンズ１０８を通って光路１４２に向けられ、第一ミラー１０６を通って光路１４４に向けられ、第二ミラー１３６を通って光路１４６に向けられ、画像リレーレンズ１１４および第一カラーフィルター１１８を通ってカメラ１１６に向けられる。本発明により、両方の放射がそれらの各個の画像を形成するために同じ光路に従って同じ光学異常を受けるので、この光路に沿った異常にもかかわらず、この焦点で、加工物１１０の表面１１２の正確な適切な位置への配置が可能となる。
【００４２】
加工物１１０の表面１１２がこの焦点にきた後、第一シャッター１２０は、次いで、レーザー光線１０４の光路から取り除かれ得、レーザー光線１０４は、加工物１１０の表面１１２にて、この焦点に向けることが可能となる。
【００４３】
本発明は、レーザー光線が加工物に向けられていない間に、この加工物の表面がこのレーザー光線の焦点に位置づけられるように、この加工物の位置を自動的に調節する方法を提供する。これにより、このレーザー光線を表面１１２に向けたとき、加工物１１０の表面１１２がこの焦点にくることを保証することにより、より正確な機械切削が可能となる。そうではなく、もし、加工物１１０の表面１１２がこの焦点に調節されている間に、このレーザー光線が、この焦点に向けられるなら、このレーザーは、この加工物が前後に移動するにつれて、この加工物を機械切削し得る。
【００４４】
本発明の教示は、このプラズマ画像の焦点を調節することなく、この焦点に対するこの加工物の表面の位置を調節するように、適用され得る。例えば、制御装置１４０は、このプラズマ画像の焦点のレベルを決定し、次いで、加工物１１０の表面１１２がこのプラズマ画像と同じ焦点レベルになるまで、加工物１１０の位置を調節し得る。
【００４５】
上記のように、第一および第二シャッター１２０、１２４は、それぞれ、この焦点から離れて、レーザー光線１０４および照射源１２２に由来の光を反らすのに使用される。当業者に公知であるように、他の方法および装置は使用され得る。例えば、レーザー１０２または照射源１２２は、不活性化され得、それにより、それらは、このレーザー光線または照射を発生しなくなる。
【００４６】
代表的な実施態様では、この画像化システムがこのプラズマを集中するように調節された後、レーザー光線１０４の出力は、プラズマがもはや発生しないように、また、集中したレーザーがこの加工物を損傷し得ないように、低下される。加工物１１０の位置は、次いで、加工物１１０の表面１１２の画像を集中するように、調節され得る。これにより、本発明の教示は、照射源なしで、この加工物を適切な位置に配置するのに適用可能となる。当業者に公知であるように、照射源なしで加工物表面画像を発生させるために、レーザー光線１０４の波長は、第一ミラー１０６により反射される光の波長に対応すべきであり、それにより、加工物１１０の表面１１２を離れた放射が生じ、これは、カメラ１１６により検出される。
【００４７】
本発明は、ある種の特定の実施態様に関連して説明され図示されているものの、それにもかかわらず、示した詳細に限定する意図はない。むしろ、本発明の精神を逸脱することなく、その特許請求の範囲の等価物の範囲内にて、この詳細において、種々の改変を行い得る。
【００４８】
レーザー機械切削のために加工物の表面を適切な位置に配置する方法および装置。レーザー光線は、焦点に集中されて、プラズマ放射を発生するプラズマを形成する。画像化システムは、プラズマ放射を受容しプラズマ画像を発生させるように配向される。この画像化システムは、このプラズマ画像を集中するように調節され、次いで、固定される。このレーザーは、次いで、この焦点から離れて反らされ、そして照射源が活性化されて、この加工物の表面を照射する。この画像化システムは、この加工物の表面の画像を発生する。この加工物は、この加工物の表面が焦点にくるまで、この焦点の方へと、適当な位置で調節される。
【００４９】
【発明の効果】
本発明の方法および装置を用いることによって、加工物をレーザー機械切削する際に、レーザー源および光路の変化とは無関係に、この加工物表面をレーザー光線の焦点の位置に対して、正確に適切な位置に配置することができ、さらに、これらの方法および装置は、パルス持続時間の短い超高速レーザーによる精巧な加工物（例えば、薄膜および脆性セラミックス）の機械切削にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
本発明は、添付の図面と関連して読むと、上記詳細な説明から最もよく理解できる。慣行に従って、この図面の種々の特徴は、縮尺ではないことを強調しておく。そうではなく、これらの種々の特徴の寸法は、明瞭にするために、任意に拡大または縮小されている。この図面では、以下の図が包含されている。
【図１】図１は、本発明の代表的な実施態様に詳細に従って、レーザー機械切削するために、加工物の表面を適切な位置に配置する装置を図示している。
【図１】
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