(57)【要約】固体レーザのパルス出力を安定化して加工対象物に照射し微細加工を行う安定化レーザ加工装置を提供する。レーザ共振器内に設置したＱスイッチ素子６とレーザ媒体５と予め光励起する励起レーザ発振器４６、レーザ媒体内の上準位の励起密度を発振目的波長以外レーザ波長で所定期間照射し上準位密度低減の脱励起を行うレーザ発振器４１を備え、レーザ共振器内で脱励起後にＱスイッチ素子６をレーザ発振遮断（閉）状態にして上準位の光励起を行いレーザ媒体のエネルギー蓄積を所定期間行い、次いでＱスイッチ６をレーザ発振可能（開）状態に切り換えてＱスイッチパルスを発振出力させることによりＱスイッチパルス発振間隔に関係なくパルス毎に均等なＱスイッチパルス出力を加工対象物に導き精密加工するレーザ加工装置。
2007138884.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ媒体とレーザ共振器と前記レーザ共振器のＱ値を制御することによりレーザ発振抑制をするＱスイッチ素子と前記レーザ媒体の脱励起源と、
前記脱励起源を第一の所定時間動作させレーザ媒体から蓄積エネルギーを放出させる手段と
第二の所定時間前記Ｑスイッチ素子にレーザ発振抑制信号を印加することにより前記レーザ媒体に所定のエネルギーを蓄積させる手段と、
Ｑスイッチレーザーパルス発振出力を得るため前記Ｑスイッチ素子へのレーザ発振抑制信号停止手段とを備えたレーザパルス発生装置。
【請求項２】
Ｑスイッチレーザパルスの光路に非線形光学素子を備えた、請求項１のレーザパルス発生装置。
【請求項３】
前記レーザ媒体の励起源を備え、
前記蓄積エネルギーを放出させる手段にはさらに前記励起源の励起強度を低減または励起を停止もしくは遮断する手段を備えた請求項１のレーザパルス発生装置。
【請求項４】
前記エネルギーを蓄積させる手段にはさらに前記レーザ発振抑制信号のレベルを十分な発振抑止能を有しないレベルに設定する手段を備えた請求項１のレーザパルス発生装置。
【請求項５】
前記蓄積エネルギーを放出する手段にはさらに第一の所定時間をゼロ以上に設定する手段を備えた請求項４のレーザパルス発生装置。
【請求項６】
Ｑスイッチレーザパルスの光路に非線形光学素子を備えた、請求項３、４または５のレーザパルス発生装置。
【請求項７】
レーザ媒体とレーザ共振器と前記レーザ共振器のＱ値を制御することによりレーザ発振抑制をするＱスイッチ素子と、
十分な発振抑止能を有しないレベルのレーザ発振抑制信号を所定時間前記Ｑスイッチ素子に印加することにより前記レーザ媒体に所定のエネルギーを蓄積させる手段と、
Ｑスイッチレーザパルス発振出力を得るため前記Ｑスイッチ素子へのレーザ発振抑制信号を停止する手段とを備えたレーザパルス発生装置。
【請求項８】
Ｑスイッチレーザパルスの光路に非線形光学素子を備えた、請求項７のレーザパルス発生装置。
【請求項９】
レーザ媒体とレーザ共振器と前記レーザ共振器のＱ値を制御することによりレーザ発振抑制をするＱスイッチ素子と、
前記レーザ媒体に変調した励起信号を与える手段と、
レーザ発振抑制信号を印加して所定時間前記Ｑスイッチ素子に印加することにより前記レーザ媒体に所定のエネルギーを蓄積させる手段と、
Ｑスイッチレーザパルス発振出力を得るため前記Ｑスイッチ素子へのレーザ発振抑制信号を停止する手段とを備えたレーザパルス発生装置。
【請求項１０】
Ｑスイッチレーザパルスの光路に非線形光学素子を備えた、請求項９のレーザパルス発生装置。
【請求項１１】
レーザ媒体とレーザ共振器と前記レーザ共振器のＱ値を制御することによりレーザ発振抑制をするＱスイッチ素子と、
前記Ｑスイッチ素子にレーザ発振抑制信号を印加し前記レーザ媒体にエネルギーを蓄積させる手段、
前回パルスからの発生間隔に応じた損失がある状態でＱスイッチレーザパルス発振出力を得るため前回のパルスからの発生間隔に依存してレーザ発振抑制信号を変調する手段を備えたレーザパルス発生装置。
【請求項１２】
Ｑスイッチレーザパルスの光路に非線形光学素子を備えた、請求項１１のレーザパルス発生装置。
【請求項１３】
前記脱励起源がレーザであり、その脱励起光の波長がＮｄ＋３イオンのレーザ発振基本波長以外の遷移をする波長０．９μｍ、１．１μｍ、１．３μｍの近傍の波長の光である請求項１ないし１２のレーザパルス発生装置。
【請求項１４】
前記レーザ媒体の励起源が半導体レーザであり、前記レーザ媒体がＮｄ：ＹＡＧ、Ｎｄ：ＹＶＯ４、Nｄ：ＹＬＦであり、前記脱励起源が半導体レーザであること特徴とする請求項１ないし１２のレーザパルス発生装置。
【請求項１５】
前記レーザ媒体が光導波路を形成するコアの周辺に多数の孔を有するレーザ活性イオンの添加されたホーリ・ファイバである請求項１ないし１２のレーザパルス発生装置。
【請求項１６】
レーザ発振の基本波がＮｄ＋３イオンからの誘導放出波長であり、前記非線形光学素子による高調波が第２高調波、第３高調波、第４高調波または第５高調波であることを特徴とする請求項２、６、８、１０、または１２のレーザパルス発生装置。
【請求項１７】
請求項１ないし１６のレーザパルス装置からのパルス出力を加工対象物に照射するレーザ加工装置。
【請求項１８】
前記レーザ加工対象物が半導体基板上のリンク配線、コンデンサ、抵抗、インダクタなどの電子デバイスであることを特徴とする請求項１７記載のレーザ加工装置。 
【請求項１９】
前記加工対象物が液晶表示装置、エレクトロルミネセンス表示装置、プラズマ表示装置等表示装置であることを特徴とする請求項１７項記載のレーザ加工装置。 
【請求項２０】
レーザ媒体とレーザ共振器とレーザ共振器のＱ値を制御することによりレーザ発振抑制をするＱスイッチ素子とレーザ媒体の脱励起源とを設けるステップと、
脱励起源を第一の所定時間動作させレーザ媒体から蓄積エネルギーを放出するステップと
第二の所定時間Ｑスイッチ素子にレーザ発振抑制信号を印加することによりレーザ媒体に所定のエネルギーを蓄積するステップと、
Ｑスイッチ素子へのレーザ発振抑制信号を停止することによりＱスイッチレーザパルス発振出力を得るステップとを有するレーザパルス発生方法。
【請求項２１】
Ｑスイッチレーザパルスを高調波に変換して出力するステップとをさらに有する、請求項２０のレーザパルス発生方法。
【請求項２２】
前記蓄積エネルギーを放出するステップにおいてはさらにレーザ媒体への励起強度を低減するまたは励起を停止もしくは遮断する、請求項２０または２１のレーザパルス発生方法。
【請求項２３】
前記レーザ媒体に所定のエネルギーを蓄積するステップにおいてはレーザ発振抑制信号のレベルを十分な発振抑止能を有しないレベルとする請求項２０または２１のレーザパルス発生方法。
【請求項２４】
前記蓄積エネルギーを放出するステップにおいて第一の所定時間がゼロ以上である請求項２３のレーザパルス発生方法。
【請求項２５】
レーザ媒体とレーザ共振器とレーザ共振器のＱ値を制御することによりレーザ発振抑制をするＱスイッチ素子とを設けるステップと、
所定時間Ｑスイッチ素子に十分な発振抑止能を有しない信号レベルのレーザ発振抑制信号を印加することによりレーザ媒体に所定のエネルギーを蓄積するステップと、
Ｑスイッチ素子へのレーザ発振抑制信号を停止することによりＱスイッチレーザパルス発振出力を得るステップとを有するレーザパルス発生方法。
【請求項２６】
Ｑスイッチレーザパルスを高調波に変換して出力するステップとをさらに有する、請求項２５のレーザパルス発生方法。
【請求項２７】
レーザ媒体とレーザ共振器とレーザ共振器のＱ値を制御することによりレーザ発振抑制をするＱスイッチ素子とを設けるステップと、
レーザ媒体に変調した励起信号を与えるステップと
Ｑスイッチ素子に所定時間レーザ発振抑制信号を印加することによりレーザ媒体に所定のエネルギーを蓄積するステップと、
Ｑスイッチ素子へのレーザ発振抑制信号を停止することによりＱスイッチレーザパルス発振出力を得るステップとを有するレーザパルス発生方法。
【請求項２８】
Ｑスイッチレーザパルスを高調波に変換して出力するステップとをさらに有する、請求項２７のレーザパルス発生方法。
【請求項２９】
レーザ媒体とレーザ共振器とレーザ共振器のＱ値を制御することによりレーザ発振抑制をするＱスイッチ素子を設けるステップと、
Ｑスイッチ素子にレーザ発振抑制信号を印加しレーザ媒体にエネルギーを蓄積するステップと、
前回のパルスからの発生間隔に依存してレーザ発振抑制信号を変調することにより前回パルスからの発生間隔に応じた損失がレーザ共振器にある状態でＱスイッチレーザパルス発振出力を得るステップとを有するレーザパルス発生方法。
【請求項３０】
Ｑスイッチレーザパルスを高調波に変換して出力するステップとをさらに有する、請求項２９のレーザパルス発生方法。
【請求項３１】
請求項２０ないし３０のレーザパルス発生方法で発生したレーザパルスを加工対象物に照射するステップを有するレーザ加工方法。
【請求項３２】
レーザ加工対象物が半導体基板上のリンク配線、コンデンサ、抵抗、インダクタなどの電子デバイスであることを特徴とする請求項３１のレーザ加工方法。
【請求項３３】
レーザ加工対象物が液晶表示装置、エレクトロルミネセンス表示装置、プラズマ表示装置等表示装置であることを特徴とする請求項３１のレーザ加工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体ウエーハ上の半導体デバイスの回路構成部品などの加工に適するレーザ発振装置を用いた加工装置に関し、パルス繰り返し周波数を変化しても安定な高出力Ｑスイッチパルスを得る装置及び方法を得る。さらに、任意の照射タイミングでも常に安定化した出力を得ることが可能な微細加工装置及び方法を実現する。
【背景技術】
【０００２】
電子工業において微細化した回路部品の調整、修正、加工など当業者には周知の如く、固体レーザから得られるＱスイッチパルス出力を照射し、除去、マーキング、トリミング、スクライビングなどの製造工程に用いている。このレーザ加工方法においては、レーザのパルス毎の出力エネルギー、波形を繰り返し周波数の変化に対しても常に所定の出力が得られることが望ましい。例えば、半導体メモリの冗長回路の切り替えのための不良救済のための回路フューズ切断などは不等間隔の切断点を高速で走査しながら集光レーザビームを回路のフューズに照射しフューズ部を切断する。これには切断点に向けて高速な発振指令に従って安定なパルス波形、エネルギーの照射により高集積度のメモリーセルを高精度処理することが求められる。これらの加工対象物に対するレーザパルスの照射の時間間隔が不均一である場合が多く、レーザ発振器から放出されるパルスエネルギー、パルス幅、ピーク出力を均等化するための工夫がされてきている。これらに対する従来技術では図１に示すようなパルスレーザ発振装置と音響光学素子（ＡＯＭ）の組合せによるパルスの安定化方法が提案されている。【０００３】
図１はＡＯＭをパルス毎に作動させるパルス安定化方法であり、Ｑスイッチパルスの発振の後に生じている低出力パルスをＡＯＭにより除去する方法を用いる。これは高価なＡＯＭ装置を用いる欠点がある。以下説明する。半導体レーザなどの励起用の光源１から放出されたレーザ光は固体レーザ媒体５のレーザ発振励起用集光部１０に向けて放出される。この間にレンズなどの集光光学系３と固体レーザ共振器を構成するレーザ波長に対しては高反射で励起光波長に対しては透過性となる高反射鏡４が介在する。レーザ共振器の他方の出力鏡７がレーザ媒体５の高反射鏡４と反対側に設置される、レーザ媒体５と出力鏡７の間には音響光学的なスイッチ素子からなるＱスイッチ素子６が設置される。レーザ装置の制御部１１から動作制御信号が励起光源駆動部８、Ｑスイッチ駆動部９、それとレーザ共振器の外部に設置されたＡＯＭ２９を制御するＡＯＭ駆動部１２に信号が発せられる。ＡＯＭは超音波トランスジューサにＲＦパワーを印加してブラッグ回折セルを生成し、通過ビームを回折させる。従って駆動部１２からセルにＲＦを印加するとＲＦ印加時点で回折によりビームの一部は分離される。ＡＯＭの回折セルにＲＦパワー音波を伝播して回折格子を通過したレーザパルスはビーム拡大器１５によりコリメートされ、反射鏡１６に進み、反射されて加工対象物２０に向き、レンズ１８で集光されて加工対象物２０の表面に集光照射され、加工が行われる。加工対象物２０は駆動テーブル２３により精密位置決め駆動が行われる。駆動は周知の技術で駆動部２１により制御部１１から制御信号を制御信号線２６を経由して行われる。【０００４】
このような構成でレーザ発振は図２に示すような手順で行われる。半導体レーザからの励起用レーザビーム２は予め発せられレーザ媒体は予め励起状態に置かれる。ここにパルストリガが（ａ）のｔ１、ｔ３、ｔ５、…時点で発せられるとＱスイッチ素子６に駆動部９からＲＦ１のパワーが印加されレーザ発振器の高反射鏡４と出力鏡７の間でのレーザ発振の往復光路の損失を増加し、発振を抑制する状態を形成する。この状態は時間ｔ１−ｔ２、ｔ３−ｔ４、ｔ５−ｔ６、…の間持続し、この間にレーザ媒体５に励起エネルギーを蓄積する、この蓄積量は励起光の強度及びｔ１−ｔ２、ｔ３−ｔ４、ｔ５−ｔ６、…の時間に大よそ比例する。時刻ｔ２、ｔ４、ｔ６でＱスイッチ６へのＲＦパワー供給を駆動部９で遮断する。これによりレーザ共振器内に急激にＱスイッチパルスが発生し、出力鏡７を透過して（ｃ）の出力ビーム３０ＭＩＲが得られる。引き続いてレーザ媒体が励起状態に置かれているのでレーザ媒体にレーザ発振利得が回復し、Ｑスイッチ素子６にＲＦパワーが印加されない状態にあるので連続的な低出力の発振部分が図２の（ｃ）の１３ＳＩＲで示すように持続発振する。従ってレーザ出力ビーム３０ＩＲにはＱスイッチパルス部分３０ＭＩＲと連続的出力部分１３ＳＩＲが含まれる。【０００５】
レーザ共振器の外部のビーム光路にＡＯＭ２９が設置されているので、このＡＯＭ２９にＲＦパワーＲＦＤを駆動部１２から印加タイミングを図２（ｄ）のようにＱスイッチパルス３０ＭＩＲの終了後で連続的発振部分１３ＳＩＲの発振とタイミングを合わせて入れる。連続的発振部分１３ＳＩＲはＡＯＭ２９で回折されるので、Ｑスイッチパルス３０ＭＩＲと分離して図１に示されるように別な方向のビーム１３ＳＩＲとして得る。連続的レーザ発振部分１４はこれを示す。Ｑスイッチパルス部分３０ＭＩＲと分離して連続的なレーザ部分１３ＳＩＲは加工対象物２０に向けないようにする。従って加工対象物２０にはＱスイッチパルス３０ＭＩＲだけが照射され、加工に寄与する。【０００６】
このような従来構成では、発振器の外部にＡＯＭ２９を設置し、パルス発振と同期させて動作タイミングを制御する必要がある。ＡＯＭ２９による損失があり、パワーの損失がある、ＡＯＭ２９を用いることは装置のコスト増加を招くこと、設置場所が必要であることなどの欠点がある。さらに、ＡＯＭ２９はレーザビーム波長が変化すると、設置角度、光学端面の反射防止膜の変更の必要性発生などの設置条件を再度最適化する必要がある。【０００７】
さらに、繰り返しパルス発振出力において、第１番目のパルスが後続のパルス出力と異なる現象を回避するため、Ｎｄ：ＹＡＧレーザ媒体を励起する光源の励起強度をＱスイッチパルス発振の直前に低下する技術が米国特許第４３３７４４２号明細書に開示されている。パルス出力を一定にするために、このように連続的励起を継続しＱスイッチパルス発振の前に所定期間発振動作を停止するためＱスイッチで発振を遮断し、Ｑスイッチパルスのためのエネルギーを蓄積した後にＱスイッチパルスを発振させる方法、予めＱスイッチパルス発振の前に励起光源からの励起強度を低下させる方法などレーザ発振の上準位レベルの分布数を調整する方法が開示されている。【０００８】
【特許文献１】米国特許第４３３７４４２号明細書
【特許文献２】米国特許第５０１８１５２号明細書
【特許文献３】米国特許第５２９１５０５号明細書
【特許文献４】米国特許第５３３９３２３号明細書
【特許文献５】米国特許第５８１２５６９号明細書
【特許文献６】米国特許第５９８２７９０号明細書
【特許文献７】米国特許第６０３８２４１号明細書
【特許文献８】米国特許第６４１８１５４号明細書
【特許文献９】米国特許第６００９１１０号明細書
【特許文献１０】米国特許第６６８３８９３号明細書
【特許文献１１】米国特許第６９３１０３５号明細書
【特許文献１２】米国特許第６１７２３２５号明細書
【特許文献１３】米国特許第５７１９３７２号明細書
【特許文献１４】米国特許第４４１２３３０号明細書
【特許文献１５】特表２００２−５１８８３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本願発明で解決しようとする課題は、繰り返しＱスイッチパルスの出力の均等化である。すなわち、パルス繰り返しの時間間隔が変化してもそれに依存しない安定化したＱスイッチパルスレーザ発振出力を得ることができるレーザパルス発生装置及び方法を提供することであり、さらにそれを用いたレーザ加工装置及び方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、前記課題を解決するために、レーザ媒体とレーザ共振器と前記レーザ共振器のＱ値を制御することによりレーザ発振抑制をするＱスイッチ素子と前記レーザ媒体の脱励起源と、前記脱励起源を第一の所定時間動作させレーザ媒体から蓄積エネルギーを放出させる手段と第二の所定時間前記Ｑスイッチ素子にレーザ発振抑制信号を印加することにより前記レーザ媒体に所定のエネルギーを蓄積させる手段と、Ｑスイッチレーザパルス発振出力を得るため前記Ｑスイッチ素子へのレーザ発振抑制信号停止手段とを備えたことを特徴とする。【００１１】
また、前記レーザ媒体の励起源を備え、前記蓄積エネルギーを放出させる手段にはさらに前記励起源の励起強度を低減または励起を停止もしくは遮断する手段を備えたことを特徴とする。また、前記エネルギーを蓄積させる手段にはさらに前記レーザ発振抑制信号のレベルを十分な発振抑止能を有しないレベルに設定する手段を備えことを特徴とする。また、前記蓄積エネルギーを放出する手段にはさらに第一の所定時間をゼロ以上に設定する手段を備えたことを特徴とする。  【００１２】
次に、レーザ媒体とレーザ共振器と前記レーザ共振器のＱ値を制御することによりレーザ発振抑制をするＱスイッチ素子と、
十分な発振抑止能を有しないレベルのレーザ発振抑制信号を所定時間前記Ｑスイッチ素子に印加することにより前記レーザ媒体に所定のエネルギーを蓄積させる手段と、
Ｑスイッチレーザパルス発振出力を得るため前記Ｑスイッチ素子へのレーザ発振抑制信号を停止する手段とを備えたことを特徴とする。【００１３】
次に、レーザ媒体とレーザ共振器と前記レーザ共振器のＱ値を制御することによりレーザ発振抑制をするＱスイッチ素子と、前記レーザ媒体に変調した励起信号を与える手段と、
レーザ発振抑制信号を印加して所定時間前記Ｑスイッチ素子に印加することにより前記レーザ媒体に所定のエネルギーを蓄積させる手段と、Ｑスイッチレーザパルス発振出力を得るため前記Ｑスイッチ素子へのレーザ発振抑制信号を停止する手段とを備えたことを特徴とする。【００１４】
次に、レーザ媒体とレーザ共振器と前記レーザ共振器のＱ値を制御することによりレーザ発振抑制をするＱスイッチ素子と、前記Ｑスイッチ素子にレーザ発振抑制信号を印加し前記レーザ媒体にエネルギーを蓄積させる手段、前回パルスからの発生間隔に応じた損失がある状態でＱスイッチレーザパルス発振出力を得るため前回のパルスからの発生間隔に依存してレーザ発振抑制信号を変調する手段を備えたことを特徴とする。【００１５】
さらに、本発明はＱスイッチレーザパルスの光路に非線形光学素子をさらに備えたことを特徴とする。また、これらのレーザパルス発生装置からのパルス出力を加工対象物に照射するレーザ加工装置であり、さらに、加工対象物が半導体基板上でのリンク配線、コンデンサ、抵抗、インダクタなどの電子デバイスであることまたは液晶表示装置、エレクトロルミネセンス表示装置、プラズマ表示装置等表示装置であることを特徴とする。【００１６】
一方、本発明は、レーザ媒体とレーザ共振器とレーザ共振器のＱ値を制御することによりレーザ発振抑制をするＱスイッチ素子とレーザ媒体の脱励起源とを設けるステップと、脱励起源を第一の所定時間動作させレーザ媒体から蓄積エネルギーを放出するステップと、第二の所定時間Ｑスイッチ素子にレーザ発振抑制信号を印加することによりレーザ媒体に所定のエネルギーを蓄積するステップと、Ｑスイッチ素子へのレーザ発振抑制信号を停止することによりＱスイッチレーザパルス発振出力を得るステップとを有することを特徴とする。【００１７】
また、前記蓄積エネルギーを放出するステップにおいてはさらにレーザ媒体への励起強度を低減するまたは励起を停止もしくは遮断することを特徴とする。また、前記レーザ媒体に所定のエネルギーを蓄積するステップにおいてはレーザ発振抑制信号のレベルを十分な発振抑止能を有しないレベルとすることを特徴とする。また、前記蓄積エネルギーを放出するステップにおいて第一の所定時間がゼロ以上であることを特徴とする。【００１８】
次に、レーザ媒体とレーザ共振器とレーザ共振器のＱ値を制御することによりレーザ発振抑制をするＱスイッチ素子とを設けるステップと、所定時間Ｑスイッチ素子に十分な発振抑止能を有しない信号レベルのレーザ発振抑制信号を印加することによりレーザ媒体に所定のエネルギーを蓄積するステップと、Ｑスイッチ素子へのレーザ発振抑制信号を停止することによりＱスイッチレーザパルス発振出力を得るステップとを有することを特徴とする。【００１９】
次に、レーザ媒体とレーザ共振器とレーザ共振器のＱ値を制御することによりレーザ発振抑制をするＱスイッチ素子とを設けるステップと、レーザ媒体に変調した励起信号を与えるステップと、Ｑスイッチ素子に所定時間レーザ発振抑制信号を印加することによりレーザ媒体に所定のエネルギーを蓄積するステップと、Ｑスイッチ素子へのレーザ発振抑制信号を停止することによりＱスイッチレーザパルス発振出力を得るステップとを有することを特徴とする。【００２０】
次に、レーザ媒体とレーザ共振器とレーザ共振器のＱ値を制御することによりレーザ発振抑制をするＱスイッチ素子を設けるステップと、Ｑスイッチ素子にレーザ発振抑制信号を印加しレーザ媒体にエネルギーを蓄積するステップと、前回のパルスからの発生間隔に依存してレーザ発振抑制信号を変調することにより前回パルスからの発生間隔に応じた損失がレーザ共振器にある状態でＱスイッチレーザパルス発振出力を得るステップとを有することを特徴とする。【００２１】
さらに、本発明はＱスイッチレーザパルスを高調波に変換して出力するステップをさらに有することを特徴とする。また、これらのレーザパルス発生方法で発生したレーザパルスを加工対象物に照射するステップを有するレーザ加工方法であり、さらに、加工対象物が半導体基板上でのリンク配線、コンデンサ、抵抗、インダクタなどの電子デバイスであることまたは液晶表示装置、エレクトロルミネセンス表示装置、プラズマ表示装置等表示装置であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２２】
本発明のレーザパルス発生装置及び方法によると、パルス繰り返しの時間間隔が変化してもそれに依存しない安定したＱスイッチパルスを得ることができる。また、本発明のレーザパルス加工装置及び方法によれば、加工物体に任意のタイミングで均一レーザパルスを照射できる。レーザパルスによる物体加工においては、ビームを照射する際に加工位置が不等間隔で基板上に分布する場合があり、このような場合にも本願発明によれば、加工位置に応じて不均等な任意タイミングであるが、均一なレーザパルスの照射が可能となる。【００２３】
また本願発明によれば従来必要としたＡＯＭなどの外部におけるビームの連続発振出力とＱスイッチパルス発振出力部の選別用分岐素子がなくても安定なＱスイッチレーザパルスによる加工が実現できる。レーザ発振媒体からの基本波から高調波成分を得る場合、脱励起光成分や高調波素子で変換された波長以外の波長の光がＱスイッチパルス又は高調波成分に混入することを防止できる。レーザ媒体に導波路を採用したコア周囲に多孔を設けたホーリ・ファイバを用いることで、レーザ媒体内に形成される温度分布によるレーザ媒体内の温度変化による屈折率変動による影響を低減してレーザ発振モードの安定性向上も図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】この発明に関する従来例のレーザビーム照射による加工方法を行う装置の説明図。
【図２】図１の従来の装置構成の動作説明図
【図３】実施例１及び２の装置構成図。
【図４】実施例１の装置の動作説明図。
【図５】本発明の原理説明用のレーザ媒体のイオンエネルギーレベル図であり、Ｎｄ：ＹＡＧ結晶内のＮｄイオンエネルギー準位を示す。
【図６】実施例２の動作説明図
【図７】実施例３及び４の装置構成図
【図８】実施例３の動作説明図
【図９】実施例４の動作説明図
【図１０】第２高調波の共振器の構成についての異なる例
【符号の説明】
【００２５】
１：励起用半導体レーザ光源
２：励起用レーザビーム
３：集光光学系
４：レーザ共振器用高反射鏡
４’：エンドミラー
５：固体レーザ用レーザ媒体
６：Ｑスイッチ素子
７：レーザ共振器用出力鏡
７’：出力鏡  
８：励起光源駆動部
９：Ｑスイッチ駆動部
１０：レーザ発振励起用集光部
１１：レーザ装置制御部
１２：ＡＯＭ駆動部
１４：連続的レーザ発振部分
１５：ビーム拡大器
１６：反射鏡
１８：加工用集光レンズ
１９：Ｑスイッチパルスレーザ発振部分
２０：加工対象物
２１：駆動テーブル駆動部
２６，２７，４０：制御信号線
２３：駆動テーブル
２９：音響光学素子（ＡＯＭ）
３１：非線形光学素子
３２：波長フィルタ
３４：ビーム吸収体
４１：脱励起用レーザ発振器
４２，４３：コリメートレンズ
４４：偏光ビーム重畳器
４５：合成ビーム
４６：励起用半導体レーザ発振器
５０：レーザ装置制御部
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、図３〜図１０を参照して、本発明の好ましい実施例について説明する。
【実施例１】
【００２７】
以下図３，４を用いて本発明の実施例１を詳細に説明する。図の中の説明番号につき従来技術の説明の図１に使用した番号と同一機能の部分は同一の番号を用いている。ここで出力鏡７’は基本波に対しては高反射率、第２高調波に対しては高透過率の特性を有する出力鏡とする。レーザ励起光源である半導体レーザ発振器４６からの励起用レーザビームをコリメートレンズ４３経由で平行ビームにして偏光ビーム重畳器４４に導く。一方、レーザ上準位励起密度低減用の脱励起用レーザ発振器４１は、レーザ媒体にレーザ発振目的波長外のレーザ波長を照射する脱励起源となる。脱励起用レーザ発振器４１からのレーザビームをコリメートレンズ４２で平行ビームにし、偏光ビーム重畳器４４に導く、これら２本のビームを重畳又は時間をずらして同軸上に配置した合成したビーム４５を同軸上に進行し、集光光学系３でレーザ媒体５にレーザ共振器の基本波長に対する高反射鏡４を通過させてレーザ媒体５に集光照射する。レーザ共振器の出力鏡７’とＱスイッチ素子６の間には非線形光学素子３１を設置する。この構成でレーザ共振器鏡４と出力鏡７’の間のＱスイッチ素子６にＲＦパワーのオンとオフのタイミングを制御部５０からの指令で図４（ｂ）に示すように制御する。【００２８】
図３の例では励起用の半導体レーザ発振器４６の光は空間上で伝送しているが励起用発振器の光をファイバーで伝送することもでき、その場合には脱励起用光源ビームをそのファイバーに結合して同軸で伝送する。【００２９】
脱励起用レーザ発振器４１，励起用半導体レーザ発振器４６の発振波長は、レーザ媒体がＮｄ＋３イオン添加のＮｄ：ＹＡＧ、Ｎｄ：ＹＶＯ４、Nｄ：ＹＬＦなどの場合は励起用波長としては図５に示すような周知のＮｄのエネルギー準位図から８０８nm近傍の波長を用い、脱励起用には波長０．９μｍ、１．１μｍ、１．３μｍ近傍のレーザ光が有効である。このことはレーザ媒体に用いられるＮｄ：ＹＡＧ結晶の通常使用される波長のレーザ遷移の上準位の４Ｆ３／２  を起点とするその他の遷移波長には９４６ｎｍ、１１２３ｎｍ、１３１９ｎｍがあるからである。これらの構成において、各素子と制御部の動作タイミング例を説明する。【００３０】
加工対象物２０の加工位置を設定するため制御部５０からの信号で駆動テーブル２３が駆動部２１で駆動される。この駆動テーブルの制御位置はエンコーダ付の閉ループ位置制御システム（図示なし）でもよい。この段階で図４の時刻ｔ１に先んじて超音波印加のＱスイッチ素子６、励起用半導体レーザ発振器４６を駆動するため図４（ｂ）のＲＦ１の印加タイミングを制御してのＲＦの印加、（ｃ）の励起パワー（ＰＬ）を始動させる。Ｑスイッチ素子６はＱスイッチ駆動部９からＲＦパワーをＱスイッチ素子６の超音波トランスジューサに印加し、レーザ共振器を損失の大きなレーザ発振遮断状態にしておく。一方、レーザ媒体５には励起用レーザ出力を印加し、レーザ発振をする前にレーザ媒体内の熱的な温度分布がある平衡状態に形成されるようにするため制御部５０から制御信号線２７経由で励起用半導体レーザ発振器４６に発振指令を送る。【００３１】
加工対象物２０の加工位置が対応する集光レンズ１８の集光点に到達する時間ｔ３を予測して制御部５０からレーザ発振動作プロセス開始の指令信号を発する。先ず、それまで励起されていた上準位の反転分布密度を低減するための脱励起波長近傍のレーザ光を印加するため、制御部５０から脱励起用レーザ発振器４１に発振指令を制御信号線４０経由で送る。発振指令は、図４（ａ）に示したトリガ信号によって出され、トリガ信号の下降エッジによって（ｄ）に示すように時刻ｔ１、ｔ５、ｔ９において脱励起用レーザ発振が開始される。脱励起レーザ光はコリメータレンズ４２でコリメートされて平行になり偏光ビーム重畳器４４に入り、通過して集光レンズ３でレーザ媒体５に照射される。そのレーザ媒体５には予め励起用半導体レーザ発振器４６からコリメートレンズ４３で平行にされて、偏光ビーム重畳器４４で同軸にされた励起レーザビームで励起されて結晶の温度上昇が発生し、上準位へ励起エネルギーが図４（ｅ）破線レベルで示すように蓄積されている。そこに脱励起用のレーザ波長が同じ結晶空間に照射されるので上準位からレーザ発振の基本波長と異なる波長で下位準位へ遷移し光放出される。この光はレーザ共振器と十分な発振条件になる条件が満足されないほどの損失が大きいからレーザ発振には至らない。それまで蓄積された上準位のエネルギー準位の密度を図４（ｅ）ＵＬ−１で示すように低減できる。【００３２】
所定時間ｔ１−ｔ２の期間に脱励起を行い、その後励起レーザだけでレーザ媒体をｔ２−ｔ３の間に励起し上準位に反転分布を発生ための励起を行う（ＵＬ−２）。その後、図４（ｂ）に示すように、Ｑスイッチ素子６への駆動用ＲＦパワーをｔ３−ｔ４間に遮断し、透過（開）状態にし、Ｑスイッチパルス３３Ｇを発振させる。ここで上準位の励起密度はレーザ発振に伴い低減する（ＵＬ−３）。このときのＱスイッチパルス出力３３Ｇは時間ｔ２−ｔ３の間にレーザ媒体５に蓄積されたエネルギーに対応してパルスエネルギー（ｆ）Ｑ０の３３Ｇが放出される。Ｑスイッチパルスの発振の後に時刻ｔ４から再びＱスイッチを遮断（閉）状態にするためＱスイッチ素子６にＲＦパワーを印加する。この過程の時刻ｔ３−ｔ４の間に発振して放出されるＱスイッチパルスで、第１の加工対象点が加工される。次いで第２の加工対象物点も同様に、位置と走査速度から求まるＱスイッチパルス発振のタイミングを求め、それに基づく時間関係で、脱励起ＤＰＬ１を時間ｔ５―ｔ６の間継続し、その後、所定の時間ｔ６−ｔ７の間レーザ励起を行い、その後、時間ｔ７−ｔ８間にＲＦを遮断してＱスイッチパルス３３Ｇを発振させる。この場合、Ｑスイッチパルスの間隔である時間ｔ３−ｔ７、ｔ７−ｔ１１の時間が変化する場合、即ち時間ｔ４−ｔ５、ｔ８−ｔ９の間の時間が異なっても、脱励起プロセス（ｄ）のＤＰＬ１をＱスイッチ繰り返し動作のパルス発振サイクル間に導入したので、ｔ１、ｔ５、ｔ９以前から夫々蓄積された上準位エネルギーは脱励起レーザによって減少する。（ｆ）Ｑ０に示すＱスイッチパルス出力３３Ｇの出力エネルギーは、脱励起後の励起エネルギーで設定されるのでパルス繰り返し周波数には関係ない出力均等化が図れる。したがってこれらの均等化されたパルス出力を用いることでレーザ照射タイミングに無関係で加工対象物の加工を精密に行えるようになった。第３番目以降のＱスイッチパルス動作は同様なプロセスの繰り返しである。【００３３】
上記の図の実施例で励起用のレーザ出力ＰＬを図４（ｃ）に示すように一定な強度で動作させる例を示したが、この出力を脱励起中は発振停止、又は低出力状態になるように励起用レーザ出力PLを変調して脱励起速度を促進してもよい。【００３４】
上記の説明では非線形光学素子３１については、加工用波長に基本波の波長を用いる場合は不要である、しかし、第２高調波を用いる場合には周知の非線形光学素子を基本波のビームに対して位相整合条件を満足するように設置する。これによりＱスイッチパルスは第２高調波に変換されて出力鏡７’から放射される。この場合必要に応じて第２高調波出力に混入するＱスイッチパルスの基本波成分や脱励起波長成分により刺激されて放出されるＡＳＥ成分（ASE = Amplified Spontaneous Emissionの略で、増幅された自然放出光の意味）を波長フィルタ３２により除去し、ビーム吸収体３４に混入成分３３ＩＲを導き、第２高調波成分３３Ｇだけをビーム拡大器１５でコリメートして反射鏡１６で反射した後に集光レンズ１８で微細なスポットに形成して加工対象物に照射し、加工を施すことができる。【００３５】
非線形光学素子３１に非線形作用をさせるためには入力光が偏光されている必要がある。共振器内に偏光を伴う要素が有る場合、例えばレーザ媒体とＮｄ：ＹＶＯやＮｄ：ＹＬＦとした場合は、偏光手段を特にいれなくても、偏光発振が可能であるので、単に非線形光学素子３１をいれればよい。しかしながら、レーザ媒体が偏光を伴う要素がない場合は別途光路にポラライザ等の偏光手段を入れる必要がある。ここに示した偏光手段の必要性は本願発明で非線形光学素子を入れた場合、すべてに共通である。【００３６】
この基本波長の第２高調波成分を非線形光学素子で波長変換し加工に利用する場合には連続発振成分が基本波に混入してもよい、波長変換される第２高調波成分の大部分は高い変換効率が得られるＱスイッチ素子の成分だけが第２高調波成分として出力されるからである。連続波成分が波長変換されないで高調波と同軸上に放出されても波長フィルタ３２で高調波以外を削除可能である。したがって完全に連続成分を削除できる。【００３７】
非線形光学素子３１を通過することでＱスイッチ素子６の基本波成分に対する共振器内の発振抑制能の負担が大幅に緩和できる。それは、従来から、基本波を用いる場合はＱスイッチ素子の駆動パワーを連続出力成分が出力されないようにＱスイッチ素子の抑制能増大のためＱスイッチ素子駆動のＲＦパワーを大きくし連続発振を抑制するか、又は連続成分を出力した後に、従来技術で説明したようにＡＯＭで削除しなければならないからである。前者の場合は、Ｑスイッチ駆動部９のＲＦ回路の最大パワーを大きくするために発熱による信頼性低下、高繰り返しＲＦ変調素子への負荷の増大に伴う最高繰り返し率への制限、Ｑスイッチトランスジューサの消費電力増大によるトランスジューサの回折媒体との接合部の剥離や超音波振動用トランスジューサの割れの発生など不利な現象が多数発生することの不利な点がある。後者の場合はＱスイッチパルス成分と連続発振成分とを分離する高い回折効率を有するＡＯＭ設置のためにはＡＯＭのトランスジューサに高いＲＦパワー駆動が必要となりＱスイッチ素子６におけるＲＦ駆動器に関する設計的制約が欠点として生じる。
【実施例２】
【００３８】
実施例２は基本波発振において連続出力成分がＱスイッチパルスと交互に発生する例である。図３の構成を用いる。図６には本実施例による動作を説明する。予め励起用半導体レーザ発振器４６の出力を発生し、レーザ媒体５を励起しておく、その間Ｑスイッチ素子６のＲＦパワーを繰り返しパルスの速度で必要なエネルギーの蓄積レベルまで抑制できる程度まで低い回折能を有するまでＲＦパワーを低減するように（ｂ）のＲＦ１を比較的低いレベルに設定する。したがって、励起エネルギーの蓄積が進行するとレーザがＱスイッチ素子６の抑制に打ち勝って連続的発振を始めて（ｆ）Ｑ０に示すように連続的低出力ＬＰを出力する。次に脱励起ＤＰＬ１を（ｄ）ＤＰＬのｔ１−ｔ２の間発生して脱励起して、蓄積されたエネルギーをＡＳＥとして放出させ上準位のエネルギーを（ｅ）ＵＬ−ＮのＵＬ−１で示すようにて消費する（ＵＬ−１）。この間、励起用半導体レーザは（ｃ）ＰＬのｔ１−ｔ２間のように発振停止か遮断する。なお、脱励起用レーザの発振指令は、実施例１と同様、図６（ａ）に示したトリガ信号によって出される。【００３９】
ｔ２−ｔ３の間に励起用半導体レーザから励起光を再び照射してレーザ媒体５を励起し、必要な励起レベルエネルギーを蓄積する（ＵＬ−２）。その後ｔ３でＱスイッチ素子６のＲＦ印加を停止してＱスイッチパルス発振を起こさせＱスイッチパルス３３Ｇを放出する（ＵＬ−３）。次はＱスイッチ素子６にＲＦ１パワーを印加して励起用半導体レーザ発振器４６からレーザ媒体５を光励起し、連続発振成分ＬＰが発振する。この後は必要なタイミングｔ５−ｔ６で脱励起レーザ照射を行い、励起用半導体レーザで所定時間（ｔ６−ｔ７）励起し、次いでＱスイッチパルスを発振することの繰り返しを行う。このサイクルの中で連続的な出力が発生しても、非線形光学素子３１における変換効率はパワーの２乗に比例するので、連続出力の変換効率は、Ｑスイッチパルスのそれに比較して圧倒的に低いから基本波のまま非線形光学素子３１を通過し、波長フィルタ３２で分離され、ビーム吸収体３４で熱になり削除できる。したがって、加工対象物には高調波成分のＱスイッチパルスからの変換成分だけが照射され加工が行われる。【００４０】
脱励起期間ｔ１−ｔ２、ｔ５−ｔ６、及びｔ９−ｔ１０はゼロにすることも可能である。ゼロにした場合は、脱励起用レーザは省略することが可能であるので、図３から脱励起用レーザ発信器４１、制御信号線４０、コリメートレンズ４２、偏光ビーム重畳器４４およびレーザ装置制御部５０における脱励起用レーザ発振器制御に関する機能はなくてもよい。【００４１】
Ｑスイッチ素子６へのＲＦパワー印加時に発振を完全には抑制できないレベルに設定して、上準位の反転分布数を抑制した状態図６（ｇ）ＵＬ’―Ｎを用いた場合で、特に脱励起時間ｔ１−ｔ２、ｔ５−ｔ６、ｔ９−ｔ１０を０にした場合の動作を図６（ｇ）（ｈ）（ｉ）に示す。この場合、低ピークＱスイッチを低繰り返しから高繰り返し動作まで安定に任意間隔で得ることができる特徴を有する。このとき、上準位のエネルギーは図６（ｇ）で示される。図６（ｆ）に相当する発振出力の時間経過は図６（ｈ）のようになる。Ｑスイッチの抑制能による損失に打ち勝って連続漏れ成分ＬＰ’が発振し、Ｑスイッチパルス発振指令タイミングｔ３、ｔ７、ｔ１１  直前まで継続し、そこでＲＦパワーがオフされると、ＲＦパワー印加で抑制されていた残存利得により低ピークＱスイッチパルス（ｈ）Ｑ’０の３３Gが得られる。これを非線形光学素子で高調波に波長変換することで第２高調波のＱスイッチ出力（ｉ）ＱＳＨＧの３３Ｇ’が得られる。この方法によると、漏れ発振成分ＬＰ’の発生が出来なくなるほど高い繰り返し率まではＱスイッチパルス３３Ｇ及び第２高調波出力３３Ｇ’を一定な出力で得られるので、パルス繰り返し率に無関係、パルス間隔に無関係な安定な高調波Ｑスイッチパルスが得られる。
【実施例３】
【００４２】
実施例３は脱励起用レーザ発振器をつかうことなく非線形光学素子を用いる例である。図７に構成を示す。図１と同様なので説明は省略するが、図７においては、非線形光学素子３１が付加されており、また、基本波に対しては高反射率、第２高調波に対しては高透過率の特性を有する出力鏡７’を用いる。このようにした場合動作を図８に示す。（ａ）は励起レーザパワーを示す。ここでは連続波ではなく、変調されたものとする。（ｂ）はトリガ信号である。トリガ信号の間隔ｔ１−ｔ２，ｔ２−ｔ３、ｔ３−ｔ４は一定でなくてもよい。トリガ信号（この場合は上昇エッジ）が入ることにより（ｃ）に示すように、Ｑスイッチ素子６に発振抑制信号ＲＦ１が印加される。これによりレーザ媒体にエネルギーが蓄積されるところ、ＲＦ１印加時間を一定とするので、トリガ信号の間隔が一定でなくても、レーザ媒体に蓄積されるエネルギーは一定化される。ＲＦ１印加終了により、（ｄ）に示すように、Ｑスイッチパルス３３Ｇが発生されるが、蓄積エネルギー一定なので、エネルギーが一定化されたＱスイッチパルスを得ることができる。このパルスは、そのまま、あるいは非線形光学素子３１により高調波変換されて（ｅ）に示すようにＱスイッチパルス３３Ｇ’となり、加工物体２０に照射されるが、照射される各パルスのエネルギーは一定に保たれる。このように、本実施例では、トリガ信号に対応して、ＲＦが一定時間Ｑスイッチ素子６に印加されるため、レーザ媒体５へのエネルギー蓄積時間が一定になるので、均一なＱスイッチパルスを得ることが出来るという効果がある。また、レーザ結晶内の発生熱量が一定となるので、ビーム特性を一定に保つことが可能となる。【００４３】
本実施例で、励起レーザパワーの変調方法によっては、Ｑスイッチパルス３３Ｇの間に連続波が発生する場合がある。前述したように、非線形光学素子の非線形性により、もともとパワーが弱い連続波は高調波への変換効率が非常に低いので、非線形光学素子３１から出るのは基本波成分のみである。基本波は波長フィルタ３２で分離されるため、加工物体２０には照射されない。
【実施例４】
【００４４】
実施例４は、共振器に損失の有る状態でＱスイッチパルスを発生させることにより、そのエネルギーを一定にするものである。図７と同じ構成であり、このときの動作を図９に示す。図９（ａ）に示すように、励起レーザパワーは連続動作させる。また、図９（ｃ）に示すようにＱスイッチ素子６にはレーザ媒体にエネルギーを蓄積させるため発振抑制用のＲＦ信号を印加する。図９（ｂ）に示すように、トリガの間隔ｔ１−ｔ２、ｔ２−ｔ３，ｔ３−ｔ４、ｔ４−ｔ５は任意である。このような任意のタイミングで発生するトリガに対して、トリガパルスの入力（図９の場合は下降エッジ）により、発振抑制用ＲＦ信号の強度に一定時間変調ＤＲＦ１、ＤＲＦ２、ＤＲＦ３等を掛けるものとする。このときその変調量は前回トリガとの間隔（例えばＤＲＦ４及びＤＲＦ５に対してはそれぞれ３−ｔ４及びｔ４−ｔ５に）依存させ、かつトリガの間隔が長いほどＲＦ信号強度の減少量を小さくするように変調する。Ｑスイッチ素子６に入力するＲＦ信号の強度が弱くなると（ｄ）に示すように、共振器のＱ値が上昇する。これによりレーザ媒体５内に蓄積されたエネルギーが放出され、（ｅ）に示すようにＱスイッチパルス３０Ｇが発生する。ただし、パルス発生時にＲＦ信号が常にゼロになる他の実施例と異なり、ＲＦ信号が弱いがゼロでないときは、Ｑ値が十分上昇しない。このため、ＲＦ信号が弱いがゼロでないときレーザ共振器内に有る程度損失のある状態で発振する。このとき、発生されるＱスイッチパルスのエネルギーは、レーザ媒体中の蓄積エネルギーと共振器内のＱ値とで決定されるので、前者が大きいときは後者を小さく制御すれば、発生パルスのエネルギーを一定にすることができる。すなわち、前回のトリガからの間隔が長いときは、レーザ媒体５内の蓄積エネルギーが大きいので、ＲＦ信号の変調度を小さくして、共振器内のＱ値を小さくさせ、損失を大きくしてパルスを発生させると、一定のエネルギーを有するＱスイッチパルスを発生させることが可能になる。【００４５】
一定のエネルギーのＱスイッチパルス発生をさせるためトリガの時間間隔に応じたＲＦ信号の変調量を示すテーブルを作成し、図７におけるレーザ制御装置５０に備え付けておくことにより、上記の方法を実施することが可能である。トリガパルスの間隔から、テーブル参照により必要な変調量を読み取り、レーザ制御装置５０の制御にてＱスイッチ素子６に所定のＲＦ変調量を与えればよい。【００４６】
なお、トリガの時間間隔に対応するＱスイッチ素子に与えるＲＦ変調量の設定値を変えることにより、本実施例に示したように一定のエネルギーとするのではなく、パルス毎に任意のエネルギーを与えるようにすることも可能である。【００４７】
本実施例では、Ｑスイッチパルスのエネルギーを一定にできるほか、レーザを出力するときだけＱ値を上げるので、励起パワーを最大限に利用でき、エネルギー利用効率が高いという効果を有する。【００４８】
図１０には、第２高調波（ＳＨＧ）共振器の構成につき、図３及び図７に示したものとは異なる例を示す。この図においては、図７の構成のように脱励起用レーザ発振器４１がないものとなっているが、図１０の第２高調波共振器の構成につき図３のように脱励起用レーザ発振器４１がある構成にも適用可能なことはいうまでもない。非線形光学素子３１を用いる点は図３または図７と共通である。さらに基本波と第２高調波に対して全反射特性を有するエンドミラー４’を有する。本構成では、基本波が非線形光学素子３１を往復することで変換効率が高まるという利点を有する。【００４９】
以上の実施例において、非線形光学素子によって基本波から変換される波長を第２高調波のほかに第３高調波、第４高調波または第５高調波とすることが周知の波長変換技術を用いることで可能なことは明らかである。【００５０】
本発明は従来開示されている基本波波長における出力での連続発振出力とＱスイッチパルス発振の混入したレーザ発振方法と異なり、Ｑスイッチパルスだけを基本波ないしは高調波変換された出力で発振することもでき、各Ｑスイッチパルス出力をパルス繰り返し周期に無関係に均等化できる。したがって連続発振出力の除去装置は不要である構成も実現できる利点がある。また高調波に変換することで基本波に連続成分が混在していても変換効率の差異と波長フィルタ作用でＱスイッチパルスだけを用いることができる。基本波出力を用いる場合、高調波出力を用いる場合のいずれの場合でも、加工対象物を走査する場合の相対的な高速走査でＱスイッチによる短パルスだけが照射されることになるので、連続的成分による照射は起こらないから熱的な影響の発生も生じない。高繰り返し動作域で動作するＱスイッチ駆動部のＲＦ回路出力パワーの低減による回路の簡素化もできる。【００５１】
さらにレーザ媒体に高反射鏡を通じて同軸で励起する構成を示したが、レーザ媒体の励起はこれ以外の周知の側面励起として、レーザダイオードスタッグ励起、ランプ励起などでもこの発明を変形して実施できる。【００５２】
レーザ媒体をＮｄ添加の結晶で説明したが、軸方向にコアの周囲に多数の孔を設けて中心部を導波路とした一種のレーザ活性物質を有する光導波路（ホーリ・ファイバ）を用いてレーザ媒体とすることでレーザ媒体内に形成される温度分布によるレーザ媒体内の温度変化による屈折率変動による影響を低減してレーザ発振モードの安定性をさらに向上できる。【００５３】
以上本発明の実施例をいくつか説明した。特許請求の範囲に記載された発明の技術的思想から逸脱することなく、これらに変更を施すことができることは明らかである。
【産業上の利用可能性】
【００５４】
本発明の活用例として、半導体メモリのシリコンウエファの回路素子の切断、コンデンサ、抵抗、インダクタンスなどのトリミング、ＬＣＤ表示パネル修正加工、ＰＤＰ表示装置の修正加工、回路基板の機能トリミングその他半導体基板のレーザ精密加工に適用して、加工幅の微小化、加工除去物の減少などにより製品歩留まり向上により電子部品の製造コストの低減が可能になる。 
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【国際調査報告】
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