【手続補正書】
【提出日】平成23年1月12日(2011.1.12)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
パルス幅が１０-15秒〜１０-11秒のフェムト秒レーザを回折型レンズによって加工対象材料の表面および内部のいずれかに集光させることにより、前記加工対象材料を加工する工程と、
前記加工する工程に先立って、前記フェムト秒レーザの中心波長Λと前記回折型レンズの設計波長λとを設定する工程とを備え、
前記設定する工程は、
前記回折型レンズの最内郭の輪帯に入射する前記フェムト秒レーザの焦点距離をｆ1とし、前記回折型レンズの最外郭の輪帯に入射した前記フェムト秒レーザの焦点距離をｆ2とすると、前記焦点距離ｆ1およびｆ2のうちのいずれか長いほうが、前記フェムト秒レーザの前記中心波長Λを設計波長として有する回折型レンズである比較対象レンズの焦点距離に等しく、かつ、前記フェムト秒レーザの前記中心波長Λに従って定められる前記比較対象レンズの焦点深度よりも前記焦点距離ｆ1と前記焦点距離ｆ2との差の絶対値が大きくなるように、前記中心波長Λと前記設計波長λとの波長差の絶対値を設定する工程を含む、レーザ加工方法。
【請求項２】
前記波長差の絶対値を設定する工程は、前記中心波長Λを前記設計波長λよりも小さく設定する、請求項１に記載のレーザ加工方法。
【請求項３】
前記レーザ加工方法は、
前記フェムト秒レーザの回折に寄与する前記回折型レンズの輪帯数を制御する工程をさらに備える、請求項１または２に記載のレーザ加工方法。
【請求項４】
前記輪帯数を制御する工程は、前記回折型レンズへの前記フェムト秒レーザの入射範囲を制御する、請求項３に記載のレーザ加工方法。
【請求項５】
前記輪帯数を制御する工程は、前記フェムト秒レーザが通過する開口部の径を可変に構成されたアパーチャを用いて前記輪帯数を所定数に制御する、請求項３または４に記載のレーザ加工方法。
【請求項６】
前記輪帯数を制御する工程は、前記フェムト秒レーザのビーム径を空間的に変化させるビームエキスパンダを用いて前記輪帯数を所定数に制御する、請求項３または４に記載のレーザ加工方法。
【請求項７】
前記加工する工程は、前記フェムト秒レーザを前記加工対象材料の内部に集光させることにより前記加工対象材料の内部に改質領域を形成し、
前記レーザ加工方法は、
前記フェムト秒レーザの光軸方向に沿う前記改質領域の長さを前記改質領域の厚さＬと定義し、前記光軸方向に直交する方向に沿う前記改質領域の長さを前記改質領域の径φと定義し、Ｌ／φを前記改質領域のアスペクト比と定義すると、前記フェムト秒レーザのエネルギを制御することにより前記アスペクト比を制御する工程をさらに備える、請求項１に記載のレーザ加工方法。
【請求項８】
前記アスペクト比を制御する工程は、前記アスペクト比が１００以上となるように前記フェムト秒レーザのエネルギを制御する、請求項７に記載のレーザ加工方法。
【請求項９】
前記アスペクト比を制御する工程は、前記径φが２μｍ以下かつ前記アスペクト比が１００以上となるように前記フェムト秒レーザのエネルギを制御する、請求項８に記載のレーザ加工方法。
【請求項１０】
前記加工対象材料は、高分子構造体およびガラスを含む光学材料である、請求項１〜９のいずれか１項に記載のレーザ加工方法。
【請求項１１】
前記加工する工程は、前記加工対象材料としての光学材料の内部に回折光学素子を形成する、請求項１〜１０のいずれか１項に記載のレーザ加工方法。
【請求項１２】
１０-15秒〜１０-11秒のパルス幅を有するフェムト秒レーザを発するレーザ装置と、
前記フェムト秒レーザを加工対象材料の表面または内部に集光させるための回折面を含む回折型レンズとを備え、
前記加工対象材料に入射する前記フェムト秒レーザの中心波長Λおよび前記回折型レンズの設計波長λの波長差の絶対値は、前記回折型レンズの最内郭の輪帯に入射する前記フェムト秒レーザの焦点距離をｆ1とし、前記回折型レンズの最外郭の輪帯に入射した前記フェムト秒レーザの焦点距離をｆ2とすると、前記焦点距離ｆ1およびｆ2のうちのいずれか長いほうが、前記フェムト秒レーザの前記中心波長Λを設計波長として有する回折型レンズである比較対象レンズの焦点距離に等しく、かつ、前記フェムト秒レーザの前記中心波長Λに従って定められる前記比較対象レンズの焦点深度よりも前記焦点距離ｆ1と前記焦点距離ｆ2との差の絶対値が大きくなるように定められる、レーザ加工装置。
【請求項１３】
前記フェムト秒レーザの前記中心波長Λは、前記回折型レンズの設計波長λよりも小さい、請求項１２に記載のレーザ加工装置。
【請求項１４】
前記フェムト秒レーザの回折に寄与する前記回折型レンズの輪帯数を調整可能に構成された輪帯数制御装置をさらに備える、請求項１２または１３に記載のレーザ加工装置。
【請求項１５】
前記輪帯数制御装置は、前記回折型レンズへの前記フェムト秒レーザの入射範囲を制御する、請求項１４に記載のレーザ加工装置。
【請求項１６】
前記輪帯数制御装置は、前記フェムト秒レーザが通過する開口部の径を可変に構成されたアパーチャである、請求項１４または１５に記載のレーザ加工装置。
【請求項１７】
前記輪帯数制御装置は、前記フェムト秒レーザのビーム径を空間的に変化させるビームエキスパンダである、請求項１４または１５に記載のレーザ加工装置。
【請求項１８】
前記レーザ加工装置は、前記フェムト秒レーザを前記加工対象材料の内部に集光させることにより前記加工対象材料の内部に改質領域を形成し、
前記レーザ装置は、
前記フェムト秒レーザの光軸方向に沿う前記改質領域の長さを前記改質領域の厚さＬと定義し、前記光軸方向に直交する方向に沿う前記改質領域の長さを前記改質領域の径φと定義し、Ｌ／φを前記改質領域のアスペクト比と定義すると、前記アスペクト比が所望の条件を満たすように調整されたエネルギを有する前記フェムト秒レーザを発する、請求項１２に記載のレーザ加工装置。
【請求項１９】
前記フェムト秒レーザは、前記アスペクト比が１００以上となるように調整されたエネルギを有する、請求項１８に記載のレーザ加工装置。
【請求項２０】
前記フェムト秒レーザは、前記径φが２μｍ以下かつ前記アスペクト比が１００以上となるように調整されたエネルギを有する、請求項１８に記載のレーザ加工装置。
【請求項２１】
前記加工対象材料は、高分子構造体およびガラスを含む光学材料である、請求項１２〜２０のいずれか１項に記載のレーザ加工装置。
【請求項２２】
前記レーザ加工装置は、前記加工対象材料としての光学材料の内部に回折光学素子を形成する、請求項１２〜２１のいずれか１項に記載のレーザ加工装置。
【請求項２３】
パルス幅が１０-15秒〜１０-11秒のフェムト秒レーザを回折型レンズによって光学材料の表面および内部のいずれかに集光させることにより、前記光学材料を加工する工程と、
前記加工する工程に先立って、前記フェムト秒レーザの中心波長Λと前記回折型レンズの設計波長λとを設定する工程とを備え、
前記設定する工程は、
前記回折型レンズの最内郭の輪帯に入射する前記フェムト秒レーザの焦点距離をｆ1とし、前記回折型レンズの最外郭の輪帯に入射した前記フェムト秒レーザの焦点距離をｆ2とすると、前記焦点距離ｆ1およびｆ2のうちのいずれか長いほうが、前記フェムト秒レーザの前記中心波長Λを設計波長として有する回折型レンズである比較対象レンズの焦点距離に等しく、かつ、前記フェムト秒レーザの前記中心波長Λに従って定められる前記比較対象レンズの焦点深度よりも前記焦点距離ｆ1と前記焦点距離ｆ2との差の絶対値が大きくなるように、前記中心波長Λと前記設計波長λとの波長差の絶対値を設定する工程を含む、光学素子の製造方法。
【請求項２４】
請求項２３に記載の光学素子の製造方法により製造された、光学素子。
【請求項２５】
前記光学材料は、前記フェムト秒レーザが前記光学材料の内部に集光することにより形成された改質領域を含み、
前記フェムト秒レーザの光軸方向に沿う前記改質領域の長さを前記改質領域の厚さＬと定義し、前記光軸方向に直交する方向に沿う前記改質領域の長さを前記改質領域の径φと定義し、Ｌ／φを前記改質領域のアスペクト比と定義すると、前記アスペクト比は１００以上である、請求項２４に記載の光学素子。
【請求項２６】
前記径φは、２μｍ以下である、請求項２５に記載の光学素子。
【請求項２７】
前記光学素子は、前記光学材料の内部に形成された回折光学素子を含む、請求項２４〜２６のいずれか１項に記載の光学素子。