"金属試料上に所望の特性を有するマークを作製する方法であって、レーザフルエンスを有するレーザマーキングシステムとレーザパルスパラメータを提供し、前記金属試料上に前記所望の特性を有する前記マークを作製することに関連するレーザパルスパラメータを決定し、前記レーザマーキングシステムに前記レーザパルスパラメータを保存し、前記保存されたレーザパルスパラメータを用いて前記金属試料にマーキングを施すように前記レーザマーキングシステムに指示し、これにより前記金属試料に対する最適マーキング範囲にあるレーザ線量で前記金属試料にマーキングを施し、これにより前記所望の特性を有する前記マークを作製する、方法。前記所望の特性は、サイズ、形状、位置、色、及び光学濃度を含む、請求項1の方法。前記所望の色は黒であり、前記光学濃度はCIE色度において約L=20、a=/-2、及びb=/-2以下である、請求項2の方法。前記金属試料はステンレス鋼である、請求項1の方法。前記レーザパルスパラメータは、パルス幅、波長、パルス数、時間的パルス形状、パルスフルエンス、スポット位置、スポットサイズ、スポット形状、スポット高さ、バイトサイズ、ピッチ、及び速度を含む、請求項1の方法。前記パルス幅は、約1ピコ秒から約1000ピコ秒である、請求項5の方法。前記波長は、約1.5ミクロンから約255ナノメートルである、請求項5の方法。前記パルス数は、1パルスから約10000パルスである、請求項5の方法。前記時間的パルス形状は、ガウス形である、請求項5の方法。前記パルスフルエンスは、1.0×106ジュール/cm2から1.0ジュール/cm2である、請求項5の方法。前記スポットサイズは、約10ミクロンから約1000ミクロンである、請求項5の方法。前記スポット形状は、ガウス形又はトップハット形のいずれかである、請求項5の方法。前記スポット高さは、前記金属試料の表面、表面の上方、又は表面の下方にある、請求項5の方法。所望の特性で金属試料にマーキングを施すように適合されたレーザマーキング装置であって、前記レーザマーキングシステムは、レーザフルエンス及びレーザ形状寸法を含むレーザパルスパラメータとコントローラとを有し、前記レーザフルエンスは、前記所望の特性を有するマークを作製するのに最適マーキング範囲内にあるように設定され、前記レーザ形状寸法は、前記所望の特性を有するマークを作製するのに最適マーキング範囲内で前記レーザフルエンスを前記金属試料に到達させるように設定され、前記コントローラは、前記設定されたレーザフルエンス及びレーザ形状寸法に関連した前記レーザパルスパラメータを保存した後、前記設定されたレーザパルスパラメータを用いて前記金属試料にマーキングを施すように前記レーザマーキングシステムに指示し、これにより前記所望の特性で前記金属試料にマーキングを施すように設定される、装置。前記所望の特性は、サイズ、形状、位置、色、及び光学濃度を含む、請求項14の装置。前記レーザフルエンスは、パルス幅、波長、パルス数、時間的パルス形状、及びパルスフルエンスを含む、請求項14の装置。前記レーザ形状寸法は、スポット位置、スポットサイズ、スポット形状、スポット高さ、バイトサイズ、ピッチ、及び速度を含む、請求項14の装置。前記所望の色は黒である、請求項15の装置。前記光学濃度は、CIE色度において約L=20、a=/-2、及びb=/-2以下である、請求項15の装置。前記パルス幅は、約1ピコ秒から約1000ピコ秒である、請求項16の装置。前記波長は、約1.5ミクロンから約255ナノメートルである、請求項16の装置。前記パルス数は、1パルスから約10000パルスである、請求項16の装置。前記時間的パルス形状は、ガウス形である、請求項16の装置。前記パルスフルエンスは、1.0×106ジュール/cm2から1.0ジュール/cm2である、請求項16の装置。前記スポットサイズは、約10ミクロンから約1000ミクロンである、請求項17の装置。前記スポット形状は、ガウス形又はトップハット形のいずれかである、請求項17の装置。前記スポット高さは、前記金属試料の表面、表面の上方、又は表面の下方のいずれか1つでその焦点が合わされる、請求項17の装置。本発明の一実施形態は、レーザマーキングシステムを用いてステンレス鋼試料の上に所望の特性を有するマークを作製する。このレーザマーキングシステムは、レーザフルエンスとレーザビーム位置決めとこれにより試料が曝されるレーザ線量とを制御するレーザパルスパラメータを有するレーザパルスを生成するレーザを備えている。特定の試料に対しての最適マーキング範囲に関連付けられたレーザパラメータがレーザ加工システム内で決定され保存される。そして、このシステムは、保存されたレーザパルスパラメータを用いて試料に当たるようにレーザパルスを方向付けることによって試料をマーキングするように指示され、試料を最適マーキング範囲内のレーザ線量に曝し、これにより商業的に望ましいマークを試料に施す。本発明の目的に従ってこれらの側面及び他の側面において上記を達成するために、ここで具現化され広く述べられるように、ステンレス鋼試料上に商業的に望ましい品質の目に見えるマークを作製する方法及びその方法を実施するのに適合された装置がここに開示される。保存された所定のレーザパルスパラメータを有するコントローラにすべて作用的に接続されるレーザと、レーザ光学系と、運動ステージとを備えたレーザ加工システムが含まれる。所望の色と光学濃度のマークに関連付けられ、保存されたレーザパルスパラメータのうち、所望の色及び光学濃度に関連付けられたレーザ線量にステンレス鋼試料を曝し、これにより商業的に望ましい特性を有するマークを作製するレーザパルスを生成するようにレーザマーキングシステムを方向付けるレーザパルスパラメータが選択される。本発明の一実施形態は、ステンレス鋼の対象物に商業的に望ましい色及び光学濃度で耐久性のある目に見えるマークを作製する。これは、所望の商業的特性を有するマークを作製するように決定された範囲のレーザ線量でマーキングが施される領域を露出するように予め決められたレーザパラメータを有するピコ秒レーザパルスを用いることによってなされる。このピコ秒レーザパルスは、表面に対する大きな損傷を引き起こすことなく、また表面に材料を付加することなく、表面の特性を変化させることにより商業的に望ましいマークを作製し、マークを耐久性のあるものにする。ピコ秒レーザパルスを生成して方向付けるレーザパラメータを制御することにより、耐久性があり商業的に望ましいマークがステンレス鋼上に作製される。本発明の一実施形態は、プログラム可能な手法で適切なパラメータを有するレーザパルスを生成するように適合されたレーザ加工システムである。ステンレス鋼へのレーザマーキングの信頼性及び繰り返し精度を改善するために選択され得る例示的なレーザパルスパラメータには、レーザの種類、波長、パルス持続時間、パルス繰り返し率、パルス数、パルスエネルギー、時間的パルス形状、空間的パルス形状、焦点サイズ、及び焦点形状が含まれる。付加的なレーザパルスパラメータには、対象物の表面に対して焦点の位置を特定することと、特にレーザパルス繰り返し率及び連続するパルス間の間隔バイトサイズとレーザパルスの並行な列の間の間隔ピッチを決定するタイミングと連携して、対象物に対してレーザパルスの相対運動を管理することが含まれる。レーザパルスパラメータは、マーキングが施される対象物の表面に照射される総レーザ放射線量を制御するように選択される。ステンレス鋼に商業的に望ましい特性を有するレーザマークを作製することは、総レーザ放射線曝露量に依存している。レーザ放射線量は、マーキングされる対象物の表面に到達するレーザ放射線の総量単位ジュールで測定されるとして定義される。単一のレーザパルスに含まれるエネルギーを測定することは、単一のパルスに対するレーザフルエンス単位:ジュール/cm2の算出と同様に、比較的簡単なものである。各点において複数のレーザパルスを重ねなければならない典型的なマーキング手法に関する複雑な形状寸法のために、レーザ線量を直接測定又は算出することは非常に困難である。レーザ放射線量は、レーザパルスのフルエンスと、スポットサイズ、焦点距離、レーザビーム位置決め、バイトサイズ、及びピッチなどの特性を含むレーザパルスの形状寸法との関数である。フルエンスと形状寸法はともにレーザ線量に影響を与える。これらのパラメータを変更すると、ワークピースの表面上の所定の位置に到達するレーザ放射線の線量が変化し、これによりマークの外観も変化する。ワークピース上のスポットサイズの半径よりも小さなバイトサイズ及びピッチでの重なりにより生じる複雑な形状寸法によって、実際の状況において、ワークピースに到達した実際の線量を測定又は算出することは困難となり得る。所定の一組のレーザビーム位置決めパラメータに関して、レーザ線量はレーザフルエンスに比例する。このため、結果が比例するという理解の元で、レーザ曝露は、線量ではなくレーザフルエンスの観点から議論されることが多い。典型的には、使用する実効レーザ曝露量を決定するために、開始時のレーザフルエンスとレーザ位置決めパラメータの組を選択した後、速度、バイトサイズ、ピッチ、及びワークピース上の焦点の高さに関連するパラメータを変化させることにより正しい線量が実験的に決定され、所定のステンレス鋼の試料に対して使用すべき最適なレーザパラメータが決定される。所望のマークを得るための適当なレーザ位置決めパラメータの組がない場合には、レーザフルエンスを調整し、実験を繰り返すことができる。本発明の実施形態は、使用される特定のレーザパルスパラメータによって、肉眼ではほぼ見えない程度から黒に至るまでの光学濃度でステンレス鋼の表面を暗くすることにより、耐久性のある商業的に望ましいマークを作製する。レーザパルスパラメータは、表面に変化を生じさせる閾値よりも多いが、大きなリップルや損傷を生じさせる閾値よりは少ない特定の範囲のレーザ線量を提供するように決定される。この最適マーキング範囲のレーザ線量にステンレス鋼を曝露することにより、ステンレス鋼の表面上の既存の結晶粒界の内部に小形高周波リップルが生じて、均等で暗い、商業的に望ましいマークが作製される。この最適マーキング範囲を超えるレーザ線量にステンレス鋼を曝露すると、結晶粒界を消し去り、回折効果を生じさせると文献で報告されている大形低周波リップルが高周波リップルに対して直角に生じる。本発明の態様により作製されたレーザマークは、おそらく形成されはじめたものの、結晶粒界を除去するほど十分にはまとまっていない低周波リップルとともに、高周波リップルと引き続き存在する結晶粒界とにより示される。本発明の実施形態は、ステンレス鋼上にマーキングを施す。この実験で使用されたステンレス鋼は、初期仕上げ工程に関連する塵を除去する傾向があり、よく反射する反射面を保持する高度研磨仕上げがなされたSAEグレード304-Oであった。レーザ位置決めに関連する要素が一定であるとすると、Eをレーザパルスエネルギー単位:ジュール、aを基板上のスポットサイズの面積単位:平方センチメートルとして、F=E/aにより定義されるレーザフルエンスFは、ステンレス鋼の表面に所望の変化を生じさせるような適切な範囲になければならない。フルエンスFが最適マーキング範囲内にあるためには、Fu<F<Fr<Fsの関係を満足しなければならない。ここで、Fuは、ステンレス鋼基板のレーザ変質modification閾値であり、このレーザ変質閾値で小形高周波リップルが表面上の結晶粒界内に形成され始める。Frは、大形低周波リップルが形成され結晶粒界を消し去り始める閾値である。Fsは、表面層の損傷閾値であり、この損傷閾値で材料が表面から除去され始める。Fu、Fr、及びFsは、実験的に得られており、選択されたレーザのフルエンスを表すものである。ここで、基板表面層がレーザエネルギーにより変質されている兆候を示し始めFu、基板表面層が結晶粒界を除去する大形リップルにまとめられるようになりFr、マーキングを妨げる損傷が始まるFs。10ピコ秒psIRパルスについて、ステンレス鋼に対するFuの例示的な値は約47mJ/cm2であり、Frは約62mJ/cm2であり、Fsは約73mJ/cm2である。最適マーキング範囲にあるフルエンスを用いることで、表1に記載した範囲内の速度、バイトサイズ、及びピッチで商業的に望ましいマークを作製することができる。本発明の実施形態により上記に示したフルエンス範囲でステンレス鋼にマーキングを施すことは、金属粒子の機能のようにみえる。結晶粒界は、結晶構造が一般的に均質な金属の表面上の領域を分離する。このフルエンス範囲におけるレーザと材料の相互作用は偏光への依存を示すことが知られている。しかしながら、一部の粒子領域が他の領域よりもレーザ放射線の影響を受けやすくなり、結晶粒界内に生じた小さなリップルが結晶粒界内のグレイン方向と偏光との間の関係に依存するように見えるという、これまで報告されていなかった金属結晶又は粒子間の相互作用があることがわかった。本発明の一実施形態は、ステンレス鋼の対象物にマーキングを施す改良レーザ加工システムを用いる。ステンレス鋼の対象物にマーキングを施すように構成され得る例示的なレーザ加工システムは、アメリカ合衆国97229オレゴン州ポートランドのエレクトロサイエンティフィックインダストリーズインコーポレーテッドにより製造されるESIモデルMM5330レーザ微細加工システムである。モデル5330のサービスガイドの文献番号14725001a2007年5月、エレクトロサイエンティフィックインダストリーズインコーポレーテッド、アメリカ合衆国97229オレゴン州ポートランドに記載されている仕様によれば参照により本明細書に含まれる、このシステムは、11Wまでの平均パワー、90KHzのパルス繰り返し率、355nmのUV波長を有する様々なダイオード励起Q-スイッチ固体レーザを用いたレーザ微細加工システムである。このレーザを、約1psから1000ps、好ましくは1psから250ps、より好ましくは10psから100psの持続時間を有するレーザパルスを生成するように構成してもよい。レーザパワーは、約1Wから約100W、好ましくは約1Wから50W、より好ましくは5Wから25Wであってもよい。これらのレーザは、約1KHzから約100MHz、好ましくは1KHzから1MHz、より好ましくは約10KHzから100KHzの繰り返し率で動作する。改良レーザシステムは、約1mm/sから約1m/s、好ましくは約50mm/sから約500mm/s、より好ましくは約100mm/sから約400mm/sの速度で試料に対して移動するようにレーザビームを方向付けることができる。バイトサイズ又は試料の表面上の後続のレーザパルス間の間隔は、約1ミクロンから約1mm、好ましくは約1ミクロンから約500ミクロン、より好ましくは約1ミクロンから約100ミクロンであってもよい。典型的には、このシステムは、ピッチ、すなわちレーザパルス位置の隣接する列間の距離が1ミクロンから約1mm、好ましくは約1ミクロンから約500ミクロン、より好ましくは約1ミクロンから約100ミクロンで動作する。このシステムは、約10ミクロンから約500ミクロン、好ましくは約50ミクロンから250ミクロン、より好ましくは約100ミクロンから約200ミクロンの最小焦点サイズにレーザパルスの焦点を合わせるように構成されている。このシステムは、約0.01J/cm2から約100J/cm2、好ましくは約0.1J/cm2から約25J/cm2、より好ましくは約0.1J/cm2から約10J/cm2のフルエンスでレーザパルスを出射するように構成されている。また、このシステムは、2逓倍された532nm波長の2次高調波パルス又は355nm波長の3次高調波パルスを出射するように構成可能である。適切なレーザ、レーザ光学系、部品取扱機器、及び制御ソフトウェアの適用により、本明細書に開示される方法によりステンレス鋼の表面にマークを確実かつ繰り返し作製するようにこのシステムを構成してもよい。これらの構成により、レーザ加工システムは、適切に位置決めされ保持されたステンレス鋼の対象物上の所望の場所に所望の速度及びピッチで適切なレーザパラメータを有するレーザパルスを方向付け、所望の色及び光学濃度を有する所望のマークを作製することができる。本発明の一実施形態は、表1に記載したレーザパラメータを有するレーザパルスをレーザ加工システムが方向付けることを可能にする構成を有している。そのような改良システムの図が図1a及び図1bに示されている。図1aは、本発明の一実施形態として、対象物にマーキングを行うように適合された改良ESIモデルMM5330レーザ微細加工システム2の図を示している。構成には、レーザミラー及びパワー減衰器4と、レーザビームステアリング光学系6と、本実施形態のレーザ波長、パワー、及びビームサイズを取り扱うように構成されたレーザフィールド光学系8と、ステンレス鋼試料を固定するように適合されたチャック10と、表1の仕様に従ってレーザパルスを出射するようにシステムに保存及び指示するように適合されたコントローラ12と、表1の仕様に従って固定されたステンレス鋼の対象物をレーザビーム焦点に対して移動させるように適合されたYステージ14、Xステージ18、及びZステージ光学系ステージ20と、カメラ22と、ステンレス鋼試料を揃えて検査するように適合された視野光学系24とが含まれる。図1bは、改良ESIモデルMM5330レーザ微細加工システム2の他の図を示しており、レーザ微細加工システム2は、システムの種々のパネルが開かれたときにレーザの動作を防止するインターロックセンサ図示せずの動作を制御するレーザインターロックコントローラ26と、コントローラ28と、レーザ電源30と、レーザビームコリメータ32と、レーザビーム光学系34と、レーザミラー36とを含んでいる。これらすべては、1064nmの波長で動作するダイオード励起Nd:YVO4固体レーザ、すなわちドイツ連邦共和国カイザースラウテルンのLumeraLaserGmbHにより製造されたモデルRapidである改良レーザ38とともに動作する。レーザ38は、2MHzのパルス繰り返し率で6Wまで出力するように構成されている。レーザ38は、コントローラ28及びレーザ電源30と協働して持続時間が1~1000ピコ秒のレーザパルスを生成する。これらのレーザパルスはガウス形でもよく、あるいはレーザビーム光学系34によって特別に整形されていてもよい。コントローラ28と連係したレーザ光学系34と、レーザビームステアリング光学系6と、レーザフィールド光学系8とは連係して、チャック10により固定されたステンレス鋼試料図示せず上にレーザスポットを形成するようにレーザパルスを方向付ける。運動制御要素であるYステージ14、Xステージ16、Zステージ光学系ステージ20、及びレーザビームステアリング光学系6は組み合わさって複合ビーム位置決め能力を提供する。この複合ビーム位置決め能力の1つの側面は、試料がレーザビームに対して連続的に移動しているときに、試料に対してレーザビームを位置決めする能力である。この能力は、1998年5月12日に発行され、本発明の譲受人に譲渡された発明者DonaldRCutler、RobertMPailthorp、及びMarkAUnrathの米国特許第5751585号に述べられている。この米国特許第5751585号は参照により本明細書に組み込まれる。複合ビーム位置決めには、運動制御要素の一部、すなわちYステージ14、Xステージ18、Zステージ20、及びレーザビームステアリング光学系6に、運動制御要素の他の部分により誘導された連続的な相対運動を補償するようにコントローラ28に指示させることにより、試料をレーザビームに対して相対運動させつつ、試料上に形状のマーキングを施す能力が含まれる。また、レーザパルス図示せずは、コントローラ28と連係したレーザビーム光学系34により整形される。レーザビーム光学系34はレーザパルスの空間的形状を決める。レーザパルスの空間的形状は、ガウス形であるか、特別に整形される。例えば、マーキングされる対象物に当たるスポット領域全体にわたってフルエンスが均一に分布しているレーザパルスを送るトップハット空間プロファイルを用いてもよい。このような特別に整形された空間プロファイルは、回折光学要素又は他の光学要素を用いて生成することができる。レーザスポットサイズとは、レーザビームの焦点のサイズをいう。焦点が表面の上方又は下方に位置しているために、マーキングされる試料の表面上の実際のスポットサイズは異なる場合がある。加えて、レーザビーム光学系34、レーザビームステアリング光学系6、レーザフィールド光学系8、及びZステージ光学ステージ20は連係してレーザスポットの焦点深さと、試料上の交点が焦点面から離れていく際にスポットが焦点から外れる速さとを制御する。焦点深さを制御することによって、コントローラ28は、レーザスポットが繰り返し試料の表面上又は表面近傍のいずれかに高精度に位置決めされるように、レーザビーム光学系34、レーザビームステアリング光学系6、レーザフィールド光学系8、及びZステージ光学ステージ20を方向付けることができる。対象物の表面の上方又は下方に焦点を位置決めすることによりマークを作製することにより、特定の量だけレーザビームの焦点を外すことができ、これによりレーザパルスに照射される面積を増やし、表面でのレーザフルエンスを低減することができる。ビームウェストの形状寸法は既知であるため、対象物の実際の表面の上方又は下方に焦点を正確に位置決めすることにより、スポットサイズ及びフルエンスをさらに正確に制御することができる。1ピコ秒~1000ピコ秒の範囲のレーザパルス幅を生成するピコ秒レーザの使用と組み合わせて焦点を位置決めすることによりレーザスポット形状寸法を変えることでレーザフルエンスを変えることは、ステンレス鋼上にマークを確実に繰り返し作製する方法であるということが発見された。ピコ秒レーザを用いることの利点は、従来技術のフェムト秒レーザに比べて、ピコ秒レーザは、非常に安価であり、必要とされるメンテナンスが非常に少なく、典型的には動作寿命が非常に長いことである。図2a~図2fは、本発明の一実施形態により作製されたステンレス鋼上のレーザマークの走査型電子顕微鏡写真である。図2a~図2fは、47mJ/cm2~62mJ/cm2の範囲のフルエンスで形成されたレーザマークを表している。この場合において、ワークピース上の焦点の高さを変化させることによりフルエンスを変化させた。ワークピースの表面に対して焦点の高さを変化させることにより、レーザビームが表面で焦点がぼけるようになる。これにより、レーザエネルギーが広い領域に広がり、表面での実効フルエンスが低下する。表面の上方又は下方で焦点の高さを変更することは、本発明の実施形態において望まれる範囲にわたってレーザフルエンスを調整するための高速かつ確実で正確な方法である。フルエンスを変更する他の方法としては、パルス持続時間を変更する、レーザパワーを変更する、ワークピースに対するレーザビームの移動速度を変更する、繰り返し率又はバイトサイズを変更することが挙げられる。フルエンスを変更するレーザパラメータの変更又は試料の表面に到達する線量を最終的に変更するレーザパラメータの変更により、得られるマークの外観が変わる。図2a~図2fは、マーキングが施される対象物の表面の約5.5mm上方から対象物の表面の約4.5mm上方まで0.1mmずつ焦点の高さを変化させることにより作製されたマークを示している。図2aは、ワークピース上方のレーザスポットの高さが5.2mmに設定され、表1に示されるようなレーザパラメータでマーキングされるステンレス鋼対象物40を示している。この画像は、空間高周波リップル42でマーキングされた領域をマーキングされていない領域44とともに示している。ステンレス鋼の表面上にグレイン領域間又は結晶子間の境界46がはっきりと示されている。結晶粒界46は、異なる配向を有するグレイン領域が接する界面である。示されたスケールは、リップルが10nmの周期を有し、結晶粒界46に沿っていることを示している。図2bは、マーキングされる対象物の上方のレーザスポット高さを5.0mmに低くした点を除き、同一のレーザパラメータによるマーキング後の同一の対象物50の他の部分を示している。図2bは、示されたスケール54により示されているように約10nmの周期の高周波リップル52を示している。より高いフルエンスのため、リップルが対象物の露出部分により均一に広がっている。結晶粒界56は依然としてはっきりと目に見えることに留意されたい。図2cは、本発明の一実施形態においてマーキングされた対象物の他のSEM画像を示している。レーザスポットを対象物の上方4.8mmに設定し、表1のレーザパラメータを用いてこの対象物60にマーキングが施された。スケール64により示されているように約10nmの周期の高周波リップル62がはっきりと見える。この画像では結晶粒界66が見えている。図2dは、レーザ焦点を対象物の表面の上方4.6mmに設定し、表1のレーザパラメータによりマーキングされた他のステンレス鋼対象物70を示している。スケール74により示されているように約60~70nmの空間周期のより大きなリップル78の始まりの部分を除き、約10nmの周期の高周波リップル72がマーキングされたすべての領域を覆っている。結晶粒界76が残存しており、大形リップルの方向が高周波リップルの方向とは垂直であることに留意されたい。表1に列挙されたレーザパラメータを用い、レーザスポット高さをステンレス鋼対象物の表面の上方2.5mmとすることで、光学濃度が約L=20、a=/-2、b=/-2以下であり、幅広い視野角において均一な外観を有する商業的に望ましいマークが作製され、これが本発明の一実施形態においてこのステンレス鋼の特定の試料をマーキングするのに最適なレーザパラメータとなる。本発明の実施形態は、小形高周波リップルに垂直に形成され、金属表面の結晶粒組織を抹消する大形低周波リップルの生成を最小限におさえつつ、ステンレス鋼の結晶粒組織を維持する比較的小形の高周波リップルを生成する特定のレーザパラメータを決定してそれらを用いる。これらのレーザパラメータを用いてステンレス鋼をマーキングすることにより、商業的に望ましい外観を有し、CIE色度で測定される光学濃度が約L=20、a=/-2、b=/-2未満の均一な黒いマークが生成される。図2eは、レーザスポット高さをステンレス鋼対象物80の表面の上方4.3mmとし、表1に列挙されたレーザパラメータを用いて本発明の一実施形態によりマーキングされたステンレス鋼対象物を示している。この画像は、マーク上でフルエンスが増加する効果を示している。このフルエンスレベルでは、スケール84により示されているように、約800nmの周期の大形リップル82が形成される。大形リップル82は、高周波リップル42,52,62に対して直角に形成されているように見え、その空間的周期は高周波リップル42,52,62に比べてほぼ10倍大きい。図2fは、焦点高さを表面の上方4mmとし、表1に列挙されたレーザパラメータを用いたレーザパルスに曝されたステンレス鋼対象物90を示している。大形リップル92は、非常にまとめられており、それらが置き換えた小形高周波リップルの方向に対して垂直となり、ステンレス鋼における結晶粒界の印を取り去っていることに留意されたい。スケール94は、これらのリップルの周期が約800nmであることを示している。図2e及び図2fにおける表面マーキングは余分なレーザフルエンスFrに曝される。フルエンスの下限では、大形リップルがステンレス鋼の表面上にまとまり、商業的に望ましい特性を有する最適なマークとはならない。商業的に望ましい黒色は、L=20、a=/-2、b=/-2以下のCIE色度を有するマークとして定義される。図3aは、本発明の実施形態において作製されたレーザマーク102を有するステンレス鋼対象物100の一部の光学顕微鏡写真である。レーザパラメータは表1に示されたものであり、焦点高さを4.6mmとしている。表面に結晶粒界104がはっきりと存在することに留意されたい。倍率はスケール106により表されている。図3bは、より高い倍率116における同一のステンレス鋼対象物の断面110の光学顕微鏡写真であり、その結晶粒界114がはっきりと見えるマーク112を示している。図4aは、表1に示されるレーザパラメータを用いた本発明の一実施形態においてマーキングが施されたステンレス鋼対象物120の一部のSEM画像である。この領域120は商業的に望ましい黒色で均一にマーキングされ、この領域120には結晶粒界122がはっきりと画定される。この画像の倍率はスケール124により示されている。図4bは、図4aに示される同一のマーキングされたステンレス鋼対象物130をより高い倍率138で示す拡大SEM画像である。この領域130は、小形高周波リップル132が部分的に高周波リップル132に対して直角をなす大形低周波リップル134にまとめられている領域に接する小形高周波リップル132を有する領域を示している。概して結晶粒界136が目に見えることに留意されたい。図4cは、図4a及び図4bをより高い倍率148にした同一のマーキングされたステンレス鋼対象物の一部140のSEM画像であり、小形高周波リップル142の領域と、小形高周波リップルが大形低周波リップル144で置き換えられている領域と、その間の明確な結晶粒界146とを示している。図4dは、図4a、図4b、及び図4cに示された同一のマーキングされたステンレス鋼対象物の一部150の倍率154における拡大SEM画像である。この画像は、表面テクスチャ152が、左下方から右上方に走る小形の高周波リップルを有する、マーキングされたステンレス鋼の一部150を示している。このプロセスにより、図示されるような節状のテクスチャを有する表面テクスチャ152が生成され、これは表面の光閉じ込め特性及びその黒い外観に寄与する。これらの画像は、本発明の実施形態における最適なマーキングパラメータを表している。図5は、表1に示されるレーザパラメータを用いた本発明の一実施形態によりマーキングされたステンレス鋼対象物160の一部をスケール162により示されている倍率で示すSEM画像である。この画像において、レーザパラメータは、マーキングを見えるようにするために必要とされる最小限のフルエンスFuよりも少し大きなフルエンスFを照射するように調整されている。画定された結晶粒界172の内部に小形高周波リップルの領域164,166,168,170があることに留意されたい。また、領域164と領域166,168,170との間のリップルの大きさの差が金属表面におけるレーザパルス偏光と結晶方位との間の関係を示していることに留意されたい。図6は、大形リップルが生じ始める閾値Frを超えるようにレーザフルエンスが調整され、スケール202により示される倍率である点を除き、表1に示されるレーザパラメータを用いた本発明の一実施形態によりマーキングされたステンレス鋼対象物200の一部のSEM画像である。この画像は、小形高周波リップル204に対して直角をなす大形低周波リップル206に置き換えられつつある小形高周波リップル204を示している。また、低周波リップル206は結晶粒界208を取り去りつつある。また、表面に対するアブレーションダメージにより生じたクレータ210が示されている。これらの点においてレーザフルエンスは損傷閾値Fsを上回っている。これらのフルエンスにより、マークの外観が不均一になり視野角が制限されることとなる。図7は、ステンレス鋼試料の損傷閾値Fsを超えるようにレーザフルエンスが調整され、スケール214により示される倍率である点を除き、表1に示されるレーザパラメータを用いた本発明の一実施形態によりマーキングされたステンレス鋼対象物212の一部のSEM画像である。この画像では、ステンレス鋼対象物の損傷閾値Fsを大きく超えるフルエンスFを提供するようにレーザパラメータが調整されている。この画像は、損傷していない表面218に隣接したアブレーション損傷領域216を示している。このフルエンスを用いて作製されたマークは、広範囲にわたる表面の損傷と不規則な外観を呈する。表1は、ステンレス鋼に商業的に望ましいマークを作製するために本発明の一実施形態により使用されるレーザパラメータを示している。レーザ種類とは、レーザパルスを生成するために使用される技術をいう。本実施形態においては、ダイオード励起固体Q-スイッチNd:YVO4レーザを用いてレーザパルスが生成される。本発明の実施形態において使用できるレーザパルスは、ファイバレーザや固体レーザとファイバレーザの組み合わせなどの他のレーザ技術により生成することができる。波長とは、レーザパルスの波長をいう。典型的には、レーザは、実質的に単色のパルスを生成し、レーザにより生成される波長はすべて単一の波長この場合においては1064nmの辺りに密接に集められている。高調波周波数生成によりレーザ波長を変化させることができ、レーザの周波数を2倍又は3倍にして出力パルスの波長をそれぞれ532nm又は355nmにするために非線形結晶が用いられる。周波数が2倍又は3倍にされたレーザパルスを本発明の実施形態において用いることができる。パルス持続時間とは、そのパルスにおけるエネルギーの時間的分布をいう。上述したように、パルス持続時間は、ガウス形のような単純な形状に対しては単純な半値全幅FWHMにより測定することができ、より複雑な形状に対しては積分二乗法により測定することができる。レーザパワーは、レーザにより出射されたパワーをいくつかのパルスを包含する期間にわたって合計しそのパワーを平均して平均レーザパワーの値を得ることにより測定される。繰り返し率とは、レーザパルスがレーザから出射される速度をいう。典型的には、レーザにおいては、レーザ繰り返し率とレーザパワーとの間に反比例の関係があり、パルス繰り返し率が早くなると、パルス当たりのレーザパワーが低くなる。レーザ速度とは、ワークピースに対してレーザビームが移動する速度をいう。レーザパルスがレーザから出射されレーザ光学系を通ってワークピースに至るまでに通った経路をレーザビームと定義する。本発明の一実施形態は、その上にマーキングされる対象物が固定される運動制御ステージをレーザビームステアリング光学系とともに用いて、レーザがパルス化されているときにレーザビームがワークピースに対して移動するように、レーザビームをワークピースに向ける。バイトサイズとは、連続するレーザパルス間の距離をワークピースの表面上で測定したものをいう。バイトサイズは繰り返し率とレーザ速度の関数である。本発明の一実施形態は、ステンレス鋼の上にマーキングを施す。これらのマーキングを生じさせるために、Fuをステンレス鋼基板のレーザ変質閾値、Frを大形低周波リップルが小形高周波リップルに置き換わり始めるフルエンス、Fsを表面層に対する損傷閾値とすると、レーザフルエンスはFu<F<Fr<Fsを満たさなければならない。Fu、Fr、及びFsは実験により得られるものであり、選択されたレーザのフルエンスであって、基板の表面層がレーザエネルギーにより変質される兆候が見え始めるフルエンスFu、大形リップルが発生するフルエンスFr、及びマーキングを阻害する損傷が始まるフルエンスFsを表している。10psのIRパルスについて、実験では、ステンレス鋼に対するFuは約47mJ/cm2、Frは約62mJ/cm2、及びFsは約73mJ/cm2であることがわかった。図8は、レーザフルエンス222と、非マーキング224と、商業的に望ましいマーキング226と、望ましくないマーキング228と、損傷230との間の関係を示すチャート220である。線量を計算及び測定することが難しいため、バイトサイズ及びピッチが一定に維持されると仮定して、フルエンスが指示パラメータとして用いられる。バイトサイズ及びピッチを一定に維持することにより線量がフルエンスと比例するようになる。例えば、異なるパルス持続時間及びレーザ波長はそれぞれFu、Fr、及びFsに対応する値を持っており、それらの値を処理に先立って決定しておく必要がある。これらのレーザパラメータに対して実際に使用される閾値を実験的に決めてもよい。同様に、ステンレス鋼材料の異なる試料を異なる方法でレーザパルスに反応させて、これにより特定のステンレス鋼対象物に対して使用される正確なレーザパラメータを処理に先立って決定する。また、表面にマーキングを施すためにピコ秒IR波長レーザパルスを用いる本発明の一実施形態によりステンレス鋼のレーザマーキングを実現することもできる。この態様においては、ステンレス鋼の表面で少なくとも2つの異なる手法でレーザフルエンスを変化させることによりグレースケール濃度が変化するマークが作製される。上述したように、ステンレス鋼の表面の上方又は下方で焦点を位置決めすることにより、表面でフルエンスを変化させることができる。グレースケールを制御するもう1つの方法は、所望のパターンをマーキングする際にバイトサイズ又はラインピッチを変化させることにより、ステンレス鋼の表面での総線量を変化させることである。バイトサイズを変化させるとは、レーザビームが対象物に対して相対運動しているときに、パルスが到達する際の連続するパルス間の相対的な位置を調整することをいう。レーザ繰り返し率、レーザビームと対象物との間の相対運動の速度、又はこれら両方を変化させることにより、バイトサイズを調整することができる。ラインピッチを変化させるとは、隣接するラインに沿ってレーザビームを走査したときに様々な度合いの重なりを実現するために、マーキングされたライン間の距離を調整することをいう。また、レーザパラメータの中でも特にレーザパワー、レーザパルス持続時間、又はスポットサイズを変化させることによりフルエンスを変化させることもできる。本発明の上述した実施形態の詳細に対して、その基本的な原理から逸脱することなく多くの変更がなされてもよいことは当業者には明白であろう。したがって、本発明の範囲は、以下の特許請求の範囲によってのみ決定されるべきである。"