激光加工裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及激光加工裝置，更加詳細(xì)地，涉及借助色差和色散來調(diào)節(jié)具有激光啁啾(chirped laser)特性的極超短波的激光的各波長的焦點(diǎn)的位置和各波長到達(dá)物體的時(shí)間，來可體現(xiàn)具有所希望的長度的焦點(diǎn)深度(Depth Of Focus)等的效果，并由于能夠以符合加工工序的特性的方式調(diào)節(jié)焦點(diǎn)的移動方向和速度，因而可加工具有高縱橫比的形狀的激光加工裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]這部分所述的內(nèi)容僅僅提供本發(fā)明的實(shí)施例的背景信息，并不構(gòu)成現(xiàn)有技術(shù)。
[0003]通常，為了準(zhǔn)確加工需要高精密度的微細(xì)結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)對象物，周知的方法有利用紫外線激光的激光加工方法。
[0004]準(zhǔn)分子激光借助稀類氣體及鹵素的混合氣體的放電，來可使單脈沖(15至35ns)的紫外線光振動。其振動能量為100mJ/pulse，脈沖重復(fù)頻率為1Hz至500Hz。此時(shí)，當(dāng)準(zhǔn)分子激光等的高亮度紫外線光放射于樹脂聚合物的表面時(shí)，實(shí)施燒蝕光分解(APD ；ablativephotodecomposit1n)，來使得被照射的部分與等離子福射及沖擊噪音一同分散并被分解，從而可實(shí)施聚合物樹脂的所謂的激光燒蝕(ablat1n)加工。
[0005]借助通常在激光加工中所使用的釔鋁石榴石(YAG)激光，雖然能夠進(jìn)行鉆削，但具有邊緣面粗糙的傾向。并且，作為紅外線的二氧化碳(C02)激光，則具有在各孔的圓周形成弧坑的缺點(diǎn)。
[0006]在此情況下，激光加工的類型為將光能轉(zhuǎn)換為熱能來執(zhí)行加工的所謂激光熱加工。最終，所加工的形狀容易被毀壞，因而難以形成精密的加工。相反，使用準(zhǔn)分子激光的燒蝕加工則借助碳原子的共價(jià)鍵的沸騰的光化學(xué)反應(yīng)來實(shí)施升華蝕刻。因此，所加工的形狀不易被破損，能夠?qū)嵤┓浅＞艿募庸ぁ?br>[0007]在此情況下，燒蝕加工意味著以不調(diào)整液相的狀態(tài)的方式，基于使用激光來執(zhí)行升華加工的方法。
[0008]尤其，在噴墨技術(shù)學(xué)及其技術(shù)領(lǐng)域，激光燒蝕加工的實(shí)際利用在近些年明顯得到發(fā)展，并被該技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員視為嶄新的方法。
[0009]并且，隨著實(shí)施利用準(zhǔn)分子激光的激光加工，以下事項(xiàng)被周知。S卩，在所輻射的激光的振動脈沖方面，準(zhǔn)分子激光(即，前述的紫外線激光)的每脈沖的震動脈沖為數(shù)十毫微秒，釔鋁石榴石激光的紫外線調(diào)和振動為約100微微秒至數(shù)毫微秒。但是，向作業(yè)片輻射的激光束的光能并不全部使用于切斷原子的共價(jià)鍵。
[0010]此時(shí)，由于存在不使用于切斷原子的共價(jià)鍵的光能，因而作業(yè)片中的進(jìn)行激光加工的部分在完全被分解之前分散。因而，在進(jìn)行激光加工的部分的圓周面形成副產(chǎn)物。
[0011]并且，不使用于切斷原子的共價(jià)鍵的光能的一部分將轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?。按振動脈沖來講，準(zhǔn)分子激光的能量密度最大能夠達(dá)到100兆瓦。因此，難以對具有高熱傳遞率的金屬、陶瓷及(如硅等)礦物以及具有低光吸收率的石英及玻璃進(jìn)行加工。升華燒蝕方法可主要用于有機(jī)樹脂材料。
[0012]這些成為了當(dāng)使用準(zhǔn)分子激光時(shí)有可能產(chǎn)生的必然現(xiàn)象。因此，提出了不對實(shí)際所使用的寫磁頭產(chǎn)生不利影響的多種技術(shù)。
[0013]并且，由于轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮艿囊徊糠止饽?，因而存在?dāng)作業(yè)片被加工時(shí)有可能膨脹或容易部分熔融的憂慮。因此，應(yīng)使用具有高玻璃轉(zhuǎn)化點(diǎn)的材料或具有低加工強(qiáng)度的材料。
[0014]韓國公開專利公報(bào)第2001-0007596號(2001.01.26.公開，發(fā)明名稱:激光加工方法，利用該激光加工方法來制造噴墨寫磁頭的方法及借助該制造方法制造的噴墨寫磁頭)公開了本發(fā)明的【背景技術(shù)】。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0015](一)要解決的技術(shù)問題
[0016]本發(fā)明的目的在于，提供通過色差和色散調(diào)節(jié)具有激光啁啾(chirped laser)特性的極超短波的激光的各波長的焦點(diǎn)的位置和各波長到達(dá)物體的時(shí)間，來可體現(xiàn)如具有所希望的長度的焦點(diǎn)深度(Depth Of Focus)等的效果，并由于能夠以符合加工工序的特性的方式調(diào)節(jié)焦點(diǎn)的移動方向和速度，因而可加工具有高縱橫比的形狀的激光加工裝置。
[0017](二)技術(shù)方案
[0018]本發(fā)明的一實(shí)施方式的激光加工裝置的特征在于，包括:激光產(chǎn)生部，使多個(gè)波長同時(shí)振動，來產(chǎn)生具有激光啁啾特性的極超短波的激光；激光放大部，用于放大在激光產(chǎn)生部所產(chǎn)生的激光；色散調(diào)節(jié)部，用于調(diào)節(jié)從激光放大部輸出的激光的啁啾和脈沖寬度；以及光學(xué)集成部，用于調(diào)節(jié)在色散調(diào)節(jié)部中啁啾和脈沖寬度被調(diào)節(jié)的上述激光的焦點(diǎn)深度，并向加工體照射所調(diào)節(jié)的激光。
[0019]本發(fā)明的特征在于，還包括脈沖拾取器，上述脈沖拾取器用于根據(jù)控制部的控制來選擇從激光產(chǎn)生部和色散調(diào)節(jié)部輸出的激光的脈沖數(shù)和間隔。
[0020]本發(fā)明的特征在于，激光產(chǎn)生部利用單模光纖來使多個(gè)波長同時(shí)振動，并以多個(gè)波長之間的相位差作為設(shè)定值來進(jìn)行鎖模，從而產(chǎn)生具有微微秒以下的脈沖寬度的極超短波的激光。
[0021]本發(fā)明的特征在于，色散調(diào)節(jié)部為透射型色散介質(zhì)或光柵裝置中的至少一個(gè)。
[0022]本發(fā)明的特征在于，色散調(diào)節(jié)部用于調(diào)節(jié)激光的各波長到達(dá)物體的時(shí)間。
[0023]本發(fā)明的特征在于，光學(xué)集成部為包括色散介質(zhì)的光學(xué)系統(tǒng)。
[0024]本發(fā)明的特征在于，光學(xué)集成部通過調(diào)節(jié)透鏡的色差或激光的光學(xué)數(shù)值孔徑來調(diào)節(jié)激光的焦點(diǎn)深度。
[0025](三)有益效果
[0026]如上所述，本發(fā)明的實(shí)施例的激光加工裝置通過色差和色散調(diào)節(jié)具有激光啁啾特性的極超短波的激光的各波長的焦點(diǎn)的位置和各波長到達(dá)物體的時(shí)間，來可體現(xiàn)如具有所希望的長度的焦點(diǎn)深度等的效果，并能夠以符合加工工序的特性的方式調(diào)節(jié)焦點(diǎn)的移動方向和速度，從而不僅可加工具有高縱橫比的形狀，還可防止在進(jìn)行激光加工的過程中生成副產(chǎn)物。
【附圖說明】
[0027]圖1為本發(fā)明的一實(shí)施例的激光加工裝置的結(jié)構(gòu)框圖。
[0028]圖2為用于說明在本發(fā)明的一實(shí)施例的激光加工裝置中的基于色差的焦點(diǎn)深度的調(diào)節(jié)狀態(tài)的圖。
[0029]圖3為用于說明在本發(fā)明的一實(shí)施例的激光加工裝置中的基于激光束的大小的焦點(diǎn)深度的變化的圖。
[0030]附圖標(biāo)記說明:
[0031]10:激光產(chǎn)生部 20:激光放大部
[0032]30:光學(xué)集成部 37:光學(xué)系統(tǒng)
[0033]40:色散調(diào)節(jié)部 50:脈沖拾取器
[0034]60:控制部 70:加工體
[0035]80:伺服臺
【具體實(shí)施方式】
[0036]本發(fā)明的目的在于，提供通過色差和色散調(diào)節(jié)具有激光啁啾(chirped laser)特性的極超短波的激光的各波長的焦點(diǎn)的位置和各波長到達(dá)物體的時(shí)間，來可體現(xiàn)如具有所希望的長度的焦點(diǎn)深度(Depth Of Focus)等的效果，并由于能夠以符合加工工序的特性的方式調(diào)節(jié)焦點(diǎn)的移動方向和速度，因而可加工具有高縱橫比的形狀的激光加工裝置。
[0037]以下，參照附圖，對本發(fā)明的一實(shí)施例的激光加工裝置進(jìn)行說明。在此過程中，為了明確及便于進(jìn)行說明，附圖中所示出的線的厚度或結(jié)構(gòu)要素的大小有可能被夸張。
[0038]并且，后述中的術(shù)語作為考慮本發(fā)明中的功能而定義的術(shù)語，可根據(jù)使用人員、應(yīng)用人員的意圖或慣例而不同。因此，對于這種術(shù)語的定義應(yīng)基于本說明書的全部內(nèi)容來定義。
[0039]圖1為本發(fā)明的一實(shí)施例的激光加工裝置的結(jié)構(gòu)框圖，圖2為用于說明在本發(fā)明的一實(shí)施例的激光加工裝置中的基于色差的焦點(diǎn)深度的調(diào)節(jié)狀態(tài)的圖，圖3為用于說明在本發(fā)明的一實(shí)施例的激光加工裝置中的基于激光束的大小的焦點(diǎn)深度的變化的圖。
[0040]如圖1所示，本發(fā)明的一實(shí)施例的激光加工裝置的特征在于，包括激光產(chǎn)生部10、色散調(diào)節(jié)部40及光學(xué)集成部30等，以及包括激光放大部20、脈沖拾取器50及控制部60。
[0041]激光產(chǎn)生部10使多個(gè)波長同時(shí)振動，來產(chǎn)生具有激光啁啾特性的極超短波激光。
[0042]此時(shí)，激光產(chǎn)生