特開 2024-168434 干渉光生成方法及び干渉光生成装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024168434

(43)【公開日】2024-12-05

(54)【発明の名称】干渉光生成方法及び干渉光生成装置

(51)【国際特許分類】

   B23K 26/066 20140101AFI20241128BHJP

   G02B 5/32 20060101ALI20241128BHJP

【ＦＩ】

B23K26/066

G02B5/32

【審査請求】未請求

【請求項の数】15

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023085124

(22)【出願日】2023-05-24

(71)【出願人】

【識別番号】000236436

【氏名又は名称】浜松ホトニクス株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100088155

【弁理士】

【氏名又は名称】長谷川 芳樹

(74)【代理人】

【識別番号】100113435

【弁理士】

【氏名又は名称】黒木 義樹

(74)【代理人】

【識別番号】100140442

【弁理士】

【氏名又は名称】柴山 健一

(74)【代理人】

【識別番号】100148013

【弁理士】

【氏名又は名称】中山 浩光

(72)【発明者】

【氏名】倉田 将輝

(72)【発明者】

【氏名】小林 覚

(72)【発明者】

【氏名】川合 一希

(72)【発明者】

【氏名】酒井 浩一

(72)【発明者】

【氏名】栗田 隆史

(72)【発明者】

【氏名】渡利 威士

(72)【発明者】

【氏名】木根 悠太

【テーマコード（参考）】

2H249

4E168

【Ｆターム（参考）】

2H249CA15

2H249CA28

4E168DA46

4E168DA47

4E168EA05

4E168EA06

4E168EA19

(57)【要約】

【課題】所望の干渉光のパターンを高い自由度で精度良く形成できると共に、レーザ光と開口との精密なアライメントが不要となる干渉光生成方法及び干渉光生成装置を提供する。
【解決手段】この干渉光生成方法では、基材１５を第１のレーザ光ＬＡの光路に配置し、第１のレーザ光ＬＡを分割した複数の第１の光束Ｌ１を基材１５に照射することで、基材１５に複数の第１の光束Ｌ１の照射位置に対応する複数の開口Ｐを形成してフィルタ６を作製し、フィルタ６の複数の開口Ｐのそれぞれを当該複数の開口Ｐに対応する複数の第１の光束Ｌ１の光軸上に維持した状態で、第２のレーザ光ＬＢを複数の第１の光束Ｌ１と同一の光軸の複数の第２の光束Ｌ２に分割し、複数の開口Ｐのそれぞれを通過させた複数の第２の光束Ｌ２を互いに干渉させることで干渉光Ｌｓを生成する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

フィルタ形成用の基材を第１のレーザ光の光路に配置する配置工程と、
前記第１のレーザ光を複数の第１の光束に分割し、当該複数の第１の光束を前記基材に照射することで、前記基材に前記複数の第１の光束の照射位置に対応する複数の開口を形成してフィルタを作製する作製工程と、
前記フィルタの前記複数の開口のそれぞれを当該複数の開口に対応する前記複数の第１の光束の光軸上に維持した状態で、第２のレーザ光を前記複数の第１の光束と同一の光軸の複数の第２の光束に分割し、前記複数の開口のそれぞれを通過させた前記複数の第２の光束を互いに干渉させることで干渉光を生成する生成工程と、を含む干渉光生成方法。

【請求項2】

前記作製工程では、前記第１のレーザ光の前記複数の第１の光束への分割及び前記第２のレーザ光の前記複数の第２の光束への分割に、空間光変調器によって提示されるホログラムパターンを用いる、請求項１記載の干渉光生成方法。

【請求項3】

前記作製工程では、前記ホログラムパターンに前記複数の開口のサイズを拡大するための位相パターンを重畳する、請求項２記載の干渉光生成方法。

【請求項4】

前記ホログラムパターンに基づいて前記基材上における前記複数の第１の光束のｎ次回折光及び（ｎ＋１）次回折光の輝点位置を算出し、前記ｎ次回折光及び前記（ｎ＋１）次回折光の輝点位置間の任意の位置に至るように、前記ｎ次回折光に対応する開口のサイズを決定する決定工程を含む、請求項２記載の干渉光生成方法。

【請求項5】

前記ホログラムパターンに基づいて前記基材上における前記複数の第１の光束のｎ次回折光及び（ｎ＋１）次回折光の輝点位置及び強度をそれぞれ算出し、前記ｎ次回折光の輝点位置から前記開口の縁までの距離と前記開口の縁から前記（ｎ＋１）次回折光の輝点位置までの距離との比が、前記ｎ次回折光の強度と前記（ｎ＋１）次回折光との強度との比となるように、前記ｎ次回折光に対応する開口のサイズを決定する決定工程を含む、請求項２記載の干渉光生成方法。

【請求項6】

前記基材において前記複数の開口の形成に必要な前記第１のレーザ光の強度を算出する算出工程を含む、請求項１記載の干渉光生成方法。

【請求項7】

前記作製工程における前記第１のレーザ光の強度は、前記生成工程における前記第２のレーザ光の強度よりも大きい、請求項１記載の干渉光生成方法。

【請求項8】

前記作製工程では、前記複数の第１の光束のみを用いて前記複数の開口を形成する、請求項１記載の干渉光生成方法。

【請求項9】

前記作製工程では、前記複数の開口のそれぞれを断面円形に形成する、請求項１記載の干渉光生成方法。

【請求項10】

前記作製工程で作製した前記複数の開口のサイズの設定値からのずれ量が閾値を超えているか否かを判別する判別工程と、
前記判別工程において前記複数の開口のサイズの設定値からのずれ量が前記閾値を超えていると判断された場合に、前記複数の開口のサイズを再調整する再調整工程と、を含む、請求項１記載の干渉光生成方法。

【請求項11】

前記作製工程では、前記第１のレーザ光の前記複数の第１の光束への分割及び前記第２のレーザ光の前記複数の第２の光束への分割に、空間光変調器によって提示されるホログラムパターンを用い、
前記再調整工程では、前記ホログラムパターンを変化させた後、前記複数の第１の光束を前記基材に再照射する、請求項１０記載の干渉光生成方法。

【請求項12】

前記再調整工程では、前記基材の位置を前記複数の第１の光束の光軸に沿って変化させた後、前記複数の第１の光束を前記基材に再照射する、請求項１０記載の干渉光生成方法。

【請求項13】

前記配置工程では、長尺の基材の一領域を前記複数の第１の光束の光軸上に繰り出す、請求項１記載の干渉光生成方法。

【請求項14】

前記生成工程で生成された前記干渉光を対象物に照射して前記対象物を加工する加工工程を更に含む、請求項１～１３のいずれか一項記載の干渉光生成方法。

【請求項15】

第１のレーザ光及び第２のレーザ光を出力する光源と、
前記第１のレーザ光の光路に配置されるフィルタ形成用の基材と、
前記第１のレーザ光を複数の第１の光束に分割し、前記第２のレーザ光を複数の第２の光束に分割する光分割部と、
前記光源の動作を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、
前記複数の第１の光束を前記基材に照射することで、前記基材に前記複数の第１の光束の照射位置に対応する複数の開口を形成してフィルタを作製し、
前記フィルタの前記複数の開口のそれぞれを当該複数の開口に対応する前記複数の第１の光束の光軸上に維持した状態で、前記第２のレーザ光を前記複数の第１の光束と同一の光軸の前記複数の第２の光束に分割し、前記複数の開口のそれぞれを通過させた前記複数の第２の光束を互いに干渉させることで干渉光を生成する、干渉光生成装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、干渉光生成方法及び干渉光生成装置に関する。

【背景技術】

【0002】

例えば対象物の表面或いは内部に微細加工を施すレーザ加工の分野では、多点同時加工を可能にするための干渉光生成技術が注目されている。かかる干渉光生成技術では、例えばレーザ光を複数の光束に分割し、複数の光束同士を互いに干渉させることで、所望のパターン（周期的な二次元強度分布）を有する干渉光を生成する。

【0003】

干渉光生成技術としては、例えば特許文献１に記載のパターン化干渉光生成装置がある。このパターン化干渉光生成装置は、レーザ光源と、ホログラムパターンの提示によってレーザ光の波面を制御する波面制御部と、波面制御光を目標位置に結像する結像光学系と、結像光学系の集光部分に配置されたフィルタと、結像光学系の集光部分に所望次数の輝点が複数生成されるようにホログラムパターンを制御する制御部とを備えている。フィルタには、複数の所望次数の輝点に対して放射状に延在する長尺形状の複数のスリットが形成されている。これにより、輝点の位置が長尺形状のスリットを通過する範囲内であれば、フィルタを交換することなく干渉光の周期的な二次元強度分布を変更することができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１４－１２４６４５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

上述のような干渉光生成技術では、フィルタに形成する開口の形状及び位置が非常に重要となる。開口に入射するレーザ光のビーム径に対して、開口の形状及び位置が適切でない場合、通過させるべき光が開口でカットされる、或いはカットすべき光が開口を通過するといった理由で、得られる干渉光のパターンが所望のパターンからずれてしまうため、パターンの設計自由度が阻害されることが課題となっていた。また、得られる干渉光のパターンを変更する場合、レーザ光のビーム径などの変更に応じて、開口の形状及び位置が異なるフィルタを用意する必要があるが、レーザ光が開口を適切に通過するように高い精度でのアライメントが都度要求されることとなる。

【0006】

本開示は、上記課題の解決のためになされたものであり、所望の干渉光のパターンを高い自由度で精度良く形成できると共に、レーザ光と開口との精密なアライメントが不要となる干渉光生成方法及び干渉光生成装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本開示の一側面に係る干渉光生成方法は、フィルタ形成用の基材を第１のレーザ光の光路に配置する配置工程と、第１のレーザ光を複数の第１の光束に分割し、当該複数の第１の光束を基材に照射することで、基材に複数の第１の光束の照射位置に対応する複数の開口を形成してフィルタを作製する作製工程と、フィルタの複数の開口のそれぞれを当該複数の開口に対応する複数の第１の光束の光軸上に維持した状態で、第２のレーザ光を複数の第１の光束と同一の光軸の複数の第２の光束に分割し、複数の開口のそれぞれを通過させた複数の第２の光束を互いに干渉させることで干渉光を生成する生成工程と、を含む。

【0008】

この干渉光生成方法では、第１のレーザ光を分割して複数の第１の光束とし、これらの第１の光束を基材に照射して複数の開口を形成することでフィルタを作製する。これにより、第１のレーザ光に対する単一の光学系で基材に複数の開口を形成できるため、所望の干渉光のパターンを高い自由度で精度良く形成できる。また、この干渉光生成方法では、第２のレーザ光を複数の第１の光束と同一の光軸の複数の第２の光束に分割し、複数の開口のそれぞれを通過させた複数の第２の光束を互いに干渉させることで干渉光を生成する。つまり、この方法では、干渉光の生成にあたって、その場で干渉光生成用のフィルタを作製するのであり、フィルタの作製後に複数の第２の光束をそのまま複数の開口に通すことができる。したがって、生成する干渉光のパターンを変更する場合であっても、レーザ光と開口との精密なアライメントが不要となる。

【0009】

作製工程では、第１のレーザ光の複数の第１の光束への分割及び第２のレーザ光の複数の第２の光束への分割に、空間光変調器によって提示されるホログラムパターンを用いてもよい。この場合、空間光変調器によって提示されるホログラムパターンを用いて、所望の干渉光のパターンに応じた第１の光束及び第２の光束の生成（第１のレーザ光及び第２のレーザ光の波面制御）を容易に実施できる。

【0010】

作製工程では、ホログラムパターンに複数の開口のサイズを拡大するための位相パターンを重畳してもよい。これにより、生成工程で第２の光束が干渉しない適切なサイズの開口を容易に形成できる。

【0011】

ホログラムパターンに基づいて基材上における複数の第１の光束のｎ次回折光及び（ｎ＋１）次回折光の輝点位置を算出し、ｎ次回折光及び（ｎ＋１）次回折光の輝点位置間の任意の位置に至るように、ｎ次回折光に対応する開口のサイズを決定する決定工程を含んでいてもよい。これにより、ｎ次回折光に対応する開口のサイズを適切に決定できる。

【0012】

ホログラムパターンに基づいて基材上における複数の第１の光束のｎ次回折光及び（ｎ＋１）次回折光の輝点位置及び強度をそれぞれ算出し、ｎ次回折光の輝点位置から開口の縁までの距離と開口の縁から（ｎ＋１）次回折光の輝点位置までの距離との比が、ｎ次回折光の強度と（ｎ＋１）次回折光との強度との比となるように、ｎ次回折光に対応する開口のサイズを決定する決定工程を含んでいてもよい。これにより、ｎ次回折光に対応する開口のサイズを適切に決定できる。

【0013】

基材において複数の開口の形成に必要な第１のレーザ光の強度を算出する算出工程を含んでいてもよい。この場合、適切な強度で第１の光束による開口の形成を実施できる。

【0014】

作製工程における第１のレーザ光の強度は、生成工程における第２のレーザ光の強度よりも大きくてもよい。これにより、干渉光の生成の際に第２の光束が開口に干渉することを抑制できる。

【0015】

作製工程では、複数の第１の光束のみを用いて複数の開口を形成してもよい。この場合、第１の光束のみが開口の形成に寄与することで、干渉光の生成の際に干渉光の生成に寄与しない余分な光束が開口を通過することを抑制できる。

【0016】

作製工程では、複数の開口のそれぞれを断面円形に形成してもよい。この場合、複数の開口のそれぞれが矩形状などの他の形状を有する場合に比べて、生成される干渉光のノイズを低減できる。

【0017】

作製工程で作製した複数の開口のサイズの設定値からのずれ量が閾値を超えているか否かを判別する判別工程と、判別工程において複数の開口のサイズの設定値からのずれ量が閾値を超えていると判断された場合に、複数の開口のサイズを再調整する再調整工程と、を含んでいてもよい。この場合、開口のサイズが適切に再調整されることで、所望の干渉光のパターンを精度良く形成できる。

【0018】

作製工程では、第１のレーザ光の前記複数の第１の光束への分割及び前記第２のレーザ光の前記複数の第２の光束への分割に、空間光変調器によって提示されるホログラムパターンを用い、再調整工程では、ホログラムパターンを変化させた後、複数の第１の光束を基材に再照射してもよい。この場合、開口のサイズの再調整にあたって基材の移動などが不要となるため、開口のサイズの再調整を簡便に実施できる。

【0019】

再調整工程では、基材の位置を複数の第１の光束の光軸に沿って変化させた後、複数の第１の光束を基材に再照射してもよい。この場合、開口のサイズの再調整を短時間で簡便に実施できる。

【0020】

配置工程では、長尺の基材の一領域を複数の第１の光束の光軸上に繰り出してもよい。このような手法によれば、第１の光束の光軸に対して長尺の基材の配置領域をずらしていくことで、レーザ光の光軸方向に対する基材の位置を変えることなく、複数の第１の光束に対して基材の新しい領域（開口の無い領域）を配置することができる。したがって、干渉光のパターンを変更する際に、その場でのフィルタの生成を簡便に実施できる。

【0021】

生成工程で生成された干渉光を対象物に照射して対象物を加工する加工工程を更に含んでいてもよい。この場合、精度の良いパターンを有する干渉光を用いて対象物の加工を好適に実施できる。

【0022】

本開示の一側面に係る干渉光生成装置は、第１のレーザ光及び第２のレーザ光を出力する光源と、第１のレーザ光の光路に配置されるフィルタ形成用の基材と、第１のレーザ光を複数の第１の光束に分割し、第２のレーザ光を複数の第２の光束に分割する光分割部と、光源の動作を制御する制御部と、を備え、制御部は、複数の第１の光束を基材に照射することで、基材に複数の第１の光束の照射位置に対応する複数の開口を形成してフィルタを作製し、フィルタの複数の開口のそれぞれを当該複数の開口に対応する複数の第１の光束の光軸上に維持した状態で、第２のレーザ光を複数の第１の光束と同一の光軸の複数の第２の光束に分割し、複数の開口のそれぞれを通過させた複数の第２の光束を互いに干渉させることで干渉光を生成する。

【0023】

この干渉光生成装置では、第１のレーザ光を分割して複数の第１の光束とし、これらの第１の光束を基材に照射して複数の開口を形成することでフィルタを作製する。これにより、第１のレーザ光に対する単一の光学系で基材に複数の開口を形成できるため、所望の干渉光のパターンを高い自由度で精度良く形成できる。また、この干渉光生成装置では、第２のレーザ光を複数の第１の光束と同一の光軸の複数の第２の光束に分割し、複数の開口のそれぞれを通過させた複数の第２の光束を互いに干渉させることで干渉光を生成する。つまり、この装置では、干渉光の生成にあたって、その場で干渉光生成用のフィルタを作製するのであり、フィルタの作製後に複数の第２の光束をそのまま複数の開口に通すことができる。したがって、生成する干渉光のパターンを変更する場合であっても、レーザ光と開口との精密なアライメントが不要となる。

【発明の効果】

【0024】

本開示によれば、所望の干渉光のパターンを高い自由度で精度良く形成できると共に、レーザ光と開口との精密なアライメントが不要となる。

【図面の簡単な説明】

【0025】

【図1】本開示の一実施形態に係る干渉光生成装置を示す模式的な図である。

【図2】（ａ）は光分割部である空間光変調器が提示するホログラムパターンの一例を示す図であり、（ｂ）は集光位置での複数の輝点を示す図であり、（ｃ）は目標位置で生成される干渉光を示す図である。

【図3】（ａ）は光分割部である空間光変調器が提示するホログラムパターンの別例を示す図であり、（ｂ）は集光位置での複数の輝点を示す図であり、（ｃ）は目標位置で生成される干渉光を示す図である。

【図4】フィルタにおける開口のサイズと干渉光のパターンとの関係を示す図である。

【図5】（ａ）はフラットトップ型のレーザ光のビーム断面を示す図であり、（ｂ）はガウシアン型のレーザ光のビーム断面を示す図である。

【図6】本開示の一実施形態に係る干渉光生成方法を示すフローチャートである。

【図7】（ａ）はｎ次回折光に対する開口のサイズの決定の一例を示す模式的な図であり、（ｂ）はｎ次回折光に対する開口のサイズの決定の別例を示す模式的な図である。

【図8】配置工程を示す模式的な図である。

【図9】作製工程を示す模式的な図である。

【図10】（ａ）は断面長円形の開口を用いた場合の干渉光のパターンの一例を示す図であり、（ｂ）は断面円形の開口を用いた場合の干渉光のパターンの一例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0026】

以下、図面を参照しながら、本開示の一側面に係る干渉光生成方法及び干渉光生成装置の好適な実施形態について詳細に説明する。

【0027】

図１は、本開示の一実施形態に係る干渉光生成装置を示す模式的な図である。図１に示す干渉光生成装置１は、目標位置２に所望のパターン（周期的な二次元強度分布）を有する干渉光を生成する装置として構成されている。本実施形態では、目標位置２に対象物Ｓが配置され、干渉光Ｌｓによる対象物Ｓの表面の多点同時加工が実施可能となっている。図１に示すように、干渉光生成装置１は、光源３と、光分割部４と、結像光学系５と、フィルタ６（後述の基材１５）と、制御部７とを備えている。

【0028】

光源３は、目標位置２に向けて第１のレーザ光ＬＡ及び第２のレーザ光ＬＢを出力する装置である。光源３は、後述の第１の光束Ｌ１の出力及び第２の光束Ｌ２の出力を兼ねた光源であり、制御部７からの制御信号に基づいて、第１のレーザ光ＬＡ及び第２のレーザ光ＬＢのいずれかを切り替えて出力する。光源３としては、例えば数百ピコ秒から数フェムト秒のパルス幅を有するパルスレーザ光源を用いることができる。光源３から出力した第１のレーザ光ＬＡ及び第２のレーザ光ＬＢは、直接或いは所定の光学系を介して光分割部４に入力される。光源３は、波長を制御可能な単一のレーザ光源を有し、第１のレーザ光ＬＡの出力時と第２のレーザ光ＬＢの出力時との間で波長を変更するものであってもよい。また、光源３は、例えば互いに異なる波長のレーザ光を出力する複数のレーザ光源を有し、第１のレーザ光ＬＡ時と第２のレーザ光ＬＢの出力時との間で、複数のレーザ光源からのレーザ光の光路をミラー等で切り替える構成を有していてもよい。

【0029】

光分割部４は、第１のレーザ光ＬＡを複数の第１の光束Ｌ１に分割し、第２のレーザ光ＬＢを複数の第２の光束Ｌ２に分割する部分である。第１の光束Ｌ１は、基材１５を加工してフィルタ６を形成するフィルタ形成用の光束である。第２の光束Ｌ２は、目標位置２における干渉光形成用の光束であり、対象物Ｓの表面の加工に用いられる光束である。第１の光束Ｌ１及び第２の光束Ｌ２の詳細は、後述する。

【0030】

光分割部４としては、例えば位相変調型の空間光変調器（ＳＬＭ：Spatial Light Modulator）、デフォーマブルミラーなど、第１のレーザ光ＬＡ及び第２のレーザ光ＬＢの波面を動的に制御できるものを用いることができる。また、光分割部４としては、回折光学素子（ＤＯＥ：Diffractive Optical Element）など、第１のレーザ光ＬＡ及び第２のレーザ光ＬＢの波面を静的に制御できるものを用いることができる。空間光変調器、デフォーマブルミラー、及び回折光学素子は、透過型及び反射型のいずれであってもよい。空間光変調器は、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display型）、ＬＣＯＳ（Liquid Crystalon Silicon）型、ＭＥＭＳ（Micro Electron Mechanical Systems）型、光アドレス型、磁気光学型のいずれであってもよい。本実施形態では、光分割部４として、透過型かつＬＣＯＳ型の空間光変調器８が用いられている。

【0031】

空間光変調器８は、入力された第１のレーザ光ＬＡ及び第２のレーザ光ＬＢに対し、２次元配列された複数の画素において、レーザ光Ｌの波面（位相）を制御するホログラムパターンを呈示し、レーザ光Ｌの波面制御を実施する。ホログラムパターンは、数値計算によって求められるホログラム（ＣＧＨ：Computer Generated Hologram）であることが好ましい。空間光変調器８から出力される波面制御光（ここでは、複数の第１の光束Ｌ１又は複数の第２の光束Ｌ２）は、結像光学系５に入力される。

【0032】

結像光学系５は、空間光変調器８から出力される波面制御光を目標位置２に結像する光学系である。結像光学系５は、例えば一対のレンズ９，１０を有している。本実施形態では、結像光学系５は、縮小光学系である。レンズ９は、入力側焦点（焦点距離ｆ１）が空間光変調器８の出力面に位置するように配置されている。レンズ１０は、入力側焦点（焦点距離ｆ２）がレンズ９の出力側焦点（焦点距離ｆ１）に位置し、かつ出力側焦点（焦点距離ｆ２）が目標位置２に位置するように配置されている。このような配置により、レンズ９ではフーリエ変換が行われ、レンズ１０では逆フーリエ変換が行われる。

【0033】

フィルタ６は、干渉光形成用の光束である第２のレーザ光ＬＢのうち、所定次数の輝点のみを通過させる部分である。フィルタ６は、レンズ９，１０間において、結像光学系５の集光位置Ｆ、すなわち、レンズ９の出力側焦点（フーリエ面）及びレンズ１０の入力側焦点に配置されている。フィルタ６は、レンズ９の出力側焦点において、所望次数の輝点のみを通過させる複数の開口Ｐを有している。開口Ｐの断面形状は、円形、楕円形、多角形などの種々の形状を採り得るが、ここでは断面円形に形成されている。本実施形態では、フィルタ６は、所望次数の輝点として＋１次回折光のみを開口Ｐから通過させ、＋１次回折光以外の輝点をカットする。

【0034】

制御部７は、光源３及び光分割部４の動作を制御する部分である。物理的には、例えばＣＰＵ等のプロセッサ、ＲＡＭ、ＲＯＭ等の記憶媒体を備えて構成されている。制御部７は、表示部や入力部を一体に備えたスマートフォン或いはタブレット端末であってもよい。コンピュータは、マイクロコンピュータやＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）などで構成されていてもよい。

【0035】

本実施形態では、制御部７は、光源３から出力される第１のレーザ光ＬＡ及び第２のレーザ光ＬＢの出力条件（強度、繰返周波数など）を指示する指示信号を出力する。また、制御部７は、光分割部４を構成する空間光変調器８における波面制御量（位相変調量）を設定し、画素毎の波面制御量の設定信号を出力し、空間光変調器８が提示するホログラムパターンを制御する。なお、光分割部４を回折光学素子で構成する場合、回折光学素子には予め必要な微細パターンが形成されているため、制御部７による光分割部４の制御は不要となる。

【0036】

以上のような干渉光生成装置１では、例えば図２（ａ）及び図３（ａ）に示すようなホログラムパターン１１Ａ，１１Ｂの提示により、図２（ｂ）及び図３（ｂ）に示すような＋１次回折光１２Ａ，１２Ｂが結像光学系５の集光位置Ｆ（フィルタ６の位置）にそれぞれ生成される。フィルタ６によって０次光及び高次回折光がカットされ、開口Ｐを通過した＋１次回折光１２がレンズ１０によって逆フーリエ変換されることで、図２（ｃ）及び図３（ｃ）に示すような干渉光Ｌｓ１，Ｌｓ２が目標位置２に生成される。

【0037】

図２（ａ）のホログラムパターン１１Ａによって形成される図２（ｂ）の４つの＋１次回折光１２Ａは、図３（ａ）のホログラムパターン１１Ａによって形成される図３（ｂ）の４つの＋１次回折光１２Ｂと比較して、中心に対する間隔が狭くなっている。図２（ｃ）及び図３（ｃ）に示すように、４つの＋１次回折光１２Ａ，１２Ｂの中心に対する間隔を狭くすると、目標位置２における干渉光Ｌｓ１，Ｌｓ２の周期的な二次元強度分布の周期間隔が広がることが分かる。このように、干渉光生成装置１では、干渉光形成用の光束である第２のレーザ光ＬＢに対して提示するホログラムパターンの制御により、目標位置２において様々なパターンの周期的な二次元強度分布を有する干渉光Ｌｓを生成することができる。

【0038】

干渉光生成装置１では、フィルタ６に形成する開口Ｐの形状及び位置が非常に重要となる。例えば開口Ｐに入射するレーザ光（第２の光束Ｌ２）のビーム径に対して、開口Ｐの形状及び位置が適切でない場合、通過させるべき光が開口Ｐでカットされる、或いはカットすべき光が開口Ｐを通過するといった理由で、得られる干渉光Ｌｓのパターンが所望のパターンからずれてしまうため、パターンの設計自由度が阻害され得る。

【0039】

図４は、フィルタにおける開口のサイズと干渉光のパターンとの関係を示す図である。同図では、ビーム内の強度分布が一様なレーザ光を用いた場合を例示する。図４に示すように、レーザ光のビーム径に対して開口Ｐのサイズが最適である場合、図４の中央に示すような均一な周期構造の二次元強度分布を有する干渉光Ｌｓが生成され得る。これに対し、レーザ光のビーム径に対して開口のサイズが不足すると、図４の左二つに示すように、意図していた干渉が実現せず、干渉光Ｌｓの周期構造の均一性が損なわれてしまうことが考えられる。また、レーザ光のビーム径に対して開口Ｐのサイズが過剰になると、図４の右二つに示すように、意図しない干渉が加わって、二次元強度分布が異なる干渉光Ｌｓが生成されてしまうことも考えられる。

【0040】

干渉光Ｌｓの生成に用いられるレーザ光としては、フラットトップ型のビーム断面を有するものが用いられる場合がある。フラットトップ型のビーム断面を有するレーザ光Ｌａを集光する場合、例えば図５（ａ）に示すように、集光位置Ｆにおいて、輝点の周囲にサイドローブが出現し得る。ｎ次回折光及び（ｎ＋１）次回折光のそれぞれのサイドローブが重なり合う場合など、多重のサイドローブのいずれを用いるかは、所望の干渉光Ｌｓのパターンによっても異なるが、開口Ｐの形状或いは位置が適切でなく、フィルタ６によってサイドローブがカットされてしまうと、図５（ｂ）に示すようなガウシアン型のビーム断面を有するレーザ光Ｌｂとほぼ等価となり、干渉光Ｌｓのパターンが所望のパターンからずれてしまうおそれがある。

【0041】

また、得られる干渉光Ｌｓのパターンを変更する場合、レーザ光のビーム径などの変更に応じて、開口Ｐの形状及び位置が異なるフィルタ６を用意する必要がある。このため、フィルタ６を交換する際に、レーザ光が開口Ｐを適切に通過するように、高い精度でのアライメントが都度要求されることとなる。

【0042】

このような課題に対し、干渉光生成装置１では、干渉光Ｌｓの生成にあたって、複数の第１の光束Ｌ１を基材１５に照射して開口Ｐを形成することで、その場で干渉光生成用のフィルタ６を作製し、作製したフィルタ６の開口Ｐにそのまま複数の第２の光束Ｌ２を通過させて干渉光Ｌｓの生成に用いることで、レーザ光（第２の光束Ｌ２）と開口Ｐとの精密なアライメントを不要とし、かつ、所望の干渉光Ｌｓのパターンの精度向上を図っている。

【0043】

以下、干渉光生成装置１の動作と共に、本開示の一実施形態に係る干渉光生成方法について、詳細に説明する。

【0044】

図６は、本開示の一実施形態に係る干渉光生成方法を示すフローチャートである。同図に示すように、本実施形態に係る干渉光生成方法は、算出工程（ステップＳ０１）と、決定工程（ステップＳ０２）と、配置工程（ステップＳ０３）と、作製工程（ステップＳ０４）と、判別工程（ステップＳ０５）と、再調整工程（ステップＳ０６）と、生成工程（ステップＳ０７）とを含んで構成されている。

【0045】

算出工程Ｓ０１は、基材１５において複数の開口Ｐの形成に必要な第１のレーザ光ＬＡの強度を算出する工程である。算出工程Ｓ０１では、例えば制御部７において、フィルタ６の形成に用いる基材１５の材質、厚さなどに基づいて、作製工程Ｓ０４で用いる第１のレーザ光ＬＡ（第１の光束Ｌ１）の強度の算出を行う。ここでは、作製工程Ｓ０４における第１のレーザ光ＬＡ（第１の光束Ｌ１）の強度を、生成工程Ｓ０７における第２のレーザ光ＬＢ（第２の光束Ｌ２）の強度よりも大きく設定する。制御部７は、算出結果に基づく指示信号を生成し、当該指示信号を光源３に出力することで、光源３からの第１のレーザ光ＬＡの強度を制御する。

【0046】

決定工程Ｓ０２は、基材１５に形成する開口Ｐのサイズを決定する工程である。決定工程Ｓ０２では、例えば制御部７において、第１のレーザ光ＬＡのｎ次回折光に対応する開口Ｐのサイズを決定する。制御部７は、決定した開口Ｐのサイズに基づいて指示信号を生成し、当該指示信号を光分割部４に出力して空間光変調器８が提示するホログラムパターンを制御する。

【0047】

開口Ｐのサイズの決定にあたっては、例えば図７（ａ）に示すように、ホログラムパターンに基づいて基材１５上における複数の第１の光束Ｌ１のｎ次回折光の輝点位置Ｂ_ｎ及び（ｎ＋１）次回折光の輝点位置Ｂ_ｎ＋１をそれぞれ算出し、ｎ次回折光及び（ｎ＋１）次回折光の輝点位置Ｂ_ｎ，Ｂ_ｎ＋１間の任意の位置に至るように、ｎ次回折光に対応する開口Ｐのサイズを決定してもよい。図７（ａ）の例では、ｎ次回折光及び（ｎ＋１）次回折光の輝点位置Ｂ_ｎ，Ｂ_ｎ＋１間の中点の位置に至るように、ｎ次回折光に対応する断面円形の開口Ｐの半径を決定している。

【0048】

また、例えば図７（ｂ）に示すように、ホログラムパターンに基づいて基材１５上における複数の第１の光束Ｌ１のｎ次回折光の輝点位置Ｂ_ｎ及び強度、（ｎ＋１）次回折光の輝点位置Ｂ_ｎ＋１及び強度をそれぞれ算出し、ｎ次回折光の輝点位置Ｂ_ｎから開口Ｐの縁までの距離と開口Ｐの縁から（ｎ＋１）次回折光の輝点位置Ｂ_ｎ＋１までの距離との比が、前記ｎ次回折光の強度と前記（ｎ＋１）次回折光との強度との比となるように、ｎ次回折光に対応する開口Ｐのサイズを決定してもよい。

【0049】

すなわち、ｎ次回折光の強度と前記（ｎ＋１）次回折光との強度との比がＸ：Ｙである場合、ｎ次回折光の輝点位置Ｂ_ｎから開口Ｐの縁までの距離と開口Ｐの縁から（ｎ＋１）次回折光の輝点位置Ｂ_ｎ＋１までの距離との比がＸ：Ｙとなるように、ｎ次回折光に対応する開口Ｐのサイズを決定する。図７（ｂ）の例では、ｎ次回折光の強度と（ｎ＋１）次回折光の強度との比が７：３となっており、ｎ次回折光及び（ｎ＋１）次回折光の輝点位置Ｂ_ｎ，Ｂ_ｎ＋１間の距離を１とした場合に、開口Ｐの縁が７／１０となる位置に至るように、ｎ次回折光に対応する断面円形の開口Ｐの半径を決定している。

【0050】

なお、上述した算出工程Ｓ０１及び決定工程Ｓ０２は、いずれを先に実施してもよく、同時に実施してもよい。

【0051】

配置工程Ｓ０３は、フィルタ形成用の基材１５を第１のレーザ光ＬＡの光路に配置する工程である。基材１５は、例えば金属板或いは樹脂板によって構成されている。金属材料としては、例えばステンレス鋼（ＳＵＳ）、アルミニウムなどが挙げられる。樹脂材料としては、例えば紫外線硬化性アクリル樹脂、シリコーンゴムなどが挙げられる。熱伝導率が低く、第１のレーザ光ＬＡによる開口Ｐの形成を精度良く実施できる観点からは、ステンレス鋼による金属板によって基材１５を構成することが好適である。

【0052】

本実施形態では、図８に示すように、長尺の基材１５を用意し、当該長尺の基材１５を第１のレーザ光ＬＡの光軸に対して繰り出すことで、基材１５の一領域Ｒを結像光学系５の集光位置Ｆに配置する。長尺の基材１５は、例えばロール状のものを用意し、繰出ローラと巻取ローラとの間で第１のレーザ光ＬＡの光軸を跨るように基材１５を搬送する構成としてもよい。このような構成を採用することで、干渉光Ｌｓのパターンを変更する際、長尺の基材１５の巻き取りによって、開口Ｐが形成された基材１５の一領域Ｒを結像光学系５の集光位置Ｆから外すと共に、新たな一領域Ｒを結像光学系５の集光位置Ｆに配置することができる。

【0053】

作製工程Ｓ０４は、基材１５に複数の開口Ｐを形成してフィルタ６を作製する工程である。作製工程Ｓ０３では、算出工程Ｓ０１で算出した強度に基づいて制御部７が光源３を制御し、光源３から第１のレーザ光ＬＡを出力する。また、決定工程Ｓ０２で決定した開口Ｐのサイズに基づいて、制御部７が光分割部４を制御し、空間光変調器８からホログラムパターンを呈示する。ホログラムパターンによって第１のレーザ光ＬＡの波面を制御することで、光源３から出力された第１のレーザ光ＬＡを複数の第１の光束Ｌ１に分割する。そして、図９に示すように、複数の第１の光束Ｌ１を長尺の基材１５の一領域Ｒに照射することで、当該一領域Ｒに複数の第１の光束Ｌ１の照射位置に対応する複数の開口Ｐを形成してフィルタ６を作製する。なお、複数の第１の光束Ｌ１の照射に際して、基材１５の加工時の飛散物を回収する集塵機を基材１５の近傍に配置してもよい。

【0054】

作製工程Ｓ０４では、通常は、複数の第１の光束Ｌ１のみを用い、複数の第１の光束Ｌ１の集光径に応じた複数の開口Ｐを基材１５の一領域Ｒに形成する。一方、基材１５を集光位置Ｆから複数の第１の光束Ｌ１の光軸方向に前後させることで、複数の第１の光束Ｌ１の集光径よりも一回り大きいサイズの複数の開口Ｐを基材１５の一領域Ｒに形成してもよい。この場合、基材１５の前後移動に代えて、ホログラムパターンに複数の開口Ｐのサイズを拡大するための位相パターンを重畳してもよい。このような位相パターンとしては、例えばチルト成分やデフォーカス成分などが挙げられる。このような位相パターンをホログラムパターンに重畳することで、第１の光束Ｌ１によって基材１５に形成される複数の開口Ｐのサイズが、第１の光束Ｌ１におけるビーム径よりも僅かに大きくなり、後述の生成工程Ｓ０７で第２の光束Ｌ２が開口Ｐのエッジに干渉してしまうことを抑制できる。

【0055】

例えばチルト成分を第１の光束Ｌ１に重畳する場合、集光位置Ｆ付近での第１の光束Ｌ１のビーム強度が大きくなり、第１の光束Ｌ１によって基材１５に形成される複数の開口Ｐのサイズを第１の光束Ｌ１におけるビーム径よりも僅かに大きくすることができる。また、例えばデフォーカス成分を第１の光束Ｌ１に重畳する場合、集光位置Ｆにおける第１の光束Ｌ１のビーム位置をずらすことができる。したがって、ビーム位置をずらしながら複数回にわたって照射を行うことで、第１の光束Ｌ１によって基材１５に形成される複数の開口Ｐのサイズを第１の光束Ｌ１におけるビーム径よりも僅かに大きくすることができる。

【0056】

複数の開口Ｐのサイズは、ｎ次回折光が通過し、且つ（ｎ＋１）次回折光が通過しない範囲において、可能な限り大きくしてもよい。複数の開口Ｐのサイズを大きくすることで、結像光学系５に振動が加わった場合であっても、後述の生成工程Ｓ０７で第２の光束Ｌ２が開口Ｐのエッジに干渉してしまうことを抑制できる。また、ｎ次回折光の利用効率を高めることも可能となる。

【0057】

判別工程Ｓ０５は、作製工程Ｓ０４で作製したフィルタ６に対し、複数の開口Ｐのサイズの設定値からのずれ量が閾値を超えているか否かを判別する工程である。判別工程Ｓ０５での判別結果を示す情報は、例えば制御部７に入力される。複数の開口Ｐのサイズの評価は、種々の方法を適用可能である。例えば複数の開口Ｐを通過した複数の第１の光束Ｌ１又は複数の第２の光束Ｌ２によって目標位置２に生成される干渉光Ｌｓのパターンに基づいて実施してもよい。複数の第２の光束Ｌ２に対して複数の第１の光束Ｌ１に上述したチルト成分やデフォーカス成分が含まれる場合には、評価用の干渉光Ｌｓのパターン生成が難しい場合も考えられるが、複数の第２の光束Ｌ２に対し強度のみが異なる複数の第１の光束Ｌ１を用いる場合には、かかる評価用の干渉光Ｌｓのパターン生成を好適に実施できる。

【0058】

また、複数の開口Ｐのサイズの評価にあたって、例えば複数の開口Ｐが形成されたフィルタ６をカメラ等で撮像し、画像解析などで開口Ｐのサイズを取得してもよく、複数の開口Ｐを通過した第１の光束Ｌ１（或いは第２の光束Ｌ２）のファーフィールドパターンに基づいて開口Ｐのサイズを取得してもよい。本実施形態のように光分割部４に空間光変調器８を用いる場合、基材１５に形成される開口Ｐのサイズはホログラムパターンによって事前に演算可能であるが、演算結果と実際の開口Ｐの画像比較などにより、複数の開口Ｐのサイズの設定値からのずれ量が閾値を超えているか否かを判別してもよい。

【0059】

再調整工程Ｓ０６は、複数の開口のサイズを再調整する工程である。再調整工程Ｓ０６は、判別工程Ｓ０５において複数の開口Ｐのサイズの設定値からのずれ量が閾値を超えていると判断された場合に実施され、判別工程Ｓ０５において複数の開口Ｐのサイズの設定値からのずれ量が閾値以下であると判断された場合には、スキップされる。なお、ここでは、作製工程Ｓ０４で形成された複数の開口Ｐのサイズが設定値に対して閾値を超えて小さい場合に再調整工程Ｓ０６を実施し、複数の開口Ｐのサイズを設定値に近づける。作製工程Ｓ０４で形成された複数の開口Ｐのサイズが設定値に対して閾値を超えて大きい場合には、基材１５の新たな一領域Ｒを結像光学系５の集光位置Ｆに配置し、作製工程Ｓ０４を改めて実施する。

【0060】

再調整工程Ｓ０６では、第１の光束Ｌ１の強度、位置、ビーム形状などの条件を初回の照射の際の条件から変えて基材１５への第１の光束Ｌ１の再照射を実施する。具体的には、空間光変調器８が提示するホログラムパターンを変化させた後、複数の第１の光束Ｌ１を基材１５に再照射してもよい。また、基材１５の位置を複数の第１の光束Ｌ１の光軸に沿って前後に変化させた後、複数の第１の光束Ｌ１を基材１５に再照射してもよい。

【0061】

再調整工程Ｓ０６を実施した後は、判別工程Ｓ０５及び再調整工程Ｓ０６を再度実行してもよく、判別工程Ｓ０５及び再調整工程Ｓ０６の再実行を省略して生成工程Ｓ０７に移行してもよい。

【0062】

生成工程Ｓ０７は、複数の開口Ｐを形成したフィルタ６を用いて干渉光Ｌｓを生成する工程である。生成工程Ｓ０７では、上記工程で作製したフィルタ６の複数の開口Ｐのそれぞれを当該複数の開口Ｐに対応する複数の第１の光束Ｌ１の光軸上に維持した状態で保持する。制御部７が光源３及び光分割部４を制御し、空間光変調器８が提示したホログラムパターンによって第２のレーザ光ＬＢの波面を制御することで、光源３から出力された第２のレーザ光ＬＢを複数の第１の光束Ｌ１と同一の光軸の複数の第２の光束Ｌ２に分割する。そして、複数の開口Ｐのそれぞれを通過させた複数の第２の光束Ｌ２を目標位置２において互いに干渉させることで、当該目標位置２に干渉光Ｌｓを生成する。

【0063】

生成工程Ｓ０７では、第２のレーザ光ＬＢ（複数の第２の光束Ｌ２）と開口Ｐとの精密なアライメントを不要とする観点から、フィルタ６の複数の開口Ｐのそれぞれを当該複数の開口Ｐに対応する複数の第１の光束Ｌ１の光軸上に維持した状態で保持したままレーザ光を複数の第１の光束Ｌ１から複数の第２の光束Ｌ２に切り替えるが、上記作製工程Ｓ０４の説明で触れたように、開口Ｐのサイズの拡大を目的として基材１５を集光位置Ｆから複数の第１の光束Ｌ１の光軸方向に前後させた場合には、フィルタ６を光軸方向に移動させ、集光位置Ｆに戻してもよい。

【0064】

加工工程Ｓ０８は、対象物Ｓを加工する工程である。加工工程Ｓ０８では、目標位置２に配置された対象物Ｓに干渉光Ｌｓを照射し、対象物Ｓの表面の加工を実施する。加工工程Ｓ０８では、目標位置２に配置された対象物Ｓを複数の第２の光束Ｌ２の光軸に直交する面内に移動自在な保持部（不図示）に保持してもよい。保持部によって対象物Ｓの表面の任意の位置に干渉光Ｌｓを走査することで、当該表面における所望の領域の加工を簡便に実施できる。

【0065】

以上説明したように、本実施形態では、第１のレーザ光ＬＡを分割して複数の第１の光束Ｌ１とし、これらの第１の光束Ｌ１を基材１５に照射して複数の開口Ｐを形成することでフィルタ６を作製する。これにより、第１のレーザ光ＬＡに対する単一の光学系で基材１５に複数の開口Ｐを形成できるため、所望の干渉光Ｌｓのパターンを高い自由度で精度良く形成できる。また、本実施形態では、第２のレーザ光ＬＢを複数の第１の光束Ｌ１と同一の光軸の複数の第２の光束Ｌ２に分割し、複数の開口Ｐのそれぞれを通過させた複数の第２の光束Ｌ２を互いに干渉させることで干渉光Ｌｓを生成する。つまり、この方法では、干渉光Ｌｓの生成にあたって、その場で干渉光生成用のフィルタ６を作製するのであり、フィルタ６の作製後に複数の第２の光束Ｌ２を複数の開口Ｐに通すことができる。したがって、生成する干渉光Ｌｓのパターンを変更する場合であっても、レーザ光Ｌ（第２の光束Ｌ２）と開口Ｐとの精密なアライメントが不要となる。

【0066】

本実施形態では、第１のレーザ光ＬＡの複数の第１の光束Ｌ１への分割及び第２のレーザ光ＬＢの複数の第２の光束Ｌ２への分割に、空間光変調器８によって提示されるホログラムパターンを用いている。このように、空間光変調器８によって提示されるホログラムパターンを用いることで、所望の干渉光Ｌｓのパターンに応じた第１の光束Ｌ１及び第２の光束Ｌ２の生成（第１のレーザ光ＬＡ及び第２のレーザ光ＬＢの波面制御）を容易に実施できる。空間光変調器８を用いた光分割では、回折光学素子などを用いた光分割に比べて、分割後の光束の偏光方向の変化などを抑えることが可能となる。また、空間光変調器８の各画素のレベルで分割後の光束の変調を行うことができる。

【0067】

本実施形態では、ホログラムパターンに複数の開口Ｐのサイズを拡大するための位相パターンを重畳する態様を採り得る。この場合、干渉光Ｌｓの生成に用いる複数の第２の光束Ｌ２が干渉しない適切なサイズの開口Ｐを容易に形成できる。

【0068】

本実施形態では、ホログラムパターンに基づいて基材１５上における複数の第１の光束Ｌ１のｎ次回折光及び（ｎ＋１）次回折光の輝点位置Ｂ_ｎ，Ｂ_ｎ＋１を算出し、ｎ次回折光及び（ｎ＋１）次回折光の輝点位置Ｂ_ｎ，Ｂ_ｎ＋１間の任意の位置に至るように、ｎ次回折光に対応する開口Ｐのサイズを決定する態様を採り得る。

【0069】

また、本実施形態では、ホログラムパターンに基づいて基材１５上における複数の第１の光束Ｌ１のｎ次回折光及び（ｎ＋１）次回折光の輝点位置Ｂ_ｎ，Ｂ_ｎ＋１及び強度をそれぞれ算出し、ｎ次回折光の輝点位置Ｂ_ｎから開口Ｐの縁までの距離と当該開口Ｐの縁から（ｎ＋１）次回折光の輝点位置Ｂ_ｎ＋１までの距離との比が、ｎ次回折光の強度と（ｎ＋１）次回折光との強度との比となるように、ｎ次回折光に対応する開口Ｐのサイズを決定する態様を採り得る。これらの態様によれば、ｎ次回折光に対応する開口Ｐのサイズを適切に決定できる。

【0070】

本実施形態では、基材１５において複数の開口Ｐの形成に必要な第１のレーザ光ＬＡの強度の算出を実施する。基材１５の材質等に基づいて第１のレーザ光ＬＡの強度を算出することで、適切な強度で第１の光束Ｌ１による開口Ｐの形成を実施できる。

【0071】

本実施形態では、フィルタ６の作製に用いる第１のレーザ光ＬＡの強度（複数の第１の光束Ｌ１の強度）を、干渉光Ｌｓの生成に用いる第２のレーザ光ＬＢの強度（複数の第２の光束Ｌ２の強度）よりも大きくしている。これにより、適切なサイズの開口Ｐを基材１５に好適に形成することが可能となり、干渉光Ｌｓの生成の際に第２の光束Ｌ２が開口Ｐに干渉することを抑制できる。

【0072】

本実施形態では、複数の第１の光束Ｌ１のみを用いて複数の開口Ｐを形成している。第１の光束Ｌ１のみが開口Ｐの形成に寄与することで、干渉光Ｌｓの生成の際に干渉光Ｌｓの生成に寄与しない余分な光束が開口Ｐを通過することを抑制できる。

【0073】

本実施形態では、複数の開口Ｐのそれぞれを断面円形に形成している。これにより、複数の開口Ｐのそれぞれが矩形状などの他の形状を有する場合に比べて、生成される干渉光Ｌｓのノイズを低減できる。なお、例えば熱硬化樹脂或いは紫外線硬化樹脂などの樹脂を基材１５の構成材料として使用する場合には、第１の光束Ｌ１を用いた複数の開口Ｐの形成の後に、樹脂を硬化させるための近赤外光或いは紫外光を、第１の光束Ｌ１とは別に基材１５に照射してもよい。

【0074】

図１０（ａ）は、断面長円形の開口を用いた場合の干渉光のパターンの一例を示す図である。同図に示すように、断面長円形の開口を用いた場合では、中央から遠い領域である程、干渉光のパターンが外側に伸びるような形に歪んでいることが分かる。このような干渉光のパターンの歪みは、長円の長軸方向において、本来はフィルタでカットされるべき光が通過しやすいことに起因するものと考えられる。

【0075】

これに対し、図１０（ｂ）は、断面円形の開口を用いた場合の干渉光のパターンの一例を示す図である。同図に示すように、断面円形の開口を用いた場合では、領域の全体において、干渉光のパターンが一定の形に保たれていることが分かる。したがって、断面円形の開口を用いた場合には、干渉光Ｌｓのノイズを低減でき、より精度の良いパターンで干渉光Ｌｓを生成できることが分かる。

【0076】

本実施形態では、作製した複数の開口Ｐのサイズの設定値からのずれ量が閾値を超えていると判断された場合に、複数の開口Ｐのサイズを再調整する。開口Ｐのサイズが適切に再調整されることで、干渉光Ｌｓの生成の際に第２の光束Ｌ２が開口Ｐに干渉することをより確実に抑制でき、所望の干渉光Ｌｓのパターンを精度良く形成できる。

【0077】

本実施形態では、開口Ｐのサイズの再調整にあたって、ホログラムパターンを変化させた後、複数の第１の光束Ｌ１を基材１５に再照射する態様を採り得る。この場合、開口Ｐのサイズの再調整にあたって基材１５の移動などが不要となるため、開口Ｐのサイズの再調整を簡便に実施できる。

【0078】

また、本実施形態では、開口Ｐのサイズの再調整に当たって、基材１５の位置を複数の第１の光束Ｌ１の光軸に沿って変化させた後、複数の第１の光束Ｌ１を基材１５に再照射する態様を採り得る。この場合、ホログラムパターンの切り替えのための時間を要しないため、開口Ｐのサイズの再調整を短時間で簡便に実施できる。

【0079】

本実施形態では、長尺の基材１５の一領域Ｒを複数の第１の光束Ｌ１の光軸上に繰り出してフィルタ６の作製を実施している。このような手法によれば、第１の光束Ｌ１の光軸に対して長尺の基材１５の配置領域をずらしていくことで、第１のレーザ光ＬＡの光軸方向に対する基材１５の位置を変えることなく、複数の第１の光束Ｌ１に対して基材１５の新しい領域（開口Ｐの無い領域）を配置することができる。したがって、干渉光Ｌｓのパターンを変更する際に、その場でのフィルタ６の生成を簡便に実施できる。

【0080】

本実施形態では、生成された干渉光Ｌｓを対象物Ｓに照射して対象物Ｓを加工する。これにより、精度の良いパターンを有する干渉光Ｌｓを用いて対象物Ｓの加工を好適に実施できる。

【0081】

本開示は、上記実施形態に限られるものではない。例えば上記実施形態では、第１の光束Ｌ１へのチルト成分やデフォーカス成分の重畳、或いは第１の光束Ｌ１の強度を第２の光束Ｌ２の強度よりも大きくすることで、開口Ｐのサイズを第１の光束Ｌ１のビーム径よりも大きくしているが、第１の光束Ｌ１の波長を第２の光束Ｌ２に比べて基材１５でのエネルギー吸収が大きい波長とする、或いは第１の光束Ｌ１のパルス幅を第２の光束Ｌ２のパルス幅に比べて大きくし、基材１５に入力されるエネルギー量を大きくすることで、開口Ｐのサイズを第１の光束Ｌ１のビーム径よりも大きくしてもよい。なお、第１の光束Ｌ１を構成する第１のレーザ光ＬＡと、第２の光束Ｌ２を構成する第２のレーザ光ＬＢとを同一のパラメータとしてもよい。この場合、光源３からのレーザ光Ｌのパラメータ（強度、波長、パルス幅、ビーム径等）を変更せずに作製工程Ｓ０４及び生成工程Ｓ０７を連続的に実施することができる。

【0082】

また、上記実施形態では、長尺の基材１５の一領域Ｒを複数の第１の光束Ｌ１の光軸上に繰り出してフィルタ６の作製を実施しているが、長尺の基材１５に代えて、大面積の基材の一領域を複数の第１の光束Ｌ１の光軸上に配置し、フィルタ６の作製の度に当該基材を面内方向に移動させて新たな一領域を複数の第１の光束Ｌ１の光軸上に配置する態様としてもよい。また、円形の基材の一領域を複数の第１の光束Ｌ１の光軸上に配置し、フィルタ６の作製の度に当該基材を中心周りに回転させて新たな一領域を複数の第１の光束Ｌ１の光軸上に配置する態様としてもよい。

【0083】

本開示の要旨は、以下の［１］～［１５］に示すとおりである。
［１］フィルタ形成用の基材を第１のレーザ光の光路に配置する配置工程と、前記第１のレーザ光を複数の第１の光束に分割し、当該複数の第１の光束を前記基材に照射することで、前記基材に前記複数の第１の光束の照射位置に対応する複数の開口を形成してフィルタを作製する作製工程と、前記フィルタの前記複数の開口のそれぞれを当該複数の開口に対応する前記複数の第１の光束の光軸上に維持した状態で、第２のレーザ光を前記複数の第１の光束と同一の光軸の複数の第２の光束に分割し、前記複数の開口のそれぞれを通過させた前記複数の第２の光束を互いに干渉させることで干渉光を生成する生成工程と、を含む干渉光生成方法。
［２］前記作製工程では、前記第１のレーザ光の前記複数の第１の光束への分割及び前記第２のレーザ光の前記複数の第２の光束への分割に、空間光変調器によって提示されるホログラムパターンを用いる、［１］記載の干渉光生成方法。
［３］前記作製工程では、前記ホログラムパターンに前記複数の開口のサイズを拡大するための位相パターンを重畳する、［２］記載の干渉光生成方法。
［４］前記ホログラムパターンに基づいて前記基材上における前記複数の第１の光束のｎ次回折光及び（ｎ＋１）次回折光の輝点位置を算出し、前記ｎ次回折光及び前記（ｎ＋１）次回折光の輝点位置間の任意の位置に至るように、前記ｎ次回折光に対応する開口のサイズを決定する決定工程を含む、［２］又は［３］記載の干渉光生成方法。
［５］前記ホログラムパターンに基づいて前記基材上における前記複数の第１の光束のｎ次回折光及び（ｎ＋１）次回折光の輝点位置及び強度をそれぞれ算出し、前記ｎ次回折光の輝点位置から前記開口の縁までの距離と前記開口の縁から前記（ｎ＋１）次回折光の輝点位置までの距離との比が、前記ｎ次回折光の強度と前記（ｎ＋１）次回折光との強度との比となるように、前記ｎ次回折光に対応する開口のサイズを決定する決定工程を含む、［２］又は［３］記載の干渉光生成方法。
［６］前記基材において前記複数の開口の形成に必要な第１のレーザ光の強度を算出する算出工程を含む、［１］～［５］のいずれか記載の干渉光生成方法。
［７］前記作製工程における前記第１のレーザ光の強度は、前記生成工程における前記第２のレーザ光の強度よりも大きい、［１］～［６］のいずれか記載の干渉光生成方法。
［８］前記作製工程では、前記複数の第１の光束のみを用いて前記複数の開口を形成する、［１］～［７］のいずれか記載の干渉光生成方法。
［９］前記作製工程では、前記複数の開口のそれぞれを断面円形に形成する、［１］～［８］のいずれか記載の干渉光生成方法。
［１０］前記作製工程で作製した前記複数の開口のサイズの設定値からのずれ量が閾値を超えているか否かを判別する判別工程と、前記判別工程において前記複数の開口のサイズの設定値からのずれ量が前記閾値を超えていると判断された場合に、前記複数の開口のサイズを再調整する再調整工程と、を含む、［１］～［９］のいずれか記載の干渉光生成方法。
［１１］前記作製工程では、前記第１のレーザ光の前記複数の第１の光束への分割及び前記第２のレーザ光の前記複数の第２の光束への分割に、空間光変調器によって提示されるホログラムパターンを用い、前記再調整工程では、前記ホログラムパターンを変化させた後、前記複数の第１の光束を前記基材に再照射する、［１０］記載の干渉光生成方法。
［１２］前記再調整工程では、前記基材の位置を前記複数の第１の光束の光軸に沿って変化させた後、前記複数の第１の光束を前記基材に再照射する、［１０］記載の干渉光生成方法。
［１３］前記配置工程では、長尺の基材の一領域を前記複数の第１の光束の光軸上に繰り出す、［１］～［１２］のいずれか記載の干渉光生成方法。
［１４］前記生成工程で生成された前記干渉光を対象物に照射して前記対象物を加工する加工工程を更に含む、［１］～［１３］のいずれか記載の干渉光生成方法。
［１５］第１のレーザ光及び第２のレーザ光を出力する光源と、前記第１のレーザ光の光路に配置されるフィルタ形成用の基材と、前記第１のレーザ光を複数の第１の光束に分割し、前記第２のレーザ光を複数の第２の光束に分割する光分割部と、前記光源の動作を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記複数の第１の光束を前記基材に照射することで、前記基材に前記複数の第１の光束の照射位置に対応する複数の開口を形成してフィルタを作製し、前記フィルタの前記複数の開口のそれぞれを当該複数の開口に対応する前記複数の第１の光束の光軸上に維持した状態で、第２のレーザ光を前記複数の第１の光束と同一の光軸の前記複数の第２の光束に分割し、前記複数の開口のそれぞれを通過させた前記複数の第２の光束を互いに干渉させることで干渉光を生成する、干渉光生成装置。

【符号の説明】

【0084】

１…干渉光生成装置、３…光源、４…光分割部、６…フィルタ、８…空間光変調器（光分割部）、１１Ａ，１１Ｂ…ホログラムパターン、１５…基材、Ｒ…一領域、ＬＡ…第１のレーザ光、ＬＢ…第２のレーザ光、Ｌ１…第１の光束、Ｌ２…第２の光束、Ｂ_ｎ，Ｂ_ｎ＋１…輝点位置、Ｌｓ（Ｌｓ１，Ｌｓ２）…干渉光、Ｐ…開口、Ｓ…対象物。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】