特開 2024-72475 光調整装置、レーザ加工装置、光調整方法

(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】P2024072475

(43)【公開日】2024-05-28

(54)【発明の名称】光調整装置、レーザ加工装置、光調整方法

(51)【国際特許分類】

   B23K 26/00 20140101AFI20240521BHJP

   B23K 26/382 20140101ALI20240521BHJP

   G02F 1/33 20060101ALN20240521BHJP

【ＦＩ】

B23K26/00 M

B23K26/382

G02F1/33

【審査請求】未請求

【請求項の数】10

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022183304

(22)【出願日】2022-11-16

(71)【出願人】

【識別番号】000002107

【氏名又は名称】住友重機械工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100105924

【弁理士】

【氏名又は名称】森下 賢樹

(74)【代理人】

【識別番号】100116274

【弁理士】

【氏名又は名称】富所 輝観夫

(72)【発明者】

【氏名】遠入 尚亮

【テーマコード（参考）】

2K102

4E168

【Ｆターム（参考）】

2K102AA30

2K102BA01

2K102BA07

2K102BA21

2K102BC07

2K102BD10

2K102DA01

2K102DC08

2K102EA21

2K102EA25

2K102EB02

2K102EB10

2K102EB20

2K102EB22

2K102EB24

4E168AD11

4E168CB04

4E168DA23

4E168DA44

4E168EA02

4E168EA06

4E168EA15

4E168EA19

4E168EA24

4E168EA25

(57)【要約】

【課題】それぞれに光学素子を経た複数の光の状態を適切に調整できる光調整装置等を提供する。
【解決手段】レーザ加工装置は、第１レーザ光ＭＰ１に対して第１光学的処理を施す第１音響光学素子３４の温度を調整する第１調温部と、第２レーザ光ＭＰ２に対して第２光学的処理を施す第２音響光学素子４４の温度を調整する第２調温部と、第１音響光学素子３４を経た第１レーザ光ＭＰ１の第１測定結果を取得する第１ビームセンサ３６と、第２音響光学素子４４を経た第２レーザ光ＭＰ２の第２測定結果を取得する第２ビームセンサ４６と、第１測定結果と第２測定結果の比較に基づいて、第１調温部および第２調温部の少なくともいずれかを制御する温度制御部６３と、第１音響光学素子３４を経た第１レーザ光ＭＰ１を第１被加工物に照射する第１加工部と、第２音響光学素子４４を経た第２レーザ光ＭＰ２を第２被加工物に照射する第２加工部と、を備える。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１光に対して第１光学的処理を施す第１光学素子の温度を調整する第１調温部と、
第２光に対して第２光学的処理を施す第２光学素子の温度を調整する第２調温部と、
前記第１光学素子を経た前記第１光の第１測定結果および前記第２光学素子を経た前記第２光の第２測定結果を取得する測定部と、
前記第１測定結果と前記第２測定結果の比較に基づいて、前記第１調温部および前記第２調温部の少なくともいずれかを制御する温度制御部と、
を備える光調整装置。

【請求項2】

前記第１調温部および前記第２調温部は、それぞれ前記第１光学素子および前記第２光学素子に冷媒を供給し、
前記温度制御部は、前記第１調温部および前記第２調温部の少なくともいずれかによる前記冷媒の供給量を制御する、
請求項１に記載の光調整装置。

【請求項3】

前記温度制御部は、前記第１調温部および前記第２調温部の少なくともいずれかによる前記冷媒の供給量を制御する流量制御弁を備える、請求項２に記載の光調整装置。

【請求項4】

前記冷媒を供給する冷媒供給源と、
前記冷媒供給源からの前記冷媒を、少なくとも前記第１光学素子および前記第２光学素子に向けて分割する冷媒分割部と、
を更に備える請求項２または３に記載の光調整装置。

【請求項5】

前記測定部は、前記第１光学素子を経た前記第１光の第１断面に関する前記第１測定結果と、前記第２光学素子を経た前記第２光の第２断面に関する前記第２測定結果を取得し、
前記温度制御部は、前記第１断面と前記第２断面の差を低減するように、前記第１調温部および前記第２調温部の少なくともいずれかを制御する、
請求項１から３のいずれかに記載の光調整装置。

【請求項6】

光源と、
前記光源からの光を、少なくとも前記第１光と前記第２光に分割する光分割部と、
を更に備える請求項１から３のいずれかに記載の光調整装置。

【請求項7】

前記第１光学的処理および前記第２光学的処理は、同じ光学的処理である、請求項１から３のいずれかに記載の光調整装置。

【請求項8】

前記第１光学素子および前記第２光学素子は、それぞれ前記第１光および前記第２光から第１光パルスおよび第２光パルスを切り出す音響光学素子である、請求項７に記載の光調整装置。

【請求項9】

第１レーザ光に対して第１光学的処理を施す第１光学素子の温度を調整する第１調温部と、
第２レーザ光に対して第２光学的処理を施す第２光学素子の温度を調整する第２調温部と、
前記第１光学素子を経た前記第１レーザ光の第１測定結果および前記第２光学素子を経た前記第２レーザ光の第２測定結果を取得する測定部と、
前記第１測定結果と前記第２測定結果の比較に基づいて、前記第１調温部および前記第２調温部の少なくともいずれかを制御する温度制御部と、
前記第１光学素子を経た前記第１レーザ光を第１被加工物に照射する第１加工部と、
前記第２光学素子を経た前記第２レーザ光を第２被加工物に照射する第２加工部と、
を備えるレーザ加工装置。

【請求項10】

第１光に対して第１光学的処理を施す第１光学素子の温度を調整する第１調温ステップと、
第２光に対して第２光学的処理を施す第２光学素子の温度を調整する第２調温ステップと、
前記第１光学素子を経た前記第１光の第１測定結果を取得する第１測定ステップと、
前記第２光学素子を経た前記第２光の第２測定結果を取得する第２測定ステップと、
前記第１測定結果と前記第２測定結果の比較に基づいて、前記第１調温ステップおよび前記第２調温ステップの少なくともいずれかを制御する温度制御ステップと、
を備える光調整方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、光調整装置等に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、多波長のレーザ光に対して各種の光学的処理を施すコリメータレンズ、回折格子、集光レンズ等の光学素子を個別に冷却する冷却装置が開示されている。各光学素子には温度の許容範囲が予め定められており、当該各光学素子に併設される温度センサの測定温度が当該許容範囲を外れないように、各冷却装置による冷却温度が適応的に制御される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１６－８１９９４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１では、温度センサによる各光学素子の測定温度に基づいて、各冷却装置による冷却温度が制御されるが、各光学素子の温度が予め定められた許容範囲に収まっていたとしても、当該各光学素子を経た光が所望の状態になっているとは限らない。

【0005】

本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、それぞれに光学素子を経た複数の光の状態を適切に調整できる光調整装置等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】

【0006】

上記課題を解決するために、本発明のある態様の光調整装置は、第１光に対して第１光学的処理を施す第１光学素子の温度を調整する第１調温部と、第２光に対して第２光学的処理を施す第２光学素子の温度を調整する第２調温部と、第１光学素子を経た第１光の第１測定結果および第２光学素子を経た第２光の第２測定結果を取得する測定部と、第１測定結果と第２測定結果の比較に基づいて、第１調温部および第２調温部の少なくともいずれかを制御する温度制御部と、を備える。

【0007】

この態様では、第１光学素子を経た第１光の第１測定結果と、第２光学素子を経た第２光の第２測定結果の比較に基づいて、第１調温部および第２調温部の少なくともいずれかが制御される。このように、第１測定結果および第２測定結果の一方を他方のリファレンスとして利用することで、各測定結果が所望の関係となるように各光学素子の温度を各調温部によって適切に調整できる。

【0008】

本発明の別の態様は、レーザ加工装置である。この装置は、第１レーザ光に対して第１光学的処理を施す第１光学素子の温度を調整する第１調温部と、第２レーザ光に対して第２光学的処理を施す第２光学素子の温度を調整する第２調温部と、第１光学素子を経た第１レーザ光の第１測定結果および第２光学素子を経た第２レーザ光の第２測定結果を取得する測定部と、第１測定結果と第２測定結果の比較に基づいて、第１調温部および第２調温部の少なくともいずれかを制御する温度制御部と、第１光学素子を経た第１レーザ光を第１被加工物に照射する第１加工部と、第２光学素子を経た第２レーザ光を第２被加工物に照射する第２加工部と、を備える。

【0009】

本発明の更に別の態様は、光調整方法である。この方法は、第１光に対して第１光学的処理を施す第１光学素子の温度を調整する第１調温ステップと、第２光に対して第２光学的処理を施す第２光学素子の温度を調整する第２調温ステップと、第１光学素子を経た第１光の第１測定結果を取得する第１測定ステップと、第２光学素子を経た第２光の第２測定結果を取得する第２測定ステップと、第１測定結果と第２測定結果の比較に基づいて、第１調温ステップおよび第２調温ステップの少なくともいずれかを制御する温度制御ステップと、を備える。

【0010】

なお、以上の構成要素の任意の組合せや、これらの表現を方法、装置、システム、記録媒体、コンピュータプログラム等に変換したものも、本発明に包含される。

【発明の効果】

【0011】

本発明によれば、それぞれに光学素子を経た複数の光の状態を適切に調整できる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】光調整装置および／またはレーザ加工装置の構成を模式的に示す。

【図2】パルスレーザビームの１パルス分の強度波形の一例を示す。

【図3】光調整装置を模式的に示す。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下では、図面を参照しながら、本発明を実施するための形態（以下では実施形態とも表される）について詳細に説明する。説明および／または図面においては、同一または同等の構成要素、部材、処理等に同一の符号を付して重複する説明を省略する。図示される各部の縮尺や形状は、説明の簡易化のために便宜的に設定されており、特に言及がない限り限定的に解釈されるものではない。実施形態は例示であり、本発明の範囲を何ら限定するものではない。実施形態に記載される全ての特徴やそれらの組合せは、必ずしも本発明の本質的なものであるとは限らない。

【0014】

図１は、本発明の実施形態に係る光調整装置および／またはレーザ加工装置の構成を模式的に示す。このレーザ加工装置は、レーザ光源１０からのレーザ光を照射して、ステージ５０上に載置された被加工物３３、４３を加工する装置であり、例えば、レーザ光によって被加工物３３、４３に穴を開けるレーザドリルである。本実施形態では、二つの異なる被加工物３３（第１被加工物）、４３（第２被加工物）に対して、第１加工経路ＭＰ１を通る第１レーザ光、第２加工経路ＭＰ２を通る第２レーザ光をそれぞれ照射し、実質的に同じ加工処理を施す例について具体的に説明する。但し、本発明に係るレーザ加工装置は、例えば、二つの異なる被加工物３３、４３に対して、互いに異なる加工処理を施してもよいし、一つの被加工物（第１被加工物としての被加工物３３と、第２被加工物としての被加工物４３が、一体的に形成されたものとも解釈できる）の異なる部分に対して、実質的に同じまたは互いに異なる加工処理を施してもよい。

【0015】

レーザ光源１０は、制御装置５５から受け取った発振指令信号Ｓ０に応じて、レーザ発振してパルスレーザビームＰＬＢを発する。具体的には、発振指令信号Ｓ０の立上りに応じてレーザ光源１０はレーザ発振を開始し、発振指令信号Ｓ０の立下りに応じてレーザ光源１０はレーザ発振を終了する。発振指令信号Ｓ０は、数マイクロ秒～数十マイクロ秒程度のパルス幅で、制御装置５５によって間欠的に生成される。この結果、（非零の）発振指令信号Ｓ０によってレーザ光源１０が発光する発光期間と、発振指令信号Ｓ０が与えられずにレーザ光源１０が発光しない休止期間が交互に繰り返されることで、例えば数kHz程度の周波数でレーザ発振するレーザ光源１０からパルス状のパルスレーザビームＰＬＢが出力される。

【0016】

図２は、パルスレーザビームＰＬＢの１パルス分の強度波形の一例を示す。模式的に示されるように、発光期間Ｔｅの間のパルスレーザビームＰＬＢの強度は必ずしも一定ではない。典型的には、発光開始直後（不図示の発振指令信号Ｓ０の立上り直後）に強度が急激に上がり、発光終了後（不図示の発振指令信号Ｓ０の立下り後）に強度が緩やかに下がる。

【0017】

レーザ光源１０は、レーザ光を出力可能な任意のタイプの光源でよいが、本実施形態では、例えば、炭酸ガス（二酸化炭素）を媒質として赤外線領域のパルスレーザビームＰＬＢを出力する炭酸ガスレーザ（CO₂レーザ）が利用される。なお、レーザ加工装置における加工の目的に照らして適切な場合、レーザ光源１０は、図２に示されるようなパルス波としてのパルスレーザビームＰＬＢを出力するものに限らず、連続波を出力するものでもよい。また、本発明に係る光調整装置は、レーザ加工装置に限られない任意の光出力装置に適用可能であるが、この場合の光源としてはレーザ光源１０に限らず、光出力装置の目的に合った非レーザ光を出力する任意のタイプの（非レーザ）光源でもよい。

【0018】

レーザ光源１０から出力されたパルスレーザビームＰＬＢは、光学系１１に入射する。光学系１１は、パルスレーザビームＰＬＢに対して任意の光学的処理を施すために、レンズ、ミラー、プリズム、アパーチャ（開口）、各種の光学変調素子等の一または複数の光学素子を含む。例えば、光学系１１は、レーザ光源１０から出射されたパルスレーザビームＰＬＢを所定のサイズ（径）に調整するビームエキスパンダでもよい。ビームエキスパンダは、典型的には、パルスレーザビームＰＬＢの経路（光路）上に直列に配置される複数の凸レンズおよび／または凹レンズを含む。

【0019】

光学系１１を経たパルスレーザビームＰＬＢは、光分割部としてのビームスプリッタ２０に入射する。ビームスプリッタ２０は、パルスレーザビームＰＬＢを、第１被加工物としての被加工物３３の加工処理のための第１加工経路ＭＰ１と、第２被加工物としての被加工物４３の加工処理のための第２加工経路ＭＰ２の、少なくとも二つの加工経路に分割する。以下では、第１加工経路ＭＰ１に沿って被加工物３３に照射されるレーザ光を第１レーザ光ＭＰ１または第１光ＭＰ１とも表し、第２加工経路ＭＰ２に沿って被加工物４３に照射されるレーザ光を第２レーザ光ＭＰ２または第２光ＭＰ２とも表す。ビームスプリッタ２０は任意の方式でよいが、例えば、パルスレーザビームＰＬＢに含まれるｓ偏光とｐ偏光を分割する偏光ビームスプリッタ（PBS: Polarizing Beam Splitter）でもよい。この場合、ｓ偏光およびｐ偏光の一方が第１レーザ光ＭＰ１となり、ｓ偏光およびｐ偏光の他方が第２レーザ光ＭＰ２となる。

【0020】

ビームスプリッタ２０によってパルスレーザビームＰＬＢから分割された第１レーザ光ＭＰ１、第２レーザ光ＭＰ２は、それぞれの照射対象または加工対象である被加工物３３、４３に向かう。図１の例では、ビームスプリッタ２０によって分割された第１レーザ光ＭＰ１を被加工物３３に向けるミラー３０が設けられる。また、ビームスプリッタ２０によって分割された第２レーザ光ＭＰ２は、そのまま被加工物４３に向かうため、ミラー３０のような追加的なミラーを設ける必要はない。

【0021】

ミラー３０によって被加工物３３に向けられた第１レーザ光ＭＰ１は、第１光学素子としての第１音響光学素子３４に入射する。第１音響光学素子３４は、第１光としての第１レーザ光ＭＰ１から第１光パルスを切り出す。具体的には、制御装置５５から印加される第１パルス切出信号Ｓ１（電圧）に応じて、第１音響光学素子３４を構成する強誘電性の結晶の格子定数が変化する結果、第１音響光学素子３４の屈折率が変化する。図１の例では、第１音響光学素子３４に第１パルス切出信号Ｓ１が加えられている間は、当該第１パルス切出信号Ｓ１に応じた屈折率に基づいて、第１レーザ光ＭＰ１が被加工物３３に向かって直進し、第１音響光学素子３４に第１パルス切出信号Ｓ１が加えられていない間は、第１音響光学素子３４の本来の屈折率に基づいて、第１レーザ光ＭＰ１が被加工物３３から逸れた方向に進んで第１ビームダンパ３５に照射される（吸収される）。

【0022】

図２に模式的に示されるように、切出開始時刻Ｔ_ｏｎに、第１パルス切出信号Ｓ１の第１音響光学素子３４への印加が開始し、パルスレーザビームＰＬＢ（第１レーザ光ＭＰ１）からの第１光パルスＰの切出しが開始する。続いて、切出終了時刻Ｔ_ｏｆｆに、第１パルス切出信号Ｓ１の第１音響光学素子３４への印加が終了し、パルスレーザビームＰＬＢ（第１レーザ光ＭＰ１）からの第１光パルスＰの切出しが終了する。この結果、パルスレーザビームＰＬＢ（第１レーザ光ＭＰ１）から切り出された第１光パルスＰが、被加工物３３に向かう。一方、パルスレーザビームＰＬＢ（第１レーザ光ＭＰ１）のうち第１光パルスＰ以外の前後の部分は、第１ビームダンパ３５に吸収される。ここで、第１光パルスＰの強度が略一定となるように、切出開始時刻Ｔ_ｏｎおよび切出終了時刻Ｔ_ｏｆｆは、発光期間ＴｅにおけるパルスレーザビームＰＬＢの立上り中および直後と立下り中および直前の期間を避けて設定されるのが好ましい。

【0023】

ビームスプリッタ２０によって被加工物４３に向けられた第２レーザ光ＭＰ２は、第２光学素子としての第２音響光学素子４４に入射する。第２音響光学素子４４は、第２光としての第２レーザ光ＭＰ２から第２光パルスを切り出す。具体的には、制御装置５５から印加される第２パルス切出信号Ｓ２（電圧）に応じて、第２音響光学素子４４を構成する強誘電性の結晶の格子定数が変化する結果、第２音響光学素子４４の屈折率が変化する。図１の例では、第２音響光学素子４４に第２パルス切出信号Ｓ２が加えられている間は、当該第２パルス切出信号Ｓ２に応じた屈折率に基づいて、第２レーザ光ＭＰ２が被加工物４３に向かって直進し、第２音響光学素子４４に第２パルス切出信号Ｓ２が加えられていない間は、第２音響光学素子４４の本来の屈折率に基づいて、第２レーザ光ＭＰ２が被加工物４３から逸れた方向に進んで第２ビームダンパ４５に照射される（吸収される）。

【0024】

パルスレーザビームＰＬＢ（第２レーザ光ＭＰ２）からの第２光パルスＰの切出しは、図２に関して前述したパルスレーザビームＰＬＢ（第１レーザ光ＭＰ１）からの第１光パルスＰの切出しと同様に行われる。

【0025】

以上のように、第１光学素子としての第１音響光学素子３４が第１レーザ光ＭＰ１に対して施す第１光学的処理と、第２光学素子としての第２音響光学素子４４が第２レーザ光ＭＰ２に対して施す第２光学的処理は、実質的に同じであるのが好ましい。但し、第１光学素子および第２光学素子は、音響光学素子３４および４４に限らず、任意の実質的に同じ光学的処理を施すものでもよい。例えば、後述する第１ビームスキャナ３１および第２ビームスキャナ４１を、本発明における第１光学素子および第２光学素子としてもよい。また、第１光学素子および第２光学素子は、必ずしも同じ光学的処理を施すものでなくてもよい。例えば、前述のミラー３０を本発明における第１光学素子とし、前述のビームスプリッタ２０を本発明における第２光学素子としてもよい。

【0026】

図１に模式的に示されるように、第１音響光学素子３４の後段には、当該第１音響光学素子３４によって切り出された第１光パルスを測定する第１測定部としての第１ビームセンサ３６が設けられる。同様に、第２音響光学素子４４の後段には、当該第２音響光学素子４４によって切り出された第２光パルスを測定する第２測定部としての第２ビームセンサ４６が設けられる。第１ビームセンサ３６は、第１光学素子としての第１音響光学素子３４を経た第１光ＭＰ１の第１測定結果を取得し、第２ビームセンサ４６は、第２光学素子としての第２音響光学素子４４を経た第２光ＭＰ２の第２測定結果を取得する。なお、図１では便宜的に、第１ビームセンサ３６および第２ビームセンサ４６を別体として示しているが、後述するように、これらは単一のセンサ（測定部）として構成されてもよい。

【0027】

第１ビームセンサ３６および第２ビームセンサ４６は、測定対象としての第１光ＭＰ１および第２光ＭＰ２が、照射対象または加工対象としての第１被加工物３３および第２被加工物４３に照射されていない非照射期間または非加工期間に、第１測定結果および第２測定結果を取得するのが好ましい。このような非照射期間または非加工期間としては、レーザ加工装置が被加工物３３、４３の加工を開始する前の準備期間またはセットアップ期間や、レーザ加工装置が被加工物３３、４３の交換を行う交換期間またはスイッチング期間が例示される。

【0028】

なお、第１ビームセンサ３６および第２ビームセンサ４６は、測定対象としての第１光ＭＰ１および第２光ＭＰ２が、照射対象または加工対象としての第１被加工物３３および第２被加工物４３に照射されている照射期間または加工期間に、第１測定結果および第２測定結果をリアルタイムで取得してもよい。この場合、第１被加工物３３および第２被加工物４３に照射される前の第１光ＭＰ１および第２光ＭＰ２の一部を抽出して、第１ビームセンサ３６および第２ビームセンサ４６に提供する光抽出部が設けられるのが好ましい。例えば、光抽出部として機能しうる第１ｆθレンズ３２および第２ｆθレンズ４２によって、第１被加工物３３および第２被加工物４３に照射される前の第１光ＭＰ１および第２光ＭＰ２の一部を抽出して、第１ビームセンサ３６および第２ビームセンサ４６に提供してもよい。この場合の第１ビームセンサ３６および第２ビームセンサ４６は、例えば、ステージ５０に取り付けられる不図示の単一の電力測定装置（パワーメータ）として構成できる。

【0029】

第１ビームセンサ３６および第２ビームセンサ４６が取得する第１測定結果および第２測定結果は、それぞれの測定対象としての第１光ＭＰ１および第２光ＭＰ２を直接的または間接的に比較可能なものであればよい。例えば、第１ビームセンサ３６は、第１光学素子としての第１音響光学素子３４を経た第１光ＭＰ１（第１光パルス）の第１断面に関する第１測定結果を取得し、第２ビームセンサ４６は、第２光学素子としての第２音響光学素子４４を経た第２光ＭＰ２（第２光パルス）の第２断面に関する第２測定結果を取得する。ここで、第１光ＭＰ１および／または第２光ＭＰ２の断面に関する測定結果としては、当該第１光ＭＰ１および／または当該第２光ＭＰ２の断面の径（ビーム径）、サイズ（ビームサイズ）、形状（ビーム形状）、プロファイル（ビームプロファイル）、強度分布（ビーム強度分布）等が例示される。

【0030】

第１光ＭＰ１および第２光ＭＰ２が第１被加工物３３および第２被加工物４３に対して実質的に同じ加工処理を施す本実施形態では、第１ビームセンサ３６によって取得される第１光ＭＰ１の第１断面に関する第１測定結果と、第２ビームセンサ４６によって取得される第２光ＭＰ２の第２断面に関する第２測定結果が、実質的に等しくなるのが好ましい。そこで、本実施形態では、後述するように、第１測定結果と第２測定結果の差が低減されるように、第１音響光学素子３４および／または第２音響光学素子４４の温度が適切に調整される。

【0031】

第１音響光学素子３４によって切り出された第１光パルス（第１レーザ光ＭＰ１）は、第１ビームスキャナ３１に入射する。第１ビームスキャナ３１は、第１光パルス（第１レーザ光ＭＰ１）を水平面等の二次元平面またはＸＹ平面（図１における上下方向を法線方向（Ｚ軸方向）とする平面）内で走査（スキャン）する。第１ビームスキャナ３１は、例えば、ガルバノスキャナによって構成される。詳細な図示は省略するが、第１ビームスキャナ３１を構成するガルバノスキャナは、第１光パルス（第１レーザ光ＭＰ１）を反射可能なガルバノミラーと、当該ガルバノミラーを一または複数の任意の回転軸の周りに回転駆動するモータを備える。このモータは、制御装置５５からの第１走査信号Ｇ１に応じてガルバノミラーを回転駆動し、第１光パルス（第１レーザ光ＭＰ１）をＸＹ平面内の任意の位置（すなわち、第１被加工物３３上の任意の位置）に照射する。

【0032】

なお、以上のような第１被加工物３３に対する第１光パルス（第１レーザ光ＭＰ１）の二次元走査は、第１ビームスキャナ３１に加えてまたは代えて、ステージ５０によって行われてもよい。例えば、第１ビームスキャナ３１が第１光パルス（第１レーザ光ＭＰ１）のＸ軸方向（例えば、図１における左右方向）の走査を担い、Ｙ軸方向（例えば、図１における紙面に垂直な方向）に駆動可能なステージ５０がＹ軸方向の走査を担ってもよい。また、ステージ５０がＸ軸方向およびＹ軸方向に駆動可能である場合、ステージ５０のみで二次元走査を実現できるため、第１ビームスキャナ３１（および第２ビームスキャナ４１）を設けなくてもよい。

【0033】

第２音響光学素子４４によって切り出された第２光パルス（第２レーザ光ＭＰ２）は、第２ビームスキャナ４１に入射する。第２ビームスキャナ４１は、第２光パルス（第２レーザ光ＭＰ２）をＸＹ平面内で走査（スキャン）する。第２ビームスキャナ４１は、例えば、第１ビームスキャナ３１と同様に、ガルバノスキャナによって構成される。このガルバノスキャナのモータは、制御装置５５からの第２走査信号Ｇ２に応じてガルバノミラーを回転駆動し、第２光パルス（第２レーザ光ＭＰ２）をＸＹ平面内の任意の位置（すなわち、第２被加工物４３上の任意の位置）に照射する。第１レーザ光ＭＰ１および第２レーザ光ＭＰ２が第１被加工物３３および第２被加工物４３に対して実質的に同じ加工処理を施す本実施形態では、第１ビームスキャナ３１に与えられる第１走査信号Ｇ１と、第２ビームスキャナ４１に与えられる第２走査信号Ｇ２は実質的に等しい。

【0034】

第１ｆθレンズ３２および第２ｆθレンズ４２は、第１ビームスキャナ３１および第２ビームスキャナ４１によって一次元または二次元に走査（スキャン）された第１光パルス（第１レーザ光ＭＰ１）および第２光パルス（第２レーザ光ＭＰ２）を、照射対象または加工対象の第１被加工物３３および第２被加工物４３の任意の位置にそれぞれ集光して穴開け等の加工を行う。以上のように、第１ビームスキャナ３１および第１ｆθレンズ３２は、第１光学素子としての第１音響光学素子３４を経た第１レーザ光ＭＰ１を第１被加工物３３に照射する第１加工部を構成する。また、第２ビームスキャナ４１および第２ｆθレンズ４２は、第２光学素子としての第２音響光学素子４４を経た第２レーザ光ＭＰ２を第２被加工物４３に照射する第２加工部を構成する。

【0035】

表示装置５６は、レーザ加工装置の操作者や管理者に対して、レーザ加工装置および／または制御装置５５に関する各種の情報を表示する。入力装置５７は、レーザ加工装置の操作者や管理者からの、レーザ加工装置および／または制御装置５５に対する各種の入力（例えば、レーザ加工のための各種の制御パラメータ）を受け付ける。表示装置５６および入力装置５７は、タッチパネルとして一体的に構成されてもよい。

【0036】

図３は、図１のレーザ加工装置に設けられる本実施形態に係る光調整装置６０を模式的に示す。光調整装置６０は、主に、第１光学素子としての第１音響光学素子３４と、第２光学素子としての第２音響光学素子４４の温度を適切に制御することによって、第１光としての第１レーザ光ＭＰ１と、第２光としての第２レーザ光ＭＰ２を適切に調整する。この目的のために、光調整装置６０は、第１光学素子としての第１音響光学素子３４の温度を調整する第１調温部と、第２光学素子としての第２音響光学素子４４の温度を調整する第２調温部を備える。図３の例における第１調温部および第２調温部は、それぞれ第１音響光学素子３４および第２音響光学素子４４に冷却水等の冷媒を供給する第１冷却路Ｂ１および第２冷却路Ｂ２である。

【0037】

第１冷却路Ｂ１および第２冷却路Ｂ２に供給される冷媒は、好ましくは単一の冷媒供給源６４から供給される。冷媒供給源６４からの冷媒は、冷媒分割部６５において、少なくとも第１音響光学素子３４向けの第１冷却路Ｂ１と、第２音響光学素子４４向けの第２冷却路Ｂ２に分割される。このように、主に第１音響光学素子３４および第２音響光学素子４４を冷却するために、互いに異なる第１冷却路Ｂ１および第２冷却路Ｂ２が形成される。

【0038】

主に第１音響光学素子３４向けの第１冷却路Ｂ１の任意の箇所には、当該第１冷却路Ｂ１における冷媒の供給量または流量を制御または調整可能な第１流量制御弁６１が設けられる。同様に、主に第２音響光学素子４４向けの第２冷却路Ｂ２の任意の箇所には、当該第２冷却路Ｂ２における冷媒の供給量または流量を制御または調整可能な第２流量制御弁６２が設けられる。後述するように、温度制御部６３が第１流量制御弁６１および第２流量制御弁６２を個別に制御することによって、第１冷却路Ｂ１および第２冷却路Ｂ２における冷媒の流量が個別に制御される。この結果、第１音響光学素子３４および第２音響光学素子４４の温度が個別に調整される。なお、第１冷却路Ｂ１および第２冷却路Ｂ２における冷媒の相対的な流量を制御する（すなわち、第１音響光学素子３４および第２音響光学素子４４の相対的な温度を制御する）目的では、第１流量制御弁６１および第２流量制御弁６２のいずれかが設けられていればよい。

【0039】

図３の例では、主に第１音響光学素子３４向けの第１冷却路Ｂ１に、他の冷却対象としての第１ビームスキャナ３１が配置されてもよい。同様に、主に第２音響光学素子４４向けの第２冷却路Ｂ２に、他の冷却対象としての第２ビームスキャナ４１が配置されてもよい。但し、後述する第１ビームセンサ３６および第２ビームセンサ４６によって測定される第１レーザ光ＭＰ１および第２レーザ光ＭＰ２の断面の特性（径、サイズ、形状、プロファイル、強度分布等）への寄与が大きい第１音響光学素子３４および第２音響光学素子４４を、それぞれ第１冷却路Ｂ１および第２冷却路Ｂ２の最上流に配置するのが好ましい。この場合、第１ビームスキャナ３１や第２ビームスキャナ４１等の他の光学素子によって温められる前の比較的低温の冷媒によって、第１音響光学素子３４および第２音響光学素子４４を効果的に冷却できる。

【0040】

第１冷却路Ｂ１および第２冷却路Ｂ２は、下流側において一つの冷却路に合流してもよい。そして、合流後の一つの冷却路には、レーザ加工装置における他の光学素子（光学系１１、ビームスプリッタ２０、ミラー３０等）が配置されてもよい。なお、上記と同様に、第１音響光学素子３４および第２音響光学素子４４を効果的に冷却するために、これらの他の光学素子は第１冷却路Ｂ１および第２冷却路Ｂ２の下流側に配置されるのが好ましい。このように、レーザ加工装置における各種の光学素子が、好ましくは単一の冷媒供給源６４から供給される冷媒によって効率的に冷却される。特に、最上流（あるいは冷媒供給源６４の直後）に配置される第１音響光学素子３４および第２音響光学素子４４が効果的に冷却される。レーザ加工装置における各種の光学素子を冷却した後の冷媒は冷媒供給源６４に還流されてもよく、必要に応じて再冷却された上で再び使用されてもよい。

【0041】

温度制御部６３は、第１ビームセンサ３６による第１測定結果と、第２ビームセンサ４６による第２測定結果の比較に基づいて、第１調温部および第２調温部の少なくともいずれかを制御する。図３の例では、温度制御部６３が、第１流量制御弁６１および第２流量制御弁６２の少なくともいずれかを制御することによって、第１冷却路Ｂ１および第２冷却路Ｂ２の少なくともいずれかにおける冷媒の供給量または流量を制御する。

【0042】

温度制御部６３は、第１ビームセンサ３６による第１測定結果から認識される第１レーザ光ＭＰ１の第１断面と、第２ビームセンサ４６による第２測定結果から認識される第２レーザ光ＭＰ２の第２断面の差を低減するように、第１調温部（第１流量制御弁６１）および第２調温部（第２流量制御弁６２）の少なくともいずれかを制御する。例えば、第１レーザ光ＭＰ１および第２レーザ光ＭＰ２が第１被加工物３３および第２被加工物４３に対して実質的に同じ加工処理を施す本実施形態では、第１ビームセンサ３６による第１測定結果から認識される第１レーザ光ＭＰ１の第１断面の特性（径、サイズ、形状、プロファイル、強度分布等）と、第２ビームセンサ４６による第２測定結果から認識される第２レーザ光ＭＰ２の第２断面の対応する特性の差が最小化されるように、第１調温部（第１流量制御弁６１）および第２調温部（第２流量制御弁６２）の少なくともいずれかが制御される。

【0043】

以上のような本実施形態では、第１音響光学素子３４（第１光学素子）を経た第１光ＭＰ１の第１測定結果と、第２音響光学素子４４（第２光学素子）を経た第２光ＭＰ２の第２測定結果の比較に基づいて、第１調温部および第２調温部の少なくともいずれかが制御される。このように、第１測定結果および第２測定結果の一方を他方のリファレンスとして利用することで、各測定結果が所望の関係となるように各光学素子の温度を各調温部によって適切に調整できる。

【0044】

以上、本発明を実施形態に基づいて説明した。例示としての実施形態における各構成要素や各処理の組合せには様々な変形例が可能であり、そのような変形例が本発明の範囲に含まれることは当業者にとって自明である。

【0045】

以上の実施形態では、温度制御部６３が、第１ビームセンサ３６からの第１測定結果と、第２ビームセンサ４６からの第２測定結果に基づいて、第１調温部（第１流量制御弁６１）および／または第２調温部（第２流量制御弁６２）を制御したが、第１音響光学素子３４や第２音響光学素子４４の温度を測定可能な温度センサが設けられる場合には、これらの温度測定結果を第１測定結果および第２測定結果に加えて、第１調温部および／または第２調温部の制御において考慮してもよい。

【0046】

以上の実施形態では、第１調温部および第２調温部が、個別に冷媒の流量を制御可能な第１冷却路Ｂ１および第２冷却路Ｂ２によって構成されたが、例えば、第１音響光学素子３４を直接的に冷却可能な冷却素子によって第１調温部を構成し、第２音響光学素子４４を直接的に冷却可能な冷却素子によって第２調温部を構成してもよい。このような場合でも、温度制御部６３は、第１ビームセンサ３６からの第１測定結果と、第２ビームセンサ４６からの第２測定結果に基づいて、第１音響光学素子３４および／または第２音響光学素子４４の温度を個別に制御できる。

【0047】

なお、実施形態で説明した各装置や各方法の構成、作用、機能は、ハードウェア資源またはソフトウェア資源によって、あるいは、ハードウェア資源とソフトウェア資源の協働によって実現できる。ハードウェア資源としては、例えば、プロセッサ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、各種の集積回路を利用できる。ソフトウェア資源としては、例えば、オペレーティングシステム、アプリケーション等のプログラムを利用できる。

【符号の説明】

【0048】

１０ レーザ光源、２０ ビームスプリッタ、３３ 第１被加工物、３４ 第１音響光学素子、３６ 第１ビームセンサ、４３ 第２被加工物、４４ 第２音響光学素子、４６ 第２ビームセンサ、６０ 光調整装置、６１ 第１流量制御弁、６２ 第２流量制御弁、６３ 温度制御部、６４ 冷媒供給源、６５ 冷媒分割部、Ｂ１ 第１冷却路、Ｂ２ 第２冷却路、ＭＰ１ 第１レーザ光、ＭＰ２ 第２レーザ光。

【図1】

【図2】

【図3】