WO2012090520A1 - レーザ加工装置およびレーザ加工方法 - Google Patents

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WO2012090520A1
WO2012090520A1 PCT/JP2011/056718 JP2011056718W WO2012090520A1 WO 2012090520 A1 WO2012090520 A1 WO 2012090520A1 JP 2011056718 W JP2011056718 W JP 2011056718W WO 2012090520 A1 WO2012090520 A1 WO 2012090520A1
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laser
lens
laser beam
processing apparatus
imaging position
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PCT/JP2011/056718
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French (fr)
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之夫 久所
鈴木　良和
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Omron Corp
Original Assignee
Omron Corp
Omron Tateisi Electronics Co
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
    • B23K26/06—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing
    • B23K26/0604—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by a combination of beams
    • B23K26/0613—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by a combination of beams having a common axis
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
    • B23K26/06—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
    • B23K26/06—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing
    • B23K26/073—Shaping the laser spot

Definitions

  • the present invention relates to a laser processing apparatus and a laser processing method, and more particularly to a laser processing apparatus and a laser processing method using a plurality of types of laser light in parallel.
  • the time difference in which each laser beam is irradiated to the object to be processed is changed by changing the length of the optical fiber through which each laser beam passes and adjusting the optical path length difference of the laser beam. Adjusted.
  • each laser beam is completely independent, and each laser beam is irradiated to the object by adjusting the timing of emitting the laser beam for each optical system. Time difference is adjusted.
  • time spots can be provided at substantially the same position and irradiation can be performed while scanning each spot by two types of laser light in a predetermined direction.
  • the present invention has been made in view of such a situation, and it is possible to provide a time difference at substantially the same position and enable irradiation while scanning each spot by a plurality of laser beams in a predetermined direction. is there.
  • the laser processing apparatus is a laser processing apparatus for processing an object to be processed using at least a first laser beam and a second laser beam, through which the first laser beam passes.
  • a first lens for imaging the first laser light, and a first laser light after the first imaging position on the first optical path A second lens for collimating, a third lens for imaging the second laser beam at a second imaging position on a second optical path through which the second laser beam passes, and a second optical path
  • a fourth lens for collimating the second laser beam after the second imaging position of the second lens, and the optical path of the first laser beam and the second laser beam at a stage subsequent to the second lens and the fourth lens.
  • the fifth lens for forming the second laser beam and the second optical path are adjusted, and the optical axis of the third imaging position, which is the imaging position for the second laser beam by the fifth lens, is perpendicular
  • the first laser beam forms an image at a first imaging position on the first optical path, and is collimated to form a second laser beam.
  • the optical paths of the first laser light and the second laser light are combined, and then the first laser light and the second laser light Forms an image with the fifth lens.
  • the second light path through which the second laser light passes is adjusted, and the position of the image forming position of the second laser light by the fifth lens in the direction perpendicular to the optical axis is adjusted.
  • This coupling means is constituted by, for example, a two-wavelength mirror.
  • the adjusting means is constituted by, for example, a shift mechanism or a rotation mechanism using an actuator or the like.
  • the adjustment means can adjust the position of the third imaging position in the direction perpendicular to the optical axis by adjusting the position of the second imaging position in the direction perpendicular to the optical axis.
  • a first slit provided between a first lens and a second lens on a first light path, and a third slit and a fourth lens on a second light path
  • the second slit provided in the second slit, and adjusting the position of the opening of the second slit in the direction perpendicular to the optical axis of the second slit, The position in the vertical direction can be adjusted.
  • the edge of the spot of the laser light becomes sharp, and as a result, the processing quality is improved.
  • the second slit can be provided near the second imaging position, and the adjusting means can move the second imaging position together with the opening of the second slit.
  • the laser processing apparatus further includes changing means for changing the direction of the second optical path to the direction of the coupling means at a stage subsequent to the fourth lens, and the adjusting means includes a fifth lens for the second optical path.
  • the position of the third imaging position in the direction perpendicular to the optical axis can be adjusted by rotating it about the rotation axis that coincides with the optical axis of the third image.
  • the degree of freedom in adjusting the irradiation position of the second laser light spot can be increased.
  • the laser processing apparatus includes an optical fiber for transmitting the first laser beam and the second laser beam, and a sixth lens for collimating the first laser beam and the second laser beam emitted from the optical fiber.
  • a separation means for separating the optical paths of the first laser light and the second laser light into the first optical path and the second optical path may be further provided downstream of the sixth lens.
  • the intensity of the cross section of the laser beam can be made uniform, and as a result, the processing quality is improved.
  • This separation means is constituted by, for example, a two-wavelength mirror.
  • the shape of the output end face of the optical fiber can be made square.
  • the loss of the laser beam by the slit can be reduced.
  • the laser processing apparatus may further include scanning means for moving the third imaging position on the surface of the object to be processed.
  • This scanning means is realized, for example, by a galvano mirror which scans the imaging position on the surface of the processing object, an XY stage which moves the processing object, a gantry stage which moves the laser processing apparatus, or a combination thereof.
  • a galvano mirror which scans the imaging position on the surface of the processing object
  • an XY stage which moves the processing object
  • a gantry stage which moves the laser processing apparatus, or a combination thereof.
  • the laser processing method is a laser processing method for processing an object to be processed using at least a first laser beam and a second laser beam, wherein the first laser beam and the second laser beam are used.
  • Light is generated, and the first laser beam and the second laser beam are imaged in the same shape or different shape and adjacent to the surface of the object to be processed, and imaged in the direction in which the adjacent images are aligned
  • the position is moved or the relative position of the object to be processed is moved to continuously process the surface of the object.
  • a first laser beam and a second laser beam are generated, and the first laser beam and the second laser beam have the same shape or different shapes, respectively, and the surface of the object to be processed.
  • the imaging position is moved in the side-by-side alignment direction of the adjacent imaging, or the relative position of the object to be processed is moved to continuously process the surface of the object.
  • the first aspect of the present invention by scanning each spot of a plurality of laser beams simply in a predetermined direction, it is possible to provide a time difference at substantially the same position and perform irradiation.
  • First embodiment basic form
  • Second embodiment an example using an XY slit mechanism
  • Third embodiment an example in which only the XY slit mechanism is shifted
  • Fourth embodiment an example in which the optical path of the laser beam ⁇ b is rotated
  • FIG. 1 is a view showing a first embodiment of a laser processing apparatus to which the present invention is applied.
  • the traveling direction of the laser light is referred to as the z-axis direction
  • predetermined directions perpendicular to the z-axis direction and orthogonal to each other are referred to as the x-axis direction and the y-axis direction.
  • the laser processing apparatus 101 includes laser oscillators 111a and 111b, beam expanders 112a and 112b, total reflection mirrors 113, a beam splitter 114, a two-wavelength (Dichroic) fiber coupling lens 115, an optical fiber 116, and two-wavelength (Dichroic) coupling.
  • each of the two-wavelength imaging and processing optical system lenses 117 and 124 is illustrated as a single convex lens, it may be configured by a combination of a plurality of convex lenses and concave lenses.
  • the image forming processing optical system lenses 120a, 120b, 121a, and 121b are also illustrated as one convex lens, respectively, they may be configured by a combination of a plurality of convex lenses and concave lenses.
  • dual-wavelength imaging processing optical system lenses 117 and 124 will be simply referred to as dual-wavelength lenses 117 and 124
  • imaging processing optical system lenses 120a, 120b, 121a and 121b will be simply referred to as lenses 120a, 120b, It is called 121a and 121b.
  • the laser oscillator 111a is made of, for example, an Nd: YAG laser, and is pulsed with a predetermined wavelength ⁇ a (hereinafter referred to as “laser light ⁇ a” in synchronization with an emission signal Sa input from a control device (not shown). Oscillate) and emit.
  • the beam diameter of the laser beam ⁇ a emitted from the laser oscillator 111 a is expanded by the beam expander 112 a and enters the beam splitter 114.
  • the laser oscillator 111b is made of, for example, an Nd: YAG laser, and is pulsed with a predetermined wavelength ⁇ b (hereinafter referred to as “laser light ⁇ b” in synchronization with an emission signal Sb input from a control device (not shown). Oscillate) and emit.
  • the beam diameter of the laser beam ⁇ b emitted from the laser oscillator 111 b is expanded by the beam expander 112 b, and then reflected by the total reflection mirror 113 and enters the beam splitter 114.
  • the wavelength ⁇ a is set to 1064 nm, which is the wavelength of the fundamental wave of the Nd: YAG laser
  • the wavelength ⁇ b is set to 532 nm, which is the wavelength of the second harmonic (SHG) of the Nd: YAG laser The case will be described.
  • the beam splitter 114 has a characteristic of transmitting light of wavelength ⁇ a and reflecting light of wavelength ⁇ b. Therefore, the laser beam ⁇ a passes through the beam splitter 114, and the laser beam ⁇ b is reflected by the beam splitter 114, whereby the optical paths of the laser beam ⁇ a and the laser beam ⁇ b are coupled. Then, the laser light ⁇ a and the laser light ⁇ b are condensed by the two-wavelength fiber coupling lens 115, are incident on the optical fiber 116, and are transmitted.
  • the cross section of the emission end face 116A of the optical fiber 116 is a square, and the cross section B1 of the laser beams ⁇ a and ⁇ b emitted from the optical fiber 116 is a square with a width (length of one side) d1. Further, the intensity of the cross section B1 of the laser beams ⁇ a and ⁇ b is made substantially uniform.
  • the laser beams ⁇ a and ⁇ b emitted from the optical fiber 116 are collimated by the two-wavelength lens 117 and enter the two-wavelength mirror 118.
  • the two-wavelength mirror 118 has a characteristic of transmitting light of wavelength ⁇ a and reflecting light of wavelength ⁇ b. Accordingly, the laser beam ⁇ a is transmitted through the two-wavelength mirror 118, and the laser beam ⁇ b is reflected by the two-wavelength mirror 118, whereby the optical paths of the laser beam ⁇ a and the laser beam ⁇ b are separated.
  • the laser beam ⁇ a transmitted through the two-wavelength mirror 118 forms an image at the imaging position P1a by the lens 120a.
  • the width d2a of the image B2a of the laser beam ⁇ a (the image B2a of the emission end face 116A of the optical fiber 116 formed by the lens 120a) at the imaging position P1a is determined by the following equation (1).
  • F1 represents the focal length of the two-wavelength lens 117
  • f2a represents the focal length of the lens 120a.
  • the laser light ⁇ a is collimated by the lens 121a after the imaging position P1a and is incident on the two-wavelength mirror 123.
  • the laser beam ⁇ b reflected by the two-wavelength mirror 118 is further reflected by the total reflection mirror 119, and then forms an image at the imaging position P1b by the lens 120b.
  • the width d2b of the image B2b of the laser beam ⁇ b (the image B2b of the emission end face 116A of the optical fiber 116 formed by the lens 120b) at the imaging position P1b is determined by the following equation (2).
  • F2b represents the focal length of the lens 120b.
  • the laser beam ⁇ b is collimated by the lens 121b after the imaging position P1b, is reflected by the total reflection mirror 122, and is incident on the two-wavelength mirror 123.
  • the two-wavelength mirror 123 has a characteristic of transmitting light of wavelength ⁇ a and reflecting light of wavelength ⁇ b. Accordingly, the laser beam ⁇ a is transmitted through the two-wavelength mirror 123, and the laser beam ⁇ b is reflected by the two-wavelength mirror 123, whereby the optical paths of the laser beam ⁇ a and the laser beam ⁇ b are coupled.
  • the laser light ⁇ a and the laser light ⁇ b are imaged at the imaging position P2a and the imaging position P2b, respectively, by the two-wavelength lens 124.
  • the processing surface of the object to be processed is placed in the vicinity of the imaging positions P2a and P2b, whereby an image B3a of the laser beam ⁇ a (hereinafter referred to as a laser spot B3a) in the vicinity of the imaging position P2a
  • the processing of the object to be processed is performed by the image B3b of the laser beam ⁇ b (hereinafter referred to as a laser spot B3b) in the vicinity of P2b.
  • the width d3a of the laser spot B3a at the imaging position P2a and the width d3b of the laser spot B3b near the imaging position P2b can be obtained by the following equations (3) and (4), respectively.
  • F3a represents the focal length of the lens 121a
  • f3b represents the focal length of the lens 121b
  • f4 represents the focal length of the two-wavelength lens 124.
  • the total reflection mirror 119 and the lens 120 b are housed in one module 131.
  • the module 131 can be electrically or manually shifted in a predetermined direction perpendicular to the optical axis of the lens 120 b by, for example, a shift mechanism 132 configured by an actuator or the like.
  • the shift direction of the module 131 will be described as being coincident with the x-axis direction.
  • the total reflection mirror 119 and the lens 120 b shift in the x-axis direction.
  • the optical path of the laser beam ⁇ b and the imaging position P1b shift in the x-axis direction, and as a result, the imaging position P2b of the laser beam ⁇ b (irradiation position of the laser spot B3b) is perpendicular to the optical axis of the lens 124 Shift in the right direction.
  • the movement of the module 131 in the x-axis direction is determined by the following equation (5).
  • the imaging position P2b is shifted in the direction opposite to the moving direction of the module 131.
  • the irradiation position of the laser spot B3b can be easily adjusted independently of the laser spot B3a, and the laser spot B3a and the laser spot B3b can be irradiated to different positions.
  • the laser spots B3a and B3b are scanned in the predetermined direction and the time difference is provided at substantially the same position.
  • This point will be described with reference to FIG. 2 as an example in which the laser spots B3a and B3b are scanned in the direction of the arrow A1 and the laser spots B3b and the laser spots B3a are sequentially provided with a time difference as an example. .
  • the laser spot B3b and the laser spot B3a are irradiated at substantially the same position by providing a predetermined interval (time difference) between the emission timings of the laser beam ⁇ b and the laser beam ⁇ b, the scanning speed of the laser spot increases.
  • a predetermined interval time difference
  • the interval of the emission timing for example, about several tens to several hundreds ns. Therefore, in order to improve the accuracy of the emission timing interval, it is necessary to perform advanced and stable control, and the necessary cost increases.
  • the laser spot B3b and the laser spot B3a are adjacent to each other in the scanning direction, as shown in the upper diagram of FIG. Can be irradiated. Then, by controlling the laser beams ⁇ a and ⁇ b to be emitted at the same timing without providing a time difference, the laser spot B3a is almost exactly overlapped and irradiated at the next irradiation timing at the position irradiated with the laser spot B3b. It becomes possible.
  • the laser spots B3a and B3b are scanned at substantially the same position in the direction of the arrow A1 only by adjusting the position of the module 131 in the x-axis direction without controlling the emission timing of the laser light. Irradiation can be performed by providing a time difference in a predetermined order. As a result, the cost required for the apparatus can be reduced, and electrical control is unnecessary, and only hard adjustment is required, so that stable processing can be performed in the long run.
  • the irradiation of the spot B3b (n) can be stopped.
  • the width d3a of the laser spot B3a is proportional to the focal length f2a of the lens 120a
  • the width d3b of the laser spot B3a is proportional to the focal length f2b of the lens 120b. Therefore, in the laser processing apparatus 101, the sizes of the laser spot B3a and the laser spot B3b can be easily adjusted individually by replacing the lens 120a and the lens 120b.
  • the area of the laser spot B3b is made larger than the area of the laser spot B3a as shown in FIG.
  • the processing quality may be improved.
  • a roll-up (swell like an embankment) occurs due to the thermal effect of the processing edge when irradiating the laser spot B3b, and sputtering is performed from this roll-up portion when irradiating the next laser spot B3a. May scatter in all directions.
  • generation of spatter from this roll-up portion can be prevented by making the area of the laser spot B3b slightly larger than the area of the laser spot B3a.
  • the width W between the edge of the laser spot B3b and the edge of the laser spot B3a can be easily adjusted by changing at least one of the focal length f2a of the lens 120a and the focal length f2b of the lens 120b as described above. can do.
  • FIG. 4 is a view showing a second embodiment of a laser processing apparatus to which the present invention is applied.
  • symbol is attached
  • XY slit mechanisms 211 a and 211 b are added to the laser processing apparatus 101 of FIG. 1, a module 231 is provided instead of the module 131, and a shift mechanism 232 is provided instead of the shift mechanism 132. It is a thing.
  • the XY slit mechanism 211a is installed so that the opening Oa substantially coincides with the imaging position P1a of the laser light ⁇ a.
  • the XY slit mechanism 211a can adjust the width in the vertical and horizontal directions of the rectangular opening Oa individually, and shapes the cross section of the laser beam ⁇ a imaged by the lens 120a into the shape of the opening Oa. It is incident on 121a.
  • the XY slit mechanism 211b is installed so that the opening Ob substantially coincides with the imaging position P1b of the laser beam ⁇ b.
  • the XY slit mechanism 211b can individually adjust the width in the vertical and horizontal directions of the rectangular opening Ob, and shapes the cross section of the laser light ⁇ b formed by the lens 120b into the shape of the opening Ob. It is incident on 121 b.
  • the module 231 is configured to store the total reflection mirror 119, the lens 120b, and the XY slit mechanism 211b.
  • the shift mechanism 232 is configured by, for example, an actuator or the like, and electrically or manually shifts the module 231 in a predetermined direction perpendicular to the optical axis of the lens 120b.
  • the shift direction of the module 231 will be described as being coincident with the x-axis direction.
  • the total reflection mirror 119, the lens 120b, and the XY slit mechanism 211b shift in the x-axis direction.
  • the optical path of the laser beam ⁇ b and the opening Ob of the XY slit mechanism 211b shift in the x-axis direction
  • the position of the laser beam ⁇ b passing through the XY slit mechanism 211b shifts in the x-axis direction.
  • the image forming position Pb1 (not shown) of the laser beam ⁇ b and the opening Ob of the XY slit mechanism 211b shift in the x-axis direction while substantially matching each other.
  • the imaging position P2b of the laser beam ⁇ b (the irradiation position of the laser spot B3b) is shifted in the direction perpendicular to the optical axis of the lens 124.
  • the imaging position P2b is shifted in the direction opposite to the moving direction of the module 231 by the distance represented by the above-mentioned equation (6).
  • the irradiation position of the laser spot B3b can be easily adjusted independently of the laser spot B3a, and the laser spot B3a and the laser spot B3b can be irradiated to different positions. .
  • edges of the laser spot B3a and the laser spot B3b become sharp and the processing edge becomes sharp. As a result, processing accuracy can be improved.
  • the shape and size of the laser spot B3a can be easily adjusted without replacing the lens 120a.
  • the shape of the opening Ob of the XY slit mechanism 211b the shape and size of the laser spot B3b can be easily adjusted without replacing the lens 120b.
  • FIG. 5 is a view showing a third embodiment of the laser processing apparatus to which the present invention is applied.
  • symbol is attached
  • the laser processing apparatus 301 of FIG. 5 is different from the laser processing apparatus 201 of FIG. 4 in that a shift mechanism 311 is added, and a lens 120 b ′ is provided instead of the lens 120 b.
  • the total reflection mirror 119, the lens 120b ', and the XY slit mechanism 211b are not modularized, and the shift mechanism 232 is not provided.
  • the focal length f2b 'of the lens 120b' is set to a value larger than the focal length f2b 'of the lens 120b of FIG.
  • the XY slit mechanism 211b is disposed before the focal position of the lens 120b '.
  • the shift mechanism 311 is configured of, for example, an actuator or the like, and electrically or manually shifts the XY slit mechanism 211b in directions perpendicular to the optical axis and orthogonal to each other.
  • the shift direction of the XY slit mechanism 211b will be described as being coincident with the x-axis direction and the y-axis direction.
  • the laser light passing through the XY slit mechanism 211b shifts the opening Ob of the XY slit mechanism 211b in the x-axis direction or y-axis direction.
  • the position of ⁇ b shifts in the x-axis or y-axis direction.
  • the imaging position P2b of the laser beam ⁇ b (the irradiation position of the laser spot B3b) is shifted in the direction perpendicular to the optical axis of the lens 124.
  • the imaging position P2b is shifted in the direction opposite to the moving direction of the XY slit mechanism 211b by the distance represented by the above-mentioned equation (6).
  • the irradiation position of the laser spot B3b with respect to the laser spot B3a can be set to an arbitrary direction within a predetermined distance range.
  • edge deletion of the thin film solar cell panel 351 is performed using the laser processing apparatus 301 .
  • edge deletion is performed in the order of arrow A11, arrow A12, arrow A13, and arrow A14.
  • the edge deletion is performed by irradiating the laser spot B3a after the irradiation of the laser spot B3b.
  • the irradiation position of the laser spot B3b with respect to the laser spot B3a can be set in an arbitrary direction. For example, as shown in FIG. 7, it is possible to irradiate the laser spot B3b to any of the regions D1 to D4 adjacent to the laser spot B3a along with the laser spot B3a.
  • the position of the XY slit mechanism 211b is adjusted by the shift mechanism 311 so that the laser spot B3b is irradiated to the region D2, and edge deletion in the direction of the arrow A11 is performed.
  • the shift mechanism 311 adjusts the position of the XY slit mechanism 211b so that the laser spot B3b is irradiated to the region D3, and edge deletion in the direction of the arrow A12 is performed.
  • the position of the XY slit mechanism 211b is adjusted by the shift mechanism 311 so that the laser spot B3b is irradiated to the region D4, and edge deletion in the direction of the arrow A13 is performed.
  • the position of the XY slit mechanism 211b is adjusted by the shift mechanism 311 so that the laser spot B3b is irradiated to the region D1, and edge deletion in the direction of the arrow A14 is performed.
  • both irradiation positions can be accurately overlapped in a predetermined order, and as a result, edge deletion Improve the quality of In addition, it is sufficient to adjust the position of the XY slit mechanism 211b at each corner of the thin film solar cell panel 351, so that the control is easy and the processing time can be shortened.
  • FIG. 8 is a view showing a fourth embodiment of the laser processing apparatus to which the present invention is applied.
  • symbol is attached
  • the laser processing apparatus 401 of FIG. 8 is different from the laser processing apparatus 201 of FIG. 4 in that a shift mechanism 411 is added, a module 421 is provided instead of the module 231, and the shift mechanism 232 is eliminated.
  • the shift mechanism 411 is constituted by, for example, an actuator or the like, and electrically or manually shifts the XY slit mechanism 211b in a direction perpendicular to the optical axis of the lens 120b.
  • the shift direction of the XY slit mechanism 211b will be described as being coincident with the x-axis direction.
  • a dual wavelength mirror 118, a total reflection mirror 119, a lens 120b, an XY slit mechanism 211b, a lens 121b, a total reflection mirror 122, a dual wavelength mirror 123, and a shift mechanism 411 are stored in the module 421.
  • the module 421 can be rotated in the direction indicated by the arrow A21 about an axis of rotation that coincides with the optical axis of the lens 124.
  • the optical path of the laser beam ⁇ b from the two-wavelength mirror 118 to the two-wavelength mirror 123 rotates about a rotation axis that coincides with the optical axis of the lens 124.
  • the relative position of the laser spot B3a and the laser spot B3b can be rotated.
  • the irradiation position of the laser spot B3 b with respect to the laser spot B3 a is 90 as shown in the upper to lower views of FIG. It can be rotated by degrees.
  • the combination of the shift direction of the XY slit mechanism 211b and the rotation direction of the module 421 makes it possible, within the range of a predetermined distance, like the laser processing apparatus 301.
  • the irradiation position of the laser spot B3b with respect to the laser spot B3a can be set in any direction. If the module 421 can be rotated 90 degrees around the rotation axis, the combination of the shift direction of the XY slit mechanism 211b and the rotation direction of the module 421 makes the laser spot B3a as described above with reference to FIG. It becomes possible to irradiate the laser spot B3b to any of the regions D1 to D4 adjacent to the four sides.
  • edge deletion of the thin film solar cell panel 351 can be performed by the method described above with reference to FIG.
  • the laser light ⁇ a emitted from the laser oscillator 111a and the laser light ⁇ b emitted from the laser oscillator 111b are directly incident on the lens 120a or the lens 120b without coupling the optical path. It is also possible to do so. In this case, it is desirable that the beam diameter of the laser beam ⁇ a be expanded, the laser beam ⁇ a be collimated, and the intensity of the cross section of the laser beam ⁇ a be made uniform between the laser oscillator 111a and the lens 120a. For homogenizing the strength, for example, a homogenizer or a Callidescope can be used. The same applies to the portion between the laser oscillator 111b and the lens 120b.
  • the shift direction of the module 131 may be shifted in two or more directions (for example, the x-axis direction and the y-axis direction) perpendicular to the optical axis of the lens 120b.
  • the laser processing apparatus 301 of FIG. 5 and the laser processing apparatus 401 of FIG. 8 it becomes possible to set the irradiation position of the laser spot B3b to the laser spot B3a in an arbitrary direction.
  • the shift direction of the module 231 may be shifted in two or more directions (for example, the x-axis direction and the y-axis direction) perpendicular to the optical axis of the lens 120 b. .
  • the laser processing apparatus 301 of FIG. 5 and the laser processing apparatus 401 of FIG. 8 it becomes possible to set the irradiation position of the laser spot B3b to the laser spot B3a in an arbitrary direction.
  • the present invention can also be applied to the case of using laser light of three or more wavelengths.
  • laser light of three or more types of wavelengths for example, after the laser light is emitted from the optical fiber 116, the optical path of each laser light is branched, and for each optical path, FIG. 1, FIG. 4, FIG. The same configuration as that on the optical path of the laser beam ⁇ a or the laser beam ⁇ b described above with reference to FIG. Thereafter, after combining the optical paths of the respective laser beams, the light may be incident on the two-wavelength lens 124.
  • a multi-wavelength lens corresponding to the wavelength is used as the two-wavelength lens 124.
  • the optical paths of all the laser beams do not necessarily have to be branched individually, and the optical paths of a plurality of laser beams may be shared.
  • the laser beam ⁇ b may be branched and the optical paths of the laser beam ⁇ a and the laser beam ⁇ c may be made common.
  • FIG. 10 is a view showing an embodiment of a laser processing apparatus in the case of using laser beams having different polarization directions.
  • symbol is attached
  • the laser processing apparatus 501 of FIG. 10 includes laser oscillators 111a and 111b, a beam splitter 114, a dual wavelength fiber coupling lens 115, an optical fiber 116, dual wavelength imaging processing optics.
  • PBS Polarization beam splitter
  • PBS Polarization beam splitter
  • the total reflection mirrors 113, 119, and 122 are configured by mirrors that can reflect approximately 100% of S-wave light.
  • imaging processing optical system lenses 515 and 518 are illustrated as one convex lens, respectively, they may be configured by a combination of a plurality of convex lenses and concave lenses.
  • imaging processing optical system lenses 515 and 518 will be simply referred to as lenses 515 and 518.
  • the laser oscillator 511a is, for example, an Nd: YAG laser, and is synchronized with a pulse-shaped emission signal Sa input from a control device (not shown), and is a pulse-shaped laser beam of P wave of a predetermined wavelength (hereinafter referred to as The laser beam P is oscillated and emitted.
  • the beam diameter of the laser beam P emitted from the laser oscillator 511 a is expanded by the beam expander 112 a and enters the polarization beam splitter 512.
  • the laser oscillator 511b is made of, for example, an Nd: YAG laser, and in synchronization with an emission signal Sb input from a control device (not shown), a pulse-shaped laser beam of S wave having the same wavelength as the laser beam P (hereinafter The laser beam is oscillated and emitted.
  • the beam diameter of the laser beam S emitted from the laser oscillator 511 b is expanded by the beam expander 112 b, and then reflected by the total reflection mirror 113 and enters the polarization beam splitter 512.
  • the polarization direction of the laser light P is the vertical direction of the paper surface
  • the polarization direction of the laser light S is the vertical direction of the paper surface
  • the polarization beam splitter 512 has a characteristic of transmitting P-wave light and reflecting S-wave light. Therefore, the laser beam P passes through the polarization beam splitter 512, and the laser beam S is reflected by the polarization beam splitter 512, whereby the optical paths of the laser beam P and the laser beam S are combined. Then, the laser light P and the laser light S are condensed by the fiber coupling lens 513, enter the polarization maintaining fiber 514, and are transmitted while maintaining the polarization direction as it is.
  • the cross section of the output end face 514A of the polarization maintaining fiber 514 is a square, and the cross section B1 of the laser light P and S emitted from the polarization maintaining fiber 514 is a square having a width (length of one side) d1. Further, the intensity of the cross section B1 of the laser beams P and S is substantially uniform.
  • the laser beams P and S emitted from the polarization maintaining fiber 514 are collimated by the lens 515 and enter the polarization beam splitter 516.
  • the polarizing beam splitter 516 has characteristics of transmitting light of wavelength P and reflecting light of wavelength S. Therefore, the laser beam P is transmitted through the polarization beam splitter 516 and the laser beam S is reflected by the polarization beam splitter 516, whereby the optical paths of the laser beam P and the laser beam S are separated.
  • the laser beam P transmitted through the polarization beam splitter 516 is imaged at the imaging position P1a by the lens 120a. Further, the laser light P is collimated by the lens 121 a and enters the polarization beam splitter 517.
  • the laser beam S reflected by the polarization beam splitter 516 is further reflected by the total reflection mirror 119, and then forms an image at the imaging position P1b by the lens 120b. Further, the laser light S is collimated by the lens 121 b, reflected by the total reflection mirror 122, and enters the polarization beam splitter 517.
  • the polarization beam splitter 517 has a characteristic of transmitting light of wavelength P and reflecting light of wavelength S. Accordingly, the laser beam P is transmitted through the polarization beam splitter 517 and the laser beam S is reflected by the polarization beam splitter 517, whereby the optical paths of the laser beam P and the laser beam S are combined.
  • the laser beam P and the laser beam S are imaged by the lens 518 at the imaging position P2a and the imaging position P2b, respectively.
  • the processing surface of the object to be processed is placed in the vicinity of the imaging positions P2a and P2b, whereby the image B3a (laser spot B3a) of the laser light P near the imaging position P2a and the laser in the vicinity of the imaging position P2b
  • the processing of the object to be processed is performed by the image B3b of the light S (laser spot B3b).
  • the present invention is applicable not only to one type of element but also to parallel use of a plurality of types of laser light different in combination of a plurality of elements (for example, combination of wavelength and polarization direction). Is also possible.
  • the means for separating or combining the optical path of the laser beam or changing the direction of the optical path of the laser beam is not limited to the above-described example, and various modifications are possible.
  • a prism or a half mirror it is also possible to use a prism or a half mirror.
  • the scanning of the laser spots B3a and B3b can be performed, for example, by scanning the imaging positions P2a and P2b with a galvano mirror or the like, moving the object to be processed, moving the laser processing apparatus, or a combination thereof.

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Abstract

　簡単に複数のレーザ光によるスポットを走査しながらほぼ同じ位置に時間差を設けて照射する。レーザ光λａは、レンズ１２０ａにより結像位置Ｐ１ａにおいて結像した後、レンズ１２１ａによりコリメートされ、２波長性ミラー１２３に入射する。レーザ光λｂは、レンズ１２０ｂにより結像位置Ｐ１ｂにおいて結像した後、レンズ１２１ｂによりコリメートされ、全反射ミラー１２２により反射され、２波長性ミラー１２３に入射する。そして、レーザ光λａおよびレーザ光λｂは、２波長性ミラー１２３により光路が結合され、２波長性レンズ１２４により結像位置Ｐ２ａ，Ｐ２ｂにおいて結像する。全反射ミラー１１９とレンズ１２０ｂを格納するモジュール１３１は、シフト機構１３２により、レンズ１２０ｂの光軸と垂直な方向にシフトする。本発明は、例えば、薄膜太陽電池パネルを加工するレーザ加工装置に適用できる。

Description

レーザ加工装置およびレーザ加工方法
　本発明は、レーザ加工装置およびレーザ加工方法に関し、特に、複数の種類のレーザ光を並行して使用するレーザ加工装置およびレーザ加工方法に関する。
　従来、波長等が異なる２種類のレーザ光を所定の時間差で加工対象物に照射し、加工精度を向上させるようにしたレーザ加工装置が提案されている（例えば、特許文献１、２参照）。
　例えば、特許文献１に記載の発明では、各レーザ光が通過する光ファイバの長さを変え、レーザ光の光路長差を調整することにより、各レーザ光が加工対象物に照射される時間差が調整される。
　また、特許文献２に記載の発明では、各レーザ光の光学系が全く独立しており、光学系毎にレーザ光を出射するタイミングを調整することにより、各レーザ光が加工対象物に照射される時間差が調整される。
特開２００６－３１３８５８号公報 特開２０１０－１４２８２９号公報
　ところで、例えば薄膜太陽電池パネルの薄膜除去の工程等では、２種類のレーザ光による各スポットを所定の方向に走査しながら、ほぼ同じ位置に時間差を設けて照射できるようにすることが望まれている。
　しかしながら、特許文献１に記載の発明では、レーザ光の走査速度によって、レーザ光を照射する時間差を調整するために光ファイバの長さを変える必要があり、時間と手間がかかる。また、予め準備されている長さの光ファイバの範囲内でしか時間差を調整することができない。
　また、特許文献２に記載の発明では、各レーザ光の光学系が全く独立しているため、２種類のレーザ光をほぼ同じ位置に照射するように調整することが難しい。
　本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、簡単に複数のレーザ光による各スポットを所定の方向に走査しながら、ほぼ同じ位置に時間差を設けて照射できるようにするものである。
　本発明の第１の側面のレーザ加工装置は、少なくとも第１のレーザ光および第２のレーザ光を用いて加工対象物の加工を行うレーザ加工装置であって、第１のレーザ光が通過する第１の光路上の第１の結像位置において、第１のレーザ光を結像する第１のレンズと、第１の光路上の第１の結像位置より後で第１のレーザ光をコリメートする第２のレンズと、第２のレーザ光が通過する第２の光路上の第２の結像位置において、第２のレーザ光を結像する第３のレンズと、第２の光路上の第２の結像位置より後で第２のレーザ光をコリメートする第４のレンズと、第２のレンズおよび第４のレンズの後段において、第１のレーザ光と第２のレーザ光の光路を結合する結合手段と、結合手段と加工対象物の間に設けられ、第１のレーザ光および第２のレーザ光を結像する第５のレンズと、第２の光路を調整して、第５のレンズによる第２のレーザ光の結像位置である第３の結像位置の光軸と垂直な方向における位置を調整する調整手段とを備える。
　本発明の第１の側面のレーザ加工装置においては、第１のレーザ光が第１の光路上の第１の結像位置において結像した後、コリメートされ、第２のレーザ光が第２の光路上の第２の結像位置において結像した後、コリメートされ、その後、第１のレーザ光と第２のレーザ光の光路が結合された後、第１のレーザ光および第２のレーザ光が第５のレンズにより結像する。また、第２のレーザ光が通過する第２の光路が調整され、第２のレーザ光の第５のレンズによる結像位置の光軸と垂直な方向における位置が調整される。
　従って、簡単に複数のレーザ光による各スポットを所定の方向に走査することにより、ほぼ同じ位置に時間差を設けて照射することができる。
　この結合手段は、例えば、２波長性ミラーにより構成される。この調整手段は、例えば、アクチュエータ等を用いたシフト機構や回転機構により構成される。
　この調整手段には、第２の結像位置の光軸と垂直な方向の位置を調整させることにより、第３の結像位置の光軸と垂直な方向の位置を調整させることができる。
　これにより、簡単な構成で、簡単に複数のレーザ光による各スポットを所定の方向に走査することにより、ほぼ同じ位置に時間差を設けて照射することができる。
　このレーザ加工装置には、第１の光路上の第１のレンズと第２のレンズの間に設けられる第１のスリットと、第２の光路上の第３のレンズと第４のレンズの間に設けられる第２のスリットとをさらに設け、この調整手段には、第２のスリットの開口部の光軸と垂直な方向における位置を調整することにより、第３の結像位置の光軸と垂直な方向の位置を調整させることができる。
　これにより、レーザ光のスポットのエッジが鮮明になり、その結果、加工品質が向上する。
　この第２のスリットを、第２の結像位置付近に設け、この調整手段には、第２の結像位置を第２のスリットの開口部とともに移動させることができる。
　これにより、スリットによるレーザ光の損失を軽減することができる。
　このレーザ加工装置には、第４のレンズの後段において、第２の光路の方向を結合手段の方向に変更する変更手段をさらに設け、この調整手段には、第２の光路を第５のレンズの光軸と一致する回転軸を中心に回転させることにより、第３の結像位置の光軸と垂直な方向の位置を調整させることができる。
　これにより、第２のレーザ光のスポットの照射位置の調整の自由度を増すことができる。
　このレーザ加工装置には、第１のレーザ光および第２のレーザ光を伝送する光ファイバと、光ファイバから出射された第１のレーザ光および第２のレーザ光をコリメートする第６のレンズと、第６のレンズの後段において、第１のレーザ光と第２のレーザ光の光路を第１の光路と第２の光路に分離する分離手段とをさらに設けることができる。
　これにより、レーザ光の断面の強度を均一化することができ、その結果、加工品質が向上する。
　この分離手段は、例えば、２波長性ミラーにより構成される。
　光ファイバの出射端面の形状を角形にすることができる。
　これにより、例えば、スリットによるレーザ光の損失を軽減することができる。
　このレーザ加工装置には、加工対象物の表面上で、第３の結像位置を移動させる走査手段をさらに備えることができる。
　この走査手段は、例えば、結像位置を加工対象物の表面で走査するガルバノミラーや、加工対象物を移動させるＸＹステージや、レーザ加工装置を移動させるガントリステージ、またはそれらの組み合わせにより実現することができる。
　本発明の第２の側面のレーザ加工方法は、少なくとも第１のレーザ光および第２のレーザ光を用いて加工対象物の加工を行うレーザ加工方法において、第１のレーザ光と第２のレーザ光を発生させ、第１のレーザ光と第２のレーザ光をそれぞれ同一形状または異なる形状、かつ加工対象物の表面に隣接して結像させ、隣接させた結像の並んだ方向に結像位置を移動させ、または加工対象物の相対的な位置を移動させ、連続的に対象物の表面を加工する。
　本発明の第２の側面においては、第１のレーザ光と第２のレーザ光が発生され、第１のレーザ光と第２のレーザ光がそれぞれ同一形状または異なる形状、かつ加工対象物の表面に隣接して結像され、隣接させた結像の並んだ方向に結像位置が移動され、または加工対象物の相対的な位置が移動され、連続的に対象物の表面が加工される。
　従って、簡単に複数のレーザ光による各スポットを走査しながら、ほぼ同じ位置に時間差を設けて照射することができる。
　本発明の第１の側面によれば、簡単に複数のレーザ光による各スポットを所定の方向に走査することにより、ほぼ同じ位置に時間差を設けて照射することができる。
　また、本発明の第２の側面によれば、簡単に複数のレーザ光による各スポットを走査しながら、ほぼ同じ位置に時間差を設けて照射することができる。
本発明を適用したレーザ加工装置の第１の実施の形態を示す図である。 本発明の効果を説明するための図である。 レーザスポットの面積の関係の例を示す図である。 本発明を適用したレーザ加工装置の第２の実施の形態を示す図である。 本発明を適用したレーザ加工装置の第３の実施の形態を示す図である。 薄膜太陽電池パネルのエッジデリーションについて説明するための図である。 レーザスポットの位置関係を示す図である。 本発明を適用したレーザ加工装置の第４の実施の形態を示す図である。 レーザスポットの照射位置の変化を示す図である。 本発明を適用したレーザ加工装置の第５の実施の形態を示す図である。
　以下、本発明を実施するための形態（以下、実施の形態という）について説明する。なお、説明は以下の順序で行う。
１．第１の実施の形態（基本形）
２．第２の実施の形態（ＸＹスリット機構を用いた例）
３．第３の実施の形態（ＸＹスリット機構のみをシフトさせるようにした例）
４．第４の実施の形態（レーザ光λｂの光路を回転させるようにした例）
５．変形例
＜１．第１の実施の形態＞
［レーザ加工装置の構成例］
　図１は、本発明を適用したレーザ加工装置の第１の実施の形態を示す図である。
　なお、以下、レーザ光の進行方向をｚ軸方向とし、ｚ軸方向に垂直で、かつ互いに直交する所定の方向を、それぞれｘ軸方向およびｙ軸方向とする。
　レーザ加工装置１０１は、レーザ発振器１１１ａ，１１１ｂ、ビームエキスパンダ１１２ａ，１１２ｂ、全反射ミラー１１３、ビームスプリッタ１１４、２波長性（Dichroic）ファイバ結合レンズ１１５、光ファイバ１１６、２波長性（Dichroic）結像加工光学系レンズ１１７、２波長性（Dichroic）ミラー１１８、全反射ミラー１１９、結像加工光学系レンズ１２０ａ，１２０ｂ，１２１ａ，１２１ｂ、全反射ミラー１２２、２波長性（Dichroic）ミラー１２３、および、２波長性（Dichroic）結合加工光学系レンズ１２４を含むように構成される。
　なお、２波長性結像加工光学系レンズ１１７，１２４は、それぞれ１枚の凸レンズとして図示されているが、複数の凸レンズや凹レンズの組み合わせにより構成される場合がある。同様に、結像加工光学系レンズ１２０ａ，１２０ｂ，１２１ａ，１２１ｂも、それぞれ１枚の凸レンズとして図示されているが、複数の凸レンズや凹レンズの組み合わせにより構成される場合がある。
　なお、以下、２波長性結像加工光学系レンズ１１７，１２４を、単に２波長性レンズ１１７，１２４と称し、結像加工光学系レンズ１２０ａ，１２０ｂ，１２１ａ，１２１ｂを、単にレンズ１２０ａ，１２０ｂ，１２１ａ，１２１ｂと称する。
　レーザ発振器１１１ａは、例えば、Ｎｄ：ＹＡＧレーザにより構成され、図示せぬ制御装置から入力される出射信号Ｓａに同期して、所定の波長λａのパルス状のレーザ光（以下、レーザ光λａと称する）を発振し、出射する。レーザ発振器１１１ａから出射されたレーザ光λａは、ビームエキスパンダ１１２ａによりビーム径が拡大されて、ビームスプリッタ１１４に入射する。
　レーザ発振器１１１ｂは、例えば、Ｎｄ：ＹＡＧレーザにより構成され、図示せぬ制御装置から入力される出射信号Ｓｂに同期して、所定の波長λｂのパルス状のレーザ光（以下、レーザ光λｂと称する）を発振し、出射する。レーザ発振器１１１ｂから出射されたレーザ光λｂは、ビームエキスパンダ１１２ｂによりビーム径が拡大された後、全反射ミラー１１３により反射され、ビームスプリッタ１１４に入射する。
　なお、以下、波長λａが、Ｎｄ：ＹＡＧレーザの基本波の波長である１０６４ｎｍに設定され、波長λｂが、Ｎｄ：ＹＡＧレーザの第２高調波（ＳＨＧ）の波長である５３２ｎｍに設定されている場合について説明する。
　ビームスプリッタ１１４は、波長λａの光を透過し、波長λｂの光を反射する特性を有している。従って、レーザ光λａがビームスプリッタ１１４を透過し、レーザ光λｂがビームスプリッタ１１４により反射されることにより、レーザ光λａとレーザ光λｂの光路が結合する。そして、レーザ光λａおよびレーザ光λｂは、２波長性ファイバ結合レンズ１１５により集光されて、光ファイバ１１６に入射し、伝送される。
　光ファイバ１１６の出射端面１１６Ａの断面は正方形になっており、光ファイバ１１６から出射されるレーザ光λａ，λｂの断面Ｂ１は、幅（一辺の長さ）ｄ１の正方形となる。また、レーザ光λａ，λｂの断面Ｂ１の強度がほぼ均一化される。そして、光ファイバ１１６から出射されたレーザ光λａ，λｂは、２波長性レンズ１１７によりコリメートされ、２波長性ミラー１１８に入射する。
　２波長性ミラー１１８は、波長λａの光を透過し、波長λｂの光を反射する特性を有している。従って、レーザ光λａが２波長性ミラー１１８を透過し、レーザ光λｂが２波長性ミラー１１８により反射されることにより、レーザ光λａとレーザ光λｂの光路が分離される。
　２波長性ミラー１１８を透過したレーザ光λａは、レンズ１２０ａにより結像位置Ｐ１ａにおいて結像する。結像位置Ｐ１ａにおけるレーザ光λａの像Ｂ２ａ（レンズ１２０ａにより形成される光ファイバ１１６の出射端面１１６Ａの像Ｂ２ａ）の幅ｄ２ａは、次式（１）により求められる。
　ｄ２ａ＝ｄ１×（ｆ２ａ／ｆ１）　・・・（１）
　なお、ｆ１は２波長性レンズ１１７の焦点距離を表し、ｆ２ａはレンズ１２０ａの焦点距離を表している。
　その後、レーザ光λａは、結像位置Ｐ１ａより後で、レンズ１２１ａによりコリメートされ、２波長性ミラー１２３に入射する。
　一方、２波長性ミラー１１８により反射されたレーザ光λｂは、さらに全反射ミラー１１９により反射された後、レンズ１２０ｂにより結像位置Ｐ１ｂにおいて結像する。結像位置Ｐ１ｂにおけるレーザ光λｂの像Ｂ２ｂ（レンズ１２０ｂにより形成される光ファイバ１１６の出射端面１１６Ａの像Ｂ２ｂ）の幅ｄ２ｂは、次式（２）により求められる。
　ｄ２ｂ＝ｄ１×（ｆ２ｂ／ｆ１）　・・・（２）
　なお、ｆ２ｂは、レンズ１２０ｂの焦点距離を表している。
　その後、レーザ光λｂは、結像位置Ｐ１ｂより後で、レンズ１２１ｂによりコリメートされ、全反射ミラー１２２により反射され、２波長性ミラー１２３に入射する。
　２波長性ミラー１２３は、波長λａの光を透過し、波長λｂの光を反射する特性を有している。従って、レーザ光λａが２波長性ミラー１２３を透過し、レーザ光λｂが２波長性ミラー１２３により反射されることにより、レーザ光λａとレーザ光λｂの光路が結合する。
　その後、レーザ光λａおよびレーザ光λｂは、２波長性レンズ１２４により、それぞれ結像位置Ｐ２ａおよび結像位置Ｐ２ｂにおいて結像する。そして、加工対象物の加工面が結像位置Ｐ２ａ，Ｐ２ｂ付近に設置されることにより、結像位置Ｐ２ａ付近におけるレーザ光λａの像Ｂ３ａ（以下、レーザスポットＢ３ａと称する）、および、結像位置Ｐ２ｂ付近におけるレーザ光λｂの像Ｂ３ｂ（以下、レーザスポットＢ３ｂと称する）により加工対象物の加工が行われる。
　なお、結像位置Ｐ２ａにおけるレーザスポットＢ３ａの幅ｄ３ａ、および、結像位置Ｐ２ｂ付近におけるレーザスポットＢ３ｂの幅ｄ３ｂは、それぞれ次式（３）および（４）により求められる。
　ｄ３ａ＝ｄ２ａ×（ｆ４／ｆ３ａ）
　　　　＝ｄ１×（ｆ２ａ・ｆ４／ｆ１・ｆ３ａ）　・・・（３）
　ｄ３ｂ＝ｄ２ｂ×（ｆ４／ｆ３ｂ）
　　　　＝ｄ１×（ｆ２ｂ・ｆ４／ｆ１・ｆ３ｂ）　・・・（４）
　なお、ｆ３ａはレンズ１２１ａの焦点距離を表し、ｆ３ｂはレンズ１２１ｂの焦点距離を表し、ｆ４は２波長性レンズ１２４の焦点距離を表している。
　また、全反射ミラー１１９とレンズ１２０ｂは１つのモジュール１３１内に格納されている。モジュール１３１は、例えば、アクチュエータ等により構成されるシフト機構１３２により、電動または手動で、レンズ１２０ｂの光軸と垂直な所定の方向にシフトさせることができる。なお、以下、モジュール１３１のシフト方向がｘ軸方向と一致するものとして説明する。
　そして、モジュール１３１がｘ軸方向にシフトするのに伴い、全反射ミラー１１９およびレンズ１２０ｂがｘ軸方向にシフトする。これに伴い、レーザ光λｂの光路および結像位置Ｐ１ｂがｘ軸方向にシフトし、その結果、レーザ光λｂの結像位置Ｐ２ｂ（レーザスポットＢ３ｂの照射位置）が、レンズ１２４の光軸と垂直な方向にシフトする。
　例えば、光ファイバ１１６の出射端面１１６Ａから結像位置Ｐ１ｂへの結像倍率をＲＭ１、結像位置Ｐ１ｂから結像位置Ｐ２ｂへの結像倍率をＲＭ２とした場合、モジュール１３１のｘ軸方向の移動距離ｄに対する結像位置Ｐ２ｂの移動距離Ｄは、次式（５）により求められる。
　Ｄ＝ｄ×ＲＭ１×ＲＭ２　・・・（５）
　ＲＭ１＝ｆ２ｂ×ｆ１、ＲＭ２＝ｆ４×ｆ３ｂなので、式（５）は、次式（６）のように変形することができる。
　Ｄ＝（ｄ・ｆ２ｂ・ｆ３ｂ）／（ｆ１・ｆ４）　・・・（６）
　なお、図１の例の場合、結像位置Ｐ２ｂは、モジュール１３１の移動方向とは逆方向にシフトする。
［本発明の効果の説明］
　従って、レーザスポットＢ３ｂの照射位置を、レーザスポットＢ３ａとは独立して簡単に調整することができ、レーザスポットＢ３ａとレーザスポットＢ３ｂを異なる位置に照射することができる。
　これにより、レーザスポットＢ３ａ，Ｂ３ｂを、所定の方向に走査しながら、ほぼ同じ位置に時間差を設けて照射することが、簡単に実現できるようになる。この点について、図２を参照しながら、レーザスポットＢ３ａ，Ｂ３ｂを矢印Ａ１の方向に走査しながら、レーザスポットＢ３ｂ、レーザスポットＢ３ａの順に、時間差を設けて照射する場合を例に挙げて説明する。
　例えば、レーザ光λｂとレーザ光λｂの出射タイミングに所定の間隔（時間差）を設けて、レーザスポットＢ３ｂとレーザスポットＢ３ａをほぼ同じ位置に照射するようにした場合、レーザスポットの走査速度が速くなるほど、レーザスポットの照射位置のズレを小さくするために、出射タイミングの間隔を短くする必要がある（例えば、数１０から数１００ｎｓ程度）。そのため、出射タイミングの間隔の精度を高めるために、高度かつ安定した制御を行う必要が生じ、必要なコストが上昇する。
　一方、レーザ加工装置１０１では、モジュール１３１のｘ軸方向の位置を調整することにより、簡単に図２の上の図に示されるように、レーザスポットＢ３ｂとレーザスポットＢ３ａを、走査方向に隣接するように照射することができる。そして、時間差を設けずに同じタイミングでレーザ光λａ，λｂを出射するように制御することにより、レーザスポットＢ３ｂを照射した位置に、次の照射タイミングでレーザスポットＢ３ａをほぼ正確に重ねて照射することが可能になる。
　このように、レーザ光の出射タイミングの制御を行わずに、モジュール１３１のｘ軸方向の位置を調整するだけで、レーザスポットＢ３ａ，Ｂ３ｂを、矢印Ａ１の方向に走査しながら、ほぼ同じ位置に所定の順番で時間差を設けて照射することができる。その結果、装置に必要なコストを下げることができるとともに、電気的な制御が不要で、ハード的な調整のみでよいため、長期的に安定した加工が可能になる。
　さらに、最初の照射タイミングでレーザ光λａのみ出射を停止し、最後の照射タイミングでレーザ光λｂの出射を停止するようにすることにより、図２の右端のレーザスポットＢ３ａ（１）および左端のレーザスポットＢ３ｂ（ｎ）の照射を停止することができる。
これにより、レーザスポットＢ３ｂとレーザスポットＢ３ａを、走査の開始位置から終了位置まで、順番にきれいに重ねて照射することが可能になる。
　以上のようにして、例えば、薄膜太陽電池パネルの薄膜を除去する場合に、レーザスポットＢ３ｂにより所定の層の薄膜を除去した後、レーザスポットＢ３ａにより同じ位置の異なる層の薄膜を除去することができ、加工品質を向上させることができる。
　また、式（３）および式（４）より、レーザスポットＢ３ａの幅ｄ３ａは、レンズ１２０ａの焦点距離ｆ２ａに比例し、レーザスポットＢ３ａの幅ｄ３ｂは、レンズ１２０ｂの焦点距離ｆ２ｂに比例する。従って、レーザ加工装置１０１では、レンズ１２０ａやレンズ１２０ｂを交換することにより、レーザスポットＢ３ａおよびレーザスポットＢ３ｂの大きさを、それぞれ個別に簡単に調整することができる。
　例えば、図２を参照して上述したように、レーザスポットＢ３ｂに、レーザスポットＢ３ａを重ねて照射する場合、図３に示されるように、レーザスポットＢ３ｂの面積をレーザスポットＢ３ａの面積より大きくした方が、加工品質が向上する場合がある。
　例えば、両者の面積が同じ場合、レーザスポットＢ３ｂの照射時に、加工エッジの熱影響によるロールアップ（土手のような盛り上がり）が発生し、次のレーザスポットＢ３ａの照射時に、このロールアップ部からスパッタが四方に飛散るおそれがある。一方、レーザスポットＢ３ｂの面積をレーザスポットＢ３ａの面積より若干大きくすることにより、このロールアップ部からのスパッタの発生を防止することができる。
　なお、レーザスポットＢ３ｂのエッジとレーザスポットＢ３ａのエッジの間の幅Ｗは、上述したように、レンズ１２０ａの焦点距離ｆ２ａおよびレンズ１２０ｂの焦点距離ｆ２ｂのうち少なくとも一方を変えることにより、簡単に調整することができる。
＜２．第２の実施の形態＞
［レーザ加工装置の構成例］
　図４は、本発明を適用したレーザ加工装置の第２の実施の形態を示す図である。なお、図中、図１と対応する部分には同一の符号を付してあり、その説明は適宜省略する。
　図４のレーザ加工装置２０１は、図１のレーザ加工装置１０１に、ＸＹスリット機構２１１ａ，２１１ｂを追加し、モジュール１３１の代わりにモジュール２３１を設け、シフト機構１３２の代わりにシフト機構２３２を設けたものである。
　ＸＹスリット機構２１１ａは、開口部Ｏａがレーザ光λａの結像位置Ｐ１ａとほぼ一致するように設置される。また、ＸＹスリット機構２１１ａは、矩形の開口部Ｏａの縦横の幅を個別に調整することができ、レンズ１２０ａにより結像されたレーザ光λａの断面を開口部Ｏａの形状に整形して、レンズ１２１ａに入射させる。
　ＸＹスリット機構２１１ｂは、開口部Ｏｂがレーザ光λｂの結像位置Ｐ１ｂとほぼ一致するように設置される。また、ＸＹスリット機構２１１ｂは、矩形の開口部Ｏｂの縦横の幅を個別に調整することができ、レンズ１２０ｂにより結像されたレーザ光λｂの断面を開口部Ｏｂの形状に整形して、レンズ１２１ｂに入射させる。
　モジュール２３１は、全反射ミラー１１９、レンズ１２０ｂ、および、ＸＹスリット機構２１１ｂを格納するように構成される。
　シフト機構２３２は、例えば、アクチュエータ等により構成され、電動または手動で、レンズ１２０ｂの光軸と垂直な所定の方向にモジュール２３１をシフトさせる。なお、以下、モジュール２３１のシフト方向がｘ軸方向と一致するものとして説明する。
　そして、モジュール２３１がｘ軸方向にシフトするのに伴い、全反射ミラー１１９、レンズ１２０ｂ、および、ＸＹスリット機構２１１ｂがｘ軸方向にシフトする。これに伴い、レーザ光λｂの光路およびＸＹスリット機構２１１ｂの開口部Ｏｂがｘ軸方向にシフトし、ＸＹスリット機構２１１ｂを通過するレーザ光λｂの位置がｘ軸方向にシフトする。
このとき、レーザ光λｂの結像位置Ｐｂ１（不図示）とＸＹスリット機構２１１ｂの開口部Ｏｂとは、ほぼ一致したままｘ軸方向にシフトする。その結果、レーザ光λｂの結像位置Ｐ２ｂ（レーザスポットＢ３ｂの照射位置）が、レンズ１２４の光軸と垂直な方向にシフトする。なお、この例の場合、結像位置Ｐ２ｂは、モジュール２３１の移動方向とは逆方向に、上述した式（６）に示される距離だけシフトする。
　従って、レーザ加工装置１０１と同様に、レーザスポットＢ３ｂの照射位置を、レーザスポットＢ３ａとは独立して簡単に調整することができ、レーザスポットＢ３ａとレーザスポットＢ３ｂを異なる位置に照射することができる。
　また、レーザスポットＢ３ａおよびレーザスポットＢ３ｂのエッジが鮮明になり、加工エッジがシャープになる。その結果、加工精度を向上させることができる。
　さらに、ＸＹスリット機構２１１ａの開口部Ｏａの形状を調整することにより、レンズ１２０ａを交換することなく、レーザスポットＢ３ａの形状および大きさを簡単に調整することができる。同様に、ＸＹスリット機構２１１ｂの開口部Ｏｂの形状を調整することにより、レンズ１２０ｂを交換することなく、レーザスポットＢ３ｂの形状および大きさを簡単に調整することができる。
＜３．第３の実施の形態＞
［レーザ加工装置の構成例］
　図５は、本発明を適用したレーザ加工装置の第３の実施の形態を示す図である。なお、図中、図４と対応する部分には同一の符号を付してあり、その説明は適宜省略する。
　図５のレーザ加工装置３０１は、図４のレーザ加工装置２０１と比較して、シフト機構３１１が追加され、レンズ１２０ｂの代わりにレンズ１２０ｂ’が設けられている。また、全反射ミラー１１９、レンズ１２０ｂ’、および、ＸＹスリット機構２１１ｂがモジュール化されておらず、シフト機構２３２が設けられていない。
　レンズ１２０ｂ’の焦点距離ｆ２ｂ’は、図４のレンズ１２０ｂの焦点距離ｆ２ｂ’より大きい値に設定される。また、ＸＹスリット機構２１１ｂは、レンズ１２０ｂ’の焦点位置より前に配置される。
　シフト機構３１１は、例えば、アクチュエータ等により構成され、電動または手動で、ＸＹスリット機構２１１ｂを、光軸に垂直で、かつ、互いに直交する方向にシフトさせる。なお、以下、ＸＹスリット機構２１１ｂのシフト方向が、ｘ軸方向およびｙ軸方向と一致するものとして説明する。
　そして、ＸＹスリット機構２１１ｂがｘ軸方向またはｙ軸方向にシフトするのに伴い、ＸＹスリット機構２１１ｂの開口部Ｏｂがｘ軸方向またはｙ軸方向にシフトし、ＸＹスリット機構２１１ｂを通過するレーザ光λｂの位置がｘ軸方向またはｙ軸方向にシフトする。その結果、レーザ光λｂの結像位置Ｐ２ｂ（レーザスポットＢ３ｂの照射位置）が、レンズ１２４の光軸と垂直な方向にシフトする。なお、この例の場合、結像位置Ｐ２ｂは、ＸＹスリット機構２１１ｂの移動方向とは逆方向に、上述した式（６）に示される距離だけシフトする。
　従って、ＸＹスリット機構２１１ｂのシフト量およびシフト方向を調整することにより、所定の距離の範囲内で、レーザスポットＢ３ａに対するレーザスポットＢ３ｂの照射位置を任意の方向に設定することができる。
［加工処理の具体例］
　ここで、図６および図７を参照して、レーザ加工装置３０１を用いて、薄膜太陽電池パネル３５１のエッジデリーションを行う場合について説明する。なお、エッジデリーションは、矢印Ａ１１、矢印Ａ１２、矢印Ａ１３、矢印Ａ１４の方向の順番に行われるものとする。また、図２の例と同様に、レーザスポットＢ３ｂが照射された後に、レーザスポットＢ３ａを照射することにより、エッジデリーションが行われるものとする。
　上述したように、レーザスポットＢ３ａに対するレーザスポットＢ３ｂの照射位置を任意の方向に設定することができる。例えば、図７に示されるように、レーザスポットＢ３ａとともに、レーザスポットＢ３ａの四方に隣接する領域Ｄ１乃至Ｄ４のいずれかにレーザスポットＢ３ｂを照射することが可能である。
　従って、まず、領域Ｄ２にレーザスポットＢ３ｂを照射するように、シフト機構３１１によりＸＹスリット機構２１１ｂの位置を調整し、矢印Ａ１１の方向のエッジデリーションを行う。次に、領域Ｄ３にレーザスポットＢ３ｂが照射されるように、シフト機構３１１によりＸＹスリット機構２１１ｂの位置を調整し、矢印Ａ１２の方向のエッジデリーションを行う。次に、領域Ｄ４にレーザスポットＢ３ｂが照射されるように、シフト機構３１１によりＸＹスリット機構２１１ｂの位置を調整し、矢印Ａ１３の方向のエッジデリーションを行う。最後に、領域Ｄ１にレーザスポットＢ３ｂが照射されるように、シフト機構３１１によりＸＹスリット機構２１１ｂの位置を調整し、矢印Ａ１４の方向のエッジデリーションを行う。
　これにより、レーザ加工装置３０１では、レーザスポットＢ３ａとレーザスポットＢ３ｂを同時に薄膜太陽電池パネル３５１に照射しながら、両者の照射位置を所定の順番で正確に重ねることができ、その結果、エッジデリーションの品質が向上する。また、薄膜太陽電池パネル３５１の各コーナーにおいて、ＸＹスリット機構２１１ｂの位置を調整するだけでよく、制御が簡単であり、かつ、加工時間を短くすることができる。
＜４．第４の実施の形態＞
［レーザ加工装置の構成例］
　図８は、本発明を適用したレーザ加工装置の第４の実施の形態を示す図である。なお、図中、図４と対応する部分には同一の符号を付してあり、その説明は適宜省略する。
　図８のレーザ加工装置４０１は、図４のレーザ加工装置２０１と比較して、シフト機構４１１が追加され、モジュール２３１の代わりにモジュール４２１が設けられ、シフト機構２３２が削除されている。
　シフト機構４１１は、例えば、アクチュエータ等により構成され、電動または手動で、レンズ１２０ｂの光軸に垂直な方向に、ＸＹスリット機構２１１ｂをシフトさせる。なお、以下、ＸＹスリット機構２１１ｂのシフト方向が、ｘ軸方向と一致するものとして説明する。
　また、２波長性ミラー１１８、全反射ミラー１１９、レンズ１２０ｂ、ＸＹスリット機構２１１ｂ、レンズ１２１ｂ、全反射ミラー１２２、２波長性ミラー１２３、および、シフト機構４１１がモジュール４２１内に格納されている。モジュール４２１は、レンズ１２４の光軸と一致する回転軸を中心に、矢印Ａ２１に示される方向に回転させることができる。これにより、２波長性ミラー１１８から２波長性ミラー１２３までのレーザ光λｂの光路が、レンズ１２４の光軸と一致する回転軸を中心に回転する。その結果、レーザスポットＢ３ａとレーザスポットＢ３ｂの相対位置を回転させることができる。
　例えば、モジュール４２１を回転軸回りに図８の上方向に９０度回転させることにより、図９の上の図から下の図に示されるように、レーザスポットＢ３ａに対するレーザスポットＢ３ｂの照射位置を９０度回転させることができる。
　従って、モジュール４２１を回転軸回りに１８０度回転できるようにすれば、ＸＹスリット機構２１１ｂのシフト方向とモジュール４２１の回転方向の組み合わせにより、レーザ加工装置３０１と同様に、所定の距離の範囲内で、レーザスポットＢ３ａに対するレーザスポットＢ３ｂの照射位置を任意の方向に設定することができる。また、モジュール４２１を回転軸回りに９０度回転できるようにすれば、ＸＹスリット機構２１１ｂのシフト方向とモジュール４２１の回転方向の組み合わせにより、図７を参照して上述したように、レーザスポットＢ３ａの四方に隣接する領域Ｄ１乃至Ｄ４のいずれかにレーザスポットＢ３ｂを照射することが可能になる。
　これにより、例えば、レーザ加工装置３０１と同様に、図６を参照して上述した方法により薄膜太陽電池パネル３５１のエッジデリーションを実行することが可能になる。
＜５．変形例＞
　以下、本発明の実施の形態の変形例について説明する。
［変形例１］
　本発明の実施の形態では、例えば、レーザ発振器１１１ａから出射されたレーザ光λａおよびレーザ発振器１１１ｂから出射されたレーザ光λｂを、光路を結合せずに、それぞれ直接レンズ１２０ａまたはレンズ１２０ｂに入射するようにすることも可能である。この場合、レーザ発振器１１１ａとレンズ１２０ａの間において、レーザ光λａのビーム径を拡大したり、レーザ光λａをコリメートしたり、レーザ光λａの断面の強度を均一化するようにすることが望ましい。強度の均一化には、例えば、ホモジナイザ、カライドスコープを用いることができる。レーザ発振器１１１ｂとレンズ１２０ｂの間についても同様である。
［変形例２］
　また、図１のレーザ加工装置１０１において、モジュール１３１のシフト方向をレンズ１２０ｂの光軸と垂直な２つ以上の方向（例えば、ｘ軸方向とｙ軸方向）にシフトできるようにしてもよい。これにより、図５のレーザ加工装置３０１や図８のレーザ加工装置４０１と同様に、レーザスポットＢ３ａに対するレーザスポットＢ３ｂの照射位置を任意の方向に設定することが可能になる。
［変形例３］
　同様に、図４のレーザ加工装置２０１において、モジュール２３１のシフト方向をレンズ１２０ｂの光軸と垂直な２つ以上の方向（例えば、ｘ軸方向とｙ軸方向）にシフトできるようにしてもよい。これにより、図５のレーザ加工装置３０１や図８のレーザ加工装置４０１と同様に、レーザスポットＢ３ａに対するレーザスポットＢ３ｂの照射位置を任意の方向に設定することが可能になる。
［変形例４］
　また、本発明は、３種類以上の波長のレーザ光を用いる場合にも適用することが可能である。３種類以上の波長のレーザ光を用いる場合、例えば、光ファイバ１１６からレーザ光が出射された後、各レーザ光の光路を分岐し、光路毎に、図１、図４、図５または図８を参照して上述したレーザ光λａまたはレーザ光λｂの光路上の構成と同様の構成を設けるようにすればよい。その後、各レーザ光の光路を合成した後、２波長性レンズ１２４に入射するようにすればよい。なお、３波長以上の波長を用いる場合、２波長レンズ１２４には、その波長に対応した多波長レンズが用いられる。
　なお、必ずしも全てのレーザ光の光路を個々に分岐する必要はなく、複数のレーザ光の光路を共通にするようにしてもよい。例えば、レーザ光λａ，λｂ，λｃの３種類のレーザ光を使用する場合、レーザ光λｂだけ分岐し、レーザ光λａとレーザ光λｃの光路を共通にするようにしてもよい。
［変形例５］
　また、以上の説明では、それぞれ異なるレーザ発振器から異なる波長のレーザ光を出射する例を示したが、１台のレーザ発振器から異なる波長のレーザ光を出射するようにしてもよい。この場合、例えば、１台のレーザ発振器から、異なる波長のパルス状のレーザ光が、所定の時間間隔で所定の順番で出射される。
［変形例６］
　さらに、以上の説明では、波長が異なる複数の種類のレーザ光を並行して使用する例を示したが、本発明は、波長以外の他の要素（例えば、偏光方向、エネルギー等）がそれぞれ異なる複数の種類のレーザ光を並行して使用する場合にも適用することができる。
　図１０は、偏光方向が異なるレーザ光を用いた場合のレーザ加工装置の実施の形態を示す図である。なお、図中、図１と対応する部分には同一の符号を付してあり、その説明は適宜省略する。
　図１０のレーザ加工装置５０１は、図１のレーザ加工装置１０１と比較して、レーザ発振器１１１ａ，１１１ｂ、ビームスプリッタ１１４、２波長性ファイバ結合レンズ１１５、光ファイバ１１６、２波長性結像加工光学系レンズ１１７、２波長性ミラー１１８，１２３、および、２波長性結合加工光学系レンズ１２４の代わりに、レーザ発振器５１１ａ，５１１ｂ、偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）５１２、ファイバ結合レンズ５１３、偏波面保存ファイバ（PANDA（Polarization-maintaining AND Absorption-reducing）ファイバ）５１４、結像加工光学系レンズ５１５、偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）５１６，５１７、および、結合加工光学系レンズ５１８を含むように構成される。
　また、全反射ミラー１１３、１１９、１２２は、Ｓ波の光をほぼ１００％反射可能なミラーにより構成される。
　なお、結像加工光学系レンズ５１５,５１８は、それぞれ１枚の凸レンズとして図示されているが、複数の凸レンズや凹レンズの組み合わせにより構成される場合がある。
　また、以下、結像加工光学系レンズ５１５，５１８を、単にレンズ５１５，５１８と称する。
　レーザ発振器５１１ａは、例えば、Ｎｄ：ＹＡＧレーザにより構成され、図示せぬ制御装置から入力されるパルス状の出射信号Ｓａに同期して、所定の波長のＰ波のパルス状のレーザ光（以下、レーザ光Ｐと称する）を発振し、出射する。レーザ発振器５１１ａから出射されたレーザ光Ｐは、ビームエキスパンダ１１２ａによりビーム径が拡大されて、偏光ビームスプリッタ５１２に入射する。
　レーザ発振器５１１ｂは、例えば、Ｎｄ：ＹＡＧレーザにより構成され、図示せぬ制御装置から入力される出射信号Ｓｂに同期して、レーザ光Ｐと同じ波長のＳ波のパルス状のレーザ光（以下、レーザ光Ｓと称する）を発振し、出射する。レーザ発振器５１１ｂから出射されたレーザ光Ｓは、ビームエキスパンダ１１２ｂによりビーム径が拡大された後、全反射ミラー１１３により反射され、偏光ビームスプリッタ５１２に入射する。
　なお、以下、図内に示されるように、レーザ光Ｐの偏光方向を紙面の上下方向とし、レーザ光Ｓの偏光方向を紙面に垂直な方向とする。
　偏光ビームスプリッタ５１２は、Ｐ波の光を透過し、Ｓ波の光を反射する特性を有している。従って、レーザ光Ｐが偏光ビームスプリッタ５１２を透過し、レーザ光Ｓが偏光ビームスプリッタ５１２により反射されることにより、レーザ光Ｐとレーザ光Ｓの光路が結合する。そして、レーザ光Ｐおよびレーザ光Ｓは、ファイバ結合レンズ５１３により集光されて、偏波面保存ファイバ５１４に入射し、偏光方向がそのまま維持されたまま伝送される。
　偏波面保存ファイバ５１４の出射端面５１４Ａの断面は正方形になっており、偏波面保存ファイバ５１４から出射されるレーザ光Ｐ，Ｓの断面Ｂ１は、幅（一辺の長さ）ｄ１の正方形となる。また、レーザ光Ｐ，Ｓの断面Ｂ１の強度がほぼ均一化される。そして、偏波面保存ファイバ５１４から出射されたレーザ光Ｐ，Ｓは、レンズ５１５によりコリメートされ、偏光ビームスプリッタ５１６に入射する。
　偏光ビームスプリッタ５１６は、波長Ｐの光を透過し、波長Ｓの光を反射する特性を有している。従って、レーザ光Ｐが偏光ビームスプリッタ５１６を透過し、レーザ光Ｓが偏光ビームスプリッタ５１６により反射されることにより、レーザ光Ｐとレーザ光Ｓの光路が分離される。
　偏光ビームスプリッタ５１６を透過したレーザ光Ｐは、レンズ１２０ａにより結像位置Ｐ１ａにおいて結像する。さらに、レーザ光Ｐは、レンズ１２１ａによりコリメートされ、偏光ビームスプリッタ５１７に入射する。
　一方、偏光ビームスプリッタ５１６により反射されたレーザ光Ｓは、さらに全反射ミラー１１９により反射された後、レンズ１２０ｂにより結像位置Ｐ１ｂにおいて結像する。
さらに、レーザ光Ｓは、レンズ１２１ｂによりコリメートされ、全反射ミラー１２２により反射され、偏光ビームスプリッタ５１７に入射する。
　偏光ビームスプリッタ５１７は、波長Ｐの光を透過し、波長Ｓの光を反射する特性を有している。従って、レーザ光Ｐが偏光ビームスプリッタ５１７を透過し、レーザ光Ｓが偏光ビームスプリッタ５１７により反射されることにより、レーザ光Ｐとレーザ光Ｓの光路が結合する。
　その後、レーザ光Ｐおよびレーザ光Ｓは、レンズ５１８により、それぞれ結像位置Ｐ２ａおよび結像位置Ｐ２ｂにおいて結像する。そして、加工対象物の加工面が結像位置Ｐ２ａ，Ｐ２ｂ付近に設置されることにより、結像位置Ｐ２ａ付近におけるレーザ光Ｐの像Ｂ３ａ（レーザスポットＢ３ａ）、および、結像位置Ｐ２ｂ付近におけるレーザ光Ｓの像Ｂ３ｂ（レーザスポットＢ３ｂ）により加工対象物の加工が行われる。
　これにより、上述した実施の形態と同様に、波長が同じで偏光方向が異なるレーザスポットＢ３ａ，Ｂ３ｂを、所定の方向に走査しながら、ほぼ同じ位置に時間差を設けて照射することを、簡単に実現することができる。そのため、例えば、１種類の波長で効率の良い加工ができるような素材に対して、２倍の速度で加工することが可能になる。
　なお、本発明は、１種類の要素だけでなく、複数の要素の組み合わせ（例えば、波長と偏光方向の組み合わせ等）が異なる複数の種類のレーザ光を並行して使用する場合にも適用することも可能である。
［変形例７］
　また、レーザ光の光路を分離または結合したり、レーザ光の光路の方向を変更したりする手段は、上述した例に限定されるものではなく、種々の変更が可能である。例えば、上述した例以外に、プリズムやハーフミラー等を用いることも可能である。
［変形例８］
　さらに、以上の説明では、ＸＹスリット機構の開口部の形状を矩形とする例を示したが、矩形以外の形状、例えば、円形や楕円形等にすることも可能である。また、以上の説明では、光ファイバ１６１および偏波面保存ファイバ５１４の出射端面の形状を正方形とする例を示したが、矩形等の他の形状にすることも可能である。
［変形例９］
　また、レーザスポットＢ３ａ，Ｂ３ｂの走査は、例えば、ガルバノミラー等による結像位置Ｐ２ａ，Ｐ２ｂの走査、加工対象物の移動、レーザ加工装置の移動、またはそれらの組み合わせにより実施することができる。
　なお、本発明の実施の形態は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。
　１０１　レーザ加工装置
　１１１ａ，１１１ｂ　レーザ発振器
　１１２ａ，１１２ｂ　ビームエキスパンダ
　１１３　全反射ミラー
　１１４　ビームスプリッタ
　１１５　２波長性ファイバ結合レンズ
　１１６　光ファイバ
　１１７　２波長性結像加工光学系レンズ
　１１８　２波長性ミラー
　１１９　全反射ミラー
　１２０ａ乃至１２１ｂ，１２０ｂ’　結像加工光学系レンズ
　１２２　全反射ミラー
　１２３　２波長性ミラー
　１２４　２波長性結合加工光学系レンズ
　１３１　モジュール
　１３２　シフト機構
　２０１　レーザ加工装置
　２１１ａ，２１１ｂ　ＸＹスリット機構
　２３１　モジュール
　２３２　シフト機構
　３０１　レーザ加工装置
　３１１　シフト機構
　４０１　レーザ加工装置
　４１１　シフト機構
　４２１　モジュール
　５０１　レーザ加工装置
　５１１ａ，５１１ｂ　レーザ発振器
　５１２　偏光ビームスプリッタ
　５１３　ファイバ結合レンズ
　５１４　偏波面保存ファイバ
　５１５　結像加工光学系レンズ
　５１６，５１７　偏光ビームスプリッタ
　５１８　結合加工光学系レンズ

Claims (9)

  1. 　少なくとも第１のレーザ光および第２のレーザ光を用いて加工対象物の加工を行うレーザ加工装置において、
    　前記第１のレーザ光が通過する第１の光路上の第１の結像位置において、前記第１のレーザ光を結像する第１のレンズと、
    　前記第１の光路上の前記第１の結像位置より後で前記第１のレーザ光をコリメートする第２のレンズと、
    　前記第２のレーザ光が通過する第２の光路上の第２の結像位置において、前記第２のレーザ光を結像する第３のレンズと、
    　前記第２の光路上の前記第２の結像位置より後で前記第２のレーザ光をコリメートする第４のレンズと、
    　前記第２のレンズおよび前記第４のレンズの後段において、前記第１のレーザ光と前記第２のレーザ光の光路を結合する結合手段と、
    　前記結合手段と前記加工対象物の間に設けられ、前記第１のレーザ光および前記第２のレーザ光を結像する第５のレンズと、
    　前記第２の光路を調整して、前記第５のレンズによる前記第２のレーザ光の結像位置である第３の結像位置の光軸と垂直な方向における位置を調整する調整手段と
    　を備えることを特徴とするレーザ加工装置。
  2. 　前記調整手段は、前記第２の結像位置の光軸と垂直な方向の位置を調整することにより、前記第３の結像位置の光軸と垂直な方向の位置を調整する
    　ことを特徴とする請求項１に記載のレーザ加工装置。
  3. 　前記第１の光路上の前記第１のレンズと前記第２のレンズの間に設けられる第１のスリットと、
    　前記第２の光路上の前記第３のレンズと前記第４のレンズの間に設けられる第２のスリットと
    　をさらに備え、
    　前記調整手段は、前記第２のスリットの開口部の光軸と垂直な方向における位置を調整することにより、前記第３の結像位置の光軸と垂直な方向の位置を調整する
    　ことを特徴とする請求項１に記載のレーザ加工装置。
  4. 　前記第２のスリットは、前記第２の結像位置付近に設けられ、
    　前記調整手段は、前記第２の結像位置を前記第２のスリットの開口部とともに移動させる
    　ことを特徴とする請求項３に記載のレーザ加工装置。
  5. 　前記第４のレンズの後段において、前記第２の光路の方向を前記結合手段の方向に変更する変更手段を
    　さらに備え、
    　前記調整手段は、前記第２の光路を前記第５のレンズの光軸と一致する回転軸を中心に回転させることにより、前記第３の結像位置の光軸と垂直な方向の位置を調整する
    　ことを特徴とする請求項３に記載のレーザ加工装置。
  6. 　前記第１のレーザ光および前記第２のレーザ光を伝送する光ファイバと、
    　前記光ファイバから出射された前記第１のレーザ光および前記第２のレーザ光をコリメートする第６のレンズと、
    　前記第６のレンズの後段において、前記第１のレーザ光と前記第２のレーザ光の光路を前記第１の光路と前記第２の光路に分離する分離手段と
    　をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載のレーザ加工装置。
  7. 　前記光ファイバの出射端面の形状が角形である
    　ことを特徴とする請求項６に記載のレーザ加工装置。
  8. 　前記加工対象物の表面上で、前記第３の結像位置を移動させる走査手段を
    　さらに備えることを特徴とする請求項１に記載のレーザ加工装置。
  9. 　少なくとも第１のレーザ光および第２のレーザ光を用いて加工対象物の加工を行うレーザ加工方法において、
    　前記第１のレーザ光と前記第２のレーザ光を発生させ、
    　前記第１のレーザ光と前記第２のレーザ光をそれぞれ同一形状または異なる形状、かつ加工対象物の表面に隣接して結像させ、
    　隣接させた前記結像の並んだ方向に結像位置を移動させ、または加工対象物の相対的な位置を移動させ、
    　連続的に対象物の表面を加工することを特徴とするレーザ加工方法。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020092889A1 (en) * 2018-11-01 2020-05-07 Medical Instrument Development Laboratories, Inc. Led illumination system

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI629132B (zh) * 2013-02-13 2018-07-11 日商住友化學股份有限公司 光學部件貼合體之製造裝置
JP2015062943A (ja) * 2013-09-26 2015-04-09 株式会社ディスコ レーザ加工装置、レーザ加工方法
WO2016203998A1 (ja) * 2015-06-19 2016-12-22 株式会社アマダミヤチ レーザユニット及びレーザ装置
WO2021107042A1 (ja) * 2019-11-27 2021-06-03 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 レーザ発振器
DE102022118491A1 (de) * 2022-07-25 2024-01-25 Trumpf Laser- Und Systemtechnik Gmbh Optische Anordnung zur Umwandlung eines Eingangslaserstrahls in einen linienartigen Ausgangsstrahls

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02284786A (ja) * 1989-04-27 1990-11-22 Toshiba Corp レーザマーキング方法及びその装置
JP2002176006A (ja) * 2000-12-08 2002-06-21 Sumitomo Heavy Ind Ltd レーザ加工装置及び方法
JP2003080388A (ja) * 2001-09-07 2003-03-18 Komatsu Ltd レーザ加工装置
JP2003344802A (ja) * 2002-05-23 2003-12-03 Toshiba Corp レーザ照射装置
JP2008203434A (ja) * 2007-02-19 2008-09-04 Fujitsu Ltd 走査機構、被加工材の加工方法および加工装置

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0195886A (ja) * 1987-10-08 1989-04-13 Hitachi Ltd レーザ安定出力供給方法
JPH02119128A (ja) * 1988-10-28 1990-05-07 Nec Corp レーザアニーリング装置
JPH04100685A (ja) * 1990-08-20 1992-04-02 Toshiba Corp 薄膜体のパターン除去方法
JPH0569169A (ja) * 1991-09-13 1993-03-23 Toshiba Corp レ−ザ加工装置
JPH0780673A (ja) * 1993-09-08 1995-03-28 Nippon Avionics Co Ltd レーザ加工機
JPH1178032A (ja) * 1997-09-04 1999-03-23 Canon Inc 液体噴射記録ヘッドおよびその製造方法
JP2001166090A (ja) * 1999-12-10 2001-06-22 Toshiba Corp 原子炉解体方法およびレーザ切断装置
JP2003112279A (ja) * 2001-10-04 2003-04-15 Hitachi Ltd レーザ光照射装置
JP2004230447A (ja) * 2003-01-31 2004-08-19 Matsushita Electric Ind Co Ltd 半導体レーザ装置
JP2009072789A (ja) * 2007-09-18 2009-04-09 Hamamatsu Photonics Kk レーザ加工装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02284786A (ja) * 1989-04-27 1990-11-22 Toshiba Corp レーザマーキング方法及びその装置
JP2002176006A (ja) * 2000-12-08 2002-06-21 Sumitomo Heavy Ind Ltd レーザ加工装置及び方法
JP2003080388A (ja) * 2001-09-07 2003-03-18 Komatsu Ltd レーザ加工装置
JP2003344802A (ja) * 2002-05-23 2003-12-03 Toshiba Corp レーザ照射装置
JP2008203434A (ja) * 2007-02-19 2008-09-04 Fujitsu Ltd 走査機構、被加工材の加工方法および加工装置

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020092889A1 (en) * 2018-11-01 2020-05-07 Medical Instrument Development Laboratories, Inc. Led illumination system
US11256106B2 (en) 2018-11-01 2022-02-22 Medical Instrument Development Laboratories, Inc. LED illumination system

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