[go: up one dir, main page]

JPH0833521B2 - 光照射装置 - Google Patents

光照射装置

Info

Publication number
JPH0833521B2
JPH0833521B2 JP61300638A JP30063886A JPH0833521B2 JP H0833521 B2 JPH0833521 B2 JP H0833521B2 JP 61300638 A JP61300638 A JP 61300638A JP 30063886 A JP30063886 A JP 30063886A JP H0833521 B2 JPH0833521 B2 JP H0833521B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
rectangular
triangular prism
cylindrical lens
beams
prism
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP61300638A
Other languages
English (en)
Other versions
JPS63153514A (ja
Inventor
典夫 川谷
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sony Corp filed Critical Sony Corp
Priority to JP61300638A priority Critical patent/JPH0833521B2/ja
Publication of JPS63153514A publication Critical patent/JPS63153514A/ja
Publication of JPH0833521B2 publication Critical patent/JPH0833521B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Laser Beam Processing (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は光照射装置に関する。
〔発明の概要〕
本発明は、光照射装置において、 4個のレンズと3個のプリズムから構成された光学系
を有することにより、 1つの入射ビームから2個の矩形ビームを所望の矩形
形状で得ることができるようにしたものである。
〔従来の技術〕
光、例えばレーザ光は、フラットパッケージIC(FPI
C)といった電子部品の半田付け加工の際に、半田溶融
用エネルギーとして使用されている。このようなレーザ
加工の対象となる電子部品は被加工部の形状が多くの場
合矩形(長方形)であり、円形基本ビームをもったレー
ザ光は矩形化して照射させる必要がある。
従来、このレーザ光を2個の矩形ビームに変換する手
段として、第7図に示すように、矩形開口部33を有する
マスクプレート32があり、円形レザービーム31は開口部
33を通って基板30上に2個の矩形ビーム34を形成する。
また、先に、コリメータレンズで平行にしたレーザビー
ムを凹シリンドリカルレンズで楕円ビームに変形し、次
に凸シリンドリカルレンズで平行楕円ビームとした後、
ハーフミラーと全反射ミラーとによって2本のビームと
し、それぞれのビームを2個の三角プリズムを通過させ
て、2個の矩形ビームを形成するようにした光照射装置
が提案された。(特願昭61-224559号) 〔発明が解決しようとする問題点〕 前記のマスクプレートの場合、ビームの矩形形状の各
寸法G、H、Iを変えるために、矩形開口部の各寸法を
変化させるか、マスクプレートを変換するなどの方法が
あるが、前記矩形形状の各寸法G、H、Iを互いに独立
に調整するためには複雑な機構が必要となる。さらに、
円形基本ビームの一部が矩形ビームを作るのに用いられ
るためにエネルギーロスが大きく、また、矩形ビームの
エネルギー密度が不均一となる。
2個の三角プリズムを用いて矩形ビームを形成する前
記光照射装置は、矩形ビームのエネルギー効率が良く、
かつエネルギー密度も均一であるが、2個の矩形ビーム
を作るのにハーフミラーを用いているために分光精度の
調整ができないこと、光源から2個の矩形ビームまでの
距離が等しくないために両ビームに焦点を合わせること
ができないこと及び矩形ビームの形状が固定されていて
汎用性がないことが欠点である。
〔問題点を解決するための手段〕
前記問題点を解決するための手段を、実施例に対応す
る第1図を用いて以下に説明する。
本発明は、2個の矩形ビームを形成するための光照射
装置であって、 (a)、第1平行ビーム12′を得るためのコリメータレ
ンズ12、 (b)、前記第1平行ビーム12′を一方向のみに拡散す
るビーム14に変える第1凹シリンドリカルレンズ13、 (c)、前記拡散するビーム14を第2平行ビーム15′に
変える凸シリンドリカルレンズ15、 (d)、前記第2平行ビーム15′を分割して2分光ビー
ム18に変える第1三角プリズム17、 (e)、前記2分光ビーム18の間隔を調整する第2三角
プリズム19、 (f)、前記第2三角プリズム19を透過したビーム21を
矩形形状の長手方向のみに拡散する第2凹シリンドリカ
ルレンズ22及び (g)、前記第2凹シリンドリカルレンズ22を透過した
ビーム23を矩形形状の長手方向で2分割した後に互いに
重ね合わせて矩形ビーム27を形成する第3三角プリズム
24 が光軸上で直線的に順次に配置され、前記凸シリンド
リカルレンズ15、前記第2三角プリズム19及び前記第3
三角プリズム24が光軸上を移動可能であるように構成さ
れた光照射装置に係る。
〔実施例〕
以下に、本発明の一実施例を図面について説明する。
本実施例の光照射装置は、第1図に示すように、レー
ザ発振器(図示せず)に接続した光ファイバ10から出射
したレーザビーム11の光軸上で直線的に順次、コリメー
タレンズ12、第1凹シリンドリカルレンズ13、凸シリン
ドリカルレンズ15、第1三角プリズム17、第2三角プリ
ズム19、第2凹シリンドリカルレンズ22及び第3三角プ
リズム24が配置された光学系からなる。
凸シリンドリカルレンズ15は光の変化する方向が第1
凹シリンドリカルレンズ13と同じになる様な方向に配置
されている。第1三角プリズム17は稜が上側にあってビ
ームセンターとなる位置に配置され、第2三角プリズム
19は稜が下側にありかつ第1三角プリズム17の稜に平行
となるように配置されている。第2凹シリンドリカルレ
ンズ22は光の変化方向が凸シリンドリカルレンズ15の場
合と直交する角度に配置されている。第3三角プリズム
24は稜が下側にありかつ第2凹シリンドリカルレンズ22
の母線と平行となるように配置されている。
凸シリンドリカルレンズ15、第2三角プリズム19及び
第3三角プリズム24は光軸と平行にそれぞれ矢印16、2
0、25に沿って移動が可能である。
本実施例の光照射装置によれば、次のようにして2個
の矩形ビーム27が形成される。
光ファイバー10から出射したレーザビーム11は円形
で、エネルギー密度がガウス分布をなす一般的なもので
ある。ビーム11はコリメータレンズ12により平行円形ビ
ーム12′になり、さらに第1凹シリンドリカルレンズ13
により出射軸に対し直角方向に一方向のみに広がった楕
円ビーム14となる。このビーム14は凸シリンドリカルレ
ンズ15により平行楕円ビーム15′となり、第1三角プリ
ズム17に入射する。平行楕円ビーム15′の短軸とプリズ
ム17の稜とが一致するようにプリズム17が配置されてい
るので、平行楕円ビーム15′は、まず、その短軸に沿っ
て、楕円の二分の一の形状を有する2分光ビーム18に分
割される。そして、これら2個のビーム18の各々は、平
行楕円ビーム15′の長軸方向において他方のビーム18と
交差する角度でプリズム17から出射する。ビーム18は次
に第2三角プリズム19を透過し、このプリズム19は前記
プリズム17で角度のついた2個のビーム18を逆方向の角
度に修正する。前記プリズム19を透過したビーム21は第
2凹シリンドリカルレンズ22により矩形形状の長手方向
に対応する方向のみに拡散するビーム23となり、次いで
第3三角プリズム24に入射する。楕円の二分の一の形状
を有するビーム23における直線の辺方向の中心をプリズ
ム24の稜が通るようにプリズム24が配置されているの
で、1個のビーム23は、まず、その直線の辺方向の中心
位置において、楕円の四分の一の形状を有する2個のビ
ーム26に分割される。そして、これら2個のビーム26の
各々は、ビーム23の直線の辺方向において他方のビーム
26と重なりが生じる角度でプリズム24から出射する。1
個のビーム23から分割された2個のビーム26はプリズム
24から遠ざかるにつれて互いの重なり率が大きくなるの
で、楕円の四分の一の形状を有する2個のビーム26の直
線の辺が矩形の三辺になる点、つまり重なり率が最大に
近くなって矩形の長手方向におけるエネルギー密度がほ
ぼ均一になる点で矩形ビーム27を得る。
凸シリンドリカルレンズ15は矩形ビーム27の焦点を調
整すると共に、矢印16に沿って移動することにより矩形
ビーム27の巾寸法Kの調整を行う。第2三角プリズム19
は矢印20に沿って移動することにより矩形ビーム27の間
隔Lを調整する。第3三角プリズム24は矢印25に沿って
移動することにより矩形ビーム27の長さ方向の寸法Jを
調整する。
次に、第2図に示す基板5にFPIC1をそのICリード2
を介して半田付けするために必要な短辺矩形ビーム3と
長辺矩形ビーム4とを本実施例の光照射装置で形成する
例を第3〜6図について説明する。
矩形ビーム間隔の調整: 第2図における矩形ビーム3、3及び4、4の各間隔
F及びCは第3図の第2三角プリズム19の移動によって
調整される。第1三角プリズム17で分割されたビーム18
は互いに交わる方向に進み、第2三角プリズム19に入射
する。プリズム19はビーム18を第1三角プリズム17で曲
げられた角度より小さいか等しい角度で逆方向に曲げ、
ビーム21として出射する。ビーム21の間隔はプリズム19
の位置を変えることにより変化し、最終的に矩形ビーム
の間隔も変化する。即ち、第3図のプリズム19を第4図
のプリズム19の位置までMだけの距離を移動させること
により、ビーム間隔をCからFに変えることができる。
矩形ビームの長さ方向の調整: 第2図における矩形ビーム3、4の各長さD、Aの調
整は、第5図の第3三角プリズム24を光軸方向(第1図
の矢印25の方向)に移動させて行う。プリズム24は第2
凹シリンドリカルレンズ22で拡散したビーム23の受光位
置により合成ビーム26の幅を変化させる。
矩形ビーム長さを第5図のDから第6図のAに変化さ
せるためには第5図のプリズム24を第6図のプリズム24
の位置までNだけ移動させる。
矩形ビームの幅方向の調整: 第2図における矩形ビーム3、4の各幅E、Bは凸シ
リンドリカルレンズ15と第1凹シリンドリカルレンズ13
との間隔により結像位置が変わりビーム26の幅方向の広
がり角も変化するため、ビーム26は任意の位置で幅が変
わることになる。
エネルギー密度の調整: 第5図及び第6図において、第3三角プリズム24によ
って中央から分割合成されたビーム26はプリズム24から
の距離によって重なり率を変化させながら進んでゆく。
加工に必要なエネルギーの密度は矩形ビームの長さD及
びAの区間にわたって均一でなければならず、ガウス分
布をなすビームをビーム11に用いた場合にはほぼ重なり
率が最大に近くなる位置でエネルギー密度の均一な矩形
ビームが得られる。第5図のP及び第6図のQは大きさ
の異なる矩形ビームでのエネルギー密度均一点を表わし
ていて、それぞれ光学系全体からの距離を調整すること
によって得られる。
〔発明の効果〕
以上述べたように、本発明の光照射装置により次の効
果が得られる:(1)1つの入射ビームから2個の矩形
ビームが得られ、この矩形ビームはビーム間隔及び矩形
形状を変化させることができ、汎用化が可能となった。
(2)2個の矩形ビームは光学的条件が等しくなってい
るため精度がよく、かつ分光精度は第1三角プリズム17
の位置により調整可能である。(3)矩形ビームの長手
方向のエネルギー密度は第3三角プリズム24によりビー
ムを2分割した後に互いに重ね合わせているので均一に
なり、かつ重なり率の調整が可能である。(4)矩形ビ
ーム化にあたり入射ビームをすべてレンズ系に取り入れ
て透過のみで処理するためエネルギー効率が高い。
(5)複雑な形状のレンズ、プリズムを用いていないた
めにコストが安い。(6)レンズ系の配置が直線的であ
り、精度が高く、信頼性も高い。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の光照射装置の一実施例を示す斜視図、
第2図はFPICと基板とを示す斜視図、第3図と第4図は
いずれも実施例の光学系の側面図、第5図と第6図はい
ずれも実施例の光学系の正面図、第7図は従来例の斜視
図である。 なお図面に用いた符号において、 11……レーザビーム 12……コリメータレンズ 13……第1凹シリンドリカルレンズ 15……凸シリンドリカルレンズ 17……第1三角プリズム 19……第2三角プリズム 22……第2凹シリンドリカルレンズ 24……第3三角プリズム 27……矩形ビーム である。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】2個の矩形ビームを形成するための光照射
    装置であって、 (a)、第1平行ビームを得るためのコリメータレン
    ズ、 (b)、前記第1平行ビームを一方向にのみ拡散するビ
    ームに変える第1凹シリンドリカルレンズ、 (c)、前記拡散するビームを第2平行ビームに変える
    凸シリンドリカルレンズ、 (d)、前記第2平行ビームを分割して2分光ビームに
    変える第1三角プリズム、 (e)、前記2分光ビームの間隔を調整する第2三角プ
    リズム、 (f)、前記第2三角プリズムを透過したビームを矩形
    形状の長手方向のみに拡散する第2凹シリンドリカルレ
    ンズ及び (g)、前記第2凹シリンドリカルレンズを透過したビ
    ームを矩形形状の長手方向で2分割した後に互いに重ね
    合わせて矩形ビームを形成する第3三角プリズム が光軸上で直線的に順次に配置され、前記凸シリンドリ
    カルレンズ、前記第2三角プリズム及び前記第3三角プ
    リズムが光軸上を移動可能であるように構成された光照
    射装置。
JP61300638A 1986-12-17 1986-12-17 光照射装置 Expired - Fee Related JPH0833521B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP61300638A JPH0833521B2 (ja) 1986-12-17 1986-12-17 光照射装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP61300638A JPH0833521B2 (ja) 1986-12-17 1986-12-17 光照射装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS63153514A JPS63153514A (ja) 1988-06-25
JPH0833521B2 true JPH0833521B2 (ja) 1996-03-29

Family

ID=17887273

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP61300638A Expired - Fee Related JPH0833521B2 (ja) 1986-12-17 1986-12-17 光照射装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH0833521B2 (ja)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0433791A (ja) * 1990-05-29 1992-02-05 Matsushita Electric Ind Co Ltd レーザ加工装置
US5557475A (en) * 1994-07-12 1996-09-17 Coherent, Inc. Optical system for improving the symmetry of the beam emitted from a broad area laser diode
WO2004025704A2 (en) 2002-09-12 2004-03-25 Visotek, Inc. Contact lens package and storage case, holder, and system and method of making and using
JP5300544B2 (ja) * 2009-03-17 2013-09-25 株式会社ディスコ 光学系及びレーザ加工装置
RU183887U1 (ru) * 2017-11-14 2018-10-08 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский государственный технологический университет "СТАНКИН" (ФГБОУ ВО "МГТУ "СТАНКИН") Устройство для лазерной обработки материалов
JP7744017B2 (ja) * 2022-05-26 2025-09-25 マイクロエッヂプロセス株式会社 ツインビーム半田付け装置
CN115121943B (zh) * 2022-06-13 2025-11-21 中国人民解放军空军工程大学 斜入射激光冲击强化的光斑动态矫形装置、系统及方法

Also Published As

Publication number Publication date
JPS63153514A (ja) 1988-06-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5343489A (en) Arrangement for shaping a laser beam and for reducing the coherence thereof
US4682885A (en) Illumination apparatus
EP1041422B1 (en) Laser apparatus for simultaneously generating a plurality of mutually perpendicular laser planes from a single laser source
JPH1082971A (ja) レーザ放射光の均質化および複数の照明フィールドの生成のための光学装置
JP2000137139A (ja) 光学的光束変換装置
US20040165268A1 (en) Diffractive shaping of the intensity distribution of a spatially partially coherent light beam
EP0102221B1 (en) An apparatus for projecting luminous lines on an object by a laser beam
KR20150112747A (ko) 광조사 장치 및 묘화 장치
JPH0335206A (ja) 集積光学素子を備えた光ビームの入出射装置
JPH0833521B2 (ja) 光照射装置
US5291329A (en) Apparatus for recording an image
JPS62127710A (ja) レ−ザマ−カ装置
US7260131B2 (en) Symmetrization device and laser diode system provided with the same
EP1150156B1 (en) Optical system for homogenization of light beams, with variable cross-section output
JPS60172023A (ja) レ−ザ集光装置
JP3402124B2 (ja) ビームホモジナイザ及び半導体薄膜作製方法
JPH07198330A (ja) 集積光学素子を備えた光ビームの入出射装置
US20080212217A1 (en) Multiple Reflection Optical System
JPS61149919A (ja) スリツト光源
CN220626787U (zh) 一种光束整形光学系统及激光器
JPS6384786A (ja) レ−ザマ−キング装置
JPS6380221A (ja) 光照射装置
JPH05329677A (ja) レーザ光学装置
JPS6360442A (ja) 照明光学系
JPH01143372A (ja) 狭帯域レーザ装置

Legal Events

Date Code Title Description
LAPS Cancellation because of no payment of annual fees