C是表示本发明的第I实施方式中的激光加工方法的图。
[0047]图5是表示本发明的第I实施方式中的衍射光学元件的图。
[0048]图6是表示本发明的第I实施方式中的衍射光学元件的作用的图。
[0049]图7是本发明的第2实施方式中的激光加工装置的示意图。
[0050]图8A是专利文献I所记载的现有的激光加工装置的示意图。
[0051]图SB是表示专利文献I所记载的现有的激光加工装置的旋转盘上的4个衍射光学元件的示意图。
【具体实施方式】
[0052]以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。
[0053](第I实施方式)
[0054]图1是本发明的第I实施方式中的激光加工装置20的示意图。在图1中，对激光加工装置20的构成以及使用激光加工装置20的激光加工方法进行说明。
[0055]激光加工装置20构成为具备激光振荡器1、衍射光学元件2、移动单元3、控制单元9、扫描单元4和透镜单元5。
[0056]激光振荡器I具有在内部使激光准直(collimate)的功能，并从出射口射出平行的激光LI。作为激光振荡器I的一例，在第I实施方式中，因为在波长1070nm、最大输出3kW、连续振荡下光束质量良好，所以以能够缩小聚光光斑直径、并且长焦深的单模光纤激光器为例进行说明。激光LI是由激光振荡器I射出的平行的激光。
[0057]就衍射光学元件2而言，如下所述无间隙地形成至少2种精细衍射图案，由激光LI透过的材质的光学元件能够形成激光的轮廓。图2中示出衍射光学元件2的示意图。衍射光学元件2至少具有区域A以及区域B的2种精细衍射图案2a、2b。作为一例，衍射光学元件2为四边形状，各区域构成为相同形状的长方形。
[0058]移动单元3能够与衍射光学元件2的精细衍射图案2a、2b对置地在移动单元3的激光透过部设置开口来对衍射光学元件2进行固定支承。通过移动单元3，从而衍射光学元件2能够相对于激光LI向X以及Y轴方向进行移动，由此能够使衍射光学元件2与激光LI的相对位置产生变化。激光L2是透过了衍射光学元件2的精细衍射图案2a、2b的任意一方或双方的激光。另外，在第I实施方式中，通过移动单元3激光来使衍射光学元件2相对于激光来进行移动，但也可以固定衍射光学元件2，通过移动单元3使激光一方相对于固定的衍射光学元件2进行移动。
[0059]扫描单元4用于对透过了衍射光学元件2的激光L2进行扫描，在内部具有用于反射激光L2来改变方向的X轴方向用检流镜(力八乂 ξ y—)以及Y轴方向用检流镜，并能够在任意的轨道照射激光L2。
[0060]透镜单元5用于使激光L2聚光于被加工物6的激光照射面。S卩，透镜单元5是能够使由扫描单元4控制照射的方向的激光L2在一平面上结成焦点的透镜。作为透镜单元5的一例，在第I实施方式中，使用焦点距离255mm的透镜单元。
[0061]由透镜单元5聚光后的激光L3被照射到被加工物6。
[0062]夹具7具有固定被加工物6的功能。
[0063]在XY载物台8固定有夹具7，XY载物台8能够使夹具7沿XY方向移动。
[0064]控制单元9至少控制移动单元3的动作。优选控制单元9与激光振荡器1、移动单元3、扫描单元4、透镜单元5以及XY载物台8连接，能够使各自的动作同步地进行控制。
[0065]接着，对第I实施方式中的激光加工装置20的动作进行说明。
[0066]激光振荡器1、移动单元3、扫描单元4、透镜单元5和XY载物台8都由控制单元9进行控制。根据来自控制单元9的指令，由移动单元3进行移动控制，使得从激光振荡器I照射的激光LI透过设置于衍射光学元件2的精细衍射图案2a、2b上的作为所希望的目标的区域A、B，成为被赋予了所希望的光束轮廓的激光L2。此时，激光LI定位于I个精细衍射图案2a或2b上、或者定位为跨越至少2个以上的精细衍射图案2a以及2b。激光L2通过扫描单元4在能照射到被加工物6上的激光加工目标的位置的角度被反射。此时，通过控制单元9对透镜单元5的Z轴方向的位置进行控制，使得透镜单元5的聚光点与被加工物6的表面相一致。来自扫描单元4的激光L2透过透镜单元5，由透镜单元5聚光后的激光L3被照射到被加工物6。被加工物6通过夹具7而被预先固定在XY载物台8上。通过向被加工物6照射具有所希望的激光束轮廓的激光L3，从而例如对接的铝板的焊接等所希望的加工得以进行。XY载物台8在被加工物6中对扫描单元4的可扫描范围外的部分进行加工的情况下用于使被加工物6进行移动、或加工前后的向激光加工装置20的被加工物6的转移等。
[0067]在此，激光L3的聚光光斑的轮廓是由衍射光学元件2附加特征的。因此，若衍射光学元件2的精细衍射图案2a、2b不同，则聚光光斑的轮廓也会变化。
[0068]图3A?图3D中，示出在衍射光学元件2照射激光LI的区域A、B以及在聚光点附近得到的激光L3的轮廓例。在图3A的上侧的图(a-Ι)是仅在区域A的精细衍射图案2a照射有激光LI的情况，得到图3A的下侧的图(a-2)所示那样的轮廓(轮廓a)。图3B的上侦_图(b-Ι)是仅在区域B的精细衍射图案2b照射有激光LI的情况，得到图3B的下侧的图(b-2)所示那样的轮廓(轮廓b)。在此，如图3C的上侧的图(c-1)所示，通过使激光LI均匀地照射于区域A的精细衍射图案2a和区域B的精细衍射图案2b，能够得到图3C的下侦_图(c-2)所示那样的将图3A的上侧的图(a-Ι)与图3B的上侧的图(b_l)进行了合成那样的轮廓(轮廓C)。此时，轮廓c的光束功率与轮廓a以及轮廓b等同，轮廓c中的与轮廓a以及轮廓b相当的部分的光束功率相对较低。此外，将照射于区域A的精细衍射图案2a的激光LI的区域设为LlA而将照射于区域B的精细衍射图案2b的区域设为LlB时，得到其他的轮廓，因此通过移动单元3，使衍射光学元件2移动到图3D的上侧的图(d-Ι)所示那样的成为LlA < LlB的位置。此时的光束轮廓(轮廓d)成为图3D的下侧的图(d_2)，能够改变轮廓a与轮廓b的强度比。
[0069]作为一例，使用铝板的对接焊接来进行说明。
[0070]图4A中示出被加工物6a、6b。作为一例，被加工物6a为框体，被加工物6b为盖体。在被加工物6a的中心部，开有容纳被加工物6b的形状的孔6c，在将被加工物6b设置于被加工物6a的孔部6c的状态下，被加工物6a、6b间的间隙相对于板厚十分小，没有问题能够进行焊接。在本事例中，如图4B所示，通过将被加工物6b设置于被加工物6a的孔部6c，向该对接的4条边6d照射激光L3，并连续地转圈，从而对所述边6d的部分进行焊接。图4B的箭头表示激光L3的扫描方向。此外，在焊接时使用的激光束轮廓，为了抑制溅射、孔隙、气孔等的焊接缺陷，使用如图4B所示在主光束1a的周边设置有预热以及缓冷部1b的光束轮廓1c中，使主光束1a的中心相对于预热以及缓冷部1b的中心而偏向于扫描方向的轮廓10c。如图4C所示，为了连续地扫描4条边6d，需要根据扫描方向准备L3a、L3b、L3c、L3d四种轮廓。
[0071]在此，使用图5所示那样的C、D、E、F、G的5个精细衍射图案2c、2d、2e、2f、2g的区域被无间隙地设置的衍射光学元件2-1。作为一例，衍射光学元件2-1为四边形状，中央的区域G的周围的各区域C、D、E、F呈相同L字形状地构成，仅中央的区域G呈正方形地构成。例如，在区域C照射了激光LI的情况下，能够得到图5的(c)所示的轮廓。在区域D照射有激光的情况下能够得到图5的(d)所示的轮廓。在区域E照射有激光的情况下能够得到图5的(e)所示的轮廓。在区域F照射有激光的情况下能够得到图5的(f)所示的轮廓。在区域G照射有激光的情况下能够得到图5的(g)所示的轮廓。若这样，与在图3A?图3D中所说明的情况同样地，在激光LI被照射到区域C、D、E、F、G的任意多个区域的情况下，与透过所照射的各区域的激光LI的功率分配成比例地，决定通过所照射的区域而得到的轮廓的功率，并得到将通过各区域得到的轮廓