本發明涉及一種掃描用反射鏡。
背景技術:
通常在激光掃描型的共焦顯微鏡等中使用具有掃描用反射鏡的電掃描儀、諧振掃描儀等掃描裝置。此外,在半導體設備的制造工序中,進行照射激光光線來形成通孔,為了高速地形成多個通孔,提出了一種技術,其中,在掃描裝置的軸的周圍對掃描用反射鏡進行高速驅動(激振),從而使激光光線的朝向高速地偏轉并進行穿孔的技術(參照例如專利文獻1)。對于這種掃描用反射鏡,以往使用石英玻璃作為鏡座,并在鏡座上形成有鋁等金屬薄膜或電介質多層膜作為反射膜。
現有技術文獻
專利文獻
專利文獻1:日本特開2008-068270號公報
技術實現要素:
發明所要解決的課題
但是,期待有一種技術,在掃描裝置中,高速驅動掃描用反射鏡在軸的周圍高速(例如10khz以上的高頻)旋轉。為了高速驅動掃描用反射鏡,需要減小掃描用反射鏡的慣性力矩。但是,為了減小慣性力矩而使用有效反射范圍小的掃描用反射鏡時,需要使實際掃描的激光光線成為細的光束直徑,從而有可能對用于向該掃描用反射鏡導光的反射鏡、透鏡等光學元件帶來由于熱透鏡效應、損害的蓄積所導致的短壽命化的不良影響。此外,激光光線的光束直徑越細,數值孔徑(na)越低,因此還存在難以提高能量密度以及難以照射至寬的區域的問題。
為了增大掃描用反射鏡的有效反射范圍且減小慣性力矩,研究了使用密度輕的材料,較薄地制作鏡座。以往的石英玻璃不是具有充分剛性的材料,因此在高速驅動時,鏡座上產生撓曲,有可能產生聚光特性下降的問題。掃描用反射鏡的有效反射范圍越大以及越高速且廣角地驅動掃描用反射鏡,則該問題越顯著。
本發明是鑒于上述情況而完成的,其目的在于提供一種掃描用反射鏡,該掃描用反射鏡抑制驅動時的鏡座的撓曲,實現聚光特性的提高。
用于解決課題的手段
為了解決上述課題并實現目的,本發明的掃描用反射鏡的特征在于,其具有鏡座和形成在鏡座上的反射膜,鏡座由比剛性的值為至少100[gpa·cm3/g]以上的非金屬材料構成,該比剛性的值由楊氏模量和密度規定。
根據該構成,能夠抑制高速(例如10khz以上)驅動時的鏡座的撓曲,能夠實現聚光特性的提高。因此,能夠抑制伴隨高速驅動的掃描用反射鏡的小型化,從而能夠使用光束直徑充分粗的加工激光進行激光加工。作為其結果,導光用光學元件的設計自由度的提高、低成本化;在加工方面,基于高na(數值孔徑)化的高能量密度化、微細加工、寬范圍的加工成為可能。
在該構成中,將驅動鏡座的激振頻率設為f[khz]、將該鏡座的機械振動角設為θ[rad]的情況下,優選在f2·θ的值為873[krad/s2]以上的區域進行驅動。
非金屬材料優選金剛石或碳化硅。
此外,鏡座優選以諧振掃描儀或電掃描儀的形式使用。
本發明的掃描裝置的特征在于,其具備反射激光光線的掃描用反射鏡和驅動掃描用反射鏡圍繞軸旋轉的驅動部,掃描用反射鏡具有鏡座和形成在鏡座上的反射膜,鏡座由比剛性的值為至少100[gpa·cm3/g]以上的非金屬材料構成,該比剛性的值由楊氏模量和密度規定。
在該構成中,將驅動掃描用反射鏡的激振頻率設為f[khz]、將該掃描用反射鏡的機械振動角設為θ[rad]的情況下,優選驅動部在f2·θ的值為873[krad/s2]以上的區域驅動掃描用反射鏡。
發明效果
本發明的掃描用反射鏡具有鏡座和形成在鏡座上的反射膜,鏡座由比剛性的值為至少100[gpa·cm3/g]以上的非金屬材料構成,該比剛性的值由楊氏模量和密度規定,因此能夠抑制高速(例如10khz以上)驅動時的鏡座的撓曲,能夠實現聚光特性的提高。因此,能夠抑制伴隨高速驅動的掃描用反射鏡的小型化,從而能夠使用光束直徑充分粗的加工激光進行激光加工。作為其結果,導光用光學元件的設計自由度的提高、低成本化;在加工方面,基于高na(數值孔徑)化的高能量密度化、微細加工、寬范圍的加工成為可能。
附圖說明
圖1為示出具備本實施方式的掃描用反射鏡的諧振掃描儀的構成例的立體圖。
圖2為示出諧振掃描儀的驅動部的構成例的示意圖。
圖3為示出使諧振掃描儀驅動時的掃描用反射鏡的機械振動角的圖。
圖4為示出以往的掃描用反射鏡在驅動時發生撓曲的情況的立體圖。
圖5為示出應用有諧振掃描儀的激光光線照射裝置的構成例的圖。
圖6為示出利用激光光線照射裝置出射的激光光線將被加工物穿孔的狀態的截面圖。
具體實施方式
參照附圖對用于實施本發明的方式(實施方式)進行詳細的說明。本發明并不限于以下實施方式記載的內容。此外,以下記載的構成要素包含本領域技術人員能夠容易預測的實質上相同的要素。進一步,以下記載的構成可以適當組合。此外,在不脫離本發明的要旨的范圍內可以進行構成的各種省略、置換或變更。
圖1為示出具備本實施方式的掃描用反射鏡的諧振掃描儀的構成例的立體圖。圖2為示出諧振掃描儀的驅動部的構成例的示意圖。圖3為示出驅動諧振掃描儀時的掃描用反射鏡的機械振動角的圖。如圖1所示,諧振掃描儀(掃描裝置)1具備基座部11、固定在該基座部11上的軸12和在該軸12的前端部通過臺座13支撐的掃描用反射鏡14。諧振掃描儀1通常被稱為共振掃描儀,通過使掃描用反射鏡14圍繞軸12的軸進行共振運動而進行掃描。
基座部11支承軸12和掃描用反射鏡14,構成為可固定在規定的設置位置。軸12以豎立在基座部11上的狀態固定。軸12具備在與該軸12的軸心q正交的方向上延伸的臂部15。該臂部15夾持軸心q且具備位于一條直線上的前端部15a,15b,各前端部15a,15b分別設置在距軸心q等距離的位置。
掃描用反射鏡14具備形成為圓板狀(板狀)的鏡座16和形成在該鏡座16的一個面上的反射膜17。反射膜17由鋁等金屬薄膜、電介質多層膜形成。鏡座16形成為直徑(與軸心q正交的寬度方向的最大長度)d為5~15mm(在本實施方式中為10mm)、厚度t為0.5m~2.0m(在本實施方式中為1.0mm)的圓板狀。此外,鏡座16的材質將在下文中描述。掃描用反射鏡14利用例如固定在軸12的前端部的一對臺座13夾持支撐,或利用粘接進行支撐。
此外,諧振掃描儀1具備驅動部30,該驅動部30通過軸12使掃描用反射鏡14圍繞軸心q進行共振運動。如圖2所示,驅動部30的構成為具備線圈31a,31b,分別隔開空間地卷繞在上述臂部15上;電源部32,向這些線圈31a,31b施加交流電力;和磁石32a,32b,分別配置在臂部15的前端部15a,15b上。線圈31a,31b在夾持軸心q而延伸的臂部15上分別卷繞1根電線而構成。
電源部32向線圈31a,31b施加規定頻率(激振頻率)的交流電力。通過在線圈31a,31b上以上述規定頻率切換電流的流動方向,從而產生與該電流的流向相對應的磁場。因此,卷繞有線圈31a,31b的臂部15的前端部15a,15b分別根據規定頻率而交替地將磁極從s極切換至n極。磁石32a,32b由兩個以上(在本實施方式中為3個)的磁石組合而構成。磁石32a配置成n極32an與s極32as夾持臂部15的前端部15a對置。此外,磁石32b配置n極32bn與s極32bs夾持臂部15的前端部15b對置。這些n極32an,32bn分別位于利用臂部15劃分的空間的同一側,s極32as,32bs分別位于與n極32an,32bn相反的一側。
在本構成中,向線圈31a,31b施加規定頻率(激振頻率)的交流電力時,由于臂部15的前端部15a,15b所產生的磁極和磁石32a,32b的磁力,軸12以軸心q為中心,在周向(箭頭k方向)上發生共振(激振)。因此,如圖3所示,固定在軸12上的掃描用反射鏡14以軸心q為中心,在掃描用反射鏡14的寬度方向上延伸的基準線s在順時針方向限度線sr與逆時針方向限度線sl之間共振(激振)。此處,將掃描用反射鏡14發生共振的順時針方向限度線sr與逆時針方向限度線sl之間的角度稱為機械振動角θ。此外,在本實施方式中,驅動部30的構成為在臂部15的前端部15a,15b上分別配置有磁石32a,32b,也可以構成為配置鐵芯來代替磁石32a,32b。
但是,在上述構成的諧振掃描儀1中,掃描用反射鏡14根據所施加的激振頻率發生共振(激振)。在該構成中,通過施加高頻(例如10khz以上)的激振頻率而高速驅動掃描用反射鏡14的情況下,在掃描用反射鏡14上伴隨共振的慣性力矩發揮作用,因此需要將該慣性力矩抑制的較小。但是,為了減小慣性力矩而使掃描用反射鏡14(鏡座16)的直徑d(寬度方向的最大長度)減小時,相應地有效反射范圍減小,因此需要使實際掃描的激光光線成為細的光束直徑。該情況下,有可能對用于向掃描用反射鏡14導光激光光線的反射鏡、透鏡等光學元件帶來由于熱透鏡效應、損害的蓄積所導致的短壽命化的不良影響。此外,激光光線的光束直徑越細,數值孔徑(na)越低,因此還存在難以提高能量密度以及難以照射至寬的區域的問題。
因此,研究了抑制掃描用反射鏡14(鏡座16)的有效反射范圍的小型化并且防止慣性力矩的增大的構成。以往的掃描用反射鏡的鏡座主要以石英玻璃形成,但石英玻璃不是具有充分剛性的材料。因此,如圖4所示,高速驅動以往的掃描用反射鏡14a的情況下,鏡座16a上產生撓曲,有可能產生聚光特性下降的問題。鏡座16(16a)的直徑d越大以及越高速且越使機械振動角θ(參照圖3)為廣角地驅動掃描用反射鏡14(14a),則該問題越顯著。
在本構成中,掃描用反射鏡14的構成為具備直徑d10mm、厚度t1.0mm的圓板狀的鏡座16和在該鏡座16的一面上由鋁薄膜形成的反射膜17。與鏡座16的厚度相比,反射膜17的厚度小到可以忽略的程度。在激振頻率f[khz]和掃描用反射鏡14的機械振動角θ[rad]滿足f2·θ≥873[krad/s2]的區域驅動(激振)掃描用反射鏡14。該f2·θ的值相當于加速度的系數,其是高速且使機械振動角θ為廣角地驅動掃描用反射鏡14時的指標。此外,該873[krad/s2]是將激振頻率f設為10[khz]、將機械振動角θ設為0.5度的值、即以π/360[rad]進行激振時的值,在以往構成的掃描用反射鏡中,這是產生撓曲的區域。在本構成中,目的在于即使在f2·θ≥873[krad/s2]以上的區域進行驅動,也抑制掃描用反射鏡14的撓曲。
發明人著眼于鏡座16的材質,進行了深入研究,結果發現由楊氏模量[gpa]和密度[g/cm3]規定的比剛性[gpa·cm3/g]的值很重要。在本實施方式中,選擇金剛石(試驗體1)、金剛石燒結體(試驗體2)、碳化硅(sic;試驗體3)、藍寶石(試驗體4)、石英玻璃(試驗體5)的非金屬材料作為試驗體,使用這些非金屬材料形成鏡座16。
表1為示出各試驗體的楊氏模量、密度和比剛性的列表。在該表1中,示出規定溫度條件下(例如25℃附近)的值。金剛石是碳的同素異形體之一,單晶、多晶均可。金剛石燒結體是將金剛石顆粒燒結并使其密合而成的。碳化硅是碳與硅的化合物,廣泛用于半導體基板的材料。藍寶石是氧化鋁的結晶。石英玻璃是由二氧化硅(sio2)制成的玻璃。如表1所示,試驗體1~5的比剛性的值依次減小。試驗體1~3的比剛性的值為100[gpa·cm3/g]以上,試驗體4、5的比剛性的值小于100[gpa·cm3/g]。需要說明的是,在表1中,由于制法、組成等,試驗體4的藍寶石存在比剛性的值為100[gpa·cm3/g]以上的藍寶石,也存在小于100[gpa·cm3/g]的藍寶石。
表1
接著,對實施例和現有例進行說明。利用上述各試驗體1~5的材料形成直徑d10mm、厚度t1.0mm的圓板狀的鏡座16,通過模擬試驗計算出將該鏡座16在規定條件下進行激振時的撓曲量。此處,撓曲量是鏡座16的中心直徑5mm的區域中的最大撓曲量,使用solidworks(注冊商標)進行模擬實驗。
(實施例1)
在實施例1中,使用比剛性為283.6[gpa·cm3/g]的金剛石作為鏡座16的材料。將該鏡座16在激振頻率7[khz]和機械振動角π/360[rad]下進行激振,并對該鏡座16照射波長λ為632[nm]的he-ne激光光線,求出此時的撓曲量。該情況下的f2·θ的值為427[krad/s2]。此外,基于撓曲量的判定方面,只要撓曲量小于規定的基準值(he-ne激光光線的波長λ),則不阻礙激光光線的掃描,因此定為可以(○),撓曲量為基準值(波長λ)以上的情況下,定為不可(×)。對于該基準值,通?;诶胔e-ne激光的干渉進行光學元件的面精度的測定來規定該基準值。
(實施例2)
在實施例2中,使用比剛性為189.3[gpa·cm3/g]的燒結金剛石作為鏡座16的材料。其他條件與實施例1同樣。
(實施例3)
在實施例3中,使用比剛性為112.5[gpa·cm3/g]的碳化硅作為鏡座16的材料。其他條件與實施例1同樣。
(實施例4)
在實施例4中,使用比剛性為87.5[gpa·cm3/g]的藍寶石作為鏡座16的材料。其他條件與實施例1同樣。
(現有例1)
在現有例1中,使用比剛性為32.7[gpa·cm3/g]的石英玻璃作為鏡座16的材料。其他條件與實施例1同樣。
(實施例5)
在實施例5中,將鏡座16在激振頻率10[khz]和機械振動角π/360[rad]下進行激振。該情況下的f2·θ的值為873[krad/s2]。其他條件與實施例1同樣。
(實施例6)
在實施例6中,將鏡座16在激振頻率10[khz]和機械振動角π/360[rad]下進行激振。該情況下的f2·θ的值為873[krad/s2]。其他條件與實施例2同樣。
(實施例7)
在實施例7中,將鏡座16在激振頻率10[khz]和機械振動角π/360[rad]下進行激振。該情況下的f2·θ的值為873[krad/s2]。其他條件與實施例3同樣。
(實施例8)
在實施例8中,將鏡座16在激振頻率10[khz]和機械振動角π/360[rad]下進行激振。該情況下的f2·θ的值為873[krad/s2]。其他條件與實施例4同樣。
(現有例2)
在現有例2中,將鏡座16在激振頻率10[khz]和機械振動角π/360[rad]進行激振。該情況下的f2·θ的值為873[krad/s2]。其他條件與現有例1同樣。
(實施例9)
在實施例9中,將鏡座16在激振頻率14[khz]和機械振動角π/360[rad]下進行激振。該情況下的f2·θ的值為1710[krad/s2]。其他條件與實施例1同樣。
(實施例10)
在實施例10中,將鏡座16在激振頻率14[khz]和機械振動角π/360[rad]下進行激振。該情況下的f2·θ的值為1710[krad/s2]。其他條件與實施例2同樣。
(實施例11)
在實施例11中,將鏡座16在激振頻率14[khz]和機械振動角π/360[rad]下進行激振。該情況下的f2·θ的值為1710[krad/s2]。其他條件與實施例3同樣。
(實施例12)
在實施例12中,將鏡座16在激振頻率14[khz]和機械振動角π/360[rad]下進行激振。該情況下的f2·θ的值為1710[krad/s2]。其他條件與實施例4同樣。
(現有例3)
在現有例3中,將鏡座16在激振頻率14[khz]和機械振動角π/360[rad]下進行激振。該情況下的f2·θ的值為1710[krad/s2]。其他條件與現有例1同樣。
表2是匯總實驗結果(模擬結果)的列表。如該表2所示,在使用比剛性為100以上的試驗體1~3的實施例中,除了f2·θ的值小于873[krad/s2]的區域之外,在873[krad/s2]以上的區域中,也能夠將撓曲量抑制為小于基準值(he-ne激光光線的波長λ),得到良好的判定結果。進一步,表2中沒有記載,但將利用金剛石和金剛石燒結體形成的鏡座16在激振頻率15[khz]和機械振動角π/360[rad]下進行激振(f2·θ的值為1963[krad/s2])的情況下,也能夠將撓曲量抑制為小于基準值。具體而言,金剛石的情況下,撓曲量為300nm(1/2λ),金剛石燒結體的情況下,撓曲量為500nm(4/5λ),任一情況下均能夠將撓曲量抑制為小于基準值。另一方面,在使用比剛性小于100的試驗體4、5的實施例和現有例中,在f2·θ的值為873[krad/s2]以上的區域中,鏡座16上產生撓曲,無法得到良好的判定結果。特別是在使用試驗體4(藍寶石)的實施例中,在f2·θ的值比較小的區域(f2·θ≤427[krad/s2])中,能夠將撓曲量抑制為小于基準值,但在f2·θ的值為873[krad/s2]以上的區域中,撓曲量超過基準值。
表2
根據該結果可知,鏡座16的撓曲量除了楊氏模量的大小之外,還因比剛性的大小而不同,若比剛性為100以上,則撓曲量為規定的基準值以下。即,通過將金剛石、金剛石燒結體和碳化硅用于鏡座16的材料,能夠抑制驅動時鏡座16的撓曲,能夠實現聚光特性的提高。因此,能夠抑制隨著f2·θ的值為873[krad/s2]以上的高速驅動的掃描用反射鏡14的小型化,從而能夠使用光束直徑充分粗的激光光線進行激光加工。
在本構成中,比剛性的值優選為100以上350以下。這是因為,在比剛性的值超過350的材料中,難以進行對鏡座的加工。
接著,對上述諧振掃描儀的應用例進行說明。圖5為示出應用有諧振掃描儀的激光光線照射裝置的構成例的圖。圖6為示出利用激光光線照射裝置出射的激光光線將被加工物穿孔的狀態的截面圖。激光光線照射裝置20設置在將例如作為被加工物的晶片w穿孔的激光加工裝置(未圖示)上。晶片w是將例如硅、藍寶石、鎵等作為母材的圓板狀的半導體晶片、光設備晶片。
如圖5所示,激光光線照射裝置20具備激光振蕩器22(激光光線振蕩單元)、聚光透鏡23、第1光軸偏心單元60、第2光軸偏心單元70、反射鏡24和控制部100。激光振蕩器22振蕩出晶片w具有吸收性的波長(例如355nm)的激光光線l。聚光透鏡23與卡盤工作臺10的支承面10a對置設置。聚光透鏡23將從激光振蕩器22振蕩出的激光光線l聚光,聚光在由卡盤工作臺10支承的晶片w上。需要說明的是,在本構成中,可以使用納秒激光光線或皮秒激光光線作為激光光線l,為了使加工痕跡更加漂亮,優選使用皮秒激光光線。
如圖5所示,第1光軸偏心單元60配設在激光振蕩器22的激光光線l的行進方向下游,具有一對使激光光線l的光軸lax相對于聚光透鏡23的中心軸p(圖5所示)在y軸方向(相當于第1軸方向)上往復振動的第1軸諧振掃描儀61(相當于上述的諧振掃描儀1)。一對第1軸諧振掃描儀61在y軸方向隔著間隔配置。第1軸諧振掃描儀61具備平板狀的反射鏡62(相當于上述掃描用反射鏡14),設置成可圍繞與x軸方向平行的軸心qx自由旋轉;和掃描部63(相當于上述的掃描用反射鏡14),使反射鏡62隨著共振運動圍繞軸心qx旋轉。
對于一個第1軸諧振掃描儀61a(以下以符號61a表示)的反射鏡62而言,激光振蕩器22振蕩出的激光光線l通過配設在激光振蕩器22與第1光軸偏心手段60之間的反射鏡24入射至反射鏡62。一個第1軸諧振掃描儀61a的反射鏡62將激光光線l向另一個第1軸諧振掃描儀61b(以下以符號61b表示)反射。另一個第1軸諧振掃描儀61b的反射鏡62將激光光線l向第2光軸偏心單元70反射。
如圖5所示,第2光軸偏心單元70配設在第1光軸偏心單元60和聚光透鏡23之間,具有一對使激光光線l的光軸lax相對于聚光透鏡23的中心軸p在x軸方向(相當于第2軸方向)上往復振動的第2軸諧振掃描儀71(相當于上述的諧振掃描儀1)。一對第2軸諧振掃描儀71在x軸方向上隔著間隔配置。第2軸諧振掃描儀71具備平板狀的反射鏡72(相當于上述的掃描用反射鏡14),設置成可圍繞與y軸方向平行的軸心qy自由旋轉;和掃描部73(相當于上述的掃描用反射鏡14),使反射鏡72隨著共振運動圍繞軸心qy旋轉。
對于一個第2軸諧振掃描儀71(以下以符號71a表示)的反射鏡72而言,另一個第1軸諧振掃描儀61b的反射鏡62反射的激光光線l入射至反射鏡72。一個第2軸諧振掃描儀71a的反射鏡72將激光光線l向另一個第2軸諧振掃描儀71(以下以符號71b表示)反射。另一個第2軸諧振掃描儀71b的反射鏡72將激光光線l向聚光透鏡23反射。
激光光線照射裝置20通過將第1軸諧振掃描儀61a,61b與第2軸諧振掃描儀71a,71b固定為規定的相位差(90°)并使其激振,如圖6所示,形成從晶片w的表面ws上的形成有焊盤pd的位置的背面wr到焊盤pd的通孔vh。激光光線照射裝置20通過利用掃描部63,73驅動第1軸諧振掃描儀61a,61b的反射鏡62和第2軸諧振掃描儀71a,71b的反射鏡72圍繞軸心qx,qy旋轉,能夠使激光光線l偏心,能夠在晶片w的表面ws所期望的位置上形成通孔vh。
如上所述,本實施方式的掃描用反射鏡14具有鏡座16和形成在鏡座16上的反射膜17,鏡座16由比剛性的值為至少100[gpa·cm3/g]以上的非金屬材料形成,該比剛性的值由楊氏模量和密度規定,因此能夠抑制使掃描用反射鏡14在例如10khz以上的高頻進行驅動時的鏡座16的撓曲,能夠實現聚光特性的提高。
因此,能夠抑制隨著高速驅動的掃描用反射鏡14的小型化,從而能夠使用光束直徑充分粗的激光光線進行激光加工。作為其結果,能夠實現聚光透鏡23、反射鏡24等導光用光學元件的設計自由度的提高、低成本化。此外,能夠使激光光線的光束直徑充分粗,因此在加工方面基于高na(數值孔徑)化的高能量密度化、微細加工、寬范圍的加工成為可能。
此外,對于本實施方式的掃描用反射鏡14,將激振頻率設置f[khz]、將鏡座16的機械振動角設為θ[rad]的情況下,能夠在f2·θ的值為873[krad/s2]以上的區域進行驅動,因此在比以往的構成更高速的區域中,也能夠抑制鏡座16的撓曲,能夠實現聚光特性的提高。
此外,非金屬材料為金剛石或碳化硅,因此能夠容易地進行鏡座16的形成。
需要說明的是,本發明不限于上述實施方式。即,實施時可以在不脫離本發明的實質的范圍進行各種變形。例如在上述實施方式中,對將掃描用反射鏡14設置在諧振掃描儀1上的構成進行了說明,但只要是掃描用反射鏡14以高頻進行激振,則也可以設置在電掃描儀上。
此外,在上述實施方式中,在應用有諧振掃描儀1的激光光線照射裝置20中,形成有通孔,但不限于通孔,也可以將被加工物加工成形成槽等其他形狀。
符號說明
1諧振掃描儀(掃描裝置)
11基座部
12軸
13臺座
14掃描用反射鏡
15臂部
15a,15b前端部
16鏡座
17反射膜
20激光光線照射裝置
30驅動部
31a,31b線圈
32電源部
32a,32b磁石
d直徑(寬度方向的長度)
l激光光線
q軸心
f激振頻率
θ機械振動角