CN103358018B

CN103358018B - 激光光轴校准方法和利用该方法的激光加工装置

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Publication number: CN103358018B
Application number: CN201310098811.5A
Authority: CN
Inventors: 田尾正则; 中谷友哉
Original assignee: Toray Engineering Co Ltd
Current assignee: Toray Engineering Co Ltd
Priority date: 2012-03-28
Filing date: 2013-03-26
Publication date: 2016-05-18
Anticipated expiration: 2033-03-26
Also published as: JP5931537B2; KR102079510B1; CN103358018A; TWI586467B; KR20130111327A; JP2013202658A; TW201338900A

Abstract

本发明提供激光光轴校准方法和利用该方法的激光加工装置，从激光振荡器（1）输出的激光通过第一反射镜（3A）向第一方向反射，通过第二反射镜（7A）反射至第二方向，通过光束采样器（8）将激光分支为与焦点方向加工光不同方向的测量光（B），并将其通过光束分离器（12）分支，检测通过聚光透镜（13）聚焦在二维半导体位置检测器（14）平面上的测量光（B1）的焦点位置，并求出向垂直方向的光轴偏差，在二维半导体位置检测器（15）平面上检测测量光（B2），求出水平方向的测量光（B2）的光轴偏差，通过改变第二反射镜角度来调整角度偏差，然后根据水平方向偏差量使第一反射镜和第二反射镜向激光输出方向往复移动，由此调整光轴。

Description

激光光轴校准方法和利用该方法的激光加工装置

技术领域

本发明涉及调整在被加工物的加工上所利用的激光的光轴校准的激光光轴校准方法以及利用该方法的激光加工装置。

背景技术

从激光振荡器输出的激光存在下述倾向：根据配置在激光振荡器内或者光路上的光学部件的温度变化其设定的光轴随着时间发生变化，或者，由于装置老化而光轴发生偏差。因此，提出并实施有校准该光轴偏差的方法。

例如，将从激光源输出的激光分支为加工光束和测量光束，并将测量光束进一步分支，并通过由配置在被分支的测量光束的光路上的四分割光电二极管构成的位置传感器分别接收两束测量光束。由各光电二极管的受光面积求出入射位置的中心的偏差量，并根据该偏差量调整配置在光路上的光束角度校正部的两个反射镜的角度，同时旋转该反射镜来进行倾斜校正(参照专利文献1)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1特开平2005-118815号公报

发明内容

但是，在现有的方法中有如下的问题。用四分割光电二极管检测的测量光束，为了求出其中心位置的偏差量，需要向四分割的二维平面上照射具有规定直径的测量光束。另外，以规定面积接收的测量光束通过光轴偏差发生偏向。因此，两束测量光束中包含水平方向和垂直方向的成分，因此，只提取一方的偏差方向成分的运算处理很繁杂，因此产生运算负荷变大的问题。

另外，为了校正光轴偏差，不仅进行反射镜的角度校正，还要通过旋转反射镜来进行倾斜校正，因此，产生装置结构和控制处理变复杂的问题。

本发明是鉴于上述情况的发明，其目的在于提供一种光轴校准方法以及利用该方法的激光加工装置，通过单纯的运算处理求出从激光振荡器输出的激光光轴偏差的同时，能够在短时间内高效率地进行光轴校准。

该发明为了达到这样的目的具有如下的结构。

即，本发明是一种激光光轴校准方法，调整从激光振荡器输出的激光光轴，该方法包括以下过程：

第一反射过程，将从所述激光振荡器输出的激光通过第一反射部反射至与该激光的行进方向交叉的第一方向；

第二反射过程，将通过所述第一反射部反射的激光通过第二反射部反射至与该激光的行进方向交叉的第二方向；

第一分支过程，将通过所述第二反射部反射的激光通过第一光学部件分支为与焦点方向的激光不同方向的测量光；

第二分支过程，将所述测量光通过第二光学部件分支；

第一检测过程，通过第三光学部件检测出被分支的一方的测量光聚焦在第一位置检测器的测量平面上的焦点位置；

第一运算过程，求出从所述测量光向垂直方向的光轴偏差；

第二检测过程，在第二位置检测器的测量平面上检测被分支的其它测量光；

第二运算过程，去除通过光轴偏差发生偏向且在所述第二检测过程中被检测的测量光中包含的应在所述第一检测过程中被检测的测量光，由此求出水平方向的测量光的光轴偏差；

第一光轴调整过程，根据在所述第一运算过程中求出的光轴偏差，并改变第一反射部和第二反射部中包括的反射部件的任意一个部件的角度，由此调整光轴；

第二光轴调整过程，在所述第一光轴调整过程调整光轴后，根据第二运算过程中求出的光轴偏差，使所述第一反射部和第二反射部中包括的反射部件中至少一个部件向激光入射方向或者发射方向往复移动，由此调整光轴。

根据该方法，在第二分支过程中通过第二光学部件分支的测量光的一方通过第三光学部件被聚光，并聚焦在第一位置检测器的平面上。即，通过聚光而在检测面上聚焦，由此测量光中包含的水平成分被消除掉。因此，通过求出平面上的焦点位置坐标，能够容易地只求出从基准位置的坐标到相对于垂直方向的角度偏差。

另外，在第二分支过程中被分支的另一方测量光在第二光学部件的表面上反射而在第二位置检测器的平面上以规定直径被检测。在光路上产生光轴偏差时，由于该测量光发生偏向，因此在通过第二位置检测器检测的具有规定直径的测量光中包含有应当通过第一位置检测器检测的相对于垂直成分的角度偏差的测量光。

如果从通过第二位置检测器检测的结果减去通过第一检测器检测的结果，能够检测出不包含相对于垂直方向角度的偏差量的、仅为水平方向的偏差量。

在第一运算过程中，只求出光轴角度偏差量，在第二运算过程中，只求出光轴水平方向偏差量。因此，根据所述两个偏差量，通过调整第一反射部件或者第二反射部件中的任意一个反射部件的角度，能够实施光轴偏差的角度校正。

另外，将不包含角度偏差的垂直方向和水平方向的二轴的偏差量(所谓，移位偏差量)，可以通过使第一反射部件和第二反射部件向激光入射方向或者发射方向上往复移动来进行校正。

因此，不需要如现有方法中对于光轴的角度偏差和位置偏差两种偏差必须要调整相互关联的两处反射部件的角度的复杂的运算。

另外，根据该办法，针对水平方向的偏差量，通过使反射部件向水平方向往复移动来进行调整，因此，运算各偏差量时无需考虑从第二位置检测器到第一反射部件的距离或从第二位置检测器到第二反射部件的距离。因此，针对水平方向的偏差量，即使光学布局发生变化，但也能够适用相同的运算。

另外，在上述方法中，优选的是，将在所述第一运算过程和第二运算过程中求出的光轴偏差的调整所伴随的激光校正距离和校正后的激光到达规定位置的光路长度以比例计算，并将该运算结果的倒数作为校正系数来求出，并利用该校正系数。

根据该方法，能够将所求出的校正系数用于下次的光轴校正上，能够提高光轴的调整精度。

另外，在上述方法中，优选的是，使反射部件向与重力作用方向交叉的水平方向上往复移动。

在反射部件向重力作用方向移动的结构中，由于反射部件产生向该重力方向微小地往复移动的振荡现象，因此，与通过光学部件的温度变化等的随着时间变化的光轴偏差不同，会发生激光束焦点偏差。但是，根据该方法，通过使反射部件向与重力作用方向交叉的水平方向上往复移动，能够避免该振荡现象。因此，能够更加高精度地进行光轴偏差的调整。

另外，该发明为了达到这样的目的，具有如下的结构。

即，一种激光加工装置，通过向被加工物照射激光来进行加工，该装置包括：

激光振荡器，输出所述激光；

第一驱动机构，包括第一反射部件，向与所述激光的行进方向交叉的第一方向反射；并使该第一反射部件向激光入射方向或者发射方向往复移动；

第二驱动机构，包括第二反射部件，向与所述第一反射部件中反射的激光的行进方向交叉的第二方向反射；并使该第二反射部件向激光的入射方向或者发射方向往复移动；

第三驱动机构，改变所述第一反射部件或者第二反射部件中的一方的角度；

第一光学部件，将通过所述第二反射部件反射的激光分支为与朝向被加工物的激光不同方向的测量光；

第二光学部件，使所述测量光分支；

第三光学部件，使被分支的一方的测量光聚光；

第一位置检测器，在测量平面上检测通过所述第三光学部件聚光而聚焦的测量光的位置；

第二位置检测器，在测量平面上检测被分支的另一方测量光的位置；

运算处理部，求出从通过所述第一位置检测器检测的测量光的检测位置到根据光轴偏差的相对于加工面的法线方向的角度偏差的同时，去除通过该光轴偏差发生偏向且通过第二位置检测器检测的测量光中包含的应通过第一位置检测器检测的相对于加工面的法线方向的角度偏差成分的测量光，由此求出水平方向的测量光的光轴偏差；

控制部，根据通过所述运算处理部求出的角度偏差，通过运行第三驱动机构来改变第一光学部件或第二光学部件的角度而调整光轴的同时，根据水平方向测量光的水平方向偏差，使所述第一驱动机构和第二驱动机构中的至少一个机构向激光入射方向或者发射方向往复移动，由此调整光轴；

第四光学部件，使焦点聚焦在所述被加工物上。

根据该结构，通过第二光学部件分支的一方的测量光通过第三光学部件聚光，并聚焦在第一位置检测器的平面上。因此，运算处理部通过求出平面上的焦点位置坐标，能够消除水平方向的偏差量，从基准位置只求出相对于加工面的法线方向的光轴的角度偏差量。

另外，另一方测量光是在第二光学部件的表面上反射而在第二位置检测器的二维平面上以规定的直径被检测。在光路上产生光轴偏差时，由于该测量光发生偏向，因此，通过第二位置检测器检测的具有规定直径的测量光中包含应当通过第一位置检测器检测的相对于加工面的法线方向的光轴的角度偏差的测量光。

但是，由于已求出通过第一位置检测器检测的测量光向相对于加工面的法线方向的光轴的角度偏差量，因此，如果是通过第一位置检测器检测的角度偏差量校正后，则在用第二位置检测器检测的测量光中不存在垂直方向的光轴偏差，仅存在水平方向的偏差。因此，从基准位置仅求得向水平方向的光轴偏差。

通过运算处理部求出的两个偏差量清楚地被分离为垂直方向和水平方向的偏差量，因此，垂直方向的偏差、即光轴角度偏差是能够通过改变光轴角度来进行校正，水平方向的偏差、即光轴的平行的偏差是能够通过光轴的平行移动来进行校正。因此，不必进行如现有装置一样用两个反射部件的角度组合来使光轴的平行的偏差平行地错开的复杂的运算处理，能够通过简单的运算来进行校准，从而能够高精度地加工被加工物。

另外，优选的是，该结构中，运算处理部将所求出的光轴偏差的调整所伴随的激光校正距离和校正后的激光到达加工面的光路长度以比例计算，并将该计算结果的倒数作为校正系数来求出，并包括存储所述校正系数的存储部，所述控制部根据该校正系数来校正光轴偏差。

根据该结构，能够将存储在存储部中的校正系数利用于下次的光轴校正中，从而能够提高光轴的调整精度。

另外，优选的是，在该结构中，第一驱动机构和第二驱动机构使第一反射部件和第二反射部件向与重力作用方向交叉的水平方向往复移动。

反射部件向重力作用方向移动的结构中，由于反射部件向该重力方向产生微小地往复移动的振荡现象，因此，与通过光学部件的温度变化等的随着时间变化的光轴偏差不同，会发生光束焦点偏差。但是，根据该结构，通过使第一反射部件和第二反射部件向与重力作用方向交叉的水平方向往复移动来能够避免该振荡现象。因此，能够更好地进行光轴偏差的调整。

根据本发明的光轴校准方法和利用该方法的激光加工装置，不仅能够减轻求出光轴偏差的运算负荷，且根据通过该计算求出的光轴偏差量能够以简单的结构进行光轴的校准。

附图说明

图1为说明发明方法原理的图；

图2为二维半导体检测器周围的放大图；

图3为检测测量光的光轴偏差的模式图；

图4为说明求出水平方向光轴偏差量方法的图；

图5(a)为校正水平方向角度偏差的动作说明图；图5(b)为校正垂直方向角度偏差的动作说明图；

图6(a)为水平方向光轴校准的动作说明图；图6(b)为垂直方向光轴校准的动作说明图；

图7为表示激光加工装置整体结构的立体图；

图8为表示激光加工装置结构的模块图；

图9为表示变形例装置的整体结构的立体图。

附图标号说明

1激光振荡器

3第一光轴调整部

3A第一反射镜

3B第一驱动机构

4光束扩展器

5衰减器

7第二光轴调整部

7A第二反射镜

7B第二驱动机构

8光束采样器

9电流扫描器

10fθ透镜

12光束分离器

13聚光透镜

14二维半导体位置检测器

15二维半导体位置检测器

20控制部

22运算处理部

W被加工物

具体实施方式

下面，参照附图说明本发明的一个实施例。

<光轴校准方法>

图1为说明本发明的激光光轴校准方法原理的图；图2为二维半导体检测器周围的放大图。

如图1和图2所示，从激光振荡器1到被加工物W之间配置有光束扩展器4、第一反射镜3A、第二反射镜7A、光束采样器8以及聚光透镜17。另外，在光束采样器8中被分支的另一激光B(下面，称之为“测量光B”)的光路上配置有光束分离器12、聚光透镜13以及二维半导体位置检测器14。在此，从光束分离器12朝向二维半导体位置检测器14的激光作为测量光B1。进一步，在光束分离器12中被分支的另一测量光B2的光路上配置有二维半导体位置检测器15。

另外，第一反射镜3A相当于本发明的第一反射部件，第二反射镜7A相当于第二反射部件，光束采样器8相当于第一光学部件，光束分离器12相当于第二光学部件。在本实施例中，光束采样器8和光束分离器12并不限定于该光学部件，只要能够将激光分支规定比例的光量的部件即可。

另外，聚光透镜13相当于本发明的第三光学部件，二维半导体位置检测器14相当于第一位置检测器，二维半导体位置检测器15相当于第二位置检测器。

另外，第二反射镜7A按照能够绕激光光轴θ1调整角度且能够绕旋转轴θ2调整角度的方式配置。另外，第一反射镜3A和第二反射镜7A上按照下述方式配置构成：入射的激光相对于被加工物W的加工面一方以垂直入射，另一方以水平入射。θ2的角度调整装置可以包括在第一反射镜3A上。

在上述的构成中，如下地实施光轴校准。从激光振荡器1输出的激光在光束扩展器4中被校正为平行光。该激光通过第一反射镜3A和第二反射镜7A向激光交叉的方向反射，并到达至光束采样器8。

光束采样器8将激光分支预先规定的比率的光量的加工光A和测量光B。将加工光A作为主体，因此测量光B的光量设定成比加工光A的光量小。

通过光束采样器8被分支的测量光B通过光束分离器12进一步被分支两个测量光B1、B2。即，通过光束分离器12被分支为测量光B1和测量光B2，测量光B1是向垂直方向分支的垂直成分的光，测量光B2是直线透射该光束分离器12的与相对于加工面的法线方向的角度的偏差成分重合水平成分的光。利用该被分支的测量光B1和测量光B2检测垂直方向的光轴偏差量和水平方向的光轴偏差量。下面，细述求出各检测量的方法。

<垂直方向的光轴偏差量的检测>

通过聚光透镜13被聚集的测量光B1，如果光轴不产生偏差，则如图3的实线所示，按照测量光B1的光轴通过聚光透镜13的中心的方式垂直入射，并在二维半导体位置检测器14的中心P0上聚焦。当光轴产生偏差时，图中用一点锁线表示的测量光B1’虽然垂直入射到聚光透镜13上，但存在激光光轴水平偏离于聚光透镜13的中心位置的情况。另外，图中用虚线表示的测量光B1”有可能存在向聚光透镜13从倾斜方向入射的角度偏差。

测量光B1’的入射向水平产生偏差时，虽然向聚光透镜13的测量光B1’的入射位置向水平产生偏差，但是，由于垂直入射到该聚光透镜13上，因此，二维半导体位置检测器14的平面上的测量光B1’的焦点位置与不产生光轴偏差的正常情况的焦点位置P0重合在一起。

当测量光B1”产生倾斜的偏差时，从倾斜方向入射到聚光透镜13的测量光B1”以保持入射角度状态下被聚光。因此，二维半导体位置检测器14的平面上的焦点将沿着X-Y平面上的一轴(Y轴)出现(例如图中P1)。换言之，通过聚光而聚焦，由此水平方向的光轴的偏差被消除，因此能够只检测出从基准位置到相对于加工面法线方向的角度偏差量。以不产生光轴偏差情况的焦点位置作为基准，通过求出从该基准位置的坐标到测量光B1”的焦点位置P1的坐标的距离，能够求出垂直方向的光轴偏差量。另外，包括后述的水平方向偏差时，X-Y平面上合成的位置上出现焦点。

<水平方向的光轴偏差的检测>

测量光B2是以被平行校正的激光束直径投影到二维半导体位置检测器15上。

但是，通过测量光B1求出了相对于加工面法线方向的角度偏差，因此，如果先校正垂直成分，则能够只求出剩下的水平成分。例如，对用二维半导体位置检测器14检测的偏差量通过调整第一反射镜3A或者第二反射镜7A的角度来进行校正后，如图4所示地求出二维半导体位置检测器15的X-Y平面上投影的测量光B2的光轴坐标即可。或者，通过从垂直成分和水平成分混在一起的二维半导体位置检测器15的光轴坐标减去二维半导体位置检测器14的运算结果的偏差量的方法，也可以求出水平成分的偏差量。

<光轴校准>

首先，进行光轴的角度偏差的校准。即，求出从二维半导体位置检测器14的测量光B1的受光坐标和基准坐标求出的相对于加工面法线方向的角度偏差量。并根据该偏差量和从二维半导体位置检测器14到第二反射镜7A的距离，计算出偏差角。根据该偏差角校正第二反射镜7A的角度。例如，如图5(a)所示，通过绕纵轴θ1旋转第二反射镜7A来调整水平方向的反射角度。或者是，如图5(b)所示，通过绕横轴θ2旋转第二反射镜7A来调整垂直方向的反射角度。

完成第二反射镜7A的角度调整后，用二维半导体位置检测器15检测的偏差量只是水平成分的偏差量，因此，通过移动第一反射镜3A和第二反射镜7A来校正该偏差量。此时，不产生角度偏差的光轴偏差量(所谓移位偏差量)和第一反射镜3A以及第二反射镜7A的移动量与二维半导体位置检测器15和第一反射镜3A以及第二反射镜7A的距离无关，是等距离。

因此，求出偏差量后根据该偏差量，例如当校准水平方向的光轴偏差时，如图6(a)所示，使第一反射镜3A在激光的发射方向上进行往复移动。如果使第一反射镜3A进行往复移动，则激光到达该第一反射镜3A的距离发生变化。即，第一反射镜3A上的反射位置发生变化。反射位置发生变化的激光到达至第二反射镜7A水平轴上的各个不同的位置上。还可以是，将第一反射镜3A向发射方向的移动改为向入射方向移动。即，仅仅通过使第一反射镜3A向激光的入射方向或者发射方向往复移动来能够校正水平方向的偏差。

当校准垂直方向的光轴偏差时，如图6(b)所示，根据偏差量使第二反射镜7A向激光的发射方向往复移动。如果使第二反射镜7A往复移动，激光的到达距离在垂直方向上发生变化。即，反射位置沿着垂直轴上下发生变化。还可以是，将上述第二反射镜7A向发射方向的移动改为向入射方向移动。因此，仅仅通过使第二反射镜7A向激光入射方向或者发射方向往复移动来能够校正垂直方向的偏差。

如上所述，将通过光束分离器12分支的测量光B1用聚光透镜13进行聚光，并通过用二维半导体位置检测器14检测焦点位置，由此消除水平方向的光轴偏差，从而能够只检测出垂直方向的光轴偏差。另外，关于用二维半导体位置检测器15检测的测量光B2，由于通过另一二维半导体位置检测器14已求出相对于加工面法线方向的角度偏差，因此，可以忽视相对于加工面法线方向的角度偏差而求出水平方向的偏差量。因此，没必要像利用现有的由四分割光电二极管构成的位置检测器的情况那样用连相对于加工面法线方向的角度偏差都考虑进去的复杂的计算式来求光轴偏差量。

另外，一旦求出相对于加工面法线方向的角度偏差量，将该偏差量只要换算成用于校准的第一反射镜3A和第二反射镜7A的调整角度即可。一旦求出水平方向的偏差量，将该偏差量只要适用于使第一反射镜3A和第二反射镜7A往复移动的距离即可。因此，能够通过简单的运算处理和构成来高精度地进行光轴校准。

<激光加工装置>

对利用上述激光光轴校准方法的激光加工装置进行说明。图7为表示激光加工装置的整体结构的立体图。在本实施方式中，关于包括在上述方法的说明中的相同的构成要素，同样用相同的符号来表示。

激光加工装置从激光振荡器1到被加工物W之间包括第一光路变更用反射镜2、第一光轴调整部3、光束扩展器4、衰减器5、第二光路变更用反射镜6、第二光轴调整部7、光束采样器8、电流扫描器9以及fθ透镜10。在光束采样器8中被分支的测量光B1的光路上配置有光量调整用的滤波器11、光束分离器12、聚光透镜13以及二维半导体位置检测器14。进一步，在光束分离器12中被分支的测量光B2的光路上配置有二维半导体位置检测器15。下面，说明各构成。

第一、第二光路变更用反射镜2、6是将激光的光路变更为任意方向和距离的反射镜。因此，能够将反射面调整为规定的任意角度。

第一光轴调整部3由第一反射镜3A和第一驱动机构3B构成，第一反射镜3A配置在沿着导轨移动的可移动平台上，第一驱动机构3B作为使可移动平台按照将所述第一反射镜3A如图中的箭头3S所示一样向激光的发射方向水平往复移动的方式移动的压电元件或者脉冲马达等的致动器起作用。第一反射镜3A按照使垂直向下方向的激光反射至图中右方向的方式以倾斜姿势配置。另外，第一驱动机构3B相当于本发明的第一驱动机构。

光束扩展器4将激光平行校正为平行光。

衰减器5例如为可变衰减器，能够将激光衰减调整为任意的光量。

第二光轴调整部7包括第二反射镜7A和第二驱动机构7B构成，第二反射镜7A配置在沿导轨移动的可移动平台上，第二驱动机构7B作为使可移动平台按照将所述第二反射镜7A如图中的箭头7S所示一样向激光的发射方向水平往复移动的方式移动的压电元件或者脉冲马达等的致动器起作用。另外，包括有致动器7C和致动器7D，致动器7C利用使第二反射镜7A绕图中的纵轴θ1旋转的超声波等，致动器7D利用使第二反射镜7A绕横轴θ2旋转的超声波等。即，致动器7C、7D能够将激光的反射角度在垂直或者水平方向上变更。另外，第二驱动机构7B相当于本发明的第二驱动机构，致动器7C、7D相当于第三驱动机构。

光束采样器8将激光分支为加工光A和测量光B。被分支的测量光B的光量设定为比加工光A的光量小。

电流扫描器9对激光在加工面上的规定范围进行扫描。通过fθ透镜10调整在所述扫描过程中变化的焦点距离和相对于检流计反射镜的摆动角度的加工面上的激光的移动距离的关系。

光束分离器12按照将激光成为两等分的垂直成分的测量光B1和水平成分的测量光B2的方式设定。另外，分支的光量的比例根据不同特性的光束分离器12能够适时变更。

聚光透镜13将聚光的测量光B1聚焦到二维半导体位置检测器14的二维平面上。

二维半导体位置检测器14检测X-Y二维平面上聚焦的激光，并将该检测信号输出至图8所示的控制部20上。

二维半导体位置检测器15检测X-Y二维平面上以规定直径投影的激光，并将该检测信号输出至控制部20上。

如图8所示，控制部20包括存储部21和运算处理部22。存储部21预先存储有当光轴不产生偏差时用二维半导体位置检测器14、15检测的基准位置坐标或者激光的输出程度等的各种初始设定条件。

运算处理部22读取由二维半导体位置检测器14、15分别检测并且储存在存储部21中的所述信号，求出基准位置坐标和测量坐标间的距离，并将该距离换算成第一反射镜3A和第二反射镜7A的水平移动距离。

控制部20根据通过运算处理部22计算出的距离，使第一驱动机构3B和第二驱动机构7B适时地移动来进行光轴校准。如果该校准结束，则开始被加工物W的加工处理。另外，还可以是进行被加工物W的加工处理的同时实施上述校准。

上述实施例装置在其内部包括用于实现上述光轴校准方法的第一光轴调整部3、第二光轴调整部7、光束采样器8、光束分离器12、聚光透镜13、二维半导体位置检测器14以及二维半导体位置检测器15，因此，运算处理部22根据所述两个二维半导体位置检测器14、15的检测结果，只求出运算负荷小的光轴的相对于加工面的法线方向的角度的偏差和水平方向的光轴的偏差就可以。

另外，关于水平方向的光轴偏差，仅仅使第一反射镜3A和第二反射镜7A向水平方向移动通过所述运算求出的距离即可。因此，运算负荷小，且能够通过简单的构成实现光轴校准，从而能够高精度地加工被加工物。

另外，所述实施例装置具有将第一反射镜3A和第二反射镜7A向与重力作用方向垂直的水平方向往复移动的结构，因此，能够避免因在重力作用方向移动的方式中所产生的振荡现象导致的焦点偏差。

本发明并不局限于上述实施例，还可以通过如下变形实施。

(1)在上述实施例中，为了用激光扫描被加工物W上，所述实施例装置具有利用电流扫描器9和fθ透镜10的结构，但是并不限定于该结构。例如，如图9所示，还可以是在光束采样器8和电流扫描器9之间包括调整焦点距离的Z扫描器16和用于聚焦的物镜17的结构来代替fθ透镜。根据该结构，在加工处理中即使离被加工物W的距离发生变化，但能够使焦点聚焦在被加工物的规定位置上。

另外，在上述实施例装置和所述变形例装置中，还可以是使放置和支撑被加工物W的支撑平台向水平移动和升降。

(2)在所述实施例中，通过调整第二反射镜7A的角度来校正角度偏差，但并不局限于此。例如，还可以是调整第一反射镜3A的角度，还可以是另设角度调整用的反射镜的结构。

(3)在所述实施例中，还可以是，校正之后用二维半导体位置检测器15重新检测激光的受光坐标，并计算出将激光向在之前的校正想要匹配的坐标移动的移动距离和实际的激光移动距离的比例，将该比例的倒数作为系数，并将其存储于存储部21中。即，下次的激光发射时，以乘以该系数的状态实施用二维半导体位置检测器15重新检测的坐标的重新校正。

根据所述构成，能够提高激光的光轴校正精度。

在所述实施例中表示的是，通过第一驱动机构3B和第二驱动机构7B分别使第一反射镜3A和第二反射镜7A向激光的发射方向移动的方式，但还可以是使上述两个反射镜中的一个反射镜或者两个反射镜向激光的入射方向移动的方式。

Claims

1.一种激光光轴校准方法，调整从激光振荡器输出的激光光轴，该方法包括以下过程：

第二分支过程，将所述测量光通过第二光学部件分支；

第一运算过程，求出从所述测量光向垂直方向的光轴偏差；

第二检测过程，在第二位置检测器的测量平面上检测被分支的另一方测量光；

2.根据权利要求1所述的激光光轴校准方法，其特征在于，将在所述第一运算过程和第二运算过程中求出的光轴偏差的调整所伴随的激光校正距离和校正后的激光到达规定位置的光路长度以比例计算，并将该计算结果的倒数作为校正系数来求出，并利用该校正系数。

3.根据权利要求1所述的激光光轴校准方法，其特征在于，使所述反射部件向与重力作用方向交叉的水平方向往复移动。

4.一种激光加工装置，通过向被加工物照射激光来进行加工，该装置包括：

激光振荡器，输出所述激光；

第二光学部件，使所述测量光分支；

第三光学部件，使被分支的一方的测量光聚光；

第四光学部件，使焦点聚焦在所述被加工物上。

5.根据权利要求4所述的激光加工装置，其特征在于，所述运算处理部将所求出的光轴偏差的调整所伴随的激光校正距离和校正后的激光到达加工面的光路长度以比例计算，并将该计算结果的倒数作为校正系数来求出，并包括存储所述校正系数的存储部，所述控制部根据该校正系数来校正光轴偏差。

6.根据权利要求4或5所述的激光加工装置，其特征在于，所述第一驱动机构和第二驱动机构使第一反射部件和第二反射部件向与重力作用方向交叉的水平方向往复移动。