CN104619453A - 用于利用激光束加工工件的系统 - Google Patents
用于利用激光束加工工件的系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN104619453A CN104619453A CN201380046717.3A CN201380046717A CN104619453A CN 104619453 A CN104619453 A CN 104619453A CN 201380046717 A CN201380046717 A CN 201380046717A CN 104619453 A CN104619453 A CN 104619453A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- laser beam
- workpiece
- ray
- laser
- optical fiber
- 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.)
- Granted
Links
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims abstract description 35
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 claims description 23
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 22
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 20
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 7
- 230000010287 polarization Effects 0.000 claims description 7
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 7
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 5
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 claims description 3
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 238000002310 reflectometry Methods 0.000 claims description 2
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 5
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 3
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 3
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 3
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000006096 absorbing agent Substances 0.000 description 2
- 239000004411 aluminium Substances 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 2
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 2
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 2
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 2
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 2
- 238000005034 decoration Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 2
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000009022 nonlinear effect Effects 0.000 description 1
- WYOHGPUPVHHUGO-UHFFFAOYSA-K potassium;oxygen(2-);titanium(4+);phosphate Chemical compound [O-2].[K+].[Ti+4].[O-]P([O-])([O-])=O WYOHGPUPVHHUGO-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 238000004886 process control Methods 0.000 description 1
- 238000003672 processing method Methods 0.000 description 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 230000011664 signaling Effects 0.000 description 1
- RIUWBIIVUYSTCN-UHFFFAOYSA-N trilithium borate Chemical class [Li+].[Li+].[Li+].[O-]B([O-])[O-] RIUWBIIVUYSTCN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- 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
- B23K26/064—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by means of optical elements, e.g. lenses, mirrors or prisms
- B23K26/0643—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by means of optical elements, e.g. lenses, mirrors or prisms comprising mirrors
-
- 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
- B23K26/03—Observing, e.g. monitoring, the workpiece
- B23K26/032—Observing, e.g. monitoring, the workpiece using optical means
-
- 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
- B23K26/0006—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring taking account of the properties of the material involved
-
- 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
- B23K26/062—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by direct control of the laser beam
- B23K26/0622—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by direct control of the laser beam by shaping pulses
-
- 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
- B23K26/08—Devices involving relative movement between laser beam and workpiece
- B23K26/082—Scanning systems, i.e. devices involving movement of the laser beam relative to the laser head
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
- H01S3/05—Construction or shape of optical resonators; Accommodation of active medium therein; Shape of active medium
- H01S3/06—Construction or shape of active medium
- H01S3/063—Waveguide lasers, i.e. whereby the dimensions of the waveguide are of the order of the light wavelength
- H01S3/067—Fibre lasers
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
- H01S3/10—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating
- H01S3/102—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating by controlling the active medium, e.g. by controlling the processes or apparatus for excitation
- H01S3/1022—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating by controlling the active medium, e.g. by controlling the processes or apparatus for excitation by controlling the optical pumping
- H01S3/1024—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating by controlling the active medium, e.g. by controlling the processes or apparatus for excitation by controlling the optical pumping for pulse generation
-
- 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
- B23K2103/00—Materials to be soldered, welded or cut
- B23K2103/50—Inorganic material, e.g. metals, not provided for in B23K2103/02 – B23K2103/26
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
- H01S3/005—Optical devices external to the laser cavity, specially adapted for lasers, e.g. for homogenisation of the beam or for manipulating laser pulses, e.g. pulse shaping
- H01S3/0064—Anti-reflection devices, e.g. optical isolaters
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
- H01S3/005—Optical devices external to the laser cavity, specially adapted for lasers, e.g. for homogenisation of the beam or for manipulating laser pulses, e.g. pulse shaping
- H01S3/0092—Nonlinear frequency conversion, e.g. second harmonic generation [SHG] or sum- or difference-frequency generation outside the laser cavity
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Laser Beam Processing (AREA)
- Lasers (AREA)
- Optical Modulation, Optical Deflection, Nonlinear Optics, Optical Demodulation, Optical Logic Elements (AREA)
Abstract
本发明涉及一种用于利用激光束(L)加工工件(22)的、尤其是用于加工高反射性的工件的系统，所述系统具有作为激光束源的光纤激光器(1)，所述光纤激光器用于产生具有小于1nm带宽的脉冲式初级激光束(L1)。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于利用激光束加工、尤其是焊接工件的系统。
背景技术
利用激光束加工(钻孔、分离或者焊接)工件具有多种技术优点，这些优点尤其包括相对于其它加工方法减少了热输入量以及可以对难到达的部位进行加工并且尤其可以产生具有复杂焊缝轮廓的焊缝。然而，加工高反射性的工件、例如在电子工业、医药工业或者装饰工业中的铜或铝以及其它高反射性的材料产生了困难。
发明内容
本发明目的在于，给出一种用于利用激光束加工工件的系统，该系统尤其适于加工高反射性的工件、尤其是高反射性的金属工件。
按照本发明，所述目的利用具有权利要求1的特征的系统来实现。按照这些特征，用于利用激光束加工工件的、尤其用于加工高反射性的工件的系统包括作为激光束源的光纤激光器，该光纤激光器用于产生具有小于1nm带宽的脉冲式初级激光束。
所述光纤激光器优选产生线性偏振的初级激光束。
尤其是，所述光纤激光器是单模光纤激光器或者低模光纤激光器。
在本发明的另一种设计方案中，所述光纤激光器是准连续(qcw)光纤激光器。
当在初级激光束的光路中设有用于产生至少一个倍频的次级激光束的倍频器模块时，吸收得以改善并且在高反射性的工件中的加工质量和可重复性得以显著改善。
尤其是，在从倍频器模块射出的激光束的光路中设有光学补偿模块，剩余的(也就是在倍频器模块中未转化成具有倍频的激光束的)初级激光束的强度相对于次级激光束的强度能够利用该光学补偿模块来调节，以便总射线能量可以匹配加工几何尺寸(例如焊接深度)并且尤其在焊接时抑制污迹的形成。
在本发明的另一种有利的设计方案中，在倍频器模块下游连接有圆偏振器。以这种方式可以避免可能由于工件的吸收特性与线性偏振的激光束的偏振方向的关联性而产生的效应。
在另一种优选的实施方式中，为了引导激光束而设有一个或多个传输纤维，其中，所有传输纤维都具有大于15μm的芯径。利用这种传输纤维能使激光束的耦入变得容易。此外，保持光束质量并且抑制非线性效应。
尤其是，该系统包括加工头，该加工头包括准直仪装置、偏转光学器件和用于将激光束聚焦到工件上的聚焦光学器件。
优选地，位于激光束的光路中的光学部件由石英玻璃制成。
在本发明的另一种优选的设计方案中，设有用于耦出和检测由工件沿轴向发出的射线的装置。
对此，固定的或者可移动的偏转光学器件在第一实施方式中包括转向镜，该转向镜对于初级和次级激光束是窄带高反射性的并且该转向镜对于由工件发出的等离子射线和热射线是可穿透的。
对此备选地，在第二优选实施方式中，由工件沿轴向发出的射线可以经由纤维光学的分束器从传输纤维耦出。
当在信号处理单元中分析由工件发出的射线并且在该分析的基础上产生用于控制加工过程的控制信号时，加工质量可以被检查并且通过匹配用于加工的激光束而得以显著改善。所述由工件发出的射线可以是反射的激光射线、由该激光射线在加工区域中发出的热射线或者由在加工区域中形成的等离子发出的等离子射线，其中，尤其是由工件发出的射线的单脉冲的形状以及脉冲串的形状被考虑用于分析。
附图说明
为了进一步阐述本发明而参照附图进行说明，在其唯一的图中示意性示出一种按照本发明的系统的实施例。
具体实施方式
按照该图，该系统包括光纤激光器1，其优选是具有近红外线(l-2μm)形式的射线的准连续光纤激光器或被调制的连续光纤激光器，该光纤激光器设置成用于产生以具有低模数的单模(singlemode)或多模(multimode)的形式存在的、准连续的、优选线性偏振的初级激光束L1，该初级激光束具有小于l nm的带宽，并且该初级激光束的脉冲持续时间在10μs和50ms之间。光纤激光器1不仅可以以单脉冲运行的形式来运行而且可以以最高100kHz的脉冲频率来运行。此外，在一种有利的扩展方案中通过相应地操控用于光泵的泵二极管可以形成由光纤激光器1产生的脉冲或脉冲串。光纤激光器1的控制利用控制单元2实现。
以高斯分布的横截面轮廓存在的初级激光束L1经由优选保持偏振的第一传输纤维3和第一视准光学器件4耦入到倍频器模块5中，该倍频器模块包括设置在聚焦光学器件6a和第二视准光学器件6b之间的非线性晶体7、例如KTP(磷酸钛氧钾)或者LBO(三硼酸锂)。传输纤维3是足够短的，以便尽可能地避免在该传输纤维中由非线性光学效应引起的带宽增加并且将带宽限定在小于l nm的值。第一传输纤维3优选是大芯单模纤维或低模纤维，其芯径大于15μm。
恒温器装置8用于稳定非线性晶体7的温度。附加地，利用传感器装置9测量与耦入到倍频器模块5中的初级激光束L1的强度对应的测量值并且为了检查和控制光纤激光器1而将其输送给控制单元2。
在一种备选的实施方式中，倍频器模块5在没有中间连接第一传输纤维3的情况下直接安装在光纤激光器1的出口下游。
从倍频器模块5射出的激光束L由具有频率ω的剩余的(倍频有效系数通常<50％的)初级激光束L1'和具有频率2ω或3ω的倍频的次级纤维激光束L2组成。初级激光束L1'和次级激光束L2经由光学补偿模块10导引，利用该光学补偿模块可以调节在剩余的初级激光束L1'和次级激光束L2之间的强度比例。为此使用的光学补偿模块10例如是作为用于剩余的初级激光束L1'的截止滤光片(cut-off filter)使用的渐变过滤器，该渐变过滤器对于初级激光束L1'的可穿透性可以在通常10-100％之间自动调节。该截止滤光片能够同时让次级激光束L2通过。不允许通过光学补偿模块10的、也就是说被反射的初级激光射线被引导到吸收器11中。
在一种备选的实施方式中，光学补偿模块10包括波长可选的电光或声光元件，该元件可调节地将剩余的初级激光束L1'的一部分导引到吸收器11中。
从光学补偿模块10射出的和由余下的初级激光束L1″和次级激光束L2组成的激光束L经由光学的不依赖偏振的绝缘体13和聚焦光学器件14耦入到通向加工头15的第二传输纤维16中并且从该第二传输纤维耦出到设置在加工头15中或者加工头上的准直仪装置17、第一光束形成装置18和圆偏振器(λ/4-板)12。
光学绝缘体13用于这样减少被工件反射的激光射线(该激光射线主要是反射的初级激光射线)，使得该激光射线不妨碍光纤激光器1的运行。
第二传输纤维16是大芯单模纤维或者低模纤维，该纤维具有通常大于15μm的芯径。该传输纤维16的特性优选这样选择，使得在该传输纤维的出口处(尤其在余下的初级激光束L0″中)由初始的高斯轮廓产生其它的光束轮廓、例如顶帽轮廓或者圆环轮廓。
在一种备选的实施方式中，初始的光束轮廓在传输纤维16中保持并且在第二传输纤维16的出口处借助第一光束形成装置18调节强度轮廓的形状、例如圆环轮廓、顶帽轮廓或其它高斯轮廓，以确保尽可能均匀地加热加工区域。
利用设置在加工头15中的第二光束形成装置19可以改变次级激光束L2的直径和余下的初级激光束L1″的直径。两个光束形成装置18和19也可以形成一个单元。
以这种方式形成的激光束L(L1″和L2)经由偏转光学器件20到达聚焦光学器件21，该聚焦光学器件将激光束L聚焦到工件22上。偏转光学器件20包括用于横向(平行于工件表面)偏转光束的镜面结构(例如2D扫描仪或3D扫描仪)或者在一种备选的在图中示出的实施方式中包括波长可选的且空间可选的固定装入的转向镜23，该转向镜一方面将激光束L导引到工件22上并且另一方面能够让在激光加工工件22时产生的轴向的、也就是说逆着射到工件22上的激光束L的方向的、由焊接部位发出的射线Ra通过。该射线的强度在穿过波长可选的且空间可选的转向镜23之后利用传感器24来检测。转向镜23的空间可选的特性在于，该转向镜仅在对于激光束L的波长的限定范围内是反射的，而在该范围之外是可穿透的。在此采用的是，由工件22发出的射线Ra的孔径大于在转向镜23上的激光束L的孔径，从而该转向镜必须只在该范围内是反射的。转向镜23和传感器24以这种方式形成一种用于耦出和检测由工件22沿轴向发出的射线的装置。
附加地，在另一个传感器25中直接检测由加工部位发出的非轴向的光学射线Rna。由传感器24、25测得的测量信号被导入信号处理单元26。在信号处理单元26中，由测量信号产生用于控制单元2的控制信号，该控制单元控制光纤激光器1。
对于示出的实施方式备选的是，光学信号Ra,na也可以首先耦入到光导纤维中并且传输到信号处理单元26中，在该信号处理单元中则集成有传感器24、25。
借助由传感器24、25产生的测量信号可以监控加工过程并且经由信号处理单元26控制加工过程。
在一种特别有利的变型方案中，固定的或者可移动的偏转光学器件20不包括波长可选的且空间可选的转向镜23，从而由加工部位沿着轴向方向发出的射线、例如反射的激光束、等离子射线或者热射线又耦入到传输纤维15的芯和外皮中。在该实施方式中，由工件22返回的射线利用纤维光学的分束器27在传输纤维15中耦出并且在信号处理单元26中进一步分析。
此外，在图中示出监视器28，在该监视器上示出由加工部位发出的射线的脉冲29a。由这种脉冲29a的形状例如可以推出有关加工部位在脉冲持续时间期间的动态吸收性能的信息，因为在金属中的吸收是依赖于温度的。这些信息然后可以用于控制加工过程。
此外，在图中示出脉冲串29b，该脉冲串同样可以在监视器28上显示。由这种脉冲串29b的脉冲29a的相对性能可以检测在工件22上的局部变化，这是在加工期间在工件上的表面变化或几何形状变化。这可能是例如在焊接时的焊接缺陷、如在焊接部位上的污迹或不希望的空隙。该可能性分析相反也在识别有效的激光束钻孔和激光束切割中有所帮助。
在另一种实施方式中，在远离光学绝缘体13时，耦回到第二传输纤维16中的射线也可以在激光测的传输纤维3处或者在光纤激光器1本身中经由纤维光学的分束器量取并且提供用于分析和过程控制。
按照本发明的系统特别适宜于对在电子工业、医药工业或者装饰工业中的铜、铝或者其它高反射性的材料进行激光加工。
尽管详细地通过优选的实施例进一步说明和描述了本发明，但本发明并不局限于公开的实施例，并且其它的变型方案可以由本领域技术人员由此推出，而不背离本发明的保护范围。
Claims (14)
1.一种用于利用激光束(L)加工工件(22)的、尤其是用于加工高反射性的工件的系统，所述系统具有作为激光束源的光纤激光器(1)，所述光纤激光器用于产生具有小于1nm带宽的脉冲式初级激光束(L1)。
2.按照权利要求1所述的系统，其中，所述初级激光束(L1)是线性偏振的。
3.按照权利要求1或2所述的系统，其中，所述光纤激光器(1)是单模光纤激光器或低模光纤激光器。
4.按照权利要求1、2或3所述的系统，其中，所述光纤激光器(1)是准连续光纤激光器。
5.按照上述权利要求中任一项所述的系统，其中，在初级激光束(L1)的光路中设有用于产生倍频的次级激光束(L2)的倍频器模块(5)。
6.按照权利要求5所述的系统，其中，在从倍频器模块(5)射出的激光束(L1'、L2)的光路中设有光学补偿模块(10)，初级激光束(L1")的强度相对于次级激光束(L2)的强度能够利用该光学补偿模块来调节。
7.按照上述与权利要求3关联的权利要求中任一项所述的系统，该系统具有一个或多个用于引导激光束(L1、L1'、L1"、L2)的传输纤维(3、16)，其中，所有传输纤维(3、16)都具有大于15μm的芯径。
8.按照上述权利要求中任一项所述的系统，其中，在倍频器模块(5)下游连接有圆偏振器(12)。
9.按照上述权利要求中任一项所述的系统，该系统具有加工头(15)，该加工头包括准直仪装置(17)、偏转光学器件(20)和用于将激光束(L1"、L2)聚焦到工件(22)上的聚焦光学器件(21)。
10.按照上述权利要求中任一项所述的系统，其中，位于激光束(L1"、L2)的光路中的光学部件由石英玻璃制成。
11.按照上述权利要求中任一项所述的系统，该系统具有用于耦出和检测由工件(22)沿轴向发出的射线的装置。
12.按照与权利要求9关联的权利要求11所述的系统，其中，所述偏转光学器件(20)包括转向镜(23)，该转向镜对于初级和次级激光束是窄带高反射性的并且该转向镜对于由工件发出的等离子射线和热射线是可穿透的。
13.按照权利要求11所述的系统，其中，由工件(22)沿轴向发出的射线(Ra)经由纤维光学的分束器(27)从传输纤维(3、16)耦出。
14.按照权利要求11至13中任一项所述的系统，该系统具有信号处理单元(26)，在该信号处理单元中分析脉冲形状的变化和/或脉冲串的变化和由工件(22)在加工期间发出的射线(Ra、Rna)的时间变化曲线，并且在该分析的基础上产生用于控制加工过程的控制信号。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EP12179826.8 | 2012-08-09 | ||
| EP12179826 | 2012-08-09 | ||
| PCT/EP2013/066723 WO2014023828A2 (de) | 2012-08-09 | 2013-08-09 | Anordnung zum bearbeiten von werkstücken mit einem laserstrahl |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN104619453A true CN104619453A (zh) | 2015-05-13 |
| CN104619453B CN104619453B (zh) | 2016-08-24 |
Family
ID=49084971
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201380046717.3A Active CN104619453B (zh) | 2012-08-09 | 2013-08-09 | 用于利用激光束加工工件的系统 |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20150190882A1 (zh) |
| EP (1) | EP2882563B1 (zh) |
| JP (1) | JP6367194B2 (zh) |
| CN (1) | CN104619453B (zh) |
| ES (1) | ES2895521T3 (zh) |
| HK (1) | HK1206307A1 (zh) |
| WO (1) | WO2014023828A2 (zh) |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20150367451A1 (en) * | 2014-06-19 | 2015-12-24 | Ipg Photonics Corporation | High power fiber laser effusion hole drilling apparatus and method of using same |
| WO2016033494A1 (en) * | 2014-08-28 | 2016-03-03 | Ipg Photonics Corporation | System and method for laser beveling and/or polishing |
| WO2018217928A1 (en) * | 2017-05-26 | 2018-11-29 | Branson Ultrasonics Corporation | Dual channel feedback for ascertaining fiber bundle throughput |
| US11673208B2 (en) * | 2017-07-31 | 2023-06-13 | Ipg Photonics Corporation | Fiber laser apparatus and method for processing workpiece |
| WO2019152941A1 (en) | 2018-02-05 | 2019-08-08 | Caribou Biosciences, Inc. | Engineered gut microbes for reduction of reactivation of detoxified drugs |
| WO2020176389A1 (en) | 2019-02-25 | 2020-09-03 | Caribou Biosciences, Inc. | Plasmids for gene editing |
| JP2020145345A (ja) * | 2019-03-07 | 2020-09-10 | 株式会社フジクラ | ファイバレーザーの制御装置及び制御方法 |
| US11005227B2 (en) | 2019-09-05 | 2021-05-11 | Nufern | Multi-wavelength adjustable-radial-mode fiber laser |
| US11913830B2 (en) * | 2020-11-11 | 2024-02-27 | National Technology & Engineering Solutions Of Sandia, Llc | Laser absorptivity measurement device |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20050194365A1 (en) * | 2004-03-04 | 2005-09-08 | Ming Li | Method of precise laser nanomachining with UV ultrafast laser pulses |
| US20080058780A1 (en) * | 2006-08-07 | 2008-03-06 | Wavelight Ag | Laser System for Refractive Surgery |
| US7733922B1 (en) * | 2007-09-28 | 2010-06-08 | Deep Photonics Corporation | Method and apparatus for fast pulse harmonic fiber laser |
| US7764719B2 (en) * | 2007-07-06 | 2010-07-27 | Deep Photonics Corporation | Pulsed fiber laser |
| GB2482867A (en) * | 2010-08-16 | 2012-02-22 | Gsi Group Ltd | Optimising the focus of a fibre laser |
Family Cites Families (28)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0129603A4 (en) * | 1982-12-17 | 1985-06-10 | Inoue Japax Res | CUTTING DEVICE WITH LASER. |
| JPH02155589A (ja) * | 1988-12-09 | 1990-06-14 | Hitachi Ltd | 光路調整システム |
| DE3908187A1 (de) * | 1989-03-14 | 1990-09-20 | Jurca Marius Christian | Verfahren zur qualitaetssicherung beim laserstrahlschweissen und -schneiden |
| US5219345A (en) * | 1990-03-30 | 1993-06-15 | Health Research, Inc. | Backscatter monitoring system |
| IT1263111B (it) * | 1992-03-24 | 1996-07-30 | Comau Spa | Dispositivo laser, in particolare robot-laser, con testa focalizzatrice provvista di mezzi sensori per il controllo della qualita' di un processo in un sistema di produzione automatizzato |
| DE4333501C2 (de) * | 1993-10-01 | 1998-04-09 | Univ Stuttgart Strahlwerkzeuge | Verfahren zur Bestimmung der momentanen und Herbeiführung einer gewünschten Eindringtiefe eines Bearbeitungslaserstrahles in ein Werkstück sowie Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens |
| US5627848A (en) * | 1995-09-05 | 1997-05-06 | Imra America, Inc. | Apparatus for producing femtosecond and picosecond pulses from modelocked fiber lasers cladding pumped with broad area diode laser arrays |
| US5701319A (en) * | 1995-10-20 | 1997-12-23 | Imra America, Inc. | Method and apparatus for generating ultrashort pulses with adjustable repetition rates from passively modelocked fiber lasers |
| DE19544502C1 (de) * | 1995-11-29 | 1997-05-15 | Baasel Scheel Lasergraphics Gm | Lasergravuranlage |
| US5887009A (en) * | 1997-05-22 | 1999-03-23 | Optical Biopsy Technologies, Inc. | Confocal optical scanning system employing a fiber laser |
| US6188041B1 (en) * | 1998-11-13 | 2001-02-13 | Korea Atomic Energy Research Institute | Method and apparatus for real-time weld process monitoring in a pulsed laser welding |
| WO2001019303A1 (de) * | 1999-09-10 | 2001-03-22 | Haag-Streit Ag | Verfahren und vorrichtung zur fotoablation der kornea mit einem laserstrahl |
| US6621060B1 (en) * | 2002-03-29 | 2003-09-16 | Photonics Research Ontario | Autofocus feedback positioning system for laser processing |
| DE10222117B4 (de) * | 2002-05-17 | 2004-09-16 | W&H Dentalwerk Bürmoos Gesellschaft m.b.H. | Dentalmedizinisches Laserbearbeitungsgerät zur plasmainduzierten Ablation |
| CN101107501B (zh) * | 2005-03-04 | 2011-07-27 | 松下电器产业株式会社 | 激光加热装置及激光加热方法 |
| DE102006004919A1 (de) * | 2006-02-01 | 2007-08-16 | Thyssenkrupp Steel Ag | Laserstrahlschweißkopf |
| JP4739063B2 (ja) * | 2006-02-27 | 2011-08-03 | トヨタ自動車株式会社 | レーザ接合方法 |
| KR20080108219A (ko) * | 2006-04-11 | 2008-12-12 | 스미또모 덴꼬오 하드메탈 가부시끼가이샤 | Ｙａｇ 레이저, 파이버 레이저용 렌즈 및 레이저 가공 장치 |
| FR2910621B1 (fr) * | 2006-12-21 | 2009-02-06 | Renault Sas | Procede et dispositif de controle de la qualite d'un cordon de soudure |
| DE112008000872T5 (de) * | 2007-04-04 | 2010-01-28 | Mitsubishi Electric Corp. | Vorrichtung und Verfahren zur Laserbearbeitung |
| JP5060678B2 (ja) * | 2008-05-08 | 2012-10-31 | 株式会社キーエンス | 光学式変位計 |
| JP5536319B2 (ja) * | 2008-07-31 | 2014-07-02 | 西進商事株式会社 | レーザスクライブ方法および装置 |
| KR101720013B1 (ko) * | 2009-01-27 | 2017-03-27 | 시즈오카켄 | 레이저 마킹 방법 |
| JP2010232650A (ja) * | 2009-03-04 | 2010-10-14 | Omron Corp | レーザ光源装置、レーザ加工装置、レーザ光源装置の制御装置、およびレーザ光源装置の制御方法 |
| EP2465634B1 (en) * | 2009-08-11 | 2021-11-10 | Hamamatsu Photonics K.K. | Laser machining device and laser machining method |
| US8525073B2 (en) * | 2010-01-27 | 2013-09-03 | United Technologies Corporation | Depth and breakthrough detection for laser machining |
| EP2392429A1 (fr) * | 2010-06-03 | 2011-12-07 | Lasag Ag | Procédé et installation d'usinage laser pulsé, en particulier pour le soudage, avec variation de l' apuissance de chaque impulsion laser |
| JP5671873B2 (ja) * | 2010-08-09 | 2015-02-18 | 日産自動車株式会社 | レーザ溶接モニタリング装置 |
-
2013
- 2013-08-09 EP EP13755981.1A patent/EP2882563B1/de active Active
- 2013-08-09 WO PCT/EP2013/066723 patent/WO2014023828A2/de active Application Filing
- 2013-08-09 JP JP2015525901A patent/JP6367194B2/ja active Active
- 2013-08-09 ES ES13755981T patent/ES2895521T3/es active Active
- 2013-08-09 CN CN201380046717.3A patent/CN104619453B/zh active Active
-
2015
- 2015-02-09 US US14/616,906 patent/US20150190882A1/en not_active Abandoned
- 2015-07-23 HK HK15107046.2A patent/HK1206307A1/zh unknown
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20050194365A1 (en) * | 2004-03-04 | 2005-09-08 | Ming Li | Method of precise laser nanomachining with UV ultrafast laser pulses |
| US20080058780A1 (en) * | 2006-08-07 | 2008-03-06 | Wavelight Ag | Laser System for Refractive Surgery |
| US7764719B2 (en) * | 2007-07-06 | 2010-07-27 | Deep Photonics Corporation | Pulsed fiber laser |
| US7733922B1 (en) * | 2007-09-28 | 2010-06-08 | Deep Photonics Corporation | Method and apparatus for fast pulse harmonic fiber laser |
| GB2482867A (en) * | 2010-08-16 | 2012-02-22 | Gsi Group Ltd | Optimising the focus of a fibre laser |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2014023828A2 (de) | 2014-02-13 |
| US20150190882A1 (en) | 2015-07-09 |
| EP2882563A2 (de) | 2015-06-17 |
| HK1206307A1 (zh) | 2016-01-08 |
| WO2014023828A3 (de) | 2014-05-15 |
| EP2882563B1 (de) | 2021-07-28 |
| CN104619453B (zh) | 2016-08-24 |
| ES2895521T3 (es) | 2022-02-21 |
| JP2015530251A (ja) | 2015-10-15 |
| JP6367194B2 (ja) | 2018-08-01 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN104619453A (zh) | 用于利用激光束加工工件的系统 | |
| CA3036985C (en) | Method for optically measuring the weld penetration depth | |
| EP2605882B1 (en) | Method of and fibre laser for optimising the focus of the fibre laser | |
| EP2616209B1 (en) | Industrial high power fiber laser system with optical monitoring assembly | |
| CN107073643B (zh) | 直接二极管激光加工装置及其输出监视方法 | |
| WO2015146591A1 (ja) | レーザ溶接装置、レーザ溶接方法及び電池ケース | |
| KR101034962B1 (ko) | 레이저 가공 장치, 레이저 가공 온도 측정 장치, 레이저,가공 방법 및, 레이저 가공 온도 측정 방법 | |
| US8309883B2 (en) | Methods and systems for laser processing of materials | |
| CN112247382A (zh) | 基于光学弱相干成像的激光焊接熔深信息监测系统及方法 | |
| US20190296515A1 (en) | Optical power monitoring device, laser device, and laser system | |
| CN101508060A (zh) | 微激光束精密加工光学装置 | |
| GB2458304A (en) | Process Monitoring | |
| JP2015188900A (ja) | レーザ溶接装置及びレーザ溶接方法 | |
| JP5785740B2 (ja) | ファイバーレーザ加工機におけるレーザ出力および戻り光検出方法及びファイバーレーザ加工機の加工ヘッド | |
| JP7504743B2 (ja) | 材料加工用機械のレーザビームの伝播経路に沿って配置された光学素子の動作状態を検出する方法、当該方法を実行するためのシステム、及び当該システムを備えるレーザ加工機 | |
| CN105636738A (zh) | 激光加工装置 | |
| CN101025376A (zh) | 一种光纤法－珀腔的制作方法及装置 | |
| CN113543922B (zh) | 激光加工装置 | |
| Schmidt et al. | Realization and first time operation of a high-power laser-water-jet system | |
| CA2724342C (en) | Hollow core waveguide for laser generation of ultrasonic waves | |
| JP5909537B1 (ja) | ダイレクトダイオードレーザ発振器、ダイレクトダイオードレーザ加工装置及び反射光検出方法 | |
| CA3160513A1 (en) | Method and system for determining the local position of at least one optical element in a machine for laser processing of a material, using low-coherence optical interferometry techniques | |
| US20150198490A1 (en) | Methods of characterizing processed optical fiber ends using second-harmonic generation | |
| KR20110009234A (ko) | 초음파의 레이저 발생을 위한 블록-단말 광섬유 | |
| Ocaña et al. | Monitoring and controlling fiber laser based machining processes |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| REG | Reference to a national code |
Ref country code: HK Ref legal event code: DE Ref document number: 1206307 Country of ref document: HK |
|
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| REG | Reference to a national code |
Ref country code: HK Ref legal event code: GR Ref document number: 1206307 Country of ref document: HK |
|
| CP03 | Change of name, title or address |
Address after: Swiss Belt Patentee after: Switzerland AG Address before: Swiss Thun Patentee before: ROFIN-LASAG AG |
|
| CP03 | Change of name, title or address |