JP2000337996A - 光学系診断装置 - Google Patents
光学系診断装置Info
- Publication number
- JP2000337996A JP2000337996A JP11144384A JP14438499A JP2000337996A JP 2000337996 A JP2000337996 A JP 2000337996A JP 11144384 A JP11144384 A JP 11144384A JP 14438499 A JP14438499 A JP 14438499A JP 2000337996 A JP2000337996 A JP 2000337996A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- optical system
- laser light
- light source
- energy distribution
- optical
- 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.)
- Pending
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- Testing Of Optical Devices Or Fibers (AREA)
- Laser Beam Processing (AREA)
- Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 レーザ光を発生するレーザ光源とレーザ光源
の後段に配置された光学機器とを備える光学系の劣化状
況を容易に診断する。 【解決手段】 受光センサー１３ａはレーザ光源１１及
び光学機器１２の出力側を計測位置としてレーザ光のエ
ネルギー値及びエネルギー分布を計測データとして計測
する。ＰＣ１３ｂには予め計測位置毎にレーザ光のエネ
ルギー値及びエネルギー分布が診断パラメータとして登
録されており、光学系を診断する際、測定位置毎に診断
パラメータと計測データとに基づいて光学系の不良部位
を判定する。
の後段に配置された光学機器とを備える光学系の劣化状
況を容易に診断する。 【解決手段】 受光センサー１３ａはレーザ光源１１及
び光学機器１２の出力側を計測位置としてレーザ光のエ
ネルギー値及びエネルギー分布を計測データとして計測
する。ＰＣ１３ｂには予め計測位置毎にレーザ光のエネ
ルギー値及びエネルギー分布が診断パラメータとして登
録されており、光学系を診断する際、測定位置毎に診断
パラメータと計測データとに基づいて光学系の不良部位
を判定する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は光学系診断装置に関
し、特に、レーザ加工機の光学系の劣化状況を診断する
ための装置に関する。
し、特に、レーザ加工機の光学系の劣化状況を診断する
ための装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、エキシマレーザ光源等を用いた
レーザ加工機では、レーザ光源から出たレーザ光は、各
種光学機器（例えば、レンズ及びミラー等）で構成され
た光学系を通過して、加工点に導かれる。そして、レー
ザ加工機では、加工点に導かれたレーザ光を用いて各種
加工を行っている。
レーザ加工機では、レーザ光源から出たレーザ光は、各
種光学機器（例えば、レンズ及びミラー等）で構成され
た光学系を通過して、加工点に導かれる。そして、レー
ザ加工機では、加工点に導かれたレーザ光を用いて各種
加工を行っている。
【０００３】ところで、レーザ加工機を用いて加工を行
うにつれて、ミラーやレンズに汚れが付着したり、レー
ザ光によってミラーやレンズが熱によって変形すること
がある。このため、光学系が設計どおりの性能を発揮で
きなくなってしまうことがある。
うにつれて、ミラーやレンズに汚れが付着したり、レー
ザ光によってミラーやレンズが熱によって変形すること
がある。このため、光学系が設計どおりの性能を発揮で
きなくなってしまうことがある。
【０００４】従来、上述のような不具合を防止するた
め、加工点におけるレーザ光のエネルギー値を計測する
とともに加工品質を検査して、光源及び光学系の異常を
検出するようにしている。つまり、加工品質等に基づい
て光学系等の劣化状況を目視で発見して、光学系の各構
成機器を清掃交換しつつ、加工点におけるレーザ光のエ
ネルギー値が設計値になったか否かによって、劣化した
光学機器を特定して、保守を行うようにしている。
め、加工点におけるレーザ光のエネルギー値を計測する
とともに加工品質を検査して、光源及び光学系の異常を
検出するようにしている。つまり、加工品質等に基づい
て光学系等の劣化状況を目視で発見して、光学系の各構
成機器を清掃交換しつつ、加工点におけるレーザ光のエ
ネルギー値が設計値になったか否かによって、劣化した
光学機器を特定して、保守を行うようにしている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところが、光学系等の
劣化原因を特定することは非常に面倒であり、特に、光
学系に関しては一つ一つレンズやミラーを清掃して、加
工点にレーザ光を照射して正常値（設計値）に戻ったか
否かあるいは加工品質に異常がないか否かを検査して、
異常が解消されたか否かを確認する必要があり、光学系
の劣化状況を判定することが極めて面倒であるという問
題点がある。つまり、加工品質を検査することは非常に
難しく、しかも種々の計測装置を準備しなければなら
ず、このため、光学系の劣化状況を検出することが極め
て難しいという問題点がある。
劣化原因を特定することは非常に面倒であり、特に、光
学系に関しては一つ一つレンズやミラーを清掃して、加
工点にレーザ光を照射して正常値（設計値）に戻ったか
否かあるいは加工品質に異常がないか否かを検査して、
異常が解消されたか否かを確認する必要があり、光学系
の劣化状況を判定することが極めて面倒であるという問
題点がある。つまり、加工品質を検査することは非常に
難しく、しかも種々の計測装置を準備しなければなら
ず、このため、光学系の劣化状況を検出することが極め
て難しいという問題点がある。
【０００６】本発明の目的は容易に光学系の劣化状況を
検出することのできる光学系診断装置を提供することに
ある。
検出することのできる光学系診断装置を提供することに
ある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、レーザ
光を発生するレーザ光源と前記レーザ光源の後段に配置
された光学機器とを備える光学系の劣化状況を診断する
際に用いられる光学系診断装置において、前記レーザ光
源及び前記光学機器の出力側を計測位置として前記レー
ザ光のエネルギー値及びエネルギー分布を計測データと
して計測する計測手段と、予め前記計測位置毎に前記レ
ーザ光のエネルギー値及びエネルギー分布を診断パラメ
ータとして登録して前記光学系を診断する際測定位置毎
に前記診断パラメータと前記計測データとに基づいて前
記光学系の不良部位を判定する判定手段とを有すること
を特徴とする光学系診断装置が得られる。
光を発生するレーザ光源と前記レーザ光源の後段に配置
された光学機器とを備える光学系の劣化状況を診断する
際に用いられる光学系診断装置において、前記レーザ光
源及び前記光学機器の出力側を計測位置として前記レー
ザ光のエネルギー値及びエネルギー分布を計測データと
して計測する計測手段と、予め前記計測位置毎に前記レ
ーザ光のエネルギー値及びエネルギー分布を診断パラメ
ータとして登録して前記光学系を診断する際測定位置毎
に前記診断パラメータと前記計測データとに基づいて前
記光学系の不良部位を判定する判定手段とを有すること
を特徴とする光学系診断装置が得られる。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下本発明について図面を参照し
て説明する。
て説明する。
【０００９】図１を参照して、レーザ加工機はエキシマ
レーザ光源１１と各種光学機器１２とによって構成され
ており、図示の例では、各種光学系として、例えば、可
変減衰器１２ａ、空間フィルタ１２ｂ、ＤＣＡ（Ｄｉｖ
ｅｒｇｅｎｃｙ Ｃｏｒｒｅｃｔｉｎｇ Ａｓｓｅｍｂ
ｌｙ）１２ｃ、及びレーザ光整形器１２ｄを備えてい
る。そして、レーザ加工機には診断装置１３が光学的に
カップリングされている。この診断装置１３は、少なく
とも一つの受光センサー１３ａとデータ収集用パソコン
（ＰＣ）１３ｂとを備えており、図示の例では、エキシ
マレーザ光源１１の出力側及び各光学機器の出力側にそ
れぞれ受光センサー１３ａが配置されている。この受光
センサー１３ａによってレーザ光のエネルギー値及びエ
ネルギー分布が計測され、計測データとしてＰＣ１３ｂ
に与えられる。
レーザ光源１１と各種光学機器１２とによって構成され
ており、図示の例では、各種光学系として、例えば、可
変減衰器１２ａ、空間フィルタ１２ｂ、ＤＣＡ（Ｄｉｖ
ｅｒｇｅｎｃｙ Ｃｏｒｒｅｃｔｉｎｇ Ａｓｓｅｍｂ
ｌｙ）１２ｃ、及びレーザ光整形器１２ｄを備えてい
る。そして、レーザ加工機には診断装置１３が光学的に
カップリングされている。この診断装置１３は、少なく
とも一つの受光センサー１３ａとデータ収集用パソコン
（ＰＣ）１３ｂとを備えており、図示の例では、エキシ
マレーザ光源１１の出力側及び各光学機器の出力側にそ
れぞれ受光センサー１３ａが配置されている。この受光
センサー１３ａによってレーザ光のエネルギー値及びエ
ネルギー分布が計測され、計測データとしてＰＣ１３ｂ
に与えられる。
【００１０】ＰＣ１３ｂには、予め各受光センサーの位
置に対応してレーザ光の設計エネルギー値及び設計エネ
ルギー分布が基準データとして設定されている（例え
ば、予め各受光センサーの位置においてレーザ光のエネ
ルギー値及びエネルギー分布を計測して、この計測値を
基準値とする）。ＰＣ１３ｂでは、各受光センサー１３
ａから与えられる計測データと基準データとを比較し
て、異常があると。異常箇所（異常位置）を特定して、
監視者等に連絡する。
置に対応してレーザ光の設計エネルギー値及び設計エネ
ルギー分布が基準データとして設定されている（例え
ば、予め各受光センサーの位置においてレーザ光のエネ
ルギー値及びエネルギー分布を計測して、この計測値を
基準値とする）。ＰＣ１３ｂでは、各受光センサー１３
ａから与えられる計測データと基準データとを比較し
て、異常があると。異常箇所（異常位置）を特定して、
監視者等に連絡する。
【００１１】ここで、図２及び図３も参照して、診断手
法について説明する。
法について説明する。
【００１２】まず、図２を参照して、オペレータは異常
診断を行う光学機器等を決定する（ステップＳ１）。そ
して、エキシマレーザ光源１１からレーザ光を出射し
て、例えば、まず、エキシマレーザ光源１１の出力側
（計測位置）において、レーザ光のエネルギー値及びエ
ネルギー分布を計測し（ステップＳ２）、これら計測デ
ータを基準データとしてＰＣ１３ｂの記憶装置（図示せ
ず）に登録する。さらに、基準データ登録の際、どの程
度までエネルギー値及びエネルギー分布の劣化を許容す
るか否かを規定する閾値が設定され、これによって、診
断パラメータが設定される（ステップＳ３）。その後、
ステップＳ１乃至Ｓ３を繰り返して、各光学機器１２の
出力側（計測位置）に対応付けて診断パラメータを設定
する。
診断を行う光学機器等を決定する（ステップＳ１）。そ
して、エキシマレーザ光源１１からレーザ光を出射し
て、例えば、まず、エキシマレーザ光源１１の出力側
（計測位置）において、レーザ光のエネルギー値及びエ
ネルギー分布を計測し（ステップＳ２）、これら計測デ
ータを基準データとしてＰＣ１３ｂの記憶装置（図示せ
ず）に登録する。さらに、基準データ登録の際、どの程
度までエネルギー値及びエネルギー分布の劣化を許容す
るか否かを規定する閾値が設定され、これによって、診
断パラメータが設定される（ステップＳ３）。その後、
ステップＳ１乃至Ｓ３を繰り返して、各光学機器１２の
出力側（計測位置）に対応付けて診断パラメータを設定
する。
【００１３】次に、図３を参照して、光学系の診断を行
う際には（なお、この診断はオペレータによって定期的
に行われる）、一つの計測位置に受光センサー１３ａが
配置される（ステップＰ１）。その後、エキシマレーザ
光源１１からレーザ光が照射されて、各計測位置でレー
ザ光のレーザ光のエネルギー値及びエネルギー分布が計
測され（ステップＰ２）、受光センサー１３ａから計測
データとしてＰＣ１３ｂに与えられる。
う際には（なお、この診断はオペレータによって定期的
に行われる）、一つの計測位置に受光センサー１３ａが
配置される（ステップＰ１）。その後、エキシマレーザ
光源１１からレーザ光が照射されて、各計測位置でレー
ザ光のレーザ光のエネルギー値及びエネルギー分布が計
測され（ステップＰ２）、受光センサー１３ａから計測
データとしてＰＣ１３ｂに与えられる。
【００１４】ＰＣ１３ｂでは計測データを受けると、診
断パラメータ（つまり、基準データ及び閾値）を記憶装
置から読み込む（ステップＰ３）。ところで、計測デー
タ中のエネルギー分布には受光センサーの設置位置決め
誤差による影響が含まれている。このため、ＰＣ１３ｂ
では、基準データのエネルギー分布と計測データ中のエ
ネルギー分布とを比較して計測データ中のエネルギー分
布の位置ずれ補正を行い、補正後エネルギー分布を得る
（ステップＰ４）。その後、ＰＣ１３ｂでは、計測デー
タの絶対値差分演算を行い（ステップＰ５）、演算結果
を得る。ＰＣ１３ｂではこの演算結果と診断パラメータ
とを比較して、異常があるか否かを判定する（ステップ
Ｐ６）。ＰＣ１３ｂは、この判定結果を表示等によって
オペレータに報告する。そして、全ての計測位置におい
て、上述のステップＰ１乃至Ｐ６が行われて、各計測位
置における診断結果を得る。
断パラメータ（つまり、基準データ及び閾値）を記憶装
置から読み込む（ステップＰ３）。ところで、計測デー
タ中のエネルギー分布には受光センサーの設置位置決め
誤差による影響が含まれている。このため、ＰＣ１３ｂ
では、基準データのエネルギー分布と計測データ中のエ
ネルギー分布とを比較して計測データ中のエネルギー分
布の位置ずれ補正を行い、補正後エネルギー分布を得る
（ステップＰ４）。その後、ＰＣ１３ｂでは、計測デー
タの絶対値差分演算を行い（ステップＰ５）、演算結果
を得る。ＰＣ１３ｂではこの演算結果と診断パラメータ
とを比較して、異常があるか否かを判定する（ステップ
Ｐ６）。ＰＣ１３ｂは、この判定結果を表示等によって
オペレータに報告する。そして、全ての計測位置におい
て、上述のステップＰ１乃至Ｐ６が行われて、各計測位
置における診断結果を得る。
【００１５】なお、光学系を診断する際、レーザ光の上
流側から計測を行うようにすれば、異常が発生した最初
の箇所を特定することが可能となり、不良な光学機器を
すぐに発見でき、メンテナンスを効率的に行うことがで
きる。
流側から計測を行うようにすれば、異常が発生した最初
の箇所を特定することが可能となり、不良な光学機器を
すぐに発見でき、メンテナンスを効率的に行うことがで
きる。
【００１６】なお、上述の例では、エキシマレーザ光源
を備えるレーザ加工機について説明したが、エキシマレ
ーザだけでなく、ＹＡＧレーザ、半導体レーザ等を用い
たシステムにおける光学系の劣化状況診断にも用いるこ
とができる。さらに、レーザ加工機だけでなく、レーザ
光を利用した通信機器の光学系の劣化状況を診断する際
にも用いることができる。
を備えるレーザ加工機について説明したが、エキシマレ
ーザだけでなく、ＹＡＧレーザ、半導体レーザ等を用い
たシステムにおける光学系の劣化状況診断にも用いるこ
とができる。さらに、レーザ加工機だけでなく、レーザ
光を利用した通信機器の光学系の劣化状況を診断する際
にも用いることができる。
【００１７】
【発明の効果】以上説明したように、本発明では、光学
系を構成する光学機器の出力側（つまり、光学機器の
間）でレーザ光のエネルギー値及びエネルギー分布を計
測して、この計測データと予め設定された診断パラメー
タ（診断基準データ等）とを比較して、この比較結果に
応じて光学機器が劣化したか否かを判定するようにした
から、容易に光学系の劣化状況を検出することのできる
という効果がある。
系を構成する光学機器の出力側（つまり、光学機器の
間）でレーザ光のエネルギー値及びエネルギー分布を計
測して、この計測データと予め設定された診断パラメー
タ（診断基準データ等）とを比較して、この比較結果に
応じて光学機器が劣化したか否かを判定するようにした
から、容易に光学系の劣化状況を検出することのできる
という効果がある。
【図１】本発明による光学系診断装置の一例をレーザ加
工機の光学系とともに示す図である。
工機の光学系とともに示す図である。
【図２】図１に示す光学系診断装置において基準データ
の登録について説明するためのフローチャートである。
の登録について説明するためのフローチャートである。
【図３】図１に示す光学系診断装置において光学系の診
断について説明するためのフローチャートである。
断について説明するためのフローチャートである。
１１ エキシマレーザ光源 １２ 各種光学機器 １２ａ 可変減衰器 １２ｂ 空間フィルタ １２ｃ ＤＣＡ（Ｄｉｖｅｒｇｅｎｃｙ Ｃｏｒｒｅｃ
ｔｉｎｇ Ａｓｓｅｍｂｌｙ） １２ｄ レーザ光整形器 １３ 診断装置 １３ａ 受光センサー １３ｂ データ収集用パソコン（ＰＣ）
ｔｉｎｇ Ａｓｓｅｍｂｌｙ） １２ｄ レーザ光整形器 １３ 診断装置 １３ａ 受光センサー １３ｂ データ収集用パソコン（ＰＣ）
Claims (1)
- 【請求項１】 レーザ光を発生するレーザ光源と前記レ
ーザ光源の後段に配置された光学機器とを備える光学系
の劣化状況を診断する際に用いられる光学系診断装置に
おいて、前記レーザ光源及び前記光学機器の出力側を計
測位置として前記レーザ光のエネルギー値及びエネルギ
ー分布を計測データとして計測する計測手段と、予め前
記計測位置毎に前記レーザ光のエネルギー値及びエネル
ギー分布を診断パラメータとして登録して前記光学系を
診断する際測定位置毎に前記診断パラメータと前記計測
データとに基づいて前記光学系の不良部位を判定する判
定手段とを有することを特徴とする光学系診断装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11144384A JP2000337996A (ja) | 1999-05-25 | 1999-05-25 | 光学系診断装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11144384A JP2000337996A (ja) | 1999-05-25 | 1999-05-25 | 光学系診断装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000337996A true JP2000337996A (ja) | 2000-12-08 |
Family
ID=15360890
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11144384A Pending JP2000337996A (ja) | 1999-05-25 | 1999-05-25 | 光学系診断装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000337996A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009188031A (ja) * | 2008-02-04 | 2009-08-20 | Gigaphoton Inc | レーザ装置の故障診断システム |
| JP2013141029A (ja) * | 2013-04-17 | 2013-07-18 | Gigaphoton Inc | レーザ装置の故障診断システム |
-
1999
- 1999-05-25 JP JP11144384A patent/JP2000337996A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009188031A (ja) * | 2008-02-04 | 2009-08-20 | Gigaphoton Inc | レーザ装置の故障診断システム |
| JP2013141029A (ja) * | 2013-04-17 | 2013-07-18 | Gigaphoton Inc | レーザ装置の故障診断システム |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20020717 |