JP2002246677A - レーザ発振器とレーザ加工装置 - Google Patents
レーザ発振器とレーザ加工装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ２本の安定したレーザビームを取り出すこと
のできるレーザ発振器と、それを用いたレーザ加工装置
を提供すること。 【解決手段】 レーザ発振器１、１ａ、１ｂを構成する
光共振器の一対のミラーを、いずれも出力ミラー５、５
ａ、５ｂ、６、６ａ、６ｂにする。
のできるレーザ発振器と、それを用いたレーザ加工装置
を提供すること。 【解決手段】 レーザ発振器１、１ａ、１ｂを構成する
光共振器の一対のミラーを、いずれも出力ミラー５、５
ａ、５ｂ、６、６ａ、６ｂにする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、発振したレーザビ
ームを分岐できるレーザ発振器と、それを用いたレーザ
加工方法と装置に関する。
ームを分岐できるレーザ発振器と、それを用いたレーザ
加工方法と装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、レーザ発振器から発振したレー
ザビームの取り出しは、光共振器ミラーを構成している
出力ミラー側からのみの一方向（片側）に取り出してい
る。 したがって、１台のレーザ発振器から２つのレーザビー
ムを取り出す場合は、出力ミラーから取り出された１本
のレーザビームを、さらに分岐手段で２つに分岐して２
つのレーザビームを取り出している。 図７はその一例で、レーザ発振器５１はＹＡＧロッドを
用いた固体レーザ媒体５２を挟んで光共振器が構成さ
れ、一方に全反射ミラー５３、他方に部分反射ミラーで
形成した出力ミラー５４が配置されている。また、固体
レーザ媒体５２の対向した位置には励起光源５５が配置
されている。また、出力ミラー５４の光軸上の前方には
ビームスプリッタ５６（部分反射ミラー）を配置してレ
ーザビームＬｚを２つのレーザビームＬｘ、Ｌｙに分岐
している。
ザビームの取り出しは、光共振器ミラーを構成している
出力ミラー側からのみの一方向（片側）に取り出してい
る。 したがって、１台のレーザ発振器から２つのレーザビー
ムを取り出す場合は、出力ミラーから取り出された１本
のレーザビームを、さらに分岐手段で２つに分岐して２
つのレーザビームを取り出している。 図７はその一例で、レーザ発振器５１はＹＡＧロッドを
用いた固体レーザ媒体５２を挟んで光共振器が構成さ
れ、一方に全反射ミラー５３、他方に部分反射ミラーで
形成した出力ミラー５４が配置されている。また、固体
レーザ媒体５２の対向した位置には励起光源５５が配置
されている。また、出力ミラー５４の光軸上の前方には
ビームスプリッタ５６（部分反射ミラー）を配置してレ
ーザビームＬｚを２つのレーザビームＬｘ、Ｌｙに分岐
している。
【０００３】このビームスプリッタ５６により２つに分
岐された一方のレーザビームＬｘである反射光は、光フ
ァイバ入射集光レンズ５７ａを介して光ファイバ５８ａ
により加工ヘッド５９ａに導かれる。一方、ビームスプ
リッタ５６で分岐された他方レーザビームＬｙである直
進光は、伝送ミラー６０で反射して光路が曲げられた後
に、光ファイバ入射集光レンズ５７ｂを介して光ファイ
バ５８ｂに入射して伝搬され加工ヘッド５９ｂに導かれ
る。
岐された一方のレーザビームＬｘである反射光は、光フ
ァイバ入射集光レンズ５７ａを介して光ファイバ５８ａ
により加工ヘッド５９ａに導かれる。一方、ビームスプ
リッタ５６で分岐された他方レーザビームＬｙである直
進光は、伝送ミラー６０で反射して光路が曲げられた後
に、光ファイバ入射集光レンズ５７ｂを介して光ファイ
バ５８ｂに入射して伝搬され加工ヘッド５９ｂに導かれ
る。
【０００４】この２つの加工ヘッド５９ａ、５９ｂに導
かれたレーザビームＬｘ、Ｌｙにより、被加工体６１
ａ、６１ｂに対してそれぞれ所定の加工を行なってい
る。
かれたレーザビームＬｘ、Ｌｙにより、被加工体６１
ａ、６１ｂに対してそれぞれ所定の加工を行なってい
る。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
ようにレーザ発振器の出力ミラー側から出力した１本の
レーザビームを、ビームスプリッタを用いて２つのレー
ザビームに分岐した場合は、レーザビームを２分岐する
ために使用していたビームスプリッタ（部分反射ミラ
ー）を使用することで、偏光比、ミラーコーティングの
反射率の変化等によって、２つに分岐したレーザビーム
の品質（偏光成分）が影響を受けて低下する。その結果、
レーザ出力の分岐安定度に悪影響を及ぼしている。
ようにレーザ発振器の出力ミラー側から出力した１本の
レーザビームを、ビームスプリッタを用いて２つのレー
ザビームに分岐した場合は、レーザビームを２分岐する
ために使用していたビームスプリッタ（部分反射ミラ
ー）を使用することで、偏光比、ミラーコーティングの
反射率の変化等によって、２つに分岐したレーザビーム
の品質（偏光成分）が影響を受けて低下する。その結果、
レーザ出力の分岐安定度に悪影響を及ぼしている。
【０００６】また、ビームスプリッタにミラーを使用す
ることで、それを保持する構造部材等の機械的精度の変
動も影響を受けてしまう。
ることで、それを保持する構造部材等の機械的精度の変
動も影響を受けてしまう。
【０００７】本発明はこれらの事情にもとづいてなされ
たもので、２本の安定したレーザビームを取り出すこと
のできるレーザ発振器と、それを用いたレーザ加工装置
を提供することを目的としている。
たもので、２本の安定したレーザビームを取り出すこと
のできるレーザ発振器と、それを用いたレーザ加工装置
を提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明による手段によれ
ば、励起光源からの励起光により励起する励起媒体を収
納したキャビティと、このキャビティを所定間隔で挟む
位置に配置した一対のミラーで形成した光共振器を有す
るレーザ発振器において、前記一対のミラーは、いずれ
も出力ミラーであることを特徴とするレーザ発振器であ
る。
ば、励起光源からの励起光により励起する励起媒体を収
納したキャビティと、このキャビティを所定間隔で挟む
位置に配置した一対のミラーで形成した光共振器を有す
るレーザ発振器において、前記一対のミラーは、いずれ
も出力ミラーであることを特徴とするレーザ発振器であ
る。
【０００９】また本発明による手段によれば、前記出力
ミラーを構成している一対のミラーは、相互の反射率が
異なっていることを特徴とするレーザ発振器である。
ミラーを構成している一対のミラーは、相互の反射率が
異なっていることを特徴とするレーザ発振器である。
【００１０】また本発明による手段によれば、前記出力
ミラーのいずれか一方と前記キャビティとの間にはＱス
イッチ素子が配置され、前記出力ミラーの他方側の前記
キャボティの外部には波長変換素子が配置されているこ
とを特徴とするレーザ発振器である。
ミラーのいずれか一方と前記キャビティとの間にはＱス
イッチ素子が配置され、前記出力ミラーの他方側の前記
キャボティの外部には波長変換素子が配置されているこ
とを特徴とするレーザ発振器である。
【００１１】また本発明による手段によれば、前記Ｑス
イッチ素子が設けられた側の出力ミラーの外側と、もう
一方の出力ミラー側の波長変換素子の外側にはそれぞれ
シャッタが設けられていることを特徴とするレーザ発振
器である。
イッチ素子が設けられた側の出力ミラーの外側と、もう
一方の出力ミラー側の波長変換素子の外側にはそれぞれ
シャッタが設けられていることを特徴とするレーザ発振
器である。
【００１２】また本発明による手段によれば、上記のレ
ーザ発振器から出力された複数のレーザビームをそれぞ
れ光ファイバを介してそれぞれの加工ヘッドへ伝搬して
いることを特徴とするレーザ加工装置である。
ーザ発振器から出力された複数のレーザビームをそれぞ
れ光ファイバを介してそれぞれの加工ヘッドへ伝搬して
いることを特徴とするレーザ加工装置である。
【００１３】また本発明による手段によれば、前記加工
ヘッドにより被加工体に対して、同加工点又は分離した
複数の加工点を同時に加工することを特徴とするレーザ
加工装置である。
ヘッドにより被加工体に対して、同加工点又は分離した
複数の加工点を同時に加工することを特徴とするレーザ
加工装置である。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、本発明のレーザ発振器とそ
れを用いたレーザ加工装置について図面を参照して順次
説明する。
れを用いたレーザ加工装置について図面を参照して順次
説明する。
【００１５】図１は、本発明のレーザ発振器の基本構成
を示す模式図である。
を示す模式図である。
【００１６】レーザ発振器１は、励起媒体２とこの励起
媒体２を光励起する励起光源３が内部に対向して収納し
た密閉容器で形成されたキャビティ４と、このキャビテ
ィ４を挟んで励起媒体２の光軸上の両側に光共振器を形
成する２枚の出力ミラー５、６とで構成されている。
媒体２を光励起する励起光源３が内部に対向して収納し
た密閉容器で形成されたキャビティ４と、このキャビテ
ィ４を挟んで励起媒体２の光軸上の両側に光共振器を形
成する２枚の出力ミラー５、６とで構成されている。
【００１７】励起媒体２は、レーザ媒質であれば気体
（例えば、Ａｒ２、ＫｒＦ、ＸｅＣｌ等）でもＹＡＧロ
ッド等の固体でもよい。また、励起光源３はランプを用
いている。
（例えば、Ａｒ２、ＫｒＦ、ＸｅＣｌ等）でもＹＡＧロ
ッド等の固体でもよい。また、励起光源３はランプを用
いている。
【００１８】光共振器を形成している２枚のミラーは、
いずれも出力ミラー５、６である。この出力ミラー５、
６の反射率は、被加工体（不図示）への加工等に必要な
レーザ出力、加工条件に応じて、５０：５０から、一定
比率を保ちながら５：９５程度まで変化させることで、
左右のレーザ出力強度を所定比率に自由に設定できるよ
うにしている。この出力ミラー５、６の反射率の変更
は、例えば、予め反射率が設定されているミラーを随時
交換することで行うことができる。
いずれも出力ミラー５、６である。この出力ミラー５、
６の反射率は、被加工体（不図示）への加工等に必要な
レーザ出力、加工条件に応じて、５０：５０から、一定
比率を保ちながら５：９５程度まで変化させることで、
左右のレーザ出力強度を所定比率に自由に設定できるよ
うにしている。この出力ミラー５、６の反射率の変更
は、例えば、予め反射率が設定されているミラーを随時
交換することで行うことができる。
【００１９】また、左右の出力ミラー５、６によりレー
ザ発振器１の両側から放射されるレーザビームＬ１、Ｌ
２はビーム品質においては同一であるため、レーザ加工
装置等に使用する際に、レーザ発振器１の両側から取り
出された２つの光学系等の構成も同じにすることができ
る。
ザ発振器１の両側から放射されるレーザビームＬ１、Ｌ
２はビーム品質においては同一であるため、レーザ加工
装置等に使用する際に、レーザ発振器１の両側から取り
出された２つの光学系等の構成も同じにすることができ
る。
【００２０】また、従来、レーザビームを２分岐する場
合などに使用されていたビームスプリッタ（部分反射ミ
ラー）の場合に、発生していたビーム品質（偏光成分の
変化）の劣化を無くすこともできる。
合などに使用されていたビームスプリッタ（部分反射ミ
ラー）の場合に、発生していたビーム品質（偏光成分の
変化）の劣化を無くすこともできる。
【００２１】次に、本発明のレーザ発振器１の変形例に
ついて説明する。
ついて説明する。
【００２２】図２は、本発明のレーザ発振器の第１の変
形例の構成を示す模式図である。
形例の構成を示す模式図である。
【００２３】レーザ発振器の構成のうち図１と同一構成
要素の部分は、同一符号にａを付して個々の説明を省略
する。
要素の部分は、同一符号にａを付して個々の説明を省略
する。
【００２４】キャビティ４ａを挟んで、キャビティ４ａ
内に収納された励起媒体２ａの光軸上の一方の側には、
順次、内部波長変換素子１１、内部シャッタ１２および
出力ミラー６ａが設けられている。また、他方の側に
は、順次、Ｑスイッチ素子１３、出力ミラー５ａ及び外部
シャッタ１４が設けられている。
内に収納された励起媒体２ａの光軸上の一方の側には、
順次、内部波長変換素子１１、内部シャッタ１２および
出力ミラー６ａが設けられている。また、他方の側に
は、順次、Ｑスイッチ素子１３、出力ミラー５ａ及び外部
シャッタ１４が設けられている。
【００２５】内部波長変換素子１１は、例えば、励起媒体
２としてＹＡＧレーザ等の固体レーザを用いる場合は、
赤外パラメトリック発振用非線形光学結晶として、Ｌｉ
ＮＯ３、ＡｇＧａＳｅ２又はＫＴＰ等を用いる。
２としてＹＡＧレーザ等の固体レーザを用いる場合は、
赤外パラメトリック発振用非線形光学結晶として、Ｌｉ
ＮＯ３、ＡｇＧａＳｅ２又はＫＴＰ等を用いる。
【００２６】また、内部シャッタ１２及び外部シャッタ
１４はＦｅ等の金属製のものを用いている。この内部シ
ャッタ１２及び外部シャッタ１４の開閉機構（不図示）
は、光軸上のレーザビームＬ３、Ｌ４の遮断と通過を必
要時に切り替えるものであるので、スライド式のＦｅ板
が光軸に対して出没する構造であっても、また、光軸と
離間した位置に回転中心のあるＦｅ板を回転させるタレ
ット式により光軸上を開閉する構造にしたものを用いて
もよい。
１４はＦｅ等の金属製のものを用いている。この内部シ
ャッタ１２及び外部シャッタ１４の開閉機構（不図示）
は、光軸上のレーザビームＬ３、Ｌ４の遮断と通過を必
要時に切り替えるものであるので、スライド式のＦｅ板
が光軸に対して出没する構造であっても、また、光軸と
離間した位置に回転中心のあるＦｅ板を回転させるタレ
ット式により光軸上を開閉する構造にしたものを用いて
もよい。
【００２７】これらの構成では、前述のレーザ発振器１
にＱスイッチ素子１３を追加しているので、ＣＷ（連続
波）レーザからＱスイッチパルスのレーザ発振器１ａ
に、さらに、励起光源３ａを直接パルス状に点灯させる
ことによりパルスレーザ発振器１ａの構成を実現してい
る。
にＱスイッチ素子１３を追加しているので、ＣＷ（連続
波）レーザからＱスイッチパルスのレーザ発振器１ａ
に、さらに、励起光源３ａを直接パルス状に点灯させる
ことによりパルスレーザ発振器１ａの構成を実現してい
る。
【００２８】また内部波長変換素子１１を配置すること
により、レーザ発振器１ａから発振されるレーザビーム
Ｌ３、Ｌ４が左右同一波長のではなく、片方を波長の違
うレーザビームＬ３、Ｌ４にすることができる。その波
長の異なったレーザビームＬ ３、Ｌ４を加工に用いるこ
とで、単一波長だけでは加工の難しい被加工体、例えば、
金属の部分とプラスチックの部分を有する被加工体に対
して、それぞれの個所に同時に加工を施すことができ
る。
により、レーザ発振器１ａから発振されるレーザビーム
Ｌ３、Ｌ４が左右同一波長のではなく、片方を波長の違
うレーザビームＬ３、Ｌ４にすることができる。その波
長の異なったレーザビームＬ ３、Ｌ４を加工に用いるこ
とで、単一波長だけでは加工の難しい被加工体、例えば、
金属の部分とプラスチックの部分を有する被加工体に対
して、それぞれの個所に同時に加工を施すことができ
る。
【００２９】また、内部シャッタ１２および外部シャッ
タ１４の動作を組み合わせることにより、被加工体の加
工に応じて、レーザビームＬ３、Ｌ４を必要な場合に、好
適な条件で使用するができる。
タ１４の動作を組み合わせることにより、被加工体の加
工に応じて、レーザビームＬ３、Ｌ４を必要な場合に、好
適な条件で使用するができる。
【００３０】例えば、内部シャッタ１２および外部シャ
ッタ１４を共に開いた状態でレーザ発振器１ａを、励起
光源３ａであるランプにより励起して発振させると、レ
ーザ発振器１ａの両側から２本のレーザビームＬ３、Ｌ
４を得ることができる。しかも、この２本のレーザビー
ムＬ３、Ｌ４は、一方のレーザビームＬ４が内部波長変
換素子１１を経由しているので、相互に波長の異なるレ
ーザビームＬ３、Ｌ４を得ることができる。
ッタ１４を共に開いた状態でレーザ発振器１ａを、励起
光源３ａであるランプにより励起して発振させると、レ
ーザ発振器１ａの両側から２本のレーザビームＬ３、Ｌ
４を得ることができる。しかも、この２本のレーザビー
ムＬ３、Ｌ４は、一方のレーザビームＬ４が内部波長変
換素子１１を経由しているので、相互に波長の異なるレ
ーザビームＬ３、Ｌ４を得ることができる。
【００３１】また、必要に応じて出力ミラー５ａ、６ａ
の反射率を相互に変化させることで、２本のレーザビー
ムＬ３、Ｌ４の出力のバランスを変えることもできる。
の反射率を相互に変化させることで、２本のレーザビー
ムＬ３、Ｌ４の出力のバランスを変えることもできる。
【００３２】したがって、これらの条件を変化させるこ
とにより、２本のレーザビームＬ３、Ｌ４を用いた連続
加工を、被加工体の加工条件に応じて加工することがで
きる。
とにより、２本のレーザビームＬ３、Ｌ４を用いた連続
加工を、被加工体の加工条件に応じて加工することがで
きる。
【００３３】一方、内部シャッタ１２および外部シャッ
タ１４を共に閉じた状態でレーザ発振器１ａを、励起光
源３ａであるランプにより励起すると、励起媒体２ａ
（ＹＡＧロッド）は励起された状態であるが、一方の出
力ミラー５ａの手前に内部シャッタ１２が閉状態で設け
られているので、この内部シャッタ１２よりレーザビー
ムＬ４は遮られて出力ミラー６ａに到達しないため、出
力ミラー５ａ、６ａ間でのポンピングを行なうことがで
きず、レーザ発振器１ａは励起状態で維持される。
タ１４を共に閉じた状態でレーザ発振器１ａを、励起光
源３ａであるランプにより励起すると、励起媒体２ａ
（ＹＡＧロッド）は励起された状態であるが、一方の出
力ミラー５ａの手前に内部シャッタ１２が閉状態で設け
られているので、この内部シャッタ１２よりレーザビー
ムＬ４は遮られて出力ミラー６ａに到達しないため、出
力ミラー５ａ、６ａ間でのポンピングを行なうことがで
きず、レーザ発振器１ａは励起状態で維持される。
【００３４】この場合は、例えば、図３に示すように、被
加工体１７に間歇的に加工点１８ａ、１８ｂ、１８ｃ…
１８ｎが設定されている場合に、加工点１８ａ、１８
ｂ、１８ｃ…１８ｎの間では加工を行なわずに移動する
必要があるため、その際の加工ヘッド（不図示）の移動
の際に用いることができる。これにより、移動した加工
ヘッドが加工点１８ａ、１８ｂ、１８ｃ…１８ｎに到達
した際に、その動作に連動して両シャッタ１２、１４を
開けば直ちにレーザ発振器１ａが発振して、加工用の所
望の２本のレーザビームＬ３、Ｌ４を被加工体１７に照
射して所定の加工を行なうことができる。
加工体１７に間歇的に加工点１８ａ、１８ｂ、１８ｃ…
１８ｎが設定されている場合に、加工点１８ａ、１８
ｂ、１８ｃ…１８ｎの間では加工を行なわずに移動する
必要があるため、その際の加工ヘッド（不図示）の移動
の際に用いることができる。これにより、移動した加工
ヘッドが加工点１８ａ、１８ｂ、１８ｃ…１８ｎに到達
した際に、その動作に連動して両シャッタ１２、１４を
開けば直ちにレーザ発振器１ａが発振して、加工用の所
望の２本のレーザビームＬ３、Ｌ４を被加工体１７に照
射して所定の加工を行なうことができる。
【００３５】なお、外部シャッタ１４を閉じた状態で、
内部シャッタ１２のみを開いてレーザ発振器１ａを発振
させた場合は、内部波長変換素子１１により所望の波長
に変換された１本のレーザビームＬ４のみを取り出すこ
とができる。
内部シャッタ１２のみを開いてレーザ発振器１ａを発振
させた場合は、内部波長変換素子１１により所望の波長
に変換された１本のレーザビームＬ４のみを取り出すこ
とができる。
【００３６】次に、本発明のレーザ発振器の第２の変形
例として、図４を用いて２枚の外部シャッタ１４、１５
を用いた場合について説明する。
例として、図４を用いて２枚の外部シャッタ１４、１５
を用いた場合について説明する。
【００３７】図４は、本発明のレーザ発振器の第２の変
形例の構成を示す模式図である。
形例の構成を示す模式図である。
【００３８】レーザ発振器１ｂの構成のうち図１及び図
２と同一構成要素の部分は、同一符号にｂを付して個々
の説明を省略する。
２と同一構成要素の部分は、同一符号にｂを付して個々
の説明を省略する。
【００３９】キャビティ４ｂを挟んで、キャビティ４ｂ
内に収納された励起媒体２ｂの光軸上の一方の側には、
順次、出力ミラー６ｂ外部波長変換素子２１および外部
シャッタ１５が設けられている。また、他方の側には、
順次、Ｑスイッチ素子１３、出力ミラー５ｂ及び外部シャ
ッタ１４が設けられている。
内に収納された励起媒体２ｂの光軸上の一方の側には、
順次、出力ミラー６ｂ外部波長変換素子２１および外部
シャッタ１５が設けられている。また、他方の側には、
順次、Ｑスイッチ素子１３、出力ミラー５ｂ及び外部シャ
ッタ１４が設けられている。
【００４０】これらの構成による外部シャッタ１４、１
５の開閉動作に伴うレーザ発振器１ｂからのレーザビー
ムＬ５、Ｌ６の取り出しは、上述の第１の変形例の場合
と同様である。ただし、この場合は、第１の変形例の場
合の内部シャッタ１２の役割を外部シャッタ１５が果た
している。
５の開閉動作に伴うレーザ発振器１ｂからのレーザビー
ムＬ５、Ｌ６の取り出しは、上述の第１の変形例の場合
と同様である。ただし、この場合は、第１の変形例の場
合の内部シャッタ１２の役割を外部シャッタ１５が果た
している。
【００４１】また、この場合は、外部シャッタ１４、１
５を閉じた状態でも、励起光源３ｂによって励起された
励起媒体２ｂと２枚の出力ミラー５ｂ、６ｂによってレ
ーザ発振器１ｂは発振し、レーザ発振器１ｂの両側から
２本のレーザビームＬ５、Ｌ ６を放射するが、いずれの
レーザビームＬ５、Ｌ６も外部シャッタ１４、１５で遮
断されて外部シャッタ１４、１５の外部へは到達しな
い。
５を閉じた状態でも、励起光源３ｂによって励起された
励起媒体２ｂと２枚の出力ミラー５ｂ、６ｂによってレ
ーザ発振器１ｂは発振し、レーザ発振器１ｂの両側から
２本のレーザビームＬ５、Ｌ ６を放射するが、いずれの
レーザビームＬ５、Ｌ６も外部シャッタ１４、１５で遮
断されて外部シャッタ１４、１５の外部へは到達しな
い。
【００４２】したがってこの場合も、図３に示すよう
に、被加工体１７に間歇的に加工点１８ａ、１８ｂ、１
８ｃ…１８ｎが設定されている場合に用いることができ
る。
に、被加工体１７に間歇的に加工点１８ａ、１８ｂ、１
８ｃ…１８ｎが設定されている場合に用いることができ
る。
【００４３】次に、上述のレーザ発振器１、１ａ、１ｂ
を用いたレーザ加工装置について図面を参照した説明す
る。
を用いたレーザ加工装置について図面を参照した説明す
る。
【００４４】図５は本発明のレーザ加工装置の第１の実
施例の模式図である。レーザ発振器１、１ａ、１ｂの両
出力側の光軸上の所定個所には、それぞれ光ファイバ入
射用レンズ３１ａ、３１ｂが配置されている。この光フ
ァイバ入射用レンズ３１ａ、３１ｂの焦点の位置には光
ファイバ３２ａ、３２ｂの端面が光ファイバ固定ユニッ
ト３３ａ、３３ｂにより固定されている。また、光ファ
イバ３２ａ、３２ｂの他端には加工用集光レンズ（不図
示）を具えた加工ヘッド３４ａ、３４ｂが接続されてい
る。
施例の模式図である。レーザ発振器１、１ａ、１ｂの両
出力側の光軸上の所定個所には、それぞれ光ファイバ入
射用レンズ３１ａ、３１ｂが配置されている。この光フ
ァイバ入射用レンズ３１ａ、３１ｂの焦点の位置には光
ファイバ３２ａ、３２ｂの端面が光ファイバ固定ユニッ
ト３３ａ、３３ｂにより固定されている。また、光ファ
イバ３２ａ、３２ｂの他端には加工用集光レンズ（不図
示）を具えた加工ヘッド３４ａ、３４ｂが接続されてい
る。
【００４５】これらの構成では、レーザ発振器１、１
ａ、１ｂから放射されたれレーザビームＬ５、Ｌ６は２
分岐して使用しているため、被加工体１７ａ、１７ｂの
それぞれの所定個所に照射することで、同時に２つの加
工に使用できる。しかも、２つのレーザビームＬ５、Ｌ
６は、被加工物１７ａ、１７ｂに応じて、光強度や波長
が、レーザ発振器１、１ａ、１ｂの出力ミラー（不図
示）の反射率や波長変換素子の選定により予め設定され
ているので、異なる被加工体１７ａ、１７ｂ、例えば、金
属とプラスチック等に対して同時に所望の加工を行なう
ことができる。さらに、同じ材質の被加工体１７ａ、１
７ｂに対しても、異なる熱加工（たとえば、溶接と切断
又は焼入れ等）を同時に施すこともできる。
ａ、１ｂから放射されたれレーザビームＬ５、Ｌ６は２
分岐して使用しているため、被加工体１７ａ、１７ｂの
それぞれの所定個所に照射することで、同時に２つの加
工に使用できる。しかも、２つのレーザビームＬ５、Ｌ
６は、被加工物１７ａ、１７ｂに応じて、光強度や波長
が、レーザ発振器１、１ａ、１ｂの出力ミラー（不図
示）の反射率や波長変換素子の選定により予め設定され
ているので、異なる被加工体１７ａ、１７ｂ、例えば、金
属とプラスチック等に対して同時に所望の加工を行なう
ことができる。さらに、同じ材質の被加工体１７ａ、１
７ｂに対しても、異なる熱加工（たとえば、溶接と切断
又は焼入れ等）を同時に施すこともできる。
【００４６】また、図６に加工ヘッド部の模式図を示す
ように、第２の実施例としては、光ファイバ３２ｃ、３
２ｄで伝搬された２本のレーザビームＬ７、Ｌ８を、加
工ヘッド３４ｃ、３４ｄにより被加工体１７ｃの加工点
１８ａ、１８ｂ、１８ｃ…１８ｎに対して、２方向から
それぞれ波長の違うレーザビームＬ７、Ｌ８を同時に照
射することで、単一波長のみでは加工の難しい材料に対
しても、レーザビームＬ７、Ｌ８の吸収率を高めること
ができ、それにより適切な加工を施すことができる。
ように、第２の実施例としては、光ファイバ３２ｃ、３
２ｄで伝搬された２本のレーザビームＬ７、Ｌ８を、加
工ヘッド３４ｃ、３４ｄにより被加工体１７ｃの加工点
１８ａ、１８ｂ、１８ｃ…１８ｎに対して、２方向から
それぞれ波長の違うレーザビームＬ７、Ｌ８を同時に照
射することで、単一波長のみでは加工の難しい材料に対
しても、レーザビームＬ７、Ｌ８の吸収率を高めること
ができ、それにより適切な加工を施すことができる。
【００４７】以上に述べたように本発明によれば、レー
ザ発振器のレーザビームの取り出しを２方向にすること
により、光ファイバへの入射までの光路上にミラーが無
く、ビーム品質（偏光成分）に影響することが無い。
ザ発振器のレーザビームの取り出しを２方向にすること
により、光ファイバへの入射までの光路上にミラーが無
く、ビーム品質（偏光成分）に影響することが無い。
【００４８】また、レーザビームの一方を波長変換素子
により、波長変換を行うことで、従来、単一波長では加
工が困難であった材料に２波長のレーザビームを同時に
用いることで、加工の際のレーザビームの吸収率を改善
させることができる。
により、波長変換を行うことで、従来、単一波長では加
工が困難であった材料に２波長のレーザビームを同時に
用いることで、加工の際のレーザビームの吸収率を改善
させることができる。
【００４９】また、レーザ発振器の構成により、最初か
らレーザビームを２方向から放射できるようにしてある
ので、分岐に必要な、ビームスプリッタ（部分反射ミラ
ー）を設ける必要がなく、構成部品も低減するため機械
的な変動に対して強くなる。
らレーザビームを２方向から放射できるようにしてある
ので、分岐に必要な、ビームスプリッタ（部分反射ミラ
ー）を設ける必要がなく、構成部品も低減するため機械
的な変動に対して強くなる。
【００５０】さらに、使用ミラーの減少によりレーザビ
ームの品質（偏光成分）劣化が防止できる。
ームの品質（偏光成分）劣化が防止できる。
【００５１】また、レーザ発振器の両側よリレーザビー
ムを放射することで、レーザビームの２分岐化を行う場
合に、部分反射ミラーによるレーザビームのもつ偏光成
分の影響を受けずに使用できる。
ムを放射することで、レーザビームの２分岐化を行う場
合に、部分反射ミラーによるレーザビームのもつ偏光成
分の影響を受けずに使用できる。
【００５２】また、左右共に同一のビーム品質を持った
レーザビームが放射されるため、使用する光学系の構成
を同じにすることができる。
レーザビームが放射されるため、使用する光学系の構成
を同じにすることができる。
【００５３】また、レーザ発振器１の片方に波長変換素
子を組み込むことにより同一発振器で波長の違ったレー
ザビームを使用することができる。
子を組み込むことにより同一発振器で波長の違ったレー
ザビームを使用することができる。
【００５４】
【発明の効果】本発明によれば、被加工体に対して有効
な照射条件を任意に設定できる複数のレーザビームが得
られるレーザ発振器と、それを用いたレーザ加工装置を
提供することができる。
な照射条件を任意に設定できる複数のレーザビームが得
られるレーザ発振器と、それを用いたレーザ加工装置を
提供することができる。
【図１】本発明のレーザ発振器の基本構成を示す模式
図。
図。
【図２】本発明のレーザ発振器の第１の変形例の構成を
示す模式図。
示す模式図。
【図３】被加工体に形成された間歇的な加工点の説明
図。
図。
【図４】本発明のレーザ発振器の第２の変形例の構成を
示す模式図。
示す模式図。
【図５】本発明のレーザ加工装置の第１の実施例の模式
図。
図。
【図６】本発明のレーザ加工装置の第２の実施例の加工
ヘッド部の模式図。
ヘッド部の模式図。
【図７】従来のレーザ加工装置の模式図。
１、１ａ、１ｂ…レーザ発振器、２、２ａ、２ｂ…励起
媒体、４、４ａ、４ｂ…キャビティ、５、５ａ、５ｂ…
出力ミラー、６、６ａ、６ｂ…出力ミラー、１１…内部
波長変換素子、１２…内部シャッタ、１３…Ｑスイッチ
素子、１４…外部シャッタ、１５…外部シャッタ、２１
…外部波長変換素子、３２ａ、３２ｂ…光ファイバ、３
４ａ、３４ｂ、３４ｃ、３４ｄ…加工ヘッド
媒体、４、４ａ、４ｂ…キャビティ、５、５ａ、５ｂ…
出力ミラー、６、６ａ、６ｂ…出力ミラー、１１…内部
波長変換素子、１２…内部シャッタ、１３…Ｑスイッチ
素子、１４…外部シャッタ、１５…外部シャッタ、２１
…外部波長変換素子、３２ａ、３２ｂ…光ファイバ、３
４ａ、３４ｂ、３４ｃ、３４ｄ…加工ヘッド
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０１Ｓ 3/109 Ｈ０１Ｓ 3/109 3/11 3/11
Claims (5)
- 【請求項１】 励起光源からの励起光により励起する励
起媒体を収納したキャビティと、このキャビティを所定
間隔で挟む位置に配置した一対のミラーで形成した光共
振器を有するレーザ発振器において、 前記一対のミラーは、いずれも出力ミラーであることを
特徴とするレーザ発振器。 - 【請求項２】 前記出力ミラーを構成している一対のミ
ラーは、相互の反射率が異なっていることを特徴とする
請求項１記載のレーザ発振器。 - 【請求項３】 前記出力ミラーのいずれか一方と前記キ
ャビティとの間にはＱスイッチ素子が配置され、前記出
力ミラーの他方側の前記キャボティの外部には波長変換
素子が配置されていることを特徴とする請求項１記載又
は請求項２記載のレーザ発振器。 - 【請求項４】 前記Ｑスイッチ素子が設けられた側の出
力ミラーの外側と、もう一方の出力ミラー側の波長変換
素子の外側にはそれぞれシャッタが設けられていること
を特徴とする請求項１乃至請求項３に記載のレーザ発振
器。 - 【請求項５】 請求項１乃至請求項４記載のレーザ発振
器から出力された複数のレーザビームをそれぞれ光ファ
イバを介してそれぞれの加工ヘッドへ伝播し、前記加工
ヘッドにより被加工体に対して、同加工点又は分離した
複数の加工点を同時に加工することを特徴とするレーザ
加工装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001036886A JP2002246677A (ja) | 2001-02-14 | 2001-02-14 | レーザ発振器とレーザ加工装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001036886A JP2002246677A (ja) | 2001-02-14 | 2001-02-14 | レーザ発振器とレーザ加工装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002246677A true JP2002246677A (ja) | 2002-08-30 |
Family
ID=18900096
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001036886A Pending JP2002246677A (ja) | 2001-02-14 | 2001-02-14 | レーザ発振器とレーザ加工装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002246677A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005045211A (ja) * | 2003-05-16 | 2005-02-17 | Metal Improvement Co Inc | セルフシード単一周波数固体リングレーザ、単一周波数レーザピーニング法、及び、そのシステム |
| JP2008504671A (ja) * | 2004-05-14 | 2008-02-14 | エレクトロ サイエンティフィック インダストリーズ インコーポレーテッド | 多出力ハーモニックレーザおよびその使用方法 |
| US8374206B2 (en) | 2008-03-31 | 2013-02-12 | Electro Scientific Industries, Inc. | Combining multiple laser beams to form high repetition rate, high average power polarized laser beam |
-
2001
- 2001-02-14 JP JP2001036886A patent/JP2002246677A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005045211A (ja) * | 2003-05-16 | 2005-02-17 | Metal Improvement Co Inc | セルフシード単一周波数固体リングレーザ、単一周波数レーザピーニング法、及び、そのシステム |
| JP2008504671A (ja) * | 2004-05-14 | 2008-02-14 | エレクトロ サイエンティフィック インダストリーズ インコーポレーテッド | 多出力ハーモニックレーザおよびその使用方法 |
| US8374206B2 (en) | 2008-03-31 | 2013-02-12 | Electro Scientific Industries, Inc. | Combining multiple laser beams to form high repetition rate, high average power polarized laser beam |
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