JP2003001465A - 複合型光ファイバを用いたレーザ加工システム - Google Patents
複合型光ファイバを用いたレーザ加工システムInfo
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 複合型光ファイバを用いたレーザ加工システ
ムに関するものであり、このシステムは、特に、レーザ
を使用する溶接、切断の分野において使用される以外
に、レーザを使用する医療用の治療分野、及びレーザを
使用する表面クリーニング等のレーザ除染において使用
されている。 【解決手段】 加工用レーザ伝送用の大口径ファイバの
周囲に多数の画像伝送用ファイバが集束され一体化され
ている複合型光ファイバと、加工用レーザ光を前記複合
型光ファイバに入射する入射部と、複合型光ファイバに
より伝送された加工用レーザ光を被加工物に向けて出射
する出射部と、被加工物を照明する照明用レーザ光を前
記複合型光ファイバに加工用レーザ光と波長の違いを利
用して同時に入射するためのレーザ合成部と、レーザに
より照明された被加工物の画像を加工時の発光等の外乱
光と分離して観察するための観察部を備えている、レー
ザ加工システム。
ムに関するものであり、このシステムは、特に、レーザ
を使用する溶接、切断の分野において使用される以外
に、レーザを使用する医療用の治療分野、及びレーザを
使用する表面クリーニング等のレーザ除染において使用
されている。 【解決手段】 加工用レーザ伝送用の大口径ファイバの
周囲に多数の画像伝送用ファイバが集束され一体化され
ている複合型光ファイバと、加工用レーザ光を前記複合
型光ファイバに入射する入射部と、複合型光ファイバに
より伝送された加工用レーザ光を被加工物に向けて出射
する出射部と、被加工物を照明する照明用レーザ光を前
記複合型光ファイバに加工用レーザ光と波長の違いを利
用して同時に入射するためのレーザ合成部と、レーザに
より照明された被加工物の画像を加工時の発光等の外乱
光と分離して観察するための観察部を備えている、レー
ザ加工システム。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、複合型光ファイバ
を用いたレーザ加工システムに関するものであり、この
システムは、特に、レーザを使用する溶接、切断の分野
において使用される以外に、レーザを使用する医療の治
療分野、及びレーザを使用する表面クリーニング等のレ
ーザ除染において使用されている。
を用いたレーザ加工システムに関するものであり、この
システムは、特に、レーザを使用する溶接、切断の分野
において使用される以外に、レーザを使用する医療の治
療分野、及びレーザを使用する表面クリーニング等のレ
ーザ除染において使用されている。
【０００２】
【従来の技術】従来より、レーザ光を非接触の工具とし
て各種材料の加工に利用することが行なわれている。そ
して、レーザ光エネルギーを被加工物へ伝送する光学系
として光ファイバを用いたレーザ加工装置が開発された
ことにより、レーザ加工の適用可能な範囲が一段と広が
り、比較的小径の配管内でのレーザ加工も可能となっ
た。例えば、光ファイバを用いたレーザ加工装置により
溶接や切断加工を行なう場合には、レーザから発振され
た加工用レーザ光を光ファイバで導光し、集光光学系を
用いて被加工物上にレーザ光を集光することによって各
種のレーザ加工を行なうことができる。
て各種材料の加工に利用することが行なわれている。そ
して、レーザ光エネルギーを被加工物へ伝送する光学系
として光ファイバを用いたレーザ加工装置が開発された
ことにより、レーザ加工の適用可能な範囲が一段と広が
り、比較的小径の配管内でのレーザ加工も可能となっ
た。例えば、光ファイバを用いたレーザ加工装置により
溶接や切断加工を行なう場合には、レーザから発振され
た加工用レーザ光を光ファイバで導光し、集光光学系を
用いて被加工物上にレーザ光を集光することによって各
種のレーザ加工を行なうことができる。
【０００３】また、同様にレーザ光は人の生体組織を切
断したり気化させたりすることを含む種々の手術を行う
ために医療に利用されている。そして、レーザ光エネル
ギーを体内へ伝送する光学系として光ファイバを用いた
レーザ治療装置が開発されたことにより、レーザ治療の
適用可能な範囲が一段と広がり、内視鏡的治療に応用さ
れるようになった。例えば、消化器、気管などの臓器内
で内視鏡を用いて手術を行う場合には、現在用いられて
いる内視鏡にレーサ治療用の導光路、すなわち光ファイ
バを通すことにより、レーザ治療を行なうことができ
る。
断したり気化させたりすることを含む種々の手術を行う
ために医療に利用されている。そして、レーザ光エネル
ギーを体内へ伝送する光学系として光ファイバを用いた
レーザ治療装置が開発されたことにより、レーザ治療の
適用可能な範囲が一段と広がり、内視鏡的治療に応用さ
れるようになった。例えば、消化器、気管などの臓器内
で内視鏡を用いて手術を行う場合には、現在用いられて
いる内視鏡にレーサ治療用の導光路、すなわち光ファイ
バを通すことにより、レーザ治療を行なうことができ
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】加工位置の観察をファ
イバスコープ等で行わなければならないような配管内等
のレーザ加工で、レーザ加工装置とファイバスコープを
同時に挿入できないような狭隘な部位へのレーザ加工を
可能にする方法として、「レーザ加工装置およびこれを
用いたレーザ加工方法」（特願平８−２０２６０号）と
「レーザ加工装置およびこれを用いたレーザ加工方法」
（特願平８−２０２６１号）が出願されている。これら
の装置を応用すれば、内視鏡下手術におけるレーザ治療
において、体内に導入するフレキシブルアームをさらに
スリムに構成することが可能となる。
イバスコープ等で行わなければならないような配管内等
のレーザ加工で、レーザ加工装置とファイバスコープを
同時に挿入できないような狭隘な部位へのレーザ加工を
可能にする方法として、「レーザ加工装置およびこれを
用いたレーザ加工方法」（特願平８−２０２６０号）と
「レーザ加工装置およびこれを用いたレーザ加工方法」
（特願平８−２０２６１号）が出願されている。これら
の装置を応用すれば、内視鏡下手術におけるレーザ治療
において、体内に導入するフレキシブルアームをさらに
スリムに構成することが可能となる。
【０００５】但し、これにおいても、
１） レーザ加工中は、加工にともなう強い発光が画像
観察の妨げになる。また、ハロゲンランプ等の通常の可
視光を複合型光ファイバで伝送させて照明させる場合、
集光性が悪いため同ファイバへの入射の際のロスが大き
い。
観察の妨げになる。また、ハロゲンランプ等の通常の可
視光を複合型光ファイバで伝送させて照明させる場合、
集光性が悪いため同ファイバへの入射の際のロスが大き
い。
【０００６】２） 照明光を画像観察系と同じラインで
入れているので途中光学系による散乱光、反射光が取り
込む画像情報にとって妨げとなる。などの課題がある。
入れているので途中光学系による散乱光、反射光が取り
込む画像情報にとって妨げとなる。などの課題がある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明のレーザ加工システムでは、加工用レーザと
一緒に、照明用レーザを複合型光ファイバの中心部を伝
送させ、被加工物に照射する。この照明用レーザとして
はＬＤ励起ＹＡＧレーザの第二高調波（波長５３２ｎ
ｍ）等が考えられ、加工用レーザとの波長の違いを利用
し、両者はそれぞれ光ファイバで導光してきて、ダイク
ロイックビームスプリッター等の波長選択光学部品で、
一方（加工用レーザ）は反射、一方（照明用レーザ）は
透過として正確に一本のビームとして重ねることができ
る。
に、本発明のレーザ加工システムでは、加工用レーザと
一緒に、照明用レーザを複合型光ファイバの中心部を伝
送させ、被加工物に照射する。この照明用レーザとして
はＬＤ励起ＹＡＧレーザの第二高調波（波長５３２ｎ
ｍ）等が考えられ、加工用レーザとの波長の違いを利用
し、両者はそれぞれ光ファイバで導光してきて、ダイク
ロイックビームスプリッター等の波長選択光学部品で、
一方（加工用レーザ）は反射、一方（照明用レーザ）は
透過として正確に一本のビームとして重ねることができ
る。
【０００８】単一波長で照明された被加工物の画像は、
複合型光ファイバの中で加工用レーザ伝送用のファイバ
の周囲にバンドルされた画像伝送用ファイバで伝送さ
れ、複合型光ファイバへの入射部（入射光学系）を通し
て戻ってきて画像観察装置（モニタ装置）で結像する。
その際、画像観察装置に入光する画像は、照明用レーザ
光の波長の光を選択的に透過する干渉フィルタを通して
観察されるので、加工時の発光等の外乱を非常によく除
去でき、鮮明な画像が得られる。照明用レーザ光は、照
明用レーザ本体から伝送してきた光ファイバの出射口に
設置する、コリメート光学系（照明用レーザ光を伝送す
るファイバ出口に設置されるレンズ系）の微調整によ
り、加工用レーザを複合型光ファイバに入射するための
入射光学系を通して複合型光ファイバに正確に入射する
ことができ、照明光量のロスがほとんど生じない。
複合型光ファイバの中で加工用レーザ伝送用のファイバ
の周囲にバンドルされた画像伝送用ファイバで伝送さ
れ、複合型光ファイバへの入射部（入射光学系）を通し
て戻ってきて画像観察装置（モニタ装置）で結像する。
その際、画像観察装置に入光する画像は、照明用レーザ
光の波長の光を選択的に透過する干渉フィルタを通して
観察されるので、加工時の発光等の外乱を非常によく除
去でき、鮮明な画像が得られる。照明用レーザ光は、照
明用レーザ本体から伝送してきた光ファイバの出射口に
設置する、コリメート光学系（照明用レーザ光を伝送す
るファイバ出口に設置されるレンズ系）の微調整によ
り、加工用レーザを複合型光ファイバに入射するための
入射光学系を通して複合型光ファイバに正確に入射する
ことができ、照明光量のロスがほとんど生じない。
【０００９】また、本発明の他のレーザ加工システムで
は、照明用レーザをコーンレンズ等の光学系を用いて一
旦リングビームとし、複合型光ファイバの集光光学系の
中心を通ることなく複合型光ファイバに伝送させるの
で、集光光学系の中心を通す場合に生じる散乱・反射光
が画像観察装置に外乱光として入光するのを防ぐことが
出来る。また、照明用レーザを、加工用レーザ伝送用の
大口径ファイバの開口角とほぼ等しい角度で入射するこ
とにより、同ファイバに入射するビームの一部は加工用
レーザ伝送用の大口径ファイバのコアからクラッド層に
抜け、クラッド層内を反射して進むクラッドモードとし
て伝搬する。このクラッドモードとして伝搬した照明光
は、ファイバのコアを伝送したものよりも開口角が大き
く出射されるので、被加工物に対してより広範囲に照明
する効果がある。
は、照明用レーザをコーンレンズ等の光学系を用いて一
旦リングビームとし、複合型光ファイバの集光光学系の
中心を通ることなく複合型光ファイバに伝送させるの
で、集光光学系の中心を通す場合に生じる散乱・反射光
が画像観察装置に外乱光として入光するのを防ぐことが
出来る。また、照明用レーザを、加工用レーザ伝送用の
大口径ファイバの開口角とほぼ等しい角度で入射するこ
とにより、同ファイバに入射するビームの一部は加工用
レーザ伝送用の大口径ファイバのコアからクラッド層に
抜け、クラッド層内を反射して進むクラッドモードとし
て伝搬する。このクラッドモードとして伝搬した照明光
は、ファイバのコアを伝送したものよりも開口角が大き
く出射されるので、被加工物に対してより広範囲に照明
する効果がある。
【００１０】更にまた、本発明の他のレーザ加工システ
ムでは、加工用レーザ伝送用の大口径ファイバの開口数
を画像伝送用ファイバの開口数より小さくすることによ
り、よりクラッドモードの照明伝送の割合を大きくで
き、被加工物に対してより広範囲でかつ均等な照明をす
る効果がある。また、同時に、加工用レーザ伝送用の大
口径ファイバのクラッド層と画像伝送用ファイバの間に
純粋石英の保護層を設けることにより、より高次のモー
ド変換によりクラッド層から外側にビームが出て行くの
を抑えることができ、より安定な照明を行える効果があ
る。
ムでは、加工用レーザ伝送用の大口径ファイバの開口数
を画像伝送用ファイバの開口数より小さくすることによ
り、よりクラッドモードの照明伝送の割合を大きくで
き、被加工物に対してより広範囲でかつ均等な照明をす
る効果がある。また、同時に、加工用レーザ伝送用の大
口径ファイバのクラッド層と画像伝送用ファイバの間に
純粋石英の保護層を設けることにより、より高次のモー
ド変換によりクラッド層から外側にビームが出て行くの
を抑えることができ、より安定な照明を行える効果があ
る。
【００１１】
【発明の実施の形態】本発明は、溶接、切断の分野にお
いて使用される以外の複合型光ファイバに導光して使用
する応用例を表１に示す。
いて使用される以外の複合型光ファイバに導光して使用
する応用例を表１に示す。
【００１２】（１） レーザ治療
【００１３】
【表１】
【００１４】これらのレーザ治療に使用するレーザを表
２に示す。レーザの波長は、紫外、可視、赤外とさまざ
まなものが利用でき、時間構造も連続波のものとパルス
のものとがあり、最大で平均出力１００Ｗ程度のレーザ
まで利用される。
２に示す。レーザの波長は、紫外、可視、赤外とさまざ
まなものが利用でき、時間構造も連続波のものとパルス
のものとがあり、最大で平均出力１００Ｗ程度のレーザ
まで利用される。
【００１５】
【表２】
【００１６】表２の石英ファイバの使用が不可とした２
例を除き、全てのケースにおいて複合型光ファイバの適
用が可能である。また、導光部のフレキシブル性や細径
化が重要となる内視鏡下の手術への応用が考えられる。
例を除き、全てのケースにおいて複合型光ファイバの適
用が可能である。また、導光部のフレキシブル性や細径
化が重要となる内視鏡下の手術への応用が考えられる。
【００１７】（２） レーザ除染
複合型光ファイバの他の応用例としてレーザ除染があげ
られる。レーザを用いた表面クリーニング技術は、レー
ザ技術の発達とともに進展を遂げ、技術的に確立されて
きた。それは、超音速戦闘機の表面付着物除去や、古典
的名画の表面洗浄、重要古典建築物の表面汚染物除去等
である。これらは表面に強固かつ複雑に付着している汚
染物質を、その繊細な基板にほとんど影響を与えずに取
り去ることができる技術である。現在、既にレーザを用
いた表面クリーニング装置は製品化されており、レーザ
出力１０−４０Ｗ、パルス幅５０ｎｓｅｃ以下である
が、ファイバ導光可能なものである。
られる。レーザを用いた表面クリーニング技術は、レー
ザ技術の発達とともに進展を遂げ、技術的に確立されて
きた。それは、超音速戦闘機の表面付着物除去や、古典
的名画の表面洗浄、重要古典建築物の表面汚染物除去等
である。これらは表面に強固かつ複雑に付着している汚
染物質を、その繊細な基板にほとんど影響を与えずに取
り去ることができる技術である。現在、既にレーザを用
いた表面クリーニング装置は製品化されており、レーザ
出力１０−４０Ｗ、パルス幅５０ｎｓｅｃ以下である
が、ファイバ導光可能なものである。
【００１８】レーザ除染はアブレーション作用（レーザ
光をターゲット表面に集光することにより、その箇所を
高温、溶融状態にし、その表面のみを爆発的に蒸発気化
させる作用）を使用する。レーザパルスにおけるアブレ
ーション率の比較をした場合、アブレーション率が除染
率に比例するとすると、よりパルス幅の短いレーザパル
スが、除染に有効である。
光をターゲット表面に集光することにより、その箇所を
高温、溶融状態にし、その表面のみを爆発的に蒸発気化
させる作用）を使用する。レーザパルスにおけるアブレ
ーション率の比較をした場合、アブレーション率が除染
率に比例するとすると、よりパルス幅の短いレーザパル
スが、除染に有効である。
【００１９】但し、その場合の課題として、ファイバで
のレーザパワーの伝送が困難になるという問題がある。
極短パルスでは、高いピーク出力となってしまい、ファ
イバ自身の耐光性が問題になる。そこで、除染の中でも
比較的、低いピークパワーでも効果のある美術品等の表
面除染等は、複合型光ファイバの具体的な応用例であ
る。以下、本発明を実施例に基づいて説明する。
のレーザパワーの伝送が困難になるという問題がある。
極短パルスでは、高いピーク出力となってしまい、ファ
イバ自身の耐光性が問題になる。そこで、除染の中でも
比較的、低いピークパワーでも効果のある美術品等の表
面除染等は、複合型光ファイバの具体的な応用例であ
る。以下、本発明を実施例に基づいて説明する。
【００２０】
【実施例】（実施例１）本発明の一実施例を図１に基づ
いて説明する。ＹＡＧレーザ発振器から発振された加工
用レーザのＹＡＧレーザビームは、光ファイバを経てレ
ーザ合成部であるダイクロックビームスプリッターに導
入され、そのスプリッターで反射され、複合型光ファイ
バへの入射光学系に導入されて複合型光ファイバに通過
可能に処理された後、複合型光ファイバをとうして出射
部に導入され、そこで集光処理されて被加工物に照射さ
れる。
いて説明する。ＹＡＧレーザ発振器から発振された加工
用レーザのＹＡＧレーザビームは、光ファイバを経てレ
ーザ合成部であるダイクロックビームスプリッターに導
入され、そのスプリッターで反射され、複合型光ファイ
バへの入射光学系に導入されて複合型光ファイバに通過
可能に処理された後、複合型光ファイバをとうして出射
部に導入され、そこで集光処理されて被加工物に照射さ
れる。
【００２１】照明用レーザ光は、照明光ガイド用光ファ
イバを通過してダイクロックビームスプリッターに導入
され、上記加工用レーザの中心部に加えられ、入射光学
系で光ファイバ通過可能に集光光学処理された後、複合
型光ファイバをとうして出射部に導入され、そこで加工
用レーザとともに集光処理されて被加工物に照射され
る。
イバを通過してダイクロックビームスプリッターに導入
され、上記加工用レーザの中心部に加えられ、入射光学
系で光ファイバ通過可能に集光光学処理された後、複合
型光ファイバをとうして出射部に導入され、そこで加工
用レーザとともに集光処理されて被加工物に照射され
る。
【００２２】照射画像は、被加工物を照射した後の照射
用レーザの反射光として、照射方向とは逆行して出射
部、複合型光ファイバ、入射光学系、ビームスプリッタ
ー及び干渉フィルターを経てモニタ装置に到達して映し
出される。
用レーザの反射光として、照射方向とは逆行して出射
部、複合型光ファイバ、入射光学系、ビームスプリッタ
ー及び干渉フィルターを経てモニタ装置に到達して映し
出される。
【００２３】（実施例２）本発明の他の実施例を図２に
基づいて説明する。ＹＡＧレーザ発振器から発振された
加工用レーザのＹＡＧレーザビームは、光ファイバを経
てダイクロックビームスプリッターに導入され、そのス
プリッターで反射され、複合型ファイバへの入射光学系
に導入されて複合型光ファイバに通過可能に集光光学処
理された後、複合型光ファイバをとうして出射部に導入
され、そこで集光処理されて被加工物に照射される。
基づいて説明する。ＹＡＧレーザ発振器から発振された
加工用レーザのＹＡＧレーザビームは、光ファイバを経
てダイクロックビームスプリッターに導入され、そのス
プリッターで反射され、複合型ファイバへの入射光学系
に導入されて複合型光ファイバに通過可能に集光光学処
理された後、複合型光ファイバをとうして出射部に導入
され、そこで集光処理されて被加工物に照射される。
【００２４】照明用レーザ発振器から発振された照明用
レーザ光は、照明光ガイド用光ファイバを経てコーンレ
ンズ系に導入されてリングビーム光に変換され、ダイク
ロックビームスプリッターに導入され、リング光の形態
で加工用レーザに加えられ、入射光学系で光ファイバ通
過可能に処理された後、複合型光ファイバをとうして出
射部に導入され、そこで加工用レーザとともに集光処理
されて被加工物に照射される。照明用レーザ光は、コー
ンレンズ系でリングビーム光に変換されるので、入射光
学系の中心を通す場合に生ずる散乱、反射光が外乱光と
して画像モニタ装置に入光するのを防ぐことができる。
レーザ光は、照明光ガイド用光ファイバを経てコーンレ
ンズ系に導入されてリングビーム光に変換され、ダイク
ロックビームスプリッターに導入され、リング光の形態
で加工用レーザに加えられ、入射光学系で光ファイバ通
過可能に処理された後、複合型光ファイバをとうして出
射部に導入され、そこで加工用レーザとともに集光処理
されて被加工物に照射される。照明用レーザ光は、コー
ンレンズ系でリングビーム光に変換されるので、入射光
学系の中心を通す場合に生ずる散乱、反射光が外乱光と
して画像モニタ装置に入光するのを防ぐことができる。
【００２５】照射画像は、被加工物を照射した後の照射
用レーザの反射光として、照射方向とは逆行して出射
部、複合型光ファイバ、入射光学系、ビームスプリッタ
ー及び干渉フィルターを経てモニタ装置に到達して映し
出される。
用レーザの反射光として、照射方向とは逆行して出射
部、複合型光ファイバ、入射光学系、ビームスプリッタ
ー及び干渉フィルターを経てモニタ装置に到達して映し
出される。
【００２６】（実施例３）本発明の複合型光ファイバを
図３に基づいて説明する。複合型光ファイバは、加工用
レーザ伝送用のコア層、クラッド層、保護層、及び画像
伝送用ファイバから構成されている。この加工用レーザ
はコア層を経て伝送され、照明用レーザ光は画像伝送用
ファイバを経て被加工物及びモニタ装置に伝送される。
図３に基づいて説明する。複合型光ファイバは、加工用
レーザ伝送用のコア層、クラッド層、保護層、及び画像
伝送用ファイバから構成されている。この加工用レーザ
はコア層を経て伝送され、照明用レーザ光は画像伝送用
ファイバを経て被加工物及びモニタ装置に伝送される。
【００２７】このコア層の開口数が画像伝送用ファイバ
の開口数より小さいので、照明用レーザ光の伝送割合を
大きくできる結果、被加工物に対して広範囲な照明及ぶ
モニタ処理をすることができる。
の開口数より小さいので、照明用レーザ光の伝送割合を
大きくできる結果、被加工物に対して広範囲な照明及ぶ
モニタ処理をすることができる。
【００２８】又、コア層と画像伝送用ファイバの間に保
護層が設けられているので、コア層のレーザ光が画像伝
送用ファイバに侵入することが防止されている。
護層が設けられているので、コア層のレーザ光が画像伝
送用ファイバに侵入することが防止されている。
【００２９】
【発明の効果】本発明のレーザ加工システムでは、加工
用レーザと一緒に、照明用レーザを複合型光ファイバの
中心部を伝送させて被加工物に照射し、照明された被加
工物の画像は、複合型光ファイバの中で加工用レーザ伝
送用のファイバの周囲にバンドルされた画像伝送用ファ
イバで戻ってきて画像観察装置（モニタ装置）で結像
し、且つ画像観察装置に入光する画像は、照明用レーザ
光の波長の光を選択的に透過する干渉フィルタを通して
観察されるので、加工時の発光等の外乱を非常によく除
去でき、鮮明な画像が得られる、という本発明に特有の
顕著な効果を生ずる。この場合には、照明用レーザ光
は、コリメート光学系の微調整によりビームの平行度、
出射方向、出射位置を調整し、加工用レーザ光とともに
入射光学系を通して複合型光ファイバに正確に入射する
ことができるので、照明光量のロスがほとんど生じな
い、という本発明に特有の顕著な効果を生ずる。。
用レーザと一緒に、照明用レーザを複合型光ファイバの
中心部を伝送させて被加工物に照射し、照明された被加
工物の画像は、複合型光ファイバの中で加工用レーザ伝
送用のファイバの周囲にバンドルされた画像伝送用ファ
イバで戻ってきて画像観察装置（モニタ装置）で結像
し、且つ画像観察装置に入光する画像は、照明用レーザ
光の波長の光を選択的に透過する干渉フィルタを通して
観察されるので、加工時の発光等の外乱を非常によく除
去でき、鮮明な画像が得られる、という本発明に特有の
顕著な効果を生ずる。この場合には、照明用レーザ光
は、コリメート光学系の微調整によりビームの平行度、
出射方向、出射位置を調整し、加工用レーザ光とともに
入射光学系を通して複合型光ファイバに正確に入射する
ことができるので、照明光量のロスがほとんど生じな
い、という本発明に特有の顕著な効果を生ずる。。
【００３０】又、本発明においては、照明用レーザをコ
ーンレンズ等の光学系を用いて一旦リングビームとし、
複合型光ファイバの集光光学系の中心を通ることなく複
合型光ファイバに伝送させるので、集光光学系の中心を
通す場合に生じる散乱・反射光が画像観察装置に外乱光
として入光するのを防ぐことが出来る、という本発明に
特有の顕著な効果が生ずる。
ーンレンズ等の光学系を用いて一旦リングビームとし、
複合型光ファイバの集光光学系の中心を通ることなく複
合型光ファイバに伝送させるので、集光光学系の中心を
通す場合に生じる散乱・反射光が画像観察装置に外乱光
として入光するのを防ぐことが出来る、という本発明に
特有の顕著な効果が生ずる。
【００３１】更に又、本発明においては、加工用レーザ
伝送用の大口径ファイバの開口数を画像伝送用ファイバ
の開口数より小さくすることにより、クラッド層の照明
伝送の割合を大きくでき、被加工物に対してより広範囲
でかつ均等な照明をすることができる、という本発明に
特有の顕著な効果がある。
伝送用の大口径ファイバの開口数を画像伝送用ファイバ
の開口数より小さくすることにより、クラッド層の照明
伝送の割合を大きくでき、被加工物に対してより広範囲
でかつ均等な照明をすることができる、という本発明に
特有の顕著な効果がある。
【図１】 本発明の複合型光ファイバを用いたレーザ加
工システムの実施例である。
工システムの実施例である。
【図２】 本発明の複合型光ファイバを用いたレーザ加
工システムの他の実施例である。
工システムの他の実施例である。
【図３】 本発明の複合型ファイバの断面を示す図であ
る。
る。
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(72)発明者 岡 潔
茨城県那珂郡東海村白方字白根２番地の４
日本原子力研究所東海研究所内
(72)発明者 武田 信和
茨城県那珂郡東海村白方字白根２番地の４
日本原子力研究所東海研究所内
(72)発明者 早川 明良
千葉県野田市二ツ塚118番地 川崎重工業
株式会社野田工場内
(72)発明者 月野 徳之
東京都江東区南砂２丁目６番５号 川崎重
工業株式会社東京設計事務所内
(72)発明者 森 清治
東京都江東区南砂２丁目６番５号 川崎重
工業株式会社東京設計事務所内
(72)発明者 鳥谷 智晶
千葉県佐倉市六崎1440番地 株式会社フジ
クラ佐倉事業所内
(72)発明者 妻沼 孝司
千葉県佐倉市六崎1440番地 株式会社フジ
クラ佐倉事業所内
Ｆターム(参考） 2H046 AA03 AA14 AA15 AA62 AD00
AD03 AD18
4E068 AH01 CA17 CC02 CE08
Claims (3)
- 【請求項１】 加工用レーザ伝送用の大口径ファイバの
周囲に多数の画像伝送用ファイバが集束され一体化され
ている複合型光ファイバと、加工用レーザ光を前記複合
型光ファイバに入射する入射部と、複合型光ファイバに
より伝送された加工用レーザ光を被加工物に向けて出射
する出射部と、被加工物を照明する照明用レーザ光を前
記複合型光ファイバに加工用レーザ光と波長の違いを利
用して同時に入射するためのレーザ合成部と、レーザに
より照明された被加工物の画像を加工時の発光等の外乱
光と分離して観察するための観察部を備えていることを
特徴とするレーザ加工システム。 - 【請求項２】 請求項１記載の照明用レーザ光を一旦リ
ングビームとし、加工用レーザ伝送用の大口径ファイバ
の開口角とほぼ等しい角度で入射することを特徴とする
請求項１記載のレーザ加工システム。 - 【請求項３】 請求項１記載の複合型光ファイバの加工
用レーザ伝送用の大口径ファイバの開口数を画像伝送用
ファイバの開口数より小さくするとともに、加工用レー
ザ伝送用の大口径ファイバのクラッド層と画像伝送用フ
ァイバの間に純粋石英の保護層を設けることを特徴とす
る請求項１記載のレーザ加工システム。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP2001187525A JP4613274B2 (ja) | 2001-06-21 | 2001-06-21 | 複合型光ファイバを用いたレーザ加工システム |
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