JP2003211280A - Device and method of laser generation and method of machining by using laser - Google Patents

Device and method of laser generation and method of machining by using laser

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JP2003211280A
JP2003211280A JP2002011712A JP2002011712A JP2003211280A JP 2003211280 A JP2003211280 A JP 2003211280A JP 2002011712 A JP2002011712 A JP 2002011712A JP 2002011712 A JP2002011712 A JP 2002011712A JP 2003211280 A JP2003211280 A JP 2003211280A
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JP
Japan
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laser
laser beam
intensity distribution
pipe
oscillator
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Kazuya Fujino
一也 藤野
Takao Miwa
隆雄 三輪
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Nippon Sheet Glass Co Ltd
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Nippon Sheet Glass Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a laser generating device in which the intensity distribution of a laser beam is variable by means of a simple structure and to provide a method of laser beam machining using the device. <P>SOLUTION: The laser generating device 10 is provided with a laser oscillator 1 and an intensity distribution transformation mechanism which equalizes the intensity distribution of the laser beam emitted from the laser oscillator. The intensity distribution transformation mechanism is a cylindrical body 3 which has an internal surface which reflects the laser beam, and the laser generating device is characterized by the fact that the laser beam emitted from the laser oscillator is made incident into the cylindrical body at a prescribed angle and the intensity distribution is transformed. <P>COPYRIGHT: (C)2003,JPO

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、レーザ発生装置、
レーザ発生方法およびレーザビームを用いた加工方法に
関する。本発明は、例えば脆性材料(ガラス、セラミッ
クス)の面取り加工や、ガラス同士の接合や溶着に好適
である。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a laser generator,
The present invention relates to a laser generation method and a processing method using a laser beam. INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention is suitable, for example, for chamfering brittle materials (glass, ceramics) and for joining or welding glass to glass.

【0002】[0002]

【従来の技術】例えば、脆性材料であるガラスの端面の
面取り加工方法としては、砥石を用いた機械的研磨が広
く行われている。
2. Description of the Related Art For example, mechanical polishing using a grindstone is widely used as a method for chamfering an end surface of glass which is a brittle material.

【0003】しかし、機械的研磨による面取り加工方法
では、チッピング、クラックの発生、さらには破損を生
じる畏れがある。そこで、ガラスの端面加工では、レー
ザビームを用いた面取り方法が提案されている。
However, the chamfering method by mechanical polishing has a fear of causing chipping, cracking and damage. Therefore, a chamfering method using a laser beam has been proposed for processing the end surface of glass.

【0004】例えば、日本特許第2612332号公報
では、ガラス部材の角部の面取りを行うガラス部材の面
取り方法として、上記ガラス部材の全体を常温より高い
所定の温度に保持した状態で、レーザ光を該レーザ光の
照射スポットが、上記各部に沿って該角部の少なくとも
一部分を、その他の部分より高温に加熱して軟化させ
て、面取りするようにしたことを特徴とするガラス部材
の面取り方法が開示されている。
For example, Japanese Patent No. 2612332 discloses a method for chamfering a corner of a glass member, in which a laser beam is applied to a glass member while keeping the entire glass member at a predetermined temperature higher than room temperature. A chamfering method for a glass member, characterized in that the irradiation spot of the laser light is such that at least a part of the corner portion along each of the above parts is heated to a temperature higher than that of the other parts to be softened and chamfered. It is disclosed.

【0005】また特開平2−48423号では、ガラス
基板の稜線部を含む付近を局部的にレーザ光によって加
熱し、前記稜線部をR形状に固化することを特徴とする
面取り方法が開示されている。これは、いわゆるレーザ
光によるガラスエッジの面取り処理方法である。
Further, Japanese Patent Laid-Open No. 2-48423 discloses a chamfering method characterized in that the vicinity of the glass substrate including the ridge portion is locally heated by laser light to solidify the ridge portion into an R shape. There is. This is a method of chamfering a glass edge with so-called laser light.

【0006】しかしながら、上述した面取り方法では、
以下のような問題がある。すなわち、通常のレーザビー
ムをそのままガラス端面に照射すると、端面中央部分と
エッジ部分において、その加工度合いが異なってしまう
ことである。
However, in the above-mentioned chamfering method,
There are the following problems. That is, when a normal laser beam is applied to the glass end face as it is, the processing degree is different between the center part of the end face and the edge part.

【0007】そこで、上述した日本特許第261233
2号に開示されたガラス基板のエッジの加工方法では、
研磨しようとするエッジ部分を正面としてレーザビーム
を照射していた。また上述の特開平2−48423号で
は、ガラス基板端面の正面からレーザ光を照射すると
き、レーザビームのスポット径は大きくしておき、目的
の部分にのみレーザ光を吸収する物質を塗布し、目的部
分を熔融しようとしている。
Therefore, the above-mentioned Japanese Patent No. 261233.
In the method of processing the edge of the glass substrate disclosed in No. 2,
The laser beam was irradiated with the edge portion to be polished facing forward. Further, in the above-mentioned JP-A-2-48423, when the laser beam is irradiated from the front of the end face of the glass substrate, the spot diameter of the laser beam is made large, and a substance that absorbs the laser beam is applied only to a target portion, Trying to melt the target part.

【0008】ところで、通常のレーザビームにおいて、
その強度分布は、一般にガウシアン分布となっている。
図4の(b)に、その強度分布を模式的に示した。なお
図において縦軸は、相対強度である。
By the way, in a normal laser beam,
The intensity distribution is generally Gaussian distribution.
The intensity distribution is schematically shown in FIG. In the figure, the vertical axis represents relative intensity.

【0009】このレーザビームの強度分布を制御する技
術が提案されている。例えば、特開平6−182574
号には、「レーザ発振器より出射したレーザビームの強
度分布を均一化して被加工物に照射するレーザ加工機」
が示されている。この「レーザビームの強度分布を均一
化」する手段としては、「4枚の帯状反射鏡を互いに対
向させて正四角柱としたカライドスコープ」が示されて
いる。
Techniques for controlling the intensity distribution of this laser beam have been proposed. For example, JP-A-6-182574
In the issue, "Laser processing machine that homogenizes the intensity distribution of the laser beam emitted from the laser oscillator and irradiates the workpiece"
It is shown. As a means for "uniformizing the intensity distribution of the laser beam", "a kaleidoscope in which four strip-shaped reflecting mirrors are opposed to each other to form a regular quadrangular prism" is shown.

【0010】この特開平6−182574号で示された
図1や図4(本明細書においては、それぞれ図7(a)と
(b)に示しておいた。なお符号は振り直してある)によ
ると、レーザ発振器100からのレーザビーム110
は、回転機構220で回転される位相分布板200を経
由して、ビーム強度変換手段300であるカライドスコ
ープ320に入射されている。さらに結像レンズ400
で縮小結像され、被加工物500に照射されている。な
お図面から判断すると、レーザビーム110とビーム強
度変換手段300とは、同じ光軸上に配置されていると
考えられる。
FIG. 1 and FIG. 4 shown in Japanese Patent Laid-Open No. 6-182574 (in this specification, FIG. 7A and FIG.
It is shown in (b). It should be noted that the reference numerals have been reassigned), according to the laser beam 110 from the laser oscillator 100.
Is incident on the kaleidoscope 320, which is the beam intensity converting means 300, via the phase distribution plate 200 rotated by the rotating mechanism 220. Further imaging lens 400
The image is reduced and imaged on the workpiece 500. Judging from the drawings, it is considered that the laser beam 110 and the beam intensity conversion means 300 are arranged on the same optical axis.

【0011】このほか、特開平10−153750号、
特開平10−323787号、特開2001−1212
82や特開2001−125040には、レーザビーム
の強度分布を均一化する手段として、レンズを用いた技
術が開示されている。
In addition to this, Japanese Patent Laid-Open No. 10-153750,
JP-A-10-323787, JP-A 2001-1212
82 and Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-1225040 disclose a technique using a lens as a means for making the intensity distribution of a laser beam uniform.

【0012】[0012]

【発明が解決しようとする課題】レーザビームの強度分
布を均一化する手段として、上述した「カライドスコー
プ」やレンズを用いると、装置として複雑になり、高価
となる嫌いがあった。
If the above-mentioned "kaleidoscope" or lens is used as a means for making the intensity distribution of the laser beam uniform, the device becomes complicated and expensive.

【0013】そこで本発明は、「カライドスコープ」や
レンズを用いない簡単な構成の強度分布変換機構によっ
て、レーザビームの強度分布を変換しうるレーザ発生装
置、レーザ発生方法、およびレーザを用いた加工方法を
提供するものである。
Therefore, the present invention uses a laser generating device, a laser generating method, and a laser capable of converting the intensity distribution of a laser beam by an intensity distribution converting mechanism having a simple structure that does not use a "kaleidoscope" or a lens. A processing method is provided.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は、レーザ発振器から出射されたレーザビー
ムの強度分布を、簡単な構成要素よりなる強度分布変換
機構にて変換したことを特徴としている。
In order to solve the above-mentioned problems, according to the present invention, the intensity distribution of a laser beam emitted from a laser oscillator is converted by an intensity distribution conversion mechanism composed of simple components. It has a feature.

【0015】具体的には、出射されたレーザビームを、
該レーザビームを反射しうる内側表面を有するパイプ内
に入射して、その強度分布を変換させることを特徴とし
ている。
Specifically, the emitted laser beam is
It is characterized in that the laser beam is incident on a pipe having an inner surface capable of reflecting the laser beam to convert its intensity distribution.

【0016】すなわち、本発明の第1形態であり、請求
項1の発明として、レーザ発振器と、前記レーザ発振器
からのレーザビームの強度分布を平準化しうる強度分布
変換機構を備えたレーザ発生装置において、前記強度分
布変換機構は、前記レーザビームを反射しうる内表面を
有する筒状体であり、前記レーザ発振器からのレーザビ
ームが前記筒状体内部に所定の入射角度で入射され、強
度分布変換がなされていることを特徴とするレーザ発生
装置である。
That is, in the first aspect of the present invention, the invention of claim 1 provides a laser generator comprising a laser oscillator and an intensity distribution conversion mechanism capable of leveling the intensity distribution of a laser beam from the laser oscillator. The intensity distribution conversion mechanism is a cylindrical body having an inner surface capable of reflecting the laser beam, and the laser beam from the laser oscillator is incident on the inside of the cylindrical body at a predetermined incident angle to convert the intensity distribution. The laser generator is characterized in that

【0017】請求項2の発明として、請求項1に記載の
レーザ発生装置において、前記筒状体は、金属製パイプ
であるレーザ発生装置である。
According to a second aspect of the present invention, in the laser generator according to the first aspect, the cylindrical body is a laser generator which is a metal pipe.

【0018】請求項3の発明として、請求項1または2
に記載のレーザ発生装置において、前記筒状体に入射さ
れるレーザビームが、前記筒状体の内表面で、所定の反
射回数となるように、前記筒状体の長さと内径、および
前記入射角度が設定されているレーザ発生装置である。
As the invention of claim 3, claim 1 or 2
In the laser generator described in the above, the length and inner diameter of the tubular body, and the incidence, such that the laser beam incident on the tubular body has a predetermined number of reflections on the inner surface of the tubular body. It is a laser generator in which the angle is set.

【0019】請求項4の発明として、請求項1〜3いず
れか1項に記載のレーザ発生装置において、前記反射回
数が5〜18回となるように、前記筒状体の長さと内
径、および前記入射角度が設定されているレーザ発生装
置である。
According to a fourth aspect of the present invention, in the laser generator according to any one of the first to third aspects, the length and inner diameter of the cylindrical body are set so that the number of reflections is 5 to 18 times, and It is a laser generator in which the incident angle is set.

【0020】請求項5の発明として、請求項1〜4いず
れか1項に記載のレーザ発生装置において、前記強度分
布変換機構は、前記レーザ発振器から出射されるレーザ
ビームのうち、最大の強度をImax、被加工物に所定の変
化を起こしうる最低限の強度をIminとしたとき、Imax/I
minを1.33以下に変換しうるレーザ発生装置である。
According to a fifth aspect of the present invention, in the laser generator according to any one of the first to fourth aspects, the intensity distribution conversion mechanism has a maximum intensity of the laser beam emitted from the laser oscillator. Imax, where Imin is the minimum strength that can cause a given change in the workpiece, Imax / I
It is a laser generator that can convert min to 1.33 or less.

【0021】請求項6の発明として、請求項1〜5いず
れか1項に記載のレーザ発生装置において、さらに前記
レーザ発振器から出射されるレーザビームを、所定のビ
ーム径にするためのレンズを備えているレーザ発生装置
である。
According to a sixth aspect of the present invention, the laser generator according to any one of the first to fifth aspects further comprises a lens for making the laser beam emitted from the laser oscillator have a predetermined beam diameter. Laser generator.

【0022】請求項7の発明として、請求項1〜6いず
れか1項に記載のレーザ発生装置において、さらに前記
筒状体から出射されるレーザビームを、所定のビーム径
にするためのレンズを備えているレーザ発生装置であ
る。
According to a seventh aspect of the present invention, in the laser generator according to any one of the first to sixth aspects, a lens is further provided for making the laser beam emitted from the cylindrical body have a predetermined beam diameter. It is a laser generator provided.

【0023】請求項8の発明として、請求項1〜7いず
れか1項に記載のレーザ発生装置において、さらに前記
筒状体を冷却するための機構を備えているレーザ発生装
置である。
According to an eighth aspect of the invention, there is provided the laser generator according to any one of the first to seventh aspects, further comprising a mechanism for cooling the cylindrical body.

【0024】本発明の第2形態であり、請求項9の発明
として、レーザ発振器から出射したレーザビームの強度
分布を、強度分布変換機構を介して平準化することを特
徴とするレーザ発生方法において、前記強度分布変換機
構は、前記レーザ発振器からのレーザビームを、前記レ
ーザビームを反射しうる内表面を有する筒状体の内部に
入射し、強度分布変換を行うことを特徴とするレーザ発
生方法である。
According to a second aspect of the present invention, the invention of claim 9 provides a laser generating method characterized in that the intensity distribution of a laser beam emitted from a laser oscillator is leveled through an intensity distribution conversion mechanism. The intensity distribution conversion mechanism is characterized in that the laser beam from the laser oscillator is injected into a cylindrical body having an inner surface capable of reflecting the laser beam to convert the intensity distribution. Is.

【0025】本発明の第3形態であり、請求項10の発
明として、レーザ発振器から出射されたレーザビーム
を、強度分布変換機構を介してレーザビームの強度分布
を平準化し、該レーザビームを被加工部材に照射するレ
ーザを用いた加工方法において、前記強度分布変換機構
は、前記レーザ発振器からのレーザビームを、前記レー
ザビームを反射しうる内表面を有する筒状体の内部に入
射し、強度分布変換を行うことを特徴とするレーザを用
いた加工方法である。
According to a third aspect of the present invention, as the invention of claim 10, a laser beam emitted from a laser oscillator is leveled in intensity distribution of the laser beam through an intensity distribution conversion mechanism, and the laser beam is covered. In the processing method using a laser for irradiating a processing member, the intensity distribution conversion mechanism allows a laser beam from the laser oscillator to be incident inside a cylindrical body having an inner surface capable of reflecting the laser beam, This is a processing method using a laser characterized by performing distribution conversion.

【0026】通常のレーザから出射されたレーザビーム
は、上述したように、ガウシアン分布を有している(図
4の(b)参照)。これに対して、本発明ではレーザ発
振器からのレーザビームが強度分布変換機構を介される
ことにより、その強度ピークが抑圧され、平準化された
強度分布を有していることを特徴としている。
The laser beam emitted from the ordinary laser has a Gaussian distribution as described above (see FIG. 4B). On the other hand, the present invention is characterized in that the intensity peak of the laser beam from the laser oscillator is suppressed by passing through the intensity distribution conversion mechanism, and the intensity distribution is leveled.

【0027】具体的には、強度分布変換機構から出射さ
れたレーザビームの強度分布の断面形状は、カルデラ状
となっている。図4の(a)に、その強度分布を模式的
に示した。なお図において縦軸は、相対強度である。図
4の(a)と(b)の比較から明らかなように、本発明
による強度分布変換機構から出射されたレーザビーム
は、その強度分布が平準化されていることがわかる。
Specifically, the cross-sectional shape of the intensity distribution of the laser beam emitted from the intensity distribution conversion mechanism has a caldera shape. The intensity distribution is schematically shown in FIG. In the figure, the vertical axis represents relative intensity. As is clear from the comparison between (a) and (b) of FIG. 4, it is understood that the laser beam emitted from the intensity distribution conversion mechanism according to the present invention has its intensity distribution leveled.

【0028】なお本明細書において、このようなパター
ンを示すレーザビームを、カルデラ状の強度分布を有す
るレーザビームと呼び、カルデラ状分布レーザと略称す
ることもある。さらに、このような強度分布をカルデラ
状分布と呼ぶ。
In the present specification, a laser beam having such a pattern is referred to as a laser beam having a caldera-like intensity distribution, and may be abbreviated as a caldera-like distribution laser. Furthermore, such an intensity distribution is called a caldera-like distribution.

【0029】なお本明細書において、レーザビームの強
度分布は、以下の方法により確認している。すなわち、
レーザ発振器1から出射されたレーザビームがパイプ3
に入射され、パイプ3から出射されるレーザビームを、
そのパイプの出射口から一定の距離で厚紙51に照射し
て焦げ目をつけることにより、ビームの強度分布パター
ン13を採取することができる。その様子を図5に示し
た。その結果、採取されたパターンの一例を図6に示し
た。
In this specification, the intensity distribution of the laser beam is confirmed by the following method. That is,
The laser beam emitted from the laser oscillator 1 is a pipe 3
The laser beam that is incident on and is emitted from the pipe 3.
By irradiating the thick paper 51 at a certain distance from the emission port of the pipe to make it brown, it is possible to collect the intensity distribution pattern 13 of the beam. The situation is shown in FIG. As a result, an example of the collected pattern is shown in FIG.

【0030】また本発明における強度分布変換機構は、
レーザ発振器から出射されるレーザビームの強度分布の
うち、最大の強度をImax、被加工物に所定の変化を起こ
しうる最低限の強度をIminとしたとき、Imax/Iminを1.3
3以下に変換しうるものであることが好ましい。
The intensity distribution conversion mechanism of the present invention is
Of the intensity distribution of the laser beam emitted from the laser oscillator, when Imax is the maximum intensity and Imin is the minimum intensity that can cause a predetermined change in the workpiece, Imax / Imin is 1.3.
It is preferably one that can be converted to 3 or less.

【0031】このIminは、被加工物に所定の変化を起こ
しうる最低限の強度であって、例えば脆性材料(ガラ
ス、セラミックス)を局部的に熔融しうるエネルギー強
度であればよい。
This Imin is the minimum strength capable of causing a predetermined change in the workpiece, and may be, for example, an energy strength capable of locally melting a brittle material (glass, ceramics).

【0032】Imax/Iminを1.33以下とすると、被加工物
において所定の変化を起こすときに、レーザビームの強
度分布が十分に平準化されていることになる。このた
め、被加工対象物における所定の変化も平準化されるの
で、好ましい実施形態となる。また図4の(a)と
(b)には、Imax/Iminが1.33以下となる範囲を示し
た。図から明らかなように、ガウシアン分布のレーザビ
ームに比べて、本発明のレーザ発生装置によって得られ
たレーザビームでは、平準化されたビーム強度の領域が
広くなっていることがわかる。
When Imax / Imin is set to 1.33 or less, it means that the intensity distribution of the laser beam is sufficiently leveled when a predetermined change occurs in the workpiece. Therefore, a predetermined change in the object to be processed is leveled, which is a preferred embodiment. Further, FIGS. 4A and 4B show the range where Imax / Imin is 1.33 or less. As is clear from the figure, in the laser beam obtained by the laser generator of the present invention, the leveled beam intensity region is wider than in the Gaussian distribution laser beam.

【0033】本発明のレーザ発生装置において、さらに
前記レーザ発振器から出射されるレーザビームを、所定
のビーム径にするためのレンズを備えていることが好ま
しい。具体的には、出射されたレーザビームをパイプの
開口部分へ有効に入射できるように集光するレンズを備
えていればよい。
In the laser generator of the present invention, it is preferable that the laser generator further comprises a lens for making the laser beam emitted from the laser oscillator have a predetermined beam diameter. Specifically, a lens for converging the emitted laser beam so that it can be effectively incident on the opening portion of the pipe may be provided.

【0034】本発明は、例えば脆性材料の端面の面取り
加工において、加工度の不均一をなくすることが可能な
レーザ発生装置、レーザ発生方法、およびそれを用いた
加工方法である。
The present invention provides a laser generator, a laser generating method, and a processing method using the same, which can eliminate unevenness in the degree of processing in chamfering an end surface of a brittle material, for example.

【0035】本発明によれば、上述した日本特許第26
12332号に開示された方法のように、研磨しようと
するエッジ部分を正面としてレーザビームを照射するこ
となく、ガラス基板端面に対して正面から照射し、エッ
ジ部分をR形状に加工することができる。
According to the present invention, the above-mentioned Japanese Patent No. 26
As in the method disclosed in No. 12332, the edge portion to be polished can be processed into an R shape by irradiating the end surface of the glass substrate from the front without irradiating the laser beam with the edge portion to be polished as the front surface. .

【0036】上記パイプ内部を通過したレーザビーム
は、パイプの出射口よりその直径を大きくしながら進行
する。このため本発明のレーザ発生装置は、パイプ出射
後のレーザビームが、加工対象に対して適切なるビーム
径となるように、レンズによって調整されていることが
好ましい。
The laser beam that has passed through the inside of the pipe travels while increasing its diameter from the emission port of the pipe. Therefore, in the laser generator of the present invention, it is preferable that the laser beam emitted from the pipe is adjusted by the lens so that the laser beam has an appropriate beam diameter for the processing target.

【0037】本発明で使用されるレーザは、炭酸ガスレ
ーザであることが好ましい。また被加工物がガラスの場
合、その加工時の温度は、ガラスの軟化点以下とする。
The laser used in the present invention is preferably a carbon dioxide laser. When the object to be processed is glass, the temperature at the time of processing is set to the softening point of the glass or lower.

【0038】強度分布変換機構となるパイプの材質とし
ては、このレーザビームのエネルギーをできるだけ吸収
しないものが好ましい。具体的にはステンレス、黄銅、
銅などのレーザビームのエネルギーを吸収してしまう材
質を使用する場合は、入射するエネルギーに対して出射
するエネルギーが大幅に減少してしまう。出力効率を減
少させないためには、パイプ内面に金めっきなどの反射
膜等を施し、反射率を向上させるのがよい。さらにパイ
プ内面は、反射率の向上のために平滑なことが望まし
い。
As the material of the pipe that serves as the intensity distribution conversion mechanism, it is preferable to use a material that does not absorb the energy of the laser beam as much as possible. Specifically, stainless steel, brass,
When a material such as copper that absorbs the energy of the laser beam is used, the energy emitted is greatly reduced with respect to the energy input. In order not to reduce the output efficiency, it is preferable to apply a reflective film such as gold plating on the inner surface of the pipe to improve the reflectance. Furthermore, it is desirable that the inner surface of the pipe be smooth in order to improve the reflectance.

【0039】出力の大きなレーザ発振器を用いた場合
は、パイプがレーザビームのエネルギーを吸収し熔けて
しまう畏れがある。このような場合には、パイプの周囲
に冷却装置に接続された冷却コイルを設けておくとよ
い。またパイプに放熱用の冷却フィンを設けてもよい。
When a laser oscillator with a large output is used, there is a fear that the pipe absorbs the energy of the laser beam and melts. In such a case, a cooling coil connected to the cooling device may be provided around the pipe. Further, the pipe may be provided with cooling fins for heat dissipation.

【0040】上記パイプの設置条件としては、パイプか
ら出射されたレーザビームの強度分布がカルデラ状とな
るように、レーザビームを所定の入射角度でパイプへ斜
めに入射させて、パイプの内部での反射拡散を促進させ
ることが必要である。
The conditions for installing the above-mentioned pipe are as follows: the laser beam is obliquely incident on the pipe at a predetermined incident angle so that the intensity distribution of the laser beam emitted from the pipe has a caldera shape. It is necessary to promote reflection diffusion.

【0041】レーザビームをパイプの内部での反射拡散
させるために、入射角度(θ)は、θ>0度であること
が必要である。一方、入射角度(θ)の上限は、カルデ
ラ状分布レーザが効率的に得られる範囲であればよい。
後述する実施例1と2より、好ましい入射角度(θ)と
しては、20度以下を示すことができる。
In order to reflect and diffuse the laser beam inside the pipe, the incident angle (θ) needs to be θ> 0 degrees. On the other hand, the upper limit of the incident angle (θ) may be in the range where a caldera-shaped distributed laser can be efficiently obtained.
From Examples 1 and 2 described below, a preferable incident angle (θ) can be 20 degrees or less.

【0042】上記パイプの条件として、パイプの長さを
長くすることも、パイプの内部での反射拡散を促進させ
ることになる。
As a condition for the pipe, increasing the length of the pipe also promotes the reflection and diffusion inside the pipe.

【0043】さらに上記パイプの条件として、パイプの
内径を小さくしても、パイプの内部での反射拡散を促進
させることになる。なおこのように、パイプの内径を小
さくすることにより、レーザビームの全体をパイプ内に
入射できない場合は、レーザビームをレンズによって絞
ることが好ましい。
Further, as a condition of the pipe, even if the inner diameter of the pipe is made small, the reflection and diffusion inside the pipe are promoted. When the entire laser beam cannot be made incident on the pipe by reducing the inner diameter of the pipe in this way, it is preferable to focus the laser beam with a lens.

【0044】なお、パイプの内表面金めっきなどの反射
膜等を施したとしても、レーザビームのパイプへの入射
角度が大きいと、エネルギーがやはり吸収されてしま
う。このため、レーザビームがパイプの内部で反射拡散
されて、カルデラ状分布レーザが得られる範囲で、この
入射角度はできるだけ小さいことが好ましい。
Even if the inner surface of the pipe is coated with a reflective film such as gold plating, if the incident angle of the laser beam on the pipe is large, the energy will still be absorbed. Therefore, it is preferable that the incident angle is as small as possible within a range in which the laser beam is reflected and diffused inside the pipe to obtain a caldera-shaped distributed laser.

【0045】その一方、この入射角度が小さくしすぎる
と、パイプを長くする必要があり、装置が大きくなって
しまう嫌いがある。後述する実施例1と2より、この入
射角度(θ)は5度以上が好ましい。
On the other hand, if the incident angle is too small, it is necessary to lengthen the pipe and there is a tendency that the device becomes large. According to Examples 1 and 2 described later, this incident angle (θ) is preferably 5 degrees or more.

【0046】また、このようなカルデラ状分布レーザが
得られるように、筒状体内での反射を所定回数とするた
めに、この筒状体の長さ、内径、および入射角度が設定
されているとよい。
Further, in order to obtain such a caldera-shaped distributed laser, the length, the inner diameter, and the incident angle of this cylindrical body are set in order to make the reflection within the cylindrical body a predetermined number of times. Good.

【0047】具体的な反射回数としては5〜18回が好
ましい。さらに、7〜13回がより好ましい。さらに、
9〜10回が最も好ましい。
The specific number of reflections is preferably 5 to 18 times. Furthermore, 7 to 13 times is more preferable. further,
Most preferred is 9 to 10 times.

【0048】[0048]

【発明の実施の形態】本発明によるレーザ発生装置の概
略を参照しながら説明する。レーザビームの強度分布を
変換させるための装置の概略模式図を図1に示す。まず
図1において、レーザビームがレーザ発振器1より出射
される。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A laser generator according to the present invention will be described with reference to the outline. FIG. 1 shows a schematic diagram of an apparatus for converting the intensity distribution of a laser beam. First, in FIG. 1, a laser beam is emitted from a laser oscillator 1.

【0049】レーザビームの光軸(A)に対して、パイ
プ3の軸(B)との間に角度θをつけて設置する。レー
ザビームをパイプ3に入射させる場合のパイプ入射口付
近の詳細を図2に示す。
The optical axis (A) of the laser beam is set at an angle θ with respect to the axis (B) of the pipe 3. FIG. 2 shows the details of the vicinity of the pipe entrance when the laser beam is made incident on the pipe 3.

【0050】レーザ発振器から出射されたレーザビーム
11が、所定の角度をつけられて設置されたパイプ3に
入射される。レーザビームは、パイプ3内を図中の破線
のように反射しながら進行していくと考えられる。
The laser beam 11 emitted from the laser oscillator is incident on the pipe 3 installed at a predetermined angle. It is considered that the laser beam travels in the pipe 3 while being reflected as shown by the broken line in the figure.

【0051】このとき、レーザ発振器1から出射された
レーザビームのビーム径が、パイプの内径よりも大きい
ときは、すべてのレーザビーム11がパイプに入射でき
るように、出射されたレーザビーム11をレンズ2によ
って集光することにより、レーザビームをすべてパイプ
3内に入射させるとよい。
At this time, when the beam diameter of the laser beam emitted from the laser oscillator 1 is larger than the inner diameter of the pipe, the emitted laser beam 11 is lensed so that all the laser beams 11 can enter the pipe. It is preferable that all the laser beams are made incident on the pipe 3 by condensing the laser beam by 2.

【0052】レーザビームがパイプから出射するパイプ
出射口付近の詳細を図3に示す。パイプ3を出射したレ
ーザビームは、カルデラ状の強度分布を有することにな
る。このレーザビームにおいて、パイプより出射した後
は、ビーム径を広げながら進行する。このため、このレ
ーザビームの広がりを制御することが好ましい。例え
ば、レーザビームのビーム径を、対象の加工物5の加工
面形状に対して適切な大きさに調整させるために、パイ
プ3と加工物5との間にレンズ4を設けて、レーザビー
ム12のビーム径を調整するとよい。
FIG. 3 shows details of the vicinity of the pipe emission port through which the laser beam is emitted from the pipe. The laser beam emitted from the pipe 3 has a caldera-like intensity distribution. After the laser beam is emitted from the pipe, it advances while expanding the beam diameter. Therefore, it is preferable to control the spread of this laser beam. For example, in order to adjust the beam diameter of the laser beam to an appropriate size for the processing surface shape of the target workpiece 5, the lens 4 is provided between the pipe 3 and the workpiece 5, and the laser beam 12 Adjust the beam diameter of.

【0053】(実施例1)レーザ発振器として、Synrad
社製のモデル48-1-28を用い、出力25Wでレーザを照
射した。このレーザビームを、f=1.5のレンズを介
してパイプ内へ入射させた。さらに、レーザビームのパ
イプへの入射角度、パイプ長、およびパイプ出射口から
の距離を変化させて、実験を行った。その結果を表1に
示した。なお、レーザ発振器とパイプの距離は80mm
とした。
Example 1 As a laser oscillator, Synrad
Laser was emitted at an output of 25 W using a model 48-1-28 manufactured by the company. This laser beam was made to enter the pipe through a lens of f = 1.5. Further, experiments were conducted by changing the incident angle of the laser beam on the pipe, the pipe length, and the distance from the pipe exit. The results are shown in Table 1. The distance between the laser oscillator and the pipe is 80 mm.
And

【0054】パイプへの入射角度は5〜30度の範囲で
変化させ、パイプ長は50と100mmの2水準で、パ
イプの内径は2mmとし、パイプ出射口からの距離は1
0、20mmの2水準とした。
The angle of incidence on the pipe is varied within the range of 5 to 30 degrees, the pipe length is at two levels of 50 and 100 mm, the inner diameter of the pipe is 2 mm, and the distance from the pipe outlet is 1
There were two levels of 0 and 20 mm.

【0055】なおこの実施例1では、パイプの材質とし
て、その内面に金めっきを施して反射率を向上させた黄
銅製パイプを用いた。
In Example 1, a brass pipe whose inner surface was plated with gold to improve the reflectance was used as the material of the pipe.

【0056】[0056]

【表1】 ────────────────────────────────── 入射角度 パイプ長 パイプ内径 距離 ビーム径 (θ) (mm) (mm) (mm) 内径/外径(mm) ─────────────────────────────── 5 100 2 20 2/ 6 10 100 2 20 4/ 8 15 100 2 20 9/13 20 100 2 20 11/14 25 100 2 20 − / − 30 100 2 20 − / − −−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−− 5 100 2 10 0/ 3.5 10 100 2 10 1/ 5 15 100 2 10 6/ 9 20 100 2 10 6/ 9 25 100 2 10 − / − 30 100 2 10 − / − −−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−− 5 50 2 20 − / − 10 50 2 20 − / − 15 50 2 20 9/14 20 50 2 20 11/18 25 50 2 20 − / − 30 50 2 20 − / − −−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−− 5 50 2 10 − / − 10 50 2 10 − / − 15 50 2 10 6/ 9 20 50 2 10 5/10 25 50 2 10 11/15 30 50 2 10 − / − ────────────────────────────────── パイプ材質:黄銅 なお表中の(−)は、レーザビームの照射パターンが採
取できなかったことを表す。
[Table 1] ────────────────────────────────── Incident angle Pipe length Pipe inner diameter Distance Beam diameter (θ) (Mm) (mm) (mm) Inner diameter / outer diameter (mm) ─────────────────────────────── 5 100 2 20 2/6 10 100 2 20 4/8 15 100 2 20 9/13 20 100 2 20 11/14 25 100 2 20 − / − 30 30 100 2 20 − / − −−−−−−−−−−−−− −−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−− 5 100 2 10 0 / 3.5 10 100 2 10 1/5 15 15 100 2 10 6/9 20 1002 10 6/9 25 100 2 10 − / − 30 100 2 10 − / − −−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−− −−−−−−−−−− 5 50 2 20 − / − 10 50 2 20 − / − 15 50 2 20 9/14 20 50 50 2 20 11/18 25 50 2 20 − / − 30 30 50 2 20 − / −−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−− 5 50 210 − / − 10 50 210 − / − 15 50 2 10 6/9 20 20 50 2 10 5/10 25 50 2 2 10 11/15 30 30 50 210-/-──────────────────────── ──────────── Pipe material: brass In addition, (-) in the table indicates that the irradiation pattern of the laser beam could not be sampled.

【0057】(パイプへの入射角度)表1より、レーザ
ビームの入射角度が大きくなるほど、パイプから出射し
た後のビーム径が、大きくなることがわかった。
(Incident Angle to Pipe) From Table 1, it was found that the larger the incident angle of the laser beam, the larger the beam diameter after being emitted from the pipe.

【0058】また、この入射角度を大きくするほど、レ
ーザビームのエネルギーが、パイプ内面によって吸収さ
れてしまう割合が大きくなる。このためビームの出射効
率が悪くなり、25度以上の入射角度とした場合には、
パターンの採取が不可能となった。
Further, as the incident angle is increased, the ratio of the energy of the laser beam absorbed by the inner surface of the pipe increases. For this reason, the beam emission efficiency deteriorates, and when the incident angle is 25 degrees or more,
It became impossible to collect the pattern.

【0059】(パイプ出射口からの距離)また表1よ
り、パイプ出射口から照射位置の距離を10mmと20
mmとした場合の比較において、パイプから出射するレ
ーザビームは、そのビーム径を拡大しながら、進行する
ことがわかった。
(Distance from Pipe Outlet) From Table 1, the distance from the pipe outlet to the irradiation position is 10 mm and 20 mm.
In comparison with the case of mm, it was found that the laser beam emitted from the pipe travels while expanding its beam diameter.

【0060】(パイプ長)さらに表1より、パイプ長1
00mmと50mmの比較において、パイプが長くなる
ほど、パターンの採取が困難となり、パイプで吸収され
るエネルギーが大きくなることがわかった。なおここ
で、ビーム径はパイプの長さには依存しないことがわか
った。
(Pipe Length) From Table 1, the pipe length is 1
In comparison between 00 mm and 50 mm, it was found that the longer the pipe, the more difficult it is to collect the pattern, and the larger the energy absorbed by the pipe. Here, it was found that the beam diameter does not depend on the length of the pipe.

【0061】(実施例2)この実施例2ではパイプとし
て、ステンレス製パイプをそのまま使用している。なお
このパイプの内径は、入手の関係から、3.5mmとし
た。その結果を表2に示した。なお、レーザ発振器とパ
イプの距離は80mmとした。
Example 2 In this Example 2, a stainless steel pipe is used as it is as a pipe. The inner diameter of this pipe was 3.5 mm due to availability. The results are shown in Table 2. The distance between the laser oscillator and the pipe was 80 mm.

【0062】[0062]

【表2】 ──────────────────────────────── 入射角度 パイプ長 パイプ内径 距離 ビーム径 (θ) (mm) (mm) (mm) 内径/外径(mm) ────────────────────────────────── 5 100 3.5 20 − / − 10 100 3.5 20 − / − 15 100 3.5 20 − / − 20 100 3.5 20 − / − 25 100 3.5 20 14/22 −−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−− 5 50 3.5 10 − / − 10 50 3.5 10 − / − 15 50 3.5 10 − / − 20 50 3.5 10 − / − 25 50 3.5 10 5/12 ────────────────────────────────── パイプ材質:ステンレス なお表中の(−)は、照射パターンが採取できなかった
ことを表す。
[Table 2] ──────────────────────────────── Incident angle Pipe length Pipe inner diameter Distance Beam diameter (θ) (mm) ) (Mm) (mm) Inner diameter / outer diameter (mm) ────────────────────────────────── 5 100 3.5 20 − / − 10 100 3.5 3.5 20 − / − 15 100 100 3.5 20 − / − 20 100 100 3.5 20 − / − 25 100 3.5 3.5 20 14/22 −−−−−−−− −−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−− 5 50 3.5 10 − / − 10 50 3.5 3.5 10 − / − 15 50 3.5 10 − / − 20 50 3.5 3.5 10 − / − 25 50 3.5 3.5 10 5/12 ───────────────────────────── ────── Pipe material: stainless steel (-) in the table indicates that the irradiation pattern could not be collected.

【0063】以上、実施例1と実施例2の結果(表1と
表2)を比較すると、金めっきを施して反射率を向上さ
せた黄銅製パイプのほうが、ステンレス製パイプをその
まま使用した場合よりも、エネルギーの出射効率がよ
く、パターンの採取が容易であることがわかる。またパ
イプの内径の大きなほうが、ビームのカルデラ状部分の
内径・外径が大きくなり、またパターンの内外径の差も
同様である。
As described above, comparing the results of Examples 1 and 2 (Tables 1 and 2), the brass pipe plated with gold to improve the reflectance shows the case where the stainless pipe is used as it is. It can be seen that the energy extraction efficiency is better and the pattern can be collected more easily. Further, the larger the inner diameter of the pipe, the larger the inner and outer diameters of the caldera-shaped portion of the beam, and the difference between the inner and outer diameters of the pattern is also the same.

【0064】テスト範囲内での最適条件範囲は、パイプ
長さ100mm、パイプの内径2mmで、レーザビーム
の入射角度が5度〜20度の条件であることがわかっ
た。
It was found that the optimum condition range within the test range is a condition that the pipe length is 100 mm, the pipe inner diameter is 2 mm, and the incident angle of the laser beam is 5 to 20 degrees.

【0065】(実施例3)パイプへの入射角度、パイプ
長、およびパイプ出射口からの距離を変化させたとき
の、幾何学的に求めたパイプ内での反射回数と、採取し
たパターンモードの鮮明さを比較した結果を表3に示し
た。なお、パイプの内径は2mmとした。
(Embodiment 3) When the angle of incidence on the pipe, the length of the pipe, and the distance from the outlet of the pipe were changed, the number of reflections in the pipe obtained geometrically and the pattern mode The results of comparison of sharpness are shown in Table 3. The inner diameter of the pipe was 2 mm.

【0066】[0066]

【表3】 ─────────────────────────────── 入射角度 パイプ長 反射回数 パターンの鮮明度 (θ) L1(mm) (回) L2:10 mm 20 mm ──────────────────────────── 5 100 4 ○ × 10 100 9 ◎ △ 15 100 13 ○ ○ 20 100 18 △ ○ 25 100 24 × × −−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−− 5 50 2 × × 10 50 4 × × 15 50 7 △ △ 20 50 9 △ ○ 25 50 12 × △ 30 50 14 ― △ ─────────────────────────────── ◎:鮮明なカルデラ状パターン、○:カルデラ状パターン、 △:途切れたカルデラ状パターン、×:カルデラ状パターンとはならず、 ―:パターンが採取できず[Table 3] ───────────────────────────────   Incident angle Pipe length Number of reflections Sharpness of pattern     (Θ) L1 (mm) (times) L2: 10 mm 20 mm ────────────────────────────       5 100 4 ○ ×     10 100 9 ◎ △     15 100 13 ○ ○     20 100 18 △ ○     25 100 24 × × ---------------       5 502 2 × ×     10 50 4 × ×     15 50 7 △ △     20 50 9 △ ○     25 50 12 × △     30 50 14 ― △ ─────────────────────────────── ◎: clear caldera pattern, ○: caldera pattern, △: interrupted caldera pattern, ×: no caldera pattern, -: The pattern cannot be collected

【0067】表3より、ビームの強度分布を確認できる
パイプ内の反射回数は、5〜18回であることがわかっ
た。つまり、この範囲の反射回数であれば、強度分布の
平準化がうまく行われ、しかもパイプ内での反射による
エネルギー吸収を小さくすることができる。
From Table 3, it was found that the number of reflections in the pipe for confirming the intensity distribution of the beam was 5 to 18 times. That is, if the number of reflections is within this range, the intensity distribution can be leveled well, and energy absorption due to reflection in the pipe can be reduced.

【0068】また、反射回数を7〜13回とすると、鮮
明なパターンを得られることが確認できた。
It was also confirmed that a clear pattern could be obtained when the number of reflections was set to 7 to 13.

【0069】さらに、反射回数を9〜10回とすると、
より鮮明なパターンを得られることが確認できた。
Further, assuming that the number of reflections is 9 to 10 times,
It was confirmed that a clearer pattern could be obtained.

【0070】(実施例4)後述する2種類の表面粗さを
持ったガラスサンプルに対して、ガウシアン分布で発振
したレーザと、本発明によるカルデラ状分布を有するレ
ーザにて、面取り加工した後の表面粗さ(Ra)を測定
した結果を表4に示す。なお、単位はμmである。
Example 4 After chamfering a glass sample having two types of surface roughness described later with a laser oscillating with a Gaussian distribution and a laser having a caldera-like distribution according to the present invention. The results of measuring the surface roughness (Ra) are shown in Table 4. The unit is μm.

【0071】[0071]

【表4】 ガラスの表面粗さ(Ra;μm) ──────────────────────────── #500研磨品 ポリッシュ品 ──────────────────────────── レーザ照射前 0.54 0.12 −−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−− エネルギー分布 ガウシアン分布 0.12 0.08 カルデラ状分布 0.07 −−− ────────────────────────────[Table 4]   Surface roughness of glass (Ra; μm) ────────────────────────────                     # 500 Polished product Polished product ──────────────────────────── Before laser irradiation 0.54 0.12 −−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−− Energy distribution Gaussian distribution 0.12 0.08 Caldera-like distribution 0.07 --- ────────────────────────────

【0072】#500研磨品とは、ガラス板の端面を5
00番の砥石にて研磨したサンプルであり、ポリッシュ
品とは、そのサンプルをさらに酸化セリウム(ミレーク
801(商品名))で研磨したサンプルである。
The # 500 polished product means that the end surface of the glass plate is 5
A sample polished with a No. 00 grindstone, and a polished product is a sample obtained by further polishing the sample with cerium oxide (Mirake 801 (trade name)).

【0073】表4に示した結果より、ガウシアン分布の
レーザに対して、カルデラ状分布のレーザのほうが、面
取り加工後の表面粗さが細かくなっていることがわかっ
た。
From the results shown in Table 4, it was found that the surface roughness after chamfering was finer in the laser of caldera distribution than in the laser of Gaussian distribution.

【0074】(参照比較例)上述の特開平6−1825
74号に開示された技術に準じて、上記実施例1のレー
ザ発生装置において、レーザビームをパイプに入射角度
=0度で入射させてみた。その結果、レーザビームの強
度分布は、ガウシアン分布であることを確認した。
(Reference Comparative Example) Japanese Patent Laid-Open No. 6-1825 mentioned above.
According to the technique disclosed in No. 74, in the laser generator of the first embodiment, a laser beam was made incident on the pipe at an incident angle of 0 degree. As a result, it was confirmed that the intensity distribution of the laser beam was a Gaussian distribution.

【0075】つまり本発明においては、上述の特開平6
−182574号に開示された技術を参考にして、レー
ザ発振器とビーム強度変換手段を直線的に配置として
も、レーザビームの強度分布を平準化することはできな
かった。
That is, in the present invention, the above-mentioned Japanese Patent Laid-Open No.
Even if the laser oscillator and the beam intensity converting means are linearly arranged with reference to the technique disclosed in Japanese Patent No. 182574, the intensity distribution of the laser beam could not be equalized.

【0076】以上、本発明を詳細に説明してきたが、さ
らに本発明の第2形態であるレーザ発生方法としては、
本明細書の開示から、レーザ発生装置に準じて形態とし
て把握することができる。
The present invention has been described in detail above. Further, as a laser generating method which is the second embodiment of the present invention,
From the disclosure of the present specification, it can be understood as a form according to the laser generator.

【0077】また、本発明の第3形態であるレーザビー
ムを用いた加工方法は、本発明の第1形態のレーザ発生
装置、あるいは第2形態のレーザ発生方法を用いた加工
方法として、把握することができる。
The processing method using the laser beam according to the third embodiment of the present invention is understood as a processing method using the laser generating apparatus according to the first embodiment of the present invention or the laser generating method according to the second embodiment. be able to.

【0078】[0078]

【発明の効果】以上の説明したように本発明によるレー
ザ発生装置は、以下に記載される効果を発揮する。本発
明では、レーザビームをパイプに入射させるという簡単
な構成によって、レーザビームの強度分布を変換するこ
とができる。このため、強度分布変換機構を、安価な構
成で実現できるという効果を奏する。
As described above, the laser generator according to the present invention exhibits the effects described below. In the present invention, the intensity distribution of the laser beam can be converted with a simple configuration in which the laser beam is incident on the pipe. Therefore, the intensity distribution conversion mechanism can be realized with an inexpensive structure.

【0079】このレーザ発生装置では、レーザビームの
強度分布のピークを下げて、平準化させることによっ
て、被加工対象物に対してビームの強度が平準化された
ビーム照射を行うことができる。
In this laser generator, the peak of the intensity distribution of the laser beam is lowered and leveled so that the object to be processed can be irradiated with the beam having the leveled beam intensity.

【0080】このため、均一で品質の安定したレーザ加
工が可能である。例えば、ガラス基板端面の面取り加工
では、端面の正面からレーザビームを照射して、端面全
体の面取り加工を行うことができる。
For this reason, it is possible to perform uniform and stable laser processing. For example, in chamfering the end face of a glass substrate, a laser beam can be irradiated from the front of the end face to chamfer the entire end face.

【0081】また、ガウシアン分布のレーザによるガラ
ス板端面の面取り加工に対して、例えば、加工後の表面
粗さを細かくすることができる。
Further, for chamfering the end face of the glass plate with a Gaussian distribution laser, for example, the surface roughness after the process can be made fine.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明によるレーザビーム発生装置の概要を示
した図である。
FIG. 1 is a diagram showing an outline of a laser beam generator according to the present invention.

【図2】強度分布を変換するパイプにおいて、レーザビ
ームの入射する様子を示した図である。
FIG. 2 is a diagram showing how a laser beam is incident on a pipe for converting an intensity distribution.

【図3】パイプから出射したレーザビームを、レンズに
よって加工対象面形状に対して適当な大きさに調整する
機構を示した図である。
FIG. 3 is a view showing a mechanism for adjusting a laser beam emitted from a pipe to an appropriate size for a surface shape to be processed by a lens.

【図4】本発明によるレーザビームと、通常のレーザビ
ームの強度分布の例を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing an example of intensity distributions of a laser beam according to the present invention and a normal laser beam.

【図5】レーザビームの照射パターンを採取する様子を
説明する図である。
FIG. 5 is a diagram illustrating a manner of collecting an irradiation pattern of a laser beam.

【図6】レーザビームの照射パターン例を示す図であ
る。
FIG. 6 is a diagram showing an example of a laser beam irradiation pattern.

【図7】特開平6−182574号に示されたビーム強
度変換手段の構成を説明する図である。
FIG. 7 is a diagram illustrating a configuration of a beam intensity conversion unit disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 6-182574.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10:レーザ発生装置 1:レーザ発振器 2:レンズ 3:筒状体(金属製パイプ) 4:レンズ 5:ガラス基板 11,12:レーザビーム 13:レーザビームの照射パターン 51:ボール紙 A:レーザ発振器より出射されるレーザビームの光軸 B:パイプの軸 L1:パイプ長 L2:パイプ出射口と照射対象との距離 f:レンズの焦点距離 θ:レーザビームの入射角度 10: Laser generator 1: Laser oscillator 2: Lens 3: Cylindrical body (metal pipe) 4: Lens 5: Glass substrate 11, 12: Laser beam 13: Laser beam irradiation pattern 51: Cardboard A: Optical axis of laser beam emitted from laser oscillator B: Pipe axis L1: Pipe length L2: Distance between the pipe exit and the irradiation target f: lens focal length θ: Incident angle of laser beam

Claims (10)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 レーザ発振器と、前記レーザ発振器から
のレーザビームの強度分布を平準化しうる強度分布変換
機構を備えたレーザ発生装置において、 前記強度分布変換機構は、前記レーザビームを反射しう
る内表面を有する筒状体であり、前記レーザ発振器から
のレーザビームが前記筒状体内部に所定の入射角度で入
射され、強度分布変換がなされていることを特徴とする
レーザ発生装置。
1. A laser generator comprising a laser oscillator and an intensity distribution conversion mechanism capable of leveling the intensity distribution of a laser beam from the laser oscillator, wherein the intensity distribution conversion mechanism is capable of reflecting the laser beam. 1. A laser generator, which is a cylindrical body having a surface, wherein a laser beam from the laser oscillator is incident on the inside of the cylindrical body at a predetermined incident angle to perform intensity distribution conversion.
【請求項2】 請求項1に記載のレーザ発生装置におい
て、 前記筒状体は、金属製パイプであるレーザ発生装置。
2. The laser generator according to claim 1, wherein the tubular body is a metal pipe.
【請求項3】 請求項1または2に記載のレーザ発生装
置において、 前記筒状体に入射されるレーザビームが、前記筒状体の
内表面で所定の反射回数となるように、前記筒状体の長
さと内径、および前記入射角度が設定されているレーザ
発生装置。
3. The laser generator according to claim 1, wherein the laser beam incident on the tubular body has a predetermined number of reflections on the inner surface of the tubular body. A laser generator in which the body length and inner diameter and the incident angle are set.
【請求項4】 請求項1〜3いずれか1項に記載のレー
ザ発生装置において、 前記反射回数が5〜18回となるように、前記筒状体の
長さと内径、および前記入射角度が設定されているレー
ザ発生装置。
4. The laser generator according to claim 1, wherein the length and the inner diameter of the tubular body and the incident angle are set such that the number of reflections is 5 to 18 times. Laser generator.
【請求項5】 請求項1〜4いずれか1項に記載のレー
ザ発生装置において、 前記強度分布変換機構は、前記レーザ発振器から出射さ
れるレーザビームのうち、最大の強度をImax、被加工物
に所定の変化を起こしうる最低限の強度をIminとしたと
き、Imax/Iminを1.33以下に変換しうるレーザ発生装
置。
5. The laser generator according to claim 1, wherein the intensity distribution conversion mechanism has a maximum intensity Imax of a laser beam emitted from the laser oscillator and a workpiece. A laser generator capable of converting Imax / Imin to 1.33 or less, where Imin is the minimum intensity that can cause a predetermined change in the temperature.
【請求項6】 請求項1〜5いずれか1項に記載のレー
ザ発生装置において、 さらに前記レーザ発振器から出射されるレーザビーム
を、所定のビーム径にするためのレンズを備えているレ
ーザ発生装置。
6. The laser generator according to claim 1, further comprising a lens for making a laser beam emitted from the laser oscillator have a predetermined beam diameter. .
【請求項7】 請求項1〜6いずれか1項に記載のレー
ザ発生装置において、 さらに前記筒状体から出射されるレーザビームを、所定
のビーム径にするためのレンズを備えているレーザ発生
装置。
7. The laser generator according to claim 1, further comprising a lens for making a laser beam emitted from the cylindrical body have a predetermined beam diameter. apparatus.
【請求項8】 請求項1〜7いずれか1項に記載のレー
ザ発生装置において、 さらに前記筒状体を冷却するための機構を備えているレ
ーザ発生装置。
8. The laser generator according to claim 1, further comprising a mechanism for cooling the tubular body.
【請求項9】 レーザ発振器から出射したレーザビーム
の強度分布を、強度分布変換機構を介して平準化するこ
とを特徴とするレーザ発生方法において、 前記強度分布変換機構は、前記レーザ発振器からのレー
ザビームを、前記レーザビームを反射しうる内表面を有
する筒状体の内部に入射し、強度分布変換を行うことを
特徴とするレーザ発生方法。
9. A laser generation method characterized in that the intensity distribution of a laser beam emitted from a laser oscillator is leveled through an intensity distribution conversion mechanism, wherein the intensity distribution conversion mechanism is a laser from the laser oscillator. A laser generation method, characterized in that a beam is incident on the inside of a cylindrical body having an inner surface capable of reflecting the laser beam, and intensity distribution conversion is performed.
【請求項10】 レーザ発振器から出射されたレーザビ
ームを、強度分布変換機構を介してレーザビームの強度
分布を平準化し、該レーザビームを被加工部材に照射す
るレーザを用いた加工方法において、 前記強度分布変換機構は、前記レーザ発振器からのレー
ザビームを、前記レーザビームを反射しうる内表面を有
する筒状体の内部に入射し、強度分布変換を行うことを
特徴とするレーザを用いた加工方法。
10. A processing method using a laser for irradiating a laser beam emitted from a laser oscillator with a laser beam for leveling the intensity distribution of the laser beam through an intensity distribution conversion mechanism and irradiating the laser beam onto a workpiece. The intensity distribution conversion mechanism uses a laser characterized in that a laser beam from the laser oscillator is incident on the inside of a cylindrical body having an inner surface capable of reflecting the laser beam to perform intensity distribution conversion. Method.
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