JP2007093643A - 光レベル制御器とその制御方法並びにこれを用いたレーザ応用装置 - Google Patents

光レベル制御器とその制御方法並びにこれを用いたレーザ応用装置 Download PDF

Info

Publication number
JP2007093643A
JP2007093643A JP2005278935A JP2005278935A JP2007093643A JP 2007093643 A JP2007093643 A JP 2007093643A JP 2005278935 A JP2005278935 A JP 2005278935A JP 2005278935 A JP2005278935 A JP 2005278935A JP 2007093643 A JP2007093643 A JP 2007093643A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light
wave plate
level controller
wave
wavelength
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
Application number
JP2005278935A
Other languages
English (en)
Other versions
JP4161136B2 (ja
Inventor
Tsuyoshi Nagano
強 長野
Yoshinori Ota
義徳 太田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Laserfront Technologies Inc
Original Assignee
Laserfront Technologies Inc
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Laserfront Technologies Inc filed Critical Laserfront Technologies Inc
Priority to JP2005278935A priority Critical patent/JP4161136B2/ja
Priority to TW095134244A priority patent/TWI315412B/zh
Priority to US11/522,435 priority patent/US7804644B2/en
Priority to KR1020060092620A priority patent/KR100842478B1/ko
Priority to DE102006045172.4A priority patent/DE102006045172B4/de
Publication of JP2007093643A publication Critical patent/JP2007093643A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP4161136B2 publication Critical patent/JP4161136B2/ja
Priority to US12/355,501 priority patent/US7916393B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B10/00Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/28Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00 for polarising
    • G02B27/283Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00 for polarising used for beam splitting or combining
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B10/00Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
    • H04B10/80Optical aspects relating to the use of optical transmission for specific applications, not provided for in groups H04B10/03 - H04B10/70, e.g. optical power feeding or optical transmission through water

Abstract

【課題】 光軸を同一にしているか又は実質的に同一にしている波長が異なる複数の光ビームの各ビーム強度レベルを任意に可変可能な光レベル制御器及びその制御方法並びにこれを用いたレーザ応用装置を提供する。
【解決手段】 光レベル制御器1は、レーザ発振器2から出射された波長が異なる2つのビーム強度を独立に制御する。光レベル制御器1は、波長依存性がある波長板3と偏光ビームスプリッタ4とを備えている。波長依存性がある波長板3は、一方の光波に対しては1/2波長板として機能し、他方の光波に対しては全波長板として機能する。偏光ビームスプリッタ4の光軸回りの回転角度だけを調整して、偏光ビームスプリッタ4を直進透過する他方の光波の強度を定める。次に、偏光ビームスプリッタ4を調整した角度に固定して、波長板3の光軸回りの回転角度を調整し、一方の光波の強度を定める。
【選択図】 図1

Description

本発明は、実質的に同一の光軸に合波された波長が異なる複数の光波の各光の強度を任意に可変可能な光レベル制御器及びその制御方法並びにこれを用いたレーザ応用装置に関する。
光軸を同一にする波長が異なる複数の光ビームの夫々の強度を任意に可変する光レベル制御器の用途は多い。例えばレーザ加工もその一つである。レーザ加工は、対象物にレーザパルスを照射し、対象物の切断、穴あけ及び溶接等の加工を対象物に対して非接触で行う工法である。加工対象物のもつ光吸収及び反射特性並びに熱特性等の物理的な特性に応じて照射レーザパルスの波長、パルス幅、時間波形、ピークエネルギー及びビーム断面内の分布等を適宜設定して照射している。これに加えて、複数の波長の光を混合して使用する場合もある。複数の波長の光を用いる場合、各光の強度が任意に可変できると、加工対象物の吸収及び反射のスペクトル特性に合った加工条件を選び出すことができ、自由度が増す。また、近年注目されている生体及び医用へのレーザの応用の分野では、照射する生体の部位及び患部の種別等に合せて混合する光の割合を変えられることが望まれる。
波長吸収感度が異なった対象物に適正な加工を行うために、1つのレーザ発振装置から複数波長のレーザ光を切換えて取り出し加工物に照射するレーザ加工装置の技術が特許文献1、2に開示されている。
特許文献1が開示している技術は、高調波発生器によってYAGレーザ発振出力光から複数の波長光を発生し、発生した複数の波長光を空間分離し、夫々の波長光を別々の光可変減衰器に透過し、透過後再び一本のビームに合流して加工ヘッドに導く構成のレーザ加工装置である。これによって、波長吸収感度の異なった試料の加工を適正に行うことができるというものである。
特許文献2に開示している技術は、基本波で発振する第1のレーザ装置からの出力ビームと、別のQスイッチSHG光を出力する第2のレーザ装置からの出力ビームとをダイクロイックミラーによって合波し対象物に集光照射するレーザ溶接装置である。これによって、反射率及び熱拡散率がアルミニウム合金よりも高い純アルミニウム及び純銅等の金属に対して有効なレーザ溶接による接合が可能になるというものである。
特開平06−106378号公報(第2−4頁、図1) 特開2002−028795号公報(第4−7頁、図1)
しかしながら、特許文献1に開示されている光可変減衰器は、複数波長のレーザ光を切換えて取り出し加工物に照射するものであって、混合されている複数の波長光の強度の割合を自由に変えるものではない。
また、特許文献2では、2つのレーザ装置出力のいずれに対しても調節する手段を発明の構成要素としていないため、溶接条件を幅広く可変する自由度を欠く。
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであって、光軸を同一にしているか又は実質的に同一にしている波長が異なる複数の光ビームの各ビーム強度レベルを任意に可変可能な光レベル制御器及びその制御方法並びにこれを用いたレーザ応用装置を提供することを目的とする。
本発明に係る光レベル制御器は、実質的に同一の光軸に合波された波長が異なる2つの光波の各光透過率を任意に可変可能な光レベル制御器において、一方の光波に対して1/2波長板として機能し、他方の光波に対して全波長板として機能する波長依存性がある波長板と、前記波長板を透過した2つの光波を更に透過する偏光ビームスプリッタを有することを特徴とする。
また、本発明に係る他の光レベル制御器は、実質的に同一の光軸に合波された波長が異なる2つの光波の各光透過率を任意に可変可能な光レベル制御器において、一方の光波に対して1/2波長板として機能し、他方の光波に対して全波長板として機能し、光軸の周りに回動可能な波長依存性がある波長板と、前記波長板を透過した前記2つの光波を更に透過し、前記光軸の周りに回動可能な偏光ビームスプリッタとを有し、2つの回動手段の回転角を調整して、偏光ビームスプリッタを直進透過する前記2つの光波の透過率を定めることを特徴とする。
波長依存性がある波長板の前段に、更に、波長が異なる2つの光波のうち、一方の光波に対して1/4波長板として機能し、他方の光波に対しては全波長板又は1/2波長板として機能する別の波長依存性がある波長板を設けてもよい。
偏光ビームスプリッタの後段に、更に、一方の光波に対して1/2波長板として機能し、他方の光波に対して全波長板として機能し、光軸の周りに回動可能な更に別の波長依存性がある波長板を設けてもよい。
また、本発明に係る光レベル制御器の制御方法は、実質的に同一の光軸に合波された波長が異なる2つの光波のうち、一方の光波に対して1/2波長板として機能し、他方の光波に対して全波長板として機能し、光軸の周りに回動可能な波長依存性がある波長板と、前記波長板を透過した2つの光波を更に透過し、光軸の周りに回動可能な偏光ビームスプリッタを有する光レベル制御器の制御方法であって、2つの回動手段の回転角を調整して、偏光ビームスプリッタを直進透過する2つの光波の各光透過率を任意に定めることを特徴とする。
2つの回動手段の回転角の調整は、波長依存性がある波長板の回動手段を固定して、偏光ビームスプリッタの回動手段を回転させる工程と、偏光ビームスプリッタの回動状態を固定した状態で、波長依存性がある波長板の回動手段を回転させる工程を有してもよい。
光レベル制御器は、波長依存性がある波長板の前段に、更に、波長が異なる2つの光波のうち、一方の光波に対して1/4波長板として機能し、他方の光波に対しては全波長板又は1/2波長板として機能する別の波長依存性がある波長板を設けてもよい。
偏光ビームスプリッタの後段に、更に、一方の光波に対して1/2波長板として機能し、他方の光波に対して全波長板として機能し、光軸の周りに回動可能な更に別の波長依存性がある波長板を設け、前記別の波長依存性がある波長板を回転させ、2つの光波の偏光の主軸の角度差を可変とする工程を更に有してもよい。
また、本発明に係るレーザ応用装置は、波長が異なる2つの光波を同一光軸に出力するレーザ発振器と、上記に記載の光レベル制御器のいずれかとを有するレーザビーム系を備えたことを特徴とする。
また、レーザ応用装置は、波長が異なる2つの光波を夫々発振する2つのレーザ発振器と、2つの光波を実質的に同一光軸に合波して出力する合波器と、上記に記載の光レベル制御器のいずれかとを有するレーザビーム系を備えていてもよい。
また、レーザ応用装置は、波長が異なる上記のレーザビーム系と、複数のレーザビーム系を出力する複数のレーザビームを実質的に同一光軸に合波して出力する合波器とを備えていてもよい。
本発明の光レベル制御器によれば、実質的に同一の光軸に合波された波長が異なる2つの光波のうち、一方の光波に対して1/2波長板として機能し、他方の光波に対して全波長板として機能する波長依存性がある波長板と、前記波長板を透過した2つの光波を更に透過する偏光ビームスプリッタとを有する。このため、光レベル制御器を透過する波長が異なる2つの光波の各光透過率を任意に可変することができる。
次に、本発明の実施形態について、添付の図面を参照して具体的に説明する。図1は、本発明の第1実施形態に係る光レベル制御器を示す模式的斜視図である。レーザ発振器2は波長が異なる2本の光ビームを同時に発振しており、2本のビームは光軸を同一にしている。このようなレーザ発振器は、一例として基本波レーザ共振器とこの基本波から高調波を発生する高調波発生素子からなる構成のレーザ装置をあげることができる。高調波発生素子が発生する高調波の基本波からの変換効率は100%ではなく、例えば50%であるとする。従って、レーザ発振器2の出力ビームは基本波と高調波の両成分を含み、エネルギー比は、基本波が50%、高調波が50%であって、かつ両波の光軸は同一となっている。
光レベル制御器1は、このレーザ発振器2が出力する2つのビーム強度を独立に制御する。この光レベル制御器1においては、レーザ発振器2から出射された同一光軸上の2本の光ビームが波長板3に入射し、更に波長板3を透過した光ビームが偏光ビームスプリッタ4に入射するように、波長板3及び偏光ビームスプリッタ4がレーザ発振器2からの光ビームの光軸上に配置されている。
光レベル制御器1の構成要素の1つである波長依存性がある波長板3は次の特性を有する。基本波又は高調波のうち一方の光波に対しては1/2波長板として機能し、他方の光波に対しては全波長板として機能する。そして波長依存性がある波長板3は、光を透過する光軸の回りで回動可能である。従って、波長板3を回転すると、1/2波長板の効果を受ける光波は、波長依存性がある波長板3の回転に伴って偏光面を回転して波長板3を出射する。しかしながら、全波長板の効果を受ける光波は波長板3を回転してもその偏光面は回転を受けることはなく波長板3から出射する。
波長板3は透明な複屈折結晶を使用して作成することができる。一例としては透過波長域の広い水晶を結晶のC軸とほぼ平行に研磨することによって波長板3を作成することができる。
光レベル制御器1の他の構成要素である偏光ビームスプリッタ4は、通常よく用いられている偏光ビームスプリッタであって、斜面に誘電体多層膜を設けた2つの直角プリズムの斜面同士を張り合わせた構造を有する。プリズム斜面に対してP波成分を透過し、S波成分を反射する。この偏光特性は波長依存性を持たない。青色LD(半導体レーザ)、赤色LD更に近赤外LDの3つの光源を備え、高画質DVD、通常画質のDVD及びCD等の異なる方式の光ディスクを記録/再生する光ディスク装置の光ヘッドにこの偏光特性に波長依存性を持たない偏光ビームスプリッタは既に使用されている。
波長依存性がある波長板3と偏光ビームスプリッタ4とを光軸の回りに回転させることによって、偏光ビームスプリッタ4を直進透過する基本波及び高調波の各強度を独立に制御することができる。
次に、この第1実施形態の光レベル制御器の動作について説明する。レーザ発振器2の基本波は水平な直線偏光であり、高調波発生素子は、2次高調波発生素子であって、より具体的には位相整合条件がタイプ1の2次高調波発生素子であるとする。従って基本波と共にレーザ発振器2から出力された2次高調波の偏光は、基本波に平行する直線偏光であるとする。そして、波長依存性がある波長板3は、基本波に対して全波長板として機能し、2次高調波に対して1/2波長板として機能するように波長板の厚さが設定されている。
先ず、偏光ビームスプリッタ4の光軸回りの回転角度だけを調整して、偏光ビームスプリッタ4を直進透過する基本波の強度を定める。次に、偏光ビームスプリッタ4を調整した角度に固定して、波長板3の光軸回りの回転角度を調整し、2次高調波の強度を定める。
図2は、基本波直線偏光が、偏光ビームスプリッタ4を最大透過する角度(水平偏光:P偏光)を基準とし、その角度から偏光ビームスプリッタ4を光軸回りに回転させた角度θを横軸に取り、偏光ビームスプリッタ4を直進透過する基本波の透過率を縦軸に取った図である。θ=90°とすると、基本波直線偏光は、偏光ビームスプリッタ4の斜面へS偏光で入射することになり、直進透過強度は最小となる。レーザ発振器2を出力する基本波は、波長依存性がある波長板3が基本波に対して全波長板として機能するため、波長板をそのC軸の方向に拘わることなく直線偏光の偏光方向を維持したまま透過し、偏光ビームスプリッタ4に入射する。
偏光ビームスプリッタ4を光軸の回りに回転させ、図2に示した直進透過強度を所望のレベルに設定する。すなわち、偏光ビームスプリッタ4の直進透過強度Iは、偏光ビームスプリッタ4を水平から光軸回りに回転させた角度θとは、 I=cos2θ の関係にある。偏光ビームスプリッタ4を透過する基本波の所望の強度をIω=1/2とする場合には、θ0=45°と設定する。
レーザ発振器2から出射された他方の光波である2次高調波も、水平に偏光している。波長依存性がある波長板3は、2次高調波に対して1/2波長板として機能する。波長板のC軸の方向を水平から傾けた角度をφとすると、波長板3を出射する直線偏光の偏光角度Ψは図3に示すように、Ψ=2φとなる。従って、偏光ビームスプリッタ4を直進透過する2次光調波の強度は、波長板の回転角度φに対して図4に示すように変化する。偏光ビームスプリッタ4を透過する基本波の透過率を1/2とするために、すでに偏光ビームスプリッタ4をθ0=45°回転してあるため、φ=22.5°が、偏光ビームスプリッタ4を透過する2次高調波の透過率1を与える波長板の回転角度となる。波長板3を任意の角度φに回転することによって、偏光ビームスプリッタ4を直進透過する2次光調波の強度を基本波と独立に設定することが可能となる。
上記の実施例では、2つの光波を基本波と2次高調波の場合について記述したが、波長の関係はこれに限定されるものではない。今2つの波長を波長λ1とλ2とする。波長依存性がある波長板3は、λ1に対して全波長板、λ2に対して1/2波長板として機能するとする。波長板の厚さをtとしたとき、波長板を出射する常光線と異常光線の位相差は、下記数式1及び2によって与えられる。
Figure 2007093643
Figure 2007093643
ここで、△n1、△n2は夫々波長λ1、λ2における複屈折の大きさ、p、qは正整数である。数式1及び2よりtを消去すると下記数式3が得られる。
Figure 2007093643
そこで、波長λ1、λ2に用いる波長の実数値を、△n1、△n2に用いる光学結晶の複屈折の大きさの実数値を代入し、pに適当な正整数を代入しqを求める(pとqは逆でも良い)。qは必ずしも正整数とはならない。qの正整数からの誤差が所望の値以下となるようにpの値を変える。qが正整数からの誤差が所望の値以下となるときのpの値から波長板の厚さtを決定することができる。この厚さのとき、波長λ1に対しては正確に全波長板となるが、波長λ2に対しては、qの正整数からの誤差に1/2波長を掛けた波長分だけ常光と異常光の位相差は1/2波長からずれることになる。
数値例として光学結晶に水晶を用い、上記の実施例の場合のようにλ1、λ2は基本波と2次高調波であって、λ1=1.06μm、λ2=0.53μmについて計算してみる。水晶の複屈折を△n1=0.0087、△n2=0.0092とし、p=47を代入すると、q=98.9023となる。qの整数99からの誤差は0.097となり、これは1/20波長程度の誤差となる。このときt=5.7mmとなり、実現可能な厚さである。
上記の実施例の光レベル制御器は、2つの光波が同一光軸を有し、基本波と高調波の波長関係を有し、偏光方向も同一の場合を述べたが、これらの条件に限定されるものではない。2つの光波の光軸は合波器等で混合されるように実質的に同一であればよく、波長も任意であって良く、偏光状態も異なっていても本発明の光レベル制御器は有効に動作する。
次に、本発明の第2実施形態について説明する。上述の第1実施形態では、2次高調波発生素子の位相整合条件が、非線形波動方程式における位相整合条件タイプ1の場合についてのものであるが、別のタイプ、例えば位相整合条件タイプ2であってもよい。この場合には、2次高調波発生素子に入射する基本波は直線偏光であっても、2次高調波に変換し尽くされずに出射する基本波は、2次高調波に変換する非線形光学結晶のもつ複屈折の効果を受けて、一般的には楕円偏光となって出射する。このため、図2の偏光ビームスプリッタの回転角度θに対する偏光ビームスプリッタを直進透過する基本波の透過率は、最大値が1にならずこれより減少し、また、最小値は0とならずに増大して、光レベル制御器1を出力する基本波のダイナミックレンジが狭まることになる。
図5は、本発明の第2実施形態に係る光レベル制御器5の構成を示す模式的斜視図である。光レベル制御器5は、レーザ発振器2から出力される2つのビーム強度を独立に制御する。この光レベル制御器5は、光軸の回りに回動可能な波長依存性がある波長板3と偏光ビームスプリッタ4に加えて、更に、波長依存性がある波長板3の前段に設けた回動機構を持たない固定設置された第2の波長依存性がある波長板6とを備えている。第2の波長依存性がある波長板6は、波長が異なる2つの光波のうち、一方の光波に対して1/4波長板として機能し、他方の光波に対しては全波長板又は1/2波長板として機能する。ここでは、基本波に対して1/4波長板、2次高調波に対して全波長板又は1/2波長板として機能するように波長板の厚さが設定してある。その設計方法は、第1の実施形態の(1)、(2)と同様に行うことができる。上述したように、レーザ発振器が出力する基本波と2次高調波のうち、2次高調波は直線偏光であるのに対し、基本波が楕円偏光であるような場合、基本波は第2の波長板6のもつ1/4波長板の機能によって直線偏光に変換される。これに対して2次高調波は、第2の波長板6のもつ全波長板又は1/2波長板の機能によって直線偏光のまま出射する。これによって、第1実施形態と同様、偏光ビームスプリッタ4と波長依存性がある波長板3を光軸の回りに回転して偏光ビームスプリッタ4を直進透過する2つの光波のレベルを夫々任意に設定することができる。
図6は、本発明の第3実施形態に係る光レベル制御器7の構成を示す模式的斜視図である。光レベル制御器7は、レーザ発振器2を出力する2つのビーム強度を独立に制御し、更に2つの光ビームの偏光方向の角度差を任意に制御することができる。この光レベル制御器7は、光軸の回りに回動可能な第1の波長依存性がある波長板3と偏光ビームスプリッタ4に加えて、更に回動機構を持ち偏光ビームスプリッタ4の後段に設けた第3の波長依存性がある波長板8を備えている。第3の波長依存性がある波長板8は、第1の波長依存性がある波長板3と同様の機能を持っている。波長が異なる2つの光波のうち、一方の光波に対して1/2波長板として機能し、他方の光波に対しては全波長板のとして機能する。すなわち、図1の第1の実施形態の光レベル制御器1の光軸方向の後段に回動可能な波長依存性がある波長板8を追加した構成である。これによって、第1の実施形態の光レベル制御器1を出力する2つの光ビームが、偏光ビームスプリッタ4をP波で直進透過する同じ偏光方向の直線偏光であるのに対し、本実施例の光レベル制御器7を出力する2つの光ビームは、第3の波長依存性がある波長板8を回転することによって、2つの光ビームの偏光方向の角度差を任意に設定することができる。このため、本実施例の光レベル制御器をレーザ加工装置に用いることによって、加工対象の加工特性が波長依存性に加えて偏光依存性を有する場合には、より有効なレーザ加工を行うことができる。
図7は、本発明の第4実施形態に係る光レベル制御器9の構成を示す模式的斜視図である。光レベル制御器9は、レーザ発振器2を出力する基本波、2次高調波の2つのビームのうち、基本波が楕円偏光であっても2つのビームの強度を独立に制御し、かつ制御のダイナミックレンジを低下させることなく、更に光レベル制御器を出力する2つの光ビームの偏光方向の角度差を任意に制御することができる。この光レベル制御器9は、図5の第2実施形態の光レベル制御器5の光軸方向の後段に光軸の回りに回動可能な波長依存性がある波長板8を追加した構成である。これによって、第2実施形態の光レベル制御器5を出力する2つの光ビームが同じ偏光方向の直線変更であるのに対し、本実施形態の光レベル制御器7を出力する2つの光ビームは、第3の波長依存性がある波長板8を回転させることによって、2つの光ビームの偏光方向の角度差を任意に設定することができる。このため、本実施例の光レベル制御器をレーザ加工装置に用いることによって、第3の実施形態と同様、より有効なレーザ加工を行うことができる。
図8に、本発明の光レベル制御器を用いたレーザ応用装置、特にレーザ加工装置光学系の構成ブロック図を示す。
図8(a)のレーザ加工装置光学系10は、基本波と2次高調波を同一光軸に出力するレーザ発振器11と、本発明の実施例1乃至4に示した光レベル制御器100と、集光光学系30とを備える。基本波と2次高調波のレベルと偏光方向のいずれか又は両方を光レベル制御器100によって制御して加工対象40に照射する。
図8(b)のレーザ加工装置光学系20は、第1の波長のビームを出力するレーザ発振器21と、第2の波長のビームを出力するレーザ発振器22と、2つのビームを合波する合波器23と、本発明の実施例1乃至4に示した光レベル制御器100と、集光光学系30とを備える。第1の波長の光のレベルと偏光方向のいずれか又は両方を光レベル制御器100によって制御して加工対象40に照射する。
本発明の光レベル制御器100をレーザ加工装置に用いることによって、加工対象40の加工特性が波長依存性に加えて偏光依存性を有する場合でも、より有効なレーザ加工を行うことができる。
更に、図8(a)のレーザ発振器11と光レベル制御器100の組み合わせを複数備え、各光レベル制御器の出力光を合波器によって合波すれば、より多数のレーザ光のレベルと偏光方向を制御することができる。同様な構成は、図8(b)ののレーザ発振器21とレーザ発振器21と合波器23と光レベル制御器100の組み合わせを複数備え、各光レベル制御器の出力光を合波器によって合波してもよい。
本発明の光レベル制御器を用いたレーザ応用装置は、図8においては、レーザ加工装置光学系を例に挙げて説明したが、このような光学系は、レーザ顕微鏡等のレーザ観察装置へも応用することができる。
本発明の第1実施形態に係る光レベル制御器を示す模式的斜視図である。 本発明の光レベル制御器が備える偏光ビームスプリッタの回転角度に対する偏光ビームスプリッタを直進透過する基本波の透過率を示す図である。 本発明の光レベル制御器が備える波長板の回転角度に対する2次高調波の偏光回転角度を示す図である。 本発明の光レベル制御器が備える波長板の回転角度に対する偏光ビームスプリッタを直進透過する2次高調波の透過率を示す図である。 本発明の第2実施形態に係る光レベル制御器の構成を示す模式的斜視図である。 本発明の第3実施形態に係る光レベル制御器の構成を示す模式的斜視図である。 本発明の第4実施形態に係る光レベル制御器の構成を示す模式的斜視図である。 本発明の光レベル制御器を用いたレーザ加工装置光学系の構成を示す図である。
符号の説明
1 光レベル制御器
2 レーザ発振器
3 波長依存性がある波長板
4 偏光ビームスプリッタ
5 光レベル制御器
6 波長依存性がある波長板
7 光レベル制御器
8 波長依存性がある波長板
9 光レベル制御器
10 レーザ加工装置光学系
11 レーザ発振器
20 レーザ加工装置光学系
21 レーザ発振器
22 レーザ発振器
23 合波器
100 光レベル制御器
30 集光光学系
40 加工対象

Claims (11)

  1. 実質的に同一の光軸に合波された波長が異なる2つの光波の各光透過率を任意に可変可能な光レベル制御器において、一方の光波に対して1/2波長板として機能し、他方の光波に対して全波長板として機能する波長依存性がある波長板と、前記波長板を透過した前記2つの光波を更に透過する偏光ビームスプリッタとを有することを特徴とする光レベル制御器。
  2. 実質的に同一の光軸に合波された波長が異なる2つの光波の各光透過率を任意に可変可能な光レベル制御器において、一方の光波に対して1/2波長板として機能し、他方の光波に対して全波長板として機能し、前記光軸の周りに回動可能な波長依存性のある波長板と、前記波長板を透過した前記2つの光波を更に透過し、前記光軸の周りに回動可能な偏光ビームスプリッタとを有し、前記2つの回動手段の回転角を調整して、前記偏光ビームスプリッタを直進透過する前記2つの光波の透過率を定めることを特徴とする光レベル制御器。
  3. 前記波長板の前段に、更に、波長が異なる2つの光波のうち、一方の光波に対して1/4波長板として機能し、他方の光波に対しては全波長板又は1/2波長板として機能する別の波長依存性がある波長板を設けたことを特徴とする請求項2に記載の光レベル制御器。
  4. 前記偏光ビームスプリッタの後段に、更に、一方の光波に対して1/2波長板として機能し、他方の光波に対して全波長板として機能し、前記光軸の周りに回動可能な更に別の波長依存性がある波長板を設けたことを特徴とする請求項2又は3に記載の光レベル制御器。
  5. 前記請求項2乃至4のいずれか1項に記載の光レベル制御器の制御方法において、前記2つの回動手段の回転角を調整して、前記偏光ビームスプリッタを直進透過する前記2つの光波の各光透過率を任意に定めることを特徴とする光レベル制御器の制御方法。
  6. 前記2つの回動手段の回転角の調整は、前記波長板の回動手段を固定して、前記偏光ビームスプリッタの回動手段を回転させる工程と、前記偏光ビームスプリッタの回動状態を固定した状態で、前記波長板の回動手段を回転させる工程とを有することを特徴とする請求項5に記載の光レベル制御器の制御方法。
  7. 前記光レベル制御器は、前記波長板の前段に、更に、波長が異なる2つの光波のうち、一方の光波に対して1/4波長板として機能し、他方の光波に対しては全波長板又は1/2波長板として機能する別の波長依存性がある波長板を設けたことを特徴とする請求項5又は6に記載の光レベル制御器の制御方法。
  8. 前記偏光ビームスプリッタの後段に、更に、一方の光波に対して1/2波長板として機能し、他方の光波に対して全波長板として機能し、前記光軸の周りに回動可能な更に別の波長依存性がある波長板を設け、前記別の波長依存性がある波長板を回転させて、前記2つの光波の偏光の主軸の角度差を可変とすることを特徴とする請求項6又は7に記載の光レベル制御器の制御方法。
  9. 波長が異なる2つの光波を同一光軸に出力するレーザ発振器と、前記請求項1乃至4のいずれか1項に記載の光レベル制御器とを有するレーザビーム系を備えたことを特徴とするレーザ応用装置。
  10. 波長が異なる2つの光波を夫々発振する2つのレーザ発振器と、前記2つの光波を実質的に同一光軸に合波して出力する合波器と、前記請求項1乃至4のいずれか1項に記載の光レベル制御器とを有するレーザビーム系を備えたことを特徴とするレーザ応用装置。
  11. 波長が異なる請求項9又は10に記載の複数のレーザビーム系と、前記複数のレーザビーム系から出力された複数のレーザビームを実質的に同一光軸に合波して出力する合波器とを有することを特徴とするレーザ応用装置。
JP2005278935A 2005-09-26 2005-09-26 光レベル制御器とその制御方法並びにこれを用いたレーザ応用装置 Expired - Fee Related JP4161136B2 (ja)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005278935A JP4161136B2 (ja) 2005-09-26 2005-09-26 光レベル制御器とその制御方法並びにこれを用いたレーザ応用装置
TW095134244A TWI315412B (en) 2005-09-26 2006-09-15 Optical level control device, method for controlling same, and laser application device
US11/522,435 US7804644B2 (en) 2005-09-26 2006-09-18 Optical level control device, method for controlling same, and laser application device
KR1020060092620A KR100842478B1 (ko) 2005-09-26 2006-09-25 광 레벨 제어 장치, 이를 제어하는 방법 및 레이저 응용장치
DE102006045172.4A DE102006045172B4 (de) 2005-09-26 2006-09-25 Optische Pegelregelungsvorrichtung, Verfahren zum Steuern derselben und Laseranwendungsvorrichtung
US12/355,501 US7916393B2 (en) 2005-09-26 2009-01-16 Optical level control device, method for controlling same, and laser application device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005278935A JP4161136B2 (ja) 2005-09-26 2005-09-26 光レベル制御器とその制御方法並びにこれを用いたレーザ応用装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2007093643A true JP2007093643A (ja) 2007-04-12
JP4161136B2 JP4161136B2 (ja) 2008-10-08

Family

ID=37893528

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2005278935A Expired - Fee Related JP4161136B2 (ja) 2005-09-26 2005-09-26 光レベル制御器とその制御方法並びにこれを用いたレーザ応用装置

Country Status (5)

Country Link
US (2) US7804644B2 (ja)
JP (1) JP4161136B2 (ja)
KR (1) KR100842478B1 (ja)
DE (1) DE102006045172B4 (ja)
TW (1) TWI315412B (ja)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009131876A (ja) * 2007-11-30 2009-06-18 Sunx Ltd レーザ加工装置
JP2009139843A (ja) * 2007-12-10 2009-06-25 Fuji Xerox Co Ltd 光導波路素子
JPWO2013098887A1 (ja) * 2011-12-27 2015-04-30 三菱電機株式会社 レーザ出力測定装置
JP2019164363A (ja) * 2014-05-07 2019-09-26 国立大学法人電気通信大学 レーザ装置
WO2022004051A1 (ja) * 2020-07-02 2022-01-06 株式会社島津製作所 レーザ光強度調整方法及びレーザ光強度調整装置

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4161136B2 (ja) * 2005-09-26 2008-10-08 オムロン株式会社 光レベル制御器とその制御方法並びにこれを用いたレーザ応用装置
US8116341B2 (en) * 2007-05-31 2012-02-14 Electro Scientific Industries, Inc. Multiple laser wavelength and pulse width process drilling
WO2013001805A1 (ja) * 2011-06-29 2013-01-03 株式会社ニコン 構造化照明光学系および構造化照明顕微鏡装置
KR20130069061A (ko) * 2011-12-16 2013-06-26 한국전자통신연구원 테라헤르츠 송신기
EP2735862B1 (en) * 2012-11-21 2020-01-15 Fraunhofer Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung E.V. Optical sensor arrangement and method for measuring an observable
CN104965309A (zh) * 2015-07-27 2015-10-07 西安交通大学 一种分束比连续可调和任意偏振态输出的分束器
CN105611109B (zh) * 2016-02-23 2018-08-17 中国科学院光电研究院 基于多频外差的多方向结构光同步扫描成像装置
CN106058628A (zh) * 2016-07-13 2016-10-26 中国工程物理研究院应用电子学研究所 一种输出激光连续调能装置

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61126524A (ja) 1984-11-24 1986-06-14 Minolta Camera Co Ltd レ−ザ光の光量調節装置
JPH0634915A (ja) 1992-07-15 1994-02-10 Fujitsu Ltd 光アイソレータ、該光アイソレータを備えた光増幅器、及び該光増幅器を備えた双方向光伝送システム
JPH06106378A (ja) 1992-09-30 1994-04-19 Olympus Optical Co Ltd レーザ加工装置
JP3033659B2 (ja) 1993-12-17 2000-04-17 日本電気株式会社 面型光機能素子用光接続装置
JPH08320456A (ja) 1995-03-20 1996-12-03 Nikon Corp 偏光方位回転装置
US6518540B1 (en) * 1998-06-16 2003-02-11 Data Storage Institute Method and apparatus for providing ablation-free laser marking on hard disk media
JP2000214231A (ja) * 1999-01-27 2000-08-04 Ando Electric Co Ltd 電気光学サンプリングプロ―バ
US6268954B1 (en) * 1999-08-20 2001-07-31 Jds Fitel Inc. Method and system for controlling the slope of an output response
JP4580065B2 (ja) 2000-07-10 2010-11-10 ミヤチテクノス株式会社 レーザ溶接方法及び装置
JP2002224873A (ja) 2001-01-30 2002-08-13 Toshiba Corp レーザ加工方法およびその装置
WO2003091789A1 (en) * 2002-04-24 2003-11-06 Pirelli & C. S.P.A. Optical devices comprising series of birefringent waveplates
JP4161136B2 (ja) * 2005-09-26 2008-10-08 オムロン株式会社 光レベル制御器とその制御方法並びにこれを用いたレーザ応用装置

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009131876A (ja) * 2007-11-30 2009-06-18 Sunx Ltd レーザ加工装置
JP2009139843A (ja) * 2007-12-10 2009-06-25 Fuji Xerox Co Ltd 光導波路素子
JP4650482B2 (ja) * 2007-12-10 2011-03-16 富士ゼロックス株式会社 光導波路素子
JPWO2013098887A1 (ja) * 2011-12-27 2015-04-30 三菱電機株式会社 レーザ出力測定装置
JP2019164363A (ja) * 2014-05-07 2019-09-26 国立大学法人電気通信大学 レーザ装置
WO2022004051A1 (ja) * 2020-07-02 2022-01-06 株式会社島津製作所 レーザ光強度調整方法及びレーザ光強度調整装置
JP7444258B2 (ja) 2020-07-02 2024-03-06 株式会社島津製作所 レーザ光強度調整方法及びレーザ光強度調整装置

Also Published As

Publication number Publication date
TW200712552A (en) 2007-04-01
KR20070034949A (ko) 2007-03-29
US20070070484A1 (en) 2007-03-29
KR100842478B1 (ko) 2008-07-01
JP4161136B2 (ja) 2008-10-08
DE102006045172B4 (de) 2017-07-06
US7804644B2 (en) 2010-09-28
US20090161706A1 (en) 2009-06-25
TWI315412B (en) 2009-10-01
DE102006045172A1 (de) 2007-05-24
US7916393B2 (en) 2011-03-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4161136B2 (ja) 光レベル制御器とその制御方法並びにこれを用いたレーザ応用装置
CA2051542C (en) Multi-pulse laser beam generation method and device and laser beam machining method and apparatus using multi-pulse laser beam
US6727462B2 (en) Laser machining device
WO2011018989A1 (ja) レーザ加工装置及びレーザ加工方法
JP2010060751A (ja) テラヘルツ波の発生装置及び発生方法
US9925620B2 (en) Carbon monoxide laser machining system
TWI327498B (en) Laser processing apparatus using laser beam splitting
TWI761081B (zh) 波長變換雷射裝置及波長變換雷射加工機
JP2006330518A (ja) 高調波発生装置
JP2009276389A (ja) テラヘルツ波発生装置およびテラヘルツ波発生方法
JP4969369B2 (ja) 光波長変換装置
JP2007096063A (ja) レーザ装置、レーザ加工方法、被レーザ加工物及び被レーザ加工物の生産方法。
JPH0529693A (ja) マルチパルスレーザ発生装置、及びその方法、並びにそのマルチパルスレーザを用いた加工方法
JP2009248136A (ja) レーザ光分岐装置およびレーザ加工装置
KR100906460B1 (ko) 펄스에너지 조절이 가능한 다중 펄스 광학장치
JP2003094191A (ja) レーザ加工装置
JP2003124552A (ja) レーザビーム分岐装置及びレーザ加工方法
KR20070103842A (ko) 극초단 펄스 레이저 가공 장치 및 방법
JP4265424B2 (ja) 波長変換方法、波長変換レーザ装置、およびレーザ加工装置
JPH09323184A (ja) レーザ加工装置
JP2003290963A (ja) レーザ装置、レーザ加工装置及びレーザ加工方法
JPH07226561A (ja) レーザ装置
JP2023145347A (ja) レーザ照射装置、及びレーザ照射方法
JP2005007476A (ja) レーザ加工方法およびレーザ加工装置
JP2023019571A (ja) 光減衰器および光減衰器複合体

Legal Events

Date Code Title Description
RD02 Notification of acceptance of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422

Effective date: 20070115

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20080129

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20080304

A711 Notification of change in applicant

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A711

Effective date: 20080425

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821

Effective date: 20080425

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20080624

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20080705

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20080707

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110801

Year of fee payment: 3

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110801

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110801

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110801

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110801

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120801

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130801

Year of fee payment: 5

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees