JP2010096788A - 透過型光学素子、レーザー発振器及びレーザー加工機 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 透過型光学素子は、正の熱ひずみ係数を有する物質からなりウェッジ面と平面とを有する第1光学部材と、負の熱ひずみ係数を有する物質からなりウェッジ面と平面とを有する第2光学部材とを備え、第1光学部材のウェッジ面と第2光学部材のウェッジ面とを向かい合わせに配置して、第1光学部材と第2光学部材とが相対的に平面に平行に移動し、レーザービームに生じる熱レンズ効果を補正する。
【選択図】 図1
Description
<実施例1:第一透過型光学素子20>
図1(a)は、本実施例1に係る第一透過型光学素子20の拡大図で、図1(b)は、第一透過型光学素子20が従来のレーザー加工機の光学系に設置されている図面である。図1(a)に示したように、第一透過型光学素子20は、ウェッジ面と平面を有する第一光学部材20Aと、ウェッジ面と平面を有する第二光学部材20Bからなる。
数式1及び数式2中の各パラメータの数値は、表1に示されている。
ΔΦ∞t×χ×ΔT ……数式3
ΔΦ∞t×χ×ρ ……数式4
ΔΦA=-ΔΦB ……数式5
tA×χA×ρA=-tB×χB×ρB……数式6
続いて、本発明の実施例2に係る第二透過型光学素子60について説明する。第一透過型光学素子20と異なる部分だけを説明し、相同する部分の説明を省略する。
数式7における各パラメータの数値は表2に示している。
数式8における各パラメータの数値は表2に示している。
続いて、本発明の実施例3に係る第三透過型光学素子80について説明する。第一透過型光学素子20と異なる部分だけを説明し、相同する部分の説明を省略する。
以下、本発明に係るレーザー発振器100について説明する。図5は、本発明に係るレーザー発振器100の構造を示す概略断面図である。
以下、図6に基づいて本発明に係るレーザー加工機200に対して説明する。図6は、本発明に係るレーザー加工機200の構造を示す概略断面図である。本実施例に係るレーザー加工機200は、本発明のレーザー発振器100と、ダクト14と、反射鏡15と、集光レンズ16と、加工対象物17を搭載するための加工テーブル18とを備える。
5 … レーザー光
8 … レーザー発振器
10 … レーザー加工機
11 … 冷却用ガスボンベ
14 … ダクト
15 … 反射鏡
16 … 集光レンズ
17 … 加工対象物
18 … 加工テーブル
20 … 第一透過型光学素子
20A … 第一光学部材
20B … ウェッジ面と平面を有する第二光学部材
30 … 検出器
31 … 計算ユニット
40 … 駆動機構
60 … 第二透過型光学素子
61 … 第一光学素子
62 … 第二光学素子
61A … 第一光学部材
61B … 第二光学部材
62A … 第三光学部
62B … 第四光学部材
80 … 第三透過型光学素子
81 … 第一光学素子
81A … 第一光学部材
81B … 第二光学部材
81C … 偏光ビームスプリッター層(PBS)
82 … 第二光学素子
82A … 第三光学部材
82B … 第四光学部材
100 … レーザー発振器
101 … 筐体
102 … レーザー光源
103 … レーザービームの射出窓
200 … レーザー加工機
Claims (10)
- レーザービームが入射する透過型光学素子であって、
正の熱ひずみ係数を有する物質からなりウェッジ面と平面とを有する第1光学部材と、
負の熱ひずみ係数を有する物質からなりウェッジ面と平面とを有する第2光学部材と、を備え、
前記第1光学部材のウェッジ面と前記第2光学部材のウェッジ面とを向かい合わせに配置して、前記第1光学部材と前記第2光学部材とが相対的に前記平面に平行に移動し、前記レーザービームに生じる熱レンズ効果を補正することを特徴とする透過型光学素子。 - 前記熱レンズ効果の状態を検出する検出器と、
前記検出器による検出結果に基づいて、前記第1光学部材及び前記第2光学部材を相対的に移動させる駆動部と、
を備えることを特徴とする請求項2に記載の透過型光学素子。 - 前記第1光学部材及び前記第2光学部材がそれぞれ二対用意され、
前記一方の前記第1光学部材及び前記第2光学部材と、他方の第1光学部材及び前記第2光学部材とが相対的に前記平面に平行に移動して、前記二対の前記第1光学部材及び前記第2光学部材を透過する前記レーザービームの光路長を調整することを特徴とする請求項1に記載の透過型光学素子。 - 前記熱レンズ効果の状態を検出する検出器と、
前記検出器による検出結果に基づいて、前記一方の第1光学部材及び前記第2光学部材と他方の第1光学部材及び前記第2光学部材とを相対的に移動させる駆動部と、
を備えることを特徴とする請求項3に記載の透過型光学素子。 - 前記レーザービームは所定のビーム径を有しており、前記所定のビーム径において前記ウェッジ面によって発生した収差を打ち消すように二対の光学部材が配置されていることを特徴とする請求項3又は請求項4に記載の透過型光学素子。
- 前記第1光学部材及び前記第2光学部材のうち一方が前記レーザービームの入射面側に配置され、前記入射面に反射膜が形成されていることを特徴とする請求項1から請求項5のいずれか一項に記載の透過光学素子。
- 前記第1光学部材及び前記第2光学部材がオプティカル・コンタクトされていることを特徴とする請求項1から請求項6のいずれか一項に記載の透過光学素子。
- 前記第1光学部材の正の熱ひずみ係数χは、
前記第2光学部材の負の熱ひずみ係数χは、
なお、(dn/dT)は前記光学部材の屈折率の温度依存係数、nは屈折率、αは線膨張係数を示すことを特徴とする請求項1から請求項7のいずれか一項に記載の透過光学素子。 - 前記レーザービームを射出するレーザー光源と、
前記レーザー光源を収納する筐体と、
請求項1から請求項8のいずれか一項に記載の透過光学素子を前記レーザービームの射出窓として前記筐体に取り付けられたことを特徴とするレーザー発振器。 - 被加工物を載置するテーブルと、
請求項9に記載のレーザー発振器と、を備え、
前記レーザー発振器から射出されたレーザービームで前記被加工物を加工することを特徴とするレーザー加工機。
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2008
- 2008-10-14 JP JP2008264795A patent/JP5099599B2/ja active Active
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