JP2010115698A - ファイバレーザ加工装置及びファイバレーザ加工方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】このファイバレーザ加工装置は、アンプファイバ10、シードレーザ発振部12、ファイバコア励起部14、レーザ出射部16、加工テーブル18、制御部20等を備えている。制御部20は、Qスイッチドライバ32を通じてシードレーザ発振部12のYAGレーザ発振器22にファーストパルスキラーをかけるとともに、ファイバコア励起部14に対しては、コア励起用LD光FBの出力を制御するために電流切替制御信号CH、待機用電流指令値IW,増幅用電流指令値IS、立ち上がり時間指令値Jup等をLD電源44に与える。
【選択図】 図1
Description
12 シードレーザ発振部
14 ファイバコア励起部
16 出射ユニット
20 制御部
22 YAGレーザ発振器
28 YAGロッド
30 Qスイッチ
32 Qスイッチドライバ
34 電気光学励起部
36 YAGロッド励起用のファイバカップリングLD
38 LD電源
40 伝送用光ファイバ(伝送ファイバ)
42 ファイバコア励起用のファイバカップリングLD
44 LD電源
46 伝送用光ファイバ(伝送ファイバ)
Claims (14)
- 所定の繰り返し周波数でQスイッチパルスのシードレーザ光を発振出力するシードレーザ発振部と、
所定の希土類元素を含むコアを有し、前記シードレーザ発振部からの前記シードレーザ光を一端より前記コアの中に入れ、該シードレーザ光を増幅して他端より出す増幅用の光ファイバと、
前記増幅用光ファイバの一端から前記コアの中に入射して前記シードレーザ光を増幅させるための第1の励起用レーザ光を出力するファイバコア励起部と、
前記増幅用光ファイバの他端から出射したレーザ光を加工用レーザ光として出射するレーザ出射部と、
前記シードレーザ発振部が前記Qスイッチパルスの繰り返し発振を行っている時と休止または中断している時とで前記第1の励起用レーザ光の出力を切り替えるように前記ファイバコア励起部を制御する制御部と
を有するファイバレーザ加工装置。 - 前記制御部は、前記シードレーザ発振部が前記Qスイッチパルスの繰り返し発振を行っている時は、前記第1の励起用レーザ光が所望のレーザ加工に適した増幅用のレーザ出力値を有するように前記ファイバコア励起部を制御し、前記シードレーザ発振部が前記Qスイッチパルスの繰り返し発振を休止または中断している時は、前記第1の励起用レーザ光が前記増幅用のレーザ出力値よりも低くて所望の立ち上がり特性に適した待機用のレーザ出力値を有するように前記ファイバコア励起部を制御する、請求項1に記載のファイバレーザ加工装置。
- 前記制御部は、前記シードレーザ発振部が前記Qスイッチパルスの繰り返し発振を開始または再開する際に、前記第1の励起用レーザ光の出力が前記待機用のレーザ出力値から前記増幅用のレーザ出力値まで一定の勾配を有するアップスロープ波形で立ち上がるように前記ファイバコア励起部を制御する、請求項2に記載のファイバレーザ加工装置。
- 前記ファイバコア励起部が、前記第1の励起用レーザ光を発振出力する第1のレーザダイオードと、前記第1のレーザダイオードに第1のLD駆動電流を供給する第1のLD電源とを有し、
前記制御部が、前記第1の励起用レーザ光の出力を制御するために、前記第1のLD電源を通じて前記第1のLD駆動電流を制御する、
請求項1〜3のいずれか一項に記載のファイバレーザ加工装置。 - 前記第1のレーザダイオードが、第1の伝送用光ファイバを介して前記増幅用光ファイバに光学的に結合される、請求項4に記載のファイバレーザ加工装置。
- 光学的に対向して配置された一対のミラーからなる光共振器と、前記光共振器内の光路上に配置された固体の活性媒質と、前記活性媒質を連続的に励起する活性媒質励起部と、前記光共振器内で前記活性媒質と同一の光路上に配置されたQスイッチと、前記Qスイッチを駆動するためのQスイッチ駆動部とを有し、所定の繰り返し周波数でQスイッチパルスのシードレーザ光を発振出力するシードレーザ発振部と、
所定の希土類元素を含むコアを有し、前記シードレーザ共振器からの前記シードレーザ光を一端より前記コアの中に入れ、該シードレーザ光を増幅して他端より出す増幅用の光ファイバと、
前記増幅用光ファイバの一端から前記コアの中に入射して前記シードレーザ光を増幅させるための第1の励起用レーザ光を出力するファイバコア励起部と、
前記増幅用光ファイバの他端から出射したレーザ光を加工用レーザ光として出射するレーザ出射部と、
前記シードレーザ発振部が前記Qスイッチパルスの繰り返し発振を開始または再開する際に、前記光共振器内のQ値が一定の勾配を有するアップスロープ波形で立ち上がるように前記Qスイッチ駆動部を制御するとともに、前記第1の励起用レーザ光の出力が一定の勾配を有するアップスロープ波形で立ち上がるように前記ファイバコア励起部を制御する制御部と
を有するファイバレーザ加工装置。 - 前記制御部は、前記シードレーザ発振部が前記Qスイッチパルスの繰り返し発振を行っている時は、前記第1の励起用レーザ光が所望のレーザ加工に適した加工用のレーザ出力値を有するように前記ファイバコア励起部を制御し、前記シードレーザ発振部が前記Qスイッチパルスの繰り返し発振を休止または中断している時は、前記第1の励起用レーザ光が前記第1のレーザ出力値よりも低くて所望の立ち上がり特性に適した待機用のレーザ出力値を有するように前記ファイバコア励起部を制御する、請求項6に記載のファイバレーザ加工装置。
- 前記ファイバコア励起部が、前記第1の励起用レーザ光を発振出力する第1のレーザダイオードと、前記第1のレーザダイオードに第1のLD駆動電流を供給する第1のLD電源とを有し、
前記制御部が、前記第1の励起用レーザ光の出力を制御するために、前記第1のLD電源を通じて前記第1のLD駆動電流を制御する、
請求項6または請求項7に記載のファイバレーザ加工装置。 - 前記第1のレーザダイオードが、第1の伝送用光ファイバを介して前記増幅用光ファイバに光学的に結合される、請求項8に記載のファイバレーザ加工装置。
- 前記活性媒質励起部が、前記活性媒質を励起するための第2の励起用レーザ光を発振出力する第2のレーザダイオードと、この第2のレーザダイオードに第2のLD駆動電流を供給する第2のLD電源とを有する、請求項6〜9のいずれか一項に記載のファイバレーザ加工装置。
- 前記第2のレーザダイオードが、第2の伝送用光ファイバを介して前記活性媒質に光学的に結合される、請求項10に記載のファイバレーザ加工装置。
- Qスイッチ型の光共振器を有するシードレーザ発振部により所定の繰り返し周波数でQスイッチパルスのシードレーザ光を発振出力し、増幅用の光ファイバのコアを第1の励起用レーザ光で励起しながら前記コアの一端から他端まで前記シードレーザ光を伝搬させ、前記増幅用光ファイバの他端より増幅されたシードレーザ光として取り出される加工用レーザ光を被加工物に向けて照射して、前記被加工物に所望のレーザ加工を施すファイバレーザ加工方法であって、
前記Qスイッチパルスの繰り返し発振を開始または再開する際に、前記光共振器内のQ値を一定の勾配を有するアップスロープ波形で立ち上げると同時に、前記第1の励起用レーザ光の出力を一定の勾配を有するアップスロープ波形で立ち上げることを特徴とするファイバレーザ加工方法。 - 前記Qスイッチパルスの繰り返し発振を行っている時は、前記第1の励起用レーザ光の出力を所望のレーザ加工に適した増幅用のレーザ出力値に制御し、前記Qスイッチパルスの繰り返し発振を休止または中断している時は、前記第1の励起用レーザ光の出力を前記増幅用のレーザ出力値よりも低くて所望の立ち上がり特性に適した待機用のレーザ出力値に制御する請求項12に記載のファイバレーザ加工方法。
- 前記加工用のレーザ出力値に対応させて前記待機用のレーザ出力値を選定する請求項13に記載のファイバレーザ加工方法。
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