JP2011085952A - レーザシステム性能を改善するためのaom変調技術 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 内部空洞及び/又は外部空洞AOM(60)の周波数変調技術及び/又は振幅変調技術のデジタル制御は、望ましくないレーザエネルギーが工作物(80)に衝突することを防止するためにレーザビーム(90)の実質的な全消滅を容易にし、パルス対パルスの閉ループ制御によりレーザパルスの振幅安定性を容易にし、例えば整列エラー補正、ビームウォーク補正、又は3次元位置決めのようなアプリケーションに対する閉ループ制御(限定的ではない)を含むビーム位置決め制御を容易にし、そして、上記アプリケーションのいずれかを遂行するためにAOM(60)上の1を超える変換器の使用を容易にする。
【選択図】図18
Description
特定周波数に対応する角度に関するある式は、
として表すことができる。なお、νsは媒質の音速である。
材質:融解石英(n=1.46、νs=6km/s)
音:周波数f=100MHz
光:1047nm波長
レーザビーム径:12mm
AOMの回折効率を求める式は、
として表現でき、材料特性は、
によって記述できる。
ここで、λは光の波長、Mは材料の性能指数、Lは変換器相互作用ゾーンの長さであり、Hは変換器70の高さ、Pは印加RF電力である。信号の周波数変調による変更は、
として表現されるように、ΔΦとして記述することができる。
として示すことができる。なお、θBは入力光の入口角度であり、λは光の波長であり、ΛはAOM媒質内の音波の波長である。
に等価な関係で低下する。なお、Lが音と光(又はビームの直径)との相互作用の長さである。
Claims (89)
- 第1の偏向角範囲限界に対応する第1の周波数限界を有する第1の無線周波数ドライバに応答する、第1の面に位置決めた第1の変換器を有する音響光学変調器のビーム偏向角範囲を強化する方法であって、
第1のビーム位置の工作物に衝突する、ビーム経路に沿うレーザビームを発生すること、
前記ビーム経路に沿って位置決めされた前記音響光学変調器を通して前記レーザビームを伝播すること、
前記音響光学変調器上の前記第1の変換器に印加される第1の無線周波数信号の第1の周波数を制御すること、及び
前記音響光学変調器の第2の面上に配置された第2の変換器に印加される第1の無線周波数信号の第1の周波数を制御することを含み、
前記第2の変換器面は、前記入口面前記ビーム入口面を横断する第2の平面にありかつ前記第1の変換器面にほぼ平行又は同一面上にあり、前記第2の変換器は前記第1の工作物軸線に沿う前記ビーム経路の偏向角に影響を与えるために前記ビーム経路を横断する第2の変換器変調ゾーンにあり、
前記方法は、さらに、前記第1及び第2の無線周波数信号によって与えられる前記ビーム経路の協同偏向角から生じる所望のビーム位置にて前記工作物に衝突させるために前記工作物上の仮のビーム位置からの前記レーザビームを検出するために前記第1及び第2の無線周波数信号を調整することを含む、方法。 - 工作物に衝突するビーム経路に沿うレーザビーム伝播を抑制する方法であって、
レーザビームを発生すること、
第1の変換器を有する第1の音響光学変調器へ光路に沿って前記レーザビームを伝播すること、
前記ビームの大部分が第1のビームダンプへ伝播しかつ前記ビームの僅かな部分が前記ビーム経路に沿って伝播し続け、前記ビーム経路が前記第1の音響光学変調器及び前記工作物間にて第2の音響光学変調器を有し、前記第2の音響光学変調器が第2の変換器を有するように前記工作物に衝突する前記ビーム経路に沿う前記レーザビームの伝播を抑制するために前記第1の変換器を変調すること、及び
前記ビームの前記僅かな部分のほとんどは第2のビームダンプへ伝播し、それにより、前記工作物に衝突する前記ビーム経路に沿う前記レーザビームの伝播を抑制するように、前記工作物に衝突する前記ビーム経路に沿う前記レーザビームの前記僅かな部分の伝播を抑制するために前記第2の変換器を変調することを含む、方法。 - 前記工作物に衝突する前記ビーム経路はゼロ次ビーム経路を含む、請求項2に記載の方法。
- 工作物に衝突するビーム経路に沿うレーザビーム伝播を抑制するためにレーザシステム内の音響光学変調器を変調する方法であって、
レーザビームを発生すること、
音響光学変調器への光路に沿ってレーザビームを伝播させること、及び
前記工作物に衝突する前記ビーム経路に沿う前記レーザビームの伝播を防止するために前記音響光学変調器に印加される無線周波数信号の周波数を変調することを含む、方法。 - さらに、前記レーザビームが前記工作物に衝突するための前記ビーム経路に沿って伝播する周波数を選択することを含む、請求項4に記載の方法。
- さらに、前記工作物に衝突するレーザビームの強度に影響を与える信号の振幅を変調することを含む、請求項5に記載の方法。
- レーザ放射を漂遊させるのに敏感な工作物を処理するレーザシステムであって、
光路に沿うレーザビームの発生を容易にするレーザ媒質と、
前記光路に沿って位置決めされる音響光学変調器と、
前記音響光学変調器に関連した変換器と、
前記工作物に前記レーザビームを衝突させるのが望ましくないときはいつでも前記レーザビームの主要部分をビームダンプへ伝播させ、そして前記工作物に前記レーザビームを衝突させるのが望ましいときはいつでも前記レーザビームの主要部分を前記工作物へ伝播させるために前記変換器を通して前記音響光学変調器へ印加される周波数を変調する可変周波数コントローラとを含む、レーザシステム。 - 前記周波数の振幅は、前記工作物に衝突する前記レーザビームの強度に影響を与えるために調節される、請求項7に記載のレーザシステム。
- 前記音響光学変調器は、前記工作物に衝突するビーム経路に沿ってレーザビームを伝播させるために前記音響光学変調器内に音波を確立する波動設定時間を含み、前記印加した無線周波数信号の周波数は、前記ビーム経路に沿うレーザビーム伝播が防止されるときはいつでも、前記波動設定時間より短い時間間隔内で継続的に変化される、請求項1又は4ないし8のいずれかに記載の方法又はレーザシステム。
- 前記印加無線周波数信号の前記周波数は前記時間間隔内で2つの選択周波数間において交互に変化される、請求項9に記載の方法又はレーザシステム。
- 前記印加無線周波数信号の前記周波数は2つの選択周波数間において交互に変化される、請求項1、2又は4ないし10のいずれかに記載の方法又はレーザシステム。
- 前記印加無線周波数信号の前記周波数は多数の周波数間において交互に変化される、請求項1、2又は4ないし10のいずれかに記載の方法又はレーザシステム。
- 前記印加無線周波数信号の前記周波数は前記時間間隔内で多数の周波数間において変化される、請求項1、2又は7ないし9のいずれかに記載の方法又はレーザシステム。
- 前記周波数は白雑音を創出するために変調される、請求項1、2、4ないし9又は13のいずれかに記載の方法又はレーザシステム。
- 前記無線周波数信号の前記振幅は、ビーム伝播が防止されるときはいつでも減少される、請求項1、2、4ないし9、13又は14のいずれかに記載の方法又はレーザシステム。
- 前記音響光学変調器は第1の音響光学変調器であり、第2の音響光学変調器は、ビーム経路が防止されるときはいつでも、ビーム消滅能力を強化するために前記ビーム経路に沿って使用される、請求項1、2、4ないし9又は13ないし15のいずれかに記載の方法又はレーザシステム。
- 異なる周波数が、前記第1及び第2の音響光学変調器において使用される請求項16に記載の方法又はレーザシステム。
- 前記音響光学変調器へ印加される前記無線周波数信号の変調を直接的に又は間接的に調節するレーザコントローラへ直接的に又は間接的に情報を伝送する検出器に、前記レーザビームの一部分を逸らすためにビーム分割素子が音響光学変調器のビーム経路の下流に配置される、請求項1、2、4ないし9又は13ないし17のいずれかに記載の方法又はレーザシステム。
- 前記変調の調節は前記レーザビームのパルス対パルス出力振幅安定性を強化する、請求項18に記載の方法又はレーザシステム。
- 前記音響光学変調器はQスイッチとして使用される、請求項1、2、4ないし9又は13ないし19のいずれかに記載の方法又はレーザシステム。
- 前記音響光学変調器はビーム入口面を有し、前記無線周波数信号は前記音響光学変調器内の変換器変調ゾーンを創出するために変換器に印加され、前記ビーム経路は、前記ビーム入口面又は前記第1の変換器変調ゾーンに関してブラッグ角で又はそれに近接する入口角で前記音響光学変調器に衝突する、請求項1、2、4ないし9又は13ないし20のいずれかに記載の方法又はレーザシステム。
- 前記無線周波数信号は実質的にゼロのブラッグ効率を有する1又はそれ以上の周波数にて印加される、請求項1、2、4ないし9又は13ないし21のいずれかに記載の方法又はレーザシステム。
- 第1の変換器は、前記音響光学変調器に接続され、かつ前記ビーム経路に沿うレーザビーム伝播が防止されるときはいつでも使用され、前記音響光学変調器は、前記工作物に衝突する前記ビーム経路に沿うレーザビーム伝播が選択されるときはいつでも選択周波数にて使用される第2の変換器を有する、請求項1、2、4ないし9又は13ないし22のいずれかに記載の方法又はレーザシステム。
- 前記音響光学変調器は外部空洞パルス収集器として使用される、請求項1、2、4ないし9又は13ないし23のいずれかに記載の方法又はレーザシステム。
- さらに、偏向伝播方向を達成するために前記第2の無線周波数信号の印加を防止しつつ、前記第1の周波数を印加すること、又は、偏向伝播方向を達成するために前記第1の無線周波数信号の印加を防止しつつ、前記第2の周波数を印加することを含む、請求項4に記載の方法。
- 前記ビーム経路は、前記ビーム入口面又は前記第1の変換器変調ゾーンに対してブラッグ角である又はそれに近接する入口角にて前記音響光学変調器に衝突し、前記第1及び第2の変換器変調ゾーンは共通の0次ビーム経路を共有し、前記第1の周波数は、前記第1の変換器変調ゾーンからの1次ビーム経路に又はそれに近接するよう前記第1の偏向角を制御し、前記第2の周波数は、前記第2の変換器変調ゾーンからの1次ビーム経路に又はそれに近接するよう前記第2の偏向角を制御する、請求項25に記載の方法。
- レーザと第1及び2の横面軸線を有する工作物との間のビーム経路に沿って位置決めするのに適した音響光学変調器であってビーム入口面と、ビーム出口面と、前記音響光学変調器の第1の変換器面上に位置決めされる第1の変換器とを有し、また前記第1の変換器面が前記ビーム入口面を横断する第1の平面にある音響光学変調器の性能を強化する方法であって、
工作物に衝突させるビーム経路に沿うレーザビームを発生すること、
前記ビーム経路に沿って位置決めされた前記音響光学変調器を通して前記レーザビームを伝播すること、
前記第1の面軸線に沿う前記ビーム経路の第1の出口角に影響を与えるために前記ビーム経路を横断する第1の変換器変調ゾーン内で変調する前記第1の変換器に印加される第1の無線周波数信号の周波数を制御すること、及び
前記音響光学変調器の第2の変換器面上に位置決めされる第2の変換器に印加される第2の無線周波数信号の第2の周波数を制御することを含み、
前記第2の変換器面は、前記ビーム入口面及び前記第1の面を横断する第2の平面にあり、前記第2の変換器は、前記第2の面軸線に沿う前記ビーム経路の第2の出口角に影響を与えるために、前記第1の変換器変調ゾーンに横断しかつ前記ビーム経路を横断する第2の変換器変調ゾーン内で変調しており、
当該方法は、さらに、
前記第1及び第2の無線周波数信号の前記第1及び第2の周波数に応答して、前記第1及び第2の変換器によって与えられる前記第1及び第2の出口角から生じる協同偏向角の所望のビーム位置にて前記工作物に衝突させるために前記第1及び第2の面軸線に沿う前記ビーム経路を偏向するために前記第1及び第2の周波数を調整することを含む、方法。 - さらに、位置決め信号プロセッサから低速運動制御信号及び高速運動制御信号を提供すること、
前記低速運動制御信号に応答して、変換軸線にほぼ沿う、変換段階の広い範囲の相対的ビーム指向運動を低速位置決めドライバを使用して制御すること、
前記高速運動制御信号に応答して、前記音響光学変調器の前記狭い範囲の相対的ビーム指向運動を前記第1及び/又は第2の変換器で制御すること、
前記変換段階で前記ビーム経路及び前記工作物間の前記広い範囲の相対的ビーム指向運動を行うこと、及び
所望のビーム位置にて前記工作物に衝突させるために、前記ビーム経路と前記工作物との間の前記狭い範囲の相対的ビーム指向運動を前記音響光学変調器で行うことを含む、請求項27に記載の方法。 - さらに、前記ビーム経路及び前記所望のビーム位置間の相違に関するエラー情報を獲得すること、及び
前記ビーム経路及び前記所望のビーム位置間の相違を補償するために前記エラー情報を前記第1及び/又は第2の変換器に搬送することを含む、請求項28に記載の方法。 - さらに、走査ラインに沿う前記ビーム経路と軸線外であるが前記走査ラインに平行な所望のビーム位置との間の相違に関するエラー情報を獲得すること、及び
前記工作物の上方の前記走査ラインに平行な前記所望のビーム位置に衝突させるための前記レーザビームを偏向するために前記エラー情報を前記第1及び/又は第2の変換器に搬送することを含む、請求項28に記載の方法。 - レーザ及び工作物の間のビーム経路に沿って配置されるように適合される音響光学変調器を制御するための音響光学変調器制御システムであって、前記音響光学変調器はビーム入口面と、ビーム出口面と、前記音響光学変調器の第1の変換器面上に位置決めされかつ第1の変換器変調ゾーン内で変調する第1の変換器とを有し、前記第1の変換器面は前記ビーム入口面を横断する第1の平面にあり、前記第1の変換器は前記ビーム経路を横断する第1の変換器変調ゾーン内で変調するように適合されており、
当該システムは、
前記ビーム経路を横断する第2の変換器変調ゾーン内で変調するようになっている第2の変換器であって、前記ビーム入口面を横断する第2の面にある第2の変換器面に取り付けられた第2の変換器と、
第1のデカルト軸線に沿う前記ビーム経路の偏向角に影響を与えるために前記第1の変換器変調ゾーン内にて変調するために前記第1の変換器に第1の周波数の第1の無線周波数信号を印加するようになっている第1の無線周波数ドライバであって、可変周波数コントローラを含む又はそれと通信する第1の無線周波数ドライバと、
前記偏向角が前記第1及び第2の無線周波数信号を同時期に印加することから生じるように、前記第1のデカルト軸線に沿う前記ビーム経路の前記偏向角に影響を与えるために前記第2の変換器に第2の周波数の第2の無線周波数信号を印加するための、可変周波数コントローラを含む又はそれと通信する第2の無線周波数ドライバとを含む、音響光学変調器制御システム。 - レーザと工作物との間のビーム経路に沿って位置決めされるのに適した音響光学変調器を制御する音響光学変調器制御システムであって、前記音響光学変調器はビーム入口面と、ビーム出口面と、前記音響光学変調器の第1の変換器面上に位置決めされる第1の変換器とを有し、前記第1の変換器面は前記ビーム入口面を横断する第1の平面にあり、前記第1の変換器は前記ビーム経路を横断する第1の変換器変調ゾーン内にて変調を行うように適合されており、
当該システムは、
前記ビーム入口面を横断する第2の面にある第2の変換器面に取り付けた第2の変換器であって前記ビーム経路を横断する第2の変換器変調面内で変調するように適合される第2の変換器と、
第1のデカルト軸線に沿う前記ビーム経路の第1の出口角に影響を与えるために、前記第1の変換器変調ゾーン内で変調する前記第1の変換器に第1の周波数の第1の無線周波数信号を印加するように適合される、第1の可変周波数コントローラを含む又はそれと通信する第1の無線周波数ドライバと、
協同偏向角が前記第1及び第2の無線周波数信号を同時に印加することから生じるように、前記第1のデカルト軸線を横断する第2のデカルト軸線に沿う前記ビーム経路の第2の出口角に影響を与えるために、前記第1の変換器変調ゾーンを横断する第2の変換器変調ゾーンを変調する前記第2の変換器に第2の周波数の第2の無線周波数信号を印加するように適合される、第2の可変周波数コントローラを含む又はそれと通信する第2の無線周波数ドライバとを含む、音響光学変調器制御システム。 - さらに、前記偏向角から生じる所望のビーム位置にて前記工作物に衝突させるために前記音響光学変調器で前記ビーム経路を偏向させるための前記第1及び第2の周波数を調整するためのビーム位置コントローラを含む、請求項31又は32に記載の方法又は音響光学変調器制御システム。
- 前記第1及び第2の無線周波数ドライバは単一の無線周波数ドライバを構成する、請求項31又は33に記載の音響光学変調器制御システム。
- 前記第1及び第2の無線周波数ドライバは別個の無線周波数ドライバを構成する、請求項31、33又は76に記載の方法又は音響光学変調器制御システム。
- 前記第1及び第2の無線周波数ドライバは異なる周波数範囲を含む、請求項31又は33ないし35のいずれかに記載の方法又は音響光学変調器制御システム。
- 前記第1及び第2の周波数は異なる、請求項27、31ないし36又は76に記載の方法又は音響光学変調器制御システム。
- 前記第1及び第2の周波数は高調波的に関係する、請求項27、31ないし37、53又は76に記載の方法又は音響光学変調器制御システム。
- 前記第1及び第2の周波数はほぼ一致する、請求項27、31、33ないし38、53又は62に記載の方法又は音響光学変調器制御システム。
- 前記第1及び第2の周波数はほぼ一致しない、請求項27、31、33ないし39、53又は62に記載の方法又は音響光学変調器制御システム。
- 前記第1及び第2の変換器面は同一面上にあり、前記第1及び第2の変換器変調ゾーンは重なり合わない、請求項27、31、33ないし40、53又は62に記載の方法又は音響光学変調器制御システム。
- 前記第1及び第2の変換器面は平行にあり、前記第1及び第2の変換器変調ゾーンは重なり合わない、請求項27、31、33ないし41、53又は62に記載の方法又は音響光学変調器制御システム。
- 前記偏向角は、前記第1の変換器変調ゾーンの面に対して、少なくとも100ミリラジアンまでを含む範囲を有する、請求項27、31、33ないし42、53又は62に記載の方法又は音響光学変調器制御システム。
- 前記音響光学変調器は、前記ビーム入口面又は前記第1の変換器変調ゾーンに対するブラッグ角で又はそれに近接する入口角のビーム経路による衝突に適する、請求項27、31ないし43、61又は74に記載の方法又は音響光学変調器制御システム。
- 前記偏向角は前記ブラッグ角に対して少なくとも50ミリラジアンまでを含む範囲を有する、請求項27、31ないし44、61又は74に記載の方法又は音響光学変調器制御システム。
- 前記第1の変換器はより大きいブラッグ角範囲用の高周波数ドライバに応答し、前記第2の変換器はより小さいブラッグ角範囲用の低周波数ドライバに応答する、請求項27、31ないし45、61又は74に記載の方法又は音響光学変調器制御システム。
- 前記音響光学変調器制御システムはレーザシステムの一部を形成する、請求項27、31ないし45、61又は74に記載の方法又は音響光学変調器制御システム。
- 前記音響光学変調器は前記ビーム経路及び前記工作物の間の狭い範囲の相対ビーム方向運動を行うために適応され、前記第1及び第2の変換器は、高速運動制御信号に応答して前記音響光学変調器の前記狭い範囲の相対ビーム方向運動を制御しており、
当該システムは、さらに、
変換軸線にほぼ沿う運動可能な変換段を含む、前記ビーム経路及び前記工作物の間の広い範囲の相対的な運動を行う低速位置決め器と、
前記位置決めコマンドから低速運動制御信号及び高速運動制御信号を派生する位置決め信号プロセッサと、
前記音響光学変調器を前記低速位置決め器で調整することが、所望のビーム位置にて前記工作物に衝突させるために前記ビーム経路を検出するように、前記低速運動制御信号に応答して前記変換段の広い範囲の相対的なビーム方向運動を制御する低速位置決め器ドライバとを含む、請求項47又は76に記載の方法又は音響光学変調器制御システム。 - 前記レーザビームは少なくとも異なる第1及び第2の波長を含み、前記音響光学変調器は前記第1の周波数が前記第1の波長を変調しかつ前記第2の周波数が前記第2の波長を変調するよう適合される、請求項47又は76に記載の方法又は音響光学変調器制御システム。
- 前記第1及び第2の無線周波数ドライバは、共通のビーム経路にほぼ沿って伝播する前記第1及び第2の波長を偏向させるために前記第1及び第2の周波数を調整するために適合される、請求項49に記載の方法又は音響光学変調器制御システム。
- 前記第1及び第2の波長は、ブラッグ条件を満たす角度にて又はそれに近接して回折される、請求項50に記載の方法又は音響光学変調器制御システム。
- 前記ビーム経路は、前記第1の変換器変調ゾーンに対してブラッグ角である又はそれに近接する角度にて前記音響光学変調器に衝突しており、前記音響光学変調器に印加される前記無線周波数信号は、前記工作物へ前記ビーム経路に沿って伝播する前記複数の連続するレーザ出力パルスのうちの前記所定の1つの出口角に影響を与えるために変調される周波数であり、前記無線周波数信号は前記ブラッグ角から前記ビーム経路の出口角をシフトすることから生じるブラッグ効率からの偏差を補償するために前記複数の連続するレーザ出力パルスのうちの前記所定の1つの前記振幅又はエネルギーに影響を与えるために変調される、請求項27、31ないし45、61又は74に記載の方法又は音響光学変調器制御システム。
- 前記第1の変換器は、第1の偏向角範囲制限に対応する第1の周波数制限を有する第1の無線周波数ドライバに応答し、第2の偏向角範囲制限に対応する第2の周波数制限を有する第2の無線周波数ドライバに応答し、前記第2の周波数は前記第1の周波数と異なり、前記偏向角は前記第1及び第2の偏向角範囲より大きい、請求項27、31ないし45、61又は74に記載の方法又は音響光学変調器制御システム。
- 前記第1の変換器は、第1の無線周波数ドライバに応答し、かつ前記第1の変換器に前記第1の無線周波数信号を印加することによって発生される第1の偏向角に対応する第1の周波数応答制限を有しており、前記第2の変換器は、第2の無線周波数ドライバに応答し、かつ前記第2の変換器に前記第2の無線周波数信号を印加することによって発生される第2の偏向角に対応する第2の周波数応答制限を有しており、前記第1及び第2の周波数は異なりかつ異なる位相を持ち、前記偏向角は前記第1又は第2の解像度のいずれかより正確な協同解像度を提供する、請求項27、31ないし45、61又は74に記載の方法又は音響光学変調器制御システム。
- 前記第1及び第2の変換器面は平行であり、前記第1及び第2の変換器変調ゾーンは実質的に重なり合い、前記第1及び第2の無線周波数信号の位相は前記偏向角を微調整するために調整される、請求項54に記載の方法又は音響光学変調器制御システム。
- 前記第1及び第2の変換器面は同一面上にあり、前記第1及び第2の変換器変調ゾーンは重なり合わず、前記第1及び第2の周波数は前記協同偏向角を微調整するために調整される、請求項54に記載の方法又は音響光学変調器制御システム。
- 前記第1及び第2の変換器面は平行であり、前記第1及び第2の変換器変調ゾーンは実質的に重なり合い、前記第1及び第2の周波数は同じ周波数でありかつ回折効率を増加させるために位相捕捉される、請求項54に記載の方法又は音響光学変調器制御システム。
- 前記第1及び第2の変換器変調ゾーンはほぼ直交する、請求項27又は32に記載の方法又は音響光学変調器制御システム。
- 前記第1及び第2の変換器変調ゾーンは交差する、請求項27又は32に記載の方法又は音響光学変調器制御システム。
- 前記第1及び第2の無線周波数信号は各々、第1及び第2の振幅を有し、前記第1及び/又は第2の振幅は、前記ブラッグ角から前記ビーム経路の前記第1及び/又は第2の出口角におけるシフトから生じるブラッグ効率からの偏差を補償するために調整される、請求項44に記載の方法又は音響光学変調器制御システム。
- 第3の無線周波数信号の第3の周波数は前記音響光学変調器の第3の変換器面に位置決めされる第3の変換器に印加され、前記第3の変換器面は前記ビーム入口面をほぼ横切り、前記第3の変換器は前記ビーム経路を横断する第3の変換器変調ゾーンにおいて前記第1の出口角を変調しかつ前記第1及び第3の無線周波数信号が前記出口角を制御するために協同するように影響を与える、請求項27に記載の方法。
- 前記第第1及び第3の変換器変調ゾーンはほぼ平行である、請求項61又は74に記載の方法又は音響光学変調器制御システム。
- 前記第1及び第3の変換器変調面は同一面上にある、請求項61又は74に記載の方法又は音響光学変調器制御システム。
- 前記第3の変換器は、前記第1及び第3の変換器変調ゾーンが非平行でありかつ重なり合わないように前記第1の変換器に対して離隔しかつ小さい角度で方向付けられる、請求項61又は74に記載の方法又は音響光学変調器制御システム。
- 前記第1及び第3の周波数は異なる、請求項61又は74に記載の方法又は音響光学変調器制御システム。
- 前記第1及び第3の周波数は同じである、請求項61又は74に記載の方法又は音響光学変調器制御システム。
- 前記第1及び第3の周波数は高調波に関してほぼ関係する、請求項62に記載の方法又は音響光学変調器制御システム。
- 前記第1及び第3の周波数は異なる位相を有する、請求項61又は74に記載の方法又は音響光学変調器制御システム。
- 前記第1及び第3の無線周波数信号は、前記第1又は第3の変換器のいずれかが単独で提供できる解像度を超える解像度にて前記第1の出口角を制御するために協同する、請求項61又は74に記載の方法又は音響光学変調器制御システム。
- 前記第1及び第3の無線周波数信号は、前記第1又は第3の変換器のいずれかが単独で提供できる偏向角範囲を超える協同偏向角範囲を含むように前記第1の出口角を制御するために協同する、請求項61又は74に記載の方法又は音響光学変調器制御システム。
- 前記第1及び第2の無線周波数ドライバは独自の第1及び第2の周波数を提供するように適合される、請求項32に記載の音響光学変調器制御システム。
- 前記音響光学変調器は、前記ビーム経路を前記ビーム入口面にほぼ直角である角度にて前記音響光学変調器に衝突させるべく位置付けされるように適合される、請求項27又は32に記載の方法又は音響光学変調器制御システム。
- 前記第1及び第2の無線周波数ドライバは、前記ブラッグ角からの前記ビーム経路の前記第1及び/又は第2の出口角におけるシフトから生じるブラッグ効率からの偏差を補償するために前記第の無線周波数信号の第1の振幅及び前記第2の無線周波数信号の第2の振幅を調整するために適合される、請求項44に方法又は記載の音響光学変調器制御システム。
- さらに、前記ビーム入口面をほぼ横断する第3の面にある第3の変換器面に配置された、第3の変換器変調ゾーン内で変調する第3の変換器と、
前記ビーム経路を横切りかつ前記第1及び第3の無線周波数信号が前記第1の出口角を制御するために協同するように前記第1の出口角に影響を与える前記第3の変換器変調ゾーン内で変調する前記第3の変換器に印加される第3の無線周波数信号の第3の周波数を変調する第3の無線周波数ドライバとを含む、請求項32に記載の音響光学変調器制御システム。 - 前記第1及び第3の無線周波数ドライバはほぼ一致する第1及び第2の周波数を提供するように適用される、請求項62に記載の方法又は音響光学変調器制御システム。
- レーザ及び工作物間のビーム経路に沿って位置決めされるのに適した第1の音響光学変調器であって第1のビーム入口面と、第1のビーム出口面と、前記ビーム経路を横断するように適合された第1の変換器変調面を有する第1の変換器とを有する第1の音響光学変調器と、
前記第1のビーム入口面を横断する第1の変換器面に取り付けられた第1の変換器と、
前記第1の変換器変調ゾーン内で変調するために前記第1の変換器に第1の周波数の第1の無線周波数信号を印加する第1の無線周波数ドライバであって、第1の可変周波数コントローラを含む又はそれと通信し、前記第1の周波数が前記第1のビーム出口面から出現する前記ビーム経路の第1の偏向角に影響を与える第1の無線周波数ドライバと、
前記第1の音響光学変調器及び前記工作物間の前記ビーム経路に沿って位置決めされるのに適合された第2の音響光学変調器であって第2のビーム入口面と第2のビーム出口面と前記ビーム経路を横断するよう適合された第2の変換器変調ゾーンとを有する第2の音響光学変調器と、
前記第2のビーム入口面を横断する第2の変換器面に取り付けた第2の変換器と、
前記第2の変換器変調ゾーン内で変調するために前記第2の変換器に第2の周波数の第2の無線周波数信号を印加する第2の無線周波数ドライバであって、第2の可変周波数コントローラを含む又はそれと通信する第2の無線周波数ドライバであって第2の無線周波数ドライバとを含み、
前記第2の周波数は前記第2のビーム出口面から出現する前記ビーム経路の第2の偏向角に影響を与えており、前記第1及び第2の音響光学変調器は、前記第1及び第2の偏向角が前記ビーム経路に対する協同偏向角を提供するために協働するように前記第1及び第2の変換器変調軸線が前記工作物の面に対して共通の工作物軸線に沿う前記ビーム経路の偏向に影響を与えるように、前記ビーム経路に沿って位置決められている、音響光学変調器制御システム。 - さらに、前記第1及び第2の無線周波数信号を、前記協同偏向角を創出するために同時に印加するコントローラを含む、請求項76に記載の音響光学変調器制御システム。
- 前記第1の音響光学変調器は、前記第2の偏向角のシフトから生じるブラッグ効率の損失を軽減するために前記第2の音響光学変調器の前記第2のビーム入口面の前記ビーム経路の第2の入口角をシフトするのに適する、請求項76に記載の音響光学変調器制御システム。
- 前記ビーム経路の前記第1及び第2の入口角は、前記音響光学変調器の前記ビーム入口面及び前記ビーム出口面に対してブラッグ角に又はそれに近接するように修正されており、前記ブラッグ角から前記ビーム経路を逸らすことは、前記ブラッグ角から前記各出口角のシフトの程度の関数として、ブラッグ効率をより低いブラッグ効率へ減少させており、より大きい角度シフトは望ましくない低いブラッグ角を生じ、
当該制御システムは、前記望ましくない低いブラッグ効率よりも大きい全体的なブラッグ効率を有する前記第1及び第2の音響光学変調器によって与えられる協同偏向角から生じる所望のビーム位置にて前記工作物に衝突させるために、前記工作物上の名目上のビーム位置から前記ビーム経路を逸らすために前記第2の入口角及び前記第2の無線周波数信号の前記第2の周波数を調整するのに適合される、請求項78に記載の音響光学変調器制御システム。 - 前記協同偏向角は100ミリラジアンより広い範囲を有する、請求項76に記載の音響光学変調器制御システム。
- 前記音響光学変調器制御システムはレーザシステムの一部を形成する、請求項76に記載の音響光学変調器制御システム。
- 前記工作物に衝突する前記ビーム経路は前記第1及び第2の音響光学変調器から伝播される1次ビーム経路を含む、請求項81に記載の音響光学変調器制御システム。
- レーザ及び工作物の間のビーム経路に沿って位置決めするのに適した音響光学変調器の性能を強化する方法であって、前記音響光学変調器はビーム入口面と、ビーム出口面と、前記音響光学変調器の第1の変換器面上に位置決めされかつ第1の変換器変調ゾーン内で変調する第1の変換器とを有し、前記第1の変換器面は前記ビーム入口面を横断する第1の平面にあり、
当該方法は、
名目上のビーム位置の工作物に衝突させる、ビーム経路に沿うレーザビームを発生すること、
前記ビーム経路に沿って位置決めされた前記音響光学変調器を通して前記レーザビームを伝播すること、及び
前記工作物の面に対して第1の加工材材料軸線に沿う前記ビーム経路の第1の偏向角に影響を与えるために前記ビーム経路を横断する第1の変換器変調ゾーン内で変調する前記第1の変換器に印加される第1の無線周波数信号の第1の周波数の印加を制御することを含み、前記第2の変換器面は、前記ビーム入口面を横断する第2の平面にあり、前記第2の変換器は前記第1の工作物軸線に沿う前記ビーム経路の第2の偏向角に影響を与えるために前記ビーム経路を横断する第2の変換器変調ゾーン内で変調しており、前記第2の変換器は、前記第1及び第2の変換器変調ゾーンが平行にならないように、前記第1の変換器に対して離隔しかつ小さい角度で後行付けられており、
当該方法は、さらに、
前記第1及び/又は第2の無線周波数信号の印加から生じる偏向伝播方向を提供するために、前記第1及び第2の周波数の一方又は両方の印加から生じる所望のビーム位置にて前記工作物に衝突させるために前記レーザビームを逸らすために前記第1及び/又は第2の無線周波数信号の前記印加を調整することを含む、方法。 - レーザ及び工作物間のビーム経路に沿って位置決めするために適合された音響光学変調器であって、当該音響光学変調器はビーム入口面、ビーム出口面、及び前記音響光学変調器の第1の変換器面上に位置決めされる第1の変換器を含み、前記第1の変換器面は前記ビーム入口面を横断する第1の面にあり、前記第1の変換器は、第1のデカルト軸線に沿う前記ビーム経路の第1の偏向角に影響を与えるために前記ビーム経路を横断する第1の変換器変調ゾーン内で変調するよう適合されており、
当該音響光学変調器は、これの第2の変換器面に配置された第2の変換器を含み、前記第2の変換器面は前記ビーム入口面を横断する第2の面にあり、前記第2の変換器は、前記第1のデカルト軸線に沿う前記ビーム経路の第2の偏向角に影響を与えるために前記ビーム経路を横断する第2の変換器変調ゾーン内で変調を行うよう適合されており、前記第2の変換器は、前記第1及び第2の変換器変調ゾーンが平行でないように、離間されており、また前記第1の変換器に対して小さい角度にて方向付けられている、音響光学変調器。 - レーザ及び工作物の間のビーム経路に沿って位置決めするのに適した音響光学変調器の性能を強化する方法であって、前記音響光学変調器はビーム入口面と、ビーム出口面と、前記音響光学変調器の第1の変換器面上に位置決めされる第1の変換器とを有し、前記第1の変換器面は前記ビーム入口面を横断する第1の平面にあり、
当該方法は、
工作物に衝突させる、ビーム経路に沿うレーザビームを発生すること、
前記ビーム経路に沿って位置決めされた前記音響光学変調器を通して前記レーザビームを伝播すること、
前記工作物の面に対して第1の加工材材料軸線に沿う前記ビーム経路の第1の偏向角に影響を与えるために前記ビーム経路を横断する第1の変換器変調ゾーン内で変調する前記第1の変換器に印加される第1の無線周波数信号の第1の周波数を制御すること、及び
前記音響光学変調器の第2の変換器面上に位置決めされる第2の変換器に印加される第2の無線周波数信号の第2の周波数を制御することを含み、前記第2の変換器面は前記入口面前記ビーム入口面を横断する第2の平面にあり、前記第2の変換器は前記第1の工作物軸線に沿う前記ビーム経路の第2の偏向角に影響を与えるために前記ビーム経路を横断する第2の変換器変調ゾーン内で変調しており、前記第2の変換器は、前記第1及び第2の変換器変調ゾーンが平行でないよう、前記第1の変換器に対して離隔しかつ小さい角度にて方向付けられており、
前記方法は、さらに、
前記第1及び第2の無線周波数信号によって与えられる前記第1及び第2の偏向角から生じる協同偏向角から生じる所望のビーム位置にて前記工作物に衝突させるために前記レーザビームを逸らすために前記第1及び第2の無線周波数信号の周波数を調整することを含む、方法。 - レーザ及び工作物の間のビーム経路に沿って位置決めするのに適した音響光学変調器の性能を強化する方法であって、前記音響光学変調器はビーム入口面と、ビーム出口面と、前記音響光学変調器の第1の変換器面に配置されかつ第1の変換器変調ゾーン内で変調する第1の変換器とを有し、前記第1の変換器面は前記ビーム入口面を横断する第1の平面にあり、
当該方法は、
名目上のビーム位置の工作物に衝突させる、ビーム経路に沿うレーザビームを発生すること、
前記ビーム経路に沿って位置決めされた前記音響光学変調器を通して前記レーザビームを伝播すること、
前記工作物の面に対して第1の加工材材料軸線に沿う前記ビーム経路の偏向角に影響を与えるために前記ビーム経路を横断する第1の変換器変調ゾーン内で変調する前記第1の変換器に印加される第1の無線周波数信号の第1の周波数を制御すること、及び
前記第1及び第2の無線周波数信号によって与えられる前記ビーム経路の協同偏向角から生じる所望のビーム位置にて前記工作物に衝突させるために前記工作物の仮のビーム位置からの前記レーザビームを検出するために前記第1及び第2の無線周波数信号を調整することを含み、
前記第2の変換器面は、前記ビーム入口面を横断する第2の平面にあって前記第1の変換器面にほぼ平行又は同一面にあり、前記第2の変換器は前記第1の工作物軸線に沿う前記ビーム経路の偏向角に影響を与えるために前記ビーム経路を横断する第2の変換器変調ゾーンにある、方法。 - 第1の変換器面に配置された音響光学変調器であって第1の無線周波数ドライバに応答しかつ第1の偏向角制御制限に対応する第1の周波数制限を有する第1の変換器を有する音響光学変調器においてビーム偏向角方向制御を強化する方法であって、
第1のビーム位置の工作物に衝突するビーム経路に沿うレーザビームを発生すること、
前記ビーム経路に沿って位置決めされた前記音響光学変調器を通して前記レーザビームを伝播すること、
前記第1の変換器に印加される第1の無線周波数信号の第1の周波数を制御すること、
前記音響光学変調器の第2の変換器面に配置された第2の変換器に印加される第2の無線周波数信号の第2の周波数を制御すること、及び
前記第1又は第2の変換器の単独では利用可能でない協同偏向角から生じる所望のビーム位置にて前記工作物に衝突させるために前記ビーム経路及び前記工作物上の前記第1のビーム位置を前記音響光学変調器で逸らすために前記第1及び第2の周波数を調整することを含み、
前記第2の変換器面は、前記第1の面にほぼ平行又は同一面上にあり前記第2の変換器は第2の無線周波数ドライバに応答しており、
前記第2の変換器は、第2の偏向角制御制限に対応する第2の周波数制限を有しており、
前記第1及び第2の周波数は異なり又は異なる位相を有している、方法。 - 工作物に衝突するビーム経路に沿うレーザビームの伝播を抑制するためにレーザシステム内の音響光学変調器を変調する方法であって、
ビームを発生すること、
音響光学変調器内へ光路に沿って前記レーザビームを伝播させること、及び
前記工作物に衝突前記ビーム経路に沿う前記レーザビームの伝播を防止するために実質的にゼロのブラッグ効率を有する周波数にて前記音響光学変調器の変換器に無線周波数信号を印加することを含む、方法。 - レーザ及び工作物間のビーム経路に沿って位置決めするために適する音響光学変調器からのビーム位置決め制御を強化する方法であって、前記音響光学変調器はビーム入口面と、ビーム出口面と、前記ビーム経路を横断しかつ前記工作物の面に対して第1の工作物軸線に沿う前記ビーム経路の偏向に影響を与える第1の変換器変調ゾーンとを有しており、
当該方法は、
名目上のビーム位置にて工作物に衝突させる、ビーム経路に沿うレーザビームを発生させること、及び
前記ビーム経路に沿って位置決めされた前記音響光学変調器の前記入口面を通して前記レーザビームを伝播することを含み、前記ビーム経路は前記音響光学変調器を前記音響光学変調器の前記ビーム入口面に対してブラッグ角である又はそれに近接する入口角にて衝突させており、前記ブラッグ角から前記ビーム経路を逸らすことは前記ブラッグ角から、前記出口角をシフトする程度の関数としてブラッグ効率をより低いブラッグ効率へ減少させており、
当該方法は、さらに、
前記音響光学変調器の第1の変換器面上に配置された第1の変換器に印加される第1の無線周波数信号の第1の周波数を制御することを含み、前記第1の変換器面は前記ビーム入口面を横断しており、前記第1の変換器は前記ブラッグ角から前記ビーム経路を前記音響光学変調器でシフトするために前記第1の変換器変調ゾーン内で変調しており、
当該方法は、さらに、
前記出口角の前記シフトから生じるブラッグ角の損失を軽減するために前記音響光学変調器の前記ビーム入口面にて前記入口角をシフトするために前記音響光学変調器の上流のブラッグ調整装置を制御すること、及び
前記ブラッグ調整装置と前記望ましくない低いブラッグ効率より大きい全体的なブラッグ効率を有する前記音響光学変調器とによって与えられる協同偏向角から生じる所望のビーム位置にて前記工作物に衝突させるために前記工作物上の名目上のビーム位置からの前記ビーム経路を逸らすために前記入口角の前記シフト及び前記第1の無線周波数信号の前記第1の周波数を調整することを含む、方法。
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