JP2013239572A - レーザ加工装置及びレーザ出力校正方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】このレーザ加工装置は、レーザ発振部10と、このレーザ発振部10にレーザ発振用の電力を供給するレーザ電源部12と、装置内の各部および装置全体の制御を行う制御部14と、レーザ出力校正用の光パワーモニタ部18とを有している。制御部14は、設定部20より与えられる所定の設定値にしたがってレーザ電源部12を制御するレーザ制御部22と、光パワーモニタ部18からのモニタ情報に基づいてレーザ生成部25のレーザ出力に関係する機能を校正する校正部26とを有している。光パワーモニタ部18は、光パワーメータ28とPINフォトダイオード30とを有している。
【選択図】 図1
Description
[実施例1]
[実施例2]
[実施例3]
[実施例4]
[他の実施例または変形例]
12 レーザ電源部
14 制御部
18 光パワーモニタ部
20 設定部
22 レーザ制御部
26 校正部
28 光パワーメータ
30 PINフォトダイオード
32 全反射ミラー
54 LD電流測定回路
60 PINフォトダイオード
64 レーザ出力測定回路
120 シードLD電源回路
134 ポンプLD電源回路
Claims (19)
- レーザ加工装置においてレーザ出力を校正するためのレーザ出力校正方法であって、
前記レーザ加工装置においてパルスレーザ光のピーク出力およびパルス幅を設定する工程と、
前記設定されたピーク出力およびパルス幅を条件として前記レーザ加工装置のレーザ生成部により単発のパルスレーザ光を生成する工程と、
前記レーザ生成部により生成された前記パルスレーザ光を光パワーメータに入射させて、前記光パワーメータにより前記パルスレーザ光のレーザエネルギーを測定する工程と、
前記レーザ生成部により生成された前記パルスレーザ光を高速応答可能なフォトダイオードに入射させて、前記フォトダイオードの出力信号を基に前記パルスレーザ光のパルス幅を測定する工程と、
前記パルスレーザ光に係る前記レーザエネルギーの測定値と前記パルス幅の測定値とから、前記パルスレーザ光に係る単位時間当たりのレーザエネルギー測定値または平均ピーク出力測定値に相当する正規化レーザ出力測定値を求める工程と、
前記正規化レーザ出力測定値に基づいて、前記レーザ生成部のレーザ出力に関係する機能を校正する工程と
を有するレーザ出力校正方法。 - 前記パルスレーザ光は矩形のパルス波形を有し、そのパルス幅が0.1ms〜100msに設定される、請求項1に記載のレーザ出力校正方法。
- レーザ加工装置においてレーザ出力を校正するためのレーザ出力校正方法であって、
前記レーザ加工装置において繰り返しパルスレーザ光のピーク出力、パルス幅および繰り返し周波数を設定する工程と、
前記設定されたピーク出力、パルス幅および繰り返し周波数を条件として前記レーザ加工装置のレーザ生成部により繰り返しパルスレーザ光を生成する工程と、
前記レーザ生成部により生成された前記繰り返しパルスレーザ光を光パワーメータに入射させて、前記光パワーメータにより前記繰り返しパルスレーザ光のレーザ出力を測定する工程と、
前記レーザ生成部により生成された前記繰り返しパルスレーザ光を高速応答可能なフォトダイオードに入射させて、前記フォトダイオードの出力信号を基に前記繰り返しパルスレーザ光のデューティを測定する工程と、
前記繰り返しパルスレーザ光に係る前記レーザ出力の測定値と前記デューティの測定値とから、デューティを100%に置き換えたときの前記繰り返しパルスレーザ光のレーザ出力に相当する正規化レーザ出力測定値を求める工程と、
前記正規化レーザ出力測定値に基づいて、前記レーザ生成部のレーザ出力に関係する機能を校正する工程と
を有するレーザ出力校正方法。 - 前記繰り返しパルスレーザ光を構成する個々のパルスレーザ光は矩形のパルス波形を有し、そのパルス幅が0.1ms〜100msに設定される、請求項3に記載のレーザ出力校正方法。
- 前記繰り返しパルスレーザ光の繰り返し周波数は、10pps〜10kppsに設定される、請求項3または請求項4に記載のレーザ出力校正方法。
- 前記光パワーメータは、前記レーザ生成部からの前記パルスレーザ光を全反射ミラーまたは部分反射ミラーを介して受光する、請求項1〜5のいずれか一項に記載のレーザ出力校正方法。
- 前記光パワーメータは、前記レーザ加工装置によるレーザ加工を被加工物が受ける位置で前記パルスレーザ光を受光する、請求項1〜5のいずれか一項に記載のレーザ出力校正方法。
- 前記フォトダイオードは、前記光パワーメータの受光面から散乱した前記パルスレーザ光を受光する、請求項1〜7のいずれか一項に記載のレーザ出力校正方法。
- 前記フォトダイオードは、前記レーザ生成部からの前記パルスレーザ光を部分反射ミラーを介して受光する、請求項1〜7のいずれか一項に記載のレーザ出力校正方法。
- 前記フォトダイオードは、前記レーザ加工装置のレーザ伝送路上で漏れ、もしくは散乱した前記パルスレーザ光を受光する、請求項1〜7のいずれか一項に記載のレーザ出力校正方法。
- 前記フォトダイオードは、PINフォトダイオードである、請求項1〜10のいずれか一項に記載のレーザ出力校正方法。
- パルスレーザ光のピーク出力およびパルス幅を設定する条件設定部と、
前記条件設定部により設定されたピーク出力およびパルス幅を条件として単発のパルスレーザ光を生成するレーザ生成部と、
前記レーザ生成部により生成された前記パルスレーザ光を受光して前記パルスレーザ光のレーザエネルギーを測定する光パワーメータと、
前記レーザ生成部により生成された前記パルスレーザ光を受光して前記パルスレーザ光の光強度に応じた電気信号を発生する高速応答可能なフォトダイオードと、
前記フォトダイオードの出力信号を基に前記パルスレーザ光のパルス幅を測定するパルス幅測定部と、
前記光パワーメータより得られる前記レーザエネルギーの測定値と前記フォトダイオードより得られる前記パルス幅の測定値とから、前記パルスレーザ光の単位時間当たりのレーザエネルギー測定値または平均ピーク出力測定値に相当する正規化レーザ出力測定値を演算する演算部と、
前記正規化レーザ出力測定値に基づいて、前記レーザ生成部のレーザ出力に関係する機能を校正する校正部と
を有するレーザ加工装置。 - 繰り返しパルスレーザ光のピーク出力、パルス幅および繰り返し周波数を設定する条件設定部と、
前記条件設定部により設定されたピーク出力、パルス幅および繰り返し周波数を条件として繰り返しパルスレーザ光を生成するレーザ生成部と、
前記レーザ生成部により生成された前記繰り返しパルスレーザ光を受光して前記繰り返しパルスレーザ光のレーザ出力を測定する光パワーメータと、
前記レーザ生成部により生成された前記パルスレーザ光を受光して 前記パルスレーザ光の光強度に応じた電気信号を発生する高速応答可能なフォトダイオードと、
前記フォトダイオードの出力信号を基に前記繰り返しパルスレーザ光のデューティを測定するデューティ測定部と、
前記光パワーメータより得られる前記レーザ出力の測定値と前記デューティ測定部より得られる前記デューティの測定値とから、デューティを100%に置き換えたときの前記繰り返しパルスレーザ光のレーザ出力に相当する正規化レーザ出力測定値を演算する演算部と、
前記正規化レーザ出力測定値に基づいて、前記レーザ生成部のレーザ出力に関係する機能を校正する校正部と
を有するレーザ加工装置。 - 前記レーザ生成部は、電力の供給を受けてレーザ光を生成するレーザ発振部と、前記レーザ発振部に連続発振またはパルス発振用の電力を供給するレーザ電源部と、前記レーザ電源部を制御するレーザ制御部とを有し、
前記校正部は、前記レーザ電源部内で前記レーザ発振部に供給される電流、電圧または電力を増幅する増幅回路の増幅率を校正する、
請求項12または請求項13に記載のレーザ加工装置。 - 前記レーザ生成部は、電力の供給を受けてレーザ光を生成するレーザ発振部と、前記レーザ発振部に連続発振またはパルス発振用の電力を供給するレーザ電源部と、前記レーザ電源部より前記レーザ発振部に供給される駆動用または励起用の電流の電流値を制御するためのレーザ制御部とを有し、
前記校正部は、前記レーザ制御部より前記レーザ電源部に与えられる制御量を校正する、
請求項12または請求項13に記載のレーザ加工装置。 - 前記レーザ制御部は、前記電流の電流値を測定するための電流センサと、前記電流センサの出力信号を増幅する増幅回路と、前記増幅回路の出力信号を電流測定値として前記電流の設定値と比較する比較回路と、前記比較回路より出力される誤差信号に応じて前記制御信号を生成する制御信号生成回路とを有し、
前記校正部は、前記増幅回路の増幅率を校正する、
請求項15に記載のレーザ加工装置。 - 前記レーザ制御部は、前記レーザ発振部より生成される前記レーザ光のレーザ出力を測定するための光センサと、前記光センサの出力信号を増幅する増幅回路と、前記増幅回路の出力信号をレーザ出力測定値として前記レーザ光のレーザ出力設定値と比較する比較回路と、前記比較回路より出力される誤差信号に応じて前記制御信号を生成する制御信号生成回路とを有し、
前記校正部は、前記増幅回路の増幅率を校正する、
請求項15に記載のレーザ加工装置。 - 前記レーザ生成部と前記光パワーメータとを光学的に結合するための第1の位置と退避用の第2の位置との間で移動可能な全反射ミラーまたは部分反射ミラーを有する、請求項12〜17のいずれか一項に記載のレーザ加工装置。
- 前記フォトダイオードは、PINフォトダイオードである、請求項12〜18のいずれか一項に記載のレーザ加工装置。
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