JP2021154325A

JP2021154325A - レーザパワーモニタリング装置及びレーザパワーモニタリング方法

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Publication number: JP2021154325A
Application number: JP2020055949A
Authority: JP
Inventors: 淳梁瀬; Atsushi Yanase; 雄祐西崎; Yusuke Nishizaki
Original assignee: Amada Co Ltd; Amada Weld Tech Co Ltd
Current assignee: Amada Co Ltd; Amada Weld Tech Co Ltd
Priority date: 2020-03-26
Filing date: 2020-03-26
Publication date: 2021-10-07
Also published as: CN115335179A; EP4129555A1; WO2021192867A1; US20230141009A1

Abstract

【課題】レーザビームのＰ波とＳ波の偏光比が変化してもその影響を低減させて、レーザビームのパワーを安定的にモニタリングすることができるレーザパワーモニタリング装置を提供する。【解決手段】直角反射プリズム１３は、直角をなす第１及び第２の面１３ａ及び１３ｂと、第１及び第２の面１３ａ及び１３ｂと連結した第３の面１３ｃとを有する。直角反射プリズム１３は、第１の面１３ａに入射する、被加工材Ｗに照射されるレーザビームを第３の面１３ｃで全反射させて、第２の面１３ｂより射出させる。センサ１５は、第３の面１３ｃを透過したレーザビームのパワーを検出する。【選択図】図１

Description

本発明は、レーザ光源から射出されて被加工材に照射されるレーザビームのパワーをモニタリングするレーザパワーモニタリング装置及びレーザパワーモニタリング方法に関する。

レーザ光源から射出されたレーザビームをベンドミラーで折り曲げて、被加工材に照射して被加工材を溶接または切断するレーザ加工機がある。特許文献１または２には、ベンドミラーを透過したわずかなレーザビームをセンサで検出することによって、レーザビームのパワーをモニタリングすることが記載されている。

特開２００６−２４７６８１号公報特開２０１２−１７９６２７号公報

特許文献１または２に記載されているようなレーザパワーモニタリング装置において、ベンドミラーとして、特定の波長のレーザビームを反射するダイクロイックミラーが用いられることがある。ダイクロイックミラーはレーザビームの光軸に対して４５度の角度で配置される。ダイクロイックミラーの反射面には誘電体多層膜が形成されており、誘電体多層膜は特定の波長のレーザビームを反射させる。

レーザビームは偏光成分としてＰ波とＳ波とを含む。Ｐ波の量とＳ波の量の比である偏光比は、レーザ光源が有する発振器の温度環境等によって変化する。レーザビームの偏光比が変化すると、誘電体多層膜における４５度入射のレーザビームは反射率、透過率、または反射帯域が変化する。従って、ダイクロイックミラーを透過してセンサに入射するレーザビームのパワーが変化する。即ち、ベンドミラーとしてダイクロイックミラーを用いたレーザ加工機に用いられる、ダイクロイックミラーを透過したレーザビームをセンサで検出する構成のレーザパワーモニタリング装置においては、レーザビームのＰ波とＳ波の偏光比が変化することによって、レーザビームのパワーを安定的にモニタリングすることができない。

本発明は、レーザビームのＰ波とＳ波の偏光比が変化してもその影響を低減させて、レーザビームのパワーを安定的にモニタリングすることができるレーザパワーモニタリング装置及びレーザパワーモニタリング方法を提供することを目的とする。

本発明は、直角をなす第１及び第２の面と、前記第１及び第２の面と連結した第３の面とを有し、前記第１の面に入射する、被加工材に照射されるレーザビームを前記第３の面で全反射させて、前記第２の面より射出させる直角反射プリズムと、前記第３の面を透過したレーザビームのパワーを検出するセンサとを備えるレーザパワーモニタリング装置を提供する。

本発明は、被加工材に照射されるレーザビームを、直角をなす第１及び第２の面と、前記第１及び第２の面と連結した第３の面とを有する直角反射プリズムの前記第１の面に入射させ、前記第１の面に入射したレーザビームを前記第３の面で全反射させて、前記第２の面より射出させ、前記第３の面を透過したレーザビームのパワーをセンサで検出するレーザパワーモニタリング方法を提供する。

本発明のレーザパワーモニタリング装置及びレーザパワーモニタリング方法によれば、レーザビームのＰ波とＳ波の偏光比が変化してもその影響を低減させて、レーザビームのパワーを安定的にモニタリングすることができる。

第１実施形態のレーザパワーモニタリング装置及びレーザパワーモニタリング方法を示す図である。レーザ光源が備えるセンサが、レーザ光源が射出するレーザビームのパワーを検出した検出電圧値を示す図である。第１実施形態のレーザパワーモニタリング装置が備えるセンサが、被加工材に照射されるレーザビームのパワーを検出した検出電圧値を示す図である。第２実施形態のレーザパワーモニタリング装置及びレーザパワーモニタリング方法を示す図である。第２実施形態のレーザパワーモニタリング装置が備える２つのセンサが、レーザ光源が射出するレーザビームのパワーを検出した検出電圧値を示す図である。第３実施形態のレーザパワーモニタリング装置及びレーザパワーモニタリング方法を示す図である。第４実施形態のレーザパワーモニタリング装置及びレーザパワーモニタリング方法を示す図である。比較例のレーザパワーモニタリング装置を示す図である。図７に示すダイクロイックミラーに入射するレーザビームのＰ波及びＳ波のパワーを所定の測定時間測定した測定結果の一例を示す図である。図７に示すレーザ光源が備えるセンサが、レーザ光源が射出するレーザビームのパワーを検出した検出電圧値と、比較例のレーザパワーモニタリング装置が備えるセンサが、被加工材に照射されるレーザビームのパワーを検出した検出電圧値とを示す図である。

以下、各実施形態のレーザパワーモニタリング装置及びレーザパワーモニタリング方法について、添付図面を参照して説明する。まず、図７に示す比較例のレーザパワーモニタリング装置が有する問題点を詳細に説明する。

図７において、レーザ光源１は発散光のレーザビームを射出する。レーザ光源１は、射出するレーザビームのパワーを検出するためのセンサ１Ｓを備える。コリメートレンズ２は、入射された発散光のレーザビームをコリメート光に変換して射出する。ダイクロイックミラー３は、コリメート光の光軸に対して４５度傾けた状態で配置されている。ダイクロイックミラー３のレーザビームの入射面（反射面）３ａには誘電体多層膜が形成されている。ダイクロイックミラー３の入射面３ａに入射したレーザビームは、入射面３ａで反射して集束レンズ４に入射する。集束レンズ４は、入射したレーザビームを集束させて板金である被加工材Ｗに照射する。

レーザ光源１、コリメートレンズ２、ダイクロイックミラー３、集束レンズ４は、レーザビームを被加工材Ｗに照射して被加工材Ｗを溶接または切断するレーザ加工機を構成する。

ダイクロイックミラー３に入射したレーザビームのうち、一点鎖線で示すわずかなレーザビームはダイクロイックミラー３を透過してセンサ５に入射する。センサ５は、入射するレーザビームのパワーに応じた電圧値を生成する。センサ５が生成する電圧値を監視することによって、レーザ加工機が被加工材Ｗに照射するレーザビームのパワーをモニタリングすることができる。

図８は、ダイクロイックミラー３に入射するレーザビームのＰ波及びＳ波のパワーを所定の測定時間（ここでは３６００秒）測定した測定結果の一例を示している。図８は、レーザ光源１のレーザ出力を７００Ｗ、４００Ｗ、１００Ｗと変化させたときのレーザビームを偏光ビームスプリッタによってＰ波とＳ波とに分け、Ｐ波及びＳ波のパワーを所定の時間測定した結果を示している。図８において、実線はＰ波のパワー、破線はＳ波のパワーを示す。図８より、７００Ｗ及び４００ＷにおいてはＰ波とＳ波の偏光比が大きく変動することが分かる。なお、誘電体多層膜に対してレーザビームが４５度で入射するとき、Ｐ波の方がＳ波よりも反射率が低いため、センサ５が検出するＰ波のパワーはＳ波のパワーよりも大きい。

図９は、レーザ光源１のレーザ出力を７００Ｗとしたときの、所定の測定時間（３６００秒）におけるセンサ１Ｓとセンサ５とが生成する電圧値（検出電圧値）を示している。図９に示すように、センサ１Ｓが生成する電圧値はほぼ一定である。即ち、レーザ光源１が射出するレーザビームのパワーはほぼ一定に制御されている。

ところが、センサ５が生成する電圧値は大きく変動する。これは、上記のようにＰ波とＳ波の偏光比が大きく変動することによる。図８に示すようにＰ波のパワーは不安定なため、不安定なＰ波が、センサ５が生成する電圧値に大きな影響を与える。図９に示す例では、センサ５が生成する電圧値は８％程度変動する。ダイクロイックミラー３を透過したレーザビームのパワーを検出するセンサ５によるレーザパワーのモニタリングでは、偏光比の変動によって安定的なモニタリングができないことが分かる。

以下説明する第１〜第４実施形態は、以上の問題点を低減させて、Ｐ波とＳ波の偏光比が変動してもレーザビームのパワーの安定的なモニタリングを実現する。

＜第１実施形態＞
図１は、第１実施形態のレーザパワーモニタリング装置及びレーザパワーモニタリング方法を示す。第１実施形態は、第１〜第４実施形態で共通するレーザビームのパワーを安定的にモニタリングするための基本的な構成を示している。

図１において、レーザ光源１１は発散光のレーザビームを射出する。レーザ光源１１は、射出するレーザビームのパワーを検出するためのセンサ１１Ｓを備える。レーザ光源１１は一例としてファイバレーザ発振器である。レーザ光源１１は任意のレーザ発振器でよい。コリメートレンズ１２は、入射された発散光のレーザビームをコリメート光に変換して射出する。コリメート光のレーザビームは、直角反射プリズム１３に入射する。

直角反射プリズム１３の直角をなす２つの面１３ａ及び１３ｂ（第１及び第２の面）には、反射防止コート（ＡＲコート）が施されている。反射防止コートはレーザビームの使用周波数帯域に対応する特性に設定されており、使用周波数帯域内のレーザビームの反射を防止する。面１３ａ及び１３ｂと連結した直角反射プリズム１３の面１３ｃ（第３の面）には、反射防止コートが施されていない。

コリメートレンズ１２より射出されたレーザビームは、直角反射プリズム１３の面１３ａに入射して面１３ｃに到達する。面１３ｃに対して臨界角より大きい角度でレーザビームが入射すれば、レーザビームは面１３ｃで全反射して面１３ｂより射出する。なお、直角反射プリズム１３が屈折率１．４５８の合成石英で形成されている場合、臨界角θｒは、ｓｉｎθｒ＝１／１．４５８より、約４３．３度と計算できる。面１３ｃに直交する方向とレーザビームの入射方向とがなす入射角が臨界角θｒより大きければ、レーザビームは全反射する。

直角反射プリズム１３の面１３ｂより射出したレーザビームは集束レンズ１４に入射する。集束レンズ１４は、入射したレーザビームを集束させて被加工材Ｗに照射する。

レーザ光源１１、コリメートレンズ１２、直角反射プリズム１３、集束レンズ１４は、レーザビームを被加工材Ｗに照射して被加工材Ｗを溶接または切断するレーザ加工機を構成する。

直角反射プリズム１３の面１３ｃに入射したレーザビームのうち、一点鎖線で示すわずかなレーザビーム（漏れ光）は面１３ｃを透過してセンサ１５に入射する。センサ１５は、入射するレーザビームのパワーに応じた電圧値を生成する。センサ１５は一例としてフォトダイオードである。フォトダイオードはＰＩＮフォトダイオードであってよい。センサ１５は、入射するレーザビームのパワーを検出する任意のセンサでよく、フォトダイオードに限定されない。センサ１５が生成する電圧値を監視することによって、レーザ加工機が被加工材Ｗに照射するレーザビームのパワーをモニタリングすることができる。

図２Ａは、レーザ光源１１のレーザ出力を７００Ｗとしたときの、所定の測定時間（ここでは３６００秒）におけるセンサ１１Ｓが生成する電圧値（検出電圧値）を示している。図２Ｂは、そのときにセンサ１５が生成する電圧値（検出電圧値）を示している。図２Ａに示すように、センサ１１Ｓが生成する電圧値はほぼ一定である。即ち、レーザ光源１１が射出するレーザビームのパワーはほぼ一定に制御されている。

図２Ｂに示すように、センサ１５が生成する電圧値はほとんど変動せず、ほぼ一定である。図２Ｂに示す例では、センサ１５が生成する電圧値は１．８６％程度しか変動しない。これは、第１実施形態のレーザパワーモニタリング装置においては、センサ１５が、ダイクロイックミラー３を透過したレーザビームのパワーを検出するのではなく、直角反射プリズム１３のレーザビームを全反射する面１３ｃを透過したレーザビームのパワーを検出しているからである。

直角反射プリズム１３は面１３Ｃに誘電体多層膜を有さないので、レーザビームのＰ波とＳ波の偏光比が変化しても、誘電体多層膜が存在することによるレーザビームの反射率、透過率、または反射帯域の変化が発生しない。よって、第１実施形態のレーザパワーモニタリング装置及びレーザパワーモニタリング方法によれば、レーザビームのＰ波とＳ波の偏光比が変化してもその影響を低減（または解消）することができ、安定的なレーザパワーのモニタリングが可能となる。

＜第２実施形態＞
図３に示す第２実施形態のレーザパワーモニタリング装置は、直角反射プリズムを２つ備える。第２実施形態のレーザパワーモニタリング方法は、２つの直角反射プリズムにおけるレーザビームを全反射する面を透過したレーザビームのパワーを検出する。図３において、図１と同一部分には同一符号を付し、その説明を省略する。

図３において、コリメートレンズ１２より射出されたレーザビームは、直角反射プリズム１３１（第１の直角反射プリズム）に入射する。直角反射プリズム１３１の面１３１ａ、１３１ｂ、及び１３１ｃは、それぞれ図１の直角反射プリズム１３の面１３ａ、１３ｂ、及び１３ｃに相当する。直角反射プリズム１３１の面１３１ｃで全反射して面１３１ｂより射出したレーザビームは、直角反射プリズム１３２（第２の直角反射プリズム）に入射する。

直角反射プリズム１３１の面１３１ｃに入射したレーザビームのうち、一点鎖線で示すわずかなレーザビームは面１３１ｃを透過してセンサ１５１（第１のセンサ）に入射する。センサ１５１は、入射するレーザビームのパワーに応じた電圧値を生成する。

直角反射プリズム１３２の面１３２ａ、１３２ｂ、及び１３２ｃは、それぞれ図１の直角反射プリズム１３の面１３ａ、１３ｂ、及び１３ｃに相当する。直角反射プリズム１３２の面１３２ｃで全反射して面１３２ｂより射出したレーザビームは、集束レンズ１４に入射する。集束レンズ１４は、入射したレーザビームを集束させて、図３では図示が省略されている被加工材Ｗに照射する。

直角反射プリズム１３２の面１３２ｃに入射したレーザビームのうち、一点鎖線で示すわずかなレーザビームは面１３２ｃを透過してセンサ１５２（第２のセンサ）に入射する。センサ１５２は、入射するレーザビームのパワーに応じた電圧値を生成する。

レーザ光源１１、コリメートレンズ１２、直角反射プリズム１３１、直角反射プリズム１３２、集束レンズ１４は、レーザビームを被加工材Ｗに照射して被加工材Ｗを溶接または切断するレーザ加工機を構成する。

第２実施形態のレーザパワーモニタリング装置及びレーザパワーモニタリング方法によれば、第１実施形態と同様の効果に加えて、レーザ加工機が被加工材Ｗに照射するレーザビームのパワーを、２つのセンサ１５１及び１５２でモニタリングすることもできる。

図４は、センサ１５１及び１５２が生成する電圧値（検出電圧値）を示している。センサ１５１が生成する電圧値は１．５％程度変動するが、センサ１５２が生成する電圧値も同程度の変動に留めることができる。レーザパワーモニタリング装置を、３つまたはそれ以上の直角反射プリズムを備える構成とすることも可能である。

＜第３実施形態＞
図５に示す第３実施形態のレーザパワーモニタリング装置及びレーザパワーモニタリング方法は、レーザビームをＰ波とＳ波とに分け、Ｐ波とＳ波を円偏光に変換して２つの直角反射プリズムで全反射させ、円偏光のパワーを２つのセンサで検出する構成である。図５において、図１と同一部分には同一符号を付し、その説明を省略する。

図５において、レーザ光源１１より射出されるレーザビームは直線偏光のＰ波とＳ波とを含む。レーザ光源１１より射出されたレーザビームは、偏光ビームスプリッタ２１（第１の偏光ビームスプリッタ）に入射する。偏光ビームスプリッタ２１は、プリズム２１１とプリズム２１２を接合面２１３で接合することによって構成されている。接合面２１３には、Ｐ波を透過させ、Ｓ波を反射する誘電体多層膜が設けられている。Ｐ波は接合面２１３を透過して、１／４波長板２２（第１の１／４波長板）に入射する。Ｓ波はプリズム２１２の面２１４で反射して１／４波長板２３（第２の１／４波長板）に入射する。

１／４波長板２２は、入射した直線偏光のＰ波を第１の円偏光に変換する。１／４波長板２３は、入射した直線偏光のＳ波を第２の円偏光に変換する。第１の円偏光は、直角反射プリズム１３３（第１の直角反射プリズム）に入射する。第２の円偏光は、直角反射プリズム１３４（第２の直角反射プリズム）に入射する。直角反射プリズム１３３の面１３３ａ、１３３ｂ、及び１３３ｃは、それぞれ図１の直角反射プリズム１３の面１３ａ、１３ｂ、及び１３ｃに相当する。直角反射プリズム１３４の面１３４ａ、１３４ｂ、及び１３４ｃは、それぞれ図１の直角反射プリズム１３の面１３ａ、１３ｂ、及び１３ｃに相当する。

直角反射プリズム１３３の面１３３ａに入射した第１の円偏光は面１３３ｃで全反射して面１３３ｂより射出し、１／４波長板２４に入射する。直角反射プリズム１３４の面１３４ａに入射した第２の円偏光は面１３４ｃで全反射して面１３４ｂより射出し、１／４波長板２５に入射する。

１／４波長板２４は、入射した第１の円偏光を直線偏光のＳ波に変換する。１／４波長板２５は、入射した第２の円偏光を直線偏光のＰ波に変換する。直線偏光のＰ波及びＳ波は、偏光ビームスプリッタ２６に入射する。偏光ビームスプリッタ２６は、プリズム２６１とプリズム２６２を接合面２６３で接合することによって構成されている。接合面２６３には、Ｐ波を透過させ、Ｓ波を反射する誘電体多層膜が設けられている。Ｐ波は接合面２６３を透過し、Ｓ波はプリズム２６２の面２６４及び接合面２６３で反射することによって直線偏光のＰ波とＳ波とが合成されて、偏光ビームスプリッタ２６より射出する。

偏光ビームスプリッタ２６より射出した直線偏光のＰ波とＳ波とを含むレーザビームは、集束レンズ１４に入射する。集束レンズ１４は、入射したレーザビームを集束させて被加工材Ｗに照射する。

レーザ光源１１、コリメートレンズ１２、偏光ビームスプリッタ２１、１／４波長板２２及び２３、直角反射プリズム１３３及び１３４、１／４波長板２４及び２５、偏光ビームスプリッタ２６、集束レンズ１４は、レーザビームを被加工材Ｗに照射して被加工材Ｗを溶接または切断するレーザ加工機を構成する。

直角反射プリズム１３３の面１３３ｃに入射した第１の円偏光のうち、一点鎖線で示すわずかな円偏光は面１３３ｃを透過してセンサ１５３に入射する。センサ１５３は、入射する円偏光のパワーに応じた電圧値を生成する。直角反射プリズム１３４の面１３４ｃに入射した第２の円偏光のうち、一点鎖線で示すわずかな円偏光は面１３４ｃを透過してセンサ１５４に入射する。センサ１５４は、入射する円偏光のパワーに応じた電圧値を生成する。

第３実施形態のレーザパワーモニタリング装置及びレーザパワーモニタリング方法においては、直線偏光のＰ波及びＳ波を円偏光に変換して、円偏光を直角反射プリズム１３３及び１３４で全反射させている。直線偏光のＰ波及びＳ波を直角反射プリズム１３３及び１３４で全反射させるのと比較して、円偏光を直角反射プリズム１３３及び１３４で全反射させる方が、偏光成分を全反射させる際の偏光方向の違いによる差が発生しにくくなる。

第３実施形態においては、偏光ビームスプリッタ２１によってＰ波とＳ波とに分離する際に偏光比がわずかに変化する可能性がある。しかしながら、円偏光を直角反射プリズム１３３及び１３４によって全反射させているので、円偏光をダイクロイックミラーで反射させる構成と比較して、偏光比の変化はさほど問題とならない。

第３実施形態において、Ｐ波とＳ波の偏光比が変化するとセンサ１５３及び１５４が生成する電圧値は変動する。そこで、センサ１５３及び１５４の電圧値を平均した値をモニタリングしてもよい。

＜第４実施形態＞
図６に示す第４実施形態のレーザパワーモニタリング装置及びレーザパワーモニタリング方法は、レーザビームをＰ波とＳ波とに分け、Ｐ波とＳ波を円偏光に変換して２つの直角反射プリズムで全反射させ、円偏光を直線偏光に戻して１つのセンサでＰ波とＳ波との合成のパワーを検出する構成である。図６において、図５と同一部分には同一符号を付し、その説明を省略する。

図６において、第１の円偏光のうち、直角反射プリズム１３３の面１３３ｃを透過した一点鎖線で示すわずかな円偏光は、１／４波長板２７（第３の１／４波長板）に入射する。１／４波長板２７は、入射した円偏光を直線偏光のＳ波に変換する。直線偏光のＳ波は偏光ビームスプリッタ２９（第２の偏光ビームスプリッタ）に入射する。第２の円偏光のうち、直角反射プリズム１３４の面１３４ｃを透過した一点鎖線で示すわずかな円偏光は、１／４波長板２８（第４の１／４波長板）に入射する。１／４波長板２８は、入射した円偏光を直線偏光のＰ波に変換する。直線偏光のＰ波は偏光ビームスプリッタ２９に入射する。

偏光ビームスプリッタ２９は、プリズム２９１とプリズム２９２を接合面２９３で接合することによって構成されている。接合面２９３には、Ｐ波を透過させ、Ｓ波を反射する誘電体多層膜が設けられている。Ｐ波は接合面２９３を透過し、Ｓ波はプリズム２９２の面２９４及び接合面２９３で反射することによって直線偏光のＰ波とＳ波とが合成されて、偏光ビームスプリッタ２９より射出する。偏光ビームスプリッタ２９より射出した直線偏光のＰ波とＳ波とが合成されたレーザビームはセンサ１５５に入射する。センサ１５５は、入射するレーザビームのパワーに応じた電圧値を生成する。

第３実施形態と同様に、第４実施形態においても、偏光ビームスプリッタ２１によってＰ波とＳ波とに分離する際に偏光比がわずかに変化する可能性がある。ところが、第４実施形態のレーザパワーモニタリング装置及びレーザパワーモニタリング方法においては、直線偏光のＰ波とＳ波とを偏光ビームスプリッタ２９によって合成し、センサ１５５が合成したレーザビームのパワーを検出している。Ｐ波とＳ波との偏光比が変化したとしても、合成したレーザビームのパワーは変化しないから、レーザビームのパワーを正確に検出することができる。

第４実施形態においては、１つのセンサ１５５でレーザビームのパワーを検出することができる。

本発明は以上説明した本実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能である。センサ１５、１５１〜１５５が検出したレーザビームのパワーを具体的にどのようにモニタリングするかは任意である。

１１レーザ光源
１２コリメートレンズ
１３，１３１〜１３４直角反射プリズム
１４集束レンズ
１５，１５１〜１５５センサ
２１，２６，２９偏光ビームスプリッタ
２２〜２５，２７，２８１／４波長板
Ｗ被加工材

Claims

直角をなす第１及び第２の面と、前記第１及び第２の面と連結した第３の面とを有し、前記第１の面に入射する、被加工材に照射されるレーザビームを前記第３の面で全反射させて、前記第２の面より射出させる直角反射プリズムと、
前記第３の面を透過したレーザビームのパワーを検出するセンサと、
を備えるレーザパワーモニタリング装置。
前記第１及び第２の面には反射防止コートが施されており、前記第３の面にはコートが施されていない請求項１に記載のレーザパワーモニタリング装置。
複数の前記直角反射プリズムと、
複数の前記直角反射プリズムにおける前記第３の面を透過したレーザビームのパワーを検出する複数のセンサと、
を備える請求項１または２に記載のレーザパワーモニタリング装置。
前記被加工材に照射されるレーザビームを直線偏光のＰ波と直線偏光のＳ波とに分離する第１の偏光ビームスプリッタと、
前記直線偏光のＰ波を第１の円偏光に変換する第１の１／４波長板と、
前記直線偏光のＳ波を第２の円偏光に変換する第２の１／４波長板と、
前記直角反射プリズムとして、前記第１の円偏光を全反射させる第１の直角反射プリズムと、
前記直角反射プリズムとして、前記第２の円偏光を全反射させる第２の直角反射プリズムと、
前記センサとして、前記第１の円偏光のうち、前記第１の直角反射プリズムにおける前記第３の面を透過した円偏光のパワーを検出する第１のセンサと、
前記センサとして、前記第２の円偏光のうち、前記第２の直角反射プリズムにおける前記第３の面を透過した円偏光のパワーを検出する第２のセンサと、
を備える請求項１または２に記載のレーザパワーモニタリング装置。
前記被加工材に照射されるレーザビームを直線偏光のＰ波と直線偏光のＳ波とに分離する第１の偏光ビームスプリッタと、
前記直線偏光のＰ波を第１の円偏光に変換する第１の１／４波長板と、
前記直線偏光のＳ波を第２の円偏光に変換する第２の１／４波長板と、
前記直角反射プリズムとして、前記第１の円偏光を全反射させる第１の直角反射プリズムと、
前記直角反射プリズムとして、前記第２の円偏光を全反射させる第２の直角反射プリズムと、
前記第１の円偏光のうち、前記第１の直角反射プリズムにおける前記第３の面を透過した円偏光を直線偏光のＳ波に変換する第３の１／４波長板と、
前記第２の円偏光のうち、前記第２の直角反射プリズムにおける前記第３の面を透過した円偏光を直線偏光のＰ波に変換する第４の１／４波長板と、
前記第３の１／４波長板より射出された前記直線偏光のＳ波と前記第４の１／４波長板より射出された前記直線偏光のＰ波とを合成する第２の偏光ビームスプリッタと、
前記センサとして、前記第２の偏光ビームスプリッタによって合成された前記直線偏光のＰ波及びＳ波を含むレーザビームのパワーを検出するセンサと、
を備える請求項１または２に記載のレーザパワーモニタリング装置。
被加工材に照射されるレーザビームを、直角をなす第１及び第２の面と、前記第１及び第２の面と連結した第３の面とを有する直角反射プリズムの前記第１の面に入射させ、
前記第１の面に入射したレーザビームを前記第３の面で全反射させて、前記第２の面より射出させ、
前記第３の面を透過したレーザビームのパワーをセンサで検出する
レーザパワーモニタリング方法。
直角をなす第１及び第２の面と、前記第１及び第２の面と連結した第３の面とを有する第１及び第２の直角反射プリズムを用い、
被加工材に照射されるレーザビームを、前記第１の直角反射プリズムにおける前記第１の面に入射させ、
前記第１の直角反射プリズムにおける前記第１の面に入射したレーザビームを前記第１の直角反射プリズムにおける前記第３の面で全反射させて、前記第１の直角反射プリズムにおける前記第２の面より射出させ、
前記第１の直角反射プリズムにおける前記第２の面より射出したレーザビームを、前記第２の直角反射プリズムにおける前記第１の面に入射させ、
前記第２の直角反射プリズムにおける前記第１の面に入射したレーザビームを前記第２の直角反射プリズムにおける前記第３の面で全反射させて、前記第２の直角反射プリズムにおける前記第２の面より射出させ、
前記第１の直角反射プリズムにおける前記第３の面を透過したレーザビームのパワーを第１のセンサで検出し、
前記第２の直角反射プリズムにおける前記第３の面を透過したレーザビームのパワーを第２のセンサで検出する
請求項６に記載のレーザパワーモニタリング方法。
前記被加工材に照射されるレーザビームを第１の偏光ビームスプリッタによって直線偏光のＰ波と直線偏光のＳ波とに分離し、
前記直線偏光のＰ波を第１の１／４波長板によって第１の円偏光に変換し、
前記直線偏光のＳ波を第２の１／４波長板によって第２の円偏光に変換し、
前記直角反射プリズムとして第１の直角反射プリズムを用いて、前記第１の円偏光を全反射させ、
前記直角反射プリズムとして第２の直角反射プリズムを用いて、前記第２の円偏光を全反射させ、
前記センサとして第１のセンサを用いて、前記第１の円偏光のうち、前記第１の直角反射プリズムにおける前記第３の面を透過した円偏光のパワーを検出し、
前記センサとして第２のセンサを用いて、前記第２の円偏光のうち、前記第２の直角反射プリズムにおける前記第３の面を透過した円偏光のパワーを検出する
請求項６に記載のレーザパワーモニタリング方法。
前記被加工材に照射されるレーザビームを第１の偏光ビームスプリッタによって直線偏光のＰ波と直線偏光のＳ波とに分離し、
前記直線偏光のＰ波を第１の１／４波長板によって第１の円偏光に変換し、
前記直線偏光のＳ波を第２の１／４波長板によって第２の円偏光に変換し、
前記直角反射プリズムとして第１の直角反射プリズムを用いて、前記第１の円偏光を全反射させ、
前記直角反射プリズムとして第２の直角反射プリズムを用いて、前記第２の円偏光を全反射させ、
前記第１の円偏光のうち、前記第１の直角反射プリズムにおける前記第３の面を透過した円偏光を第３の１／４波長板によって直線偏光のＳ波に変換し、
前記第２の円偏光のうち、前記第２の直角反射プリズムにおける前記第３の面を透過した円偏光を第４の１／４波長板によって直線偏光のＰ波に変換し、
前記第３の１／４波長板より射出された前記直線偏光のＳ波と前記第４の１／４波長板より射出された前記直線偏光のＰ波とを第２の偏光ビームスプリッタによって合成し、
前記第２の偏光ビームスプリッタによって合成された前記直線偏光のＰ波及びＳ波を含むレーザビームのパワーを前記センサで検出する
請求項６に記載のレーザパワーモニタリング方法。