JP2602154Y2 - Laser focal length measuring device - Google Patents

Laser focal length measuring device

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JP2602154Y2
JP2602154Y2 JP1993057203U JP5720393U JP2602154Y2 JP 2602154 Y2 JP2602154 Y2 JP 2602154Y2 JP 1993057203 U JP1993057203 U JP 1993057203U JP 5720393 U JP5720393 U JP 5720393U JP 2602154 Y2 JP2602154 Y2 JP 2602154Y2
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laser
optical
focal length
pinhole filter
axis
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孝二 根崎
桂 大脇
賢治 平野
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石川島播磨重工業株式会社
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Description

【考案の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本考案は、光ファイバからのレー
ザ光を集光してこれを材料等に照射してレーザ加工を行
うレーザトーチの焦点距離を測定するためのレーザ用焦
点距離測定装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a laser focal length measuring apparatus for measuring a focal length of a laser torch for condensing a laser beam from an optical fiber and irradiating the laser beam on a material or the like to perform laser processing. .

【0002】[0002]

【従来の技術】気体レーザ(Arガスレーザ、CO2
スレーザ)や固体レーザ(YAGレーザ)等の大出力
(数KW)レーザからのレーザ光で金属材料等を溶接し
たり切断したりすることが行われている。このようなレ
ーザ加工を行う場合レーザトーチが用いられる。このレ
ーザトーチは、大出力レーザからのレーザ光を光ファイ
バを介して受光して集光した後金属等の材料に照射して
レーザ加工を行うためのものである。
2. Description of the Related Art Welding and cutting of metal materials and the like are performed by laser light from a high-power (several KW) laser such as a gas laser (Ar gas laser, CO 2 gas laser) or a solid-state laser (YAG laser). Have been done. When performing such laser processing, a laser torch is used. This laser torch is for performing laser processing by receiving a laser beam from a high-power laser via an optical fiber, condensing the laser beam, and then irradiating a material such as metal with the laser beam.

【0003】ところで、大出力のレーザ光は、紫外線の
場合が多いので目視で光軸を確認することができない。
また、そのレーザ光が可視光領域の場合でもそのまま材
料に照射するとレーザ光のスポット径が変化して溶接不
良や切断不良の原因となるため、レーザ光を出射する前
にレーザ光の焦点距離を測定する必要がある。
[0003] High power laser light is often ultraviolet light, so that the optical axis cannot be visually confirmed.
Even when the laser light is in the visible light range, irradiating the material as it is will change the spot diameter of the laser light and cause poor welding or cutting, so the focal length of the laser light must be adjusted before emitting the laser light. Need to measure.

【0004】そこで、この焦点距離を求めるには低出力
(材料に照射されても発熱しない数mW程度)かつ可視
光領域の波長を有するレーザ、すなわちHe−Ne(ヘ
リウムネオン)レーザ(照準レーザ)が用いられる。
In order to determine the focal length, a laser having a low output (about several mW which does not generate heat even when irradiated to a material) and a wavelength in the visible light region, that is, a He-Ne (helium neon) laser (aiming laser) Is used.

【0005】通常、焦点距離の測定は、He−Neレー
ザ光をレーザトーチの光ファイバに入射させて集光した
レーザ光のスポットを、あて紙に照射させると共にあて
紙を光軸に沿って移動させ、スポットの径が最小となっ
たときの距離をスケールで測定することにより行われ
る。焦点距離の測定が終了した後、大出力レーザ光をレ
ーザトーチの光ファイバに入射してレーザ加工が行われ
る。
[0005] Usually, the focal length is measured by irradiating a spot of the condensed laser light by irradiating an He-Ne laser beam onto an optical fiber of a laser torch onto a target paper and moving the target paper along the optical axis. The measurement is performed by measuring the distance when the diameter of the spot becomes minimum on a scale. After the measurement of the focal length is completed, the laser processing is performed by injecting a high-power laser beam into the optical fiber of the laser torch.

【0006】[0006]

【考案が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の方法では測定者があて紙を光軸に垂直にしたま
まスケールに沿って移動させスポット径が最小になる位
置を目視により求めなければならないので、あて紙がぶ
れたり、ゆがんだりして位置合わせに非常に手間がかか
る上、測定者の個人差によりスポット径の大きさに誤差
が生じて焦点距離の精度が低くなってしまう。
However, in the above-mentioned conventional method, however, the measurer must move the paper along the scale while keeping the paper perpendicular to the optical axis to visually determine the position where the spot diameter becomes minimum. Therefore, the paper is shaken or distorted, so that it takes a lot of time and effort to perform the alignment. In addition, an error occurs in the size of the spot diameter due to individual differences of the measurers, and the accuracy of the focal length is reduced.

【0007】また、レーザトーチの焦点距離を測定した
後レーザ加工を行うとレーザトーチ内のミラーが曇った
り、塵や埃が付着したりして焦点距離が変化するので再
度焦点距離を測定しなければならないという問題点があ
る。
Further, if laser processing is performed after measuring the focal length of the laser torch, the focal length changes due to fogging of the mirror in the laser torch or adhesion of dust or dirt, so that the focal length must be measured again. There is a problem.

【0008】そこで、本考案の目的は、上記課題を解決
し、簡単な操作で焦点距離を正確に測定できるレーザ用
焦点距離測定装置を提供することにある。
Accordingly, an object of the present invention is to solve the above-mentioned problems and to provide a laser focal length measuring device capable of accurately measuring a focal length with a simple operation.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本考案は、光ファイバからのレーザ光を集光してこれ
を材料等に照射してレーザ加工を行うレーザトーチの焦
点距離を測定するためのレーザ用焦点距離測定装置にお
いて、光定盤と、光定盤の一側に設けられ光定盤に沿っ
てレーザ光を出射するようにレーザトーチを保持する保
持台と、出射レーザ光に対して所定の径のレーザ光を通
過させるピンホールフィルタと、ピンホールフィルタの
裏側に設けられピンホールフィルタを通過したレーザ光
を検出する光センサと、ピンホールフィルタを光定盤上
に支持し、ピンホールフィルタをレーザ光の光軸に一致
するようにピンホールフィルタの位置を調整すると共
に、光軸が一致した後ピンホールフィルタを光軸に沿っ
て移動させるピンホールフィルタ位置調整・移動手段
と、ピンホールフィルタの光軸上の移動を検出する移動
検出手段と、光センサからの出力が入力され、かつ移動
検出手段の移動値が入力され両出力から焦点距離を検出
するためのXYレコーダとを備えたものである。
SUMMARY OF THE INVENTION In order to achieve the above object, the present invention measures a focal length of a laser torch for condensing a laser beam from an optical fiber and irradiating the laser beam on a material or the like to perform laser processing. In a laser focal length measuring device for the optical surface plate, a holding table provided on one side of the optical surface plate and holding a laser torch so as to emit laser light along the optical surface plate, A pinhole filter that allows laser light of a predetermined diameter to pass therethrough, an optical sensor that is provided on the back side of the pinhole filter and detects laser light that has passed through the pinhole filter, and supports the pinhole filter on an optical platen, Adjust the position of the pinhole filter so that the pinhole filter coincides with the optical axis of the laser beam, and move the pinhole filter along the optical axis after the optical axis coincides. Filter position adjustment / movement means, movement detection means for detecting movement of the pinhole filter on the optical axis, output from the optical sensor is input, and the movement value of the movement detection means is input, and the focal length is calculated from both outputs. And an XY recorder for detection.

【0010】[0010]

【作用】上記構成によれば、ピンホールフィルタ位置調
整・移動手段でピンホールフィルタの光軸を合わせた後
ピンホールフィルタをその光軸に沿ってぶれることなく
移動させることができる。ピンホールフィルタで所定の
径のレーザ光のみを通過させて光センサで検出するた
め、このピンホールフィルタを光軸に沿って前後に移動
させることにより、ピンホールセンサの位置を移動検出
手段で検出し、この移動位置に対するレーザ光の単位当
たりのエネルギー強度を光センサで検出することが可能
となる。光センサからの出力と移動検出手段の移動値と
エネルギー強度とがXYレコーダに入力されると、レー
ザトーチからのピンホールフィルタまでの距離をX軸と
し、レーザ光の単位当たりのエネルギー強度をY軸とす
るグラフがXYレコーダ上に描かれ、このグラフにおけ
るピーク値が焦点距離と一致するので、レーザトーチの
焦点距離を正確かつ容易に求めることができる。
According to the above construction, after the optical axis of the pinhole filter is adjusted by the pinhole filter position adjusting / moving means, the pinhole filter can be moved along the optical axis without blurring. The pinhole filter passes only the laser beam of a predetermined diameter and is detected by the optical sensor. By moving this pinhole filter back and forth along the optical axis, the position of the pinhole sensor is detected by the movement detecting means. Then, the energy intensity of the laser beam per unit with respect to the moving position can be detected by the optical sensor. When the output from the optical sensor, the movement value of the movement detecting means, and the energy intensity are input to the XY recorder, the distance from the laser torch to the pinhole filter is defined as the X axis, and the energy intensity per unit of the laser light is defined as the Y axis. Is drawn on the XY recorder, and the peak value in this graph coincides with the focal length, so that the focal length of the laser torch can be accurately and easily obtained.

【0011】[0011]

【実施例】以下、本考案の一実施例を添付図面に基づい
て詳述する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings.

【0012】図1は本考案のレーザ用焦点距離測定装置
の一実施例の側面概略図であり、図2は図1に示したレ
ーザ用焦点距離測定装置の光学系の平面図である。尚、
図1及び図2において、説明の便宜上被測定体としての
レーザトーチが示されている。
FIG. 1 is a schematic side view of an embodiment of the laser focal length measuring apparatus of the present invention, and FIG. 2 is a plan view of the optical system of the laser focal length measuring apparatus shown in FIG. still,
FIGS. 1 and 2 show a laser torch as an object to be measured for convenience of explanation.

【0013】図1及び図2において、1は光定盤であ
り、この光定盤1上に光定盤に沿ってレーザ光を出射す
るようにレーザトーチ2の円筒2aを保持する保持台3
が取り付けられている。保持台3の上面は円筒2aを置
いたときに転がるのを防止するように断面が略V字状の
溝3aが形成されている。
In FIGS. 1 and 2, reference numeral 1 denotes an optical surface plate, and a holding table 3 for holding a cylinder 2a of a laser torch 2 on the optical surface plate 1 so as to emit laser light along the optical surface plate.
Is attached. A groove 3a having a substantially V-shaped cross section is formed on the upper surface of the holding table 3 so as to prevent rolling when the cylinder 2a is placed.

【0014】光定盤1の中央部には、α軸ステージ4が
取り付けられている。このα軸ステージ4は一方の辺
(図の右側)に蝶番5が設けられた板状の固定台4a
と、この蝶番5に一方の辺が接続され回動可能な板状の
回動台4bと、回動台4bの他方の辺の近傍を貫通する
と共にネジ部が固定台4aに接触するボルト6とで形成
されており、ボルト6の頭部を回転させることにより、
回動台4bがα軸(蝶番の中心軸で紙面に垂直)を中心
にしてボルト6の回転数に応じた角度で回動できるよう
になっている。すなわち例えばボルト6を右回転させる
と回動台4bの傾斜角度が大きくなり、左回転させると
回動台4bの傾斜角度が小さくなるようになっている。
An α-axis stage 4 is attached to the center of the optical platen 1. The α-axis stage 4 is a plate-shaped fixed base 4 a having a hinge 5 provided on one side (right side in the figure).
A rotatable platform 4b having one side connected to the hinge 5 and rotatable; and a bolt 6 penetrating near the other side of the rotatable platform 4b and having a threaded portion in contact with the fixing platform 4a. And by rotating the head of the bolt 6,
The turntable 4b can turn around an α-axis (the center axis of the hinge and perpendicular to the paper surface) at an angle corresponding to the number of rotations of the bolt 6. That is, for example, when the bolt 6 is turned clockwise, the tilt angle of the turntable 4b increases, and when the bolt 6 is turned counterclockwise, the tilt angle of the turntable 4b decreases.

【0015】α軸ステージ4の回動台4bの上には、X
軸ステージ7が取り付けられている。このX軸ステージ
7は、板状の固定台7aと、固定台7aの上にガイド
(図示せず)を介して設けられ固定台7aに平行かつ固
定台7aに沿ってX軸(紙面に垂直な軸)方向に移動可
能な板状の移動台7bとで形成されている。
On the rotary table 4b of the α-axis stage 4, X
The axis stage 7 is attached. The X-axis stage 7 is provided with a plate-shaped fixed base 7a and a guide (not shown) provided on the fixed base 7a via an X-axis (perpendicular to the paper surface) parallel to the fixed base 7a and along the fixed base 7a. And a plate-shaped moving table 7b that can move in the direction of

【0016】X軸ステージ7の上には、θ軸ステージ8
が取り付けられている。このθ軸ステージ8は板状の固
定台8aと、固定台8aに垂直に設けられた回転軸(θ
軸)15と、固定台8aに平行かつこの回転軸を中心に
して回転可能な板状の回転台8bとで形成されている。
On the X-axis stage 7, a θ-axis stage 8
Is attached. The θ-axis stage 8 includes a plate-shaped fixed base 8a and a rotation axis (θ
(Axle) 15 and a plate-shaped rotary base 8b parallel to the fixed base 8a and rotatable around the rotation axis.

【0017】θ軸ステージ8の上には、Y軸ステージ9
が取り付けられている。Y軸ステージ9は、板状の固定
台9aと、固定台9aの上にガイド(図示せず)を介し
て設けられ固定台9aに平行かつ固定台9aに沿ってY
軸(紙面に平行な軸)方向に移動可能な板状の移動台9
bとで形成されている。このY軸ステージ9にはリニア
スケール(Y軸ステージ9に内蔵されている)とZ軸ス
テージ10とが設けられている。
On the θ-axis stage 8, a Y-axis stage 9
Is attached. The Y-axis stage 9 is provided with a plate-shaped fixed base 9a and a guide (not shown) on the fixed base 9a via a guide (not shown). The Y-axis stage 9 is parallel to and along the fixed base 9a.
A plate-like movable table 9 that can move in the axis (parallel to the paper) direction
b. The Y-axis stage 9 is provided with a linear scale (built in the Y-axis stage 9) and a Z-axis stage 10.

【0018】リニアスケールは、例えば両端に所定の電
圧が印加され、Y軸ステージ9の固定台9a上にY軸に
沿って取り付けられた略直線状の抵抗体(図示せず)
と、抵抗体上を抵抗体に沿って移動すると共に移動台9
bに連結された摺動端子(図示せず)とからなる抵抗直
線型ポテンショメータで形成されており、抵抗体の一端
と摺動端子との間に移動台9bの位置に比例した出力電
圧を発生するようになっている。この出力電圧を検出す
ることにより移動台9bの位置、すなわちレーザトーチ
2と後述するピンホールフィルタ11との間の距離を知
ることができる。リニアスケールの出力電圧は後述する
XYレコーダ12のX軸端子に入力される。尚、本実施
例ではリニアスケールに抵抗直線型ポテンショメータを
用いたが、これに限定されず、距離を検出することがで
きればマグネスケール等他の距離測定装置を用いてもよ
いZ軸ステージ10は、Y軸ステージ9に垂直な側面を
有する固定台10aと、固定台10aの側面上にガイド
(図示せず)を介して設けられ、側面に平行かつ側面に
沿ってZ軸(紙面に平行な軸)方向に移動可能な板状の
移動台10bとで形成されている。Z軸ステージ10
は、ピンホールフィルタ11の上下方向の調整を行うこ
とができる。
The linear scale is, for example, a predetermined voltage is applied to both ends, and is a substantially linear resistor (not shown) mounted along the Y axis on a fixed base 9a of the Y axis stage 9.
And the moving table 9 while moving on the resistor along the resistor.
and a sliding terminal (not shown) connected to the sliding terminal b and generates an output voltage proportional to the position of the moving table 9b between one end of the resistor and the sliding terminal. It is supposed to. By detecting this output voltage, the position of the movable base 9b, that is, the distance between the laser torch 2 and a pinhole filter 11 described later can be known. The output voltage of the linear scale is input to an X-axis terminal of the XY recorder 12 described later. In the present embodiment, the resistance linear potentiometer is used for the linear scale. However, the present invention is not limited to this. If the distance can be detected, another distance measuring device such as a magnescale may be used. A fixed base 10a having a side surface perpendicular to the Y-axis stage 9, and a guide (not shown) provided on the side surface of the fixed base 10a via a guide (not shown); ) And a plate-like movable table 10b that can be moved in the direction. Z axis stage 10
Can adjust the vertical direction of the pinhole filter 11.

【0019】このZ軸ステージ10の移動台10bには
ピンホールフィルタ11が、表面がZ軸に沿うように取
り付けられている。
A pinhole filter 11 is mounted on the movable base 10b of the Z-axis stage 10 so that the surface thereof is along the Z-axis.

【0020】ピンホールフィルタ11は、レーザ光の最
大ビーム径より小さい径のピンホール11aを有してお
り、ピンホール11aの裏側(図の左側)には光センサ
13が取り付けられている。
The pinhole filter 11 has a pinhole 11a having a diameter smaller than the maximum beam diameter of the laser beam, and an optical sensor 13 is mounted on the back side (left side in the figure) of the pinhole 11a.

【0021】光センサ13は、ピンホール11aを通過
したレーザ光を受光して電気信号に変換するようになっ
ている。光センサ13からの電気信号は光パワーメータ
14に入力される。
The optical sensor 13 receives the laser beam passing through the pinhole 11a and converts it into an electric signal. The electric signal from the optical sensor 13 is input to the optical power meter 14.

【0022】光パワーメータ14は、光センサ13から
の電気信号を増幅して指示計の指針(共に図示せず)を
振らせ、その角度で光強度を表示するようになってお
り、光パワーメータ14の出力はXYレコーダ12のY
軸端子に接続されている。
The optical power meter 14 amplifies the electric signal from the optical sensor 13 and causes the pointer (both not shown) of the indicator to fluctuate, and displays the light intensity at that angle. The output of the meter 14 is the Y of the XY recorder 12
Connected to shaft terminal.

【0023】XYレコーダ12は、X軸端子12aに入
力された電圧をX軸とし、Y軸端子12bに入力された
電圧をY軸として記録紙(図示せず)上に直交座標系の
グラフとして可視表示するようになっている。
The XY recorder 12 uses a voltage input to the X-axis terminal 12a as an X-axis and a voltage input to the Y-axis terminal 12b as a Y-axis, and displays the graph on a recording paper (not shown) in a rectangular coordinate system. It is designed to be visible.

【0024】尚、ピンホールフィルタ位置調整・移動手
段はα軸ステージ4、X軸ステージ7、θ軸ステージ
8、Y軸ステージ9及びZ軸ステージ10で形成されて
おり、移動検出手段はリニアスケールで形成されてい
る。
The pinhole filter position adjusting / moving means comprises an α-axis stage 4, an X-axis stage 7, a θ-axis stage 8, a Y-axis stage 9 and a Z-axis stage 10, and the movement detecting means is a linear scale. It is formed with.

【0025】レーザトーチ2は、一端に光ファイバ17
が同軸になるように貫通して設けられ側面に開口部が形
成された略円筒状の容器2aと、容器内2aに設けられ
光ファイバ17の端面から出射したレーザ光を略容器の
半径方向に反射するミラー(図示せず)と、ミラーの出
射側の光軸上に設けられレーザ光を集光して開口部を介
して容器窓から出射する集光レンズ16(図3(a)参
照)とで形成されている。
The laser torch 2 has an optical fiber 17 at one end.
Is provided substantially coaxially, and is provided with a substantially cylindrical container 2a having an opening at a side surface, and a laser beam emitted from an end face of an optical fiber 17 provided in the container 2a substantially in a radial direction of the container. A reflecting mirror (not shown) and a condenser lens 16 provided on the optical axis on the exit side of the mirror and condensing the laser beam and exiting from the container window through the opening (see FIG. 3A) And formed.

【0026】レーザトーチ2の光ファイバ17に入射さ
れる照準用のレーザ光は、例えば760nm、数mWの
He−Neレーザ光で、加工用のレーザ光は1.06μ
m、数KWのYAG(イットリウムアルミニウムガーネ
ット)レーザ光である。
The aiming laser light incident on the optical fiber 17 of the laser torch 2 is, for example, He-Ne laser light of 760 nm and several mW, and the processing laser light is 1.06 μm.
m, several kilowatts of YAG (yttrium aluminum garnet) laser light.

【0027】ところで、レーザトーチ2の光ファイバ1
7にHe−Neレーザ光を入射したときの焦点距離と、
YAGレーザ光を入射したときの焦点距離とは両レーザ
光の波長が異なるため同一とならず一定の比を有してい
る。すなわちYAGレーザ光の焦点距離はHe−Neレ
ーザ光の焦点距離の1.04倍となっている。本実施例
のレーザ用焦点距離測定装置により得られた焦点距離に
1.04を乗じた数値がYAGレーザ光の焦点距離とな
る(他の加工用レーザ光を用いた場合には波長より求め
た係数を乗じればよい)。
The optical fiber 1 of the laser torch 2
7, a focal length when He-Ne laser light is incident,
Since the wavelengths of the two laser beams are different from the focal length when the YAG laser beam is incident, they are not the same but have a constant ratio. That is, the focal length of the YAG laser light is 1.04 times the focal length of the He-Ne laser light. The value obtained by multiplying the focal length obtained by the laser focal length measuring apparatus of this embodiment by 1.04 is the focal length of the YAG laser light (when other processing laser light is used, it is obtained from the wavelength. Multiply by a factor).

【0028】次に実施例の作用を述べる。Next, the operation of the embodiment will be described.

【0029】図1に示すようにまず保持台3上にレーザ
トーチ2の円筒2aを、開口部がピンホールフィルタ1
1に対向するように搭載し、光ファイバ17にHe−N
eレーザ光を入射する。α軸ステージ4でピンホールフ
ィルタ11と光センサ13とが形成する光軸の上下方向
の傾斜を調整し、X軸ステージ7でピンホールフィルタ
11の左右方向を調整され、θ軸ステージ8でピンホー
ルフィルタ11の回転角度が調整され、Y軸ステージ9
でピンホールフィルタ11の前後方向が調整され、Z軸
ステージ10でピンホールフィルタ11の上下方向の位
置が順次調整されてレーザ光の焦点を含む光軸がピンホ
ールフィルタ11のピンホール11aに一致される。集
光レンズ16で集光されたレーザ光は焦点に接近するに
伴いビーム径が小さくなり、焦点から離れるに伴いビー
ム径が大きくなるが(図3(a)参照)、ピンホール1
1aと光軸とが一致した後、ピンホールフィルタ11を
Y軸に沿って前後に移動させると、Y軸方向の位置に関
わりなくピンホールフィルタ11によって所定の径のレ
ーザ光のみ通過されるので、レーザ光の単位当たりのエ
ネルギー強度が光センサ13で検出される。これととも
にX軸方向の移動位置がリニアスケール(移動位置検出
装置)で検出される。リニアスケールの出力がXYレコ
ーダ12のX軸端子12aに入力され、光センサ13の
出力が光パワーメータ14を介してXYレコーダ12の
Y軸端子12bに入力されると、上に図3(b)に示す
ような略山形の曲線が描かれる。この曲線がピーク値を
とるときのXYレコーダ12のY軸の値がレーザトーチ
2の焦点と一致するので、レーザトーチ2の焦点距離を
正確かつ容易に求めることができる。尚、図3(a)は
集光レンズとレーザ光との関係を示し、図3(b)は集
光レンズからの距離と単位面積当たりのエネルギーとの
関係を示す図であり、横軸が距離、縦軸が単位面積当た
りのエネルギーを示している。
As shown in FIG. 1, first, a cylinder 2a of a laser torch 2 is placed on a holding table 3, and an opening is provided with a pinhole filter 1a.
1 and facing the optical fiber 17 with He-N
e-laser light is incident. The vertical axis of the optical axis formed by the pinhole filter 11 and the optical sensor 13 is adjusted by the α-axis stage 4, the horizontal direction of the pinhole filter 11 is adjusted by the X-axis stage 7, and the pin angle is adjusted by the θ-axis stage 8. The rotation angle of the Hall filter 11 is adjusted, and the Y-axis stage 9
The vertical direction of the pinhole filter 11 is sequentially adjusted by the Z-axis stage 10 so that the optical axis including the focal point of the laser beam coincides with the pinhole 11a of the pinhole filter 11. Is done. The laser beam condensed by the condenser lens 16 has a smaller beam diameter as it approaches the focal point, and a larger beam diameter as it moves away from the focal point (see FIG. 3A).
When the pinhole filter 11 is moved back and forth along the Y axis after the optical axis 1a coincides with the optical axis, only the laser beam of a predetermined diameter is passed by the pinhole filter 11 regardless of the position in the Y axis direction. The energy intensity of the laser light per unit is detected by the optical sensor 13. At the same time, the moving position in the X-axis direction is detected by a linear scale (moving position detecting device). When the output of the linear scale is input to the X-axis terminal 12a of the XY recorder 12, and the output of the optical sensor 13 is input to the Y-axis terminal 12b of the XY recorder 12 via the optical power meter 14, the upper part of FIG. ) Is drawn. Since the value of the Y-axis of the XY recorder 12 when this curve takes the peak value coincides with the focal point of the laser torch 2, the focal length of the laser torch 2 can be obtained accurately and easily. FIG. 3A shows the relationship between the condenser lens and the laser beam, and FIG. 3B shows the relationship between the distance from the condenser lens and the energy per unit area. The distance and the vertical axis indicate the energy per unit area.

【0030】このようにして求めた照準用レーザ光の焦
点距離に所定の係数を乗じれば加工用レーザ光の焦点距
離を求めることができる。
By multiplying the focal length of the aiming laser beam thus obtained by a predetermined coefficient, the focal length of the processing laser beam can be obtained.

【0031】以上本実施例によれば、光定盤1と、光定
盤1の一側に設けられ光定盤1に沿ってレーザ光を出射
するようにレーザトーチ2を保持する保持台3と、出射
レーザ光に対して所定の径のレーザ光を通過させるピン
ホールフィルタ11と、ピンホールフィルタ11の裏側
に設けられピンホールフィルタ11を通過したレーザ光
を検出する光センサ13と、ピンホールフィルタ11を
光定盤1上に支持し、ピンホールフィルタ11をレーザ
光の光軸に一致するようにピンホールフィルタ11の位
置を調整すると共に、光軸が一致した後ピンホールフィ
ルタ11を光軸に沿って移動させるピンホールフィルタ
位置調整・移動手段4、7、8、10と、ピンホールフ
ィルタ11の光軸上の移動を検出する移動検出手段と、
光センサ13からの出力が入力され、かつ移動検出手段
の移動値が入力され両出力から焦点距離を検出するため
のXYレコーダ12とを備えたので、簡単な操作で焦点
距離を正確に測定できるレーザ用焦点距離測定装置を実
現することができる。
As described above, according to the present embodiment, the optical base 1 and the holder 3 provided on one side of the optical base 1 for holding the laser torch 2 so as to emit laser light along the optical base 1. A pinhole filter 11 for passing a laser beam having a predetermined diameter with respect to the emitted laser beam, an optical sensor 13 provided on the back side of the pinhole filter 11 for detecting the laser beam passing through the pinhole filter 11, The filter 11 is supported on the optical surface plate 1, and the position of the pinhole filter 11 is adjusted so that the pinhole filter 11 coincides with the optical axis of the laser beam. Pinhole filter position adjusting / moving means 4, 7, 8, 10 for moving along the axis; movement detecting means for detecting movement of the pinhole filter 11 on the optical axis;
Since the output from the optical sensor 13 is input and the movement value of the movement detection means is input and the XY recorder 12 for detecting the focal length from both outputs is provided, the focal length can be accurately measured by a simple operation. A laser focal length measuring apparatus can be realized.

【0032】[0032]

【考案の効果】以上要するに本考案によれば、次のよう
な優れた効果を発揮する。
[Effects of the Invention] In summary, according to the present invention, the following excellent effects are exhibited.

【0033】(1) 簡単な操作でレーザトーチの焦点距離
を正確に測定できる。
(1) The focal length of the laser torch can be accurately measured by a simple operation.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本考案のレーザ用焦点距離測定装置の一実施例
の側面概略図である。
FIG. 1 is a schematic side view of one embodiment of a laser focal length measuring apparatus of the present invention.

【図2】図1に示したレーザ用焦点距離測定装置の光学
系の平面図である。
FIG. 2 is a plan view of an optical system of the laser focal length measuring device shown in FIG.

【図3】(a)は集光レンズとレーザ光との関係を示
し、(b)は集光レンズからの距離と単位面積当たりの
エネルギーとの関係を示す図である。
3A is a diagram illustrating a relationship between a condenser lens and a laser beam, and FIG. 3B is a diagram illustrating a relationship between a distance from the condenser lens and energy per unit area.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 光定盤 2 レーザトーチ 3 保持台 3a 溝 4 α軸ステージ 4a、7a、8a、9a、10a 固定台 4b、7b、8b、9b、10b 移動台 5 蝶番 6 ボルト 7 X軸ステージ 8 θ軸ステージ 9 Y軸ステージ 10 Z軸ステージ 11 ピンホールフィルタ 11a ピンホール 12 XYレコーダ 12a X軸端子 12b Y軸端子 13 光センサ 14 光パワーメータ 15 回転軸 Reference Signs List 1 optical surface plate 2 laser torch 3 holding table 3a groove 4 α-axis stage 4a, 7a, 8a, 9a, 10a fixing table 4b, 7b, 8b, 9b, 10b moving table 5 hinge 6 bolt 7 X-axis stage 8 θ-axis stage 9 Y axis stage 10 Z axis stage 11 Pinhole filter 11a Pinhole 12 XY recorder 12a X axis terminal 12b Y axis terminal 13 Optical sensor 14 Optical power meter 15 Rotation axis

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 平野 賢治 神奈川県横浜市磯子区新中原町1番地 石川島播磨重工業株式会社 技術研究所 内 (56)参考文献 特開 昭58−169007(JP,A) 特開 平5−203445(JP,A) 実開 昭62−62917(JP,U) 特表 平4−505653(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G01B 11/00 - 11/30 102 G01C 3/00 - 3/32 B23K 7/10 501 B23K 26/00 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing from the front page (72) Inventor Kenji Hirano 1 Shin-Nakahara-cho, Isogo-ku, Yokohama-shi, Kanagawa Pref. Ishikawajima-Harima Heavy Industries Co., Ltd. (56) References JP-A-58-169007 (JP, A) JP-A-5-203445 (JP, A) JP-A-62-262917 (JP, U) JP-T-Hei 4-5055653 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 6 , DB name) G01B 11/00-11/30 102 G01C 3/00-3/32 B23K 7/10 501 B23K 26/00

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】(57) [Scope of request for utility model registration] 【請求項1】 光ファイバからのレーザ光を集光してこ
れを材料等に照射してレーザ加工を行うレーザトーチの
焦点距離を測定するためのレーザ用焦点距離測定装置に
おいて、光定盤と、該光定盤の一側に設けられ該光定盤
に沿ってレーザ光を出射するようにレーザトーチを保持
する保持台と、出射レーザ光に対して所定の径のレーザ
光を通過させるピンホールフィルタと、該ピンホールフ
ィルタの裏側に設けられ該ピンホールフィルタを通過し
たレーザ光を検出する光センサと、前記ピンホールフィ
ルタを前記光定盤上に支持し、前記ピンホールフィルタ
を前記レーザ光の光軸に一致するように前記ピンホール
フィルタの位置を調整すると共に、該光軸が一致した後
前記ピンホールフィルタを前記光軸に沿って移動させる
ピンホールフィルタ位置調整・移動手段と、前記ピンホ
ールフィルタの光軸上の移動を検出する移動検出手段
と、前記光センサからの出力が入力され、かつ前記移動
検出手段の移動値が入力され両出力から焦点距離を検出
するためのXYレコーダとを備えたことを特徴とするレ
ーザ用焦点距離測定装置。
1. A laser focal length measuring device for measuring a focal length of a laser torch for condensing a laser beam from an optical fiber and irradiating the laser beam on a material or the like to perform laser processing, comprising: an optical surface plate; A holder provided on one side of the optical surface plate for holding a laser torch so as to emit laser light along the optical surface plate, and a pinhole filter for passing laser light having a predetermined diameter with respect to the emitted laser light And an optical sensor provided on the back side of the pinhole filter for detecting laser light passing through the pinhole filter; supporting the pinhole filter on the optical platen; A pinhole filter that adjusts the position of the pinhole filter so that it coincides with the optical axis, and moves the pinhole filter along the optical axis after the optical axis coincides Position adjustment / movement means, movement detection means for detecting movement of the pinhole filter on the optical axis, an output from the optical sensor is input, and a movement value of the movement detection means is input, and a focus is obtained from both outputs. A focal length measuring apparatus for a laser, comprising: an XY recorder for detecting a distance.
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