JP2651264B2 - 直線偏光レーザ発振器 - Google Patents
直線偏光レーザ発振器Info
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- JP2651264B2 JP2651264B2 JP15229490A JP15229490A JP2651264B2 JP 2651264 B2 JP2651264 B2 JP 2651264B2 JP 15229490 A JP15229490 A JP 15229490A JP 15229490 A JP15229490 A JP 15229490A JP 2651264 B2 JP2651264 B2 JP 2651264B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は電界ベクトルが所望の方向に偏光した直線偏
光出力ビームを射出する直線偏光レーザ発振器に関し、
特に、金属あるいは非金属の切断加工用高出力レーザ発
振器に利用される直線偏光レーザ発振器に関する。
光出力ビームを射出する直線偏光レーザ発振器に関し、
特に、金属あるいは非金属の切断加工用高出力レーザ発
振器に利用される直線偏光レーザ発振器に関する。
レーザ切断における偏光特性の重要性はよく知られて
いる。例えばプロファイル切断では一般に円偏光ビーム
が用いられる。
いる。例えばプロファイル切断では一般に円偏光ビーム
が用いられる。
第４図は従来の外部に円偏光ユニットを設けたレーザ
発振器の構造を示す図である。円偏光ビームを作るのに
従来技術では第４図に示すように一度共振器内で直線偏
光で発振させ、これを外部光学系を用いて円偏光に変換
していた。第４図では放電管などのレーザ励起用部品は
周知であるので省略してあり、光学系のみを示してい
る。第４図では、レーザ共振器はリア鏡１、折り返し鏡
２、３、出力結合鏡は４から構成されている。
発振器の構造を示す図である。円偏光ビームを作るのに
従来技術では第４図に示すように一度共振器内で直線偏
光で発振させ、これを外部光学系を用いて円偏光に変換
していた。第４図では放電管などのレーザ励起用部品は
周知であるので省略してあり、光学系のみを示してい
る。第４図では、レーザ共振器はリア鏡１、折り返し鏡
２、３、出力結合鏡は４から構成されている。
これも周知の原理によって共振器内のレーザ光は電界
ベクトルが３本の光軸7a、7b、7cが決める平面に直交し
た直線偏光になっている。しかも、第４図ではこの平面
は直線7aの回りにπ/4だけ回転させてある。従って、共
振器よりの出射ビーム８は地表に対してπ/4だけ傾いた
直線偏光である。
ベクトルが３本の光軸7a、7b、7cが決める平面に直交し
た直線偏光になっている。しかも、第４図ではこの平面
は直線7aの回りにπ/4だけ回転させてある。従って、共
振器よりの出射ビーム８は地表に対してπ/4だけ傾いた
直線偏光である。
この出射ビーム８は２枚組のπ/2フェーズリターダ５
及び６に導かれる。周知の原理によって同リターダより
の射出ビーム９は円偏光になっている。
及び６に導かれる。周知の原理によって同リターダより
の射出ビーム９は円偏光になっている。
実はレーザビームで金属などを切断する時には電界ベ
クトルが切断の方向に一致した直線偏光ビームであるこ
とが望ましいことも周知である。直線切断の場合にはこ
れは可能であるが一般のプロファイル切断時には常に切
断の方向に電界ベクトル方向を回転制御させる必要があ
る。この様な偏光方向を任意に変えられないので、プロ
ファイル切断では円偏光レーザ光を使用していた。
クトルが切断の方向に一致した直線偏光ビームであるこ
とが望ましいことも周知である。直線切断の場合にはこ
れは可能であるが一般のプロファイル切断時には常に切
断の方向に電界ベクトル方向を回転制御させる必要があ
る。この様な偏光方向を任意に変えられないので、プロ
ファイル切断では円偏光レーザ光を使用していた。
従来技術には下記の問題がある。第一は、電界ベクト
ルが地表に対して45度傾斜した直線偏光レーザビームを
発生する発振器においては、折り返し光軸の作る平面が
同様に地表に対して傾斜したものになり、共振器の構造
が複雑になる。
ルが地表に対して45度傾斜した直線偏光レーザビームを
発生する発振器においては、折り返し光軸の作る平面が
同様に地表に対して傾斜したものになり、共振器の構造
が複雑になる。
第二に、直線偏光ではプロファイル切断ができないの
で、円偏光を生成するための偏光ユニットが必要とな
る。
で、円偏光を生成するための偏光ユニットが必要とな
る。
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、
直線偏光の偏光角度を所望の角度に回転制御できる直線
偏光レーザ発振器を提供することを目的とする。
直線偏光の偏光角度を所望の角度に回転制御できる直線
偏光レーザ発振器を提供することを目的とする。
また、本発明の他の目的は、多段折り返し構造で、直
線偏光の偏光角度を所望の角度に回転制御できる直線偏
光レーザ発振器を提供することである。
線偏光の偏光角度を所望の角度に回転制御できる直線偏
光レーザ発振器を提供することである。
さらに、本発明の他の目的は、直線偏光の偏光角度
を、加工通路の方向と一致させることにより直線偏光の
レーザビームでプロファイル切断を可能にする直線偏光
レーザ発振器を提供することである。
を、加工通路の方向と一致させることにより直線偏光の
レーザビームでプロファイル切断を可能にする直線偏光
レーザ発振器を提供することである。
本発明では上記課題を解決するために、 出力結合鏡とリア鏡からなる直線偏光レーザ発振器に
おいて、前記リア鏡が直角ルーフ反射鏡であり、前記リ
ア鏡の稜線の角度を、所望の偏光角度に回転制御できる
ように構成したことを特徴とする直線偏光レーザ発振器
が、提供される。
おいて、前記リア鏡が直角ルーフ反射鏡であり、前記リ
ア鏡の稜線の角度を、所望の偏光角度に回転制御できる
ように構成したことを特徴とする直線偏光レーザ発振器
が、提供される。
また、出力結合、リア鏡ならびに折り返し鏡からなる
多重折り返し型の直線偏光レーザ発振器において、前記
リア鏡が直角ルーフ反射鏡であり、前記全ての折り返し
鏡をゼロシフト反射鏡とし、前記リア鏡の稜線の角度
を、所望の角度に回転制御できるように構成したことを
特徴とする直線偏光レーザ発振器が、提供される。
多重折り返し型の直線偏光レーザ発振器において、前記
リア鏡が直角ルーフ反射鏡であり、前記全ての折り返し
鏡をゼロシフト反射鏡とし、前記リア鏡の稜線の角度
を、所望の角度に回転制御できるように構成したことを
特徴とする直線偏光レーザ発振器が、提供される。
本発明ではレーザ発振器のリア鏡を直角ルーフ反射鏡
で構成し、その稜線を光軸のまわりに回転させて電界ベ
クトル方向を回転制御する。これによって、プロファイ
ル切断の切断方向と電界ベクトルの方向を一致させるよ
うな加工が可能になる。
で構成し、その稜線を光軸のまわりに回転させて電界ベ
クトル方向を回転制御する。これによって、プロファイ
ル切断の切断方向と電界ベクトルの方向を一致させるよ
うな加工が可能になる。
また、多段折り返し構造のレーザ発振器でも、全ての
折り返し鏡をゼロシフト反射鏡で構成し、ルーフ反射鏡
の稜線を光軸のまわりに回転させて電界ベクトル方向を
回転制御する。これによって、プロファイル切断の切断
方向と電界ベクトルの方向を一致させるような加工が可
能になる。
折り返し鏡をゼロシフト反射鏡で構成し、ルーフ反射鏡
の稜線を光軸のまわりに回転させて電界ベクトル方向を
回転制御する。これによって、プロファイル切断の切断
方向と電界ベクトルの方向を一致させるような加工が可
能になる。
以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。
第１図は本発明の直線偏光レーザ発振器の一実施例を
示す図である。ここで用いられる共振器はリア鏡が直角
ルーフ反射鏡10であり出力結合鏡は４である。ルーフ反
射鏡10では各反斜面に入射角45度で入射が行われる。こ
の場合、電界ベクトルが稜線10aに並行な直線偏光が最
大反射率を有する。レーザ発振は一種の正帰還現象であ
るのでこの直線偏光状態で発振することになる。図に示
すように、ルーフ反射鏡10を稜線10aに直交する軸の回
りに回転可能にしておくと、電界ベクトルの方向Ｅを回
転させることができる。第１図では、パルスモータ16
と、減速ギア14、15でルーフ反射鏡10を回転制御してい
る。
示す図である。ここで用いられる共振器はリア鏡が直角
ルーフ反射鏡10であり出力結合鏡は４である。ルーフ反
射鏡10では各反斜面に入射角45度で入射が行われる。こ
の場合、電界ベクトルが稜線10aに並行な直線偏光が最
大反射率を有する。レーザ発振は一種の正帰還現象であ
るのでこの直線偏光状態で発振することになる。図に示
すように、ルーフ反射鏡10を稜線10aに直交する軸の回
りに回転可能にしておくと、電界ベクトルの方向Ｅを回
転させることができる。第１図では、パルスモータ16
と、減速ギア14、15でルーフ反射鏡10を回転制御してい
る。
第１図では稜線10aは地表に垂直な位置にある場合を
示すのでレーザビームもこの方向に偏光している。第４
図に示す装置では電界方向は地表に対して45度に傾斜し
ている。このためにはルーフ反射鏡10の稜線10aを傾斜
角に保持すればよい。すなわち、光軸を45度傾けるよう
な構造にする必要がない。
示すのでレーザビームもこの方向に偏光している。第４
図に示す装置では電界方向は地表に対して45度に傾斜し
ている。このためにはルーフ反射鏡10の稜線10aを傾斜
角に保持すればよい。すなわち、光軸を45度傾けるよう
な構造にする必要がない。
実際にプロファイル切断加工を行うときは、ルーフ反
射鏡10の稜線10aの角度を回転制御して、レーザビーム1
3の電界ベクトルの方向Ｅが、加工通路の方向に一致す
るように制御すれば、常に最大の吸収率で切断加工を行
うことができる。第２図はルーフ反射鏡の角度を加工通
路の進行方向に一致するように制御するための数値制御
装置の概略ブロック図である。数値制御装置20はマイク
ロプロセッサ構成となっており、第２図ではソフトウェ
アの処理の機能ブロックのみを表している。
射鏡10の稜線10aの角度を回転制御して、レーザビーム1
3の電界ベクトルの方向Ｅが、加工通路の方向に一致す
るように制御すれば、常に最大の吸収率で切断加工を行
うことができる。第２図はルーフ反射鏡の角度を加工通
路の進行方向に一致するように制御するための数値制御
装置の概略ブロック図である。数値制御装置20はマイク
ロプロセッサ構成となっており、第２図ではソフトウェ
アの処理の機能ブロックのみを表している。
補間手段21はＸ軸、Ｙ軸の補間を行い、補間パルスX
P、YPを出力する。この補間パルスによってワークを固
定するテーブルの移動を制御する。
P、YPを出力する。この補間パルスによってワークを固
定するテーブルの移動を制御する。
補間手段21はＸ軸とＹ軸の補間パルスから、XY平面上
の加工通路の方向を計算することができる。例えばＹ軸
を基準にこの角度をθとする。補間手段は21はこの角度
θを回転制御手段22に出力する。
の加工通路の方向を計算することができる。例えばＹ軸
を基準にこの角度をθとする。補間手段は21はこの角度
θを回転制御手段22に出力する。
回転制御手段22はこの角度θから、回転指令を軸制御
回路23に出力する。すなわち、前回の角度をθ１、今回
の角度をθ２とすれば、 Δθ＝θ２−θ１ を軸制御回路23に与える。軸制御回路23はこの指令をサ
ーボアンプ24に出力し、サーボアンプ24はサーボモータ
17を回転し、ギア18、19を介して、ルーフ反射鏡10を回
転させる。
回路23に出力する。すなわち、前回の角度をθ１、今回
の角度をθ２とすれば、 Δθ＝θ２−θ１ を軸制御回路23に与える。軸制御回路23はこの指令をサ
ーボアンプ24に出力し、サーボアンプ24はサーボモータ
17を回転し、ギア18、19を介して、ルーフ反射鏡10を回
転させる。
第３図は直線偏光レーザ発振器の他の実施例を示す図
である。ここで用いられる共振器はルーフ反射鏡10、出
力結合鏡４の他に折り返し鏡11、12を用いた折り返し型
の共振器になっている。この場合の折り返し段数はもっ
と多数であってもよい。ルーフ反射鏡10は第１図と同様
に、稜線10aが回転制御可能であるが、第３図では回転
制御のためのパルスモータは省略してある。この場合特
記すべきは折り返し鏡11、12についてであって、ゼロシ
フトミラーである必要がある。そうであれば、共振器を
構成するルーフ反射鏡10、出力結合鏡４、折り返し鏡1
1、12など全鏡面のうちで偏光選択性があるのはルーフ
反射鏡10だけであるので、共振器外に導かれるレーザビ
ーム13は電界ベクトルＥが稜線10aの向きと一致した直
線偏光になるのである。すなわち、垂直軸をｙ軸とする
と、ｙ軸に対して、θ傾いている。
である。ここで用いられる共振器はルーフ反射鏡10、出
力結合鏡４の他に折り返し鏡11、12を用いた折り返し型
の共振器になっている。この場合の折り返し段数はもっ
と多数であってもよい。ルーフ反射鏡10は第１図と同様
に、稜線10aが回転制御可能であるが、第３図では回転
制御のためのパルスモータは省略してある。この場合特
記すべきは折り返し鏡11、12についてであって、ゼロシ
フトミラーである必要がある。そうであれば、共振器を
構成するルーフ反射鏡10、出力結合鏡４、折り返し鏡1
1、12など全鏡面のうちで偏光選択性があるのはルーフ
反射鏡10だけであるので、共振器外に導かれるレーザビ
ーム13は電界ベクトルＥが稜線10aの向きと一致した直
線偏光になるのである。すなわち、垂直軸をｙ軸とする
と、ｙ軸に対して、θ傾いている。
この場合も偏光角を地表に対して45度傾斜させるため
に、ルーフ反射鏡10だけを傾けてやればよい。すなわ
ち、第３図に示すように光軸7a、7b、7cの作る平面が地
表に対して45度傾斜する必要はなくなる。この結果、装
置全体の構成が簡単になる。
に、ルーフ反射鏡10だけを傾けてやればよい。すなわ
ち、第３図に示すように光軸7a、7b、7cの作る平面が地
表に対して45度傾斜する必要はなくなる。この結果、装
置全体の構成が簡単になる。
上記の説明では、ルーフ反射鏡をパルスモータ、サー
ボモータで回転制御することで説明したが、手動等によ
って、任意の角度に設定できるような構成にすることも
できる。すなわち、切断加工が要求する切断方向が常時
一定で、ワーク等が変わったときのみ、新しいワーク等
に対応して角度を変えたいときは、回転機構が簡単にな
る。
ボモータで回転制御することで説明したが、手動等によ
って、任意の角度に設定できるような構成にすることも
できる。すなわち、切断加工が要求する切断方向が常時
一定で、ワーク等が変わったときのみ、新しいワーク等
に対応して角度を変えたいときは、回転機構が簡単にな
る。
以上説明したように本発明では、ルーフ反射鏡の角度
を回転制御することにより、直線偏光の電界ベクトル方
向を自由に回転制御するようにしたので、金属や非金属
などのレーザ切断加工機のプロファイル切断に応用する
ことができる。
を回転制御することにより、直線偏光の電界ベクトル方
向を自由に回転制御するようにしたので、金属や非金属
などのレーザ切断加工機のプロファイル切断に応用する
ことができる。
また、加工通路の方向と、電界ベクトルの方向が一致
するようにルーフ反射鏡の回転角を制御することによ
り、プロファイル切断加工を直線偏光によってできる。
するようにルーフ反射鏡の回転角を制御することによ
り、プロファイル切断加工を直線偏光によってできる。
また、多段折り返し構造のレーザ発振器にもルーフ反
射鏡を回転制御する構造とすることができる。
射鏡を回転制御する構造とすることができる。
さらに、ルーフ反射鏡の回転角度を所望の角度に固定
して、直線偏光の方向の固定されたレーザ光を得ること
もできる。
して、直線偏光の方向の固定されたレーザ光を得ること
もできる。
第１図は本発明の直線偏光レーザ発振器の一実施例を示
す図、 第２図はルーフ反射鏡の角度を加工通路の進行方向に一
致するように制御するための数値制御装置の概略ブロッ
ク図、 第３図は直線偏光レーザ発振器の他の実施例を示す図、 第４図は従来の外部に円偏光ユニットを設けたレーザ発
振器の構造を示す図である。 １……リア鏡 ２、３……折り返し鏡 ４……出力結合鏡 ５、６……フェーズリターダ 7a、7b、7c……光軸 ８……出射ビーム ９……射出ビーム 10……ルーフ反射鏡 11……折り返し鏡 12……折り返し鏡 13……レーザビーム 14……ギア 15……ギア 16……パルスモータ 17……サーボモータ 18……ギア 19……ギア 20……数値制御装置 21……補間手段 22……回転制御手段 23……軸制御回路 24……サーボアンプ
す図、 第２図はルーフ反射鏡の角度を加工通路の進行方向に一
致するように制御するための数値制御装置の概略ブロッ
ク図、 第３図は直線偏光レーザ発振器の他の実施例を示す図、 第４図は従来の外部に円偏光ユニットを設けたレーザ発
振器の構造を示す図である。 １……リア鏡 ２、３……折り返し鏡 ４……出力結合鏡 ５、６……フェーズリターダ 7a、7b、7c……光軸 ８……出射ビーム ９……射出ビーム 10……ルーフ反射鏡 11……折り返し鏡 12……折り返し鏡 13……レーザビーム 14……ギア 15……ギア 16……パルスモータ 17……サーボモータ 18……ギア 19……ギア 20……数値制御装置 21……補間手段 22……回転制御手段 23……軸制御回路 24……サーボアンプ
Claims (7)
- 【請求項１】出力結合鏡とリア鏡からなる直線偏光レー
ザ発振器において、 前記リア鏡が直角ルーフ反射鏡であり、 前記リア鏡の稜線の角度を、所望の角度に回転制御でき
るように構成したことを特徴とする直線偏光レーザ発振
器。 - 【請求項２】出力結合、リア鏡ならびに折り返し鏡から
なる多重折り返し型の直線偏光レーザ発振器において、 前記リア鏡が直角ルーフ反射鏡であり、 前記全ての折り返し鏡をゼロシフト反射鏡とし、 前記リア鏡の稜線の角度を、所望の角度に回転制御でき
るように構成したことを特徴とする直線偏光レーザ発振
器。 - 【請求項３】前記稜線の角度の回転制御はパルスモータ
あるいはサーボモータによって行うことを特徴とする請
求項１又は２記載の直線偏光レーザ発振器。 - 【請求項４】前記稜線の角度は、レーザ加工時の加工通
路の進行方向と、レーザ光の電界ベクトルの方向が一致
するように構成したことを特徴とする請求項１又は２記
載の直線偏光レーザ発振器。 - 【請求項５】前記加工通路の進行方向は、XYテーブルを
制御するサーボモータの補間パルスから計算するように
構成したことを特徴とする請求項４記載の直線偏光レー
ザ発振器。 - 【請求項６】前記稜線の角度を所望の角度に固定したこ
とを特徴とする請求項１又は２記載の直線偏光レーザ発
振器。 - 【請求項７】前に稜線の角度は地表に対して45度に固定
したことを特徴とする請求項６記載の直線偏光レーザ発
振器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15229490A JP2651264B2 (ja) | 1990-06-11 | 1990-06-11 | 直線偏光レーザ発振器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15229490A JP2651264B2 (ja) | 1990-06-11 | 1990-06-11 | 直線偏光レーザ発振器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0444373A JPH0444373A (ja) | 1992-02-14 |
| JP2651264B2 true JP2651264B2 (ja) | 1997-09-10 |
Family
ID=15537387
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15229490A Expired - Fee Related JP2651264B2 (ja) | 1990-06-11 | 1990-06-11 | 直線偏光レーザ発振器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2651264B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20200074852A (ko) * | 2018-12-17 | 2020-06-25 | 스미도모쥬기가이고교 가부시키가이샤 | 광공진기 |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TWI456853B (zh) * | 2009-09-30 | 2014-10-11 | Mitsubishi Electric Corp | 雷射振盪器及雷射放大器 |
| JP6261472B2 (ja) * | 2014-07-31 | 2018-01-17 | 株式会社キーエンス | レーザ加工装置 |
| WO2018110176A1 (ja) * | 2016-12-14 | 2018-06-21 | 三菱電機株式会社 | 赤外レーザ用反射部材、レーザ発振器、レーザ加工装置および赤外レーザ用反射部材の製造方法 |
-
1990
- 1990-06-11 JP JP15229490A patent/JP2651264B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20200074852A (ko) * | 2018-12-17 | 2020-06-25 | 스미도모쥬기가이고교 가부시키가이샤 | 광공진기 |
| KR102721696B1 (ko) * | 2018-12-17 | 2024-10-23 | 스미도모쥬기가이고교 가부시키가이샤 | 광공진기 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0444373A (ja) | 1992-02-14 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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