JP2688547B2 - レーザビームのエネルギを回収する装置及び該装置を使用する方法 - Google Patents
レーザビームのエネルギを回収する装置及び該装置を使用する方法Info
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、レーザヘッドから加工
物表面に向けて照射され、加工物表面で反射されたレー
ザビームのエネルギを回収する装置及び該装置を使用す
る方法に関する。
物表面に向けて照射され、加工物表面で反射されたレー
ザビームのエネルギを回収する装置及び該装置を使用す
る方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】レーザビームのエネルギは、加工物の熱
処理として又は機械加工作業前に加工物の温度を上昇さ
せるために加工物を加熱すべく使用されることが知られ
ている。ビームは加工物表面の一点に照射されるが、エ
ネルギの一部はこの表面で反射されて吸収されない。こ
の反射されるエネルギは、場合によっては８０％〜９０
％に達し、損失が大きくなると共に、反射されたビーム
によって被る被害を防ぐための注意を要する。
処理として又は機械加工作業前に加工物の温度を上昇さ
せるために加工物を加熱すべく使用されることが知られ
ている。ビームは加工物表面の一点に照射されるが、エ
ネルギの一部はこの表面で反射されて吸収されない。こ
の反射されるエネルギは、場合によっては８０％〜９０
％に達し、損失が大きくなると共に、反射されたビーム
によって被る被害を防ぐための注意を要する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】理想的な条件下にあれ
ば、ビームの入射角及び偏光方向を調整することによっ
て吸収率は増大するが、これらのパラメータに要求され
る理想条件を確定することはしばしば非常に困難であ
り、又、実際の動作条件下で実行することは難しい。従
って、このような方法で効率を大幅に向上させることは
ほとんど不可能に近い。
ば、ビームの入射角及び偏光方向を調整することによっ
て吸収率は増大するが、これらのパラメータに要求され
る理想条件を確定することはしばしば非常に困難であ
り、又、実際の動作条件下で実行することは難しい。従
って、このような方法で効率を大幅に向上させることは
ほとんど不可能に近い。
【０００４】本発明の目的は、加熱処理すべき様々な寸
法及び形状を有する加工物に対して適用可能であり、こ
れらの加工物におけるレーザビームのエネルギ吸収率を
大幅に向上させることができるレーザビームのエネルギ
を回収する装置及び該装置を使用する方法を提供するこ
とにある。
法及び形状を有する加工物に対して適用可能であり、こ
れらの加工物におけるレーザビームのエネルギ吸収率を
大幅に向上させることができるレーザビームのエネルギ
を回収する装置及び該装置を使用する方法を提供するこ
とにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、前述の
目的の一つは、レーザヘッドから加工物表面に向けて照
射され、該加工物表面で反射されたレーザビームのエネ
ルギを回収する装置であって、レーザヘッドに連結され
た少なくとも二つの反射面から形成されており、加工物
表面で反射されたレーザビームを該加工物表面に向けて
反射する反射装置を備えており、少なくとも二つの反射
面の夫々におけるレーザビーム反射点の法線を加工物表
面におけるレーザビーム入射点からずらすことができる
ように各反射面の位置が互いに調整可能であると共にレ
ーザヘッドに対しても夫々調整可能であるレーザビーム
のエネルギを回収する装置によって達成される。
目的の一つは、レーザヘッドから加工物表面に向けて照
射され、該加工物表面で反射されたレーザビームのエネ
ルギを回収する装置であって、レーザヘッドに連結され
た少なくとも二つの反射面から形成されており、加工物
表面で反射されたレーザビームを該加工物表面に向けて
反射する反射装置を備えており、少なくとも二つの反射
面の夫々におけるレーザビーム反射点の法線を加工物表
面におけるレーザビーム入射点からずらすことができる
ように各反射面の位置が互いに調整可能であると共にレ
ーザヘッドに対しても夫々調整可能であるレーザビーム
のエネルギを回収する装置によって達成される。
【０００６】本発明のレーザビームのエネルギを回収す
る装置によれば、反射装置を形成する少なくとも二つの
反射面がレーザヘッドに連結されており、これらの少な
くとも二つの反射面の位置は互いに調整可能であると共
にレーザヘッドに対しても夫々調整可能であり、これに
より、少なくとも二つの反射面の夫々におけるレーザビ
ーム反射点の法線を加工物表面におけるレーザビーム入
射点からずらすことができる。従って、単一の反射装置
における少なくとも二つの反射面により、互いに異なる
角度位置あるいは曲率をもつ反射鏡を形成することがで
き、しかも、これらの反射面は該反射面間の相互位置及
びレーザヘッドに対する位置が夫々独立して調整できる
ため、処理すべき加工物における曲率、傾斜等の表面形
状並びに処理領域の大きさに応じて各反射面の位置を適
宜調整することにより、様々な寸法及び形状を有する加
工物に対して、多数の反射面を準備することなく、レー
ザビームの行路を最適かつ容易に変更することができ、
被処理表面におけるレーザビームの多重反射を可能にし
てレーザビームのエネルギを加工物に有効に吸収させ、
エネルギ損失を大幅に低減して効率的な処理作業を実現
し得る。加えて、レーザビームの照射源であるレーザヘ
ッドとこのレーザビームを反射する各反射面とが一体に
構成されているため、位置ずれが発生せず、又、各反射
面の調整位置を維持したままレーザヘッドと一体で移動
できるため、操作性が良く、大形の加工物に対しても適
用可能である。
る装置によれば、反射装置を形成する少なくとも二つの
反射面がレーザヘッドに連結されており、これらの少な
くとも二つの反射面の位置は互いに調整可能であると共
にレーザヘッドに対しても夫々調整可能であり、これに
より、少なくとも二つの反射面の夫々におけるレーザビ
ーム反射点の法線を加工物表面におけるレーザビーム入
射点からずらすことができる。従って、単一の反射装置
における少なくとも二つの反射面により、互いに異なる
角度位置あるいは曲率をもつ反射鏡を形成することがで
き、しかも、これらの反射面は該反射面間の相互位置及
びレーザヘッドに対する位置が夫々独立して調整できる
ため、処理すべき加工物における曲率、傾斜等の表面形
状並びに処理領域の大きさに応じて各反射面の位置を適
宜調整することにより、様々な寸法及び形状を有する加
工物に対して、多数の反射面を準備することなく、レー
ザビームの行路を最適かつ容易に変更することができ、
被処理表面におけるレーザビームの多重反射を可能にし
てレーザビームのエネルギを加工物に有効に吸収させ、
エネルギ損失を大幅に低減して効率的な処理作業を実現
し得る。加えて、レーザビームの照射源であるレーザヘ
ッドとこのレーザビームを反射する各反射面とが一体に
構成されているため、位置ずれが発生せず、又、各反射
面の調整位置を維持したままレーザヘッドと一体で移動
できるため、操作性が良く、大形の加工物に対しても適
用可能である。
【０００７】本発明による装置の好ましい特徴によれ
ば、反射面の夫々が凹面鏡を形成しているのがよい。こ
れにより、レーザビームを加工物の狭い被処理表面に集
中させることができる。
ば、反射面の夫々が凹面鏡を形成しているのがよい。こ
れにより、レーザビームを加工物の狭い被処理表面に集
中させることができる。
【０００８】本発明によれば、前述の目的の他の一つ
は、前述した本発明によるレーザビームのエネルギを回
収する装置を使用する方法であって、レーザヘッド及び
反射装置を加工物表面に対向させて配置する段階と、少
なくとも二つの反射面の夫々におけるレーザビーム反射
点の法線が加工物表面におけるレーザビーム入射点から
ずれるように各反射面の位置を調整する段階とを備えて
いる方法によって達成される。本発明のレーザビームの
エネルギを回収する装置を使用する方法によれば、配置
する段階がレーザヘッド及び反射装置を加工物表面に対
向させて配置し、調整する段階は少なくとも二つの反射
面の夫々におけるレーザビーム反射点の法線が加工物表
面におけるレーザビーム入射点からずれるように各反射
面の位置を調整する。従って、被処理表面におけるレー
ザビームの多重反射を簡単な操作で迅速に実現し得、し
かも、この多重反射による効率的な加熱処理を様々な寸
法及び形状を有する加工物に対して容易に実行すること
ができる。本発明による方法の好ましい特徴によれば、
調整する段階は、レーザヘッドから照射されたレーザビ
ームが第１の反射面及び第２の反射面で反射された後に
第１の反射面で再度反射されるように各反射面の位置を
調整する段階を含んでいるのがよい。これにより、レー
ザビームを二つの反射面で交互に反射させ、場合によっ
てはこれらの反射を複数回連続して繰り返させることに
より、レーザビームの入射の度にそのエネルギを加工物
に吸収させ、更に効率的な処理作業を可能にする。
は、前述した本発明によるレーザビームのエネルギを回
収する装置を使用する方法であって、レーザヘッド及び
反射装置を加工物表面に対向させて配置する段階と、少
なくとも二つの反射面の夫々におけるレーザビーム反射
点の法線が加工物表面におけるレーザビーム入射点から
ずれるように各反射面の位置を調整する段階とを備えて
いる方法によって達成される。本発明のレーザビームの
エネルギを回収する装置を使用する方法によれば、配置
する段階がレーザヘッド及び反射装置を加工物表面に対
向させて配置し、調整する段階は少なくとも二つの反射
面の夫々におけるレーザビーム反射点の法線が加工物表
面におけるレーザビーム入射点からずれるように各反射
面の位置を調整する。従って、被処理表面におけるレー
ザビームの多重反射を簡単な操作で迅速に実現し得、し
かも、この多重反射による効率的な加熱処理を様々な寸
法及び形状を有する加工物に対して容易に実行すること
ができる。本発明による方法の好ましい特徴によれば、
調整する段階は、レーザヘッドから照射されたレーザビ
ームが第１の反射面及び第２の反射面で反射された後に
第１の反射面で再度反射されるように各反射面の位置を
調整する段階を含んでいるのがよい。これにより、レー
ザビームを二つの反射面で交互に反射させ、場合によっ
てはこれらの反射を複数回連続して繰り返させることに
より、レーザビームの入射の度にそのエネルギを加工物
に吸収させ、更に効率的な処理作業を可能にする。
【０００９】
【実施例】以下、本発明を図面に示す好ましい実施例を
用いて詳述する。
用いて詳述する。
【００１０】処理される加工物の表面１は旋盤加工され
ており、円筒形をしている。レーザヘッド２は被処理表
面１における第１の入射点Ｐ１の方へレーザビームＦを
照射する。
ており、円筒形をしている。レーザヘッド２は被処理表
面１における第１の入射点Ｐ１の方へレーザビームＦを
照射する。
【００１１】ミラー装置は、第１の反射面３及び第２の
反射面４を含んでいる。反射面３、４はわずかに凹んだ
球面である。これらの反射面の焦点ｆ３、ｆ４は被処理
表面１に近接しているが互いに異なる位置にあり、かつ
第１の入射点Ｐ１とも異なっている。このことは、反射
面３、４のあらゆる点（ただし、場合によっては一点の
みを除く）における法線が第１の入射点Ｐ１からずれて
いることを意味している。
反射面４を含んでいる。反射面３、４はわずかに凹んだ
球面である。これらの反射面の焦点ｆ３、ｆ４は被処理
表面１に近接しているが互いに異なる位置にあり、かつ
第１の入射点Ｐ１とも異なっている。このことは、反射
面３、４のあらゆる点（ただし、場合によっては一点の
みを除く）における法線が第１の入射点Ｐ１からずれて
いることを意味している。
【００１２】ビームＦは、第１の入射点Ｐ１で反射され
て第１の反射面３の第１の反射点Ｒ１に到達する。この
第１の反射点においてビームは、被処理表面１の第２の
入射点Ｐ２に向けて再度反射される。この第２の入射点
で新たな反射が生じ、今度は第２の反射面４に位置する
第２の反射点Ｒ２に到達する。このビームＦは次に、前
述した二つの入射点Ｐ１及びＰ２の間に位置する被処理
表面１上の第３の入射点Ｐ３に向かった後、この点で反
射され、第１の反射面３上に位置する第３の反射点Ｒ３
に向けられる。第１の入射点Ｐ１からあまり離れていな
いところに第４の入射点Ｐ４があり、この第４の入射点
で反射されたビームは装置の外に放射されて残存エネル
ギが放出される。
て第１の反射面３の第１の反射点Ｒ１に到達する。この
第１の反射点においてビームは、被処理表面１の第２の
入射点Ｐ２に向けて再度反射される。この第２の入射点
で新たな反射が生じ、今度は第２の反射面４に位置する
第２の反射点Ｒ２に到達する。このビームＦは次に、前
述した二つの入射点Ｐ１及びＰ２の間に位置する被処理
表面１上の第３の入射点Ｐ３に向かった後、この点で反
射され、第１の反射面３上に位置する第３の反射点Ｒ３
に向けられる。第１の入射点Ｐ１からあまり離れていな
いところに第４の入射点Ｐ４があり、この第４の入射点
で反射されたビームは装置の外に放射されて残存エネル
ギが放出される。
【００１３】これらの反射面３、４の位置を調整するこ
とにより、入射点Ｐの数及び分布を変更することができ
る。従って、各反射面は変位自在な支持体５を介してレ
ーザヘッド２に保持されている。この支持体５は、レー
ザヘッド２に対して垂直に固定された管６を備えてい
る。この管６には棒７が滑動自在に受容されている。棒
７の先端には穴あき部が設けられており、この穴あき部
には小棒８がレーザヘッド２と平行な方向に関して滑動
自在に受容されている。小棒８の一端は、反射面３又は
４を回動自在に支持するためのヒンジ９を担持してい
る。第１及び第２の反射面は、締付けねじ又はちょうナ
ット等の適切な手段によって所望の位置に固定される。
このようにして大きな位置自由度をもつミラー装置が実
現できる。尚、焦点距離が比較的長い反射面を使用する
ことによって入射点Ｐの数を増やすことができるが、反
射面の数を増やしても同様の効果が得られる。
とにより、入射点Ｐの数及び分布を変更することができ
る。従って、各反射面は変位自在な支持体５を介してレ
ーザヘッド２に保持されている。この支持体５は、レー
ザヘッド２に対して垂直に固定された管６を備えてい
る。この管６には棒７が滑動自在に受容されている。棒
７の先端には穴あき部が設けられており、この穴あき部
には小棒８がレーザヘッド２と平行な方向に関して滑動
自在に受容されている。小棒８の一端は、反射面３又は
４を回動自在に支持するためのヒンジ９を担持してい
る。第１及び第２の反射面は、締付けねじ又はちょうナ
ット等の適切な手段によって所望の位置に固定される。
このようにして大きな位置自由度をもつミラー装置が実
現できる。尚、焦点距離が比較的長い反射面を使用する
ことによって入射点Ｐの数を増やすことができるが、反
射面の数を増やしても同様の効果が得られる。
【００１４】
【発明の効果】上述したように本発明のレーザビームの
エネルギを回収する装置によれば、曲率、傾斜等の表面
形状、処理領域の大きさ等が異なる被処理表面における
レーザビームの多重反射を可能にし、レーザビームのエ
ネルギを加工物に有効に吸収させてエネルギ損失を大幅
に低減し、効率的な処理作業を実現し得ると共に、操作
性が良好で大形の加工物に対する処理作業をも可能にす
る。又、本発明のレーザビームのエネルギを回収する装
置を使用する方法によれば、被処理表面におけるレーザ
ビームの多重反射を簡単な操作で迅速に実現し得、しか
も、この多重反射による効率的な加熱処理を様々な寸法
及び形状を有する加工物に対して容易に実行することが
できる。
エネルギを回収する装置によれば、曲率、傾斜等の表面
形状、処理領域の大きさ等が異なる被処理表面における
レーザビームの多重反射を可能にし、レーザビームのエ
ネルギを加工物に有効に吸収させてエネルギ損失を大幅
に低減し、効率的な処理作業を実現し得ると共に、操作
性が良好で大形の加工物に対する処理作業をも可能にす
る。又、本発明のレーザビームのエネルギを回収する装
置を使用する方法によれば、被処理表面におけるレーザ
ビームの多重反射を簡単な操作で迅速に実現し得、しか
も、この多重反射による効率的な加熱処理を様々な寸法
及び形状を有する加工物に対して容易に実行することが
できる。
【図１】本発明の一実施例の正面図である。
１ 被処理表面 ２ レーザヘッド ３ 第１の反射面 ４ 第２の反射面 ５ 支持体 ６ 管 ７ 棒 ８ 小棒 ９ ヒンジ Ｆ レーザビーム Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４ 入射点 Ｒ１、Ｒ２ 反射点
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ジエラール・マロ フランス国、91370・ベリエール・ル・ ビユイソン、アレ・コシエ・６ (72)発明者 セルジユ・トロテイエ フランス国、92150・シユレーヌ、リ ユ・ガンベツタ・51 (56)参考文献 特開 昭54−10497（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−140787（ＪＰ，Ａ)
Claims (4)
- 【請求項１】 レーザヘッドから加工物表面に向けて照
射され、該加工物表面で反射されたレーザビームのエネ
ルギを回収する装置であって、 前記レーザヘッドに連結された少なくとも二つの反射面
から形成されており、前記加工物表面で反射されたレー
ザビームを該加工物表面に向けて反射する反射装置を備
えており、 前記少なくとも二つの反射面の夫々におけるレーザビー
ム反射点の法線を前記加工物表面におけるレーザビーム
入射点からずらすことができるように各反射面の位置が
互いに調整可能であると共に前記レーザヘッドに対して
も夫々調整可能であることを特徴とするレーザビームの
エネルギを回収する装置。 - 【請求項２】 前記反射面の夫々が凹面鏡を形成してい
ることを特徴とする請求項１に記載の装置。 - 【請求項３】 請求項１又は２に記載されたレーザビー
ムのエネルギを回収する装置を使用する方法であって、 前記レーザヘッド及び反射装置を前記加工物表面に対向
させて配置する段階と、 前記少なくとも二つの反射面の夫々におけるレーザビー
ム反射点の法線が前記加工物表面におけるレーザビーム
入射点からずれるように各反射面の位置を調整する段階
とを備えていることを特徴とする前記方法。 - 【請求項４】 前記調整する段階は、前記レーザヘッド
から照射されたレーザビームが前記第１の反射面及び第
２の反射面で反射された後に該第１の反射面で再度反射
されるように各反射面の位置を調整する段階を含んでい
ることを特徴とする請求項３に記載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR9006567A FR2662513B1 (fr) | 1990-05-28 | 1990-05-28 | Dispositif recuperateur de l'energie d'un faisceau laser. |
| FR9006567 | 1990-05-28 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04279293A JPH04279293A (ja) | 1992-10-05 |
| JP2688547B2 true JP2688547B2 (ja) | 1997-12-10 |
Family
ID=9396976
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3225441A Expired - Fee Related JP2688547B2 (ja) | 1990-05-28 | 1991-05-28 | レーザビームのエネルギを回収する装置及び該装置を使用する方法 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5173583A (ja) |
| EP (1) | EP0461944B1 (ja) |
| JP (1) | JP2688547B2 (ja) |
| DE (1) | DE69101743T2 (ja) |
| FR (1) | FR2662513B1 (ja) |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0574686A2 (en) * | 1992-05-13 | 1993-12-22 | The Spectranetics Corporation | Linear scan method and system for cloupling energy into an optical fiber bundle |
| JP3553116B2 (ja) * | 1994-02-25 | 2004-08-11 | 三菱電機株式会社 | 光処理装置 |
| JP4660074B2 (ja) * | 2003-05-26 | 2011-03-30 | 富士フイルム株式会社 | レーザアニール装置 |
| US7344671B2 (en) * | 2003-11-26 | 2008-03-18 | Glopak Inc. | Optical sealing clamp and a method for sealing and cutting polymeric sheets with a laser |
| US8455789B2 (en) * | 2005-05-16 | 2013-06-04 | Panasonic Corporation | Energy collection and power reduction in laser coupling process |
| JP6057778B2 (ja) * | 2013-02-27 | 2017-01-11 | 本田技研工業株式会社 | レーザ加工装置 |
| KR102490081B1 (ko) * | 2016-03-23 | 2023-01-18 | 삼성디스플레이 주식회사 | 레이저 결정화 장치 및 방법 |
| DE102017007939A1 (de) | 2017-08-21 | 2019-02-21 | Ernst-Abbe-Hochschule Jena | Vorrichtung und Verfahren zur Rekuperation elektromagnetischer Strahlung |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5410497A (en) * | 1977-06-23 | 1979-01-26 | Mitsubishi Electric Corp | Method of laser working |
| IT1119679B (it) * | 1979-03-05 | 1986-03-10 | Fiat Auto Spa | Apparecchiatura per effettuare trattamenti su pezzi metallici mediante |
| JPS60127088A (ja) * | 1983-12-15 | 1985-07-06 | Nippon Steel Corp | レ−ザによる薄鋼板の溶接法 |
| IT1179063B (it) * | 1984-08-20 | 1987-09-16 | Fiat Auto Spa | Apparecchiatura per effettuare trattamenti su pezzi metallici mediante laser di potenza |
| JPS63140787A (ja) * | 1986-12-01 | 1988-06-13 | Komatsu Ltd | レ−ザ反射光回収装置 |
| US5023424A (en) * | 1990-01-22 | 1991-06-11 | Tencor Instruments | Shock wave particle removal method and apparatus |
-
1990
- 1990-05-28 FR FR9006567A patent/FR2662513B1/fr not_active Expired - Lifetime
-
1991
- 1991-05-23 EP EP91401323A patent/EP0461944B1/fr not_active Expired - Lifetime
- 1991-05-23 DE DE69101743T patent/DE69101743T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1991-05-28 US US07/706,308 patent/US5173583A/en not_active Expired - Lifetime
- 1991-05-28 JP JP3225441A patent/JP2688547B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR2662513B1 (fr) | 1992-08-07 |
| DE69101743T2 (de) | 1994-08-18 |
| EP0461944B1 (fr) | 1994-04-20 |
| DE69101743D1 (de) | 1994-05-26 |
| EP0461944A1 (fr) | 1991-12-18 |
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