JP2732117B2 - レーザ装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、レーザ光源から出射したレーザ光を光ファ
イバーにより伝送し、照射対象物の所望の位置にレーザ
光を照射するレーザ装置に関し、特に、光ファイバーに
生じた異常を検出する手段を備えたレーザ装置に係る。
このレーザ装置は、レーザ光を照射対象物の所望の位置
に照射させることができるので、工業製品の加工あるい
は医療分野における治療等に広く利用されている（以
下、レーザ光による工業製品の加工及び治療の際の患部
へのレーザ光の照射を「レーザ加工」と総称する）。

［従来の技術］ この種のレーザ装置は光ファイバーの可撓性を利用し
て加工対象物の所望の位置にレーザ光を照射する際、光
ファイバに屈曲等の負荷を強いることになる。そしてこ
の負荷が過度になった場合、光ファイバーには折損、破
断等が発生し、光ファイバ内を進行するレーザ光が外部
に漏洩するという危険性をはらんでいた。このような問
題点を解決するために、たとえば、レーザ光を伝送する
光ファイバーに折損、破断等の異常事態が生じた場合、
光ファイバーを通過した後のレーザ光の光量が変動する
現象に着目し、その光量の変動を検出することにより光
ファイバーの正常及び異常の識別をする光ファイバー異
常検出装置を備えたレーザ装置が提案されている（特開
昭61-155833号公報参照）。

第３図は上記提案に係るレーザ装置である。このレー
ザ装置は、加工対象物３に加工レーザ光を照射させるた
めの基本構成として加工レーザ用光源１と、この加工レ
ーザ用光源１から出射される加工レーザ光を加工対象物
３に導光する光ファイバー２とを備えている。そして、
その加工レーザ用光源１から出射した加工レーザ光が光
ファイバー２の第１の端面2aに至る経路には、半透過鏡
11及び集光レンズ４とが順次配置されており、又、光フ
ァイバー２の第２の端面2bから出射したレーザ光が加工
対象物３に至る経路には集光レンズ５が配置されてい
る。従って、加工レーザ用光源１から出射した加工レー
ザ光は半透過鏡11に入射し、この半透過鏡11によって後
述する第２検出器７に入射する透過光と、集光レンズ４
に向かって進行する反射光とに分離される。この一方の
反射光は集光レンズ４によって光ファイバー２の第１の
端面2aに集光され、光ファイバー内を通過した後、第２
の端面2bから出射し、更に集光レンズ５によって加工対
象物３に集光される。これにより、加工対象物３にレー
ザ加工を施すことができる。

更に、このレーザ装置には上述したレーザ加工用の基
本構成に加えて、光ファイバー２に異常が生じた場合、
加工レンズ用光源１を停止させる光ファイバー異常検出
器を具備している。この光ファイバー異常検出器は、光
ファイバー２の状態の指標となる加工レーザ光の光量を
検出する第１の検出器６及び第２の検出器７と、これら
の検出器で得られた双方の検出信号に基づいて光ファイ
バー２の正常及び異常を識別する比較手段たる信号処理
部８と、この信号処理部８からの指令に応答して加工レ
ーザ用光源１の動作を制御する制御手段９とから成る。
尚、第２の検出器７は前述の一部透過鏡11を透過した加
工レーザ光を検出し、又、第１の検出器６は、集光レン
ズ５の表面で反射した加工レーザ光を検出している。こ
の光ファイバー異常検出装置は、光ファイバー２に破損
・折損・破断等の異常が生じたとき、その異常部位にお
いて光ファイバー２を進行する加工レーザ光が吸収ある
いは散乱を起こし、その結果光ファイバー２の第２の端
面2bから出射する加工レーザ光の光量は、光ファイバー
２が正常であるときに較べて低下する現象を利用してい
る。従って、先ず、正常な状態の光ファイバー２に加工
レーザ光を通過させる。この時、第１の検出器６及び第
２の検出器７において、加工レーザ光が光ファイバー２
を通過する前後の光量を各々検出し、信号処理部８にお
いて得られた２種類の検出信号を基準信号として、その
比率の値を予め記憶しておく。しかる後に、このレーザ
装置を使用して通常のレーザ加工を行い、その過程で光
ファイバー２に上述した異常が生じた場合、第１の検出
器６で検出する光量が正常時に較べて低下するので、信
号処理部８で第１の検出器６及び第２の検出器７から得
られた２種類の検出信号の比率を演算して得た値と、上
述した基準信号の比率の値とに相違が生じる。このよう
な相違をもって光ファイバー２に異常が生じたことを判
断した信号処理部８は停止信号を制御手段９に送出し、
この制御手段９はこの停止信号に応答して加工レーザ用
光源１を停止させる。このようにして、レーザ加工を行
なっている過程において光ファイバーに異常が発生した
場合、加工レーザ用光源１を停止させることにより、光
ファイバー２の異常を看過して光ファイバー２の損傷部
から加工レーザ光が漏洩することを防止することができ
る。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、前述した従来例のレーザ装置は、加工
用レーザ光を光ファイバーを検出する検出光としても兼
用しているため、加工レーザ光の出射以前に光ファイバ
ーの状態を検出することができない。このため、加工レ
ーザ光を出射する以前に光ファイバーの状態が検出でき
ていれば回避できる以下の問題点があった。即ち、光フ
ァイバーの端面に加工レーザ光を吸収する吸収体が付着
していた場合、多大な発熱作用をもたらす加工レーザ光
が吸収体に吸収され、これにより熱的破壊を惹起するこ
とになる。このような事態に至った場合、熱的破壊を起
した光ファイバーの端面の研摩を余儀なくされ、場合に
よっては光ファイバーを交換せざるを得なくなる。又、
光ファイバーに発生した損傷がたとえ軽度のものであっ
たとしても、その損傷部分に加工レーザ光が照射される
ことにより、その損傷を促進し破壊にまで至らしめるこ
ともある。このように光ファイバーの保全面において先
ず問題があった。更に前述した軽度の損傷が破壊にまで
至った場合、あるいは、既に重度の損傷を受けていた場
合には、それらの損傷部分から加工レーザ光が外部に漏
洩するという危険があった。このように従来例のレーザ
ー装置が主たる目的としていたレーザ装置の操作時にお
ける安全性の面においても尚、問題点が残存していた。
本発明は、このような問題点を鑑みてなされたものであ
り、その目的は、加工レーザ光の出射中はもとより、加
工レーザ光の出射前においても光ファイバーの状態を検
出して安全に操作できるレーザ装置を提供することであ
り、他の目的として、光ファイバーの状態を検出する過
程において光ファイバーに損傷を与えないレーザ装置を
提供することである。

［課題を解決するための手段］ 本発明のレーザ装置は、加工レーザ用光源と、該加工
レーザ用光源から出射した加工レーザ光第１の端面から
第２の端面に導光する光ファイバーとを備え、前記加工
レーザ光により、加工対象物にレーザ加工を施すレーザ
装置において、前記光ファイバーの第１及び第２の端面
の何れか一方の端面に前記レーザ加工に寄与しない検査
光を入射させるための検査用光源と、前記光ファイバー
の他方の端面から出射した検査光を検出する検出器と、
前記検出器で得られる検出信号の中で、基準状態にある
光ファイバーを経由した検査光の検出信号を予め基準信
号として設定し、この基準信号と前記光ファイバーの検
査時に得た検査光の検出信号とを比較する比較手段と、
前記比較手段で得られた比較結果に応答して前記加工レ
ーザ用光源を前記加工レーザ光が出射可能な状態に又は
出射不可能な状態にならしめるように制御する制御手段
とを備えたことを特徴とする。

［作用］ 本発明のレーザ装置は、加工レーザ用光源とは別に検
査光用光源を具備しているので、加工レーザ光の出射の
有無に拘わらず、検査光を光ファイバーに通過させて、
その異常を検出することができる。又、その検査光用光
源は、光ファイバーの第１及び第２端面の何れの側にも
配置することができる。そして、検査光用光源から出射
される検査光はレーザ加工に寄与しない光なので、光フ
ァイバーを通過する過程で吸収される熱エネルギーを、
加工レーザー光に較べて著るしく低く抑えることができ
る。

そして、比較手段においては、検出器で得られる検出
信号の中で基準状態にある光ファイバを経由した検査光
の検出信号を予め基準信号と設定し、この基準信号と随
時に得られる他の検出信号即ち、検査時における検出信
号とを比較しているので、光ファイバーの基準状態から
の逸脱を判断することができる。

更に、前記比較手段で得られた比較結果に応答して、
加工レーザ用光源を、加工レーザ光が出射可能状態又は
出射不可能状態にならしめるように制御手段により制御
しているので、基準状態から逸脱した光ファイバーに対
して加工レーザ光を出射することはない。

［実施例］ 以下、本発明に係るレーザ装置の実施例を図面を参照
して詳細に説明する。第１図は第１実施例に係るレーザ
装置の構成図、第２図は第２実施例に係るレーザ装置の
構成図である。尚、第１図及び第２図において、第３図
により図示した従来例のレーザ装置と同一又は相当の構
成要素については同一符号を付している。

最初に、第１図を参照して本発明の第１実施例に係る
レーザ装置を説明する。先ず、このレーザ装置の光学系
について説明する。

このレーザ装置は、その光学系の源となる光源として
加工レーザ用光源１、ガイド光用光源20及び検査光用光
源10を備えている。

加工レーザ用光源１は、加工対象物３の加工箇所3aに
蒸発あるいは溶融等の発熱現象を生じせしめるため、加
工対象物３の吸収波長に適合した波長を有する加工レー
ザ光を高出力で出射し得る光源である。本実施例の加工
レーザ用光源１は、レーザ媒体としてEr:YAGを使用し、
これを励起することにより、３μｍの波長のレーザ光を
約1Jの出力で出射することができる。

ガイド光用光源20は、上述の加工レーザ光を加工対照
に照射するに先立って、加工対象物３の加工箇所3aに加
工レーザ光の照準を定めるために使用される可視光たる
ガイド光を出射するものである。本実施例ではこのガイ
ド光用光源20にHe-Neレーザを使用している。これによ
り、可視領域である633nmの波長のガイド光を約2mWの出
力で出射することができる。

検査光用光源10は、光ファイバー２の基準状態からの
逸脱を光ファイバー２の通過後の光量の変動として示す
検査光を出射する光源である。この検査光は、加工レー
ザ光によって加工対象物３に施されるレーザ加工に寄与
しないことから、光量の変動の原因となる光ファイバー
２の内部における検査光の吸収あるいは散乱等に際して
発熱をもたらすものではない。本実施例においては、55
0nmの波長を1mWの出力で出射する発光ダイオードを使用
している。

従って、本実施例のレーザ装置の光路は、上述の３種
類の光源から出射した各々の光によって形成されること
になる。

先ず、加工レーザ用光源１から出射した加工レーザ光
が進行する光路は、加工レーザ用光源１から光ファイバ
ー２の第１の端面2aに至る第１経路と、光ファイバー２
の第１の端面2aから第２の端面2bに至る第２経路と、そ
の第２の端面2bから加工対象物３に至る第３経路とから
構成される。

前記第１経路には、加工レーザ光の進行方向に沿っ
て、一部透過鏡21及び一部透過鏡12が順次配置されてい
る。一方の一部透過鏡21はガイド光用光源20から出射し
たガイド光を加工レーザ光の光路に導光するものであ
る。これにより、ガイド光は一部透過鏡21を経由した後
は加工対象物３に至るまで加工レーザ光と同一の光路を
共有する。このようにガイド光の光路は形成されてい
る。他方の一部透過鏡12は、検査光用光源10から出射し
た検査光の光路を、光ファイバー２を通過する前の検査
光の光量を検査する第２の検出器７に至る光路と、第３
経路に配置された一部透過鏡13に至るまで加工レーザ光
の光路と合致した光路とに分離する。これらの光路と前
記一部透過鏡13から光ファイバー２を通過した後の検査
光の光量を検出する第１の検出器６に至る光路とにより
検査光の光路は形成されている。

次に、上述した光路に配置された光学素子について更
に説明する。

前記一部透過鏡21は、その対向する主表面の各々に加
工レーザ光の波長成分をほぼ100％透過し、ガイド光の
波長成分をほぼ100％反射する波長選択性を有する膜を
形成している。そして、その対向する主表面の一方には
加工レーザ光を入射させ、又、他方にはガイド光を入射
させ、かつ、各々の入射光の光軸と主表面とのなす角度
を共に45度に設定している。そして、その主表面は、そ
の主表面で反射されたガイド光が光ファイバー２に向っ
て進行するように傾斜している。

又、前記一部透過鏡12は、その対向する主表面の各々
に加工レーザ光及びガイド光の各々の波長成分をほぼ10
0％透過し、かつ、検査光の波長成分をほぼ２対８の比
率で透過光と反射鏡とに分離する波長選択性を有する膜
を形成している。そして、その対向する主表面の一方に
加工レーザ光及びガイド光を入射させ、又、他方には検
査光を入射させ、かつ、各々の入射光の光軸と主表面と
のなす角度を共に45度に設定している。そして、その主
表面は、その主表面で反射した検査光が光ファイバー２
に向かって進行するように傾斜している。

更に、一部透過鏡13は、その対向する主表面の各々に
加工レーザ光及びガイド光の各々の波長成分をほぼ100
％透過し、かつ、検査光の波長成分をほぼ100％反射さ
せる波長選択性を有する膜を形成している。そして、そ
の主表面は、加工レーザ光、ガイド光及び検査光が共有
する光軸に対して45度傾斜させている。そして、その主
表面は、その主表面で反射される検査光が第１の検出器
６に向かって進行するように傾斜している。

又、第２経路に該当する光ファイバー２は、対向する
第１の端面2a及び第２の端面2bと、それら両端面間に伸
延する側面とを有している。本実施例の光ファイバー２
はフッ化物ガラスを材料としてコア径450μｍ、クラッ
ド径500μｍ、全長2mの形状に加工成形している。そし
て、その可撓性ゆえに第２の端面2bに向きを変更させる
ことが可能である。

更に第１経路における一部透過鏡12と光ファイバー２
の第１端面2aとの間に集光レンズ４を配置することによ
り、一部透過鏡12を通過した加工レーザー光、ガイド光
及び検査光を光ファイバー２の第１の端面2aに集光させ
ている。又、第３経路における一部透過鏡13と加工対象
物３との間に集光レンズ５を配置することにより加工対
象物３の加工箇所3aに、一部透過鏡13を通過したガイド
光及び加工レーザ光を集光させている。

尚、上述した何れの一部透過鏡及び何れの集光レンズ
も加工レーザ光の吸収が少ないサファイヤ材料を加工し
て得ている。

次に検査光を検出してから、その検出信号に基づいて
レーザ光源１を制御するまでの手段について説明する。

この手段は、光ファイバー２を通過する前の検査光を
光電変換する第２の検出器７と、光ファイバー２を通過
した後の検査光を光電変換する第１の検出器６と、それ
らの検出器で得られた双方の検出信号の比率を演算し、
その値を、予め記憶した基準状態の光ファイバー２を通
過させたときに得られた検出信号、即ち基準信号の比率
と比較する比較手段８と、この比較手段８で得られた比
較結果に応答して加工レーザ用光源１の加工レーザ光を
出射可能な状態又は出射不可能な状態にならしめるよう
に制御する制御手段９とからなる。尚、比較手段８にお
いて、予め記憶させる基準信号を得る際の光ファイバー
２の基準状態とは、光ファイバー２の通過させた後の加
工レーザ光の光量が所定の範囲にあるものを指す。即
ち、その所定の範囲とは、光ファイバー２の材質固有の
吸収を除き欠損、折損、破断等の光ファイバー２の構造
上の欠陥による加工レーザ光の吸収が無い状態での光量
を上限とし、加工レーザ光を光ファイバー２の外部へ漏
洩させる上記構造上の欠陥又は光ファイバー２の端面に
付着し、光ファイバー２の劣化させる吸収体を有した状
態での光量を越える範囲である。本実施例においては、
第１の検出器６で得られた検出信号をIoとし、第２の検
出器７で得られた検出信号をIiとし、その比率Io/Iiの
値が0.8を越えて1.0以下の範囲にあるものを光ファイバ
ー２の基準状態と見倣している。即ち、演算結果として
Io/Ii＝0.8を得た光ファイバー２は、加工レーザ光を第
１の端面2aから第２の端面2bまで進行させたとき、加工
レーザ光が外部に漏洩するに至る構造上の欠陥又は光フ
ァイバー２の端面を発熱により劣化させるに至る吸収体
を加工レーザ光の光路上に有した状態のものであり、前
記所定の範囲の上限たる、Io/Ii＝1.0を得た光ファイバ
ー２は前記構造上の欠陥又は前記吸収体を全く有さない
状態のものである。

又、制御手段９は加工レーザ用光源１の加工レーザ光
の出射孔（図示せず）に配置された遮蔽板（図示せず）
を開閉させて、加工レーザ光を進行又は遮断させるもの
である。これにより加工レーザ用光源１は、加工レーザ
光を出射可能な状態又は出射不可能な状態に制御され
る。

次に、このレーザ装置の動作について説明する。

このレーザ装置は、光ファイバー２が基準状態から逸
脱しているか否を、加工レーザ光の出射中はもとより、
出射前においても検査することができる。加工レーザ光
を出射させる前に光ファイバー２の状態を検査するとき
には、先ず、検査光用光源10を点灯させる。この検査光
用光源10から出射した検査光は、一部透過鏡12に入射
し、この一部透過鏡12において、第２の検出器７に入射
する透過光と集光レンズ４により光ファイバー２の第１
の端面2aに集光される反射光とに分離される。この第１
の端面2aに集光された検査光は光ファイバーの側面に覆
われた内部を進行して第２の端面2bから出射し、しかる
後に、一部透過鏡13により反射され第１の検出器６に入
射する。ここで、第１の検出器６及び第２の検出器７の
夫々で得られた検出信号Io及びIiを比較手段８において
その比率Io/Iiを演算し、その結果を、予め比較手段８
に記憶された基準信号の比率と比較する。前述した通
り、Io/Iiの値が0.8を越えて1.0以下の範囲にあるもの
を基準信号の比率と定めたので、検査時に得られた検出
信号の比率Io/Iiの値が例えば0.7だとすると、この比較
手段８で光ファイバー２は基準状態から逸脱した状態に
あると判断し、加工レーザ用光源１の加工レーザ光を出
射不可能な状態にならしめる指令を比較結果として制御
手段９に送出する。この指令に応答して制御手段９は、
遮蔽板により加工レーザ光の光路を遮断して、加工レー
ザ用光源１から加工レーザ光が出射不可能な状態になら
しめる。又、検査時に得られた検出信号の比率が0.8を
越え1.0以下の範囲の値であるならば、比較手段８から
制御手段９に、加工レーザ用光源１から加工レーザ光が
出射可能な状態にならしめる指令が送出され、この指令
に応答して制御手段９は、遮蔽板を加工レーザ光の光路
から解放して加工レーザ光が出射可能な状態にならしめ
る。このようにして加工レーザ用光源１を起動させて加
工レーザ光を出射する前に、既に光ファイバー２が基準
状態から逸脱した状態にある場合には、加工レーザ用光
源１を加工レーザ光が出射不可能な状態にならしめるこ
とにより、光ファイバー２からの加工レーザ光の漏洩あ
るいは光ファイバー２の端面に付着した吸収体による光
ファイバー２の劣化を防止することができる。

次に、加工レーザ用光源１から加工レーザ光を加工対
象物３の加工箇所3aに照射してレーザ加工を行なってい
る過程で光ファイバー２の状態を検査する場合について
説明する。

加工レーザ光を加工対象物３の加工箇所3aに照射する
際には、加工レーザ光を照射する前に加工レーザ光が集
光レンズ５により集光する焦点に加工箇所3aが合致する
ようにアライメントする必要がある。このアライメント
に際しては、先ず、ガイド光用光源20を点灯させる。こ
のガイド光用光源20から出射したガイド光は一部透過鏡
21に入射し、その一部透過鏡21により光ファイバー２の
第１の端面2aに向かって進行するように反射される。こ
の反射されたガイド光は一部透過鏡12を透過した後、集
光レンズ４により光ファイバー２の第１の端面2aに集光
される。しかる後、集光されたガイド光は光ファイバー
２の側面に覆われた内部を進行し第２の端面2bから出射
する。更に、この出射したガイド光は一部透過鏡13を透
過した後、集光レンズ５の焦点に集光する。この集光点
と加工対象物３の加工箇所3aとが合致するように、光フ
ァイバー２の可撓性を利用して光ファイバー２の第２の
端面2bの向きを一部透過鏡13、集光レンズ５及び第１検
出器６と共に変更させることによりアライメントが成さ
れる。このようにしてアライメントが終了したらガイド
光用光源20を消灯させ、加工レーザ用光源１及び検査光
用光源10とを同時に作動させる。一方の加工レーザ用光
源１から出射した加工レーザ光は、前述した通り一部透
過鏡21から加工箇所3aに至るまでガイド光と同一の光路
を辿ることから、一部透過鏡21に入射した後はガイド光
と同一の経路を経て加工箇所3aに集光することになる。
他方の検査光用光源10から出射した検査光は一部透過鏡
12に入射し、この一部透過鏡12により第２の検出器７に
進行する透過光と、一部透過鏡13に至るまで出射中の加
工レーザ光と同一の光路を辿る反射された検査光とに分
離される。そして、この反射された検査光は一部透過鏡
13により再び反射されて第１の検出器６に入射する、第
１の検出器６及び第２の検出器７で得られた各々の検出
信号は、比較手段８において、前述の加工レーザ光を出
射する前に光ファイバーの状態を調べる過程で説明した
のと同一の経緯を経て比較結果を制御手段９に送出す
る。

この制御手段９は、その比較結果が、加工レーザ光の
出射を可能な状態にならしめる指令であったときは遮蔽
板を加工レーザ光の光路から解放させて加工レーザ光を
出射中の加工レーザ光源１の動作を存続させる。又、比
較手段８から送出される比較結果が加工レーザ光の出射
を不可能な状態にならしめる指令であったときは遮蔽板
により加工レーザ光の光路を遮断させて加工レーザ光源
１からの加工レーザ光の出射を停止させる。このように
して、加工レーザ光の出射中の場合においても、その過
程で光ファイバー２が基準状態から逸脱したとき、加工
レーザ用光源１を加工レーザ光が出射不可能な状態、即
ち、加工レーザ光の出射を停止させることにより、光フ
ァイバー２から外部への加工レーザ光の漏洩あるいは光
ファイバー２の端面に付着した吸収体による劣化を防止
することができる。

次に、本発明の第２の実施例に係るレーザ装置を第２
図を参照して説明する。この第２実施例に係るレーザ装
置は、検査光を光ファイバー２の第２の端面2bから第１
の端面2aに通過させている点、即ち、検査光の進行方向
が第１実施例のレーザ装置とは逆方向になっている点に
おいて第１実施例のレーザ装置とは相違している。この
相違点を詳述すると、図中破線で包囲した構成要素、す
なわち、第１の検出器６と第２の検出器７、一部透過鏡
15、及び検査光用光源10とが第１実施例のレーザ装置と
は相違しており、他の構成要素及びその構成要素から得
られる作用効果は第１実施例と同一である。従って、こ
こではその相違した構成要素についてのみ説明し、他の
構成要素についてはその説明を省略する。この実施例の
レーザ装置は前述した加工レーザ光の光路における第１
経路について一部透過鏡14を又、第３経路に一部透過鏡
15を夫々配置している。

この一部透過鏡15は光ファイバー２の第２の端面2bと
集光レンス５との間に介設され、かつ、加工レーザ光、
ガイド光及び検査光の通路となる、一部透過鏡15の対向
した主表面の各々には、検査光の波長成分を８対２の比
率で反射光と透過光とに分離させると共に、加工レーザ
光及びガイド光の波長成分をほぼ100％透過させる波長
選択性を有する膜が形成されている。そして、その対向
する主表面の一方に加工レーザ光、ガイド光及び検査光
を入射させ、かつ、各々の入射光の光軸と主表面とのな
す角度を45度にしている。前記主表面は、その主表面で
反射した検査光が光ファイバー２に向って進行するよう
に傾斜している。

又、一部透過鏡14は一部透過鏡21と光ファイバー２の
第１の端面2aとの間に介設され、かつ、加工レーザ光、
ガイド光及び検査光の通路となる、対向した主表面の各
々には加工レーザ光及びガイド光をほぼ100％透過させ
ると共に、検査光をほぼ100％反射させる波長選択性を
有する膜が形成されている。そしてその対向する主表面
の一方に加工レーザ光及びガイド光を入射させ、又、他
方には検査光を入射させ、かつ、各々の入射光と主表面
がとがなす角度を45度にしている。前記主表面は、その
主表面で反射された検査光が第２検出器６に進行するよ
う傾斜している。

従って、検査光用光源10から出射した検査光は一部透
過鏡15に入射し、その一部透過鏡15において検査光は、
透過して第２の検出器７に入射する検査光と、反射して
光ファイバー２の第２の端面2bに入射する検査光とに分
離される。この第２の端面2bに入射した検査光は側面に
覆われた内部を進行して第１の端面2aから出射し、更に
集光レンズ４を通過した後、一部透過鏡14によって反射
して第１の検出器６に入射する。このようにして、光フ
ァイバー２の通過前後における光量を第２の検出器及び
第１の検出器において夫々検出することができる。これ
らの第１及び第２の検出器で得られた検出信号は、前述
の第１実施例のレーザ装置と同様に、比較手段８におい
て基準信号と比較され、その比較結果の指令に応答して
制御手段９が加工用レーザ光源１を加工レーザ光が出射
可能な状態又は出射不可能な状態にならしめるように制
御する。このように、この実施例のレーザ装置において
も第１の実施例のレーザ装置と同様に光ファイバー２が
基準状態から逸脱した場合、加工レーザ用光源１は加工
レーザ光が出射不可能な状態になるので、光ファイバー
２から外部への加工レーザ光の漏洩及び光ファイバー２
の端面に付着した吸収体による光ファイバー２の劣化を
防止することができる。

又、第１及び第２の実施例に示したレーザ装置は共に
上述した通り、レーザ装置を操作する上での高い安全性
が確保できると共に光ファイバーの保全においても従来
のレーザ装置に対して優位性をもつことができるという
効果が得られる。更に、第１及び第２の実施例のレーザ
装置は、加工用レーザ光源及び検査光源の他にガイド光
用光源20を備え、かつ、光ファイバー２と加工対象物３
との間に加工対象物に検査光が進行することを防止する
一部透過鏡13,15を配置していることから、加工対象物
３に対するアライメントが終了した時点でガイド光用光
源を消灯することにより、加工対象物３を加工レーザ光
により加工している過程において、加工箇所3aに加工レ
ーザ光しか到達しなくなる。これは、例えば、医療の分
野での治療に、このレーザ装置を使用した場合、患者あ
るいは術者にとって目障りなる可視光たるガイド光及び
検査光が治療中視野に入らないので治療を円滑に行なう
ことができるという効果もある。又、第１実施例及び第
２実施例のレーザ装置の比較から明らかな通り、加工レ
ーザ用光源と別に独立した検査光用光源を使用している
ので、その検査用光源を光ファイバーの第１及び第２の
端面の何れの側にも配置することができるので、レーザ
装置の設計において自由度を高くすることができる。

以下に第１及び第２実施例で採用した構成要件の他の
態様について説明する。

先ず、第１及び第２の検出器については、検出信号の
制度を高めるために、光ファイバーを通過する前に、検
査光の光量を検出する検出器を２個使用したが、要は、
光ファイバーを通過した検査光の光量の変動により、光
ファイバーの状態を識別すればよいことから、レーザ装
置の構造上の簡略化を優先させる場合であれば、光ファ
イバーを通過した検査光を検出する検出器のみを使用し
てもよい。又、このように光ファイバーを通過する前の
検査光の光量を検出する検出器を配置しない場合には、
第１及び第２実施例のように、検査光源10からの検査光
を一部透過鏡12,15により、第２検出器に入射する検査
光と、光ファイバーを通過する検査光とに分離する必要
がないので、前記一部透過鏡12,15を使用せずに光ファ
イバー２の第１及び第２の端面の何れかに対向し、か
つ、加工レーザ光及びガイド光の光軸とは異なった方向
に検査光用光源10を配置し、この検査光用光源10から光
ファイバー２の端面に直接検査光を入射させることも容
易に成し得る。又、光ファイバー２を通過した後の検査
光の光量を検出する手段として、加工レーザ光及びガイ
ド光の光路上に、それらの光と検査光とを分離するため
の一部透過鏡13,14を配置したが、そのような一部透過
鏡を使用せずとも例えば、光ファイバーの両端面の外方
に配置された集光レンズの光ファイバーに面する表面に
検査光の波長成分を反射する膜を形成し、かつ、その膜
によって反射される検査光の進行方向に検出器を配置す
ることにより、光ファイバ ２を通過した後の検査光の光量を検出しても良い。又、
これに類したものとして、加工対象物に加工レーザ光を
集光させる集光レンズ５は、通常、その周縁部を支持し
て収容するハンドピース又はプローブ等の保持具に配設
されているので、保持具の集光レンズの周縁部を保持す
る部分で反射する検査光を検出器により検出することも
可能である。

次に加工レーザ用光源は、Er:YAGの代わりにNd:YAGを
レーザ媒体に使用しても良いし、又、ルビーレーザある
いはアクレサンドライトレーザを使用しても良い。これ
らのレーザ光を発振させて使用した場合、光ファイバー
としては何れの発振レーザ光に対しても吸収の少ない石
英ファイバーを好適に使用できる。

又、上述の実施例１及び実施例２のようにEr:YAGをレ
ーザ媒体に用いた場合、Er;YAGの発振波長に対しての吸
収を低く抑えるため、光ファイバーの材料としてはサフ
ァイヤ、一部透過鏡や集光レンズの材料としてはZnSeも
しくはCaF₂等が好適に使用できる。

更に制御手段としては、要は加工レーザ用光源を加工
レーザ光が出射可能な状態又は出射不可能な状態に制御
し得るものであれば、レーザ発振させるための駆動回路
を電気的に遮断又は接続して加工レーザ用光源を制御し
てもよい。

又、検査光用光源としては、その出射する検査光が、
光ファイバーを基準状態から逸脱させない程度の出力、
又は、光ファイバーの吸収波長帯と重ならない帯域のも
のであれば好ましく、例えば発光ダイオード等を使用す
ることができる。

［発明の効果］ 本発明のレーザ装置は、加工レーザ用光源とは別に検
査光用光源を具備しているので、加工レーザ光によりレ
ーザ加工を行なっている過程はもとより、加工レーザ光
を出射する前においても光ファイバーの状態を検出する
ことが可能であり、この検出結果に基づいて光ファイバ
ーが基準状態か逸脱している場合には加工レーザ用光源
の加工レーザ光を出射不可能な状態にならしめているの
で、基準状態から逸脱した光ファイバーに加工レーザ光
を出射することを防止できる。これにより、レーザ装置
を操作する際の高次元での安全性を得ることができる。
又、検査光用光源としてレーザ加工に寄与しない検査光
を使用しているので、光ファイバーの状態を検査する過
程において、検査光のよる光ファイバーの劣化を防止す
ることができる。これにより、光ファイバーの保全に貢
献することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例に係るレーザ装置の構成
図、第２図は本発明の第２実施例に係るレーザ装置の構
成図、第３図は従来例のレーザ装置の構成図である。 １……加工レーザ用光源、２……光ファイバー、2a……
第１の端面、2b……第２の端面、３……加工対象物、６
……第１の検出器、７……第２の検出器、８……比較手
段、９……制御手段。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】加工レーザ用光源と、該加工レーザ用光源
   から出射した加工レーザ光を第１の端面から第２の端面
   に導光する光ファイバーとを備え、前記加工レーザ光に
   より加工対象物にレーザ加工を施すレーザ装置におい
   て、 前記光ファイバーの第１及び第２の端面の何れか一方の
   端面に前記レーザ加工に寄与しない検査光を入射させる
   ための検査用光源と、 前記光ファイバーの他方の端面から出射した検査光を検
   出する検出器と、 前記検出器で得られる検出信号の中で、基準状態にある
   光ファイバーを経由した検査光の検出信号を予め基準信
   号として設定し、この基準信号と前記光ファイバーの検
   査時に得た検査光の検出信号とを比較する比較手段と、 前記比較手段で得られた比較結果に応答して前記加工レ
   ーザ用光源を前記加工レーザ光が出射可能な状態又は出
   射不可能な状態にならしめるように制御する制御手段と
   を備えたことを特徴とするレーザ装置。