JP3149310B2 - レーザ光観察装置 - Google Patents
レーザ光観察装置Info
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Description
することで、大出力レーザ光の集光状態を擬似的に観察
するレーザ光観察装置に関する。
ザ、ヨウ素レーザなどの大出力レーザ光は、非可視波長
域にあるために目視できないが、半導体レーザに比べて
極めて強い光を出すことが可能であり、金属などの切
断、穴あけ等の精密加工、溶接等に使用される。
出力レーザ光をファイバを介して加工現場等にまで導く
ためには、大出力レーザ光を集光して精度良く光ファイ
バのコア内に入射させることが不可欠である。
には、通常、集光レンズが使用されるが、この集光レン
ズの光軸と光ファイバの光軸とが互いにずれていると、
大出力レーザ光が光ファイバのコア内に効率良く入射さ
れないために、大出力レーザ光が熱に変わって光ファイ
バ端面が破壊されたり、加工や溶接等を行う上での所期
の光強度が得られない等の不都合を生じる。
ファイバのコア内に入射しているか否かをモニタするこ
とが必要となる。
イバ端面へ入射する位置をモニタするために、たとえ
ば、図4に示すように、波長選択ミラーM、集光レンズ
L、および接眼レンズL′を組み合わせた光学系Kを設
け、大出力レーザ光の光ファイバF端面への入射状態
を、可視波長域にあるモニタレーザ光を使用して模擬的
に観察できるようにしたレーザー光観察装置が提供され
ている。
視波長域のYAGレーザ(波長:1064nm)であると
き、モニタレーザ光として可視波長域のHe-Neレーザ
(波長:633nm)が使用される。
示すように、YAGレーザ光を略全反射するとともに、
He−Neレーザ光の一部(図5では約10%)を反射し残
り(図5では約90%)を透過する波長選択性を有するも
のが適用される。
の入射状態をモニタするには、波長選択ミラーMに対し
て、YAGレーザの光軸に一致させてHe-Neレーザ光
を照射する。
そのまま波長選択ミラーMを透過するが、一部は反射さ
れて、集光レンズLで集光された後、光ファイバF端面
に照射される。そして、光ファイバFの端面に照射され
たHe-Neレーザ光の一部は、この端面で反射された
後、集光レンズLを通って再び波長選択ミラーMに向か
うが、その光の大部分はこのミラーMを透過して接眼レ
ンズL'で集光される。
通して見られる光ファイバF端面におけるHe-Neレー
ザ光の照射パターンの位置および形状を観察すること
で、光ファイバF端面における光入射の良否を判断す
る。
置を用いれば、大出力レーザ光(上記の例ではYAGレ
ーザ光)の光ファイバF端面への入射状態の良否を、モ
ニタレーザ光(上記の例ではHe-Neレーザ光)を利用し
て判断することができる。
する波長選択ミラーMは、一種の干渉膜フィルタであっ
て、従来、図6に示すように、ガラス基板Gの片側の面
上に、互いに屈折率の異なるインデックス層を複数積層
してなる波長選択層Hを設けることにより構成されてい
る。
大出力レーザ光(上記の例ではYAGレーザ光)を入射し
た場合には、波長選択層Hによって略全反射されるので
何等問題はないが、モニタレーザ光(上記の例ではHe-
Neレーザ光)を入射した場合には、次の問題が生じる。
中、実線で示すように波長選択層Hによって反射される
が、残りはこの波長選択層Hを通過し、ガラス基板Gに
入射する。そして、ガラス基板Gに入射したモニタレー
ザ光の大部分は、このガラス基板Gを透過して大気中に
出射されるが、一部のモニタレーザ光は、図中、破線で
示すように、ガラス基板Gと大気中との界面で反射さ
れ、波長選択層Hで反射されたモニタレーザ光と同様
に、集光レンズLで集光されて、光ファイバFの端面に
照射される。
選択層Hで反射された光Bと、ガラス基板Gと大気中と
の界面で反射された光B'とに基づく2つのスポット
P,P'が生じ、いずれのスポットP,P'を基準にし
て、集光レンズLと光ファイバFの両光軸を一致させれ
ばよいか判断に迷うことになり、光軸調整に手間取って
いた。
なされたもので、波長選択ミラーにおけるモニタレーザ
光の二重反射を無くし、光ファイバのコアにレーザ光を
入射させるような場合の光軸調整を正確かつ容易に行え
るようにすることを課題とする。
解決するため、次の構成を採る。
YAGレーザ等の大出力レーザ光にHe−Neレーザ等の
モニタレーザ光を混合したうえでこの混合光を光ファイ
バの入射端に集光させ、当該入射端で反射した前記モニ
タレーザ光を観察することで、前記大出力レーザ光の集
光状態を擬似的に観察するレーザ光観察装置であって、
前記混合光の光源と前記光ファイバとの間にレーザ波長
選択ミラーを設け、このレーザ光波長選択ミラーを、ガ
ラス基板と、前記ガラス基板の前記光源側に位置する一
方面に設けられて前記大出力レーザ光を前記入射端に向
けて略全反射するとともに、前記モニタレーザ光の一部
のみを前記入射端に向けて反射し残りを透過する波長選
択膜と、前記ガラス基板の他方面に設けられて前記モニ
タレーザ光の反射を防止する反射防止膜とを有すること
に特徴がある。
て、大出力レーザ光を照射した場合には、このレーザ光
は、その波長選択層によって略全反射される。
は、このモニタレーザ光の一部は、波長選択層Hによっ
て反射されるが、残りはこの波長選択層Hを通過し、ガ
ラス基板Gに入射する。ガラス基板Gの他方面には、反
射防止膜が形成されているので、このガラス基板に入射
したモニタレーザ光は、このガラス基板Gの界面で反射
されることなく、反射防止膜をそのまま透過して大気中
に出射される。
モニタレーザ光は、波長選択層で反射される光だけとな
り、従来のような二重反射は生じなくなる。
内への入射状態をモニタする本発明のレーザ光観察装置
の要部の構成図である。
ー、Lは集光レンズ、Fは光ファイバであり、波長選択
ミラーは、集光レンズLの光軸に対して45°傾斜して
配置される。
長選択ミラーMは、一種の干渉膜フィルタであって、図
2に示すように、ガラス基板Gを挟む一方面(図では下
方面)に、Al2O3からなる保護層Qおよび波長選択層H
が、他方面(図では上方面)に反射防止膜Jがそれぞれ形
成されてなる。
に異なるインデックス層R1,R2を蒸着等によって交互
に多層積層してなるもので、図5に示すように、大出力
レーザ光としてのYAGレーザ光(波長:1064nm)を
略全反射(99.5%以上反射)するとともに、モニタレ
ーザ光としてのHe-Neレーザ(波長:633nm)の一部
(約10%)を反射し、残り(約90%)を透過する波長選
択性を有するように設定されている。
としては、たとえばZrO2(屈折率:1.95)やTiO
2(屈折率:2.0〜2.3)等が使用され、低屈折率のイ
ンデックス層R2としては、たとえばSiO2(屈折率:
1.46)やMgF2(屈折率:1.3)が使用される。そし
て、各インデックス層R1,R2の膜厚、組数、両者
R1,R2の屈折率差などを選定することによって、図5
に示すような波長選択性を有するものとされる。
が互いに異なる3つのインデックス層S1,S2,S3を
蒸着等によって順次積層してなるもので、図3に示すよ
うに、He-Neレーザ光の波長においては、その反射率
が略零となるように設定されている。
ックス層S1〜S3の内、第1層目S1は、屈折率の低い
MgF2(屈折率:1.378)、第2層目S2は、屈折率が
高いZrO2(屈折率:1.95)、第3層目S3は、屈折率
が低いCeF3(屈折率:1.35)が使用される。そし
て、各インデックス層S1〜S3の膜厚を選定すること
で、図3に示すような波長選択性を有するものとされ
る。
に対して、大出力レーザ光(本例ではYAGレーザ光)を
照射した場合には、このレーザ光は、その波長選択層H
によって略全反射される。
ーザ光)を照射した場合には、このモニタレーザ光の一
部は、波長選択層Hによって反射されるが、残りはこの
波長選択層Hおよび保護層Qを通過し、ガラス基板Gに
入射する。ガラス基板Gの他方面には、反射防止膜Jが
形成されているので、このガラス基板Gに入射したモニ
タレーザ光は、このガラス基板Gの界面で反射されるこ
となく、反射防止膜Jをそのまま透過して大気中に出射
される。
るモニタレーザ光は、波長選択層Hによって反射される
光だけとなり、従来のような二重反射は生じなくなる。
たモニタレーザ光は、集光レンズLで集光されて光ファ
イバ8端面に照射されるが、この場合のレーザ光のスポ
ットPは、一つだけとなるから、このスポットPを基準
にして、集光レンズLと光ファイバFの両光軸が一致す
るように、光軸調整を行うことができる。
位置で反射したモニタレーザ光は、集光レンズLを通っ
て再び波長選択ミラーMに向かうが、その光の大部分は
このミラーMを透過するので、この透過したモニタレー
ザ光をTVカメラCで撮像して、光ファイバF端面にお
けるモニタレーザ光のスポットPの位置および形状を観
察することで、光ファイバF端面における光入射の良否
を判断することができる。
出力レーザ光がYAGレーザ光で、可視波長域のモニタ
レーザ光がHe-Neレーザ光の場合について説明した
が、これに限定されるものではなく、たとえば、非可視
波長域の大出力レーザ光がエキシマレーザ光やヨウ素レ
ーザ光等で、可視波長域のモニタレーザ光がアルゴンレ
ーザ光のようなものである場合には、これらのレーザ光
の波長に適合するように波長選択ミラーMの波長選択性
を設定すればよい。
るモニタレーザ光の二重反射が無くなるので、たとえ
ば、光ファイバのコアにレーザ光を入射させるような場
合の光軸調整を正確かつ容易に行えるようになる。
ラーの断面図である。
す特性図である。
ーの波長選択膜の波長選択性を示す特性図である。
が二重反射を起こす状態を示す説明図である。
Claims (1)
- 【請求項1】 YAGレーザ等の大出力レーザ光にHe
−Neレーザ等のモニタレーザ光を混合したうえでこの
混合光を光ファイバの入射端に集光させ、当該入射端で
反射した前記モニタレーザ光を観察することで、前記大
出力レーザ光の集光状態を擬似的に観察するレーザ光観
察装置であって、 前記混合光の光源と前記光ファイバとの間にレーザ波長
選択ミラーを設け、 このレーザ光波長選択ミラーを、 ガラス基板と、 前記ガラス基板の前記光源側に位置する一方面に設けら
れて前記大出力レーザ光を前記入射端に向けて略全反射
するとともに、前記モニタレーザ光の一部のみを前記入
射端に向けて反射し残りを透過する波長選択膜と、 前記ガラス基板の他方面に設けられて前記モニタレーザ
光の反射を防止する反射防止膜と、 を有して構成することを特徴とするレーザ光観察装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09953294A JP3149310B2 (ja) | 1994-05-13 | 1994-05-13 | レーザ光観察装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09953294A JP3149310B2 (ja) | 1994-05-13 | 1994-05-13 | レーザ光観察装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07306313A JPH07306313A (ja) | 1995-11-21 |
| JP3149310B2 true JP3149310B2 (ja) | 2001-03-26 |
Family
ID=14249832
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP09953294A Expired - Fee Related JP3149310B2 (ja) | 1994-05-13 | 1994-05-13 | レーザ光観察装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3149310B2 (ja) |
-
1994
- 1994-05-13 JP JP09953294A patent/JP3149310B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07306313A (ja) | 1995-11-21 |
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