JP3177775B2 - Photosynthesis method and synthetic emission optical system - Google Patents
Photosynthesis method and synthetic emission optical systemInfo
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Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、レーザ光により溶
接や切断を行うためのレーザ加工装置に適したレーザ光
合成方法及びそのための合成出射光学系に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a laser beam synthesizing method suitable for a laser processing apparatus for performing welding and cutting by a laser beam, and a synthetic emission optical system therefor.
【0002】[0002]
【従来の技術】レーザ光により溶接や切断を行うための
レーザ加工に適したレーザ発振器として、例えばCO2
レーザ発振器やYAGレーザ発振器が知られている。こ
のようなレーザ発振器を使用してワークの加工点にレー
ザ光を照射する場合、レーザ出力はレーザ発振器の出力
に限定される。これに対し、最近ではレーザの高出力化
が要求されている。このような要求に対し、複数台のレ
ーザ発振器から出力された複数のレーザ光を合成してワ
ークの加工点で集光させ、1台のレーザ発振器だけでは
得られない高出力を加工点で得るためのレーザ光合成方
法が提案されている。2. Description of the Related Art As a laser oscillator suitable for laser processing for performing welding and cutting by laser light, for example, CO 2
Laser oscillators and YAG laser oscillators are known. When irradiating a processing point of a workpiece with laser light using such a laser oscillator, the laser output is limited to the output of the laser oscillator. On the other hand, recently, higher output of the laser is required. In response to such demands, a plurality of laser beams output from a plurality of laser oscillators are combined and condensed at a processing point of a work, and a high output that cannot be obtained with only one laser oscillator is obtained at the processing point. Has been proposed for this purpose.
【0003】その一例としてマルチレーズ法が知られて
おり、これを図2を参照して説明する。図2(a)にお
いて、この例は、3つのレーザ光を合成する場合につい
て示している。図示しない3つのレーザ発振器からのレ
ーザ光が3本の光ファイバ51、52、53で伝送され
てくる。光ファイバ51〜53からのレーザ光はそれぞ
れ、コリメートレンズ54、55、56により同じサイ
ズのビーム径にされて集光レンズ57に導入される。集
光レンズ57を通過したレーザ光はそれぞれ、カバース
ライドグラス58を通して加工点に集光される。[0003] As one example, a multi-raise method is known, which will be described with reference to FIG. FIG. 2A shows a case in which three laser beams are combined. Laser beams from three laser oscillators (not shown) are transmitted through three optical fibers 51, 52, and 53. The laser beams from the optical fibers 51 to 53 have the same size beam diameter by the collimating lenses 54, 55, and 56, respectively, and are introduced into the condenser lens 57. The laser beams that have passed through the condenser lenses 57 are condensed on the processing points through the cover slide glasses 58, respectively.
【0004】一方、特開平8−75947には、エネル
ギー密度の高い状態でレーザ光を結合することのできる
光ファイバの結合方法として、以下のような方法が開示
されている。この方法は、複数の出射側光ファイバから
出射されるレーザ光を結合して1本の入射側光ファイバ
に入射する光ファイバの結合方法であり、複数の出射側
光ファイバのうち前記入射側光ファイバと光軸が平行と
なる光ファイバから出射されたレーザ光をコリメータレ
ンズ系でコリメートする一方、複数の出射側光ファイバ
のうち前記入射側光ファイバと光軸が交差する光ファイ
バから出射されたレーザ光をコリメータレンズ系でコリ
メートすると共に反射ミラーで反射させて他の光ファイ
バから出射されたレーザ光と干渉することなく平行な多
層状態とし、前記複数の出射側光ファイバから出射され
たすべてのレーザ光を集光レンズ系で集光してすべての
光軸を一致させた状態で前記入射側光ファイバに入射さ
せるようにしたものである。On the other hand, Japanese Patent Application Laid-Open No. H8-75947 discloses the following method for coupling an optical fiber that can couple a laser beam with a high energy density. This method is a method of coupling laser light emitted from a plurality of emission-side optical fibers to be incident on one incidence-side optical fiber. The laser light emitted from the optical fiber whose optical axis is parallel to the fiber is collimated by a collimator lens system, and the laser light emitted from the optical fiber whose optical axis intersects with the incident optical fiber among a plurality of emission optical fibers. The laser light is collimated by a collimator lens system and reflected by a reflection mirror to be in a parallel multilayer state without interfering with the laser light emitted from another optical fiber. The laser light is condensed by a condenser lens system and is incident on the incident side optical fiber in a state where all the optical axes are aligned.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】上記のマルチレーズ法
では、3つのレーザ光は加工点(焦点)では1つのスポ
ットになるが、図2(b)に示されるように、デフォー
カス位置(焦点からずれた位置)では合成したスポット
は分離してしまう。このために、デフォーカス位置が加
工面になる場合、所望の均一なスポット径を得ることが
できない。In the above-mentioned multi-raise method, three laser beams become one spot at a processing point (focal point). However, as shown in FIG. (A position shifted from the position), the combined spots are separated. For this reason, when the defocus position is on the processing surface, a desired uniform spot diameter cannot be obtained.
【0006】一方、上記の光ファイバの結合方法では、
各光ファイバから、結合系にレーザ光が再入射する条件
は限定されるため、それぞれのスポット径を加工点で自
由に変えることができない。[0006] On the other hand, in the method of coupling optical fibers described above,
The conditions under which laser light re-enters the coupling system from each optical fiber are limited, so that the spot diameter cannot be changed freely at the processing point.
【0007】また、レーザ光が光ファイバに再入射する
ので、出力損失の発生を避けることはできない。Further, since the laser light re-enters the optical fiber, the occurrence of output loss cannot be avoided.
【0008】そこで、本発明の課題は、複数のレーザ光
を加工点で同心状に合成でき、それぞれのレーザ光のス
ポット径を独立して変更できる光合成方法を提供するこ
とにある。Accordingly, an object of the present invention is to provide a photosynthesis method capable of combining a plurality of laser beams concentrically at a processing point and changing the spot diameter of each laser beam independently.
【0009】本発明はまた、上記の光合成方法に適した
合成出射光学系を提供することにある。Another object of the present invention is to provide a combined emission optical system suitable for the above-described light combining method.
【0010】[0010]
【課題を解決するための手段】本発明は、複数の光ファ
イバからの複数のレーザ光を同心状に合成して加工点に
照射する光合成方法において、前記複数のレーザ光のう
ちの第1のレーザ光を、第1のコリメートレンズ系及び
集光レンズ系を介して前記加工点に照射するようにし、
前記複数のレーザ光のうちの第2のレーザ光を、第2の
コリメートレンズ系及び該第2のコリメートレンズ系か
らのレーザ光をリング状にするプリズム光学系を介し
て、その光軸が前記集光レンズ系よりも手前側で前記第
1のレーザ光の光軸に交差するようにし、かつ該交差部
において前記リング状のレーザ光を前記加工点に向けて
反射させるようにし、前記第1、第2のコリメートレン
ズ系をそれぞれ光軸方向に可動として前記加工点におけ
るレーザ光のスポット径を調整可能にすると共に、前記
プリズム光学系を光軸方向に可動として前記交差部にお
けるリング状のレーザ光の内径及び外径を調整可能にし
たことを特徴とする。According to the present invention, there is provided a photosynthesis method for concentrically combining a plurality of laser beams from a plurality of optical fibers and irradiating the laser beam to a processing point. Irradiating a laser beam to the processing point via a first collimating lens system and a condensing lens system,
The optical axis of the second laser light of the plurality of laser lights is changed through a second collimating lens system and a prism optical system that makes the laser light from the second collimating lens system ring-shaped. The first laser beam intersects with the optical axis of the first laser beam on the front side of the converging lens system, and the ring-shaped laser beam is reflected at the intersection portion toward the processing point; The second collimating lens system is movable in the optical axis direction to adjust the spot diameter of the laser beam at the processing point, and the prism optical system is movable in the optical axis direction to form a ring-shaped laser at the intersection. The inner diameter and the outer diameter of the light can be adjusted.
【0011】本発明によればまた、複数の光ファイバか
らの複数のレーザ光を同心状に合成して加工点に照射す
る合成出射光学系において、前記複数のレーザ光のうち
の第1のレーザ光を、直進させて前記加工点に照射する
ための手段として第1のコリメートレンズ系及び集光レ
ンズ系を備え、前記複数のレーザ光のうちの第2のレー
ザ光を、前記集光レンズ系よりも手前において前記第1
のコリメートレンズ系からのレーザ光に合成するための
複数の合成手段を備え、各合成手段は、光ファイバから
のレーザ光を受ける第2のコリメートレンズ系と、該第
2のコリメートレンズ系からのレーザ光をリング状にし
てその光軸が前記第1のコリメートレンズ系からのレー
ザ光の光軸に交差するようにするプリズム光学系と、前
記交差部に配置され、前記第1のコリメートレンズ系か
らのレーザ光の通過可能な開口を有し、かつ前記プリズ
ム光学系からのリング状のレーザ光を前記加工点に向け
て反射させる穴あきミラーとを含み、前記第1、第2の
コリメートレンズ系をそれぞれ光軸方向に可動として前
記加工点におけるレーザ光のスポット径を調整可能にす
ると共に、前記プリズム光学系を光軸方向に可動として
前記交差部におけるリング状のレーザ光の内径及び外径
を調整可能にしたことを特徴とする合成出射光学系が得
られる。According to the present invention, in a combined emission optical system for combining a plurality of laser beams from a plurality of optical fibers concentrically and irradiating the laser beam to a processing point, the first laser beam among the plurality of laser beams is provided. A first collimating lens system and a condensing lens system as means for directing the light to irradiate the processing point; and a second laser beam of the plurality of laser beams is transmitted to the condensing lens system. Before the first
A plurality of synthesizing means for synthesizing the laser light from the collimating lens system, wherein each of the synthesizing means includes a second collimating lens system receiving the laser light from the optical fiber, and a second collimating lens system. A prism optical system that forms a laser beam into a ring shape so that the optical axis intersects the optical axis of the laser beam from the first collimating lens system; and the first collimating lens system disposed at the intersection. A perforated mirror having an aperture through which laser light from the lens can pass and reflecting a ring-shaped laser light from the prism optical system toward the processing point, the first and second collimating lenses The system is movable in the optical axis direction so that the spot diameter of the laser beam at the processing point can be adjusted, and the prism optical system is movable in the optical axis direction at the intersection. Synthesis emitting optical system, characterized in that the adjustable inner and outer diameters of ring-shaped laser beam can be obtained.
【0012】なお、いずれの発明においても、前記プリ
ズム光学系は、前記第2のコリメートレンズ系からのレ
ーザ光を受けてこれをリング状にするための第1のプリ
ズムレンズと、該第1のプリズムレンズからのリング状
のレーザ光を受けてその内径を前記第1のコリメートレ
ンズ系からのレーザ光の外径とほぼ等しい内径に調整す
ると共にその外径を調整するための光軸方向に可動の第
2のプリズムレンズとから成ることを特徴とする。In any of the inventions, the prism optical system includes a first prism lens for receiving a laser beam from the second collimating lens system and turning it into a ring shape; Receiving the ring-shaped laser light from the prism lens, the inner diameter thereof is adjusted to an inner diameter substantially equal to the outer diameter of the laser light from the first collimating lens system, and movable in the optical axis direction for adjusting the outer diameter. And a second prism lens.
【0013】また、前記第1、第2のプリズムレンズは
それぞれ、円錐状部を有し、該円錐状部が互いに反対方
向を向くように配置されていることが好ましい。Preferably, each of the first and second prism lenses has a conical portion, and the conical portions are arranged so as to face in opposite directions.
【0014】[0014]
【発明の実施の形態】図1を参照して、本発明による合
成出射光学系の実施の形態について説明する。図1にお
いて、ここでは説明を簡単にするために、2つのレーザ
光を合成する場合について説明する。すなわち、この合
成出射光学系は、2つの光ファイバ11、12からの2
つのレーザ光を同心状に合成して加工点Pに照射する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS With reference to FIG. 1, an embodiment of a synthetic emission optical system according to the present invention will be described. In FIG. 1, a case where two laser beams are combined will be described for simplicity. In other words, this combined emission optical system is composed of two optical fibers 11 and 12.
The two laser beams are concentrically combined and irradiated to the processing point P.
【0015】光ファイバ11からのレーザ光を、直進さ
せて加工点Pに照射するための手段として第1のコリメ
ートレンズ系13及び集光レンズ14とを備えている。
一方、光ファイバ12からのレーザ光を、集光レンズ1
4よりも手前において第1のコリメートレンズ系13か
らのレーザ光に合成するための合成手段を備えている。
この合成手段は、光ファイバ12からのレーザ光を受け
る第2のコリメートレンズ系15と、この第2のコリメ
ートレンズ系15からのレーザ光をリング状にしてその
光軸が第1のコリメートレンズ系13からのレーザ光の
光軸に交差するようにするプリズム光学系16と、上記
の交差部に配置されて、第1のコリメートレンズ系13
からのレーザ光の通過可能な開口17aを有し、かつプ
リズム光学系16からのリング状のレーザ光を加工点P
に向けて反射させる穴あきミラー17とを含む。A first collimating lens system 13 and a condensing lens 14 are provided as means for irradiating a laser beam from the optical fiber 11 to the processing point P while traveling straight.
On the other hand, the laser light from the optical fiber
A combining means for combining the laser light from the first collimating lens system 13 with the laser light before the position 4 is provided.
The synthesizing means includes a second collimating lens system 15 that receives the laser light from the optical fiber 12, a ring-shaped laser light from the second collimating lens system 15, and an optical axis of which is formed by the first collimating lens system. A prism optical system 16 intersecting with the optical axis of the laser light from the first collimating lens system 13 and the first collimating lens system 13
Has an opening 17a through which the laser light from the laser beam can pass, and transmits the ring-shaped laser light from the prism optical system 16 to the processing point P.
And a perforated mirror 17 that reflects light toward the mirror.
【0016】なお、プリズム光学系16は、第2のコリ
メートレンズ系15からのレーザ光を受けてこれをリン
グ状にするための第1のプリズムレンズ16−1と、こ
の第1のプリズムレンズ16−1からのリング状のレー
ザ光を受けてその内径を第1のコリメートレンズ系13
からのレーザ光の外径とほぼ等しい内径に調整すると共
にその外径を調整するための第2のプリズムレンズ16
−2とから成る。そして、第1、第2のプリズムレンズ
16−1、16−2はそれぞれ、円錐状部を有し、この
円錐状部が互いに反対方向、すなわち第1のプリズムレ
ンズ16−1の円錐状部は入射側の、第2のプリズムレ
ンズ16−2の円錐状部は出射側を向くように配置され
ている。The prism optical system 16 includes a first prism lens 16-1 for receiving a laser beam from the second collimating lens system 15 and forming the ring into a ring shape, and a first prism lens 16. -1 and receives the ring-shaped laser light from the first collimating lens system 13.
The second prism lens 16 for adjusting the inner diameter to be substantially equal to the outer diameter of the laser beam from
-2. The first and second prism lenses 16-1 and 16-2 each have a conical portion, and the conical portions are in opposite directions, that is, the conical portion of the first prism lens 16-1 is The conical portion of the second prism lens 16-2 on the incident side is arranged so as to face the exit side.
【0017】特に、本発明では、第1、第2のコリメー
トレンズ系13、15をそれぞれ光軸方向に可動として
加工点Pにおけるレーザ光のスポット径を調整可能して
いる。加えて、第2のプリズムレンズ16−2を光軸方
向に可動として上記の交差部におけるリング状のレーザ
光の内径及び外径を調整可能にしている。第1、第2の
コリメートレンズ系13、15及び第2のプリズムレン
ズ16−2を可動にするための構造は詳しく図示してい
ないが、これらを収容している筒状のケーシング内壁に
沿ってスライド可能にされていれば良い。例えば第1の
コリメートレンズ系13について言えば、複数のレンズ
が筒状体内に取付けられており、この筒状体をケーシン
グ内壁に沿ってスライド可能に組み付ける。そして、ケ
ーシングに軸方向に沿って長穴を設け、この長穴を通し
て筒状体にねじ等を螺入して、ケーシング内壁に対する
筒状体の軸方向位置を調整及び固定可能にしている。こ
れは第2のコリメートレンズ系15及び第2のプリズム
レンズ16−2についても同様である。勿論、このよう
な可動及び調整機構は一例であり、他の周知の機構を利
用しても容易に実現することができる。In particular, in the present invention, the spot diameter of the laser beam at the processing point P can be adjusted by moving the first and second collimating lens systems 13 and 15 in the optical axis direction. In addition, the second prism lens 16-2 is movable in the optical axis direction so that the inner diameter and the outer diameter of the ring-shaped laser light at the intersection can be adjusted. Although the structure for making the first and second collimating lens systems 13 and 15 and the second prism lens 16-2 movable is not shown in detail, the structure along the inner wall of the cylindrical casing accommodating them is not shown. It just needs to be able to slide. For example, in the case of the first collimating lens system 13, a plurality of lenses are mounted in a cylindrical body, and the cylindrical body is slidably assembled along the inner wall of the casing. An elongated hole is provided in the casing along the axial direction, and a screw or the like is screwed into the cylindrical body through the elongated hole, so that the axial position of the cylindrical body with respect to the inner wall of the casing can be adjusted and fixed. This is the same for the second collimating lens system 15 and the second prism lens 16-2. Of course, such a movable and adjustment mechanism is an example, and can be easily realized by using other well-known mechanisms.
【0018】光ファイバ11から出射されたレーザ光A
はコリメートレンズ系13でリコリメートされ、集光レ
ンズ14によって加工点Pに照射される。このコリメー
トレンズ系13を光軸方向に移動させることにより、加
工点(集光点)Pでのスポット径を変化させることがで
きる。Laser light A emitted from optical fiber 11
Is re-collimated by a collimating lens system 13, and is irradiated to a processing point P by a condenser lens 14. By moving the collimating lens system 13 in the optical axis direction, the spot diameter at the processing point (condensing point) P can be changed.
【0019】一方、光ファイバ12から出射されたレー
ザ光Bはコリメートレンズ系15でリコリメートされ、
第1のプリズムレンズ16−1と第2のプリズムレンズ
16−2とにより、リング状のレーザ光とされる。この
リング状のレーザ光を穴あきミラー17にて加工点P側
に折り返し、レーザ光Aと同心軸状に導き、集光レンズ
14にて加工点Pに照射する。このレーザ光の経路でも
コリメートレンズ系15を光軸方向に移動させることに
より加工点Pにおけるレーザ光(同心状の外側)のスポ
ット径を変化させることができる。また、第2のプリズ
ムレンズ16−2を光軸方向に移動させることにより、
リング状のレーザ光の内径及び外径を変化させることが
できる。On the other hand, the laser beam B emitted from the optical fiber 12 is re-collimated by the collimating lens system 15 and
The first prism lens 16-1 and the second prism lens 16-2 form a ring-shaped laser beam. This ring-shaped laser light is turned back to the processing point P side by the perforated mirror 17, guided concentrically with the laser light A, and irradiated to the processing point P by the condenser lens 14. By moving the collimating lens system 15 in the optical axis direction also on the path of the laser light, the spot diameter of the laser light (concentric outside) at the processing point P can be changed. Also, by moving the second prism lens 16-2 in the optical axis direction,
The inner and outer diameters of the ring-shaped laser light can be changed.
【0020】以上のような構成により、レーザ光Aとレ
ーザ光Bは、レーザ光Aの周囲をレーザ光Bが囲むよう
に合成されて加工点Pに同心軸で集光され、また、それ
ぞれのスポット径及びリング状のレーザ光の内径及び外
径を変化させることで加工点Pのビームモードを様々に
変化させることが可能である。しかも、合成は無駄無く
行われるので、レーザ光Aの出力とレーザ光Bの出力と
を加算した値の合成レーザ光が得られる。例えば、4k
Wの出力と2kWの出力とを合成して6kWの出力を得
ることができるし、4kWの出力と4kWの出力とを合
成して8kWの出力を得ることもできる。すなわち、レ
ーザ発振器の1台当たりの出力が大きくなればなるほど
大きな合成出力が得られる。With the above configuration, the laser light A and the laser light B are combined so that the laser light A surrounds the laser light A, and are condensed concentrically at the processing point P. By changing the spot diameter and the inner and outer diameters of the ring-shaped laser light, the beam mode at the processing point P can be variously changed. Moreover, since the combining is performed without waste, a combined laser beam having a value obtained by adding the output of the laser beam A and the output of the laser beam B is obtained. For example, 4k
The output of W and the output of 2 kW can be combined to obtain an output of 6 kW, and the output of 4 kW and the output of 4 kW can be combined to obtain an output of 8 kW. That is, the greater the output per laser oscillator, the greater the combined output.
【0021】なお、上記の形態は、2つのレーザ光を合
成する場合であるが、本発明は、光ファイバ11からの
レーザ光に、2つ以上のレーザ光を同心軸状に合成する
ことができる。例えば、光ファイバ11からのレーザ光
に、2つのレーザ光を合成する場合には、第2のコリメ
ートレンズ系15、プリズム光学系16、穴あきミラー
17から成る第1の合成系に加えて、同じような構成の
第2の合成系を、第1の合成系と集光レンズ14との間
に配置すれば良い。勿論、この場合、プリズム光学系に
よるリング状のレーザ光の内径は、第1の合成系による
リング状のレーザ光の外径にほぼ等しくされる。In the above embodiment, two laser beams are combined. In the present invention, two or more laser beams are combined concentrically with the laser beam from the optical fiber 11. it can. For example, when combining two laser beams with the laser beam from the optical fiber 11, in addition to the first combining system including the second collimating lens system 15, the prism optical system 16, and the perforated mirror 17, A second combining system having a similar configuration may be disposed between the first combining system and the condenser lens 14. Of course, in this case, the inner diameter of the ring-shaped laser light by the prism optical system is made substantially equal to the outer diameter of the ring-shaped laser light by the first combining system.
【0022】また、本発明は、レーザ光による溶接及び
切断、穴あけ、表面処理一般に使用可能であり、レーザ
光だけでなく、光ファイバで伝送可能な光を合成する場
合にも適用可能である。The present invention can be generally used for welding, cutting, drilling, and surface treatment using laser light, and is applicable not only to laser light but also to synthesis of light that can be transmitted by an optical fiber.
【0023】[0023]
【発明の効果】本発明によれば、複数の光ファイバから
出射されたレーザ光を合成して集光する場合、各々の集
光スポット径を独立して変化させることができるので、
加工点のビームモードを様々に変えることができる。こ
れにより、レーザ発振器1台では得られない高出力のレ
ーザ加工能力が得られる。According to the present invention, when combining and condensing laser beams emitted from a plurality of optical fibers, the diameter of each converging spot can be changed independently.
The beam mode at the processing point can be changed in various ways. As a result, a high-power laser processing capability that cannot be obtained with a single laser oscillator can be obtained.
【図1】本発明による合成出射光学系の構成を示した断
面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view showing a configuration of a combined emission optical system according to the present invention.
【図2】従来の合成方法の一例を説明するための図であ
る。FIG. 2 is a diagram for explaining an example of a conventional synthesis method.
11、12 第1、第2の光ファイバ 13、15 第1、第2のコリメートレンズ系 14 集光レンズ 16 プリズム光学系 16−1、16−2 第1、第2のプリズムレンズ 17 穴あきミラー 11, 12 First and second optical fibers 13, 15 First and second collimating lens systems 14 Condensing lens 16 Prism optical system 16-1, 16-2 First and second prism lenses 17 Perforated mirror
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平8−75947(JP,A) 特開 平5−56992(JP,A) 特開 平5−69172(JP,A) 特開 昭57−136444(JP,A) 特開 昭61−120110(JP,A) 特開 昭63−153514(JP,A) 特開 平5−224082(JP,A) 実開 昭63−82216(JP,U) 特公 昭58−55483(JP,B2) 実公 昭62−8953(JP,Y2) 実公 平2−41607(JP,Y2) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B23K 26/06 B23K 26/08 G02B 19/00 G02B 21/06 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) References JP-A-8-75947 (JP, A) JP-A-5-56992 (JP, A) JP-A-5-69172 (JP, A) JP-A-57- 136444 (JP, A) JP-A-61-120110 (JP, A) JP-A-63-153514 (JP, A) JP-A-5-224082 (JP, A) Japanese Utility Model Laid-Open No. 63-82216 (JP, U) Japanese Patent Publication No. 58-55483 (JP, B2) Japanese Utility Model Publication No. 62-8953 (JP, Y2) Japanese Utility Model Publication No. 2-41607 (JP, Y2) (58) Field surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) B23K 26/06 B23K 26/08 G02B 19/00 G02B 21/06
Claims (5)
を同心状に合成して加工点に照射する光合成方法におい
て、 前記複数のレーザ光のうちの第1のレーザ光を、第1の
コリメートレンズ系及び集光レンズ系を介して前記加工
点に照射するようにし、 前記複数のレーザ光のうちの第2のレーザ光を、第2の
コリメートレンズ系及び該第2のコリメートレンズ系か
らのレーザ光をリング状にするプリズム光学系を介し
て、その光軸が前記集光レンズ系よりも手前側で前記第
1のレーザ光の光軸に交差するようにし、かつ該交差部
において前記リング状のレーザ光を前記加工点に向けて
反射させるようにし、 前記第1、第2のコリメートレンズ系をそれぞれ光軸方
向に可動として前記加工点におけるレーザ光のスポット
径を調整可能にすると共に、前記プリズム光学系を光軸
方向に可動として前記交差部におけるリング状のレーザ
光の内径及び外径を調整可能にしたことを特徴とする光
合成方法。1. A photosynthesis method for concentrically combining a plurality of laser beams from a plurality of optical fibers and irradiating the laser beam to a processing point, wherein a first laser beam of the plurality of laser beams is first collimated. The laser beam is irradiated to the processing point via a lens system and a condenser lens system, and a second laser beam of the plurality of laser beams is emitted from a second collimating lens system and the second collimating lens system. Through a prism optical system for making the laser light into a ring shape, the optical axis thereof intersects the optical axis of the first laser light on the near side of the condensing lens system, and the ring is formed at the intersection. Laser light is reflected toward the processing point, and the first and second collimating lens systems are respectively movable in the optical axis direction so that the spot diameter of the laser light at the processing point can be adjusted. And a prism optical system movable in an optical axis direction to adjust an inner diameter and an outer diameter of the ring-shaped laser light at the intersection.
記プリズム光学系は、前記第2のコリメートレンズ系か
らのレーザ光を受けてこれをリング状にするための第1
のプリズムレンズと、該第1のプリズムレンズからのリ
ング状のレーザ光を受けてその内径を前記第1のコリメ
ートレンズ系からのレーザ光の外径とほぼ等しい内径に
調整すると共にその外径を調整するための光軸方向に可
動の第2のプリズムレンズとから成ることを特徴とする
光合成方法。2. The photosynthesis method according to claim 1, wherein the prism optical system receives a laser beam from the second collimating lens system and forms the first laser beam into a ring shape.
Receiving the ring-shaped laser light from the first prism lens and adjusting the inner diameter to be substantially equal to the outer diameter of the laser light from the first collimating lens system, and adjusting the outer diameter to A light combining method comprising: a second prism lens movable in an optical axis direction for adjustment.
を同心状に合成して加工点に照射する合成出射光学系に
おいて、 前記複数のレーザ光のうちの第1のレーザ光を、直進さ
せて前記加工点に照射するための手段として第1のコリ
メートレンズ系及び集光レンズ系を備え、 前記複数のレーザ光のうちの第2のレーザ光を、前記集
光レンズ系よりも手前において前記第1のコリメートレ
ンズ系からのレーザ光に合成するための複数の合成手段
を備え、 各合成手段は、光ファイバからのレーザ光を受ける第2
のコリメートレンズ系と、該第2のコリメートレンズ系
からのレーザ光をリング状にしてその光軸が前記第1の
コリメートレンズ系からのレーザ光の光軸に交差するよ
うにするプリズム光学系と、前記交差部に配置され、前
記第1のコリメートレンズ系からのレーザ光の通過可能
な開口を有し、かつ前記プリズム光学系からのリング状
のレーザ光を前記加工点に向けて反射させる穴あきミラ
ーとを含み、 前記第1、第2のコリメートレンズ系をそれぞれ光軸方
向に可動として前記加工点におけるレーザ光のスポット
径を調整可能にすると共に、前記プリズム光学系を光軸
方向に可動として前記交差部におけるリング状のレーザ
光の内径及び外径を調整可能にしたことを特徴とする合
成出射光学系。3. A combined emission optical system for combining a plurality of laser beams from a plurality of optical fibers concentrically and irradiating the laser beam to a processing point, wherein a first laser beam of the plurality of laser beams is straightened. A first collimating lens system and a condensing lens system as means for irradiating the processing point with the second laser beam of the plurality of laser beams, A plurality of combining means for combining with laser light from the first collimating lens system, wherein each of the combining means receives a laser beam from the optical fiber;
And a prism optical system that makes the laser light from the second collimating lens system ring-shaped so that its optical axis intersects the optical axis of the laser light from the first collimating lens system. A hole that is disposed at the intersection and has an opening through which laser light from the first collimating lens system can pass, and that reflects a ring-shaped laser light from the prism optical system toward the processing point An aperture mirror, wherein the first and second collimating lens systems are respectively movable in an optical axis direction so that a spot diameter of a laser beam at the processing point can be adjusted, and the prism optical system is movable in an optical axis direction. Wherein the inner and outer diameters of the ring-shaped laser light at the intersection are adjustable.
て、前記プリズム光学系は、前記第2のコリメートレン
ズ系からのレーザ光を受けてこれをリング状にするため
の第1のプリズムレンズと、該第一のプリズムレンズか
らのリング状のレーザ光を受けてその内径を前記第1の
コリメートレンズ系からのレーザ光の外径とほぼ等しい
内径に調整すると共にその外径を調整するための光軸方
向に可動の第2のプリズムレンズとから成ることを特徴
とする合成出射光学系。4. A combined emission optical system according to claim 3, wherein said prism optical system is provided with a first prism lens for receiving a laser beam from said second collimating lens system and forming it into a ring shape. Receiving the ring-shaped laser light from the first prism lens, adjusting the inner diameter to be approximately equal to the outer diameter of the laser light from the first collimating lens system, and adjusting the outer diameter. A composite emission optical system, comprising: a second prism lens movable in an optical axis direction.
て、前記第1、第2のプリズムレンズはそれぞれ、円錐
状部を有し、該円錐状部が互いに反対方向を向くように
配置されていることを特徴とする合成出射光学系。5. The combined emission optical system according to claim 4, wherein each of the first and second prism lenses has a conical portion, and the conical portions are arranged so as to face in opposite directions. A synthetic emission optical system.
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---|---|---|---|
JP31784898A JP3177775B2 (en) | 1998-11-09 | 1998-11-09 | Photosynthesis method and synthetic emission optical system |
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JP31784898A JP3177775B2 (en) | 1998-11-09 | 1998-11-09 | Photosynthesis method and synthetic emission optical system |
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