JP4613274B2

JP4613274B2 - Laser processing system using composite optical fiber

Info

Publication number: JP4613274B2
Application number: JP2001187525A
Authority: JP
Inventors: 潔岡; 信和武田; 明良早川; 徳之月野; 清治森; 智晶鳥谷; 孝司妻沼
Original assignee: Fujikura Ltd; Kawasaki Jukogyo KK
Current assignee: Fujikura Ltd; Kawasaki Motors Ltd
Priority date: 2001-06-21
Filing date: 2001-06-21
Publication date: 2011-01-12
Anticipated expiration: 2021-06-21
Also published as: JP2003001465A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複合型光ファイバを用いたレーザ加工システムに関するものであり、このシステムは、特に、レーザを使用する溶接、切断の分野において使用される以外に、レーザを使用する医療の治療分野、及びレーザを使用する表面クリーニング等のレーザ除染において使用されている。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、レーザ光を非接触の工具として各種材料の加工に利用することが行なわれている。そして、レーザ光エネルギーを被加工物へ伝送する光学系として光ファイバを用いたレーザ加工装置が開発されたことにより、レーザ加工の適用可能な範囲が一段と広がり、比較的小径の配管内でのレーザ加工も可能となった。例えば、光ファイバを用いたレーザ加工装置により溶接や切断加工を行なう場合には、レーザ発振器から発振された加工用レーザ光を光ファイバで導光し、入射光学系を用いて被加工物上にレーザ光を集光することによって各種のレーザ加工を行なうことができる。
【０００３】
また、同様にレーザ光は人の生体組織を切断したり気化させたりすることを含む種々の手術を行うために医療に利用されている。そして、レーザ光エネルギーを体内へ伝送する光学系として光ファイバを用いたレーザ治療装置が開発されたことにより、レーザ治療の適用可能な範囲が一段と広がり、内視鏡的治療に応用されるようになった。例えば、消化器、気管などの臓器内で内視鏡を用いて手術を行う場合には、現在用いられている内視鏡にレーサ治療用の導光路、すなわち光ファイバを通すことにより、レーザ治療を行なうことができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
加工位置の観察をファイバスコープ等で行わなければならないような配管内等のレーザ加工で、レーザ加工装置とファイバスコープを同時に挿入できないような狭隘な部位へのレーザ加工を可能にする方法として、「レーザ加工装置およびこれを用いたレーザ加工方法」（特願平８−２０２６０号）と「レーザ加工装置およびこれを用いたレーザ加工方法」（特願平８−２０２６１号）が出願されている。これらの装置を応用すれば、内視鏡下手術におけるレーザ治療において、体内に導入するフレキシブルアームをさらにスリムに構成することが可能となる。
【０００５】
但し、これにおいても、
１）レーザ加工中は、加工にともなう強い発光が画像観察の妨げになる。また、ハロゲンランプ等の通常の可視光を複合型光ファイバで伝送させて照明させる場合、集光性が悪いため同ファイバへの入射の際のロスが大きい。
【０００６】
２）照明光を画像観察系と同じラインで入れているので途中光学系による散乱光、反射光が取り込む画像情報にとって妨げとなる。
などの課題がある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、本発明のレーザ加工システムでは、加工用レーザと一緒に、照明用レーザを複合型光ファイバの中心部を伝送させ、被加工物に照射する。この照明用レーザとしてはＬＤ励起ＹＡＧレーザの第二高調波（波長５３２ｎｍ）等が考えられ、加工用レーザとの波長の違いを利用し、両者はそれぞれ光ファイバで導光してきて、ダイクロイックビームスプリッター等の波長選択光学部品で、一方（加工用レーザ）は反射、一方（照明用レーザ）は透過として正確に一本のビームとして重ねることができる。
【０００８】
単一波長で照明された被加工物の画像は、複合型光ファイバの中で加工用レーザ伝送用のファイバの周囲にバンドルされた画像伝送用ファイバで伝送され、複合型光ファイバへの入射部（入射光学系）を通して戻ってきて画像観察装置（モニタ装置）で結像する。その際、画像観察装置に入光する画像は、照明用レーザ光の波長の光を選択的に透過する干渉フィルタを通して観察されるので、加工時の発光等の外乱を非常によく除去でき、鮮明な画像が得られる。照明用レーザ光は、照明用レーザ本体から伝送してきた光ファイバの出射口に設置する、コリメート光学系（照明用レーザ光を伝送するファイバ出口に設置されるレンズ系）の微調整により、加工用レーザを複合型光ファイバに入射するための入射光学系を通して複合型光ファイバに正確に入射することができ、照明光量のロスがほとんど生じない。
【０００９】
また、本発明の他のレーザ加工システムでは、照明用レーザ光をコーンレンズ等の光学系を用いて一旦リングビームとし、複合型光ファイバの入射光学系の中心を通ることなく複合型光ファイバに伝送させるので、入射光学系の中心を通す場合に生じる散乱・反射光がモニタ装置に外乱光として入光するのを防ぐことが出来る。また、照明用レーザ光を、加工用レーザ伝送用の大口径ファイバの開口角とほぼ等しい角度で入射することにより、同ファイバに入射するビームの一部は加工用レーザ伝送用の大口径ファイバのコア層からクラッド層に抜け、クラッド層内を反射して進むクラッドモードとして伝搬する。このクラッドモードとして伝搬した照明光は、大口径ファイバのコア層を伝送したものよりも開口角が大きく出射されるので、被加工物に対してより広範囲に照明する効果がある。
【００１０】
更にまた、本発明の他のレーザ加工システムでは、加工用レーザ伝送用の大口径ファイバの開口数を画像伝送用ファイバの開口数より小さくすることにより、よりクラッドモードの照明伝送の割合を大きくでき、被加工物に対してより広範囲でかつ均等な照明をする効果がある。また、同時に、加工用レーザ伝送用の大口径ファイバのクラッド層と画像伝送用ファイバの間に純粋石英の保護層を設けることにより、より高次のモード変換によりクラッド層から外側にビームが出て行くのを抑えることができ、より安定な照明を行える効果がある。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明は、溶接、切断の分野において使用される以外の複合型光ファイバに導光して使用する応用例を表１に示す。
【００１２】
（１）レーザ治療
【００１３】
【表１】

【００１４】
これらのレーザ治療に使用するレーザを表２に示す。レーザの波長は、紫外、可視、赤外とさまざまなものが利用でき、時間構造も連続波のものとパルスのものとがあり、最大で平均出力１００Ｗ程度のレーザまで利用される。
【００１５】
【表２】

【００１６】
表２の石英ファイバの使用が不可とした２例を除き、全てのケースにおいて複合型光ファイバの適用が可能である。また、導光部のフレキシブル性や細径化が重要となる内視鏡下の手術への応用が考えられる。
【００１７】
（２）レーザ除染
複合型光ファイバの他の応用例としてレーザ除染があげられる。レーザを用いた表面クリーニング技術は、レーザ技術の発達とともに進展を遂げ、技術的に確立されてきた。それは、超音速戦闘機の表面付着物除去や、古典的名画の表面洗浄、重要古典建築物の表面汚染物除去等である。これらは表面に強固かつ複雑に付着している汚染物質を、その繊細な基板にほとんど影響を与えずに取り去ることができる技術である。現在、既にレーザを用いた表面クリーニング装置は製品化されており、レーザ出力１０−４０Ｗ、パルス幅５０ｎｓｅｃ以下であるが、ファイバ導光可能なものである。
【００１８】
レーザ除染はアブレーション作用（レーザ光をターゲット表面に集光することにより、その箇所を高温、溶融状態にし、その表面のみを爆発的に蒸発気化させる作用）を使用する。レーザパルスにおけるアブレーション率の比較をした場合、アブレーション率が除染率に比例するとすると、よりパルス幅の短いレーザパルスが、除染に有効である。
【００１９】
但し、その場合の課題として、ファイバでのレーザパワーの伝送が困難になるという問題がある。極短パルスでは、高いピーク出力となってしまい、ファイバ自身の耐光性が問題になる。そこで、除染の中でも比較的、低いピークパワーでも効果のある美術品等の表面除染等は、複合型光ファイバの具体的な応用例である。以下、本発明を実施例に基づいて説明する。
【００２０】
【実施例】
（実施例１）
本発明の一実施例を図１に基づいて説明する。ＹＡＧレーザ発振器から発振された加工用レーザ光のＹＡＧレーザビームは、光ファイバを経てレーザ合成部であるダイクロイックビームスプリッターに導入され、そのダイクロイックビームスプリッターで反射され、複合型光ファイバへの入射光学系に導入されて複合型光ファイバに通過可能に処理された後、複合型光ファイバを通して出射部に導入され、そこで集光処理されて被加工物に照射される。
【００２１】
照明用レーザ光は、照明光ガイド用光ファイバを通過してダイクロイックビームスプリッターに導入され、上記加工用レーザ光の中心に合致させて一本のビームとして重ね合わせ、入射光学系で光ファイバ通過可能に集光光学処理された後、複合型光ファイバを通して出射部に導入され、そこで加工用レーザ光とともに集光処理されて被加工物に照射される。
【００２２】
照射画像は、被加工物を照射した後の照明用レーザ光の反射光として、照射方向とは逆行して出射部、複合型光ファイバ、入射光学系、ダイクロイックビームスプリッター及び干渉フィルターを経てモニタ装置に到達して映し出される。
【００２３】
（実施例２）
本発明の他の実施例を図２に基づいて説明する。ＹＡＧレーザ発振器から発振された加工用レーザ光のＹＡＧレーザビームは、光ファイバを経てダイクロイックビームスプリッターに導入され、そのダイクロイックビームスプリッターで反射され、複合型光ファイバへの入射光学系に導入されて複合型光ファイバに通過可能に集光光学処理された後、複合型光ファイバを通して出射部に導入され、そこで集光処理されて被加工物に照射される。
【００２４】
照明用レーザ発振器から発振された照明用レーザ光は、照明光ガイド用光ファイバを経てコーンレンズ系に導入されてリングビーム光に変換され、ダイクロイックビームスプリッターに導入され、リング光の形態でリング光の中心を加工用レーザ光の中心に合致させて同心のビームとして重ね合わせ、入射光学系で光ファイバ通過可能に処理された後、複合型光ファイバを通して出射部に導入され、そこで加工用レーザ光とともに集光処理されて被加工物に照射される。照明用レーザ光は、コーンレンズ系でリングビーム光に変換されるので、入射光学系の中心を通す場合に生ずる散乱、反射光が外乱光としてモニタ装置に入光するのを防ぐことができる。
【００２５】
照射画像は、被加工物を照射した後の照明用レーザ光の反射光として、照射方向とは逆行して出射部、複合型光ファイバ、入射光学系、ダイクロイックビームスプリッター及び干渉フィルターを経てモニタ装置に到達して映し出される。
【００２６】
（実施例３）
本発明の複合型光ファイバを図３に基づいて説明する。複合型光ファイバは、加工用レーザ伝送用のコア層、クラッド層、保護層、及び画像伝送用ファイバから構成されている。この加工用レーザはコア層を経て伝送され、照明用レーザ光は画像伝送用ファイバを経て被加工物及びモニタ装置に伝送される。
【００２７】
このコア層の開口数が画像伝送用ファイバの開口数より小さいので、照明用レーザ光の伝送割合を大きくできる結果、被加工物に対して広範囲な照明及ぶモニタ処理をすることができる。
【００２８】
又、コア層と画像伝送用ファイバの間に保護層が設けられているので、コア層のレーザ光が画像伝送用ファイバに侵入することが防止されている。
【００２９】
【発明の効果】
本発明のレーザ加工システムでは、加工用レーザと一緒に、照明用レーザを複合型光ファイバの中心部を伝送させて被加工物に照射し、照明された被加工物の画像は、複合型光ファイバの中で加工用レーザ伝送用のファイバの周囲にバンドルされた画像伝送用ファイバで戻ってきて画像観察装置（モニタ装置）で結像し、且つ画像観察装置に入光する画像は、照明用レーザ光の波長の光を選択的に透過する干渉フィルタを通して観察されるので、加工時の発光等の外乱を非常によく除去でき、鮮明な画像が得られる、という本発明に特有の顕著な効果を生ずる。この場合には、照明用レーザ光は、コリメート光学系の微調整によりビームの平行度、出射方向、出射位置を調整し、加工用レーザ光とともに入射光学系を通して複合型光ファイバに正確に入射することができるので、照明光量のロスがほとんど生じない、という本発明に特有の顕著な効果を生ずる。。
【００３０】
又、本発明においては、照明用レーザ光をコーンレンズ等の光学系を用いて一旦リングビームとし、複合型光ファイバの入射光学系の中心を通ることなく複合型光ファイバに伝送させるので、入射光学系の中心を通す場合に生じる散乱・反射光がモニタ装置に外乱光として入光するのを防ぐことが出来る、という本発明に特有の顕著な効果が生ずる。
【００３１】
更に又、本発明においては、加工用レーザ伝送用の大口径ファイバの開口数を画像伝送用ファイバの開口数より小さくすることにより、クラッド層の照明伝送の割合を大きくでき、被加工物に対してより広範囲でかつ均等な照明をすることができる、という本発明に特有の顕著な効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の複合型光ファイバを用いたレーザ加工システムの実施例である。
【図２】本発明の複合型光ファイバを用いたレーザ加工システムの他の実施例である。
【図３】本発明の複合型ファイバの断面を示す図である。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a laser processing system using a composite optical fiber, and this system is particularly used in the field of medical treatment using a laser, in addition to being used in the field of welding and cutting using a laser, And laser decontamination such as surface cleaning using a laser.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, laser light has been used as a non-contact tool for processing various materials. As a result of the development of laser processing equipment using optical fibers as an optical system for transmitting laser light energy to the workpiece, the applicable range of laser processing has further expanded, and lasers in relatively small diameter pipes can be used. Processing is also possible. For example, when welding or cutting is performed by a laser processing apparatus using an optical fiber, a processing laser beam oscillated from a laser oscillator is guided by the optical fiber, and is incident on the workpiece using an incident optical system. Various laser processing can be performed by condensing the laser beam.
[0003]
Similarly, laser light is used in medicine to perform various operations including cutting and vaporizing a human biological tissue. As a result of the development of a laser treatment device using an optical fiber as an optical system for transmitting laser light energy into the body, the applicable range of laser treatment is further expanded and applied to endoscopic treatment. became. For example, when performing an operation using an endoscope in an organ such as a digestive organ or a trachea, a laser treatment is performed by passing a light guide for a laser treatment, that is, an optical fiber, through an endoscope currently used. Can be performed.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
As a method that enables laser processing to narrow parts where laser processing equipment and fiberscope cannot be inserted at the same time by laser processing in piping etc. where observation of processing position must be performed with fiber scope etc. "Laser processing apparatus and laser processing method using the same" (Japanese Patent Application No. 8-20260) and "Laser processing apparatus and laser processing method using the same" (Japanese Patent Application No. 8-20261) have been filed. When these devices are applied, the flexible arm introduced into the body can be further slimmed in laser treatment in endoscopic surgery.
[0005]
However, even in this case,
1) During laser processing, strong light emission accompanying processing hinders image observation. In addition, when normal visible light such as a halogen lamp is transmitted through a composite optical fiber for illumination, the light condensing property is poor, and the loss upon incidence on the fiber is large.
[0006]
2) Since the illumination light is put in the same line as the image observation system, it becomes an obstacle to image information captured by scattered light and reflected light by the optical system.
There are issues such as.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problems, in the laser processing system of the present invention, along with the processing laser, the illumination laser is transmitted through the central portion of the composite optical fiber to irradiate the workpiece. As the illumination laser, the second harmonic (wavelength 532 nm) of the LD-pumped YAG laser is considered, and the difference in wavelength with the processing laser is utilized. Both of them are guided by an optical fiber, and are dichroic beam splitters. For example, one (processing laser) can be reflected and one (illumination laser) can be accurately superimposed as a single beam.
[0008]
The image of the workpiece illuminated with a single wavelength is transmitted by the image transmission fiber bundled around the fiber for processing laser transmission in the composite optical fiber, and is incident on the composite optical fiber. It returns through the (incident optical system) and forms an image with an image observation device (monitor device). At that time, since the image entering the image observation apparatus is observed through an interference filter that selectively transmits light having the wavelength of the illumination laser beam, disturbances such as light emission during processing can be removed very well, and the image is clear. Images can be obtained. The laser beam for illumination is processed by fine adjustment of the collimating optical system (the lens system installed at the fiber exit for transmitting the laser beam for illumination) installed at the exit port of the optical fiber transmitted from the laser body for illumination. The laser can be accurately incident on the composite optical fiber through the incident optical system for entering the composite optical fiber, and the loss of the illumination light amount hardly occurs.
[0009]
Further, in another laser processing system of the present invention, once the illumination laser light using an optical system such as a cone lens is ring beam, the composite-type optical fiber without passing through the center of the incident optical system of the combined type optical fibers Since it is transmitted, it is possible to prevent scattered / reflected light generated when passing through the center of the incident optical system from entering the monitor device as disturbance light. Also, by irradiating the illumination laser beam at an angle substantially equal to the opening angle of the large-diameter fiber for processing laser transmission, a part of the beam incident on the fiber is part of the large-diameter fiber for processing laser transmission. It propagates from the core layer to the clad layer, and propagates as a clad mode that reflects and travels inside the clad layer. Since the illumination light propagated as the cladding mode is emitted with a larger opening angle than that transmitted through the core layer of the large-diameter fiber, there is an effect of illuminating the workpiece in a wider range.
[0010]
Furthermore, in another laser processing system of the present invention, by making the numerical aperture of the large diameter fiber for processing laser transmission smaller than the numerical aperture of the image transmission fiber, the ratio of illumination transmission in the cladding mode can be increased. This has the effect of illuminating a work piece in a wider range and evenly. At the same time, by providing a pure quartz protective layer between the cladding layer of the large-diameter fiber for processing laser transmission and the image transmission fiber, a beam is emitted from the cladding layer to the outside by higher order mode conversion. There is an effect that it can suppress going and can perform more stable illumination.
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Table 1 shows an application example in which the present invention guides light to a composite optical fiber other than those used in the fields of welding and cutting.
[0012]
(1) Laser treatment [0013]
[Table 1]

[0014]
Table 2 shows lasers used for these laser treatments. Various laser wavelengths such as ultraviolet, visible, and infrared can be used, and the time structure includes a continuous wave type and a pulse type, and a laser having an average output of about 100 W at maximum is used.
[0015]
[Table 2]

[0016]
Except for two cases where the use of the quartz fiber in Table 2 is impossible, the composite optical fiber can be applied in all cases. Moreover, the application to the operation under an endoscope in which the flexibility and diameter reduction of a light guide part are important can be considered.
[0017]
(2) Laser decontamination is another application example of the laser decontamination composite optical fiber. Surface cleaning technology using a laser has progressed with the development of laser technology and has been technically established. These include removal of surface deposits from supersonic fighters, surface cleaning of classic masterpieces, and removal of surface contaminants from important classical buildings. These are techniques that can remove contaminants that are firmly and intricately attached to the surface with little effect on the delicate substrate. At present, a surface cleaning apparatus using a laser has already been commercialized and has a laser output of 10 to 40 W and a pulse width of 50 nsec or less, but can guide a fiber.
[0018]
Laser decontamination uses an ablation action (an action of condensing laser light on the target surface to bring the portion into a high-temperature and molten state and explosively evaporate only the surface). When comparing the ablation rate in laser pulses, if the ablation rate is proportional to the decontamination rate, a laser pulse with a shorter pulse width is effective for decontamination.
[0019]
However, as a problem in that case, there is a problem that it becomes difficult to transmit the laser power through the fiber. An extremely short pulse results in a high peak output, and the light resistance of the fiber itself becomes a problem. Thus, surface decontamination and the like of works of art and the like which are effective even at a relatively low peak power among decontamination are specific applications of composite optical fibers. Hereinafter, the present invention will be described based on examples.
[0020]
【Example】
Example 1
An embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The YAG laser beam of the processing laser light oscillated from the YAG laser oscillator is introduced into the dichroic beam splitter, which is a laser combining unit, through the optical fiber, reflected by the dichroic beam splitter, and incident on the composite optical fiber. after being processed can pass through the composite optical fiber is introduced into, it is introduced into the exit portion through a composite optical fiber, where it is condensed light processing is applied to the workpiece.
[0021]
The laser light for illumination passes through the optical fiber for illumination light guide and is introduced into the dichroic beam splitter, is aligned with the center of the above processing laser light as a single beam, and can pass through the optical fiber with the incident optical system after being condensing optical processing, it is introduced into the exit portion through a composite optical fiber, where it is irradiated to the workpiece is condensing process together with the processing laser light.
[0022]
Irradiation image is reflected by the laser beam for illumination after irradiating the workpiece, and goes through the emission part, composite optical fiber, incident optical system, dichroic beam splitter, and interference filter in the direction opposite to the irradiation direction. Is reached and projected.
[0023]
(Example 2)
Another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The YAG laser beam of the processing laser light oscillated from the YAG laser oscillator is introduced into the dichroic beam splitter through the optical fiber, reflected by the dichroic beam splitter, introduced into the incident optical system to the composite optical fiber, and combined. after being condensing optical treated can pass through the mold optical fiber is introduced into the exit portion through a composite optical fiber, where it is condensed light processing is applied to the workpiece.
[0024]
The illumination laser light oscillated from the illumination laser oscillator is introduced into a cone lens system through an illumination light guide optical fiber, converted into a ring beam light, introduced into a dichroic beam splitter, and ring light in the form of ring light. mainly is matched to the center of the processing laser light by superimposing a concentric beam, after being processed can pass through the optical fiber in the incident optical system is introduced into the exit portion through a composite optical fiber, where for processing Condensed with the laser beam and irradiated onto the workpiece. Since the illumination laser light is converted into ring beam light by the cone lens system, it is possible to prevent the scattered and reflected light generated when passing through the center of the incident optical system from entering the monitor device as disturbance light.
[0025]
Irradiation image is reflected by the laser beam for illumination after irradiating the workpiece, and goes through the emission part, composite optical fiber, incident optical system, dichroic beam splitter, and interference filter in the direction opposite to the irradiation direction. Is reached and projected.
[0026]
(Example 3)
The composite optical fiber of the present invention will be described with reference to FIG. The composite optical fiber includes a processing laser transmission core layer, a cladding layer, a protective layer, and an image transmission fiber. The processing laser is transmitted through the core layer, and the illumination laser light is transmitted to the workpiece and the monitor device through the image transmission fiber.
[0027]
Since the numerical aperture of the core layer is smaller than the numerical aperture of the image transmission fiber, the transmission rate of the illumination laser light can be increased. As a result, the workpiece can be monitored over a wide range of illumination.
[0028]
Further, since the protective layer is provided between the core layer and the image transmission fiber, the laser light of the core layer is prevented from entering the image transmission fiber.
[0029]
【The invention's effect】
In the laser processing system of the present invention, along with the processing laser, an illumination laser is transmitted through the center of the composite optical fiber to irradiate the workpiece, and the image of the illuminated workpiece is a composite light. The image that is returned by the image transmission fiber bundled around the fiber for processing laser transmission in the fiber, forms an image with the image observation apparatus (monitor apparatus), and enters the image observation apparatus is for illumination. Since it is observed through an interference filter that selectively transmits light of the wavelength of the laser beam, disturbances such as light emission during processing can be removed very well and a clear image can be obtained. Is produced. In this case, the illumination laser light is accurately incident on the composite optical fiber through the incident optical system together with the processing laser light, by adjusting the parallelism, emission direction, and emission position of the beam by fine adjustment of the collimating optical system. Therefore, the remarkable effect peculiar to the present invention that the loss of the amount of illumination light hardly occurs is produced. .
[0030]
In the present invention, the illumination laser beam once a ring beam using an optical system such as a cone lens, so is transmitted to the composite-type optical fiber without passing through the center of the incident optical system of the combined type optical fibers, the incident A remarkable effect peculiar to the present invention that scattered / reflected light generated when passing through the center of the optical system can be prevented from entering the monitor device as disturbance light is produced.
[0031]
Furthermore, in the present invention, by making the numerical aperture of the large-diameter fiber for processing laser transmission smaller than the numerical aperture of the image transmission fiber, it is possible to increase the rate of illumination transmission of the cladding layer and to the workpiece. Therefore, there is a remarkable effect peculiar to the present invention that illumination can be performed more widely and uniformly.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an embodiment of a laser processing system using a composite optical fiber of the present invention.
FIG. 2 is another embodiment of a laser processing system using the composite optical fiber of the present invention.
FIG. 3 is a cross-sectional view of a composite fiber of the present invention.

Claims

In the laser processing system for workpieces,
(1) A processing laser transmission core layer, a clad layer, a protective layer, and an image transmission fiber. A large number of image transmission fibers are formed around a processing laser transmission large-diameter fiber constituting the core layer. are integrated is focused, both when the numerical aperture of the large diameter fiber for processing laser transmission in order to increase the transmission rate of the illumination laser beam to be smaller than the numerical aperture of the image transmission fiber, for processing laser transmission composite optical fiber laser light in the core layer is a protective layer of pure silica to prevent from entering into the image transmission fiber between the cladding layer and the image transmitting fiber with a large diameter fiber is used for,
(2) the processing laser beam oscillated from the laser oscillator, via the optical fiber is reflected by introducing the dichroic beam splitter is a composite laser unit, after entering guiding the incident optical system to the composite optical fiber, It is introduced into the exit through the core layer of the composite optical fiber, where it is focused, irradiated onto the workpiece, processed, and the reflected light from the workpiece is reflected in the wavelength difference from the illumination laser beam. Remove with a dichroic beam splitter,
(3) The illumination laser beam is introduced into the dichroic beam splitter through the illumination light guide optical fiber , transmitted using the difference in wavelength from the wavelength of the processing laser beam, and introduced into the incident optical system for illumination laser. after overlay is matched with the center center and the processing laser beam of light, it is introduced to the exit portion through a composite optical fiber, and irradiates the workpiece where treated condenser, the resulting image is, is transmitted through the image transmission fiber, which is focused around the processing laser transmission fiber provided in double focus type optical fiber center, emitting portion retrograde to the irradiation direction, the composite optical fiber, incident optical system, a dichroic The system according to claim 1, wherein the system reaches the monitor through the beam splitter and the interference filter and is projected.

In the laser processing system for workpieces,
(1) A processing laser transmission core layer, a clad layer, a protective layer, and an image transmission fiber. A large number of image transmission fibers are formed around a processing laser transmission large-diameter fiber constituting the core layer. are integrated is focused, both when the numerical aperture of the large diameter fiber for processing laser transmission in order to increase the transmission rate of the illumination laser beam to be smaller than the numerical aperture of the image transmission fiber, for processing laser transmission composite optical fiber laser light in the core layer is a protective layer of pure silica to prevent from entering into the image transmission fiber between the cladding layer and the image transmitting fiber with a large diameter fiber is used for,
(2) the processing laser beam oscillated from the laser oscillator, via the optical fiber is reflected by introducing the dichroic beam splitter is a composite laser unit, after entering guiding the incident optical system to the composite optical fiber, It is introduced into the exit through the core layer of the composite optical fiber, where it is focused, irradiated onto the workpiece, processed, and the reflected light from the workpiece is reflected in the wavelength difference from the illumination laser beam. Remove with a dichroic beam splitter,
(3) After passing the illumination laser beam through the illumination light guide optical fiber, it is converted into ring beam light and introduced into the dichroic beam splitter, and transmitted using the difference in wavelength from the processing laser beam wavelength. , made to match the center center and the processing laser light ring light forms in incoming Shako science-based ring to the illuminating laser beam introduced into the light superimposed as concentric beam illumination conversion to the ring beam After the laser beam for use passes through the center of the incident optical system, it is scattered from the end face of the composite optical fiber, and the reflected light is prevented from entering the monitor device as disturbance light, and then emitted through the composite optical fiber. introduced into parts, irradiated to the workpiece where treated condenser, the resulting image is, for image transmission has been focused around the processing laser transmission fiber provided in double focus type optical fiber central file Is transmitted through the bus, the emission unit retrograde to the irradiation direction, the composite optical fiber, incident optical system, wherein the projected reaches the monitor device through the dichroic beam splitter and an interference filter, said system.