JP5024118B2 - レーザ発振方法、レーザ、レーザ加工方法、及びレーザ測定方法 - Google Patents
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Description
本発明に係るレーザの第1実施形態について説明する。図1は第1実施形態に係るレーザ1の構成を示す図である。この図に示されるレーザ1は、制御部10、光増幅性ファイバ11、励起光源12、光スイッチ13、駆動回路14、コンバイナ15、全反射ミラー16、17、光カプラ18、レンズ19及び光アイソレータ20を備える。
次に、本発明に係るレーザの第2実施形態について説明する。図12は、第2実施形態に係るレーザ2の構成を示す図である。この図に示されるレーザ2は、制御部30、光増幅性ファイバ31、励起光源32、光スイッチ33、駆動回路34、コンバイナ35A、光カプラ35B、光アイソレータ36、レンズ37及び光アイソレータ38を備える。
レーザ加工を行う場合、加工対象物の材質や形状に応じてパルス光のパルスエネルギを最適化する必要がある。上記の実施形態に係るレーザを用いてレーザ加工を行う場合には、繰り返し周波数を変更することによって、パルス光の各パルスのパルスピーク値やパルスエネルギを制御することができる。なお、繰り返し周波数を大きくしたとき、加工対象物の同一のスポットにパルス光が何度も照射してしまうと、当該照射位置における熱蓄積の影響が大きくなる可能性がある。したがって、パルス光の照射位置に対する加工対象物の移動速度が可変であるレーザ加工装置を用いて、繰り返し周波数に対応して移動速度を変化させることが好ましい。
Claims (13)
- 励起手段と、共振器と、Qスイッチ手段と、制御部とを備えるレーザによりパルス光を発振させるレーザ発振方法であって、
前記共振器の共振光路上に配置され励起エネルギが供給されることにより放出光を発生する増幅媒体へ、前記励起手段によって励起光を連続的に供給し、
前記Qスイッチ手段によって前記共振器の共振器損失を変調し、
前記制御部によって、前記Qスイッチ手段の使用繰り返し周波数領域において前記レーザから出力されるパルス光の各パルスの半値全幅の変動が所定の範囲内となるように、前記Qスイッチ手段の消光比を繰り返し周波数に対応して選定された値に制御する
ことを特徴とするレーザ発振方法。 - 前記制御部によって、前記増幅媒体が放出する放出光が前記共振器を周回する周回時間に対する前記Qスイッチ手段の開通時間を3〜5倍とすることを特徴とする請求項1記載のレーザ発振方法。
- 前記制御部によって、前記増幅媒体が放出する放出光が前記共振器を周回する周回時間に対する前記Qスイッチ手段の開通時間を4〜5倍とすることを特徴とする請求項2記載のレーザ発振方法。
- 前記制御部によって、前記使用繰り返し周波数領域が10〜100kHzの範囲を含み、当該範囲における前記パルス光の各パルスの半値全幅が、前記使用繰り返し周波数領域が20kHzのときを基準として±10%以内となるように、前記Qスイッチ手段を制御することを特徴とする請求項1記載のレーザ発振方法。
- 前記制御部によって、前記使用繰り返し周波数領域が20〜250kHzの範囲を含み、当該範囲における前記パルス光の各パルスの半値全幅が、前記使用繰り返し周波数領域が20kHzのときを基準として±20%以内となるように、前記Qスイッチ手段を制御することを特徴とする請求項1記載のレーザ発振方法。
- パルス光を発振するレーザであって、
励起エネルギが供給されることにより放出光を発生する増幅媒体が共振光路上に配置された共振器と、
前記増幅媒体に励起エネルギを連続的に供給する励起手段と、
前記共振器の共振器損失を変調するQスイッチ手段と、
前記Qスイッチ手段の使用繰り返し周波数領域において前記レーザから出力されるパルス光の各パルスの半値全幅の変動が所定の範囲内となるように、前記Qスイッチ手段の消光比を繰り返し周波数に対応して選定された値に制御する制御部と
を備えることを特徴とするレーザ。 - 前記制御部は、前記増幅媒体が放出する放出光が前記共振器を周回する周回時間に対して前記Qスイッチ手段の開通時間を3〜7倍とすることを特徴とする請求項6記載のレーザ。
- 前記制御部は、前記増幅媒体が放出する放出光が前記共振器を周回する周回時間に対して前記Qスイッチ手段の開通時間を3〜4倍とすることを特徴とする請求項6記載のレーザ。
- 前記使用繰り返し周波数領域は10〜100kHzの範囲を含むことを特徴とする請求項6記載のレーザ。
- 請求項6記載のレーザから発振されるパルス光を加工対象物に照射することによって、加工対象物を加工することを特徴とするレーザ加工方法。
- 前記レーザから発振されるパルス光の照射位置に対して、前記加工対象物の移動速度を制御することにより、前記レーザから発振されるパルス光がパルス毎に照射するビームスポットのオーバーラップする割合を一定に制御することを特徴とする請求項10記載のレーザ加工方法。
- 請求項7記載のレーザから発振されるパルス光を加工対象物に照射することによって、加工対象物を加工することを特徴とするレーザ加工方法であって、
前記制御部によって前記Qスイッチ手段の開通時間を制御することによってパルス光のパルスピークを最適化することを特徴とするレーザ加工方法。 - 請求項6記載のレーザから発振されるパルス光を測定対象物に照射し、当該測定対象物の表面で反射された反射光を測定することにより、当該測定対象物の物理量の測定を行うことを特徴とするレーザ測定方法。
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