JP6549878B2 - レーザ光照射装置およびレーザピーニング処理方法 - Google Patents
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Description
第1の実施形態によるレーザ光照射装置について、図面を参照して説明する。なお、図1では、レーザ光照射装置のレーザ発振器から光ファイバの途中までの図は省略し、光ファイバの途中から光照射側の端面までのみを示す。図1は、第1の実施形態によるレーザ光照射装置を示す概略断面図である。図1に示すように、レーザ光照射装置1は、パルスレーザ光(以下、単に、レーザ光ともいう。)を導光させる光ファイバ2と、光ファイバ2の一端側に配置され光ファイバ2とともにレーザ発振器から照射されるパルスレーザ光の光路を構成する集光レンズ3と、光ファイバ2を保持するガイド4と、光ファイバ2の位置を変動させるための移動機構5とを備える。本実施形態においては、集光レンズ3は光ファイバ2の一端側の端面に結合されている。
第2の実施形態によるレーザ光照射装置について、図面を参照して説明する。なお、上記実施形態と同様の機能を有する部材には、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。図4は、第2の実施形態によるレーザ光照射装置を示す概略断面図である。図4に示すように、本実施形態においては、光ファイバ2の光射出端部と集光レンズ3との間に光ファイバレンズ10が設けられている。
第3の実施形態によるレーザ光照射装置について、図面を参照して説明する。なお、上記実施形態と同様の機能を有する部材には、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。図5は、第3の実施形態によるレーザ光照射装置を示す概略断面図である。図5に示すように、本実施形態においては、光ファイバ2の端面を斜めにカットして、このカットされた傾斜端面に集光レンズ3を接合させている。このような構造とすることにより、光ファイバに対する光射出角度θを大きくし、光ファイバ端面から集光させる位置までの光が通る距離を短くすることにより、より大きなエネルギーを有するレーザ光を被加工部9に照射させることができる。
第4の実施形態によるレーザ光照射装置について、図面を参照して説明する。なお、上記実施形態と同様の機能を有する部材には、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。図6は、第4の実施形態によるレーザ光照射装置の構成を示す概略断面図である。本実施形態においては、光ファイバ2の端面を球面状に切削して形成された凹部形状に合うように加工された集光レンズ3を組み合わせて接合させている。
第5の実施形態によるレーザ光照射装置について、図面を参照して説明する。なお、上記実施形態と同様の機能を有する部材には、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。図8は、本実施形態によるレーザ光照射装置における集光レンズ3を説明するための概念図である。図8に示すように、本実施形態において、集光レンズ3は、シリンドリカルレンズ11(破線で示す)から切り出された形状とし、集光レンズ3の光出射面の形状をシリンドリカルレンズ状としている。シリンドリカルレンズ11は、A−A’方向には集光効果を有するが、B−B’方向には集光効果を有していない。このようなシリンドリカルレンズ11を用いることにより、レーザ光の光束を、B−B’方向に長い、つまりアスペクト比が1ではない楕円形とすることができる。レーザ光が、このようなシリンドリカルレンズ11のA’側の被加工部に照射されると、横方向に長い光束が縦方向に長く照射されることになる。すなわち、レーザ光の進行方向に垂直な面でレーザ光のスポットは横長である場合、レーザ光の進行方向に対して垂直ではない面においてはそのアスペクト比が1に近づけることができる。
2 光ファイバ
2−1 光ファイバコア
2−2 クラッド
3 集光レンズ
4 ガイド
5 移動機構
6 原子炉上蓋
7 ノズル
8 サーマルスリーブ
9 被加工部
10 光ファイバレンズ
11 シリンドリカルレンズ
Claims (6)
- パルスレーザ光を導光させる光ファイバと、前記光ファイバの一端側に配置され前記光ファイバとともに前記パルスレーザ光の光路を構成する集光レンズと、前記光ファイバを保持するガイドと、前記光ファイバの位置を変動させるための移動機構とを具備してなり、
前記光ファイバの前記集光レンズ側の端面が、前記光ファイバの中心軸に対して斜めに切削されており、
前記光ファイバを通じて導光された前記パルスレーザ光の光路が、前記集光レンズにより前記光ファイバの中心軸に対して、0°を超え、90°未満の角度に変更されて射出されることを特徴とする、レーザ光照射装置。 - パルスレーザ光を導光させる光ファイバと、前記光ファイバの一端側に配置され前記光ファイバとともに前記パルスレーザ光の光路を構成する集光レンズと、前記光ファイバを保持するガイドと、前記光ファイバの位置を変動させるための移動機構とを具備してなり、
前記光ファイバと前記集光レンズとが、前記光ファイバの中心軸から外周部に向かって屈折率が高くなるように構成され、前記光ファイバの端面から前記集光レンズへ前記パルスレーザ光を伝送する光ファイバレンズを介して結合され、
前記光ファイバを通じて導光された前記パルスレーザ光の光路が、前記集光レンズにより前記光ファイバの中心軸に対して、0°を超え、90°未満の角度に変更されて射出されることを特徴とする、レーザ光照射装置。 - パルスレーザ光を導光させる光ファイバと、前記光ファイバの一端側に配置され前記光ファイバとともに前記パルスレーザ光の光路を構成する集光レンズと、前記光ファイバを保持するガイドと、前記光ファイバの位置を変動させるための移動機構とを具備してなり、
前記光ファイバの前記集光レンズ側の端面が、凹状に切削されており、
前記光ファイバを通じて導光された前記パルスレーザ光の光路が、前記集光レンズにより前記光ファイバの中心軸に対して、0°を超え、90°未満の角度に変更されて射出されることを特徴とする、レーザ光照射装置。 - 前記集光レンズが、前記光ファイバのコアの直径よりも大きな直径を有する光学レンズの一部であり、
前記光ファイバの中心軸と、前記光学レンズの光軸とが一致していない、請求項1〜3のいずれか1項に記載の装置。 - 請求項1〜4のいずれか1項に記載のレーザ光照射装置を用いて、水中に存在する被処理部材に前記パルスレーザ光を照射して加工を施すことを特徴とする、レーザピーニング処理方法。
- 前記被処理部材が、原子炉を構成する部材である、請求項5に記載の方法。
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