JP6843219B1 - Light source for laser processing and laser processing equipment - Google Patents
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Abstract
【課題】複数の種類のパルス光列を選択的に出射することが可能なレーザ加工用光源及びレーザ加工装置を提供する。【解決手段】レーザ加工用光源2は、レーザ発振部21と、第1光生成部22と、第2光生成部23と、制御部24と、を備える。レーザ発振部21は、パルス光列L1を出射する。第1光生成部22は、パルス光列L1に対して、分波、複数の光路での伝播、及び合波を実施することで、複数のパルス光列L2を含むパルス光列L3を生成する。第2光生成部23は、パルス光列L3において、複数のパルス光列L2から少なくとも1つのパルス光列L2を選択することで、少なくとも1つのパルス光列L2を含むパルス光列L4を生成する。制御部24は、第2光生成部23を制御する。制御部24は、パルス光列L3において、複数のパルス光列L2から少なくとも1つのパルス光列L2を選択するための制御信号Cを第2光生成部23に送信する。【選択図】図2PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a light source for laser processing and a laser processing apparatus capable of selectively emitting a plurality of types of pulsed light trains. A laser processing light source 2 includes a laser oscillation unit 21, a first light generation unit 22, a second light generation unit 23, and a control unit 24. The laser oscillator 21 emits the pulsed light train L1. The first light generation unit 22 generates a pulse light train L3 including a plurality of pulse light trains L2 by performing demultiplexing, propagation in a plurality of optical paths, and conjugation with respect to the pulse light train L1. .. The second light generation unit 23 generates a pulse light train L4 including at least one pulse light train L2 by selecting at least one pulse light train L2 from the plurality of pulse light trains L2 in the pulse light train L3. .. The control unit 24 controls the second light generation unit 23. The control unit 24 transmits a control signal C for selecting at least one pulse light train L2 from the plurality of pulse light trains L2 to the second light generation unit 23 in the pulse light train L3. [Selection diagram] Fig. 2
Description
本発明は、レーザ加工用光源及びレーザ加工装置に関する。 The present invention relates to a light source for laser processing and a laser processing apparatus.
複数のダブルパルス光からなるダブルパルス光列を被加工物に照射するレーザ加工装置として、複数のシングルパルス光からなる1つのパルス光列を2つのパルス光列に分波し、分波した2つのパルス光列のそれぞれを、光路長が互いに異なる光路で伝播させ、当該2つのパルス光列を合波することで、ダブルパス光列を生成するものが知られている(例えば、特許文献1参照)。なお、シングルパルス光とは、1つのパルスからなる1パルスの光であり、ダブルパルス光とは、例えば数ps〜20nsにまで時間的に近接した2つのパルスからなる1パルスの光である。 As a laser processing device that irradiates a work piece with a double-pulse light sequence consisting of a plurality of double-pulse lights, one pulse light sequence consisting of a plurality of single-pulse lights is demultiplexed into two pulse light sequences and demultiplexed 2. It is known that a double-pass optical sequence is generated by propagating each of the two pulsed optical paths in optical paths having different optical path lengths and combining the two pulsed optical paths (see, for example, Patent Document 1). ). The single-pulse light is one-pulse light composed of one pulse, and the double-pulse light is one-pulse light composed of two pulses that are close in time to, for example, several ps to 20 ns.
しかしながら、上述したようなレーザ加工装置では、被加工物に照射されるパルス光列が1種類のパルス光列(例えば、ダブルパルス光列)に制限される場合がある。様々な用途に応じて被加工物を加工するためには、複数の種類のパルス光列を被加工物に選択的に照射することができれば便利である。 However, in the laser processing apparatus as described above, the pulsed light trains irradiated to the workpiece may be limited to one type of pulsed light trains (for example, double pulsed light trains). In order to process the workpiece according to various uses, it is convenient if the workpiece can be selectively irradiated with a plurality of types of pulsed light trains.
そこで、本発明は、複数の種類のパルス光列を選択的に出射することが可能なレーザ加工用光源及びレーザ加工装置を提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a laser processing light source and a laser processing apparatus capable of selectively emitting a plurality of types of pulsed light trains.
本発明のレーザ加工用光源は、第1パルス光列を出射するレーザ発振部と、第1パルス光列に対して、分波、複数の光路での伝播、及び合波を実施することで、複数の第2パルス光列を含む第3パルス光列を生成する第1光生成部と、第3パルス光列において、複数の第2パルス光列から少なくとも1つの第2パルス光列を選択することで、少なくとも1つの第2パルス光列を含む第4パルス光列を生成する第2光生成部と、第2光生成部を制御する制御部と、を備え、制御部は、第3パルス光列において、複数の第2パルス光列から少なくとも1つの第2パルス光列を選択するための制御信号を第2光生成部に送信する。 The light source for laser processing of the present invention is capable of demultiplexing, propagating in a plurality of optical paths, and combining waves with respect to a laser oscillating unit that emits a first pulse light train and a first pulse light train. In the first light generator that generates a third pulse light train including a plurality of second pulse light trains and the third pulse light train, at least one second pulse light train is selected from the plurality of second pulse light trains. This includes a second light generation unit that generates a fourth pulse light train including at least one second pulse light train, and a control unit that controls the second light generation unit, and the control unit has a third pulse. In the light train, a control signal for selecting at least one second pulse light train from a plurality of second pulse light trains is transmitted to the second light generator.
このレーザ加工用光源では、複数の第2パルス光列を含む第3パルス光列が生成され、第3パルス光列において、複数の第2パルス光列から少なくとも1つの第2パルス光列が選択されることで、少なくとも1つの第2パルス光列を含む第4パルス光列が生成される。よって、このレーザ加工用光源によれば、複数の種類のパルス光列を選択的に出射することが可能となる。 In this light source for laser processing, a third pulse light train including a plurality of second pulse light trains is generated, and at least one second pulse light train is selected from the plurality of second pulse light trains in the third pulse light train. By doing so, a fourth pulse light train including at least one second pulse light train is generated. Therefore, according to this laser processing light source, it is possible to selectively emit a plurality of types of pulsed light trains.
本発明のレーザ加工用光源では、レーザ発振部は、第1パルス光列に対応する周波数を有する電気信号を制御部に送信し、制御部は、電気信号に基づいて制御信号を生成してもよい。この構成によれば、第3パルス光列において、複数の第2パルス光列から少なくとも1つの第2パルス光列を選択する第2光生成部の制御を正確且つ容易に行うことができる。 In the light source for laser processing of the present invention, the laser oscillator unit transmits an electric signal having a frequency corresponding to the first pulse light train to the control unit, and the control unit may generate a control signal based on the electric signal. Good. According to this configuration, in the third pulse light train, the control of the second light generation unit that selects at least one second pulse light train from the plurality of second pulse light trains can be accurately and easily performed.
本発明のレーザ加工用光源では、第2光生成部は、第4パルス光列を生成する光切出部と、第4パルス光列に対して光切出部と共に光共振器を構成する利得媒質と、利得媒質に励起光を照射する励起光源と、を有する再生増幅器であってもよい。この構成によれば、第4パルス光列の生成及び増幅を効率良く行うことができる。 In the light source for laser processing of the present invention, the second light generating unit is a gain that constitutes an optical resonator together with a light cutting unit that generates a fourth pulse light train and a light cutting unit for the fourth pulse light train. It may be a reproduction amplifier having a medium and an excitation light source for irradiating the gain medium with excitation light. According to this configuration, the generation and amplification of the fourth pulse light train can be efficiently performed.
本発明のレーザ加工用光源では、複数の第2パルス光列のそれぞれは、シングルパルス光列及びダブルパルス光列であってもよい。この構成によれば、第3パルス光列において、例えば、複数の第2パルス光列からシングルパルス光列又はダブルパルス光列を選択することで、シングルパルス光列又はダブルパルス光列を含む第4パルス光列を生成することができる。 In the light source for laser processing of the present invention, each of the plurality of second pulse light trains may be a single pulse light train and a double pulse light train. According to this configuration, the third pulse light train includes, for example, a single pulse light train or a double pulse light train by selecting a single pulse light train or a double pulse light train from a plurality of second pulse light trains. A 4-pulse light train can be generated.
本発明のレーザ加工用光源では、第1光生成部は、第1パルス光列を2つのパルス光列に分波する第1分波部と、光路長が互いに異なっており、2つのパルス光列のそれぞれを伝播させる第1光路及び第2光路と、2つのパルス光列を合波することで、第3パルス光列を生成する第1合波部と、を有し、第1光路は、第1分波部によって分波された2つのパルス光列の一方を2つのサブパルス光列に分波する第2分波部と、光路長が互いに異なっており、2つのサブパルス光列のそれぞれを伝播させる第3光路及び第4光路と、2つのサブパルス光列を合波する第2合波部と、を有し、第1合波部は、第1分波部によって分波された2つのパルス光列の他方、及び第2合波部によって合波されたパルス光列を合波することで、第3パルス光列を生成してもよい。この構成によれば、第3パルス光列の生成を容易に行うことができる。 In the light source for laser processing of the present invention, the first light generation unit has different optical path lengths from the first demultiplexing unit that demultiplexes the first pulse light train into two pulse light trains, and the two pulsed lights. The first optical path has a first optical path and a second optical path that propagate each of the columns, and a first combine section that generates a third pulse optical array by merging the two pulse optical sequences. , The second demultiplexing part, which demultiplexes one of the two pulsed light trains demultiplexed by the first demultiplexing part into two subpulse light trains, and the second demultiplexing part, which have different optical path lengths and each of the two subpulse light trains. It has a third optical path and a fourth optical path for propagating the light, and a second combine section that combines two subpulse light trains, and the first combine section is demultiplexed by the first demultiplexing section. A third pulse light train may be generated by merging the other of the two pulse light trains and the pulse light train combined by the second light wave unit. According to this configuration, the generation of the third pulse light train can be easily performed.
本発明のレーザ加工用光源では、第1分波部、第1合波部、第2分波部及び第2合波部のそれぞれは、カプラであり、第1光生成部は、光路上において互いに隣り合うカプラを接続する光ファイバを更に有してもよい。この構成によれば、第3パルス光列の生成をより容易に行うことができる。 In the light source for laser processing of the present invention, each of the first demultiplexing portion, the first demultiplexing portion, the second demultiplexing portion, and the second demultiplexing portion is a coupler, and the first light generating portion is on the optical path. It may further have an optical fiber connecting couplers adjacent to each other. According to this configuration, the generation of the third pulse light train can be performed more easily.
本発明のレーザ加工用光源では、第1光生成部及び第2光生成部は、第3パルス光列が伝播する空間を介して配置されていてもよい。この構成によれば、第2光生成部とは独立して第1光生成部を容易に着脱することができる。 In the light source for laser processing of the present invention, the first light generation unit and the second light generation unit may be arranged through the space through which the third pulse light train propagates. According to this configuration, the first light generating unit can be easily attached and detached independently of the second light generating unit.
本発明のレーザ加工装置は、上記のレーザ加工用光源と、被加工物を支持する支持部と、レーザ加工用光源から出射されたパルス光列を被加工物に照射する照射部と、を備える。 The laser machining apparatus of the present invention includes the above-mentioned laser machining light source, a support portion that supports the workpiece, and an irradiation portion that irradiates the workpiece with a pulsed light train emitted from the laser machining light source. ..
このレーザ加工装置によれば、複数の種類のパルス光列を被加工物に選択的に照射することが可能となる。これにより、様々な用途に応じて被加工物を適切に加工することができる。 According to this laser processing apparatus, it is possible to selectively irradiate a work piece with a plurality of types of pulsed light trains. As a result, the workpiece can be appropriately processed according to various uses.
本発明によれば、複数の種類のパルス光列を選択的に出射することが可能なレーザ加工用光源及びレーザ加工装置を提供することが可能となる。 According to the present invention, it is possible to provide a laser processing light source and a laser processing apparatus capable of selectively emitting a plurality of types of pulsed light trains.
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図において同一又は相当部分には同一符号を付し、重複する説明を省略する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In each figure, the same or corresponding parts are designated by the same reference numerals, and duplicate description will be omitted.
[第1実施形態]
図1に示されるように、レーザ加工装置1は、レーザ加工用光源2と、照射光学系(照射部)3と、支持部4と、加工位置制御部5と、を備えている。レーザ加工装置1は、パルス発振されたレーザ光であるパルス光列を金属等の被加工物Pの表面に照射することで当該表面にプラズマを生成し、プラズマ圧力によって生じた衝撃波で被加工物Pの表面を所定の加工深さに塑性変形させる装置である。
[First Embodiment]
As shown in FIG. 1, the laser processing apparatus 1 includes a laser
レーザ加工用光源2は、パルス光列を出射する。照射光学系3は、レーザ加工用光源2から出射されたパルス光列を被加工物Pに照射する。照射光学系3は、パルス光列の照射・非照射を切り換えるシャッター、被測定位置にパルス光列を集光するレンズ、及びミラー等を有している。
The laser
支持部4は、被加工物Pを支持する。加工位置制御部5は、被加工物Pに対するパルス光列の照射位置を制御する。加工位置制御部5は、照射光学系3及び支持部4の少なくとも一方を移動させることで、被加工物Pの加工位置にパルス光列の照射位置を合わせる。
The
図2に示されるように、レーザ加工用光源2は、レーザ発振部21と、第1光生成部22と、第2光生成部23と、制御部24と、ユーザインタフェース25と、を有している。レーザ発振部21は、例えばモードロックファイバレーザ発振器である。レーザ発振部21は、パルス光列(第1パルス光列)L1に基づいて電気信号Eを出力する。パルス光列とは、所定の時間間隔(パルス間隔)で並んだ複数のパルス光を含むレーザ光である。レーザ発振部21は、電気信号Eを制御部24に送信する。電気信号Eは、パルス光列L1に対応する周波数を有している。一例として、電気信号Eの周波数は、パルス光列L1の周波数と同じである。
As shown in FIG. 2, the laser
第1光生成部22は、パルス光列L1に対して、分波、複数の光路での伝播、及び合波を実施することで、複数のパルス光列(第2パルス光列)L2を含むパルス光列(第3パルス光列)L3を生成する。本実施形態では、パルス光列L3は、パルス光列L2として、パルス光列L21及びパルス光列L22を含んでいる。つまり、複数のパルス光列L2のそれぞれは、パルス光列L21又はパルス光列L22である。
The first
第2光生成部23及び第1光生成部22は、パルス光列L3が伝播する空間を介して配置されている。第2光生成部23は、再生増幅器である。具体的には、第2光生成部23は、1対のミラー231,232と、光切出部233と、利得媒質234と、励起光源235と、を有している。光切出部233及び利得媒質234は、並設された状態で、1対のミラー231,232によって挟まれており、パルス光列に対して光共振器を構成している。
The second
光切出部233は、第1光生成部22から出射されたパルス光列L3において、複数のパルス光列L2から少なくとも1つのパルス光列L2を選択する。これにより、光切出部233は、少なくとも1つのパルス光列L2を含むパルス光列(第4パルス光列)L4を生成する。具体的には、パルス光列L3は、ミラー231を透過して光切出部233に入力される。光切出部233は、制御信号Cに基づいて、パルス光列L3において、複数のパルス光列L2からパルス光列L21又はパルス光列L22を選択する。
The
光切出部233は、制御部24から制御信号C1が送信された場合に、パルス光列L3に含まれるパルス光列L21を通過させつつ、パルス光列L3に含まれるパルス光列L22を遮断することで、パルス光列L21のみを含むパルス光列L4を生成する。また、光切出部233は、制御部24から制御信号C2が送信された場合に、パルス光列L3に含まれるパルス光列L21を遮断しつつ、パルス光列L3に含まれるパルス光列L22を通過させることで、パルス光列L22のみを含むパルス光列L4を生成する。光切出部233によって生成されたパルス光列L4は、再生増幅器である第2光生成部23内において増幅され、増幅されたパルス光列L4Aは、第2光生成部23から出射される。
When the control signal C1 is transmitted from the
利得媒質234は、光共振器の共振光路上に配置され、励起光源235から励起エネルギの供給を受けて、光を増幅させる。利得媒質234は、Yb:YAG等を含んでいる。励起光源235は、励起光を励起エネルギとして利得媒質234に照射する。
The
再生増幅器について、より詳細に説明する。光切出部233は、それぞれが光共振器の光路上に配置された電気光学素子(図示省略)、λ/4波長板(図示省略)、及び偏光ビームスプリッタ(図示省略)等を有している。電気光学素子は、例えばポッケルスセルであり、電気光学効果によって光の偏光状態を制御する。λ/4波長板は、光の偏光成分間に90°の位相差を与える。偏光ビームスプリッタは、光をそれらの偏光状態に応じて選択的に反射又は透過する。
The reproduction amplifier will be described in more detail. The
パルス光列L4は、偏光ビームスプリッタによって反射されて、光共振器内に取り込まれる。パルス光列L4は、光共振器内において、λ/4波長板及び電気光学素子を通過し、ミラー231によって反射された後、再び偏光ビームスプリッタに戻る。パルス光列L4が偏光ビームスプリッタによって反射されてから再び偏光ビームスプリッタに戻るまでの間に、電気光学素子に駆動電圧が印加される。これにより、光共振器のQ値が瞬時に高まり、パルス光列L4が光共振器内で共振する。パルス光列L4は、共振しながら利得媒質234のエネルギを吸収し、徐々に増幅してピークパワーが高められる。パルス光列L4が光共振器内に閉じ込まれてから所定の時間が経過した後、電気光学素子への印加電圧に変化が与えられる。これにより、増幅されたパルス光列L4Aは、その偏光状態が変化して光共振器の外部へ取り出され、レーザ加工用光源2の外部へ出射される。
The pulsed light train L4 is reflected by the polarizing beam splitter and incorporated into the optical resonator. The pulsed light train L4 passes through the λ / 4 wave plate and the electro-optical element in the optical resonator, is reflected by the
制御部24は、レーザ加工用光源2の各部の動作を制御する。制御部24は、処理部及び記憶部等を有している。処理部は、プロセッサ、メモリ、ストレージ及び通信デバイス等を含むコンピュータ装置として構成されている。処理部では、プロセッサが、メモリ等に読み込まれたソフトウェア(プログラム)を実行し、メモリ及びストレージにおけるデータの読み出し及び書き込み、並びに、通信デバイスによる通信を制御する。記憶部は、例えばハードディスク等であり、各種データを記憶する。
The
制御部24は、第2光生成部23を制御する。具体的には、制御部24は、レーザ発振部21からの電気信号Eを受信する。制御部24は、電気信号Eに基づいて制御信号Cを生成する。制御信号Cは、パルス光列L3において、複数のパルス光列L2から少なくとも1つのパルス光列L2を選択するための信号である。本実施形態では、制御信号Cは、パルス光列L21を選択するための制御信号C1、又はパルス光列L22を選択するための制御信号C2である。制御信号C1及び制御信号C2のそれぞれは、電気信号Eと同じ周波数を有するパルス信号である。制御部24は、制御信号C1又は制御信号C2を光切出部233に送信する。
The
制御信号C1は、レーザ発振部21から光切出部233までの光路のうちパルス光列L21が生成される光路の光路長に基づいて生成される。光切出部233に制御信号C1が送信された場合、光切出部233に入力されたパルス光列L3からパルス光列L21が切り出される。制御信号C2は、レーザ発振部21から光切出部233までの光路のうちパルス光列L22が生成される光路の光路長に基づいて生成される。光切出部233に制御信号C2が送信された場合、光切出部233に入力されたパルス光列L3からパルス光列L22が切り出される。なお、制御信号C2は、制御信号C1に対して時間差ΔCだけ遅延している。
The control signal C1 is generated based on the optical path length of the optical path in which the pulsed optical sequence L21 is generated in the optical path from the
ユーザインタフェース25は、例えばオペレータから各種データの入力を受け付ける入力受付部を有している。オペレータは、例えばパルス光列L21又はパルス光列L22を選択するためのデータをユーザインタフェース25に入力することができる。ユーザインタフェース25は、当該データを制御部24に送信する。
The
第1光生成部22について、より詳細に説明する。図3に示されるように、第1光生成部22は、複数のカプラ71,72,73,74と、複数の光ファイバF1,F2,F3,F4,F5,F6と、を有している。複数の光ファイバF2,F3,F4,F5,F6は、光路上において互いに隣り合うカプラを接続している。
The first
カプラ71(第1分波部)の一方の入力端は、光ファイバF1によってレーザ発振部21と接続されている。カプラ71の他方の入力端は、終端処理が施されている。カプラ71の一方の出力端は、光ファイバF2によってカプラ72(第2分波部)の一方の入力端と接続されている。カプラ71の他方の出力端は、光ファイバF3によってカプラ74(第1合波部)の他方の入力端と接続されている。カプラ72の他方の入力端は、終端処理が施されている。カプラ72の一方の出力端は、光ファイバF4によってカプラ73(第2合波部)の一方の入力端と接続されている。カプラ72の他方の出力端は、光ファイバF5によってカプラ73の他方の入力端と接続されている。カプラ73の一方の出力端は、光ファイバF6によってカプラ74の一方の入力端と接続されている。カプラ73の他方の出力端は、終端処理が施されている。カプラ74の一方の出力端は、開放されている。つまり、カプラ74の一方の出力端には、光ファイバが接続されていない。カプラ74の他方の出力端は、終端処理が施されている。
One input end of the coupler 71 (first demultiplexing unit) is connected to the
第1光生成部22においては、カプラ72,73及び光ファイバF2,F4,F5,F6によって第1光路が構成されており、光ファイバF3によって第2光路が構成されている。更に、光ファイバF4によって第3光路が構成されており、光ファイバF5によって第4光路が構成されている。第1光路の光路長と第2光路の光路長とは、互いに異なっている。第2光路の光路長は、第1光路の光路長よりも大きい。第3光路の光路長と第4光路の光路長とは、互いに異なっている。第4光路の光路長は、第3光路の光路長よりも大きい。
In the first
カプラ71は、パルス光列L1を2つのパルス光列に分波する。第1光路及び第2光路は、当該2つのパルス光列のそれぞれを伝播させる。カプラ74は、第1光路及び第2光路を伝播した当該2つのパルス光列を合波することで、パルス光列L3を生成する。カプラ72は、カプラ71によって分波された2つのパルス光列の一方を2つのサブパルス光列に分波する。第3光路及び第4光路は、当該2つのサブパルス光列のそれぞれを伝播させる。カプラ73は、第3光路及び第4光路を伝播した当該2つのサブパルス光列を合波する。カプラ74は、カプラ71によって分波された2つのパルス光列の他方、及びカプラ73によって合波されたパルス光列を合波することで、パルス光列L3を生成する。
The
具体的には、レーザ発振部21から出射されたパルス光列L1は、光ファイバF1を伝播してカプラ71に入射する。パルス光列L1は、カプラ71によってパルス光列L21及びパルス光列L23に分波される。パルス光列L21は、光ファイバF3を伝播してカプラ74に入射する。パルス光列L23は、光ファイバF2を伝播してカプラ72に入射する。パルス光列L23は、カプラ72によってパルス光列(サブパルス光列)L24及びパルス光列(サブパルス光列)L25に分波される。パルス光列L24は、光ファイバF4を伝播してカプラ73に入射する。パルス光列L25は、光ファイバF5を伝播してカプラ73に入射する。パルス光列L24及びパルス光列L25は、カプラ73によってパルス光列L22に合波される。パルス光列L22は、光ファイバF6を伝播してカプラ74に入射する。パルス光列L22及びパルス光列L21は、カプラ74によって合波される。これにより、2つのパルス光列L2を含むパルス光列L3が生成される。
Specifically, the pulsed light train L1 emitted from the
上述したように、第4光路の光路長(すなわち、光ファイバF5の光路長)は、第3光路の光路長(すなわち、光ファイバF4の光路長)よりも大きい。そのため、第4光路から出射されたパルス光列L25の位相は、第3光路から出射されたパルス光列L24の位相に対して遅れることになる。したがって、カプラ73によって合波されたパルス光列L22においては、1パルスの光が、時間差τ1で並んだ2つのパルスからなるダブルパルス光となる。時間差τ1は、第3光路と第4光路との光路差を光速で除することによって得られる値であり、例えば数百ps程度である。このように、パルス光列L22は、複数のダブルパルス光によって構成されたダブルパルス光列である。なお、ダブルパルス光とは、例えば数ps〜20nsにまで時間的に近接した2つのパルスからなる1パルスの光である。
As described above, the optical path length of the fourth optical path (that is, the optical path length of the optical fiber F5) is larger than the optical path length of the third optical path (that is, the optical path length of the optical fiber F4). Therefore, the phase of the pulsed light train L25 emitted from the fourth optical path is delayed with respect to the phase of the pulsed light train L24 emitted from the third optical path. Therefore, in the pulsed light train L22 combined by the
また、第2光路の光路長(すなわち、光ファイバF3の光路長)は、第1光路の光路長(すなわち、カプラ72,73及び光ファイバF2,F4,F6によって構成された光路の光路長、並びに、カプラ72,73及び光ファイバF2,F5,F6によって構成された光路の光路長)よりも大きい。そのため、第2光路から出射されたパルス光列L21の位相は、第1光路から出射されたパルス光列L22の位相に対して遅れることになる。したがって、カプラ74によって合波されたパルス光列L3においては、パルス光列L21に含まれる複数のシングルパルス光、及びパルス光列L22に含まれる複数のダブルパルス光が、時間差τ2で交互に並ぶことになる。時間差τ2は、第1光路と第2光路との光路差を光速で除することによって得られる値であり、例えば12.5ns程度である。時間差τ2は、時間差ΔCと同じである。なお、シングルパルス光とは、1つのパルスからなる1パルスの光である。
The optical path length of the second optical path (that is, the optical path length of the optical fiber F3) is the optical path length of the optical path composed of the
各パルス光列の周波数及びパワー(1つのパルス光のパワー)の一例について説明する。40MHzの周波数及び100mWのパワーを有するパルス光列L1は、カプラ71によって、40MHzの周波数及び80mWのパワーを有するパルス光列L23と、40MHzの周波数及び20mWのパワーを有するパルス光列L21とに分波される。40MHzの周波数及び80mWのパワーを有するパルス光列L23は、カプラ72によって、40MHzの周波数及び40mWのパワーを有するパルス光列L24と、40MHzの周波数及び40mWのパワーを有するパルス光列L25とに分波される。
An example of the frequency and power of each pulsed light train (power of one pulsed light) will be described. The pulsed light train L1 having a frequency of 40 MHz and a power of 100 mW is divided into a pulsed light train L23 having a frequency of 40 MHz and a power of 80 mW and a pulsed light train L21 having a frequency of 40 MHz and a power of 20 mW by a
40MHzの周波数及び40mWのパワーを有するパルス光列L24と、40MHzの周波数及び40mWのパワーを有するパルス光列L25とは、カプラ73によって、40MHzの周波数及び40mWのパワーを有するパルス光列L22に合波される。40MHzの周波数及び40mWのパワーを有するパルス光列L22と、40MHzの周波数及び20mWのパワーを有するパルス光列L21とは、カプラ74によって、80MHzの周波数及び30mWのパワーを有するパルス光列L3に合波される。なお、再生増幅器である第2光生成部23内において増幅されて第2光生成部23から出射されるパルス光列L4A(図2参照)は、20〜500kHzの周波数及び4〜20Wのパワーを有する。
The pulsed light train L24 having a frequency of 40 MHz and a power of 40 mW and the pulsed light train L25 having a frequency of 40 MHz and a power of 40 mW are combined with the pulsed light train L22 having a frequency of 40 MHz and a power of 40 mW by the
以上説明したように、レーザ加工用光源2では、複数のパルス光列L2を含むパルス光列L3が生成される。パルス光列L3において、複数のパルス光列L2からパルス光列L21又はパルス光列L22が選択される。これにより、パルス光列L21又はパルス光列L22を含むパルス光列L4が生成される。よって、レーザ加工用光源2によれば、複数の種類のパルス光列を選択的に出射することが可能となる。
As described above, the laser
数百ps程度の時間差を有するダブルパルス光列、及びシングルパルス光列の両方を、同一のレーザ加工用光源によって出射することが求められる場合がある。そこで、本発明者らは、上述したようなレーザ加工用光源2を見出した。すなわち、レーザ加工用光源2によれば、ハードウェハを変更することなく、制御信号Cの変更のみによってダブルパルス光列とシングルパルス光列とを切り替えで出射可能であり、且つ産業用の高信頼、高安定及び高効率な装置を提供することができる。なお、ダブルパルス光列の出力時においても、シングルパルス光列の出力時の光特性(平均出力、エネルギ安定性、ビームパターン)を維持することが確認された。また、レーザ加工用光源2によれば、例えば照射光学系3等の既存の加工光学系を生かしたまま、レーザ加工用光源2の入れ替えのみでダブルパルス光列を使用した加工を実施することが可能となる。
It may be required that both the double pulse light train having a time difference of about several hundred ps and the single pulse light train are emitted by the same laser processing light source. Therefore, the present inventors have found the
また、レーザ加工用光源2では、レーザ発振部21は、パルス光列L1に対応する周波数を有する電気信号Eを制御部24に送信している。制御部24は、電気信号Eに基づいて制御信号Cを生成している。この構成によれば、パルス光列L3において、複数のパルス光列L2からパルス光列L21又はパルス光列L22を選択する第2光生成部23の制御を正確且つ容易に行うことができる。
Further, in the laser
また、レーザ加工用光源2では、第2光生成部23は、パルス光列L4を生成する光切出部233と、パルス光列L4に対して光切出部233と共に光共振器を構成する利得媒質234と、利得媒質234に励起光を照射する励起光源235と、を有する再生増幅器である。この構成によれば、パルス光列L4の生成及び増幅を効率良く行うことができる。
Further, in the laser
また、レーザ加工用光源2では、複数のパルス光列L2のそれぞれは、シングルパルス光列(パルス光列L21)及びダブルパルス光列(パルス光列L22)である。この構成によれば、パルス光列L3において、例えば、複数のパルス光列L2からシングルパルス光列又はダブルパルス光列を選択することで、シングルパルス光列又はダブルパルス光列を含むパルス光列L4を生成することができる。
Further, in the laser
また、レーザ加工用光源2では、第1光生成部22は、カプラ71と、第1光路及び第2光路と、カプラ74と、を有している。カプラ71は、パルス光列L1を2つのパルス光列L21,L23に分波している。第1光路及び第2光路は、光路長が互いに異なっており、2つのパルス光列L21,L23のそれぞれを伝播させている。カプラ74は、2つのパルス光列L21,L22を合波することで、パルス光列L3を生成している。第1光路は、カプラ74と、第3光路及び第4光路と、カプラ73と、を有している。カプラ74は、カプラ71によって分波されたパルス光列L23を2つのパルス光列L24,L25に分波している。第3光路及び第4光路は、光路長が互いに異なっており、2つのパルス光列L24,L25のそれぞれを伝播させている。カプラ73は、2つのパルス光列L24,L25を合波している。第1合波部は、第1分波部によって分波された2つのパルス光列の他方、及び第2合波部によって合波されたパルス光列を合波することで、第3パルス光列を生成してもよい。この構成によれば、パルス光列L3の生成を容易に行うことができる。
Further, in the laser
また、レーザ加工用光源2では、第1分波部、第1合波部、第2分波部及び第2合波部のそれぞれは、カプラ71,72,73,74である。第1光生成部22は、光路上において互いに隣り合うカプラを接続する光ファイバF2,F3,F4,F5,F6を有している。この構成によれば、パルス光列L3の生成をより容易に行うことができる。
Further, in the laser
すなわち、第1光生成部22が、広く使用されているファイバ光学部品で構成されているため、アクティブな制御や特別な光学素子が不要となる。その結果、安価で高信頼且つ高安定な構造を実現可能となる。また、第1光生成部が例えば偏光ビームスプリッタ等によって構成されている場合に比べて、光特性を向上させることができる。すなわち。ダブルパルス光列であるパルス光列L22の偏光方向が互いに一致しているため、例えば偏光状態を調整することによる光の利用効率の低下等を抑制することができる。また、レーザ発振部21から被加工物Pまでの距離が長くなるのが抑制されるため、装置の長期的な安定性の低下が抑制される。また、定期的なアライメントの調整が不要となる。また、パルス光列L22は、互いに完全に一致した光路を伝播するため、複数の光を集光点において完全に一致させるのが不要となる。
That is, since the first
また、レーザ加工用光源2では、第1光生成部22及び第2光生成部23は、パルス光列L3が伝播する空間を介して配置されている。この構成によれば、第2光生成部23とは独立して第1光生成部22を容易に着脱することができる。
Further, in the laser
レーザ加工装置1によれば、複数の種類のパルス光列L4を被加工物Pに選択的に照射することが可能となる。これにより、様々な用途に応じて被加工物Pを適切に加工することができる。 According to the laser processing apparatus 1, it is possible to selectively irradiate the workpiece P with a plurality of types of pulsed light trains L4. As a result, the workpiece P can be appropriately processed according to various uses.
[第2実施形態]
図4に示されるように、第2実施形態のレーザ加工用光源は、第1光生成部22に代えて第1光生成部22Aを備えている点で、第1実施形態のレーザ加工用光源と主に相違している。第1光生成部22Aは、複数のカプラ81〜88と、複数の光ファイバF11〜F22と、を有している。複数の光ファイバF12〜F22は、光路上において互いに隣り合うカプラを接続する。
[Second Embodiment]
As shown in FIG. 4, the laser processing light source of the second embodiment includes the first
カプラ81の一方の入力端は、光ファイバF11によってレーザ発振部21と接続されている。カプラ81の他方の入力端は、終端処理が施されている。カプラ81の一方の出力端は、光ファイバF12によってカプラ82の一方の入力端と接続されている。カプラ81の他方の出力端は、光ファイバF13によってカプラ86の他方の入力端と接続されている。カプラ82の他方の入力端は、終端処理が施されている。カプラ82の一方の出力端は、光ファイバF14によってカプラ83の一方の入力端と接続されている。カプラ82の他方の出力端は、光ファイバF15によってカプラ87の一方の入力端と接続されている。
One input end of the
カプラ83の他方の入力端は、終端処理が施されている。カプラ83の一方の出力端は、光ファイバF16によってカプラ84の一方の入力端と接続されている。カプラ83の他方の出力端は、光ファイバF17によってカプラ84の他方の入力端と接続されている。カプラ84の一方の出力端は、光ファイバF18によってカプラ85の一方の入力端と接続されている。カプラ84の他方の出力端は、終端処理が施されている。
The other input end of the
カプラ87の他方の入力端は、終端処理が施されている。カプラ87の一方の出力端は、光ファイバ20によってカプラ88の一方の入力端と接続されている。カプラ87の他方の出力端は、光ファイバF21によってカプラ88の他方の入力端と接続されている。カプラ88の一方の出力端は、光ファイバF22によってカプラ85の他方の入力端と接続されている。カプラ88の他方の出力端は、終端処理が施されている。
The other input end of the
カプラ85の一方の出力端は、光ファイバF19によってカプラ86の一方の入力端と接続されている。カプラ85の他方の出力端は、終端処理が施されている。カプラ86の一方の出力端は、開放されている。つまり、カプラ86の一方の出力端には、光ファイバが接続されていない。カプラ86の他方の出力端は、終端処理が施されている。
One output end of the
第1光生成部22Aにおいては、カプラ82,83,84,85及び光ファイバF12,F14,F16,F17,F18,F19によって第1光路が構成されており、光ファイバF13によって第2光路が構成されている。また、光ファイバF16によって第3光路が構成されており、光ファイバF17によって第4光路が構成されている。また、カプラ87,88及び光ファイバF15,F20,F21,F22によって第5光路が構成されており、カプラ83,84及び光ファイバF14,F16,F17,F18によって第8光路が構成されている。また、光ファイバF20によって第6光路が構成されており、光ファイバF21によって第7光路が構成されている。
In the first
第1光路の光路長と第2光路の光路長とは、互いに異なっている。第2光路の光路長は、第1光路の光路長よりも大きい。第3光路の光路長と第4光路の光路長とは、互いに異なっている。第4光路の光路長は、第3光路の光路長よりも大きい。第5光路の光路長と第8光路の光路長とは、互いに異なっている。第5光路の光路長は、第8光路の光路長よりも大きい。第6光路の光路長と第7光路の光路長とは、互いに異なっている。第7光路の光路長は、第6光路の光路長よりも大きい。 The optical path length of the first optical path and the optical path length of the second optical path are different from each other. The optical path length of the second optical path is larger than the optical path length of the first optical path. The optical path length of the third optical path and the optical path length of the fourth optical path are different from each other. The optical path length of the fourth optical path is larger than the optical path length of the third optical path. The optical path length of the fifth optical path and the optical path length of the eighth optical path are different from each other. The optical path length of the fifth optical path is larger than the optical path length of the eighth optical path. The optical path length of the 6th optical path and the optical path length of the 7th optical path are different from each other. The optical path length of the 7th optical path is larger than the optical path length of the 6th optical path.
レーザ発振部21から出射されたパルス光列L1は、光ファイバF11を伝播してカプラ81に入射する。パルス光列L1は、カプラ81によってパルス光列L31(パルス光列L2)及びパルス光列L34に分波される。パルス光列L31は、光ファイバF13を伝播してカプラ86に入射する。パルス光列L34は、光ファイバF12を伝播してカプラ82に入射する。
The pulsed light train L1 emitted from the
パルス光列L34は、カプラ82によってパルス光列L35及びパルス光列L36に分波される。パルス光列L35は、光ファイバF14を伝播してカプラ83に入射する。パルス光列L35は、カプラ83によってパルス光列(サブパルス光列)L37及びパルス光列(サブパルス光列)L38に分波される。パルス光列L37は、光ファイバF16を伝播してカプラ84に入射する。パルス光列L38は、光ファイバF17を伝播してカプラ84に入射する。パルス光列L37及びパルス光列L38は、カプラ84によってパルス光列L32(パルス光列L2)に合波される。パルス光列L32は、光ファイバF18を伝播してカプラ85に入射する。
The pulse light train L34 is demultiplexed by the
パルス光列L36は、光ファイバF15を伝播してカプラ87に入射する。パルス光列L36は、カプラ87によってパルス光列(サブパルス光列)L39及びパルス光列(サブパルス光列)L40に分波される。パルス光列L39は、光ファイバF20を伝播してカプラ88に入射する。パルス光列L40は、光ファイバF21を伝播してカプラ88に入射する。パルス光列L39及びパルス光列L40は、カプラ88によってパルス光列L33(パルス光列L2)に合波される。パルス光列L33は、光ファイバF22を伝播してカプラ85に入射する。
The pulsed light train L36 propagates through the optical fiber F15 and is incident on the
パルス光列L32及びパルス光列L33は、カプラ85によってパルス光列L30に合波される。パルス光列L30は、光ファイバF19を伝播してカプラ86に入射する。パルス光列31及びパルス光列L30は、カプラ86によってパルス光列L3に合波される。これにより、3つのパルス光列L2を含むパルス光列L3が生成される。
The pulsed light train L32 and the pulsed light train L33 are combined with the pulsed light train L30 by the
上述したように、第4光路の光路長(すなわち、光ファイバF17の光路長)は、第3光路の光路長(すなわち、光ファイバF16の光路長)よりも大きい。そのため、第4光路から出射されたパルス光列L38の位相は、第3光路から出射されたパルス光列L37の位相に対して遅れることになる。したがって、カプラ84によって合波されたパルス光列L32においては、1パルスの光が、時間差τ3で並んだ2つのパルスからなるダブルパルス光となる。時間差τ3は、第3光路と第4光路との光路差を光速で除することによって得られる値であり、例えば数百ps程度である。このように、パルス光列L32は、複数のダブルパルス光によって構成されたダブルパルス光列である。
As described above, the optical path length of the fourth optical path (that is, the optical path length of the optical fiber F17) is larger than the optical path length of the third optical path (that is, the optical path length of the optical fiber F16). Therefore, the phase of the pulsed light train L38 emitted from the fourth optical path is delayed with respect to the phase of the pulsed light train L37 emitted from the third optical path. Therefore, in the pulsed light train L32 combined by the
同様に、第7光路の光路長(すなわち、光ファイバF21の光路長)は、第6光路(すなわち、光ファイバF20の光路長)の光路長よりも大きい。そのため、第7光路から出射されたパルス光列L40の位相は、第6光路から出射されたパルス光列L39の位相に対して遅れることになる。したがって、カプラ88によって合波されたパルス光列L33においては、1パルスの光が、時間差τ4で並んだ2つのパルスからなるダブルパルス光となる。時間差τ4は、第6光路と第7光路との光路差を光速で除することによって得られる値であり、例えば数百ps程度である。このように、パルス光列L33は、複数のダブルパルス光によって構成されたダブルパルス光列である。
Similarly, the optical path length of the seventh optical path (that is, the optical path length of the optical fiber F21) is larger than the optical path length of the sixth optical path (that is, the optical path length of the optical fiber F20). Therefore, the phase of the pulsed light train L40 emitted from the 7th optical path is delayed with respect to the phase of the pulsed light train L39 emitted from the 6th optical path. Therefore, in the pulsed light train L33 combined by the
第5光路の光路長(すなわち、カプラ87,88及び光ファイバF15,F20,F22によって構成された光路の光路長、並びに、カプラ87,88及び光ファイバF15,F21,F22によって構成された光路の光路長)は、第8光路の光路長(すなわち、カプラ83,84及び光ファイバF14,F16,F18によって構成された光路の光路長、並びに、カプラ83,84及び光ファイバF14,F17,F18によって構成された光路の光路長)よりも大きい。そのため、第5光路から出射されたパルス光列L33の位相は、第8光路から出射されたパルス光列L32の位相に対して遅れることになる。したがって、カプラ85によって合波されたパルス光列L30においては、パルス光列L32に含まれる複数のダブルパルス光、及びパルス光列L33に含まれる複数のダブルパルス光が時間差τ5で交互に並ぶことになる。時間差τ5は、第5光路と第8光路との光路差を光速で除することによって得られる値であり、例えば8.3ns程度である。
The optical path length of the fifth optical path (that is, the optical path length of the optical path composed of the
同様に、第2光路の光路長(すなわち、光ファイバF13によって構成された光路の光路長)は、第1光路の光路長(すなわち、カプラ82,83,84,85及び光ファイバF12,F14,F16,F18,F19によって構成された光路の光路長、並びに、カプラ82,83,84,85及び光ファイバF12,F14,F17,F18,F19によって構成された光路の光路長)よりも大きい。そのため、第2光路から出射されたパルス光列L31の位相は、第1光路から出射されたパルス光列L30の位相に対して遅れることになる。したがって、カプラ86によって合波されたパルス光列L3においては、パルス光列L31に含まれる複数のダブルパルス光、及びパルス光列L30に含まれる複数のダブルパルス光が時間差τ6で交互に並ぶことになる。時間差τ6は、第1光路と第2光路との光路差を光速で除することによって得られる値であり、例えば8.3ns程度である。
Similarly, the optical path length of the second optical path (that is, the optical path length of the optical path configured by the optical fiber F13) is the optical path length of the first optical path (that is, the
各パルス光列の周波数及びパワー(1つのパルス光のパワー)の一例について説明する。40MHzの周波数及び100mWのパワーを有するパルス光列L1は、カプラ81によって、40MHzの周波数及び80mWのパワーを有するパルス光列L34と、40MHzの周波数及び20mWのパワーを有するパルス光列L31とに分波される。40MHzの周波数及び80mWのパワーを有するパルス光列L34は、カプラ82によって、40MHzの周波数及び40mWのパワーを有するパルス光列L35と、40MHzの周波数及び40mWのパワーを有するパルス光列L36とに分波される。
An example of the frequency and power of each pulsed light train (power of one pulsed light) will be described. The pulsed light train L1 having a frequency of 40 MHz and a power of 100 mW is divided into a pulsed light train L34 having a frequency of 40 MHz and a power of 80 mW and a pulsed light train L31 having a frequency of 40 MHz and a power of 20 mW by a
40MHzの周波数及び40mWのパワーを有するパルス光列L35は、カプラ83によって、40MHzの周波数及び20mWのパワーを有するパルス光列L37と、40MHzの周波数及び20mWのパワーを有するパルス光列L38とに分波される。40MHzの周波数及び20mWのパワーを有するパルス光列L37と、40MHzの周波数及び20mWのパワーを有するパルス光列L38とは、カプラ84によって、40MHzの周波数及び20mWのパワーを有するパルス光列L32に合波される。
The pulsed light train L35 having a frequency of 40 MHz and a power of 40 mW is divided into a pulsed light train L37 having a frequency of 40 MHz and a power of 20 mW and a pulsed light train L38 having a frequency of 40 MHz and a power of 20 mW by a
40MHzの周波数及び40mWのパワーを有するパルス光列L36は、カプラ87によって、40MHzの周波数及び20mWのパワーを有するパルス光列L39と、40MHzの周波数及び20mWのパワーを有するパルス光列L40とに分波される。40MHzの周波数及び20mWのパワーを有するパルス光列L39と、40MHzの周波数及び20mWのパワーを有するパルス光列L40とは、カプラ88によって、40MHzの周波数及び20mWのパワーを有するパルス光列L33に合波される。
The pulsed light train L36 having a frequency of 40 MHz and a power of 40 mW is divided into a pulsed light train L39 having a frequency of 40 MHz and a power of 20 mW and a pulsed light train L40 having a frequency of 40 MHz and a power of 20 mW by the
40MHzの周波数及び20mWのパワーを有するパルス光列L32と、40MHzの周波数及び20mWのパワーを有するパルス光列L33とは、カプラ85によって、80MHzの周波数及び20mWのパワーを有するパルス光列L30に合波される。80MHzの周波数及び20mWのパワーを有するパルス光列L30と、40MHzの周波数及び20mWのパワーを有するパルス光列L31とは、カプラ86によって、120MHzの周波数及び20mWのパワーを有するパルス光列L3に合波される。
The pulsed light train L32 having a frequency of 40 MHz and a power of 20 mW and the pulsed light train L33 having a frequency of 40 MHz and a power of 20 mW are combined with the pulsed light train L30 having a frequency of 80 MHz and a power of 20 mW by the
[変形例]
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではない。
[Modification example]
Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments.
図5に示されるように、第1実施形態のレーザ加工用光源は、第1光生成部22に代えて第1光生成部22Bを備えていてもよい。第1光生成部22Bは、カプラ72に代えてカプラ72Bを有している点で、第1光生成部22と主に相違している。カプラ72Bの分岐比は、カプラ72の分岐比と異なる。一例として、40MHzの周波数及び80mWのパワーを有するパルス光列L23は、カプラ72Bによって、40MHzの周波数及び60mWのパワーを有するパルス光列L24Bと、40MHzの周波数及び20mWのパワーを有するパルス光列L25Bとに分波されてもよい。この場合、カプラ73によって合波されたパルス光列L22Bにおいては、1パルスの光が、パワーが互いに異なる2つのパルスからなるダブルパルス光となる。
As shown in FIG. 5, the laser processing light source of the first embodiment may include a first
図6に示されるように、第2実施形態のレーザ加工用光源は、第1光生成部22Aに代えて第1光生成部22Cを備えていてもよい。第1光生成部22Cは、第5光路(カプラ87,88及び光ファイバF15,F20,F21,F22によって構成された光路)に代えて光ファイバF23を有している点で、第1光生成部22Aと主に相違している。
As shown in FIG. 6, the laser processing light source of the second embodiment may include a first
カプラ82の他方の出力端は、光ファイバF23によってカプラ85の他方の入力端と接続されている。カプラ82から出力されたパルス光列36は、光ファイバF23を伝播してカプラ85に入射する。パルス光列L32及びパルス光列36は、カプラ85によってパルス光列L37(パルス光列L2)に合波される。第1光生成部22Cにおいては、光ファイバF23によって第9光路が構成している。第9光路の光路長(すなわち、光ファイバF23の光路長)は、第8光路の光路長(すなわち、カプラ83,84及び光ファイバF14,F16,F18によって構成された光路の光路長、並びに、カプラ83,84光ファイバF14,F17,F18によって構成された光路の光路長)と異なっている。第9光路の光路長は、第8光路の光路長よりも大きい。したがって、カプラ85によって合波されたパルス光列L37においては、1パルスの光が、例えば同じ時間差で並んだ3つのパルスからなるトリプルパルス光となる。
The other output end of the
各実施形態において、各カプラの分岐比(分波される各パルス光列のパワーの比)及び各光ファイバの長さは、必要に応じて調整されてもよい。 In each embodiment, the branching ratio of each coupler (ratio of the power of each demultiplexed pulsed light train) and the length of each optical fiber may be adjusted as needed.
各実施形態において、第2光生成部23は、少なくとも光切出部233を有していればよい。つまり、第2光生成部23は、再生増幅器ではなくてもよい。第2光生成部23は、例えば、光切出部233と、1つの利得媒質と、1つの励起光源と、を有していてもよい。つまり、第2光生成部23は、シングルパス増幅器であってもよい。この場合、光切出部233によって生成されたパルス光列L4は、1つの利得媒質を通過することで増幅される。また、第2光生成部23は、光切出部233と、複数の利得媒質と、複数の励起光源と、を有していてもよい。つまり、第2光生成部23は、MOPA増幅器であってもよい。この場合、光切出部233によって生成されたパルス光列L4は、複数の利得媒質を通過することで増幅される。
In each embodiment, the second
各実施形態において、第1光生成部22がカプラ及び光ファイバによって構成されている例を示したが、第1光生成部22は、例えばビームスプリッタ等の光学系によって構成されていてもよい。第1光生成部22は、パルス光列L1に対して、分波、複数の光路での伝播、及び合波を実施することで、複数のパルス光列L2を含むパルス光列L3を生成すればよい。
In each embodiment, an example in which the first
各実施形態において、第1光生成部22が2又は3種類のパルス光列L2を含むパルス光列L3を生成する例を示したが、第1光生成部22は、n(nは、3よりも大きい整数)種類のパルス光列L2を含むパルス光列L3を生成してもよい。光切出部233は、パルス光列L3において、n種類のパルス光列L2からm(mは、n以下の整数)種類のパルス光列L2を選択することで、m種類のパルス光列L2を含むパルス光列L4を生成してもよい。光切出部233は、パルス光列L3において、複数のパルス光列L2から少なくとも1つのパルス光列L2を選択することで、少なくとも1つのパルス光列L2を含むパルス光列L4を生成すればよい。
In each embodiment, an example is shown in which the first
1…レーザ加工装置、2…レーザ加工用光源、3…照射光学系(照射部)、4…支持部、21…レーザ発振部、22…第1光生成部、23…第2光生成部、24…制御部、71…カプラ(第1分波部)、72…カプラ(第2分波部)、73…カプラ(第2合波部)、74…カプラ(第1合波部)、233…光切出部、234…利得媒質、235…励起光源、C,C1,C2…制御信号、E…電気信号、L1…パルス光列(第1パルス光列)、L2…パルス光列(第2パルス光列)、L3…パルス光列(第3パルス光列)、L4…パルス光列(第4パルス光列)、L21,L23…パルス光列、L24,L25…パルス光列(サブパルス光列)、P…被加工物。 1 ... Laser processing device, 2 ... Laser processing light source, 3 ... Irradiation optical system (irradiation unit), 4 ... Support unit, 21 ... Laser oscillation unit, 22 ... First light generation unit, 23 ... Second light generation unit, 24 ... Control unit, 71 ... Coupler (1st demultiplexing part), 72 ... Coupler (2nd demultiplexing part), 73 ... Coupler (2nd demultiplexing part), 74 ... Coupler (1st demultiplexing part), 233 ... Optical cutting unit, 234 ... Gain medium, 235 ... Excitation light source, C, C1, C2 ... Control signal, E ... Electrical signal, L1 ... Pulse light train (first pulse light train), L2 ... Pulse light train (No. 1) 2 pulsed light train), L3 ... pulsed light train (3rd pulse light train), L4 ... pulsed light train (4th pulse light train), L21, L23 ... pulsed light train, L24, L25 ... pulsed light train (subpulse light) Row), P ... Work piece.
Claims (8)
前記第1パルス光列に対して、分波、複数の光路での伝播、及び合波を実施することで、複数の第2パルス光列を含む第3パルス光列を生成する第1光生成部と、
前記第3パルス光列において、前記複数の第2パルス光列から少なくとも1つの第2パルス光列を選択することで、前記少なくとも1つの第2パルス光列を含む第4パルス光列を生成する第2光生成部と、
前記第2光生成部を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記第3パルス光列において、前記複数の第2パルス光列から前記少なくとも1つの第2パルス光列を選択するための制御信号を前記第2光生成部に送信する、レーザ加工用光源。 A laser oscillator that emits a first pulse light train,
A first light generation that generates a third pulse light train including a plurality of second pulse light trains by demultiplexing, propagating in a plurality of optical paths, and merging the first pulse light train. Department and
In the third pulse light train, by selecting at least one second pulse light train from the plurality of second pulse light trains, a fourth pulse light train including the at least one second pulse light train is generated. The second light generator and
A control unit that controls the second light generation unit is provided.
The control unit transmits a control signal for selecting at least one second pulse light train from the plurality of second pulse light trains to the second light generation unit in the third pulse light train. Light source for processing.
前記制御部は、前記電気信号に基づいて前記制御信号を生成する、請求項1に記載のレーザ加工用光源。 The laser oscillator unit transmits an electric signal having a frequency corresponding to the first pulse light train to the control unit.
The laser processing light source according to claim 1, wherein the control unit generates the control signal based on the electric signal.
前記第4パルス光列を生成する光切出部と、
前記第4パルス光列に対して前記光切出部と共に光共振器を構成する利得媒質と、
前記利得媒質に励起光を照射する励起光源と、を有する再生増幅器である、請求項1又は2に記載のレーザ加工用光源。 The second light generator
An optical cutout portion that generates the fourth pulse optical train, and
A gain medium that constitutes an optical resonator together with the optical cutout portion for the fourth pulse optical train,
The light source for laser processing according to claim 1 or 2, which is a reproduction amplifier having an excitation light source for irradiating the gain medium with excitation light.
前記第1パルス光列を2つのパルス光列に分波する第1分波部と、
光路長が互いに異なっており、前記2つのパルス光列のそれぞれを伝播させる第1光路及び第2光路と、
前記2つのパルス光列を合波することで、前記第3パルス光列を生成する第1合波部と、を有し、
前記第1光路は、
前記第1分波部によって分波された前記2つのパルス光列の一方を2つのサブパルス光列に分波する第2分波部と、
光路長が互いに異なっており、前記2つのサブパルス光列のそれぞれを伝播させる第3光路及び第4光路と、
前記2つのサブパルス光列を合波する第2合波部と、を有し、
前記第1合波部は、前記第1分波部によって分波された前記2つのパルス光列の他方、及び前記第2合波部によって合波されたパルス光列を合波することで、前記第3パルス光列を生成する、請求項1〜4のいずれか一項に記載のレーザ加工用光源。 The first light generator
A first demultiplexing unit that demultiplexes the first pulse light train into two pulse light trains,
The first optical path and the second optical path, which have different optical path lengths and propagate each of the two pulsed optical paths,
It has a first confluence unit that generates the third pulse light train by merging the two pulse light trains.
The first optical path is
A second demultiplexing unit that demultiplexes one of the two pulsed light trains demultiplexed by the first demultiplexing unit into two subpulse light trains, and
The third and fourth optical paths, which have different optical path lengths and propagate each of the two subpulse optical paths,
It has a second merging section that merging the two subpulse light trains, and
The first confluence unit combines the other of the two pulse light trains demultiplexed by the first demultiplexing unit and the pulse light train demultiplexed by the second demultiplexing unit. The laser processing light source according to any one of claims 1 to 4, which generates the third pulse light train.
前記第1光生成部は、光路上において互いに隣り合う前記カプラを接続する光ファイバを更に有する、請求項5に記載のレーザ加工用光源。 Each of the first demultiplexing section, the first demultiplexing section, the second demultiplexing section, and the second demultiplexing section is a coupler.
The light source for laser processing according to claim 5, wherein the first light generation unit further includes an optical fiber that connects the couplers adjacent to each other on the optical path.
被加工物を支持する支持部と、
前記レーザ加工用光源から出射されたパルス光列を前記被加工物に照射する照射部と、を備える、レーザ加工装置。 The light source for laser processing according to any one of claims 1 to 7,
A support part that supports the work piece and
A laser processing apparatus including an irradiation unit that irradiates the workpiece with a pulsed light train emitted from the laser processing light source.
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