JPH01197089A - レーザ加工装置 - Google Patents
レーザ加工装置Info
- Publication number
- JPH01197089A JPH01197089A JP63022582A JP2258288A JPH01197089A JP H01197089 A JPH01197089 A JP H01197089A JP 63022582 A JP63022582 A JP 63022582A JP 2258288 A JP2258288 A JP 2258288A JP H01197089 A JPH01197089 A JP H01197089A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- laser light
- laser
- lens
- mode
- laser beam
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 17
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 claims abstract description 13
- 238000000746 purification Methods 0.000 claims description 6
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 3
- 238000003466 welding Methods 0.000 claims description 3
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Lasers (AREA)
- Laser Beam Processing (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は、レーザ光を利用して切断、溶接、熱処理など
を行うレーザ加工装置に関するものである。
を行うレーザ加工装置に関するものである。
従来の技術
以下、第４図を参照しながら従来の技術について説明す
る。第４図は従来のレーザ加工装置を示した断面図であ
る。第４図において、２１はアシストガスの流れの方向
を制御するノズルで、トーチ２２の先端にストッパーリ
ング２３により位置決めされて固定されている。トーチ
２２の中にはレーザ光を集光する集光レンズ２４が配設
され、この集光レンズ２４はトーチ２２に内股されたレ
ンズホルダー２５の内側に、上側レンズスペーサ２６と
下側レンズスペーサ２７により挟持された状態で固定リ
ング２８により固定され、レンズホルダー２５により位
置調整可能である。レーザ発振器で発生したレーザ光は
レーザ加工装置に設置された光学部品によりトーチ２２
まで誘導され、トーチ２２の中の集光レンズ２４により
焦点を結び、加工条件に合わせて調節された焦点位置で
切断、溶接、熱処理などが行われる。
る。第４図は従来のレーザ加工装置を示した断面図であ
る。第４図において、２１はアシストガスの流れの方向
を制御するノズルで、トーチ２２の先端にストッパーリ
ング２３により位置決めされて固定されている。トーチ
２２の中にはレーザ光を集光する集光レンズ２４が配設
され、この集光レンズ２４はトーチ２２に内股されたレ
ンズホルダー２５の内側に、上側レンズスペーサ２６と
下側レンズスペーサ２７により挟持された状態で固定リ
ング２８により固定され、レンズホルダー２５により位
置調整可能である。レーザ発振器で発生したレーザ光は
レーザ加工装置に設置された光学部品によりトーチ２２
まで誘導され、トーチ２２の中の集光レンズ２４により
焦点を結び、加工条件に合わせて調節された焦点位置で
切断、溶接、熱処理などが行われる。
発明が解決しようとする課題
しかしながら、この種のレーザ加工装置においては、レ
ーザ発振器で発生したレーザ光がマルチモード成分を含
んでいると、加工条件幅が狭くなるばかりでなく、切断
幅が太くなるという欠点があった。
ーザ発振器で発生したレーザ光がマルチモード成分を含
んでいると、加工条件幅が狭くなるばかりでなく、切断
幅が太くなるという欠点があった。
本発明は上記問題を解決するもので、加工条件幅が広く
、切断幅が狭いレーザ加工装置を提供することを目的と
するものである。
、切断幅が狭いレーザ加工装置を提供することを目的と
するものである。
課題を解決するための手段
上記問題を解決するために本発明は、レーザ発振器で発
生したレーザ光のモードを純化するための複数枚の光学
レンズとスペーシャルフィルタとを有するモード純化機
構をレーザ発振器内の出力鏡から集光レンズまでの間に
設けたものである。
生したレーザ光のモードを純化するための複数枚の光学
レンズとスペーシャルフィルタとを有するモード純化機
構をレーザ発振器内の出力鏡から集光レンズまでの間に
設けたものである。
作用
上記構成により、レーザ発振器で発生したレーザ光のマ
ルチモード成分はモード純化機構のスペーシャルフィル
タにより吸収され、レーザ光のモードが純化される。し
たがってレーザ光のシングルモード成分のみが集光レン
ズにより集光されてワークに照射される。その結果、レ
ーザ光の集光性が良くなり、加工範囲が広がるだけでな
く、切断幅が狭くなる。
ルチモード成分はモード純化機構のスペーシャルフィル
タにより吸収され、レーザ光のモードが純化される。し
たがってレーザ光のシングルモード成分のみが集光レン
ズにより集光されてワークに照射される。その結果、レ
ーザ光の集光性が良くなり、加工範囲が広がるだけでな
く、切断幅が狭くなる。
実施例
以下、図面を参照しながら本発明の一実施例について説
明する。
明する。
第１図は、本発明の一実施例を示すレーザ加工装置の断
面図である。第１図において、１はアシストガスの流れ
の方向を制御するノズルで、トーチ２の先端にストッパ
ーリング３により位置決めされて固定されている。トー
チ２の側部にはアシストガスを導入する導入口２ａが形
成され、１・−チ２の中にはレーザ光を集光する集光レ
ンズ４か配設される。この集光レンズ４はトーチ２に内
股されたレンズホルダー５の内側に上側集光レンズスペ
ーサ６と下ｌＦｌ集光レンズスペーサ７により挟持され
た状態で固定リング８により固定され、レンズホルダー
５により位ｆｆｇ！可能である。集光レンズ４とレーザ
発振器内の出力鏡（図示せず）との間で、トーチ２内の
集光レンズ４よりレーザ発振器側位置にはレーザ光のモ
ードを純化するモード純化機構９が設けられている。こ
のモード純化機構９は、レーザ発振器で発生したレーザ
光を一旦集光する上部光学レンズ１０と、この−度絞り
込まれたレーザ光を再び平行光線に戻す下部光学レンズ
１１と、これらのＬ部および下部光学レンズ１０、１１
の間に配設されてマルチモードのレーザ光を吸収するス
ペーシャルフィルタ１２と、このスペーシャルフィルタ
１２と上部光学レンズ１０との間に設けられて散乱光を
吸収するクリアーアパーチャ板１３とを備え、スペーシ
ャルフィルタ１２およびクリアーアパーチャ板１３はそ
れぞれ中央部に孔１２ａ。
面図である。第１図において、１はアシストガスの流れ
の方向を制御するノズルで、トーチ２の先端にストッパ
ーリング３により位置決めされて固定されている。トー
チ２の側部にはアシストガスを導入する導入口２ａが形
成され、１・−チ２の中にはレーザ光を集光する集光レ
ンズ４か配設される。この集光レンズ４はトーチ２に内
股されたレンズホルダー５の内側に上側集光レンズスペ
ーサ６と下ｌＦｌ集光レンズスペーサ７により挟持され
た状態で固定リング８により固定され、レンズホルダー
５により位ｆｆｇ！可能である。集光レンズ４とレーザ
発振器内の出力鏡（図示せず）との間で、トーチ２内の
集光レンズ４よりレーザ発振器側位置にはレーザ光のモ
ードを純化するモード純化機構９が設けられている。こ
のモード純化機構９は、レーザ発振器で発生したレーザ
光を一旦集光する上部光学レンズ１０と、この−度絞り
込まれたレーザ光を再び平行光線に戻す下部光学レンズ
１１と、これらのＬ部および下部光学レンズ１０、１１
の間に配設されてマルチモードのレーザ光を吸収するス
ペーシャルフィルタ１２と、このスペーシャルフィルタ
１２と上部光学レンズ１０との間に設けられて散乱光を
吸収するクリアーアパーチャ板１３とを備え、スペーシ
ャルフィルタ１２およびクリアーアパーチャ板１３はそ
れぞれ中央部に孔１２ａ。
１３ａが形成され、スペーシャルフィルタ１２はその孔
１２ａに上部光学レンズ１０で集光された集光点が位置
するように配置されている。上部光学レンズ１０は一対
のレンズスペーサ１４．１５により挟持され、トーチ２
に螺合する固定リング１６により固定されている。また
下部光学レンズ１１は、下側レンズスペーサ１７とスペ
ーシャルフィルタ１２に形成された筒部１２ｂとにより
挟持され、トーチ２に螺合するクリアーアパーチャ板１
３により固定されている。
１２ａに上部光学レンズ１０で集光された集光点が位置
するように配置されている。上部光学レンズ１０は一対
のレンズスペーサ１４．１５により挟持され、トーチ２
に螺合する固定リング１６により固定されている。また
下部光学レンズ１１は、下側レンズスペーサ１７とスペ
ーシャルフィルタ１２に形成された筒部１２ｂとにより
挟持され、トーチ２に螺合するクリアーアパーチャ板１
３により固定されている。
次に、その動作について説明する。レーザ発振器で発生
したレーザ光は上部光学レンズ１０により一旦集光され
、集光点の手前でクリアーアパーチャ板１３の孔１３ａ
を通過して散乱光が吸収され、さらに集光点上に配置さ
れたスペーシャルフィルタ１２によりレーザ光のマルチ
モード成分が吸収される。レーザ発振器で発生するレー
ザ光は、マルチモード成分とシングルモード成分とから
なり、これらの成分の集光性の違いから集光点付近にお
けるレーザ光度分布は第２図（ａ）に示すように二極化
された分布になっている。しかし、マルチモード成分を
吸収するスペーシャルフィルタ１２により、レーザ光は
シングルモード成分だけとなり第２図（ｂ）に示すよう
に中心点を頂点として両側に広がるものに純化される。
したレーザ光は上部光学レンズ１０により一旦集光され
、集光点の手前でクリアーアパーチャ板１３の孔１３ａ
を通過して散乱光が吸収され、さらに集光点上に配置さ
れたスペーシャルフィルタ１２によりレーザ光のマルチ
モード成分が吸収される。レーザ発振器で発生するレー
ザ光は、マルチモード成分とシングルモード成分とから
なり、これらの成分の集光性の違いから集光点付近にお
けるレーザ光度分布は第２図（ａ）に示すように二極化
された分布になっている。しかし、マルチモード成分を
吸収するスペーシャルフィルタ１２により、レーザ光は
シングルモード成分だけとなり第２図（ｂ）に示すよう
に中心点を頂点として両側に広がるものに純化される。
モードが純化されたレーザ光は、下部光学レンズ１１に
より再度平行光線に戻された後、集光レンズ４により集
光されてノズル１より出射され、シングルモード成分の
みのレーザ光がレーザ加工・に利用される。その結果、
レーザ光の集光性が良くなり、加工範囲が広がるだけで
なく、切断幅が狭くなる。なお、レーザ光をシングルモ
ード成分のみと仮定した場合、１／ｅ２計算によるビー
ム径計算値に対するスペーシャルフィルタ１２の孔径り
の比を変えると、第３図に示す特性図のように、切断幅
は変化し、スペーシャルフィルタ１２の孔径りを小さく
するにつれ、切断幅を小さくでき、効果的な切断幅を得
ることができる。
より再度平行光線に戻された後、集光レンズ４により集
光されてノズル１より出射され、シングルモード成分の
みのレーザ光がレーザ加工・に利用される。その結果、
レーザ光の集光性が良くなり、加工範囲が広がるだけで
なく、切断幅が狭くなる。なお、レーザ光をシングルモ
ード成分のみと仮定した場合、１／ｅ２計算によるビー
ム径計算値に対するスペーシャルフィルタ１２の孔径り
の比を変えると、第３図に示す特性図のように、切断幅
は変化し、スペーシャルフィルタ１２の孔径りを小さく
するにつれ、切断幅を小さくでき、効果的な切断幅を得
ることができる。
発明の効果
以上、本発明によれば、レーザ発振器内の出力鏡から集
光レンズの間に、複数枚の光学レンズとスペーシャルフ
ィルタとを有するモード純化ＲＷ４を設けたので、レー
ザ光はマルチモード成分が除去されて、シングルモード
成分のみとなり、レーザ光の集光性が良くなり、加工範
囲が広がるだけでなく、切断幅が狭くなる。これにより
レーザ加ｌ″装置の性能が向上する。
光レンズの間に、複数枚の光学レンズとスペーシャルフ
ィルタとを有するモード純化ＲＷ４を設けたので、レー
ザ光はマルチモード成分が除去されて、シングルモード
成分のみとなり、レーザ光の集光性が良くなり、加工範
囲が広がるだけでなく、切断幅が狭くなる。これにより
レーザ加ｌ″装置の性能が向上する。
第１図は本発明の一実施例を示すレーザ加工装置の断面
図、第２図（ａ）および（ｂ）は従来および本発明の一
実施例のレーザ加工装置の強度分布の比較を示す特性図
、第３図は１／ｅ２計算によるビーム径計算値に対する
スペーシャルフィルタの孔径の比と切断幅の関係を示す
特性図、第４図は従来のレーザ加工装置の断面図である
。 １・・・ノズル、２・・・トーチ、４・・・集光レンズ
、９・・・モード純化Ｒ横、１０・・・上部光学レンズ
、１１・・・下部光学レンズ、１２・・・スペーシャル
フィルタ、１２ａ・・・スペーシャルフィルタの孔、１
３・・・クリアーアパーチャ板。 代理人 森 木 義 弘 第１図 デ ３４、 伺・２図 、ル２ 第３図
図、第２図（ａ）および（ｂ）は従来および本発明の一
実施例のレーザ加工装置の強度分布の比較を示す特性図
、第３図は１／ｅ２計算によるビーム径計算値に対する
スペーシャルフィルタの孔径の比と切断幅の関係を示す
特性図、第４図は従来のレーザ加工装置の断面図である
。 １・・・ノズル、２・・・トーチ、４・・・集光レンズ
、９・・・モード純化Ｒ横、１０・・・上部光学レンズ
、１１・・・下部光学レンズ、１２・・・スペーシャル
フィルタ、１２ａ・・・スペーシャルフィルタの孔、１
３・・・クリアーアパーチャ板。 代理人 森 木 義 弘 第１図 デ ３４、 伺・２図 、ル２ 第３図
Claims (1)
- １、レーザ発振器から発生するレーザ光を用いて切断、
溶接、熱処理などを行うレーザ加工装置であって、前記
レーザ発振器内の出力鏡から集光レンズの間に、複数枚
の光学レンズとスペーシャルフィルタとを有するモード
純化機構を設けたレーザ加工装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63022582A JPH01197089A (ja) | 1988-02-01 | 1988-02-01 | レーザ加工装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63022582A JPH01197089A (ja) | 1988-02-01 | 1988-02-01 | レーザ加工装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01197089A true JPH01197089A (ja) | 1989-08-08 |
Family
ID=12086847
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63022582A Pending JPH01197089A (ja) | 1988-02-01 | 1988-02-01 | レーザ加工装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01197089A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1528646A1 (en) * | 2003-10-30 | 2005-05-04 | Metal Improvement Company, LLC. | A system and method for applying a laser beam to work pieces |
| EP1528645A3 (en) * | 2003-10-30 | 2006-05-03 | Metal Improvement Company, LLC. | Relay telescope, laser amplifier, and laser peening method and system using same |
| US7110171B2 (en) | 2003-10-30 | 2006-09-19 | Metal Improvement Company, Llc | Relay telescope including baffle, and high power laser amplifier utilizing the same |
| US7209500B2 (en) | 2003-10-30 | 2007-04-24 | Metal Improvement Company, Llc | Stimulated Brillouin scattering mirror system, high power laser and laser peening method and system using same |
-
1988
- 1988-02-01 JP JP63022582A patent/JPH01197089A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1528646A1 (en) * | 2003-10-30 | 2005-05-04 | Metal Improvement Company, LLC. | A system and method for applying a laser beam to work pieces |
| EP1528645A3 (en) * | 2003-10-30 | 2006-05-03 | Metal Improvement Company, LLC. | Relay telescope, laser amplifier, and laser peening method and system using same |
| US7110174B2 (en) | 2003-10-30 | 2006-09-19 | Metal Improvement Company, Llc | Relay telescope for high power laser alignment system |
| US7110171B2 (en) | 2003-10-30 | 2006-09-19 | Metal Improvement Company, Llc | Relay telescope including baffle, and high power laser amplifier utilizing the same |
| US7209500B2 (en) | 2003-10-30 | 2007-04-24 | Metal Improvement Company, Llc | Stimulated Brillouin scattering mirror system, high power laser and laser peening method and system using same |
| US7286580B2 (en) | 2003-10-30 | 2007-10-23 | The Regents Of The University Of California | Method for pulse control in a laser including a stimulated brillouin scattering mirror system |
| US7291805B2 (en) | 2003-10-30 | 2007-11-06 | The Regents Of The University Of California | Target isolation system, high power laser and laser peening method and system using same |
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