JPH0323610B2 - - Google Patents

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JPH0323610B2
JPH0323610B2 JP16890584A JP16890584A JPH0323610B2 JP H0323610 B2 JPH0323610 B2 JP H0323610B2 JP 16890584 A JP16890584 A JP 16890584A JP 16890584 A JP16890584 A JP 16890584A JP H0323610 B2 JPH0323610 B2 JP H0323610B2
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JP
Japan
Prior art keywords
mirror
laser beam
vibrating
scanning
rotating
Prior art date
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Expired
Application number
JP16890584A
Other languages
English (en)
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JPS6148528A (ja
Inventor
Masakazu Yamada
Takeji Egashira
Masaru Iwasaki
Yoshitada Tanaka
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Steel Corp filed Critical Nippon Steel Corp
Priority to JP16890584A priority Critical patent/JPS6148528A/ja
Publication of JPS6148528A publication Critical patent/JPS6148528A/ja
Publication of JPH0323610B2 publication Critical patent/JPH0323610B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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Description

【発明の詳細な説明】 【産業上の利用分野】
本発明は、高出力パルスレーザービームにより
被処理物体、例えば電磁鋼板の磁気特性を向上さ
せるようにしたレーザービーム走査処理装置に関
する。
【従来の技術】
方向性電磁鋼板の表面にYAGレーザー等の高
出力パルスレーザービームを照射することによつ
て、電磁鋼板(以下鋼板という)の磁気特性を改
善できる技術は特公昭57−2252号公報等によつて
公知である。しかし、このような従来の技術を工
業的規模で実施する際には種々の解決すべき問題
があり、特に、レーザー走査機構に振動ミラーを
使用する場合には、走査の直線性と複数の振動ミ
ラーによる走査長さの制御及びレーザー装置の台
数の削減方法が問題であつた。
【発明が解決しようとする問題点】
例えば、幅の広い鋼板をレーザー照射するため
には、振動ミラーの走査幅の制限から多数の振動
ミラーが必要であつて、レーザーの台数を削減す
ることは困難であつた。また、振動ミラーは一般
に第5図Aの曲線l1に示すような鋸歯状信号によ
つて曲線l2に示す如く正弦波駆動する場合が多
い。第5図Aにおいて、θは振動ミラー角度、v
は駆動信号電圧、tは時間を示す。 振動ミラーを第5図Aのように駆動する場合
は、振動周波数を高くできないこと、及び曲線l2
のように過渡現象により非直線部分が必ず存在す
る問題があつた。また、振動周波数を高くするた
めに、第5図Bの曲線l3に示すように正弦波信号
で駆動した場合は、直線性の得られる範囲が狭く
なることや走査軌跡が平行にならない等の問題が
あつた。さらに、第6図に示すように、隣接する
振動ミラーによる鋼板10上の走査軌跡15a,
15bの重なり具合を適正に調節することも端部
の非直線性のため問題があつた。
【問題点を解決するための手段】
本発明は上記の問題点を解決したものであつ
て、必要なレーザーの台数を削減し、走査の直線
性を高め、かつ隣接する走査の重なり具合も自由
に調節でき、高出力パルスレーザー走査システム
の効率、信頼性、性能、及びコスト等の点を著し
く改善することを目的としている。しかして、本
発明の目的はレーザー光源から出射されるレーザ
ービームを複数方向に時分割するための回転分割
ミラーを含む光路選択部と、上記回転分割ミラー
によつて時分割されたレーザービームを走査する
複数の振動ミラーからなるレーザービーム走査部
と、上記回転分割ミラーの回転角度と上記振動ミ
ラーの角度の関係を制御する位相制御部と、この
位相制御部の制御出力信号に関連して上記振動ミ
ラーの振幅を制御する振幅制御部と、走査された
レーザービームを被処理物体上に集束させる光学
系と、上記被処理物体の移動速度に対応して上記
回転分割ミラーの回転数と上記振動ミラーの振動
周波数を制御する制御部とによつて構成したレー
ザービーム走査処理装置により達成され、上記被
処理物体上に任意のピツチ及び走査幅でレーザー
ビームを有効に照射できるものである。
【実施例】
以下に、本発明の一実施例を第1図〜第4図を
参照しながら説明する。 第1図は本発明の実施例に係るレーザービーム
走査処理装置を示し、1はYAGレーザー等の高
出力パルスレーザー光源、2は光路選択部であつ
て、この光路選択部2は光路切替部材、例えば回
転分割ミラー3と、この回転分割ミラー3を回転
駆動する回転駆動部、例えばモータ4からなる。 回転分割ミラー3は第2図に示すように回転板
31と、この回転板31の外縁部に円周方向に沿
つてほぼ等間隔に取付けた反射部材、例えば平面
鏡32a〜32dによつて構成されている。ま
た、5は回転分割ミラー3を透過または反射した
レーザービームの光路上に配置された第1の光路
変更部で、この第1の光路変更部5はレーザービ
ームの直進路上に設けた平面鏡5aと、回転分割
ミラー3によつて反射された反射光路上に設けた
平面鏡5bとによつて構成される。6は第2の光
路変更部で平面鏡5aによる反射光路上に設けた
平面鏡6aと、平面鏡5bによる反射光路上に設
けた平面鏡6bとによつて構成されている。7は
レーザービーム走査部で、第2の光路変更部6の
平面鏡6aによつて反射したレーザービームの光
路上に設けた第1の振動ミラー7aと、平面鏡6
bによつて反射したレーザービームの光路上に設
けた第2の振動ミラー7bからなる。振動ミラー
7aの走査光路上には第1のf−θレンズ8a
を、また振動ミラー7bの走査光路上には第2の
f−θレンズ8bをそれぞれ設け、これら第1の
f−θレンズ8aと第2のf−θレンズ8bは集
束部8を構成し、レーザービームは被処理物体で
ある鋼板10の表面をスポツト9a,9bで走査
する仕組になつている。 しかして、平面鏡5a,6a、振動ミラー7a
及びf−θレンズ8aは第1の光学系を、また、
平面鏡5b,6b、振動ミラー7b及びf−θレ
ンズ8bは第2の光学系をそれぞれ形成する。さ
らに、11はモータ4の回転角度を検出する回転
角度検出器、12は鋼板10の移動速度信号S1
回転角度検出器11の検出信号S2を入力として、
モータ4の回転を制御する回転制御装置である。
13a,13bは回転角度検出器11の検出信号
S2を入力とする第1、第2の位相制御部、14
a,14bは第1、第2の位相制御部13a,1
3bの位相制御部S4a,S4bを入力とする第1、
第2の振幅制御部であつて、第1の振幅制御部1
4aはその振幅制御信号S5aによつて第1の振動
ミラー7aの振幅を制御し、第2の振幅制御部1
4aはその振幅制御信号S5aによつて第2の振動
ミラー7bの振幅を制御する。 上記構成のレーザービーム走査処理装置におい
て、レーザー光源1から出射されたレーザービー
ム18は光路選択部2の回転分割ミラー3によつ
て時分割的に透過、反射の切替が行なわれる。レ
ーザービーム18が回転分割ミラー3の平面鏡3
2a〜32dに当らなければ透過し、平面鏡32
a〜32dに当れば反射する。レーザービーム1
8の直径が十分小さければ透過と反射の切替が効
率よく行なわれる。レーザービーム18の直径が
十分小さくない場合には、レンズ16で集束さ
せ、再び透過ビーム19aと反射ビーム19bを
それぞれレンズ17a,17bによつて平行にす
ると効果がある。この場合、レンズ17a,17
bを透過した後のビーム径をより大きくして以後
の光学系の結像性能を高めることも可能であり、
また、レンズの代りに放物面鏡を組合せることも
可能である。回転分割ミラー3によつて時分割さ
れたレーザービームのうち、透過ビーム19aは
平面鏡5a,6aを経て振動ミラー7aによつて
走査され、f−θレンズ8aによつて鋼板10の
表面に微小なスポツト9aで走査し、反射ビーム
19bは平面鏡5b,6bを経て振動ミラー7b
によつて走査され、f−θレンズ8bによつて鋼
板10の表面にスポツト9bで走査することにな
る。 一方、回転分解ミラー3の回転数は鋼板10の
移動速度信号S1を基準に回転制御装置12によつ
て制御されると共に、回転角度検出器11の検出
信号S2を基準に、回転分割ミラー3の回転角度と
振動ミラー7a及び7bの振れ角が特定の位相関
係になるように位相制御部13a及び13bによ
つて制御される。位相制御部13a,13bの出
力信号S4a,S4bは回転分割ミラー3の回転角度
と特定の位相関係にある鋸歯状波となるが、さら
に第1、第2の振幅制御部14a,14bによつ
て振幅が制御され、その制御出力信号S5a,S5b
によつて第1、第2の振動ミラー7a,7bの振
幅も制御されることになる。回転分割ミラー3を
透過するビーム19aの強度は第3図Aの曲線
l4aのように変化し、反射するビーム19bの強
度は第3図Bの曲線l4bのように変化する。また、
これらのビーム切替えタイミングと特定の位相関
係にある第1振動ミラー7aは第3図Cに示す鋸
歯状波信号l1aで制御され曲線l2aのように駆動さ
れる。第2の振動ミラー7bは第3図Dの曲線
l1b,l2bのように駆動制御される。ここで、各々
の鋸歯状波信号l1a,l1bで駆動された振動ミラー
7a,7bは過渡特性により曲線l2a,l2bのよう
に各周期の初期の部分で直線性が悪くなるが、振
動ミラーにレーザービームが当るタイミングは回
転分割ミラー3によつて制御されるため、最終的
なレーザービームの走査は第3図Eのl5a,l5bの
ように直線性の良い部分が使用される。すなわ
ち、第3図Eで直線l5a、は第1の振動ミラー7
aの走査特性、l5bは第2の振動ミラー7bの駆
動特性である。このような走査によつて、実際の
鋼板上の走査は第4図の走査軌跡40aのように
直線性、平行性とともに良好なものとなる。 さらに振幅制御部14a,14bによつて第3
図Fの直線l6a,l6bおよび第4図の走査軌跡40
bのようになり、複数の振動ミラーによる走査を
最適に組合せることが可能となる。 なお、上述の実施例では振動ミラーが2個の場
合について述べたが、さらに多くの振動ミラーを
使用した場合も同様の効果が得られるものであ
る。
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば高出力の
レーザービームにより被処理物体、例えば電磁鋼
板の磁気特性を向上させる装置において、同じ数
の振動ミラーを半分の数のレーザーで駆動できる
とともに、走査の直線性を高め、また、隣接する
振動ミラーによる走査の重なり具合いを適正に調
節することが可能となり、高出力レーザー走査シ
ステムの効率、信頼性、性能及びコストの面でも
著しく改善することができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を示す構成概略図、
第2図は回転分割ミラーの正面図、第3図A〜F
は第1図に示した装置の各部の特性図、第4図は
同上装置の走査処理特性図、第5図A,Bは従来
のレーザービーム走査処理装置の特性図、第6図
は従来のレーザービーム走査処理装置の走査処理
特性図である。 図中、1はレーザー光源、2は光路選択部、3
は回転分割ミラー、5は第1の光路変更部、5
a,5bは平面鏡、6は第2の光路変更部、6
a,6bは平面鏡、7はレーザービーム走査部、
7a,7bは振動ミラー、8は集束部、8a,8
bはf−θレンズ、10は被処理物体である電磁
鋼板、11は回転角度検出器、12は回転制御装
置、13a,13bは位相制御部、14a,14
bは振幅制御部である。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 レーザー光源から出射されるレーザービーム
    を複数方向に時分割するための回転分割ミラーを
    含む光路選択部と、上記回転分割ミラーによつて
    時分割されたレーザービームを走査する複数の振
    動ミラーからなるレーザービーム走査部と、上記
    回転分割ミラーの回転角度と上記振動ミラーの角
    度の関係を制御する位相制御部と、この位相制御
    部の制御出力信号に関連して上記振動ミラーの振
    幅を制御する振幅制御部と、走査されたレーザー
    ビームを被処理物体上に集束させる光学系と、上
    記被処理物体の移動速度に対応して上記回転分割
    ミラーの回転数と上記振動ミラーの振動周波数を
    制御する制御部とによつて構成したことを特徴と
    するレーザービーム走査処理装置。
JP16890584A 1984-08-14 1984-08-14 レ−ザ−ビ−ム走査処理装置 Granted JPS6148528A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP16890584A JPS6148528A (ja) 1984-08-14 1984-08-14 レ−ザ−ビ−ム走査処理装置

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JP16890584A JPS6148528A (ja) 1984-08-14 1984-08-14 レ−ザ−ビ−ム走査処理装置

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Publication Number Publication Date
JPS6148528A JPS6148528A (ja) 1986-03-10
JPH0323610B2 true JPH0323610B2 (ja) 1991-03-29

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ID=15876733

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JP16890584A Granted JPS6148528A (ja) 1984-08-14 1984-08-14 レ−ザ−ビ−ム走査処理装置

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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63222483A (ja) * 1987-03-12 1988-09-16 Toshiba Corp レ−ザパルス発生装置
CN102095688B (zh) * 2011-03-08 2012-07-18 中国人民解放军总装备部工程兵科研一所 一种用于材料激光性能的测量设备
CN104011231A (zh) 2011-12-27 2014-08-27 杰富意钢铁株式会社 取向性电磁钢板的铁损改善装置
CN110106320B (zh) * 2019-05-07 2020-09-11 南京苏星智能装备有限公司 一种智能多头取向硅钢激光刻痕装备及其控制方法

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JPS6148528A (ja) 1986-03-10

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