JPH04120780A

JPH04120780A - レーザ発振器の光軸調整装置

Info

Publication number: JPH04120780A
Application number: JP2241597A
Authority: JP
Inventors: Yoshiaki Shimomura; 義昭下村; Kojiro Ogata; 緒方　浩二郎; Naoki Mitsuyanagi; 直毅三柳; Kenichi Suzuki; 賢一鈴木
Original assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Current assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Priority date: 1990-09-12
Filing date: 1990-09-12
Publication date: 1992-04-21

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。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明はレーザ発振器の光軸調整装置に関し、特にレー
ザ加工装置に使用されるレーザ発振器の光軸調整を容易
に行うことができ、加工に適したレーザビームを得るレ
ーザ発振器の光軸調整装置に関するものである。

〔従来の技術〕

レーザ発振器における従来の光軸調整の構成について説
明する。第２図において、１はレーザ発振媒体となる固
体結晶、２は励起光源、３は励起光源から放射される励
起光である。励起光源２に励起電力を与える電源の図示
は省略されている。

固体結晶１の両端から所定の距離を離れた光軸上には共
振用のミラー４，５が配設され、４は出力ミラー、５は
エンドミラーである。固体結晶１における発振作用で生
じたレーザ光は２つの共振ミラー間で共振作用を生じ、
６に示す如く出力ミラー４から出射される。出射された
レーザ光６は、ビームサンプラ７で全体の４％程度が反
射作用で取出され、サンプル光８が生成される。残りの
９６％のレーザ光は加工に使用される。サンプル光８は
エネルギ測定器９に入射され、そのエネルギが測定され
る。エネルギ測定器９で測定された値に基づいて、固体
媒体１から出力されたレーザ光６の全体のエネルギを知
ることができる。

上記のレーザ発振器において、発振器を構成する２枚の
ミラー４，５の取付は角度を調整することにより光軸を
合わせる。通常、この操作をアライメントという。反射
用の２枚のミラー４，５は、それぞれ第３図に示す如き
ミラーホルダ１０に取り付けられる。ミラーホルダ１０
において、各反射ミラー４，５はそのフレームの２つの
引掛は部をそれぞれ突起１１に係止させ、固定部材１２
に備えられた２つの調整ねじ１３を適宜に調整すること
により部材１４の取付は角を調整し、これにより反射ミ
ラーの取付は角度を調整することができる。

前記のアライメントを行うときには、ミラーホルダ１０
における調整ねじ１３を適宜に調整して、反射ミラー４
，５の取付は角度を調整し、これにより光軸の角度を調
整する。この調整では、固体結晶１から出力されるレー
ザ光６をエネルギ測定器９で測定しながら、測定された
エネルギが最大になるように調整を行う。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記の調整状態において、出力される実際のレーザ光の
断面形状を見てみると、第４図（Ａ）の如くなる。この
第４図（Ａ）は、レーザ光６をホトペーパに照射させた
ものを示したもので、図中白い部分が照射領域、黒い部
分が非照射領域である。第４図（Ａ）ではレーザ光は円
形になっておらず、円形からずれた形状となっている。

かかる断面形状を有するレーザ光を集光レンズで集光し
て穴開は等の加工を行うと、真円度の低い加工になる。

このようにエネルギ測定器９を用いて行う従来のアライ
メント法では、真円度の高いレーザ光を得ることができ
ないという不具合を有していた。

真円度の良好なレーザ光を発生するためのアライメント
を行うには、現在のところ前記ホトペーパを用いてビー
ム断面形状を逐次に確認しながら当該断面形状の真円度
を増すように調整を行う必要がある。第４図（Ｂ）にこ
の調整によって得られたレーザ光の断面形状を示す。こ
の図で明らかなように、調整後のレーザ光６の断面形状
は真円度の高いものが得られている。しかし、この調整
方法によれば、調整ねじ１３を少しずつ回して調整を行
い、そのつどホトペーパにレーザ光を照射してビーム断
面形状を形成し、これを観察しなければならない。従っ
て、アライメントに非常に時間がかかり、調整作業が面
倒であるという問題を生じる。

本発明の目的は、レーザ光の断面形状を容易に短時間に
真円に近いものに調整することのできるレーザ発振器の
光軸調整装置を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明に係るレーザ発振器の光軸調整装置は、前記目的
を達成するため、レーザ発振媒体と励起光源と共振用ミ
ラーからなるレーザ発振器の出力部に対してレーザ光取
出し部を配設し、レーザ光取出し部で取出したレーザ光
を入力する光入力部と、この光入力部で入力されたレー
ザ光のビーム断面のエネルギ分布を表示する画像処理表
示装置を備え、この画像処理表示装置で得られたエネル
ギ分布データでレーザ光の断面形状を調整するように構
成される。

本発明に係るレーザ発振器の光軸調整装置は、前記の構
成において、共振用ミラーの取付は状態を調整する調整
手段を設け、画像処理表示装置の表示するレーザ断面の
形状を確認しながら作業者が調整手段を操作してレーザ
光の断面形状を最適に調整することを特徴とする。

本発明に係るレーザ発振器の光軸調整装置は、前記の構
成において、共振用ミラーの取付は状態を調整する調整
手段と、画像処理表示装置の出力するエネルギ分布デー
タに基づき、レーザ光の断面形状が最適になる指令値を
調整手段に与える制御手段を備えたことを特徴とする。

〔作用〕

本発明によるレーザ発振器の光軸調整装置では、レーザ
発振媒体から出力されたレーザ光の一部を取出し、これ
をＴＶ左カメラの光入力部に入射してその画像処理を行
いＴＶモニタ等の表示手段に表示させるようにしたため
、レーザ光の断面形状を容易に知ることができる。従っ
て、画像処理装置によるレーザ光の断面形状の情報に基
づいて出力ミラーやエンドミラー等の反射ミラーの取付
は角度を調整し、出射されるレーザ光のアライメントを
行えば、容易に且つ短時間にレーザ光の断面形状の真円
度を良好なものに調整することが可能である。また反射
ミラーの角度調整は、従来の通り作業者による手動で行
うこともできるし、またコンピュータ等のデータ処理及
び制御手段を設け、且つ反射ミラーの取付は角を調整す
る調整手段を備えるように構成すれば、アライメントの
自動化を実現することもできる。

〔実施例〕

以下に、本発明の実施例を添付図面に基づいて説明する
。

第１図は本発明に係るレーザ発振器の光軸調整装置の構
成を示す。レーザ加工装置の加工用レーザ光を発生する
レーザ発振器の基本的構成は前述した従来の装置構成と
同じである。第１図において第２図に示した構成要素と
同一の要素には同一の符号を付している。１はレーザ光
の発振媒体である固体結晶、２は励起光源、３は励起光
源２から放射された励起光である。固体結晶１の両端の
それぞれに対向させて所定位置に共振ミラーである出力
ミラー４とエンドミラー５が配設される。

レーザ発振器から出力されたレーザ光６は、ビームサン
プラ７でその一部のレーザ光８が取出され、エネルギ測
定器９に供給される。ビームサンプラ７を通過した大部
分のレーザ光は、他のビームサンプラ１０を通過する。

このとき所定の割合のレーザ光１１が取出される。残り
の大部分のレーザ光６はビームサンプラ１０を通過して
、図示しない被加工物の方向に進行する。通常、調整用
のレーザ光出力時には、図示しないシャッタでレーザ光
の進行は遮断される。

上記構成において、レーザ発振器から出力されるレーザ
光６の光路上に第２のビームサンプラ１０を配設した点
を除けば、前述した構成と同じである。ビームサンプラ
１０で取出されたレーザ光１１はＴＶカメラ１２に入射
され、電気信号に変換される。カメラ１２のレーザ光取
入れ部には所要の減光フィルタ及びバンドパスフィルタ
が配設され、レーザ光以外の光をカットすると共にレー
ザ光の強度を低減し、カメラ１２の受光素子が飽和状態
を起こさないように調整されている。カメラ１２で取り
込まれたレーザ光の断面形状に関する画像データは、画
像処理装置１３に入力され、内部に設けられたＡ／Ｄ変
換機でアナログ信号からディジタル信号に変換され、画
像メモリに記憶される。またレーザ光の断面に関する画
像データは再び画像アナログ信号に変換され、ＴＶモニ
タ等の表示装置１４に表示される。従って、レーザ加工
装置のレーザ発振器から出力されるレーザ光を最適なレ
ーザ光に調整する作業者は、モニタである表示装置１４
を見ることによってレーザ光の断面形状の情報及びその
明るさに基づきレーザ光の強度についての情報を得るこ
とができる。

上記の構成によれば、調整を行う作業者はアライメント
を行う際にテレビモニタ上に写し出されたレーザ光のビ
ーム断面形状を確認しながら、第３図に示した反射ミラ
ー４，５についてのミラーホルダの調整ねじ１３を調整
し、これによってレーザ光６の断面形状の真円度が高く
なるように調整する。レーザ光の断面形状の情報は表示
装置１４にて容易に得ることができるので、調整のっど
調整の結果を迅速に確認することができ、レーザ光の真
円度の向上のための調整を容易に且つ迅速に行うことが
できる。

次に前記レーザ光の断面形状の真円度の調整を自動的に
行えるように構成することも可能である。

この場合には第１図中想像線で示すように、コンピュー
タ等で構成したデータ処理・制御装置１５と、出力ミラ
ー４及びエンドミラー５のそれぞれにその取付は角度を
調整するための駆動装置１６゜１７を設けるように構成
する。データ処理・制御装置１５は、画像データを画像
処理装置１３から入力し、その真円度を数値的に計算し
てその計算値と基準値と比較し、又は得られた断面形状
を基準となる真円図形と直接に比較し、もって基準が満
足されるように駆動装置１６．１７を自動的に調整して
、レーザ光６の断面形状について所望の真円度を有する
断面形状を実現するものである。

こうして、カメラ１２及び画像処理装置１３等のテレビ
モニタ装置を利用することにより、自動アライメントを
行う構成にすることも可能である。

上記の自動アライメントによれば、加工作業中にもレー
ザ光の断面形状についての最適調整を行うことができる
。

〔発明の効果〕

以上の説明で明らかなように本発明によれば、レーザ発
振器から出力されるレーザ光の断面形状を直接に観察で
きる構成を採用するようにしたため、容易に且つ短時間
にアライメントを行うことができる。更にコンピュータ
等を利用してレーザ光の断面形状を自動的に認識できる
ように構成したため、自動的にアライメントが実現する
ことができ、常に加工に最適なビーム断面形状でレーザ
加工を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るレーザ発振器の光軸調整装置を示
す構成図、第２図は従来の光軸調整装置の構成図、第３
図はミラーホルダの斜視図、第４図はホトペーパ写した
レーザ光のビーム断面の図である。〔符号の説明〕１・・・・・・固体結晶２・・・・・・励起光源３・・・・・・励起光４・・・・・・出力ミラー５・・・・・・エンドミラー６・・・・・−レーザ光７．１０・・・ビームサンプラ９・・・・・・エネルギ測定器１２・・・−轡カメラ１３・・・・・画像処理装置１４・・・・・表示装置１５・・・・・データ処理・制御装置１６．１７・・駆動装置

Claims

【特許請求の範囲】

（１）レーザ発振媒体と励起光源と共振用ミラーからな
るレーザ発振器の出力部に対してレーザ光取出し部を配
設し、前記レーザ光取出し部で取出したレーザ光を入力
する光入力部と、この光入力部で入力されたレーザ光の
ビーム断面のエネルギ分布を表示する画像処理表示装置
を備え、この画像処理表示装置で得られたエネルギ分布
データで前記レーザ光の断面形状を調整するようにした
ことを特徴とするレーザ発振器の光軸調整装置。
（２）請求項１記載のレーザ発振器の光軸調整装置にお
いて、前記共振用ミラーの取付け状態を調整する調整手
段を設け、前記画像処理表示装置の表示する前記レーザ
断面の形状を確認しながら作業者が前記調整手段を操作
して前記レーザ光の断面形状を最適に調整することを特
徴とするレーザ発振器の光軸調整装置。
（３）請求項１記載のレーザ発振器の光軸調整装置にお
いて、前記共振用ミラーの取付け状態を調整する調整手
段と、前記画像処理表示装置の出力するエネルギ分布デ
ータに基づき、前記レーザ光の断面形状が最適になる指
令値を前記調整手段に与える制御手段を備えたことを特
徴とするレーザ発振器の光軸調整装置。