JPH0489192A - Laser beam machine - Google Patents

Laser beam machine

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Publication number
JPH0489192A
JPH0489192A JP2203450A JP20345090A JPH0489192A JP H0489192 A JPH0489192 A JP H0489192A JP 2203450 A JP2203450 A JP 2203450A JP 20345090 A JP20345090 A JP 20345090A JP H0489192 A JPH0489192 A JP H0489192A
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JP
Japan
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light
laser
polarized light
polarization component
light component
Prior art date
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Pending
Application number
JP2203450A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Makoto Uehara
誠 上原
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SIGMAKOKI Co Ltd
Original Assignee
SIGMAKOKI Co Ltd
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Filing date
Publication date
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Publication of JPH0489192A publication Critical patent/JPH0489192A/en
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  • Laser Beam Processing (AREA)

Abstract

PURPOSE:To allow the easy and efficient focusing of laser beams to plural processing points and the simultaneous execution of desired processing at the plural processing points by respectively deflecting the light of the P polarization component of the laser beams and the light of the S polarization component of the beams and focusing the light to a work. CONSTITUTION:The laser beam emitted from a laser device 11 11 is divided to the plural light beams and these light beams are focused to the plural points of the work 14, by which the plural points of the work 14 are subjected to laser beam processing. The progressing direction of the light Lp2 of the P polarization component of the above-mentioned laser beam L0 and the progressing direction of the light Ls2 of the S polarization component are varied by polarizing prisms 16, 17. The light Lp2 of the P polarization component and the light Ls2 of the S polarization component are focused respectively to the work 14 by a condenser lens system 13. The polarizing prisms 16, 17 of the above-mentioned polarized light deflecting means are the prisms which can vary the angle formed by the progressing direction of the light Lp2 of the P polarization component and the progressing direction of the light Ls2 of the S polarization component. Further, The energy ratio of the light of the P polarization component and the S polarization component is preferably varied by interposing a quarter- wave plate 15 between the above-mentioned laser device 11 and the above-mentioned polarizing prisms 16,17 as a phase difference changing means which can change the difference between the phase of the light Lp2 of the P polarization component and the phase of the light Ls2 of the S polarization component.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野1 本発明は、被加工物の複数箇所に同時に溶接、穴開けそ
の他のレーザ加工を行うレーザ加工装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Field of Application 1] The present invention relates to a laser processing device that simultaneously performs welding, drilling, and other laser processing on a plurality of locations on a workpiece.

[従来の技術] レーザ光を複数の加工箇所に集束させてこれら複数の加
工箇所に同時に所望の加工を施すレーザ加工装置として
は、例えば、第2図に示される装置が知られている(特
公昭54−39334号公報参照)。
[Prior Art] For example, the device shown in FIG. 2 is known as a laser processing device that focuses laser light on a plurality of processing points and simultaneously performs desired processing on the plurality of processing points. (See Publication No. 54-39334).

この装置は、レーザ装置1から射出されたレーザ光LO
を凹レンズ2a及び凸レンズ2b等で構成されるビーム
エフパンダ−2よってそのビーム径を拡大した後、2つ
のレンズ3aと3bを結合したマルチレンズ3によって
被加工#@4の表面の2点AI、A2に集束させるよう
にしたものである。
This device uses a laser beam LO emitted from a laser device 1.
The beam diameter is expanded by a beam expander 2 consisting of a concave lens 2a and a convex lens 2b, etc., and then a multi-lens 3 combining two lenses 3a and 3b is used to focus two points AI on the surface of workpiece #@4, It is designed to focus on A2.

[発明が解決しようとする課題] ところで、加工の用途によっては、被加工物の表面に集
束された複数のレーザ光のエネルギーが互いに正確に同
じであるとともに、レーザ光のエネルギーが被加工物の
表面に垂直に加えられることが必要な場合がある。
[Problems to be Solved by the Invention] Depending on the processing application, the energies of multiple laser beams focused on the surface of the workpiece may be exactly the same, and the energy of the laser beams may be different from that of the workpiece. It may be necessary to apply perpendicular to the surface.

例えば、この種のレーザ加工装置を、厚板表面に金属箔
をスポット溶接によって固着する用途に用いる場合を考
える。通常、この場合には、多数の箇所をスポット溶接
する必要があるので、−度の加工で複数の箇所を同時に
スポット溶接できるこの種のレーザ加工装置を用いれば
、迅速な加工が可能となり、極めて有効である。しかし
ながら、同時に加工される複数の加工点に加えられるレ
ーザ光のエネルギーに差があったり、あるいは、斜め方
向からエネルギーか加えられたりすると、熱歪のアンバ
ランスによって金属箔に変形が起り、金属箔が厚板表面
から浮いたりして所望の固着かできないという不都合が
生じてしまう。
For example, consider a case where this type of laser processing apparatus is used for fixing metal foil to the surface of a thick plate by spot welding. Normally, in this case, it is necessary to spot weld a large number of places, so using this type of laser processing equipment, which can spot weld multiple places at the same time with -1 degree processing, allows for rapid processing and extremely It is valid. However, if there is a difference in the energy of the laser beam applied to multiple processing points that are processed at the same time, or if energy is applied from an oblique direction, the metal foil may be deformed due to an imbalance of thermal strain. This results in the inconvenience that the adhesive may float off the surface of the thick plate and the desired adhesion cannot be achieved.

この点に着目すると、上述の従来のレーザ加工装置は、
2つの集束点のエネルギーを正確に同じにすることが極
めて困難であるとともに、エネルギーを被加工物の表面
に垂直な方向から加えることかできない。
Focusing on this point, the above-mentioned conventional laser processing equipment
It is extremely difficult to make the energy of the two focal points exactly the same, and energy can only be applied from a direction perpendicular to the surface of the workpiece.

すなわち、レーザ装置]−から射出されるレーザ光LO
は、通常、第3図(a)に示されるように、そのビーム
断面の光強度分布が、中心部の強度が強く周辺部にいく
にしたがって急激に弱くなるガウシアン分布をなしたガ
ウスビームである。このガウスビームが第3図(b)に
示されるように、マルチレンズ3に入射する。つまり、
光強度の最大の部分がマルチレンズ3の2つのレンズ3
aと3bとの境界線3Cに位置している。このため、こ
の境界線3cのレーザ光LOのビームを切る位置が僅か
に変化しただけで、A1とA2に集束されるレーザ光の
エネルギーの比率が大きく変化し、両者のエネルギーを
正確に同じにすることが著しく困難である。
That is, the laser beam LO emitted from the laser device]
is usually a Gaussian beam in which the light intensity distribution in the beam cross section is strong in the center and rapidly weakens toward the periphery, as shown in Figure 3(a). . This Gaussian beam enters the multi-lens 3 as shown in FIG. 3(b). In other words,
The part with the maximum light intensity is the two lenses 3 of the multi-lens 3
It is located on the boundary line 3C between a and 3b. Therefore, even if the position at which the laser beam LO is cut on this boundary line 3c changes slightly, the ratio of the energy of the laser beams focused on A1 and A2 will change greatly, making the energies of the two exactly the same. It is extremely difficult to do so.

また、マルチレンズ3の2つのレンズ3aと3bによっ
て集束される光のエネルギーは、境界線3cの近傍にお
いて強く(第2図において一点鎖線で示される)、周辺
においては弱い(第2図において破線で示される)。こ
のため、加工点A1とA2には、結果的に被加工物4の
表面に対してエネルギーが斜めに加えられることになる
Further, the energy of the light focused by the two lenses 3a and 3b of the multi-lens 3 is strong near the boundary line 3c (indicated by the dashed line in Fig. 2), and weak in the periphery (indicated by the dashed line in Fig. 2). ). As a result, energy is applied obliquely to the surface of the workpiece 4 at the processing points A1 and A2.

さらに、用途によっては、集束点(AI 、 A2 >
の間隔を自由に設定したい場合があるが、上述の従来の
レーザ加工装置では、集束点の間隔を変えるには、マル
チレンズ3を交換するほかなく、しかも、用意したレン
ズの範囲でしか設定できない。
Furthermore, depending on the application, the focal point (AI, A2 >
There are cases where it is desired to freely set the interval between the focal points, but with the conventional laser processing equipment described above, the only way to change the interval between the focal points is to replace the multi-lens 3, and furthermore, it can only be set within the range of the prepared lenses. .

加えて、上述の従来のレーザ加工装置では、第3図(b
)に示されるように、レーザ光LOの全部をマルチレン
ズ3に入射させることができず、−部を無駄にすること
になるという欠点もある。
In addition, in the conventional laser processing apparatus described above,
), there is also a drawback that the entire laser beam LO cannot be made incident on the multi-lens 3, and the negative portion is wasted.

本発明は、上述の背景のもとでなされたものであり、マ
ルチレンズを用いることなくレーザ光を複数の加工箇所
に効率よく集束させてこれら複数の加工箇所に同時に所
望の加工を施すことを可能にすると共に、複数の集束点
のエネルギー比率や、集束点の間隔を比較的自由に設定
することを可能にしたレーザ加工装置を提供することを
目的としたものである。
The present invention was made against the above-mentioned background, and it is an object of the present invention to efficiently focus a laser beam on a plurality of processing points without using multiple lenses, and to simultaneously perform desired processing on these plurality of processing points. The object of the present invention is to provide a laser processing apparatus that allows the energy ratio of a plurality of focusing points and the interval between the focusing points to be relatively freely set.

[課題を解決するための手段] 本発明は、以下の構成とすることにより上述の課題を解
決している。
[Means for Solving the Problems] The present invention solves the above problems by having the following configuration.

(1)レーザ光発生手段から射出されたレーザ光を複数
の光ビーム分けて被加工物の複数の箇所に集束させるこ
とにより、被加工物の複数の箇所に同時にレーザ加工を
施すようにしなレーザ加工装置において、 前記レーザ光発生手段から射出されなレーザ光のP偏光
成分の光の進行方向とS偏光成分の光の進行方向とを異
ならしめる偏光偏角手段と、これらP偏光成分の光とS
偏光成分の光とをそれぞれ被加工物に集束させる集光手
段とを有することを特徴とした構成。
(1) A laser that simultaneously performs laser processing on multiple locations on the workpiece by dividing the laser light emitted from the laser light generating means into multiple light beams and focusing them on multiple locations on the workpiece. In the processing device, a polarization deflecting means for making the traveling direction of the P-polarized light component of the laser light emitted from the laser light generating means different from the traveling direction of the S-polarized light component light, and the light of the P-polarized light component and S
A structure characterized by having a condensing means for converging each of the polarized light components onto a workpiece.

(2)請求項1記載のレーザ加工装置において、前記偏
光偏角手段は、P偏光成分の光の進行方向とS偏光成分
の光の進行方向とがなす角度を可変できるものであるこ
とを特徴とした構成。
(2) The laser processing apparatus according to claim 1, wherein the polarization angle means is capable of varying the angle formed by the traveling direction of the P-polarized light component and the traveling direction of the S-polarized light component. The configuration was as follows.

(3)請求項1記載のレーザ加工装置において、前記レ
ーザ光発生手段と前記偏光偏角手段との間にP偏光成分
の光の位相とS偏光成分の光の位相との差を可変できる
位相差変化手段を介在させることにより、P偏光成分の
光とS偏光成分の光のエネルギー比率を可変にしたこと
を特徴とする構成。
(3) In the laser processing apparatus according to claim 1, there is provided a position between the laser beam generating means and the polarization angle means that can vary the phase difference between the phase of the P-polarized light component and the phase of the S-polarized light component. A configuration characterized in that the energy ratio of P-polarized light component and S-polarized light component is made variable by interposing a phase difference changing means.

[作用] 上述の構成(1)によれば、偏光偏角手段によって、レ
ーザ光発生手段から射出されたレーザ光のP偏光成分の
光の進行方向とs4光成分の光の進行方向とが異ならし
められる。したがって、集光手段によってこれらP偏光
成分の光とS偏光成分の光とを被加工物上に集束すると
、これらは被加工物の異なる箇所に集束され、それぞれ
の箇所が同時に加工される。
[Operation] According to the above configuration (1), if the traveling direction of the P-polarized light component of the laser light emitted from the laser light generating means is different from the traveling direction of the s4 light component by the polarization angle means, It is closed. Therefore, when the P-polarized component light and the S-polarized component light are focused onto the workpiece by the focusing means, they are focused on different locations on the workpiece, and each location is processed simultaneously.

この構成によれば、マルチレンズを用いることなくレー
ザ光を被加工物の複数の加工箇所に集束させることがで
きる。この場合、集光手段にはレーザ光の全部を入射さ
せることが可能であり、マルチレンズを用いた場合のよ
うにレーザ光の一部を無駄にすることを防止できるから
効率のよい加工が可能となる。しかも、マルチレンズを
用いた場合のように、複数に分岐された光の強度分布が
一方に偏るというようなことがないから、被加工物に光
エネルギーが斜めに入射することを防止することも可能
となる。
According to this configuration, the laser beam can be focused on a plurality of processing locations on the workpiece without using multiple lenses. In this case, it is possible to make all of the laser light incident on the condensing means, and it is possible to prevent a part of the laser light from being wasted as in the case of using multiple lenses, allowing efficient processing. becomes. Moreover, unlike when using multiple lenses, the intensity distribution of the light that is split into multiple parts does not become biased to one side, so it is possible to prevent light energy from entering the workpiece at an angle. It becomes possible.

また、構成(2)によれば、偏光偏角手段によって、P
偏光成分の光の進行方向とS偏光成分の光の進行方向と
がなす角度を変えると、集光手段によって被加工物に集
光される光の集束点間の距離か変わるので、複数の加工
箇所間の距離を所定の範囲内で任意に設定することが可
能となる。
Further, according to configuration (2), the polarization angle means allows P
If you change the angle between the traveling direction of the polarized component light and the traveling direction of the S-polarized component light, the distance between the convergence points of the light condensed onto the workpiece by the condensing means will change. It becomes possible to arbitrarily set the distance between locations within a predetermined range.

さらに構成(3)によれば、位相差変化手段によって位
相差を変えると偏光偏角手段によって分けられなP偏光
成分の光とS偏光成分の光のエネルギー比率が変えられ
る。これにより、被加工物に集束される光の集束点にお
けるエネルギーを正確に等しくなるように調整すること
が可能となる。
Furthermore, according to configuration (3), when the phase difference is changed by the phase difference changing means, the energy ratio of the P-polarized light component and the S-polarized light component, which are not separated by the polarization angle means, is changed. This makes it possible to adjust the energy of the light focused on the workpiece at the focus point to be exactly equal.

[実施例] 第1図は本発明の一実施例にがかるレーザ加工装置の構
成を示す図、第4図は単位偏光プリズムの作用説明図、
第5図は第1の偏光プリズム群の作用説明図、第6図及
び第7図は第1及び第2の偏光プリズム群による作用説
明図、第8図は集束点間隔を変化させた様子を示す図で
ある。以下、これらの図面を参照しなから一実施例を詳
述する。
[Example] Fig. 1 is a diagram showing the configuration of a laser processing device according to an embodiment of the present invention, Fig. 4 is an explanatory diagram of the operation of a unit polarizing prism,
Fig. 5 is an explanatory diagram of the action of the first polarizing prism group, Figs. 6 and 7 are explanatory diagrams of the action of the first and second polarizing prism groups, and Fig. 8 is an illustration of how the focal point interval is changed. FIG. Hereinafter, one embodiment will be described in detail with reference to these drawings.

第1図において、符号11はレーザ光発生手段たるレー
ザ装置、符号13は集光手段を構成する集光レンズ系、
符号14は被加工物、符号15は位相差変化手段を構成
する174波長板、符号16及び17はそれぞれ偏光偏
角手段を構成する第1及び第2の偏光プリズム群である
In FIG. 1, the reference numeral 11 is a laser device as a laser beam generating means, the reference numeral 13 is a condensing lens system constituting a condensing means,
Reference numeral 14 is a workpiece, reference numeral 15 is a 174-wavelength plate constituting a phase difference changing means, and reference numbers 16 and 17 are first and second polarizing prism groups, respectively, constituting a polarization deflection means.

レーザ装置1は、加工用のレーザ光LOを射出するもの
で、この実施例では、比較的大出力のパルスレーザ光を
発生するYAGレーザ装置を用いている。この場合、こ
のレレーザ光LOは直線偏光である。
The laser device 1 emits a laser beam LO for processing, and in this embodiment, a YAG laser device that generates a relatively high output pulsed laser beam is used. In this case, this laser light LO is linearly polarized light.

このレーザ装置11から射出されるレーザ光LDと光軸
を共通にして、図中右方に向かって順次、174波長板
15、第1の偏光プリズム群16、第2の偏光プリズム
群17及び集光レンズ系13が配置される。そして、集
光レンズ系13の図中右方に被加工物14が配置される
Sharing the optical axis with the laser beam LD emitted from the laser device 11, the 174-wave plate 15, the first polarizing prism group 16, the second polarizing prism group 17, and the concentrator are sequentially arranged toward the right in the figure. An optical lens system 13 is arranged. The workpiece 14 is placed to the right of the condenser lens system 13 in the figure.

174波長板15は、直線偏光たるレーザ光LOの電界
ベクトルに対して通常はその結晶軸か45゜なすように
配置され、レーザ光LOを円偏光に変える。すなわち、
この場合には、レーザ光LOが偏光プリズム群16及び
17によってP偏光成分とS偏光成分とに分けられた場
合、P偏光成分とS偏光成分のエネルギー比率が原理的
には等しくなる。なお、この174波長板15の結晶軸
がレーザ光LOに対してなす角度を45°から変化させ
ると、レーザ光LOは楕円偏光になり、分岐後のP偏光
成分とS偏光成分のエネルギー比率が変わるから、これ
により両者のエネルギー比率を調整することができる。
The 174-wavelength plate 15 is normally arranged so that its crystal axis is at an angle of 45° to the electric field vector of the linearly polarized laser beam LO, and converts the laser beam LO into circularly polarized light. That is,
In this case, when the laser beam LO is divided into a P-polarized light component and an S-polarized light component by the polarizing prism groups 16 and 17, the energy ratios of the P-polarized light component and the S-polarized light component become equal in principle. Note that when the angle that the crystal axis of this 174-wave plate 15 makes with respect to the laser beam LO is changed from 45 degrees, the laser beam LO becomes elliptically polarized light, and the energy ratio of the P-polarized light component and the S-polarized light component after splitting becomes This allows the energy ratio between the two to be adjusted.

したがって、これにより、実際上においても分岐後のP
偏光成分とS偏光成分のエネルギー比率が正確に等しく
なるように設定することができる。
Therefore, in practice, P after branching
The energy ratio of the polarized light component and the S-polarized light component can be set to be exactly equal.

第1及び第2の偏光プリズム群16及び17は、単位偏
光プリズム16a及び16b、並びに、17a及び17
bによってそれぞれ構成されているもので、これらはそ
れぞれ、いわゆるウオラストン偏光プリズムを構成して
いる。
The first and second polarizing prism groups 16 and 17 include unit polarizing prisms 16a and 16b, and 17a and 17.
b, and each of these constitutes a so-called Wollaston polarizing prism.

次に、第4図ないし第7図を参照しながらこれら第1及
び第2の偏光プリズム群16及び17の具体的構成及び
作用を説明する。
Next, the specific structure and operation of the first and second polarizing prism groups 16 and 17 will be explained with reference to FIGS. 4 to 7.

第4図は第1の偏光プリズム群16を構成する単位偏光
プリズム16aの断面図である。この単位偏光プリズム
16aは、方解石その他の複屈折性の結晶光学材料で構
成され、頂角がγであり、結晶軸が図中矢印Aで示され
るように、紙面内で光軸Oに垂直となるように形成され
ている。いま、この単位偏光プリズム16aの矢印A方
向の常光線屈折率をno、紙面及び光軸0に垂直な方向
の異状光線屈折率をneとし、光軸O方向からP偏光成
分とSm光成分とを含むレーザLOを入射させた場合を
考える。そうすると、このレーザ光LOのP偏光成分と
S偏光成分は、それぞれ紙面内において光軸に対して互
いに異なる角度なすようにその進行方向か変えられる。
FIG. 4 is a sectional view of a unit polarizing prism 16a constituting the first polarizing prism group 16. This unit polarizing prism 16a is made of calcite or other birefringent crystalline optical material, has an apex angle of γ, and has a crystal axis perpendicular to the optical axis O in the plane of the paper, as shown by arrow A in the figure. It is formed to be. Now, let the ordinary ray refractive index of this unit polarizing prism 16a in the direction of arrow A be no, the extraordinary ray refractive index in the direction perpendicular to the plane of the paper and the optical axis 0 be ne, and from the optical axis O direction, a P polarized light component and an Sm light component. Let us consider the case where a laser LO including . Then, the traveling directions of the P-polarized light component and the S-polarized light component of the laser beam LO are changed so that they form different angles with respect to the optical axis in the plane of the drawing.

この単位偏光プリズム16aから射出されるP偏光成分
の光Lpl及びS偏光成分の光Lslが光軸Oとなす角
度(偏角)をそれぞれδp1.δS1とすると、δp1
.δS1は近似的に次式で表される。
The angles (arcination angles) of the P-polarized light component light Lpl and the S-polarized light component light Lsl emitted from this unit polarizing prism 16a with the optical axis O are δp1. If δS1, δp1
.. δS1 is approximately expressed by the following equation.

P偏光偏角; δp1−γ(ne−1)・・・■S偏光
偏角: δ51=7 (no −1) −■第5図は第
1の偏光プリズム群16の断面図である。第5図に示さ
れるように、この第1の偏光プリズム群16は、紙面及
び光軸Oに垂直な方向に結晶光軸0を持ち、頂角がγで
ある単位偏光プリズム16bを、該単位偏光プリズム1
6bの傾斜面が上述の単位偏光プリズム16aの傾斜面
に接し、かつ、互いの頂角方向が逆になるようにして配
置して構成されているものである。したがって、この第
1の偏光プリズム群16に入射したし一ザ光LOは、ま
ず、単位偏光プリズム16aによって上述の■、■式で
表される角度だけ進行方向を変えられ、次に、単位偏光
プリズム16bによって逆方向に進行方向を変えられる
。したがって、この第1の偏光プリズム群16から射出
されるP偏光成分の光Lp2及びS偏光成分の光LS2
が光軸Oとなす角度(偏角)をそれぞれδp2.δS2
とすると、δp2.δs12近似的に次式で表される。
P-polarized light polarization angle; δp1-γ(ne-1)... ■S-polarized light polarization angle: δ51=7 (no-1) -■ FIG. 5 is a cross-sectional view of the first polarizing prism group 16. As shown in FIG. 5, this first polarizing prism group 16 includes a unit polarizing prism 16b having a crystal optical axis 0 in a direction perpendicular to the plane of the paper and the optical axis O, and having an apex angle of γ. polarizing prism 1
The inclined surface of the unit polarizing prism 6b is in contact with the inclined surface of the unit polarizing prism 16a, and the apex angle directions are opposite to each other. Therefore, the polarizing light LO incident on the first polarizing prism group 16 is first changed in its traveling direction by the angle expressed by the above equations (1) and (2) by the unit polarizing prism 16a, and then the unit polarizing light LO is The direction of movement can be changed in the opposite direction by the prism 16b. Therefore, the P-polarized light component light Lp2 and the S-polarized light component light LS2 are emitted from the first polarizing prism group 16.
The angle (declination angle) formed by the optical axis O with respect to the optical axis O is δp2. δS2
Then, δp2. δs12 is approximately expressed by the following equation.

P偏光偏角; δI)2=γ(ne−1)γ(no−1
) =γ(ne −nO)・・・■ S偏光偏角; δs2=γ(nσ−1)γ(ne−1) γ(no −ne )・・・■ さて、本実施例では、第6図に示されるように、上述の
第1の偏光プリズム群16の前方(図中右方)にこの第
1の偏光プリズム群16と同一の構成を有する第2の偏
光プリズム群17を光軸Oを共通にして配置されている
。そして、これら第1及び第2の偏光プリズム群16及
び17は、光軸0を中心にして相対的に逆方向に回転で
きるように構成されている。いま、第6図に示されるよ
うに、第1の偏光プリズム群16と第2の偏光プリズム
群17の対応する各単位偏光プリズムの結晶軸の方向が
同じ場合を基準にしてこれら第1の偏光プリズム群16
と第2の偏光プリズム群17とを相対的に角度Wだけ回
転した場合を考える。そうすると、第2の偏光プリズム
群17から射出されるP偏光成分の光Lp3及びS偏光
成分の光LS3と光軸Oとがなす偏角をそれぞれδp3
及びδS3としたとき、δp3及びδS3はそれぞれ次
式で表される。
P polarization polarization angle; δI)2=γ(ne-1) γ(no-1
) = γ(ne -nO)...■ S polarization angle; δs2=γ(nσ-1) γ(ne-1) γ(no -ne)...■ Now, in this example, the sixth As shown in the figure, a second polarizing prism group 17 having the same configuration as the first polarizing prism group 16 is placed in front of the first polarizing prism group 16 (on the right side in the figure) with an optical axis O. are arranged in common. The first and second polarizing prism groups 16 and 17 are configured to be relatively rotatable about the optical axis 0 in opposite directions. Now, as shown in FIG. 6, these first polarized lights are based on the case where the crystal axes of the corresponding unit polarizing prisms of the first polarizing prism group 16 and the second polarizing prism group 17 are the same. Prism group 16
Consider a case where the polarizing prism group 17 and the second polarizing prism group 17 are relatively rotated by an angle W. Then, the polarization angles formed by the optical axis O and the P-polarized light component light Lp3 and the S-polarized light component light LS3 emitted from the second polarizing prism group 17 are δp3, respectively.
and δS3, δp3 and δS3 are respectively expressed by the following equations.

P偏光偏角; δp3= 27COs w (ne −no )−■S
偏光偏角; δs3= 2’7CO3w (no −ne ) ・−
■■、■式から明らかなように、w=O°の場合(第6
図に示される場合)に偏角は最大となり、Wが90°に
近づくにしたがって偏角は小さくなり、w=90’で偏
角は0になる。第7図はWがほぼ90’で偏角がほぼ0
の場合を示すものである。この場合には、P偏光成分の
光Ll)3及びS偏光成分の光Ls3が共に光軸にほぼ
平行な方向に進行するもので、両者は分離されず1つの
光線として進行する。
P polarization angle; δp3 = 27COs w (ne -no) - ■S
Polarization angle; δs3= 2'7CO3w (no -ne) ・-
As is clear from the equations ■■ and ■, when w = O° (the 6th
In the case shown in the figure), the argument angle is maximum, and as W approaches 90°, the argument decreases, and becomes 0 at w=90'. In Figure 7, W is approximately 90' and the declination is approximately 0.
This shows the case of In this case, both the P-polarized light Ll)3 and the S-polarized light Ls3 travel in a direction substantially parallel to the optical axis, and are not separated but travel as one light beam.

上述の偏光プリズム群16及び17を通過することによ
って分岐されたP偏光成分の光Lp3及びS偏光成分の
光LS3は共に集光レンズ系13に入射し、この集光レ
ンズ系13の集束作用によってそれぞれ被加工物14の
点A3及びA4に集束される。この場合、A3とA4と
の間の距離は、第1及び第2の偏光プリズム群16及び
17のなす角度Wによって決まり、w=0のときに第1
図に示されるようにA3 、A4間の距離が最大となり
、Wがほぼ90°のときに第8図に示されるようにA3
 、A4間の距離がほぼ0になる。
Both the P-polarized light component Lp3 and the S-polarized light component LS3, which are split by passing through the polarizing prism groups 16 and 17 described above, enter the condenser lens system 13, and due to the condensing action of the condenser lens system 13, They are focused on points A3 and A4 on the workpiece 14, respectively. In this case, the distance between A3 and A4 is determined by the angle W formed by the first and second polarizing prism groups 16 and 17, and when w=0, the first
As shown in the figure, when the distance between A3 and A4 is maximum and W is approximately 90°, A3
, A4 becomes almost 0.

なお、この集光レンズ系13は、各種の収差等が生じな
いように、通常、複数のレンズによって構成される。こ
の実施例では、レンズ13a。
Note that this condensing lens system 13 is usually composed of a plurality of lenses to prevent various aberrations and the like from occurring. In this example, lens 13a.

13b、13c及び13dの4つのレンズによって構成
されている。
It is composed of four lenses 13b, 13c and 13d.

上述の一実施例によれば、第1の偏光プリズム群16と
第2の偏光プリズム群17とを相対的に回転させること
により、被加工物14における集束点A3とA4との間
の距離を所定の範囲内で任急に設定することができる。
According to the above embodiment, by relatively rotating the first polarizing prism group 16 and the second polarizing prism group 17, the distance between the focal points A3 and A4 on the workpiece 14 can be increased. It can be set at any time within a predetermined range.

また、174波長板15を回転調節することにより、集
束点A3及びA4におけるエネルギー比率を変えること
ができるから、両者のエネルギー比率を正確に同一にす
ることも可能である。しかも、レーザ光LOの分岐を偏
光プリズム群で行い、この分岐した各偏光を1つの集光
レンズ系で集束していることから、レーザ光LOの全部
を有効に加工エネルギーとして利用でき、マルチレンズ
を用いる従来の場合のようにレーザ光LOの一部を無駄
にすることがない。
Furthermore, by rotating and adjusting the 174-wavelength plate 15, the energy ratio at the focal points A3 and A4 can be changed, so it is also possible to make the energy ratios at the two points exactly the same. Moreover, since the laser beam LO is split by a group of polarizing prisms, and each of the split polarized lights is focused by a single condensing lens system, the entire laser beam LO can be effectively used as processing energy, and the multi-lens A part of the laser beam LO is not wasted unlike the conventional case where the laser beam LO is used.

なお、上述の一実施例では、レーザ光を2つに分岐し、
被加工物の2点に集束させて被加工物の2カ所を同時に
加工する例を掲げたが、本発明は、これに限られるもの
でなく、分岐された各々の偏光をさらに偏光偏角手段に
よって分岐して集束することにより、3つ以上に分岐し
、被加工物の3点以上に集束させて被加工物の3力所以
上を同時に加工することもできる。
In addition, in the above-mentioned embodiment, the laser beam is split into two,
Although an example has been given in which the workpiece is processed at two points at the same time by focusing on two points on the workpiece, the present invention is not limited to this. By branching and focusing, it is also possible to simultaneously machine three or more force points on the workpiece by branching into three or more and focusing on three or more points on the workpiece.

また、上記一実施例では、偏光偏角手段として、ウォラ
ストン偏光プリズム(第1及び第2の偏光プリズム群)
を用いた例を掲げたが、この偏光偏角手段としては、例
えば、セナルモン型やグランレーザ型等の他の偏光偏角
手段を用いてもよい。
Further, in the above embodiment, a Wollaston polarizing prism (first and second polarizing prism groups) is used as the polarization angle means.
Although an example using this polarization angle means is given, other polarization angle means such as a Senarmont type or a Glanlaser type may be used as the polarization angle means.

要するに、この偏光偏角手段は、レーザ光をP偏光成分
とS偏光成分とに分岐できる手段であればよい。また、
位相差変化手段として、174波長板を用いた例を掲げ
たが、これは、例えば、ファラデーローチーター等の電
気光学素子その他の位相差変化手段を用いてもよい。な
お、ここで、レーザ光発生手段から射出されるレーザ光
がランダム偏光の場合には、位相差変化手段(174波
長板)を用いなくてもレーザ光を分岐することができる
In short, the polarization angle means may be any means that can split the laser beam into a P polarization component and an S polarization component. Also,
Although an example using a 174-wavelength plate has been given as the phase difference changing means, for example, an electro-optical element such as a Faraday Rocheetah or other phase difference changing means may also be used. Note that if the laser beam emitted from the laser beam generating means is randomly polarized, the laser beam can be branched without using the phase difference changing means (174 wavelength plate).

[発明の効果] 以上、詳述したように、本発明は、要するに、偏光偏角
手段により、レーザ光のP偏光成分の光の進行方向とS
偏光成分の光の進行方向とを異ならしめることによって
複数に分岐し、これらを集光手段により、それぞれ被加
工物に集束させて、被加工物の複数の箇所を同時に加工
できるようにし、また、偏光偏角手段としてP偏光成分
の光の進行方向とS偏光成分の光の進行方向とがなす角
度を可変できるものを用いることによって、複数の加工
箇所間の距離を可変できるようにし、さらには、偏光偏
角手段に入射するレーザ光を、P偏光成分の光の位相と
S偏光成分の光の位相との差を可変できる位相差変化手
段を通過させることにより、P偏光成分の光とSl偏光
成分の光のエネルギー比率を可変にして複数の加工箇所
におけるレーザ光のエネルギー比率を可変できるように
したもので、これにより、マルチレンズを用いることな
くレーザ光を複数の加工箇所に効率よく集束させてこれ
ら複数の加工箇所に同時に所望の加工を施すことを可能
にすると共に、複数の集束点のエネルギー比率や、集束
点の間隔を比較的自由に設定することを可能にしたレー
ザ加工装置を得ているものである。
[Effects of the Invention] As described above in detail, the present invention uses the polarization deflection means to change the traveling direction of the P-polarized component of laser light and the S
By making the traveling directions of the polarized light components different from each other, the light is branched into a plurality of parts, and each of these is focused on the workpiece by a condensing means, so that multiple parts of the workpiece can be processed at the same time, By using a polarization angle means that can vary the angle formed by the traveling direction of the P-polarized light component and the traveling direction of the S-polarized component light, it is possible to vary the distance between the plurality of processing points, and furthermore By passing the laser beam incident on the polarization angle means through a phase difference changing means that can vary the difference between the phase of the P-polarized light component and the phase of the S-polarized light component, the P-polarized light component and the S-polarized light component are separated. The energy ratio of the laser beam at multiple processing points can be varied by changing the energy ratio of the polarized light component.This allows the laser beam to be efficiently focused on multiple processing points without using multiple lenses. We have developed a laser processing device that makes it possible to perform desired processing on multiple processing points at the same time, and also allows the energy ratio of multiple focusing points and the interval between focusing points to be set relatively freely. That's what you're getting.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の一実施例にがかるレーザ加工装置の構
成を示す図、第2図は従来のレーザ加工装置の構成を示
す図、第3図は従来のレーザ加工装置の作用説明図であ
って第3図(a)はガウスビームの強度分布を示す図で
あり第3図(b)はマルチレンズとレーザ光LOのビー
ム形状との関係を示す図、第4図は単位偏光プリズムの
作用説明図、第5図は第1の偏光プリズム群の作用説明
図、第6図及び第7図は第1及び第2の偏光プリズム群
による作用説明図、第8図は集束点間隔を変化させた様
子を示す図である。 11・・・レーザ装置、13・・・集光手段を構成する
集光レンズ系、14・・・被加工物、15・・・位相差
変化手段を構成する174波長板、16.17・・・偏
光偏角手段を構成する第1及び第2の偏光プリズム群。
FIG. 1 is a diagram showing the configuration of a laser processing device according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a diagram showing the configuration of a conventional laser processing device, and FIG. 3 is an explanatory diagram of the operation of the conventional laser processing device. Fig. 3(a) is a diagram showing the intensity distribution of the Gaussian beam, Fig. 3(b) is a diagram showing the relationship between the multi-lens and the beam shape of the laser beam LO, and Fig. 4 is a diagram showing the relationship between the multi-lens and the beam shape of the laser beam LO. Fig. 5 is an explanatory diagram of the action of the first polarizing prism group, Figs. 6 and 7 are explanatory diagrams of the action of the first and second polarizing prism groups, and Fig. 8 is a diagram of changing the focal point interval. FIG. DESCRIPTION OF SYMBOLS 11... Laser device, 13... Condensing lens system which constitutes a condensing means, 14... Workpiece, 15... 174 wavelength plate which constitutes a phase difference changing means, 16.17... - First and second polarizing prism groups forming the polarization deflection means.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)レーザ光発生手段から射出されたレーザ光を複数
の光ビーム分けて被加工物の複数の箇所に集束させるこ
とにより、被加工物の複数の箇所に同時にレーザ加工を
施すようにしたレーザ加工装置において、 前記レーザ光発生手段から射出されたレーザ光のP偏光
成分の光の進行方向とS偏光成分の光の進行方向とを異
ならしめる偏光偏角手段と、これらP偏光成分の光とS
偏光成分の光とをそれぞれ被加工物に集束させる集光手
段とを有することを特徴としたレーザ加工装置。
(1) A laser that simultaneously performs laser processing on multiple locations on the workpiece by dividing the laser light emitted from the laser light generating means into multiple light beams and focusing them on multiple locations on the workpiece. In the processing device, a polarization angle means for making the traveling direction of the P-polarized light component of the laser light emitted from the laser light generating means different from the traveling direction of the S-polarized light component light; S
What is claimed is: 1. A laser processing apparatus comprising: condensing means for converging each of the polarized light components onto a workpiece.
(2)請求項1記載のレーザ加工装置において、前記偏
光偏角手段は、P偏光成分の光の進行方向とS偏光成分
の光の進行方向とがなす角度を可変できるものであるこ
とを特徴としたレーザ加工装置。
(2) The laser processing apparatus according to claim 1, wherein the polarization angle means is capable of varying the angle formed by the traveling direction of the P-polarized light component and the traveling direction of the S-polarized light component. Laser processing equipment.
(3)請求項1記載のレーザ加工装置において、前記レ
ーザ光発生手段と前記偏光偏角手段との間にP偏光成分
の光の位相とS偏光成分の光の位相との差を可変できる
位相差変化手段を介在させることにより、P偏光成分の
光とS偏光成分の光のエネルギー比率を可変にしたこと
を特徴とするレーザ加工装置。
(3) In the laser processing apparatus according to claim 1, there is provided a position between the laser beam generating means and the polarization angle means that can vary the phase difference between the phase of the P-polarized light component and the phase of the S-polarized light component. A laser processing apparatus characterized in that the energy ratio of P-polarized light component and S-polarized light component is made variable by interposing a phase difference changing means.
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