JPH05104266A - レーザ加工装置 - Google Patents
レーザ加工装置Info
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- JPH05104266A JPH05104266A JP3139407A JP13940791A JPH05104266A JP H05104266 A JPH05104266 A JP H05104266A JP 3139407 A JP3139407 A JP 3139407A JP 13940791 A JP13940791 A JP 13940791A JP H05104266 A JPH05104266 A JP H05104266A
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】ビームの大きさとその出力の調整以外にレーザ
波長やレーザパルス幅を簡単に変換できる機能を組込
み、被加工部に最適な加工を行い得るレーザ加工装置の
提供。 【構成】加工レーザ光源１は、レーザ共振器、Ｑスイッ
チおよびレーザ媒質で構成するレーザヘッド１３と、パ
ルスレーザを発振させるレーザ電源１４と、励起光およ
びＲＦ信号をレーザヘッドに送る光ファイバー１５、Ｒ
Ｆケーブルとで構成する。レーザヘッドは光ファイバ
ー、ＲＦケーブルとそれぞれコネクター１５ａ，１６ａ
により着脱可能に形成し種々のレーザヘッドと交換自在
に構成する。様々の時間幅のレーザヘッドの交換によ
り、ピークパワーを変え、また、レーザ波長の変換によ
り加工対象物への光の吸収係数や焦点深度を変える。 【効果】熱拡散や周辺に対する加工衝撃等を制御でき、
また、加工深さや加工下地に対する影響を制御でき、被
加工物に応じた適正加工ができる。
波長やレーザパルス幅を簡単に変換できる機能を組込
み、被加工部に最適な加工を行い得るレーザ加工装置の
提供。 【構成】加工レーザ光源１は、レーザ共振器、Ｑスイッ
チおよびレーザ媒質で構成するレーザヘッド１３と、パ
ルスレーザを発振させるレーザ電源１４と、励起光およ
びＲＦ信号をレーザヘッドに送る光ファイバー１５、Ｒ
Ｆケーブルとで構成する。レーザヘッドは光ファイバ
ー、ＲＦケーブルとそれぞれコネクター１５ａ，１６ａ
により着脱可能に形成し種々のレーザヘッドと交換自在
に構成する。様々の時間幅のレーザヘッドの交換によ
り、ピークパワーを変え、また、レーザ波長の変換によ
り加工対象物への光の吸収係数や焦点深度を変える。 【効果】熱拡散や周辺に対する加工衝撃等を制御でき、
また、加工深さや加工下地に対する影響を制御でき、被
加工物に応じた適正加工ができる。
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、材質や構造等が異なる
様々な加工対象物をレーザ加工するに際し、常に加工対
象物や加工状態に適した種類のレーザビームを簡単に選
択できるようにしたレーザ加工装置に関するものであ
る。 【０００２】 【従来の技術】従来のレーザ加工装置においては、加工
対象物に対する最適加工条件を得るために、レーザビー
ムの出力とビームの断面方向の大きさとを調整してい
た。図５にこのような従来のレーザ加工装置の１例を示
す。図５において、加工用パルスレーザ光源１′により
発振出力されたレーザビーム１７は、ビームエキスパン
ダー７により拡大した平行光束とされ、ダイクロイック
ミラー１２′で反射後、対物レンズ１０′を通って加工
対象物６に照射される。一方、加工対象物を観察するた
めの照明光１８は、ハーフミラー１１で反射した後、ダ
イクロイックミラー１２′、対物レンズ１０′を通って
レーザビーム１７と同軸で加工対象物６を照明する。加
工対象物６で反射した照明光は、対物レンズ１０′、ダ
イクロイックミラー１２′、ハーフミラー１１を通った
後、ＣＣＤカメラ８で検出され、ＣＣＤカメラ８に接続
されたテレビモニター９により加工対象物６の加工状態
が写し出される。 【０００３】ところで、上記従来装置においては、加工
対象物６に照射するレーザビームの断面方向の大きさ
は、ビームエキスパンダー７を異なった拡大率のものと
交換する事により変えることができるようになってお
り、これにより加工対象物６に合ったレーザビームを得
るようにしていた。また加工対象物６に照射されるレー
ザビームのエネルギーは、例えば加工対象物６を交換す
る毎に、ＸーＹステージ２を移動させ、ステージ２上の
エネルギーメータ３を光軸上に持ってくることによりモ
ニターし、設定エネルギーになる様に制御部５によって
レーザ光源１′を制御し、レーザ励起光の出力が調整さ
れる。このようにして、エネルギー設定が終了すると、
制御部５によりＸ−Ｙステージ２による加工位置、レー
ザビームのＯＮ／ＯＦＦが制御され、加工が実行され
る。加工中はダイクロイックミラー１２′を漏れてくる
レーザビームの一部のエネルギーを照明用のエネルギー
メータ４により検出し、その検出値を制御部５にフィー
ドバックして、制御部５により加工エネルギーの変動を
測定していた。 【０００４】また、特開昭６１ー２２２６９６号公報に
は、加工対象物上のレーザビームの大きさを変えるため
に、光学系の中に開口面積を変えることができる開口板
を設け、この開口板の開口面積を変えることにより、加
工対象物上のレーザビームの大きさを変更できるように
したものが記載されている。 【０００５】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ようなレーザ加工装置にあっては、レーザビームのコン
トロールは、レーザビームの大きさとその出力のみの調
整により行なっていたため、特に微細加工を行なうとし
た場合、種々の材質、構造を有する加工対象物に対する
最適なレーザビームを得ることが難しく、適性な加工を
行なうことが困難であった。そこで本発明は、加工対象
物毎に最適な加工を行なうことができるレーザ加工装置
を提供することを目的とする。 【０００６】 【課題を解決するための手段】〔請求項１〕に記載の発
明は、加工用レーザ光源１からのレーザビームを加工対
象物６に照射して加工対象物６の加工を行うレーザ加工
装置において、前記加工用レーザ光源は、異なる種類の
レーザビームを択一的に出力する選択手段１５ａ、１６
ａ、１５ａ′、１６ａ′、１３ａ、１３ｂ、２２Ｂを有
することを特徴とする。また、〔請求項２〕に記載の発
明は、レーザビームのパルス幅を選択することを特徴と
し、〔請求項３〕に記載の発明は、レーザビームの波長
を選択することを特徴とする。さらに〔請求項４〕に記
載の発明は、加工用レーザ光源が異なる種類のレーザビ
ームを各々出力する複数のレーザヘッド２１Ａ、２１Ｂ
と、所望のレーザヘッドを選択し、該選択したレーザヘ
ッドの出力するレーザビームを前記レーザ光源の出力と
する選択手段２２Ｂとを有することを特徴とする。 【０００７】 【作用】本発明では、レーザヘッド部を交換したり、あ
るいは、複数あるレーザヘッドの中から任意のレーザヘ
ッドを選択することにより、異なる種類の加工レーザが
得られるようにする。これによりレーザビームのピーク
パワー（エネルギー／パルス時間幅）が変えられるた
め、熱拡散や周辺に対する加工衝撃等を制御できる。ま
た、レーザ波長を変えることにより加工対象物への光の
吸収係数や焦点深度を変えることができるので、加工深
さや加工下地に対する影響を制御できる。従って種々の
加工対象物の材質、構造に応じてレーザビームの出力、
ビームの大きさの他にレーザビームのパルス幅や波長を
変えることにより、適性な加工を行なうことができる。 【０００８】 【実施例】以下、図面を参照して本発明に係る実施例を
説明すると、図１は本発明に係るレーザ加工装置の概略
図であり、図２，図３は本実施例で使用するレーザヘッ
ドの構成図、図４はレーザ光源の交換（切換）を説明す
るための説明図である。 【０００９】図１において、１は加工パルスレーザ光
源、７はビームエキスパンダ、１２はダイクロイックミ
ラー、１０は対物レンズ、６は加工対象物、２はステー
ジ、３と４はエネルギーメータ、１８は照明光、８はＣ
ＣＤカメラ、９はテレビモニター、５は制御装置であ
り、これらは加工パルスレーザ光源１、２波長のレーザ
ビームに対応可能なコーティングが施されているダイク
ロイックミラー１２および２波長のレーザビームに対応
可能な対物レンズ１０を除いて、従来のレーザ加工装置
のものと同様の構成を有している。従ってここでは、従
来装置と同様の構成部品の説明は省略する。 【００１０】加工パルスレーザ光源１は、レーザ共振
器、Ａ／Ｏ素子（Ｑスイッチ）およびレーザ媒質から構
成されるレーザヘッド１３と、レーザヘッド１３からパ
ルスレーザを出力させるためのレーザ電源（コントロー
ラ）１４と、レーザ電源１４からの励起光及びＲＦ信号
をレーザヘッド１３に与えるための光ファイバー１５、
ＲＦケーブル１６とから構成されている。前記レーザヘ
ッド１３は光ファイバー１５、ＲＦケーブル１６と各々
コネクタ１５ａ、１６ａによって着脱可能に形成されて
おり、後述する種々のレーザヘッドと交換自在の構成と
なっている。 【００１１】またレーザ電源１４内には励起光発光部
と、ＲＦ信号発信部とが内蔵されており、レーザ電源１
４内の励起光源から発光された励起光は、光ファイバー
１５を通ってレーザヘッド１３中のレーザ共振器内の結
晶（レーザ媒質）に導かれ、またレーザ電源１４内から
発信されるＲＦ（超音波）信号はＲＦケーブルを通して
レーザ共振器内のＡ／Ｏ素子に入力するようになってい
る。そして、Ａ／Ｏ素子がＲＦ信号でＯＮ／ＯＦＦさ
れ、レーザ光のパルス出力が行なわれる。レーザヘッド
１３から出力されたレーザビームは従来装置と同様にエ
キスパンダ７により拡大され、ダイクロイックミラー１
２で反射し、対物レンズ１０を通して加工対象物６に照
射され、加工が行なわれる。加工制御は従来装置と同様
制御部５で行なう。ところで、本装置において使用され
るダイクロイックミラー１２と対物レンズ１０は２波長
のレーザビームにも対応できるように設計されている。
ここで２波長とは、基本波とその半分の波長である第２
高調波である。 【００１２】上記交換自在のレーザヘッド１３の構成を
図２、３、４に基づいてさらに詳しく説明する。図２は
パルス時間幅を変えることのできるレーザヘッドであ
る。このレーザヘッド１９は図１の光ファイバ１５、ケ
ーブル１６が接続されるコネクタ１５ａ′、１６ａ′を
有し、レーザヘッド１３に比べ共振器長が長く構成され
ている。これは、パルス時間幅は共振器長に対応するこ
とから共振器長を長くし、レーザヘッド１３で得られる
より長いパルス時間幅のレーザ光を得るためである。本
発明の実施例では、このような様々な共振器長を持つレ
ーザヘッドがヘッド１３の代わりに光ファイバ１５とケ
ーブル１６に接続される。即ち、レーザヘッド交換する
だけで、種々のパルス時間幅の加工レーザ光が得られ
る。 【００１３】図３は第２高調波を得るためのレーザヘッ
ドである。このレーザヘッドは図２のレーザヘッド１３
の頭部にコネクタ１３ａ、１３ｂによりメカ的に第２高
調波発生部２０を付けたものである。このようにレーザ
ヘッドに第２高調波発生部を取付けると、レーザヘッド
１３からのレーザ光（基本波）が第２高調波発生素子に
照射され、第２高調波が励起される。この時のパルス時
間幅は基本波とほぼ等しく波長は基本波の半分となる。
従ってこの場合も、様々な共振器長を持つレーザヘッド
１３は他のレーザヘッドと交換自在であり、レーザヘッ
ドを交換するだけで、様々なパルス時間幅を持つ第２高
調波加工レーザ光が得られる。 【００１４】図４はレーザ光源あるいはレーザヘッドを
切換えるための別の実施例である。図４はパルス時間幅
と波長が異なる２種類のレーザヘッド２１Ａ，２１Ｂを
選択的に使用することができる機構を示す図である。レ
ーザヘッド２１Ａから射出したレーザビームは反射ミラ
ー２２Ａにより９０度曲げられた後、反射ミラー２２Ｂ
によりレーザヘッド２１Ｂから射出するレーザビームと
同軸になるように９０度曲げられる。この反射ミラー２
２Ｂにより、ヘッド２１Ａ、２１Ｂから射出したレーザ
ビームの光軸を一致させるようにして、反射ミラー２２
Ｂの挿脱により、加工対象物に対し、いずれか一方の適
性なレーザビームを選択して使用することができるよう
にしてある。この場合、先の実施例に比べ、交換時間が
いらない点が利点である。また複数のレーザヘッドを同
時に搭載しなくても、加工対象物に応じてレーザヘッド
を交換すれば同様の効果を得られること明らかである。
さらに、二つ以上配置されたレーザヘッドの中から任意
のレーザヘッドへの切り換えを反射ミラーの組み合わせ
により行わせることも同様にできる。 【００１５】以上はパルスレーザ加工に関するパルス時
間幅と波長の可変例であるが、連続発振（ＣＷ）レーザ
加工に関しても、上記と同様に、レーザヘッド交換や波
長の異なる複数のレーザヘッドから加工対象物に適する
波長を選択し、適性な加工を行なうことができる。 【００１６】続いて本実施例のレーザ加工装置による加
工作業について説明する。加工パルスレーザ光源１によ
り発振されたレーザビーム１７は、ビームエキスパンダ
ー７により拡大され、ダイクロイックミラー１２で反射
の後、対物レンズ１０を通して加工対象物６に照射され
る。一方、加工対象物を観察するための照明光１８は、
ハーフミラー１１で反射された後、ダイクロイックミラ
ー１２、対物レンズ１０を通って、加工レーザと同軸で
加工対象物６に照射される。加工対象物６に照射された
照明光は、加工対象物６で反射され、その反射光は加工
対象物と共役のＣＣＤカメラ８で検出され、テレビモニ
ター９により加工状態が観測される。加工対象物６に照
射されるレーザビームのエネルギーは、例えば加工対象
物６を交換する毎に、ステージ２を移動させることによ
りステージ２上のエネルギーメータ３により検出され、
検出結果が制御部５に入り、設定エネルギーになる様に
制御部５が電源１４を制御して、レーザ励起光の出力が
調整される。このようにして、エネルギー設定が終了す
ると、制御部５によりＸ−Ｙステージ２による加工位
置、レーザビームのＯＮ／ＯＦＦが制御され、加工が実
行される。加工中はダイクロイックミラー１２を漏れて
くるレーザビームの一部をエネルギーメータ４により検
出し、その検出値を制御部５にフィードバックして、制
御部５により加工エネルギーの変動を測定する。 【００１７】上記加工を行うに当たって、本装置におい
ては、加工パルスレーザ光源１のレーザヘッド１３を様
々のパルス時間幅や波長を有するレーザヘッドに交換し
たり、反射ミラーを使用してパルス時間幅と波長が異な
る複数種類の加工レーザを選択的に切換え使用すること
ができるようにしてあるため、レーザヘッド部を交換
（切換え）するだけで、レーザビームのピークパワー
（エネルギー／パルス時間幅）を変え、熱拡散や周辺に
対する加工衝撃等を制御できる。また、レーザ波長を変
えることにより加工対象物への光の吸収係数や焦点深度
が変わるので、加工深さや加工下地に対する影響を制御
できる。また、加工対象物に照射するレーザ光のビーム
サイズは従来例のものと同様にビームエキスパンダーを
交換する事により変えることができる。 【００１８】 【発明の効果】以上詳細に説明した様に本発明は、レー
ザビームの出力とビームの大きさの他に簡単にレーザパ
ルス時間幅や波長を変えることができるため、ピークパ
ワー（エネルギー／パルス時間幅）を変えることによ
り、熱拡散や周辺に対する加工衝撃等を制御できる。ま
た、レーザ波長を変えることにより加工対象物への光の
吸収係数や焦点深度を変えることができ、これにより加
工深さや加工下地に対する影響を制御することができ
る。この結果、種々の加工対象物の材質、構造に応じて
レーザビームの出力、ビームの大きさの他にパルス幅や
波長を変え、常に最適なレーザ加工を行なうことができ
る。
様々な加工対象物をレーザ加工するに際し、常に加工対
象物や加工状態に適した種類のレーザビームを簡単に選
択できるようにしたレーザ加工装置に関するものであ
る。 【０００２】 【従来の技術】従来のレーザ加工装置においては、加工
対象物に対する最適加工条件を得るために、レーザビー
ムの出力とビームの断面方向の大きさとを調整してい
た。図５にこのような従来のレーザ加工装置の１例を示
す。図５において、加工用パルスレーザ光源１′により
発振出力されたレーザビーム１７は、ビームエキスパン
ダー７により拡大した平行光束とされ、ダイクロイック
ミラー１２′で反射後、対物レンズ１０′を通って加工
対象物６に照射される。一方、加工対象物を観察するた
めの照明光１８は、ハーフミラー１１で反射した後、ダ
イクロイックミラー１２′、対物レンズ１０′を通って
レーザビーム１７と同軸で加工対象物６を照明する。加
工対象物６で反射した照明光は、対物レンズ１０′、ダ
イクロイックミラー１２′、ハーフミラー１１を通った
後、ＣＣＤカメラ８で検出され、ＣＣＤカメラ８に接続
されたテレビモニター９により加工対象物６の加工状態
が写し出される。 【０００３】ところで、上記従来装置においては、加工
対象物６に照射するレーザビームの断面方向の大きさ
は、ビームエキスパンダー７を異なった拡大率のものと
交換する事により変えることができるようになってお
り、これにより加工対象物６に合ったレーザビームを得
るようにしていた。また加工対象物６に照射されるレー
ザビームのエネルギーは、例えば加工対象物６を交換す
る毎に、ＸーＹステージ２を移動させ、ステージ２上の
エネルギーメータ３を光軸上に持ってくることによりモ
ニターし、設定エネルギーになる様に制御部５によって
レーザ光源１′を制御し、レーザ励起光の出力が調整さ
れる。このようにして、エネルギー設定が終了すると、
制御部５によりＸ−Ｙステージ２による加工位置、レー
ザビームのＯＮ／ＯＦＦが制御され、加工が実行され
る。加工中はダイクロイックミラー１２′を漏れてくる
レーザビームの一部のエネルギーを照明用のエネルギー
メータ４により検出し、その検出値を制御部５にフィー
ドバックして、制御部５により加工エネルギーの変動を
測定していた。 【０００４】また、特開昭６１ー２２２６９６号公報に
は、加工対象物上のレーザビームの大きさを変えるため
に、光学系の中に開口面積を変えることができる開口板
を設け、この開口板の開口面積を変えることにより、加
工対象物上のレーザビームの大きさを変更できるように
したものが記載されている。 【０００５】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ようなレーザ加工装置にあっては、レーザビームのコン
トロールは、レーザビームの大きさとその出力のみの調
整により行なっていたため、特に微細加工を行なうとし
た場合、種々の材質、構造を有する加工対象物に対する
最適なレーザビームを得ることが難しく、適性な加工を
行なうことが困難であった。そこで本発明は、加工対象
物毎に最適な加工を行なうことができるレーザ加工装置
を提供することを目的とする。 【０００６】 【課題を解決するための手段】〔請求項１〕に記載の発
明は、加工用レーザ光源１からのレーザビームを加工対
象物６に照射して加工対象物６の加工を行うレーザ加工
装置において、前記加工用レーザ光源は、異なる種類の
レーザビームを択一的に出力する選択手段１５ａ、１６
ａ、１５ａ′、１６ａ′、１３ａ、１３ｂ、２２Ｂを有
することを特徴とする。また、〔請求項２〕に記載の発
明は、レーザビームのパルス幅を選択することを特徴と
し、〔請求項３〕に記載の発明は、レーザビームの波長
を選択することを特徴とする。さらに〔請求項４〕に記
載の発明は、加工用レーザ光源が異なる種類のレーザビ
ームを各々出力する複数のレーザヘッド２１Ａ、２１Ｂ
と、所望のレーザヘッドを選択し、該選択したレーザヘ
ッドの出力するレーザビームを前記レーザ光源の出力と
する選択手段２２Ｂとを有することを特徴とする。 【０００７】 【作用】本発明では、レーザヘッド部を交換したり、あ
るいは、複数あるレーザヘッドの中から任意のレーザヘ
ッドを選択することにより、異なる種類の加工レーザが
得られるようにする。これによりレーザビームのピーク
パワー（エネルギー／パルス時間幅）が変えられるた
め、熱拡散や周辺に対する加工衝撃等を制御できる。ま
た、レーザ波長を変えることにより加工対象物への光の
吸収係数や焦点深度を変えることができるので、加工深
さや加工下地に対する影響を制御できる。従って種々の
加工対象物の材質、構造に応じてレーザビームの出力、
ビームの大きさの他にレーザビームのパルス幅や波長を
変えることにより、適性な加工を行なうことができる。 【０００８】 【実施例】以下、図面を参照して本発明に係る実施例を
説明すると、図１は本発明に係るレーザ加工装置の概略
図であり、図２，図３は本実施例で使用するレーザヘッ
ドの構成図、図４はレーザ光源の交換（切換）を説明す
るための説明図である。 【０００９】図１において、１は加工パルスレーザ光
源、７はビームエキスパンダ、１２はダイクロイックミ
ラー、１０は対物レンズ、６は加工対象物、２はステー
ジ、３と４はエネルギーメータ、１８は照明光、８はＣ
ＣＤカメラ、９はテレビモニター、５は制御装置であ
り、これらは加工パルスレーザ光源１、２波長のレーザ
ビームに対応可能なコーティングが施されているダイク
ロイックミラー１２および２波長のレーザビームに対応
可能な対物レンズ１０を除いて、従来のレーザ加工装置
のものと同様の構成を有している。従ってここでは、従
来装置と同様の構成部品の説明は省略する。 【００１０】加工パルスレーザ光源１は、レーザ共振
器、Ａ／Ｏ素子（Ｑスイッチ）およびレーザ媒質から構
成されるレーザヘッド１３と、レーザヘッド１３からパ
ルスレーザを出力させるためのレーザ電源（コントロー
ラ）１４と、レーザ電源１４からの励起光及びＲＦ信号
をレーザヘッド１３に与えるための光ファイバー１５、
ＲＦケーブル１６とから構成されている。前記レーザヘ
ッド１３は光ファイバー１５、ＲＦケーブル１６と各々
コネクタ１５ａ、１６ａによって着脱可能に形成されて
おり、後述する種々のレーザヘッドと交換自在の構成と
なっている。 【００１１】またレーザ電源１４内には励起光発光部
と、ＲＦ信号発信部とが内蔵されており、レーザ電源１
４内の励起光源から発光された励起光は、光ファイバー
１５を通ってレーザヘッド１３中のレーザ共振器内の結
晶（レーザ媒質）に導かれ、またレーザ電源１４内から
発信されるＲＦ（超音波）信号はＲＦケーブルを通して
レーザ共振器内のＡ／Ｏ素子に入力するようになってい
る。そして、Ａ／Ｏ素子がＲＦ信号でＯＮ／ＯＦＦさ
れ、レーザ光のパルス出力が行なわれる。レーザヘッド
１３から出力されたレーザビームは従来装置と同様にエ
キスパンダ７により拡大され、ダイクロイックミラー１
２で反射し、対物レンズ１０を通して加工対象物６に照
射され、加工が行なわれる。加工制御は従来装置と同様
制御部５で行なう。ところで、本装置において使用され
るダイクロイックミラー１２と対物レンズ１０は２波長
のレーザビームにも対応できるように設計されている。
ここで２波長とは、基本波とその半分の波長である第２
高調波である。 【００１２】上記交換自在のレーザヘッド１３の構成を
図２、３、４に基づいてさらに詳しく説明する。図２は
パルス時間幅を変えることのできるレーザヘッドであ
る。このレーザヘッド１９は図１の光ファイバ１５、ケ
ーブル１６が接続されるコネクタ１５ａ′、１６ａ′を
有し、レーザヘッド１３に比べ共振器長が長く構成され
ている。これは、パルス時間幅は共振器長に対応するこ
とから共振器長を長くし、レーザヘッド１３で得られる
より長いパルス時間幅のレーザ光を得るためである。本
発明の実施例では、このような様々な共振器長を持つレ
ーザヘッドがヘッド１３の代わりに光ファイバ１５とケ
ーブル１６に接続される。即ち、レーザヘッド交換する
だけで、種々のパルス時間幅の加工レーザ光が得られ
る。 【００１３】図３は第２高調波を得るためのレーザヘッ
ドである。このレーザヘッドは図２のレーザヘッド１３
の頭部にコネクタ１３ａ、１３ｂによりメカ的に第２高
調波発生部２０を付けたものである。このようにレーザ
ヘッドに第２高調波発生部を取付けると、レーザヘッド
１３からのレーザ光（基本波）が第２高調波発生素子に
照射され、第２高調波が励起される。この時のパルス時
間幅は基本波とほぼ等しく波長は基本波の半分となる。
従ってこの場合も、様々な共振器長を持つレーザヘッド
１３は他のレーザヘッドと交換自在であり、レーザヘッ
ドを交換するだけで、様々なパルス時間幅を持つ第２高
調波加工レーザ光が得られる。 【００１４】図４はレーザ光源あるいはレーザヘッドを
切換えるための別の実施例である。図４はパルス時間幅
と波長が異なる２種類のレーザヘッド２１Ａ，２１Ｂを
選択的に使用することができる機構を示す図である。レ
ーザヘッド２１Ａから射出したレーザビームは反射ミラ
ー２２Ａにより９０度曲げられた後、反射ミラー２２Ｂ
によりレーザヘッド２１Ｂから射出するレーザビームと
同軸になるように９０度曲げられる。この反射ミラー２
２Ｂにより、ヘッド２１Ａ、２１Ｂから射出したレーザ
ビームの光軸を一致させるようにして、反射ミラー２２
Ｂの挿脱により、加工対象物に対し、いずれか一方の適
性なレーザビームを選択して使用することができるよう
にしてある。この場合、先の実施例に比べ、交換時間が
いらない点が利点である。また複数のレーザヘッドを同
時に搭載しなくても、加工対象物に応じてレーザヘッド
を交換すれば同様の効果を得られること明らかである。
さらに、二つ以上配置されたレーザヘッドの中から任意
のレーザヘッドへの切り換えを反射ミラーの組み合わせ
により行わせることも同様にできる。 【００１５】以上はパルスレーザ加工に関するパルス時
間幅と波長の可変例であるが、連続発振（ＣＷ）レーザ
加工に関しても、上記と同様に、レーザヘッド交換や波
長の異なる複数のレーザヘッドから加工対象物に適する
波長を選択し、適性な加工を行なうことができる。 【００１６】続いて本実施例のレーザ加工装置による加
工作業について説明する。加工パルスレーザ光源１によ
り発振されたレーザビーム１７は、ビームエキスパンダ
ー７により拡大され、ダイクロイックミラー１２で反射
の後、対物レンズ１０を通して加工対象物６に照射され
る。一方、加工対象物を観察するための照明光１８は、
ハーフミラー１１で反射された後、ダイクロイックミラ
ー１２、対物レンズ１０を通って、加工レーザと同軸で
加工対象物６に照射される。加工対象物６に照射された
照明光は、加工対象物６で反射され、その反射光は加工
対象物と共役のＣＣＤカメラ８で検出され、テレビモニ
ター９により加工状態が観測される。加工対象物６に照
射されるレーザビームのエネルギーは、例えば加工対象
物６を交換する毎に、ステージ２を移動させることによ
りステージ２上のエネルギーメータ３により検出され、
検出結果が制御部５に入り、設定エネルギーになる様に
制御部５が電源１４を制御して、レーザ励起光の出力が
調整される。このようにして、エネルギー設定が終了す
ると、制御部５によりＸ−Ｙステージ２による加工位
置、レーザビームのＯＮ／ＯＦＦが制御され、加工が実
行される。加工中はダイクロイックミラー１２を漏れて
くるレーザビームの一部をエネルギーメータ４により検
出し、その検出値を制御部５にフィードバックして、制
御部５により加工エネルギーの変動を測定する。 【００１７】上記加工を行うに当たって、本装置におい
ては、加工パルスレーザ光源１のレーザヘッド１３を様
々のパルス時間幅や波長を有するレーザヘッドに交換し
たり、反射ミラーを使用してパルス時間幅と波長が異な
る複数種類の加工レーザを選択的に切換え使用すること
ができるようにしてあるため、レーザヘッド部を交換
（切換え）するだけで、レーザビームのピークパワー
（エネルギー／パルス時間幅）を変え、熱拡散や周辺に
対する加工衝撃等を制御できる。また、レーザ波長を変
えることにより加工対象物への光の吸収係数や焦点深度
が変わるので、加工深さや加工下地に対する影響を制御
できる。また、加工対象物に照射するレーザ光のビーム
サイズは従来例のものと同様にビームエキスパンダーを
交換する事により変えることができる。 【００１８】 【発明の効果】以上詳細に説明した様に本発明は、レー
ザビームの出力とビームの大きさの他に簡単にレーザパ
ルス時間幅や波長を変えることができるため、ピークパ
ワー（エネルギー／パルス時間幅）を変えることによ
り、熱拡散や周辺に対する加工衝撃等を制御できる。ま
た、レーザ波長を変えることにより加工対象物への光の
吸収係数や焦点深度を変えることができ、これにより加
工深さや加工下地に対する影響を制御することができ
る。この結果、種々の加工対象物の材質、構造に応じて
レーザビームの出力、ビームの大きさの他にパルス幅や
波長を変え、常に最適なレーザ加工を行なうことができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による装置の概略図である。
【図２】図１のレーザヘッドとは別種のレーザヘッドを
示す図である。 【図３】図１のレーザヘッドとは別種のレーザヘッドを
示す図である。 【図４】パルス時間幅と波長の異なる２種類の加工レー
ザを選択的に使用することを示す図である。 【図５】従来のレーザ加工装置の概略図である。 【符号の説明】 １，１′ 加工レーザ光源 ２ Ｘ−Ｙステージ ３ エネルギーメータ ４ エネルギーメータ（参照用） ５ 制御部 ６ 加工対象物 ７ ビームエキスパンダー ８ ＣＣＤカメラ ９ テレビモニター １０ 対物レンズ（２波長加工レーザ対応） １０′ 対物レンズ １１，２２ 反射ミラー １２ ダイクロイックミラー（２波長加工レーザ対応） １２′ ダイクロイックミラー １３ レーザヘッド １４ レーザ電源（コントローラ） １５ 光ファイバー １６ ＲＦケーブル １７，１７′，１７″ 加工レーザ光 １８ 照明光 １９ 共振器長の異なるレーザヘッド ２０ 第２高調波発生部 ２１ パルス時間幅と波長が異なる２つの加工レーザ
示す図である。 【図３】図１のレーザヘッドとは別種のレーザヘッドを
示す図である。 【図４】パルス時間幅と波長の異なる２種類の加工レー
ザを選択的に使用することを示す図である。 【図５】従来のレーザ加工装置の概略図である。 【符号の説明】 １，１′ 加工レーザ光源 ２ Ｘ−Ｙステージ ３ エネルギーメータ ４ エネルギーメータ（参照用） ５ 制御部 ６ 加工対象物 ７ ビームエキスパンダー ８ ＣＣＤカメラ ９ テレビモニター １０ 対物レンズ（２波長加工レーザ対応） １０′ 対物レンズ １１，２２ 反射ミラー １２ ダイクロイックミラー（２波長加工レーザ対応） １２′ ダイクロイックミラー １３ レーザヘッド １４ レーザ電源（コントローラ） １５ 光ファイバー １６ ＲＦケーブル １７，１７′，１７″ 加工レーザ光 １８ 照明光 １９ 共振器長の異なるレーザヘッド ２０ 第２高調波発生部 ２１ パルス時間幅と波長が異なる２つの加工レーザ
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 【請求項１】 加工用レーザ光源からのレーザビームを
加工対象物に照射して加工対象物の加工を行うレーザ加
工装置において、前記加工用レーザ光源は、異なる種類
のレーザビームを択一的に出力する選択手段を有するこ
とを特徴とするレーザ加工装置。 【請求項２】 前記レーザビームの種類はパルス幅によ
って種別されるレーザビームであることを特徴とする
〔請求項１〕に記載のレーザ加工装置。 【請求項３】 前記レーザビームの種類は波長をによっ
て種別されるレーザビームであることを特徴とする〔請
求項１〕に記載のレーザ加工装置。 【請求項４】 加工用レーザ光源からのレーザビームを
加工対象物に照射して加工対象物の加工を行うレーザ加
工装置において、前記加工用レーザ光源は異なる種類の
レーザビームを各々出力する複数の光源要素と、これら
の要素の中から、所望の光源要素を選択し、該選択した
光源要素の出力するレーザビームを前記レーザ光源の出
力とする選択手段とを有することを特徴とするレーザ加
工装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3139407A JPH05104266A (ja) | 1991-05-16 | 1991-05-16 | レーザ加工装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3139407A JPH05104266A (ja) | 1991-05-16 | 1991-05-16 | レーザ加工装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05104266A true JPH05104266A (ja) | 1993-04-27 |
Family
ID=15244537
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3139407A Pending JPH05104266A (ja) | 1991-05-16 | 1991-05-16 | レーザ加工装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05104266A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5998759A (en) * | 1996-12-24 | 1999-12-07 | General Scanning, Inc. | Laser processing |
| JP2001062574A (ja) * | 1999-06-25 | 2001-03-13 | Kanagawa Acad Of Sci & Technol | 微細加工装置 |
| JP2008221237A (ja) * | 2007-03-08 | 2008-09-25 | Olympus Corp | レーザ加工装置 |
| JP2009524232A (ja) * | 2006-01-20 | 2009-06-25 | フィアニウム リミテッド | 高出力の短小光パルス供給源 |
| CN102788772A (zh) * | 2012-07-13 | 2012-11-21 | 国电燃料有限公司 | 基于双脉冲激光的粉状物质元素含量测量方法 |
-
1991
- 1991-05-16 JP JP3139407A patent/JPH05104266A/ja active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5998759A (en) * | 1996-12-24 | 1999-12-07 | General Scanning, Inc. | Laser processing |
| US6337462B1 (en) | 1996-12-24 | 2002-01-08 | General Scanning, Inc. | Laser processing |
| US6791059B2 (en) | 1996-12-24 | 2004-09-14 | Gsi Lumonics Corp. | Laser processing |
| US6878899B2 (en) | 1996-12-24 | 2005-04-12 | Gsi Lumonics Corp. | Laser processing |
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| JP2014090196A (ja) * | 2006-01-20 | 2014-05-15 | Fianium Ltd | 高出力の短小光パルス供給源 |
| JP2008221237A (ja) * | 2007-03-08 | 2008-09-25 | Olympus Corp | レーザ加工装置 |
| CN102788772A (zh) * | 2012-07-13 | 2012-11-21 | 国电燃料有限公司 | 基于双脉冲激光的粉状物质元素含量测量方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 19981215 |