JPH05104278A - 光−熱変換レーザ加工装置 - Google Patents
光−熱変換レーザ加工装置Info
- Publication number
- JPH05104278A JPH05104278A JP3289130A JP28913091A JPH05104278A JP H05104278 A JPH05104278 A JP H05104278A JP 3289130 A JP3289130 A JP 3289130A JP 28913091 A JP28913091 A JP 28913091A JP H05104278 A JPH05104278 A JP H05104278A
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- JP
- Japan
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- laser light
- optical fiber
- laser beam
- heat
- laser
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- Pending
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明は、光ファイバの照射端側でレーザ光
を効率よく熱に変換することによって、レーザ光を反射
または透過する材質の試料のレーザ光による熱加工を可
能にする。 【構成】 レーザ光３１を発振するレーザ光源１１と、
そのレーザ光源１１のレーザ光３１の発振側に設けた光
ファイバ１３と、光ファイバ１３の照射側端面１５に設
けたレーザ光吸収体１６とによりなるものである。
を効率よく熱に変換することによって、レーザ光を反射
または透過する材質の試料のレーザ光による熱加工を可
能にする。 【構成】 レーザ光３１を発振するレーザ光源１１と、
そのレーザ光源１１のレーザ光３１の発振側に設けた光
ファイバ１３と、光ファイバ１３の照射側端面１５に設
けたレーザ光吸収体１６とによりなるものである。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光ファイバ端でレーザ
光を熱に変換して加工を行う光−熱変換レーザ加工装置
に関する。
光を熱に変換して加工を行う光−熱変換レーザ加工装置
に関する。
【０００２】
【従来の技術】レーザ光による従来の熱加工装置では、
図４に示すように、レーザ発振器５１より発振したレー
ザ光３１をアッテネータ５２，反射鏡５３，ビームホモ
ジナイザ５４等に通してビームの形状やエネルギー密度
を調節する。そして集光光学レンズ５５を通して試料７
１にレーザ光３１を照射する。試料７１に照射されたレ
ーザ光３１は試料７１の表層で熱に変換されて、変換さ
れた熱により当該試料７１を加工する。
図４に示すように、レーザ発振器５１より発振したレー
ザ光３１をアッテネータ５２，反射鏡５３，ビームホモ
ジナイザ５４等に通してビームの形状やエネルギー密度
を調節する。そして集光光学レンズ５５を通して試料７
１にレーザ光３１を照射する。試料７１に照射されたレ
ーザ光３１は試料７１の表層で熱に変換されて、変換さ
れた熱により当該試料７１を加工する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記方
法による熱加工では、試料の表層でレーザ光を熱に変換
するために、試料表面がレーザ光を反射し易い状態の場
合または試料自体がレーザ光を透過する材質で形成され
ている場合等では、試料の表層においてレーザ光が効率
よく熱に変換されない。このため、試料の加工ができな
い。また試料を加工しようとすると、大出力のレーザ発
振器が必要になり、加工コストが高くなる。
法による熱加工では、試料の表層でレーザ光を熱に変換
するために、試料表面がレーザ光を反射し易い状態の場
合または試料自体がレーザ光を透過する材質で形成され
ている場合等では、試料の表層においてレーザ光が効率
よく熱に変換されない。このため、試料の加工ができな
い。また試料を加工しようとすると、大出力のレーザ発
振器が必要になり、加工コストが高くなる。
【０００４】本発明は、レーザ光を反射または透過し易
い材質の試料のレーザ加工性に優れた光−熱変換レーザ
加工装置を提供することを目的とする。
い材質の試料のレーザ加工性に優れた光−熱変換レーザ
加工装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するためになされた光−熱変換レーザ加工装置であ
る。すなわち、レーザ光を発振するレーザ光源と、その
レーザ光源のレーザ光発振側に取り付けた光ファイバ
と、光ファイバの照射側端面に設けたレーザ光吸収体と
によりなるものである。
成するためになされた光−熱変換レーザ加工装置であ
る。すなわち、レーザ光を発振するレーザ光源と、その
レーザ光源のレーザ光発振側に取り付けた光ファイバ
と、光ファイバの照射側端面に設けたレーザ光吸収体と
によりなるものである。
【０００６】
【作用】上記光−熱変換レーザ加工装置では、光ファイ
バの照射側端面にレーザ光吸収体を取り付けたので、レ
ーザ光源より発振されたレーザ光は、光ファイバによっ
て伝送され、レーザ光吸収体に照射される。そして照射
されたレーザ光はレーザ光吸収体で熱に変換される。
バの照射側端面にレーザ光吸収体を取り付けたので、レ
ーザ光源より発振されたレーザ光は、光ファイバによっ
て伝送され、レーザ光吸収体に照射される。そして照射
されたレーザ光はレーザ光吸収体で熱に変換される。
【０００７】
【実施例】本発明の実施例を図１に示す概略構成図によ
り説明する。図に示すように、レーザ光３１を発振する
レーザ光源１１には、例えば半導体レーザ発振器を用い
る。通常半導体レーザ発振器より発振されるレーザ光３
１の波長は、およそ８００ｎｍ付近の近赤外線の波長領
域になる。なおレーザ光源１１は半導体レーザ発振器に
限定されることはなく、例えばＹＡＧ（イットリウム・
アルミニウム・ガーネット）レーザ発振器やＮｄ：ガラ
スレーザ発振器等の他のレーザ発振器を用いることも可
能である。上記レーザ光源１１のレーザ光３１の発振側
には、カップリングレンズ１２を介して光ファイバ１３
を取り付ける。この光ファイバ１３は、例えば近赤外光
の伝送損失がほとんどない石英製の光ファイバで形成さ
れる。
り説明する。図に示すように、レーザ光３１を発振する
レーザ光源１１には、例えば半導体レーザ発振器を用い
る。通常半導体レーザ発振器より発振されるレーザ光３
１の波長は、およそ８００ｎｍ付近の近赤外線の波長領
域になる。なおレーザ光源１１は半導体レーザ発振器に
限定されることはなく、例えばＹＡＧ（イットリウム・
アルミニウム・ガーネット）レーザ発振器やＮｄ：ガラ
スレーザ発振器等の他のレーザ発振器を用いることも可
能である。上記レーザ光源１１のレーザ光３１の発振側
には、カップリングレンズ１２を介して光ファイバ１３
を取り付ける。この光ファイバ１３は、例えば近赤外光
の伝送損失がほとんどない石英製の光ファイバで形成さ
れる。
【０００８】上記光ファイバ１３のレーザ光３１の入射
側端面１４はレーザ光３１の反射が最小限になるように
鏡面研磨され、入射側端面１４には反射防止膜（図示せ
ず）がコーティングされている。また光ファイバ１３の
レーザ光３１の照射側端面１５も鏡面研磨され、照射側
端面１５には反射防止膜（図示せず）がコーティングさ
れている。この照射側端面１５には平板状のレーザ光吸
収体１６が設けられている。レーザ光吸収体１６は、波
長がおよそ８００ｎｍの近赤外レーザ光を比較的よく吸
収する材質として、例えば四三酸化鉄（Ｆｅ3 Ｏ4 ），
酸化銅（ＣｕＯ），四三酸化マンガン（Ｍｇ3 Ｏ4 ）等
の黒色または黒色に近い色の金属酸化物，炭素（Ｃ）ま
たは熱線吸収ガラスなどにより形成される。上記レーザ
光吸収体１６は、材質に応じて、例えば蒸着法，スパッ
タリング法，メッキ法または塗布等により形成される。
側端面１４はレーザ光３１の反射が最小限になるように
鏡面研磨され、入射側端面１４には反射防止膜（図示せ
ず）がコーティングされている。また光ファイバ１３の
レーザ光３１の照射側端面１５も鏡面研磨され、照射側
端面１５には反射防止膜（図示せず）がコーティングさ
れている。この照射側端面１５には平板状のレーザ光吸
収体１６が設けられている。レーザ光吸収体１６は、波
長がおよそ８００ｎｍの近赤外レーザ光を比較的よく吸
収する材質として、例えば四三酸化鉄（Ｆｅ3 Ｏ4 ），
酸化銅（ＣｕＯ），四三酸化マンガン（Ｍｇ3 Ｏ4 ）等
の黒色または黒色に近い色の金属酸化物，炭素（Ｃ）ま
たは熱線吸収ガラスなどにより形成される。上記レーザ
光吸収体１６は、材質に応じて、例えば蒸着法，スパッ
タリング法，メッキ法または塗布等により形成される。
【０００９】上記レーザ光吸収体１６は、光ファイバ１
３の照射側端面１５にレーザ光を吸収し易い金属酸化膜
を形成し、この金属酸化膜を被覆する熱伝導性に優れた
金属膜で形成することも可能である。またレーザ光吸収
体１６の表面に、例えば耐腐食性の膜としてクロム膜や
ニッケル膜等をコーティングすることもできる。
３の照射側端面１５にレーザ光を吸収し易い金属酸化膜
を形成し、この金属酸化膜を被覆する熱伝導性に優れた
金属膜で形成することも可能である。またレーザ光吸収
体１６の表面に、例えば耐腐食性の膜としてクロム膜や
ニッケル膜等をコーティングすることもできる。
【００１０】上記光−熱変換レーザ加工装置１０では、
レーザ光源１１よりレーザ光３１を発振して、発振した
レーザ光３１を光ファイバ１３によって伝送し、レーザ
光吸収体１６に照射する。このとき、光ファイバ１３の
入射側，照射側端面１４，１５に反射防止膜が形成され
ているので、レーザ光源１１より発振したレーザ光３１
はほとんどレーザ光源１１側に反射されることなく光フ
ァイバ１３内に入射される。また光ファイバ１３内を伝
送されたレーザ光３１は、光ファイバ１３の照射側端面
１５より光ファイバ１３側にほとんど反射されることな
く、レーザ光吸収体１６に照射される。レーザ光吸収体
１６に照射されたレーザ光３１は、レーザ光吸収体１６
の照射面側の表層で熱に変換される。変換によって発生
した熱は、レーザ光吸収体１６の内部を伝導して、当該
レーザ光吸収体１６の全体を加熱する。
レーザ光源１１よりレーザ光３１を発振して、発振した
レーザ光３１を光ファイバ１３によって伝送し、レーザ
光吸収体１６に照射する。このとき、光ファイバ１３の
入射側，照射側端面１４，１５に反射防止膜が形成され
ているので、レーザ光源１１より発振したレーザ光３１
はほとんどレーザ光源１１側に反射されることなく光フ
ァイバ１３内に入射される。また光ファイバ１３内を伝
送されたレーザ光３１は、光ファイバ１３の照射側端面
１５より光ファイバ１３側にほとんど反射されることな
く、レーザ光吸収体１６に照射される。レーザ光吸収体
１６に照射されたレーザ光３１は、レーザ光吸収体１６
の照射面側の表層で熱に変換される。変換によって発生
した熱は、レーザ光吸収体１６の内部を伝導して、当該
レーザ光吸収体１６の全体を加熱する。
【００１１】レーザ光吸収体１６の加熱温度は、照射さ
れたレーザ光３１のエネルギー量とレーザ光吸収体１６
の熱容量により決定される。例えば、レーザ光３１の出
力が１Ｗで、レーザ光吸収体１６をＦｅ3 Ｏ4 で形成
し、その熱容量が１ｍＪ／Ｋの場合には、放熱がない状
態と仮定するとレーザ光吸収体１６はおよそ７００℃に
加熱される。
れたレーザ光３１のエネルギー量とレーザ光吸収体１６
の熱容量により決定される。例えば、レーザ光３１の出
力が１Ｗで、レーザ光吸収体１６をＦｅ3 Ｏ4 で形成
し、その熱容量が１ｍＪ／Ｋの場合には、放熱がない状
態と仮定するとレーザ光吸収体１６はおよそ７００℃に
加熱される。
【００１２】また上記レーザ光吸収体１６の表面に熱伝
導性に優れた、例えば金（Ａｕ）または銅（Ｃｕ）等の
金属よりなる伝熱体（図示せず）を付着形成してもよ
い。形成方法は、蒸着法，スパッタリング法，メッキ法
等による。この場合には、光ファイバ１３中を伝送され
たレーザ光３１は、レーザ光吸収体１６で熱に変換され
る。そして、レーザ光吸収体１６で発生した熱は、伝熱
体に伝導されて、当該伝熱体を加熱する。
導性に優れた、例えば金（Ａｕ）または銅（Ｃｕ）等の
金属よりなる伝熱体（図示せず）を付着形成してもよ
い。形成方法は、蒸着法，スパッタリング法，メッキ法
等による。この場合には、光ファイバ１３中を伝送され
たレーザ光３１は、レーザ光吸収体１６で熱に変換され
る。そして、レーザ光吸収体１６で発生した熱は、伝熱
体に伝導されて、当該伝熱体を加熱する。
【００１３】また図２に示す如く、光ファイバ１３の照
射側端面１５に設けたレーザ光吸収体１６を円錐形状に
形成することも可能である。この場合には、微細パター
ンの半田付けを行う半田ごてとして、光ファイバ熱加工
装置（１０）を使用することができる。上記レーザ光吸
収体１６を円錐形状に形成するには、光ファイバ１３の
照射側端面１５にレーザ光吸収体１６となる材料を厚く
付着させた後、研磨またはイオン加工等により所定形状
に加工すればよい。
射側端面１５に設けたレーザ光吸収体１６を円錐形状に
形成することも可能である。この場合には、微細パター
ンの半田付けを行う半田ごてとして、光ファイバ熱加工
装置（１０）を使用することができる。上記レーザ光吸
収体１６を円錐形状に形成するには、光ファイバ１３の
照射側端面１５にレーザ光吸収体１６となる材料を厚く
付着させた後、研磨またはイオン加工等により所定形状
に加工すればよい。
【００１４】なお上記レーザ吸収体１６は、上記した平
板形状または円錐形状に限定されることはなく、他の形
状、例えば角錐，角柱，円柱等の種々の形状に形成する
ことが可能である。
板形状または円錐形状に限定されることはなく、他の形
状、例えば角錐，角柱，円柱等の種々の形状に形成する
ことが可能である。
【００１５】上記光−熱変換レーザ加工装置１０を用い
た応用例として、マーキング装置を図３により説明す
る。図に示すように、マーキング装置２０は、上記説明
した光−熱変換レーザ加工装置（１０）のレーザ光吸収
体１６が縦横に、例えば８×８個配列される状態に、複
数の光−熱変換レーザ加工装置（１０）の光ファイバ１
３を８×８本配設して構成される。
た応用例として、マーキング装置を図３により説明す
る。図に示すように、マーキング装置２０は、上記説明
した光−熱変換レーザ加工装置（１０）のレーザ光吸収
体１６が縦横に、例えば８×８個配列される状態に、複
数の光−熱変換レーザ加工装置（１０）の光ファイバ１
３を８×８本配設して構成される。
【００１６】上記マーキング装置２０で試料７１の表面
に文字または記号等をマーキングする場合を説明する。
マーキングしようとする文字（または記号）は、複数の
レーザ光吸収体１６に対応したドットで描かれることに
なる。したがって、描く文字を構成するドットに対応す
るレーザ光吸収体１６に、光ファイバ１３を介してレー
ザ光３１を照射し、当該レーザ光吸収体１６を加熱す
る。そして、該当するレーザ光吸収体１６を加熱した状
態で、各レーザ光吸収体１６を試料７１の表面に接触さ
せる。すると試料７１の表面は加熱されたレーザ光吸収
体１６によって熱加工され、当該表面には文字（または
記号）（図示せず）が描かれる。
に文字または記号等をマーキングする場合を説明する。
マーキングしようとする文字（または記号）は、複数の
レーザ光吸収体１６に対応したドットで描かれることに
なる。したがって、描く文字を構成するドットに対応す
るレーザ光吸収体１６に、光ファイバ１３を介してレー
ザ光３１を照射し、当該レーザ光吸収体１６を加熱す
る。そして、該当するレーザ光吸収体１６を加熱した状
態で、各レーザ光吸収体１６を試料７１の表面に接触さ
せる。すると試料７１の表面は加熱されたレーザ光吸収
体１６によって熱加工され、当該表面には文字（または
記号）（図示せず）が描かれる。
【００１７】
【発明の効果】以上、説明したように本発明によれば、
光ファイバの照射側端面にレーザ光吸収体を取り付けた
ので、レーザ光吸収体で照射されたレーザ光が熱に変換
される。このため、レーザ光を反射または透過する材質
の試料にも、レーザ光のエネルギー損失を少なくして熱
加工を行うことが可能になる。
光ファイバの照射側端面にレーザ光吸収体を取り付けた
ので、レーザ光吸収体で照射されたレーザ光が熱に変換
される。このため、レーザ光を反射または透過する材質
の試料にも、レーザ光のエネルギー損失を少なくして熱
加工を行うことが可能になる。
【図１】実施例の概略構成図である。
【図２】半田ごての概略構成図である。
【図３】応用例のマーキング装置の部分省略斜視図であ
る。
る。
【図４】レーザ光による従来の熱加工装置の概略構成図
である。
である。
１０ 光−熱変換レーザ加工装置 １１ レーザ光源 １３ 光ファイバ １５ 照射側端面 １６ レーザ光吸収体 ３１ レーザ光
Claims (1)
- 【請求項１】 レーザ光を発振するレーザ光源と、 前記レーザ光源のレーザ光発振側に取り付けた光ファイ
バと、 前記光ファイバの照射側端面に設けたレーザ光吸収体と
によりなることを特徴とする光−熱変換レーザ加工装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3289130A JPH05104278A (ja) | 1991-10-07 | 1991-10-07 | 光−熱変換レーザ加工装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3289130A JPH05104278A (ja) | 1991-10-07 | 1991-10-07 | 光−熱変換レーザ加工装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05104278A true JPH05104278A (ja) | 1993-04-27 |
Family
ID=17739149
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3289130A Pending JPH05104278A (ja) | 1991-10-07 | 1991-10-07 | 光−熱変換レーザ加工装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05104278A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5968441A (en) * | 1997-10-21 | 1999-10-19 | Nec Corporation | Laser processing method |
| WO2006055414A1 (en) * | 2004-11-15 | 2006-05-26 | Northrop Grumman Corporation | Laser beam dump and half open transport container fitted to the housing of a laser |
| JP2006231358A (ja) * | 2005-02-23 | 2006-09-07 | Hamamatsu Photonics Kk | レーザ加工装置 |
| JP2007216241A (ja) * | 2006-02-14 | 2007-08-30 | Hamamatsu Photonics Kk | レーザピーニング装置及び方法 |
-
1991
- 1991-10-07 JP JP3289130A patent/JPH05104278A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5968441A (en) * | 1997-10-21 | 1999-10-19 | Nec Corporation | Laser processing method |
| WO2006055414A1 (en) * | 2004-11-15 | 2006-05-26 | Northrop Grumman Corporation | Laser beam dump and half open transport container fitted to the housing of a laser |
| US7374298B2 (en) | 2004-11-15 | 2008-05-20 | Northrop Grumman Corporation | Laser beam dump |
| JP2006231358A (ja) * | 2005-02-23 | 2006-09-07 | Hamamatsu Photonics Kk | レーザ加工装置 |
| JP2007216241A (ja) * | 2006-02-14 | 2007-08-30 | Hamamatsu Photonics Kk | レーザピーニング装置及び方法 |
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