JPH0550282A - レーザ加工装置 - Google Patents
レーザ加工装置Info
- Publication number
- JPH0550282A JPH0550282A JP3212495A JP21249591A JPH0550282A JP H0550282 A JPH0550282 A JP H0550282A JP 3212495 A JP3212495 A JP 3212495A JP 21249591 A JP21249591 A JP 21249591A JP H0550282 A JPH0550282 A JP H0550282A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- condenser lens
- laser
- optical fiber
- intensity distribution
- lens
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- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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- Laser Beam Processing (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【構成】 レ−ザ発振器と、このレ−ザ発振器から出力
されたレ−ザ光を伝送する光ファイバと、この光ファイ
バの入射端に上記レ−ザ光を集光する第１の集光レンズ
と、上記光ファイバの出射端から出射したレ−ザ光を集
光する第２の集光レンズと、上記第２の集光レンズの結
像位置での強度分布を検出する検出手段と、この検出手
段の検出結果に基づいて上記第１の集光レンズと上記入
射端との相対距離を調整する調整手段とを備えた構成に
したものである。 【効果】レ−ザ加工前において、加工部分が最適なエネ
ルギで照射されるように設定するようにしたので、安定
したレ−ザ加工が実施できるようになった。
されたレ−ザ光を伝送する光ファイバと、この光ファイ
バの入射端に上記レ−ザ光を集光する第１の集光レンズ
と、上記光ファイバの出射端から出射したレ−ザ光を集
光する第２の集光レンズと、上記第２の集光レンズの結
像位置での強度分布を検出する検出手段と、この検出手
段の検出結果に基づいて上記第１の集光レンズと上記入
射端との相対距離を調整する調整手段とを備えた構成に
したものである。 【効果】レ−ザ加工前において、加工部分が最適なエネ
ルギで照射されるように設定するようにしたので、安定
したレ−ザ加工が実施できるようになった。
Description
［発明の目的］
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はレ−ザ加工装置に係り、
特に光ファイバを用いた装置に関する。
特に光ファイバを用いた装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】レ−ザ光を光ファイバで伝送し、レ−ザ
発振器から遠方の加工部に対して加工することが行われ
ている。このような装置の従来例の一例を図４に示す。
すなわち、レ−ザ発振器(1) から出力されたレ−ザ光
(L) は第１のレンズ(2) で集光されて光ファイバ(3) の
一端面から入射する。この第１のレンズ(2) と光ファイ
バ(3) の入射端との距離f と入射角２θ1 が所定に定め
られてる。(4) は光ファイバ(3) から出射したレ−ザ光
(L) を被加工物(5)に集光する第２のレンズで、このレ
ンズと光ファイバ(3) の出射端との間には反射板(6) が
45度の角度に設けられている。この反射板(6) にはレ−
ザ光(L) が通過する透孔(7) が形成されている。透孔
(7) の周囲の反射面からの反射光を検出する箇所に光電
変換器(8) および警報器(9) が設けられている。出射端
と第２のレンズ(4) との距離ａは上記距離f に対応して
定められている。このような構成において、光ファイバ
(3) が所定の許容曲げ半径より小さな半径で折り曲げら
れて高次のモ−ドが発生したり、光ファイバ(3) の入射
端面あるいは出射端面が損傷したりしてレ−ザ光(L) の
出射角２θ2 が規定以上になると、反射板(6) におい
て、広がった分の光が反射して光電変換器(8) で検出さ
れ、警報器(9) が作動し、レ−ザ光(L) の変化を知るこ
とができるようになっている。
発振器から遠方の加工部に対して加工することが行われ
ている。このような装置の従来例の一例を図４に示す。
すなわち、レ−ザ発振器(1) から出力されたレ−ザ光
(L) は第１のレンズ(2) で集光されて光ファイバ(3) の
一端面から入射する。この第１のレンズ(2) と光ファイ
バ(3) の入射端との距離f と入射角２θ1 が所定に定め
られてる。(4) は光ファイバ(3) から出射したレ−ザ光
(L) を被加工物(5)に集光する第２のレンズで、このレ
ンズと光ファイバ(3) の出射端との間には反射板(6) が
45度の角度に設けられている。この反射板(6) にはレ−
ザ光(L) が通過する透孔(7) が形成されている。透孔
(7) の周囲の反射面からの反射光を検出する箇所に光電
変換器(8) および警報器(9) が設けられている。出射端
と第２のレンズ(4) との距離ａは上記距離f に対応して
定められている。このような構成において、光ファイバ
(3) が所定の許容曲げ半径より小さな半径で折り曲げら
れて高次のモ−ドが発生したり、光ファイバ(3) の入射
端面あるいは出射端面が損傷したりしてレ−ザ光(L) の
出射角２θ2 が規定以上になると、反射板(6) におい
て、広がった分の光が反射して光電変換器(8) で検出さ
れ、警報器(9) が作動し、レ−ザ光(L) の変化を知るこ
とができるようになっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】加工点上でのレ−ザ光
の強度分布が光ファイバ入射側レンズの集光位置により
変わることから、再現性よく良好な加工を行うために、
出射側レンズの集光位置での強度分布をモニタし、目的
とする加工に最適な強度分布を得られるように調整を行
う必要が出てくる。本発明はこの様なことを考慮してな
されたもので、再現性よく良好な加工を行うことのでき
るレーザ加工装置を提供することを目的とする。 ［発明の構成］
の強度分布が光ファイバ入射側レンズの集光位置により
変わることから、再現性よく良好な加工を行うために、
出射側レンズの集光位置での強度分布をモニタし、目的
とする加工に最適な強度分布を得られるように調整を行
う必要が出てくる。本発明はこの様なことを考慮してな
されたもので、再現性よく良好な加工を行うことのでき
るレーザ加工装置を提供することを目的とする。 ［発明の構成］
【０００４】
【課題を解決するための手段と作用】レ−ザ発振器と、
このレ−ザ発振器から出力されたレ−ザ光を伝送する光
ファイバと、この光ファイバの入射端に上記レ−ザ光を
集光する第１の集光レンズと、上記光ファイバの出射端
から出射したレ−ザ光を集光する第２の集光レンズと、
上記第２の集光レンズの結像位置でのレ−ザ光の強度分
布を検出する検出手段と、この検出手段の検出結果に基
づいて上記第１の集光レンズと上記入射端との相対距離
を調整する調整手段とを備えたものである。
このレ−ザ発振器から出力されたレ−ザ光を伝送する光
ファイバと、この光ファイバの入射端に上記レ−ザ光を
集光する第１の集光レンズと、上記光ファイバの出射端
から出射したレ−ザ光を集光する第２の集光レンズと、
上記第２の集光レンズの結像位置でのレ−ザ光の強度分
布を検出する検出手段と、この検出手段の検出結果に基
づいて上記第１の集光レンズと上記入射端との相対距離
を調整する調整手段とを備えたものである。
【０００５】
【実施例】以下、実施例を示す図面に基づいて本発明を
詳細に説明する。第１図において、Ｑスイッチパルスレ
−ザ発振器（以下、レ−ザ発振器と略す）(10)が所定の
場所に設けられている。レ−ザ発振器(10)から出力され
たレ−ザ光(L) の光路上にはレンズホルダ(11)に保持さ
れた第１の集光レンズ(12)が上記光路とほぼ同軸になっ
て設けられている。レンズホルダ(12)は基台(13)の一端
側に設けられた架台(14)の上部に組込まれ上記光路に沿
って移動自在になる移動台(15)に固定されている。移動
台(15)は基台(13)に固定されたパルスモ−タ(16)によっ
て駆動されるようになっている。一方、基台(13)の他端
側には調整台(17)が設けられている。この調整台(17)に
は光ファイバケ−ブル(18)を上記光路とほぼ同軸に挿通
保持したファイバコネクタを有するファイバホルダ(19)
が固定されている。第１の集光レンズ(12)側になる光フ
ァイバケ−ブル(18)の先端部はファイバホルダ(19)から
突出していると共に光伝送するコア部(20)の端面が露出
されている。第１の集光レンズ(12)軸中心とコア部(20)
の端面である入射端との距離(D) はレ−ザ光(L)が集光
される距離に設定されている。光ファイバケ−ブル(18)
の出端側には第２の集光レンズ(21)を保持した鏡筒(22)
が取付けられている。(23)は鏡筒(22)外に所定の間隔を
おき第２の集光レンズ(21)に対面して設けられる減光フ
ィルタ、(24)は減光フィルタ(23)を通過した光を検出す
るために設けられるイメ−ジセンサ、(25)はイメ−ジセ
ンサ(24)からの信号を入力する強度分布検出器、(26)は
強度分布検出器(25)の検出信号のピ−ク値を格納するデ
ィジタルメモリを内蔵し、たとえば上記ピ−ク値の最大
値を検出した位置の記憶に基づいてパルスモ−タ(16)に
制御信号を送出する制御部である。この制御部(26)はス
タ−ト時に、第１の集光レンズ(12)を所定距離往復動さ
せ、イメ−ジセンサ(24)で検出されたピ−ク値を格納す
るディジタルメモリがに格納するようになっている。
詳細に説明する。第１図において、Ｑスイッチパルスレ
−ザ発振器（以下、レ−ザ発振器と略す）(10)が所定の
場所に設けられている。レ−ザ発振器(10)から出力され
たレ−ザ光(L) の光路上にはレンズホルダ(11)に保持さ
れた第１の集光レンズ(12)が上記光路とほぼ同軸になっ
て設けられている。レンズホルダ(12)は基台(13)の一端
側に設けられた架台(14)の上部に組込まれ上記光路に沿
って移動自在になる移動台(15)に固定されている。移動
台(15)は基台(13)に固定されたパルスモ−タ(16)によっ
て駆動されるようになっている。一方、基台(13)の他端
側には調整台(17)が設けられている。この調整台(17)に
は光ファイバケ−ブル(18)を上記光路とほぼ同軸に挿通
保持したファイバコネクタを有するファイバホルダ(19)
が固定されている。第１の集光レンズ(12)側になる光フ
ァイバケ−ブル(18)の先端部はファイバホルダ(19)から
突出していると共に光伝送するコア部(20)の端面が露出
されている。第１の集光レンズ(12)軸中心とコア部(20)
の端面である入射端との距離(D) はレ−ザ光(L)が集光
される距離に設定されている。光ファイバケ−ブル(18)
の出端側には第２の集光レンズ(21)を保持した鏡筒(22)
が取付けられている。(23)は鏡筒(22)外に所定の間隔を
おき第２の集光レンズ(21)に対面して設けられる減光フ
ィルタ、(24)は減光フィルタ(23)を通過した光を検出す
るために設けられるイメ−ジセンサ、(25)はイメ−ジセ
ンサ(24)からの信号を入力する強度分布検出器、(26)は
強度分布検出器(25)の検出信号のピ−ク値を格納するデ
ィジタルメモリを内蔵し、たとえば上記ピ−ク値の最大
値を検出した位置の記憶に基づいてパルスモ−タ(16)に
制御信号を送出する制御部である。この制御部(26)はス
タ−ト時に、第１の集光レンズ(12)を所定距離往復動さ
せ、イメ−ジセンサ(24)で検出されたピ−ク値を格納す
るディジタルメモリがに格納するようになっている。
【０００６】次に上記の構成に基づく作用について説明
する。まず、上記入射端でのビ−ム径をｄ1 、その入射
角をθ1 、コア径をｄ2 、そのＮＡをΦとすると、ｄ1
＜ｄ2 、Ｓｉｎ（θ1 ／２）＜Φを満たさなければなら
ない。入射光学系である第１の集光レンズ(12)を光軸方
向に上記条件を満たす範囲に動かすことで強度分布の変
化を検出し、たとえばピ−ク値が最大となる位置に第１
の集光レンズ(12)が加工実施前に設定される。すなわ
ち、第２の集光レンズ(21)の集光点位置にイメ−ジセン
サ(24)が置かれる。このイメ−ジセンサ(24)と第２の集
光レンズ(21)との間に減光フィルタ(23)が置かれる。レ
−ザ発振によってレ−ザ発振器(10)から出力されたレ−
ザ光(L) は減光フィルタ(23)でそのエネルギを減じられ
てイメ−ジセンサ(24)で検出される。最大ピ−ク値が検
出された時点の位置にするための制御信号である停止信
号が制御部(26)からパルスモ−タ(16)に送出され、第１
の集光レンズ(12)の加工前における設定が完了する。こ
の設定完了後は減光フィルタ(23)およびイメ−ジセンサ
(24)は除去され、通常のレ−ザ照射によって適正にレ−
ザ加工が行われる。
する。まず、上記入射端でのビ−ム径をｄ1 、その入射
角をθ1 、コア径をｄ2 、そのＮＡをΦとすると、ｄ1
＜ｄ2 、Ｓｉｎ（θ1 ／２）＜Φを満たさなければなら
ない。入射光学系である第１の集光レンズ(12)を光軸方
向に上記条件を満たす範囲に動かすことで強度分布の変
化を検出し、たとえばピ−ク値が最大となる位置に第１
の集光レンズ(12)が加工実施前に設定される。すなわ
ち、第２の集光レンズ(21)の集光点位置にイメ−ジセン
サ(24)が置かれる。このイメ−ジセンサ(24)と第２の集
光レンズ(21)との間に減光フィルタ(23)が置かれる。レ
−ザ発振によってレ−ザ発振器(10)から出力されたレ−
ザ光(L) は減光フィルタ(23)でそのエネルギを減じられ
てイメ−ジセンサ(24)で検出される。最大ピ−ク値が検
出された時点の位置にするための制御信号である停止信
号が制御部(26)からパルスモ−タ(16)に送出され、第１
の集光レンズ(12)の加工前における設定が完了する。こ
の設定完了後は減光フィルタ(23)およびイメ−ジセンサ
(24)は除去され、通常のレ−ザ照射によって適正にレ−
ザ加工が行われる。
【０００７】なお、上記の操作において、第１の集光レ
ンズ(12)のコア部(20)端面に焦点がくる位置を０とした
ときのピ−ク強度の検出結果は第２図に示すとおりで、
必ずしも対称になっていない。
ンズ(12)のコア部(20)端面に焦点がくる位置を０とした
ときのピ−ク強度の検出結果は第２図に示すとおりで、
必ずしも対称になっていない。
【０００８】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
レ−ザ加工前において、加工部分が最適なエネルギで照
射されるように設定するようにしたので、安定したレ−
ザ加工が実施できるようになった。
レ−ザ加工前において、加工部分が最適なエネルギで照
射されるように設定するようにしたので、安定したレ−
ザ加工が実施できるようになった。
【図１】本発明の一実施例を示す構成図である。
【図２】入射光学系のコア端面に対する位置とピ−ク値
との関係を示す図
との関係を示す図
【図３】従来例の構成図である。
(10)…レ−ザ発振器、(12)…第１の集光レンズ（入射光
学系）、(16)…パルスモ−タ、(20)…コア部、(21)…第
２の集光レンズ、(23)…減光フィルタ、(24)…イメ−ジ
センサ、(26)…制御部。
学系）、(16)…パルスモ−タ、(20)…コア部、(21)…第
２の集光レンズ、(23)…減光フィルタ、(24)…イメ−ジ
センサ、(26)…制御部。
Claims (1)
- 【請求項１】レ−ザ発振器と、このレ−ザ発振器から出
力されたレ−ザ光を伝送する光ファイバと、この光ファ
イバの入射端に上記レ−ザ光を集光する第１の集光レン
ズと、上記光ファイバの出射端から出射したレ−ザ光を
集光する第２の集光レンズと、上記第２の集光レンズの
結像位置でのレ−ザ光の強度分布を検出する検出手段
と、この検出手段の検出結果に基づいて上記第１の集光
レンズと上記入射端との相対距離を調整する調整手段と
を備えたことを特徴とするレ−ザ加工装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3212495A JPH0550282A (ja) | 1991-08-26 | 1991-08-26 | レーザ加工装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3212495A JPH0550282A (ja) | 1991-08-26 | 1991-08-26 | レーザ加工装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0550282A true JPH0550282A (ja) | 1993-03-02 |
Family
ID=16623608
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3212495A Pending JPH0550282A (ja) | 1991-08-26 | 1991-08-26 | レーザ加工装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0550282A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010115686A (ja) * | 2008-11-13 | 2010-05-27 | Olympus Corp | 欠陥修正装置 |
-
1991
- 1991-08-26 JP JP3212495A patent/JPH0550282A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010115686A (ja) * | 2008-11-13 | 2010-05-27 | Olympus Corp | 欠陥修正装置 |
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