JPH0616952B2 - レーザ光エネルギー管理方法 - Google Patents
レーザ光エネルギー管理方法Info
- Publication number
- JPH0616952B2 JPH0616952B2 JP63194603A JP19460388A JPH0616952B2 JP H0616952 B2 JPH0616952 B2 JP H0616952B2 JP 63194603 A JP63194603 A JP 63194603A JP 19460388 A JP19460388 A JP 19460388A JP H0616952 B2 JPH0616952 B2 JP H0616952B2
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- laser light
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は，レーザ装置の出力を測定する技術に関し，特
にレーザ加工分野でレーザ加工物に与えられるレーザ光
を測定する技術に関する。
にレーザ加工分野でレーザ加工物に与えられるレーザ光
を測定する技術に関する。
従来，この種のレーザ光エネルギーを管理する方法は，
事前にレーザ装置の入出力特性（入力エネルギーと出力
エネルギー特性）を測定し，このデータを元に加工物に
与えられるエネルギー値を管理したり，あるいは第２図
においてレーザ装置１３の全反射ミラー１４から透過す
る約０．５％ほどのレーザ光を第５の検知器１５により
モニタすることによりレーザエネルギーの管理をおこな
っている。また，第３図においてレーザ装置１６の出射
ミラー１７の外側にビームスプリッタ１８を置き，レー
ザ光の一部をビームスプリッタ１８により反射し第６の
検知器１９により測定していた。
事前にレーザ装置の入出力特性（入力エネルギーと出力
エネルギー特性）を測定し，このデータを元に加工物に
与えられるエネルギー値を管理したり，あるいは第２図
においてレーザ装置１３の全反射ミラー１４から透過す
る約０．５％ほどのレーザ光を第５の検知器１５により
モニタすることによりレーザエネルギーの管理をおこな
っている。また，第３図においてレーザ装置１６の出射
ミラー１７の外側にビームスプリッタ１８を置き，レー
ザ光の一部をビームスプリッタ１８により反射し第６の
検知器１９により測定していた。
上述した従来のレーザ光のエネルギー管理方法は，以下
の欠点を有する。すなわち，レーザ装置の入出力特性を
測定しそのデータを元に管理する方法においては，レー
ザ装置の条件であるガス圧励起ランプ状態，光学部品の
清浄度，アライメントなどが経時的に変化するため定期
的な測定が必要であり，また急激な状態変化を知る方法
とはなりえない。
の欠点を有する。すなわち，レーザ装置の入出力特性を
測定しそのデータを元に管理する方法においては，レー
ザ装置の条件であるガス圧励起ランプ状態，光学部品の
清浄度，アライメントなどが経時的に変化するため定期
的な測定が必要であり，また急激な状態変化を知る方法
とはなりえない。
全反射ミラーの透過光あるいは出射側ミラーの外側にビ
ームスプリッタを置く方法では，第４図に示すように，
加工物からの反射光がないときの測定値と加工物からの
反射光があるときの測定値により差が生じる。これは，
加工物からの反射光がない場合，検出器により測定され
る値は，元のレーザ出力をＩ0 ビームスプリッターの反
射率をｒ0 あるいは全反射ミラーの透過率をｔ0 とする
と，各々r0r0とt0r0であるが，加工物でレーザ光が反射
しレーザ装置にもどってくると，このレーザ光は出射側
ミラーで再び反射されビームスプリッタ１８により検出
器に入射するので，実際のレーザ出力よりも高い値を示
す。また，加工物で反射したレーザ光はレーザ装置の出
射側ミラーを一部透過しさらに全反射ミラーを一部透過
し検出器に入射し、実際のレーザ出力よりも高い値を示
す。
ームスプリッタを置く方法では，第４図に示すように，
加工物からの反射光がないときの測定値と加工物からの
反射光があるときの測定値により差が生じる。これは，
加工物からの反射光がない場合，検出器により測定され
る値は，元のレーザ出力をＩ0 ビームスプリッターの反
射率をｒ0 あるいは全反射ミラーの透過率をｔ0 とする
と，各々r0r0とt0r0であるが，加工物でレーザ光が反射
しレーザ装置にもどってくると，このレーザ光は出射側
ミラーで再び反射されビームスプリッタ１８により検出
器に入射するので，実際のレーザ出力よりも高い値を示
す。また，加工物で反射したレーザ光はレーザ装置の出
射側ミラーを一部透過しさらに全反射ミラーを一部透過
し検出器に入射し、実際のレーザ出力よりも高い値を示
す。
このため，従来のレーザ光のエネルギー管理方法は，加
工中の実際のレーザ出力を正確に測定できないという欠
点がある。
工中の実際のレーザ出力を正確に測定できないという欠
点がある。
本発明は上記の欠点を補うため，加工物から反射される
光を測定する手段を新らたに設け，更に従来レーザ光と
して測定していた値（実際は加工物からの反射光を含ん
でいる）から加工物からの分を差引く演算装置を設けた
ものである。
光を測定する手段を新らたに設け，更に従来レーザ光と
して測定していた値（実際は加工物からの反射光を含ん
でいる）から加工物からの分を差引く演算装置を設けた
ものである。
［課題を解決するための手段］ 本発明によれば、レーザ発振器から発するレーザ光出力
Ｉ0 のエネルギーを、反射率ｒL の出射ミラーと反射率
Ｒの加工物の間に設けた反射率ｒ0 のビームスプリッタ
で一部取り出して第１の検知器で検知し、又、該ビーム
スプリッタで前記加工物から反射するレーザ光を取り出
して第２の検出器で検知し、該第１及び第２の検出器の
出力から前記レーザ光出力Ｉ0 の値を求める演算を行う
レーザ光エネルギーの管理方法において、前記レーザ光
出力Ｉ0 の値を求める演算が、前記出射ミラー、加工
物、及びビームスプリッタに於ける反射が無限回数行わ
れて前記第１の検出器の測定する値Ｉ3 が（１＋ａ＋ａ
2 ＋……＋ａ∞ ）ｒ0 Ｉ0 で表わされ、又前記第２の
検出器の測定する値Ｉ4 が（１＋ａ＋ａ2 ＋……＋ａ∞
）ｒ0 Ｒ（１−Ｒ0 ）Ｉ0 で表わされることを考慮
し、且つ式ａ＝ｒL Ｒ（１−ｒ0 ）2 で定義される１よ
り小さい値ａを定義して、前記反射率ＲをＲ＝（Ｉ4 ／
Ｉ3 ）／（１−ｒ0 ）から求め、該得られたＲの値を前
記ａの定義式にいれてａの値を求め、このａの値を用い
て（１＋ａ＋ａ2 ＋……＋ａ∞ ）ｒ0 を計算すること
によりＩ0 を求める計算を、加工中続けて行うことを特
徴とするレーザ光エネルギー管理方法が得られる。
Ｉ0 のエネルギーを、反射率ｒL の出射ミラーと反射率
Ｒの加工物の間に設けた反射率ｒ0 のビームスプリッタ
で一部取り出して第１の検知器で検知し、又、該ビーム
スプリッタで前記加工物から反射するレーザ光を取り出
して第２の検出器で検知し、該第１及び第２の検出器の
出力から前記レーザ光出力Ｉ0 の値を求める演算を行う
レーザ光エネルギーの管理方法において、前記レーザ光
出力Ｉ0 の値を求める演算が、前記出射ミラー、加工
物、及びビームスプリッタに於ける反射が無限回数行わ
れて前記第１の検出器の測定する値Ｉ3 が（１＋ａ＋ａ
2 ＋……＋ａ∞ ）ｒ0 Ｉ0 で表わされ、又前記第２の
検出器の測定する値Ｉ4 が（１＋ａ＋ａ2 ＋……＋ａ∞
）ｒ0 Ｒ（１−Ｒ0 ）Ｉ0 で表わされることを考慮
し、且つ式ａ＝ｒL Ｒ（１−ｒ0 ）2 で定義される１よ
り小さい値ａを定義して、前記反射率ＲをＲ＝（Ｉ4 ／
Ｉ3 ）／（１−ｒ0 ）から求め、該得られたＲの値を前
記ａの定義式にいれてａの値を求め、このａの値を用い
て（１＋ａ＋ａ2 ＋……＋ａ∞ ）ｒ0 を計算すること
によりＩ0 を求める計算を、加工中続けて行うことを特
徴とするレーザ光エネルギー管理方法が得られる。
［実施例］ 次に本発明について図面を参照して説明する。
第１図は本発明の一実施例に用いる装置のブロック図で
ある。レーザ装置１より発振したレーザ光は反射率r0を
有するビームスプリッタ２により反射される。このとき
第１の検出器３には元のレーザ出力をI0とするとr0I0の
エネルギーＩ1 が入射し，ビームスプリッタ２を透過す
るレーザ光は（１−r0）I0である。ビームスプリッタ２
を透過したレーザ光は加工物４で反射されるが，このと
きの反射率をＲとすると，Ｒ（１−r0）I0のエネルギー
が反射し，ビームスプリッタ２で反射して加工物からの
反射光モニタ用の第２の検出器５にr0R(1−r0)I0のエネ
ルギーＩ2 が入射する。このビームスプリッタ２を透過
したエネルギーＲ(1−r0)2I0のレーザ光はレーザ装置１
に入射するが，レーザ装置１からのレーザ光の反射率を
ｒL とすると，レーザ装置１から再びrLR(1−r0)2I0の
エネルギーが加工物４方向にもどってくることになる。
ある。レーザ装置１より発振したレーザ光は反射率r0を
有するビームスプリッタ２により反射される。このとき
第１の検出器３には元のレーザ出力をI0とするとr0I0の
エネルギーＩ1 が入射し，ビームスプリッタ２を透過す
るレーザ光は（１−r0）I0である。ビームスプリッタ２
を透過したレーザ光は加工物４で反射されるが，このと
きの反射率をＲとすると，Ｒ（１−r0）I0のエネルギー
が反射し，ビームスプリッタ２で反射して加工物からの
反射光モニタ用の第２の検出器５にr0R(1−r0)I0のエネ
ルギーＩ2 が入射する。このビームスプリッタ２を透過
したエネルギーＲ(1−r0)2I0のレーザ光はレーザ装置１
に入射するが，レーザ装置１からのレーザ光の反射率を
ｒL とすると，レーザ装置１から再びrLR(1−r0)2I0の
エネルギーが加工物４方向にもどってくることになる。
これらを総合すると，第１の検出器３には，ａ＝rLR(1
−r0)2とおくと，（1+a+c2+a3+a4+a5+……＋a∞)r0I0の
レーザ光エネルギーＩ3 が入射し，第２の検出器５には
(1+a+a2+a3+……＋a∞)r0R(1-r0)I0のレーザ光エネルギ
ーＩ4 が入射することになる。ａは１より小さい数字で
あり，（1+a+a2+……a∞）は無限等比級数の和として１
／（１−ａ）に収束する。
−r0)2とおくと，（1+a+c2+a3+a4+a5+……＋a∞)r0I0の
レーザ光エネルギーＩ3 が入射し，第２の検出器５には
(1+a+a2+a3+……＋a∞)r0R(1-r0)I0のレーザ光エネルギ
ーＩ4 が入射することになる。ａは１より小さい数字で
あり，（1+a+a2+……a∞）は無限等比級数の和として１
／（１−ａ）に収束する。
演算装置６によりI4値をI3で割るとＲ（１−r0）の値が
得られる。ｒ0の値はビームスプリッタ２の反射率で一
定値のあらかじめから分っている値であり，これより加
工物４の反射率Ｒの値を演算（Ｉ4 ／Ｉ3 ）／（１−ｒ
0 ）により求めることができる。そして加工物４の反射
率を求めることにより，ａ＝rLR(1-r0)2の値を求め，
（1+a+a2+a3+……＋a∞)r0の値を計算し、この値でＩ3
を除算することにより，レーザ光の元の出力I0 を求め
ることができる。
得られる。ｒ0の値はビームスプリッタ２の反射率で一
定値のあらかじめから分っている値であり，これより加
工物４の反射率Ｒの値を演算（Ｉ4 ／Ｉ3 ）／（１−ｒ
0 ）により求めることができる。そして加工物４の反射
率を求めることにより，ａ＝rLR(1-r0)2の値を求め，
（1+a+a2+a3+……＋a∞)r0の値を計算し、この値でＩ3
を除算することにより，レーザ光の元の出力I0 を求め
ることができる。
以上説明したように，本発明はレーザ光からの出力と加
工物からのレーザ光の反射光をビームスプリッターによ
り一部反射し，２個の検出器を用いて測定することによ
り，加工物からの反射率が変化しても加工中のレーザ出
力を正確に測定することができる。このためレーザ加工
中のレーザ出力を正確に管理することが出来，レーザ加
工の品質を向上させる効果がある。
工物からのレーザ光の反射光をビームスプリッターによ
り一部反射し，２個の検出器を用いて測定することによ
り，加工物からの反射率が変化しても加工中のレーザ出
力を正確に測定することができる。このためレーザ加工
中のレーザ出力を正確に管理することが出来，レーザ加
工の品質を向上させる効果がある。
第１図はレーザ光エネルギーモニタ装置のブロック図，
第２図は従来のレーザ光エネルギーモニタ装置の一例の
ブロック図，第３図は従来のレーザ光エネルギーモニタ
装置の他の例のブロック図である。 記号の説明：１……レーザ装置，１ａ……出射ミラー，
２……ビームスプリッタ，３……第１の検出器，４……
加工物，５……第２の検出器，６……演算装置。
第２図は従来のレーザ光エネルギーモニタ装置の一例の
ブロック図，第３図は従来のレーザ光エネルギーモニタ
装置の他の例のブロック図である。 記号の説明：１……レーザ装置，１ａ……出射ミラー，
２……ビームスプリッタ，３……第１の検出器，４……
加工物，５……第２の検出器，６……演算装置。
Claims (1)
- 【請求項１】レーザ発振器から発するレーザ光出力Ｉ0
のエネルギーを、反射率ｒL の出射ミラーと反射率Ｒの
加工物の間に設けた反射率ｒ0 のビームスプリッタで一
部取り出して第１の検知器で検知し、又、該ビームスプ
リッタで前記加工物から反射するレーザ光を取り出して
第２の検出器で検知し、該第１及び第２の検出器の出力
から前記レーザ光出力Ｉ0 の値を求める演算を行うレー
ザ光エネルギーの管理方法において、 前記レーザ光出力Ｉ0 の値を求める演算が、前記出射ミ
ラー、加工物、及びビームスプリッタに於ける反射が無
限回数行われて前記第１の検出器の測定する値Ｉ3 が
（１＋ａ＋ａ2 ＋……＋ａ∞ ）ｒ0 Ｉ0 で表わされ、
又前記第２の検出器の測定する値Ｉ4 が（１＋ａ＋ａ2
＋……＋ａ∞ ）ｒ0 Ｒ（１−ｒ0 ）Ｉ0 で表わされる
ことを考慮し、且つ式ａ＝ｒL Ｒ（１−ｒ0 ）2 で定義
される１より小さい値ａを定義して、前記反射率ＲをＲ
＝（Ｉ4 ／Ｉ3 ）／（１−ｒ0 ）から求め、該得られた
Ｒの値を前記ａの定義式にいれてａの値を求め、このａ
の値を用いて（１＋ａ＋ａ2 ＋……＋ａ∞ ）ｒ0 を計
算することによりＩ0 を求める計算を、加工中続けて行
うことをを特徴とするレーザ光エネルギー管理方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63194603A JPH0616952B2 (ja) | 1988-08-05 | 1988-08-05 | レーザ光エネルギー管理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63194603A JPH0616952B2 (ja) | 1988-08-05 | 1988-08-05 | レーザ光エネルギー管理方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0246987A JPH0246987A (ja) | 1990-02-16 |
| JPH0616952B2 true JPH0616952B2 (ja) | 1994-03-09 |
Family
ID=16327295
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63194603A Expired - Fee Related JPH0616952B2 (ja) | 1988-08-05 | 1988-08-05 | レーザ光エネルギー管理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0616952B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03120427A (ja) * | 1989-10-03 | 1991-05-22 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | レーザ発振出力モニタリング方法 |
| DE102014108259A1 (de) | 2014-06-12 | 2015-12-17 | Scanlab Ag | Vorrichtung zur Lasermaterialbearbeitung |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5916691A (ja) * | 1982-07-21 | 1984-01-27 | Hitachi Ltd | レ−ザ加工装置 |
| JPH0714098B2 (ja) * | 1985-10-30 | 1995-02-15 | 株式会社日平トヤマ | レ−ザ出力制御装置 |
| JPH0755388B2 (ja) * | 1986-09-02 | 1995-06-14 | 株式会社小松製作所 | 高反射率材料のレ−ザ加工方法 |
-
1988
- 1988-08-05 JP JP63194603A patent/JPH0616952B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0246987A (ja) | 1990-02-16 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111 |
|
| R371 | Transfer withdrawn |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R371 |
|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |