JPH06186487A - 高出力レーザーのビーム制御用に組み込んだ検知調節部材 - Google Patents

高出力レーザーのビーム制御用に組み込んだ検知調節部材

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JPH06186487A
JPH06186487A JP3233483A JP23348391A JPH06186487A JP H06186487 A JPH06186487 A JP H06186487A JP 3233483 A JP3233483 A JP 3233483A JP 23348391 A JP23348391 A JP 23348391A JP H06186487 A JPH06186487 A JP H06186487A
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JP3233483A
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Rudolf Protz
ルードルフ・プロッツ
Michael Gorriz
ミッヒヤエル・ゴ−リツ
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Airbus Defence and Space GmbH
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Messerschmitt Bolkow Blohm AG
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 単一な構造部材として、レーザー加工用の高
出力レーザービームの角度のずれと集束誤差を検出し
て、同時に補正する検知調節部材を提供する。 【構成】 基礎固定板１１の耐圧ハウジング本体１０に
前置接続された光チョッパー１５を備えた四象限検出器
１４と、集束を補正する鏡板１３用の二個以上の駆動部
材１６が配設してあり、上端に鏡板１３を支えるリング
状屈曲部材１２が固定してあり、鏡板の背面に取り出し
た非点収差成分を有するレーザービーム成分の集束を行
うホログラフ光学パターンが付けてある。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、ビーム通路内に組み
込まれていて、冷却通路を備えた光学鏡表面付き鏡板を
装備した、材料加工用の高出力レーザーのビーム制御を
行う検知調節部材に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の技術に属する上記のレーザー源の
ビーム制御に対する構成例では、例えば本出願人のドイ
ツ特許第 31 34 555 A1 号明細書、ドイツ特許第 38 00
427 A1 号明細書あるいはドイツ特許第 32 02 432 C2
号明細書に開示されているように、必ず独立した多数の
センサと補正部材が必要である。所要占有場所のことを
無視すれば、これ等の個別構造部材またはモジュールの
調節性および固定のためだけでも、多大な費用が必要で
ある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】この発明の課題は、単
体構造部品として高出力レーザービームで角度誤差およ
び集束誤差を同時に識別して補正することのできる冒頭
に述べた種類の検知調節部材を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記の課題は、この発明
により、ビーム通路内に組み込まれていて、冷却通路を
備えた光学鏡表面付き鏡板を装備した、材料加工用の高
出力レーザーのビーム制御を行う検知調節部材の場合、
形状の安定な耐圧ハウジング本体１０の基礎固定板１１
に、前置接続された光チョッパー１５を有する象限検出
器１４と、集束を補正する鏡板１３に対する二つまたた
それ以上の駆動部材１６とが配設されていて、この駆動
部材の上端には鏡板１３の支持体としてのリング状屈曲
部材１２が固定してあり、鏡板の背面には、ホログラフ
光学パターンが取り付けてあり、このパターンが同時に
鏡を一定値ほど湾曲させるとき、非点収差成分を含む取
り出されたレーザービーム成分２１の集束を行う検知調
節部材によって解決されている。
【０００５】この発明による他の有利な構成は、特許請
求の範囲の従属請求項に記載されている。
【０００６】
【実施例】以下、この発明を図面に基づき実施例に関し
てより詳しく説明する。
【０００７】図１に基づき以下に説明する検知調節部材
は、高出力レーザー系のビーム通路中で処理ビームの角
度誤差と集束誤差を検出して補正するため、完全に揃っ
た構造ユニットとして材料加工される。この部材は同時
にセンサ機能と補正機能を満たす。レーザービームを受
ける加工品の表面は周知のように液体で冷却されてい
る。
【０００８】検知調節部材は、耐圧性で形状の安定した
主に円筒状のハウジング本体１０と、下端を閉じた形状
安定な基礎固定板１１とで構成されている。この固定板
は一方でレーザー材料加工設備のビーム案内通路の所定
位置に部材を固定するために、また他方で、以下に説明
するように一連の構造部材の組込部品として使用され
る。
【０００９】ハウジング本体１０の上端には、バネベロ
ーズとして形成されたリング状の屈曲部材１２が固定さ
れている。この屈曲部材はその内部に冷却通路を備えた
薄い鏡板１３の支持体である。この鏡板はシリコン材料
で形成されている。このような鏡板とその製造方法は本
出願人によるドイツ特許第 34 08 263 C1 号明細書によ
り公知である。上記鏡板１３の表面は、誘電体の被膜が
付けてある。この被膜は波長 10. 6 mm のレーザービー
ムを大部分（主に 99 ％）反射する。約１％の残りの成
分は本出願人のドイツ特許第 31 33 823 C1 号明細書に
記載する方法と同じようにしてビーム通路が取り出せ
る。鏡板１３の背面には、エッチング技術によりホログ
ラフ光学部材１３ａが付けてある。この部材は取り出し
た光を四象限検出器１４に集束させる。この四象限検出
器は底板１１の上に配設されている。ホログラフ集束部
材１３ａは、非点収差成分を有する集束が行われるよう
に設計されている。
【００１０】四象限検出器１４の信号から、例えば 199
0 年 4月 24 日に出願したドイツ特許第 40 12 927.6号
明細書に記載されているように、電子回路１４ａを用い
てレーザービーム２０，２１の角度のずれと集束誤差を
検出し、その時の値をそれ自体公知の電子回路１４ａ中
で導き、角度のずれと集束誤差を補正する制御信号とし
て以下に説明する駆動部材１６，１２等に出力する。こ
の場合、角度のずれの補正は二つまたはそれ以上の駆動
部材１６によって行われる。これ等の駆動部材は基礎固
定板１１の上に配設してあり、屈曲部材１２を介して特
別か角度位置に関して鏡板１３に同じ作用をする。これ
等の駆動部材１６は、圧電性あるいは磁歪性の駆動装置
としても形成できる。
【００１１】集束の補正は、ガス導入部１８を経由して
ハウジング本体１０の空間に流入する加圧ガスの圧力上
昇または圧力低下による鏡板１３の湾曲によって行われ
る。各目標圧を設定するには、基礎固定板１１に組み込
んだ差圧センサ１７と制御弁（図示せず）によって行わ
れる。
【００１２】四象限検出器１４は、好ましくは圧電検出
器として構成されている。交番光モードでこの検出器を
駆動させるため、機械的な光チョッパーが前置接続され
ている。上に説明した角度誤差と集束誤差の補正は、駆
動回路あるいは開放されている制御回路中で行われる。
あるいは、この部材を閉じた制御回路に導入することも
できる。この回路では補正がビーム通路の前置接続され
ている独立補正部材によって行われる。
【００１３】
【発明の効果】上に説明したように、この発明による検
知調節部材によって、単体構造部品として高出力レーザ
ービームで角度誤差および集束誤差を同時に識別して補
正することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明による検知駆動部材の断面図である。
【符号の説明】
１０ ハウジング本体 １１ 基礎固定板あるいは底板 １２ 屈曲部材 １３ 鏡板 １４ 四象限検出器 １４ａ 電子回路 １５ 光チョッパー １６ 駆動部材 １７ 差圧センサ １８ ガス導入部 ２０ レーザービーム ２１ レーザービーム
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ０３Ｈ 1/04 8106−2Ｋ (72)発明者 ルードルフ・プロッツ ドイツ連邦共和国、ヘッヘンキルヒエン、 ローゼンストラーセ、７ (72)発明者 ミッヒヤエル・ゴ−リツ ドイツ連邦共和国、ミユンヘン40、ビスマ ルクストラーセ、11アー

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ビーム通路内に組み込まれていて、冷却
    通路を備えた光学鏡表面付き鏡板を装備した、材料加工
    用の高出力レーザーのビーム制御を行う検知調節部材に
    おいて、形状の安定な耐圧ハウジング本体（１０）の基
    礎固定板（１１）に、前置接続された光チョッパー（１
    ５）を有する象限検出器（１４）と、集束を補正する鏡
    板（１３）に対する二つまたたそれ以上の駆動部材（１
    ６）とが配設されていて、この駆動部材の上端には鏡板
    （１３）の支持体としてのリング状屈曲部材（１２）が
    固定してあり、鏡板の背面には、ホログラフ光学パター
    ンが取り付けてあり、このパターンが同時に鏡を一定値
    ほど湾曲させるとき、非点収差成分を含む取り出された
    レーザービーム成分（２１）の集束を行うことを特徴と
    する検知調節部材。
  2. 【請求項２】 鏡板（１３）は、表面に誘電体の被膜を
    付けた透明なシリコンウェハーから周知の方法で構成さ
    れ、鏡板の背面には冷却通路がエッチングで刻んである
    ことを特徴とする請求項１に記載の検知調節部材。
  3. 【請求項３】 鏡板（１３）の誘電体の被膜は、波長 1
    0.6 mmのレーザービームを 99 ％ほど反射させることを
    特徴とする請求項１または２に記載の検知調節部材。
  4. 【請求項４】 ホログラフ部材（１３ａ）は、エッチン
    グされたホログラフパターンを付け、冷却通路を被覆す
    る透明な板であることを特徴とする請求項１〜３の何れ
    か１項に記載の検知調節部材。
  5. 【請求項５】 四象限検出器（１４）には、レーザービ
    ーム（２０）の角度のずれと集束誤差をそれ自体公知の
    方法で定量的に検出し、駆動部材（１６）用の補正制御
    信号を出力する電子装置（１４ａ）が付属していること
    を特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の検知調
    節部材。
  6. 【請求項６】 駆動部材（１６）は、圧電性あるいは磁
    歪性の駆動体として構成されていることを特徴とする請
    求項１〜５の何れか１項に記載の検知調節部材。
  7. 【請求項７】 リング状の屈曲部材（１２）は駆動部材
    （１６）と協働結合していることを特徴とする請求項１
    〜６の何れか１項に記載の検知調節部材。
  8. 【請求項８】 集束を補正するため、鏡板はガス導入部
    （１８）を経由してハウジング（１０）の空間に流入す
    る加圧ガスの圧力上昇か、あるいは圧力低下によってそ
    れに応じた湾曲をすることを特徴とする請求項１〜７の
    何れか１項に記載の検知調節部材。
  9. 【請求項９】 本体の空間のガスの目標圧力値を調節す
    るため、制御弁付きの差圧センサ（１７）が基礎板（１
    １）に配設されていることを特徴とする請求項１〜８の
    何れか１項に記載の検知調節部材。
JP3233483A 1990-09-13 1991-09-12 高出力レーザーのビーム制御用に組み込んだ検知調節部材 Withdrawn JPH06186487A (ja)

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DE40290743 1990-09-13
DE4029074 1990-09-13

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FR (1) FR2667733B1 (ja)
GB (1) GB2249831B (ja)
IT (1) IT1251412B (ja)

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