JPH07199004A - Fiber coupling optical system - Google Patents

Fiber coupling optical system

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JPH07199004A
JPH07199004A JP5349492A JP34949293A JPH07199004A JP H07199004 A JPH07199004 A JP H07199004A JP 5349492 A JP5349492 A JP 5349492A JP 34949293 A JP34949293 A JP 34949293A JP H07199004 A JPH07199004 A JP H07199004A
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JP
Japan
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light
fiber
optical system
diameter
light beam
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Application number
JP5349492A
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Japanese (ja)
Inventor
Katsura Otaki
桂 大滝
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Nikon Corp
Original Assignee
Nikon Corp
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Abstract

PURPOSE:To obtain a fiber coupling optical system which has superior luminous flux transmission characteristics by dispersing the luminous flux of the center area of the section of the luminous flux to the peripheral area and converging the luminous flux of the peripheral area on the center area. CONSTITUTION:The luminous flux emitted from a laser light source 1 is made incident on a fiber A1 through a collimator lens system 6, but the emitted luminous flux has a uniform light quantity distribution since the fiber A1 is an SI type and is made incident on the coupling optical system 7. The coupling optical system 7 converts the light quantity distribution state in the luminous flux section into luminous flux which is converged on the center part and a stop member 3 provided in the coupling optical system 7 reduces the diameter of the luminous flux. The quantity of light of the part which is cut off by the stop member 3 is extremely small and light quantity loss becomes extremely small. Further, the external diameter of the luminous flux passed through the stop member 3 becomes small, so projection NA (substantial power) becomes small and the light quantity loss of a fiber BI is suppressed smaller than before.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、例えばレーザ加工装置
等に用いるファイバーを用いた光伝送系の結合光学系に
関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a coupling optical system of an optical transmission system using a fiber used in, for example, a laser processing device.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、レーザ光を照射させることにより
加工工具を直接加工材に接触させずに行う加工法(所謂
レーザ加工)が利用されているが、あらゆる材料の微細
加工がどのような条件であっても短時間で加工できる等
の数々の利点を備えた加工法として注目されている。
2. Description of the Related Art In recent years, a processing method (so-called laser processing) in which a processing tool is directly contacted with a processing material by irradiating laser light (so-called laser processing) has been used. However, it is attracting attention as a processing method having various advantages such as that it can be processed in a short time.

【0003】ここで、一般的なレーザ加工装置における
ファイバー伝送系について、図7にその概略構成を示し
て説明する。図7(a)は、一つのレーザ光源に対して
一つの加工部が設けられたレーザ加工装置であって、一
本のファイバーによりレーザ光源から加工面へ光束を導
く光伝送系の構成例であり、ここでは全反射型のSI型
ファイバーを用いている。
Here, a fiber transmission system in a general laser processing apparatus will be described by showing its schematic configuration in FIG. FIG. 7A shows a laser processing apparatus in which one processing portion is provided for one laser light source, and is an example of the configuration of an optical transmission system that guides a light beam from the laser light source to the processing surface by one fiber. Yes, a total reflection type SI fiber is used here.

【0004】図7(a)において、レーザ光源31から
発せられた光束は、結合光学系としてのコリメーターレ
ンズ37と絞り33とを介してファイバーAに入射す
る。この場合の結合光学系は、レーザ光源31とファイ
バーとを結合するための作用を備えたものであり、コリ
メータレンズ37を備えている。
In FIG. 7A, a light beam emitted from a laser light source 31 enters a fiber A through a collimator lens 37 as a coupling optical system and a diaphragm 33. The coupling optical system in this case has a function for coupling the laser light source 31 and the fiber, and includes a collimator lens 37.

【0005】コリメータレンズ37は光源31から射出
された光束をファイバーAに効率よく入射させるために
光束の入射NAを調節するための光学系であり、絞り3
3は光束断面における周辺部を遮光することで有効径を
小さくする調節機構である。そして、ファイバーAを通
過して射出された光束は、集光光学系38により集光さ
れ、加工面35上に集光スポットを形成する。
The collimator lens 37 is an optical system for adjusting the incident NA of the light beam so that the light beam emitted from the light source 31 can be efficiently incident on the fiber A.
Reference numeral 3 denotes an adjusting mechanism that reduces the effective diameter by shielding the peripheral portion of the light beam cross section. Then, the light flux emitted through the fiber A is condensed by the condensing optical system 38 to form a condensed spot on the processed surface 35.

【0006】また、図7(b)は、一つのレーザ光源に
対して二つの加工部が設けられたレーザ加工装置の一例
であって、二本のファイバーを介してレーザ光源から加
工面へ光束を導く光伝送系の構成例である。この例で
は、伝送系内に設けた切替手段により、使用する加工部
へ光束を導くファイバーを切替えることにより、一つの
光源を使用して空間的に離れた複数箇所でのレーザ加工
を行うことができるようになっている。
FIG. 7B shows an example of a laser processing apparatus in which two processing parts are provided for one laser light source, and a laser beam is emitted from the laser light source to the processing surface via two fibers. 2 is an example of the configuration of an optical transmission system that guides In this example, the switching means provided in the transmission system switches the fiber that guides the light beam to the processing unit to be used, so that it is possible to perform laser processing at a plurality of spatially separated locations using one light source. You can do it.

【0007】図7(b)において、レーザ光源41から
発せられた光束は、上記と同様に第1の結合光学系であ
るコリメータレンズ47aと絞り43aとを介してファ
イバーBに入射させる。ファイバーBを通過して射出さ
れた光束は、第2の結合光学系47bと絞り43bによ
り再び光束の射出NA及び有効径を調節されて、次のフ
ァイバーC又はDに導かれる。
In FIG. 7B, the light beam emitted from the laser light source 41 is made incident on the fiber B via the collimator lens 47a and the diaphragm 43a which are the first coupling optical system as in the above. The light flux emitted through the fiber B is guided to the next fiber C or D after the emission NA and effective diameter of the light flux are adjusted again by the second coupling optical system 47b and the diaphragm 43b.

【0008】この第2の結合光学系47bと絞り43b
は、このファイバー伝送系における切替手段(図示せ
ず)と一体的に構成されており、結合光学系47bと絞
り43b並びに切換手段を介した光束は、ファイバーC
またはファイバーDに入射してそれぞれに対応する加工
面45または55に導かれる。
The second coupling optical system 47b and the diaphragm 43b.
Is integrally formed with the switching means (not shown) in this fiber transmission system, and the light flux passing through the coupling optical system 47b, the diaphragm 43b and the switching means is the fiber C.
Alternatively, it is incident on the fiber D and guided to the processing surface 45 or 55 corresponding thereto.

【0009】そして、ファイバーCまたはファイバーD
より射出された光束は、集光光学系48、58により集
光され、それぞれの加工面45、55上に集光スポット
を形成する。
Fiber C or fiber D
The emitted light flux is condensed by the condensing optical systems 48 and 58 to form condensing spots on the respective processed surfaces 45 and 55.

【0010】ところで、一般的なレーザ加工装置では、
YAGレーザ等を光源としてファイバーにより光源から
加工箇所まで光束を伝送する光伝送系を備えており、フ
ァイバーからの射出光束を集光レンズ等で加工面上に集
光させて、この集光光束によりレーザ加工が行われてい
る。このようなレーザ加工装置において加工効率を向上
させるためには、加工面での光パワー密度を大きくする
ことが重要なポイントとなっている。
By the way, in a general laser processing apparatus,
It is equipped with an optical transmission system that uses a YAG laser or the like as a light source to transmit a light flux from the light source to the processing location by a fiber. The light flux emitted from the fiber is focused on the processing surface by a condenser lens, etc. Laser processing is performed. In order to improve the processing efficiency in such a laser processing apparatus, it is an important point to increase the optical power density on the processing surface.

【0011】従来より、この集光点での光パワー密度を
大きくするために、加工面での集光スポットの径をでき
る限り小さくするような光学設計が行われている。加工
面での集光スポット径は、使用するレーザ光源の種類と
そのレーザの発散角、又は使用するファイバーの口径と
そのNA等によりその大きさが決定する。
Conventionally, in order to increase the optical power density at this converging point, an optical design has been performed so that the diameter of the converging spot on the processed surface is made as small as possible. The size of the focused spot diameter on the processed surface is determined by the type of laser light source used, the divergence angle of the laser, or the diameter of the fiber used and its NA.

【0012】このような光伝送系では、使用するレーザ
光源の種類とそのレーザの発散角、又はファイバーの口
径とNAとの間には、Helmholz−Lagran
geの不変量が一般的に成り立つ。このHelmhol
z−Lagrangeの不変量は、「光線の高さ×光線
の傾きは保存される」というものであり、これより以下
に示す式が成立する。 φL×αL=φL’×αL’ …式(1) φA×αA=φA’×αA’ …式(2) φB×αB=φ×α …式(3)
In such an optical transmission system, there is a Helmholz-Lagran between the type of laser light source used and the divergence angle of the laser, or between the fiber diameter and NA.
The invariant of ge generally holds. This Helmhol
The invariant of z-Lagrange is that “height of light ray × gradient of light ray is preserved”, and the following equation holds from this. φL × αL = φL ′ × αL ′ Equation (1) φA × αA = φA ′ × αA ′ Equation (2) φB × αB = φ × α Equation (3)

【0013】ここで、レーザ光源の射出部の直径をφ
L、レーザ光源より発せられる発散光のNAをαL、伝
送ファイバーAのコア径をφA、伝送ファイバーAのN
AをαA、伝送ファイバーBのコア径をφB、伝送ファ
イバーBのNAをαB、加工面での集光スポット径を
φ、加工面での集光NAをα、光学系L1によりファイ
バーAの入射端面に結像された光源像の直径をφL’、
光学系L1によりファイバーAの入射端面に結像された
収束光のNAをαL’、光学系L2によりファイバーB
の入射端面に結像されたファイバーAのコア像の直径を
φA’、光学系L2によりファイバーBの入射端面に結
像された収束光のNAをαA’とする。
Here, the diameter of the emitting portion of the laser light source is φ
L, NA of the divergent light emitted from the laser light source is αL, the core diameter of the transmission fiber A is φA, and the transmission fiber A is N
A is αA, the core diameter of the transmission fiber B is φB, the NA of the transmission fiber B is αB, the focused spot diameter on the processed surface is φ, the focused NA on the processed surface is α, and the fiber A is incident by the optical system L1. The diameter of the light source image formed on the end face is φL ′,
The NA of the converged light imaged on the incident end face of the fiber A by the optical system L1 is αL ′, and the fiber B by the optical system L2 is
Let φA ′ be the diameter of the core image of the fiber A formed on the incident end surface of A, and αA ′ be the NA of the converged light imaged on the incident end surface of the fiber B by the optical system L2.

【0014】また、前記伝送系内において、結合光学系
による光量損失をなくすためには、『射出端面における
像の大きさ×射出された収束光NAの値』を、『光束が
入射するファイバーのコア径×そのファイバーのNAの
値』より小さくすることが重要であるので、次に示す式
(4)及び式(5)を満たすようにしなければならな
い。 φL’≦φA、αL’≦αA …式(4) φA’≦φB、αA’≦αB …式(5) 以上の式(1)〜式(5)より、次に示す式(6)が成
り立つ。 φL×αL≦φA×αA≦φB×αB≦φ×α …式(6)
In order to eliminate the light quantity loss due to the coupling optical system in the transmission system, "the size of the image at the exit end surface x the value of the emitted convergent light NA" is calculated as "the value of the fiber on which the light beam enters. Since it is important to make it smaller than “core diameter × NA value of the fiber”, it is necessary to satisfy the following expressions (4) and (5). φL ′ ≦ φA, αL ′ ≦ αA Equation (4) φA ′ ≦ φB, αA ′ ≦ αB Equation (5) From the above Equations (1) to (5), the following Equation (6) is established. . φL × αL ≦ φA × αA ≦ φB × αB ≦ φ × α (6)

【0015】従って、式(6)より、『レーザ光源の直
径×レーザ光源の発散角の値』、『伝送ファイバーAの
コア径×伝送ファイバーAのNAの値』、または『伝送
ファイバーBのコア径×伝送ファイバーBのNAの値』
の何れかを小さくすれば、加工面でのスポット径をより
小さくすることができ、結合光学系による光量損失を少
なくすることが可能となる。
Therefore, from the formula (6), "diameter of laser light source x divergence value of laser light source", "core diameter of transmission fiber A x NA value of transmission fiber A", or "core of transmission fiber B" Diameter x NA of transmission fiber B ”
If any one of them is reduced, the spot diameter on the processed surface can be further reduced, and the light quantity loss due to the coupling optical system can be reduced.

【0016】[0016]

【発明が解決しようとする課題】ところで、加工面での
集光スポットの径をできる限り小さくする手段として、
ファイバーより伝送された光束を集光する集光光学系の
倍率を小さくする方法と、伝送系内で使用するファイバ
ーのコア径を小さくする方法とが考えられ。
By the way, as a means for reducing the diameter of the focused spot on the processed surface as much as possible,
A method of reducing the magnification of the condensing optical system that condenses the light beam transmitted from the fiber and a method of reducing the core diameter of the fiber used in the transmission system are considered.

【0017】しかしながら、前者の集光レンズの倍率を
小さくする方法は、集光光学系の射出側NAが大きくな
るために、集光光学系を構成するレンズの枚数を増やさ
ないと収差補正を行うことができなくなり、これによ
り、集光光学系の設計が難しくなると共に、コストアッ
プにつながるという難点が生じる。
However, in the former method of reducing the magnification of the condensing lens, the NA on the exit side of the condensing optical system becomes large, and therefore the aberration is corrected unless the number of lenses forming the condensing optical system is increased. This makes it difficult to design the condensing optical system and causes a cost increase.

【0018】また、後者の使用するファイバーのコア径
を小さくする方法では、レーザ光源からの光束がファイ
バーで導かれる際に、ファイバーのコアから漏れてしま
う欠点があり、極めて大きな光量損失を伴う問題があ
る。
In the latter method of reducing the core diameter of the fiber used, there is a drawback that when the light beam from the laser light source is guided by the fiber, it leaks from the core of the fiber, resulting in an extremely large light quantity loss. There is.

【0019】更に別の方法として、伝送系内で射出され
た光束の周縁部を遮光して、光束断面における径を調節
する方法がある。この方法では、光束を遮光することに
より有効径を小さくすることができるので、光束断面に
おける径の縮小量に合わせて次に設ける光学系の倍率を
変え、集光光学系の射出NAを変えずに集光スポットを
絞ることができる。しかしながら、この場合も遮光部材
により光量を一部カットしているため、コア径を小さく
する方法による光量の損失と同程度の光量損失を伴う問
題がある。
As another method, there is a method of shielding the peripheral portion of the light beam emitted in the transmission system and adjusting the diameter of the light beam cross section. In this method, since the effective diameter can be reduced by blocking the light flux, the magnification of the optical system to be provided next is changed according to the reduction amount of the diameter in the cross section of the light flux, and the exit NA of the condensing optical system is not changed. The focused spot can be narrowed down. However, also in this case, since the light amount is partially cut by the light shielding member, there is a problem that the light amount loss is about the same as the light amount loss due to the method of reducing the core diameter.

【0020】ここで、伝送系内で射出された光束を遮光
することによる光量損失について、図7(a)に示す光
伝送系を例にして説明する。図7(a)において、絞り
33を通過する前の光束の断面の光量をW1、絞り33
により遮光された光束の断面の光量をΔW1とすると、
W1及びΔW1は、次に示す(7)式及び(8)式で表
すことができる。
Here, the light amount loss caused by blocking the light beam emitted in the transmission system will be described by taking the optical transmission system shown in FIG. 7A as an example. In FIG. 7A, the light quantity of the cross section of the light beam before passing through the diaphragm 33 is W1, and the diaphragm 33 is
Let ΔW1 be the amount of light in the cross section of the light beam shielded by
W1 and ΔW1 can be expressed by the following equations (7) and (8).

【0021】[0021]

【数1】 [Equation 1]

【0022】[0022]

【数2】 [Equation 2]

【0023】但し、I(r)は光束断面における光量分
布であり、aは絞り通過前の光束の半径、kaは遮光さ
れた後の光束断面における半径である。これより、遮光
することにより生じる光量損失量LOSSは、次式で表
される。 LOSS=ΔW1/W1×100(%) …式(9)
However, I (r) is the light amount distribution in the light flux cross section, a is the radius of the light flux before passing through the diaphragm, and ka is the radius in the light flux cross section after being shielded. From this, the light amount loss amount LOSS caused by the light shielding is expressed by the following equation. LOSS = ΔW1 / W1 × 100 (%) Equation (9)

【0024】ここで、SI型のファイバーより射出され
た光束では、断面内における光量分布が均一であるか
ら、上式においてI(r)=1であり、光量損失量は、
次式で表される。 LOSS=(1−k)2 ×100(%) …式(10)
Here, in the light flux emitted from the SI type fiber, since the light amount distribution in the cross section is uniform, I (r) = 1 in the above equation, and the light amount loss amount is
It is expressed by the following equation. LOSS = (1−k) 2 × 100 (%) Equation (10)

【0025】さらに、光束断面における遮光割合Δk
は、Δk=1−k 1であるから 光量損失量LOSS
は、次式で近似される。 LOSS≒2×Δk×100(%) …式(11)
Further, the light blocking ratio Δk in the light beam cross section
Is Δk = 1−k 1, the light amount loss amount LOSS
Is approximated by the following equation. LOSS≈2 × Δk × 100 (%) Equation (11)

【0026】更に、図7(b)に示す光伝送系では、伝
送系内の二ケ所に絞り43a、43bを配置しているた
め、光束が絞り43a、43bを通過する度に遮光され
ることになり、前述した遮光部材を一つ備えた場合より
も損失光量が増大することになる。
Further, in the optical transmission system shown in FIG. 7B, since the diaphragms 43a and 43b are arranged at two places in the transmission system, the light beam is shielded each time it passes through the diaphragms 43a and 43b. Therefore, the amount of light loss is increased as compared with the case where one light blocking member is provided.

【0027】この様に、従来の光伝送系では、伝送系内
に配置された光学部材の作用や特性による光量損失が大
きな問題となっており、伝導する光束の強度の低下を抑
えることが、光伝送系の開発命題となっている。
As described above, in the conventional optical transmission system, a large amount of light is lost due to the action and characteristics of the optical members arranged in the transmission system, and it is possible to suppress the decrease in the intensity of the transmitted light flux. It has become a development proposition for optical transmission systems.

【0028】本発明はこれらの問題点に鑑みてなされた
ものであり、優れた光束伝達特性を備えたファイバー結
合光学系を提供することを主目的とするものである。特
に、レーザ光を利用したレーザ加工装置等に応用した場
合に、光量損失が少なくレーザ光の強度を有効に利用で
きるファイバー結合光学系を得ることをも目的とするも
のである。
The present invention has been made in view of these problems, and its main purpose is to provide a fiber coupling optical system having an excellent light flux transmission characteristic. In particular, it is also an object to obtain a fiber-coupled optical system which has a small light quantity loss and can effectively utilize the intensity of the laser light when applied to a laser processing apparatus using the laser light.

【0029】[0029]

【課題を解決するための手段】前記目的を達成すべく、
本発明の請求項1の発明は、光源からの光束を伝送系内
で導く際に、ファイバーと伝送系内に設けられた他の部
材とを結合するファイバー結合光学系であって、前記伝
送系内で伝送される光束の断面における中央領域の光束
を周辺領域に分散させると共に、前記断面における周辺
領域の光束を中央領域に集中させる光量分布変換手段を
備えたものである。
[Means for Solving the Problems] To achieve the above object,
The invention according to claim 1 of the present invention is a fiber coupling optical system for coupling a fiber with another member provided in a transmission system when guiding a light beam from a light source in the transmission system. A light amount distribution conversion means is provided for dispersing the light flux of the central region in the cross section of the light flux transmitted within the peripheral region and concentrating the light flux of the peripheral region in the cross section in the central region.

【0030】また、請求項2の発明は、請求項1のファ
イバー伝送系において、前記光量分布変換手段が、光束
の進行方向に沿って順に配置された第一の円錐状光学素
子と第二の円錐状光学素子とを有し、前記第一と第二の
円錐状光学素子は、互いの頂角が対峙する用に配置され
ていると共に、それぞれ素子の中心軸と光束中心軸とが
一致するように配設されているものである。
According to a second aspect of the present invention, in the fiber transmission system according to the first aspect, the light amount distribution conversion means has a first conical optical element and a second conical optical element which are sequentially arranged along the traveling direction of the light beam. A conical optical element, wherein the first and second conical optical elements are arranged such that their apex angles are opposite to each other, and the central axis of the element and the central axis of the light beam coincide with each other. It is arranged as follows.

【0031】さらに、請求項3の発明は、請求項2のフ
ァイバー伝送系において、前記第一と第二の円錐状光学
素子が、前記光束中心軸上における前記第1円錐状光学
素子による集光位置と、前記第2円錐状光学素子の頂角
とが一致するように配置されているものである。
Further, the invention of claim 3 is the fiber transmission system according to claim 2, wherein the first and second conical optical elements are focused by the first conical optical element on the central axis of the light beam. The position and the apex angle of the second conical optical element are arranged so as to coincide with each other.

【0032】また、請求項4の発明は、請求項1、2又
は3に記載のファイバー伝送系において、前記光量分布
変換手段により光量分布が変換された光束の径を調節す
る光束径調節手段を更に備えているものである。
Further, the invention of claim 4 is the fiber transmission system according to claim 1, 2 or 3, further comprising a light beam diameter adjusting means for adjusting the diameter of the light beam whose light amount distribution is converted by the light amount distribution converting means. It is further equipped.

【0033】[0033]

【作用】本発明は上記のように構成されているため、以
下の作用を奏する。先ず、本発明では、光源からの光束
を伝送系内で導く際に、ファイバーと伝送系内に設けら
れた他の部材とを結合させる結合光学系を設け、この結
合光学系に備えられた光量分布変換手段により、前記伝
送系内で伝送される光束の断面における中央領域の光束
を周辺領域に分散させると共に、前記断面における周辺
領域の光束を中央領域に集中させている。
Since the present invention is configured as described above, it has the following effects. First, in the present invention, when the light flux from the light source is guided in the transmission system, a coupling optical system for coupling the fiber with other members provided in the transmission system is provided, and the amount of light provided in the coupling optical system is provided. The distribution conversion means disperses the light flux in the central region in the cross section of the light flux transmitted in the transmission system into the peripheral region and concentrates the light flux in the peripheral region in the cross section in the central region.

【0034】即ち、本発明における光量分布変換手段
は、光束断面内における光束の入れ替えを行うことで、
光束断面内における光量の分布を変換させるものであ
り、例えば、光束断面における光量分布が均一な光束を
通過させると、通過前の周辺部の光束が中央部に集中す
ることから、通過後の中央部の光量が増大すると共に、
通過前の中央部の光束が周辺部に分散されるので、通過
後の周辺部の光量が減少する。
That is, the light quantity distribution converting means in the present invention changes the luminous flux in the luminous flux cross section,
This is for converting the distribution of the light quantity in the cross section of the light flux. For example, if a light flux with a uniform light quantity distribution in the cross section of the light flux is passed, the light flux in the peripheral part before passing will be concentrated in the central part. As the light intensity of the part increases,
Since the light flux in the central portion before passing through is dispersed in the peripheral portion, the light amount in the peripheral portion after passing is reduced.

【0035】従って、光量分布変換手段を介することに
より、断面内で均一な光量分布を持つ光束が、中央部の
強度が強く周辺部の強度が小さい光量分布を持つ光束に
変化されることとなる。逆に、中央部の強度が強く周辺
部の強度が小さい光量分布を持つ光束を入射させると、
おおむね平均化された強度分布を持つ光束に変換され
る。
Therefore, by passing through the light quantity distribution converting means, the light flux having a uniform light quantity distribution in the cross section is changed into a light flux having a light quantity distribution having a high central intensity and a low peripheral intensity. . On the contrary, when a light flux having a light intensity distribution in which the intensity of the central part is high and the intensity of the peripheral part is low,
It is converted into a light flux having a roughly averaged intensity distribution.

【0036】この様な光量分布変換手段を備えた結合光
学系でファイバーと他の部材を結合させることにより、
変換された光量分布特性に合わせた光量伝達方式が採用
できる。例えば、光源からの光束をファイバーに入射さ
せる場合や、ファイバーから射出した光束を他のファイ
バー等入射させる際には、本発明の結合光学系を介する
ことにより、光量を光束の中心に集中させることができ
るので、射出側に絞りやファイバーの口径等で光束系を
縮小した場合等にも、遮光される部分の光束の光密度が
小さいため、光量損失量を極めて少なく抑えることがで
きる。
By coupling the fiber and other members with a coupling optical system equipped with such a light quantity distribution converting means,
A light quantity transmission method suitable for the converted light quantity distribution characteristic can be adopted. For example, when the light flux from the light source is incident on the fiber, or when the light flux emitted from the fiber is incident on another fiber or the like, the light amount is concentrated on the center of the light flux via the coupling optical system of the present invention. Therefore, even when the light flux system is reduced on the exit side by a diaphragm or the diameter of the fiber, the light density of the light flux in the light-shielded portion is small, so that the light amount loss amount can be suppressed to an extremely small amount.

【0037】また、請求項2に記載した発明では、前記
光量分布変換手段が、光束の進行方向に沿って順に配置
された第一の円錐状光学素子と第二の円錐状光学素子と
を有し、前記第一と第二の円錐状光学素子は、互いの頂
角が対峙する用に配置されていると共に、それぞれ素子
の中心軸と光束中心軸とが一致するように配設されてい
る。
Further, in the invention described in claim 2, the light quantity distribution converting means has a first conical optical element and a second conical optical element which are sequentially arranged along the traveling direction of the light beam. The first and second conical optical elements are arranged so that their apex angles face each other, and are arranged so that the central axis of the elements and the central axis of the light beam coincide with each other. .

【0038】ここで、本発明に用いる円錐状光学素子
は、必ずしも完全な円錐形である必要はないが、少なく
とも円錐形の側面部分にあたる円錐面部を備えた光学素
子であれば良い。このため、例えば、円錐形の頂点部分
が底辺部分と平行に一部削られた形状のもの等も本発明
に応用できる。
Here, the conical optical element used in the present invention does not necessarily have to be a perfect conical shape, but may be an optical element having at least a conical surface portion corresponding to a side surface portion of the conical shape. Therefore, for example, a cone-shaped apex part partially cut parallel to the bottom part can be applied to the present invention.

【0039】そして、二つの円錐状光学素子は、その頂
点部分が互いに向き合うように配置されていると共に、
円錐の中心軸が通過する光束の中心軸と一致するように
配置されている。
The two conical optical elements are arranged so that their apexes face each other, and
It is arranged so that the central axis of the cone coincides with the central axis of the passing light beam.

【0040】この様に配置することで、第一の円錐状光
学素子の底面部側から入射した光束は、第一の円錐状光
学素子の円錐面部分で屈折されるが、屈折後は光軸に近
づく方向に進行する。このため、光束断面における周辺
部の光束は中央部(光軸)方向に進行するが、中央部
(光軸近傍)の光束は光軸を横切って周辺部に導かれる
こととなる。
With this arrangement, the light beam incident from the bottom surface side of the first conical optical element is refracted at the conical surface portion of the first conical optical element. Progress toward. Therefore, the light flux at the peripheral portion in the light flux cross section travels in the central portion (optical axis) direction, but the light flux at the central portion (near the optical axis) is guided to the peripheral portion across the optical axis.

【0041】この状態で、第二の円錐状光学素子に入射
するが、上記の様な位置関係で第二の円錐状光学素子が
配設されているため、第一の円錐状光学素子の円錐面部
で屈折された光束は、第二の円錐状光学素子の円錐面部
に入射する。
In this state, the light is incident on the second conical optical element. However, since the second conical optical element is arranged in the above-described positional relationship, the conical optical element of the first conical optical element is arranged. The light beam refracted by the surface portion enters the conical surface portion of the second conical optical element.

【0042】ここで、第二の円錐状光学素子の頂角が第
二の円錐状光学素子の頂角と等しく構成されている場合
には、第二の円錐状光学素子の円錐面に入射した光束
は、ここで屈折されて、第一の円錐状光学素子での屈折
前の進行方向と同じ方向に進行する。
Here, when the apex angle of the second conical optical element is equal to that of the second conical optical element, it is incident on the conical surface of the second conical optical element. The light flux is refracted here and travels in the same traveling direction as before traveling in the first conical optical element.

【0043】このため、第一と第二の円錐状光学素子の
相対間隔を適当に調整することで、双方の円錐状光学素
子を透過した光束は、透過の前後において光束断面内に
おける進行位置が変換され、これらの変換量に伴って光
量分布が変換されるものとなっている。
Therefore, by appropriately adjusting the relative distance between the first and second conical optical elements, the luminous flux transmitted through both conical optical elements has a traveling position in the luminous flux cross section before and after transmission. The light amount distribution is converted according to these conversion amounts.

【0044】ここで、請求項3に記載した発明では、こ
の第一と第二の円錐状光学素子の相対間隔が、光束中心
軸(円錐中心軸と一致)上における第一の円錐状光学素
子による集光位置と、前記第二の円錐状光学素子の頂点
部分とが一致するように位置合わせされて配置されてい
る。
Here, in the invention described in claim 3, the relative distance between the first and second conical optical elements is such that the first conical optical element on the central axis of the light flux (coincident with the central axis of the cone). Are arranged and aligned so that the condensing position by and the apex portion of the second conical optical element coincide with each other.

【0045】この円錐上光学素子の集光位置とは、円錐
上光学素子の底面部分から円錐中心軸と平行に入射した
光束が円錐面部分で屈折されて射出した場合に、光束断
面における周縁部の光束が光軸に集光する(横切る)位
置を言うものとする。
The converging position of the conical optical element means the peripheral portion in the cross section of the luminous flux when the luminous flux incident from the bottom surface of the conical optical element in parallel with the central axis of the cone is refracted and emitted at the conical surface portion. Is the position where the light flux of is condensed (crosses) on the optical axis.

【0046】また、頂点部分とは、円錐状光学素子が完
全な円錐面を備えている場合には、頂点位置そのもので
あるが、頂点部分を削った素子等の場合には、本来的に
頂点位置が存在する位置(円錐面の延長上の交点、或い
は収束位置)を言うものとする。
The apex portion is the apex position itself when the conical optical element has a perfect conical surface, but in the case of an element with the apex portion removed, the apex portion is originally apex. The position where the position exists (the intersection point on the extension of the conical surface or the convergence position) is referred to.

【0047】この様な相対位置関係で二つの円錐状光学
素子を配設すると、これらの素子の透過前後の光束にお
いて、透過前の光束断面部の周縁部の光束が中心軸部分
に導かれると共に、透過前の中心軸部の光束は周縁部に
導かれる。そして、半径方向の中央部分を進行する光束
は、透過の前後でほぼ同じ断面内位置を進行する光束と
なる。
When the two conical optical elements are arranged in such a relative positional relationship, in the light flux before and after transmission through these elements, the light flux at the peripheral portion of the cross section of the light flux before transmission is guided to the central axis portion. The light flux of the central axis portion before transmission is guided to the peripheral edge portion. Then, the light flux that travels in the central portion in the radial direction becomes a light flux that travels in substantially the same cross-sectional position before and after transmission.

【0048】言い換えると、半径方向の中央部分を境と
して、中心部分と周辺部分の光束が完全に入れ替わるこ
ととなるが、夫々入れ替わる前後において断面積が異な
ることとなる。即ち、中央部分の光束の断面積は、光束
全体の断面積と比較すると半径が半分の円であるので、
全体の1/4であるが、周辺部分の断面積はその残りの
3/4をしめることとなる。
In other words, the light fluxes in the central portion and the peripheral portion are completely interchanged with the central portion in the radial direction as a boundary, but the cross-sectional areas are different before and after the interchange. That is, the cross-sectional area of the light flux in the central portion is a circle whose radius is half that of the cross-sectional area of the entire light flux,
Although it is 1/4 of the whole, the cross-sectional area of the peripheral portion will occupy the remaining 3/4.

【0049】このため、光量分布変換手段を透過する
と、透過前の中心部分の光束は周辺部分に導かれると約
三倍の断面積の部分に分散されるので、透過前の約1/
3以下の光量密度となる。逆に、透過前の周辺部分の光
束は、中心部分の約1/3の断面積の部分に集中して約
三倍以上の光量密度となる。
Therefore, after passing through the light amount distribution converting means, the light flux in the central portion before being transmitted is dispersed into a portion having a cross-sectional area of about three times when being guided to the peripheral portion, so that it is about 1 / before transmitting.
The light quantity density is 3 or less. On the contrary, the light flux in the peripheral portion before transmission is concentrated in a portion having a cross-sectional area of about ⅓ of the central portion and has a light amount density of about three times or more.

【0050】従って、上記のような光量分布変換素子に
より、透過光束の断面内の進行位置を入れ替えること
で、光束断面内の光量分布を変換できることが判る。例
えば、均一な光量分布を持つ光束を入射させると、中心
部の強度(光量密度)が高く周辺部の強度が低い光量分
布を持つ光束に変換されることとなり、逆に、中央部の
光量密度が高い光束を透過させると大旨平均化された光
量分布の光束となる。
Therefore, it is understood that the light amount distribution conversion element as described above can convert the light amount distribution in the light beam cross section by changing the traveling position in the cross section of the transmitted light beam. For example, when a light flux having a uniform light intensity distribution is incident, it is converted into a light flux having a high intensity (light intensity density) in the central part and a low intensity in the peripheral part, and conversely, the light intensity density in the central part. When a high luminous flux is transmitted, the luminous flux becomes a luminous flux having an averaged light amount distribution.

【0051】この様な光量分布の変換状況は、請求項3
に記載した発明の様な配置の光量分布変換手段を備えた
場合であるが、相対距離を変化させることで光量分布の
変換の状態を変更することも可能である。
The conversion status of such a light quantity distribution is described in claim 3.
In the case where the light amount distribution conversion means having the arrangement as in the invention described in 1) is provided, the conversion state of the light amount distribution can be changed by changing the relative distance.

【0052】次に、請求項4に記載した発明では、前記
光量分布変換手段により光量分布が変換された光束の径
を調整する光束径調整手段を備えているので、光束断面
内で光量密度の低い部分を選択的に削除して光束の径を
調整する。即ち、絞り手段等を用いて光束径調整手段を
構成し、前述したように光束断面における周縁部の光量
密度が低い光束の径を調整すれば、絞り手段により遮光
される部分の光量は全体から見ると微小となるので、光
量損失も小さなものとなる。
Next, in the invention described in claim 4, since the light beam diameter adjusting means for adjusting the diameter of the light beam whose light amount distribution is converted by the light amount distribution converting means is provided, the light amount density in the cross section of the light beam is changed. The lower part is selectively removed to adjust the diameter of the light flux. That is, if the luminous flux diameter adjusting means is configured by using the diaphragm means and the diameter of the luminous flux having a low light quantity density at the peripheral portion in the luminous flux cross section is adjusted as described above, the light quantity of the portion shielded by the diaphragm means is reduced from the whole. Since it is very small when viewed, the light amount loss is also small.

【0053】ここで、本発明の光束径調整手段における
光量損失の状態を、図4を用いて具体的に説明する。図
4(a)は、本発明のファイバー結合光学系を用いた光
伝送系の概略構成を示す説明図であり、ファイバーA4
とファイバーB4 を結合光学系7aで接続した状態を示
している。
Here, the state of light amount loss in the light beam diameter adjusting means of the present invention will be specifically described with reference to FIG. 4 (a) is an explanatory view showing a schematic configuration of an optical transmission system using a fiber coupling optical system of the present invention, fiber A 4
And a fiber B 4 are connected by a coupling optical system 7a.

【0054】図4(a)において、ファイバーA4 から
射出された光束は、レンズL2aを介して平行光束とな
り、光量分布変換手段2aに入射する。ここで、図4
(b)にレンズL2aと光量分布変換手段2aとの間で
の光束(S1 位置)の断面内での光量分布状態を示す。
In FIG. 4A, the light beam emitted from the fiber A 4 becomes a parallel light beam through the lens L2a and enters the light amount distribution converting means 2a. Here, FIG.
(B) shows a light quantity distribution state in the cross section of the light flux (S 1 position) between the lens L2a and the light quantity distribution conversion means 2a.

【0055】光量分布変換手段2aは、円錐面部を備え
たガラス製の光学部材からなる円錐状光学素子(以下、
円錐レンズという)を二つ組み合わせたものからなる。
そして、これらの円錐レンズの中心軸と光束光軸とを一
致させた状態で、二つの円錐レンズの頂点を互いに向き
合わせた状態で配設されており、更に第一の円錐レンズ
1 を透過した光束の内、周縁部を通過した光束が光軸
上に収束する位置に第二の円錐レンズR2 の頂点位置が
一致するように配置されている。
The light quantity distribution converting means 2a is a conical optical element (hereinafter, referred to as a conical optical element made of a glass optical member having a conical surface portion).
It is called a conical lens).
The conical lenses are arranged such that the central axes of the conical lenses and the optical axis of the light beam coincide with each other, and the vertices of the two conical lenses face each other. Further, the conical lenses are transmitted through the first conical lens R 1 . The second conical lens R 2 is arranged so that the apex position of the second conical lens R 2 coincides with the position where the light beam that has passed through the peripheral portion converges on the optical axis.

【0056】前述したように、光量分布変換手段2aに
入射した光束は、第1の円錐レンズR1を通過した後、
第2の円錐レンズR2を通過することにより、光束断面
における光量分布が変換された光束となる。ここで、図
4(c)に光量分布変換素子2aを介した後の光束(S
2 位置)の断面内での光量分布状態を示す。
As described above, the light beam incident on the light amount distribution converting means 2a passes through the first conical lens R1 and then
By passing through the second conical lens R2, the light amount distribution in the light beam cross section becomes a converted light beam. Here, in FIG. 4C, the luminous flux (S
The light intensity distribution in the cross section at position 2 ) is shown.

【0057】尚、図4(b)及び(c)では、実線と点
線とが夫々変換前後に対応する光量分布状態であり、S
I型ファイバーから射出された均等分布の光束(実線
部)を入射させた場合と、GI型ファイバーから射出さ
れた山形分布の光束(点線部)を入射させた場合を示し
ている。
In FIGS. 4B and 4C, the solid line and the dotted line are the light quantity distribution states corresponding to before and after conversion, respectively, and S
It shows a case where a light beam having a uniform distribution (solid line portion) emitted from the I-type fiber is incident and a case where a light beam having a mountain distribution (dotted line portion) emitted from the GI type fiber is incident.

【0058】ここで、この光量分布の変換状況は、以下
のように解析される。先ず、光量分布変換手段2aに入
射する前の光束の断面S1 内の光量分布状態をI(r)
とすると、ここから出射した後の光束の断面S2 におけ
る光量分布I'(r) は、次式で表される。 I'(r) =(a−r)/r×I(a−r) …式(12)
Here, the conversion status of the light quantity distribution is analyzed as follows. First, the light quantity distribution state in the cross section S 1 of the light beam before entering the light quantity distribution converting means 2a is expressed as I (r).
Then, the light amount distribution I ′ (r) in the cross section S 2 of the light flux emitted from here is expressed by the following equation. I ′ (r) = (ar) / r × I (ar) Equation (12)

【0059】更に、光量分布変換素子2aを通過した光
束は、絞り3aにより周縁部の一部が遮光され、光束断
面における外径が縮小されてた後、レンズL3aで集光
されてファイバーBに入射する。
Further, the light flux which has passed through the light quantity distribution conversion element 2a is partially shielded by the diaphragm 3a so that the outer diameter of the light flux cross section is reduced, and then the light flux is condensed by the lens L3a to the fiber B. Incident.

【0060】ここで、絞り3aにより遮光する前の光束
の径をaとし、絞り3aにより遮光した後の光束断面の
径を(1−k)a(ただし、k<1)とし、絞り3aを
通過する前の光束の断面の光量をW2、絞り3aにより
遮光された光束の断面の光量をΔW2とすると、W2及
びΔW2は、次に示す式(13)及び式(14)で表す
ことができる。
Here, the diameter of the light beam before being blocked by the diaphragm 3a is a, the diameter of the light beam cross section after being blocked by the diaphragm 3a is (1-k) a (where k <1), and the diaphragm 3a is Assuming that the amount of light in the cross section of the light beam before passing is W2 and the amount of light in the cross section of the light beam shielded by the diaphragm 3a is ΔW2, W2 and ΔW2 can be expressed by the following equations (13) and (14). .

【0061】[0061]

【数3】 [Equation 3]

【0062】[0062]

【数4】 [Equation 4]

【0063】そして、遮光することにより生じる光量損
失量LOSSは、次の式(15)で表すことができる。 LOSS=ΔW1/W1×100(%) …式(15)
Then, the light amount loss amount LOSS caused by the light shielding can be expressed by the following equation (15). LOSS = ΔW1 / W1 × 100 (%) Equation (15)

【0064】また、SI型のファイバーより射出された
光束の断面の光量は均一な分布であるから、I(r)=
1であるから、光量損失量LOSSは次式で表される。 LOSS=(1−k)2 ×100(%) …式(16)
Further, since the light quantity of the cross section of the light beam emitted from the SI type fiber has a uniform distribution, I (r) =
Since it is 1, the light amount loss amount LOSS is expressed by the following equation. LOSS = (1−k) 2 × 100 (%) Equation (16)

【0065】ここで、遮光部の光束径に対する遮光部分
の割合ΔkをΔk=1−k 1とすると、光量損失量L
OSSは、次式で近似される。 LOSS=Δk2 ×100(%) …式(17)
Here, when the ratio Δk of the light shielding portion to the light beam diameter of the light shielding portion is Δk = 1−k 1, the light amount loss amount L
OSS is approximated by the following equation. LOSS = Δk 2 × 100 (%) Equation (17)

【0066】すなわち、前述の絞りのみを設けた場合の
光量損失量LOSSは、式(11)で表されるように、
遮光割合Δkに対して一次の微小量(LOSS≒2×Δ
k×100(%))であるのに対して、本発明の光量分
布変換素子を介した後に遮光した場合の光量損失量LO
SSは、二次の微小量となっている。これは、本発明を
利用したファイバー伝送系では、結合光学系に起因する
光量損失量が極力抑えられていることを示すものであ
る。
That is, the light amount loss amount LOSS in the case where only the above-mentioned diaphragm is provided is given by the equation (11).
A small amount of first-order relative to the light-shielding ratio Δk (LOSS≈2 × Δ
k × 100 (%)), whereas the light amount loss amount LO when light is blocked after passing through the light amount distribution conversion element of the present invention
SS is a secondary minute amount. This shows that in the fiber transmission system utilizing the present invention, the amount of light loss caused by the coupling optical system is suppressed as much as possible.

【0067】尚、透過する光束の総光量を加工パワーP
とすると、次式で表される。 P=(1−LOSS)/k2 ×100 =(1−(1−k)2 )/k2 ×100 =(2/k−1)×100(%) …式(18)
The total light amount of the transmitted light beam is calculated by the processing power P.
Then, it is expressed by the following equation. P = (1-LOSS) / k 2 × 100 = (1- (1-k) 2) / k 2 × 100 = (2 / k-1) × 100 (%) ... Equation (18)

【0068】以上の場合は、本発明の結合光学系による
光量損失量についてSI型のファイバーを使用した場合
を例にとって述べたが、GI型のファイバーを用いた場
合でも光量損失量を低減する効果があるものである。
In the above case, the amount of light loss by the coupling optical system of the present invention is described by taking the case of using the SI type fiber as an example, but the effect of reducing the amount of light loss is also obtained by using the GI type fiber. There is something.

【0069】このように本発明にかかる結合光学系は、
前記光量分布変換素子を介して光量分布を光束の中心領
域に集中させることができるので、この後に遮光部材に
より有効径を小さくして光束を利用する光伝送系に用い
た場合に、損失光量が少なくなり、伝搬される光束の強
度を高効率で使用できるファイバー伝送系を得ることが
できる。
Thus, the coupling optical system according to the present invention is
Since it is possible to concentrate the light amount distribution in the central region of the light flux via the light intensity distribution conversion element, when the light transmission device is used in an optical transmission system in which the effective diameter is reduced by a light shielding member thereafter, the loss light amount is reduced. It is possible to obtain a fiber transmission system in which the intensity of the propagating light beam is reduced and which can be used with high efficiency.

【0070】従って、このファイバー結合部材を用いた
光伝送系を、例えばレーザ加工装置等に応用すれば、光
源光束を高効率で有効に利用できるレーザ加工装置、即
ち高いレーザパワーが得られるレーザ加工装置が構築で
きる。
Therefore, when the optical transmission system using this fiber coupling member is applied to, for example, a laser processing device, a laser processing device capable of effectively utilizing a light flux of a light source, that is, laser processing capable of obtaining high laser power. The device can be constructed.

【0071】また、上記では、第一の円錐状光学素子の
集光位置と第二の円錐状光学素子の頂点位置とを一致さ
せた場合について説明したが、これ以外の位置の相互の
円錐状光学素子を配置させた場合には、透過後の光束の
光量分布状況が変化する。
In the above description, the case where the converging position of the first conical optical element and the apex position of the second conical optical element are matched with each other has been described. When the optical element is arranged, the light quantity distribution state of the light flux after transmission changes.

【0072】例えば、円錐状光学素子の相対間隔を上記
の配置より近づけた場合には、中央領域において干渉光
が生ずる場合があり、この干渉作用により中央領域の光
束強度が極めて高くなった光束を得ることができる。
For example, when the relative distance between the conical optical elements is made closer than that of the above arrangement, interference light may be generated in the central region, and this interference action causes a light beam whose luminous intensity in the central region is extremely high. Obtainable.

【0073】従って、本発明の結合手段から射出される
光束を利用する光学系(光学部材)で要求させる強度分
布が、中央部の強度が高いことを必要とする場合等に
は、この様な配置構成とすれば良い。
Therefore, in the case where the intensity distribution required by the optical system (optical member) utilizing the light flux emitted from the coupling means of the present invention requires that the intensity of the central portion be high, etc. It may be arranged.

【0074】また、光源の種類によって、あるいは結合
光学系に到るまで光学部材の影響によって、例えば光束
の中央領域の強度分布が弱くなる場合等にも、この干渉
作用を利用する配置構成の結合光学系を用いて、光束の
断面中央領域の光量分布を集中させることも考えられ
る。
Further, even when the intensity distribution in the central region of the light flux becomes weak due to the type of the light source or the influence of the optical member until reaching the coupling optical system, the coupling of the arrangement configuration utilizing this interference action is performed. It is also possible to use an optical system to concentrate the light amount distribution in the central area of the cross section of the light flux.

【0075】逆に、光密度やパワーの大きい光源を使用
した場合には、第一の円錐状光学素子により集光される
光束中央部の光強度(密度)が極めて高くなり、第二の
円錐状光学素子や、次に入射するファイバー等の光学部
材に損傷を与えるおそれがある。このような場合には、
前記の配置構成か、或いはそれより離れた配置構成の結
合手段等を利用すれば良い。
On the contrary, when a light source having a high light density or power is used, the light intensity (density) at the central portion of the light beam condensed by the first conical optical element becomes extremely high, and the second cone The optical element and the optical member such as the fiber to be incident next may be damaged. In such cases,
The connecting means or the like having the above-described arrangement configuration or an arrangement configuration apart from the above arrangement may be used.

【0076】例えば、中央領域への光量集中を抑えるた
めには、図5(a)に示したように光量変換素子の第1
円錐レンズの集光位置よりも離れた位置に、第2円錐レ
ンズの頂角部分が配置されるような配置構成とすること
で、第2円錐レンズの頂角部分への光量集中を避けると
共に、図5(b)に示すように、ここから射出される光
束の断面中央部分の光量を抑えることができる。
For example, in order to suppress the concentration of light quantity in the central region, as shown in FIG. 5A, the first light quantity conversion element is used.
By arranging the apex angle portion of the second conical lens at a position distant from the condensing position of the conical lens, concentration of light amount on the apex angle portion of the second conical lens is avoided, and As shown in FIG. 5B, it is possible to suppress the light amount of the light flux emitted from the central portion of the cross section.

【0077】但し、この場合には、第二円錐状光学素子
から射出される光束の外径は、第一円錐状光学素子に入
射した光束の外径より大きくなる。しかし、前述したよ
うに周辺部分の光量(光束密度)は少ないので、光束径
調整手段により周縁部を大きめに遮光しても、光量損失
量は少ないものとなる。
However, in this case, the outer diameter of the light beam emitted from the second conical optical element is larger than the outer diameter of the light beam incident on the first conical optical element. However, as described above, since the light amount (light flux density) in the peripheral portion is small, the light amount loss amount is small even if the peripheral portion is shielded by the light beam diameter adjusting means.

【0078】更に、図6(a)に示したように、円錐状
光学素子の円錐面部の頂角部分(中央部)を平面(又
は、中抜き)にする等した素子を利用することで、中央
部分への光量(密度)集中を抑えると共に、中央部分の
光量をある程度維持したまま光量分布を変換させること
ができる。
Further, as shown in FIG. 6 (a), by using an element in which the apex angle portion (central portion) of the conical surface portion of the conical optical element is made flat (or hollow), It is possible to suppress the concentration of the light amount (density) in the central portion and convert the light amount distribution while maintaining the light amount in the central portion to some extent.

【0079】更に、この様な素子の構成とすることで、
中央部分から周辺部へ向かう光束がなくなることから、
光束の拡がりをも抑えることができるので、第二の円錐
状光学素子から射出される光束の外径を抑えることが可
能となる。
Furthermore, by having such an element structure,
Since there is no light flux going from the central part to the peripheral part,
Since the spread of the light flux can also be suppressed, the outer diameter of the light flux emitted from the second conical optical element can be suppressed.

【0080】以上のように、本発明にかかる結合光学系
を用いると、光束の断面内での光量分布が変換される。
そして、変換後の光量分布状態が中央領域において強く
(密度が高い)なると共に、周辺領域の特に周縁部に近
付くにつれて弱く(密度が低く)なるように他の部材と
の配置構成を考慮することが好ましい。
As described above, when the coupling optical system according to the present invention is used, the light quantity distribution within the cross section of the light flux is converted.
Then, consider the arrangement configuration with other members such that the light amount distribution state after conversion becomes stronger (higher density) in the central region and becomes weaker (lower density) as it approaches the peripheral region, particularly the peripheral region. Is preferred.

【0081】この様に構成することにより、結合部材か
ら出射され他の部材に送られる光束の有効径を小さくす
る際に周縁部の光束を遮光して光径を調整する手段を設
けていても、光量損失を極めて小さく抑えることができ
るものとなっている。
With this structure, when the effective diameter of the light beam emitted from the coupling member and sent to another member is reduced, a means for shielding the light beam at the peripheral portion and adjusting the light diameter may be provided. The light amount loss can be suppressed to an extremely small level.

【0082】更に、この様に光束径を抑えることで、次
の部材への入射NAを小さくすることができるので、集
光スポットを小さくすることができると共に、有効に光
束を伝達することができる光伝送系が構築できる利点が
ある。
Further, by suppressing the light beam diameter in this way, the incident NA to the next member can be made small, so that the converging spot can be made small and the light beam can be effectively transmitted. There is an advantage that an optical transmission system can be constructed.

【0083】即ち、レーザ加工装置等に応用すれ場合
に、加工効率の向上のために加工面での集光スポットの
径をできる限り小さくする要望があったが、本発明を応
用すれば、結合光学系から射出される光束の光量損失を
抑えて光束系を小さくできるので、ファイバーより伝送
された光束を集光する集光光学系の倍率を小さくしても
設計上の負担は小さなものとなる。
That is, when applied to a laser processing apparatus or the like, there was a demand for reducing the diameter of the focused spot on the processed surface as much as possible in order to improve the processing efficiency. Since the light flux system can be made smaller by suppressing the light quantity loss of the light flux emitted from the optical system, the design burden will be small even if the magnification of the focusing optical system that focuses the light flux transmitted from the fiber is reduced. .

【0084】また、同様に、伝送系内で使用するファイ
バーのコア径を小さくすることが考えられていたが、結
合光学系から射出される光束の光量損失を抑えて光束系
を小さくすると、ここからの出射NAも小さくなるの
で、小さなコア径のファイバーに入射させてもファイバ
ー内での光量損失は極めて小さなものとなる。
Similarly, it has been considered to reduce the core diameter of the fiber used in the transmission system. However, if the light amount loss of the light beam emitted from the coupling optical system is suppressed and the light beam system is reduced, Since the emission NA from is also small, even if it is incident on a fiber having a small core diameter, the light amount loss in the fiber becomes extremely small.

【0085】なお、光束径調節手段は、絞りのような遮
光部材により、光源の種類及び必要とする加工パワーに
応じて光束の径を調節できるものが好ましく、この光束
径調節手段を、前記第二の円錐状光学素子より射出され
た光束の径を調節する配置とすれば、光量損失量をより
確実に減少させたものを得ることができる。
It is preferable that the light beam diameter adjusting means is capable of adjusting the light beam diameter according to the type of light source and the required processing power by a light shielding member such as a diaphragm. If the arrangement is such that the diameter of the light beam emitted from the second conical optical element is adjusted, it is possible to obtain the one in which the light amount loss amount is reduced more reliably.

【0086】[0086]

【実施例】以下、実施例を通じて本発明を更に詳しく説
明する。図1に本発明の第1実施例に係る結合光学系を
応用したレーザ加工装置の概略構成を示す。この加工装
置は、光源から加工面へ光束を導く際に、結合光学系に
より二つのファイバーを接続すると共に、伝達した光束
を集光光学系により加工面上に集光させることでレーザ
加工を行うものである。
The present invention will be described in more detail with reference to the following examples. FIG. 1 shows a schematic configuration of a laser processing apparatus to which a coupling optical system according to a first embodiment of the present invention is applied. This processing device performs laser processing by connecting two fibers by a coupling optical system and condensing the transmitted light beam on the processing surface by a condensing optical system when guiding the light beam from the light source to the processing surface. It is a thing.

【0087】図1において、レーザ光源1からのレーザ
光はレンズL1よりなるコリメータレンズ系6によりフ
ァイバーA1 に導かれ、結合光学系7に入射する。この
結合光学系7は、光源1側から順に、レンズL2、光量
変換手段2、レンズL3よりなるものであり、光束径を
調節する絞り部材3が設けられている。
In FIG. 1, the laser light from the laser light source 1 is guided to the fiber A 1 by the collimator lens system 6 composed of the lens L 1 and enters the coupling optical system 7. This coupling optical system 7 is composed of a lens L2, a light quantity conversion means 2 and a lens L3 in this order from the light source 1 side, and is provided with a diaphragm member 3 for adjusting the light flux diameter.

【0088】更に、この結合光学系7から射出された光
束は、ファイバーB1 に導かれ、集光光学系8に入射す
る。集光レンズ系8はレンズL4とレンズL5とからな
るものであり、これらのレンズにより加工面5上に集光
スポットを形成し、レーザ加工を行う。
Further, the luminous flux emitted from the coupling optical system 7 is guided to the fiber B 1 and enters the condensing optical system 8. The condenser lens system 8 is composed of a lens L4 and a lens L5, and these lenses form a condensed spot on the processing surface 5 to perform laser processing.

【0089】この実施例では、ファイバーA1 として射
出端面での強度分布を均一にさせるSI型のファイバー
を使用しているが、ファイバーB1 はSI型であっても
GI型であってもよい。
In this embodiment, as the fiber A 1 , an SI type fiber for making the intensity distribution on the exit end face uniform is used, but the fiber B 1 may be an SI type or a GI type. .

【0090】レーザ光源1から発せられた光束は、コリ
メータレンズ系6を介してファイバーA1 に入射する
が、ファイバーA1 はSI型であるので、ファイバーA
1 の長さがある程度あれば、ファイバーA1 により伝送
されて射出した光束の光束断面における光量分布は均一
になる。従って、ファイバーA1 を介して射出された光
束は、均一な光量分布を備えたものとなって結合光学系
7に入射する。
The light beam emitted from the laser light source 1 enters the fiber A 1 through the collimator lens system 6, but since the fiber A 1 is of SI type, the fiber A 1
If the length of 1 is to some extent, the light amount distribution in the light beam cross section of the light beam transmitted and emitted by the fiber A 1 becomes uniform. Therefore, the light beam emitted through the fiber A 1 becomes a light beam having a uniform light amount distribution and enters the coupling optical system 7.

【0091】結合光学系7では、光束断面内での光量分
布状態が、中央部に集中した状態の光束に変換されると
共に、結合光学系7内に設けられた絞り部材3により光
束径の縮小が行われる。
In the coupling optical system 7, the state of light quantity distribution in the cross section of the luminous flux is converted into a luminous flux concentrated in the central part, and the diameter of the luminous flux is reduced by the diaphragm member 3 provided in the coupling optical system 7. Is done.

【0092】結合光学系7により光束断面内の光量分布
及び光束径の調節が行われた光束は、ファイバーB1
入射して伝送され、集光レンズ系8に導かれる。集光レ
ンズ系8に入射した光束は、レンズL4とレンズL5と
により集光されて加工面5上に集光スポット4として照
射される。
The luminous flux whose luminous flux distribution and luminous flux diameter have been adjusted by the coupling optical system 7 is incident on the fiber B 1 and transmitted, and is guided to the condenser lens system 8. The light flux that has entered the condenser lens system 8 is condensed by the lenses L4 and L5, and is irradiated onto the processed surface 5 as the condensed spot 4.

【0093】この実施例の結合光学系7結合光学系7図
4に示す結合光学系と同様な構成を備えており、均一な
光量分布を持つ光束を中央部に集中した状態に変換した
後、絞り部材3を使用して光束径の有効径を小さくして
いる。このため、絞り部材3で遮光される部分の光量は
極めて微小であり、光量損失が極めて小さなものとなっ
ている。
Coupling Optical System 7 of this Example 7 Coupling Optical System 7 It has the same structure as the coupling optical system shown in FIG. 4, and after converting a light beam having a uniform light quantity distribution into a state of being concentrated in the central portion, The diaphragm member 3 is used to reduce the effective diameter of the light beam. For this reason, the light amount of the portion shielded by the diaphragm member 3 is extremely small, and the light amount loss is extremely small.

【0094】また、この絞り部材3を透過した光束の外
径が小さくなるので、例えば従来と同じ倍率のレンズL
3を使用しても、光束系が小さくなった分だけ射出NA
(実質倍率)が小さくなる。また、この光束系に合わせ
た小さな倍率のレンズを使用することも可能である。こ
の様な倍率の小さなレンズによりファイバーB1 への入
射NAが小さくなるので、後のファイバーB1 内での光
量損失も従来より少なく抑えられるものとなっている。
Further, since the outer diameter of the light beam transmitted through the diaphragm member 3 becomes small, for example, the lens L having the same magnification as the conventional one is used.
Even if 3 is used, the emission NA is reduced as much as the luminous flux system becomes smaller.
(Substantial magnification) becomes smaller. It is also possible to use a lens with a small magnification that matches this light flux system. Since the incident NA to the fiber B 1 is reduced by such a lens having a small magnification, the light amount loss in the subsequent fiber B 1 can be suppressed to be smaller than before.

【0095】即ち、本実施例にかかるレーザ加工装置で
は、レーザ加工特性を向上させるために、光量損失を抑
える伝送系を構築することで、レーザパワー自体を従来
より強くしている。
That is, in the laser processing apparatus according to the present embodiment, in order to improve the laser processing characteristics, a transmission system that suppresses the loss of light quantity is constructed so that the laser power itself is stronger than before.

【0096】上記のように、絞り部材3の後に配置する
レンズL3は、ファイバーB1 への入射のためのコリメ
ータレンズでもあるので、このレンズの倍率を小さなも
のに変えることで、小さなコア径のファイバーを用いて
もファイバー内での光量損失が抑えられる。即ち、光量
変換素子2を介した後の光束が入射するファイバーB1
の有効NAをファイバーA1 の有効NAより小さくする
ことで、小さなコア径のファイバーでの光量損失が抑え
られる。
As described above, the lens L3 arranged after the diaphragm member 3 is also a collimator lens for incidence on the fiber B 1. Therefore, by changing the magnification of this lens to a small one, a small core diameter can be obtained. Even if a fiber is used, the light amount loss in the fiber can be suppressed. That is, the fiber B 1 on which the light beam after passing through the light quantity conversion element 2 is incident
By making the effective NA of the fiber smaller than the effective NA of the fiber A 1 , the light amount loss in the fiber having a small core diameter can be suppressed.

【0097】更に、レーザ加工特性を向上させるために
は、集光スポット径をより小さなものにすることが好ま
しいが、そのためには集光光学系の集光倍率を小さなも
のとする必要があるが、従来のレーザ加工装置では、集
光レンズの倍率を小さくするだけでは装置が大型化する
等の欠点があった。
Further, in order to improve the laser processing characteristics, it is preferable to make the focused spot diameter smaller, but for that purpose, it is necessary to reduce the focusing magnification of the focusing optical system. In the conventional laser processing apparatus, there is a defect that the apparatus becomes large in size simply by reducing the magnification of the condenser lens.

【0098】この実施例ではファイバーB1 を介して光
束が入射する集光レンズの倍率を変える方式を採用する
際に、光量損失が極めて低く抑えられた状態で光束径が
縮小できるので、集光レンズの集光倍率の小さなものを
使用することが可能であり、更に、光束径の縮小により
従来同様の集光倍率の集光レンズを用いても実質縮小倍
率は小さなものとなる。
In this embodiment, when the method of changing the magnification of the condenser lens in which the light beam enters through the fiber B 1 is adopted, the light beam diameter can be reduced while the light amount loss is suppressed to a very low level. It is possible to use a lens having a small condensing magnification, and further, even if a condensing lens having a condensing magnification similar to the conventional one is used by reducing the diameter of the light beam, the substantial reduction magnification becomes small.

【0099】これらの二つの方法は、レーザ加工装置の
その他の設計条件等により影響されるので、設計上好ま
しい方を何れか或いは双方を選択して用いればよい。こ
こで、第一実施例の構成での設計条件を変更した場合の
光束伝搬特性を説明する。
Since these two methods are affected by other design conditions of the laser processing apparatus, either one or both of them which are preferable in design may be selected and used. Here, the luminous flux propagation characteristics when the design conditions in the configuration of the first embodiment are changed will be described.

【0100】第一実施例に示すレーザ加工装置におい
て、絞り部材3での絞り量、及び絞り部材3の後に配置
するレンズL3 の倍率を変えて集光スポット4の径を変
更した場合の光量損失量と加工パワーを検討する。ま
ず、集光スポット4の径を全く縮小しないときを基準と
した場合に、スポット径が0.9倍、0.8倍、0.7
倍になるようにした時の光量損失量LOSSと加工パワ
ーPとを、従来の方法による光量損失量LOSSとを比
較して表1に示す。
In the laser processing apparatus shown in the first embodiment, the amount of light when the diameter of the focused spot 4 is changed by changing the aperture amount of the aperture member 3 and the magnification of the lens L 3 arranged after the aperture member 3. Consider the loss amount and processing power. First, when the diameter of the focused spot 4 is not reduced at all, the spot diameter is 0.9 times, 0.8 times, 0.7 times.
The light amount loss amount LOSS and the processing power P when doubled are shown in Table 1 in comparison with the light amount loss amount LOSS by the conventional method.

【0101】[0101]

【表1】 [Table 1]

【0102】表1から明らかなように、従来の方法(光
量分布変換素子を使用しない)で集光スポット4の径を
絞りで縮小して0.9倍とした時の光量損失量LOSS
は、LOSS=19.0(%)と非常に大きいのに対し
て、本発明での光量損失量LOSSは、LOSS=1.
0(%)となり、大幅に光量損失量LOSSを下げるこ
とができる。同様に、加工パワーPも従来例と比較する
と122.2(%)とかなり強くなっている。
As is clear from Table 1, the light amount loss amount LOSS when the diameter of the focused spot 4 is reduced by the diaphragm to 0.9 times by the conventional method (without using the light amount distribution conversion element).
Is very large as LOSS = 19.0 (%), whereas the light loss loss LOSS in the present invention is LOSS = 1.
It becomes 0 (%), and the light amount loss amount LOSS can be significantly reduced. Similarly, the processing power P is 122.2 (%), which is considerably higher than that of the conventional example.

【0103】さらに、集光スポット4の径を0.9倍よ
り小さくすると、集光スポット4の径を0.9倍とした
時よりも光量損失量LOSSを下げる割合は減少する
(光量損失量は若干多くなる)が、スポット径が小さく
なった分、加工パワーPは大幅に増加する。
Further, when the diameter of the focused spot 4 is made smaller than 0.9 times, the ratio of lowering the light quantity loss amount LOSS is smaller than that when the diameter of the focused spot 4 is made 0.9 times (the light quantity loss amount). However, the processing power P is significantly increased as the spot diameter becomes smaller.

【0104】ここで、第一実施例と同様な構成のレーザ
加工装置において、集光スポット4の径を0.9倍とし
た時の本発明実施例と従来例(光量分布変換を行わない
もの)の具体的な構成例を表2に示す。
Here, in the laser processing apparatus having the same configuration as that of the first embodiment, the embodiment of the present invention and the conventional example (where light quantity distribution conversion is not performed when the diameter of the focused spot 4 is 0.9 times) ) Is shown in Table 2.

【0105】[0105]

【表2】 [Table 2]

【0106】この表2において、ファイバーA1 のコア
径をφA、ファイバーA1 のNAをαA、絞り部材3に
より調整されたファイバーA1 の有効NAをαA’、レ
ンズL2の焦点距離をf2、レンズL3の焦点距離をf
3、結合レンズ系の結像倍率をmAB、ファイバーB1
のコア径をφB、ファイバーB1 のNAをαB、レンズ
L4の焦点距離をf4、レンズL5の焦点距離をf5、
集光レンズ系の結像倍率をm、加工面上の集光スポット
4の径をφO、加工面への集光光束NAをαO、光量損
失量をLOSS、光束を全く遮光しない場合を100%
とした時の加工面での単位面積あたりの平均照射エネル
ギーをPとする。
[0106] In Table 2, .phi.A the core diameter of the fiber A 1, .alpha.A the NA of the fiber A 1, squeezing .alpha.A the effective NA of the fiber A 1 adjusted by the member 3 ', the focal length of the lens L2 f2, The focal length of the lens L3 is f
3. Imaging magnification of coupled lens system is mAB, fiber B 1
, ΦB, NA of the fiber B 1 is αB, the focal length of the lens L4 is f4, the focal length of the lens L5 is f5,
The imaging magnification of the condenser lens system is m, the diameter of the condensed spot 4 on the processed surface is φO, the condensed light beam NA to the processed surface is αO, the amount of light loss is LOSS, and 100% when the light beam is not shielded at all.
Let P be the average irradiation energy per unit area on the processed surface.

【0107】構成例1は、絞り部材3を使用して光束径
の有効径を小さくした後に、レンズL3の倍率を小さく
することにより、少ない光量損失量で光束径を縮小する
と共に射出NAを小さくし、ファイバーA1 よりも小さ
い口径のファイバーB1 に入射させることにより集光ス
ポット径を縮小した例である。
In the configuration example 1, after the effective diameter of the light flux is reduced by using the diaphragm member 3, the magnification of the lens L3 is reduced to reduce the light flux diameter with a small amount of loss of light quantity and reduce the emission NA. However, in this example, the focused spot diameter is reduced by making the light incident on the fiber B 1 having a smaller diameter than the fiber A 1 .

【0108】また、構成例2は、絞り部材3を使用して
光束径の有効径を小さくした後、ファイバーA1 よりも
小さい有効NAを持ったファイバーB1 に入射させ、こ
のファイバーB1 を介して光束が入射する集光レンズL
5の倍率を小さくした例である。
Further, in the configuration example 2, after the effective diameter of the light beam diameter is reduced by using the diaphragm member 3, it is incident on the fiber B 1 having an effective NA smaller than the fiber A 1 , and this fiber B 1 is A condenser lens L through which a light beam is incident
This is an example in which the magnification of 5 is reduced.

【0109】一方、従来例1及び従来例2は、結合光学
系7内に光量変換素子を用いない場合の例である。従来
例1は、光束断面の光量分布はそのままで絞り部材3を
使用して光束径の有効径を小さくすると共に絞り部材3
の後に配置したレンズL3の倍率を小さくした例であ
り、従来例2は集光スポット径を縮小せずに加工面に光
束を集光させた例である。
On the other hand, Conventional Example 1 and Conventional Example 2 are examples in which the light quantity conversion element is not used in the coupling optical system 7. In the conventional example 1, the diaphragm member 3 is used to reduce the effective diameter of the luminous flux while keeping the light amount distribution of the luminous flux section unchanged, and the diaphragm member 3 is used.
This is an example in which the magnification of the lens L3 arranged after is reduced, and Conventional Example 2 is an example in which the light flux is condensed on the processed surface without reducing the condensed spot diameter.

【0110】表2より明らかなように、集光スポット4
の径を10%小さくすると、従来例では光量損失量が1
9%であるのに対して、本発明実施例では1%と非常に
少なくすることができる。従って、単位面積あたりの照
射エネルギーは、従来例より20%も増加することにな
る。
As is clear from Table 2, the focused spot 4
If the diameter of is reduced by 10%, the amount of light loss is 1 in the conventional example.
While it is 9%, it can be extremely reduced to 1% in the example of the present invention. Therefore, the irradiation energy per unit area is increased by 20% as compared with the conventional example.

【0111】ここで、ファイバーB1 にSI型を用いた
時の集光スポット4の光量分布を図2に示す。先にも述
べたようにSI型のファイバーは、長くて曲がりくねっ
ていれば、このファイバーにより伝送されて射出された
光束の光束断面における光量分布はおおむね均一にな
る。従って、図2に示したように、集光スポット4ない
では、光量分布がほとんど均一になっているが、総光量
(加工パワー)は、従来よりも本発明実施例の方が格段
に上がっていることがわかる。
FIG. 2 shows the light quantity distribution of the focused spot 4 when the SI type is used for the fiber B 1 . As described above, if the SI type fiber is long and meandering, the light amount distribution in the light beam cross section of the light beam transmitted and emitted by this fiber is generally uniform. Therefore, as shown in FIG. 2, the light amount distribution is almost uniform without the converging spot 4, but the total light amount (processing power) is significantly higher in the embodiment of the present invention than in the prior art. You can see that

【0112】また、表3に図1に示したファイバー伝送
系と同様の構成で、ファイバーA1としてGI型のファ
イバーを使用し、絞り部材3の絞り量及び絞り部材3の
後に配置するレンズの倍率を変えることにより集光スポ
ットの径を縮小した場合の本発明実施例と従来例とにお
ける光量損失量LOSSと単位面積あたりの照射エネル
ギーPとを示す。(ただし、集光スポットの径を全く縮
小しないときを基準値の1としている。)
Table 3 shows a configuration similar to that of the fiber transmission system shown in FIG. 1. A GI type fiber is used as the fiber A 1 and the aperture amount of the aperture member 3 and the lens disposed after the aperture member 3 are used. The light amount loss amount LOSS and the irradiation energy P per unit area in the example of the present invention and the conventional example when the diameter of the focused spot is reduced by changing the magnification are shown. (However, the reference value is 1 when the diameter of the focused spot is not reduced at all.)

【0113】[0113]

【表3】 [Table 3]

【0114】この表3より明らかなように、ファイバー
1 としてGI型のものを使用した場合は、SI型のも
のを使用した場合よりも若干効果がおちるが、従来のも
のよりも光量損失量LOSSが少なくなり、単位面積あ
たりの照射エネルギーPが増加しているのがわかる。
As is clear from Table 3, when the GI type fiber is used as the fiber A 1 , the effect is slightly smaller than when the SI type fiber is used. It can be seen that the LOSS decreases and the irradiation energy P per unit area increases.

【0115】次に、図3を用いて本発明の第2の実施例
を応用したレーザ加工装置について説明する。ここで
は、本発明に係るファイバー伝送系を用い、レーザ光源
と加工面とを、二つの結合光学系と三本のファイバーと
集光レンズ系とにより繋いだ光伝送光学系を示してい
る。
Next, a laser processing apparatus to which the second embodiment of the present invention is applied will be described with reference to FIG. Here, using the fiber transmission system according to the present invention, an optical transmission optical system in which a laser light source and a processed surface are connected by two coupling optical systems, three fibers and a condenser lens system is shown.

【0116】この構成例では、伝送系内の第1と第2の
結合光学系のにより光束断面の光量分布の変換を行って
おり、更にそれぞれの結合光学系内に設けられた絞り部
材によって光束径の調節を行っている。
In this configuration example, the first and second coupling optical systems in the transmission system convert the light amount distribution in the light beam cross section, and the diaphragm members provided in the respective coupling optical systems further convert the light beams. The diameter is adjusted.

【0117】図3において、レーザ光源11からの光束
は、レンズL11よりなるコリメータレンズ系16を介
してファイバーC3 に入射し、第一の結合光学系17に
導かれる。更に、第一結合光学系17から射出した光束
は、ファイバーD3 を介して第二の結合光学系に導か
れ、ここから射出した光束がファイバーE3 により、集
光光学系に導かれる。
In FIG. 3, the light flux from the laser light source 11 enters the fiber C 3 through the collimator lens system 16 including the lens L11 and is guided to the first coupling optical system 17. Further, the luminous flux emitted from the first coupling optical system 17 is guided to the second coupling optical system via the fiber D 3 , and the luminous flux emitted from this is guided to the focusing optical system by the fiber E 3 .

【0118】第1結合光学系17は、光源11側から順
にレンズL12、光量変換素子12並びにレンズL13
よりなるものであり、第2結合光学系も同様に光源1側
から順にレンズL22、光量変換素子22並びにレンズ
L23よりなるものであり、集光レンズ系18はレンズ
L14とレンズL15とからなるものである。
The first coupling optical system 17 includes a lens L12, a light quantity conversion element 12 and a lens L13 in order from the light source 11 side.
The second coupling optical system is also composed of a lens L22, a light quantity conversion element 22 and a lens L23 in this order from the light source 1 side, and the condenser lens system 18 is composed of a lens L14 and a lens L15. Is.

【0119】また、上記の実施例同様に、結合光学系1
7、27内の光量変換素子12、22とレンズL13、
L23との間には、光束径を調節する絞り部材13、2
3が夫々設けられている。
Further, as in the above embodiment, the coupling optical system 1
7, 27, and the light quantity conversion elements 12, 22 and the lens L13,
The diaphragm members 13 and 2 for adjusting the diameter of the light beam
3 are provided respectively.

【0120】更に、三本のファイバーのうち、少なくと
も二本のファイバーC3 、D3 は、射出端面での強度分
布を均一にさせるSI型のファイバーを使用している
が、ファイバーE3 はSI型であってもGI型であって
もよい。
Further, among the three fibers, at least two fibers C 3 and D 3 are SI type fibers which make the intensity distribution on the exit end surface uniform, but the fiber E 3 is SI. Type or GI type.

【0121】この様な構成の本実施例においては、光源
1から発せられた光束は、コリメータレンズ系16のレ
ンズL11を介してファイバーC3 に入射する。このフ
ァイバーC3 は前述したようにSI型であるので、ファ
イバーC3 を介して射出された光束は、光束断面内にお
いて均一な光量分布を備えたものに変換されて第1結合
光学系17に入射する。
In the present embodiment having such a structure, the light beam emitted from the light source 1 enters the fiber C 3 via the lens L11 of the collimator lens system 16. Since the fiber C 3 is of the SI type as described above, the light beam emitted through the fiber C 3 is converted into a light beam having a uniform light amount distribution in the light beam cross section, and then is transmitted to the first coupling optical system 17. Incident.

【0122】この結合光学系17により光束断面の光量
分布が中央に集中した形に変換されると共に、結合光学
系17内に設けられた絞り部材13により光束径の縮小
が行われが、上記実施例同様に光束外径が縮小されて
も、光量損失が少ないこと、並びにここからの出射NA
を小さくすることができるは言うまでもない。
The coupling optical system 17 converts the light quantity distribution in the cross section of the luminous flux into a centralized form, and the diaphragm member 13 provided in the coupling optical system 17 reduces the luminous flux diameter. As in the example, even if the outer diameter of the light beam is reduced, the loss of light quantity is small, and the emission NA from this is small.
Needless to say, can be made smaller.

【0123】そして、ここで光束断面の光量分布及び光
束径の調節が行われた光束は、ファイバーD3 に入射す
る。このファイバーD3 もSI型ファイバーであるの
で、ファイバーD3 を介して射出された光束は、再度均
一な光量分布を備えたものに変換される。
Then, the light flux whose light volume distribution and light flux diameter are adjusted here enters the fiber D 3 . Since this fiber D 3 is also an SI type fiber, the light beam emitted through the fiber D 3 is converted again into a light beam having a uniform light quantity distribution.

【0124】ファイバーD3 から射出された光束は、第
2結合光学系27に入射する。この第2結合光学系27
により再び光束断面の光量分布が中央に集中した形に変
換されると共に、第2結合光学系27内に設けられた絞
り部材23により光束径の有効径の縮小が行われる。
The light beam emitted from the fiber D 3 enters the second coupling optical system 27. This second coupling optical system 27
As a result, the light quantity distribution in the cross section of the light flux is converted again into a shape concentrated in the center, and the diaphragm member 23 provided in the second coupling optical system 27 reduces the effective diameter of the light flux.

【0125】さらに、ファイバーE3 に入射して伝送さ
れた後、集光レンズ系18に入射する。そして、集光レ
ンズ系18に入射した光束は、レンズL14とレンズL
15とにより集光されて加工面15上に加工スポット1
4として照射される。
Further, after entering the fiber E 3 and being transmitted, it enters the condenser lens system 18. Then, the light flux that has entered the condenser lens system 18 has a lens L14 and a lens L14.
15 and a processing spot 1 is formed on the processing surface 15 by being condensed.
It is irradiated as 4.

【0126】このように、本実施例では、異なるファイ
バーを接続する度に光束断面の光量分布及び光束径の調
節を行う構成としている。そして、前述した第1実施例
と同様に、絞り部材を使用して光束径の有効径を小さく
することで、絞り部材の後に配置するレンズの(実質)
倍率を小さくしている。
As described above, in this embodiment, the light amount distribution and the light beam diameter of the light beam cross section are adjusted every time different fibers are connected. Then, similarly to the above-described first embodiment, the effective diameter of the light beam is reduced by using the diaphragm member, so that (substantially) the lens disposed after the diaphragm member can be used.
The magnification is reduced.

【0127】具体的には、絞り部材13及び絞り部材2
3により、透過後の光束径を透過前の0.8倍にした後
に、絞り部材13及び絞り部材23のすぐ後に配置する
レンズL13及びレンズL13のそれぞれの倍率を変え
て出射NAを小さくし、結合光学系17,27を介した
後に光束が入射するファイバーC3 及びファイバーD3
の径をそれぞれ小さなものとしている。
Specifically, the diaphragm member 13 and the diaphragm member 2
3, after making the light flux diameter after transmission 0.8 times that before transmission, the magnification of each of the lens L13 and the lens L13 arranged immediately after the diaphragm member 13 and the diaphragm member 23 is changed to reduce the emission NA, A fiber C 3 and a fiber D 3 on which a light beam is incident after passing through the coupling optical systems 17 and 27.
The diameter of each is small.

【0128】このような構成により、二度の光束断面の
光量分布及び光束径の調節を行って最終的な集光スポッ
ト14の径が従来例の0.9倍、0.8倍になるように
した時の光量損失量LOSSとを従来例と比較する。比
較例としては、絞り部材により光束断面径の調整のみ
(光量分布変換を行わない)を行ったものによる光量損
失量LOSSを表4に示す。(ただし、集光スポットの
径を全く縮小しないときを基準値1としている。)
With such a configuration, the light amount distribution and the luminous flux diameter of the luminous flux cross section are adjusted twice so that the diameter of the final focused spot 14 becomes 0.9 times or 0.8 times that of the conventional example. The light amount loss amount LOSS at the time of is compared with the conventional example. As a comparative example, Table 4 shows the light amount loss amount LOSS when only the light flux cross-sectional diameter is adjusted by the diaphragm member (the light amount distribution conversion is not performed). (However, the standard value is 1 when the diameter of the focused spot is not reduced at all.)

【0129】[0129]

【表4】 [Table 4]

【0130】表4により、従来の方式では、集光スポッ
ト4の径を0.9倍とした時の光量損失量が18.5
(%)と非常に大きいのに対して、本発明実施例での光
量損失量は0.5(%)と大幅に光量損失量LOSSを
下げることができるものとなっており、これにより加工
パワーPも110.0(%)と強くなっている。
According to Table 4, in the conventional method, the amount of light loss is 18.5 when the diameter of the focused spot 4 is 0.9 times.
(%) Is very large, whereas the light amount loss amount in the embodiment of the present invention is 0.5 (%), which means that the light amount loss amount LOSS can be significantly reduced. P is also strong at 110.0 (%).

【0131】さらに、集光スポット4の径を0.8倍と
した時も同様に、従来の方式では光量損失量が34.4
(%)と非常に大きいのに対して、本発明での光量損失
量は1.0(%)であり、大幅に光量損失量LOSSを
下げることができるものとなっており、同様に加工パワ
ーPも149.3(%)とかなり強くなっている。ここ
で、集光スポット14の径を0.8倍とした時の本発明
実施例にかかるレーザ加工装置と比較従来例の具体的な
構成例を表5に示す。
Further, when the diameter of the focused spot 4 is 0.8 times, similarly, in the conventional method, the light amount loss amount is 34.4.
(%), The light amount loss amount in the present invention is 1.0 (%), which means that the light amount loss amount LOSS can be significantly reduced. P is also quite strong at 149.3 (%). Here, Table 5 shows a specific configuration example of the laser processing apparatus according to the example of the present invention and the comparative conventional example when the diameter of the focused spot 14 is 0.8 times.

【0132】[0132]

【表5】 [Table 5]

【0133】ただし、ファイバーC3 のコア径をφC、
ファイバーC3 のNAをαC、絞り部材13により調整
されたファイバーC3 の有効NAをαC’、レンズL1
2の焦点距離をf12、レンズL13の焦点距離をf1
3、第1結合光学系の結像倍率をmCD、ファイバーD
3 のコア径をφD、ファイバーD3 のNAをαD、絞り
部材23により調整されたファイバーD3 の有効NAを
αD’、レンズL22の焦点距離をf22、レンズL2
3の焦点距離をf23、第2結合光学系の結像倍率をm
DE、レンズL14の焦点距離をf14、レンズL15
の焦点距離をf15、集光レンズ系の結像倍率をm、加
工面上の集光スポット4の径をφ0、加工面への集光光
束NAをα0、光量損失量をLOSS、光束を全く遮光
しない場合を100%とした時の加工面での単位面積あ
たりの平均照射エネルギーをPとする。
However, the core diameter of the fiber C 3 is φC,
The NA of the fiber C 3 is αC, the effective NA of the fiber C 3 adjusted by the diaphragm member 13 is αC ′, and the lens L1.
The focal length of 2 is f12, and the focal length of the lens L13 is f1.
3, the imaging magnification of the first coupling optical system is mCD, fiber D
3 of the core diameter [phi] D, .alpha.D the NA of the fiber D 3, .alpha.D the effective NA of the fiber D 3, which is adjusted by the diaphragm member 23 ', the focal length of the lens L22 f22, lens L2
The focal length of 3 is f23, and the imaging magnification of the second coupling optical system is m
DE, focal length of lens L14 is f14, lens L15
F15, the imaging magnification of the condensing lens system is m, the diameter of the condensing spot 4 on the processed surface is φ0, the condensed light beam NA to the processed surface is α0, the light amount loss amount is LOSS, and the luminous flux is completely Let P be the average irradiation energy per unit area on the processed surface when 100% is set without light shielding.

【0134】構成例3は、第1結合光学系17と第2結
合光学系27とにより、ファイバーを二度に亘り接合す
ると共に、夫々の接合の際に光束断面内での光量分布及
び光束径の調節を行っている。それぞれの結合光学系1
7、27においては、光束断面内の光量分布を変換した
後に絞り部材13、23により光束径の有効径を小さく
すると共に、絞り部材13、23の後に配置したレンズ
L13、L23の倍率を小さくすることにより光束径の
有効径を縮小している。
In the configuration example 3, the fibers are spliced twice by the first coupling optical system 17 and the second coupling optical system 27, and the light quantity distribution and the luminous flux diameter in the luminous flux cross section at the time of each splicing. Is being adjusted. Each coupling optical system 1
In Nos. 7 and 27, the effective diameter of the luminous flux is reduced by the diaphragm members 13 and 23 after the light quantity distribution in the cross section of the luminous flux is converted, and the magnification of the lenses L13 and L23 arranged after the diaphragm members 13 and 23 is reduced. As a result, the effective diameter of the luminous flux is reduced.

【0135】このため、この縮小された光束を小さなN
Aで次のファイバーに伝達することができるので、ファ
イバーC3 よりも小さい口径を持つファイバーD3 、又
はファイバーE3 に入射させても、光量損失を抑えるこ
とができると共に、これにより伝搬された小さな径の光
束により集光スポット径を縮小した実施例である。
Therefore, the reduced luminous flux is reduced to a small N
Since the light can be transmitted to the next fiber by A, even if it is incident on the fiber D 3 or the fiber E 3 having a smaller diameter than the fiber C 3 , the light quantity loss can be suppressed and the light is propagated by this. This is an example in which the focused spot diameter is reduced by a light beam having a small diameter.

【0136】更に、構成例4は同様の構成でファイバー
3 とファイバーE3 との間に本発明の結合光学系を使
用した例である。この構成例4では、ファイバーD3
ファイバーE3 との間に設けられた結合光学系27だけ
により光束断面の光量分布及び光束径の調節を行ってい
るものを示している。
Further, the configuration example 4 is an example in which the coupling optical system of the present invention is used between the fiber D 3 and the fiber E 3 with the same configuration. In this configuration example 4, only the coupling optical system 27 provided between the fiber D 3 and the fiber E 3 is used to adjust the light amount distribution and the light beam diameter in the cross section of the light beam.

【0137】従って、結合光学系27において、光束断
面の光量分布を変換した後に絞り部材23の絞る量を、
前述の構成例3の約2倍にして光束径の有効径を小さく
すると共に、絞り部材23の後に配置したレンズL23
の倍率を小さくすることにより光束径の有効径を縮小し
ている。さらに、この縮小された光束を、ファイバーD
3 よりも小さい有効NAを持ったファイバーE3 に入射
させ、ここからの光束を利用して集光スポット径を縮小
した例である。
Therefore, in the coupling optical system 27, after the light amount distribution of the light beam cross section is converted, the aperture amount of the aperture member 23 is
The effective diameter of the luminous flux is reduced to about twice that of the above-described configuration example 3, and the lens L23 arranged after the diaphragm member 23 is used.
The effective diameter of the luminous flux is reduced by decreasing the magnification of. Furthermore, this reduced luminous flux is converted into the fiber D
This is an example in which the light is emitted from the fiber E 3 having an effective NA smaller than 3 and the light spot from this is used to reduce the focused spot diameter.

【0138】従来例3及び従来例4は、結合光学系1
7、27内に光量変換素子12、22を用いない場合の
例であり、従来例3は光束断面の光量分布はそのまま
で、結合光学系17、27に設けられた絞り部材13、
23により光束径の有効径を小さくした後、絞り部材1
3、23の後に配置したレンズL13、L23の倍率を
小さくすることにより二度に分けて集光スポット径を縮
小した例である。従来例4では、同様の配置構成で集光
スポット径を縮小せずに加工面に光束を集光させた例で
ある。
Conventional example 3 and conventional example 4 are combined optical system 1
This is an example in which the light quantity conversion elements 12 and 22 are not used in the reference numerals 7 and 27. In the conventional example 3, the light quantity distribution in the cross section of the light flux remains unchanged, and the diaphragm members 13 provided in the coupling optical systems 17 and 27
After reducing the effective diameter of the luminous flux by 23, the diaphragm member 1
This is an example in which the focusing spot diameter is reduced twice by reducing the magnification of the lenses L13 and L23 arranged after 3 and 23. Conventional Example 4 is an example in which a light beam is focused on the processed surface without reducing the focused spot diameter with the same arrangement configuration.

【0139】前述した表4よりも明らかなように、集光
スポット14の径を20%小さくするために、従来例で
は光量損失量が34.4%であるのに対して、本発明の
構成例3では2%と非常に少なくすることができ、構成
例4においても光量損失量が4%と従来に比べて非常に
少なくすることができる。
As is clear from Table 4 described above, in order to reduce the diameter of the condensed light spot 14 by 20%, the light amount loss amount is 34.4% in the conventional example, whereas the configuration of the present invention is used. In Example 3, the amount of light can be extremely reduced to 2%, and also in the configuration example 4, the amount of light loss can be reduced to 4%, which is very small compared to the conventional case.

【0140】また、構成例3と構成例4との比較より、
一度に光束断面の光量分布及び光束径の調節を行うより
も二度又はそれ以上に分けて光束断面の光量分布及び光
束径の調節を行ったほうがより効率的に行うことができ
ることがわかる。
From the comparison between the configuration example 3 and the configuration example 4,
It can be seen that it is more efficient to adjust the light quantity distribution and the light flux diameter of the light flux cross section twice or more than to adjust the light quantity distribution and the light flux diameter of the light flux cross section at once.

【0141】更に、同様に加工パワーPも本発明の構成
例3では149.3(%)とかなり強くなっており、こ
れも一度に光束断面の光量分布及び光束径の調節を行っ
た時の146.3(%)よりもより強くなっている。
Further, similarly, the processing power P in the configuration example 3 of the present invention is also considerably strong at 149.3 (%), which is also high when the light quantity distribution and the light flux diameter of the light flux cross section are adjusted at once. It is stronger than 146.3 (%).

【0142】このように、本発明実施例によれば、ファ
イバー同士を接合する接合光学系に光量変換素子を備え
ているので、接合部での光量分布が変換された状態で次
のファイバーに光束が入射する。このため、出射側のフ
ァイバーにコア径の小さなものを利用する場合には、光
束径を縮小する絞り部材等を利用すれば、実質入射NA
が小さくなり、ファイバー内での光量損失が抑えられる
ものとなっている。
As described above, according to the embodiment of the present invention, since the optical system for joining the fibers is equipped with the light quantity conversion element, the light flux is changed to the next fiber in the state where the light quantity distribution at the joint is converted. Is incident. Therefore, when using a fiber having a small core diameter as the fiber on the output side, a substantially incident NA can be obtained by using a diaphragm member or the like for reducing the light beam diameter.
Is smaller and the loss of light quantity in the fiber is suppressed.

【0143】さらに、光束径を小さくすることにより小
さな倍率の集光レンズを用いることができるので、より
小さな集光スポットを作成できる利点がある。このた
め、より微細で加工強度の高い集光スポットが得られる
ので、本実施例のようにレーザ囲う装置に応用すれば、
優れた加工特性を備えた装置を構築することができるも
のとなっている。
Further, since the condenser lens having a small magnification can be used by reducing the diameter of the light beam, there is an advantage that a smaller condensed spot can be formed. For this reason, a finer focused spot with high processing strength can be obtained, so if it is applied to the laser enclosing device as in this embodiment,
This makes it possible to construct an apparatus with excellent processing characteristics.

【0144】尚、光束径の調整手段として本実施例では
絞り手段を用いているが、光束の周縁部を有効に遮光し
て、結合光学系から射出する光束の径を縮小して次の光
学部材に導くものであれば本実施例のような絞り手段に
限定されるものではない。
Although the diaphragm means is used as the means for adjusting the diameter of the light beam in this embodiment, the peripheral portion of the light beam is effectively shielded and the diameter of the light beam emitted from the coupling optical system is reduced so that the next optical It is not limited to the diaphragm means as in this embodiment as long as it guides the member.

【0145】例えば、本発明の結合光学系から射出され
る光束では、一般に周縁部における光量密度が低いこと
から、後のレンズのリムやコア外径部により周縁部を削
除して有効な部分の光束のみを、通過させる光像のもの
も考えられる。
For example, in the light flux emitted from the coupling optical system of the present invention, the light quantity density at the peripheral portion is generally low, so that the peripheral portion is removed by the rim of the lens or the outer diameter portion of the core, so that an effective portion is obtained. An optical image in which only the light flux passes can be considered.

【0146】[0146]

【発明の効果】以上説明したように本発明に係るファイ
バー結合光学系によれば、光源から導かれた光束の光量
分布状態を変換させて次の光学部材に導くものであるた
め、伝送系内での光量損失の少ない光伝送系を構築する
ことができる。
As described above, according to the fiber coupling optical system of the present invention, the light quantity distribution state of the light beam guided from the light source is converted and guided to the next optical member. Therefore, it is possible to construct an optical transmission system with less loss of light amount.

【0147】さらに、光パワー密度の高い部分のみを有
効に利用して光束系を縮小できるので、小さな倍率の集
光光学系が利用できるため、レーザ加工装置等に応用し
た場合に加工精度及び加工効率の高い装置を構築するこ
とができる。
Further, since the light beam system can be reduced by effectively utilizing only the portion having a high optical power density, a converging optical system with a small magnification can be used. Therefore, when applied to a laser processing apparatus or the like, the processing accuracy and processing can be improved. A highly efficient device can be constructed.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の第1実施例のレーザー加工装置の概略
構成図である。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a laser processing apparatus according to a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の第1実施例において、ファイバーBに
SI型を用いた時の集光スポットの光量分布図である。
FIG. 2 is a light quantity distribution diagram of a focused spot when the SI type is used for the fiber B in the first embodiment of the present invention.

【図3】本発明の第2実施例のレーザー加工装置の概略
構成図である。
FIG. 3 is a schematic configuration diagram of a laser processing apparatus according to a second embodiment of the present invention.

【図4】(a)は本発明の光量変換素子と絞り部材との
構成を示す説明図であり、(b)は結合光学系内のS1
断面における光量分布図であり、(c)は結合光学系内
のS2断面における光量分布図である。
FIG. 4A is an explanatory diagram showing a configuration of a light quantity conversion element and a diaphragm member of the present invention, and FIG. 4B is a view showing S1 in the coupling optical system.
It is a light quantity distribution map in a cross section, and (c) is a light quantity distribution map in a S2 cross section in the coupling optical system.

【図5】本発明の光量変換素子の第2の構成例を示す説
明図である。
FIG. 5 is an explanatory diagram showing a second configuration example of the light amount conversion element of the present invention.

【図6】本発明の光量変換素子の第3の構成例を示す説
明図である。
FIG. 6 is an explanatory diagram showing a third configuration example of the light amount conversion element of the present invention.

【図7】(a)は、一つの光源に対して一つの加工面が
ある場合の従来のレーザー加工装置の概略構成図であ
り、(b)は、一つの光源に対して二つの加工面がある
場合の従来のレーザー加工装置の概略構成図である。
FIG. 7A is a schematic configuration diagram of a conventional laser processing apparatus in which one light source has one processing surface, and FIG. 7B shows two processing surfaces for one light source. It is a schematic block diagram of the conventional laser processing apparatus when there is.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1、11、31、41 光源 2、12、22、2a 光量変換素子 3、13、23、3a、33、43a、43b 絞り
部材 4、14 集光スポット 5、15、35、45、55 加工面 6、16 コリメータレンズ系 7、17、27、7a、37、47a、47b 結合
光学系 8、18、48、58 集光レンズ系 A〜E ファイバー L1、L11 コリメータレンズ L2、L3 結合レンズ L12、L13 結合レンズ L22、L23 結合レンズ L2a、L3a 結合レンズ R1 第1円錐レンズ R2 第2円錐レンズ
1, 11, 31, 41 Light source 2, 12, 22, 2a Light amount conversion element 3, 13, 23, 3a, 33, 43a, 43b Diaphragm member 4, 14 Focused spot 5, 15, 35, 45, 55 Processed surface 6, 16 Collimator lens system 7, 17, 27, 7a, 37, 47a, 47b Coupling optical system 8, 18, 48, 58 Condensing lens system AE fiber L1, L11 Collimator lens L2, L3 Coupling lens L12, L13 Coupling lens L22, L23 Coupling lens L2a, L3a Coupling lens R1 First conical lens R2 Second conical lens

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 光源からの光束を導く光伝送光学系にお
いて、ファイバーと伝送系内に設けられた他の光学部材
とを結合するためのファイバー結合光学系であって、 前記伝送系内で伝送される光束の断面における中央領域
の光束を周辺領域に分散させると共に、前記断面におけ
る周辺領域の光束を中央領域に集中させる光量分布変換
手段を備えていることを特徴とするファイバー結合光学
系。
1. An optical transmission optical system for guiding a light beam from a light source, which is a fiber coupling optical system for coupling a fiber with another optical member provided in the transmission system, wherein the transmission is performed in the transmission system. A fiber-coupling optical system comprising: a light quantity distribution conversion means for dispersing a light flux of a central region in a cross section of the generated light flux to a peripheral region and concentrating the light flux of the peripheral region in the cross section to the central region.
【請求項2】 前記光量分布変換手段が、 光束の進行方向に沿って順に配置された第一の円錐状光
学素子と第二の円錐状光学素子とを有し、 前記第一と第二の円錐状光学素子は、互いの頂角部分が
対峙するように配置されていると共に、それぞれ素子の
中心軸と光束中心軸とが一致するように配設されている
ことを特徴とする請求項1に記載のファイバー結合光学
系。
2. The light quantity distribution conversion means has a first conical optical element and a second conical optical element which are sequentially arranged along a traveling direction of a light beam, and the first and second conical optical elements are provided. 2. The conical optical elements are arranged such that their apex angle portions face each other, and are arranged such that the central axis of the element and the central axis of the light beam coincide with each other. The fiber-coupled optical system described in 1.
【請求項3】 前記第一と第二の円錐状光学素子が、 前記光束中心軸上における前記第一の円錐状光学素子の
集光位置と、前記第二円錐状光学素子の頂点部分とが一
致するように配置されていることを特徴とする請求項2
に記載のファイバー結合光学系。
3. The first and second conical optical elements have a condensing position of the first conical optical element on the central axis of the light flux and a vertex portion of the second conical optical element. 3. The elements are arranged so as to coincide with each other.
The fiber-coupled optical system described in 1.
【請求項4】 前記光量分布変換手段により光量分布が
変換された光束の径を調節する光束径調節手段を更に備
えていることを特徴とする請求項1、2又は3に記載し
たファイバー結合光学系。
4. The fiber coupling optics according to claim 1, further comprising a light beam diameter adjusting means for adjusting a diameter of the light beam whose light amount distribution is converted by the light amount distribution converting means. system.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2020088110A (en) * 2018-11-22 2020-06-04 株式会社アマダホールディングス Laser oscillator and laser processing machine

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