JPH07266071A - Laser beam machining device - Google Patents

Laser beam machining device

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Publication number
JPH07266071A
JPH07266071A JP6085709A JP8570994A JPH07266071A JP H07266071 A JPH07266071 A JP H07266071A JP 6085709 A JP6085709 A JP 6085709A JP 8570994 A JP8570994 A JP 8570994A JP H07266071 A JPH07266071 A JP H07266071A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
laser beam
linearly polarized
total reflection
polarization
laser
Prior art date
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Pending
Application number
JP6085709A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yukihiro Horiguchi
堀口幸弘
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Aida Engineering Ltd
Original Assignee
Aida Engineering Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Aida Engineering Ltd filed Critical Aida Engineering Ltd
Priority to JP6085709A priority Critical patent/JPH07266071A/en
Publication of JPH07266071A publication Critical patent/JPH07266071A/en
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Abstract

PURPOSE:To arbitrarily set a straight polarization direction at a laser beam machining point by transmitting a laser beam emitted from a laser beam oscillator without limiting the polarization state to a straight polarized light. CONSTITUTION:In order to transmit a laser beam 2 emitted from a laser beam oscillator 1 through an optical fiber 4, and to use the laser beam 2a being a random polarized light 5 emitted from the optical fiber 4, a laser beam polarization direction controlling means compared of a collimating lens 6 received inside a holder 20, a Brewster window 7, total reflection mirrors 8A to 8E and a condenser lens 10 is installed. Further, it consists of a rotary driving means in to rotate the holder 20 with gears 18, 19 using a servo motor 17 as a power source, the table device 11 to fix a material 16 to be machined and a controller 15 thereof. Therefore, the highly efficient laser beam machining can be flexibly executed.

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、レーザビームの直線偏
光方向を任意に設定出来、直線偏光レーザビームで、被
加工材料を加工するレーザ加工装置に関するものであ
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a laser processing apparatus for processing a material to be processed with a linearly polarized laser beam in which the linear polarization direction of the laser beam can be arbitrarily set.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の偏光方向を任意に設定可能とした
レーザ加工装置としては、例えば、特開昭58−167
86、特開平4−270091が開示されているが、い
ずれの場合においても、レーザ発振器から出射されるレ
ーザビームは直線偏光に限定され、かつレーザビームの
伝送はミラー伝送方式に限定されていた。
2. Description of the Related Art As a conventional laser processing apparatus capable of arbitrarily setting a polarization direction, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 58-167 is available.
No. 86, JP-A-4-270091 is disclosed, but in any case, the laser beam emitted from the laser oscillator is limited to linearly polarized light, and the laser beam transmission is limited to the mirror transmission method.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】前述の従来技術では、
使用出来るレーザ発振器は直線偏光レーザビームを出射
するものに限られ、またレーザビーム伝送はミラー伝送
方式に限られていたため、応用範囲の狭いものになって
いた。そこで本発明では、任意の偏光状態のレーザビー
ムである、光ファイバを用いた伝送方式も適用出来るレ
ーザ加工装置を提供することで、これらの課題を解決し
ようとするものである。
In the above-mentioned prior art,
The laser oscillator that can be used is limited to one that emits a linearly polarized laser beam, and the laser beam transmission is limited to the mirror transmission method, so the application range is narrow. Therefore, the present invention intends to solve these problems by providing a laser processing apparatus that can apply a transmission method using an optical fiber, which is a laser beam having an arbitrary polarization state.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】レーザ発振器からミラー
あるいは光ファイバにより伝送されたレーザビームを、
偏光面が互いに直交する2つの直線偏光ビームに分割す
る偏光素子と、前記偏光素子によって分割された2つの
直線偏光ビームの進行方向を同一方向にし、かつ偏光面
が平行になるように配置される複数枚の全反射ミラー
と、前記偏光素子と前記複数枚の全反射ミラーで進行方
向が同じで、かつ偏光面が平行にされた2つの直線偏光
レーザビームが、回転対称の関係をもたらす回転軸を中
心にして、前記偏光素子と前記複数枚の全反射ミラーを
一体で回転させる駆動手段から構成することで、任意の
偏光状態のレーザビームの使用が可能となり、光ファイ
バ伝送方式が採用出来るので、フレキシブルな効率の良
いレーザ加工を行うことが出来る。
A laser beam transmitted from a laser oscillator by a mirror or an optical fiber is
A polarizing element that splits into two linearly polarized beams whose polarization planes are orthogonal to each other, and two linearly polarized beams that are split by the polarizing element have the same traveling direction and are arranged so that their polarization planes are parallel to each other. A rotation axis that brings about a rotationally symmetric relationship between a plurality of total reflection mirrors and two linearly polarized laser beams having the same traveling direction in the polarizing element and the plurality of total reflection mirrors and having parallel polarization planes. By configuring the polarizing element and the driving means for integrally rotating the plurality of total reflection mirrors around the center, it becomes possible to use a laser beam in any polarization state, and the optical fiber transmission method can be adopted. Flexible, efficient laser processing can be performed.

【0005】[0005]

【作用】レーザ発振器から出射されたレーザビームを光
ファイバを用いて目的とする位置に伝送する。光ファイ
バの出射端から拡がりながら出射されるレーザビームを
コリメートレンズで平行ビームにする。この時の偏光状
態はレーザ発振器から出射されるレーザビームの偏光状
態にかかわらずランダム偏光になっている。そして平行
にされたレーザビームを、偏光素子を用いて偏光面が互
いに直交する2つの直線偏光レーザビームに分割する。
そして、前記偏光素子で分割された2つの直線偏光レー
ザビームの進行方向を同一方向にし、かつ偏光面が平行
になるように複数枚の全反射ミラーを配置して、進行方
向と偏光方向を調整する。そして、調整された2つの直
線偏光レーザビームが回転対称の関係をもたらす回転軸
を中心にして、前記偏光素子と前記複数枚の全反射ミラ
ーを一体で回転させることにより、直線偏光方向を変え
ることが出来る。
The laser beam emitted from the laser oscillator is transmitted to a target position using an optical fiber. The collimator lens collimates the laser beam emitted from the emission end of the optical fiber while expanding it. The polarization state at this time is random polarization regardless of the polarization state of the laser beam emitted from the laser oscillator. Then, the collimated laser beam is split into two linearly polarized laser beams whose polarization planes are orthogonal to each other using a polarizing element.
Then, the two linearly polarized laser beams divided by the polarizing element are made to have the same traveling direction, and a plurality of total reflection mirrors are arranged so that their polarization planes are parallel to each other, and the traveling direction and the polarization direction are adjusted. To do. Then, the linear polarization direction is changed by integrally rotating the polarizing element and the plurality of total reflection mirrors about a rotation axis that provides a rotationally symmetrical relationship between the two adjusted linearly polarized laser beams. Can be done.

【0006】[0006]

【実施例】本発明の第1実施例を図1に示す。図1にお
いて、レーザ発振器1より出射されたレーザビーム2を
光ファイバ入射用レンズ3により光ファイバ4に入射す
る。レーザビーム2は光ファイバ4によって伝送され、
光ファイバ4の出射端より拡がりながら出射するレーザ
ビーム2Aをコリメートレンズ6によって平行ビームに
する。この時、光ファイバ4から出射されるレーザビー
ム2Aは必然とランダム偏光5になっている。平行にさ
れたランダム偏光レーザビーム2Bをブリュースタウィ
ンド7により、偏光面が互いに直交する2つの直線偏光
レーザビーム(2C、2D)に分割され、それぞれ直線
偏光方向9A、9Bをもつ。直線偏光レーザビーム2D
は全反射ミラー(8A、8B、8C、8D、8E)によ
って、直線偏光レーザビーム2Cと同じ方向に導かれ、
かつ偏光方向9Aと平行な直線偏光方向9Gをもつ。図
1では偏光方向は同一面上にある。そして、集光レンズ
10により偏光方向が平行にそろった直線偏光レーザビ
ーム(2C、2I)を集光させ、集光された直線偏光レ
ーザビーム12によって、サーボモータ(13、14)
を駆動源として制御装置15によって、任意方向に移動
制御されるテーブル11に固定された被加工材料16が
加工される。
FIG. 1 shows a first embodiment of the present invention. In FIG. 1, a laser beam 2 emitted from a laser oscillator 1 is incident on an optical fiber 4 by an optical fiber incidence lens 3. The laser beam 2 is transmitted by the optical fiber 4,
The collimator lens 6 collimates the laser beam 2A emitted while expanding from the emission end of the optical fiber 4. At this time, the laser beam 2A emitted from the optical fiber 4 is inevitably a randomly polarized light 5. The parallel polarized random polarization laser beam 2B is divided by the Brewster window 7 into two linear polarization laser beams (2C, 2D) whose polarization planes are orthogonal to each other, and have linear polarization directions 9A, 9B, respectively. Linearly polarized laser beam 2D
Is guided in the same direction as the linearly polarized laser beam 2C by a total reflection mirror (8A, 8B, 8C, 8D, 8E),
It also has a linear polarization direction 9G parallel to the polarization direction 9A. In FIG. 1, the polarization directions are on the same plane. Then, the linearly polarized laser beams (2C, 2I) whose polarization directions are aligned in parallel are condensed by the condenser lens 10, and the servo motors (13, 14) are constituted by the condensed linearly polarized laser beam 12.
The work material 16 fixed to the table 11 whose movement is controlled in an arbitrary direction is processed by the control device 15 using the as a driving source.

【0007】また、進行方向と偏光方向を調整した2つ
の直線偏光ビーム2C、2Iが回転対称の関係をもたら
す回転軸Yを中心に、コリメートレンズ6、ブリュース
タウィンド7、全反射ミラー(8A〜8E)、集光レン
ズ10が組み込まれたホルダ20を、制御装置15から
の指令により、サーボモータ17で歯車18、19を介
して回転させて、集光された直線偏光レーザビーム12
の直線偏光方向をレーザ加工を行う方向と一致させるよ
うに制御することで、直線偏光を利用した高効率のレー
ザ加工が出来る。この時、全反射ミラー(8A〜8E)
に直線偏光状態がくずれないものを使うことが望まし
い。また、集光レンズ10はホルダ20の外部にあって
もよく、集光レンズ10の中心と回転軸Yが一致してい
れば、集光レンズ10を回転させる必要はない。
Further, a collimator lens 6, a Brewster window 7, and a total reflection mirror (8A to 8A) around a rotation axis Y that brings about a rotational symmetry relationship between two linearly polarized beams 2C and 2I whose traveling direction and polarization direction are adjusted. 8E), the holder 20 in which the condenser lens 10 is incorporated is rotated by the servomotor 17 via the gears 18 and 19 in response to a command from the control device 15 to collect the linearly polarized laser beam 12
By controlling the direction of linearly polarized light in the same direction as the direction of laser processing, highly efficient laser processing using linearly polarized light can be performed. At this time, total reflection mirror (8A-8E)
It is desirable to use one that does not lose its linearly polarized state. Further, the condenser lens 10 may be provided outside the holder 20, and if the center of the condenser lens 10 and the rotation axis Y coincide with each other, it is not necessary to rotate the condenser lens 10.

【0008】図2は第2実施例としてミラー伝送による
一実施例を示す。レーザ発振器1から出射されたレーザ
ビーム2を全反射ミラー8Fを介してホルダ20内に設
けられた全反射ミラー(8G、8H)へと導く。この
時、レーザ発振器1から出射されるレーザビーム2の偏
光状態は直線偏光に限定されないでどのような偏光状態
でもかまわない。そして、全反射ミラー8Hからブリュ
ースタウインド7へ導き、偏光面が互いが直交する2つ
の直線偏光レーザビーム(2C、2D)に分割され、そ
れぞれ直線偏光方向(9A、9B)をもつ。直線偏光レ
ーザビーム2Dは全反射ミラー(8A、8B、8C、8
D、8E)によって直線偏光レーザビーム2Cと同じ方
向に導かれ、かつ偏光方向9Aと平行な直線偏光方向9
Gをもつ。図2では偏光方向(9A、9G)は同一面上
にある。そして、集光レンズ10により偏光方向(9
A、9G)が平行にそろった直線偏光レーザビーム(2
C、2I)を集光させ、集光された直線偏光レーザビー
ム12によって被加工材料16の加工を行うことが出来
る。
FIG. 2 shows an embodiment by mirror transmission as a second embodiment. The laser beam 2 emitted from the laser oscillator 1 is guided to the total reflection mirrors (8G, 8H) provided in the holder 20 via the total reflection mirror 8F. At this time, the polarization state of the laser beam 2 emitted from the laser oscillator 1 is not limited to linear polarization, and may be any polarization state. Then, the light is guided from the total reflection mirror 8H to the Brewster window 7, divided into two linearly polarized laser beams (2C, 2D) whose polarization planes are orthogonal to each other, and each has a linearly polarized direction (9A, 9B). The linearly polarized laser beam 2D is a total reflection mirror (8A, 8B, 8C, 8
D, 8E) is guided in the same direction as the linearly polarized laser beam 2C and is parallel to the polarizing direction 9A.
Have G. In FIG. 2, the polarization directions (9A, 9G) are on the same plane. The polarization direction (9
A, 9G) are linearly polarized laser beams (2
C, 2I) is condensed, and the material 16 to be processed can be processed by the condensed linearly polarized laser beam 12.

【0009】また、進行方向と偏光方向を調整した2つ
の直線偏光レーザビーム(2C、2I)が回転対称の関
係をもたらす回転軸Yとレーザビーム2Aの光軸を一致
させた軸を中心に、全反射ミラー(8G、8H)、ブリ
ュースタウインド7、全反射ミラー(8A〜8E)、集
光レンズ10が組み込まれたホルダ20を、制御装置1
5からの指令により、サーボモータ17で歯車(18、
19)を介して回転させて、集光された直線偏光レーザ
ビーム12の直線偏光方向(9A、9G)をレーザ加工
を行う方向と一致させるように制御することで、直線偏
光を利用した高効率のレーザ加工が出来る。
Further, with respect to the axis at which the optical axis of the laser beam 2A and the rotation axis Y which bring about a rotational symmetry relationship between the two linearly polarized laser beams (2C, 2I) whose traveling direction and polarization direction are adjusted, The controller 20 includes a holder 20 in which the total reflection mirrors (8G, 8H), the Brewster window 7, the total reflection mirrors (8A to 8E), and the condenser lens 10 are incorporated.
In response to a command from 5, the servomotor 17 rotates the gear (18,
19), the linearly polarized laser beam 12 that has been condensed is controlled so that the linearly polarized direction (9A, 9G) of the condensed linearly polarized laser beam 12 coincides with the direction in which laser processing is performed. Laser processing can be performed.

【0010】本発明の実施例ではホルダ20の回転駆動
手段として、サーボモータ17を動力源とした歯車(1
8、19)の噛み合わせで行ったが、回転位置制御可能
なシリンダ等の回転駆動手段に置き換えて構成すること
も可能である。
In the embodiment of the present invention, the gear (1
8 and 19), the rotation driving means such as a cylinder whose rotational position can be controlled may be replaced.

【0011】また、本発明の実施例では被加工材料16
を固定したテーブル11を移動させて加工する方式とし
ているが、レーザビーム12を移動させる方式やレーザ
ビーム12とテーブル11の両方を移動させる方式も可
能である。
Further, in the embodiment of the present invention, the material 16 to be processed is used.
Although the method of moving the fixed table 11 by moving the laser beam 12 is also possible, a method of moving the laser beam 12 or a method of moving both the laser beam 12 and the table 11 is also possible.

【0012】[0012]

【発明の効果】本発明によれば、レーザ発振器から出射
されるレーザビームは、直線偏光に限定されず任意の偏
光状態のレーザビームが使用出来る。また、光ファイバ
によるレーザビーム伝送方式が採用出来ることから、直
線偏光を利用した高効率のレーザ加工がフレキシブルに
行えることが出来る。
According to the present invention, the laser beam emitted from the laser oscillator is not limited to linearly polarized light, and a laser beam having any polarization state can be used. Further, since a laser beam transmission system using an optical fiber can be adopted, highly efficient laser processing using linearly polarized light can be flexibly performed.

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

【図1】本発明の第1実施例の要部の構成を示す図であ
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a main part of a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の第2実施例の要部の構成を示す図であ
る。
FIG. 2 is a diagram showing a configuration of a main part of a second embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1はレーザ発振器、2、2A、2B、2C、2D、2
E、2F、2G、2H、2Iはレーザビーム、3は光フ
ァイバ入射用レンズ、4は光ファイバ、5はランダム偏
光、6はコリメートレンズ、7はブリュースタウィン
ド、8A、8B、8C、8D、8E、8F、8G、8H
は全反射ミラー、9A、9B、9C、9D、9E、9
F、9Gは直線偏光方向、10は集光レンズ、11はテ
ーブル、12は直線偏光レーザビーム、13、14、1
7はサーボモータ、15は制御装置、16は被加工材
料、18、19は歯車、20はホルダ、Yは回転軸、で
ある。
1 is a laser oscillator, 2, 2A, 2B, 2C, 2D, 2
E, 2F, 2G, 2H, 2I are laser beams, 3 is an optical fiber entrance lens, 4 is an optical fiber, 5 is random polarization, 6 is a collimating lens, 7 is a Brewster window, 8A, 8B, 8C, 8D, 8E, 8F, 8G, 8H
Is a total reflection mirror, 9A, 9B, 9C, 9D, 9E, 9
F and 9G are linear polarization directions, 10 is a condenser lens, 11 is a table, 12 is a linearly polarized laser beam, 13, 14, and 1.
Reference numeral 7 is a servo motor, 15 is a control device, 16 is a material to be processed, 18 and 19 are gears, 20 is a holder, and Y is a rotary shaft.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】レーザビームを出射して、被加工材料を加
工するレーザ加工装置において、レーザ発振器から伝送
されたランダム偏光レーザビームを、偏光面が互いに直
交する2つの直線偏光レーザビームに分割する偏光素子
と、前記偏光素子によって分割された2つの直線偏光レ
ーザビームの進行方向を同一方向にし、かつ偏光面が平
行になるように配置された複数枚の全反射ミラーと、前
記偏光素子と前記複数枚の全反射ミラーで進行方向が同
じで、かつ偏光面が平行にされた2つの直線偏光レーザ
ビームが、回転対称の関係をもたらす回転軸を中心にし
て、前記偏光素子と前記複数枚の全反射ミラーを一体で
回転させる駆動手段とで構成していることを特徴とする
レーザ加工装置。
1. A laser processing apparatus for processing a material to be processed by emitting a laser beam, wherein a randomly polarized laser beam transmitted from a laser oscillator is divided into two linearly polarized laser beams whose polarization planes are orthogonal to each other. The polarizing element, a plurality of total reflection mirrors arranged such that the two linearly polarized laser beams divided by the polarizing element have the same traveling direction and the polarization planes are parallel to each other; Two linearly polarized laser beams having the same traveling direction and parallel planes of polarization by a plurality of total reflection mirrors are rotated about the rotation axis that provides a rotationally symmetric relationship, and the polarizing element and the plurality of A laser processing device comprising a driving means for rotating a total reflection mirror integrally.
JP6085709A 1994-03-30 1994-03-30 Laser beam machining device Pending JPH07266071A (en)

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JP6085709A JPH07266071A (en) 1994-03-30 1994-03-30 Laser beam machining device

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008049380A (en) * 2006-08-25 2008-03-06 Canon Machinery Inc Method for forming microstructure of surface by laser beam
KR101221828B1 (en) * 2010-08-20 2013-01-15 한국기계연구원 Laser processing device and wafer dicing method using the same
KR101244290B1 (en) * 2011-07-13 2013-03-18 주식회사 엘티에스 Apparatus for sealing frit using laser

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