JPH0792558B2 - レーザビーム減衰器 - Google Patents
レーザビーム減衰器Info
- Publication number
- JPH0792558B2 JPH0792558B2 JP5363289A JP5363289A JPH0792558B2 JP H0792558 B2 JPH0792558 B2 JP H0792558B2 JP 5363289 A JP5363289 A JP 5363289A JP 5363289 A JP5363289 A JP 5363289A JP H0792558 B2 JPH0792558 B2 JP H0792558B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- laser beam
- polarization
- polarizing element
- beams
- laser
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Landscapes
- Mechanical Light Control Or Optical Switches (AREA)
- Lasers (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は，高出力レーザビームを利用したレーザ加工機
等において，連続的パワー制御に用いるレーザビーム減
衰器に関する。
等において，連続的パワー制御に用いるレーザビーム減
衰器に関する。
従来のレーザビーム用減衰器には，光吸収形のフィル
タ，誘電体多層膜を用いた部分反射鏡，アルミニウムや
銀等の金属を薄く蒸着した部分反射鏡が用いられてい
る。
タ，誘電体多層膜を用いた部分反射鏡，アルミニウムや
銀等の金属を薄く蒸着した部分反射鏡が用いられてい
る。
上述した従来のレーザビーム減衰器は，金属蒸着膜の厚
さに勾配をつけたものを除いて，それらの光減衰率は離
散的であり，任意の減衰量を得るのは不可能である。ま
た，吸収形フィルタの場合は，レーザパワーを吸収して
フィルタ自体が発熱し局部的に膨張するため，レーザビ
ームの広がり角やパワー分布に変化を与えてしまうだけ
でなく，レーザパワーが大きくなるとフィルタ自身が溶
融したり，破壊して使用できなくなる。
さに勾配をつけたものを除いて，それらの光減衰率は離
散的であり，任意の減衰量を得るのは不可能である。ま
た，吸収形フィルタの場合は，レーザパワーを吸収して
フィルタ自体が発熱し局部的に膨張するため，レーザビ
ームの広がり角やパワー分布に変化を与えてしまうだけ
でなく，レーザパワーが大きくなるとフィルタ自身が溶
融したり，破壊して使用できなくなる。
金属蒸着膜による光減衰器についても，ビーム径が小さ
くレーザパワーが微小な場合については連続的に減衰量
が変化できるが，金属材料そのものの光に対する僅かな
吸収損は避けようがなく，レーザパワーの増大と共に膜
の焼損を生じ，使用不可能となる。
くレーザパワーが微小な場合については連続的に減衰量
が変化できるが，金属材料そのものの光に対する僅かな
吸収損は避けようがなく，レーザパワーの増大と共に膜
の焼損を生じ，使用不可能となる。
本発明は従来のもののこのような課題を解決しようとす
るもので，レーザビームの吸収は殆どなく，レーザパワ
ーによる減衰器自身の熱的変形，歪，破壊のないレーザ
ビーム減衰器を提供するものである。
るもので，レーザビームの吸収は殆どなく，レーザパワ
ーによる減衰器自身の熱的変形，歪，破壊のないレーザ
ビーム減衰器を提供するものである。
上述した従来のレーザビーム減衰器に対し，本発明は，
レーザビームの偏光を２成分に分け，直線偏光状態で夫
々連続的に減衰量を制御し，その後１本のビームに合成
するようにしたものである。
レーザビームの偏光を２成分に分け，直線偏光状態で夫
々連続的に減衰量を制御し，その後１本のビームに合成
するようにしたものである。
すなわち本発明によれば，入射レーザビームを偏光成分
の異なる２本のビームに分割する，誘電体多層膜からな
る分割用偏光素子と，該分割された２本のビームの光軸
の回りに回転可能に配置され，該ビームを２つのビーム
に分け，基準位置からの回転角度に応じた減衰されたパ
ワーを持つレーザビームを透過すると共に，前記減衰に
相当する残余のパワーを持つ不要のレーザビームを反射
する，誘電体多層膜からなる２つの回転偏光素子と，前
記反射した不要のレーザビームを吸収する第１の吸収手
段と，前記２つの回転偏光素子からの透過ビームを合成
して，所望の出射ビームおよびこの合成に伴う不要のレ
ーザビームを発する，誘電体多層膜からなる合成用偏光
素子と，前記合成に伴う不要のレーザビームを吸収する
第２の吸収手段とを含むことを特徴とするレーザビーム
減衰器が得られる。
の異なる２本のビームに分割する，誘電体多層膜からな
る分割用偏光素子と，該分割された２本のビームの光軸
の回りに回転可能に配置され，該ビームを２つのビーム
に分け，基準位置からの回転角度に応じた減衰されたパ
ワーを持つレーザビームを透過すると共に，前記減衰に
相当する残余のパワーを持つ不要のレーザビームを反射
する，誘電体多層膜からなる２つの回転偏光素子と，前
記反射した不要のレーザビームを吸収する第１の吸収手
段と，前記２つの回転偏光素子からの透過ビームを合成
して，所望の出射ビームおよびこの合成に伴う不要のレ
ーザビームを発する，誘電体多層膜からなる合成用偏光
素子と，前記合成に伴う不要のレーザビームを吸収する
第２の吸収手段とを含むことを特徴とするレーザビーム
減衰器が得られる。
上記の構成において，回転偏光素子の回転角度を調整よ
れば，所望の任意の値の減衰率を有する出射ビームを得
ることができる。
れば，所望の任意の値の減衰率を有する出射ビームを得
ることができる。
次に本発明について図面を参照して説明する。
第１図は本発明の第１の実施例の構成図である。2,3,5,
6,8,9,10はすべて誘電体多層膜によって形成される偏光
素子で，任意の偏光ビームをある一定入射角で入射させ
ると，入射面に平行な偏光（Ｐ偏光）成分のビームは透
過し，入射面に垂直な偏光（Ｓ偏光）成分ビームは反射
する。
6,8,9,10はすべて誘電体多層膜によって形成される偏光
素子で，任意の偏光ビームをある一定入射角で入射させ
ると，入射面に平行な偏光（Ｐ偏光）成分のビームは透
過し，入射面に垂直な偏光（Ｓ偏光）成分ビームは反射
する。
反射鏡７は偏光素子２と同じ誘電体多層膜偏光素子，ま
たは全反射鏡よりなる。
たは全反射鏡よりなる。
入射ビーム１はまず分割用偏光素子２に偏光素子によっ
て定まる入射角で入射すると,P偏光成分は損失なく透過
し，回転偏光素子３に到達する。一方,S偏光成分は反射
鏡７へ向う。回転偏光素子３が分割用偏光素子２に平行
な基準位置から光路を軸として角度θだけ回転している
と，回転偏光素子３を透過する光の電界はcosθ倍とな
る。すなわち透過するレーザパワーはcos2θ倍となる。
このことは（１−cos2θ）倍の減衰を受けることを意味
する。回転偏光素子３によって反射された（１−cos
2θ）倍のレーザパワーは反射方向が偏光素子３の回転
と共に変化するが，偏光素子３を基準とすると固定して
いるので，偏光素子３に対して相対的に固定された吸収
体12によって吸収される。吸収体はレーザパワーのレベ
ルによって選定する。特にレーザパワーが数10ワットか
ら数100ワットの高レベル時には，水冷形の吸収体を使
用する。
て定まる入射角で入射すると,P偏光成分は損失なく透過
し，回転偏光素子３に到達する。一方,S偏光成分は反射
鏡７へ向う。回転偏光素子３が分割用偏光素子２に平行
な基準位置から光路を軸として角度θだけ回転している
と，回転偏光素子３を透過する光の電界はcosθ倍とな
る。すなわち透過するレーザパワーはcos2θ倍となる。
このことは（１−cos2θ）倍の減衰を受けることを意味
する。回転偏光素子３によって反射された（１−cos
2θ）倍のレーザパワーは反射方向が偏光素子３の回転
と共に変化するが，偏光素子３を基準とすると固定して
いるので，偏光素子３に対して相対的に固定された吸収
体12によって吸収される。吸収体はレーザパワーのレベ
ルによって選定する。特にレーザパワーが数10ワットか
ら数100ワットの高レベル時には，水冷形の吸収体を使
用する。
偏光素子５は偏光素子３と左右対称の位置に配置し，偏
光素子の基板の厚みによって生ずる光路のずれを補正す
るもので，ビームの反射は生じない。
光素子の基板の厚みによって生ずる光路のずれを補正す
るもので，ビームの反射は生じない。
偏光素子５を透過したビームの偏光の向きは，合成用偏
光素子６の入射面に対しては角度θの傾きをもってお
り，透過パワー（出射ビーム11の一部となる）はさらに
cos2θ倍となり，反射パワーは（１−cos2θ）倍とな
る。従って，入射ビームの内,P偏光成分はcos4θ倍とな
り，理想的にはθ＝０゜では減衰量０％，θ＝90゜では
100％となる。しかし実際には誘電体多層膜偏光素子を
透過するＰ偏光成分に対し，数100分の１程度Ｓ偏光成
分が残ること，および各偏光素子の若干の散乱，吸収に
よる損失があるため，完全な透過０％，透過100％とは
ならない。
光素子６の入射面に対しては角度θの傾きをもってお
り，透過パワー（出射ビーム11の一部となる）はさらに
cos2θ倍となり，反射パワーは（１−cos2θ）倍とな
る。従って，入射ビームの内,P偏光成分はcos4θ倍とな
り，理想的にはθ＝０゜では減衰量０％，θ＝90゜では
100％となる。しかし実際には誘電体多層膜偏光素子を
透過するＰ偏光成分に対し，数100分の１程度Ｓ偏光成
分が残ること，および各偏光素子の若干の散乱，吸収に
よる損失があるため，完全な透過０％，透過100％とは
ならない。
また，合成用偏光素子６で反射された（１−cos2θ）倍
のパワービームは吸収体14に吸収される。すなわちこの
分だけ更に減衰が働くことになる。
のパワービームは吸収体14に吸収される。すなわちこの
分だけ更に減衰が働くことになる。
一方，反射鏡７に到達したＳ偏光成分のビームは回転偏
光素子８によって減衰される。この偏光素子８は偏光素
子６と90゜＋θ光路を軸として回転した位置で透過率が
cos2θとなる。この減衰したレーザビームは偏光素子10
で反射され，この際レーザパワーは更に減衰を受けてco
s4θとなる。このレーザビームは合成偏光素子６で全反
射され，偏光素子５からの透過ビームと同一光路に合成
される。すなわちＰ偏光成分,S偏光成分共にcos4θ倍さ
れて出射ビーム11となる。なお偏光素子９は偏光素子５
と同様光路のずれを補正するものである。
光素子８によって減衰される。この偏光素子８は偏光素
子６と90゜＋θ光路を軸として回転した位置で透過率が
cos2θとなる。この減衰したレーザビームは偏光素子10
で反射され，この際レーザパワーは更に減衰を受けてco
s4θとなる。このレーザビームは合成偏光素子６で全反
射され，偏光素子５からの透過ビームと同一光路に合成
される。すなわちＰ偏光成分,S偏光成分共にcos4θ倍さ
れて出射ビーム11となる。なお偏光素子９は偏光素子５
と同様光路のずれを補正するものである。
第２図，第３図はそれぞれ本発明の第２実施例の平面
図，および斜視図である。偏光素子21,22,23,24はＰ偏
光については光路は入射光の延長方向,S偏光については
入射光と直角をなすもので，第１実施例の平板状偏光素
子の場合に比べて構成が簡単化できる。しかし，出力ビ
ーム11の出射方向は第３図に示すように入射ビーム１に
対して90゜方向が変わるので，光軸を直線状にするには
更に数枚の反射鏡を使う必要がある。
図，および斜視図である。偏光素子21,22,23,24はＰ偏
光については光路は入射光の延長方向,S偏光については
入射光と直角をなすもので，第１実施例の平板状偏光素
子の場合に比べて構成が簡単化できる。しかし，出力ビ
ーム11の出射方向は第３図に示すように入射ビーム１に
対して90゜方向が変わるので，光軸を直線状にするには
更に数枚の反射鏡を使う必要がある。
光の減衰量については第１の実施例同様，回転偏光素子
22と24のそれぞれが，最大透過となる基準位置からの回
転角をθとすれば，入射パワーのcos4θ倍が透過し，
（１−cos4θ）倍が吸収体27,28に吸収される。
22と24のそれぞれが，最大透過となる基準位置からの回
転角をθとすれば，入射パワーのcos4θ倍が透過し，
（１−cos4θ）倍が吸収体27,28に吸収される。
このように本発明によると，任意の光減衰量の得られる
光減衰器を構成できる。また本発明によるレーザビーム
減衰器は，吸収タイプのフィルタを使用していないの
で，高出力レーザに適している。特に高出力固体レーザ
の出力は一般に無偏光で,2つの偏光成分に分離するとそ
れぞれはエネルギーの空間分布も異り，出力のふらつき
も大きいが，両方共一定の比率，すなわちcos4θ倍に減
衰した後合成されるので，全体の安定度としては元のレ
ーザ発振器の安定度，及び空間分布を保存できる利点が
ある。
光減衰器を構成できる。また本発明によるレーザビーム
減衰器は，吸収タイプのフィルタを使用していないの
で，高出力レーザに適している。特に高出力固体レーザ
の出力は一般に無偏光で,2つの偏光成分に分離するとそ
れぞれはエネルギーの空間分布も異り，出力のふらつき
も大きいが，両方共一定の比率，すなわちcos4θ倍に減
衰した後合成されるので，全体の安定度としては元のレ
ーザ発振器の安定度，及び空間分布を保存できる利点が
ある。
本発明は以上説明したようにレーザビームの偏光を直交
する２成分に分け，直線偏光状態で夫々連続的に減衰量
を制御し，その後１本のビームに合成するため，レーザ
出力を連続的に制御し，且つレーザビームの吸収は殆ど
無く，レーザパワーによる熱的変形，歪，破壊が発生し
ない効果がある。
する２成分に分け，直線偏光状態で夫々連続的に減衰量
を制御し，その後１本のビームに合成するため，レーザ
出力を連続的に制御し，且つレーザビームの吸収は殆ど
無く，レーザパワーによる熱的変形，歪，破壊が発生し
ない効果がある。
第１図は本発明の第１の実施例の平面図，第２図と第３
図は本発明の第２の実施例の平面図と斜視図である。 記号の説明:1は入射ビーム,2は分割用偏光素子,3は回転
偏光素子,5は偏光素子,6は合成用偏光素子,7は反射鏡,8
は回転偏光素子,9,10は偏光素子,11は出射ビーム,12,1
3,14,15は吸収体である。
図は本発明の第２の実施例の平面図と斜視図である。 記号の説明:1は入射ビーム,2は分割用偏光素子,3は回転
偏光素子,5は偏光素子,6は合成用偏光素子,7は反射鏡,8
は回転偏光素子,9,10は偏光素子,11は出射ビーム,12,1
3,14,15は吸収体である。
Claims (1)
- 【請求項１】入射レーザビームを偏光成分の異なる２本
のビームに分割する，誘電体多層膜からなる分割用偏光
素子と， 該分割された２本のビームの光軸の回りに回転可能に配
置され，該ビームを２つのビームに分け，基準位置から
の回転角度に応じた減衰されたパワーを持つレーザビー
ムを透過させると共に，前記減衰に相当する残余のパワ
ーを持つ不要のレーザビームを反射する，誘電体多層膜
からなる２つの回転偏光素子と， 前記反射した不要のレーザビームを吸収する第１の吸収
手段と， 前記２つの回転偏光素子からの透過ビームを合成して，
所望の出射ビームおよびこの合成に伴う不要のレーザビ
ームを発する，誘電体多層膜からなる合成用偏光素子
と， 前記合成に伴う不要のレーザビームを吸収する第２の吸
収手段とを含むことを特徴とするレーザビーム減衰器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5363289A JPH0792558B2 (ja) | 1989-03-08 | 1989-03-08 | レーザビーム減衰器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5363289A JPH0792558B2 (ja) | 1989-03-08 | 1989-03-08 | レーザビーム減衰器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02234114A JPH02234114A (ja) | 1990-09-17 |
| JPH0792558B2 true JPH0792558B2 (ja) | 1995-10-09 |
Family
ID=12948277
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5363289A Expired - Fee Related JPH0792558B2 (ja) | 1989-03-08 | 1989-03-08 | レーザビーム減衰器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0792558B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7259914B2 (en) | 2005-08-30 | 2007-08-21 | Coherent, Inc. | Attenuator for high-power unpolarized laser beams |
| US7706069B2 (en) | 2007-05-14 | 2010-04-27 | Coherent, Inc. | Attenuator for high-power unpolarized laser beams |
| JP6323747B2 (ja) * | 2014-02-25 | 2018-05-16 | 株式会社リコー | 光照射装置及び画像表示装置 |
-
1989
- 1989-03-08 JP JP5363289A patent/JPH0792558B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02234114A (ja) | 1990-09-17 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4778263A (en) | Variable laser attenuator | |
| US7259914B2 (en) | Attenuator for high-power unpolarized laser beams | |
| US6710921B2 (en) | Polarizer apparatus for producing a generally polarized beam of light | |
| JP4408159B2 (ja) | 光学結像装置 | |
| US7375887B2 (en) | Method and apparatus for correcting a visible light beam using a wire-grid polarizer | |
| US6927912B2 (en) | Optical devices employing beam folding with polarizing splitters | |
| US7706069B2 (en) | Attenuator for high-power unpolarized laser beams | |
| JPH03126910A (ja) | 偏光光源装置及び偏光ビームスプリッター | |
| US7106482B2 (en) | Scanning apparatus | |
| JPH0792558B2 (ja) | レーザビーム減衰器 | |
| KR20180089509A (ko) | 레이저 광을 위한 파워 밸런스 장치, 레이저 가공 장치 | |
| US4379622A (en) | Broad band phase shift system | |
| JPH09197302A (ja) | 光強度制御装置 | |
| JP2500196Y2 (ja) | レ―ザアニ―ル装置 | |
| JP4465267B2 (ja) | 偏光光照明デバイス | |
| JPS61107215A (ja) | 光減衰器 | |
| JP2715609B2 (ja) | 狭帯域化レーザ装置 | |
| JPH10213486A (ja) | 偏光干渉計 | |
| JPH0339712A (ja) | 光ビーム結合器 | |
| JP2501871B2 (ja) | プレ―ンミラ―干渉光学系 | |
| JPH06281888A (ja) | レーザ光の偏光調節方法及びレーザ装置 | |
| JPH02189504A (ja) | 偏光変換素子 | |
| JPH07226561A (ja) | レーザ装置 | |
| JPH03278020A (ja) | 偏光素子 | |
| JP2001009397A (ja) | レーザ照射装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |