JPH0836144A - Laser branching device - Google Patents

Laser branching device

Info

Publication number
JPH0836144A
JPH0836144A JP6191820A JP19182094A JPH0836144A JP H0836144 A JPH0836144 A JP H0836144A JP 6191820 A JP6191820 A JP 6191820A JP 19182094 A JP19182094 A JP 19182094A JP H0836144 A JPH0836144 A JP H0836144A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
laser
partial reflection
mirror
transmission
transmittance
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.)
Pending
Application number
JP6191820A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takahiro Uchida
▲高▼弘 内田
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.)
Miyachi Technos Corp
Original Assignee
Miyachi Technos Corp
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 Miyachi Technos Corp filed Critical Miyachi Technos Corp
Priority to JP6191820A priority Critical patent/JPH0836144A/en
Publication of JPH0836144A publication Critical patent/JPH0836144A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Laser Beam Processing (AREA)

Abstract

PURPOSE:To accurately match the laser outputs of all branch laser beams or adjust them individually to desired values without using any attenuation plate. CONSTITUTION:On the optical axis of the original YAG laser beam LB0 outputted by a resonance mirror 12, four partially reflective transmission mirrors 14A, 14B, 14G, and 14D are arranged at fixed positions and at certain intervals while having the same tilt angle (e.g. 45 deg.). On the opposite side from the partial reflective transmission mirrors 14A-14D across the optical axis of the original YAG laser light LBO, incidence units 18A-18D are arranged across shutters 16A-16D, and optical fibers 104A-104D are connected to the other end parts of the incidence units 18A-l8D. Through mirror position adjustment by respective mirror position adjusting mechanisms 24, the reflection factors and transmissivity (R, T) of the respective partially reflective transmission mirrors 14A-14D are set and adjusted to desired values.

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、1本の原レーザ光を複
数のレーザ光に同時に分岐するレーザ分岐装置に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a laser branching device for simultaneously branching one original laser beam into a plurality of laser beams.

【0002】[0002]

【従来の技術】レーザ分岐装置は、レーザ発振器より出
力されたレーザ光を複数のレーザ光に分岐して異なるポ
ジションへ向けるもので、たとえばレーザ溶接のマルチ
・ポジション加工等で利用されている。
2. Description of the Related Art A laser branching device branches a laser beam output from a laser oscillator into a plurality of laser beams and directs the laser beams to different positions, and is used, for example, in multi-position processing of laser welding.

【0003】図6に、レーザ溶接のマルチ・ポジション
加工システムを示す。1台のレーザ装置本体100に複
数個たとえば4個の出射ユニット102A〜102Dが
それぞれ光ファイバ104A〜104Dを介して接続さ
れる。レーザ装置本体100内では、レーザ発振器で発
生したレーザ光がレーザ分岐装置によって4本のレーザ
光に分岐され、それら4本の分岐レーザ光がそれぞれ入
射ユニットによって光ファイバ104A〜104Dの一
端面に入射される。各光ファイバ104A〜104Dを
通って各出射ユニット102A〜102Dまで伝送され
た各分岐レーザ光は、そこで各ワークWへ向けて集光照
射されるようになっている。このようなマルチ・ポジシ
ョン加工によれば、1台のレーザ装置本体100で複数
個(この例では4個)のワークWを同時に溶接加工でき
るため、生産効率を高めることができる。
FIG. 6 shows a laser welding multi-position processing system. A plurality of, for example, four emission units 102A to 102D are connected to one laser device main body 100 via optical fibers 104A to 104D, respectively. In the laser device main body 100, the laser light generated by the laser oscillator is branched into four laser lights by the laser branching device, and these four branched laser lights are respectively incident on one end faces of the optical fibers 104A to 104D by the incident unit. To be done. Each branched laser beam transmitted to each emission unit 102A-102D through each optical fiber 104A-104D is condensed and irradiated toward each work W there. According to such multi-position processing, since a plurality of (four in this example) works W can be simultaneously welded by one laser device main body 100, production efficiency can be improved.

【0004】図7に、上記したようなマルチ・ポジショ
ン加工システムにおいて同時4分岐を行うための従来の
レーザ分岐装置の要部の構成を示す。このレーザ分岐装
置はレーザ発振部(図示せず)より出力される原レーザ
光LB0 の光軸上に3枚の部分反射透過ミラー106
A,106B,106Cおよび1枚の全反射ミラー10
6Dを一定角度たとえば45゜傾けてこの順に配置して
なるものである。
FIG. 7 shows the structure of the main part of a conventional laser branching device for performing simultaneous four-branching in the above-described multi-position processing system. This laser branching device includes three partial reflection / transmission mirrors 106 on the optical axis of an original laser beam LB0 output from a laser oscillator (not shown).
A, 106B, 106C and one total reflection mirror 10
6D is arranged in this order with a certain angle, for example 45 °.

【0005】原レーザ光LB0 が最初に入射する第1の
部分反射透過ミラー106Aには、反射率が約25%、
透過率が約75%の部分反射透過ミラーが用いられる。
次の第2の部分反射透過ミラー106Bには、反射率が
約33%、透過率が約67%の部分反射透過ミラーが用
いられる。第3の部分反射透過ミラー106Bには、反
射率が約50%、透過率が約50%の部分反射透過ミラ
ーが用いられる。最後の全反射ミラー106Dには、反
射率が約100%、透過率が約0%の全反射ミラーが用
いられる。
The first partial reflection / transmission mirror 106A on which the original laser beam LB0 first enters has a reflectance of about 25%.
A partially reflective mirror having a transmittance of about 75% is used.
As the second partial reflection / transmission mirror 106B, a partial reflection / transmission mirror having a reflectance of about 33% and a transmittance of about 67% is used. As the third partial reflection / transmission mirror 106B, a partial reflection / transmission mirror having a reflectance of about 50% and a transmittance of about 50% is used. As the final total reflection mirror 106D, a total reflection mirror having a reflectance of about 100% and a transmittance of about 0% is used.

【0006】原レーザ光LB0 が第1の部分反射透過ミ
ラー106Aに入射すると、そこで約25%分(約0.
25LB0 )が反射して、残りの約75%分(約0.7
5LB0 )は透過する。
When the original laser beam LB0 enters the first partial reflection / transmission mirror 106A, about 25% (about 0.
25 LB0) is reflected, and about the remaining 75% (about 0.7)
5LB0) is transparent.

【0007】第1の部分反射透過ミラー106Aからの
透過光(約0.75LB0 )が第2の部分反射透過ミラ
ー106Bに入射すると、そこで約33%分(約0.2
5LB0 )が反射して、残りの約67%分(約0.50
LB0 )は透過する。
When the transmitted light (about 0.75LB0) from the first partial reflection / transmission mirror 106A is incident on the second partial reflection / transmission mirror 106B, about 33% (about 0.2%) of the light is transmitted there.
5LB0) is reflected, and the remaining about 67% (about 0.50
LB0) is transparent.

【0008】第2の部分反射透過ミラー106Bからの
透過光(約0.50LB0 )が第3の部分反射透過ミラ
ー106Cに入射すると、そこで約50%分(約0.2
5LB0 )が反射して、残りの約50%分(約0.25
LB0 )は透過する。
When the transmitted light (about 0.50 LB0) from the second partial reflection / transmission mirror 106B is incident on the third partial reflection / transmission mirror 106C, about 50% (about 0.2%) thereof is there.
5LB0) is reflected, and about the remaining 50% (about 0.25)
LB0) is transparent.

【0009】第3の部分反射透過ミラー106Cからの
透過光(約0.25LB0 )は全反射ミラー106Dに
入射し、そこで全部反射する。
The transmitted light (about 0.25LB0) from the third partial reflection / transmission mirror 106C is incident on the total reflection mirror 106D and is totally reflected there.

【0010】このようにして、4枚のミラー106A〜
106Dよりほぼ等しいレーザ出力を有する4つの反射
光が分岐レーザ光LBA 〜LBD としてそれぞれ取り出
されるようになっている。
In this way, the four mirrors 106A-
Four reflected lights having substantially the same laser output from 106D are respectively taken out as branched laser lights LBA to LBD.

【0011】図8は、別の従来のレーザ分岐装置の構成
を示す。このレーザ分岐装置は、3枚の部分反射透過ミ
ラー108A,108A’,108C’と3枚の全反射
ミラー108B,108C,108Dを原レーザ光LB
0 の光軸に対して図示のように直角ジグザグ状に配置し
てなるものである。各部分反射透過ミラー108A,1
08A’,108C’には、反射率が約50%、透過率
が約50%の部分反射ミラーが用いられる。
FIG. 8 shows the structure of another conventional laser branching device. In this laser branching device, three partial reflection / transmission mirrors 108A, 108A ', 108C' and three total reflection mirrors 108B, 108C, 108D are used as the original laser beam LB.
It is arranged in a zigzag at right angles to the optical axis of 0 as shown. Each partial reflection / transmission mirror 108A, 1
For 08A 'and 108C', partial reflection mirrors having a reflectance of about 50% and a transmittance of about 50% are used.

【0012】このレーザ分岐装置では、原レーザ光LB
0 が最初に部分反射透過ミラー108Aに入射すると、
そこで約50%分(約0.50LB0 )が反射して、残
りの約50%分(約0.50LB0 )は透過する。
In this laser branching device, the original laser beam LB
When 0 first enters the partial reflection / transmission mirror 108A,
Then, about 50% (about 0.50LB0) is reflected and the remaining about 50% (about 0.50LB0) is transmitted.

【0013】第1の部分反射透過ミラー108Aからの
反射光(約0.50LB0 )は部分反射透過ミラー10
8A’に入射し、そこで約50%分(約0.25LB0
)が反射して、残りの約50%分(約0.25LB0
)は透過する。この部分反射透過ミラー108A’か
らの透過光は全反射ミラー108Bに入射し、そこで全
部反射する。
The reflected light (about 0.50 LB0) from the first partial reflection / transmission mirror 108A is reflected by the partial reflection / transmission mirror 10.
8A ', and about 50% (about 0.25LB0
) Is reflected and the remaining about 50% (about 0.25LB0
) Is transparent. The transmitted light from the partial reflection / transmission mirror 108A 'is incident on the total reflection mirror 108B and is totally reflected there.

【0014】第1の部分反射透過ミラー108Aからの
透過光(約0.50LB0 )は全反射ミラー108Cを
介して部分反射透過ミラー108C’に入射し、そこで
約50%分(約0.25LB0 )が反射して、残りの約
50%分(約0.25LB0)は透過する。この部分反
射透過ミラー108C’からの透過光は全反射ミラー1
08Dに入射し、そこで全部反射する。
The transmitted light (about 0.50 LB0) from the first partial reflection / transmission mirror 108A is incident on the partial reflection / transmission mirror 108C 'through the total reflection mirror 108C, where about 50% (about 0.25 LB0) is incident. Is reflected and the remaining about 50% (about 0.25 LB0) is transmitted. The transmitted light from the partial reflection / transmission mirror 108C ′ is the total reflection mirror 1
It is incident on 08D and is totally reflected there.

【0015】このようにして、4枚のミラー108
A’,108B,108C’,108Dより、ほぼ等し
いレーザ出力を有する4つの透過光または反射光が分岐
レーザ光LBA 〜LBD としてそれぞれ取り出されるよ
うになっている。
In this way, the four mirrors 108
From A ', 108B, 108C', and 108D, four transmitted lights or reflected lights having substantially the same laser output are extracted as branched laser lights LBA to LBD, respectively.

【0016】[0016]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、実際に
は部分反射透過ミラーの反射率および透過率にバラツキ
があること、およびレーザ光の偏光成分が反射光と透過
光との間で異なりやすいこと等から、上記したような従
来のレーザ分岐装置では、原レーザ光LB0 のレーザ出
力を正確に等分分割することが難しく、各分岐レーザ光
LBA 〜LBD の出力にバラツキがあった。このため、
上記したような同時分岐によるマルチ・ポジション加工
においてワークWの加工品質にバラツキが出るという不
具合があった。
However, in reality, there are variations in the reflectance and the transmittance of the partial reflection / transmission mirror, and the polarization component of the laser light tends to be different between the reflected light and the transmitted light. Therefore, in the conventional laser branching device as described above, it is difficult to accurately divide the laser output of the original laser beam LB0 into equal parts, and the outputs of the respective branch laser beams LBA to LBD vary. For this reason,
There is a problem that the machining quality of the work W varies in the multi-position machining by the simultaneous branching as described above.

【0017】そこで、従来は、各分岐レーザ光LBA 〜
LBD の中でレーザ出力の最も低いものを基準値とし、
他の分岐レーザ光に対してはそれぞれのレーザ出力を該
基準値に一致させる(揃わせる)よう減衰板によって減
衰させていた。
Therefore, conventionally, each branched laser beam LBA.about.
Of the LBD, the one with the lowest laser output is used as the reference value,
The other branched laser beams were attenuated by the attenuating plate so that their respective laser outputs were matched (aligned) with the reference value.

【0018】たとえば、図7の従来装置において、ミラ
ー106Aからの分岐レーザ光LBA のレーザ出力が最
も低い値(たとえば0.22LB0 )であるときは、他
のミラー106B,106C,106Dからの分岐レー
ザ光LBA 〜LBD の光軸上に点線で示すように減衰板
110を配置し、各分岐レーザ光LBA 〜LBD のレー
ザ出力を基準値(0.22LB0 )まで減衰させてい
た。
For example, in the conventional apparatus shown in FIG. 7, when the laser output of the branched laser beam LBA from the mirror 106A has the lowest value (for example, 0.22LB0), the branched laser beams from the other mirrors 106B, 106C and 106D. The attenuating plate 110 is arranged on the optical axes of the light beams LBA to LBD as shown by the dotted line, and the laser outputs of the respective branched laser beams LBA to LBD are attenuated to the reference value (0.22LB0).

【0019】また、図8の従来装置でも、たとえばミラ
ー108C’からの分岐レーザ光LBC のレーザ出力が
最も低い値(たとえば0.21LB0 )であるときは、
他のミラー108A’,108B,108Dからの分岐
レーザ光LBA ,LBB ,LBD の光軸上にやはり減衰
板110を配置し、それらのレーザ出力を基準値(0.
21LB0 )まで減衰させていた。
Also in the conventional apparatus shown in FIG. 8, when the laser output of the branched laser beam LBC from the mirror 108C 'has the lowest value (for example, 0.21LB0),
The attenuating plate 110 is also arranged on the optical axes of the branched laser beams LBA, LBB and LBD from the other mirrors 108A ', 108B and 108D, and their laser outputs are set to reference values (0.
It was attenuated to 21 LB0).

【0020】しかし、このように減衰板110を用いて
他の全ての分岐レーザ光のレーザ出力を基準値(最小
値)に揃えることで、それらの分岐レーザ光LBのレー
ザ出力が減衰板110で無駄に失われ、エネルギ効率の
低下を来すという不具合があった。また、減衰板110
におけるレーザ出力減衰率は板の枚数に比例した割合で
段階的にしか増減しないため、分岐レーザ光のレーザ出
力を精細に調整するのが難しいという不便もあった。
However, by using the attenuating plate 110 to align the laser outputs of all the other branched laser beams to the reference value (minimum value) in this way, the laser outputs of those branched laser beams LB are generated by the attenuating plate 110. There was a problem that it was lost in vain and the energy efficiency was lowered. Also, the damping plate 110
Since the laser output attenuation rate in 1) increases and decreases only in a stepwise manner in proportion to the number of plates, it is inconvenient that it is difficult to finely adjust the laser output of the branched laser light.

【0021】本発明は、かかる問題点に鑑みてなされた
もので、減衰板を用いることなく全ての分岐レーザ光の
レーザ出力を正確に一致させ、あるいは個々に所望の値
に調整することができるようにしたレーザ分岐装置を提
供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above problems, and the laser outputs of all the branched laser beams can be accurately matched or individually adjusted to a desired value without using an attenuating plate. It is an object of the present invention to provide a laser branching device as described above.

【0022】[0022]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明のレーザ分岐装置は、前記原レーザ光の波
長に対する反射率および透過率が一次元または二次元方
向でほぼ連続的に変化する1枚または複数枚の部分反射
透過ミラーをそれぞれ所定の向きで所定の位置に配置
し、各々の前記部分反射透過ミラーに入射するレーザ光
が所望の反射率および透過率で所定の方向に反射および
透過するように各々の部分反射ミラーの位置を調整し、
各々の前記部分反射透過ミラーからの反射光または透過
光を前記分岐レーザ光とする構成とした。
In order to achieve the above object, the laser branching device of the present invention has a reflectance and a transmittance with respect to the wavelength of the original laser beam which are substantially continuous in one-dimensional or two-dimensional directions. One or a plurality of changing partial reflection / transmission mirrors are arranged at predetermined positions in predetermined directions so that the laser light incident on each of the partial reflection / transmission mirrors has a desired reflectance and transmittance in a predetermined direction. Adjust the position of each partially reflective mirror to reflect and transmit,
The reflected light or transmitted light from each of the partial reflection / transmission mirrors is used as the branched laser light.

【0023】[0023]

【作用】本発明では、各部分反射透過ミラーにおいてミ
ラーの位置調整により反射率および透過率を任意の値に
可変調整できるため、各ミラー間のバラツキの問題はな
く、原レーザ光のレーザ出力を正確に等分分割すること
も、個々の分岐レーザ光毎にレーザ出力を任意に設定調
整することも容易に行える。また、同一構造の部分反射
透過ミラーだけ用いて装置を構成することも可能であ
り、組立、保管、メンテナンス等の面でも有利である。
In the present invention, since the reflectance and the transmittance can be variably adjusted to arbitrary values by adjusting the position of the mirror in each partial reflection / transmission mirror, there is no problem of variation between the mirrors, and the laser output of the original laser light is Accurate division into equal parts or easy setting and adjustment of laser output for each branched laser beam can be easily performed. Further, it is possible to configure the device using only the partial reflection / transmission mirrors having the same structure, which is advantageous in terms of assembly, storage, maintenance and the like.

【0024】[0024]

【実施例】以下、図1〜図5を参照して本発明の実施例
を説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to FIGS.

【0025】図1は、本発明の一実施例によるレーザ分
岐装置の要部の構成を示す。このレーザ分岐装置は、た
とえば図6のマルチ・ポジション加工システムに適用可
能なものである。
FIG. 1 shows the structure of the main part of a laser branching device according to an embodiment of the present invention. This laser branching device is applicable to, for example, the multi-position processing system shown in FIG.

【0026】図1において、YAGレーザ発振器10よ
り出力された原レーザ光LB0 は、一対の共振ミラー1
2(一方のみ図示)の間で反射を繰り返して共振増幅の
のち共振ミラー12より出射されるようになっている。
本実施例では、この原YAGレーザ光LB0 の光軸上に
4枚の部分反射透過ミラー14A,14B,14C,1
4Dが同一の傾き角度(たとえば45゜)で一定の間隔
を置いてそれぞれ定位置に配置されている。原YAGレ
ーザ光LB0 の光軸に対して部分反射透過ミラー14A
〜14Dの反射側には、シャッタ16A〜16Dを介し
て入射ユニット18A〜18Dが配置されており、入射
ユニット18A〜18Dの他端部には光ファイバ104
A〜104Dが接続されている。
In FIG. 1, the original laser beam LB 0 output from the YAG laser oscillator 10 is a pair of resonance mirrors 1.
Reflection is repeated between two (only one is shown), and after resonance amplification, the light is emitted from the resonance mirror 12.
In this embodiment, four partial reflection / transmission mirrors 14A, 14B, 14C, 1 are arranged on the optical axis of the original YAG laser beam LB0.
The 4Ds are arranged at fixed positions at the same inclination angle (for example, 45 °) and at regular intervals. Partial reflection / transmission mirror 14A with respect to the optical axis of the original YAG laser light LB0
The incident units 18A to 18D are arranged on the reflection sides of the incident units 18A to 14D via the shutters 16A to 16D, and the optical fiber 104 is provided at the other end of the incident units 18A to 18D.
A to 104D are connected.

【0027】図2に模式的に示すように、各部分反射透
過ミラー14A〜14Dは、YAGレーザ光をほぼ10
0%透過する材質たとえばガラスまたは石英等からなる
ミラー基板20を有し、このミラー基板20の表面また
は背面にYAGレーザ光に対する反射率および透過率
(R,T)が(RMAX,TMIN)〜(RMIN,TMAX)の範囲で
ミラー基板20の長手方向(X方向)でほぼ連続的に変
化するように多層膜の部分反射透過膜22がコーティン
グされている。
As shown schematically in FIG. 2, each of the partial reflection / transmission mirrors 14A to 14D emits about 10 YAG laser beams.
The mirror substrate 20 is made of a material that transmits 0%, such as glass or quartz, and the reflectance or transmittance (R, T) for the YAG laser light is (RMAX, TMIN) to ( The partial reflection / transmission film 22 of a multilayer film is coated so as to change substantially continuously in the longitudinal direction (X direction) of the mirror substrate 20 in the range of (RMIN, TMAX).

【0028】たとえば、この実施例では、(RMAX,TMI
N)が(100%,0%)に選ばれ、(RMIN,TMAX)が
(0%,100%)に選ばれる。したがって、一枚の部
分反射透過ミラー14が、YAGレーザ光LBの入射す
るミラーの位置に応じて、YAGレーザ光をほぼ100
%反射する全反射ミラーとして機能することも可能であ
れば、YAGレーザ光をほぼ100%透過する全透過板
として機能することも可能であり、全反射ミラーと全透
過板との間で任意の反射率および透過率(R,T)を有
する狭義の部分反射透過ミラーとして機能することも可
能である。
For example, in this embodiment, (RMAX, TMI
N) is chosen to be (100%, 0%) and (RMIN, TMAX) is chosen to be (0%, 100%). Therefore, one piece of the partial reflection / transmission mirror 14 emits almost 100 YAG laser light depending on the position of the mirror on which the YAG laser light LB is incident.
It is also possible to function as a total reflection mirror for performing% reflection, or as a total transmission plate for transmitting almost 100% of YAG laser light, and an arbitrary value between the total reflection mirror and the total transmission plate. It is also possible to function as a partial reflection / transmission mirror in a narrow sense having reflectance and transmittance (R, T).

【0029】このように、本実施例の部分反射透過ミラ
ー14においては、このミラーに入射するYAGレーザ
光LBの入射スポット位置を基板長手方向(X方向)で
変えることで、反射光LBR および透過光LBT のレー
ザ出力の割合を(100%,0%)〜(0%,100
%)の範囲内でほぼ連続的に可変調整することが可能で
ある。
As described above, in the partial reflection / transmission mirror 14 of this embodiment, by changing the incident spot position of the YAG laser beam LB incident on this mirror in the substrate longitudinal direction (X direction), the reflected light LBR and the transmitted light are transmitted. The ratio of the laser output of the optical LBT is (100%, 0%) to (0%, 100
%) Can be variably adjusted almost continuously.

【0030】図3および図4に、部分反射透過ミラー1
4の反射率および透過率(R,T)を可変調整するため
のミラー位置調整機構24の構成例を示す。
3 and 4, the partial reflection / transmission mirror 1 is shown.
4 shows a configuration example of the mirror position adjusting mechanism 24 for variably adjusting the reflectance and transmittance (R, T) of No. 4 of FIG.

【0031】図2に示すものは、部分反射透過ミラー1
4を垂直に保持する垂直保持板26を水平支持板28上
でX方向に摺動可能に立設し、垂直保持板26の基端部
に形成したX方向の螺子穴26aにボールネジ30を回
転可能に通したものである。ボールネジ30のつまみ3
0aを回すことで、垂直保持板26および部分反射透過
ミラー14をX方向に精細に移動または変位させること
ができる。
FIG. 2 shows a partial reflection / transmission mirror 1.
The vertical holding plate 26 for holding 4 vertically is installed upright on the horizontal support plate 28 so as to be slidable in the X direction, and the ball screw 30 is rotated in the X direction screw hole 26a formed at the base end of the vertical holding plate 26. It is possible through. Ball screw 30 knob 3
By turning 0a, the vertical holding plate 26 and the partial reflection / transmission mirror 14 can be finely moved or displaced in the X direction.

【0032】図3に示すものは、断面T状の垂直保持板
26’の水平フランジ部26’cにX方向に延在する溝
26’dを形成し、この溝26’dを通してボルト32
を水平支持板28’の螺子穴(図示せず)に螺子込むよ
うにしたものである。ボルト32を緩めることで、垂直
保持板26’および部分反射透過ミラー14を手動でX
方向に精細に移動または変位させることができる。
In the structure shown in FIG. 3, a groove 26'd extending in the X direction is formed in a horizontal flange portion 26'c of a vertical holding plate 26 'having a T-shaped cross section, and a bolt 32 is passed through this groove 26'd.
Is to be screwed into a screw hole (not shown) of the horizontal support plate 28 '. By loosening the bolt 32, the vertical holding plate 26 ′ and the partial reflection / transmission mirror 14 are manually moved to the X position.
It can be finely moved or displaced in any direction.

【0033】再び図1において、本実施例のレーザ分岐
装置で同時4分岐を行うためには、上記したような各ミ
ラー位置調整機構24で各部分反射透過ミラー14A〜
14Dの反射率および透過率(R,T)を次のような値
に設定調整すればよい。
Referring again to FIG. 1, in order to perform simultaneous four-branching with the laser branching device of this embodiment, each partial reflection / transmission mirror 14A-
The reflectance and transmittance (R, T) of 14D may be set and adjusted to the following values.

【0034】共振ミラー12に一番近い第1の部分反射
透過ミラー14Aの反射率および透過率(RA ,TA )
は(約25%,約75%)に設定調整すればよい。次の
第2の部分反射透過ミラー14Bの反射率および透過率
(RB ,TB )は(約33%,約67%)に設定調整す
ればよい。第3の部分反射透過ミラー14Cの反射率お
よび透過率(RC ,TC )は(約50%,約50%)に
設定調整すればよい。第4の部分反射透過ミラー14D
の反射率および透過率(RD ,TD )は(約0%,約1
00%)に設定調整すればよい。
The reflectance and transmittance (RA, TA) of the first partial reflection / transmission mirror 14A closest to the resonance mirror 12
Should be adjusted to (about 25%, about 75%). The reflectance and transmittance (RB, TB) of the next second partial reflection / transmission mirror 14B may be set and adjusted to (about 33%, about 67%). The reflectance and transmittance (RC, TC) of the third partial reflection / transmission mirror 14C may be set and adjusted to (about 50%, about 50%). Fourth partial reflection / transmission mirror 14D
Reflectance and transmittance (RD, TD) of (about 0%, about 1
00%).

【0035】このように部分反射透過ミラー14A〜1
4Dの反射率Rおよび透過率Tを設定調整すると、共振
ミラー12からの原YAGレーザ光LB0 について各部
分反射透過ミラー14A〜14Dで次のような反射およ
び透過が行われる。
As described above, the partial reflection / transmission mirrors 14A-1
When the reflectance R and the transmittance T of 4D are set and adjusted, the partial reflection / transmission mirrors 14A to 14D reflect and transmit the original YAG laser beam LB0 from the resonance mirror 12 as follows.

【0036】先ず、原YAGレーザ光LB0 が第1の部
分反射透過ミラー14Aに入射すると、そこで約25%
分(約0.25LB0 )が反射して、残りの約75%分
(約0.75LB0 )は透過する。
First, when the original YAG laser beam LB0 is incident on the first partial reflection / transmission mirror 14A, about 25% of it is there.
Minutes (about 0.25LB0) are reflected and the remaining about 75% (about 0.75LB0) is transmitted.

【0037】第1の部分反射透過ミラー14Aからの透
過光(約0.75LB0 )が第2の部分反射透過ミラー
14Bに入射すると、そこで約33%分(約0.25L
B0)が反射して、残りの約67%分(約0.50LB0
)は透過する。
When the transmitted light (about 0.75LB0) from the first partial reflection / transmission mirror 14A is incident on the second partial reflection / transmission mirror 14B, about 33% (about 0.25L) thereof is there.
B0) is reflected and the remaining about 67% (about 0.50 LB0
) Is transparent.

【0038】第2の部分反射透過ミラー14Bからの透
過光(約0.50LB0 )が第3の部分反射透過ミラー
14Cに入射すると、そこで約50%分(約0.25L
B0)が反射して、残りの約50%分(約0.25LB0
)は透過する。
When the transmitted light (about 0.50LB0) from the second partial reflection / transmission mirror 14B is incident on the third partial reflection / transmission mirror 14C, about 50% (about 0.25L) thereof is there.
B0) is reflected, and about the remaining 50% (about 0.25LB0
) Is transparent.

【0039】第3の部分反射透過ミラー14Cからの透
過光(約0.25LB0 )は全反射ミラー14Dに入射
し、そこで全部反射する。
The transmitted light (about 0.25LB0) from the third partial reflection / transmission mirror 14C is incident on the total reflection mirror 14D and is totally reflected there.

【0040】このようにして、4枚の部分反射透過ミラ
ー14A〜14Dよりほぼ等しいレーザ出力を有する4
つの反射光が分岐レーザ光LBA 〜LBD としてそれぞ
れ取り出される。これらの分岐レーザ光LBA 〜LBD
はそれぞれシャッタ16A〜16Dを通って入射ユニッ
ト18A〜18Dへ同時に入射し、入射ユニット内で集
光レンズにより集光されて光ファイバ104A〜104
Dの一端面に同時に入射する。
In this way, the four partial reflection / transmission mirrors 14A to 14D have substantially the same laser output.
The two reflected lights are respectively taken out as the branched laser lights LBA to LBD. These branched laser beams LBA to LBD
Simultaneously enter incident units 18A to 18D through shutters 16A to 16D, respectively, and are converged by a condenser lens in the incident units to form optical fibers 104A to 104D.
It is incident on one end surface of D at the same time.

【0041】光ファイバ104A〜104Dの一端面に
同時に入射した分岐レーザ光LBA〜LBD は、光ファ
イバ104A〜104Dの中を通って出射ユニット10
2A〜102Dまで伝送され、出射ユニット102A〜
102DよりそれぞれのワークWへ向けて同時に集光照
射される。
The branched laser beams LBA to LBD simultaneously incident on the one end faces of the optical fibers 104A to 104D pass through the optical fibers 104A to 104D and are emitted from the emitting unit 10.
2A to 102D are transmitted, and the emission unit 102A to
Concentrated irradiation is simultaneously performed from 102D toward each work W.

【0042】なお、シャッタ16A〜16Dは必要に応
じて各分岐レーザ光LBA 〜LBDの伝送を選択的また
は独立的に制御し、時間差多分岐を可能とするものであ
る。シャッタ16が開いている限りは、分岐レーザ光L
Bはそのまま通り抜けるようになっており、ここで減衰
することはない。
The shutters 16A to 16D selectively or independently control the transmission of the branched laser beams LBA to LBD as needed to enable time-difference multi-branching. As long as the shutter 16 is open, the branched laser light L
B passes through as it is, and there is no attenuation here.

【0043】上記したように、本実施例のレーザ分岐装
置によれば、各部分反射透過ミラー14A〜14Dにお
いて反射率および透過率(R,T)を任意の値に可変調
整できるため、各ミラーの反射・透過特性のバラツキや
レーザ光の偏光成分のバラツキ等の問題は解消し(可変
調整によって容易に補正でき)、減衰板を用いなくて
も、原レーザ光LB0 のレーザ出力を正確に等分分割す
ることが可能であり、図6のようなマルチ・ポジション
加工においてワークWの加工品質を一定とし、信頼性を
向上させることができる。また、減衰板を用いないの
で、レーザ光のレーザ出力を無駄に損失させなくて済
み、エネルギ効率を向上させることもできる。
As described above, according to the laser branching device of this embodiment, the reflectance and the transmittance (R, T) can be variably adjusted to arbitrary values in each of the partial reflection / transmission mirrors 14A to 14D. The problems such as variations in the reflection and transmission characteristics of the laser and variations in the polarization component of the laser light are resolved (easily corrected by variable adjustment), and the laser output of the original laser light LB0 can be accurately obtained without using an attenuator. It is possible to divide into parts, and in the multi-position machining as shown in FIG. 6, the machining quality of the work W can be made constant and the reliability can be improved. Further, since the attenuation plate is not used, the laser output of the laser light does not need to be wastefully lost, and the energy efficiency can be improved.

【0044】さらに、本実施例のレーザ分岐装置では、
全て同じ型番の部分反射透過ミラー14A〜14Dを用
いているので、在庫管理やメンテナンスコストの点でも
有利である。
Further, in the laser branching device of this embodiment,
Since the partial reflection / transmission mirrors 14A to 14D of the same model number are all used, it is also advantageous in terms of inventory management and maintenance costs.

【0045】もっとも、上記したような同時多分岐を行
う場合には、各部分反射透過ミラー14A〜14Dの反
射率および透過率(R,T)の設定値が予め定まってい
るので、各部分反射透過ミラー14A〜14D毎に反射
率および透過率の可変範囲(RMAX,TMIN)〜(RMIN,T
MAX)を各設定値を含む狭いウィンドウ幅に選ぶことによ
って、各部分反射透過ミラー14A〜14Dにおける反
射率および透過率の分解能が高くなり、より精細な設定
調整が可能である。
However, when the above-mentioned simultaneous multi-branching is performed, since the set values of the reflectance and the transmittance (R, T) of the partial reflection / transmission mirrors 14A to 14D are predetermined, the respective partial reflections are performed. Variable range (RMAX, TMIN) to (RMIN, T) of reflectance and transmittance for each of the transmission mirrors 14A to 14D
By selecting (MAX) to be a narrow window width including each set value, the resolution of the reflectance and the transmittance of each of the partial reflection / transmission mirrors 14A to 14D is increased, and finer setting adjustment is possible.

【0046】たとえば、上記の例では、第1の部分反射
透過ミラー14Aについては、その反射率および透過率
の可変範囲(RMAX,TMIN)〜(RMIN,TMAX)が(約30
%,約70%)〜(約20%,約80%)となるものを
用いてよい。第2の部分反射透過ミラー14Bについて
は、その反射率および透過率の可変範囲(RMAX,TMIN)
〜(RMIN,TMAX)が(約28%,約72%)〜(約38
%,約62%)となるものを用いてよい。第3の部分反
射透過ミラー14Cについては、その反射率および透過
率の可変範囲(RMAX,TMIN)〜(RMIN,TMAX)が(約4
5%,約55%)〜(約55%,約45%)となるもの
を用いてよい。第4(最後段)の部分反射透過ミラー1
4Dは、これを普通の全反射ミラーで置き換えてもよ
い。
For example, in the above example, the variable range (RMAX, TMIN) to (RMIN, TMAX) of the reflectance and the transmittance of the first partial reflection / transmission mirror 14A is (about 30).
%, About 70%) to (about 20%, about 80%) may be used. Regarding the second partial reflection / transmission mirror 14B, its reflectance and transmittance variable ranges (RMAX, TMIN)
~ (RMIN, TMAX) is (about 28%, about 72%) ~ (about 38
%, About 62%) may be used. Regarding the third partial reflection / transmission mirror 14C, the variable range (RMAX, TMIN) to (RMIN, TMAX) of its reflectance and transmittance is (about 4
5%, about 55%) to (about 55%, about 45%) may be used. 4th (last stage) partial reflection transmission mirror 1
4D may replace this with a conventional total internal reflection mirror.

【0047】また、第4の入射ユニット18Dを第3の
部分反射透過ミラー14Cの後方(透過側)に配置し、
第3の部分反射透過ミラー14Cからの透過光を第4の
分岐レーザ光LBD とすることで、第4のミラー14D
を省くことも可能である。
Further, the fourth incidence unit 18D is disposed behind (transmitting side) the third partial reflection / transmission mirror 14C,
The transmitted light from the third partial reflection / transmission mirror 14C is used as the fourth branched laser light LBD, whereby the fourth mirror 14D
It is also possible to omit.

【0048】また、上記した実施例では同時4分岐を行
う場合について説明したが、同時3分岐等の他の同時多
分岐も可能であり、個々の部分反射透過ミラー14A〜
14Cの透過率および反射率(R,T)を任意に可変調
整することで、個々の分岐レーザ光LBA 〜LBD 毎に
独立した(異なる)レーザ出力値に設定調整することも
可能である。
Further, in the above-mentioned embodiment, the case where the simultaneous 4-branch is performed has been described, but other simultaneous multi-branch such as simultaneous 3-branch is also possible, and the individual partial reflection / transmission mirrors 14A to 14A.
By arbitrarily variably adjusting the transmittance and reflectance (R, T) of 14C, it is also possible to set and adjust independent (different) laser output values for each of the branched laser beams LBA to LBD.

【0049】本発明で用いる部分反射透過ミラー14の
形状・構造は、図2に示すようなものに限定されるわけ
ではない。たとえば、図5に示すように、円盤状のミラ
ー基板20’の表面または裏面にレーザ光に対する反射
率および透過率(R,T)が(RMAX,TMIN)〜(RMIN,
TMAX)の範囲でミラー基板20’の円周方向(θ方向)
でほぼ連続的に変化するように多層膜の部分反射透過膜
22’がコーティングされたものでもよい。この場合
は、適当なミラー回転位置調整手段(図示せず)によっ
てミラー基板20’がθ方向に回転変位できるように構
成される。
The shape and structure of the partial reflection / transmission mirror 14 used in the present invention are not limited to those shown in FIG. For example, as shown in FIG. 5, the reflectance or transmittance (R, T) for laser light is (RMAX, TMIN) to (RMIN, on the front surface or the back surface of the disk-shaped mirror substrate 20 '.
In the circumferential direction (θ direction) of the mirror substrate 20 ′ within the range of TMAX)
The partial reflection / transmission film 22 ′ of the multilayer film may be coated so as to change substantially continuously. In this case, the mirror substrate 20 'can be rotationally displaced in the θ direction by a suitable mirror rotation position adjusting means (not shown).

【0050】[0050]

【発明の効果】以上説明したように、本発明のレーザ分
岐装置によれば、原レーザ光の波長に対する反射率およ
び透過率が一次元または二次元方向でほぼ連続的に変化
する1枚または複数枚の部分反射透過ミラーを使用し、
各々の部分反射透過ミラーに入射するレーザ光が所望の
反射率および透過率で所定の方向に反射および透過する
ように各々の部分反射ミラーの位置を調整し、各々の部
分反射透過ミラーからの反射光または透過光を分岐レー
ザ光とするようにしたので、減衰板を用いることなく全
ての分岐レーザ光のレーザ出力を正確に一致させ、ある
いは個々に所望の値に調整することが可能であり、エネ
ルギ効率の向上、調整作業の改善および加工品質等の信
頼性の向上をはかることができる。
As described above, according to the laser branching device of the present invention, the reflectance and the transmittance with respect to the wavelength of the original laser beam are changed in a one-dimensional or two-dimensional direction by one or a plurality of them. Using a piece of partial reflection transmission mirror,
The position of each partial reflection mirror is adjusted so that the laser light incident on each partial reflection and transmission mirror is reflected and transmitted in a predetermined direction with desired reflectance and transmittance, and reflection from each partial reflection and transmission mirror is performed. Since the light or the transmitted light is the branched laser light, it is possible to accurately match the laser outputs of all the branched laser lights without using an attenuating plate, or individually adjust to a desired value. It is possible to improve energy efficiency, improve adjustment work, and improve reliability such as processing quality.

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

【図1】本発明の一実施例によるレーザ分岐装置の構成
を示す略平面図である。
FIG. 1 is a schematic plan view showing the configuration of a laser branching device according to an embodiment of the present invention.

【図2】実施例における部分反射透過ミラーの構成を示
す斜視図である。
FIG. 2 is a perspective view showing a configuration of a partial reflection / transmission mirror in an example.

【図3】実施例において部分反射透過ミラーの透過率お
よび反射率を可変調整するためのミラー位置調整機構の
一構成例を示す斜視図である。
FIG. 3 is a perspective view showing a configuration example of a mirror position adjusting mechanism for variably adjusting the transmittance and the reflectance of the partial reflection / transmission mirror in the embodiment.

【図4】実施例において部分反射透過ミラーの透過率お
よび反射率を可変調整するためのミラー位置調整機構の
別の構成例を示す斜視図である。
FIG. 4 is a perspective view showing another configuration example of a mirror position adjusting mechanism for variably adjusting the transmittance and reflectance of the partial reflection / transmission mirror in the embodiment.

【図5】実施例における部分反射透過ミラーの変形例を
示す斜視図である。
FIG. 5 is a perspective view showing a modified example of the partial reflection / transmission mirror in the embodiment.

【図6】レーザ溶接のマルチ・ポイント加工システムを
示す略斜視図である。
FIG. 6 is a schematic perspective view showing a multi-point processing system for laser welding.

【図7】従来のレーザ分岐装置の一構成例を示す図であ
る。
FIG. 7 is a diagram showing a configuration example of a conventional laser branching device.

【図8】従来のレーザ分岐装置の別の構成例を示す図で
ある。
FIG. 8 is a diagram showing another configuration example of a conventional laser branching device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 レーザ発振器 14A〜14D 部分反射透過ミラー 18A〜18D 入射ユニット 20,20’ ミラー基板 22,22’ 部分反射透過膜 24 ミラー位置調整機構 10 Laser oscillator 14A-14D Partial reflection / transmission mirror 18A-18D Incident unit 20,20 'Mirror substrate 22,22' Partial reflection / transmission film 24 Mirror position adjustment mechanism

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 1つの原レーザ光から複数の分岐レーザ
光を生成するレーザ分岐装置において、 前記原レーザ光の波長に対する反射率および透過率が一
次元または二次元方向でほぼ連続的に変化する1枚また
は複数枚の部分反射透過ミラーをそれぞれ所定の向きで
所定の位置に配置し、各々の前記部分反射透過ミラーに
入射するレーザ光が所望の反射率および透過率で所定の
方向に反射および透過するように各々の部分反射ミラー
の位置を調整し、各々の前記部分反射透過ミラーからの
反射光または透過光を前記分岐レーザ光とすることを特
徴とするレーザ分岐装置。
1. A laser branching device for generating a plurality of branched laser beams from one original laser beam, wherein the reflectance and the transmittance with respect to the wavelength of the original laser beam change substantially continuously in one-dimensional or two-dimensional directions. One or a plurality of partial reflection / transmission mirrors are arranged at predetermined positions in predetermined directions, and the laser light incident on each of the partial reflection / transmission mirrors is reflected in a predetermined direction with a desired reflectance and transmittance. A laser branching device, wherein the positions of the respective partial reflection mirrors are adjusted so as to be transmitted, and the reflected light or the transmitted light from each of the partial reflection / transmission mirrors is used as the branched laser light.
JP6191820A 1994-07-22 1994-07-22 Laser branching device Pending JPH0836144A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP6191820A JPH0836144A (en) 1994-07-22 1994-07-22 Laser branching device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP6191820A JPH0836144A (en) 1994-07-22 1994-07-22 Laser branching device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH0836144A true JPH0836144A (en) 1996-02-06

Family

ID=16281072

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP6191820A Pending JPH0836144A (en) 1994-07-22 1994-07-22 Laser branching device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH0836144A (en)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001144015A (en) * 1999-08-18 2001-05-25 Semiconductor Energy Lab Co Ltd Laser equipment and laser annealing method
JP2008221224A (en) * 2007-03-08 2008-09-25 Nuclear Fuel Ind Ltd Laser beam welding method and apparatus
WO2009014006A1 (en) * 2007-07-20 2009-01-29 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Laser beam splitter
JP2010137237A (en) * 2008-12-09 2010-06-24 Toshiba Corp Processing apparatus
JP2014065047A (en) * 2012-09-25 2014-04-17 Miyachi Technos Corp Laser beam branching device and laser processing device
CN106670645A (en) * 2017-02-17 2017-05-17 京东方科技集团股份有限公司 Laser processing device and method
CN112157294A (en) * 2020-08-13 2021-01-01 北京机械设备研究所 Device and method for drilling mounting hole in equipment cabin

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001144015A (en) * 1999-08-18 2001-05-25 Semiconductor Energy Lab Co Ltd Laser equipment and laser annealing method
JP2008221224A (en) * 2007-03-08 2008-09-25 Nuclear Fuel Ind Ltd Laser beam welding method and apparatus
WO2009014006A1 (en) * 2007-07-20 2009-01-29 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Laser beam splitter
JP2010137237A (en) * 2008-12-09 2010-06-24 Toshiba Corp Processing apparatus
US8530781B2 (en) 2008-12-09 2013-09-10 Kabushiki Kaisha Toshiba Processing apparatus
JP2014065047A (en) * 2012-09-25 2014-04-17 Miyachi Technos Corp Laser beam branching device and laser processing device
CN106670645A (en) * 2017-02-17 2017-05-17 京东方科技集团股份有限公司 Laser processing device and method
CN112157294A (en) * 2020-08-13 2021-01-01 北京机械设备研究所 Device and method for drilling mounting hole in equipment cabin
CN112157294B (en) * 2020-08-13 2023-08-01 北京机械设备研究所 Device and method for punching mounting holes in equipment cabin

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5798867A (en) Laser beam-splitting apparatus
KR101004497B1 (en) Device comprising one beam formation unit for introducing radiation energy into a workpiece consisting of a weakly-absorbent material
US6362454B1 (en) Method for drilling circular holes with a laser beam
US5343489A (en) Arrangement for shaping a laser beam and for reducing the coherence thereof
US5948288A (en) Laser disk texturing apparatus
US6442324B2 (en) Optical attenuator and optical attenuator module
US4982166A (en) Method and apparatus for combining two lower power laser beams to produce a combined higher power beam
US5080474A (en) Laser beam shaping device
EP1041422B1 (en) Laser apparatus for simultaneously generating a plurality of mutually perpendicular laser planes from a single laser source
JP2003117675A (en) Laser beam sending system
JP2003161900A (en) Optical switch having converging optical element
US20200101560A1 (en) Laser processing apparatus
JPH0836144A (en) Laser branching device
US6084717A (en) Laser beam splitter
CN213876188U (en) Optical system for shaping light beam
US6770844B2 (en) Method of correcting laser beam intensity, laser beam intensity correction mechanism and multi-branched laser oscillation device having the same
US6342981B1 (en) Zero-displacement phase retarder device and method
JPH103045A (en) Laser branching device and laser beam intensity adjusting device
JP2018514790A (en) Device for optically measuring the distance from a reflective target
US4674097A (en) Distributed-feedback dye laser
JPH09171152A (en) Laser branching device
JPH07280939A (en) Reflection measuring apparatus
JP2002178323A (en) Ceramic green sheet processing apparatus
CN206305608U (en) A kind of adjusting means of laser power and light path
JPH03189513A (en) Apparatus for projecting two orthogonal reference light planes