JPH1168218A - Laser - Google Patents

Laser

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JPH1168218A
JPH1168218A JP22946897A JP22946897A JPH1168218A JP H1168218 A JPH1168218 A JP H1168218A JP 22946897 A JP22946897 A JP 22946897A JP 22946897 A JP22946897 A JP 22946897A JP H1168218 A JPH1168218 A JP H1168218A
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laser
total reflection
mirror
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laser beam
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Hirofumi Imai
浩文 今井
Katsuhiro Minamida
勝宏 南田
Tatsuhiko Sakai
辰彦 坂井
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a laser wherein displacement in oscillation light axis is automatically prevented. SOLUTION: Relating to a laser wherein a total reflection flat mirror 14 of an optical resonator 12 is so held that laser beam irradiation position may be adjusted, a beam splitter 41 for deflecting a part of laser beam LB from an oscillation light axis while the shape of laser beam LB is maintained on the out-going side of a laser oscillator, a laser light detector 51 for detecting such laser beam SB as deflected from the oscillation light axis, and a control device 61 wherein an oscillation light axis position is obtained based on the detected beam, such control signal as to position the oscillation light axis within a pre-set tolerable range is obtained, and the control signal is outputted to the total reflection mirroe holding device 21, are provided.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、レーザ装置、特
に発振光軸位置が調整可能なレーザ装置に関する。この
発明のレーザ装置は、溶接、切断、表面処理その他の加
工に利用され、比較的出力の大きなレーザ装置に適して
いる。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a laser device, and more particularly, to a laser device capable of adjusting an oscillation optical axis position. The laser device according to the present invention is used for welding, cutting, surface treatment, and other processing, and is suitable for a laser device having a relatively large output.

【0002】[0002]

【従来の技術】レーザ加工技術の実際の現場において
は、レーザ加工システムは、従来からの機械加工機であ
る旋盤やフライス盤等と同様な道具として認識されてお
り、レーザ発振器は、機械モータに相当する重要度があ
る。しかし、レーザ発振器自体は機械モータなどに比較
して必ずしも十分な長期安定性が確立しているとはいえ
ない。このため、レーザ加工機が今一つ現場に受け入れ
られにくい原因となっている。レーザ発振器を長期間に
わたりメンテナンスフリーで安定動作させるうえでの課
題の1つは、その発振光軸の空間的な安定度の向上であ
る。すなわち、装置自体の圧力変動や装置の設置環境に
おける外部振動、気温変化等により、発振光軸がはじめ
に調整した位置から徐々にずれていき、レーザの出力特
性や加工点の位置再現性等を劣化させる問題がある。特
に、レーザビームをレーザ発振器から10m 以上の離れ
た、溶接ヘッドや切断ヘッドなどに伝送する場合、発振
光軸のずれが発生しやすく、またずれ量は大きい。この
ような作業現場では、たとえば1日数回程度の頻度でレ
ーザ発振器を調整しなければならない。調整には熟練者
でも1〜5時間程度かかる。また、調整には加工用レー
ザとは別の、たとえばHe−Neガスレーザを必要とす
る。これは稼働率の低減と保守費用の点でコスト的に問
題があるうえに、専門知識や熟練を要するために、現場
レベルでの作業が困難で、現場作業者をレーザ加工機か
ら遠ざける要因ともなっている。
2. Description of the Related Art At the actual site of laser processing technology, a laser processing system is recognized as a tool similar to a conventional machine such as a lathe or a milling machine, and a laser oscillator is equivalent to a mechanical motor. There is importance to do. However, the laser oscillator itself does not always have sufficient long-term stability as compared with a mechanical motor or the like. For this reason, the laser processing machine is one of the causes of being hardly accepted in the field. One of the problems in maintaining stable operation of a laser oscillator for a long period of time is to improve the spatial stability of the oscillation optical axis. In other words, the oscillation optical axis gradually deviates from the initially adjusted position due to pressure fluctuation of the device itself, external vibration in the installation environment of the device, temperature change, etc., deteriorating the laser output characteristics and the reproducibility of the processing point position. There is a problem. In particular, when a laser beam is transmitted to a welding head or a cutting head at a distance of 10 m or more from the laser oscillator, a deviation of the oscillation optical axis is likely to occur, and the deviation amount is large. In such a work site, the laser oscillator must be adjusted, for example, about several times a day. The adjustment takes about 1 to 5 hours even for a skilled person. Further, for adjustment, a He—Ne gas laser different from the processing laser, for example, is required. This is not only costly in terms of reduced operating rates and maintenance costs, but also requires specialized knowledge and skills, making it difficult to work at the field level and keeping field workers away from the laser beam machine. ing.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】この発明は、発振光軸
のずれを自動的に防ぐことができるレーザ装置を提供す
ることを課題としている。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a laser device capable of automatically preventing the oscillation optical axis from being shifted.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】この発明のレーザ装置
は、レーザビーム照射位置が調整可能なように、光共振
器の全反射鏡が保持されたレーザ装置において、前記全
反射鏡を移動または傾斜可能に保持する全反射鏡保持装
置と、レーザ発振器の出射側でレーザビームの形状を維
持した状態でレーザビームの一部を発振光軸からそらす
ビームスプリッタと、発振光軸からそらされたレーザビ
ームを検出するレーザ光検出器と、検出ビームに基づい
て発振光軸位置を求め、発振光軸をあらかじめ設定した
許容範囲内に位置させる制御信号を求め、制御信号を前
記全反射鏡保持装置に出力する制御装置とを備えている
ことを特徴としている。
According to a laser apparatus of the present invention, a total reflection mirror of an optical resonator is held or moved or tilted so that a laser beam irradiation position can be adjusted. A total reflection mirror holding device for holding the laser beam, a beam splitter for deflecting a part of the laser beam from the oscillation optical axis while maintaining the shape of the laser beam on the emission side of the laser oscillator, and a laser beam diverted from the oscillation optical axis A laser light detector for detecting the position of the oscillating optical axis based on the detection beam, a control signal for positioning the oscillating optical axis within a predetermined allowable range, and outputting a control signal to the total reflection mirror holding device. And a control device that performs the control.

【0005】レーザ装置では、レーザ発振器から出射さ
れたレーザビームの光軸位置を検出し、その検出結果に
基づいて光共振器の全反射鏡の位置または姿勢をフィー
ドバック制御する。したがって、発振光軸のずれを自動
的に防ぎ、常にレーザビームを目標位置に照射すること
ができる。また、ビームスプリッタでレーザビームの一
部を取り出して発振光軸位置を検出するので、レーザ光
検出器に入射するレーザビームの強度を低く調整するこ
とができる。この結果、数 kW を超える大出力のレーザ
装置であっても、耐パワー性の低いレーザ光検出器を使
用できる。さらに、発振光軸位置検出のために、レーザ
発振器から出射されたレーザビームの一部を直接取り出
す。したがって、発振光軸位置調整ようの別のレーザ発
振器(たとえば、He−Neガスレーザ)は不要であ
り、またレーザビームを直接取り出すために検出精度は
高い。
The laser device detects the optical axis position of the laser beam emitted from the laser oscillator, and performs feedback control of the position or orientation of the total reflection mirror of the optical resonator based on the detection result. Therefore, the deviation of the oscillation optical axis can be automatically prevented, and the laser beam can always be applied to the target position. Further, since a part of the laser beam is extracted by the beam splitter and the oscillation optical axis position is detected, the intensity of the laser beam incident on the laser light detector can be adjusted to be low. As a result, even a high-power laser device exceeding several kW can use a laser light detector with low power resistance. Further, a part of the laser beam emitted from the laser oscillator is directly extracted for detecting the position of the oscillation optical axis. Therefore, another laser oscillator (for example, a He-Ne gas laser) for adjusting the oscillation optical axis position is unnecessary, and the detection accuracy is high because the laser beam is directly extracted.

【0006】上記レーザ装置において、ビームスプリッ
タとして半透鏡またはチョッパロッドを用いてもよい。
チョッパロッドは、1面に平面反射鏡が形成されてお
り、駆動モータで回転駆動される。
In the above laser device, a semi-transparent mirror or a chopper rod may be used as the beam splitter.
The chopper rod has a plane reflecting mirror formed on one surface, and is rotatably driven by a drive motor.

【0007】さらに、上記レーザ装置において、レーザ
発振器をQスイッチCO2 レーザ発振器としもよい。ま
た、光共振器の全反射凹面鏡と集光素子とによりテレス
コープを構成し、全反射凹面鏡と集光素子と間にQスイ
ッチ装置のチョッパディスクが配置するようにしてもよ
い。
Further, in the above laser device, the laser oscillator may be a Q-switched CO 2 laser oscillator. Further, a telescope may be configured by the total reflection concave mirror and the light condensing element of the optical resonator, and the chopper disk of the Q switch device may be arranged between the total reflection concave mirror and the light condensing element.

【0008】[0008]

【発明の実施の形態】図1は、この発明の実施の1形態
を示すもので、レーザ装置の概略を模式的に示す装置構
成図である。なお、図1では、放電励起部の電極、レー
ザガス供給装置、レーザ電源などレーザ発振器に必要な
装置や部材を省略している。放電励起部11は、ケーシ
ング(図示しない)内に形成されており、CO2 などの
レーザガスが常時供給されている。レーザガスは放電励
起され、レーザ光が発生する。
FIG. 1 shows one embodiment of the present invention, and is a device configuration diagram schematically showing an outline of a laser device. In FIG. 1, devices and members necessary for a laser oscillator such as an electrode of a discharge excitation unit, a laser gas supply device, and a laser power supply are omitted. The discharge excitation unit 11 is formed in a casing (not shown), and is always supplied with a laser gas such as CO 2 . The laser gas is excited by discharge to generate a laser beam.

【0009】放電励起部11で発生したレーザ光は、光
共振器12で増幅される。光共振器12は半透鏡13と
全反射鏡14とからなっている。半透鏡13は、たとえ
ばZnSe製で表面多層コートが施されており、反射率
は50%である。全反射鏡14は平面鏡からなり、全反
射鏡保持装置21に保持されている。
The laser light generated by the discharge excitation section 11 is amplified by the optical resonator 12. The optical resonator 12 includes a semi-transparent mirror 13 and a total reflection mirror 14. The semi-transmissive mirror 13 is made of, for example, ZnSe and has a multi-layer surface coating, and has a reflectance of 50%. The total reflection mirror 14 is a flat mirror and is held by a total reflection mirror holding device 21.

【0010】全反射鏡保持装置21は、傾斜ステージ2
3が、ばね(図示しない)を介してベーステーブル22
に取り付けられている。傾斜ステージ23は、ベーステ
ーブル面に対し傾斜可能である。傾斜ステージ23に
は、対角方向に1対の精密傾斜ねじ25、26が取り付
けられている。ベーステーブル22に支持されたサーボ
モータ28、29により精密傾斜ねじ25、26をそれ
ぞれ駆動すると、傾斜ステージ23はベーステーブル面
(垂直面)に対し傾斜する。前記光共振器12の全反射
平面鏡14は、傾斜ステージ23に固定されている。上
記サーボモータ28、29の駆動により、全反射平面鏡
14は発振光軸に直角な面内に対し傾斜する。この結
果、全反射平面鏡14に対するレーザ光の入射または出
射角が変化し、発振光軸の位置が移動する。
The total reflection mirror holding device 21 includes a tilt stage 2
3 is connected to the base table 22 via a spring (not shown).
Attached to. The tilt stage 23 can tilt with respect to the base table surface. A pair of precision tilt screws 25 and 26 are attached to the tilt stage 23 in a diagonal direction. When the precision tilt screws 25 and 26 are driven by the servo motors 28 and 29 supported by the base table 22, respectively, the tilt stage 23 tilts with respect to the base table surface (vertical surface). The total reflection plane mirror 14 of the optical resonator 12 is fixed to a tilt stage 23. By driving the servo motors 28 and 29, the total reflection plane mirror 14 is tilted with respect to a plane perpendicular to the oscillation optical axis. As a result, the incidence or emission angle of the laser light with respect to the total reflection plane mirror 14 changes, and the position of the oscillation optical axis moves.

【0011】レーザ発振器の出射側に、ビームスプリッ
タ41が配置されている。ビームスプリッタ41は、発
振光軸に対し45゜傾斜した半透鏡42よりなってい
る。ビームスプリッタ41の半透鏡42は、たとえばZ
nSeで作られており、反射率は0.1〜5%程度であ
る。レーザ照射作業開始時に、発振光軸をあらかじめ基
準位置に合わせておき、この基準とする発振光軸に対し
て半透鏡42を45゜の傾斜角度に設定する。
A beam splitter 41 is arranged on the emission side of the laser oscillator. The beam splitter 41 comprises a semi-transparent mirror 42 inclined at 45 ° to the oscillation optical axis. The semi-transparent mirror 42 of the beam splitter 41 is, for example, Z
It is made of nSe and has a reflectance of about 0.1 to 5%. At the start of the laser irradiation operation, the oscillation optical axis is set in advance to a reference position, and the semi-transparent mirror 42 is set at an inclination angle of 45 ° with respect to the reference oscillation optical axis.

【0012】ビームスプリッタ41で発振光軸からそら
され、分割されたレーザビームSBは、レーザ光検出器
51で検出される。レーザ光検出器51は、焦電型パワ
ーメータからなっている。レーザ光検出器51は、図3
に示すように円形BのレーザビームSBを検出する。レ
ーザ光検出器51は、マトリックス状に配列した4個以
上のフォトダイオード、またはエリアイメージセンサで
あってもよい。
The laser beam SB deviated from the oscillation optical axis by the beam splitter 41 and divided is detected by the laser beam detector 51. The laser light detector 51 is composed of a pyroelectric power meter. The laser light detector 51 is shown in FIG.
As shown in the figure, a circular B laser beam SB is detected. The laser light detector 51 may be four or more photodiodes arranged in a matrix or an area image sensor.

【0013】レーザ光検出器51は、制御用コンピュー
タ61に接続されている。制御用コンピュータ61は、
レーザ光検出器51からの信号に基づき検出レーザ光の
強度分布よりその重心位置を求める。重心位置を、レー
ザ発振器から出射されたレーザビームLBの発振光軸位
置とする。たとえば、レーザ光検出面を図3に示すよう
に、あらかじめ設定した発振光軸の基準位置Oを原点と
するXY座標面とし、XY座標面を第1象限〜第4象限
に分割する。そして、各象限での検出レーザ光の強度積
分値をそれぞれ演算し、これら積分値から検出レーザ光
強度分布の重心位置(レーザビームLBの中心位置)を
XY座標表示で求める。なお、レーザ光の強度分布が一
様でない場合、各検出点の強度に強度分布に応じた加重
係数を乗じて強度分布を補正し、レーザビームLBの中
心位置を求める。また、レーザ光検出器41がマトリッ
クス状フォトダイオード、またはエリアイメージセンサ
の場合、検出レーザ光Bの円の中心Cを求める。つい
で、検出した発振光軸位置Cと発振光軸の基準位置Oと
の光軸位置のずれ(大きさおよび方向)δを求め、光軸
ずれδが許容範囲A内にあるかどうかを判断する。許容
範囲Aの半径は、たとえば0.05〜0.1 mm であ
る。光軸ずれδが許容範囲A外にある場合、光軸ずれδ
に基づいて制御量を求め、これを前記サーボモータ2
8、29に出力する。サーボモータ28、29の駆動に
より、傾斜ステージ23つまり全反射鏡14が傾斜し、
発振光軸は許容範囲Aに位置する。光軸ずれδと制御量
との関係はあらかじめ実験で求めておき、演算式または
表の形で制御コンピュータに格納しておく。なお、傾斜
ステージ23の傾斜により、発振光軸の方向が変化す
る。この発明では、上述のように方向の変化を位置の変
化として検出し、発振光軸の方向を制御する。
The laser light detector 51 is connected to a control computer 61. The control computer 61
The position of the center of gravity is obtained from the intensity distribution of the detected laser light based on the signal from the laser light detector 51. The position of the center of gravity is defined as the oscillation optical axis position of the laser beam LB emitted from the laser oscillator. For example, as shown in FIG. 3, the laser light detection plane is an XY coordinate plane whose origin is the reference position O of the preset oscillation optical axis, and the XY coordinate plane is divided into first to fourth quadrants. Then, the intensity integrated values of the detected laser light in each quadrant are calculated, and the barycentric position (center position of the laser beam LB) of the detected laser light intensity distribution is obtained from these integrated values in XY coordinate display. When the intensity distribution of the laser beam is not uniform, the intensity distribution is corrected by multiplying the intensity of each detection point by a weighting coefficient corresponding to the intensity distribution, and the center position of the laser beam LB is obtained. When the laser light detector 41 is a matrix photodiode or an area image sensor, the center C of the circle of the detected laser light B is obtained. Next, the deviation (magnitude and direction) δ of the optical axis position between the detected oscillation optical axis position C and the reference position O of the oscillation optical axis is determined, and it is determined whether or not the optical axis deviation δ is within the allowable range A. . The radius of the allowable range A is, for example, 0.05 to 0.1 mm. When the optical axis deviation δ is out of the allowable range A, the optical axis deviation δ
The control amount is calculated based on
8 and 29 are output. By driving the servo motors 28 and 29, the tilt stage 23, that is, the total reflection mirror 14 is tilted,
The oscillation optical axis is located in the allowable range A. The relationship between the optical axis deviation δ and the control amount is obtained in advance by experiments and stored in the control computer in the form of an arithmetic expression or a table. The direction of the oscillation optical axis changes due to the inclination of the inclination stage 23. In the present invention, the change in the direction is detected as the change in the position as described above, and the direction of the oscillation optical axis is controlled.

【0014】図4は、この発明の実施の他の態様を示し
ている。なお、図1に示す装置および部材と同様のもの
には同一の参照符号を付け、その詳細な説明は省略す
る。
FIG. 4 shows another embodiment of the present invention. The same components as those shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and a detailed description thereof will be omitted.

【0015】光共振器16は、半透鏡13とテレスコー
プ17とから構成されている。テレスコープ17は全反
射凹面鏡18と集光凸レンズ19とからなっている。全
反射凹面鏡18は、銅などで作られており、表面は金め
っきされている。テレスコープ17は、全反射面が球面
または放物面のいずれであってもよく、光軸は半透鏡1
3の光軸に一致している。
The optical resonator 16 comprises a semi-transparent mirror 13 and a telescope 17. The telescope 17 comprises a total reflection concave mirror 18 and a converging convex lens 19. The total reflection concave mirror 18 is made of copper or the like, and its surface is plated with gold. In the telescope 17, the total reflection surface may be either a spherical surface or a parabolic surface, and the optical axis is
3 coincides with the optical axis.

【0016】テレスコープ17にQスイッチ装置71が
配置されている。Qスイッチ装置71は、円盤状のチョ
ッパディスク72を備えている。チョッパディスク72
の外周寄りに多数のスリット(図示しない)が円周方向
に沿って設けられている。チョッパディスク72は、ス
リットがテレスコープ17の全反射凹面鏡18と集光凸
レンズ19の共焦点に位置するように配置されている。
チョッパディスク72は、ディスク駆動モータ73によ
り回転駆動される。回転速度は、1,000〜100,
000rpm である。
A Q switch device 71 is arranged on the telescope 17. The Q switch device 71 includes a disk-shaped chopper disk 72. Chopper disk 72
A number of slits (not shown) are provided along the circumference in the vicinity of the outer periphery. The chopper disk 72 is disposed such that the slit is located at the confocal point of the total reflection concave mirror 18 of the telescope 17 and the converging convex lens 19.
The chopper disk 72 is driven to rotate by a disk drive motor 73. The rotation speed is 1,000-100,
000 rpm.

【0017】全反射鏡保持装置31は、図2に示すよう
にベーステーブル32に、Y軸ステージ33がY軸(垂
直)方向に移動可能に取り付けられている。Y軸ステー
ジ33に精密送りねじ35がはめ合っている。サーボモ
ータ37がベーステーブル32に金具39で支持されて
いる。サーボモータ37により精密送りねじ35を駆動
すると、Y軸ステージ33はベーステーブル32に対し
Y軸方向に前、後進する。X軸ステージ34がY軸ステ
ージ33にX軸(水平)方向に移動可能に取り付けられ
ている。Y軸ステージ33に支持されたサーボモータ3
8により精密送りねじ36を駆動すると、X軸ステージ
34はY軸ステージ33に対しX軸方向に前、後進す
る。X軸ステージ34に、全反射凹面鏡18が取り付け
られている。この実施の態様では、発振光軸と垂直な面
内で全反射凹面鏡18が平行移動する。この結果、入射
または出射するレーザ光の全反射凹面鏡に対する位置が
変化し、発振光軸の位置が移動する。全反射凹面鏡18
の平行移動が、前記実施の態様の全反射平面鏡14の角
度変化に相当する。
In the total reflection mirror holding device 31, a Y-axis stage 33 is mounted on a base table 32 so as to be movable in the Y-axis (vertical) direction, as shown in FIG. A precision feed screw 35 is fitted on the Y-axis stage 33. A servomotor 37 is supported on the base table 32 by a metal fitting 39. When the precision feed screw 35 is driven by the servomotor 37, the Y-axis stage 33 moves forward and backward in the Y-axis direction with respect to the base table 32. An X-axis stage 34 is attached to the Y-axis stage 33 so as to be movable in the X-axis (horizontal) direction. Servo motor 3 supported on Y-axis stage 33
When the precision feed screw 36 is driven by 8, the X-axis stage 34 moves forward and backward with respect to the Y-axis stage 33 in the X-axis direction. The total reflection concave mirror 18 is attached to the X-axis stage 34. In this embodiment, the total reflection concave mirror 18 translates in a plane perpendicular to the oscillation optical axis. As a result, the position of the incident or emitted laser light with respect to the total reflection concave mirror changes, and the position of the oscillation optical axis moves. Total reflection concave mirror 18
Is equivalent to a change in the angle of the total reflection plane mirror 14 of the above embodiment.

【0018】ビームスプリッタ44は、4角形断面のチ
ョッパロッド47が駆動モータ45の出力軸46に取り
付けられている。チョッパロッド47は一面が反射鏡4
8となっており、反射鏡48は発振光軸に対し45゜傾
斜している。チョッパロッド47の慣性モーメントを小
さくするために、チョッパロッド47の一端にカウンタ
ウエイト49が取り付けられている。駆動モータ45に
よりチョッパロッド47を回転し、レーザビームを周期
的にサンプリングする。サンプリング周期が短ければ、
つまりチョッパロッド47の回転が速ければ、反射鏡4
8の焼付きのおそれがなく、またレーザ光検出器51で
の毎秒当たりの位置検出頻度が高くなるので、発振光軸
位置の検出精度が向上する。
The beam splitter 44 has a chopper rod 47 having a rectangular cross section attached to an output shaft 46 of a drive motor 45. One side of the chopper rod 47 is the reflecting mirror 4
8, the reflecting mirror 48 is inclined by 45 ° with respect to the oscillation optical axis. To reduce the moment of inertia of the chopper rod 47, a counterweight 49 is attached to one end of the chopper rod 47. The drive motor 45 rotates the chopper rod 47 to periodically sample the laser beam. If the sampling period is short,
That is, if the rotation of the chopper rod 47 is fast, the reflection mirror 4
Since there is no risk of image sticking of 8 and the frequency of position detection per second by the laser light detector 51 is increased, the detection accuracy of the oscillation optical axis position is improved.

【0019】なお、この発明は、上記実施の態様の態様
に限られるものではない。たとえば、図1の装置の光共
振器に図4のテレスコープを組み込んでもよい。図4の
装置のビームスプリッタとして半透鏡を用いてもよい。
また、テレスコープの全反射凹面鏡を発振光軸方向に沿
って移動し、レーザビームの広がり角、または全反射凹
面鏡の焦点位置を調整するようにしてもよい。
The present invention is not limited to the above embodiment. For example, the telescope of FIG. 4 may be incorporated in the optical resonator of the apparatus of FIG. A semi-transmissive mirror may be used as the beam splitter in the apparatus shown in FIG.
Alternatively, the total reflection concave mirror of the telescope may be moved along the oscillation optical axis direction to adjust the spread angle of the laser beam or the focal position of the total reflection concave mirror.

【0020】[0020]

【実施例】レーザ装置は、テレスコープを組み込んだQ
スイッチ炭酸ガスレーザ装置を用いた。QスイッチCO
2 レーザ装置の出力は、10 kW であった。レーザ光検
出器は、受光面を4分割した焦電型パワーメータを用い
た。制御コンピュータでレーザビームの強度の重心位置
を求め、レーザ光検出器の受光面上に設けた基準位置か
らの発振光軸位置ずれ量を制御コンピュータで求め、光
共振器の全反射凹面鏡を平行進移動制御して発振光軸を
基準位置に戻すように駆動モータを制御した。初期設定
は発振光軸を手動で最適位置に調整し、つぎにビームス
プリッタの半透鏡とレーザ光検出器を設置固定した。こ
の際、レーザ光検出器の基準位置を決定した。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The laser device is a Q incorporating a telescope.
A switched carbon dioxide laser device was used. Q switch CO
The output of the two laser device was 10 kW. As the laser beam detector, a pyroelectric power meter having a light receiving surface divided into four was used. The control computer calculates the center of gravity of the laser beam intensity, obtains the amount of deviation of the oscillation optical axis from the reference position provided on the light-receiving surface of the laser light detector, and translates the total reflection concave mirror of the optical resonator in parallel. The drive motor was controlled so as to control the movement and return the oscillation optical axis to the reference position. In the initial setting, the oscillation optical axis was manually adjusted to the optimum position, and then the semi-transparent mirror of the beam splitter and the laser light detector were installed and fixed. At this time, the reference position of the laser light detector was determined.

【0021】上記のようにして、発振光軸位置の制御を
行った結果、発振光軸基準点を中心として半径3mm以内
で自動制御可能で、ビーム位置安定度を±0.1mm以内
に抑えることができた。
As described above, as a result of controlling the oscillation optical axis position, it is possible to automatically control the oscillation optical axis within a radius of 3 mm around the oscillation optical axis reference point and to suppress the beam position stability to within ± 0.1 mm. Was completed.

【0022】[0022]

【発明の効果】この発明によれば、発振光軸のずれを自
動的に防ぐことができる。したがって、発振光軸調整が
不要となり、レーザ加工の精度および作業能率の向上を
図ることができる。
According to the present invention, the displacement of the oscillation optical axis can be automatically prevented. Therefore, it is not necessary to adjust the oscillation optical axis, and it is possible to improve the accuracy and work efficiency of laser processing.

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

【図1】この発明の実施の1形態を示すもので、レーザ
装置の概略を模式的に示す装置構成図である。
FIG. 1, showing an embodiment of the present invention, is a device configuration diagram schematically showing an outline of a laser device.

【図2】図1に示す装置に設けられた全反射鏡保持装置
の斜視図である。
FIG. 2 is a perspective view of a total reflection mirror holding device provided in the device shown in FIG.

【図3】レーザ光検出器で検出したレーザビームを模式
的に示す図面である。
FIG. 3 is a drawing schematically showing a laser beam detected by a laser light detector.

【図4】この発明の実施の他の形態を示すもので、レー
ザ装置の概略を模式的に示す装置構成図である。
FIG. 4 shows another embodiment of the present invention, and is a device configuration diagram schematically showing an outline of a laser device.

【図5】図4に示す装置に設けられた全反射鏡保持装置
の斜視図である。
FIG. 5 is a perspective view of a total reflection mirror holding device provided in the device shown in FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11 放電励起部 12、16 光共振器 13 半透鏡 14 全反射平面鏡 17 テレスコープ 18 全反射凹面鏡 19 集光凸レンズ 21、31 全反射鏡保持装置 22、32 ベーステーブル 23 傾斜ステージ 25、26 精密傾斜ねじ 28、29 サーボモータ 33 Y軸ステージ 34 X軸ステージ 35、36 精密送りねじ 37、38 サーボモータ 41、44 ビームスプリッタ 42 半透鏡 45 駆動モータ 47 チョッパロッド 48 反射鏡 51 光検出器 61 制御用コンピュータ 71 Qスイッチ装置 72 チョッパディスク 73 駆動モータ LB レーザビーム SB 分割ビーム DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Discharge excitation part 12, 16 Optical resonator 13 Semi-transmissive mirror 14 Total reflection plane mirror 17 Telescope 18 Total reflection concave mirror 19 Condensing convex lens 21, 31 Total reflection mirror holding device 22, 32 Base table 23 Tilt stage 25, 26 Precision tilt screw 28, 29 Servo motor 33 Y-axis stage 34 X-axis stage 35, 36 Precision feed screw 37, 38 Servo motor 41, 44 Beam splitter 42 Semi-transparent mirror 45 Drive motor 47 Chopper rod 48 Reflector mirror 51 Photodetector 61 Control computer 71 Q switch device 72 Chopper disk 73 Drive motor LB Laser beam SB Split beam

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 レーザビーム照射位置が調整可能なよう
に、光共振器の全反射鏡が保持されたレーザ装置におい
て、前記全反射鏡を移動または傾斜可能に保持する全反
射鏡保持装置と、レーザ発振器の出射側でレーザビーム
の形状を維持した状態でレーザビームの一部を発振光軸
からそらすビームスプリッタと、発振光軸からそらされ
たレーザビームを検出するレーザ光検出器と、検出ビー
ムに基づいて発振光軸位置を求め、発振光軸をあらかじ
め設定した許容範囲内に位置させる制御信号を求め、制
御信号を前記全反射鏡保持装置に出力する制御装置とを
備えていることを特徴とするレーザ装置。
1. A laser device in which a total reflection mirror of an optical resonator is held so that a laser beam irradiation position can be adjusted, a total reflection mirror holding device which holds the total reflection mirror so as to be movable or tiltable, A beam splitter that deflects a part of the laser beam from the oscillation optical axis while maintaining the shape of the laser beam on the emission side of the laser oscillator, a laser light detector that detects the laser beam deviated from the oscillation optical axis, and a detection beam And a control device for obtaining a control signal for positioning the oscillation optical axis within a predetermined allowable range based on the control signal, and outputting the control signal to the total reflection mirror holding device. Laser device.
【請求項2】 ビームスプリッタが半透鏡からなる請求
項1記載のレーザ装置。
2. The laser device according to claim 1, wherein the beam splitter comprises a semi-transparent mirror.
【請求項3】 ビームスプリッタが1面に平面反射鏡が
形成されたチョッパロッドとチョッパロッドを回転駆動
する駆動モータとからなる請求項1記載のレーザ装置。
3. The laser device according to claim 1, wherein the beam splitter comprises a chopper rod having a plane reflecting mirror formed on one surface, and a drive motor for rotating and driving the chopper rod.
【請求項4】 レーザ発振器がQスイッチCO2 レーザ
発振器であり、光共振器が半透鏡と全反射凹面鏡とから
なり、前記全反射凹面鏡と集光素子とによりテレスコー
プが構成されており、全反射凹面鏡と集光素子と間にQ
スイッチ装置のチョッパディスクが配置されている請求
項1記載のレーザ装置。
4. The laser oscillator is a Q-switched CO 2 laser oscillator, the optical resonator comprises a semi-transparent mirror and a total reflection concave mirror, and a telescope is constituted by the total reflection concave mirror and a condensing element. Q between reflective concave mirror and condenser
The laser device according to claim 1, wherein a chopper disk of the switch device is disposed.
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