JPS592848B2 - ビ−ム径測定装置 - Google Patents
ビ−ム径測定装置Info
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- JPS592848B2 JPS592848B2 JP11090677A JP11090677A JPS592848B2 JP S592848 B2 JPS592848 B2 JP S592848B2 JP 11090677 A JP11090677 A JP 11090677A JP 11090677 A JP11090677 A JP 11090677A JP S592848 B2 JPS592848 B2 JP S592848B2
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- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 7
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 4
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J1/00—Photometry, e.g. photographic exposure meter
- G01J1/42—Photometry, e.g. photographic exposure meter using electric radiation detectors
- G01J1/4257—Photometry, e.g. photographic exposure meter using electric radiation detectors applied to monitoring the characteristics of a beam, e.g. laser beam, headlamp beam
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- Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、レーザビーム径の測定を自動的に、正確に、
種々の方向から容易に行なえるようにしたビーム径測定
装置に関する。
種々の方向から容易に行なえるようにしたビーム径測定
装置に関する。
近年、レーザビームを被加工物に照射して穿孔するなど
レーザ利用技術が鋭意開発されつゝあるが、この場合照
射レーザビームの径が重要な要素となることが多く、従
つてビーム径を正確に、しかも迅速に測定できる装置が
望まれている。
レーザ利用技術が鋭意開発されつゝあるが、この場合照
射レーザビームの径が重要な要素となることが多く、従
つてビーム径を正確に、しかも迅速に測定できる装置が
望まれている。
ところでレーザビームをレーザ装置から直接あるいはレ
ンズを介して取出すと、そのビーム断面でのエネルギー
分布は第１図に示す如きガウス分布となる。この図で横
軸はスポット中心からの距離１を、縦軸はビームの強さ
つまり照射エネルギーＥを示す。一般にビーム径は、最
大照射エネルギーＥｍの１／ｅ２即ち約１３％程度の照
射エネルギーとなる点Ｐ４、Ｐ２間の幅１０として求め
られる。このビーム径１０を測定するには次のような方
法が採られる。即ち、先ずレーザ発振器からのレーザビ
ームを受光する光検知器を設け、該発振器と光検知器と
の間に直線運動する遮光部材を配置し、この遮光部材を
前進させて光検知器へ照射されるレーザビームを一方向
から順次遮断し、この間の光検知器の出力をＸＹレコー
ダに入力する。第２図はこの場合の、遮光部材移動量に
対する光検知器の受光量を示す。この図は横軸に遮光部
材移動量Ｌを、縦軸に光検知器の受光量Ｉを取つてある
。このようなグラフが得られたら次は光検知器の受光量
Ｉが総受光量Ｉｍの９０％から１０％まで低下する時の
遮光部材移動量Ｌ。を測定する。この移動量Ｌ。に一定
の係数１．５６を掛ければ、必要とするビーム径を求め
ることができる。なおこの係数１．５６はガウス分布の
性質から積分計算によつて求められる値である。本発明
はかゝるビーム径測定を手作業ではなく自動的に、かつ
迅速、正確に多方向から容易に行なうことができ、その
径が正確に測定できる装置を提供しようとするものであ
る。
ンズを介して取出すと、そのビーム断面でのエネルギー
分布は第１図に示す如きガウス分布となる。この図で横
軸はスポット中心からの距離１を、縦軸はビームの強さ
つまり照射エネルギーＥを示す。一般にビーム径は、最
大照射エネルギーＥｍの１／ｅ２即ち約１３％程度の照
射エネルギーとなる点Ｐ４、Ｐ２間の幅１０として求め
られる。このビーム径１０を測定するには次のような方
法が採られる。即ち、先ずレーザ発振器からのレーザビ
ームを受光する光検知器を設け、該発振器と光検知器と
の間に直線運動する遮光部材を配置し、この遮光部材を
前進させて光検知器へ照射されるレーザビームを一方向
から順次遮断し、この間の光検知器の出力をＸＹレコー
ダに入力する。第２図はこの場合の、遮光部材移動量に
対する光検知器の受光量を示す。この図は横軸に遮光部
材移動量Ｌを、縦軸に光検知器の受光量Ｉを取つてある
。このようなグラフが得られたら次は光検知器の受光量
Ｉが総受光量Ｉｍの９０％から１０％まで低下する時の
遮光部材移動量Ｌ。を測定する。この移動量Ｌ。に一定
の係数１．５６を掛ければ、必要とするビーム径を求め
ることができる。なおこの係数１．５６はガウス分布の
性質から積分計算によつて求められる値である。本発明
はかゝるビーム径測定を手作業ではなく自動的に、かつ
迅速、正確に多方向から容易に行なうことができ、その
径が正確に測定できる装置を提供しようとするものであ
る。
本発明は遮光部材を移動させて光ビームのビーム径を測
定する装置において、光ビームを受光する光検知器と、
モータにより定速移動し該ビームを横切り、該光検知器
に入射する光量を変化させる遮光部材と、該光検知器か
らの出力を第１の基準値および第２の基準値と比較し、
該出力がこれらの基準値の間にある期間の遮光部材の移
動量を求める回路と、該移動量に定数を乗じてビーム径
を算出する定数掛算回路とを備えることを特徴とするが
、以下図面に丞す実施例を参照しながら本発明を詳細に
説明する。第３図は、本発明に係るビーム径測定装置の
構成を示す。
定する装置において、光ビームを受光する光検知器と、
モータにより定速移動し該ビームを横切り、該光検知器
に入射する光量を変化させる遮光部材と、該光検知器か
らの出力を第１の基準値および第２の基準値と比較し、
該出力がこれらの基準値の間にある期間の遮光部材の移
動量を求める回路と、該移動量に定数を乗じてビーム径
を算出する定数掛算回路とを備えることを特徴とするが
、以下図面に丞す実施例を参照しながら本発明を詳細に
説明する。第３図は、本発明に係るビーム径測定装置の
構成を示す。
１はレーザビームＳ１を遮断する遮光部材本例ではナイ
フエツジおよび該ナイフエツジ等を搭載する回転板等か
らなるナイフエツジ・ステージ系、２はレーザビームＳ
１を電気信号に変換する光検知器等の光電変換系、３は
ナイフエツジ移動用のパルスモータで、パルス発生器１
１の出力を受けるパルスモータドライバ１２の出力によ
り駆動され、ナイフエツジを前進、後退させる。
フエツジおよび該ナイフエツジ等を搭載する回転板等か
らなるナイフエツジ・ステージ系、２はレーザビームＳ
１を電気信号に変換する光検知器等の光電変換系、３は
ナイフエツジ移動用のパルスモータで、パルス発生器１
１の出力を受けるパルスモータドライバ１２の出力によ
り駆動され、ナイフエツジを前進、後退させる。
このナイフエツジ移動用パルスモータは直流モータでも
よいが、この場合はオープン制御ができないので、帰還
信号発生用位相検知器あるいはナイフエツジ移動距離セ
ンサーなどが必要である。第４図はこれらのナイフエツ
ジ・ステージ系１、光電変換系２、ナィフエツジ移動用
パルスモータ３を１つにまとめた本発明装置の機構部分
を示す。この図で１ａはナイフエツジ、２ａは光検知器
、３はパルスモータで、これらは左右いずれの方向にも
３６０℃回転できる回転板１ｂに取付けられる。２１ぱ
レーザビーム遮断用のシヤツタ一であり回転板１ｂの前
方のレーザ光源側適所に設けられる。
よいが、この場合はオープン制御ができないので、帰還
信号発生用位相検知器あるいはナイフエツジ移動距離セ
ンサーなどが必要である。第４図はこれらのナイフエツ
ジ・ステージ系１、光電変換系２、ナィフエツジ移動用
パルスモータ３を１つにまとめた本発明装置の機構部分
を示す。この図で１ａはナイフエツジ、２ａは光検知器
、３はパルスモータで、これらは左右いずれの方向にも
３６０℃回転できる回転板１ｂに取付けられる。２１ぱ
レーザビーム遮断用のシヤツタ一であり回転板１ｂの前
方のレーザ光源側適所に設けられる。
このシャツタ一は、後述の光検知出力の規格化のための
調整に便利である。また図示しないが、光検知器のダイ
ナミツクレンジを調整するため、シャツタ一の近傍適所
に光濃度フイルタを設けるとよい。２２および２３はナ
イフエツジ並進移動の始点・終点検知器例えばマイクロ
スイツチであり、やはり回転板１ｂに取付けられ、パル
スモータ３の起動、停止、回転方向制御を行ない、また
後述のナイフエツジ移動方向信号Ｓ３を出力する。
調整に便利である。また図示しないが、光検知器のダイ
ナミツクレンジを調整するため、シャツタ一の近傍適所
に光濃度フイルタを設けるとよい。２２および２３はナ
イフエツジ並進移動の始点・終点検知器例えばマイクロ
スイツチであり、やはり回転板１ｂに取付けられ、パル
スモータ３の起動、停止、回転方向制御を行ない、また
後述のナイフエツジ移動方向信号Ｓ３を出力する。
図示しないが回転板１ｂは第３図の機構回転系４により
回転する。第３図の光電変換系２には、ナイJャGツジ１
ａがレーザビームＳ１に当らないときの光検知器の最大
出力をメーター７がフルスケール１．０（または１００
％）になるようにゲイン調整する増幅器５、およびナイ
フエツジ１ａがレーザビームＳ１を完全に遮断した時の
光検知器の最小出力をメーター７が零指示になるように
するオフセツト調整器６が接続される。
回転する。第３図の光電変換系２には、ナイJャGツジ１
ａがレーザビームＳ１に当らないときの光検知器の最大
出力をメーター７がフルスケール１．０（または１００
％）になるようにゲイン調整する増幅器５、およびナイ
フエツジ１ａがレーザビームＳ１を完全に遮断した時の
光検知器の最小出力をメーター７が零指示になるように
するオフセツト調整器６が接続される。
これらの出力端には、増幅器５および調整器６によつて
規格化された光検知出力と基準値０．１とを比較して光
検知出力が大きい場合に出力するコンパレータ８と、同
様に基準値０．９より光検知出力が大きい場合に出力す
るコンバレータ９とが接続され、これらのコンパレータ
８，９の出力は計側回路１０に加えられる。計側回路１
０ＶＣはナイフエツジ・ステージ系１、パルス発生器１
１およびカウンタ回路１３が接続されている。カウンタ
回路１３には定数掛算回路１４が接続され、該定数掛算
回路１４にはデイスプレイ表示装置等の出力系１５が接
続される。第３図の回路の動作について説明する。
規格化された光検知出力と基準値０．１とを比較して光
検知出力が大きい場合に出力するコンパレータ８と、同
様に基準値０．９より光検知出力が大きい場合に出力す
るコンバレータ９とが接続され、これらのコンパレータ
８，９の出力は計側回路１０に加えられる。計側回路１
０ＶＣはナイフエツジ・ステージ系１、パルス発生器１
１およびカウンタ回路１３が接続されている。カウンタ
回路１３には定数掛算回路１４が接続され、該定数掛算
回路１４にはデイスプレイ表示装置等の出力系１５が接
続される。第３図の回路の動作について説明する。
まず機構回転系４により回転板１ｂを回転させ、ナイフ
エツジ１ａがレーザビームＳ１を横切る方向を決定する
。次にパルス発生器１１からのパルスをパルスモータド
ライバ１２に送り、パルスモータ３を回転させる。この
パルスモータ３の回転により遮光部材を移動させる。遮
光部材１ａの移動に従つて光電変換系２に入射するレー
ザ光の光量が変化する。光電変換系２からは入射光量に
応じた大きさの信号が得られ、この信号は増幅器５及び
オフセツト調整器６を介してコンパレータ８，９に入力
される。コンパレータ８は入力信号が基準値０．１を越
えると信号Ｓ１を発生し、コンパレータ９は入力信号が
基準値０．９を越えると信号Ｓ２を発生する。信号Ｓｌ
，Ｓ２は計測回路１０に入力される。計測回路１０では
後述する回路構成により、信号Ｓ，の立ち上り時点から
信号Ｓ２の立ち上りの時点の間だけパルス発生器１１か
らの信号Ｓ５を取り出し信号Ｓ。としてカウンタ回路１
３に入力する。カウンタ回路１３では信号Ｓ。のパルス
数をカウントし、定数掛算回路１４に入力する。定数掛
算回路１４ではカウンタ回路１３からの出力に１．５６
を掛け、ビーム径として出力系１５に出力する。以上の
動作は、遮光部材１ａがマィクロスイツチを動作させた
時点で停止する。第５図は、上記の計測回路１０の具体
的回路例を示す。
エツジ１ａがレーザビームＳ１を横切る方向を決定する
。次にパルス発生器１１からのパルスをパルスモータド
ライバ１２に送り、パルスモータ３を回転させる。この
パルスモータ３の回転により遮光部材を移動させる。遮
光部材１ａの移動に従つて光電変換系２に入射するレー
ザ光の光量が変化する。光電変換系２からは入射光量に
応じた大きさの信号が得られ、この信号は増幅器５及び
オフセツト調整器６を介してコンパレータ８，９に入力
される。コンパレータ８は入力信号が基準値０．１を越
えると信号Ｓ１を発生し、コンパレータ９は入力信号が
基準値０．９を越えると信号Ｓ２を発生する。信号Ｓｌ
，Ｓ２は計測回路１０に入力される。計測回路１０では
後述する回路構成により、信号Ｓ，の立ち上り時点から
信号Ｓ２の立ち上りの時点の間だけパルス発生器１１か
らの信号Ｓ５を取り出し信号Ｓ。としてカウンタ回路１
３に入力する。カウンタ回路１３では信号Ｓ。のパルス
数をカウントし、定数掛算回路１４に入力する。定数掛
算回路１４ではカウンタ回路１３からの出力に１．５６
を掛け、ビーム径として出力系１５に出力する。以上の
動作は、遮光部材１ａがマィクロスイツチを動作させた
時点で停止する。第５図は、上記の計測回路１０の具体
的回路例を示す。
排他的オア回路ＥＯＲ，の入力端ｔ１は上記のコンパレ
ータ８の出力端に接続され、排他的オア回路ＥＯＲ２の
入力端Ｔ２は上記のコンパレータ９の出力端に接続され
、更に排他的オア回路ＥＯＲｌ，ＥＯＲ２の他方の入力
端に共通に接続された入力端Ｔ３はナイフエツジ・ステ
ージ系１に接続される。排他的オア回路ＥＯＲｌの出力
端はフリツプフロツプＦＦｌに接続され、該フリツプフ
ロツプの出力端は排他的オア回路ＥＯＲ３の一人力端に
接続される。また排他的オア回路ＥＯＲ２の出力端はフ
リツプフロツプＦＦ２に接続され、該フリツプフロツプ
の出力端は排他的オア回路ＥＯＲ３の他の入力端に接続
される。更に排他的オア回路ＥＯＲ３の出力端はアンド
回路ＡＧ，の一人力端に接続される。また該アンド回路
の他の入力端Ｔ５にはパルス発生器１１が接続され、該
アンド回路の出力端Ｔ。はカウンタ回路１３に接続され
る。なおフリツプフロツプＦＦｌ，ＦＦ２のりセツト用
共通人力端Ｔ４は、本発明のビーム径測定装置のスター
トスイツチ（図示しない）に接続され、りセツト信号Ｓ
４を受ける。次にこの計測回路１０の動作を第４図およ
び第６図を参照しながら説明する。
ータ８の出力端に接続され、排他的オア回路ＥＯＲ２の
入力端Ｔ２は上記のコンパレータ９の出力端に接続され
、更に排他的オア回路ＥＯＲｌ，ＥＯＲ２の他方の入力
端に共通に接続された入力端Ｔ３はナイフエツジ・ステ
ージ系１に接続される。排他的オア回路ＥＯＲｌの出力
端はフリツプフロツプＦＦｌに接続され、該フリツプフ
ロツプの出力端は排他的オア回路ＥＯＲ３の一人力端に
接続される。また排他的オア回路ＥＯＲ２の出力端はフ
リツプフロツプＦＦ２に接続され、該フリツプフロツプ
の出力端は排他的オア回路ＥＯＲ３の他の入力端に接続
される。更に排他的オア回路ＥＯＲ３の出力端はアンド
回路ＡＧ，の一人力端に接続される。また該アンド回路
の他の入力端Ｔ５にはパルス発生器１１が接続され、該
アンド回路の出力端Ｔ。はカウンタ回路１３に接続され
る。なおフリツプフロツプＦＦｌ，ＦＦ２のりセツト用
共通人力端Ｔ４は、本発明のビーム径測定装置のスター
トスイツチ（図示しない）に接続され、りセツト信号Ｓ
４を受ける。次にこの計測回路１０の動作を第４図およ
び第６図を参照しながら説明する。
第６図イのａほ、第４図においてナィフェツジ１ａが矢
印Ｆ１の方向、即ち遮断を解いてレーザビームＳｌを通
過させる方向に並進移動する際の、ナイフエツジ移動量
Ｌに対する光検知器２ａの受光量１（相対値）の関係を
示す図であり、同図イのｂはその時の計測回路１０の各
部の入出力信号を示す。ナイフエツジ１ａがレーザビー
ム遮断状態からスタートＳＴして矢印Ｆ１方向に移動を
始め、レーザビーム完全開放で停止ＳＰするまで、ナイ
JャGツジ移動方向を示す信号Ｓ３は図示の如くあるレベ
ル本例ではＬ（口ー）レベルにある。ナイフエツジの移
動につれて光検知出力は第６図イのａに示す如く立上り
、ビーム径測定に用いる第１の基準点０．１を越えると
信号Ｓ１はＬレベルからＨ（ハイ）レベルに変る。一般
に光検知出力はなだらかには増減せず細かに変動するの
が普通であるので、図では微細な振動でこれを表わして
いる。やがて光検知出力は０．９の第２の基準点をも越
え、こ匁で信号Ｓ２はＬレベルからＨレベルに変る。こ
れらの信号を受ける排他的オア回路ＥＯＲｌ，ＥＯＲ２
の出力は第６図イのｂのＳＡ，ＳＢとなり、これらの出
力の波形には図示の如くその立上り点に振動成分があつ
て測定の妨げになるのでフリツプフロツプＦＦｌ，ＦＦ
２によりこれを除去する。即ち出力ＳＡ，Ｓ３はその最
初の立上りでこれらのフリツプフロツプをセツトし、従
つてこれらのフリツプフロツプの出力はＳｃ，ＳＯの如
くなる。回路ＥＯＲ３でこれらの信号の排他的オアをと
るとその出力ぱ矩形波ＳＥとなり、図示の如く、信号Ｓ
ｌ，Ｓ２の各立上り点間の間隔を示す。そこでこの信号
ＳＥでアンドゲートＡＧ，を開き、該信号の巾の期間だ
けパルス発生器１１の出力パルスＳ５を通過させる。次
にアンドゲートＡＧｌの出力パルスＳＯをカウンタ回路
１３で計算すれば、該計数値と、１パルス当りのパルス
モータのステツプ量すなわちナイフエツジの移動量とか
ら、信号Ｓｌ，Ｓ２各発生時点間にパルスモータ３がス
デツプした量つまりナイフエツジ１ａの移動量が求まる
。そして該移動量信号Ｓ。に定数掛算回路１４で１．５
６を掛れば求めるビーム径が得られ、これを出力系１５
で表示もしくは記録する。実際にはレーザビームはその
エネルギーが時間的にかなり変動しており、またビーム
断面形状も真円からずれていることが多い。
印Ｆ１の方向、即ち遮断を解いてレーザビームＳｌを通
過させる方向に並進移動する際の、ナイフエツジ移動量
Ｌに対する光検知器２ａの受光量１（相対値）の関係を
示す図であり、同図イのｂはその時の計測回路１０の各
部の入出力信号を示す。ナイフエツジ１ａがレーザビー
ム遮断状態からスタートＳＴして矢印Ｆ１方向に移動を
始め、レーザビーム完全開放で停止ＳＰするまで、ナイ
JャGツジ移動方向を示す信号Ｓ３は図示の如くあるレベ
ル本例ではＬ（口ー）レベルにある。ナイフエツジの移
動につれて光検知出力は第６図イのａに示す如く立上り
、ビーム径測定に用いる第１の基準点０．１を越えると
信号Ｓ１はＬレベルからＨ（ハイ）レベルに変る。一般
に光検知出力はなだらかには増減せず細かに変動するの
が普通であるので、図では微細な振動でこれを表わして
いる。やがて光検知出力は０．９の第２の基準点をも越
え、こ匁で信号Ｓ２はＬレベルからＨレベルに変る。こ
れらの信号を受ける排他的オア回路ＥＯＲｌ，ＥＯＲ２
の出力は第６図イのｂのＳＡ，ＳＢとなり、これらの出
力の波形には図示の如くその立上り点に振動成分があつ
て測定の妨げになるのでフリツプフロツプＦＦｌ，ＦＦ
２によりこれを除去する。即ち出力ＳＡ，Ｓ３はその最
初の立上りでこれらのフリツプフロツプをセツトし、従
つてこれらのフリツプフロツプの出力はＳｃ，ＳＯの如
くなる。回路ＥＯＲ３でこれらの信号の排他的オアをと
るとその出力ぱ矩形波ＳＥとなり、図示の如く、信号Ｓ
ｌ，Ｓ２の各立上り点間の間隔を示す。そこでこの信号
ＳＥでアンドゲートＡＧ，を開き、該信号の巾の期間だ
けパルス発生器１１の出力パルスＳ５を通過させる。次
にアンドゲートＡＧｌの出力パルスＳＯをカウンタ回路
１３で計算すれば、該計数値と、１パルス当りのパルス
モータのステツプ量すなわちナイフエツジの移動量とか
ら、信号Ｓｌ，Ｓ２各発生時点間にパルスモータ３がス
デツプした量つまりナイフエツジ１ａの移動量が求まる
。そして該移動量信号Ｓ。に定数掛算回路１４で１．５
６を掛れば求めるビーム径が得られ、これを出力系１５
で表示もしくは記録する。実際にはレーザビームはその
エネルギーが時間的にかなり変動しており、またビーム
断面形状も真円からずれていることが多い。
そこで測定は１回だけでなく、多数回行なつてその平均
値をとり、またビーム開閉態様も変えるとよい。本装置
ではパルスモータを逆転させてビームを徐々に遮断する
際のビーム径測定も行なえ、その測定方法を第６図ｂを
参照して以下説明する。ナイフエツジ１ａをレーザビー
ムからは離して該ビームを全量光検知器２へ投射してい
る状態からパルスモータを駆動して矢印Ｆ２方向へ移動
する該ナイフエツジでレザービームを遮蔽してゆくと、
光検知器２の出力は第６図口のａに示す如く漸減する。
光検知出力が０．９の第２の基準点以下になると信号Ｓ
２はＨレベルからＬレベルに変り、次いで０．１の第１
の基準点以下になると信号Ｓ，がＨレベルからＬレベル
になり、これらの出力を受けて排他的オア回路ＥＯＲｌ
，ＥＯＲ２の出力ＳＡ，ＳＢｌフリツプフロツプ回路Ｆ
Ｆｌ，ＦＦ２の出力Ｓｃ，ＳＤｌ排他的オア回路ＥＯＲ
３の出力ＳＥｌアンド回路ＡＧ，の出力Ｓ。は図示の如
くなり、やはり信号Ｓｌ，Ｓ２間の巾を示すパルス出力
Ｓ。が得られる。第７図は、本発明の第２の実施例を示
す。
値をとり、またビーム開閉態様も変えるとよい。本装置
ではパルスモータを逆転させてビームを徐々に遮断する
際のビーム径測定も行なえ、その測定方法を第６図ｂを
参照して以下説明する。ナイフエツジ１ａをレーザビー
ムからは離して該ビームを全量光検知器２へ投射してい
る状態からパルスモータを駆動して矢印Ｆ２方向へ移動
する該ナイフエツジでレザービームを遮蔽してゆくと、
光検知器２の出力は第６図口のａに示す如く漸減する。
光検知出力が０．９の第２の基準点以下になると信号Ｓ
２はＨレベルからＬレベルに変り、次いで０．１の第１
の基準点以下になると信号Ｓ，がＨレベルからＬレベル
になり、これらの出力を受けて排他的オア回路ＥＯＲｌ
，ＥＯＲ２の出力ＳＡ，ＳＢｌフリツプフロツプ回路Ｆ
Ｆｌ，ＦＦ２の出力Ｓｃ，ＳＤｌ排他的オア回路ＥＯＲ
３の出力ＳＥｌアンド回路ＡＧ，の出力Ｓ。は図示の如
くなり、やはり信号Ｓｌ，Ｓ２間の巾を示すパルス出力
Ｓ。が得られる。第７図は、本発明の第２の実施例を示
す。
本例において光電変換系２からコンパレータ８，９まで
の接続、およびパルス発生器１１からナイフエツジ１ａ
までの接続は第３図と同じであるが、コンパレータ８の
出力端はアンド回路ＡＧ３の一人力端に接続され、コン
パレータ９の出力端はインバータＩｎを介してアンド回
路ＡＧ３の他の入力端に接続される。パルス発生器１１
の他の出力端はアンド回路ＡＧ２の一人力端に接続され
、該アンド回路の他の入力端はナンド回路ＮＧｌとＮＧ
２で構成されるフリツプフロツプ回路の出力端が接続さ
れる。またナンド回路ＮＧｌの一人力端とアース間には
スタートスイツチ畠Ｖが接続され、ナンド回路ＮＧ２の
一人力端には第４図のマィクロスィツチ２２，２３等を
含むステージ端検知系１６が接続される。そしてアンド
回路ＡＧ２の出力端はアンド回路ＡＧ３の残りの入力端
に接続され、アンド回路ＡＧ３の出力端はカウンタ１３
に接続され、以下第３図と同じく定数掛算回路１４、出
力系１５の順に接続される。次にこのビーム径測定装置
の動作を第８図を参照しながら説明する。
の接続、およびパルス発生器１１からナイフエツジ１ａ
までの接続は第３図と同じであるが、コンパレータ８の
出力端はアンド回路ＡＧ３の一人力端に接続され、コン
パレータ９の出力端はインバータＩｎを介してアンド回
路ＡＧ３の他の入力端に接続される。パルス発生器１１
の他の出力端はアンド回路ＡＧ２の一人力端に接続され
、該アンド回路の他の入力端はナンド回路ＮＧｌとＮＧ
２で構成されるフリツプフロツプ回路の出力端が接続さ
れる。またナンド回路ＮＧｌの一人力端とアース間には
スタートスイツチ畠Ｖが接続され、ナンド回路ＮＧ２の
一人力端には第４図のマィクロスィツチ２２，２３等を
含むステージ端検知系１６が接続される。そしてアンド
回路ＡＧ２の出力端はアンド回路ＡＧ３の残りの入力端
に接続され、アンド回路ＡＧ３の出力端はカウンタ１３
に接続され、以下第３図と同じく定数掛算回路１４、出
力系１５の順に接続される。次にこのビーム径測定装置
の動作を第８図を参照しながら説明する。
第８図のａは、第６図イのａと同じくナイフエツジ１ａ
が矢印Ｆ１の方向、即ち遮断を解いてレーザビームＳｌ
を通過させる方向に尚進移動する際の、ナイフエッジ移
動量ｔに対する光検知器２ａの受光量１の関係を示す図
であり、同図ｂはその時のビーム径測定装置の各部の入
出力信号を示す。スタートスイツチＳＷを押すとナンド
回路ＮＧｌ，ＮＧ２からなるフリツプフロツプの゛１゛
出力がアンド回路ＡＧ２を開き、パルス発生器１１の出
力パルスＳ５を通過させ、アンド回路ＡＧ３に入力する
。また出力パルスＳ５はパルスモータ１駆動系１７に入
力してパルスモータを回転させ、ナイフエツジ１ａを矢
印Ｆ１方向に移動させる。このナイフエツジ１ａの移動
につれて光検知出力は第８図ａに示す如く立ち上り、第
１の基準点０．１を越えると信号Ｓ，はＬレベルからＨ
レベルに変る。やがて光検知出力が第２の基準点０．９
を越えると信号Ｓ２はＬレベノレからＨレベノ宅変るが
、この信号Ｓ２をインノく一タ１ｎによつて信号Ｓ′２
に反転させアンド回路ＡＧ３に入力する。この結果アン
ド回路ＡＧ３は矩形波ＳＥで示される期間だけ開いて出
力パルスＳ５を通過させる。この時通過したパルス即ち
Ｓ。をカウンタ１３で計数し、以下は前述の如くしてナ
イフエツジ１ａの移動量を求め、定数掛算回路１４で１
．５６を掛ければビーム径を測定でき、次いでこれを出
力系１５で表示もしくは記録する。なおナイフエツジ１
ａを矢印Ｆ２方向に移動させ、レーザビームを遮蔽して
ゆく場合についても図示して説明しないが、第１の実施
例と同様に測定することができる。このようなナイフエ
ツジを前進および後退させてのビーム径測定を回転板１
ｂのある位置で行なつたら、次は該回転板を所定角度回
転させ、その位置でナイフエツジを前後進させて測定を
行ない、以下同様にして回転、ナイフエツジ移動を行な
い、必要に応じて最大３６００に亘る各方向から、そし
てビーム遮断時、および開放時の各ビーム径測定を行な
う。以上詳細に説明したように本発明によればビーム径
を自動的に各種態様で、簡単正確に測定することができ
る。
が矢印Ｆ１の方向、即ち遮断を解いてレーザビームＳｌ
を通過させる方向に尚進移動する際の、ナイフエッジ移
動量ｔに対する光検知器２ａの受光量１の関係を示す図
であり、同図ｂはその時のビーム径測定装置の各部の入
出力信号を示す。スタートスイツチＳＷを押すとナンド
回路ＮＧｌ，ＮＧ２からなるフリツプフロツプの゛１゛
出力がアンド回路ＡＧ２を開き、パルス発生器１１の出
力パルスＳ５を通過させ、アンド回路ＡＧ３に入力する
。また出力パルスＳ５はパルスモータ１駆動系１７に入
力してパルスモータを回転させ、ナイフエツジ１ａを矢
印Ｆ１方向に移動させる。このナイフエツジ１ａの移動
につれて光検知出力は第８図ａに示す如く立ち上り、第
１の基準点０．１を越えると信号Ｓ，はＬレベルからＨ
レベルに変る。やがて光検知出力が第２の基準点０．９
を越えると信号Ｓ２はＬレベノレからＨレベノ宅変るが
、この信号Ｓ２をインノく一タ１ｎによつて信号Ｓ′２
に反転させアンド回路ＡＧ３に入力する。この結果アン
ド回路ＡＧ３は矩形波ＳＥで示される期間だけ開いて出
力パルスＳ５を通過させる。この時通過したパルス即ち
Ｓ。をカウンタ１３で計数し、以下は前述の如くしてナ
イフエツジ１ａの移動量を求め、定数掛算回路１４で１
．５６を掛ければビーム径を測定でき、次いでこれを出
力系１５で表示もしくは記録する。なおナイフエツジ１
ａを矢印Ｆ２方向に移動させ、レーザビームを遮蔽して
ゆく場合についても図示して説明しないが、第１の実施
例と同様に測定することができる。このようなナイフエ
ツジを前進および後退させてのビーム径測定を回転板１
ｂのある位置で行なつたら、次は該回転板を所定角度回
転させ、その位置でナイフエツジを前後進させて測定を
行ない、以下同様にして回転、ナイフエツジ移動を行な
い、必要に応じて最大３６００に亘る各方向から、そし
てビーム遮断時、および開放時の各ビーム径測定を行な
う。以上詳細に説明したように本発明によればビーム径
を自動的に各種態様で、簡単正確に測定することができ
る。
第１図はビーム断面のエネルギー分布を示すグラフ、第
２図はナイフエツジ移動量に対する光検知器の受光量を
示すグラフ、第３図および第７図は本発明の第１、第２
の実施例の構成を示すプロック図、第４図は本発明装置
の機構部分を示す斜視図、第５図は計測回路の具体例を
示す回路図、第６図イ，口のＡ，ｂは第３図に示すビー
ム径測定装置の動作説明用の波形図、第８図Ａ，ｂは第
７図に示すビーム径測定装置の動作説明用の波形図であ
る。 図で１ａは遮光部材、１ｂは回転板、２ａは光検知器、
３はパルスモータ、５はゲイン調整用増幅器、６はオフ
セツト調整器、７はメーター、８，９はコンパレータ、
１０は計測回路、１３はカウンタ回路、１４は定数掛算
回路である。
２図はナイフエツジ移動量に対する光検知器の受光量を
示すグラフ、第３図および第７図は本発明の第１、第２
の実施例の構成を示すプロック図、第４図は本発明装置
の機構部分を示す斜視図、第５図は計測回路の具体例を
示す回路図、第６図イ，口のＡ，ｂは第３図に示すビー
ム径測定装置の動作説明用の波形図、第８図Ａ，ｂは第
７図に示すビーム径測定装置の動作説明用の波形図であ
る。 図で１ａは遮光部材、１ｂは回転板、２ａは光検知器、
３はパルスモータ、５はゲイン調整用増幅器、６はオフ
セツト調整器、７はメーター、８，９はコンパレータ、
１０は計測回路、１３はカウンタ回路、１４は定数掛算
回路である。
Claims (1)
- １ 遮光部材を移動させて光ビームのビーム径を測定す
る装置において、光ビームを受光する光検知器と、モー
タにより定速移動して該ビームを横切り、該光検知器に
入射する光量を変化させる遮光部材と、該光検知器から
の出力を第１の基準値および第２の基準値と比較し、該
出力がこれらの基準値の間にある期間の遮光部材の移動
量を求める回路と、該移動量に定数を乗じてビーム径を
算出する定数掛算回路とを備えることを特徴とするビー
ム径測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11090677A JPS592848B2 (ja) | 1977-09-14 | 1977-09-14 | ビ−ム径測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11090677A JPS592848B2 (ja) | 1977-09-14 | 1977-09-14 | ビ−ム径測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5444581A JPS5444581A (en) | 1979-04-09 |
| JPS592848B2 true JPS592848B2 (ja) | 1984-01-20 |
Family
ID=14547650
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11090677A Expired JPS592848B2 (ja) | 1977-09-14 | 1977-09-14 | ビ−ム径測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS592848B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5499094A (en) * | 1994-12-21 | 1996-03-12 | Eastman Kodak Company | Apparatus and method for measuring the length and width of a spot of light utilizing two different masks |
| JP7283954B2 (ja) * | 2019-04-08 | 2023-05-30 | 株式会社ディスコ | レーザービーム調整機構 |
-
1977
- 1977-09-14 JP JP11090677A patent/JPS592848B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5444581A (en) | 1979-04-09 |
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