JPS6066737A

JPS6066737A - レ−ザ照射装置

Info

Publication number: JPS6066737A
Application number: JP58174651A
Authority: JP
Inventors: 斎藤　正男; 一朗福本; 卓山本; 彰石森
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1983-09-20
Filing date: 1983-09-20
Publication date: 1985-04-16

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔発明の技術分野〕この発明は、レーザ照射装置に関するもので、特に、反
射鏡マニピュレータ、可撓性金属管、光ファイバなどの
導光路によってレーザビームを伝達し、その伝達された
レーザビームを集光レンズによって被照射体上に集光す
るように構成されたレーザ照射装置を対象として、その
装置のレーザ照射出力モニタの改良に関するものである
。

レーザ照射装置としては、例えば、レーザメス、レーザ
加工機のように被照射体に何らかの処置を施すもの、さ
らに、単にレーザを照射するもの等が知られているが、
以下の説明ではレーザメスの場合を例に取りあげて説明
する。

〔従来技術〕

従来のレーザメスとしては第１図に示すものがあった。

図において、（１）は加工用レーザ発振器、（２）は導
光路で、この導光路（２）としては、前述のように反射
鏡マニピュレータ、可撓性金属管、光ファイバなどによ
って構成されている。（３）はハンドピース、（４）は
集光レンズ、（５）は加工用レーザビームをオン・オフ
するためのシャッタ、（６）はオン・オフ用フットスイ
ッチ、（７）はシャッタ駆動回路、（８）は照準光用可
視レーザ発振器、（９）は筐体で、この筐体（９）内に
はレーザ発振用電源、冷却装置および制御装置が収容さ
れている。

次に動作について説明する。照準光用可視レーザ（８）
によって作業用レーザの照射部を指示した後、フットス
イッチ（６）のＯＮ操作によりシャッター駆動回路（７
）が動作し、シャッター（５）が図示点線位置から図示
実線位置に駆動される。すると、レーザ発振管（１）に
よって照射された加工用レーザは導光路（２）を通りハ
ンドピース（３）および集光レンズ（４）を介して対象
物に照射される。この種の装置のレーザ出力をモニタす
る方法としては、従来レーザ励起電流から算出して適宜
ハンドピース先端の出力をパワーメータで測定して校正
する方法、レーザ発振管のレーザ光放射と反対側のミラ
ーを９９％ミラーにしてそこから放射される光を常時測
定する方法、シャッタあるいはビームスプリッタ等の反
射光を測定する方法などが用いられていた。

これら従来のレーザ出力モニタ法はすべて導光路におけ
るパワー損失が一定であることを前提としてレーザ発振
管出力の測定結果のみを用いてレーザ照射端出力を類推
しているため、実際の作業に必要な情報であるレーザ照
射端の出力を常時モニタしているわけではなく、光軸の
ずれや導光路の損傷・劣化によって生じる導光路のパワ
ー損失の変化を検知できないという欠点がある。特に導
光路に金属管やファイバを用いる場合には導光路を曲げ
て使用するためレーザ照射端出力が変化して測定誤差が
大きくなるという欠点があり、また導光路内の異常を検
出できないなどの欠点があった。

〔発明の概要〕

この発明は上記のような従来のものの欠点を除去するた
めになされたもので、集光レンズ（４）の反射光強度を
検出することにより、レーザ発振管の状態や導光路の状
態の影響を含めた実際のレーザ照射端出力を常時測定す
ることのできるレーザ照射装置を提供するものである。

〔発明の実施例〕

以下、この発明の一実施例を図について説明する。第２
図は一実施例のハンドピースの部分を示した図であり、
（４）は光軸をレーザビームの入射方向に対して傾けた
集光レンズ、（ＩＩは集光レンズ（４）に入射されるレ
ーザビーム、ａηは集光レンズによって反射されたレー
ザビーム、（２）は光検出器、α葎はレーザビームを照
射する対象物である。第８図はこの実施例の全体の構成
を示した図であり、Ｑ４は光検出器＠の信号線、συは
光検出器＠によって得た結果を表示する表示部である。

次に動作について説明する。レーザ発振管（１）によっ
て照射された加工用レーザは導光路（２）を通りハンド
ピース（３）および光軸を傾けた集光レンズ（４）を介
して対象物０３に照射される。この際、集光レンズ（４
）に入射されるレーザビーム（１１）の１部例えばＣ０
２レーザに対するＺｎ５ｅレンズでは約１％は集光レン
ズの表面で反射され、レンズの光軸が傾いているために
入射ビームの方向と異なった方向に・照射される次いで
、反射ビーム０υの１部を光検出器（２）で受ける。こ
の出力を表示部ａυに送りレンズの表面状態、ビームの
入射位置および入射角、ビーム径およびビームのモード
が変わらないならば光検出器０４の出力とレーザビーム
Ｑ□の出力の間に１対１の一定な対応関係が成り立つこ
とを利用して、あらかじめ設定した対応関係に従って表
示部００ではレーザビームＱ□の出力を算出し表示する
。

この結果導光路の特性変化の影響も含めた実際のレーザ
照射端出力を常時測定することが可能である。

なお上記実施例では、反射ビーム０υの一部を光検出器
（２）で受けるとしたが、光検出器（６）の受光面積を
入射ビームにかからない程度に大きくしたり、集光レン
ズの形状を工夫することで反射ビーム０υのすべてを受
光することも可能である。第４図は光検出器の受光面積
を大きくした場合の実施例を示すもので、この実施例に
よると、入射ビームがハンドピースの内壁および光検出
器に直接触れない限り、ビームの入射位置、入射角、ビ
ーム径、ビームのモードが変化しても影響を受けずに安
定に照射端出力のモニタができる。第５図は集光レンズ
の入射側を凹面にした場合の実施例で、凹面によってビ
ームが集束せられる位置に光検出器を設置すれば第４図
の場合と同等の効果を奏する。

なお上記実施例では集光レンズ（４）の光軸を傾けて使
用したが、集光レンズ（４）の入射側を凸面とすれば光
軸を傾けなくてもレーザ出力の測定が可能である。第６
図はこの場合の実施例で、集光レンズで反射したビーム
は広がりを持っているので、その１部が光検出器０４で
検出される。この場合、入射ビームのずれなどの影響を
少なくするためには、光検出器をビームの周囲に複数個
設置すればよい。

ところで上記説明ではこの発明をレーザメスに利用する
場合について述べたが、導光路を持つレーザ加工機にも
利用することができる。

〔発明の効果〕

この発明によれば、以上のように導光路からのレーザビ
ームの集光レンズによる反射光を検出することにより、
導光路の状態変化のモニタも含めたシステム全体として
の実際のレーザ照射端出力を常時モニタすることができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のレーザメスを示す構成図、第２図は本発
明の一実施例のハンドピースの部分を示す縦断面図、第
８図は一実施例を示す構成図、第４図、第５図、第６図
は本発明の他の実施例を示す構成図である。（１）・・・作業用レーザ発振管、（２）・・・導光路
、（３）・・・ハンドピース、（４）・・・集光レンズ
、（５）・・・シャッター、（６）・・・フットスイッ
チ、（７）・・・シャッター駆動回路、（８）・・・照
準光用可視レーザ発振部、（９）・・・レーザメス本体
、ＯＱ・・・入射ビーム、ａη・・・反射ビーム、（２
）・・・光検出器、０罎・・・対象物、０荀・・・レー
ザ出力信号線、０Ｑ・・・表示部。なお図中同一符号は同一もしくは相当部分を示す。代理人　大岩増雄第２図第４図　第５図第６図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）レーザ発振器からのレーザビームを導光路によっ
て伝達し、集光レンズによって上記レーザビームを被照
射体上に集光するレーザ照射装置において、上記集光レ
ンズにおけるレーザビームの反射光強度を検出する検出
手段を備え、上記検出手段によって得られた値からレー
ザ照射出力をめるようにしたことを特徴とするレーザ照
射装置。