JPS61232077A - Laser beam machining device - Google Patents
Laser beam machining deviceInfo
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- JPS61232077A JPS61232077A JP60072774A JP7277485A JPS61232077A JP S61232077 A JPS61232077 A JP S61232077A JP 60072774 A JP60072774 A JP 60072774A JP 7277485 A JP7277485 A JP 7277485A JP S61232077 A JPS61232077 A JP S61232077A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、例えば金属を代表とする高反射率の加工物
を、レーザ光を用いて加工を行うレーザ加工装置に関す
るものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Application Field] The present invention relates to a laser processing apparatus for processing a workpiece having a high reflectance, typically a metal, using a laser beam.
従来この種のレーザ加工装置としては、第４図に示すも
のがあった。第４図は従来のレーザ加工装置を示す概略
構成図である。図において、（１）はレーザ光の部分透
過鏡、（２）は約１％程度の光透過率を持った反射鏡、
（３）はレーザ媒質、（４）は全反射鏡、（５）は加工
物、（６）はパワーメータ、（７ａ）は部分透過鏡（１
）からの出射レーザ光、（７ｂ）は加工物（５）への入
射レーザ光、（７ｃ）、 （７ｄ）は加工物（５）カ
ラの反射レーザ光、（至）、ｎはそれぞれ反射鏡（２）
を透過するモレ光、（８）はレーザ発振器である。As a conventional laser processing apparatus of this type, there is one shown in FIG. FIG. 4 is a schematic configuration diagram showing a conventional laser processing apparatus. In the figure, (1) is a partially transmitting mirror for laser light, (2) is a reflecting mirror with a light transmittance of about 1%,
(3) is the laser medium, (4) is the total reflection mirror, (5) is the workpiece, (6) is the power meter, and (7a) is the partially transmitting mirror (1
), (7b) is the incident laser beam on the workpiece (5), (7c) and (7d) are the reflected laser beams on the workpiece (5), and (to) and n are the reflecting mirrors, respectively. (2)
(8) is a laser oscillator.
次に、上記第４図に示す従来のレーザ加工装置の動作に
ついて説明する。部分透過鏡（１ンと反射鏡（２）とで
構成されるレーザ発振器（８）中で、レーザ媒質（３）
により生成される直線偏光したレーザ光は、上記レーザ
発振器（８）内で往復を繰り返して増幅され、このレー
ザ光の１部（一般には約数１０％程度）が加工用のレー
ザ光として、部分透過鏡（１）より出射レーザ光（７ａ
）となって出射する。また、反射鏡（２）からは上記加
工用のレーザ光よりもごく少量のレーザ光（例えば、約
１％程度）が漏れ、この漏れたレーザ光はパワーメータ
（６）により検知される。そして、部分透過！ｌ！ （
１）と反射鏡（２）の各透過率が既知であれば、パワー
メータ（６）の出力により出射レーザ光（７ａ）の強度
が分かる。例えば、部分透過鏡（１）と反射ｆｆｌ （
２）の各透過率をそれぞれ２０％、１％、パワーメータ
（６）で検知された出力が１００Ｗであれば、出射レー
ザ光（７ａ）の強度は、
であると見積もりできる。Next, the operation of the conventional laser processing apparatus shown in FIG. 4 will be explained. In a laser oscillator (8) consisting of a partially transmitting mirror (1) and a reflecting mirror (2), a laser medium (3)
The linearly polarized laser light generated by the laser oscillator (8) is amplified by repeatedly going back and forth within the laser oscillator (8), and a portion of this laser light (generally about several 10%) is used as processing laser light. A laser beam (7a) is emitted from a transmitting mirror (1).
) and is emitted. Further, a very small amount of laser light (for example, about 1%) leaks from the reflecting mirror (2) than the laser light for processing, and this leaked laser light is detected by the power meter (6). And partially transparent! l! (
1) and the reflector (2) are known, the intensity of the emitted laser beam (7a) can be determined from the output of the power meter (6). For example, a partially transmitting mirror (1) and a reflecting ffl (
If the respective transmittances of 2) are 20% and 1%, respectively, and the output detected by the power meter (6) is 100 W, the intensity of the emitted laser beam (7a) can be estimated as follows.
実際のレーザ加工の場合について述べると、加工物（５
）が入射レーザ光（７ｂ）の波長において高い反射率を
持つ時は、加工物（５）からの反射レーザ光（７ｃ）、
（７ａ）がレーザ発振器（８）内に入射し、レーザ
媒質（３）で増幅され、ごく少量のレーザ光が反射ｆＡ
（２）からモレ光（ハ）として出射し、パワーメータ
（６）に入射することになる。Regarding the case of actual laser processing, the workpiece (5
) has a high reflectance at the wavelength of the incident laser beam (7b), the reflected laser beam (7c) from the workpiece (5),
(7a) enters the laser oscillator (8), is amplified by the laser medium (3), and a very small amount of laser light is reflected fA
The leakage light (c) is emitted from (2) and enters the power meter (6).
従来のレーザ加工装置は以上の様に構成されているので
、加工物（５）のレーザ加工中においては、加工物（５
）からの反射レーザ光（７ｃ） 、 （７ｄ）もパワ
ーメータ（６）に入射することになる。ところで、加工
物（５）の反射率はレーザ加工の過程でランダムに変化
するものであることを考えると、反射レーザ光（７ｅ）
、 （７ｄ）は出射レーザ光（７ａ）の強度をモニ
タする上において大きな雑音障害となり、このため、レ
ーザ加工中でのレーザ光の出力を正確にモニタすること
はほとんど不可能であった。Since the conventional laser processing device is configured as described above, during the laser processing of the workpiece (5), the workpiece (5) is
) reflected laser beams (7c) and (7d) also enter the power meter (6). By the way, considering that the reflectance of the workpiece (5) changes randomly during the laser processing process, the reflected laser beam (7e)
, (7d) become a major noise obstacle in monitoring the intensity of the emitted laser beam (7a), and for this reason, it has been almost impossible to accurately monitor the output of the laser beam during laser processing.
ところが、複雑な形状を有する加工物（５）のレーザ加
工においては、レーザ加工の状況や速度に応じて、レー
ザ光の出力を可変にする必要があり、従来は加工物（５
）の形状に応じてのレーザ光の出力のコントロールを、
レーザ媒質（３）への入力をコントロールすることによ
り間接的に行っていたが、レーザ媒質（３）への入力と
レーザ光の出力との関係が一時的に変化した場合には、
加工不良が発生するなどの問題点があった。また、加工
物（５）の反射率が著しく高い場合には、反射レーザ光
（７ｃ）。However, when laser processing a workpiece (5) that has a complex shape, it is necessary to vary the output of the laser beam depending on the laser processing situation and speed.
) controls the laser light output according to the shape of the
This was done indirectly by controlling the input to the laser medium (3), but if the relationship between the input to the laser medium (3) and the output of the laser light changes temporarily,
There were problems such as processing defects. In addition, if the reflectance of the workpiece (5) is extremely high, the reflected laser beam (7c).
（７ｄ）のレーザ発振器（８）内での影響を無視するこ
とができず、このため、レーザ発振器で発生するレーザ
光の品質を崩し、加工不良になるという問題点があった
。The influence of (7d) within the laser oscillator (8) cannot be ignored, which causes a problem in that the quality of the laser light generated by the laser oscillator deteriorates, resulting in processing defects.
このような問題点はレーザ発振器より出射する直線偏光
化したレーザ光を１／４波長板により円偏光化して加工
物を加工するレーザ加工装置に対しても同様に言える。Such problems can be similarly applied to laser processing apparatuses that process a workpiece by converting linearly polarized laser light emitted from a laser oscillator into circularly polarized light using a quarter-wave plate.
この発明は上記のような問題点を解決するためになさね
たもので、加工物から反射してくる光がレーザ発振器内
に戻らず、安定したレーザ光による加工ができるレーザ
加工装＃を提供するものである。This invention was made in order to solve the above-mentioned problems, and provides a laser processing device that can perform processing using stable laser light without allowing the light reflected from the workpiece to return to the laser oscillator. It is something to do.
この発明に係るレーザ加工装置は、レーザ発振器と１／
４波長板との間に、レーザ発振器からの出射レーザ光を
反射させ、加工物からの反射レーザ光を透過させて上記
出射レーザ光と反射レーザ光の光路な異なるようにする
偏光スプリタを設けたものである。The laser processing device according to the present invention includes a laser oscillator and a
A polarization splitter was provided between the four-wavelength plate to reflect the emitted laser light from the laser oscillator and transmit the reflected laser light from the workpiece so that the optical paths of the emitted laser light and the reflected laser light were different. It is something.
この発明における偏光スプリタはレーザ発振器から出射
される直線偏光された出射レーザ光のほとんどを反射す
るが、加工物から反射される反射レーザ光は上記出射レ
ーザ光と方向が９０異なる直線偏光であるため、そのほ
とんどを透過させて上記出射レーザ光と反射レーザ光と
の光路を異なるようにする。The polarization splitter in this invention reflects most of the linearly polarized output laser light emitted from the laser oscillator, but the reflected laser light reflected from the workpiece is linearly polarized light whose direction is 90 degrees different from the above-mentioned output laser light. , most of it is transmitted so that the optical paths of the emitted laser light and the reflected laser light are different.
以下、この発明の実施例を図について説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
第１図はこの発明の一実施例であるレーザ加工装置を示
す概略構成図で、第４図と同一部分は同一符号を用いて
茨示してあり、その詳細な説明は省略する。図において
、四はダンパ、（イ）はＳ波相全反射鏡、ＯＱは１／４
波長板、Ｑ枠はコーディング…を施した偏光スプリタ、
（７７ａ）は偏光スプリタ（至）からのＳ方向に直線偏
光された出射レーザ光、σ７ｂ）は１／４波長板顛によ
り円偏光されて加工物（５）へ入射する入射レーザ光、
（７７ｃ） ｕ加工物（５）からの反射レーザ光、（７
７ｄ）は１／４波長板−によりＰ方向に偏光されて偏光
スプリタ（ハ）へ入射するレーザ光である。FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a laser processing apparatus which is an embodiment of the present invention. The same parts as in FIG. 4 are indicated by the same reference numerals, and detailed explanation thereof will be omitted. In the figure, 4 is a damper, (A) is an S-wave phase total reflection mirror, and OQ is 1/4
Wave plate, Q frame is a polarization splitter with coding...
(77a) is an output laser beam linearly polarized in the S direction from the polarization splitter (to), σ7b) is an incident laser beam that is circularly polarized by a quarter-wave plate and enters the workpiece (5),
(77c) u Reflected laser beam from workpiece (5), (7
7d) is a laser beam that is polarized in the P direction by the 1/4 wavelength plate and enters the polarization splitter (c).
第２図は、第１図のレーザ加工装置の各部分における各
レーザ光の偏光度を示す図である。図において、ＳはＳ
波成分のレーザ光の偏光を示し、ＰはＰ波成分のレーザ
光の偏光を示している。FIG. 2 is a diagram showing the degree of polarization of each laser beam in each part of the laser processing apparatus shown in FIG. 1. In the figure, S is S
P indicates the polarization of the laser beam of the wave component, and P indicates the polarization of the laser beam of the P wave component.
次に、上記第１図に示すこの発明の一実施例であるレー
ザ加工装置の動作について説明する。部分透過鏡（１）
、反射鏡（２）及びＳ波相全反射鏡…により構成される
レーザ発振器からは、Ｓ方向に直線偏光されたレーザ光
が出射し、Ｓ波成分を反射する様に設置された偏光スプ
リタ（ハ）により反射され、これよりの出射レーザ光σ
７ａ）は１／４波長板■によって円偏光された後、加工
物（５）への入射レーザ光（７７ｂ）となって加工物（
５）に入射して加工を行う。Next, the operation of the laser processing apparatus shown in FIG. 1, which is an embodiment of the present invention, will be explained. Partially transparent mirror (1)
, a reflecting mirror (2), and an S-wave phase total reflection mirror... A laser beam linearly polarized in the S direction is emitted from a laser oscillator composed of a reflecting mirror (2) and an S-wave phase total reflection mirror, and a polarization splitter ( c) and the emitted laser beam σ
7a) is circularly polarized by the quarter-wave plate ■, and then becomes the incident laser beam (77b) on the workpiece (5).
5) to perform processing.
この時、加工物（５）からの反射レーザ光σ７ｃ）は反
射により円偏光の回転方向が逆になるため、１／４波長
板−によりＰ方向に偏光され、レーザ光（７７ｄ）とし
て偏光スプリタ（ハ）に入射する。偏光スプリタ（ハ）
はその性質上、Ｐ波成分はそのほとんどが透過′され、
ダンパαＱによって吸収され、る。At this time, the reflected laser beam σ7c) from the workpiece (5) is polarized in the P direction by the 1/4 wavelength plate because the rotation direction of the circularly polarized light is reversed due to reflection, and the laser beam (77d) is converted into a polarization splitter. It is incident on (c). Polarization splitter (c)
Due to its nature, most of the P wave component is transmitted,
It is absorbed by damper αQ.
従って、レーザ発振器からの出射レーザ光（７７ａ）
。Therefore, the laser beam (77a) emitted from the laser oscillator
.
σ７ｂ）と加工物からの反射レーザ光（７７ｃ） 、
（７７ｄ）の光路は異なるようになる。一方、レーザ発
振器内で発生したレーザ光の１部は、反射鏡（２）から
モレ光（至）となって漏れ、この漏れたレーザ光はパワ
ーメータ（６）に入射する。したがって、上記した様な
構成により、パワーメータ（６）は正確にレーザ発振器
から出射するレーザ光のパワーのみを検知することがで
きる。σ7b) and the reflected laser beam from the workpiece (77c),
The optical path of (77d) becomes different. On the other hand, a part of the laser light generated in the laser oscillator leaks from the reflecting mirror (2) as leak light, and this leaked laser light enters the power meter (6). Therefore, with the above configuration, the power meter (6) can accurately detect only the power of the laser beam emitted from the laser oscillator.
なお、上記実施例では、反射鏡（２）からのモレ光（ハ
）により、加工物（５）へのレーザ光の入射強度を見積
もる例について説明したが、第６図に示す様に、部分透
過鏡（１）と偏光スプリタ（ハ）との間にウィンドｅ４
を挿入し、このウィンドーにより透過光の約０．４チ程
度の反射光（至）をモニタする構成としても良い。In the above embodiment, an example was explained in which the incident intensity of the laser beam to the workpiece (5) is estimated by the leakage light (c) from the reflecting mirror (2), but as shown in FIG. Window e4 between the transmitting mirror (1) and the polarization splitter (c)
may be inserted, and the reflected light of about 0.4 inches of the transmitted light may be monitored using this window.
また、上記実施例において使用した偏光スプリタ（ハ）
として、ブリュスタウインドを用いることも５Ｔ能であ
る。In addition, the polarization splitter (c) used in the above example
It is also possible to use a Brewster window as a 5T function.
〔発明の効果〕
以上のように、この発明によれば、レーザ発振器からの
出射レーザ光を反射させ、加工物からの反射レーザ光を
透過させて上記出射レーザ光と反射レーザ光の光路を異
なるようにする偏光スプリタを、レーザ発振器と１／４
波長板との間に配設したので、安定したレーザ光が得ら
れ、良質のレーザ加工ができる効果がある。[Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, the emitted laser light from the laser oscillator is reflected, and the reflected laser light from the workpiece is transmitted, so that the optical paths of the emitted laser light and the reflected laser light are different. A polarization splitter that makes the laser oscillator and 1/4
Since it is placed between the laser beam and the wavelength plate, stable laser light can be obtained and high-quality laser processing can be performed.
第１図はこの発明の一実施例によるレーザ加工装置を示
す概略構成図、第２図はこの発明の一実施例によるレー
ザ加工装置の各部分におけるレーザ光の偏光度を示す説
明図、第６図はこの発明の他の実施例によるレーザ加工
装置を示す概略構成図、及び第４図は従来のレーザ加工
装置を示す概略図である
（５） ・・・加工物、（６） ・・・パワーメータ、
（７７ａ）、σ７ｂ）・・・出射レーザ光、（７７ｃ）
、 （７７ｄ）・・・反射レーザ光、顛・・・１部４ｇ
長板、（ハ）・・・偏光スブリタ、（８）・・・レーザ
発振器。
なお、図中、同一符号は同−又は相当部分を示す。
代理人 弁理士 木 村 三 朗
第１図
７８−ｘネー→Ｌスフ°すｙ
第 ２図FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a laser processing apparatus according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is an explanatory diagram showing the degree of polarization of laser light in each part of the laser processing apparatus according to an embodiment of the invention, and FIG. The figure is a schematic configuration diagram showing a laser processing apparatus according to another embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a schematic diagram showing a conventional laser processing apparatus. (5) ... Workpiece, (6) ... power meter,
(77a), σ7b)...Outgoing laser beam, (77c)
, (77d)...Reflected laser light, part...1 part 4g
Long plate, (c)...polarization subrita, (8)...laser oscillator. In addition, in the figures, the same reference numerals indicate the same or corresponding parts. Agent Patent Attorney Sanro Kimura Fig. 1 78-xne → Lsuph°suy Fig. 2
Claims (2)
、上記レーザ光を円偏光化し、加工物に向けて反射させ
る１／４波長板とを備えたレーザ加工装置において、上
記レーザ発振器から出射する出射レーザ光を反射させ、
上記加工物からの反射レーザ光を透過させて上記出射レ
ーザ光と上記反射レーザ光の光路とを異なるようにする
偏光スプリタを、上記レーザ発振器と上記１／４波長板
との間に配設したことを特徴とするレーザ加工装置。(1) In a laser processing device equipped with a laser oscillator that emits a linearly polarized laser beam, and a quarter-wave plate that circularly polarizes the laser beam and reflects it toward the workpiece, the laser beam is emitted from the laser oscillator. Reflects the emitted laser beam,
A polarization splitter is disposed between the laser oscillator and the quarter-wave plate to transmit the reflected laser light from the workpiece so that the emitted laser light and the reflected laser light have different optical paths. A laser processing device characterized by the following.
モニタする手段を備えている特許請求の範囲第１項記載
のレーザ加工装置。(2) The laser processing apparatus according to claim 1, wherein the laser oscillator is provided with means for monitoring its output during processing of the workpiece.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60072774A JPS61232077A (en) | 1985-04-08 | 1985-04-08 | Laser beam machining device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60072774A JPS61232077A (en) | 1985-04-08 | 1985-04-08 | Laser beam machining device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61232077A true JPS61232077A (en) | 1986-10-16 |
| JPH0366077B2 JPH0366077B2 (en) | 1991-10-16 |
Family
ID=13499055
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60072774A Granted JPS61232077A (en) | 1985-04-08 | 1985-04-08 | Laser beam machining device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61232077A (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| DE102007017363A1 (en) | 2007-04-03 | 2008-10-16 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Device and method for processing components |
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-
1985
- 1985-04-08 JP JP60072774A patent/JPS61232077A/en active Granted
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0366077B2 (en) | 1991-10-16 |
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