JPS6141676B2 - - Google Patents
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- JPS6141676B2 JPS6141676B2 JP57206687A JP20668782A JPS6141676B2 JP S6141676 B2 JPS6141676 B2 JP S6141676B2 JP 57206687 A JP57206687 A JP 57206687A JP 20668782 A JP20668782 A JP 20668782A JP S6141676 B2 JPS6141676 B2 JP S6141676B2
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- optical fiber
- laser beam
- light
- laser
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- Expired
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- 230000006866 deterioration Effects 0.000 claims description 5
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 8
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
- B23K26/03—Observing, e.g. monitoring, the workpiece
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Laser Beam Processing (AREA)
- Laser Surgery Devices (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は、レーザー光線を光フアイバーにて目
的部位に導き、溶接、切断、あるいは患部の切
開・蒸散等を行なうレーザー加工装置に関するも
のである。
的部位に導き、溶接、切断、あるいは患部の切
開・蒸散等を行なうレーザー加工装置に関するも
のである。
従来例の構成とその問題点
従来例を、レーザー加工装置の中の特にレーザ
ーメス装置について説明すると、YAGあるいは
CO2レーザー光線を作業光とし、患部の切開ある
いは蒸散等を行なうレーザーメス装置に於いて、
レーザー光線を手術部位に導く手段としては、複
数個の反射鏡によりレーザー光線を導くいわゆる
ミラー関節方式と、現在実用化されつつある光フ
アイバー方式とがある。ミラー関節方式は、操作
性や保守等の面で問題があるため、光フアイバー
方式の実用化が望まれている。YAGレーザー光
に対しては石英フアイバーが用いられている。一
方、CO2レーザー光線が透過可能な光フアイバー
材料としては、〓化タリウムと臭化タリウムとの
混晶物（以下KRS−５と称す）等が挙げられ
る。このKRS−５は多結晶構造を有するため、
非常に脆く、ある曲率以上に曲げると折れるとい
う欠点がある。このため、KRS−５を曲率制限
型の外被で覆い、ある曲率までは殆んど抵抗なく
自由に曲げられるが、一定の曲率以上には曲がら
ないようにして用いている。またこれら光フアイ
バーは、例えばその直径が0.5mmという非常に細
い中を数十ワツトものレーザー光線が通過するた
め、光フアイバー内の損失により光フアイバーの
温度が上昇する。
ーメス装置について説明すると、YAGあるいは
CO2レーザー光線を作業光とし、患部の切開ある
いは蒸散等を行なうレーザーメス装置に於いて、
レーザー光線を手術部位に導く手段としては、複
数個の反射鏡によりレーザー光線を導くいわゆる
ミラー関節方式と、現在実用化されつつある光フ
アイバー方式とがある。ミラー関節方式は、操作
性や保守等の面で問題があるため、光フアイバー
方式の実用化が望まれている。YAGレーザー光
に対しては石英フアイバーが用いられている。一
方、CO2レーザー光線が透過可能な光フアイバー
材料としては、〓化タリウムと臭化タリウムとの
混晶物（以下KRS−５と称す）等が挙げられ
る。このKRS−５は多結晶構造を有するため、
非常に脆く、ある曲率以上に曲げると折れるとい
う欠点がある。このため、KRS−５を曲率制限
型の外被で覆い、ある曲率までは殆んど抵抗なく
自由に曲げられるが、一定の曲率以上には曲がら
ないようにして用いている。またこれら光フアイ
バーは、例えばその直径が0.5mmという非常に細
い中を数十ワツトものレーザー光線が通過するた
め、光フアイバー内の損失により光フアイバーの
温度が上昇する。
ところで、レーザーメス装置の使用中に光フア
イバーが折損あるいは溶融したような場合には、
高出力のレーザー光線が外被を貫通する可能性も
あり、患者はもちろん術者等の周囲の人々は大変
危険な状態に陥ることになる。またKRS−５が
溶融する時に発生する蒸気は人体にとつて何らか
の影響を与える可能性があるため、光フアイバー
の溶融は何としても避けなければならず、このた
め、光フアイバーの劣化状態を監視するために従
来から種々の方法が試みられて来たがいずれも不
完全なものであつた。
イバーが折損あるいは溶融したような場合には、
高出力のレーザー光線が外被を貫通する可能性も
あり、患者はもちろん術者等の周囲の人々は大変
危険な状態に陥ることになる。またKRS−５が
溶融する時に発生する蒸気は人体にとつて何らか
の影響を与える可能性があるため、光フアイバー
の溶融は何としても避けなければならず、このた
め、光フアイバーの劣化状態を監視するために従
来から種々の方法が試みられて来たがいずれも不
完全なものであつた。
例えば光フアイバーの温度を検出して、温度上
昇が検出された場合には、直ちにCO2レーザーの
発振を停止させるようにしたレーザーメス装置に
於いては、光フアイバーの温度を検出するため
に、温度によつて電気抵抗が変化する樹脂テープ
等を光フアイバーの周囲に巻き付ける方法等が考
えられる。しかしこの場合には、樹脂テープ等に
より光フアイバーの大きな利点の一つである可撓
性を損なつたり、また光フアイバーの光透過特性
に影響を及ぼしたりするという問題があつた。
昇が検出された場合には、直ちにCO2レーザーの
発振を停止させるようにしたレーザーメス装置に
於いては、光フアイバーの温度を検出するため
に、温度によつて電気抵抗が変化する樹脂テープ
等を光フアイバーの周囲に巻き付ける方法等が考
えられる。しかしこの場合には、樹脂テープ等に
より光フアイバーの大きな利点の一つである可撓
性を損なつたり、また光フアイバーの光透過特性
に影響を及ぼしたりするという問題があつた。
発明の目的
本発明は上記従来の欠点を解消するもので、光
フアイバーの可撓性や光透過特性を損なうことな
く光フアイバーの劣化状態を確実に監視できるレ
ーザー加工装置を提供することを目的とする。
フアイバーの可撓性や光透過特性を損なうことな
く光フアイバーの劣化状態を確実に監視できるレ
ーザー加工装置を提供することを目的とする。
発明の構成
上記目的を達するため、本発明のレーザー加工
装置は、レーザー光線発生手段と、このレーザー
光線発生手段より発生するレーザー光線を伝送す
る光フアイバーと、前記レーザー光線を集光して
前記光フアイバーに入射させる入射側集光レンズ
と、前記光フアイバーから出射されるレーザー光
線を集光・結像させる出射側集光レンズと、前記
入射側集光レンズにより集光される略円錐状光束
を取り巻く位置に配置されて前記光フアイバーか
らの反射光を受光する受光素子と、この受光素子
の出力から前記光フアイバーの劣化状態を監視す
る制御部とを備えた構成である。
装置は、レーザー光線発生手段と、このレーザー
光線発生手段より発生するレーザー光線を伝送す
る光フアイバーと、前記レーザー光線を集光して
前記光フアイバーに入射させる入射側集光レンズ
と、前記光フアイバーから出射されるレーザー光
線を集光・結像させる出射側集光レンズと、前記
入射側集光レンズにより集光される略円錐状光束
を取り巻く位置に配置されて前記光フアイバーか
らの反射光を受光する受光素子と、この受光素子
の出力から前記光フアイバーの劣化状態を監視す
る制御部とを備えた構成である。
実施例の説明
以下、本発明の一実施例について、図面に基づ
いて説明する。
いて説明する。
第１図はレーザー加工装置の一例としてのCO2
レーザーメスの外観斜視図であり、１はCO2レー
ザー発振管及びこれより発射されたCO2レーザー
光線を集光するための集光レンズが組み込まれた
ハウジング、２は電源及び制御部、３はハウジン
グ１を所定の高さに支持するための支柱、４は内
部にKRS−５等の赤外光用光フアイバーが組み
込まれた曲率制限型の保護管、５は保護管４をハ
ウジング１に固定するためのコネクタ部、６は光
フアイバーから出射された赤外光を集光するため
の集光レンズを組み込んだハンドピースで、この
ハンドピース６は術者が手に持つて操作する部分
である。
レーザーメスの外観斜視図であり、１はCO2レー
ザー発振管及びこれより発射されたCO2レーザー
光線を集光するための集光レンズが組み込まれた
ハウジング、２は電源及び制御部、３はハウジン
グ１を所定の高さに支持するための支柱、４は内
部にKRS−５等の赤外光用光フアイバーが組み
込まれた曲率制限型の保護管、５は保護管４をハ
ウジング１に固定するためのコネクタ部、６は光
フアイバーから出射された赤外光を集光するため
の集光レンズを組み込んだハンドピースで、この
ハンドピース６は術者が手に持つて操作する部分
である。
第２図は要部の構成図、第３図は受光素子の正
面図であり、７はCO2レーザー発振管より出射さ
れたCO2レーザービーム８を集光し、KRS−５等
で構成される光フアイバー９の入射端９ａに入射
させるための入射側集光レンズ、１０は光フアイ
バー９の出射端９ｂから出射される赤外光線を集
光・結像させるための出射側集光レンズである。
１１は熱電対等により構成される受光素子で、入
射側集光レンズ７と同芯状に設置されており、中
央部に入射側集光レンズ７により集光されたCO2
レーザービーム８が通過可能な穴１１ａが形成さ
れている。１２は受光素子１１の出力信号の増幅
や処理を行なう制御部であり、受光素子１１の出
力信号を常時監視すると共に、異常があれば直ち
にCO2レーザー発振管の発振を停止させる。
面図であり、７はCO2レーザー発振管より出射さ
れたCO2レーザービーム８を集光し、KRS−５等
で構成される光フアイバー９の入射端９ａに入射
させるための入射側集光レンズ、１０は光フアイ
バー９の出射端９ｂから出射される赤外光線を集
光・結像させるための出射側集光レンズである。
１１は熱電対等により構成される受光素子で、入
射側集光レンズ７と同芯状に設置されており、中
央部に入射側集光レンズ７により集光されたCO2
レーザービーム８が通過可能な穴１１ａが形成さ
れている。１２は受光素子１１の出力信号の増幅
や処理を行なう制御部であり、受光素子１１の出
力信号を常時監視すると共に、異常があれば直ち
にCO2レーザー発振管の発振を停止させる。
次に動作を説明する。入射側集光レンズ７によ
り集光されたCO2レーザービーム８は、光フアイ
バー９の入射端９ａより入射し、大部分のCO2レ
ーザービーム８は光フアイバー９の出射端９ｂよ
り出射し、出射側集光レンズ１０により集光され
て、患部の切開及び蒸散等を行なう。また、光フ
アイバー９に入射したCO2レーザービーム８の一
部は、出射端９ｂで反射し、再び光フアイバー９
を通過して入射端９ａより反射光１３として出射
される。一般に、KRS−５等の多結晶フアイバ
ー内を通過した光は、結晶境界面での散乱や光フ
アイバー表面状態等の影響で、光フアイバーに入
射する時の角度よりも広がつて出射される。
り集光されたCO2レーザービーム８は、光フアイ
バー９の入射端９ａより入射し、大部分のCO2レ
ーザービーム８は光フアイバー９の出射端９ｂよ
り出射し、出射側集光レンズ１０により集光され
て、患部の切開及び蒸散等を行なう。また、光フ
アイバー９に入射したCO2レーザービーム８の一
部は、出射端９ｂで反射し、再び光フアイバー９
を通過して入射端９ａより反射光１３として出射
される。一般に、KRS−５等の多結晶フアイバ
ー内を通過した光は、結晶境界面での散乱や光フ
アイバー表面状態等の影響で、光フアイバーに入
射する時の角度よりも広がつて出射される。
一方、光フアイバー９の入射端９ａで反射する
CO2レーザー光線は、光フアイバー９の影響を殆
んど受けないので、入射端９ａに入射されるCO2
レーザービーム８とほぼ同じ角度で反射する。
CO2レーザー光線は、光フアイバー９の影響を殆
んど受けないので、入射端９ａに入射されるCO2
レーザービーム８とほぼ同じ角度で反射する。
反射光１３の一部の光は、受光素子１１の一部
に照射され、通常状態では受光素子１１は一定出
力を制御部１２に出力している。もし、光フアイ
バー９に折損、焼損等の異常が発生すると、反射
光１３の入射端９ａからの出射角が広がり、反射
光１４となるか、あるいは、反射光がなくなる。
すなわち、受光素子１１に照射される赤外光の量
が変化するため、受光素子１１の出力が急激に変
化し、制御部１２が光フアイバー９の異常を判断
してCO2レーザー発振管の発振を停止させる。
に照射され、通常状態では受光素子１１は一定出
力を制御部１２に出力している。もし、光フアイ
バー９に折損、焼損等の異常が発生すると、反射
光１３の入射端９ａからの出射角が広がり、反射
光１４となるか、あるいは、反射光がなくなる。
すなわち、受光素子１１に照射される赤外光の量
が変化するため、受光素子１１の出力が急激に変
化し、制御部１２が光フアイバー９の異常を判断
してCO2レーザー発振管の発振を停止させる。
発明の効果
以上説明したように本発明によれば、光フアイ
バーの入射端からの反射光を受光素子で受け、こ
の受光素子の出力を制御部で常時監視するので、
異常があれば直ちにレーザー発振管の発振を停止
させることができ、光フアイバーの可撓性の光透
過特性を損なうことなく光フアイバーの劣化状態
の監視を確実に行ない得る。
バーの入射端からの反射光を受光素子で受け、こ
の受光素子の出力を制御部で常時監視するので、
異常があれば直ちにレーザー発振管の発振を停止
させることができ、光フアイバーの可撓性の光透
過特性を損なうことなく光フアイバーの劣化状態
の監視を確実に行ない得る。
第１図は本発明の一実施例におけるCO2レーザ
ーメス装置の外観斜視図、第２図は同装置の要部
構成図、第３図は受光素子の正面図である。 ７……入射側集光レンズ、９……光フアイバ
ー、１０……出射側集光レンズ、１１……受光素
子、１２……制御部。
ーメス装置の外観斜視図、第２図は同装置の要部
構成図、第３図は受光素子の正面図である。 ７……入射側集光レンズ、９……光フアイバ
ー、１０……出射側集光レンズ、１１……受光素
子、１２……制御部。
Claims (1)
- １ レーザー光線発生手段と、このレーザー光線
発生手段より発生するレーザー光線を伝送する光
フアイバーと、前記レーザー光線を集光して前記
光フアイバーに入射させる入射側集光レンズと、
前記光フアイバーから出射されるレーザー光線を
集光・結像させる出射側集光レンズと、前記入射
側集光レンズにより集光される略円錐状光束を取
り巻く位置に配置されて前記光フアイバーからの
反射光を受光する受光素子と、この受光素子の出
力から前記光フアイバーの劣化状態を監視する制
御部とを備えたレーザー加工装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57206687A JPS5997785A (ja) | 1982-11-24 | 1982-11-24 | レ−ザ−加工装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57206687A JPS5997785A (ja) | 1982-11-24 | 1982-11-24 | レ−ザ−加工装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5997785A JPS5997785A (ja) | 1984-06-05 |
| JPS6141676B2 true JPS6141676B2 (ja) | 1986-09-17 |
Family
ID=16527446
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57206687A Granted JPS5997785A (ja) | 1982-11-24 | 1982-11-24 | レ−ザ−加工装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5997785A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0661336B2 (ja) * | 1985-10-31 | 1994-08-17 | 富士写真光機株式会社 | レーザ装置 |
| JPS62163947A (ja) * | 1986-01-14 | 1987-07-20 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 光フアイバの状態監視装置 |
| US20210301369A1 (en) * | 2020-03-30 | 2021-09-30 | Airbus Sas | Laser Shock Peening Apparatus |
-
1982
- 1982-11-24 JP JP57206687A patent/JPS5997785A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5997785A (ja) | 1984-06-05 |
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