JPS6215416A - レ−ザ光エネルギ分布測定器 - Google Patents

レ−ザ光エネルギ分布測定器

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JPS6215416A
JPS6215416A JP15467085A JP15467085A JPS6215416A JP S6215416 A JPS6215416 A JP S6215416A JP 15467085 A JP15467085 A JP 15467085A JP 15467085 A JP15467085 A JP 15467085A JP S6215416 A JPS6215416 A JP S6215416A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
energy distribution
laser beam
distribution measuring
substrate
heat sensitive
Prior art date
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Pending
Application number
JP15467085A
Other languages
English (en)
Inventor
Kazuhiro Kayashima
一弘 萱嶋
Kin Nishikawa
欣 西川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP15467085A priority Critical patent/JPS6215416A/ja
Publication of JPS6215416A publication Critical patent/JPS6215416A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01JMEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J1/00Photometry, e.g. photographic exposure meter
    • G01J1/42Photometry, e.g. photographic exposure meter using electric radiation detectors
    • G01J1/4257Photometry, e.g. photographic exposure meter using electric radiation detectors applied to monitoring the characteristics of a beam, e.g. laser beam, headlamp beam

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)

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】 産業上の利用分野 本発明は、レーザ発振管から出射されるレーザ光線ある
いは、光ファイバから出射されるレーザ光線の強度分布
を測定するレーザ光エネルギ分布測定器に関するもので
ある。
従来の技術 現在、急激に普及しつつあるレーザ加工技術においてし
〜ザ光線の性能とレーザ加圧能力この間には、密接力関
係が存在し、特に、し〜ザ光のモードを表わすレーザ光
のエネルギ分布は、加工物の切断能力、穿入能力を決定
する重要な要素であり、使用するレーザ光のエネルギ分
布を知る事は、3 ′\−・ 絶対必要であった。
ところが、エネルギ分布を測定する方法は、種々のもの
が考えられて来たが、いろいろな欠点を持っていた。
例えば、第3図に示しているように、ピンホールを使用
したエネルギ分布測定方法がある。
測定されるレーザ光1は、ピンホール2によって一部分
だけとりだされ、パワーメータ3でエネルギを測定され
る。このピンホールとパワーモニタを、X−Yに微動す
るx−y微動台4を、X−yに微動し、レーザ光をスキ
ャンする事によってレーザ光のエネルギ分布を測定する
方法があった。
発明が解決しようとする問題点 ところが、この方法では、ピンホールのスキャン回数の
多さと、パワーモニタの時定数の遅さく1〜秒)によっ
て、一つの画定に、莫大な時間を要する為に、面倒な測
定となっていた。
又、測定中に、光エネルギやエネルギ分布が、時間変動
をおこすので、この様な長時間のピンホールのエネルギ
分布測定は、正確な測定が難かしい。
他に、焦電形などのセンサアレイを用いて測定する方法
もあるが、センサアレイは、非常に高価であり1.又、
レーザ加工に使用する様な大パワーのレーザ光を、測定
する事は、出来ない。
問題点を解決するだめの手段 上記の問題点を解決する本発明の技術手段は、熱伝導性
の円形基板の表面にレーザ光の受光面を裏側に熱感温素
子群を同心円状に設け、隣りあう熱感温素子の出力を差
動増幅する事によって、レーザ光のエネルギ分布を測定
する事である。
作  用 この技術的手段による作用は次のようになる。
すなわち、レーザ光を受光面に照射し、熱感温素子群の
差動出力する事によって、レーザ光のエネルギ分布を、
瞬時Ktた容易に知る事が出来る。
また、熱感温素子を同心円状に配置j7、エネルギ分布
を測定する為、円形のガウスビームであるレーザ光線の
測定が正確に出来る。
又、アルミナセラミックの円形基板に、サーミ66−ジ スタを蒸着丑たは塗布する事は、容易であり、安価に出
来る。
実施例 本発明の実施例を第1図〜第2図を参照して説明する。
第1図は、本発明によるレーザ光エネルギ分布測定器の
一実施例の構成図である。
アルミナセラミックからなる熱伝導性の高い円形基板5
の表側には、レーザ光6を光吸収する受光面7があり、
裏側の面には、SiC等からなるサーミスト材料をスパ
ッタリング後、焼成したリング型の7個の熱感温素子8
が形成されている。
熱感温素子群の一端は、マイナス電極9によって終端さ
れ、他端はそれぞれ7個の電極10につながれている。
差動増幅回路11は、9,10の電極につながれ隣り合
う熱感温素子の抵抗値の差を電圧変換し、レーザ光のエ
ネルギ分布を出力する。
次に、動作と原理を説明する。
エネルギ分布P(r)をもつレーザ光6が受光面76 
へ−・ に照射されると受光部に熱が発生し、Aの方向に熱の流
れが生じ、エネルギ分布P(r)に対応する径方向の温
度分布T(r)を生じる。
レーザ光のエネルギ分布”(r)と温度分布には以下の
関係がある。
・・・・・・・・・(1) ここで、dは基板厚さ、kは熱伝導率、hは円形基板と
空気この熱伝達係数である。
(1)式右辺第2項の空気への熱伝達は、レーザ光エネ
ルギに比べて充分小さいので無視し、i番目のリング半
径をrl  とすると、(1)式は以下の様になる。
・・・・・・・・・(2) すなわち、温度差(T、1−Ti)を測定する事によっ
て、半径(r i+ r 、+1 ) /2内に、照射
されるし7 ′ゝ 一ザ光エネルギ紹 ルギ量から、円形基板に照射されるレーザ光のエネルギ
分布P(1)を導く事が出来る。
−また、半径r 、rl  の関係を l    →1 (r 、(1+ r□)/(ri+1 ’i)−α:(
一定)とする事によって、すべての1に対して、半径(
rt +r1.−1)/ 2  内のレーザ光エネルギ
は温度差(T□−11−Ti)と、比例関係で求められ
る。
寸だ、1番目のリング状の熱感温素子の幅Δr0を、Δ
r1=r、/β(但I7αくβ)とし、すべてのリング
状の熱感温素子の抵抗値を一定にする事によって、第2
図の差動増幅回路に示す様抵抗値を電圧に変換する増幅
度を一定にするとともに、差動増幅回路のバランス不平
衡によるオペアンプ11のドリフト誤差が小さくなる。
尚、実施例では、円形基板を、アルミナセラミックとし
だが、アルミ基板をアルマイト処理1〜て絶縁層を形成
した円形基板を用いても良い。
発明の詳細 な説明i〜だ様に本発明によれば、円形基板の表面にレ
ーザ光の受光面を、裏側(でリング状の熱感温素子群を
同心円状に設け、隣り合う熱感温素子群を差動出力する
事によって、I/−ザ光のエネルギ分布を、簡単に、寸
だ、瞬時に測定する事が出来る。捷た、円形のガウスビ
ームであるレーザ光の測定に、リング状の熱感温素子を
用いた事によって、正確な測定が出来る、7寸だ、構成
が簡単であるので、安価に製作する事が出来る。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例におけるレーザ光エネルギ分
布測定器の構成図、第2図は同測定器に使用する差動増
幅回路内の回路図、第3図は従来例におけるピンホール
によるレーザ光エネルギ分布測定器の概略図である。 6・・・・・・円形基板、7・・・・・・受光面、8・
・・・・・リング状の熱感温素子、11・・・・・・差
動増幅回路。 第1図 s、pみ、i!j! ?ビン7ts−ル l レープ尤 4X、Y尤宇葦t?鱈

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)熱伝導性の円形基板と、この基板の表面に設けら
    れた光吸収面である受光面と、前記基板の裏側に同心円
    状に3個以上N個配置されたリング状の熱感温素子群と
    隣り合う前記熱感温素子のN−1個の差動増幅する差動
    増幅手段とを備えたレーザ光エネルギ分布測定器。
  2. (2)リング状の熱感温素子は、サーミスタである特許
    請求の範囲第1項記載のレーザ光エネルギ分布測定器。
  3. (3)リング状のサーミスタの半径r_iと幅Δr_i
    は r_i=r_O((α−1)/(α+1))^i^−^
    1Δr_i=r_i/β α<β の関係を満たす特許請求の範囲第2項記載のレーザ光エ
    ネルギ分布測定器。
  4. (4)熱伝導性の円形基板は、セラミックである特許請
    求の範囲第2項記載のレーザ光エネルギ分布測定器。
  5. (5)熱伝導性の円形基板は、アルミ基板にアルマイト
    処理された絶縁膜がある特許請求の範囲第2項記載のレ
    ーザ光エネルギ分布測定器。
JP15467085A 1985-07-12 1985-07-12 レ−ザ光エネルギ分布測定器 Pending JPS6215416A (ja)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7131525B2 (en) 1998-12-10 2006-11-07 Martin Engineering Company Conveyor belt cleaner scraper blade with sensor and control system therefor
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US7669708B2 (en) 2006-08-31 2010-03-02 Martin Engineering Company Bulk material handling system and control
JP2015190934A (ja) * 2014-03-28 2015-11-02 ファナック株式会社 レーザ光の強度分布を計測するビームプロファイラ、レーザ発振器、およびレーザ加工装置
RU2594953C2 (ru) * 2014-11-27 2016-08-20 Открытое акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.П. Королева" Приемник-преобразователь лазерного излучения

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