JPS62193187A - レ−ザ装置 - Google Patents
レ−ザ装置Info
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- JPS62193187A JPS62193187A JP3434886A JP3434886A JPS62193187A JP S62193187 A JPS62193187 A JP S62193187A JP 3434886 A JP3434886 A JP 3434886A JP 3434886 A JP3434886 A JP 3434886A JP S62193187 A JPS62193187 A JP S62193187A
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- 230000007547 defect Effects 0.000 abstract description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
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- 230000008602 contraction Effects 0.000 description 1
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
- H01S3/02—Constructional details
- H01S3/03—Constructional details of gas laser discharge tubes
- H01S3/034—Optical devices within, or forming part of, the tube, e.g. windows, mirrors
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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。
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〕
この発明はレーザ装置、とくにそのレーザビームの安定
化、及びレーザミラーの保守・取替え作業の軽減化に関
するものである。
化、及びレーザミラーの保守・取替え作業の軽減化に関
するものである。
第１０図及び第１１図は各々例えば実開昭５３−１３７
７７１号に示された従来のレーザ装置を示す断面図及び
正面図であり２図において、（１）は雨体。
７７１号に示された従来のレーザ装置を示す断面図及び
正面図であり２図において、（１）は雨体。
（２）はレーザ媒質でａｏ２レーザ、エキシマレーザを
例にとれば放電等により励起されたガス、ＹＡＧレーザ
、ガラスレーザを例にとればフラッシュランプ等によシ
励起された固体ガラスであり、（３）は光学基盤、（４
）はバネ体でたとえばベローズ、（５）は部分反射ミラ
ー、（６１は全反射ミラーであり、これらミラーｆ５１
＋６１は光共振器を構成するレーザミラーとなる。（
７）はミラーホルダー、（８）はミラー（５１＋６１が
構成する光共振器内に発生したレーザビーム、（９１は
外部にとり出されたレーザビーム、０υは開孔。
例にとれば放電等により励起されたガス、ＹＡＧレーザ
、ガラスレーザを例にとればフラッシュランプ等によシ
励起された固体ガラスであり、（３）は光学基盤、（４
）はバネ体でたとえばベローズ、（５）は部分反射ミラ
ー、（６１は全反射ミラーであり、これらミラーｆ５１
＋６１は光共振器を構成するレーザミラーとなる。（
７）はミラーホルダー、（８）はミラー（５１＋６１が
構成する光共振器内に発生したレーザビーム、（９１は
外部にとり出されたレーザビーム、０υは開孔。
１３Ｉｎはネジ、Ｇ１）は支点である。
次に動作について説明する。レーザミラー（５）（６）
は光共振器を構成し１両ミラー間を往復する光はレーザ
媒質（２）により増幅され一定以上の大きさになるとレ
ーザビーム（９）として外部に取出される。
は光共振器を構成し１両ミラー間を往復する光はレーザ
媒質（２）により増幅され一定以上の大きさになるとレ
ーザビーム（９）として外部に取出される。
レーザビームの外径は開孔ｑυにより制限され、一般知
はその径方向の強度分布が正規分布をなす・ガウシアン
ビームが選択される。（光共振器内に発生するレーザビ
ームはガウシアンビーム（径方向の強度分布）以外にも
あるが、ガウシアンビームがもつとも外径が小さいため
、ある値以上の開孔を挿入すれば、他のモードに対する
損失はガウシアンビームに比較して多大となり、結果ガ
ウシアンビームのみが発生するようになる。）レーザミ
ラー＋５１ ＋６１は光学基盤（３）上に設置されてい
る。光学基盤（３）は支点Ｃａ１ｌに対し、ネジ（至）
により撞体（１１との距離を変化させ、その傾きを調整
し。
はその径方向の強度分布が正規分布をなす・ガウシアン
ビームが選択される。（光共振器内に発生するレーザビ
ームはガウシアンビーム（径方向の強度分布）以外にも
あるが、ガウシアンビームがもつとも外径が小さいため
、ある値以上の開孔を挿入すれば、他のモードに対する
損失はガウシアンビームに比較して多大となり、結果ガ
ウシアンビームのみが発生するようになる。）レーザミ
ラー＋５１ ＋６１は光学基盤（３）上に設置されてい
る。光学基盤（３）は支点Ｃａ１ｌに対し、ネジ（至）
により撞体（１１との距離を変化させ、その傾きを調整
し。
レーザミラー＋５１ ＋６１の角度全調節する。
従来のレーザ装置は以上のように構成されており、レー
ザビームの光共振器内での位置検出手段をもたないため
、レーザミラーが初期設定の状態からずれた場合に、レ
ーザビームの中尼傭口とレーザビームが通過する開孔の
中心軸とがずれ、対称性の悪い強度分布をもつレーザビ
ームが発生してもそれを検知できず、特にレーザ加工に
もちい７＋場合、大量の加工不良を発生することがあっ
た。
ザビームの光共振器内での位置検出手段をもたないため
、レーザミラーが初期設定の状態からずれた場合に、レ
ーザビームの中尼傭口とレーザビームが通過する開孔の
中心軸とがずれ、対称性の悪い強度分布をもつレーザビ
ームが発生してもそれを検知できず、特にレーザ加工に
もちい７＋場合、大量の加工不良を発生することがあっ
た。
また、レーザミラー交換後に、光共振器を再び調整する
場合に、出射するレーザビームの強度分布の対称性を良
化するように光共振器を微調してはレーザビームの強度
分布を観測し、再び光共振器を微調して観測するという
作業をくり返すが、これは熟練作業であり２作業者が単
独でおこなえるには通常１年以上の経験が必要であるな
どの問題点があった。
場合に、出射するレーザビームの強度分布の対称性を良
化するように光共振器を微調してはレーザビームの強度
分布を観測し、再び光共振器を微調して観測するという
作業をくり返すが、これは熟練作業であり２作業者が単
独でおこなえるには通常１年以上の経験が必要であるな
どの問題点があった。
この発明は上記のような問題点を解消するたぬになされ
たもので、レーザ加工中にもレーザビームの光共振器内
でのレーザビーム位置が検出され。
たもので、レーザ加工中にもレーザビームの光共振器内
でのレーザビーム位置が検出され。
レーザビームの強度分布の対称性のずれを観測できると
ともに、レーザミラー交換後の光共振器の再設定が熟練
作業なしでおこなえるレーザ装置を得ることを目的とす
る。
ともに、レーザミラー交換後の光共振器の再設定が熟練
作業なしでおこなえるレーザ装置を得ることを目的とす
る。
この発明に係るレーザ装置は光学基盤とレーザミラーと
の間に開孔を有するホルダーを設置し。
の間に開孔を有するホルダーを設置し。
この開孔れレーザビーム出射方向と反射側で、開孔の外
周より外側に複数個の元センサーを設けたものである。
周より外側に複数個の元センサーを設けたものである。
この発明における複数個の光センサーは１光共振器内に
発生したレーザビームと開孔との位置がずれたことをそ
の互いの出力差が変化することによって検出する。
発生したレーザビームと開孔との位置がずれたことをそ
の互いの出力差が変化することによって検出する。
以下、この発明の一実施例を図について説明する。
第１図はこの発明の一実施例によるレーザ装置を示す断
面図、第２１図はその正面図、及び第３図は第１図の主
要部を示す拡大断面図である。図において、第１０図及
び第１１図と同一符号は同−又は相当部分を示す。
面図、第２１図はその正面図、及び第３図は第１図の主
要部を示す拡大断面図である。図において、第１０図及
び第１１図と同一符号は同−又は相当部分を示す。
口１は光学基盤（３）とレーザミラー（５１＋６１との
間に設けられ、開孔συを有するホルダー、 （１０
０）は開孔αυのレーザビーム出射方向と反射側で、開
孔αＤの外周より外側に設けた光センサーであり、この
場合、レーザビームの中心軸に対し、対称に相対向して
２組、計４個設けられている。
間に設けられ、開孔συを有するホルダー、 （１０
０）は開孔αυのレーザビーム出射方向と反射側で、開
孔αＤの外周より外側に設けた光センサーであり、この
場合、レーザビームの中心軸に対し、対称に相対向して
２組、計４個設けられている。
光センサーとしては、Ｃ０２レーザを例にとればシース
熱電対、サーミスタ、薄膜熱電対、パイロ素子、 Ｈ
ｇ０ｄＴｅ 素子等であり、ＹＡＧレーザを例にとれば
フォトダイオード、パイロ素子等である。
熱電対、サーミスタ、薄膜熱電対、パイロ素子、 Ｈ
ｇ０ｄＴｅ 素子等であり、ＹＡＧレーザを例にとれば
フォトダイオード、パイロ素子等である。
次に動作について説明する。レーザミラー（５＋ ＋６
１は光共振器を構成し両ミラー間を往復する元はレーザ
媒質により増幅され、一定板上の大きさになるとレーザ
ビーム（９１として外部に取出される。レーザビームの
外径は開孔αυにより制限され、一般にはその径方向の
強度分布が正規分布をなすガウシアンビームが選択され
る。さて開孔ａυによりはし切りされたレーザビームは
光センサ−（ＩｏＯ） Ｋ入射する。初期設定でレーザ
ビームが開孔α１）の中心を通過する状態にあった時の
元センサーの各出力と、たとえばレーザビームが開孔内
を上にずれた場合の光センサーの出力とを比べれば、上
側に配置された光センサーの出力が増大するので、これ
を検知することにより、そのレーザビームの動きを検知
できる。
１は光共振器を構成し両ミラー間を往復する元はレーザ
媒質により増幅され、一定板上の大きさになるとレーザ
ビーム（９１として外部に取出される。レーザビームの
外径は開孔αυにより制限され、一般にはその径方向の
強度分布が正規分布をなすガウシアンビームが選択され
る。さて開孔ａυによりはし切りされたレーザビームは
光センサ−（ＩｏＯ） Ｋ入射する。初期設定でレーザ
ビームが開孔α１）の中心を通過する状態にあった時の
元センサーの各出力と、たとえばレーザビームが開孔内
を上にずれた場合の光センサーの出力とを比べれば、上
側に配置された光センサーの出力が増大するので、これ
を検知することにより、そのレーザビームの動きを検知
できる。
これをもとの状態に修正するにはネジ圓を回して光学基
盤（３）と筐体（１）との距離を変えて（″／ｌ、学基
盤（３）は支点Ｇυに支えられ、ベローズ１４）により
筐体（１）におしつけられているため）レーザミラーを
下向きに傾けて各党センサー出力かもとの大きさになる
ようにすればよい。
盤（３）と筐体（１）との距離を変えて（″／ｌ、学基
盤（３）は支点Ｇυに支えられ、ベローズ１４）により
筐体（１）におしつけられているため）レーザミラーを
下向きに傾けて各党センサー出力かもとの大きさになる
ようにすればよい。
第４図は出力２ＫＷのｃｏ２レーザをもちいて。
元センサーにシース熱電対をもちいた場合の実施例を示
す。図中光軸すれというのが開孔αυとレーザビームの
強度中心との上下方向の位置ずれの大きさを示し、正が
上にずれた場合、負が下にずれた場合に対応する。元セ
ンサーは開孔αυに対し。
す。図中光軸すれというのが開孔αυとレーザビームの
強度中心との上下方向の位置ずれの大きさを示し、正が
上にずれた場合、負が下にずれた場合に対応する。元セ
ンサーは開孔αυに対し。
同心円上に、上、下、左、右て相対向して配置されてい
る。
る。
第４図から２例えば光軸がｏ、 ｓ Ｍ、ずれれば上に
配置されたセンサー出力は下に配置されたセンサーより
もＱ、 ３ ｍ Ｖ高くなることがわかる。
配置されたセンサー出力は下に配置されたセンサーより
もＱ、 ３ ｍ Ｖ高くなることがわかる。
この実験例では光軸が０，５間以上ずれた場合。
レーザビームの強度分布が明らかに変化することが観測
されており、上下センサー出力の差ヲ０３ｍＶ以内にお
さえるように常に調整すれば、常に安定したレーザビー
ムの強度分布が得れる。
されており、上下センサー出力の差ヲ０３ｍＶ以内にお
さえるように常に調整すれば、常に安定したレーザビー
ムの強度分布が得れる。
なお、上記実施例では開孔ａ９は内面が円柱状のものを
示したが、第５図、及び第６図に示すようニ、開孔ｔｌ
、Ｉ）がレーザビームとエツジで接するようにしてもよ
い。また元センサーをホルダー００の内面に直接配置し
た第７図のような構成をとってもよい。
示したが、第５図、及び第６図に示すようニ、開孔ｔｌ
、Ｉ）がレーザビームとエツジで接するようにしてもよ
い。また元センサーをホルダー００の内面に直接配置し
た第７図のような構成をとってもよい。
また、上記実施例では光学基盤（３）を手動により動か
す例を示し１こが、第８図に示すようにｔ動式ネジ器ヲ
用いて動かしてもよいし、光センサ−（１０りの出力が
初期設定値になるように常に電動ネジのを調節する電子
回路（こより制御してもよい。
す例を示し１こが、第８図に示すようにｔ動式ネジ器ヲ
用いて動かしてもよいし、光センサ−（１０りの出力が
初期設定値になるように常に電動ネジのを調節する電子
回路（こより制御してもよい。
この場合の制御アルゴリズムを第９図に示す。
第９図（ａｌは上下方向（Ｙ方向）の調節、第９図（１
））は左右方向（Ｘ方向）の調節の制御アルゴリズムを
示すフローチャートである。
））は左右方向（Ｘ方向）の調節の制御アルゴリズムを
示すフローチャートである。
ステップ［１２及びステップ（１１で各センサの出力Ｙ
１及びＹｌ （又はｘｌ 及びＸ２ ）をとり、ス
テップα４でその差成分Δｙ＝ｙ１−ｙ２（又はΔＸ−
４１−Ｘ ２）をとる。次にステップαつで初期設定で
のＹｌ とＹｌとの差出カムＹＯ（又はｘｌ と ｘ２
との差出力△ＸＯ） と上記ΔＹ（又はΔＸ）とを
比較し、△Ｙ〉△ｙｏ （又は△Ｘ〉△ＸＯ）の時は
ステップＦＩＧでミラーを下（又は左）へ動かし、ΔＹ
くΔｙｏ （又はΔＸ〈△ＸＯ）の時はステップなηで
ミラーを上（又（伐右）へ動かす。ΔＹ＝Δｙｏ（又は
ΔＸ＝ΔＸＯ）の時は再びステップＱ３及びステップ０
に戻り、同様の動作をくり返す。
１及びＹｌ （又はｘｌ 及びＸ２ ）をとり、ス
テップα４でその差成分Δｙ＝ｙ１−ｙ２（又はΔＸ−
４１−Ｘ ２）をとる。次にステップαつで初期設定で
のＹｌ とＹｌとの差出カムＹＯ（又はｘｌ と ｘ２
との差出力△ＸＯ） と上記ΔＹ（又はΔＸ）とを
比較し、△Ｙ〉△ｙｏ （又は△Ｘ〉△ＸＯ）の時は
ステップＦＩＧでミラーを下（又は左）へ動かし、ΔＹ
くΔｙｏ （又はΔＸ〈△ＸＯ）の時はステップなηで
ミラーを上（又（伐右）へ動かす。ΔＹ＝Δｙｏ（又は
ΔＸ＝ΔＸＯ）の時は再びステップＱ３及びステップ０
に戻り、同様の動作をくり返す。
以上のようにすれば常に位置ずれのない安定したレーザ
ビームが得られる。
ビームが得られる。
さらに上記実施例では光センサーは４つ投けたものを示
したが、３つ以上複数個配設したものでもよい。
したが、３つ以上複数個配設したものでもよい。
またホルダーは水冷などの冷却手段を備えればホルダー
の厚みの外気温の変化による熱膨張や収縮を防ぐことが
できさらに安定化する。
の厚みの外気温の変化による熱膨張や収縮を防ぐことが
できさらに安定化する。
さらにレーザミラーを２枚以上使用するものにおいても
、任意のレーザミラー面上に適用すれば同様の効果が得
られる。
、任意のレーザミラー面上に適用すれば同様の効果が得
られる。
以上のように、この発明によれば光学基盤とレーザミラ
ーとの間に開孔を有するホルダーを設は開孔のレーザビ
ームの出射方向と反対側で、開孔の外周より外側に複数
個の光センサーを設げたので、レーザビームの先兵撮器
内での位置が常に検出でき、レーザビームの光共振器内
での位置ずれによるレーザビームの強度分布の非対称化
による加工不良等を未然に防ぐことができ、またレーザ
ミラーの保守・取替え等の作業後の光共振器の再設定が
熟練作業なしてすばやくおこなえるという効果がある。
ーとの間に開孔を有するホルダーを設は開孔のレーザビ
ームの出射方向と反対側で、開孔の外周より外側に複数
個の光センサーを設げたので、レーザビームの先兵撮器
内での位置が常に検出でき、レーザビームの光共振器内
での位置ずれによるレーザビームの強度分布の非対称化
による加工不良等を未然に防ぐことができ、またレーザ
ミラーの保守・取替え等の作業後の光共振器の再設定が
熟練作業なしてすばやくおこなえるという効果がある。
第１図、第２図及び第３図は各々この発明の−実施例に
よるレーザ装置を示す断面図、正面図。 及び要部拡大断面図、第４図はこの発明の一実施例に係
る元センサーの応答例を示す特性図、第５図、第６図、
第７図、及び第８図は各々この発明の他の実施例による
レーザ装置の要部拡大断面図。 第９図（８）（ｂ）はこの発明の他の実施例によるレー
ザ装置の節ｊ御アルゴリズムを示すフローチャート。 並びに第１０図及び第１１図は従来のレーザ装置を示す
断面図及び正面図である。 （２）はレーザ媒質、（３）は光学基盤、（５）は部分
反射ミラー、（６）は全反射ミラー、 （８）ｔ９１は
レーザビーム。 α０はホルダー、α１）は開孔、 （１００）は光セ
ンサーなお２図中、同一符号は同−又は相当部分を示す
。
よるレーザ装置を示す断面図、正面図。 及び要部拡大断面図、第４図はこの発明の一実施例に係
る元センサーの応答例を示す特性図、第５図、第６図、
第７図、及び第８図は各々この発明の他の実施例による
レーザ装置の要部拡大断面図。 第９図（８）（ｂ）はこの発明の他の実施例によるレー
ザ装置の節ｊ御アルゴリズムを示すフローチャート。 並びに第１０図及び第１１図は従来のレーザ装置を示す
断面図及び正面図である。 （２）はレーザ媒質、（３）は光学基盤、（５）は部分
反射ミラー、（６）は全反射ミラー、 （８）ｔ９１は
レーザビーム。 α０はホルダー、α１）は開孔、 （１００）は光セ
ンサーなお２図中、同一符号は同−又は相当部分を示す
。
Claims (3)
- （１）複数個のレーザミラーで構成される光共振器、上
記レーザミラー間を往復する光を増幅し、レーザビーム
を発生させるレーザ媒質、上記レーザミラーの角度調節
のため、上記レーザミラーに隣接して設けられた光学基
盤と、この光学基盤と上記レーザミラーとの間に設けら
れ、開孔を有するホルダー、及び上記ホルダーに設置さ
れ、上記開孔のレーザビームの出射方向と反対側で、上
記開孔の外周より外側に設けた複数個の光センサーを備
えたレーザ装置。 - （２）光センサーはレーザビームの中心軸に対し対称に
相対向して複数組設置された特許請求の範囲第１項記載
のレーザ装置。 - （３）レーザビームの中心軸に対し、相対向して対称に
設置された光センサーの出力差が一定値となるように光
学基盤を自動制御する特許請求の範囲第２項記載のレー
ザ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3434886A JPS62193187A (ja) | 1986-02-19 | 1986-02-19 | レ−ザ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3434886A JPS62193187A (ja) | 1986-02-19 | 1986-02-19 | レ−ザ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62193187A true JPS62193187A (ja) | 1987-08-25 |
Family
ID=12411637
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3434886A Pending JPS62193187A (ja) | 1986-02-19 | 1986-02-19 | レ−ザ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62193187A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6533064B1 (en) | 1999-10-20 | 2003-03-18 | Daewoo Electronics Corporation | Noise reduction device for use in reciprocating compressor using a side-branch silencer |
-
1986
- 1986-02-19 JP JP3434886A patent/JPS62193187A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6533064B1 (en) | 1999-10-20 | 2003-03-18 | Daewoo Electronics Corporation | Noise reduction device for use in reciprocating compressor using a side-branch silencer |
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