JPS63137120A - レ−ザ表面熱処理装置 - Google Patents
レ−ザ表面熱処理装置Info
- Publication number
- JPS63137120A JPS63137120A JP61283845A JP28384586A JPS63137120A JP S63137120 A JPS63137120 A JP S63137120A JP 61283845 A JP61283845 A JP 61283845A JP 28384586 A JP28384586 A JP 28384586A JP S63137120 A JPS63137120 A JP S63137120A
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- JP
- Japan
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- heat source
- optical waveguide
- rectangular
- laser
- heat treatment
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- Pending
Links
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Landscapes
- Laser Beam Processing (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。
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〕
本発明はレーザビームによる矩形形状の熱源により表面
熱処理を行なうレーザ表面熱処理装置に関する。
熱処理を行なうレーザ表面熱処理装置に関する。
レーザビームによる矩形形状の熱源により狭面熱処理を
行なうレーザ表面熱処理機構に於いて。
行なうレーザ表面熱処理機構に於いて。
均一な熱処理を行なうのに必要な矩形で強度の均一な熱
源を得るため、従来では、 １）第５図に示すように、発振器ミラー０２ 、０３の
角度を調整する構成としたもの ２〕 第６図、又は第７図に示すように、ビーム０４を
オシレートする構成としたもの ３）第８図に示すように、インテグレーシ目ンミラー０
８を用いる構成としたもの 等があった。
源を得るため、従来では、 １）第５図に示すように、発振器ミラー０２ 、０３の
角度を調整する構成としたもの ２〕 第６図、又は第７図に示すように、ビーム０４を
オシレートする構成としたもの ３）第８図に示すように、インテグレーシ目ンミラー０
８を用いる構成としたもの 等があった。
尚、第５図乃至第８図に於いて、０１はレーザ発振器、
０２は１００％反射の発振器ミラー、０３は一部透過の
発振器ミラー、０４はレーザビーム、０５は対象物、０
６はオシレータ、θ７は集光ミラー、０８はインチグレ
ーシランミラーである。
０２は１００％反射の発振器ミラー、０３は一部透過の
発振器ミラー、０４はレーザビーム、０５は対象物、０
６はオシレータ、θ７は集光ミラー、０８はインチグレ
ーシランミラーである。
（１）第５図の構成に於いて、発振器ミラー０２゜０３
の角度を調整することにより得られた熱源のグロファイ
ルは第９図（、）のように極大値を持ち、かつこの極大
直に再現性がない。このため、たとえばこの熱′ＦＡを
用いて表向焼入れを行い、深い硬化１−を得ようとする
と、部分的に浴融が生じてしまう虞れがあった。
の角度を調整することにより得られた熱源のグロファイ
ルは第９図（、）のように極大値を持ち、かつこの極大
直に再現性がない。このため、たとえばこの熱′ＦＡを
用いて表向焼入れを行い、深い硬化１−を得ようとする
と、部分的に浴融が生じてしまう虞れがあった。
（２） 第６図又は第７図の構成に於いて、ビームｏ
４をオシレートすることにより得られた熱源のプロファ
イルは第９図（ｂ）のように平滑なモードとなるが、強
度の立ち上がりがゆるやかである＠このため、たとえば
この熱源を用いて表面焼入れを行うときには、オシレー
ト幅の終端部付近において均一な硬化深さを得ることが
難しかった。また、所望の硬化深さを得るためには、■
オシレート回数■デフォーカス距離■オシレート隅など
パラメータの適正な設定が必要であり、これらの・！ラ
メータの設定はかなり複雑であった。
４をオシレートすることにより得られた熱源のプロファ
イルは第９図（ｂ）のように平滑なモードとなるが、強
度の立ち上がりがゆるやかである＠このため、たとえば
この熱源を用いて表面焼入れを行うときには、オシレー
ト幅の終端部付近において均一な硬化深さを得ることが
難しかった。また、所望の硬化深さを得るためには、■
オシレート回数■デフォーカス距離■オシレート隅など
パラメータの適正な設定が必要であり、これらの・！ラ
メータの設定はかなり複雑であった。
（３）第８図の構成に於いて、インテグレーションミラ
ーを用いることにより得られた熱源のプロファイルは、
第９図（Ｃ）のようになり、発振器からのビームモード
がそのまま残り、均一な強度の熱源を得ることができな
い場合があった。また上記（２）項の場合と同様に、強
度の立ち上がりがゆるやかであり、この熱源により表面
焼入れを行うときには、ビーム端部において均一な硬化
深さを得られない場合があった。
ーを用いることにより得られた熱源のプロファイルは、
第９図（Ｃ）のようになり、発振器からのビームモード
がそのまま残り、均一な強度の熱源を得ることができな
い場合があった。また上記（２）項の場合と同様に、強
度の立ち上がりがゆるやかであり、この熱源により表面
焼入れを行うときには、ビーム端部において均一な硬化
深さを得られない場合があった。
本発明は第１図に示すような中空の四角錐台の形状をし
た光導波路（Ｃｕ製内面Ａｕコーティング）９を用いて
、レーザビーム４を矩形に集光することにより、光面熱
処理に必要な矩形かつ均一強度の熱源を得る。
た光導波路（Ｃｕ製内面Ａｕコーティング）９を用いて
、レーザビーム４を矩形に集光することにより、光面熱
処理に必要な矩形かつ均一強度の熱源を得る。
又、第３図に示すように光導波路９の片側面１０を移動
することにより、矩形熱源の形状を変化させる。
することにより、矩形熱源の形状を変化させる。
更に第４図に示すようにコリメーションレンズ７Ｊ、集
光レンズ１２系を併用することにより、熱源サイズを変
化させる。
光レンズ１２系を併用することにより、熱源サイズを変
化させる。
本発明によれば、第１図のような中空の四角錐台形状の
光導波路９を用いることにより、均一強度かつ矩形形状
のビーム熱源を得ることができ、均一な熱処理が可能と
なる。また、矩形熱源形状や大きさの変化が容易に行え
、所望の熱処理域の形状、大きさに比較的容易に対応で
きる。
光導波路９を用いることにより、均一強度かつ矩形形状
のビーム熱源を得ることができ、均一な熱処理が可能と
なる。また、矩形熱源形状や大きさの変化が容易に行え
、所望の熱処理域の形状、大きさに比較的容易に対応で
きる。
以下に本発明の詳細な説明する。
第１図は、本発明を実現するための中空四角錐台形状の
光導波路９と熱処理手段を説明するための図である。
光導波路９と熱処理手段を説明するための図である。
ここでは第１図に示すような銅製で内面を金コーティン
グした光導波路９にレーザビーム４を通すことにより第
２図に示すようなビームプロファイルを持つ強度が均一
な矩形ビームが得られる。
グした光導波路９にレーザビーム４を通すことにより第
２図に示すようなビームプロファイルを持つ強度が均一
な矩形ビームが得られる。
対象物５にこの矩形ビームを照射し、適切な速度でビー
ムを移動させることにより、均一な表面熱処理を行うこ
とが可能である。
ムを移動させることにより、均一な表面熱処理を行うこ
とが可能である。
第３図は、矩形ビームの形状を変化させる手段を説明す
るための図である。図のように、光導波路９０片方の側
面を移動することにより、矩形ビームの形状全変化させ
ることが可能である。
るための図である。図のように、光導波路９０片方の側
面を移動することにより、矩形ビームの形状全変化させ
ることが可能である。
第４図は、矩形ビームの大きさを変化させる手段を説明
するだめの図である。光導波路９ｆｔ通過後にビームの
広がりがあるときは、コリメーションレンズ１ノを用い
てビームを平行にする。その後、集光レンズ１２によっ
て矩形ビームの大きさを変化させることが可能である。
するだめの図である。光導波路９ｆｔ通過後にビームの
広がりがあるときは、コリメーションレンズ１ノを用い
てビームを平行にする。その後、集光レンズ１２によっ
て矩形ビームの大きさを変化させることが可能である。
以上詳述したような本発明のレーザ表面熱処理装置を用
いることにより、次の効果が得られる。
いることにより、次の効果が得られる。
即ち、中空の四角流台形状の光導波路を用いることによ
り、均一強度の矩形ビーム熱源を得ることができるため
、均一な表面熱処理が可能となる。
り、均一強度の矩形ビーム熱源を得ることができるため
、均一な表面熱処理が可能となる。
また、光導波路の片方の側面を移動させることにヨリ矩
形ビーム形状をコリメーションレンズ、集光レンズの併
用により矩形ビームサイズを容易に変化させることがで
き、所望の熱処理領域に対応できる。
形ビーム形状をコリメーションレンズ、集光レンズの併
用により矩形ビームサイズを容易に変化させることがで
き、所望の熱処理領域に対応できる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の実施例に於ける要部の溝底を示す斜視
図、第２図は上記実施例に於ける矩形熱源のプロファイ
ルを示す模式図、第３図（ａ） （ｂ）はそれぞれ上記
実施例に於いて矩形熱源の形状を変化させる手段を説明
するためのもので、同図（ａ）は形状変化前の状態金示
す図、同図（ｂ）は形状変化後の状態を示す図、第４図
は上記実施例に於いて矩形熱源の大きさを変化させる手
段を説明するだめの図、第５図乃至第８図はそれぞれ従
来のレーザビームによる矩形熱源を用いたレーザ表面熱
処理装置の構成説明図、第９図（ａ）は上記巣５図の構
成に於ける矩形熱源のプロファイルを示す模式図、同図
（ｂ）は上記第６図、及び第７図の構成に於ける矩形熱
源のプロファイルを示す模式図、同図（Ｃ）は上記第８
図の構成に於ける矩形熱源のプロファイルを示す模式図
である。 ４・・・レーザビーム、５・・・対象物、９・・・光４
波路（中空の四角錐台形状をなし銅製で金コーティング
された光導波路）、１０・・・光導波路の側面、１ノ・
・・コリメーシ７ンレンズ、１２・・・集光レンズ。 出願人復代理人 弁理士 鈴 江 武 彦第１図 第２図 （ａ） （ｂ） 第 ３ し］ 第 ４ 区 第５図 第 ７ 図 ｌ 第 ８ 図
図、第２図は上記実施例に於ける矩形熱源のプロファイ
ルを示す模式図、第３図（ａ） （ｂ）はそれぞれ上記
実施例に於いて矩形熱源の形状を変化させる手段を説明
するためのもので、同図（ａ）は形状変化前の状態金示
す図、同図（ｂ）は形状変化後の状態を示す図、第４図
は上記実施例に於いて矩形熱源の大きさを変化させる手
段を説明するだめの図、第５図乃至第８図はそれぞれ従
来のレーザビームによる矩形熱源を用いたレーザ表面熱
処理装置の構成説明図、第９図（ａ）は上記巣５図の構
成に於ける矩形熱源のプロファイルを示す模式図、同図
（ｂ）は上記第６図、及び第７図の構成に於ける矩形熱
源のプロファイルを示す模式図、同図（Ｃ）は上記第８
図の構成に於ける矩形熱源のプロファイルを示す模式図
である。 ４・・・レーザビーム、５・・・対象物、９・・・光４
波路（中空の四角錐台形状をなし銅製で金コーティング
された光導波路）、１０・・・光導波路の側面、１ノ・
・・コリメーシ７ンレンズ、１２・・・集光レンズ。 出願人復代理人 弁理士 鈴 江 武 彦第１図 第２図 （ａ） （ｂ） 第 ３ し］ 第 ４ 区 第５図 第 ７ 図 ｌ 第 ８ 図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 レーザビームによる矩形形状の熱源により表面熱処理を
行なう装置に於いて、 中空四角錐台形状の光導波路を設け、同光導波路を介し
てレーザビームを矩形に集光することを特徴とするレー
ザ表面熱処理装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61283845A JPS63137120A (ja) | 1986-11-28 | 1986-11-28 | レ−ザ表面熱処理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61283845A JPS63137120A (ja) | 1986-11-28 | 1986-11-28 | レ−ザ表面熱処理装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63137120A true JPS63137120A (ja) | 1988-06-09 |
Family
ID=17670906
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61283845A Pending JPS63137120A (ja) | 1986-11-28 | 1986-11-28 | レ−ザ表面熱処理装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63137120A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02175090A (ja) * | 1988-12-27 | 1990-07-06 | Isamu Miyamoto | レーザビーム成形装置 |
| US6887233B2 (en) * | 2001-03-22 | 2005-05-03 | Lumenis, Inc. | Scanning laser handpiece with shaped output beam |
| US7263255B2 (en) | 2002-04-08 | 2007-08-28 | Lumenis Inc. | System, method and apparatus for providing uniform illumination |
| JP2007255748A (ja) * | 2006-03-22 | 2007-10-04 | Hitachi Ltd | ヒートポンプシステム，ヒートポンプシステムの軸封方法，ヒートポンプシステムの改造方法 |
| US7953310B2 (en) * | 2003-04-24 | 2011-05-31 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Beam homogenizer, laser irradiation apparatus, and method for manufacturing semiconductor device |
-
1986
- 1986-11-28 JP JP61283845A patent/JPS63137120A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02175090A (ja) * | 1988-12-27 | 1990-07-06 | Isamu Miyamoto | レーザビーム成形装置 |
| US6887233B2 (en) * | 2001-03-22 | 2005-05-03 | Lumenis, Inc. | Scanning laser handpiece with shaped output beam |
| US7438713B2 (en) | 2001-03-22 | 2008-10-21 | Lumenis, Inc. | Scanning laser handpiece with shaped output beam |
| US7824396B2 (en) | 2001-03-22 | 2010-11-02 | Lumenis Ltd. | Scanner laser handpiece with shaped output beam |
| US7263255B2 (en) | 2002-04-08 | 2007-08-28 | Lumenis Inc. | System, method and apparatus for providing uniform illumination |
| US7953310B2 (en) * | 2003-04-24 | 2011-05-31 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Beam homogenizer, laser irradiation apparatus, and method for manufacturing semiconductor device |
| US8457463B2 (en) | 2003-04-24 | 2013-06-04 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Beam homogenizer, laser irradiation apparatus, and method for manufacturing semiconductor device |
| JP2007255748A (ja) * | 2006-03-22 | 2007-10-04 | Hitachi Ltd | ヒートポンプシステム，ヒートポンプシステムの軸封方法，ヒートポンプシステムの改造方法 |
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