JPWO2023144995A5 - - Google Patents

Description

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本開示のレーザ装置は、第１の方向に配列された複数の発光点が、それぞれ第１の方向に垂直な第１出射方向にビームを出射して第１ビーム群を形成する第１レーザ素子と、第２の方向に配列された複数の発光点が、それぞれ第２の方向に垂直な第２出射方向にビームを出射して第２ビーム群を形成する第２レーザ素子とを備える。また、本開示のレーザ装置は、第１レーザ素子が一方の端を構成する第１外部共振器の他方の端を構成するとともに、第２レーザ素子が一方の端を構成する第２外部共振器の他方の端を構成し、第１ビーム群および第２ビーム群の一部を反射し残部を透過させる部分反射面を有する出力鏡と、第１ビーム群および第２ビーム群が非平行な状態で入射され、後段側で、第１ビーム群が重畳するように第１ビーム群を収束させるとともに第２ビーム群が重畳するように第２ビーム群を収束させる収束光学系とを備える。また、本開示のレーザ装置は、第１ビーム群および第２ビーム群の少なくとも一部が重畳する交差点に配置され、第１の方向および第２の方向に垂直な方向である第３の方向に垂直な第１面内に回折作用を有する回折格子と、回折格子と出力鏡との間に配置され第１ビーム群および第２ビーム群の各々が空間的に分離した状態で部分反射面に垂直に入射するように第１ビーム群および第２ビーム群を平行化する平行化光学系とを備える。また、本開示のレーザ装置は、収束光学系の前段に配置された重畳光学系を備える。第１レーザ素子および第２レーザ素子は、第１ビーム群と第２ビーム群とを平行に出射する。重畳光学系は、第１レーザ素子と回折格子との間で第２レーザ素子側に偏芯して配置された第１偏芯レンズ、および第２レーザ素子と回折格子との間で第１レーザ素子側に偏芯して配置された第２偏芯レンズの少なくとも一方を含み、第１ビーム群と第２ビーム群とが交差点で交差するように第１ビーム群および第２ビーム群を収束させる。

Claims (6)

1. 第１の方向に配列された複数の発光点が、それぞれ前記第１の方向に垂直な第１出射方向にビームを出射して第１ビーム群を形成する第１レーザ素子と、
   第２の方向に配列された複数の発光点が、それぞれ前記第２の方向に垂直な第２出射方向にビームを出射して第２ビーム群を形成する第２レーザ素子と、
   前記第１レーザ素子が一方の端を構成する第１外部共振器の他方の端を構成するとともに、前記第２レーザ素子が一方の端を構成する第２外部共振器の他方の端を構成し、前記第１ビーム群および前記第２ビーム群の一部を反射し残部を透過させる部分反射面を有する出力鏡と、
   前記第１ビーム群および前記第２ビーム群が非平行な状態で入射され、後段側で、前記第１ビーム群が重畳するように前記第１ビーム群を収束させるとともに前記第２ビーム群が重畳するように前記第２ビーム群を収束させる収束光学系と、
   前記第１ビーム群および前記第２ビーム群の少なくとも一部が重畳する交差点に配置され、前記第１の方向および前記第２の方向に垂直な方向である第３の方向に垂直な第１面内に回折作用を有する回折格子と、
   前記回折格子と前記出力鏡との間に配置され前記第１ビーム群および前記第２ビーム群の各々が空間的に分離した状態で前記部分反射面に垂直に入射するように前記第１ビーム群および前記第２ビーム群を平行化する平行化光学系と、
   前記収束光学系の前段に配置された重畳光学系と、
   を備え、
   前記第１レーザ素子および前記第２レーザ素子は、前記第１ビーム群と前記第２ビーム群とを平行に出射し、
   前記重畳光学系は、
   前記第１レーザ素子と前記回折格子との間で前記第２レーザ素子側に偏芯して配置された第１偏芯レンズ、および前記第２レーザ素子と前記回折格子との間で前記第１レーザ素子側に偏芯して配置された第２偏芯レンズの少なくとも一方を含み、前記第１ビーム群と前記第２ビーム群とが前記交差点で交差するように前記第１ビーム群および前記第２ビーム群を収束させる、
   ことを特徴とするレーザ装置。
2. 第１の方向に配列された複数の発光点が、それぞれ前記第１の方向に垂直な第１出射方向にビームを出射して第１ビーム群を形成する第１レーザ素子と、
   第２の方向に配列された複数の発光点が、それぞれ前記第２の方向に垂直な第２出射方向にビームを出射して第２ビーム群を形成する第２レーザ素子と、
   前記第１レーザ素子が一方の端を構成する第１外部共振器の他方の端を構成するとともに、前記第２レーザ素子が一方の端を構成する第２外部共振器の他方の端を構成し、前記第１ビーム群および前記第２ビーム群の一部を反射し残部を透過させる部分反射面を有する出力鏡と、
   前記第１ビーム群および前記第２ビーム群が非平行な状態で入射され、後段側で、前記第１ビーム群が重畳するように前記第１ビーム群を収束させるとともに前記第２ビーム群が重畳するように前記第２ビーム群を収束させる収束光学系と、
   前記第１ビーム群および前記第２ビーム群の少なくとも一部が重畳する交差点に配置され、前記第１の方向および前記第２の方向に垂直な方向である第３の方向に垂直な第１面内に回折作用を有する回折格子と、
   前記回折格子と前記出力鏡との間に配置され前記第１ビーム群および前記第２ビーム群の各々が空間的に分離した状態で前記部分反射面に垂直に入射するように前記第１ビーム群および前記第２ビーム群を平行化する平行化光学系と、
   前記収束光学系の前段に配置された重畳光学系と、
   を備え、
   前記第１レーザ素子および前記第２レーザ素子は、前記第１ビーム群と前記第２ビーム群とを平行に出射し、
   前記重畳光学系は、
   前記第１レーザ素子と前記回折格子との間に配置され前記第１ビーム群を偏向する第１偏向ミラー、および前記第２レーザ素子と前記回折格子との間に配置され前記第２ビーム群を偏向する第２偏向ミラーの少なくとも一方を含み、前記第１ビーム群と前記第２ビーム群とが前記交差点で交差するように前記第１ビーム群および前記第２ビーム群を収束させる、
   ことを特徴とするレーザ装置。
3. 前記平行化光学系は、前記部分反射面に入射する前記第１ビーム群の光軸および前記第２ビーム群の光軸に垂直な方向に並んだ２つの円筒レンズ、または２つの前記円筒レンズが接合されたアレイレンズである、
   ことを特徴とする請求項１または２に記載のレーザ装置。
4. 前記平行化光学系は、前記交差点から前記部分反射面側に第１距離だけ離れた位置に配置された焦点距離が第１距離である円筒レンズである、
   ことを特徴とする請求項１または２に記載のレーザ装置。
5. レーザ光を出射するレーザ装置と、
   前記レーザ光を集光する集光光学系と、
   前記集光光学系が集光させた前記レーザ光を伝送する光伝送路と、
   前記光伝送路によって伝送されてきた前記レーザ光を、加工対象物に集光する加工光学系と、
   を有し、
   前記レーザ装置は、
   第１の方向に配列された複数の発光点が、それぞれ前記第１の方向に垂直な第１出射方向にビームを出射して第１ビーム群を形成する第１レーザ素子と、
   第２の方向に配列された複数の発光点が、それぞれ前記第２の方向に垂直な第２出射方向にビームを出射して第２ビーム群を形成する第２レーザ素子と、
   前記第１レーザ素子が一方の端を構成する第１外部共振器の他方の端を構成するとともに、前記第２レーザ素子が一方の端を構成する第２外部共振器の他方の端を構成し、前記第１ビーム群および前記第２ビーム群の一部を反射し残部を前記レーザ光として透過させる部分反射面を有する出力鏡と、
   前記第１ビーム群および前記第２ビーム群が非平行な状態で入射され、後段側で、前記第１ビーム群が重畳するように前記第１ビーム群を収束させるとともに前記第２ビーム群が重畳するように前記第２ビーム群を収束させる収束光学系と、
   前記第１ビーム群および前記第２ビーム群の少なくとも一部が重畳する交差点に配置され、前記第１の方向および前記第２の方向に垂直な方向である第３の方向に垂直な第１面内に回折作用を有する回折格子と、
   前記回折格子と前記出力鏡との間に配置され前記第１ビーム群および前記第２ビーム群の各々が空間的に分離した状態で前記部分反射面に垂直に入射するように前記第１ビーム群および前記第２ビーム群を平行化する平行化光学系と、
   前記収束光学系の前段に配置された重畳光学系と、
   を備え、
   前記第１レーザ素子および前記第２レーザ素子は、前記第１ビーム群と前記第２ビーム群とを平行に出射し、
   前記重畳光学系は、
   前記第１レーザ素子と前記回折格子との間で前記第２レーザ素子側に偏芯して配置された第１偏芯レンズ、および前記第２レーザ素子と前記回折格子との間で前記第１レーザ素子側に偏芯して配置された第２偏芯レンズの少なくとも一方を含み、前記第１ビーム群と前記第２ビーム群とが前記交差点で交差するように前記第１ビーム群および前記第２ビーム群を収束させる、
   ことを特徴とするレーザ加工機。
6. レーザ光を出射するレーザ装置と、
   前記レーザ光を集光する集光光学系と、
   前記集光光学系が集光させた前記レーザ光を伝送する光伝送路と、
   前記光伝送路によって伝送されてきた前記レーザ光を、加工対象物に集光する加工光学系と、
   を有し、
   前記レーザ装置は、
   第１の方向に配列された複数の発光点が、それぞれ前記第１の方向に垂直な第１出射方向にビームを出射して第１ビーム群を形成する第１レーザ素子と、
   第２の方向に配列された複数の発光点が、それぞれ前記第２の方向に垂直な第２出射方向にビームを出射して第２ビーム群を形成する第２レーザ素子と、
   前記第１レーザ素子が一方の端を構成する第１外部共振器の他方の端を構成するとともに、前記第２レーザ素子が一方の端を構成する第２外部共振器の他方の端を構成し、前記第１ビーム群および前記第２ビーム群の一部を反射し残部を前記レーザ光として透過させる部分反射面を有する出力鏡と、
   前記第１ビーム群および前記第２ビーム群が非平行な状態で入射され、後段側で、前記第１ビーム群が重畳するように前記第１ビーム群を収束させるとともに前記第２ビーム群が重畳するように前記第２ビーム群を収束させる収束光学系と、
   前記第１ビーム群および前記第２ビーム群の少なくとも一部が重畳する交差点に配置され、前記第１の方向および前記第２の方向に垂直な方向である第３の方向に垂直な第１面内に回折作用を有する回折格子と、
   前記回折格子と前記出力鏡との間に配置され前記第１ビーム群および前記第２ビーム群の各々が空間的に分離した状態で前記部分反射面に垂直に入射するように前記第１ビーム群および前記第２ビーム群を平行化する平行化光学系と、
   前記収束光学系の前段に配置された重畳光学系と、
   を備え、
   前記第１レーザ素子および前記第２レーザ素子は、前記第１ビーム群と前記第２ビーム群とを平行に出射し、
   前記重畳光学系は、
   前記第１レーザ素子と前記回折格子との間に配置され前記第１ビーム群を偏向する第１偏向ミラー、および前記第２レーザ素子と前記回折格子との間に配置され前記第２ビーム群を偏向する第２偏向ミラーの少なくとも一方を含み、前記第１ビーム群と前記第２ビーム群とが前記交差点で交差するように前記第１ビーム群および前記第２ビーム群を収束させる、
   ことを特徴とするレーザ加工機。