KR20130143432A - Fiber laser processing apparatus - Google Patents

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성진우
박상영
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주식회사 이오테크닉스
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Abstract

A fiber laser processing device is disclosed. The disclosed fiber laser processing device comprises: a fiber laser oscillator arranged to be separated at constant intervals and including optical fibers each oscillating laser beams; and a laser optical system formed on a path of the laser beam outputting from the fiber laser oscillator and forming light converging points by focusing the laser beams on objects.

Description

파이버 레이저 가공장치{Fiber laser processing apparatus} Fiber laser processing apparatus

본 발명은 레이저 가공 장치에 관한 것으로, 상세하게는 파이버 레이저 가공장치에 관한 것이다. The present invention relates to a laser processing apparatus, and more particularly, to a fiber laser processing apparatus.

레이저 가공장치는 레이저빔을 가공하자고 하는 가공 대상물 상에 조사함으로써 드릴링(drilling), 마킹(marking), 커팅(cutting), 솔더링(soldering) 등과 같은 가공작업을 수행하는 장치를 말한다. 최근에는 이러한 레이저 가공장치로 파이버 레이저 발진기를 구비한 파이버 레이저 가공장치의 사용이 증가하고 있는 추세이다. 파이버 레이저 발진기는 이득매질이 포함된 광파이버를 공진기로 이용하여 레이저빔을 발진시키는 레이저 발진기이다. The laser processing apparatus refers to a device for performing a machining operation such as drilling, marking, cutting, soldering, etc. by irradiating a laser beam on a workpiece to be processed. Recently, the use of a fiber laser processing apparatus equipped with a fiber laser oscillator is increasing as such a laser processing apparatus. A fiber laser oscillator is a laser oscillator that oscillates a laser beam by using an optical fiber containing a gain medium as a resonator.

본 발명의 실시예는 파이버 레이저 가공장치를 제공한다.An embodiment of the present invention provides a fiber laser processing apparatus.

본 발명의 일 측면에 있어서, In one aspect of the present invention,

서로 일정한 간격으로 이격되게 배치되어 각각 레이저빔을 발진하는 복수의 광파이버를 포함하는 파이버 레이저 발진기; 및A fiber laser oscillator disposed to be spaced apart at regular intervals from each other and including a plurality of optical fibers each oscillating a laser beam; And

상기 파이저 레이저 발진기로부터 출사되는 레이저빔들의 경로 상에 마련되는 것으로, 가공대상물 상에 상기 레이저빔들을 포커싱하여 집광점들을 형성하는 레이저 광학계;를 포함하는 파이버 레이저 가공장치가 제공된다. It is provided on the path of the laser beams emitted from the fiber laser oscillator, a laser optical system for focusing the laser beams on the workpiece to form a focus point is provided a fiber laser processing apparatus comprising a.

상기 가공대상물 상에 형성되는 집광점들은 상기 광파이버들에 대응하여 형성될 수 있다. 여기서, 상기 집광점들의 직경 및 상기 집광점들 사이의 간격은 상기 광파이버들의 직경과 상기 레이저 광학계의 배율에 의해 결정될 수 있다.Condensation points formed on the object may be formed corresponding to the optical fibers. Here, the diameter of the light collecting points and the distance between the light collecting points may be determined by the diameter of the optical fibers and the magnification of the laser optical system.

상기 레이저 가공 광학계는, 상기 파이버 레이저 발진기로부터 발산되는 레이저빔들을 평행하게 하는 콜리메이팅 렌즈(collimating lens)와, 상기 콜리메이팅 렌즈를 통과한 레이저빔들의 크기를 확장하는 빔확장기와, 상기 빔확장기를 통과한 레이저빔들을 각각 상기 가공대상물 상에 포커싱하는 집속렌즈(focusing lens)를 포함할 수 있다. 그리고, 상기 레이저 가공 광학계는 상기 빔확장기와 상기 집속렌즈 사이에 마련되는 것으로, 상기 레이저빔들을 상기 가공대상물 상에 스캔하기 위한 스캔미러를 더 포함할 수 있다. The laser processing optical system includes a collimating lens for paralleling the laser beams emitted from the fiber laser oscillator, a beam expander for expanding the size of the laser beams passing through the collimating lens, and the beam expander. It may include a focusing lens (focusing lens) for focusing each laser beam passed on the workpiece. In addition, the laser processing optical system is provided between the beam expander and the focusing lens, and may further include a scan mirror for scanning the laser beams on the object to be processed.

본 실시예에 따른 파이버 레이저 가공장치에서는 파이저 레이저 발진기 내에 복수의 광파이버가 소정 행태로 배치되어 있고, 이 광파이버들로부터 복수의 레이저빔을 발진하여 가공대상물 상에 집광점들을 형성함으로써 가공대상물에 보다 신속하게 레이저 가공작업을 수행할 수 있으므로 가공 시간을 단축시킬 수 있다. 그리고, 파이버 레이저 가공장치 내의 레이저 가공 광학계의 배율을 조절함으로써 가공대상물 상에 형성되는 집광점들의 크기 및 그 사이의 간격도 다양하게 변화시킬 수 있다. In the fiber laser processing apparatus according to the present embodiment, a plurality of optical fibers are arranged in a fiber laser oscillator in a predetermined behavior, and a plurality of optical beams are oscillated from the optical fibers to form condensing points on the object to be processed. Laser processing can be performed quickly, which reduces the machining time. In addition, by adjusting the magnification of the laser processing optical system in the fiber laser processing apparatus, the size of the focusing points formed on the object to be processed and the distance therebetween can also be variously changed.

도 1은 일반적인 파이버 레이저 가공장치를 도시한 것이다.
도 2는 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 파이버 레이저 가공장치를 도시한 것이다.
도 3은 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 파이버 레이저 가공장치를 이용하여 가공대상물 상에 드릴링 가공 작업을 수행한 상태를 예시적으로 도시한 것이다. 1 shows a general fiber laser processing apparatus.
2 illustrates a fiber laser processing apparatus according to an exemplary embodiment of the present invention.
3 exemplarily illustrates a state in which a drilling processing operation is performed on a workpiece by using a fiber laser processing apparatus according to an exemplary embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 도면에서 동일한 참조부호는 동일한 구성요소를 지칭하며, 각 구성요소의 크기나 두께는 설명의 명료성을 위하여 과장되어 있을 수 있다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the drawings, like reference numerals refer to like elements, and the size and thickness of each element may be exaggerated for clarity of explanation.

도 1은 일반적인 파이버 레이저 가공장치를 도시한 것이다.1 shows a general fiber laser processing apparatus.

도 1을 참조하면, 파이버 레이저 가공장치는 레이저빔(L)을 발진하는 파이버 레이저 발진기(10)와, 상기 파이버 레이저 발진기(10)로부터 출사되는 레이저빔(L)의 진행 경로 상에 마련되어 레이저빔(L)을 가공대상물(미도시) 상에 조사하는 레이저 가공 광학계를 포함한다. 여기서, 상기 파이버 레이저 발진기(10)는 하나의 광파이버(11)를 포함한다. 따라서, 상기 파이버 레이저 발진기(10)로부터 하나의 레이저빔(L)이 발진되어 출사된다. Referring to FIG. 1, a fiber laser processing apparatus is provided on a path of a fiber laser oscillator 10 for oscillating a laser beam L and a laser beam L emitted from the fiber laser oscillator 10. The laser processing optical system which irradiates (L) on a to-be-processed object (not shown) is included. Here, the fiber laser oscillator 10 includes one optical fiber 11. Therefore, one laser beam L is oscillated and emitted from the fiber laser oscillator 10.

상기 레이저 가공 광학계는 콜리메이팅 렌즈(collimating lens,20)와, 빔확장기(30)와, 스캔미러(40)와, 집속렌즈(focusing lens,50)를 포함할 수 있다. 상기 콜리메이팅 렌즈(20)는 파이버 레이저 발진기(10)로부터 출사되어 발산되는 레이저빔(L)을 평행하게 해주는 역할을 한다. 상기 빔확장기(30)는 콜리메이팅 렌즈(20)를 통과한 평행한 레이저빔(L)의 크기, 즉 직경을 확대하는 역할을 한다. 이러한 빔확장기(30)는 BET(Beam Expander Telescope) 등을 포함할 수 있다. 그리고, 상기 스캔미러(40)는 빔확장기(30)를 통과한 레이저빔(L)을 가공대상물 상의 소정 위치에 조사하는 역할을 한다. 상기 집속렌즈(50)는 빔확장기(30)를 통과한 레이저빔(L)을 포커싱하여 가공대상물 상에 소정 크기의 집광점(60)을 형성한다. 여기서, 상기 가공대상물 상에 형성되는 집광점(60)의 크기는 파이버 레이저 발진기(10) 내의 광파이버(11)의 직경과 레이저 가공 광학계의 배율에 의해 결정된다. 즉, 상기 레이저 가공 광학계의 배율이 예를 들어 4배이고, 광파이버(11)의 직경이 2㎛ 인 경우에 가공대상물 상에 형성되는 집광점(60)의 직경은 8㎛가 될 수 있다. The laser processing optical system may include a collimating lens 20, a beam expander 30, a scan mirror 40, and a focusing lens 50. The collimating lens 20 serves to make the laser beam L emitted and emitted from the fiber laser oscillator 10 in parallel. The beam expander 30 serves to enlarge the size, that is, the diameter of the parallel laser beam L passing through the collimating lens 20. The beam expander 30 may include a beam expander telescope (BET). The scan mirror 40 serves to irradiate the laser beam L passing through the beam expander 30 to a predetermined position on the object to be processed. The focusing lens 50 focuses the laser beam L passing through the beam expander 30 to form a condensing point 60 of a predetermined size on the object to be processed. Here, the size of the light collecting point 60 formed on the object to be processed is determined by the diameter of the optical fiber 11 in the fiber laser oscillator 10 and the magnification of the laser processing optical system. That is, when the magnification of the laser processing optical system is 4 times, for example, and the diameter of the optical fiber 11 is 2 μm, the diameter of the light collecting point 60 formed on the object may be 8 μm.

상기와 같은 구조에서 레이저 가공 광학계와 가공대상물의 상대적인 이동에 의하여 가공대상물 상에 레이저빔(L)의 집광점(60)들을 순차적으로 형성함으로써 가공대상물에 가공작업(예를 들면, 드릴링 작업 등)을 수행하게 된다. 그러나, 이러한 종래 파이버 레이저 가공장치는 파이버 레이저 발진기(10)가 하나의 광파이버(11)만을 포함하기 때문에 하나의 레이저빔(L)만을 이용하여 가공대상물을 가공할 수 있으며, 이에 따라 가공시간이 지연되는 문제가 있다.In the above structure, by processing the laser processing optical system and the object to be processed relative to each other by sequentially forming the light collecting points 60 of the laser beam L on the object to be processed (for example, drilling operation) Will be performed. However, in the conventional fiber laser processing apparatus, since the fiber laser oscillator 10 includes only one optical fiber 11, the object to be processed may be processed using only one laser beam L, thereby delaying the processing time. There is a problem.

도 2는 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 파이버 레이저 가공장치를 도시한 것이다. 2 illustrates a fiber laser processing apparatus according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 본 실시예에 따른 파이버 레이저 가공장치는, 파이버 레이저 발진기(110)와, 레이저 가공 광학계를 포함한다. 상기 파이버 레이저 발진기(110)는 일정한 형태로 배열되는 제1 및 제2 광파이버(111,112)를 포함한다. 상기 제1 및 제2 광파이버(111,112) 각각의 내부에는 이득매질이 포함되어 있으며, 이러한 제1 및 제2 광파이버(111,112)는 공진기의 역할을 하게 된다. 여기서, 상기 제1 및 제2 광파이버(111,112)은 서로 일정한 간격으로 배치되어 각각 제1 및 제2 레이저빔(L1,L2)을 발진하게 된다. 상기 레이저 가공 광학계는, 파이저 레이저 발진기(110)로부터 출사되는 제1 및 제2 레이저빔(L1,L2)의 진행 경로 상에 마련되어 가공대상물 상에 상기 레이저빔들(L1,L2)을 포커싱하여 제1 및 제2 집광점들(161,162)을 한다. Referring to FIG. 2, the fiber laser processing apparatus according to the present embodiment includes a fiber laser oscillator 110 and a laser processing optical system. The fiber laser oscillator 110 includes first and second optical fibers 111 and 112 arranged in a predetermined shape. Each of the first and second optical fibers 111 and 112 includes a gain medium, and the first and second optical fibers 111 and 112 serve as resonators. Here, the first and second optical fibers 111 and 112 are arranged at regular intervals to oscillate the first and second laser beams L1 and L2, respectively. The laser processing optical system is provided on a traveling path of the first and second laser beams L1 and L2 emitted from the fiber laser oscillator 110 to focus the laser beams L1 and L2 on a workpiece. The first and second light collecting points 161 and 162 may be used.

구체적으로, 상기 레이저 가공 광학계는 콜리메이팅 렌즈(120)와, 빔확장기(130)와, 스캔미러(140)와, 집속렌즈(150)를 포함할 수 있다. 상기 콜리메이팅 렌즈(120)는 파이버 레이저 발진기(110)로부터 출사되어 발산하는 제1 및 제2 레이저빔(L1,L2)을 평행하게 해주는 역할을 한다. 도 2에서 상기 콜리메이팅 렌즈(120)는 하나의 렌즈로 구성되는 경우가 예로 들어 도시되었으나, 상기 콜리메이팅 렌즈(120)는 복수개의 렌즈로 구성될 수도 있다. 그리고, 상기 빔확장기(130)는 콜리메이팅 렌즈(120)를 통과한 평행한 제1 및 제2 레이저빔(L1,L2)의 크기, 즉 직경을 확대하는 역할을 한다. 이러한 빔확장기(130)는 그 내부의 복수의 렌즈를 구비하고 있으며, 이러한 렌즈들의 위치를 조절할 수 있도록 구성되어 있다. 예를 들면, 상기 빔확장기(130)는 BET(Beam Expander Telescope) 등을 포함할 수 있다. In detail, the laser processing optical system may include a collimating lens 120, a beam expander 130, a scan mirror 140, and a focusing lens 150. The collimating lens 120 serves to parallel the first and second laser beams L1 and L2 emitted and emitted from the fiber laser oscillator 110. In FIG. 2, the collimating lens 120 includes one lens, but the collimating lens 120 may include a plurality of lenses. In addition, the beam expander 130 serves to enlarge the size, that is, the diameter of the parallel first and second laser beams L1 and L2 passing through the collimating lens 120. The beam expander 130 includes a plurality of lenses therein and is configured to adjust the positions of the lenses. For example, the beam expander 130 may include a beam expander telescope (BET).

상기 스캔미러(140)는 빔확장기(130)를 경유한 제1 및 제2 레이저빔(L1,L2)을 가공대상물 상의 소정 위치에 조사하는 역할을 한다. 이러한 스캔미러(140)는 예를 들면 고반사 미러를 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 그리고, 상기 집속렌즈(150)는 스캔미러(140)를 경유한 제1 및 제2 레이저빔(L1,L2)을 집속하여 가공대상물 상에 소정 크기의 제1 및 제2 집광점(161,162)을 형성한다. 여기서, 상기 가공대상물 상에 형성되는 제1 및 제2 집광점(161,162)은 각각 파이버 레이저 발진기(110) 내의 제1 및 제2 광파이버(111,112)에 대응하여 형성된다. 즉, 상기 제1 및 제2 집광점(161,162)은 상기 제1 및 제2 광파이버(111,112)로부터 나오는 제1 및 제2 레이저빔(L1,L2)이 가공대상물 상에 집속되어 형성된 것이다. The scan mirror 140 serves to irradiate the first and second laser beams L1 and L2 via the beam expander 130 to predetermined positions on the object to be processed. The scan mirror 140 may include, for example, a high reflection mirror, but is not limited thereto. In addition, the focusing lens 150 focuses the first and second laser beams L1 and L2 via the scan mirror 140 to collect the first and second converging points 161 and 162 having predetermined sizes on the object to be processed. Form. Here, the first and second light collecting points 161 and 162 formed on the object to be formed are formed corresponding to the first and second optical fibers 111 and 112 in the fiber laser oscillator 110, respectively. That is, the first and second converging points 161 and 162 are formed by concentrating the first and second laser beams L1 and L2 from the first and second optical fibers 111 and 112 on the object to be processed.

상기와 같은 구조의 본 실시예에 따른 파이버 레이저 가공장치에서, 상기 제1 및 제2 집광점(161,162)의 크기와 그 사이의 간격(d2)은 상기 레이저 가공 광학계의 배율과 상기 제1 및 제2 광파이버(111,112)에 의해 결정된다. 즉, 상기 레이저 가공 광학계의 배율이 예를 들면 4배인 경우, 상기 제1 및 제2 집광점(161,162)의 직경은 상기 제1 및 제2 광파이버(111,112)의 직경의 4배가 되고, 상기 제1 및 제2 집광점(161,162) 사이의 간격(d2)은 상기 제1 및 제2 광파이어(111,112) 사이의 간격(d1)의 4배가 된다. 따라서, 상기 제1 및 제2 광파이버(111,112)의 직경이 20㎛이고, 그 사이의 간격(d1)이 125㎛인 경우, 가공대상물 상에 형성되는 제1 및 제2 집광점(161,162)의 직경은 80㎛이 되고, 그 사이의 간격(d2)은 500㎛가 될 수 있다. 즉, 본 실시예에서는 제1 및 제2 집광점(161,162)의 직경 뿐만 아니라 제1 및 제2 집광점(161,162) 사이의 간격(d2)도 조절할 수 있다. In the fiber laser processing apparatus according to the present embodiment having the above structure, the size of the first and second light collecting points 161 and 162 and the distance d2 therebetween are determined by the magnification of the laser processing optical system and the first and second 2 is determined by the optical fibers 111 and 112. That is, when the magnification of the laser processing optical system is four times, for example, the diameters of the first and second light collecting points 161 and 162 are four times the diameters of the first and second optical fibers 111 and 112, and the first And the distance d2 between the second light collecting points 161 and 162 is four times the distance d1 between the first and second optical fires 111 and 112. Accordingly, when the diameters of the first and second optical fibers 111 and 112 are 20 μm and the gap d1 between them is 125 μm, the diameters of the first and second light converging points 161 and 162 formed on the object are processed. Is 80 μm, and the interval d2 therebetween may be 500 μm. That is, in the present exemplary embodiment, the distance d2 between the first and second light collecting points 161 and 162 may be adjusted as well as the diameters of the first and second light collecting points 161 and 162.

한편, 이상에서는 파이버 레이저 발진기(110)가 일정한 간격으로 이격되게 마련된 두 개의 광파이버(111,112)를 포함하는 경우가 설명되었으나, 본 실시예는 이에 한정되지 않고 상기 광파이버의 개수들을 다양하게 변형시킬 수 있다. 즉, 상기 파이버 레이저 발진기(110)는 소정 형태로 배치된 3개 이상의 광파이버를 포함할 수 있으며, 이 경우 상기 광파이버들의 배치 형태나 그 사이의 간격들을 다양하게 변화시킬 수 있다. 또한, 상 광파이버들 각각의 직경도 다양하게 변형시킬 수 있다. Meanwhile, the case in which the fiber laser oscillator 110 includes two optical fibers 111 and 112 provided to be spaced apart at regular intervals has been described. However, the embodiment is not limited thereto, and the number of the optical fibers may be variously modified. . That is, the fiber laser oscillator 110 may include three or more optical fibers arranged in a predetermined form, and in this case, various arrangements of the optical fibers or intervals therebetween may be varied. In addition, the diameter of each of the phase optical fibers can also be variously modified.

도 3에는 가공대상물(W) 상에 레이저 드릴링 작업을 수행함으로써 천공들(170)이 2열로 나란하게 형성된 모습이 도시되어 있다. 이러한 드릴링 작업은 도 2에 도시된 2개의 광파이버(111,112)를 포함하는 본 발명의 실시예에 따른 파이버 레이저 가공장치를 이용하여 가공대상물 상에 제1 및 제2 집광점(161,162)을 형성한 다음, 파이버 레이저 가공장치나 가공대상물(W)을 이동시켜 천공들(170)을 형성함으로써 수행될 수 있다. 여기서, 동시에 형성되는 인접한 천공들(170) 사이의 간격(d2)은 제1 및 제2 집광점(161,162) 사이의 간격(d2)과 동일할 수 있다. 한편, 상기 파이버 레이저 가공장치 내의 레이저 가공 광학계의 배율을 변화시키면 가공대상물 상에 형성되는 천공들(170) 사이의 간격(d2)도 조절할 수 있다. 이러한 본 실시예에 따른 파이버 레이저 가공장치를 이용하여 가공대상물 상에 드릴링 작업을 수행하게 되면 종래 하나의 광파이버만을 포함하는 레이저 가공장치 비하여 가공시간을 두배로 단축시킬 수 있게 된다. 3 illustrates a state in which the perforations 170 are formed side by side in two rows by performing a laser drilling operation on the workpiece W. Referring to FIG. This drilling operation is performed by using the fiber laser processing apparatus according to an embodiment of the present invention including two optical fibers 111 and 112 shown in FIG. , By moving the fiber laser processing apparatus or the workpiece (W) to form the perforations (170). Here, the spacing d2 between the adjacent perforations 170 formed at the same time may be the same as the spacing d2 between the first and second light collecting points 161 and 162. Meanwhile, when the magnification of the laser processing optical system in the fiber laser processing apparatus is changed, the distance d2 between the perforations 170 formed on the object to be processed may also be adjusted. When the drilling operation is performed on the object to be processed using the fiber laser processing apparatus according to the present embodiment, the processing time can be shortened twice as compared to the laser processing apparatus including only one optical fiber.

이상과 같이, 본 실시예에 따른 파이버 레이저 가공장치에서는 파이저 레이저 발진기 내에 복수의 광파이버가 소정 행태로 배치되어 있고, 이 광파이버들로부터 복수의 레이저빔을 발진하여 가공대상물 상에 집광점들을 형성함으로써 가공대상물에 보다 신속하게 레이저 가공작업을 수행할 수 있게 된다. 그리고, 상기 파이버 레이저 가공장치 내의 레이저 가공 광학계의 배율을 조절함으로써 가공대상물 상에 형성되는 집광점들의 크기 및 그 사이의 간격도 다양하게 변화시킬 수 있다. As described above, in the fiber laser processing apparatus according to the present embodiment, a plurality of optical fibers are disposed in a fiber laser oscillator in a predetermined manner, and a plurality of optical beams are oscillated from the optical fibers to form condensing spots on a workpiece. Laser machining can be performed more quickly on the workpiece. In addition, by adjusting the magnification of the laser processing optical system in the fiber laser processing apparatus, the size of the focusing points formed on the object to be processed and the distance therebetween may also be variously changed.

이상에서 본 발명의 실시예가 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.  While the invention has been shown and described with reference to certain preferred embodiments thereof, it will be understood by those skilled in the art that various changes and modifications may be made without departing from the scope of the invention as defined by the appended claims.

10,110... 파이버 레이저 발진기
11,111,112... 광파이버
20,120... 콜리메이팅 렌즈 30,130... 빔확장기
40,140... 스캔미러 50,150... 집속렌즈
60... 집광점 170... 천공
d1... 광파이버 사이의 간격
d2... 집광점 사이의 간격10,110 ... Fiber Laser Oscillator
11,111,112 ... Optical Fiber
20,120 ... collimating lens 30,130 ... beam expander
40,140 ... Scan mirror 50,150 ... Focusing lens
60 ... condensing point 170 ... perforation
d1 ... spacing between optical fibers
d2 ... Spacing between condensing points

Claims (5)

서로 일정한 간격으로 이격되게 배치되어 각각 레이저빔을 발진하는 복수의 광파이버를 포함하는 파이버 레이저 발진기; 및
상기 파이저 레이저 발진기로부터 출사되는 레이저빔들의 경로 상에 마련되는 것으로, 가공대상물 상에 상기 레이저빔들을 포커싱하여 집광점들을 형성하는 레이저 가공 광학계;를 포함하는 파이버 레이저 가공장치. A fiber laser oscillator disposed to be spaced apart at regular intervals from each other and including a plurality of optical fibers each oscillating a laser beam; And
And a laser processing optical system provided on a path of laser beams emitted from the fiber laser oscillator and focusing the laser beams on a workpiece to form condensing points. 제 1 항에 있어서,
상기 가공대상물 상에 형성되는 집광점들은 상기 광파이버들에 대응하여 형성되는 파이버 레이저 가공장치.The method of claim 1,
Converging points formed on the object to be processed are formed in accordance with the optical fiber fiber laser processing apparatus. 제 2 항에 있어서,
상기 집광점들의 직경 및 상기 집광점들 사이의 간격은 상기 레이저 광학계의 배율과 상기 광파이버들에 의해 결정되는 파이버 레이저 가공장치.3. The method of claim 2,
The diameter of the focusing points and the distance between the focusing points are determined by the magnification of the laser optical system and the optical fibers. 제 1 항에 있어서,
상기 레이저 가공 광학계는, 상기 파이버 레이저 발진기로부터 발산되는 레이저빔들을 평행하게 하는 콜리메이팅 렌즈(collimating lens)와, 상기 콜리메이팅 렌즈를 통과한 레이저빔들의 크기를 확장하는 빔확장기와, 상기 빔확장기를 통과한 레이저빔들을 각각 상기 가공대상물 상에 포커싱하는 집속렌즈(focusing lens)를 포함하는 파이버 레이저 가공장치.The method of claim 1,
The laser processing optical system includes a collimating lens for paralleling the laser beams emitted from the fiber laser oscillator, a beam expander for expanding the size of the laser beams passing through the collimating lens, and the beam expander. And a focusing lens for focusing the passed laser beams on the workpiece. 제 4 항에 있어서,
상기 레이저 가공 광학계는 상기 빔확장기와 상기 집속렌즈 사이에 마련되는 것으로, 상기 레이저빔들을 상기 가공대상물 상에 스캔하기 위한 스캔미러를 더 포함하는 파이버 레이저 가공장치. 5. The method of claim 4,
The laser processing optical system is provided between the beam expander and the focusing lens, and further comprises a scan mirror for scanning the laser beams on the workpiece.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017034172A1 (en) * 2015-08-25 2017-03-02 (주)이오테크닉스 Laser soldering device
TWI670132B (en) * 2015-08-25 2019-09-01 南韓商Ｅｏ科技股份有限公司 Laser soldering apparatus

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