KR20230115062A - Beam generation system for chamfering using Airy beam - Google Patents

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Abstract

본 발명은 중심부가 광축 상에 위치하고, 조사되는 레이저 빔을 통과시킴으로써, 베셀 빔(Bessel beam)을 생성하는 엑시콘 렌즈; 중심부가 광축으로부터 일정 거리 이격되도록 위치하고, 렌즈의 일부분을 통해 베셀 빔을 통과시킴으로써, 곡선 형태로 조사되는 에어리 빔(Airy Beam)을 생성하는 오목 렌즈; 및 중심부가 광축 상에 위치하고, 렌즈의 일부분을 통해 에어리 빔을 통과시킴으로써, 면취용 빔을 생성하는 포커스 렌즈;를 포함하며, 레이저 빔을 이용하여 정밀한 면취를 수행할 수 있도록 하는 에어리 빔을 이용한 면취용 빔 생성 시스템에 관한 것이다.The present invention includes an axicon lens having a central portion located on an optical axis and generating a Bessel beam by passing a laser beam to be irradiated; a concave lens having a central portion spaced apart from an optical axis by a predetermined distance and generating an Airy Beam irradiated in a curved shape by passing a Bessel beam through a portion of the lens; and a focus lens, the center of which is located on the optical axis, and which generates a beam for chamfering by passing an Airy beam through a portion of the lens, wherein the surface using the Airy beam enables precise chamfering to be performed using a laser beam. It relates to a captured beam generating system.

Description

에어리 빔을 이용한 면취용 빔 생성 시스템{Beam generation system for chamfering using Airy beam}Beam generation system for chamfering using Airy beam}

본 발명은 레이저 빔을 이용하여 정밀한 면취를 수행할 수 있도록 하는 에어리 빔을 이용한 면취용 빔 생성 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a beam generation system for chamfering using an Airy beam that enables precise chamfering to be performed using a laser beam.

면취는 가공 대상이 되는 소재 등의 모서리 부분을 둥글게 가공하여 부드럽게 만드는 가공을 의미한다.Chamfering refers to processing that rounds the corner of a material to be processed to make it smooth.

또한, 면취를 수행하기 위한 기법으로서 기계식 면취, 멜팅 면취 및 열 면취 기법이 존재하지만, 각각의 면취 기법은 뚜렷한 단점을 갖고 있다.In addition, mechanical chamfering, melting chamfering, and thermal chamfering techniques exist as techniques for performing chamfering, but each chamfering technique has distinct disadvantages.

구체적으로, 기계식 면취 기법은 수율이 높은 편이고, 가장 범용적으로 사용되고 있어 가공 데이터가 많이 축적되어 있으며, 가공 대상의 면취량을 조절하기 용이한 장점이 있지만, 가공용 블레이드 교체 비용 및 면취 수행 장치에 대한 보수 비용 등을 포함하는 유지 비용이 발생하며, 가공 공정이 수행되는 환경을 청정하게 관리하기 어렵다는 단점이 있다.Specifically, the mechanical chamfering technique has the advantage of having a high yield, being the most commonly used and thus accumulating a lot of processing data, and being easy to control the chamfering amount of the processing target. Maintenance costs including maintenance costs are incurred, and it is difficult to cleanly manage the environment in which the processing process is performed.

또한, 멜팅 면취 기법은 상술한 기계식 면취 기법 대비 환경을 청정하게 관리하기 용이하고, 가공용 블레이드 사용에 따른 교체 비용이 발생하지 않는다는 장점이 있지만, 가공에 많은 시간이 소요되고, 수율이 낮으며, 상온에서 가공이 어렵고, 서냉 과정이 별도로 요구되는 단점이 있다.In addition, the melting chamfering technique has the advantage that it is easy to clean the environment compared to the above-mentioned mechanical chamfering technique and does not incur replacement costs due to the use of blades for processing, but it takes a lot of time for processing, yield is low, and room temperature It is difficult to process and has the disadvantage of requiring a separate slow cooling process.

또한, 열 면취 기법은 멜팅 면취 기법의 단점이 일부 보완된 것으로서, 서냉 과정이 요구되지 않고, 고속 가공이 가능한 장점이 있지만, 공정이 복잡하고, 가공 난이도가 높으며, 단차 발생 시 연속적인 가공이 불가하거나 가공 재현성이 떨어지는 등의 추가적인 단점도 존재한다.In addition, the hot chamfering technique partially compensates for the disadvantages of the melting chamfering technique, and has the advantage of not requiring a slow cooling process and enabling high-speed machining, but the process is complicated, the machining difficulty is high, and continuous machining is not possible when a step occurs. There are also additional disadvantages such as poor processing reproducibility.

따라서, 종래의 면취 기법보다 개선된 면취 기법을 개발하여 면취 공정의 효율성을 높일 필요가 있다.Therefore, it is necessary to develop an improved chamfering technique than the conventional chamfering technique to increase the efficiency of the chamfering process.

본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 레이저 빔의 조사 방향을 따르는 광축을 설정하고, 설정한 광축을 따라 구성되는 광학계를 이용해 에어리 빔 및 에어리 빔을 이용한 면취용 빔을 생성함으로써, 정밀한 면취를 수행할 수 있도록 하는 에어리 빔을 이용한 면취용 빔 생성 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.In order to solve the above problems, the present invention sets an optical axis along the irradiation direction of the laser beam, and generates an Airy beam and a chamfering beam using the Airy beam using an optical system configured along the set optical axis, thereby providing precise chamfering. It is an object to provide a beam generating system for chamfering using an Airy beam that enables to perform.

본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 상기 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The technical problems to be achieved in the present invention are not limited to the above technical problems, and other technical problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

상술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 일면은, 레이저 빔의 조사 방향을 따르는 광축을 설정하고, 설정한 광축을 따라 구성되는 광학계를 이용해 면취용 빔을 생성하는 에어리 빔을 이용한 면취용 빔 생성 시스템으로서, 중심부가 광축 상에 위치하고, 조사되는 레이저 빔을 통과시킴으로써, 베셀 빔(Bessel beam)을 생성하는 엑시콘 렌즈; 중심부가 광축으로부터 일정 거리 이격되도록 위치하고, 렌즈의 일부분을 통해 베셀 빔을 통과시킴으로써, 에어리 빔(Airy Beam)을 생성하는 오목 렌즈; 및 중심부가 광축 상에 위치하고, 렌즈의 일부분을 통해 에어리 빔을 통과시킴으로써, 곡선 형태로 조사되는 면취용 빔을 생성하는 포커스 렌즈;를 포함한다.One aspect of the present invention for solving the above problems is to set an optical axis along the irradiation direction of the laser beam, and a chamfering beam generation system using an Airy beam that generates a chamfering beam using an optical system configured along the set optical axis. An axicon lens having a central portion located on an optical axis and generating a Bessel beam by passing a laser beam to be irradiated; a concave lens having a central portion spaced apart from an optical axis by a predetermined distance and generating an Airy beam by passing a Bessel beam through a portion of the lens; and a focus lens having a central portion positioned on an optical axis and generating a beam for chamfering that is irradiated in a curved shape by passing an Airy beam through a portion of the lens.

본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 초기 조사되는 레이저 빔을 광축으로부터 벗어나는 방향으로 확산시키는 확산 렌즈; 확산 렌즈에 의해 확산된 레이저 빔이 광축을 따라 진행하도록 진행 방향을 보정하는 시준기;를 더 포함할 수 있다.In a preferred embodiment of the present invention, the diffusion lens for diffusing the initially irradiated laser beam in a direction away from the optical axis; A collimator for correcting the traveling direction of the laser beam diffused by the diffusion lens to travel along the optical axis; may be further included.

본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 오목 렌즈는, 광축 상에 배치된 위치에 따라 렌즈 중심부로부터 이격된 일부분을 통해 베셀 빔을 통과시킬 수 있다.In a preferred embodiment of the present invention, the concave lens may pass the Bessel beam through a portion spaced apart from the center of the lens according to a position disposed on an optical axis.

본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 오목 렌즈는, 입사면의 곡률 반경이 일정 범위 이내로 설정되고, 출사면의 곡률 반경이 무한대로 설정될 수 있다.In a preferred embodiment of the present invention, in the concave lens, the radius of curvature of the incident surface is set within a certain range, and the radius of curvature of the exit surface may be set to infinity.

본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 포커스 렌즈는, 에어리 빔의 조사 위치에 따라 광축을 기준으로 구분되는 상부 또는 하부를 통해 에어리 빔을 통과시킬 수 있다.In a preferred embodiment of the present invention, the focus lens may pass the Airy beam through an upper part or a lower part divided based on an optical axis according to an irradiation position of the Airy beam.

본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 포커스 렌즈는, 렌즈 중심부로부터 멀어질수록 높은 굴절율을 갖도록 설정됨으로써, 빔 외곽 일부가 포물선 형태로 조사되는 곡선 형태의 면취용 빔을 생성할 수 있다.In a preferred embodiment of the present invention, the focus lens is set to have a higher refractive index as it moves away from the center of the lens, so that a part of the outer part of the beam is irradiated in a parabolic shape, so that a curved beam for chamfering can be generated.

본 발명은 종래의 기계식 면취 기법을 이용하는 공정 대비 유지 비용이 대폭 절감되고, 청정한 환경을 용이하게 조성 가능한 면취 공정을 구축할 수 있는 이점이 있다.The present invention has the advantage of being able to construct a chamfering process that can significantly reduce maintenance costs and easily create a clean environment compared to a process using a conventional mechanical chamfering technique.

본 발명은 종래의 멜팅 면취 기법을 이용하는 공정 대비 가공에 소요되는 시간이 짧고, 수율이 높으며, 상온 가공이 가능한 면취 공정을 구축할 수 있는 이점이 있다.The present invention has the advantage of being able to construct a chamfering process that requires a short processing time, high yield, and can be processed at room temperature compared to a process using a conventional melting chamfering technique.

본 발명은 종래의 열 면취 기법을 이용하는 공정 대비 공정이 단순하고, 가공 난이도가 낮은 면취 공정을 구축할 수 있는 이점이 있다.The present invention has the advantage of being able to construct a chamfering process with a simple process compared to a process using a conventional hot chamfering technique and a low processing difficulty.

본 발명은 높은 동적 성능, 고속 가공 성능 및 정밀한 면취 수행 성능을 갖는 면취용 빔 생성 시스템을 제공하는 효과가 있다.The present invention has the effect of providing a beam generating system for chamfering having high dynamic performance, high-speed processing performance and precise chamfering performance.

본 발명은 광학계의 일부 구성요소에 대한 설정을 변경하여 용이하게 요구되는 면취용 빔을 생성할 수 있는 효과가 있다. The present invention has the effect of easily generating the desired chamfering beam by changing the settings of some components of the optical system.

한편, 여기에서 명시적으로 언급되지 않은 효과라 하더라도, 본 발명의 기술적 특징에 의해 기대되는 이하의 명세서에서 기재된 효과 및 그 잠정적인 효과는 본 발명의 명세서에 기재된 것과 같이 취급됨을 첨언한다.On the other hand, even if the effects are not explicitly mentioned here, it is added that the effects described in the following specification expected by the technical features of the present invention and their provisional effects are treated as described in the specification of the present invention.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 에어리 빔을 이용한 면취용 빔 생성 시스템의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 에어리 빔을 이용한 면취용 빔 생성 시스템을 구성하는 광학계를 설명하기 위한 참조도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 에어리 빔을 이용한 면취용 빔 생성 시스템을 통해 생성되는 면취용 빔에 대해서 설명하기 위한 참조도이다.1 is a block diagram showing the configuration of a beam generating system for chamfering using an Airy beam according to an embodiment of the present invention.
2 is a reference diagram for explaining an optical system constituting a system for generating a beam for chamfering using an Airy beam according to an embodiment of the present invention.
3 is a reference diagram for explaining a chamfering beam generated through a system for generating a chamfering beam using an Airy beam according to an embodiment of the present invention.

본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지기능에 대하여 이 분야의 기술자에게 자명한 사항으로서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 상세한 설명을 생략한다.In describing the present invention, a detailed description thereof will be omitted if it is determined that a related known function may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention as it is obvious to those skilled in the art.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 에어리 빔을 이용한 면취용 빔 생성 시스템(100)(이하, 면취용 빔 생성 시스템이라 칭함)의 구성을 나타내는 블록도이다.1 is a block diagram showing the configuration of a chamfering beam generating system 100 (hereinafter referred to as a chamfering beam generating system) using an Airy beam according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 면취용 빔 생성 시스템(100)은 엑시콘 렌즈(110), 오목 렌즈(120) 및 포커스 렌즈(130)를 포함하여 구성되며, 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 확산 렌즈(140) 및 시준기(150)를 더 포함하여 구성될 수 있다.Referring to Figure 1, the chamfering beam generating system 100 according to the present invention is configured to include an axicon lens 110, a concave lens 120 and a focus lens 130, in a preferred embodiment of the present invention Accordingly, a diffusion lens 140 and a collimator 150 may be further included.

또한, 면취용 빔 생성 시스템(100)을 구성하는 광학계에 대한 자세한 설명은 아래에서 도 2를 참조하여 설명하기로 한다.In addition, a detailed description of the optical system constituting the beam generating system 100 for chamfering will be described with reference to FIG. 2 below.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 면취용 빔 생성 시스템(100)을 구성하는 광학계를 설명하기 위한 참조도이다.2 is a reference diagram for explaining an optical system constituting the beam generating system 100 for chamfering according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 면취용 빔 생성 시스템(100)은 레이저 빔의 조사 방향을 따르는 광축(10)을 설정하고, 설정한 광축(10)을 따라 구성되는 광학계를 이용해 면취용 빔(135)을 생성한다. 여기에서, 광축(10)은 레이저 조사 장치(미도시)로부터 조사되는 레이저 빔의 조사 위치 및 방향에 기초하여 설정될 수 있다.Referring to FIG. 2, the chamfering beam generation system 100 according to the present invention sets an optical axis 10 along the irradiation direction of a laser beam, and uses an optical system configured along the set optical axis 10 to create a chamfering beam. (135). Here, the optical axis 10 may be set based on the irradiation position and direction of a laser beam irradiated from a laser irradiation device (not shown).

엑시콘 렌즈(110)는 중심부가 광축 상에 위치하고, 조사되는 레이저 빔을 통과시킴으로써, 베셀 빔(Bessel beam)(115)을 생성할 수 있다.The axicon lens 110 may generate a Bessel beam 115 by having a central portion positioned on an optical axis and passing an irradiated laser beam therethrough.

구체적으로, 엑시콘 렌즈(110)로 입사되는 레이저 빔은 빔 가이드 선(20)으로 표현된 바와 같이 일정한 지름을 갖도록 형성될 수 있으며, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 엑시콘 렌즈(110)로 입사되는 레이저 빔에 대해서 요구되는 사양(지름, 광강도 등)을 만족시키기 위해 엑시콘 렌즈(110)보다 선행되는 위치에 확산 렌즈(140) 및 시준기(150)를 배치할 수 있다. 여기에서, 확산 렌즈(140)는 초기 조사되는 레이저 빔을 광축으로부터 벗어나는 방향으로 확산시키는 역할을 수행하며, 시준기(150)는 확산 렌즈(140)에 의해 확산된 레이저 빔이 광축을 따라 진행하도록 진행 방향을 보정하는 역할을 수행할 수 있다. 또한, 확산 렌즈(140) 및 시준기(150)는 중심부가 광축(10) 상에 위치하도록 배치될 수 있다.Specifically, the laser beam incident to the exicon lens 110 may be formed to have a constant diameter as represented by the beam guide line 20, and according to a preferred embodiment of the present invention, the exicon lens 110 The diffusion lens 140 and the collimator 150 may be disposed in a position ahead of the axicon lens 110 in order to satisfy specifications (diameter, light intensity, etc.) required for a laser beam incident thereto. Here, the diffusion lens 140 serves to diffuse the initially irradiated laser beam in a direction deviating from the optical axis, and the collimator 150 allows the laser beam diffused by the diffusion lens 140 to proceed along the optical axis. It can play a role in correcting direction. In addition, the diffusion lens 140 and the collimator 150 may be disposed such that a central portion is located on the optical axis 10 .

또한, 엑시콘 렌즈(110)는 레이저 빔을 통과시키는 과정에서 전반사가 발생하지 않도록 형성될 수 있다. 예를 들어, 엑시콘 렌즈(110)의 엑시콘 각도는 45° 미만으로 설정될 수 있으며, 생성되는 베셀 빔(115)에 대해서 요구되는 사양(지름 등)을 만족시키기 위해 25°, 20°, 10° 및 5° 등 다양한 각도로 설정될 수 있다.In addition, the axicon lens 110 may be formed so that total reflection does not occur in the process of passing the laser beam. For example, the axicon angle of the axicon lens 110 may be set to less than 45°, and to satisfy specifications (diameter, etc.) required for the generated Bessel beam 115, 25°, 20°, It can be set to various angles such as 10° and 5°.

오목 렌즈(120)는 중심부가 광축(10)으로부터 일정 거리 이격되도록 위치하고, 렌즈의 일부분을 통해 베셀 빔(115)을 통과시킴으로써, 에어리 빔(Airy Beam)(125)을 생성할 수 있다.The concave lens 120 may generate an Airy beam 125 by passing a Bessel beam 115 through a portion of the lens having a central portion spaced apart from the optical axis 10 by a predetermined distance.

여기에서, 도 2를 참조하면, 에어리 빔(125)에 대한 빔 가이드 선(20)은 직선 형태로 도시되었지만, 이는, 단지 빔의 조사 범위 및 조사 방향을 직관적으로 나타낸 것으로서, 실제 에어리 빔(125)은 곡선 형태로 조사될 수 있으며, 면취용 빔(135) 또한 마찬가지로 곡선 형태로 조사될 수 있다. Here, referring to FIG. 2, although the beam guide line 20 for the Airy beam 125 is shown in a straight line form, this intuitively represents only the irradiation range and irradiation direction of the beam, and the actual Airy beam 125 ) may be irradiated in a curved shape, and the chamfering beam 135 may also be irradiated in a curved shape.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 오목 렌즈(120)는 광축(10) 상에 배치된 위치에 따라 렌즈 중심부로부터 이격된 일부분을 통해 베셀 빔(115)을 통과시킬 수 있다. 구체적으로, 오목 렌즈(120)는 광축(10)으로부터 수직하는 방향으로 이격될 수 있으며, 이격 거리는 100mm 이하로 설정될 수 있다. 예를 들어, 오목 렌즈(120)가 도 2에 도시된 바와 같이 광축(10) 위 방향으로 일정 거리 이격되는 경우에는 렌즈의 하부 일부분을 통해 베셀 빔(115)을 통과시키게 된다.According to a preferred embodiment of the present invention, the concave lens 120 may pass the Bessel beam 115 through a portion spaced apart from the center of the lens according to a position disposed on the optical axis 10 . Specifically, the concave lens 120 may be spaced apart in a direction perpendicular to the optical axis 10, and the separation distance may be set to 100 mm or less. For example, when the concave lens 120 is spaced apart by a predetermined distance in the upward direction of the optical axis 10 as shown in FIG. 2 , the Bessel beam 115 passes through a lower part of the lens.

또한, 오목 렌즈(120)는 엑시콘 렌즈(110)로부터 150mm 내지 220mm 떨어진 거리에 위치할 수 있다. 여기에서, 엑시콘 렌즈(110) 및 오목 렌즈(120) 간의 거리는 생성되는 에어리 빔(125)의 특성을 결정하는 요소가 될 수 있다.Also, the concave lens 120 may be located at a distance of 150 mm to 220 mm from the axicon lens 110 . Here, the distance between the axicon lens 110 and the concave lens 120 may be a factor determining the characteristics of the generated Airy beam 125 .

또한, 오목 렌즈(120)는 입사면의 곡률 반경이 일정 범위 이내로 설정되고, 출사면의 곡률 반경이 무한대로 설정됨으로써, 에어리 빔(125)이 조사되는 구간에서 전반사가 발생하지 않도록 할 수 있다. 구체적으로, 오목 렌즈(120)의 입사면 곡률 반경은 40mm 내지 100mm로 설정될 수 있으며, 이에 따라, 출사면 곡률 반경이 입사면 곡률 반경보다 크게 형성되어 전반사 현상을 방지할 수 있다.Also, since the radius of curvature of the incident surface of the concave lens 120 is set within a certain range and the radius of curvature of the exit surface is set to infinity, total internal reflection may not occur in a section where the Airy beam 125 is irradiated. Specifically, the radius of curvature of the incident surface of the concave lens 120 may be set to 40 mm to 100 mm. Accordingly, the radius of curvature of the exit surface is greater than the radius of curvature of the incident surface, thereby preventing total reflection.

포커스 렌즈(130)는 중심부가 광축(10) 상에 위치하고, 렌즈의 일부분을 통해 에어리 빔(125)을 통과시킴으로써, 곡선 형태로 조사되는 면취용 빔(135)을 생성할 수 있다.The center of the focus lens 130 is positioned on the optical axis 10 and the Airy beam 125 passes through a portion of the lens, thereby generating a beam 135 for chamfering that is irradiated in a curved shape.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 포커스 렌즈(130)는 에어리 빔(135)의 조사 위치에 따라 광축(10)을 기준으로 구분되는 상부 또는 하부를 통해 에어리 빔을 통과시킬 수 있다. 예를 들어, 오목 렌즈(120)가 도 2에 도시된 바와 같이, 광축(10) 위 방향으로 일정 거리 이격되는 경우에는, 오목 렌즈(120)의 하부 일부분을 통해 베셀 빔(115)이 통과되므로, 포커스 렌즈(130)의 하부를 통해 에어리 빔(125)을 통과시키게 된다. 반대로, 오목 렌즈(120)가 광축(10) 아래 방향으로 일정 거리 이격되는 경우에는, 오목 렌즈(120)의 상부 일부분을 통해 베셀 빔(115)이 통과되므로, 포커스 렌즈(130)의 상부를 통해 에어리 빔(125)을 통과시키게 된다.According to a preferred embodiment of the present invention, the focus lens 130 may pass the Airy beam through an upper part or a lower part divided based on the optical axis 10 according to the irradiation position of the Airy beam 135 . For example, as shown in FIG. 2 , when the concave lens 120 is spaced apart by a predetermined distance in the upward direction of the optical axis 10, the Bessel beam 115 passes through a lower part of the concave lens 120, , the Airy beam 125 passes through the lower part of the focus lens 130. Conversely, when the concave lens 120 is spaced apart by a predetermined distance in the downward direction of the optical axis 10, the Bessel beam 115 passes through an upper portion of the concave lens 120, and thus passes through the upper portion of the focus lens 130. Airy beam 125 is passed through.

또한, 포커스 렌즈(130)는 렌즈 중심부로부터 멀어질수록 높은 굴절율을 갖도록 설정됨으로써, 에어리 빔(125)을 집중시킨 곡선 형태의 면취용 빔(135)을 생성할 수 있다.In addition, the focus lens 130 is set to have a higher refractive index as it moves away from the center of the lens, thereby generating a curved chamfering beam 135 in which the Airy beam 125 is concentrated.

이와 관련하여, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 면취용 빔 생성 시스템(100)을 통해 생성되는 면취용 빔(135)을 도시한 도면이다.In this regard, FIG. 3 is a view showing the chamfering beam 135 generated through the chamfering beam generation system 100 according to an embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 포커스 렌즈(130)의 중심부와 근접하게 통과된 에어리 빔(125)에 의해 생성된 면취용 빔(135)은 곡률이 낮게 설정되어 거의 직선 형태로 조사되며, 반대로, 포커스 렌즈(130)의 주변부와 근접하게 통과된 에어리 빔(125)에 의해 생성된 면취용 빔(135)은 곡률이 높게 설정되어 빔 외곽 일부가 포물선 형태로 조사되도록 성형될 수 있다. 여기에서, 면취를 수행하고자 하는 경우에는 일반적으로 상술한 포물선 형태로 조사되는 빔 외곽 부분의 곡선형 면취용 빔(135)을 이용하여 면취를 수행하게 되며, 포커스 렌즈(130)의 사양(곡률 반경, 지름 등)을 변경함으로써, 면취 대상에 적합한 면취를 수행할 수 있도록 빔 외곽의 형태를 성형할 수 있다.Referring to FIG. 3, the chamfering beam 135 generated by the Airy beam 125 passing close to the center of the focus lens 130 is set to have a low curvature and is irradiated in an almost straight line. The chamfering beam 135 generated by the Airy beam 125 passing close to the periphery of 130 may be formed to have a high curvature and irradiate a part of the beam in a parabolic shape. Here, when chamfering is to be performed, chamfering is generally performed using the curved chamfering beam 135 of the outer portion of the beam irradiated in the above-described parabolic shape, and the specifications of the focus lens 130 (radius of curvature) , diameter, etc.), it is possible to mold the shape of the beam outline so that chamfering suitable for the chamfering target can be performed.

본 발명은 본 발명의 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 당업자에게 자명하다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.It is apparent to those skilled in the art that the present invention can be embodied in other specific forms without departing from the characteristics of the present invention. Accordingly, the above detailed description should not be construed as limiting in all respects and should be considered illustrative. The scope of the present invention should be determined by reasonable interpretation of the appended claims, and all changes within the equivalent scope of the present invention are included in the scope of the present invention.

10: 광축 20: 빔 가이드 선
100: 에어리 빔을 이용한 면취용 빔 생성 시스템
110: 엑시콘 렌즈 115: 베셀 빔
120: 오목 렌즈 125: 에어리 빔
130: 포커스 렌즈
135: 면취용 빔
140: 확산 렌즈
150: 시준기10: optical axis 20: beam guide line
100: Beam generation system for chamfering using Airy beam
110: axicon lens 115: Bessel beam
120: concave lens 125: Airy beam
130: focus lens
135: beam for chamfering
140: diffusion lens
150: collimator

Claims (6)

레이저 빔의 조사 방향을 따르는 광축을 설정하고, 설정한 광축을 따라 구성되는 광학계를 이용해 면취용 빔을 생성하는 에어리 빔을 이용한 면취용 빔 생성 시스템으로서,
중심부가 광축 상에 위치하고, 조사되는 레이저 빔을 통과시킴으로써, 베셀 빔(Bessel beam)을 생성하는 엑시콘 렌즈;
중심부가 광축으로부터 일정 거리 이격되도록 위치하고, 렌즈의 일부분을 통해 베셀 빔을 통과시킴으로써, 에어리 빔(Airy Beam)을 생성하는 오목 렌즈; 및
중심부가 광축 상에 위치하고, 렌즈의 일부분을 통해 에어리 빔을 통과시킴으로써, 곡선 형태로 조사되는 면취용 빔을 생성하는 포커스 렌즈;를 포함하는,
에어리 빔을 이용한 면취용 빔 생성 시스템.
A beam generation system for chamfering using an Airy beam that sets an optical axis along the irradiation direction of a laser beam and generates a beam for chamfering using an optical system configured along the set optical axis,
an axicon lens having a central portion positioned on an optical axis and generating a Bessel beam by passing an irradiated laser beam;
a concave lens having a central portion spaced apart from an optical axis by a predetermined distance and generating an Airy beam by passing a Bessel beam through a portion of the lens; and
Including,
Beam generation system for chamfering using Airy beam.
 제1항에 있어서,
초기 조사되는 레이저 빔을 광축으로부터 벗어나는 방향으로 확산시키는 확산 렌즈;
확산 렌즈에 의해 확산된 레이저 빔이 광축을 따라 진행하도록 진행 방향을 보정하는 시준기;를 더 포함하는,
에어리 빔을 이용한 면취 시스템.
According to claim 1,
a diffusion lens that diffuses an initially irradiated laser beam in a direction deviating from an optical axis;
A collimator for correcting the traveling direction so that the laser beam diffused by the diffusion lens travels along the optical axis; further comprising,
Chamfering system using an airy beam.
 제1항에 있어서,
오목 렌즈는,
광축 상에 배치된 위치에 따라 렌즈 중심부로부터 이격된 일부분을 통해 베셀 빔을 통과시키는 것을 특징으로 하는,
에어리 빔을 이용한 면취용 빔 생성 시스템.
According to claim 1,
concave lenses,
Characterized in that the Bessel beam passes through a part spaced apart from the center of the lens according to the position disposed on the optical axis.
Beam generation system for chamfering using Airy beam.
 제1항에 있어서,
오목 렌즈는,
입사면의 곡률 반경이 일정 범위 이내로 설정되고, 출사면의 곡률 반경이 무한대로 설정되는 것을 특징으로 하는,
에어리 빔을 이용한 면취용 빔 생성 시스템.
According to claim 1,
concave lenses,
Characterized in that the radius of curvature of the incident surface is set within a certain range, and the radius of curvature of the exit surface is set to infinity.
Beam generation system for chamfering using Airy beam.
 제1항에 있어서,
포커스 렌즈는,
에어리 빔의 조사 위치에 따라 광축을 기준으로 구분되는 상부 또는 하부를 통해 에어리 빔을 통과시키는 것을 특징으로 하는,
에어리 빔을 이용한 면취용 빔 생성 시스템.
According to claim 1,
focus lens,
Characterized in that the Airy beam passes through an upper or lower portion that is divided based on the optical axis according to the irradiation position of the Airy beam.
Beam generation system for chamfering using Airy beam.
 제1항에 있어서,
포커스 렌즈는,
렌즈 중심부로부터 멀어질수록 높은 굴절율을 갖도록 설정됨으로써, 빔 외곽 일부가 포물선 형태로 조사되는 곡선 형태의 면취용 빔을 생성하는 것을 특징으로 하는,
에어리 빔을 이용한 면취용 빔 생성 시스템.
According to claim 1,
focus lens,
Characterized in that, by being set to have a higher refractive index as it moves away from the center of the lens, a curved beam for chamfering in which a part of the beam outer portion is irradiated in a parabolic shape,
Beam generation system for chamfering using Airy beam.
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