JP2001287069A - レーザビームの合成方法およびレーザビーム合成装置並びにレーザ加工装置 - Google Patents
レーザビームの合成方法およびレーザビーム合成装置並びにレーザ加工装置Info
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- JP2001287069A JP2001287069A JP2000103785A JP2000103785A JP2001287069A JP 2001287069 A JP2001287069 A JP 2001287069A JP 2000103785 A JP2000103785 A JP 2000103785A JP 2000103785 A JP2000103785 A JP 2000103785A JP 2001287069 A JP2001287069 A JP 2001287069A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 レーザ発振器の出力が小さい場合であって
も、大径の穴を加工することができ、作業能率および加
工品質を向上させることができるレーザビームの合成方
法およびレーザビーム合成装置並びにレーザ加工装置を
提供すること。 【解決手段】 レーザ発振器1a、1bから出力される
互いに平行なP波の直線偏光ビーム2a、2bを、入射
角45度で入射する直線偏光のP波を透過させ、直線偏
光のS波を反射するビームスプリッタ9a、9bに入射
させる。ビームスプリッタ9aを透過した透過ビーム2
apを、λ/4板13と全反射鏡14とにより、ビーム
2aと位相が90度ずれた直線偏向のS波のビーム2a
Sに変換し、透過ビーム2bpが出射する点SBに入射
させる。点SBにおいて反射するビーム2aSの光軸と
透過ビーム2bpの光軸は同軸になるから、楕円偏光の
ビームWAのビームエネルギはビーム2aSと透過ビー
ム2bの和になる。
も、大径の穴を加工することができ、作業能率および加
工品質を向上させることができるレーザビームの合成方
法およびレーザビーム合成装置並びにレーザ加工装置を
提供すること。 【解決手段】 レーザ発振器1a、1bから出力される
互いに平行なP波の直線偏光ビーム2a、2bを、入射
角45度で入射する直線偏光のP波を透過させ、直線偏
光のS波を反射するビームスプリッタ9a、9bに入射
させる。ビームスプリッタ9aを透過した透過ビーム2
apを、λ/4板13と全反射鏡14とにより、ビーム
2aと位相が90度ずれた直線偏向のS波のビーム2a
Sに変換し、透過ビーム2bpが出射する点SBに入射
させる。点SBにおいて反射するビーム2aSの光軸と
透過ビーム2bpの光軸は同軸になるから、楕円偏光の
ビームWAのビームエネルギはビーム2aSと透過ビー
ム2bの和になる。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えばプリント基
板に穴明け加工をするためのレーザビームの合成方法お
よびレーザビーム合成装置並びにレーザ加工装置に関す
る。
板に穴明け加工をするためのレーザビームの合成方法お
よびレーザビーム合成装置並びにレーザ加工装置に関す
る。
【0002】
【従来の技術】ビルドアップ基板に穴を加工する場合、
レーザ加工装置の1つであるレーザ穴明機を用いて加工
をすると、加工能率を向上させることができる。ビルド
アップ基板の場合、加工する穴の径は0.3mm以下が
ほとんどであるが、0.4mm以上の大径の穴を加工し
なければならないこともある。レーザ発振器の出力を大
きくすると、レーザ発振器の容積だけでなく、レーザ発
振器に電力を供給する電源の容積も大きくなる。したが
って、総てのレーザ穴明機のレーザ発振器の出力を大き
くすると、広い設置スペースが必要になる。
レーザ加工装置の1つであるレーザ穴明機を用いて加工
をすると、加工能率を向上させることができる。ビルド
アップ基板の場合、加工する穴の径は0.3mm以下が
ほとんどであるが、0.4mm以上の大径の穴を加工し
なければならないこともある。レーザ発振器の出力を大
きくすると、レーザ発振器の容積だけでなく、レーザ発
振器に電力を供給する電源の容積も大きくなる。したが
って、総てのレーザ穴明機のレーザ発振器の出力を大き
くすると、広い設置スペースが必要になる。
【0003】そこで、複数台のレーザ穴明機を並行して
運転する場合には、1台のレーザ穴明機は出力が大きい
レーザ発振器し、残りのレーザ穴明機は、例えば直径が
0.35mmの穴まで加工できるピーク出力2,000
Wとする。そして、出力2,000Wのレーザ発振器を
備えるレーザ穴明機により0.35mm以下の穴を加工
し、加工ができない大径穴は別工程として、大きい出力
のレーザ発振器を備える上記1台のレーザ穴明機により
加工をしていた。
運転する場合には、1台のレーザ穴明機は出力が大きい
レーザ発振器し、残りのレーザ穴明機は、例えば直径が
0.35mmの穴まで加工できるピーク出力2,000
Wとする。そして、出力2,000Wのレーザ発振器を
備えるレーザ穴明機により0.35mm以下の穴を加工
し、加工ができない大径穴は別工程として、大きい出力
のレーザ発振器を備える上記1台のレーザ穴明機により
加工をしていた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、大径の穴を別
工程で加工する場合、工程管理が複雑になるため、作業
能率が低下した。また、加工をする際の位置決め精度を
高精度に保つ必要があった。
工程で加工する場合、工程管理が複雑になるため、作業
能率が低下した。また、加工をする際の位置決め精度を
高精度に保つ必要があった。
【0005】本発明の目的は、上記従来技術における課
題を解決し、レーザ発振器の出力が小さい場合であって
も、大径の穴を加工することができ、作業能率および加
工品質を向上させることができるレーザビームの合成方
法およびレーザビーム合成装置並びにレーザ加工装置を
提供するにある。
題を解決し、レーザ発振器の出力が小さい場合であって
も、大径の穴を加工することができ、作業能率および加
工品質を向上させることができるレーザビームの合成方
法およびレーザビーム合成装置並びにレーザ加工装置を
提供するにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、請求項1の発明は、2個のレーザ発振器からそれぞ
れ出射される2本のレーザビームの一方の直線偏光のS
波と、他方の前記S波と直角な直線偏光のP波と、を同
軸にして、1本の楕円偏光ビームを合成することを特徴
とする。
め、請求項1の発明は、2個のレーザ発振器からそれぞ
れ出射される2本のレーザビームの一方の直線偏光のS
波と、他方の前記S波と直角な直線偏光のP波と、を同
軸にして、1本の楕円偏光ビームを合成することを特徴
とする。
【0007】また、請求項2の発明は、2個のレーザ発
振器からそれぞれ出射される2本のレーザビームの一方
の直線偏光のP波を直線偏光のS波に変換し、変換した
前記S波と、前記一方のP波と平行な他方の直線偏光の
P波と、を同軸にして、1本の楕円偏光ビームを合成す
ることを特徴とする。
振器からそれぞれ出射される2本のレーザビームの一方
の直線偏光のP波を直線偏光のS波に変換し、変換した
前記S波と、前記一方のP波と平行な他方の直線偏光の
P波と、を同軸にして、1本の楕円偏光ビームを合成す
ることを特徴とする。
【0008】また、請求項3の発明は、レーザビーム合
成装置を、入射面と出射面が平行で、直線偏光のP波を
透過させ、直線偏光のS波を反射する平板状の2個のビ
ームスプリッタで構成し、前記2個のビームスプリッタ
を平行、かつ、2本の平行な光軸を含む平面に直交、か
つ、一方のビームスプリッタの入射面側で反射したS波
が、他方のビームスプリッタの出射面側に入射するよう
に位置決めすることを特徴とする。
成装置を、入射面と出射面が平行で、直線偏光のP波を
透過させ、直線偏光のS波を反射する平板状の2個のビ
ームスプリッタで構成し、前記2個のビームスプリッタ
を平行、かつ、2本の平行な光軸を含む平面に直交、か
つ、一方のビームスプリッタの入射面側で反射したS波
が、他方のビームスプリッタの出射面側に入射するよう
に位置決めすることを特徴とする。
【0009】また、請求項4の発明は、レーザビーム合
成装置を、入射面と出射面が平行で、入射角45度で入
射するレーザビームの直線偏光のP波を透過させ、直線
偏光のS波を反射する入射面と出射面が平行な平板状の
2個のビームスプリッタと、λ/4板と、全反射ミラー
とで構成し、照射方向が同一の2本の平行な光束の光軸
を含む平面と、この平面に直交する光軸方向の直交面に
関して、一方のビームスプリッタを、前記平面に直交、
かつ、前記直交面に対して45度に配置し、前記λ/4
板を、前記一方のビームスプリッタを透過した一方の光
束の透過光が入射角45度で入射する位置に配置し、前
記全反射ミラーを、前記λ/4板で反射した前記透過光
が入射角90度で入射する位置に配置し、他方のビーム
スプリッタを、前記平面に直交、かつ、前記直交面に対
して135度、かつ、このビームスプリッタを透過した
他方の光束が出射する位置を前記一方のビームスプリッ
タの前記透過光の出射する位置における前記透過光に垂
直な直線上に配置することを特徴とする。
成装置を、入射面と出射面が平行で、入射角45度で入
射するレーザビームの直線偏光のP波を透過させ、直線
偏光のS波を反射する入射面と出射面が平行な平板状の
2個のビームスプリッタと、λ/4板と、全反射ミラー
とで構成し、照射方向が同一の2本の平行な光束の光軸
を含む平面と、この平面に直交する光軸方向の直交面に
関して、一方のビームスプリッタを、前記平面に直交、
かつ、前記直交面に対して45度に配置し、前記λ/4
板を、前記一方のビームスプリッタを透過した一方の光
束の透過光が入射角45度で入射する位置に配置し、前
記全反射ミラーを、前記λ/4板で反射した前記透過光
が入射角90度で入射する位置に配置し、他方のビーム
スプリッタを、前記平面に直交、かつ、前記直交面に対
して135度、かつ、このビームスプリッタを透過した
他方の光束が出射する位置を前記一方のビームスプリッ
タの前記透過光の出射する位置における前記透過光に垂
直な直線上に配置することを特徴とする。
【0010】また、請求項5の発明は、レーザ加工装置
を、2個のレーザ発振器と、請求項3に記載のレーザビ
ーム合成装置と、移動手段とで構成し、前記レーザビー
ム合成装置を、前記移動手段により前記2個のレーザ発
振器が出射するレーザビームの光軸上に挿入・離脱可能
に構成することを特徴とする。
を、2個のレーザ発振器と、請求項3に記載のレーザビ
ーム合成装置と、移動手段とで構成し、前記レーザビー
ム合成装置を、前記移動手段により前記2個のレーザ発
振器が出射するレーザビームの光軸上に挿入・離脱可能
に構成することを特徴とする。
【0011】また、請求項6の発明は、レーザ加工装置
を、2個のレーザ発振器と、請求項4に記載のレーザビ
ーム合成装置と、移動手段とを備え、前記レーザビーム
合成装置または前記2個のビームスプリッタを除く前記
レーザビーム合成装置を、前記移動手段により前記2個
のレーザ発振器が出射するレーザビームの光軸上に挿入
・離脱可能に構成することを特徴とする。
を、2個のレーザ発振器と、請求項4に記載のレーザビ
ーム合成装置と、移動手段とを備え、前記レーザビーム
合成装置または前記2個のビームスプリッタを除く前記
レーザビーム合成装置を、前記移動手段により前記2個
のレーザ発振器が出射するレーザビームの光軸上に挿入
・離脱可能に構成することを特徴とする。
【0012】
【発明の実施の形態】以下、本発明を図示の実施の形態
に基づいて説明する。図1、図2は、本発明の第1の実
施の形態に係るレーザ加工装置の構成図である。レーザ
発振器1a、1bは、距離がLの互いに平行なP波の直
線偏光のレーザビーム(以下、ビームという。)2a、
2bを出射する。ビーム2a、2bの光軸上には、通常
穴加工用の窓が形成されたアパーチャ3a、3bと、集
光レンズ4a、4bと、ワーク5a、5bとがそれぞれ
配置されている。また、ビーム2bの光軸上には、大径
穴加工用の窓が形成されたアパーチャ6が配置されてい
る。
に基づいて説明する。図1、図2は、本発明の第1の実
施の形態に係るレーザ加工装置の構成図である。レーザ
発振器1a、1bは、距離がLの互いに平行なP波の直
線偏光のレーザビーム(以下、ビームという。)2a、
2bを出射する。ビーム2a、2bの光軸上には、通常
穴加工用の窓が形成されたアパーチャ3a、3bと、集
光レンズ4a、4bと、ワーク5a、5bとがそれぞれ
配置されている。また、ビーム2bの光軸上には、大径
穴加工用の窓が形成されたアパーチャ6が配置されてい
る。
【0013】レーザビーム合成装置7の筐体8には、以
下に述べる装置が固定されている。なお、図中の軸K、
Mはビーム2a、2bが含まれる平面内にあり、ビーム
2a、2bと平行かつ距離はLである。
下に述べる装置が固定されている。なお、図中の軸K、
Mはビーム2a、2bが含まれる平面内にあり、ビーム
2a、2bと平行かつ距離はLである。
【0014】軸K側には、入射角45度で入射するレー
ザビームの直線偏光のP波を透過させ、直線偏光のS波
を反射する入射面と出射面が平行な平板状のビームスプ
リッタ9aが軸Kに対し45度に配置されている。ま
た、全反射鏡10は反射面が軸Kに対して45度、全反
射鏡11は反射面が全反射鏡10の反射面と平行に、全
反射鏡12は反射面が全反射鏡11の反射面と直角に、
直線偏向を楕円偏向に変えるλ/4板13は反射面が全
反射鏡12の反射面と平行に、銅製の全反射ミラー14
は軸Kに垂直に、配置されている。
ザビームの直線偏光のP波を透過させ、直線偏光のS波
を反射する入射面と出射面が平行な平板状のビームスプ
リッタ9aが軸Kに対し45度に配置されている。ま
た、全反射鏡10は反射面が軸Kに対して45度、全反
射鏡11は反射面が全反射鏡10の反射面と平行に、全
反射鏡12は反射面が全反射鏡11の反射面と直角に、
直線偏向を楕円偏向に変えるλ/4板13は反射面が全
反射鏡12の反射面と平行に、銅製の全反射ミラー14
は軸Kに垂直に、配置されている。
【0015】軸M側には、入射角45度で入射するレー
ザビームの直線偏光のP波を透過させ、直線偏光のS波
を反射する入射面と出射面が平行な平板状のビームスプ
リッタ9bが軸Mに対し135度に配置されている。そ
して、ビームスプリッタ9bは、軸K、Mをビーム2
a、2bの光軸にそれぞれ一致させたとき、ビームスプ
リッタ9bを透過したビーム2bの光軸が出射する点S
Bは、ビームスプリッタ9aを透過したビーム2aの光
軸が出射する点SAにおける軸Kに垂直な直線上にあ
る。
ザビームの直線偏光のP波を透過させ、直線偏光のS波
を反射する入射面と出射面が平行な平板状のビームスプ
リッタ9bが軸Mに対し135度に配置されている。そ
して、ビームスプリッタ9bは、軸K、Mをビーム2
a、2bの光軸にそれぞれ一致させたとき、ビームスプ
リッタ9bを透過したビーム2bの光軸が出射する点S
Bは、ビームスプリッタ9aを透過したビーム2aの光
軸が出射する点SAにおける軸Kに垂直な直線上にあ
る。
【0016】ビームスプリッタ9a、9bの入射面側に
は、ダンパ15a、15bが配置されている。そして、
レーザビーム合成装置7は図示を省略する位置決め手段
により、ビーム2aの光軸と直角の方向に移動自在であ
る。
は、ダンパ15a、15bが配置されている。そして、
レーザビーム合成装置7は図示を省略する位置決め手段
により、ビーム2aの光軸と直角の方向に移動自在であ
る。
【0017】次に、第1の実施の形態の動作を説明す
る。 (1)ワーク5a、5bに加工する穴の径が総て小径の
場合:図1に示すように、レーザビーム合成装置7をビ
ーム2a、2bの光軸から外して加工をする。2台のレ
ーザ加工装置は互いに独立して、それぞれがワーク5
a、5bに穴を加工する。 (2)ワーク5bに加工する穴の径が大径の場合:図2
に示すように、レーザビーム合成装置7を移動させ、軸
K、Mをビーム2a、2bの光軸にそれぞれ一致させて
から、レーザ発振器1a、1bを動作させる。
る。 (1)ワーク5a、5bに加工する穴の径が総て小径の
場合:図1に示すように、レーザビーム合成装置7をビ
ーム2a、2bの光軸から外して加工をする。2台のレ
ーザ加工装置は互いに独立して、それぞれがワーク5
a、5bに穴を加工する。 (2)ワーク5bに加工する穴の径が大径の場合:図2
に示すように、レーザビーム合成装置7を移動させ、軸
K、Mをビーム2a、2bの光軸にそれぞれ一致させて
から、レーザ発振器1a、1bを動作させる。
【0018】ビーム2aはP波であり、かつビームスプ
リッタ9aに入射する角度が45度であるから、ビーム
スプリッタ9aを透過して、点SAから出射する。な
お、屈折により、点SAはビーム2aがビームスプリッ
タ9aに入射した点に対して図の上下方向にずれるが、
ビームスプリッタ9aを透過したビーム2a(以下、透
過ビーム2apという。)の光軸はビーム2aと平行で
ある。また、ビーム2aにS波が含まれていた場合、含
まれていたS波はビームスプリッタ9aの入射面で反射
し、ダンパ15aに入射して熱に変えられる。
リッタ9aに入射する角度が45度であるから、ビーム
スプリッタ9aを透過して、点SAから出射する。な
お、屈折により、点SAはビーム2aがビームスプリッ
タ9aに入射した点に対して図の上下方向にずれるが、
ビームスプリッタ9aを透過したビーム2a(以下、透
過ビーム2apという。)の光軸はビーム2aと平行で
ある。また、ビーム2aにS波が含まれていた場合、含
まれていたS波はビームスプリッタ9aの入射面で反射
し、ダンパ15aに入射して熱に変えられる。
【0019】透過ビーム2apは、全反射鏡10、全反
射鏡11、全反射鏡12でそれぞれ反射して、λ/4板
13に入射する。λ/4板13に入射した透過ビーム2
apは、ビーム2aは楕円偏光のビーム2acになって
出射し、全反射ミラー14に入射する。全反射ミラー1
4に入射したビーム2acは、回転方向が逆の、図中点
線で示す楕円偏光のビーム2accとして出射し、λ/
4板13に入射する。λ/4板13に入射したビーム2
accは、直線偏向のS波のビーム2aSに変換され
る。ビーム2aSは、全反射鏡12、全反射鏡11、全
反射鏡10でそれぞれ反射し、点SAに入射する。ビー
ム2aSはS波であるため、点SAで反射して、点SB
に入射し、点SBにおいて反射する。そして、反射する
ビーム2aSの光軸は、ビーム2bと平行である。
射鏡11、全反射鏡12でそれぞれ反射して、λ/4板
13に入射する。λ/4板13に入射した透過ビーム2
apは、ビーム2aは楕円偏光のビーム2acになって
出射し、全反射ミラー14に入射する。全反射ミラー1
4に入射したビーム2acは、回転方向が逆の、図中点
線で示す楕円偏光のビーム2accとして出射し、λ/
4板13に入射する。λ/4板13に入射したビーム2
accは、直線偏向のS波のビーム2aSに変換され
る。ビーム2aSは、全反射鏡12、全反射鏡11、全
反射鏡10でそれぞれ反射し、点SAに入射する。ビー
ム2aSはS波であるため、点SAで反射して、点SB
に入射し、点SBにおいて反射する。そして、反射する
ビーム2aSの光軸は、ビーム2bと平行である。
【0020】一方、ビーム2bもP波であり、かつ入射
角度が45度であるから、ビームスプリッタ9bを透過
して、点SBから出射する。なお、屈折により、点SB
はビーム2bがビームスプリッタ9bに入射した点に対
して図の上下方向にずれるが、ビームスプリッタ9bを
透過したビーム2b(以下、透過ビーム2bpとい
う。)の光軸はビーム2bと平行である。また、ビーム
2bにS波が含まれていた場合、含まれていたS波はビ
ームスプリッタ9bの入射面で反射し、ダンパ15bに
入射して熱に変えられる。
角度が45度であるから、ビームスプリッタ9bを透過
して、点SBから出射する。なお、屈折により、点SB
はビーム2bがビームスプリッタ9bに入射した点に対
して図の上下方向にずれるが、ビームスプリッタ9bを
透過したビーム2b(以下、透過ビーム2bpとい
う。)の光軸はビーム2bと平行である。また、ビーム
2bにS波が含まれていた場合、含まれていたS波はビ
ームスプリッタ9bの入射面で反射し、ダンパ15bに
入射して熱に変えられる。
【0021】点SBにおいて、透過ビーム2bpの光軸
とビーム2aSの光軸が一致し、かつ、透過ビーム2b
pはP波、ビーム2aSはS波であるから、点SBから
は光軸が透過ビーム2bpと同軸の楕円偏向ビームWA
が出射する。楕円偏向ビームWAはアパーチャ6により
径を所定の大きさに制限され、集光レンズ4bにより集
光されて、ワーク5bに入射し、ワーク5bに大径の穴
を加工する。
とビーム2aSの光軸が一致し、かつ、透過ビーム2b
pはP波、ビーム2aSはS波であるから、点SBから
は光軸が透過ビーム2bpと同軸の楕円偏向ビームWA
が出射する。楕円偏向ビームWAはアパーチャ6により
径を所定の大きさに制限され、集光レンズ4bにより集
光されて、ワーク5bに入射し、ワーク5bに大径の穴
を加工する。
【0022】次に、ビーム2a、2bのエネルギの大き
さを同じにした場合における楕円偏向ビームWAのエネ
ルギの大きさを、具体的な数字で説明する。ビームスプ
リッタ9a、9bの透過率は90%程度、レーザビーム
合成装置7における全反射鏡10、全反射鏡11、全反
射鏡12およびλ/4板13の光学損失は全体(往復)
で8%程度、全反射ミラー14の光学損失は1%以下程
度であるから、ビーム2aSのエネルギはビーム2aの
約74%、ビーム2bpはビーム2bの約90%とな
り、楕円偏向ビームWAのエネルギはビーム2aの16
4%程度になる。したがって、レーザ発振器1a、1b
の出力が2,000Wの場合、楕円偏向ビームWAのエ
ネルギは出力が3、280Wのレーザ発振器から出力さ
れるビームエネルギに略等しく、直径が約0.45mm
の穴の加工が可能になる。
さを同じにした場合における楕円偏向ビームWAのエネ
ルギの大きさを、具体的な数字で説明する。ビームスプ
リッタ9a、9bの透過率は90%程度、レーザビーム
合成装置7における全反射鏡10、全反射鏡11、全反
射鏡12およびλ/4板13の光学損失は全体(往復)
で8%程度、全反射ミラー14の光学損失は1%以下程
度であるから、ビーム2aSのエネルギはビーム2aの
約74%、ビーム2bpはビーム2bの約90%とな
り、楕円偏向ビームWAのエネルギはビーム2aの16
4%程度になる。したがって、レーザ発振器1a、1b
の出力が2,000Wの場合、楕円偏向ビームWAのエ
ネルギは出力が3、280Wのレーザ発振器から出力さ
れるビームエネルギに略等しく、直径が約0.45mm
の穴の加工が可能になる。
【0023】上記したように、本発明では、2本の直線
偏光のP波の一方をS波に変換し、他方のP波と変換し
たS波を合成して1本の楕円偏光ビームにするから、加
工用のビームのエネルギを大きくできる。したがって、
大径穴加工用の出力が大きいレーザ源を設ける必要がな
く、設置スペースを小さくすることができる。また、ワ
ークを移動させる必要がないから、作業能率を向上させ
ることができる。
偏光のP波の一方をS波に変換し、他方のP波と変換し
たS波を合成して1本の楕円偏光ビームにするから、加
工用のビームのエネルギを大きくできる。したがって、
大径穴加工用の出力が大きいレーザ源を設ける必要がな
く、設置スペースを小さくすることができる。また、ワ
ークを移動させる必要がないから、作業能率を向上させ
ることができる。
【0024】また、上記ではレーザ発振器1a、1bが
出力するビームを直線偏光のP波としたから、高出力の
楕円偏光のビームを合成することができる。
出力するビームを直線偏光のP波としたから、高出力の
楕円偏光のビームを合成することができる。
【0025】なお、図3に示すように、レーザビーム合
成装置を構成するビームスプリッタ9a、9bをビーム
2a、2bの光軸上に固定し、ビームスプリッタ9a、
9bを除くレーザビーム合成装置7だけを移動させるよ
うに構成してもよい。
成装置を構成するビームスプリッタ9a、9bをビーム
2a、2bの光軸上に固定し、ビームスプリッタ9a、
9bを除くレーザビーム合成装置7だけを移動させるよ
うに構成してもよい。
【0026】また、全反射鏡10〜12を設けず、図1
における全反射鏡10の位置にλ/4板13を配置し、
このλ/4板13に合わせて全反射ミラー14を配置し
てもよい。
における全反射鏡10の位置にλ/4板13を配置し、
このλ/4板13に合わせて全反射ミラー14を配置し
てもよい。
【0027】さらに、図1における全反射鏡10〜12
とλ/4板13に代えて、1個の半透過形のλ/4板を
透過ビーム2apに対して垂直に配置すると共に、透過
ビーム2apの延長線上に全反射ミラー14を配置して
もよい。
とλ/4板13に代えて、1個の半透過形のλ/4板を
透過ビーム2apに対して垂直に配置すると共に、透過
ビーム2apの延長線上に全反射ミラー14を配置して
もよい。
【0028】また、レーザ発振器1a、1bが出力する
ビームを楕円偏向のビームにしてもい。
ビームを楕円偏向のビームにしてもい。
【0029】図4、図5は、本発明の第2の実施の形態
に係るレーザ加工装置の構成図であり、図1と同じもの
または同一機能のものは同一符号を付して説明を省略す
る。図で、レーザ発振器20は、S波の直線偏光のビー
ム2sを出射する。ビーム2sとビーム2bの距離はL
である。レーザビーム合成装置21の筐体22には、以
下に述べる装置が固定されている。
に係るレーザ加工装置の構成図であり、図1と同じもの
または同一機能のものは同一符号を付して説明を省略す
る。図で、レーザ発振器20は、S波の直線偏光のビー
ム2sを出射する。ビーム2sとビーム2bの距離はL
である。レーザビーム合成装置21の筐体22には、以
下に述べる装置が固定されている。
【0030】軸K側には、入射面と出射面が平行で、直
線偏光のP波を透過させ、直線偏光のS波を反射する平
板状のビームスプリッタ23aが軸Kに対し角度αに配
置されている。
線偏光のP波を透過させ、直線偏光のS波を反射する平
板状のビームスプリッタ23aが軸Kに対し角度αに配
置されている。
【0031】軸M側には、入射面と出射面が平行で、直
線偏光のP波を透過させ、直線偏光のS波を反射する平
板状のビームスプリッタ23bがビームスプリッタ23
aと平行に配置されている。そして、ビームスプリッタ
23bは、以下のように位置決めされている。すなわ
ち、軸K、Mをビーム2s、2bの光軸にそれぞれ一致
させたとき、ビームスプリッタ23bを透過した透過ビ
ーム2bpの光軸が出射する点SBは、ビームスプリッ
タ23aで反射したビーム2sの光軸上に位置する。な
お、レーザビーム合成装置21は図示を省略する移動装
置により、図の上下方向に移動自在である。
線偏光のP波を透過させ、直線偏光のS波を反射する平
板状のビームスプリッタ23bがビームスプリッタ23
aと平行に配置されている。そして、ビームスプリッタ
23bは、以下のように位置決めされている。すなわ
ち、軸K、Mをビーム2s、2bの光軸にそれぞれ一致
させたとき、ビームスプリッタ23bを透過した透過ビ
ーム2bpの光軸が出射する点SBは、ビームスプリッ
タ23aで反射したビーム2sの光軸上に位置する。な
お、レーザビーム合成装置21は図示を省略する移動装
置により、図の上下方向に移動自在である。
【0032】次に、第2の実施の形態の動作を説明す
る。 (1)ワーク5a、5bに加工する穴の径が総て小径の
場合:図4に示すように、レーザビーム合成装置21を
ビーム2s、2bの光軸から外して加工をする。2台の
レーザ加工装置は互いに独立して、それぞれがワーク5
a、5bに穴を加工する。 (2)ワーク5bに加工する穴の径が大径の場合:図5
に示すように、レーザビーム合成装置21を移動させ、
軸K、Mをビーム2s、2bの光軸に一致させてから、
レーザ発振器20、1bを動作させる。
る。 (1)ワーク5a、5bに加工する穴の径が総て小径の
場合:図4に示すように、レーザビーム合成装置21を
ビーム2s、2bの光軸から外して加工をする。2台の
レーザ加工装置は互いに独立して、それぞれがワーク5
a、5bに穴を加工する。 (2)ワーク5bに加工する穴の径が大径の場合:図5
に示すように、レーザビーム合成装置21を移動させ、
軸K、Mをビーム2s、2bの光軸に一致させてから、
レーザ発振器20、1bを動作させる。
【0033】ビーム2sはS波であるから、ビームスプ
リッタ23aの表面で反射して点SBに入射する。な
お、ビーム2sにP波成分が含まれていた場合、含まれ
ていたP波成分はビームスプリッタ23aを透過し、ダ
ンパ15aに入射して熱に変えられる。
リッタ23aの表面で反射して点SBに入射する。な
お、ビーム2sにP波成分が含まれていた場合、含まれ
ていたP波成分はビームスプリッタ23aを透過し、ダ
ンパ15aに入射して熱に変えられる。
【0034】一方、ビーム2bはP波であるから、ビー
ムスプリッタ23bを透過して、点SBから出射する。
また、ビーム2bにS波成分が含まれていた場合、含ま
れていたS波成分はビームスプリッタ23bの入射面で
反射し、ダンパ15bに入射して熱に変えられる。
ムスプリッタ23bを透過して、点SBから出射する。
また、ビーム2bにS波成分が含まれていた場合、含ま
れていたS波成分はビームスプリッタ23bの入射面で
反射し、ダンパ15bに入射して熱に変えられる。
【0035】点SBにおいて、透過ビーム2bpの光軸
とビーム2s光軸が一致し、かつ、透過ビーム2bpは
P波、ビーム2sはS波であるから、点SBからは光軸
が透過ビーム2bpと同軸の楕円偏向ビームWAが出射
する。楕円偏向ビームWAはアパーチャ6により径を所
定の大きさに制限され、集光レンズ4bにより集光され
て、ワーク5bに入射し、ワーク5bに大径の穴を加工
する。
とビーム2s光軸が一致し、かつ、透過ビーム2bpは
P波、ビーム2sはS波であるから、点SBからは光軸
が透過ビーム2bpと同軸の楕円偏向ビームWAが出射
する。楕円偏向ビームWAはアパーチャ6により径を所
定の大きさに制限され、集光レンズ4bにより集光され
て、ワーク5bに入射し、ワーク5bに大径の穴を加工
する。
【0036】この第2の実施の形態の場合、上記第1の
実施の形態に比べてレーザビーム合成装置の構成を簡素
化することができる。
実施の形態に比べてレーザビーム合成装置の構成を簡素
化することができる。
【0037】なお、ビームスプリッタ23a、bのビー
ム2s、2bに対する角度αはビームスプリッタ23
a、b特性に合わせて選定すれば良い。
ム2s、2bに対する角度αはビームスプリッタ23
a、b特性に合わせて選定すれば良い。
【0038】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
2個のレーザ発振器からそれぞれ出射される直線偏光の
2本のP波のビームの一方をS波に変換し、変換したS
波のビームと直線偏光のP波のビームを同軸に、あるい
は、2個のレーザ発振器からそれぞれ出射される直線偏
光のP波とS波のビームを同軸にして高出力の1本の楕
円偏光ビームを形成するから、出力が大きいレーザ源を
設ける必要がなく、設置スペースを小さくすることがで
きる。また、大径の穴を加工する際にワークを移動させ
る必要がないから、作業能率を向上させることができ
る。
2個のレーザ発振器からそれぞれ出射される直線偏光の
2本のP波のビームの一方をS波に変換し、変換したS
波のビームと直線偏光のP波のビームを同軸に、あるい
は、2個のレーザ発振器からそれぞれ出射される直線偏
光のP波とS波のビームを同軸にして高出力の1本の楕
円偏光ビームを形成するから、出力が大きいレーザ源を
設ける必要がなく、設置スペースを小さくすることがで
きる。また、大径の穴を加工する際にワークを移動させ
る必要がないから、作業能率を向上させることができ
る。
【図1】本発明に係るレーザ加工装置の第1の構成例で
ある。
ある。
【図2】本発明に係る第1の構成例における、大径穴加
工時の配置図である。
工時の配置図である。
【図3】本発明に係るレーザ加工装置の第1の構成例の
変形例である。
変形例である。
【図4】本発明に係るレーザ加工装置の第2の構成例で
ある。
ある。
【図5】本発明に係る第2の構成例における、大径穴加
工時の配置図である。
工時の配置図である。
1a、1b レーザ発振器 2a、2b P波の直線偏光ビーム 2ap、2bp 透過ビーム 2aS S波のビーム 9a、9b ビームスプリッタ 13 λ/4板 14 全反射鏡 SB 出射点 WA 楕円偏光ビーム
Claims (6)
- 【請求項1】 2個のレーザ発振器からそれぞれ出射さ
れる2本のレーザビームの一方の直線偏光のS波と、他
方の前記S波と直角な直線偏光のP波と、を同軸にし
て、1本の楕円偏光ビームを合成することを特徴とする
レーザビームの合成方法。 - 【請求項2】 2個のレーザ発振器からそれぞれ出射さ
れる2本のレーザビームの一方の直線偏光のP波を直線
偏光のS波に変換し、変換した前記S波と、前記一方の
P波と平行な他方の直線偏光のP波と、を同軸にして、
1本の楕円偏光ビームを合成することを特徴とするレー
ザビームの合成方法。 - 【請求項3】 入射面と出射面が平行で、直線偏光のP
波を透過させ、直線偏光のS波を反射する平板状の2個
のビームスプリッタを備え、前記2個のビームスプリッ
タを平行、かつ、2本の平行な光軸を含む平面に直交、
かつ、一方のビームスプリッタの入射面側で反射したS
波が、他方のビームスプリッタの出射面側に入射するよ
うに位置決めすることを特徴とするレーザビーム合成装
置。 - 【請求項4】 入射面と出射面が平行で、入射角45度
で入射するレーザビームの直線偏光のP波を透過させ、
直線偏光のS波を反射する入射面と出射面が平行な平板
状の2個のビームスプリッタと、λ/4板と、全反射ミ
ラーとを備え、照射方向が同一の2本の平行な光束の光
軸を含む平面と、この平面に直交する光軸方向の直交面
に関して、一方のビームスプリッタを、前記平面に直
交、かつ、前記直交面に対して45度に配置し、前記λ
/4板を、前記一方のビームスプリッタを透過した一方
の光束の透過光が入射角45度で入射する位置に配置
し、前記全反射ミラーを、前記λ/4板で反射した前記
透過光が入射角90度で入射する位置に配置し、他方の
ビームスプリッタを、前記平面に直交、かつ、前記直交
面に対して135度、かつ、このビームスプリッタを透
過した他方の光束が出射する位置を前記一方のビームス
プリッタの前記透過光の出射する位置における前記透過
光に垂直な直線上に配置することを特徴とするレーザビ
ーム合成装置。 - 【請求項5】 2個のレーザ発振器と、請求項3に記載
のレーザビーム合成装置と、移動手段とを備え、前記レ
ーザビーム合成装置を、前記移動手段により前記2個の
レーザ発振器が出射するレーザビームの光軸上に挿入・
離脱可能に構成することを特徴とするレーザ加工装置。 - 【請求項6】 2個のレーザ発振器と、請求項4に記載
のレーザビーム合成装置と、移動手段とを備え、前記レ
ーザビーム合成装置または前記2個のビームスプリッタ
を除く前記レーザビーム合成装置を、前記移動手段によ
り前記2個のレーザ発振器が出射するレーザビームの光
軸上に挿入・離脱可能に構成することを特徴とするレー
ザ加工装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000103785A JP2001287069A (ja) | 2000-04-05 | 2000-04-05 | レーザビームの合成方法およびレーザビーム合成装置並びにレーザ加工装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000103785A JP2001287069A (ja) | 2000-04-05 | 2000-04-05 | レーザビームの合成方法およびレーザビーム合成装置並びにレーザ加工装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2001287069A true JP2001287069A (ja) | 2001-10-16 |
Family
ID=18617430
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2000103785A Withdrawn JP2001287069A (ja) | 2000-04-05 | 2000-04-05 | レーザビームの合成方法およびレーザビーム合成装置並びにレーザ加工装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2001287069A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006525874A (ja) * | 2003-05-30 | 2006-11-16 | エグシル テクノロジー リミテッド | 2焦点への光ビームの集束 |
CN102294080A (zh) * | 2011-09-30 | 2011-12-28 | 南京乐翔科技发展有限公司 | 一种氦氖激光治疗装置及其制备方法 |
JP2019181534A (ja) * | 2018-04-12 | 2019-10-24 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | レーザ発振器及びそれを用いたレーザ加工装置 |
-
2000
- 2000-04-05 JP JP2000103785A patent/JP2001287069A/ja not_active Withdrawn
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006525874A (ja) * | 2003-05-30 | 2006-11-16 | エグシル テクノロジー リミテッド | 2焦点への光ビームの集束 |
JP4751319B2 (ja) * | 2003-05-30 | 2011-08-17 | エレクトロ サイエンティフィック インダストリーズ インコーポレーテッド | 2焦点への光ビームの集束 |
CN102294080A (zh) * | 2011-09-30 | 2011-12-28 | 南京乐翔科技发展有限公司 | 一种氦氖激光治疗装置及其制备方法 |
CN102294080B (zh) * | 2011-09-30 | 2014-11-05 | 南京乐翔科技发展有限公司 | 一种氦氖激光治疗装置及其制备方法 |
JP2019181534A (ja) * | 2018-04-12 | 2019-10-24 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | レーザ発振器及びそれを用いたレーザ加工装置 |
JP7203315B2 (ja) | 2018-04-12 | 2023-01-13 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | レーザ発振器及びそれを用いたレーザ加工装置 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20070605 |