JP3177775B2 - 光合成方法及び合成出射光学系 - Google Patents
光合成方法及び合成出射光学系Info
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- JP3177775B2 JP3177775B2 JP31784898A JP31784898A JP3177775B2 JP 3177775 B2 JP3177775 B2 JP 3177775B2 JP 31784898 A JP31784898 A JP 31784898A JP 31784898 A JP31784898 A JP 31784898A JP 3177775 B2 JP3177775 B2 JP 3177775B2
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、レーザ光により溶
接や切断を行うためのレーザ加工装置に適したレーザ光
合成方法及びそのための合成出射光学系に関する。
接や切断を行うためのレーザ加工装置に適したレーザ光
合成方法及びそのための合成出射光学系に関する。
【０００２】
【従来の技術】レーザ光により溶接や切断を行うための
レーザ加工に適したレーザ発振器として、例えばＣＯ2
レーザ発振器やＹＡＧレーザ発振器が知られている。こ
のようなレーザ発振器を使用してワークの加工点にレー
ザ光を照射する場合、レーザ出力はレーザ発振器の出力
に限定される。これに対し、最近ではレーザの高出力化
が要求されている。このような要求に対し、複数台のレ
ーザ発振器から出力された複数のレーザ光を合成してワ
ークの加工点で集光させ、１台のレーザ発振器だけでは
得られない高出力を加工点で得るためのレーザ光合成方
法が提案されている。
レーザ加工に適したレーザ発振器として、例えばＣＯ2
レーザ発振器やＹＡＧレーザ発振器が知られている。こ
のようなレーザ発振器を使用してワークの加工点にレー
ザ光を照射する場合、レーザ出力はレーザ発振器の出力
に限定される。これに対し、最近ではレーザの高出力化
が要求されている。このような要求に対し、複数台のレ
ーザ発振器から出力された複数のレーザ光を合成してワ
ークの加工点で集光させ、１台のレーザ発振器だけでは
得られない高出力を加工点で得るためのレーザ光合成方
法が提案されている。
【０００３】その一例としてマルチレーズ法が知られて
おり、これを図２を参照して説明する。図２（ａ）にお
いて、この例は、３つのレーザ光を合成する場合につい
て示している。図示しない３つのレーザ発振器からのレ
ーザ光が３本の光ファイバ５１、５２、５３で伝送され
てくる。光ファイバ５１〜５３からのレーザ光はそれぞ
れ、コリメートレンズ５４、５５、５６により同じサイ
ズのビーム径にされて集光レンズ５７に導入される。集
光レンズ５７を通過したレーザ光はそれぞれ、カバース
ライドグラス５８を通して加工点に集光される。
おり、これを図２を参照して説明する。図２（ａ）にお
いて、この例は、３つのレーザ光を合成する場合につい
て示している。図示しない３つのレーザ発振器からのレ
ーザ光が３本の光ファイバ５１、５２、５３で伝送され
てくる。光ファイバ５１〜５３からのレーザ光はそれぞ
れ、コリメートレンズ５４、５５、５６により同じサイ
ズのビーム径にされて集光レンズ５７に導入される。集
光レンズ５７を通過したレーザ光はそれぞれ、カバース
ライドグラス５８を通して加工点に集光される。
【０００４】一方、特開平８−７５９４７には、エネル
ギー密度の高い状態でレーザ光を結合することのできる
光ファイバの結合方法として、以下のような方法が開示
されている。この方法は、複数の出射側光ファイバから
出射されるレーザ光を結合して１本の入射側光ファイバ
に入射する光ファイバの結合方法であり、複数の出射側
光ファイバのうち前記入射側光ファイバと光軸が平行と
なる光ファイバから出射されたレーザ光をコリメータレ
ンズ系でコリメートする一方、複数の出射側光ファイバ
のうち前記入射側光ファイバと光軸が交差する光ファイ
バから出射されたレーザ光をコリメータレンズ系でコリ
メートすると共に反射ミラーで反射させて他の光ファイ
バから出射されたレーザ光と干渉することなく平行な多
層状態とし、前記複数の出射側光ファイバから出射され
たすべてのレーザ光を集光レンズ系で集光してすべての
光軸を一致させた状態で前記入射側光ファイバに入射さ
せるようにしたものである。
ギー密度の高い状態でレーザ光を結合することのできる
光ファイバの結合方法として、以下のような方法が開示
されている。この方法は、複数の出射側光ファイバから
出射されるレーザ光を結合して１本の入射側光ファイバ
に入射する光ファイバの結合方法であり、複数の出射側
光ファイバのうち前記入射側光ファイバと光軸が平行と
なる光ファイバから出射されたレーザ光をコリメータレ
ンズ系でコリメートする一方、複数の出射側光ファイバ
のうち前記入射側光ファイバと光軸が交差する光ファイ
バから出射されたレーザ光をコリメータレンズ系でコリ
メートすると共に反射ミラーで反射させて他の光ファイ
バから出射されたレーザ光と干渉することなく平行な多
層状態とし、前記複数の出射側光ファイバから出射され
たすべてのレーザ光を集光レンズ系で集光してすべての
光軸を一致させた状態で前記入射側光ファイバに入射さ
せるようにしたものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上記のマルチレーズ法
では、３つのレーザ光は加工点（焦点）では１つのスポ
ットになるが、図２（ｂ）に示されるように、デフォー
カス位置（焦点からずれた位置）では合成したスポット
は分離してしまう。このために、デフォーカス位置が加
工面になる場合、所望の均一なスポット径を得ることが
できない。
では、３つのレーザ光は加工点（焦点）では１つのスポ
ットになるが、図２（ｂ）に示されるように、デフォー
カス位置（焦点からずれた位置）では合成したスポット
は分離してしまう。このために、デフォーカス位置が加
工面になる場合、所望の均一なスポット径を得ることが
できない。
【０００６】一方、上記の光ファイバの結合方法では、
各光ファイバから、結合系にレーザ光が再入射する条件
は限定されるため、それぞれのスポット径を加工点で自
由に変えることができない。
各光ファイバから、結合系にレーザ光が再入射する条件
は限定されるため、それぞれのスポット径を加工点で自
由に変えることができない。
【０００７】また、レーザ光が光ファイバに再入射する
ので、出力損失の発生を避けることはできない。
ので、出力損失の発生を避けることはできない。
【０００８】そこで、本発明の課題は、複数のレーザ光
を加工点で同心状に合成でき、それぞれのレーザ光のス
ポット径を独立して変更できる光合成方法を提供するこ
とにある。
を加工点で同心状に合成でき、それぞれのレーザ光のス
ポット径を独立して変更できる光合成方法を提供するこ
とにある。
【０００９】本発明はまた、上記の光合成方法に適した
合成出射光学系を提供することにある。
合成出射光学系を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明は、複数の光ファ
イバからの複数のレーザ光を同心状に合成して加工点に
照射する光合成方法において、前記複数のレーザ光のう
ちの第１のレーザ光を、第１のコリメートレンズ系及び
集光レンズ系を介して前記加工点に照射するようにし、
前記複数のレーザ光のうちの第２のレーザ光を、第２の
コリメートレンズ系及び該第２のコリメートレンズ系か
らのレーザ光をリング状にするプリズム光学系を介し
て、その光軸が前記集光レンズ系よりも手前側で前記第
１のレーザ光の光軸に交差するようにし、かつ該交差部
において前記リング状のレーザ光を前記加工点に向けて
反射させるようにし、前記第１、第２のコリメートレン
ズ系をそれぞれ光軸方向に可動として前記加工点におけ
るレーザ光のスポット径を調整可能にすると共に、前記
プリズム光学系を光軸方向に可動として前記交差部にお
けるリング状のレーザ光の内径及び外径を調整可能にし
たことを特徴とする。
イバからの複数のレーザ光を同心状に合成して加工点に
照射する光合成方法において、前記複数のレーザ光のう
ちの第１のレーザ光を、第１のコリメートレンズ系及び
集光レンズ系を介して前記加工点に照射するようにし、
前記複数のレーザ光のうちの第２のレーザ光を、第２の
コリメートレンズ系及び該第２のコリメートレンズ系か
らのレーザ光をリング状にするプリズム光学系を介し
て、その光軸が前記集光レンズ系よりも手前側で前記第
１のレーザ光の光軸に交差するようにし、かつ該交差部
において前記リング状のレーザ光を前記加工点に向けて
反射させるようにし、前記第１、第２のコリメートレン
ズ系をそれぞれ光軸方向に可動として前記加工点におけ
るレーザ光のスポット径を調整可能にすると共に、前記
プリズム光学系を光軸方向に可動として前記交差部にお
けるリング状のレーザ光の内径及び外径を調整可能にし
たことを特徴とする。
【００１１】本発明によればまた、複数の光ファイバか
らの複数のレーザ光を同心状に合成して加工点に照射す
る合成出射光学系において、前記複数のレーザ光のうち
の第１のレーザ光を、直進させて前記加工点に照射する
ための手段として第１のコリメートレンズ系及び集光レ
ンズ系を備え、前記複数のレーザ光のうちの第２のレー
ザ光を、前記集光レンズ系よりも手前において前記第１
のコリメートレンズ系からのレーザ光に合成するための
複数の合成手段を備え、各合成手段は、光ファイバから
のレーザ光を受ける第２のコリメートレンズ系と、該第
２のコリメートレンズ系からのレーザ光をリング状にし
てその光軸が前記第１のコリメートレンズ系からのレー
ザ光の光軸に交差するようにするプリズム光学系と、前
記交差部に配置され、前記第１のコリメートレンズ系か
らのレーザ光の通過可能な開口を有し、かつ前記プリズ
ム光学系からのリング状のレーザ光を前記加工点に向け
て反射させる穴あきミラーとを含み、前記第１、第２の
コリメートレンズ系をそれぞれ光軸方向に可動として前
記加工点におけるレーザ光のスポット径を調整可能にす
ると共に、前記プリズム光学系を光軸方向に可動として
前記交差部におけるリング状のレーザ光の内径及び外径
を調整可能にしたことを特徴とする合成出射光学系が得
られる。
らの複数のレーザ光を同心状に合成して加工点に照射す
る合成出射光学系において、前記複数のレーザ光のうち
の第１のレーザ光を、直進させて前記加工点に照射する
ための手段として第１のコリメートレンズ系及び集光レ
ンズ系を備え、前記複数のレーザ光のうちの第２のレー
ザ光を、前記集光レンズ系よりも手前において前記第１
のコリメートレンズ系からのレーザ光に合成するための
複数の合成手段を備え、各合成手段は、光ファイバから
のレーザ光を受ける第２のコリメートレンズ系と、該第
２のコリメートレンズ系からのレーザ光をリング状にし
てその光軸が前記第１のコリメートレンズ系からのレー
ザ光の光軸に交差するようにするプリズム光学系と、前
記交差部に配置され、前記第１のコリメートレンズ系か
らのレーザ光の通過可能な開口を有し、かつ前記プリズ
ム光学系からのリング状のレーザ光を前記加工点に向け
て反射させる穴あきミラーとを含み、前記第１、第２の
コリメートレンズ系をそれぞれ光軸方向に可動として前
記加工点におけるレーザ光のスポット径を調整可能にす
ると共に、前記プリズム光学系を光軸方向に可動として
前記交差部におけるリング状のレーザ光の内径及び外径
を調整可能にしたことを特徴とする合成出射光学系が得
られる。
【００１２】なお、いずれの発明においても、前記プリ
ズム光学系は、前記第２のコリメートレンズ系からのレ
ーザ光を受けてこれをリング状にするための第１のプリ
ズムレンズと、該第１のプリズムレンズからのリング状
のレーザ光を受けてその内径を前記第１のコリメートレ
ンズ系からのレーザ光の外径とほぼ等しい内径に調整す
ると共にその外径を調整するための光軸方向に可動の第
２のプリズムレンズとから成ることを特徴とする。
ズム光学系は、前記第２のコリメートレンズ系からのレ
ーザ光を受けてこれをリング状にするための第１のプリ
ズムレンズと、該第１のプリズムレンズからのリング状
のレーザ光を受けてその内径を前記第１のコリメートレ
ンズ系からのレーザ光の外径とほぼ等しい内径に調整す
ると共にその外径を調整するための光軸方向に可動の第
２のプリズムレンズとから成ることを特徴とする。
【００１３】また、前記第１、第２のプリズムレンズは
それぞれ、円錐状部を有し、該円錐状部が互いに反対方
向を向くように配置されていることが好ましい。
それぞれ、円錐状部を有し、該円錐状部が互いに反対方
向を向くように配置されていることが好ましい。
【００１４】
【発明の実施の形態】図１を参照して、本発明による合
成出射光学系の実施の形態について説明する。図１にお
いて、ここでは説明を簡単にするために、２つのレーザ
光を合成する場合について説明する。すなわち、この合
成出射光学系は、２つの光ファイバ１１、１２からの２
つのレーザ光を同心状に合成して加工点Ｐに照射する。
成出射光学系の実施の形態について説明する。図１にお
いて、ここでは説明を簡単にするために、２つのレーザ
光を合成する場合について説明する。すなわち、この合
成出射光学系は、２つの光ファイバ１１、１２からの２
つのレーザ光を同心状に合成して加工点Ｐに照射する。
【００１５】光ファイバ１１からのレーザ光を、直進さ
せて加工点Ｐに照射するための手段として第１のコリメ
ートレンズ系１３及び集光レンズ１４とを備えている。
一方、光ファイバ１２からのレーザ光を、集光レンズ１
４よりも手前において第１のコリメートレンズ系１３か
らのレーザ光に合成するための合成手段を備えている。
この合成手段は、光ファイバ１２からのレーザ光を受け
る第２のコリメートレンズ系１５と、この第２のコリメ
ートレンズ系１５からのレーザ光をリング状にしてその
光軸が第１のコリメートレンズ系１３からのレーザ光の
光軸に交差するようにするプリズム光学系１６と、上記
の交差部に配置されて、第１のコリメートレンズ系１３
からのレーザ光の通過可能な開口１７ａを有し、かつプ
リズム光学系１６からのリング状のレーザ光を加工点Ｐ
に向けて反射させる穴あきミラー１７とを含む。
せて加工点Ｐに照射するための手段として第１のコリメ
ートレンズ系１３及び集光レンズ１４とを備えている。
一方、光ファイバ１２からのレーザ光を、集光レンズ１
４よりも手前において第１のコリメートレンズ系１３か
らのレーザ光に合成するための合成手段を備えている。
この合成手段は、光ファイバ１２からのレーザ光を受け
る第２のコリメートレンズ系１５と、この第２のコリメ
ートレンズ系１５からのレーザ光をリング状にしてその
光軸が第１のコリメートレンズ系１３からのレーザ光の
光軸に交差するようにするプリズム光学系１６と、上記
の交差部に配置されて、第１のコリメートレンズ系１３
からのレーザ光の通過可能な開口１７ａを有し、かつプ
リズム光学系１６からのリング状のレーザ光を加工点Ｐ
に向けて反射させる穴あきミラー１７とを含む。
【００１６】なお、プリズム光学系１６は、第２のコリ
メートレンズ系１５からのレーザ光を受けてこれをリン
グ状にするための第１のプリズムレンズ１６−１と、こ
の第１のプリズムレンズ１６−１からのリング状のレー
ザ光を受けてその内径を第１のコリメートレンズ系１３
からのレーザ光の外径とほぼ等しい内径に調整すると共
にその外径を調整するための第２のプリズムレンズ１６
−２とから成る。そして、第１、第２のプリズムレンズ
１６−１、１６−２はそれぞれ、円錐状部を有し、この
円錐状部が互いに反対方向、すなわち第１のプリズムレ
ンズ１６−１の円錐状部は入射側の、第２のプリズムレ
ンズ１６−２の円錐状部は出射側を向くように配置され
ている。
メートレンズ系１５からのレーザ光を受けてこれをリン
グ状にするための第１のプリズムレンズ１６−１と、こ
の第１のプリズムレンズ１６−１からのリング状のレー
ザ光を受けてその内径を第１のコリメートレンズ系１３
からのレーザ光の外径とほぼ等しい内径に調整すると共
にその外径を調整するための第２のプリズムレンズ１６
−２とから成る。そして、第１、第２のプリズムレンズ
１６−１、１６−２はそれぞれ、円錐状部を有し、この
円錐状部が互いに反対方向、すなわち第１のプリズムレ
ンズ１６−１の円錐状部は入射側の、第２のプリズムレ
ンズ１６−２の円錐状部は出射側を向くように配置され
ている。
【００１７】特に、本発明では、第１、第２のコリメー
トレンズ系１３、１５をそれぞれ光軸方向に可動として
加工点Ｐにおけるレーザ光のスポット径を調整可能して
いる。加えて、第２のプリズムレンズ１６−２を光軸方
向に可動として上記の交差部におけるリング状のレーザ
光の内径及び外径を調整可能にしている。第１、第２の
コリメートレンズ系１３、１５及び第２のプリズムレン
ズ１６−２を可動にするための構造は詳しく図示してい
ないが、これらを収容している筒状のケーシング内壁に
沿ってスライド可能にされていれば良い。例えば第１の
コリメートレンズ系１３について言えば、複数のレンズ
が筒状体内に取付けられており、この筒状体をケーシン
グ内壁に沿ってスライド可能に組み付ける。そして、ケ
ーシングに軸方向に沿って長穴を設け、この長穴を通し
て筒状体にねじ等を螺入して、ケーシング内壁に対する
筒状体の軸方向位置を調整及び固定可能にしている。こ
れは第２のコリメートレンズ系１５及び第２のプリズム
レンズ１６−２についても同様である。勿論、このよう
な可動及び調整機構は一例であり、他の周知の機構を利
用しても容易に実現することができる。
トレンズ系１３、１５をそれぞれ光軸方向に可動として
加工点Ｐにおけるレーザ光のスポット径を調整可能して
いる。加えて、第２のプリズムレンズ１６−２を光軸方
向に可動として上記の交差部におけるリング状のレーザ
光の内径及び外径を調整可能にしている。第１、第２の
コリメートレンズ系１３、１５及び第２のプリズムレン
ズ１６−２を可動にするための構造は詳しく図示してい
ないが、これらを収容している筒状のケーシング内壁に
沿ってスライド可能にされていれば良い。例えば第１の
コリメートレンズ系１３について言えば、複数のレンズ
が筒状体内に取付けられており、この筒状体をケーシン
グ内壁に沿ってスライド可能に組み付ける。そして、ケ
ーシングに軸方向に沿って長穴を設け、この長穴を通し
て筒状体にねじ等を螺入して、ケーシング内壁に対する
筒状体の軸方向位置を調整及び固定可能にしている。こ
れは第２のコリメートレンズ系１５及び第２のプリズム
レンズ１６−２についても同様である。勿論、このよう
な可動及び調整機構は一例であり、他の周知の機構を利
用しても容易に実現することができる。
【００１８】光ファイバ１１から出射されたレーザ光Ａ
はコリメートレンズ系１３でリコリメートされ、集光レ
ンズ１４によって加工点Ｐに照射される。このコリメー
トレンズ系１３を光軸方向に移動させることにより、加
工点（集光点）Ｐでのスポット径を変化させることがで
きる。
はコリメートレンズ系１３でリコリメートされ、集光レ
ンズ１４によって加工点Ｐに照射される。このコリメー
トレンズ系１３を光軸方向に移動させることにより、加
工点（集光点）Ｐでのスポット径を変化させることがで
きる。
【００１９】一方、光ファイバ１２から出射されたレー
ザ光Ｂはコリメートレンズ系１５でリコリメートされ、
第１のプリズムレンズ１６−１と第２のプリズムレンズ
１６−２とにより、リング状のレーザ光とされる。この
リング状のレーザ光を穴あきミラー１７にて加工点Ｐ側
に折り返し、レーザ光Ａと同心軸状に導き、集光レンズ
１４にて加工点Ｐに照射する。このレーザ光の経路でも
コリメートレンズ系１５を光軸方向に移動させることに
より加工点Ｐにおけるレーザ光（同心状の外側）のスポ
ット径を変化させることができる。また、第２のプリズ
ムレンズ１６−２を光軸方向に移動させることにより、
リング状のレーザ光の内径及び外径を変化させることが
できる。
ザ光Ｂはコリメートレンズ系１５でリコリメートされ、
第１のプリズムレンズ１６−１と第２のプリズムレンズ
１６−２とにより、リング状のレーザ光とされる。この
リング状のレーザ光を穴あきミラー１７にて加工点Ｐ側
に折り返し、レーザ光Ａと同心軸状に導き、集光レンズ
１４にて加工点Ｐに照射する。このレーザ光の経路でも
コリメートレンズ系１５を光軸方向に移動させることに
より加工点Ｐにおけるレーザ光（同心状の外側）のスポ
ット径を変化させることができる。また、第２のプリズ
ムレンズ１６−２を光軸方向に移動させることにより、
リング状のレーザ光の内径及び外径を変化させることが
できる。
【００２０】以上のような構成により、レーザ光Ａとレ
ーザ光Ｂは、レーザ光Ａの周囲をレーザ光Ｂが囲むよう
に合成されて加工点Ｐに同心軸で集光され、また、それ
ぞれのスポット径及びリング状のレーザ光の内径及び外
径を変化させることで加工点Ｐのビームモードを様々に
変化させることが可能である。しかも、合成は無駄無く
行われるので、レーザ光Ａの出力とレーザ光Ｂの出力と
を加算した値の合成レーザ光が得られる。例えば、４ｋ
Ｗの出力と２ｋＷの出力とを合成して６ｋＷの出力を得
ることができるし、４ｋＷの出力と４ｋＷの出力とを合
成して８ｋＷの出力を得ることもできる。すなわち、レ
ーザ発振器の１台当たりの出力が大きくなればなるほど
大きな合成出力が得られる。
ーザ光Ｂは、レーザ光Ａの周囲をレーザ光Ｂが囲むよう
に合成されて加工点Ｐに同心軸で集光され、また、それ
ぞれのスポット径及びリング状のレーザ光の内径及び外
径を変化させることで加工点Ｐのビームモードを様々に
変化させることが可能である。しかも、合成は無駄無く
行われるので、レーザ光Ａの出力とレーザ光Ｂの出力と
を加算した値の合成レーザ光が得られる。例えば、４ｋ
Ｗの出力と２ｋＷの出力とを合成して６ｋＷの出力を得
ることができるし、４ｋＷの出力と４ｋＷの出力とを合
成して８ｋＷの出力を得ることもできる。すなわち、レ
ーザ発振器の１台当たりの出力が大きくなればなるほど
大きな合成出力が得られる。
【００２１】なお、上記の形態は、２つのレーザ光を合
成する場合であるが、本発明は、光ファイバ１１からの
レーザ光に、２つ以上のレーザ光を同心軸状に合成する
ことができる。例えば、光ファイバ１１からのレーザ光
に、２つのレーザ光を合成する場合には、第２のコリメ
ートレンズ系１５、プリズム光学系１６、穴あきミラー
１７から成る第１の合成系に加えて、同じような構成の
第２の合成系を、第１の合成系と集光レンズ１４との間
に配置すれば良い。勿論、この場合、プリズム光学系に
よるリング状のレーザ光の内径は、第１の合成系による
リング状のレーザ光の外径にほぼ等しくされる。
成する場合であるが、本発明は、光ファイバ１１からの
レーザ光に、２つ以上のレーザ光を同心軸状に合成する
ことができる。例えば、光ファイバ１１からのレーザ光
に、２つのレーザ光を合成する場合には、第２のコリメ
ートレンズ系１５、プリズム光学系１６、穴あきミラー
１７から成る第１の合成系に加えて、同じような構成の
第２の合成系を、第１の合成系と集光レンズ１４との間
に配置すれば良い。勿論、この場合、プリズム光学系に
よるリング状のレーザ光の内径は、第１の合成系による
リング状のレーザ光の外径にほぼ等しくされる。
【００２２】また、本発明は、レーザ光による溶接及び
切断、穴あけ、表面処理一般に使用可能であり、レーザ
光だけでなく、光ファイバで伝送可能な光を合成する場
合にも適用可能である。
切断、穴あけ、表面処理一般に使用可能であり、レーザ
光だけでなく、光ファイバで伝送可能な光を合成する場
合にも適用可能である。
【００２３】
【発明の効果】本発明によれば、複数の光ファイバから
出射されたレーザ光を合成して集光する場合、各々の集
光スポット径を独立して変化させることができるので、
加工点のビームモードを様々に変えることができる。こ
れにより、レーザ発振器１台では得られない高出力のレ
ーザ加工能力が得られる。
出射されたレーザ光を合成して集光する場合、各々の集
光スポット径を独立して変化させることができるので、
加工点のビームモードを様々に変えることができる。こ
れにより、レーザ発振器１台では得られない高出力のレ
ーザ加工能力が得られる。
【図１】本発明による合成出射光学系の構成を示した断
面図である。
面図である。
【図２】従来の合成方法の一例を説明するための図であ
る。
る。
１１、１２ 第１、第２の光ファイバ １３、１５ 第１、第２のコリメートレンズ系 １４ 集光レンズ １６ プリズム光学系 １６−１、１６−２ 第１、第２のプリズムレンズ １７ 穴あきミラー
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平８−75947（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−56992（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−69172（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−136444（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−120110（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−153514（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−224082（ＪＰ，Ａ) 実開 昭63−82216（ＪＰ，Ｕ) 特公 昭58−55483（ＪＰ，Ｂ２) 実公 昭62−8953（ＪＰ，Ｙ２) 実公 平２−41607（ＪＰ，Ｙ２) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B23K 26/06 B23K 26/08 G02B 19/00 G02B 21/06
Claims (5)
- 【請求項１】 複数の光ファイバからの複数のレーザ光
を同心状に合成して加工点に照射する光合成方法におい
て、 前記複数のレーザ光のうちの第１のレーザ光を、第１の
コリメートレンズ系及び集光レンズ系を介して前記加工
点に照射するようにし、 前記複数のレーザ光のうちの第２のレーザ光を、第２の
コリメートレンズ系及び該第２のコリメートレンズ系か
らのレーザ光をリング状にするプリズム光学系を介し
て、その光軸が前記集光レンズ系よりも手前側で前記第
１のレーザ光の光軸に交差するようにし、かつ該交差部
において前記リング状のレーザ光を前記加工点に向けて
反射させるようにし、 前記第１、第２のコリメートレンズ系をそれぞれ光軸方
向に可動として前記加工点におけるレーザ光のスポット
径を調整可能にすると共に、前記プリズム光学系を光軸
方向に可動として前記交差部におけるリング状のレーザ
光の内径及び外径を調整可能にしたことを特徴とする光
合成方法。 - 【請求項２】 請求項１記載の光合成方法において、前
記プリズム光学系は、前記第２のコリメートレンズ系か
らのレーザ光を受けてこれをリング状にするための第１
のプリズムレンズと、該第１のプリズムレンズからのリ
ング状のレーザ光を受けてその内径を前記第１のコリメ
ートレンズ系からのレーザ光の外径とほぼ等しい内径に
調整すると共にその外径を調整するための光軸方向に可
動の第２のプリズムレンズとから成ることを特徴とする
光合成方法。 - 【請求項３】 複数の光ファイバからの複数のレーザ光
を同心状に合成して加工点に照射する合成出射光学系に
おいて、 前記複数のレーザ光のうちの第１のレーザ光を、直進さ
せて前記加工点に照射するための手段として第１のコリ
メートレンズ系及び集光レンズ系を備え、 前記複数のレーザ光のうちの第２のレーザ光を、前記集
光レンズ系よりも手前において前記第１のコリメートレ
ンズ系からのレーザ光に合成するための複数の合成手段
を備え、 各合成手段は、光ファイバからのレーザ光を受ける第２
のコリメートレンズ系と、該第２のコリメートレンズ系
からのレーザ光をリング状にしてその光軸が前記第１の
コリメートレンズ系からのレーザ光の光軸に交差するよ
うにするプリズム光学系と、前記交差部に配置され、前
記第１のコリメートレンズ系からのレーザ光の通過可能
な開口を有し、かつ前記プリズム光学系からのリング状
のレーザ光を前記加工点に向けて反射させる穴あきミラ
ーとを含み、 前記第１、第２のコリメートレンズ系をそれぞれ光軸方
向に可動として前記加工点におけるレーザ光のスポット
径を調整可能にすると共に、前記プリズム光学系を光軸
方向に可動として前記交差部におけるリング状のレーザ
光の内径及び外径を調整可能にしたことを特徴とする合
成出射光学系。 - 【請求項４】 請求項３記載の合成出射光学系におい
て、前記プリズム光学系は、前記第２のコリメートレン
ズ系からのレーザ光を受けてこれをリング状にするため
の第１のプリズムレンズと、該第一のプリズムレンズか
らのリング状のレーザ光を受けてその内径を前記第１の
コリメートレンズ系からのレーザ光の外径とほぼ等しい
内径に調整すると共にその外径を調整するための光軸方
向に可動の第２のプリズムレンズとから成ることを特徴
とする合成出射光学系。 - 【請求項５】 請求項４記載の合成出射光学系におい
て、前記第１、第２のプリズムレンズはそれぞれ、円錐
状部を有し、該円錐状部が互いに反対方向を向くように
配置されていることを特徴とする合成出射光学系。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31784898A JP3177775B2 (ja) | 1998-11-09 | 1998-11-09 | 光合成方法及び合成出射光学系 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31784898A JP3177775B2 (ja) | 1998-11-09 | 1998-11-09 | 光合成方法及び合成出射光学系 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000141072A JP2000141072A (ja) | 2000-05-23 |
| JP3177775B2 true JP3177775B2 (ja) | 2001-06-18 |
Family
ID=18092738
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31784898A Expired - Fee Related JP3177775B2 (ja) | 1998-11-09 | 1998-11-09 | 光合成方法及び合成出射光学系 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3177775B2 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102008024136A1 (de) * | 2008-05-19 | 2009-11-26 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Vorrichtung zum Bearbeiten von zylindrischen Werkstücken |
| JP2011126016A (ja) * | 2009-12-15 | 2011-06-30 | Koito Mfg Co Ltd | 溶着装置、樹脂溶着方法及び溶着された樹脂部材 |
-
1998
- 1998-11-09 JP JP31784898A patent/JP3177775B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2000141072A (ja) | 2000-05-23 |
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