JP7236371B2 - ビームシェイパ、加工装置、及びビームシェイピング方法 - Google Patents
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Description
本発明の一実施形態に係る加工装置1の構成について、図1を参照して説明する。図1において、(a)は、加工装置1の構成を示すブロック図であり、(b)は、加工装置1が備える加工ヘッド13の断面図である。
加工ヘッド13の機能について、図2及び図3を参照して説明する。図2の(a)~(c)は、加工ヘッド13の光軸を含む断面における断面図であって、加工ヘッド13の内部におけるコリメートレンズ131及びアキシコンレンズ132の配置を示す断面図である。なお、図2の(a)~(c)においては、コリメートレンズ131及びアキシコンレンズ132のみを図示している。また、図2の(a)~(c)の各々に図示したz軸は、加工ヘッド13の光軸(図2の(a)~(c)の各々には図示せず)と平行になるように定めている。また、z軸は、デリバリファイバ12の出射面に対応する位置が原点となるように定めている。図3の(a)~(c)の各々は、それぞれ、図2の(a)~(c)に示したコリメートレンズ131及びアキシコンレンズ132の配置に対応したベッセルビームのビーム強度の分布を示すグラフである。
図1に示した加工ヘッド13において、距離D1を変化させた場合に得られるビームプロファイルを図4に示す。図4に示したD1=0mmのプロットは、距離D1を基準となる距離D1と一致させた場合(すなわち図2の(a)に示した状態)において得られたものである。また、図4に示したD1=-6mmのプロットは、距離D1を基準となる距離D1より6mm短くした場合(すなわち図2の(b)に示した状態の一例)において得られたものであり、図4に示したD1=6mmのプロットは、距離D1を基準となる距離D1より6mm長くした場合(すなわち図2の(c)に示した状態の一例)において得られたものである。
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
11 レーザ光源
12 デリバリファイバ
13 加工ヘッド
130 筐体
131 コリメートレンズ
132 アキシコンレンズ
133 レンズホルダ(調整機構の一部)
134 調整ボルト
135 保護ガラス
136 ガス供給孔
14 カメラ
15 制御部
W 対象物(加工対象物)
Claims (10)
- アキシコンレンズと、
前記アキシコンレンズに入射するガウシアンビームの発散角を変更することによって、前記アキシコンレンズから出射するベッセルビームのリング間隔を調整する調整機構と、を備えている、
ことを特徴とするビームシェイパ。 - 前記ガウシアンビームの光路上に配置されたコリメートレンズを更に備えており、
前記調整機構は、前記コリメートレンズから前記アキシコンレンズまでの距離を保ったまま、前記ガウシアンビームの出射点から前記コリメートレンズまでの距離を変化させることによって、前記発散角を変更する、
ことを特徴とする請求項1に記載のビームシェイパ。 - 前記出射点は、前記ガウシアンビームを出射する光ファイバの出射端である、
ことを特徴とする請求項2に記載のビームシェイパ。 - 前記調整機構は、レンズホルダと、スライド部とを備え、
前記レンズホルダは、前記コリメートレンズから前記アキシコンレンズまでの距離を保ったまま、前記コリメートレンズ及び前記アキシコンレンズの各々を保持し、
前記スライド部は、前記レンズホルダ及び前記出射端の少なくとも何れか一方をスライドさせることによって、前記出射端から前記コリメートレンズまでの距離を変化させる、
ことを特徴とする請求項3に記載のビームシェイパ。 - 前記調整機構による前記発散角の調整範囲には、前記ガウシアンビームが収斂光となる発散角と前記ガウシアンビームが発散光となる発散角との両方が含まれる、
ことを特徴とする請求項1~4の何れか1項に記載のビームシェイパ。 - 請求項1~5の何れか1項に記載のビームシェイパを備えた加工装置であって、前記ビームシェイパは、前記ベッセルビームを出射する、
ことを特徴とする加工装置。 - 加工対象物の表面のうち、少なくとも前記ベッセルビームが照射されている照射点近傍における光を検出する光検出器と、
前記光検出器が検出した前記光に応じたフィードバック制御を前記調整機構に対して行う制御部と、を更に備えている、
ことを特徴とする請求項6に記載の加工装置。 - 前記光検出器は、前記照射点近傍を撮像するカメラであり、
制御部は、前記カメラにより撮像された前記照射点近傍の画像に応じたフィードバック制御を前記調整機構に対して行う、
ことを特徴とする請求項7に記載の加工装置。 - アキシコンレンズに入射するガウシアンビームの発散角を変更することによって、前記アキシコンレンズから出射するベッセルビームのリング間隔を調整する調整工程を含んでいる、
ことを特徴とするビームシェイピング方法。 - 前記調整工程は、前記ガウシアンビームの光路上に配置されたコリメートレンズから前記アキシコンレンズまでの距離を保ったまま、前記ガウシアンビームの出射点から前記コリメートレンズまでの距離を変化させることによって、前記発散角を変更する、
ことを特徴とする請求項9に記載のビームシェイピング方法。
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