JPH02234114A - レーザビーム減衰器 - Google Patents
レーザビーム減衰器Info
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- JPH02234114A JPH02234114A JP5363289A JP5363289A JPH02234114A JP H02234114 A JPH02234114 A JP H02234114A JP 5363289 A JP5363289 A JP 5363289A JP 5363289 A JP5363289 A JP 5363289A JP H02234114 A JPH02234114 A JP H02234114A
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- laser beam
- beams
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- 230000002238 attenuated effect Effects 0.000 claims abstract description 6
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 claims description 10
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- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
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Landscapes
- Mechanical Light Control Or Optical Switches (AREA)
- Lasers (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は，高出力レーザビームを利用したレーザ加工機
等において，連続的ノＰワー制御に用いるレーザビーム
減衰器Ｋ関する。
等において，連続的ノＰワー制御に用いるレーザビーム
減衰器Ｋ関する。
従来のレーデビーム用減衰器には，光吸収形のフィルタ
，誘電体多層膜を用いた部分反射鏡，アルミニウムや銀
等の金属を薄く蒸着した部分反射鏡が用いられている。
，誘電体多層膜を用いた部分反射鏡，アルミニウムや銀
等の金属を薄く蒸着した部分反射鏡が用いられている。
上述した従来のレーデビーム減衰器は，金属蒸着膜の厚
さに匂配をつけたものを除いて，それらの光減衰率は離
散的であシ，任意の減衰量を得るのは不可能である。ま
た，吸収形フィルタの場合は，レーデパワーを吸収して
フィルタ自体が発熱し局部的に膨張するため，レーザビ
ームの広がり角やノ母ワー分布に変化を与えてしまうだ
けでなく，レーデパワーが大きくなるとフィルタ自身が
溶融したシ，破壊して使用できなくなる。
さに匂配をつけたものを除いて，それらの光減衰率は離
散的であシ，任意の減衰量を得るのは不可能である。ま
た，吸収形フィルタの場合は，レーデパワーを吸収して
フィルタ自体が発熱し局部的に膨張するため，レーザビ
ームの広がり角やノ母ワー分布に変化を与えてしまうだ
けでなく，レーデパワーが大きくなるとフィルタ自身が
溶融したシ，破壊して使用できなくなる。
金属蒸着膜による光減衰器についても，ビーム径が小さ
くレーザ／ｌワーが微小な場合については連続的に減衰
量が変化できるが，金属材料そのものの光に対する僅か
な吸収損は避けようがなく，レーザ・２ワーの増大と共
に膜の焼損を生じ，使用不可能となる。
くレーザ／ｌワーが微小な場合については連続的に減衰
量が変化できるが，金属材料そのものの光に対する僅か
な吸収損は避けようがなく，レーザ・２ワーの増大と共
に膜の焼損を生じ，使用不可能となる。
本発明は従来のもののこのような課題を解決しようとす
るもので，レーザビームの吸収は殆どなく，レーザ／Ｊ
？ワーによる減衰器自身の熱的変形，歪，破壊のないレ
ーザビーム減衰器を提供するものである。
るもので，レーザビームの吸収は殆どなく，レーザ／Ｊ
？ワーによる減衰器自身の熱的変形，歪，破壊のないレ
ーザビーム減衰器を提供するものである。
上述した従来のレーザビーム減衰器に対し，本発明は，
レーザビームの偏光を２成分に分け，直線偏光状態で夫
々連続的に減衰量を制御し，その後１本のビームに合成
するようにしたものである。
レーザビームの偏光を２成分に分け，直線偏光状態で夫
々連続的に減衰量を制御し，その後１本のビームに合成
するようにしたものである。
すなわち本発明によれば，入射レーデビームを偏光成分
の異なる２本のビームに分割する，誘電体多層膜からな
る分割用偏光素子と，該分割され減衰された・ヤワーを
持つレーザビームを透過すると共に，前記減衰に相当す
る残余のパワーを持つ不要のレーザピームを反射する．
誘電体多層膜からなる２つの回転偏光素子と，前記反射
した不要のレーザビームを吸収する第１の吸収手段と，
前記２つの回転偏光素子からの透過ビームを合成して，
所望の出射ビームおよびこの合成に伴う不要のレーデビ
ームを発する，誘電体多層膜からなる合成用偏光素子と
，前記合成に伴う不要のレーデビームを吸収する第２の
吸収手段とを含むことを特徴とするレーデビーム減衰器
が得られる。
の異なる２本のビームに分割する，誘電体多層膜からな
る分割用偏光素子と，該分割され減衰された・ヤワーを
持つレーザビームを透過すると共に，前記減衰に相当す
る残余のパワーを持つ不要のレーザピームを反射する．
誘電体多層膜からなる２つの回転偏光素子と，前記反射
した不要のレーザビームを吸収する第１の吸収手段と，
前記２つの回転偏光素子からの透過ビームを合成して，
所望の出射ビームおよびこの合成に伴う不要のレーデビ
ームを発する，誘電体多層膜からなる合成用偏光素子と
，前記合成に伴う不要のレーデビームを吸収する第２の
吸収手段とを含むことを特徴とするレーデビーム減衰器
が得られる。
上記の構成において，回転偏光素子の回転角度を調整す
れば，所望の任意の値の減衰率を有する出射ビームを得
ることができる。
れば，所望の任意の値の減衰率を有する出射ビームを得
ることができる。
次Ｋ本発明について図面を参照して説明する。
第１図は本発明の第１の実施例の構成図である。
２，３，５，６，８．９．１０はすべて誘電体多層膜に
よって形成される偏光素子で，任意の偏光ビームをある
一定入射角で入射させると，入射面に平行な偏光（Ｐ偏
光）成分のビームは透過し，入射面に垂直な偏光（Ｓ偏
光）成分ビームは反射する。
よって形成される偏光素子で，任意の偏光ビームをある
一定入射角で入射させると，入射面に平行な偏光（Ｐ偏
光）成分のビームは透過し，入射面に垂直な偏光（Ｓ偏
光）成分ビームは反射する。
反射鏡７は偏光素子２と同じ誘電体多層膜偏光素子，ま
たは全反射鏡よシなる。
たは全反射鏡よシなる。
入射ピーム１はまず分割用偏光素子２に偏光素子によク
て定まる入射角で入射すると．Ｐ偏光成分は損失なく透
過し，回転偏光素子３に到達する。
て定まる入射角で入射すると．Ｐ偏光成分は損失なく透
過し，回転偏光素子３に到達する。
一方，Ｓ偏光成分は反射鏡７へ向う。回転偏光素子３が
分割用偏光素子２に平行な基準位置から光路を軸として
角度θだけ回転していると，回転偏光素子３を透過する
光の電界は邸θ倍となる。すなわち透過するレーデパワ
−は郎θ倍となる。このことは（ １ − ｃｍ２θ）
倍の減衰を受けることを意味する。回転偏光素子３によ
って反射された（１−ｃａｌ２ｆ） ）倍のレーザパワ
ーは反射方向が偏光素子３の回転と共Ｋ変化するが，偏
光素子３を基準とすると固定しているので，偏光素子３
に対して相対的に固定された吸収体１２によって吸収さ
れる。
分割用偏光素子２に平行な基準位置から光路を軸として
角度θだけ回転していると，回転偏光素子３を透過する
光の電界は邸θ倍となる。すなわち透過するレーデパワ
−は郎θ倍となる。このことは（ １ − ｃｍ２θ）
倍の減衰を受けることを意味する。回転偏光素子３によ
って反射された（１−ｃａｌ２ｆ） ）倍のレーザパワ
ーは反射方向が偏光素子３の回転と共Ｋ変化するが，偏
光素子３を基準とすると固定しているので，偏光素子３
に対して相対的に固定された吸収体１２によって吸収さ
れる。
吸収体はレーザノ４ワーのレベルによって選定する。
特にレーザノクワーが数１０ワットから数１００ワット
の高レベル時には，水冷形の吸収体を使用する。
の高レベル時には，水冷形の吸収体を使用する。
偏光素子５は偏光素子３と左右対称の位置に配置し，偏
光素子の基板の厚みによって生ずる光路のずれを補正す
るもので．ビームの反射は生じない。
光素子の基板の厚みによって生ずる光路のずれを補正す
るもので．ビームの反射は生じない。
偏光素子５を透過したビームの偏光の向きは，合成用偏
光素子６の入射面に対しては角度θの傾きをもクておシ
，透過／臂ワー（出射ビーム１１の一部となる）はさら
にａｌｌｓ２θ倍となり，反射パワーは（ １ ＝ ｃ
ａｓ２θ）倍となぁ。従クて，入射ビームの内，Ｐ偏光
成分は■θ倍となり，理想的にはθ＝Ｏｃでは減衰量０
チ，θ＝９０°では１００％となる。しかし実際には誘
電体多屓膜偏光素子を透過するＰ偏光成分に対し，数１
００分の１程度Ｓ偏光成分が残ること，および各偏光素
子の若干の散乱，吸収による損失があるため，完全な透
過０チ，透過１００％とはならない。
光素子６の入射面に対しては角度θの傾きをもクておシ
，透過／臂ワー（出射ビーム１１の一部となる）はさら
にａｌｌｓ２θ倍となり，反射パワーは（ １ ＝ ｃ
ａｓ２θ）倍となぁ。従クて，入射ビームの内，Ｐ偏光
成分は■θ倍となり，理想的にはθ＝Ｏｃでは減衰量０
チ，θ＝９０°では１００％となる。しかし実際には誘
電体多屓膜偏光素子を透過するＰ偏光成分に対し，数１
００分の１程度Ｓ偏光成分が残ること，および各偏光素
子の若干の散乱，吸収による損失があるため，完全な透
過０チ，透過１００％とはならない。
また，合成用偏光素子６で反射された（１−（自）２θ
）倍の・ぐワービームは吸収体１４に吸収される。すな
わちこの分だけ更に減衰が働くことになる。
）倍の・ぐワービームは吸収体１４に吸収される。すな
わちこの分だけ更に減衰が働くことになる。
一方，反射鏡７に到達したＳ偏光成分のビームは回転偏
光素子８によって減衰される。この偏光素子８は偏光素
子６と９０°十〇光路を軸として回転した位置で透過率
がｃｌＥ２θとなる。この減衰したレーザビームは偏光
素子１０で反射され，この際レーザ・ぞワーは更に減衰
を受けて邸θとなる。このレーザビームは合成偏光素子
６で全反射され，偏光素子５からの透過ビームと同一光
路に合成されもすなわちＰ偏光成分，Ｓ偏光成分共に郎
４θ倍されて出射ビーム１１となる。なお偏光素子９は
偏光素子５と同様光路のずれを補正するものである。
光素子８によって減衰される。この偏光素子８は偏光素
子６と９０°十〇光路を軸として回転した位置で透過率
がｃｌＥ２θとなる。この減衰したレーザビームは偏光
素子１０で反射され，この際レーザ・ぞワーは更に減衰
を受けて邸θとなる。このレーザビームは合成偏光素子
６で全反射され，偏光素子５からの透過ビームと同一光
路に合成されもすなわちＰ偏光成分，Ｓ偏光成分共に郎
４θ倍されて出射ビーム１１となる。なお偏光素子９は
偏光素子５と同様光路のずれを補正するものである。
第２図，第３図はそれぞれ本発明の第２実施例の平面図
，および斜視図である。偏光素子２１，２２，２３ ．
２４はＰ偏光については光路は入射光の延長方向，Ｓ偏
光については入射光と直角をなすもので，第１実施例の
平板状偏光素子の場合に比べて構成が簡単化できる。し
かし，出力ビーム１ｌの出射方向は第３図に示すように
入射ビーム１に対して９０°方向が変わるので，光軸を
直線状にするには更に数枚の反射鏡を使う必要がある。
，および斜視図である。偏光素子２１，２２，２３ ．
２４はＰ偏光については光路は入射光の延長方向，Ｓ偏
光については入射光と直角をなすもので，第１実施例の
平板状偏光素子の場合に比べて構成が簡単化できる。し
かし，出力ビーム１ｌの出射方向は第３図に示すように
入射ビーム１に対して９０°方向が変わるので，光軸を
直線状にするには更に数枚の反射鏡を使う必要がある。
光の減衰量については第１の実施例同様，回転偏光素子
２２と２４のそれぞれが，最大透過となる基準位置から
の回転角をθとすれば，入射・９ワーの邸４０倍が透過
し，（ｌｅｎｓ’θ）倍が吸収体２７．２８に吸収され
る。
２２と２４のそれぞれが，最大透過となる基準位置から
の回転角をθとすれば，入射・９ワーの邸４０倍が透過
し，（ｌｅｎｓ’θ）倍が吸収体２７．２８に吸収され
る。
このように本発明によると，任意の光減衰量の得られる
光減衰器を構成できる。また本発明によるレーザビーム
減衰器は，吸収タイプのフィルタを使用していないので
，高出力レーザに適している。特に高出力固体レーザの
出力は一般に無偏光で，２つの偏光成分Ｋ分離するとそ
れぞれはエネルギーの空間分布も異り，出力のふらつき
も太きいが，両方共一定の比率，すなわちμｓ４０倍に
減衰した後合成されるので，全体の安定度としては元の
レーデ発振器の安定度，及び空間分布を保存できる利点
がある。
光減衰器を構成できる。また本発明によるレーザビーム
減衰器は，吸収タイプのフィルタを使用していないので
，高出力レーザに適している。特に高出力固体レーザの
出力は一般に無偏光で，２つの偏光成分Ｋ分離するとそ
れぞれはエネルギーの空間分布も異り，出力のふらつき
も太きいが，両方共一定の比率，すなわちμｓ４０倍に
減衰した後合成されるので，全体の安定度としては元の
レーデ発振器の安定度，及び空間分布を保存できる利点
がある。
本発明は以上′説明したようにレーザピームの偏光を直
交する２成分に分け，直線偏光状態で夫々連続的に減衰
量を制御し，その後１本のビームに合成するため，レー
ザ出力を連続的に制御し，且つレーザビームの吸収は殆
ど無く，レーデパヮーによる熱的変形，歪，破壊が発生
しない効果がある。
交する２成分に分け，直線偏光状態で夫々連続的に減衰
量を制御し，その後１本のビームに合成するため，レー
ザ出力を連続的に制御し，且つレーザビームの吸収は殆
ど無く，レーデパヮーによる熱的変形，歪，破壊が発生
しない効果がある。
９，１０は偏光素子，１１は出射ビーム，１２，１３，
１４．１５は吸収体である。
１４．１５は吸収体である。
第１図は本発明の第１の実施例の平面図，第２図と第３
図は本発明の第２の実施例の平面図と斜視図である。 記号の説明：１は入射ビーム，２は分割用偏光素子，３
は回転偏光素子，５は偏光素子，６は合成用偏光素子，
７は反射鏡，８は回転偏光素子，第２図
図は本発明の第２の実施例の平面図と斜視図である。 記号の説明：１は入射ビーム，２は分割用偏光素子，３
は回転偏光素子，５は偏光素子，６は合成用偏光素子，
７は反射鏡，８は回転偏光素子，第２図
Claims (1)
- （１）入射レーザビームを偏光成分の異なる２本のビー
ムに分割する、誘電体多層膜からなる分割用偏光素子と
、 該分割された２本のビームの光軸の回りに回転可能に配
置され、該ビームを２つのビームに分け、基準位置から
の回転角度に応じた減衰されたパワーを持つレーザビー
ムを透過させると共に、前記減衰に相当する残余のパワ
ーを持つ不要のレーザビームを反射する、誘電体多層膜
からなる２つの回転偏光素子と、前記反射した不要のレ
ーザビームを吸収する第１の吸収手段と、 前記２つの回転偏光素子からの透過ビームを合成して、
所望の出射ビームおよびこの合成に伴う不要のレーザビ
ームを発する、誘電体多層膜からなる合成用偏光素子と
、 前記合成に伴う不要のレーザビームを吸収する第２の吸
収手段とを含むことを特徴とするレーザビーム減衰器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5363289A JPH0792558B2 (ja) | 1989-03-08 | 1989-03-08 | レーザビーム減衰器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5363289A JPH0792558B2 (ja) | 1989-03-08 | 1989-03-08 | レーザビーム減衰器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02234114A true JPH02234114A (ja) | 1990-09-17 |
| JPH0792558B2 JPH0792558B2 (ja) | 1995-10-09 |
Family
ID=12948277
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5363289A Expired - Fee Related JPH0792558B2 (ja) | 1989-03-08 | 1989-03-08 | レーザビーム減衰器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0792558B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7259914B2 (en) * | 2005-08-30 | 2007-08-21 | Coherent, Inc. | Attenuator for high-power unpolarized laser beams |
| US7706069B2 (en) | 2007-05-14 | 2010-04-27 | Coherent, Inc. | Attenuator for high-power unpolarized laser beams |
| JP2015158631A (ja) * | 2014-02-25 | 2015-09-03 | 株式会社リコー | 光量調整装置並びにこれを用いた光照射装置及び画像表示装置 |
| CN114441032A (zh) * | 2022-01-19 | 2022-05-06 | 西北核技术研究所 | 基于楔镜组级联衰减的高能激光功率溯源传递***及方法 |
-
1989
- 1989-03-08 JP JP5363289A patent/JPH0792558B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7259914B2 (en) * | 2005-08-30 | 2007-08-21 | Coherent, Inc. | Attenuator for high-power unpolarized laser beams |
| US7327518B2 (en) | 2005-08-30 | 2008-02-05 | Coherent, Inc. | Attenuator for high-power unpolarized laser beams |
| US7706069B2 (en) | 2007-05-14 | 2010-04-27 | Coherent, Inc. | Attenuator for high-power unpolarized laser beams |
| JP2015158631A (ja) * | 2014-02-25 | 2015-09-03 | 株式会社リコー | 光量調整装置並びにこれを用いた光照射装置及び画像表示装置 |
| CN114441032A (zh) * | 2022-01-19 | 2022-05-06 | 西北核技术研究所 | 基于楔镜组级联衰减的高能激光功率溯源传递***及方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0792558B2 (ja) | 1995-10-09 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |