JPH0236923B2 - - Google Patents
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- JPH0236923B2 JPH0236923B2 JP59142410A JP14241084A JPH0236923B2 JP H0236923 B2 JPH0236923 B2 JP H0236923B2 JP 59142410 A JP59142410 A JP 59142410A JP 14241084 A JP14241084 A JP 14241084A JP H0236923 B2 JPH0236923 B2 JP H0236923B2
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- laser beam
- mirror
- parabolic mirror
- optical axis
- bender
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- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 44
- 238000000034 method Methods 0.000 description 8
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
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- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 2
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- 230000000644 propagated effect Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Laser Beam Processing (AREA)
- Mounting And Adjusting Of Optical Elements (AREA)
- Lenses (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
この発明は、放物面鏡を使用して大出力のレー
ザビーム集光する場合に、その集光性能に大きく
影響する放物面鏡の光軸の調整を、容易に、しか
も確実、安全に行える様にした集光装置に関する
ものである。[Detailed Description of the Invention] [Technical Field of the Invention] This invention focuses on the light of the parabolic mirror, which greatly affects the focusing performance when focusing a high-output laser beam using a parabolic mirror. This invention relates to a light condensing device that allows axis adjustment to be performed easily, reliably, and safely.
従来この種の集光装置おける放物面鏡の光軸の
調整方法としては、第１図ａに示すものがあつ
た。第１図ａ及びｂは、それぞれ従来の集光装置
に使用された放物面鏡の光軸の調整方法を説明す
るための図、及び光軸の調整不良時における集光
されたレーザビームの焦点近傍のビーム断面変化
を示す図である。第１図ａにおいて、１は集光す
べきレーザビーム、２はレーザビーム１と重畳さ
せた目視調整用の可視のレーザビーム、３は回転
自在な放物面鏡４へレーザビーム１を導くための
ベンダーミラー、５は放物面鏡４によつて集光さ
れたレーザビーム１のビーム断面を拡大するため
の焦点距離ｆのレンズ、６はレンズ５の拡大像を
映し出すスクリーンである。
A conventional method for adjusting the optical axis of a parabolic mirror in this type of condensing device is shown in FIG. 1a. Figures 1a and 1b are diagrams for explaining the method of adjusting the optical axis of a parabolic mirror used in a conventional condensing device, and the diagram of the focused laser beam when the optical axis is maladjusted, respectively. FIG. 3 is a diagram showing changes in beam cross section near the focal point. In FIG. 1a, 1 is a laser beam to be focused, 2 is a visible laser beam for visual adjustment that is superimposed on laser beam 1, and 3 is for guiding laser beam 1 to a freely rotatable parabolic mirror 4. 5 is a lens having a focal length f for enlarging the beam cross section of the laser beam 1 focused by the parabolic mirror 4, and 6 is a screen on which an enlarged image of the lens 5 is projected.
さて、集光されたレーザビーム１のビーム断面
の拡大は、１／ａ＋１／ｂ＝１／ｆの関係式にしたがい
、
その拡大率はｂ／ａである。ここで、ａ，ｂ，ｆは、
第１図ａに示す通りの関係状態にあり、ａはスク
リーン６上に映し出されるレンズ５から上方の位
置におけるビーム断面までの距離、ｂはレンズ５
とスクリーン６との間の距離、ｆはレンズ５の焦
点距離である。第１図ｂに示す様に、ｂ，ｆを一
定として、レンズ５とスクリーン６を上下方向に
動かすと、レンズ５から距離ａだけ上方の位置に
おけるビーム断面の拡大された断面形状が、スク
リーン６上に映し出されることになる。 Now, the beam cross section of the focused laser beam 1 is expanded according to the relational expression 1/a+1/b=1/f, and the expansion rate is b/a. Here, a, b, and f are in the relationship as shown in FIG.
and the screen 6, and f is the focal length of the lens 5. As shown in FIG. 1b, when the lens 5 and the screen 6 are moved vertically while keeping b and f constant, the enlarged cross-sectional shape of the beam cross section at a position a distance a above the lens 5 changes to the screen 6. It will be displayed above.
従来の集光装置に使用された放物面鏡の光軸の
調整方法においては、放物面鏡４によつて集光さ
れたレーザビーム１の焦点近傍のスポツト状のビ
ーム断面変化が、第１図ｂに示す様な非点収差を
示すレーザビーム断面となることなく、ほぼ真円
に集光されたビーム断面となる様に、第１図ａに
示す様に、放物面鏡４を各Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の周
りにそれぞれ角度θX，θY，θZの回転を個々に行わ
せることにより、試行錯誤によつて放物面鏡４の
光軸の調整を行つていた。このため、レーザビー
ム１の拡大用のレンズ５のセツテイング、及び放
物面鏡４の光軸の調整に多大の作業時間を余儀な
くされる上に、最適な放物面鏡４の光軸の調整が
確実に行われたかどうかを明確に知ることができ
ないなどの欠点があつた。 In the method of adjusting the optical axis of a parabolic mirror used in a conventional condensing device, a spot-shaped beam cross-sectional change near the focal point of the laser beam 1 focused by the parabolic mirror 4 is The parabolic mirror 4 is arranged as shown in Fig. 1a so that the laser beam cross section does not exhibit astigmatism as shown in Fig. 1b, and the beam cross section is focused into an almost perfect circle. The optical axis of the parabolic mirror 4 is adjusted by trial and error by individually rotating the mirror by angles θ X , θ Y , and θ Z around the X, Y, and Z axes. was. Therefore, a lot of work time is required for setting the lens 5 for enlarging the laser beam 1 and adjusting the optical axis of the parabolic mirror 4. There were drawbacks such as the inability to clearly know whether or not the process had been carried out reliably.
この発明は、上記の様な従来ものの欠点を改善
する目的でなされたもので、放物面鏡の理想入射
点を中心に回転自在な集光用の放物面鏡に、この
放物面鏡の理想入射光軸に垂直な面上で、この理
想入射光軸からある距離だけ離れたところに放物
面鏡と一体的に構成された平面状反射部と、放物
面鏡の理想入射光軸にレーザビームを導くための
ベンダーミラーに着脱自在で、かつ可視レーザビ
ームを反射し、平面状反射部へと導くためのオプ
テイカルフラツトとを設けることにより、放物面
鏡の光軸の調整を、容易に、しかも確実、安全に
行える様にした集光装置を提供するものである。
This invention was made for the purpose of improving the drawbacks of the conventional products as described above. On a plane perpendicular to the ideal incident optical axis of By providing a removable bender mirror for guiding the laser beam to the axis and an optical flat for reflecting the visible laser beam and guiding it to the planar reflection part, the optical axis of the parabolic mirror can be adjusted. To provide a light condensing device that allows adjustment to be performed easily, reliably, and safely.
以下、この発明の実施例を図について説明す
る。第２図ａないしｄは、それぞれこの発明の一
実施例である集光装置に使用された放物面鏡の光
軸の調整方法を説明するための各手順を示す図で
ある。上記各図において、１は集光すべきレーザ
ビーム、２はレーザビーム１と重畳させた目視調
整用の可視のレーザビーム、３は集光用の放物面
鏡４へレーザビーム１を導くためのベンダーミラ
ー、７は集光すべきレーザビーム１と同一の光路
に可視のレーザビーム２を導くための光学素子で
あり、ここでは、この光学素子７として、取りは
ずし可能なベンダーミラーを使用している。８は
放物面鏡４の理想入射光軸１０に垂直な面上で、
この理想入射光軸１０からある距離Ｌだけ離れた
ところに放物面鏡４と一体的に構成された平面状
反射部、９は放物面鏡４の理想入射点であり、こ
の理想入射点９を中心に放物面鏡４は回転自在に
構成される。１１はベンダーミラー３に着脱自在
で、かつ可視のレーザビーム２を反射し、平面状
反射部８へと導くためのオプテイカルフラツトで
ある。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIGS. 2a to 2d are diagrams showing each procedure for explaining a method for adjusting the optical axis of a parabolic mirror used in a condensing device according to an embodiment of the present invention. In each of the above figures, 1 is the laser beam to be focused, 2 is a visible laser beam for visual adjustment that is superimposed on the laser beam 1, and 3 is for guiding the laser beam 1 to the parabolic mirror 4 for focusing. The bender mirror 7 is an optical element for guiding the visible laser beam 2 to the same optical path as the laser beam 1 to be focused, and here, as this optical element 7, a removable bender mirror is used. There is. 8 is on a plane perpendicular to the ideal incident optical axis 10 of the parabolic mirror 4,
A planar reflection part 9 is integrally constructed with the parabolic mirror 4 at a certain distance L from the ideal incident optical axis 10, and 9 is the ideal incident point of the parabolic mirror 4. The parabolic mirror 4 is configured to be rotatable around the center 9. Reference numeral 11 denotes an optical flat that is detachably attached to the bender mirror 3 and that reflects the visible laser beam 2 and guides it to the planar reflecting section 8.
上記の様に構成されたこの発明の一実施例であ
る集光装置において、まず、集光すべきレーザビ
ーム１と可視のレーザビーム２とを、第２図ａに
示す様にベンダーミラー７を用いて重畳させる。
そして、放物面鏡４の光軸の調整は、以後、可視
のレーザビーム２を用いて行われる。ベンダーミ
ラー３によつて放物面鏡４の理想入射点９付近に
放物面入射ビームが導かれた後に、ベンダーミラ
ー３の上には、第２図ｂに示す様に着脱自在なオ
プテイカルフラツト１１が載せられる。可視のレ
ーザビーム２は、このオプテイカルフラツト１１
の面で反射され、上記した放物面入射ビームに並
行に伝播される。放物面鏡４の理想入射光軸１０
からある距離Ｌだけ離れたところで、しかも、理
想入射光軸１０に垂直な面上に、オプテイカルフ
ラツト１１から反射してくる可視のレーザビーム
２を受けるために放物面鏡４と一体的に構成され
た平面状反射部８が作られていると、この平面状
反射部８によつて反射される可視のレーザビーム
２が再び同一の光路で戻つてくる場合に限つて、
放物面鏡４の光軸の調整が最適化されたことにな
る。したがつて、第２図ｃに示す様に、放物面鏡
４を、この放物面鏡４の理想入射点９を中心に回
転自在に容易に調整できるジンバル調整機構によ
つて保持しておけば、上記した放物面鏡４の光軸
の調整が容易に実施できる。 In the condensing device which is an embodiment of the present invention configured as described above, first, the laser beam 1 to be condensed and the visible laser beam 2 are focused using a bender mirror 7 as shown in FIG. 2a. to superimpose it using
Thereafter, the optical axis of the parabolic mirror 4 is adjusted using the visible laser beam 2. After the parabolic incident beam is guided by the bender mirror 3 to near the ideal incident point 9 of the parabolic mirror 4, a removable optical device is placed on the bender mirror 3 as shown in FIG. A flat 11 is placed on it. The visible laser beam 2 passes through this optical flat 11.
is reflected by the surface of the beam and propagated parallel to the parabolic incident beam described above. Ideal incident optical axis 10 of parabolic mirror 4
At a certain distance L away from the optical axis 10 and on a plane perpendicular to the ideal incident optical axis 10, a mirror 4 is integrated with the parabolic mirror 4 in order to receive the visible laser beam 2 reflected from the optical flat 11. When the planar reflection section 8 configured as shown in FIG.
This means that the adjustment of the optical axis of the parabolic mirror 4 has been optimized. Therefore, as shown in FIG. 2c, the parabolic mirror 4 is held by a gimbal adjustment mechanism that can be easily adjusted to rotate around the ideal incident point 9 of the parabolic mirror 4. By doing so, the optical axis of the parabolic mirror 4 described above can be easily adjusted.
ここで、使用するオプテイカルフラツト１１の
厚みは、ベンダーミラー３への入射ビームの入射
角をθとすると、Ｌ／2sinθが適当である。また、
オプテイカルフラツト１１をベンダーミラー３の
上に載せた際に、ベンダーミラー３の反射面とオ
プテイカルフラツト１１の反射面との並行度は、
約1m rad程度以下となることが必要である。な
ぜならば、放物面鏡４の光軸の調整は、約1m
rad以下の精度で行わなければ集光性能に大なる
影響があることが、レーザ加工を行う場合の実証
試験の結果から明確にされているからである。そ
して、上述した可視のレーザビーム２の調整終了
後に、オプテイカルフラツト１１及びベンダーミ
ラー７を取り外すことにより、第２図ｄに示す様
な状態で放物面鏡４の光軸の調整は完了すること
になる。 Here, the appropriate thickness of the optical flat 11 used is L/2 sin θ, where θ is the angle of incidence of the incident beam on the bender mirror 3. Also,
When the optical flat 11 is placed on the bender mirror 3, the degree of parallelism between the reflective surface of the bender mirror 3 and the reflective surface of the optical flat 11 is
It needs to be about 1m rad or less. This is because the adjustment of the optical axis of parabolic mirror 4 is approximately 1 m.
This is because it has become clear from the results of demonstration tests when laser processing is performed that unless it is performed with an accuracy of rad or less, there will be a significant impact on light collection performance. After the above-mentioned adjustment of the visible laser beam 2 is completed, the optical flat 11 and the bender mirror 7 are removed, and the adjustment of the optical axis of the parabolic mirror 4 is completed in the state shown in FIG. 2d. I will do it.
この発明は以上説明した様に、集光装置におい
て、回転自在な集光用の放物面鏡に基準となる平
面状反射部を設け、また、放物面鏡にレーザビー
ムを導くためのベンダーミラーに着脱自在で、か
つ可視のレーザビームを反射し、平面状反射部へ
と導くためのオプテイカルフラツトを設けること
により、放物面鏡の光軸の調整を、容易に、しか
も極めて確実、安全に行うことができるといる優
れた効果を奏するものである。
As explained above, the present invention provides a light focusing device in which a rotatable parabolic mirror for focusing light is provided with a planar reflecting section serving as a reference, and a bender for guiding a laser beam to the parabolic mirror. By providing a removable optical flat on the mirror that reflects the visible laser beam and guides it to the planar reflection section, the optical axis of the parabolic mirror can be adjusted easily and extremely reliably. It can be done safely and has excellent effects.
第１図ａ及びｂは、それぞれ従来の集光装置に
使用された放物面鏡の光軸の調整方法を説明する
ための図、及び光軸の調整不良時における集光さ
れたレーザビームの焦点近傍のビーム断面変化を
示す図、第２図ａないしｄは、それぞれこの発明
の一実施例である集光装置に使用された放物面鏡
の光軸の調整方法を説明するための各手順を示す
図である。
図において、１，２……レーザビーム、３，７
……ベンダーミラー、４……放物面鏡、５……レ
ンズ、６……スクリーン、８……平面状反射部、
９……放物面鏡４の理想入射点、１０……放物面
鏡４の理想入射光軸、１１……オプテイカルフラ
ツトである。なお、各図中、同一符号は同一、又
は相当部分を示す。
Figures 1a and 1b are diagrams for explaining the method of adjusting the optical axis of a parabolic mirror used in a conventional condensing device, and the diagram of the focused laser beam when the optical axis is maladjusted, respectively. Figures 2a to 2d, which show changes in the beam cross section near the focal point, are diagrams for explaining a method for adjusting the optical axis of a parabolic mirror used in a condensing device, which is an embodiment of the present invention. It is a figure showing a procedure. In the figure, 1, 2... laser beam, 3, 7
... Bender mirror, 4 ... Parabolic mirror, 5 ... Lens, 6 ... Screen, 8 ... Planar reflection section,
9...Ideal incidence point of the parabolic mirror 4, 10...Ideal optical axis of incidence of the parabolic mirror 4, 11...Optical flat. In each figure, the same reference numerals indicate the same or equivalent parts.
Claims (1)
のレーザビームを導くための光学素子と、放物面
鏡の理想入射点を中心に回転自在な集光用の前記
放物面鏡と、この放物面鏡の理想入射光軸に垂直
な面上で、この理想入射光軸からある距離だけ離
れたところに前記放物面鏡と一体的に構成された
平面状反射部と、前記放物面鏡の理想入射光軸に
前記レーザビームを導くためのベンダーミラー
と、このベンダーミラーに着脱自在で、かつ前記
可視のレーザビームを反射し、前記平面状反射部
へと導くためのオプテイカルフラツトとから構成
されていることを特徴とする集光装置。1. An optical element for guiding a visible laser beam to the same optical path as the laser beam to be focused, the parabolic mirror for focusing that is rotatable around the ideal incident point of the parabolic mirror, and a planar reflecting section integrally formed with the parabolic mirror at a certain distance from the ideal incident optical axis on a plane perpendicular to the ideal incident optical axis of the parabolic mirror; a bender mirror for guiding the laser beam to the ideal incident optical axis of the plane mirror; and an optical frame that is detachably attached to the bender mirror and that reflects the visible laser beam and guides it to the planar reflection section. A light condensing device comprising:
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59142410A JPS6122318A (en) | 1984-07-11 | 1984-07-11 | Light converging device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59142410A JPS6122318A (en) | 1984-07-11 | 1984-07-11 | Light converging device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6122318A JPS6122318A (en) | 1986-01-30 |
| JPH0236923B2 true JPH0236923B2 (en) | 1990-08-21 |
Family
ID=15314690
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59142410A Granted JPS6122318A (en) | 1984-07-11 | 1984-07-11 | Light converging device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6122318A (en) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4499327A (en) * | 1982-10-04 | 1985-02-12 | Union Carbide Corporation | Production of light olefins |
| JPS6393494A (en) * | 1986-10-09 | 1988-04-23 | Toshiba Corp | Parabolic mirror optical system for laser beam processing |
-
1984
- 1984-07-11 JP JP59142410A patent/JPS6122318A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6122318A (en) | 1986-01-30 |
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