JPH0246987A - Device for monitoring energy of laser light - Google Patents
Device for monitoring energy of laser lightInfo
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、レーザ装置の出力を測定する技術に関し、特
にレーザ加工分野でレーザ加工物に与えられるレーザ光
を測定する技術に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a technique for measuring the output of a laser device, and more particularly to a technique for measuring laser light applied to a laser workpiece in the field of laser processing.
従来、この種のレーザ光エネルギーを管理する方法は、
事前にレーザ装置の入出力特性（入力エネルギーと出力
エネルギー特性）を測定し、このデータを元に加工物に
与えられるエネルギー値を管理したり、あるいは第３図
においてレーザ装置１３の全反射ミラー１４から透過す
る約０．５％はどのレーザ光を第５の検知器１５により
モニタすることによシレーザエネルギーの管理をおこな
っている。また、第４図においてレーザ装置１６の出射
ミラー１７の外側にビームスプリッタ１８を置き、レー
ザ光の一部をビームスプリッタ１８により反射し第６の
検゛知器１９によシ測定していた。Traditionally, the method of managing this kind of laser light energy is
The input/output characteristics (input energy and output energy characteristics) of the laser device are measured in advance, and the energy value given to the workpiece is managed based on this data, or the total reflection mirror 14 of the laser device 13 in FIG. Laser energy is managed by monitoring which laser light is about 0.5% transmitted by the fifth detector 15. Further, in FIG. 4, a beam splitter 18 is placed outside the output mirror 17 of the laser device 16, and a portion of the laser beam is reflected by the beam splitter 18 and measured by a sixth detector 19.
上述した従来のレーザ光のエネルギー管理方法は、以下
の欠点を有する。すなわち、レーザ装置の入出力特性を
測定しそのデータを元に管理する方法においては、レー
ザ装置の条件であるガス圧励起ランプ状態、光学部品の
清浄度、アライメントなどが経時的に変化するため定期
的な測定が必要であり、また急激な状態変化を知る方法
とはなりえない。The conventional laser beam energy management method described above has the following drawbacks. In other words, in the method of measuring the input/output characteristics of a laser device and managing it based on that data, the laser device conditions such as gas pressure excitation lamp state, cleanliness of optical parts, alignment, etc. change over time, so It requires detailed measurements, and cannot be used as a method to detect sudden changes in state.
全反射ミラーの透過光あるいは出射側ミラーの外側にビ
ームスプリッタを置く方法では、第４図に示すように、
加工物からの反射光がないときの測定値と加工物からの
反射光があるときの測定値により差が生じる。これは、
加工物からの反射光がない場合、検出器により測定され
る値は２元のレーザ出力をＩ０ビームスプリッタ−の反
射率をｒｏあるいは全反射ミラーの透過率をｔ。とする
と。In the method of placing a beam splitter outside the transmitted light of the total reflection mirror or the output side mirror, as shown in Fig. 4,
A difference occurs between the measured value when there is no reflected light from the workpiece and the measured value when there is reflected light from the workpiece. this is,
In the absence of reflected light from the workpiece, the values measured by the detector are the binary laser output, I0, the reflectance of the beam splitter, ro, or the transmittance of the total internal reflection mirror, t. If so.
各々ｒ０Ｉ。とｔ。Ｉｏであるが、加工物でレーザ光が
反射しレーザ装置にもどってくると、このレーザ光は出
射側ミラーで再び反射されビームスプリッタ１８により
検出器に入射するので、実際のレーザ出力よシも高い値
を示す。また、加工物で反射したレーザ光はレーザ装置
の出射側ミラーを一部透過しさらに全反射ミラーを一部
透過し検出器に入射し、実際のレーザ出力よりも高い値
を示す。Each r0I. and t. However, when the laser beam is reflected by the workpiece and returns to the laser device, this laser beam is reflected again by the output side mirror and enters the detector by the beam splitter 18, so the actual laser output may be different. Indicates a high value. Further, the laser beam reflected by the workpiece partially passes through the output side mirror of the laser device, further passes partially through the total reflection mirror, and enters the detector, showing a value higher than the actual laser output.
このだめ、従来のレーザ光のエネルギー管理方法は、加
工中の実際のレーザ出力を正確に測定できないという欠
点がある。However, conventional laser beam energy management methods have the disadvantage that the actual laser output during processing cannot be accurately measured.
本発明は上記の欠点を補うため、加工物から反射される
光を測定する手段を新らたに設け、更に従来レーザ光と
して測定していた値（実際は加工物からの反射光を含ん
でいる）から加工物からの分を差引く演、算装置を設け
たものである。In order to compensate for the above-mentioned drawbacks, the present invention provides a new means for measuring the light reflected from the workpiece, and further improves the value that was conventionally measured as laser light (actually includes the reflected light from the workpiece). ) is equipped with an arithmetic device that subtracts the amount from the workpiece.
本発明によれば、レーザ発振器から発するレーザ光のエ
ネルギーを、出射ミラーと加工物の間に設けたビームス
プリフタで該レーザ光の一部を取り出し第１の検知器で
検知することによりモニタするモニタ装置において、前
記ビームスプリッタの前記第１の検出器とは反対側に第
２の検出器を設け、且つ、前記第１及び第２の検出器の
出力から前記加工物からの反射率が変化しても前記レー
ザ光出力の値を正しく演算する演算装置を設けて成る事
を特徴とするレーザ光エネルギーモニタ装置が得られる
。According to the present invention, the energy of the laser beam emitted from the laser oscillator is monitored by extracting a part of the laser beam with a beam splitter provided between the output mirror and the workpiece and detecting it with the first detector. In the monitoring device, a second detector is provided on a side opposite to the first detector of the beam splitter, and the reflectance from the workpiece changes based on the outputs of the first and second detectors. Even in this case, a laser light energy monitoring device is obtained, which is characterized in that it is provided with an arithmetic device that correctly calculates the value of the laser light output.
次に本発明について図面を参照して説明する。 Next, the present invention will be explained with reference to the drawings.
第１図は本発明の一実施例のブロック図である。FIG. 1 is a block diagram of one embodiment of the present invention.
レーザ装置１よシ発振したレーザ光は反射率ｒ。を有す
るビームスプリッタ２により反射される。このとき第１
の検出器３には元のレーザ出力をＩ。とするとｒｏＩ。The laser beam oscillated by the laser device 1 has a reflectance r. The beam is reflected by the beam splitter 2 having a . At this time, the first
Detector 3 receives the original laser output I. Then roI.
のエネルギーが入射し、ビームスプリッタ２を透過する
レーザ光は（１−ｒｏ）Ｉｏである。The energy of the laser beam incident and transmitted through the beam splitter 2 is (1-ro)Io.
ビームスプリッタ２を透過したレーザ光は加工物４で反
射されるが、このときの反射率をＲとすると、Ｒ（１−
ｒｏ）Ｉ。のエネルギーが反射し、ビームスグリツタ２
で反射して加工物からの反射光モニタ用の第２の検出器
５にｒ。Ｒ（１−ｒｏ） Ｉｏのエネルギーが入射する
。このビームスプリッタ２を透過したエネルギーＲ（１
−ｒｏ）２Ｉ０のレーザ光はレーザ装置１に入射するが
、レーザ装置１からのレーザ光の反射率をｒＬとすると
、レーザ装置１から再びｒＬＲ（１ｒｏ）２工。のエネ
ルギーが加工物４方向にもどってくることになる。The laser beam transmitted through the beam splitter 2 is reflected by the workpiece 4. If the reflectance at this time is R, then R(1-
ro)I. The energy of is reflected and Beam Sgrit 2
r to a second detector 5 for monitoring reflected light from the workpiece. Energy of R(1-ro) Io is incident. Energy R(1
-ro)2I0 laser light enters the laser device 1, but if the reflectance of the laser light from the laser device 1 is rL, then from the laser device 1 it returns to rLR(1ro)2. The energy will be returned in the four directions of the workpiece.
これらを総合すると、第１の検出器３には、ａ＝ｒ Ｌ
Ｒ（ｌ ｒ ０） ２とおくと、 （１＋ａ＋ａ２
＋ａ３＋ａ’＋ａ”＋−・−・・・＋ａ″１）ｒｏＩ。Putting these together, the first detector 3 has a=r L
If we set R(l r 0) 2, (1+a+a2
+a3+a'+a''+-・-...+a''1) roI.
のレーザ光エネルギーが入射し、第２の検出器５には（
１＋ａ＋ａ２＋ａ’＋ −−−＋ ａｏＯ） ｒｏＲ（
１−ｒｏ）ＩＯのレーザ光エネルギーが入射することに
なる。ａは１より小さい数字であり＋（１＋ａ＋ａ２＋
・・・・・・ａｏｏ）はある一定値に収束する。laser light energy is incident on the second detector 5 (
1+a+a2+a'+ ---+ aoO) roR(
1-ro) IO laser light energy will be incident. a is a number smaller than 1 and +(1+a+a2+
...aoo) converges to a certain constant value.
第１の検出器３により測定された値をＩ３．第２の検出
器５に−より測定された値をＩ４とし、演算装置６によ
り工４値をＩ５で割るとＲ（１−ｒｏ）の値が得られる
。ｒｏの値はビームスプリッタ２の反射率で一定値のあ
らかじめから分っている値であり、これより加工物４の
反射率Ｒの値を演算により求めることができる。そして
加工物４０反射率を求めることによｆ） 、 ａ＝ ｒ
ＬＲ（１−ｒｏ）２の値を求め。The value measured by the first detector 3 is I3. Let the value measured by the second detector 5 be I4, and divide the value by I5 using the arithmetic unit 6 to obtain the value R(1-ro). The value of ro is the reflectance of the beam splitter 2 and is a constant value known in advance, and from this value the value of the reflectance R of the workpiece 4 can be calculated. Then, by calculating the reflectance of the workpiece 40, f), a= r
Find the value of LR(1-ro)2.
（１＋ ａ ＋ ａ２＋ ａ５＋ ・・・・・−＋ ａ
″１）ｒｏの値を計算することにより、レーザ光の元の
出力Ｉ。を求めることができる。(1+ a + a2+ a5+ ・・・・・・-+ a
1) By calculating the value of ro, the original output I of the laser beam can be obtained.
第２図は本発明の実施例２のブロック図である。FIG. 2 is a block diagram of a second embodiment of the present invention.
レーザ装置７から発振するレーザ光は未知の反射率ｒｘ
を有するビームスプリッタ８によりレーザ光を分割する
。一方のレーザ光エネルギーは第３の検出器９によシモ
ニタし、他方は既知の反射率Ｒ０を持つ物質１０に垂直
入射し２表面で反射し逆にもどってくる。反射したレー
ザ光は未知の反射率ｒＸを有するビームスグリツタ８に
よシ反射し、第４の検出器１１に入射する。The laser beam oscillated from the laser device 7 has an unknown reflectance rx
The laser beam is split by a beam splitter 8 having a One laser beam energy is monitored by a third detector 9, and the other laser beam energy is perpendicularly incident on a substance 10 having a known reflectance R0, reflected by two surfaces, and returned in the opposite direction. The reflected laser light is reflected by the beam sinter 8 having an unknown reflectance rX, and enters the fourth detector 11.
実施例１で述べたように、第３の検出器９には。As described in Example 1, in the third detector 9.
ｂ＝ｒＬＲｏ（１−ｒｘ）２とおくと、 （１＋ｂ＋
ｂ２＋ｂ５＋−＋ｂｏＯ）ｒｘＩ。If we set b=rLRo(1-rx)2, (1+b+
b2+b5+-+boO)rxI.
のレーザ光のエネルギーが入射し、第４の検出器１１に
は（１＋ｂ＋ｂ２＋ｂ５＋・・・＋ｂ″’）ｒｘＲｏ（
１−ｒｘ）Ｉ。のレーザ光エネルギーが入射することに
なる。ｂは１よシ小さい値であり（１＋ｂ＋ｂ２＋・・
・＋ｂ″）はある値に収束する。第３の検出器９により
測定された値を１５．第４の検出器１１により測定され
た値を１６とし、演算装置１２によりＩ５の値を１６で
割るとＲｏ（１−ｒρの値が得られる。Ｒｏの値は既知
であるから、ｒｘを計算により求めることが可能である
。The energy of the laser beam is incident on the fourth detector 11, and (1+b+b2+b5+...+b'')rxRo(
1-rx)I. of laser light energy will be incident. b is a smaller value than 1 (1+b+b2+...
・+b'') converges to a certain value.The value measured by the third detector 9 is set to 15.The value measured by the fourth detector 11 is set to 16.The value of I5 is set to 16 by the arithmetic unit 12. By dividing, the value Ro(1-rρ) is obtained. Since the value of Ro is known, it is possible to obtain rx by calculation.
以上説明したように５本発明はレーザ光からの出力と加
工物からのレーザ光の反射光をビームスプリッターによ
り一部反射し、２個の検出器を用いて測定することによ
り、加工物からの反射率が変化しても加工中のレーザ出
力を正確に測定することができる。このためレーザ加工
中のレーザ出力を正確に管理することが出来、レーザ加
工の品質を向上させる効果がある。As explained above, the present invention partially reflects the output from the laser beam and the reflected light of the laser beam from the workpiece using a beam splitter, and measures the output using two detectors. Even if the reflectance changes, the laser output during processing can be accurately measured. Therefore, the laser output during laser processing can be accurately controlled, which has the effect of improving the quality of laser processing.
第１図はレーザ光エネルギーモニタ装置のブロック図、
第２図はビームスグリツタの反射率ｒｘを測定する装置
のブロック図、第３図は従来のレーザ光エネルギーモニ
タ装置の一例のブロック図。
第４図は従来のレーザ光エネルギーモニタ装置の他の例
のブロック図である。
記号の説明：１・・・レーザ装置＋１ａ・・・出射ミラ
、２・・・ビームスプリッタ、３・・・第１の検出器。
４・・・加工物、５・・・第２の検出器、６・・・演算
装置。
７・・・レーザ装置、８・・・ビームスプリッタ、９・
・・第３の検出器、１０・・・物質、１１・・・第４の
検出器。
１２・・・演算装置。Figure 1 is a block diagram of the laser light energy monitoring device.
FIG. 2 is a block diagram of a device for measuring the reflectance rx of a beam sinter, and FIG. 3 is a block diagram of an example of a conventional laser beam energy monitoring device. FIG. 4 is a block diagram of another example of a conventional laser beam energy monitoring device. Explanation of symbols: 1...Laser device +1a...Emission mirror, 2...Beam splitter, 3...First detector. 4... Workpiece, 5... Second detector, 6... Arithmetic device. 7...Laser device, 8...Beam splitter, 9.
...Third detector, 10...Substance, 11...Fourth detector. 12... Arithmetic device.
Claims (1)
、出射ミラーと加工物の間に設けたビームスプリッタで
該レーザ光の一部を取り出し第１の検知器で検知するこ
とによりモニタするモニタ装置において、 前記ビームスプリッタの前記第１の検出器とは反対側に
第２の検出器を設け、且つ、前記第１及び第２の検出器
の出力から前記加工物からの反射率が変化しても前記レ
ーザ光出力の値を正しく演算する演算装置を設けて成る
事を特徴とするレーザ光エネルギーモニタ装置。(1) A monitoring device that monitors the energy of a laser beam emitted from a laser oscillator by extracting a part of the laser beam with a beam splitter provided between an output mirror and a workpiece and detecting it with a first detector, A second detector is provided on the opposite side of the beam splitter from the first detector, and even if the reflectance from the workpiece changes from the outputs of the first and second detectors, the 1. A laser light energy monitoring device comprising a calculation device that correctly calculates the value of laser light output.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63194603A JPH0616952B2 (en) | 1988-08-05 | 1988-08-05 | Laser light energy management method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63194603A JPH0616952B2 (en) | 1988-08-05 | 1988-08-05 | Laser light energy management method |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0246987A true JPH0246987A (en) | 1990-02-16 |
| JPH0616952B2 JPH0616952B2 (en) | 1994-03-09 |
Family
ID=16327295
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63194603A Expired - Fee Related JPH0616952B2 (en) | 1988-08-05 | 1988-08-05 | Laser light energy management method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0616952B2 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03120427A (en) * | 1989-10-03 | 1991-05-22 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Monitoring laser oscillation output |
| JP2017521264A (en) * | 2014-06-12 | 2017-08-03 | スキャンラボ ゲーエムベーハー オプティッシェ テクノロジエン | Laser processing apparatus with parallel offset part |
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| JPS62104089A (en) * | 1985-10-30 | 1987-05-14 | Nippei Toyama Corp | Laser output controller |
| JPS6363589A (en) * | 1986-09-02 | 1988-03-19 | Komatsu Ltd | Laser beam machining method for high reflection factor material |
-
1988
- 1988-08-05 JP JP63194603A patent/JPH0616952B2/en not_active Expired - Fee Related
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| US10272521B2 (en) | 2014-06-12 | 2019-04-30 | Scanlab Gmbh | Laser machining apparatus comprising a parallel displacement unit |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0616952B2 (en) | 1994-03-09 |
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