JPH03193281A - 液晶マスク式レーザマーカ - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野〕 本発明はレーザを用いたマーキング装置に係り、特に、
マーキング用パターンマスクとして液晶マスクを用いた
液晶マスク式レーザマーカに関する。

〔従来の技術〕

パルスレーザ発振器から発するレーザ光の伝達手段とし
て光ファイバを用い、マーキング用パターンマスクとし
て液晶マスクを用いた従来の装置は、特開昭６２−１２
７７０号公報に記載のように、液晶マスクに照射するレ
ーザ光の偏光方向として不可欠な直線偏光を次のような
手段で得ていた。

パルスレーザ発振器より光ファイバを伝ってきたレーザ
光は、一般的には円偏光、あるいは、楕円偏光といった
非直線偏光である。これを偏光子によって二方向の直線
偏光に分離し、一方向の直線偏光を液晶マスクに照射す
る。残り一方向は第二の光ファイバに導入され、伝達さ
れるなかで非直線偏光になり、その出射口を前述の偏光
子に向けることで伝達されたレーザ光は再度二方向の直
線偏光に分離される。このようなループ内を繰返して伝
達することで、最終的に、レーザ発振器から伝達されて
きたーパルスレーザを直線偏光化して液晶マスクに照射
している。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記従来技術は液晶マスクに必要となる直線偏光を得る
ため、光ファイバへの入出射を繰返さなければならず、
そのために生じるレーザ損失が装置全体の利用率を制限
してしまうという問題があった。

本発明の目的はレーザ光利用率を高めることにある。本
発明の他の目的は、マーキングむらの少ないレーザマー
カを提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するために、パルスレーザ発振器より光
ファイバで伝送されてきたレーザ光を偏光子で二光路の
直線偏光に分離したのち、それらの偏光方向を１／２波
長板で一致させ、再度、大口径レーザ光に合成するよう
にした。また、マーキングに用いないレーザ光を光ファ
イバで帰還し、パルスレーザ発振器からのレーザ光とビ
ームスプリッタを用いて合成するようにした。

上記他の目的を達成するために、本発明は偏光方向回転
素子と偏光子を用いたレーザ出力調整部を設けた。

〔作用〕

レーザ発振器に接続されている第一の光ファイバより出
射されるレーザ光は円偏光、もしくは、楕円偏光である
ため、まず第一の偏光子を用いて互いに直交する二方向
の直線偏光に分離する。このうち、一方向の直線偏光を
１／２波長板にて、その偏光方向を９０’回転させ、二
光路の直線偏光方向を一致させる。その後、ビーム合成
器によって直線偏光の大口径レーザ光に変換することで
、光ファイバ出射光の直線偏光化を効率良く行える。

第一の光ファイバから出射されるレーザ光が楕円偏光の
場合には、第１の偏光子で分離した二方向の直線偏光間
のレーザパワーが大きく異なることがある。このとき、
レーザパワーの大きい光路上に液晶素子を挿入し、その
駆動電圧を調整することで直線偏光方向を回転し、第二
の偏光子でその一部を光路外にはずすことでレーザパワ
ーの減衰調節を行い、合成前の二光路間のレーザパワー
の差をなくすことができる。

また、液晶マスク透過後、検光子によってレンズへ向か
う光路よりはずれた非マーキング光を第二の光ファイバ
へ導き、パルスレーザ発振器に接続されている第一の光
ファイバとともにビームスプリッタに照射する。両光フ
ァイバより出射されるレーザパワーは異なるが、ビーム
スプリッタを用いることで、それぞれのレーザ光の約−
ずつが重なって一つの光路を形成するため、レーザビー
ムは均一化され、マーキングむらを抑制することができ
る。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を第１図により説明する。パル
スレーザ発振器１には第一の光ファイバ２が接続され、
第一の光ファイバ出射光３よりパルスレーザ光４を第一
の偏光子５に照射する。パルスレーザ光４に含まれる二
方向直線偏光成分、Ｐ偏光とＳ偏光のうち、第一の偏光
子５においてＰ偏光は透過し、Ｓ偏光は反射され、二光
路４ｓ。

４Ｐに分離される。このうち一つの光路、第１図ではＰ
偏光の光路４Ｐに１／２波長板６を挿入し、偏光方向を
９０°回転させ、もう一つの光路の偏光方向と同じＳ偏
光４ｐｓとする。これで、第一の光ファイバ２より出射
された非直線偏光のレーザ光４を、同一直線偏光の２光
路４ｓ　、４ｐｓとに変換できている。このあと、ミラ
ー１７を用い二個のプリズム７ａ、７ｂからなるビーム
合成器７に照射して大口径レーザ光８に合成し、液晶マ
スク９に照射する。液晶マスク９のマーキング情報を持
つマーキング光１ｏは検光子１１を通過して、レンズ１
２により被加工面１３に結像され、レーザマーキングが
行われる。一方、非マーキング光１４は検光子１１で反
射され、光路よりはずれ吸収体１５に向かい、第一の偏
光子５からレンズ１２まででマーキング光学系１６を形
成している。

本実施例によれば、非直線偏光を効率良く直線偏光に変
換できる。また、二光路のレーザ光を一光路に合成する
過程でレーザ光の大口径化がなされるので特別なビーム
拡大器を必要としないという効果がある。

本発明の他の実施例を第２図により説明する。

第１図の光ファイバ出射口３より得るパルスレーザ光４
に含まれる二方向直線偏光成分、Ｐ偏光とＳ偏光とを第
一の偏光子５で二光路Ｉ、ＩＩに分離する。このうちレ
ーザパワーの大きな光路、たとえば光路■にレーザ光減
衰手段１８を設ける。レーザ光減衰手段１８は液晶素子
１９と第二の偏光子２０とで構成される。その動作につ
いて以下説明する。液晶素子１９に印加される矩形波駆
動電圧Ｖを調節することで液晶素子１９に入射するレー
ザ光４ｓの偏光方向を回転して、Ｐ偏光成分４ｓｐを作
り出し、これを第二の偏光子２０で光路■へ分離する。

これにより１．第３図に示すように、光路４ｓｓのレー
ザパワーを光路４ｐｓのレーザパワーと一致するよう液
晶素子１９の駆動電圧Ｖにて制御することができる。し
たがって、これら二光路を合成したあとのレーザ強度分
布は、第４図に示すように、本実施例により均一な分布
となる。

本実施例では液晶素子１９を用いたが、偏光方向を制御
できる電気光学素子であればよい。

本実施例によれば、均一なビーム強度分布を持った大口
径レーザ光を合成できる。

本発明の他の実施例を第５図により説明する。

液晶マスク９透過後、検光子１１によって反射させられ
た非マーキング光１４を集光器２１によって第二の光フ
ァイバ２２に導入する。一方、パルスレーザ発振器１に
接続されている第一の光ファイバ２の出射口３と第一の
偏光子５との間に、ビームスプリッタ２３を設け、第一
の光ファイバ２により伝達されたレーザ光４と第二の光
ファイバ２２により伝達され、出射口２４より得られる
戻すレーザ光２５とを、ビームスプリッタ２３の二面に
照射する。両レーザ光のパワーは全く異なるが、ビーム
スプリッタ２３により、それぞれのレーザパワーの約５
０％ずつが重なって一本の光路を形成するため、ビーム
スプリッタ２４により分配されたレーザ光２６．２７の
レーザパワーはほぼ等しくなる。このレーザ光をミラー
２８ａ。

２８ｂ、２８ｃ、２８ｄにより構成される合成器２９に
よって大口径レーザ光３０が得られる。本実施ではビー
ムスプリッタ２３としていわゆる５０％ハーフミラ−を
用いたが、第一の偏光子５と同じ偏光子を用いてもよい
。

本実施例によれば、マーキングに使用できなかったレー
ザ光を帰還させることにより、レーザ利用率を向上でき
る。

〔発明の効果〕

本発明によれば、レーザ発振器とマーキング光学系設置
に関する自由度を確保したうえで、レーザ光を効率よく
利用できるという効果をもつ。

また、合成前の二光路間のレーザビーム強度差を抑制す
ることで、大口径均一強度のレーザ光が得られ、マーキ
ングむらをなくすことができる。

さらに、マーキングに使用しないレーザ光を帰還して、
レーザ発振器からのレーザ光と合成・ビーム整形できる
ので、パルスレーザ発振器出力あたりのレーザマーキン
グ面積を増すことができ、経済的である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例である液晶マスク式レーザマ
ーカの説明図、第２図は本発明の第二の実施例の説明図
、第３図は第２図のレーザ光減衰手段の説明図、第４図
はビーム強度分布の説明図、第５図は本発明の第三の実
施例である液晶マスク式レーザマーカの説明図である。 １・・・パルスレーザ発振器、２・・・第一の光ファイ
バ、５・・・第一の偏光子、６・・・−波長板、７・・
・ビーム合成器、９・・・液晶マスク、１８・・・レー
ザ光減衰手段、２２・・・第二の光ファイバ、２３・・
・ビームスプリツ第２図 第３図 第４図 第５図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、パルスレーザ発振器より出射されるパルスレーザ光
   をマーキング情報を持つ液晶マスクを含むマーキング光
   学系に照射し、前記マーキング情報を検光子で分離後、
   レンズで被加工面に転写するレーザマーカにおいて、 前記パルスレーザ発振器と前記マーキング光学系との間
   を第一の光ファイバで結合するとともに、前記マーキン
   グ光学系には、前記第一の光ファイバより出射されるレ
   ーザ光を二光路の直線偏光レーザ光に分離する第一の偏
   光子と、前記二光路の偏光方向を一致させる１／２波長
   板と、前記二光路をまとめるビーム合成器とを備えたこ
   とを特徴とする液晶マスク式レーザマーカ。 ２、請求項１に記載の液晶マスク式レーザマーカにおい
   て、 前記第一の偏光子と前記ビーム合成器との間にレーザ光
   を減衰させる手段を備えた液晶マスク式レーザマーカ。 ３、請求項２に記載の液晶マスク式レーザマーカにおい
   て、 前記レーザ光の減衰手段は偏光方向回転素子と第二の偏
   光子とで構成されている液晶マスク式レーザマーカ。 ４、前記偏光方向回転素子は液晶素子である請求項３に
   記載の液晶マスク式レーザマーカ。 ５、請求項１ないし４のいずれか一項に記載の液晶マス
   ク式レーザマーカにおいて、 前記第一の光ファイバ出射口と前記第一の偏光子との間
   にビームスプリッタを設け、前記検光子で光路よりはず
   された非マーキングレーザ光を第二の光ファイバで前記
   ビームスプリッタと接続した液晶マスク式レーザマーカ
   。