JPH08162702A - 固体レーザー装置 - Google Patents
固体レーザー装置Info
- Publication number
- JPH08162702A JPH08162702A JP29772794A JP29772794A JPH08162702A JP H08162702 A JPH08162702 A JP H08162702A JP 29772794 A JP29772794 A JP 29772794A JP 29772794 A JP29772794 A JP 29772794A JP H08162702 A JPH08162702 A JP H08162702A
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- JP
- Japan
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- laser
- light
- solid
- pulse
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- Pending
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【構成】光源が、パルス光を発光する光源６ａと、連続
光を発光する光源６ｂとの２種からなる固体レーザー装
置、及び、上記構成によって、パルス波に一定のバイア
スを加えた波形のレーザー光５を出力する固体レーザー
装置。 【効果】従来のＣＷ波レーザーとパルス波レーザーの長
所を合わせもち、反射率が高い材料や、高融点材料も高
速で加工できる。また、１台の装置で多様なレーザー光
発振形態が得られ、従来の用途を限定した専用機と比較
して、多目的かつより高速な加工速度を実現できる。
光を発光する光源６ｂとの２種からなる固体レーザー装
置、及び、上記構成によって、パルス波に一定のバイア
スを加えた波形のレーザー光５を出力する固体レーザー
装置。 【効果】従来のＣＷ波レーザーとパルス波レーザーの長
所を合わせもち、反射率が高い材料や、高融点材料も高
速で加工できる。また、１台の装置で多様なレーザー光
発振形態が得られ、従来の用途を限定した専用機と比較
して、多目的かつより高速な加工速度を実現できる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、主に金属材料の溶接、
切断、穴あけ等のレーザー加工に用いる固体レーザー装
置に関する。
切断、穴あけ等のレーザー加工に用いる固体レーザー装
置に関する。
【０００２】
【従来の技術】固体レーザー装置は、ロッド状やスラブ
状の固体レーザー媒質の両端に全反射鏡と出射鏡とを配
置し、光源の放電光によって上記固体レーザー媒質を励
起させ、励起光を反射鏡間で共振させてレーザー光を発
振し、これを光ファイバー、或いは直線光路で導いて加
工ノズルから被加工物へ照射する装置である。この装置
は、物質の切断、溶接、穴あけ、マーキング等の材料加
工に用いられる。上記固体レーザー媒質には、例えば、
Ｎｄ：ＹＡＧ、Ｎｄ：ＧＧＧ等の単結晶や、Ｎｄガラス
等が用いられる。
状の固体レーザー媒質の両端に全反射鏡と出射鏡とを配
置し、光源の放電光によって上記固体レーザー媒質を励
起させ、励起光を反射鏡間で共振させてレーザー光を発
振し、これを光ファイバー、或いは直線光路で導いて加
工ノズルから被加工物へ照射する装置である。この装置
は、物質の切断、溶接、穴あけ、マーキング等の材料加
工に用いられる。上記固体レーザー媒質には、例えば、
Ｎｄ：ＹＡＧ、Ｎｄ：ＧＧＧ等の単結晶や、Ｎｄガラス
等が用いられる。
【０００３】図２は、典型的な固体レーザー装置の構成
を示す図である。光源１の発光により固体レーザー媒質
２を励起するとレーザー光が発生し、これが固体レーザ
ー媒質の両端に配置した全反射鏡３と出射鏡４との間で
共振し、増幅して出射鏡４より出射される。
を示す図である。光源１の発光により固体レーザー媒質
２を励起するとレーザー光が発生し、これが固体レーザ
ー媒質の両端に配置した全反射鏡３と出射鏡４との間で
共振し、増幅して出射鏡４より出射される。
【０００４】レーザー光の出力は、光源による固体レー
ザー媒質の励起方法によって２種類に分類される。即
ち、時間に対して出力が一定である連続波（以下、「Ｃ
Ｗ」という）レーザー光と、断続的な出力のパルスレー
ザー光である。
ザー媒質の励起方法によって２種類に分類される。即
ち、時間に対して出力が一定である連続波（以下、「Ｃ
Ｗ」という）レーザー光と、断続的な出力のパルスレー
ザー光である。
【０００５】ＣＷレーザー光は常に所定の出力が出てい
るので加工速度が早く、主としてレーザー光の反射率の
比較的低い、薄い金属の高速加工に適している。一方、
パルスレーザー光は一時的に高いレーザー出力（一般
に、ピーク出力５ｋＷ以上）を被加工物に繰り返し照射
できるので、レーザー光の反射率が９０％を超えるアル
ミニウム合金等でも比較的容易に溶接、切断することが
できる。また厚物金属の加工、穴あけなどに適してい
る。
るので加工速度が早く、主としてレーザー光の反射率の
比較的低い、薄い金属の高速加工に適している。一方、
パルスレーザー光は一時的に高いレーザー出力（一般
に、ピーク出力５ｋＷ以上）を被加工物に繰り返し照射
できるので、レーザー光の反射率が９０％を超えるアル
ミニウム合金等でも比較的容易に溶接、切断することが
できる。また厚物金属の加工、穴あけなどに適してい
る。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ＣＷレーザー光は一時
的に高いレーザー出力が得られないため、例えばアルミ
ニウム合金などの反射率が高い金属や、チタンなどの高
融点材料の加工が難しい。たとえ加工できたとしても、
溶け込み深さが浅く、厚板への応用が難しい。
的に高いレーザー出力が得られないため、例えばアルミ
ニウム合金などの反射率が高い金属や、チタンなどの高
融点材料の加工が難しい。たとえ加工できたとしても、
溶け込み深さが浅く、厚板への応用が難しい。
【０００７】また、ＣＷレーザー光による溶接では、溶
接面に溶融を生じさせるために高いレーザー出力が必要
となり、発振装置が大型化する。固体レーザー媒質を複
数本光軸方向に直列に並べて高出力化を達成する方法も
あるが、直列に並べたレーザー媒質の本数分だけ発振器
本体は大きくなってしまう。
接面に溶融を生じさせるために高いレーザー出力が必要
となり、発振装置が大型化する。固体レーザー媒質を複
数本光軸方向に直列に並べて高出力化を達成する方法も
あるが、直列に並べたレーザー媒質の本数分だけ発振器
本体は大きくなってしまう。
【０００８】一方、パルスレーザー光によれば一時的に
高いレーザー出力が得られるが、アルミニウム合金の溶
接を例にとると、被加工物に急激な温度の変化が生じ、
微少な割れが溶接面にでき易く溶接面の強度が弱くな
る。また、レーザー光が出力されていない時間があるた
め加工速度が遅く、熱伝導率が高い材料の高速加工が難
しい。
高いレーザー出力が得られるが、アルミニウム合金の溶
接を例にとると、被加工物に急激な温度の変化が生じ、
微少な割れが溶接面にでき易く溶接面の強度が弱くな
る。また、レーザー光が出力されていない時間があるた
め加工速度が遅く、熱伝導率が高い材料の高速加工が難
しい。
【０００９】本発明は、上記の問題点を解決するために
なされたもので、従来のＣＷ波レーザーとパルス波レー
ザーの長所を合わせもつレーザー光を出力でき、従来、
加工が難しかった反射率が高い材料や、高融点材料も高
速で加工できる固体レーザー装置を提供する。
なされたもので、従来のＣＷ波レーザーとパルス波レー
ザーの長所を合わせもつレーザー光を出力でき、従来、
加工が難しかった反射率が高い材料や、高融点材料も高
速で加工できる固体レーザー装置を提供する。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明の固体レーザー装
置は、光源からの発光で固体レーザー媒質を励起してレ
ーザー光を出力する固体レーザー装置において、該光源
が、パルス光を発光する光源と、連続光を発光する光源
との２種からなる点に特徴がある。また、上記構成によ
って更に、パルス波に一定のバイアスを加えた波形のレ
ーザー光を出力する点に特徴がある。
置は、光源からの発光で固体レーザー媒質を励起してレ
ーザー光を出力する固体レーザー装置において、該光源
が、パルス光を発光する光源と、連続光を発光する光源
との２種からなる点に特徴がある。また、上記構成によ
って更に、パルス波に一定のバイアスを加えた波形のレ
ーザー光を出力する点に特徴がある。
【００１１】図１に本発明の固体レーザー装置の構成を
示す。光源の励起用ランプは複数本から構成され、その
うち少なくとも一つはパルス発光ランプ、少なくとも一
つはＣＷ発光ランプである。そしてパルス発光ランプは
パルス電源で、ＣＷ発光ランプはＣＷ電源でそれぞれ駆
動される。図１ではパルス発光ランプ６ａ、ＣＷ発光ラ
ンプ６ｂを各１本、合計２本のランプ光源を用いた例を
示してあるが、このランプ電源の本数は限定されない。
示す。光源の励起用ランプは複数本から構成され、その
うち少なくとも一つはパルス発光ランプ、少なくとも一
つはＣＷ発光ランプである。そしてパルス発光ランプは
パルス電源で、ＣＷ発光ランプはＣＷ電源でそれぞれ駆
動される。図１ではパルス発光ランプ６ａ、ＣＷ発光ラ
ンプ６ｂを各１本、合計２本のランプ光源を用いた例を
示してあるが、このランプ電源の本数は限定されない。
【００１２】
【作用】上記構成とした本発明の固体レーザー装置は、
ＣＷ発光ランプとパルス発光ランプとを任意に組み合わ
せて１本の固体レーザー媒質を励起できるので、（ａ）
ＣＷレーザー光のみ、（ｂ）パルスレーザー光のみ、及
び、（ｃ）ＣＷレーザー光とパルスレーザー光とを重ね
合わせた、即ち、パルス波に一定のバイアスを加えた波
形のレーザー光、（ａ）と（ｃ）との中間の（ｄ）準Ｃ
Ｗレーザー光の、多様な発振形態のレーザー光を１台の
装置で放射させることができる。
ＣＷ発光ランプとパルス発光ランプとを任意に組み合わ
せて１本の固体レーザー媒質を励起できるので、（ａ）
ＣＷレーザー光のみ、（ｂ）パルスレーザー光のみ、及
び、（ｃ）ＣＷレーザー光とパルスレーザー光とを重ね
合わせた、即ち、パルス波に一定のバイアスを加えた波
形のレーザー光、（ａ）と（ｃ）との中間の（ｄ）準Ｃ
Ｗレーザー光の、多様な発振形態のレーザー光を１台の
装置で放射させることができる。
【００１３】また、ＣＷ発光ランプまたはパルス発光ラ
ンプの同種の発光ランプを複数本用いることで、パルス
レーザー光とＣＷレーザー光との出力比の調整を容易に
することができる。このように、従来の用途を限定した
レーザー装置と比較して、多目的かつより高速な加工速
度が実現できる。
ンプの同種の発光ランプを複数本用いることで、パルス
レーザー光とＣＷレーザー光との出力比の調整を容易に
することができる。このように、従来の用途を限定した
レーザー装置と比較して、多目的かつより高速な加工速
度が実現できる。
【００１４】更に、複数の固体レーザー媒質を用いない
ため、光軸調整等は単数本の固体レーザー媒質を用いた
装置と同等である。
ため、光軸調整等は単数本の固体レーザー媒質を用いた
装置と同等である。
【００１５】
【実施例】以下、図１により本発明の実施例を説明す
る。固体レーザー媒質２にロッド型ＹＡＧレーザー発振
器を用い、パルス発光ランプ６ａ、ＣＷ発光ランプ６ｂ
の各１本を励起用の光源とした。図３にこの装置による
レーザー光発振形態の例を示す。（ａ）はＣＷ発光の
み、（ｂ）はパルス発光のみ、（ｃ）はＣＷ発光＋パル
ス発光、（ｄ）はＣＷ発光＋パルス発光で、（ｃ）より
パルス発光を弱めた準ＣＷ発光である。図４に、上記
（ａ）〜（ｄ）に対応するレーザー光の入出力特性を示
す。図３、図４より、本装置は多目的に利用できること
がわかる。
る。固体レーザー媒質２にロッド型ＹＡＧレーザー発振
器を用い、パルス発光ランプ６ａ、ＣＷ発光ランプ６ｂ
の各１本を励起用の光源とした。図３にこの装置による
レーザー光発振形態の例を示す。（ａ）はＣＷ発光の
み、（ｂ）はパルス発光のみ、（ｃ）はＣＷ発光＋パル
ス発光、（ｄ）はＣＷ発光＋パルス発光で、（ｃ）より
パルス発光を弱めた準ＣＷ発光である。図４に、上記
（ａ）〜（ｄ）に対応するレーザー光の入出力特性を示
す。図３、図４より、本装置は多目的に利用できること
がわかる。
【００１６】図５に上記（ａ）〜（ｄ）に対応する、材
料Ａ５０００系アルミニウム合金に対する平均出力５４
０Ｗ時のレーザー光の加工特性を示す。図５より、
（ｃ）のＣＷ発光＋パルス発光は、（ｂ）のパルス発光
のみと同程度の切断速度が実現でき、また、溶接速度は
最も速いことがわかる。
料Ａ５０００系アルミニウム合金に対する平均出力５４
０Ｗ時のレーザー光の加工特性を示す。図５より、
（ｃ）のＣＷ発光＋パルス発光は、（ｂ）のパルス発光
のみと同程度の切断速度が実現でき、また、溶接速度は
最も速いことがわかる。
【００１７】
【発明の効果】本発明の固体レーザー装置は、パルス波
に一定のバイアスを加えた波形のレーザー光を出力でき
るのでＣＷ波レーザーの長所とパルス波レーザーの長所
とを合わせもつことができ、従来のＣＷ波レーザーやパ
ルス波レーザー単体では加工が難しかった反射率が高い
材料や、高融点材料も高速で加工できる。特に、パルス
レーザー光でアルミニウム合金を溶接する場合、従来装
置の使用で問題視されてきた、加工直後の冷却に伴う割
れの発生もなくなる。また、１台の装置で多様なレーザ
ー光発振形態を実現でき、従来の用途を限定した専用機
と比較して、多目的かつより高速な加工速度を実現でき
る。
に一定のバイアスを加えた波形のレーザー光を出力でき
るのでＣＷ波レーザーの長所とパルス波レーザーの長所
とを合わせもつことができ、従来のＣＷ波レーザーやパ
ルス波レーザー単体では加工が難しかった反射率が高い
材料や、高融点材料も高速で加工できる。特に、パルス
レーザー光でアルミニウム合金を溶接する場合、従来装
置の使用で問題視されてきた、加工直後の冷却に伴う割
れの発生もなくなる。また、１台の装置で多様なレーザ
ー光発振形態を実現でき、従来の用途を限定した専用機
と比較して、多目的かつより高速な加工速度を実現でき
る。
【図１】本発明の固体レーザー装置の一構成例である。
【図２】従来の固体レーザー装置の一構成例である。
【図３】本発明の固体レーザー装置によるレーザー光の
発振形態を示す図である。
発振形態を示す図である。
【図４】本発明の固体レーザー装置の入出力特性を示す
図である。
図である。
【図５】本発明の固体レーザー装置の加工特性を示す図
である。
である。
１ 光源 ２ 固体レーザー媒質 ３ 全反射鏡 ４ 出射鏡 ５ レーザー光 ６ａ パルス発光ランプ ６ｂ ＣＷ発光ランプ
Claims (2)
- 【請求項１】 光源からの発光で固体レーザー媒質を励
起してレーザー光を出力する固体レーザー装置におい
て、該光源が、パルス光を発光する光源と、連続光を発
光する光源との２種からなることを特徴とする固体レー
ザー装置。 - 【請求項２】 パルス波に一定のバイアスを加えた波形
のレーザー光を出力する請求項１に記載の固体レーザー
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29772794A JPH08162702A (ja) | 1994-12-01 | 1994-12-01 | 固体レーザー装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29772794A JPH08162702A (ja) | 1994-12-01 | 1994-12-01 | 固体レーザー装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08162702A true JPH08162702A (ja) | 1996-06-21 |
Family
ID=17850403
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29772794A Pending JPH08162702A (ja) | 1994-12-01 | 1994-12-01 | 固体レーザー装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08162702A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2013129105A1 (ja) * | 2012-02-29 | 2013-09-06 | 富士フイルム株式会社 | レーザ光源ユニット、その制御方法および光音響画像生成装置 |
| JP2017228671A (ja) * | 2016-06-23 | 2017-12-28 | ウシオ電機株式会社 | レーザ駆動光源装置 |
| JP2019150847A (ja) * | 2018-03-02 | 2019-09-12 | トヨタ自動車株式会社 | 金型の製造方法 |
-
1994
- 1994-12-01 JP JP29772794A patent/JPH08162702A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2013129105A1 (ja) * | 2012-02-29 | 2013-09-06 | 富士フイルム株式会社 | レーザ光源ユニット、その制御方法および光音響画像生成装置 |
| JP2017228671A (ja) * | 2016-06-23 | 2017-12-28 | ウシオ電機株式会社 | レーザ駆動光源装置 |
| JP2019150847A (ja) * | 2018-03-02 | 2019-09-12 | トヨタ自動車株式会社 | 金型の製造方法 |
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