JPS61255079A - Co↓2レ−ザ発振器 - Google Patents
Co↓2レ−ザ発振器Info
- Publication number
- JPS61255079A JPS61255079A JP9640385A JP9640385A JPS61255079A JP S61255079 A JPS61255079 A JP S61255079A JP 9640385 A JP9640385 A JP 9640385A JP 9640385 A JP9640385 A JP 9640385A JP S61255079 A JPS61255079 A JP S61255079A
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- Japan
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- laser
- processing
- laser beam
- oscillator
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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、高出力レーザを金属、プラスチック。
木2紙等の加工、すなわちレーザ切断、レーザ溶接、レ
ーザ熱処理等に使用する場合の加工用高出力レーザに関
するものである。
ーザ熱処理等に使用する場合の加工用高出力レーザに関
するものである。
高出力レーザ利用分野は各種材料の切断、溶接。
表面熱処理など広範囲になっている。
なかでもC02レーザの高出力化およびその実用化は急
速な進歩をとげ将来性の高い分野となっている。
速な進歩をとげ将来性の高い分野となっている。
高出力C02レーザ装置の基本的構成を第1図に示す、
レーザ物質は炭酸ガス、窒素、ヘリウム等であり、これ
らの混合ガスをガス人口Giがらガス出口Goへ高速度
で循環させ、その途中に熱交換器をおいてガスを強制的
に冷却する。図中のWiおよびWOはそれぞれ冷却水の
入口および出口である。
レーザ物質は炭酸ガス、窒素、ヘリウム等であり、これ
らの混合ガスをガス人口Giがらガス出口Goへ高速度
で循環させ、その途中に熱交換器をおいてガスを強制的
に冷却する。図中のWiおよびWOはそれぞれ冷却水の
入口および出口である。
このレーザ装置において、直流高電圧源PSよりを電極
端子E1+E2間に高圧を加え、グロー放電させる。放
電部DAからエネルギーを受けて又全反射!RMと部分
反射鏡PMの一対の反射鏡によってレーザ光は励起およ
び反射を繰り返し。
端子E1+E2間に高圧を加え、グロー放電させる。放
電部DAからエネルギーを受けて又全反射!RMと部分
反射鏡PMの一対の反射鏡によってレーザ光は励起およ
び反射を繰り返し。
レーザ物質によって増巾され、レーザ発振となる。
一部のレーザは部分反射fiPMがら出力としてとり出
す。
す。
レーザ光には通常の光にない次の特徴がある。
(1)位相がそろっている。
(2)指向性がよい。
(3)単色性にすぐれている。
(4)高エネルギー密度が得られる。
CO2レーザ装置は、多くのレーザの中でも最も高い出
力を安定に発生できるものである。
力を安定に発生できるものである。
C02レーザによる加ニジステムの一例を第2図に示す
。これにおいて、CO2レーザ発振器10からのレーザ
光LBIは大気中を指向性よく。
。これにおいて、CO2レーザ発振器10からのレーザ
光LBIは大気中を指向性よく。
ビームの発散が極めて少なく伝播し、加工物の位置へ、
ビーム折り曲げ鏡BMI、BM2.BM3を介して搬送
され、レンズLN等の光学部品によって集光され、小さ
なスポットのビームとなって高いエネルギー密度で加工
点に至すレーザ加工を行なう。
ビーム折り曲げ鏡BMI、BM2.BM3を介して搬送
され、レンズLN等の光学部品によって集光され、小さ
なスポットのビームとなって高いエネルギー密度で加工
点に至すレーザ加工を行なう。
レーザ加工ではレーザビームの焦点位置FPと被加工機
20の表面SFとの関・係が重要であり、切断加工また
は溶接加工では、レーザビームの焦点色1iFPを被加
工機20の表面SFか表面直下にすることによって加工
性能が最適になる。
20の表面SFとの関・係が重要であり、切断加工また
は溶接加工では、レーザビームの焦点色1iFPを被加
工機20の表面SFか表面直下にすることによって加工
性能が最適になる。
本発明で説明上、CO2レーザのビームを図示している
が、波長は10゜6μmで実際には目視できない。
が、波長は10゜6μmで実際には目視できない。
レーザ加工でのレンズによるCO2レーザビームの集光
状況を第3図に示す。
状況を第3図に示す。
C02レーザビームLBIの中心軸d1とレンズLNの
中心軸C3の関係によって被加工機2゜の表面SFでの
焦点位置が変化する。第3a図は双方の軸が合った場合
であり、第3b図および第3c図はC02レーザ軸C1
とレンズ軸c3がずれている場合であり、この場合レン
ズの中心軸上にCO2レーザが集光されない。
中心軸C3の関係によって被加工機2゜の表面SFでの
焦点位置が変化する。第3a図は双方の軸が合った場合
であり、第3b図および第3c図はC02レーザ軸C1
とレンズ軸c3がずれている場合であり、この場合レン
ズの中心軸上にCO2レーザが集光されない。
CO2レーザビームは可視光でないので実際の加工をし
ないとCO2レーザの集光位置はわからず、加工位置の
設定等のレーザ加工条件の設定が困難である。
ないとCO2レーザの集光位置はわからず、加工位置の
設定等のレーザ加工条件の設定が困難である。
そこで従来法、ジェイ エムパルムギスト、ジェイエム
ミュニイッ;エンハンストプレシジョン レーザウエ
ルディングスルーオプティカルポジションデテクション
、プロシーティングオブザテクニイカルプログラム、エ
レクトローオプティクス/レーザ77コンフエランスア
ンドエクスポジシヨンオクトーバー25/27 (19
77)(J、M、Palmguist、J、M、Mun
iz ; E nhancedPrecision
La5er Welding T hrough
Op七1calPosition Detect、
ion、 Proceeding of t、heTe
chnical Program、Electro−
Opt、ics/La5er 77Conferen
ce & Exposition、 Oct、、
25/27 (1977) )は、第4図、第5図
に示す如く、可視光であるHe−Neレーザ11を使用
し、CO2レーザビーム(不可視)LBIとHe N
eレーザビーム(可視)LB2とをシャッターミラーM
1で切り換えて使用する。それぞれのビームの中心軸を
合せておき、Ha−NeレーザビームLB2で照射位置
を設定してからCO2レーザLBIで加工を行なう。
ミュニイッ;エンハンストプレシジョン レーザウエ
ルディングスルーオプティカルポジションデテクション
、プロシーティングオブザテクニイカルプログラム、エ
レクトローオプティクス/レーザ77コンフエランスア
ンドエクスポジシヨンオクトーバー25/27 (19
77)(J、M、Palmguist、J、M、Mun
iz ; E nhancedPrecision
La5er Welding T hrough
Op七1calPosition Detect、
ion、 Proceeding of t、heTe
chnical Program、Electro−
Opt、ics/La5er 77Conferen
ce & Exposition、 Oct、、
25/27 (1977) )は、第4図、第5図
に示す如く、可視光であるHe−Neレーザ11を使用
し、CO2レーザビーム(不可視)LBIとHe N
eレーザビーム(可視)LB2とをシャッターミラーM
1で切り換えて使用する。それぞれのビームの中心軸を
合せておき、Ha−NeレーザビームLB2で照射位置
を設定してからCO2レーザLBIで加工を行なう。
第4図は、CO2レーザlOの外部でHe−Neレーザ
LB2との切り換えをするものであり、第5図はCo2
L/−ザ10(7)全反射fiRMにHe−Neレーザ
ビームLB2の投入孔RMHを設け、投入窓Wを通し、
シャッターMIによって投入したHe−Neレーザは、
CO2レーザ1o内を通るので、CO2レーザビームL
BIとHe−NeレーザビームLB2の同軸性は比較的
に合いやすい。
LB2との切り換えをするものであり、第5図はCo2
L/−ザ10(7)全反射fiRMにHe−Neレーザ
ビームLB2の投入孔RMHを設け、投入窓Wを通し、
シャッターMIによって投入したHe−Neレーザは、
CO2レーザ1o内を通るので、CO2レーザビームL
BIとHe−NeレーザビームLB2の同軸性は比較的
に合いやすい。
しかし、この場合、C02レーザ10が発振している場
合は、He−Neレーザビームの投入は出来ず、Co2
レーザビームの発振状態と停止状態でHe−Neレーザ
ビームの光路条件が変化する。
合は、He−Neレーザビームの投入は出来ず、Co2
レーザビームの発振状態と停止状態でHe−Neレーザ
ビームの光路条件が変化する。
第4図、第5図の方法はいずれにしてもHe−Neレー
ザビームをガイドレーザとしているために、CO2レー
ザビームの波長10.6μmとHe −N eレーザビ
ームの波長0.6μmとの波長差(18倍近く)により
伝播、屈折特性に差が生じる。
ザビームをガイドレーザとしているために、CO2レー
ザビームの波長10.6μmとHe −N eレーザビ
ームの波長0.6μmとの波長差(18倍近く)により
伝播、屈折特性に差が生じる。
この波長差がHe−Neレーザをガイドレーザとした場
合の大きな問題(従来法の問題点)となっている。
合の大きな問題(従来法の問題点)となっている。
CO2レーザビームLBIとHa −N eレーザビー
ムLB2の伝播路の媒質によって、それぞれの光路に変
化を生じ、同軸性が低下する。
ムLB2の伝播路の媒質によって、それぞれの光路に変
化を生じ、同軸性が低下する。
第6図はレンズLNを用いてCO2レーザビームLBI
とHe−NeレーザビームLB2を集光した場合の、そ
れぞれの焦点色!!FPIとFP2を示したものである
。ここでレンズLNの中心軸C3とco2レーザビーム
軸C1,He−Neレーザビーム軸C2は同軸で、ビー
ムは両方とも平行ビームとしている。
とHe−NeレーザビームLB2を集光した場合の、そ
れぞれの焦点色!!FPIとFP2を示したものである
。ここでレンズLNの中心軸C3とco2レーザビーム
軸C1,He−Neレーザビーム軸C2は同軸で、ビー
ムは両方とも平行ビームとしている。
第6a図および第6b図は、He−Neレーザビームの
径の差異を示したものであるが、両図とも波長の短かい
He−NeレーザビームLB2の焦点FP2は位置P2
で、CO2レーザビームLBIの焦点FPIの位置P1
より上にくる。この位置の差ΔQが従来法で発生する為
に正確な焦点位置設定が出来ない欠点がある。
径の差異を示したものであるが、両図とも波長の短かい
He−NeレーザビームLB2の焦点FP2は位置P2
で、CO2レーザビームLBIの焦点FPIの位置P1
より上にくる。この位置の差ΔQが従来法で発生する為
に正確な焦点位置設定が出来ない欠点がある。
本発明は、高出力Co2レーザ加工における。
ビーム伝搬路での安定伝播と、焦点位置設定の正確さを
計り加工性能の向上を目的とする。
計り加工性能の向上を目的とする。
上記目的を達成するために本発明においては。
計装用のガイドレーザとして加工用CO2レーザと同じ
波長で、極めて低出力のCO2レーザ発振器と発振され
た低出力の002レーザビームの位置を知るため、加工
位置近傍に設置されたCO2レーザビーム検出素子(例
えばAu−Ge等)及び検出信号表示部を有するCo2
レーザビーム検出器とからなる計装用ガイドCO2レー
ザシステム(以下計装用ガイドCO2レーザシステムと
呼ぶ)を用いて、従来法でのレーザビームの波長差によ
って生じる問題を解決するものである。
波長で、極めて低出力のCO2レーザ発振器と発振され
た低出力の002レーザビームの位置を知るため、加工
位置近傍に設置されたCO2レーザビーム検出素子(例
えばAu−Ge等)及び検出信号表示部を有するCo2
レーザビーム検出器とからなる計装用ガイドCO2レー
ザシステム(以下計装用ガイドCO2レーザシステムと
呼ぶ)を用いて、従来法でのレーザビームの波長差によ
って生じる問題を解決するものである。
第7図は本発明の一実施例の構成概要を示す断面図であ
る。これにおいては、ガイドレーザと加工レーザが同一
波長のCO2レーザであり、第7図に示す如く、加工用
レーザ内でも従来法の第4図、第5図のように加工用レ
ーザ外でも構成が可能であり、第7図の場合、レーザ発
振器の温度変化が同様傾向があり、加工用レーザと計装
用レーザの温度変化による差異が極めて減少できる。
る。これにおいては、ガイドレーザと加工レーザが同一
波長のCO2レーザであり、第7図に示す如く、加工用
レーザ内でも従来法の第4図、第5図のように加工用レ
ーザ外でも構成が可能であり、第7図の場合、レーザ発
振器の温度変化が同様傾向があり、加工用レーザと計装
用レーザの温度変化による差異が極めて減少できる。
本発明のもう1つの実施例を示す第8図では、加工用C
O2レーザ発振器10.計装用ガイドCO2レーザ12
.CO2ビーム検知器13.伝送路BGI−BG4.ビ
ーム折り曲げミラーBMI〜BM3および集光レンズL
Nによるレーザ加ニジステムを示したものである。
O2レーザ発振器10.計装用ガイドCO2レーザ12
.CO2ビーム検知器13.伝送路BGI−BG4.ビ
ーム折り曲げミラーBMI〜BM3および集光レンズL
Nによるレーザ加ニジステムを示したものである。
CO2ビーム検知器13は、Au−Go素子を用いたも
ので、伝送路BG4の保護筒に移動可能に取り付けられ
たものであり、CO2ビームの位置検出後、加工用CO
2レーザの照射前に、そのビーム光路の外へ退避させら
れる。
ので、伝送路BG4の保護筒に移動可能に取り付けられ
たものであり、CO2ビームの位置検出後、加工用CO
2レーザの照射前に、そのビーム光路の外へ退避させら
れる。
両レーザが同一波長であり、計装用ガイドCO2レーザ
LB2と加工用C02レーザLB1を伝送系の入口で同
軸にすれば、計装用ガイドCO2レーザシステムによっ
て伝送系、集光系全てにおいてビーム中心の調整および
集光系の調整および設定が可能となる。
LB2と加工用C02レーザLB1を伝送系の入口で同
軸にすれば、計装用ガイドCO2レーザシステムによっ
て伝送系、集光系全てにおいてビーム中心の調整および
集光系の調整および設定が可能となる。
以上の通り本発明では実際のCo2レーザ加工において
正確なレーザ照射位置の設定が可能になり、レーザ加工
性能を高めることが出来るとともに伝送系においても正
確に加工用Co2レーザビームを伝送系中心軸を通し、
安全性を確保する事ができる。
正確なレーザ照射位置の設定が可能になり、レーザ加工
性能を高めることが出来るとともに伝送系においても正
確に加工用Co2レーザビームを伝送系中心軸を通し、
安全性を確保する事ができる。
第1図は高出力Co2レーザの基本的構成を示す断面図
、第2図はCO2レーザの従来の加ニジステムの一例を
示す側面図、第3a図、第3b図お、よび第3c図はC
O2レーザの集光状況を示す側面図、第4図および第5
図はHe−Neレーザを使用した従来のガイドレーザ付
高出力CO2レーザ発振器を示す断面図、第6図はレー
ザ波長差による焦点位置の差異を示す側面図である。 第7図および第8図は本発明の一実施例を示す断面図で
ある。 lO:加工用CO2レーザ 11:計装用He−Neレーザ 12:計装用CO2レーザ LBI:加工用CO2レーザビーム LB2:計装用レーザビーム LN:レンズ 20:被加工機SF:被
加被加工面 表面:全反射鏡(共振ミラー) PM二部分反射fi(共振ミラー) Ml:シャッター FP:焦点 第1■ 第38■ 第3b図 千30図5F14切 男5国 第6a司 第6b図 ′F177 弔8■ 手続補正書(自発) 1゜事件の表示 昭和60年特許願第096403号2
゜発明の名称 co2レーザ発振器3゜補正をす
る者 事件との関係 特許出願人 住所 東京都千代田区大手町二丁目6番3号名称
(665)新日本製鐵株式會社 (他1名)代
表者 武 1) 豊 4、代理人 〒103 電話 03−864−60
525、補正の対象 明細書の発明の詳細な説明の欄1
図面の簡単な説明の欄、および図面 6゜補正の内容 (1)明細書の下記頁、行の誤とした部分を正とした内
容に(2)明細書の第10頁の第1行〜第10行の[第
1図は高出力Co2レーザ・・・・・・示す断面図であ
る。」を次の文章に訂正する。 「第1図および第2図は本発明の一実施例を示す断面図
である。第3a図、第3b図2第3c図、第4図および
第5図はHa −N eレーザを使用した従来のガイド
レーザ付高出力Co2レーザ発振器を示す断面図、第6
a図および第6b図はレーザ波長差による焦点位置の差
異を示す側面図、第7図は高出力CO2レーザ基本的楕
成を示す断面図、第8図はCO2レーザの従来の加ニジ
ステムの一例を示す側面図である。 」 (3)第1図、第2図、第7図、第8図を添付した別紙
の通りに訂正する。 7、添付書類の目録 (1)図面・・・・・・2葉 肩1 阿 尤2■
、第2図はCO2レーザの従来の加ニジステムの一例を
示す側面図、第3a図、第3b図お、よび第3c図はC
O2レーザの集光状況を示す側面図、第4図および第5
図はHe−Neレーザを使用した従来のガイドレーザ付
高出力CO2レーザ発振器を示す断面図、第6図はレー
ザ波長差による焦点位置の差異を示す側面図である。 第7図および第8図は本発明の一実施例を示す断面図で
ある。 lO:加工用CO2レーザ 11:計装用He−Neレーザ 12:計装用CO2レーザ LBI:加工用CO2レーザビーム LB2:計装用レーザビーム LN:レンズ 20:被加工機SF:被
加被加工面 表面:全反射鏡(共振ミラー) PM二部分反射fi(共振ミラー) Ml:シャッター FP:焦点 第1■ 第38■ 第3b図 千30図5F14切 男5国 第6a司 第6b図 ′F177 弔8■ 手続補正書(自発) 1゜事件の表示 昭和60年特許願第096403号2
゜発明の名称 co2レーザ発振器3゜補正をす
る者 事件との関係 特許出願人 住所 東京都千代田区大手町二丁目6番3号名称
(665)新日本製鐵株式會社 (他1名)代
表者 武 1) 豊 4、代理人 〒103 電話 03−864−60
525、補正の対象 明細書の発明の詳細な説明の欄1
図面の簡単な説明の欄、および図面 6゜補正の内容 (1)明細書の下記頁、行の誤とした部分を正とした内
容に(2)明細書の第10頁の第1行〜第10行の[第
1図は高出力Co2レーザ・・・・・・示す断面図であ
る。」を次の文章に訂正する。 「第1図および第2図は本発明の一実施例を示す断面図
である。第3a図、第3b図2第3c図、第4図および
第5図はHa −N eレーザを使用した従来のガイド
レーザ付高出力Co2レーザ発振器を示す断面図、第6
a図および第6b図はレーザ波長差による焦点位置の差
異を示す側面図、第7図は高出力CO2レーザ基本的楕
成を示す断面図、第8図はCO2レーザの従来の加ニジ
ステムの一例を示す側面図である。 」 (3)第1図、第2図、第7図、第8図を添付した別紙
の通りに訂正する。 7、添付書類の目録 (1)図面・・・・・・2葉 肩1 阿 尤2■
Claims (2)
- (1)加工用にもちいられるCO_2レーザ発振器にお
いて、計装用CO_2レーザを備えている事を特徴とす
る加工用CO_2レーザ発振器。 - (2)計装用CO_2レーザと加工用CO_2レーザの
光軸を同軸にした前記特許請求の範囲第(1)項記載の
加工用CO_2レーザ発振器。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9640385A JPS61255079A (ja) | 1985-05-07 | 1985-05-07 | Co↓2レ−ザ発振器 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9640385A JPS61255079A (ja) | 1985-05-07 | 1985-05-07 | Co↓2レ−ザ発振器 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS61255079A true JPS61255079A (ja) | 1986-11-12 |
JPH0467799B2 JPH0467799B2 (ja) | 1992-10-29 |
Family
ID=14163994
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP9640385A Granted JPS61255079A (ja) | 1985-05-07 | 1985-05-07 | Co↓2レ−ザ発振器 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS61255079A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010135769A (ja) * | 2008-11-06 | 2010-06-17 | Komatsu Ltd | 極端紫外光源装置、極端紫外光源装置の制御方法 |
JP2018101723A (ja) * | 2016-12-21 | 2018-06-28 | トヨタ自動車株式会社 | 光軸調整用装置 |
-
1985
- 1985-05-07 JP JP9640385A patent/JPS61255079A/ja active Granted
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010135769A (ja) * | 2008-11-06 | 2010-06-17 | Komatsu Ltd | 極端紫外光源装置、極端紫外光源装置の制御方法 |
JP2018101723A (ja) * | 2016-12-21 | 2018-06-28 | トヨタ自動車株式会社 | 光軸調整用装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0467799B2 (ja) | 1992-10-29 |
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