TWI626432B - 光束品質量測裝置 - Google Patents
光束品質量測裝置 Download PDFInfo
- Publication number
- TWI626432B TWI626432B TW106120061A TW106120061A TWI626432B TW I626432 B TWI626432 B TW I626432B TW 106120061 A TW106120061 A TW 106120061A TW 106120061 A TW106120061 A TW 106120061A TW I626432 B TWI626432 B TW I626432B
- Authority
- TW
- Taiwan
- Prior art keywords
- measuring device
- main channel
- channel
- beam quality
- quality measuring
- Prior art date
Links
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 12
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 4
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 6
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 235000015096 spirit Nutrition 0.000 description 1
- 238000001356 surgical procedure Methods 0.000 description 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
Abstract
本發明係為一種光束品質量測裝置，包括一光通道，其包括一主通道以及複數分流通道設置於主通道的側邊，通過主通道中的光束分藉由分光鏡分光至每一分流通道。光束分析儀接收每一個分流通道的光束，並在某的光束的位置取得光束橫向分布寬度資訊。在我們提出的裝置中，可由相同一處理器控制的不同分流通道的光束分析器，且可同時記錄不同位置的光束橫向分布寬度資訊。本發明提供了可有效即時量測以推算出光束的品質參數。
Description
本發明有關一種量測雷射光束品質之技術，特別是指一種可同時量測光束上多個截面資訊之光束品質量測裝置。
目前科技產業中精密加工技術以雷射光的技術較為大宗，其中雷射光可結合電腦自動控制，以應用在焊接、雕刻、切割或醫療手術等，因此隨著科技的發展，雷射應用的需求將越來越多，也越來越重要。其中雷射光的輸出會隨著時間產生變化，然而為了確保雷射加工品質，必須即時監控雷射光束品質的狀態，以保持雷射光品質的穩定性。
其中雷射光束品質係依據雷射光束的光束品質參數來進行判斷，光束品質參數也代表雷射光的聚焦能力，其決定聚焦後能達到的最大光能量密度。請參照第一圖，在傳統監控雷射光束品質的做法，係透過雷射發射器90發出雷射光束後，量測者必須先找到雷射光束的光腰94位置，接著依照ISO11146規範，使光分析儀92沿光行進方向在雷射光束的光腰94附近移動，以量測光腰94位置上至少10個光束橫向分布寬度，並將這至少10個光束橫向分布寬度帶入運算光束品質參數的方程式中進行運算，以運算出雷射光束的光束品質參數。
但傳統在量測雷射光束的光束橫向分布寬度必須經過多次移動光分析儀92，以在雷射光束的光腰94的位置量測處至少10個光束橫向分布寬度，不但無法在量測的同時持續使用雷射光束進行作業，且對於測量人員來說是非常繁瑣的量測方式，相當耗費時間。再者，由於雷射光束會隨著時間變化，若量測的時間太長，雷射光束在量測的期間會不斷的變化，可能造成計算出來的參數不穩定，使計算的參數誤差提高。
有鑑於此，本發明遂針對上述習知技術之缺失，提出一種光束品質量測裝置，以有效克服上述之該等問題。
本發明之主要目的係在提供一種光束品質量測裝置，其可同時量測光束中多個不同位置的光束橫向分布寬度資訊，以在短時間內利用光束橫向分布寬度推算出光束的品質參數。
本發明之另一目的係在提供一種光束品質量測裝置，其在量測光束的多個光束橫向分布寬度時，對於光束的影響較小，使光束在被量測時仍保有一定的強度，可持續的使用光束進行作業。
為達上述之目的，本發明係提供一種光束品質量測裝置，其包括一光通道，光通道包括一主通道以及複數分流通道，其中主通道可通過一光束，複數分流通道則設置分別設置主通道之一側，且每一分流通道的分流通道入口並連通主通道，且主通道且位於分流通道的分流通道入口更設有分光鏡，分光鏡可將光束分出複數分光至每一分流通道之分流通道出口的光束分析儀中，使每一光束分析儀可產生光束橫向分布寬度資訊，每一光束分析儀再將光束橫向分布寬度資訊傳遞至與每一光束分析儀電性連接的處理器，處理器即可根據複數光束橫向分布寬度資訊計算出此光束的光束品質參數。
其中處理器係將複數光束橫向分布寬度資訊帶入一光束品質參數方程式，以產生光束之光束品質參數，其中決定光束品質參數方程式如下所示：
其中
為光束橫向分布寬度；
為光束品質參數；
為光束之光波長；
w 0為光束之光腰處半徑；
為光束中偵測光束橫向分布寬度的位置。
底下藉由具體實施例詳加說明，當更容易瞭解本發明之目的、技術內容、特點及其所達成之功效。
請參照第二圖，其係為本發明光束品質量測裝置的示意圖，光束品質量測裝置1包括一殼體10包覆一光通道20、複數分光鏡30以及複數光束分析儀32。其中光通道20包括一主通道22，其兩端分別設有一主通道入口220與主通道出口222，以及複數分流通道24分別設置在主通道22的一側，且分流通道24的分流通道入口240與主通道22互相連通；複數分光鏡30的分光率小於百分之一，每一分光鏡30設置在主通道22中且分別位於每一分流通道24的分流通道入口240處；複數光束分析儀32可為光強度截面分析儀，光束分析儀32分別設置在每一分流通道24的分流通道出口242，可用以接收光束並分析出該光束的橫向分布寬度資訊；一處理器40可為計算機，如電腦主機等可處理訊息之機台，其中處理器40電性連接每一光束分析儀32，以接收並儲存每一光束分析儀32所產生的光束橫向分布寬度資訊，使處理器40對複數光束分布寬度資訊進行處理，以運算出光束品質參數。
接下來請參照第三圖，以說明光束進入光束品質量測裝置1時光束傳遞方式，其中光束係由一光束發射器所發射，本實施例舉例光束發射器係為雷射光發射裝置50，其發出之光束係為雷射光，其中雷射光發射裝置50設置在主通道22的主通道入口220處，以發出雷射光束使雷射光束經由光通道20的主通道22之主通道入口220進入，使雷射光束之光腰的位置進入分光率小於百分之一的分光鏡30中，此時即可透過分光鏡30的特性將雷射光束的百分之一的光線分出分光，分光經過分流通道24投射到對應分光鏡30的光束分析儀32中，使光束分析儀32根據此分光分析出光束分布寬度資訊。接著雷射光束會持續投射到下一個分光鏡30’中，下一個分光鏡30’仍設置在雷射光束的光腰處，使下一個分光鏡30’再對雷射光束進行分光，使分光經由分流通道24’至對應的光束分析儀32’中，以產生另一個光束分布寬度資訊；接下來其餘分光鏡30以及光束分析儀32之光束投射方法皆與上述相同，故不重複敘述。每一個光束分析儀32、32’產生光束橫向分布寬度資訊後，並將複數個光束分布寬度資訊傳遞至一個處理器40中，處理器40就可以將這些光束分布寬度資訊帶入一決定光束品質參數方程中，其中光束品質參數方程式如下所示：
其中
為光束橫向分布寬度資訊；
為光束品質參數；
為光束之光波長；
w 0為光束之光腰處半徑；
為光束中偵測光束橫向分布寬度的位置。處理器40就可以運算出雷射光發射裝置50所發出之雷射光束的光束品質參數。同時，該雷射光束仍會持續直線前進至主通道22的主通道出口222射出，本實施例舉例可在主通道22的主通道出口222可設置一雷射加工物60，如被雕刻品等，由於本實施例所使用分光鏡30的分光率小於百分之一，因此最終由主通道出口222所射出的雷射光束的品質並不會被影響，可保有正常雷射光束的品質，仍可正常的對雷射加工物60進行加工。
由於處理器40在計算光束品質參數時，最好可取得至少十個光束橫向分布寬度資訊，以代入光束品質參數方程式進行計算，因此最佳本實施例的分流通道24、分光鏡30以及光束分析儀32皆應至少十個，有利於處理器40進行光束品質參數的計算。
綜上所述，本發明利用多個分光鏡的設置，將雷射光束之光腰位置進行分光至光束分析儀，使本發明可在同一時間量測光束中多個不同位置的光束橫向分布寬度資訊，以在短時間內利用光束橫向分布寬度資訊推算出光束的品質參數，且由於本發明光束品質量測裝置能利用分光鏡的分光率小於百分之一的特性，使得被偵測過後的雷射光束仍可保留雷射光束的強度，在量測的過程中可持續被拿來使用進行作業，且利用光束品質量測裝置可在操作雷射光束時同步可量測到光束的光束品質參數，以即時量測到光束的光束品質參數，能有效隨時監控光束品質。
唯以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，並非用來限定本發明實施之範圍。故即凡依本發明申請範圍所述之特徵及精神所為之均等變化或修飾，均應包括於本發明之申請專利範圍內。
1‧‧‧光束品質量測裝置
10‧‧‧殼體
20‧‧‧光通道
22‧‧‧主通道
220‧‧‧主通道入口
222‧‧‧主通道出口
24、24’‧‧‧分流通道
240‧‧‧分流通道入口
242‧‧‧分流通道出口
30、30’‧‧‧分光鏡
32、32’‧‧‧光束分析儀
40‧‧‧處理器
50‧‧‧雷射光發射裝置
60‧‧‧雷射加工物
90‧‧‧雷射發射器
92‧‧‧光分析儀
94‧‧‧光腰
第一圖係為習知雷射光束量測裝置示意圖。 第二圖係為本發明之裝置示意圖。 第三圖係為本發明量測光束之狀態示意圖。
Claims (9)
- 一種光束品質量測裝置，包括：一光通道，包括一主通道以及複數分流通道，該主通道可通過一光束，該等分流通道則設置於該主通道至少一側，且每一該分流通道之分流通道入口連通該主通道；複數分光鏡，設置於該主通道上，且分別位於每一該分流通道之該分流通道入口，以將該主通道之該光束分出複數分光至對應的該等分流通道中，其中該等分光鏡之分光率係小於百分之一；複數光束分析儀，分別設置於每一該分流通道之分流通道出口，以分別接收每一該分流通道之該分光，產生該光束之複數光束橫向分布寬度資訊；以及一處理器，信號連接該等光束分析儀，以根據該等光束橫向分布寬度資訊產生該光束之光束品質參數。
- 如請求項1所述之光束品質量測裝置，其中該處理器係將該等光束橫向分布寬度資訊帶入一光束品質參數方程式，以產生該光束之該光束品質參數，該光束品質參數方程式如下所示：
- 如請求項1所述之光束品質量測裝置，其中該分光鏡與該光束分析儀係至少十個。
- 如請求項1所述之光束品質量測裝置，更包括一殼體包覆該光通道、 該等分光鏡以及該等光束分析儀。
- 如請求項1所述之光束品質量測裝置，其中該等光束分析儀係光強度截面分析儀。
- 如請求項1所述之光束品質量測裝置，其中該處理器係為計算機。
- 如請求項1所述之光束品質量測裝置，其中該光束係由一光束發射器發射。
- 如請求項7所述之光束品質量測裝置，其中該光束發射器係為雷射光發射裝置。
- 如請求項1所述之光束品質量測裝置，其中該主通道之主通道出口可設置一雷射加工物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| TW106120061A TWI626432B (zh) | 2017-06-15 | 2017-06-15 | 光束品質量測裝置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| TW106120061A TWI626432B (zh) | 2017-06-15 | 2017-06-15 | 光束品質量測裝置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| TWI626432B true TWI626432B (zh) | 2018-06-11 |
| TW201905423A TW201905423A (zh) | 2019-02-01 |
Family
ID=63255774
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| TW106120061A TWI626432B (zh) | 2017-06-15 | 2017-06-15 | 光束品質量測裝置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| TW (1) | TWI626432B (zh) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TWI729403B (zh) * | 2019-05-31 | 2021-06-01 | 致茂電子股份有限公司 | 光電元件特性測量裝置 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20090103901A1 (en) * | 2005-06-13 | 2009-04-23 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Content tag attachment support device and content tag attachment support method |
| US20120314722A1 (en) * | 2011-04-05 | 2012-12-13 | Heller Don F | Raman converting laser systems |
| TWI582512B (zh) * | 2011-07-22 | 2017-05-11 | 克萊譚克公司 | 具有高品質、穩定輸出光束及長壽命高轉換效率之非線性晶體之雷射 |
-
2017
- 2017-06-15 TW TW106120061A patent/TWI626432B/zh not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20090103901A1 (en) * | 2005-06-13 | 2009-04-23 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Content tag attachment support device and content tag attachment support method |
| US20120314722A1 (en) * | 2011-04-05 | 2012-12-13 | Heller Don F | Raman converting laser systems |
| TWI582512B (zh) * | 2011-07-22 | 2017-05-11 | 克萊譚克公司 | 具有高品質、穩定輸出光束及長壽命高轉換效率之非線性晶體之雷射 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| TW201905423A (zh) | 2019-02-01 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0106684B1 (en) | Particle diameter measuring device | |
| JP6342480B2 (ja) | レーザカッティング装置及びそのカッティング方法 | |
| ATE477875T1 (de) | Verfahren und vorrichtung zum steuern eines materialbearbeitungsstrahlsystems | |
| KR950014852A (ko) | 광 산란에 기초한 실시간 웨이퍼 온도 측정용 장치, 시스템 및 방법 | |
| CN106077956A (zh) | 一种去除薄膜或涂层的激光加工方法及设备 | |
| CN103018012A (zh) | 一种光学元件透过率的测量方法及装置 | |
| CN110116497B (zh) | 用于添加式地制造三维物体的设备 | |
| CN104942430A (zh) | 激光加工装置以及激光加工方法 | |
| JP6882292B2 (ja) | レーザビームの基準焦点位置を特定する方法 | |
| CN107144419A (zh) | 一种基于夏克‐哈特曼波前传感器的光学***波像差测量装置与方法 | |
| TWI626432B (zh) | 光束品質量測裝置 | |
| US9182272B2 (en) | Laser module | |
| ITMI970504A1 (it) | Dispositivo per la caratterizzazione di fasci laser | |
| CN109084954A (zh) | 一种激光器核心参数快速测量方法 | |
| Cortés et al. | Laser beam quality factor (M²) measured by distorted fresnel zone plates | |
| CN109373933B (zh) | 一种衍射光栅垂直度的检测装置与方法 | |
| CN103983215B (zh) | 一种改进监视***的有效面积法测量孔径光阑面积的装置 | |
| JPH05281130A (ja) | 異物検査装置 | |
| US20200132591A1 (en) | Laser characteristic processor | |
| KR20150131677A (ko) | 레이저 빔 출력 측정 장치 및 방법 | |
| TW201915452A (zh) | 光學量測裝置 | |
| CN220659539U (zh) | 一种激光切割*** | |
| CN219914339U (zh) | 一种光学膜厚监控*** | |
| FI117834B (fi) | Paperipinnan laadun testaus | |
| JPS6228606A (ja) | 膜厚測定装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | Annulment or lapse of patent due to non-payment of fees |