JPH0246987A

JPH0246987A - レーザ光エネルギー管理方法

Info

Publication number: JPH0246987A
Application number: JP63194603A
Authority: JP
Inventors: Keiji Okino; 沖野　圭司
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1988-08-05
Filing date: 1988-08-05
Publication date: 1990-02-16
Anticipated expiration: 2009-03-09
Also published as: JPH0616952B2

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。

〔従来の技術〕

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。

〔発明が解決しようとする課題〕

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。

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。

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。

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。

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。

〔課題を解決するための手段〕

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
。

〔実施例〕

次に本発明について図面を参照して説明する。

第１図は本発明の一実施例のブロック図である。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

（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。

第２図は本発明の実施例２のブロック図である。

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。

実施例１で述べたように、第３の検出器９には。

ｂ＝ｒＬＲｏ（１−ｒｘ）２とおくと、　　（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
。

〔発明の効果〕

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。

【図面の簡単な説明】

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。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）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。