JPH031104A - Laser light transmission device for processing machine - Google Patents

Laser light transmission device for processing machine

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Publication number
JPH031104A
JPH031104A JP1135397A JP13539789A JPH031104A JP H031104 A JPH031104 A JP H031104A JP 1135397 A JP1135397 A JP 1135397A JP 13539789 A JP13539789 A JP 13539789A JP H031104 A JPH031104 A JP H031104A
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JP
Japan
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optical waveguide
laser beam
hollow
transmission device
dielectric thin
Prior art date
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Pending
Application number
JP1135397A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Tsuneo Shioda
塩田 恒夫
Akishi Hongo
晃史 本郷
Kenichi Morosawa
諸沢 健一
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Cable Ltd
Original Assignee
Hitachi Cable Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Cable Ltd filed Critical Hitachi Cable Ltd
Priority to JP1135397A priority Critical patent/JPH031104A/en
Publication of JPH031104A publication Critical patent/JPH031104A/en
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  • Optical Fibers, Optical Fiber Cores, And Optical Fiber Bundles (AREA)

Abstract

PURPOSE:To greatly improving processing performance, such as cutting by providing >=1 points of parts where there are no dielectric thin films near the end of a hollow metallic optical waveguide coated with the dielectric thin film on the inside surface. CONSTITUTION:The dielectric thin film 2 of a low loss is applied on the inside surface of a hollow metallic tube 3 and the dielectric thin film 2 of the hollow metallic optical waveguide internally contg. the dielectrics is partially substd. with metal, by which the substd. parts are functioned as mode filter parts 6a, 6b to absorb only the mode of higher order into the metal walls and to attenu ate the same with substantially no influence on the mode of lower order. The flexible introduction of the output of a CO2 laser to the work is possible in this way and the control mechanism of the processing device is simplified. Particularly the microfocusing of the output laser beam is possible.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は加工機用レーザ光伝送装置、特に大電力の炭酸
ガスレーザ光を伝送する可撓性中空光導波路を使用した
レーザ光伝送装置に関するものである。
[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention relates to a laser beam transmission device for a processing machine, and particularly to a laser beam transmission device using a flexible hollow optical waveguide for transmitting a high-power carbon dioxide laser beam. It is.

[従来の技術] 高効率で大出力の得られる炭酸ガスレーザは、金属の溶
接、切断、熱処理等のレーザ加工用として既に工業分野
に導入されている。しかし、これらの産業用レーザ加工
機では、レーザ発振器からの出力光を加工対象物まで導
く方法として、反射鏡とレンズを組み合わせた空間ビー
ム伝送方式を採用していたため、複雑かつ精密な制御R
横を必要とし、装置が大型、高価格なものとなるばかり
でなく保守も容易なものではなかった。
[Prior Art] Carbon dioxide lasers, which have high efficiency and high output, have already been introduced into the industrial field for laser processing such as welding, cutting, and heat treatment of metals. However, these industrial laser processing machines use a spatial beam transmission method that combines a reflector and a lens to guide the output light from the laser oscillator to the workpiece, which requires complex and precise control R.
Not only does this require a horizontal space, making the device large and expensive, but it is also not easy to maintain.

大電力のレーザ光をフレキシブルに伝送できる可撓性光
導波路が実現できれば、これらの不便さが全て解決され
るため、その実用化が待たれて久しいものがあった。
If a flexible optical waveguide capable of flexibly transmitting high-power laser light could be realized, all of these inconveniences would be solved, so its practical use has been long awaited.

これまで、その候補としては、カルコゲナイドやフッ化
物ガラス或いは金属ハロゲン化物やKH2−5等を材料
とした赤外光ファイバや断面が開平形状の矩形金属中空
光導波路や、誘電体薄膜を中空内壁にコーティングした
円形金属中空光導波路が挙げられ、検討されてきたが、
工業加工用には金属中空光導波路タイプが最も有望視さ
れている。特に誘電体内装金属中空タイプは伝送損失0
.05dB/m以下のもが実現され、更に光導波路を冷
却することによって500w以上の電力伝送が可能であ
ることが既に実証されるなど、工業加工用としては最も
実用化への近道にあると言える。
So far, candidates include infrared optical fibers made of materials such as chalcogenide, fluoride glass, metal halides, and KH2-5, rectangular metal hollow optical waveguides with a square-shaped cross section, and dielectric thin films on the inner walls of the hollow. Coated circular metal hollow optical waveguides have been proposed and studied;
The metal hollow optical waveguide type is considered to be the most promising for industrial processing. In particular, the dielectric interior metal hollow type has zero transmission loss.
.. 05 dB/m or less, and it has already been demonstrated that power transmission of 500 W or more is possible by further cooling the optical waveguide, making it the shortest path to practical use for industrial processing. .

[発明が解決しようとする課題] 誘電体内装金属中空光導波路は冷却効率が高く、入出力
端における反射や熱的破壊あるいは絶縁破壊が無いなど
、大電力エネルギ伝送用としての長所を備えてはいるも
のの、光エネルギの伝搬領域である中空部分の径が、炭
酸ガスレーザ光の波長10.6μlに比べ約2桁大きな
寸法で゛ある。従って内部を伝搬するモードは数多く、
いわゆるオーバサイズのマルチモード伝送路である。そ
れ故、■入射ビームのスポットサイズと光導波路内径の
ミスマツチ、■光導波路内壁の表面粗さ、■光導波路の
急激な折れ曲がり等が原因となって、高次モードが発生
し、光導波路内を伝搬する。これらの高次モードは、光
導波路出射端から放射した場合の拡散角が光導波路の基
本モードに比べ大きなものであるため、レンズによって
集光した場合の集光径を大きなものにする。
[Problems to be solved by the invention] Dielectric-incorporated metal hollow optical waveguides have advantages for high power energy transmission, such as high cooling efficiency and no reflection, thermal breakdown, or dielectric breakdown at the input and output ends. However, the diameter of the hollow portion, which is the optical energy propagation region, is about two orders of magnitude larger than the wavelength of carbon dioxide laser light, which is 10.6 μl. Therefore, there are many modes propagating inside.
This is a so-called oversized multimode transmission line. Therefore, higher-order modes are generated due to ■ mismatch between the spot size of the incident beam and the inner diameter of the optical waveguide, ■ surface roughness of the inner wall of the optical waveguide, ■ sudden bending of the optical waveguide, etc. propagate. Since these higher-order modes have a larger diffusion angle when radiated from the output end of the optical waveguide than the fundamental mode of the optical waveguide, the diameter of the condensed light when condensed by a lens is increased.

従って、切断加工に適用した場合、切@幅を広いものに
してしまう、更に、強度分布が中心に関して非対称な高
次モードが存在すると、切断加工性能が方向により変化
する等の欠点があった。
Therefore, when applied to cutting, the cutting width becomes wide, and if there is a higher-order mode in which the intensity distribution is asymmetric with respect to the center, the cutting performance changes depending on the direction.

本発明の目的は、前記した従来技術の欠点を解消し、切
断等の加工性能を大幅に向上させることのできる、炭酸
ガスレーザ加工機用のレーザ光伝送装置を提供すること
にある。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a laser beam transmission device for a carbon dioxide laser processing machine that can eliminate the drawbacks of the prior art described above and significantly improve processing performance such as cutting.

[課題を解決するための手段] 本発明の加工機用レーザ光伝送装置は、大電力の炭酸ガ
スレーザ光をレーザ光照射部まで導くための可撓性中空
光導波路、前記中空光導波路にレーザ光を結合させる入
力結合部、前記中空先導波路出力を集束してアシストガ
スと共に被加工物に照射する加工ヘッドからなるレーザ
光伝送装置において、前記中空光導波路は誘電体薄膜を
内表面にコーティングされた金属中空光導波路であり、
その出力側及び入力側の少なくとも一方の端部付近に、
少なくとも1箇所以上の誘電体薄膜コーティングの無い
部分を持つ構成とし、たものである。
[Means for Solving the Problems] A laser beam transmission device for a processing machine of the present invention includes a flexible hollow optical waveguide for guiding a high-power carbon dioxide laser beam to a laser beam irradiation part, and a laser beam transmission device in the hollow optical waveguide. and a processing head that focuses the output of the hollow guided waveguide and irradiates it onto the workpiece together with an assist gas, the hollow optical waveguide has an inner surface coated with a dielectric thin film. It is a metal hollow optical waveguide,
Near at least one end of the output side and the input side,
The structure has at least one portion without dielectric thin film coating.

この場合、前記中空先導波路は、その内表面が空冷され
外表面が水冷されている光導波路とすることが好ましい
、また、前記入力結合部は、結合用レンズと中空先導波
路間に、アイリス型、金属中空型又はテーパ付金属中空
型のいずれかの励振用先導波路を含む構成とするのがよ
い、更に、前記加工ヘッドは前記中空先導波路から出射
した拡散光を集束する1枚以上のレンズを含む構成とす
るのが好ましい。
In this case, it is preferable that the hollow guide waveguide is an optical waveguide whose inner surface is air-cooled and whose outer surface is water-cooled, and the input coupling section has an iris-type optical waveguide between the coupling lens and the hollow guide waveguide. It is preferable that the processing head includes one of a hollow metal type or a tapered metal hollow type excitation guide waveguide, and further, the processing head includes one or more lenses that focus the diffused light emitted from the hollow guide waveguide. It is preferable to have a configuration including the following.

し作用] 誘電体薄膜を内壁にコーティングした中空光導波路の一
部分を、誘電体薄膜コーティングの無い金属中空光導波
路とすることにより、それらの部分においては、光導波
路内の高次モードに対する伝送損失が基本モードに比べ
て大きくなり、高次モードを吸収するいわゆるモードフ
ィルタとして動作する。
By converting a portion of the hollow optical waveguide whose inner wall is coated with a dielectric thin film into a metal hollow optical waveguide without dielectric thin film coating, the transmission loss for higher-order modes within the optical waveguide is reduced in those portions. It is larger than the fundamental mode and operates as a so-called mode filter that absorbs higher-order modes.

高次モードが、吸収されるため、先導波路からの出射光
をレンズによって集光した場合の集光径が小さくなり、
従って、切断加工に適用した場合の切断幅が狭くなる等
、加工性能が大幅に向上する。
Since the higher-order modes are absorbed, the condensing diameter when the light emitted from the leading waveguide is condensed by a lens becomes smaller.
Therefore, when applied to cutting, the cutting width becomes narrower, and the processing performance is greatly improved.

[実施例] 以下本発明を図を引用しながら詳細に説明する。[Example] The present invention will be explained in detail below with reference to the drawings.

第1図は、本発明の光導波路の縦断面図である。FIG. 1 is a longitudinal sectional view of the optical waveguide of the present invention.

中空金属管3の内壁には波長10.6μlでの低損失誘
電体重H2がコーティングされている。この誘を水薄膜
2をa適に選ぶこと(詳細は文献:信字技報0QE82
−120(1983)を参照)により、CO2レーザ光
は、中空金属管3内部で完全反射を繰り返しながら伝搬
することになる。
The inner wall of the hollow metal tube 3 is coated with a low-loss dielectric weight H2 at a wavelength of 10.6 μl. For this purpose, select the water thin film 2 appropriately (for details, refer to the following literature: Shinji Technical Report 0QE82).
-120 (1983)), the CO2 laser beam propagates while repeating complete reflection inside the hollow metal tube 3.

この光導波路の中空導波領域1は、内径が波長に比べて
十分大きな、いわゆるオーバサイズ光導波路であるため
、伝搬するモードの数は多い、このようなモードのなか
で、低次のモードは単位長当たりの壁面での反射回数は
少なく、高次モードのそれは多い、従って、第1図のご
とく誘電体内装金属中空光導波路の誘電体重JiA2を
部分的に金属と置換することによって、低次のモードに
は殆ど影響を与えることなく、高次のモードのみを金属
壁に吸収させ減衰させるモードフィルタ部6a。
The hollow waveguide region 1 of this optical waveguide is a so-called oversized optical waveguide whose inner diameter is sufficiently larger than the wavelength, so there are a large number of propagating modes. Among these modes, low-order modes are The number of reflections on the wall surface per unit length is small, and the number of reflections in higher-order modes is large. Therefore, by partially replacing the dielectric weight JiA2 of the dielectric-incorporated metal hollow optical waveguide with metal, as shown in Fig. A mode filter section 6a that absorbs and attenuates only higher-order modes into the metal wall while having almost no effect on the modes.

6bとして機能させることができる。6b.

第1図の構造は、誘電体内装金属中空光導波路と金属中
空光導波路とを接続することによっても実現できる。し
かし両者の微かな軸ずれや角度折れによって高次モード
が発生してしまうためモードフィルタとして十分機能し
ないばかりか、接続部の機械的強度も問題になるなど、
フレキシブル光導波路としてのメリットが生かせなくな
る。
The structure shown in FIG. 1 can also be realized by connecting a dielectric-incorporated metal hollow optical waveguide and a metal hollow optical waveguide. However, because higher-order modes are generated due to slight axis misalignment or angular bending between the two, not only does it not function adequately as a mode filter, but the mechanical strength of the connection becomes a problem.
The advantages of a flexible optical waveguide cannot be utilized.

そこで、第2図に示すスパッタリング、メツキ。Therefore, sputtering and plating as shown in FIG.

エツチングという誘電体内装金属中空光導波路の基本プ
ロセスに微かな修正を加えて製作する。即ち、母材アル
ミバ、イブ4の外表面にスパッタリングで誘電体薄膜2
を形成するのに先立って、誘電体重1i2を除去する部
分(6a、6b)をアルミ薄又はテフロンテープ等でマ
スキングする。そして、スパッタリング終了後にこのマ
スキングを取り除き、以後は通常通りメツキ処理、エツ
チング処理を行う、上記マスキング部分においては誘電
体薄膜2が形成されず、メツキにより金属部分として残
るため、第1図の誘電体内装金属中空光導波路5におけ
るモードフィルタ部6a、6bを得ることができる。
It is fabricated by making slight modifications to the basic process of etching, which is the basic process for making hollow metal optical waveguides with a dielectric interior. That is, a dielectric thin film 2 is formed by sputtering on the outer surface of the base material aluminum bar 4.
Prior to forming the dielectric weight 1i2, the portions (6a, 6b) from which the dielectric weight 1i2 is to be removed are masked with thin aluminum or Teflon tape. After the sputtering is finished, this masking is removed, and plating and etching are then carried out as usual.The dielectric thin film 2 is not formed in the masked part and remains as a metal part due to plating, so the inside of the dielectric shown in FIG. Mode filter sections 6a and 6b in the metal-plated hollow optical waveguide 5 can be obtained.

誘電体薄膜2の厚さは通常1μ−以下と極めて薄いため
、製造プロセス上は全く問題が無く、これは試作でも確
認している。
Since the dielectric thin film 2 is extremely thin, usually less than 1 .mu.m, there is no problem at all in the manufacturing process, and this has been confirmed in prototype production.

次に、この光導波路の動作及びメリットについて、第3
図を参考に説明する。
Next, we will discuss the operation and merits of this optical waveguide in Part 3.
This will be explained with reference to the diagram.

上記モードフィルタ部6a、6bを両端付近に有する誘
電体内装金属中空光導波路5に、CO2レーザからの出
力光を、結合用レンズ7を用いて最適東件となるよう変
換し入力する。C02レーザからの出力光は、一般には
完全なガウス型の電力分布ではなく、高次モードが含ま
れている(第3図の分布5a)、更に、レーザ出力光、
結合用レンズ7、光導波路5などの相互間の位置ずれに
よっても、光導波路内では高次モードが発生する。
The output light from the CO2 laser is converted using a coupling lens 7 and input into the dielectric-incorporated metal hollow optical waveguide 5 having the mode filter sections 6a and 6b near both ends thereof, so as to obtain an optimum light condition. The output light from the C02 laser generally does not have a perfect Gaussian power distribution, but includes higher-order modes (distribution 5a in Figure 3).Furthermore, the laser output light,
Higher-order modes are also generated within the optical waveguide due to mutual positional deviation between the coupling lens 7, the optical waveguide 5, and the like.

しかし、この高次モードは、モードフィルタ部6aを通
過することにより吸収され、光導波路5内の電力分布は
ガウス型となる(第3図の分布5b)、また光導波路5
を曲げた場合、その内部の電力分布は曲げの外側に幾分
シフトする(第3図の分布5C)、更に、光導波路5の
内壁の表面に凹凸が存在した場合も高次モード発生の原
因となるが、これらは出射端側モードフィルタ部6bに
より吸収される。従って、光導波路5からの出射光の電
力分布は、中心に関して対称なガウス型の電力分布(第
3図の分布5d)となる。
However, this higher-order mode is absorbed by passing through the mode filter section 6a, and the power distribution within the optical waveguide 5 becomes Gaussian (distribution 5b in FIG. 3).
When the optical waveguide 5 is bent, the internal power distribution shifts somewhat to the outside of the bend (distribution 5C in Figure 3).Furthermore, the presence of irregularities on the inner wall surface of the optical waveguide 5 also causes higher-order modes to occur. However, these are absorbed by the mode filter section 6b on the output end side. Therefore, the power distribution of the light emitted from the optical waveguide 5 becomes a Gaussian power distribution (distribution 5d in FIG. 3) that is symmetrical about the center.

この結果、CO□レーザ固有の出力特性、光導波路の曲
げ方向等には殆ど影響されることなく常にガウス型の出
力が得られ、CO當レーザ光を使用した金属薄板、プラ
スチック、布等の切断に極めて有効な特長となる。
As a result, a Gaussian output is almost always obtained, almost unaffected by the unique output characteristics of the CO laser and the bending direction of the optical waveguide, making it possible to cut thin metal sheets, plastics, cloth, etc. using CO laser light. This is an extremely effective feature.

第4図は上記光導波路5の入力結合部の構造を示す、こ
の入力結合部の構造は、上記光導波路5の中空導波領域
1の内部を空冷、そして外表面を水冷すると共に、レー
ザ光を効率よく光導波路に入射させる構造となっている
FIG. 4 shows the structure of the input coupling part of the optical waveguide 5. The structure of this input coupling part is such that the inside of the hollow waveguide region 1 of the optical waveguide 5 is air-cooled, the outer surface is water-cooled, and the laser beam is The structure allows the light to enter the optical waveguide efficiently.

即ち、冷却水導入口10から流入した冷却水は、結合用
レンズ7を冷却し、入力部マウント8内を通過して光導
波路5の外表面を冷却しながら、出力端側へ流れる。ま
た、アシストガスと兼用の冷却ガスが光導波路5の中空
導波領域1に流され、光導波路5の内壁を冷却した後、
結合用レンズ7をら冷却し、冷却ガス流出口11を経て
流出する。
That is, the cooling water flowing in from the cooling water inlet 10 cools the coupling lens 7, passes through the input section mount 8, and flows toward the output end side while cooling the outer surface of the optical waveguide 5. Further, a cooling gas that also serves as an assist gas is flowed into the hollow waveguide region 1 of the optical waveguide 5, and after cooling the inner wall of the optical waveguide 5,
The coupling lens 7 is cooled, and the cooling gas flows out through the cooling gas outlet 11.

光導波#I5はホルダ9により入力部マウント8に固定
されている。結合用レンズ7の焦点距離は、光導波路5
の入射端におけるスポットサイズ直径が、光導波路開口
径の0.4〜0.6倍となるように選び、レンズ−光導
波路間の「[離は焦点距離とほぼ一致するものである。
The optical waveguide #I5 is fixed to the input section mount 8 by a holder 9. The focal length of the coupling lens 7 is the same as that of the optical waveguide 5.
The spot size diameter at the incident end is selected to be 0.4 to 0.6 times the optical waveguide aperture diameter, and the distance between the lens and the optical waveguide is approximately equal to the focal length.

第5図は上記光導波路5に接続される加工用ヘッドの構
造を示す。
FIG. 5 shows the structure of a processing head connected to the optical waveguide 5. As shown in FIG.

光導波路5の外表面を冷却した冷却水は、加工ヘッド1
2内を通過しレンズ13.14を冷却し、冷却水流出口
15から流出する。tたアシストガスはガス導入口16
より流入し、出力レーザ光と同軸の加工ヘッドノズル1
7から流出し、被加工物に達する。その一部は、分岐し
て光導波路5の中空領域1を空冷する目的に使用される
The cooling water that cooled the outer surface of the optical waveguide 5 is supplied to the processing head 1
The cooling water passes through the cooling water outlet 15, cools the lenses 13 and 14, and flows out from the cooling water outlet 15. For assist gas, use gas inlet port 16.
Processing head nozzle 1 coaxial with the output laser beam
7 and reaches the workpiece. A part of it is branched and used for the purpose of air cooling the hollow region 1 of the optical waveguide 5.

光導波路5からの出射光は、レンズ13.14により集
光して被加工物に照射されるが、本実施例では集光のス
ッポット径を小さくして材料の切断特性を向上させるた
め、光導波路から出射した拡散光を概平行光に交換する
レンズ13、及びその平行光を微小スポット径に集束し
て被加工物に照射するレンズ14を使用している。
The light emitted from the optical waveguide 5 is focused by lenses 13 and 14 and irradiated onto the workpiece. In this embodiment, the light guide A lens 13 that converts the diffused light emitted from the wave path into approximately parallel light, and a lens 14 that focuses the parallel light into a minute spot diameter and irradiates it onto the workpiece are used.

第6図は、結合用レンズと光導波路5の間にアイリス型
光導波路19を設置した入力結合部の構造を示している
FIG. 6 shows the structure of an input coupling section in which an iris-type optical waveguide 19 is installed between the coupling lens and the optical waveguide 5.

レーザ出力光に含まれる高次モード成分が原因で、光導
波路入力端が焼損するのを防ぐため、アイリス型光導波
路19を使用して不要高次モード成分を除去し、電力伝
送容量の増大を図ったものである。このアイリス型光導
波路19の開口18の直径2aは、光導波路5の入射端
からの距NZに応じて変化し、光導波路の内径2aoと
すると、a2 =a、2 (1+[λ2 /(πr2 
ao  ’  )  ]  )・・・・・・(1) 但し、λはレーザ光の波長 rは範囲は概0.4〜0.6 であり、開口18間の距離dは、開口のフレネル数N=
a2/λdの値が、1115以上になるように選んでい
る。
In order to prevent the input end of the optical waveguide from being burnt out due to higher-order mode components contained in the laser output light, an iris-type optical waveguide 19 is used to remove unnecessary higher-order mode components and increase the power transmission capacity. It was planned. The diameter 2a of the aperture 18 of this iris-type optical waveguide 19 changes depending on the distance NZ from the input end of the optical waveguide 5, and if the inner diameter of the optical waveguide 2ao is set, a2 = a, 2 (1 + [λ2 / (πr2
ao')])...(1) However, λ is the wavelength r of the laser light, and the range is approximately 0.4 to 0.6, and the distance d between the apertures 18 is the Fresnel number N of the apertures. =
The value of a2/λd is selected to be 1115 or more.

第7図は、やはりレーザ光に含まれる不要高次モード成
分を除去するために、結合用レンズ7と光導波路5の間
に光導波路5の内径に等しいか、又はやや小さい内径を
持つ金属中空光導波路20を設置したものである。
FIG. 7 shows a metal hollow space between the coupling lens 7 and the optical waveguide 5, which has an inner diameter equal to or slightly smaller than the inner diameter of the optical waveguide 5, in order to remove unnecessary higher-order mode components contained in the laser beam. An optical waveguide 20 is installed.

第8図は、光導波路人力°端の内径を徐々に変化させ、
いわゆるテーパ付光導波路21としたものである。レー
ザ出力光はテーパ部分で徐々に光導波路モードに変換さ
れる。従って、光導波路5内に励振される高次モードは
少なくなる。これに対応して、光導波路入力端近傍の発
熱も小さくなり、電力伝送容量の増大が図れることにな
る。
Figure 8 shows that the inner diameter of the optical waveguide end is gradually changed by hand.
This is a so-called tapered optical waveguide 21. The laser output light is gradually converted into an optical waveguide mode at the tapered portion. Therefore, the number of higher-order modes excited within the optical waveguide 5 is reduced. Correspondingly, the heat generation near the input end of the optical waveguide is also reduced, making it possible to increase the power transmission capacity.

[発明の効果] 本発明によれば、CO2レーザの出力を被加工物までフ
ルシキブルに導くことが可能になるため、従来の加工装
置の制mfll楕を極めて簡単なものにでき、且つ低価
格化も可能となる。特に出力レーザ光を微小に集束でき
ることによって、従来に比べ小電力での加工が可能とな
り、またW!II!lI加工等へ応用分野も拓けること
になる。
[Effects of the Invention] According to the present invention, it is possible to fully guide the output of the CO2 laser to the workpiece, which makes it possible to extremely simplify the control of conventional processing equipment, and to reduce the cost. is also possible. In particular, by being able to focus the output laser beam minutely, processing can be performed with less power than before, and W! II! Application fields such as II processing will also open up.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明による両端モードフィルタ付き誘電体内
装金属中空光導波路の一実施例を示す断面図、第2図は
その誘電体内装金属中空光導波路の基本製造プロセスを
示す図、第3図は第1図の両端モードフィルタ付き誘電
体内装金属中空光導波路の動作を示す図、第4図は空水
冷付き人力結合部の構造を示す図、第5図は空水冷付き
加工ヘッドの構造を示す図、第6図は励振用アイリス型
導波路を含む入力結合部の構造を示す図、第7図は励振
用金属中空導波路を含む入力結合部の構造を示す図、第
8図はテーパ付き導波路を使用した入力結合部を示す図
である。 図中、1は中空導波領域、2は誘電体薄膜、3は金属管
、4は母材となるアルミニウム管、5は両端モードフィ
ルタ付き誘電体内装金属中空光導波路、5a〜5dは導
波路内電力分布、6a、6bはモードフィルタ部を示す
。 a b 第 図 C b ;・耘p水 争 アシ又トカス 第 図
Fig. 1 is a sectional view showing an embodiment of a dielectric-incorporated metal hollow optical waveguide with a both-end mode filter according to the present invention, Fig. 2 is a diagram showing the basic manufacturing process of the dielectric-incorporated metal hollow optical waveguide, and Fig. 3 Figure 1 shows the operation of the dielectric interior metal hollow optical waveguide with a mode filter at both ends, Figure 4 shows the structure of the manual coupling part with air/water cooling, and Figure 5 shows the structure of the processing head with air/water cooling. 6 is a diagram showing the structure of the input coupling section including the iris type waveguide for excitation, FIG. 7 is a diagram showing the structure of the input coupling section including the hollow metal waveguide for excitation, and FIG. FIG. 3 is a diagram illustrating an input coupling section using a waveguide. In the figure, 1 is a hollow waveguide region, 2 is a dielectric thin film, 3 is a metal tube, 4 is an aluminum tube as a base material, 5 is a dielectric-incorporated metal hollow optical waveguide with mode filters at both ends, and 5a to 5d are waveguides. Inner power distribution, 6a and 6b indicate mode filter sections. a b Diagram C b

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、大電力の炭酸ガスレーザ光をレーザ光照射部まで導
くための可撓性中空光導波路、前記中空光導波路にレー
ザ光を結合させる入力結合部、前記中空光導波路出力を
集束してアシストガスと共に被加工物に照射する加工ヘ
ッドからなるレーザ光伝送装置において、前記中空光導
波路は誘電体薄膜を内表面にコーティングされた金属中
空光導波路であり、その出力側及び入力側の少なくとも
一方の端部付近に、少なくとも1箇所以上の誘電体薄膜
コーティングの無い部分を持つことを特徴とする加工機
用レーザ光伝送装置。 2、前記中空光導波路は、その内表面が空冷され外表面
が水冷されている光導波路である請求項1記載の加工機
用レーザ光伝送装置。 3、前記入力結合部は、結合用レンズと中空光導波路間
に、アイリス型、金属中空型又はテーパ付金属中空型の
いずれかの励振用光導波路を含むことを特徴とする請求
項1又は2記載の加工機用レーザ光伝送装置。 4、前記加工ヘッドは前記中空光導波路から出射した拡
散光を集束する1枚以上のレンズを含むことを特徴とす
る請求項1、2又は3記載の加工機用レーザ光伝送装置
[Claims] 1. A flexible hollow optical waveguide for guiding a high-power carbon dioxide laser beam to a laser beam irradiation section, an input coupling section for coupling the laser beam to the hollow optical waveguide, and an output of the hollow optical waveguide. In a laser beam transmission device consisting of a processing head that focuses and irradiates the workpiece together with an assist gas, the hollow optical waveguide is a metal hollow optical waveguide whose inner surface is coated with a dielectric thin film, and the output side and the input side thereof are 1. A laser beam transmission device for a processing machine, having at least one portion without a dielectric thin film coating near at least one end of the device. 2. The laser beam transmission device for a processing machine according to claim 1, wherein the hollow optical waveguide is an optical waveguide whose inner surface is air-cooled and whose outer surface is water-cooled. 3. Claim 1 or 2, wherein the input coupling section includes an iris type, metal hollow type, or tapered metal hollow type excitation optical waveguide between the coupling lens and the hollow optical waveguide. The laser beam transmission device for processing machines described above. 4. The laser beam transmission device for a processing machine according to claim 1, 2 or 3, wherein the processing head includes one or more lenses that focus the diffused light emitted from the hollow optical waveguide.
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