JPH03120427A - レーザ発振出力モニタリング方法 - Google Patents
レーザ発振出力モニタリング方法Info
- Publication number
- JPH03120427A JPH03120427A JP1257005A JP25700589A JPH03120427A JP H03120427 A JPH03120427 A JP H03120427A JP 1257005 A JP1257005 A JP 1257005A JP 25700589 A JP25700589 A JP 25700589A JP H03120427 A JPH03120427 A JP H03120427A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- laser
- reflected light
- laser beam
- photodiode
- light
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
- H01S3/0014—Monitoring arrangements not otherwise provided for
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- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
- Laser Beam Processing (AREA)
- Lasers (AREA)
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、レーザ加工機の発振出力について用いられる
モニタリング方法に関する。
モニタリング方法に関する。
〈従来の技術〉
従来のレーザ発振器には、発振出力のモニタリングの為
に、フォトダイオードによる検出系が装備されていた。
に、フォトダイオードによる検出系が装備されていた。
例えば、第５図に示すように、レーザ発振器ｌと対象物
７との間には、レーザ光線８の進行方向に対して傾斜し
て石英ガラス４が配設されており、石英ガラス４の側方
にはフォトダイオード５が設置されている。
７との間には、レーザ光線８の進行方向に対して傾斜し
て石英ガラス４が配設されており、石英ガラス４の側方
にはフォトダイオード５が設置されている。
この為、レーザ発振器ｌにより出射したレーザ光線８は
石英ガラス４により分岐し、その一部が反射してフォト
ダイオード５に導かれるようになっている。
石英ガラス４により分岐し、その一部が反射してフォト
ダイオード５に導かれるようになっている。
尚、レーザ発振器１には、部分透過ミラー２が装着され
、その前面には外部シャッター３が取りつけられている
。
、その前面には外部シャッター３が取りつけられている
。
〈発明が解決しようとする課題〉
しかしながら、レーザ加工による溶接中においては、対
象物７で反射したレーザ光線８がレーザ発振器ｌの部分
透過ミラー２で反射し、石英ガラス４で分岐しフォトダ
イオード５に再び入射するために正確な発振出力がモニ
タリングすることができなかった。つまり、反射光の影
響により、見掛は上発振出力が過大に検出されていたの
である。例えば、第６図に示すように反射光のない溶接
開始前に比べ、反射光のある溶接開始後では、実際には
発振出力は変化していないにもかかわらず、フォトダイ
オード５で検出される出力電圧は増大することとなって
いた。
象物７で反射したレーザ光線８がレーザ発振器ｌの部分
透過ミラー２で反射し、石英ガラス４で分岐しフォトダ
イオード５に再び入射するために正確な発振出力がモニ
タリングすることができなかった。つまり、反射光の影
響により、見掛は上発振出力が過大に検出されていたの
である。例えば、第６図に示すように反射光のない溶接
開始前に比べ、反射光のある溶接開始後では、実際には
発振出力は変化していないにもかかわらず、フォトダイ
オード５で検出される出力電圧は増大することとなって
いた。
本発明は、上記従来技術に鑑みてなされたものであり、
反射光の影響を排除して、レーザ加工機の発振出力を常
に正確に検出できるモニタリング方法を提供することを
目的とするものである。
反射光の影響を排除して、レーザ加工機の発振出力を常
に正確に検出できるモニタリング方法を提供することを
目的とするものである。
〈課題を解決するための手段〉
かかる目的を解決する本発明のレーザ発振出力モニタリ
ング方法の構成は部分透過ミラーを装着したレーザ発振
器と対象物との間に、レーザ光線の進行方向に対して斜
めに光分岐器を配置すると共に該光分岐器の両側にそれ
ぞれ光検出器を設置し、これらの光検出器の検出出力を
演算処理することにより、前記部分透過ミラーと前記対
象物との間での反射光の影響を取り除いたレーザ発振出
力だけを求めることを特徴とする。
ング方法の構成は部分透過ミラーを装着したレーザ発振
器と対象物との間に、レーザ光線の進行方向に対して斜
めに光分岐器を配置すると共に該光分岐器の両側にそれ
ぞれ光検出器を設置し、これらの光検出器の検出出力を
演算処理することにより、前記部分透過ミラーと前記対
象物との間での反射光の影響を取り除いたレーザ発振出
力だけを求めることを特徴とする。
く作用〉
レーザ発振器から・出射されたレーザ光線は光分岐器で
分岐されて一方の光検出器に導かれるとともに対象物に
導かれるが、更に対象物と部分透過ミラーとの間で反射
するために、光分岐器に・よって双方の光検出器に入射
することとなる。この為、他方の光検出器には、対象物
と部分透過ミラーとの間の反射光だけが検出されること
になる。そこで、一方の光検出器の検出検出から、この
ような反射光の成分が除去されるよう、他方の光検出器
の検出出力との間で演算処理を行えば、レーザ発振出力
が求められる。
分岐されて一方の光検出器に導かれるとともに対象物に
導かれるが、更に対象物と部分透過ミラーとの間で反射
するために、光分岐器に・よって双方の光検出器に入射
することとなる。この為、他方の光検出器には、対象物
と部分透過ミラーとの間の反射光だけが検出されること
になる。そこで、一方の光検出器の検出検出から、この
ような反射光の成分が除去されるよう、他方の光検出器
の検出出力との間で演算処理を行えば、レーザ発振出力
が求められる。
〈実施例〉
以下、本発明について図面に示す実施例に基づいて詳細
に説明する。
に説明する。
第１図に本発明の第１の実施例を示す。同図にしめすよ
うに、レーザ発振器ｌと対象物７との間には、レーザ光
線８の進行方向に対して約４５度に傾斜して石英ガラス
４が配設されており、石英ガラス４の両側にはフォトダ
イオード５．６が設置されている。石英ガラス４の両面
には反射防止膜がコーティングされ、その反射率Ｒ３は
０．Ｏｌとなっている。レーザ発振器ｌには、部分透過
ミラー２が装着され、その反射率Ｒ０は０．２５となっ
ている。外部シャッター３は、溶接時には使用されない
。
うに、レーザ発振器ｌと対象物７との間には、レーザ光
線８の進行方向に対して約４５度に傾斜して石英ガラス
４が配設されており、石英ガラス４の両側にはフォトダ
イオード５．６が設置されている。石英ガラス４の両面
には反射防止膜がコーティングされ、その反射率Ｒ３は
０．Ｏｌとなっている。レーザ発振器ｌには、部分透過
ミラー２が装着され、その反射率Ｒ０は０．２５となっ
ている。外部シャッター３は、溶接時には使用されない
。
従って、レーザ発振器ｌからレーザ光線８を出射すると
、このレーザ光線８は石英レンズ４で分岐し、更に部分
透過ミラー２と対象物７との間との間で反射し、石英ガ
ラス４で分岐し、フォトダイオード５．６に導かれるこ
とになる。
、このレーザ光線８は石英レンズ４で分岐し、更に部分
透過ミラー２と対象物７との間との間で反射し、石英ガ
ラス４で分岐し、フォトダイオード５．６に導かれるこ
とになる。
ここで、第３図に示すようにレーザ発振器１の部分透過
ミラー２から出射されるレーザ光線８−１の発振光強度
を！。とすれば、レーザ光線８−１の石英ガラス４での
反射光８−２の光強度はＲ，１，、その透過光８−３の
光強度は（１−Ｒ１）１０となる。この反射光８−２は
フォトダイオード５に導かれる。
ミラー２から出射されるレーザ光線８−１の発振光強度
を！。とすれば、レーザ光線８−１の石英ガラス４での
反射光８−２の光強度はＲ，１，、その透過光８−３の
光強度は（１−Ｒ１）１０となる。この反射光８−２は
フォトダイオード５に導かれる。
一方、透過光８−３は対象物７に照射され、対象物７の
反射率をｒとすれば、その反射光８−４の光強度はｒ（
１−Ｒ＋）Ｉ。となる。この反射光８−４の石英ガラス
４での反射光８−５の光強度はＲ，ｒ（１−Ｒ＋）Ｉｏ
その透過光８−６の光強度はｒ（１−Ｒ１）”Ｉ。
反射率をｒとすれば、その反射光８−４の光強度はｒ（
１−Ｒ＋）Ｉ。となる。この反射光８−４の石英ガラス
４での反射光８−５の光強度はＲ，ｒ（１−Ｒ＋）Ｉｏ
その透過光８−６の光強度はｒ（１−Ｒ１）”Ｉ。
となる。この反射光８−５はフォトダイオード６に導か
れる。一方、透過光８−６は部分透過ミラー２に戻り、
そこでの反射光８−７の光強度はＲｏｒ（１−Ｒ＋）”
Ｉｏとなる。この反射光８−７の石英ガラス４での反射
光８−８の光強度はＲ＋Ｒｏｒ（１−Ｒ＋）”夏０、そ
の透過光８−９の光強度はＲｏｒ（１−Ｒ＋）”Ｉ。
れる。一方、透過光８−６は部分透過ミラー２に戻り、
そこでの反射光８−７の光強度はＲｏｒ（１−Ｒ＋）”
Ｉｏとなる。この反射光８−７の石英ガラス４での反射
光８−８の光強度はＲ＋Ｒｏｒ（１−Ｒ＋）”夏０、そ
の透過光８−９の光強度はＲｏｒ（１−Ｒ＋）”Ｉ。
となる。この反射光８−８はフォトダイオード５に導か
れる。一方、透過光８−９は対象物７に照射され、対象
物７での反射光８−１Ｏの光強度はＲｏｒ”（１−Ｒ＋
）”Ｉｏ となる。この反射光８−１Ｏの石英ガラス４
での反射光８−１１の光強度はＲ＋Ｒｏｒ”（１−Ｒ＋
）’Ｉｏ その透過光８−１２の光強度はＲ＠ｒ”（
１−Ｒ１）’Ｉｏ となる。この反射光８−１１はフォ
トダイオード６に導かれる。一方、透過光８−１２は部
分透過ミラー２に戻り、そこでの反射光８−１３の光強
度はＲｏ”ｒ”（１−Ｒ＋）’Ｉｓとなる。
れる。一方、透過光８−９は対象物７に照射され、対象
物７での反射光８−１Ｏの光強度はＲｏｒ”（１−Ｒ＋
）”Ｉｏ となる。この反射光８−１Ｏの石英ガラス４
での反射光８−１１の光強度はＲ＋Ｒｏｒ”（１−Ｒ＋
）’Ｉｏ その透過光８−１２の光強度はＲ＠ｒ”（
１−Ｒ１）’Ｉｏ となる。この反射光８−１１はフォ
トダイオード６に導かれる。一方、透過光８−１２は部
分透過ミラー２に戻り、そこでの反射光８−１３の光強
度はＲｏ”ｒ”（１−Ｒ＋）’Ｉｓとなる。
この反射光８−１３の石英ガラス４での反射光８−１４
の光強度はＲＩＲＯ”ｒ’（１−Ｒ１）’ＩＯとなる。
の光強度はＲＩＲＯ”ｒ’（１−Ｒ１）’ＩＯとなる。
これ以降の反射光についても、同様に繰り返されること
になる。
になる。
この結果、フォトダイオード５で検出されるモニタリン
グ光強度Ｍ、フォトダイオード６で検出される反射光強
度Ｒは、多数回反射を省略すると、以下のように表せる
。
グ光強度Ｍ、フォトダイオード６で検出される反射光強
度Ｒは、多数回反射を省略すると、以下のように表せる
。
Ｍ＝Ｒ＋Ｉａ ＋ｒＲ＋Ｒｏ（１−Ｒ＋）Ｉｏ＋ ｒ”
Ｒ＋Ｒｏ”（１−Ｒ＋）’Ｔ。
Ｒ＋Ｒｏ”（１−Ｒ＋）’Ｔ。
−−−−−−４１）
Ｒ”ｒＲ＋ （１−Ｒ＋）Ｉａ ＋ｒ”Ｒ＋ ”Ｒ１１
（１−Ｒ１）’１０ −−−−−−（２）（１） ＜
２）式から次のような式が導かれる。
（１−Ｒ１）’１０ −−−−−−（２）（１） ＜
２）式から次のような式が導かれる。
Ｍ−ＲｏＲ＝Ｒ＋ １．、−ｒＲＩ ” （１−Ｒ＋）
Ｉｏ−ｒ”Ｒｌ ”（ＩＲ＋ ） ” Ｉａ −−−
（３１（３）式において、Ｒ，＝０．０１． Ｒ６＝０
．２５ｒ＜１であるから、右辺第２．３項は右辺第１項
に比べて十分に小さく、無視しうる。従って、対象物７
の反射率ｒの値にかかわらず、下式が導かれる。
Ｉｏ−ｒ”Ｒｌ ”（ＩＲ＋ ） ” Ｉａ −−−
（３１（３）式において、Ｒ，＝０．０１． Ｒ６＝０
．２５ｒ＜１であるから、右辺第２．３項は右辺第１項
に比べて十分に小さく、無視しうる。従って、対象物７
の反射率ｒの値にかかわらず、下式が導かれる。
Ｍ−ＲＪ＃Ｒ＋ｌｅ −−−−
−−−（４）つまり、フォトダイオード６で検出される
反射光強度Ｒに部分透過ミラー２の反射率Ｒ０を乗じて
、フォトダイオード５で検出されるモニタリング光強度
Ｍから減することにより、反射光の影響を取り除いたレ
ーザ光線の光強度が求められることになる。
−−−（４）つまり、フォトダイオード６で検出される
反射光強度Ｒに部分透過ミラー２の反射率Ｒ０を乗じて
、フォトダイオード５で検出されるモニタリング光強度
Ｍから減することにより、反射光の影響を取り除いたレ
ーザ光線の光強度が求められることになる。
次に、本発明のモニタリング方法について行った試験方
法について説明する。
法について説明する。
先ず、第２１ｆｆｌ（ａ）に示すようにランプ光１２等
の外乱光の影響を調べるため、レーザ発振していないと
きにモニタリングを行い、次に同図（ｂ）に示すように
反射光のない状態を模擬するため、レーザ光８Ｂを全反
射ミラー１０で屈折させて黒体（パワーメータ）１１に
照射してモニタリングをおこなった。更に、第２［ｇ（
Ｃ１に示すように、対象物として入射光学系１３を介し
て光ファイバ９にレーザ光線８を入射した場合について
、モニタリングした。この場合には、光ファイバ９の端
面からの反射光だけでなく、入射光学系１３のレンズ面
からの反射光も考えられる。モニタリングは平均出力５
００ｗ、８５０ｗ、１２００ｗの３レベルについておこ
なった。
の外乱光の影響を調べるため、レーザ発振していないと
きにモニタリングを行い、次に同図（ｂ）に示すように
反射光のない状態を模擬するため、レーザ光８Ｂを全反
射ミラー１０で屈折させて黒体（パワーメータ）１１に
照射してモニタリングをおこなった。更に、第２［ｇ（
Ｃ１に示すように、対象物として入射光学系１３を介し
て光ファイバ９にレーザ光線８を入射した場合について
、モニタリングした。この場合には、光ファイバ９の端
面からの反射光だけでなく、入射光学系１３のレンズ面
からの反射光も考えられる。モニタリングは平均出力５
００ｗ、８５０ｗ、１２００ｗの３レベルについておこ
なった。
この結果を第４図に示す。同図において出力電圧はフォ
トダイオード６で検出される反′射光強度Ｒに部分透過
ミラー２の反射率Ｒ０を乗じて、フォトダイオード５で
検出されるモニタリング光強度Ｍから減じたものである
。この値は黒体１１にレーザ光線を照射し、反射光の無
視しうるレーザ発振出力と等しくなる。
トダイオード６で検出される反′射光強度Ｒに部分透過
ミラー２の反射率Ｒ０を乗じて、フォトダイオード５で
検出されるモニタリング光強度Ｍから減じたものである
。この値は黒体１１にレーザ光線を照射し、反射光の無
視しうるレーザ発振出力と等しくなる。
〈発明の効果〉
以上、実施例に基づいて具体的に説明したように、本発
明は反射光の影響を取り除くために、光検出器を追加し
たので、対象物の反射率が変化した場合であっても、常
に正確にレーザ発振出力のモニタリングが可能になった
。
明は反射光の影響を取り除くために、光検出器を追加し
たので、対象物の反射率が変化した場合であっても、常
に正確にレーザ発振出力のモニタリングが可能になった
。
第１図は本発明の一実施例にかかるモニタリング方法の
説明図、第２図（ａ） （ｂ） （Ｃ）はそれぞれ試験
方法についての説明図、第３図は透過光及び反射光につ
いての説明図、第４図は実施例の出力電圧を示すグラフ
、第５図は従来のモニタリング方法を示す説明図、第６
図は従来の出力電圧を示すグラフである。 図面中、１はレーザ発振器、 ２は部分透過ミラー ３は外部シャッター ４は石英ガラス、 ５．６はフォトダイオード、 ７は対象物、 ８はレーザ光線、 ９はファイバー ｌＯは全反射ミラー １１は黒体、 １２はランプ光である。
説明図、第２図（ａ） （ｂ） （Ｃ）はそれぞれ試験
方法についての説明図、第３図は透過光及び反射光につ
いての説明図、第４図は実施例の出力電圧を示すグラフ
、第５図は従来のモニタリング方法を示す説明図、第６
図は従来の出力電圧を示すグラフである。 図面中、１はレーザ発振器、 ２は部分透過ミラー ３は外部シャッター ４は石英ガラス、 ５．６はフォトダイオード、 ７は対象物、 ８はレーザ光線、 ９はファイバー ｌＯは全反射ミラー １１は黒体、 １２はランプ光である。
Claims (1)
- 部分透過ミラーを装着したレーザ発振器と対象物との間
に、レーザ光線の進行方向に対して斜めに光分岐器を配
置すると共に該光分岐器の両側にそれぞれ光検出器を設
置し、これらの光検出器の検出出力を演算処理すること
により、前記部分透過ミラーと前記対象物との間での反
射光の影響を取り除いたレーザ発振出力だけを求めるこ
とを特徴とするレーザ発振出力モニタリング方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1257005A JPH03120427A (ja) | 1989-10-03 | 1989-10-03 | レーザ発振出力モニタリング方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1257005A JPH03120427A (ja) | 1989-10-03 | 1989-10-03 | レーザ発振出力モニタリング方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03120427A true JPH03120427A (ja) | 1991-05-22 |
Family
ID=17300401
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1257005A Pending JPH03120427A (ja) | 1989-10-03 | 1989-10-03 | レーザ発振出力モニタリング方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03120427A (ja) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0246987A (ja) * | 1988-08-05 | 1990-02-16 | Nec Corp | レーザ光エネルギー管理方法 |
-
1989
- 1989-10-03 JP JP1257005A patent/JPH03120427A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0246987A (ja) * | 1988-08-05 | 1990-02-16 | Nec Corp | レーザ光エネルギー管理方法 |
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