JPH0363478B2 - - Google Patents

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JPH0363478B2
JPH0363478B2 JP60279822A JP27982285A JPH0363478B2 JP H0363478 B2 JPH0363478 B2 JP H0363478B2 JP 60279822 A JP60279822 A JP 60279822A JP 27982285 A JP27982285 A JP 27982285A JP H0363478 B2 JPH0363478 B2 JP H0363478B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、レーザ加工装置のレーザ切断加工
におけるレーザ光の偏光に関するものである。
〔従来の技術〕
第５図は従来のレーザ加工装置を示す構成図で
あり、図において、１はレーザ発振器で、部分透
過鏡２、全反射鏡３と図示しないレーザ媒質及び
励起手段を有し、ブリユースターウインドウ４等
の偏光素子により直線偏光のレーザ光５を出力す
る。６はフエイズリターデーシヨンミラー（以後
リターダと略す）であり、1/4波長板の作用をし、
直線偏光のレーザ光５を円偏光のレーザ光７に変
換する。
ここで、上記リターダ６が−90゜の位相差を持
つ波長板として作用すれば、円偏光のレーザ光７
は左回りの円偏光となり、−270゜または＋90゜の位
相差であれば、右回りの円偏光となる。
そして、円偏光のレーザ光７をレンズ８により
集光して、このレンズ８の焦点位置近傍に被加工
物９を置き、レンズ８と被加工物９とをNC装置
等（図示せず）の制御により相対的に移動するこ
とで、任意の形状の切断加工が高精度に行なえる
のである。
〔発明が解決しようとする問題点〕
しかしながら発明者は、鉄やステンレス等の金
属からなる被加工物９を切断加工する場合、レー
ザ光が完全な円偏光のレーザ光であつても切断ス
リツトに傾きが生じ、その傾き方向は左回りと右
回りの円偏光とではスリツトの傾きが逆になるこ
とを見い出したのである。即ち、その傾きの方向
は、左回りの円偏光の場合では第６図ａに示すよ
うに、矢印を切断方向とすると切断スリツト１１
は左側に傾き、右回りの円偏光の場合では第６図
ｂに示すように、切断スリツト１１は右側に傾く
ことになる。また、第７図ａ〜ｄは左回りの円偏
光のレーザ光を用いて切断した場合の被加工物９
の形状を示したものであるが、矢印の方向に切断
すると被加工物９の切断面１３には、図に示すよ
うな傾きが生ずることが判る。この傾きは、0.3
〜0.4度であり、例えば被加工物９の板厚が２mm
で鉄板の場合、被加工物９の表面側と裏面側とで
は20〜30μｍのずれが生ずることになるのであ
る。一般に、NC装置の精度は１〜5μｍ程度であ
るため、上記切断面１３の傾きによつて加工精度
が低下することになる。したがつて、円偏光のレ
ーザ光７が完全な円偏光であつても被加工物９の
切断面１３には傾きが生じ、加工精度が劣る等の
問題点があつた。
この発明は上記のような問題点を解消するため
になされたもので、被加工物の切断面を垂直に切
断することができるレーザ加工装置を得ることを
目的とする。
〔問題点を解決するための手段〕
この発明に係るレーザ加工装置は、周波数の異
つた左回りと右回りの円偏光のレーザ光を同一ビ
ームに合成し、レンズにより集光して切断加工を
行うものである。
〔作用〕
この発明においては、周波数の異なる左回りと
右回り円偏光レーザ光を同一ビームに合成するこ
とにより、ビーム同志が干渉し周波数の差で左回
りと右回りの円偏光が交互に被加工物に作用し、
切断スリツトが垂直となる。
〔発明の実施例〕
以下、この発明の一実施例を図について説明す
る。第１図において、１〜９は従来のものと同様
である。１４は第２の発振器で部分透過鏡２と全
反射鏡３とにより構成される共振器間隔を第１の
発振器１に対して変化させ、異る周波数の直線偏
光のレーザ光１５を出力する。そして、リターダ
１６は＋90゜または−270゜の位相差を持つ波長板
として作用し、直線偏光のレーザ光１５を右回り
円偏光のレーザ光１７に変換する。また、ビーム
スプリツタ１８は、第１の発振器１から出力され
た左回り円偏光のレーザ光７と、第２の発振器１
４から出力された右回り円偏光のレーザ光１７と
を同一ビームに合成する。この合成されたビーム
１９はレンズ８により集光され、被加工物９を焦
点位置近傍で切断加工する。
なお、ビームスプリツタ１８による、左回り円
偏光のレーザ光７の反射光と、右回り円偏光１７
の透過光との合成ビーム２０は、加工に不要であ
るためダンパ２１により吸収される。
次にレーザ光の円偏光とベクトルの関係につい
て説明する。
第２図ａは右回り円偏光を示し、このときのベ
クトル２２は第２図ｂの矢印で示すように右回り
に周波数fRで回つている。第２図ｃは左回り円偏
光を示し、ベクトル２３は第２図ｄの矢印のよう
に左回りに周波数fLで回つている。そして第２図
ｅは、第２図ａによる右回り円偏光と第２図ｃに
よる左回り円偏光を合成した状態を示したもの
で、第２図ｆの矢印で示すように左回りと右回り
のベクトル２４，２５がそれぞれ周波数fL、およ
び周波数fRで回つていると考えられる。また、第
２図ｇは第２図ｆにおけるベクトル２４，２５が
回る時の合成ベクトル２６を示したもので、合成
ベクトル２６は周波数fLとfRが等しければ、第２
図ｆによるベクトル２４とベクトル２５の和の強
度を持つ直線偏光として作用する。しかし、周波
数fLとfRが異る周波数である場合、例えば周波数
fLがfRより周波数ｆだけ高ければ、合成ベクトル
２６は左回りとなり、周波数fLとfRの差の周波数
ｆで回転することとなる。
ここで、例えばCO2（炭酸ガス）レーザの周波
数は28×1012Hzであるので、部分透過鏡２と全反
射鏡３で形成される共振器間隔２ｍのレーザ発振
器の共振器間隔をλ／10、すなわち1μｍ変化さ
せると周波数変化は60×106Hz程度になることに
なる。また、CO2レーザは9.6μｍの波長で発振を
することも可能であるので、通常使用される
10.6μｍの波長に対して周波数の差は3.0×1012Hz
程度となる。
このような発振周波数の異なるレーザ発振器
を、第１の発振器１および第２の発振器１４とし
て第１図のように構成して使用すれば、合成され
たビーム１９は直線偏光であるが、円偏光レーザ
光の回る速度より遅く偏光の方向が回転するビー
ムとなる。
被加工物９の切断スリツトが傾く要因として、
円偏光の回る方向と周波数および進む速度（光
速）によつて決る被加工物へ作用する方向が、被
加工物９の反射率の角度により違うことが考えら
れる。従つて、左回り又は右回りの円偏光によつ
て切断スリツトの傾きは逆となるが上記合成ビー
ム１９により加工すれば、合成ビーム１９の回転
速度は周波数の差ｆであり、合成前のビームの周
波数に対して非常に遅い回転であるため、これは
無視できる値となる。
なお、上記共振器間隔を変えた場合は2.1×
10-22倍、9.6μｍの波長を利用した場合0.1倍とな
り、切断スリツトの傾きに対する作用は非常に少
なくなる。
また、合成ビーム１９の回転速度は切断現象か
ら比べると非常に速く、被加工物１９に対しては
均一に作用すると見なせ、この合成ビーム１９が
直線偏光のために切断スリツトが傾くことは無
い。
以上によつて切断加工を行つた場合の切断スリ
ツトは、第３図に示すように垂直となる。したが
つて、第４図ａ，ｂに示すような形状に切断加工
するときもその切断面１３は垂直なものが得られ
ることになるのである。
〔発明の効果〕
以上のようにこの発明によれば、左回りと右回
りの円偏光レーザ光を同一ビームに合成するよう
に構成したので、レーザ切断加工においては切断
スリツトが垂直に加工できるため、加工精度の高
いレーザ加工装置が得られる効果がある。
【図面の簡単な説明】
第１図はこの発明の一実施例によるレーザ加工
装置を示す構成図、第２図はレーザ光の円偏光と
ベクトルの関係を説明する図、第３図はレーザ加
工による切断スリツトの説明図、第４図は加工形
状による切断面を説明する図、第５図は従来のレ
ーザ加工装置を示す構成図、第６図はレーザ加工
による切断スリツトの説明図、第７図は加工形状
による切断面を説明する図である。図において、
１は第１の発振器、４はブリユースタウインド、
６，１６はリターダ、７は左回り円偏光、８はレ
ンズ、９は被加工物、１４は第２の発振器、１７
は右回り円偏光、１８はビームスプリツタ、１９
は合成ビームである。なお、図中、同一符号は同
一部分を示す。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. １ レーザ光により被加工物の切断加工を行うレ
    ーザ加工装置において、周波数の異なる左回りの
    円偏光と右回りの円偏光のレーザ光を同一ビーム
    に合成したことを特徴とするレーザ加工装置。
JP60279822A 1985-12-12 1985-12-12 レ−ザ加工装置 Granted JPS62142095A (ja)

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US06/941,138 US4707584A (en) 1985-12-12 1986-12-12 Dual-polarization, dual-frequency cutting machine

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JPS62142095A JPS62142095A (ja) 1987-06-25
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