JPH05340806A - レーザ光モニター方法 - Google Patents
レーザ光モニター方法Info
- Publication number
- JPH05340806A JPH05340806A JP14911992A JP14911992A JPH05340806A JP H05340806 A JPH05340806 A JP H05340806A JP 14911992 A JP14911992 A JP 14911992A JP 14911992 A JP14911992 A JP 14911992A JP H05340806 A JPH05340806 A JP H05340806A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- laser light
- power density
- density distribution
- laser
- detector
- 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
Links
Landscapes
- Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【構成】 本発明は、レーザ光のパワー密度分布を測定
し、分布の変動をモニターし、レーザ加工性能が変化す
ることを検知するレーザ光モニター方法において、レー
ザ光のパワー密度分布のすそ野の部分にあたるパワー密
度の低い部分を測定することを特徴とする。 【効果】 本発明によれば、レーザ光を横切るワイヤ状
の突起や、ディテクタを損傷することなく、レーザ光パ
ワー密度分布のすそ野に当たる部分を、精度良く測定す
ることが可能となる。このため、被加工材に照射するレ
ーザ光の、レーザ加工に必要なしきい値レベルに値する
パワー密度の測定が可能となり、レーザ光の変動に起因
するレーザ加工の不具合を、この方法を用いることによ
り、より精度良く検知することが可能となる。
し、分布の変動をモニターし、レーザ加工性能が変化す
ることを検知するレーザ光モニター方法において、レー
ザ光のパワー密度分布のすそ野の部分にあたるパワー密
度の低い部分を測定することを特徴とする。 【効果】 本発明によれば、レーザ光を横切るワイヤ状
の突起や、ディテクタを損傷することなく、レーザ光パ
ワー密度分布のすそ野に当たる部分を、精度良く測定す
ることが可能となる。このため、被加工材に照射するレ
ーザ光の、レーザ加工に必要なしきい値レベルに値する
パワー密度の測定が可能となり、レーザ光の変動に起因
するレーザ加工の不具合を、この方法を用いることによ
り、より精度良く検知することが可能となる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、金属材料、非金属材料
の切断や溶接等に使用されるレーザ光のモニターリング
するレーザ光モニター方法に関する。
の切断や溶接等に使用されるレーザ光のモニターリング
するレーザ光モニター方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】レーザ光、例えばＣＯ2 レーザ光は、高
エネルギ密度の熱源として、材料の切断、溶接、熱処理
に利用されている。レーザ光のパワー密度分布は、一般
に、ガウシアン分布と呼ばれる理想的な分布を元に、い
ろいろな形態の分布（低次モード、マルチモード等）
が、個々の発振器により決まっている。しかし、発振器
を長時間使用した場合、使用部品の経時変化に伴う劣化
等の外的要因により、初期のパワー密度分布を維持する
ことができなくなる場合がある。このようなケースにお
いては、レーザ光としての加工能力に変動を生じ、必要
とする加工性能が得られなくなるため、レーザ光のパワ
ー密度分布をモニターする事が行われている。
エネルギ密度の熱源として、材料の切断、溶接、熱処理
に利用されている。レーザ光のパワー密度分布は、一般
に、ガウシアン分布と呼ばれる理想的な分布を元に、い
ろいろな形態の分布（低次モード、マルチモード等）
が、個々の発振器により決まっている。しかし、発振器
を長時間使用した場合、使用部品の経時変化に伴う劣化
等の外的要因により、初期のパワー密度分布を維持する
ことができなくなる場合がある。このようなケースにお
いては、レーザ光としての加工能力に変動を生じ、必要
とする加工性能が得られなくなるため、レーザ光のパワ
ー密度分布をモニターする事が行われている。
【０００３】レーザ光のオンラインでのモニター方法と
しては、ワイヤ回転法がある。この方法を用いると、パ
ワー密度分布を測定することが可能である。ここでは、
代表例として、G.C.Lim とW.M.Steen らによって紹介さ
れたワイヤ回転法について示す。
しては、ワイヤ回転法がある。この方法を用いると、パ
ワー密度分布を測定することが可能である。ここでは、
代表例として、G.C.Lim とW.M.Steen らによって紹介さ
れたワイヤ回転法について示す。
【０００４】図２は、彼らによって、"Measurement of
the temporal and spatial power distribution of a h
igh-power CO2 laser beam",OPTICS AND LASER TECHNOL
OGYJUNE 1982 で紹介された方法である。
the temporal and spatial power distribution of a h
igh-power CO2 laser beam",OPTICS AND LASER TECHNOL
OGYJUNE 1982 で紹介された方法である。
【０００５】その方法は、モータ１によって回転するワ
イヤ２がレーザ光３を横切ることによって生じるレーザ
光の反射光４を、ディテクタ５によってうけ、ゲインを
増幅器６で増幅することにより、図３に示したようなレ
ーザ光のパワー密度分布が得られる。
イヤ２がレーザ光３を横切ることによって生じるレーザ
光の反射光４を、ディテクタ５によってうけ、ゲインを
増幅器６で増幅することにより、図３に示したようなレ
ーザ光のパワー密度分布が得られる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】このような方法によっ
て得られたパワー密度分布７によれば、レーザ光のピー
クパワー８やレーザ光の全体強度の１／ｅ2 の径９など
を得ることができ、レーザ光を定義することが可能であ
る。しかし、レーザ加工を行う場合、レーザ加工に必要
な最低のパワーすなわちしきい値が重要になってくる。
例えば、レーザ切断を行うとき、材料の切断が可能なパ
ワー密度以下のレーザ光を照射しても、材料は暖まるだ
けで、切断することはできない。通常、レーザ光は集光
レンズによって集光し、パワー密度を高くして材料に照
射するため、切断しきい値より高いパワー密度分布とな
り、パワー密度分布のすそ野に当たる部分のパワー密度
がしきい値になる。したがって、パワー密度分布のすそ
野の部分の測定精度を上げなければ、レーザ光のモニタ
ーリングに適した方法とはいえなくなる。
て得られたパワー密度分布７によれば、レーザ光のピー
クパワー８やレーザ光の全体強度の１／ｅ2 の径９など
を得ることができ、レーザ光を定義することが可能であ
る。しかし、レーザ加工を行う場合、レーザ加工に必要
な最低のパワーすなわちしきい値が重要になってくる。
例えば、レーザ切断を行うとき、材料の切断が可能なパ
ワー密度以下のレーザ光を照射しても、材料は暖まるだ
けで、切断することはできない。通常、レーザ光は集光
レンズによって集光し、パワー密度を高くして材料に照
射するため、切断しきい値より高いパワー密度分布とな
り、パワー密度分布のすそ野に当たる部分のパワー密度
がしきい値になる。したがって、パワー密度分布のすそ
野の部分の測定精度を上げなければ、レーザ光のモニタ
ーリングに適した方法とはいえなくなる。
【０００７】ところで、上記従来例で示した方法により
パワー密度分布を測定すると、パワー密度分布の全体像
を把握することは可能である。しかし、ゲインの低いす
そ野のゲインレベルを上げるため、ワイヤ掃引速度を下
げることなどにより、ディテクタへのレーザ光入射レベ
ルをあげると、ディテクタが損傷したり、ワイヤが損傷
するケースも生じる。また、レーザ光の入射レベルを限
定し増幅器の増幅倍率を拡大することで、すそ野の測定
ゲインを上げる方法もあるが、この場合、ディテクタへ
の入射レベルが低いため、測定上のノイズとの分離が困
難となる。
パワー密度分布を測定すると、パワー密度分布の全体像
を把握することは可能である。しかし、ゲインの低いす
そ野のゲインレベルを上げるため、ワイヤ掃引速度を下
げることなどにより、ディテクタへのレーザ光入射レベ
ルをあげると、ディテクタが損傷したり、ワイヤが損傷
するケースも生じる。また、レーザ光の入射レベルを限
定し増幅器の増幅倍率を拡大することで、すそ野の測定
ゲインを上げる方法もあるが、この場合、ディテクタへ
の入射レベルが低いため、測定上のノイズとの分離が困
難となる。
【０００８】結局従来からの方法によれば、パワー密度
分布の全体像を把握することは可能であるが、切断しき
い値にあたるパワー密度分布のすそ野の部分の測定は困
難であり、加工の良否を判定し、異常を検知することを
目的としたレーザ光のモニターリングには使用できな
い。
分布の全体像を把握することは可能であるが、切断しき
い値にあたるパワー密度分布のすそ野の部分の測定は困
難であり、加工の良否を判定し、異常を検知することを
目的としたレーザ光のモニターリングには使用できな
い。
【０００９】そこで本発明は、上記問題点に鑑みてなさ
れたものであり、その目的は、レーザ光パワー密度分布
におけるゲインの高い部分によるディテクタ等の損傷を
防止し、パワー密度分布のすそ野に当たるゲインの低い
部分の測定精度を向上させ、レーザ切断などの加工にお
けるしきい値に当たる部分のレーザ光のモニターリング
を可能とするレーザ光モニター方法を提供することにあ
る。
れたものであり、その目的は、レーザ光パワー密度分布
におけるゲインの高い部分によるディテクタ等の損傷を
防止し、パワー密度分布のすそ野に当たるゲインの低い
部分の測定精度を向上させ、レーザ切断などの加工にお
けるしきい値に当たる部分のレーザ光のモニターリング
を可能とするレーザ光モニター方法を提供することにあ
る。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明のレーザ光モニタ
ー方法は、上記目的を達成するために、レーザ光をレー
ザ光パワー密度分布のすそ野に当たる部分に限定して採
取することに特徴を有している。
ー方法は、上記目的を達成するために、レーザ光をレー
ザ光パワー密度分布のすそ野に当たる部分に限定して採
取することに特徴を有している。
【００１１】
【作用】本発明のレーザ光モニター方法においては、パ
ワー密度の高いレーザ光を採取することなく、パワー密
度分布の低い部分だけをディテクタに取り込むことが可
能である。したがって、取り込むレーザ光のレベルを大
きくする事ができ、従来ではゲインの低い測定しかでき
なかった部分の測定からゲインの高い測定が可能で、測
定ノイズとの分離も容易になり、測定値の精度が向上す
る。一方、ディテクタへ入射するレーザ光のパワー密度
が低いため、レーザ光によるディテクタの損傷がなくな
る。
ワー密度の高いレーザ光を採取することなく、パワー密
度分布の低い部分だけをディテクタに取り込むことが可
能である。したがって、取り込むレーザ光のレベルを大
きくする事ができ、従来ではゲインの低い測定しかでき
なかった部分の測定からゲインの高い測定が可能で、測
定ノイズとの分離も容易になり、測定値の精度が向上す
る。一方、ディテクタへ入射するレーザ光のパワー密度
が低いため、レーザ光によるディテクタの損傷がなくな
る。
【００１２】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて、
詳細に説明する。
詳細に説明する。
【００１３】図１に示すように、本実施例が適用される
レーザ光モニター装置は、モータ１によって、対向する
２つのリング10を同時に回転させ、リングの外周部分11
より、ワイヤ状の突起12が対向するように配置され、突
起12の間が、一定の間隔13に固定される構成である。こ
の時ワイヤ状の突起12は、同一直線状に配置する。モニ
ターするレーザ光３は、２つのリング間にリングの面に
平行に入射し、回転する突起12によってレーザ光３の一
部分を横切る。レーザ光３を横切る幅は、リング10の間
隔を調整する事で、容易に設定できる構成とする。それ
ぞれの突起12によって生じるレーザ光の反射光14を、そ
れぞれのディテクタ５によって受け、ゲインを増幅器６
で増幅することにより、レーザ光の外周部分のパワー密
度分布を得ることができる。このとき突起12はレーザ光
３の外周部を横切るだけとし、レーザ光中心部は突起12
には照射することなく、通過することに特徴がある。
レーザ光モニター装置は、モータ１によって、対向する
２つのリング10を同時に回転させ、リングの外周部分11
より、ワイヤ状の突起12が対向するように配置され、突
起12の間が、一定の間隔13に固定される構成である。こ
の時ワイヤ状の突起12は、同一直線状に配置する。モニ
ターするレーザ光３は、２つのリング間にリングの面に
平行に入射し、回転する突起12によってレーザ光３の一
部分を横切る。レーザ光３を横切る幅は、リング10の間
隔を調整する事で、容易に設定できる構成とする。それ
ぞれの突起12によって生じるレーザ光の反射光14を、そ
れぞれのディテクタ５によって受け、ゲインを増幅器６
で増幅することにより、レーザ光の外周部分のパワー密
度分布を得ることができる。このとき突起12はレーザ光
３の外周部を横切るだけとし、レーザ光中心部は突起12
には照射することなく、通過することに特徴がある。
【００１４】そして、突起に照射するレーザ光は、レー
ザ光中心部のパワー密度の高い部分を除いたパワー密度
の低い部分だけになる。このため、突起の回転速度が遅
くても、突起に損傷をおよぼすことなくレーザ光を反射
し、また、たとえ回転速度が遅くなり、レーザ光外周部
分のディテクタへの入射レベルが上がったとしても、レ
ーザ光全体が入射した場合に比較して少なく、レーザ光
によるディテクタの損傷はなくなり、レーザ光パワー密
度分布におけるすそ野の部分の測定ゲインを、高くする
ことが可能となる。従来増幅器により増幅することで、
測定ノイズも含めて増幅していた測定を行うことなく、
ディテクタでの測定感度を向上することができる。
ザ光中心部のパワー密度の高い部分を除いたパワー密度
の低い部分だけになる。このため、突起の回転速度が遅
くても、突起に損傷をおよぼすことなくレーザ光を反射
し、また、たとえ回転速度が遅くなり、レーザ光外周部
分のディテクタへの入射レベルが上がったとしても、レ
ーザ光全体が入射した場合に比較して少なく、レーザ光
によるディテクタの損傷はなくなり、レーザ光パワー密
度分布におけるすそ野の部分の測定ゲインを、高くする
ことが可能となる。従来増幅器により増幅することで、
測定ノイズも含めて増幅していた測定を行うことなく、
ディテクタでの測定感度を向上することができる。
【００１５】また、本実施例によるレーザ光モニター方
法を採用すると、レーザ光パワー密度分布のすそ野の部
分の測定を精度良く行うことが可能となる。これによ
り、レーザ光による加工のしきい値レベルのパワー密度
に値する部分の測定値の精度が向上し、外的要因による
レーザ光の変動を、加工しきい値レベルの変動として検
知することが可能となる。尚、本実施例においては、突
起の配置を同一直線状に配置したが、同一直線状を限定
する必要はない。
法を採用すると、レーザ光パワー密度分布のすそ野の部
分の測定を精度良く行うことが可能となる。これによ
り、レーザ光による加工のしきい値レベルのパワー密度
に値する部分の測定値の精度が向上し、外的要因による
レーザ光の変動を、加工しきい値レベルの変動として検
知することが可能となる。尚、本実施例においては、突
起の配置を同一直線状に配置したが、同一直線状を限定
する必要はない。
【００１６】また、本実施例では、一対の突起として説
明したが、複数対の構成でも、同じ回転数で測定頻度が
変わってくる以外は同じであり、本発明は十分適用する
ことができる。
明したが、複数対の構成でも、同じ回転数で測定頻度が
変わってくる以外は同じであり、本発明は十分適用する
ことができる。
【００１７】
【発明の効果】以上のごとき説明より理解されるよう
に、本発明によれば、レーザ光を横切るワイヤ状の突起
や、ディテクタを損傷することなく、レーザ光パワー密
度分布のすそ野に当たる部分を、精度良く測定すること
が可能となる。このため、被加工材に照射するレーザ光
の、レーザ加工に必要なしきい値レベルに値するパワー
密度の測定が可能となり、レーザ光の変動に起因するレ
ーザ加工の不具合を、この方法を用いることにより、よ
り精度良く検知することが可能となる。
に、本発明によれば、レーザ光を横切るワイヤ状の突起
や、ディテクタを損傷することなく、レーザ光パワー密
度分布のすそ野に当たる部分を、精度良く測定すること
が可能となる。このため、被加工材に照射するレーザ光
の、レーザ加工に必要なしきい値レベルに値するパワー
密度の測定が可能となり、レーザ光の変動に起因するレ
ーザ加工の不具合を、この方法を用いることにより、よ
り精度良く検知することが可能となる。
【図１】本発明の一実施例を適用した装置を示す斜視
図。
図。
【図２】従来のレーザ光モニター方法を適用した装置を
示す斜視図。
示す斜視図。
【図３】従来のレーザ光モニター方法で測定されるパワ
ー密度分布を示す図。
ー密度分布を示す図。
３…レーザ光 ４…反射光 ５…ディテクタ ６…増幅器 ７…パワー密度分布 ８…ピークパワー ９…径 10…リング 11…外周部分 12…突起 13…間隔 14…反射光
Claims (1)
- 【請求項１】 レーザ光のパワー密度分布を測定し、分
布の変動をモニターし、レーザ加工性能が変化すること
を検知するレーザ光モニター方法において、レーザ光の
パワー密度分布のすそ野の部分にあたるパワー密度の低
い部分を測定することを特徴とするレーザ光モニター方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14911992A JPH05340806A (ja) | 1992-06-09 | 1992-06-09 | レーザ光モニター方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14911992A JPH05340806A (ja) | 1992-06-09 | 1992-06-09 | レーザ光モニター方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05340806A true JPH05340806A (ja) | 1993-12-24 |
Family
ID=15468140
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14911992A Pending JPH05340806A (ja) | 1992-06-09 | 1992-06-09 | レーザ光モニター方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05340806A (ja) |
-
1992
- 1992-06-09 JP JP14911992A patent/JPH05340806A/ja active Pending
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US12466002B2 (en) | Laser welding quality inspection method and laser welding quality inspection apparatus | |
| JPS57118143A (en) | Laser raman spectrochemical apparatus for removing fluorescence | |
| Lim et al. | Measurement of the temporal and spatial power distribution of a high-power CO2 laser beam | |
| JP2009520984A (ja) | 鋼板溶接部オンライン検出装置及び方法 | |
| KR19980064171A (ko) | 파티클 모니터링 장치 | |
| US4848902A (en) | Device for measuring the intensity profile of a laser beam | |
| US20200025609A1 (en) | Rapid Beam Measuring in Several Planes | |
| JPH04232407A (ja) | 工具の検査方法 | |
| JPH05340806A (ja) | レーザ光モニター方法 | |
| US6546784B2 (en) | Laser apparatus for measuring dirt density on steel plates | |
| US4009392A (en) | Radiation focus meter | |
| JPH03239950A (ja) | レーザブレイクダウン分析装置 | |
| JPH07139998A (ja) | レーザ光モニター装置 | |
| JPH0295241A (ja) | キャピラリセル検出器の調整方法及び調整機構 | |
| US7302360B2 (en) | Defect size projection | |
| JP2698696B2 (ja) | 表面疵検査方法 | |
| SU1150523A1 (ru) | Способ оценки оптической стойкости твердых прозрачных материалов | |
| JP2538799B2 (ja) | レ―ザビ―ムのエネルギ―分布の異常の測定方法とその装置 | |
| JP3926362B2 (ja) | 半導体ウエーハ検査システムにおける半導体ウエーハ表面上の欠陥のサイズを判定する方法 | |
| JPS6057204A (ja) | 高温物体の表面性状測定方法および装置 | |
| JPS6151727B2 (ja) | ||
| JPS59100835A (ja) | 集束性光学系の焦点距離測定方法および装置 | |
| JP3355546B2 (ja) | レーザ溶接欠陥検出装置及び欠陥検出方法 | |
| JPS62127614A (ja) | レ−ザ光による表面変位計測法 | |
| JPH0572186A (ja) | 超音波顕微鏡用超音波発生・検出装置 |