JPH10156571A - レーザ加工装置 - Google Patents

レーザ加工装置

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JPH10156571A
JPH10156571A JP8321711A JP32171196A JPH10156571A JP H10156571 A JPH10156571 A JP H10156571A JP 8321711 A JP8321711 A JP 8321711A JP 32171196 A JP32171196 A JP 32171196A JP H10156571 A JPH10156571 A JP H10156571A
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JP
Japan
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laser
laser light
laser beam
reflected
oscillator
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Application number
JP8321711A
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English (en)
Inventor
Tetsuya Koyanagi
柳 哲 也 小
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Toshiba Mechatronics Co Ltd
Toshiba Development and Engineering Corp
Original Assignee
Toshiba Mechatronics Co Ltd
Toshiba Electronic Engineering Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 互いに異なる波形を有するレーザ光を被加工
物上の同一箇所に同時に照射してレーザ加工を行う場合
でも、安定した高効率のレーザ加工を実現することがで
きるレーザ加工装置を提供する。 【解決手段】 レーザ加工装置は、互いに異なる波形を
有するレーザ光3,8を発生させる一対のレーザ発振器
1,2と、一方のレーザ発振器1から出射されたレーザ
光3を反射させる全反射ミラー4と、他方のレーザ発振
器2から出射されたレーザ光8を反射させるとともに全
反射ミラー4で反射されたレーザ光3を透過させるハー
フミラー5とを備えている。ハーフミラー5において、
一方のレーザ発振器1からの透過レーザ光7と、他方の
レーザ発振器2からの反射レーザ光9とが同軸上で合成
され、集光レンズ11、光ファイバ12および集光レン
ズ14を介して伝送された後、被加工物14上に垂直方
向から照射される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はレーザ光を用いて被
加工物を加工するレーザ加工装置に係り、とりわけ互い
に異なる波形を有するレーザ光を被加工物上の同一箇所
に同時に照射してレーザ加工を行うレーザ加工装置に関
する。
【0002】
【従来の技術】従来から、互いに異なる波形を有するレ
ーザ光を被加工物上の同一箇所に同時に照射してレーザ
加工を行うレーザ加工装置が知られている。図3に示す
ように、このような従来のレーザ加工装置は、互いに異
なる波形を有するレーザ光を発生させる一対のレーザ発
振器31,43と、これら一対のレーザ発振器31,4
3から出射されたレーザ光32,44のそれぞれを分岐
させて被加工物40,42の近傍まで導く光学系とを備
えている。
【0003】ここで、レーザ光32を分岐させて被加工
物40,42の近傍まで導く光学系は、レーザ光32を
二分岐させるハーフミラー33および全反射ミラー34
と、これらハーフミラー33および全反射ミラー34の
後段に設けられ二分岐されたレーザ光の各々を集光させ
る集光レンズ35,36と、集光レンズ35,36によ
るレーザ光の集光位置に入射端が設けられた光ファイバ
37,38と、光ファイバ37,38の出射端から出射
されたレーザ光を被加工物40,42上に集光させる集
光レンズ39,41とから構成されている。
【0004】また、レーザ光44を分岐させて被加工物
40,42の近傍まで導く光学系は、レーザ光44を二
分岐させるハーフミラー45および全反射ミラー46
と、これらハーフミラー45および全反射ミラー46の
後段に設けられ二分岐されたレーザ光の各々を集光させ
る集光レンズ47,48と、集光レンズ47,48によ
るレーザ光の集光位置に入射端が設けられた光ファイバ
49,50と、光ファイバ49,50の出射端から出射
されたレーザ光を被加工物40,42上に集光させる集
光レンズ51,52とから構成されている。
【0005】図3において、一方のレーザ発振器31か
ら出射されたレーザ光32はハーフミラー33および全
反射ミラー34により二分岐される。二分岐されたレー
ザ光の各々は集光レンズ35,36により集光されて光
ファイバ37,38の入射端に入射される。入射された
レーザ光の各々は光ファイバ37,38により被加工物
40,42の近傍まで伝送された後、光ファイバ37,
38の出射端から出射される。そして、光ファイバ37
から出射されたレーザ光は集光レンズ39により集光さ
れて被加工物40上の所定箇所に照射され、光ファイバ
38から出射されたレーザ光は集光レンズ41により集
光されて被加工物42上の所定箇所に照射される。
【0006】また同様に、他方のレーザ発振器43から
出射されたレーザ光44はハーフミラー45および全反
射ミラー46により二分岐される。二分岐されたレーザ
光の各々は集光レンズ47,48により集光されて光フ
ァイバ49,50の入射端に入射される。入射されたレ
ーザ光の各々は光ファイバ49,50により被加工物4
0,42の近傍まで伝送された後、光ファイバ49,5
0の出射端から出射される。そして、光ファイバ49か
ら出射されたレーザ光は集光レンズ51により集光され
て被加工物40上の所定箇所(光ファイバ37から出射
されたレーザ光の照射箇所)に照射され、光ファイバ5
0から出射されたレーザ光は集光レンズ52により集光
されて被加工物42上の所定箇所(光ファイバ38から
出射されたレーザ光の照射箇所)に照射される。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】上述したように、従来
のレーザ加工装置においては、例えば独立した光ファイ
バ37,49の各々により伝送されたレーザ光32,4
4の一部が被加工物40上の同一箇所に同時に照射され
る。しかしながら、光ファイバ37,49の出射端と被
加工物40との間に配置される集光レンズ39,51が
機構的に互いに干渉するため、光ファイバ37,49か
ら出射されたレーザ光は被加工物40に対して斜め方向
から照射されることになる。このような場合、被加工物
40上の加工点におけるエネルギー分布が不均一とな
り、また被加工物40上でのレーザ光の反射率が高くな
るので、安定した効率のよいレーザ加工を行うことがで
きないという問題がある。なお、この問題は被加工物4
2についても同様である。
【0008】本発明はこのような点を考慮してなされた
ものであり、互いに異なる波形を有するレーザ光を被加
工物上の同一箇所に同時に照射してレーザ加工を行う場
合でも、安定した高効率のレーザ加工を実現することが
できるレーザ加工装置を提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明は、互いに異なる
波形を有するレーザ光を発生させる一対のレーザ発振器
と、一方のレーザ発振器から出射されたレーザ光を反射
させる反射ミラーと、他方のレーザ発振器から出射され
たレーザ光を反射させるとともに前記反射ミラーで反射
されたレーザ光を透過させるハーフミラーとを備え、前
記ハーフミラーにおいて、前記一方のレーザ発振器から
の透過レーザ光と、前記他方のレーザ発振器からの反射
レーザ光とを同軸上で合成したことを特徴とするレーザ
加工装置を提供する。
【0010】また本発明は、互いに異なる波形を有する
レーザ光を発生させる一対のレーザ発振器と、一方のレ
ーザ発振器から出射されたレーザ光を反射させる反射ミ
ラーと、他方のレーザ発振器から出射されたレーザ光の
一部を反射させるとともに残りを透過させ、かつ前記反
射ミラーで反射されたレーザ光の一部を透過させるとと
もに残りを反射させるハーフミラーとを備え、前記ハー
フミラーにおいて、前記一方のレーザ発振器からの透過
レーザ光と、前記他方のレーザ発振器からの反射レーザ
光とを同軸上で合成するとともに、前記一方のレーザ発
振器からの反射レーザ光と、前記他方のレーザ発振器か
らの透過レーザ光とを同軸上で合成したことを特徴とす
るレーザ加工装置を提供する。
【0011】本発明によれば、互いに異なる波形を有す
るレーザ光はハーフミラーにおいて同軸上で合成され
る。これにより、互いに異なる波形を有するレーザ光を
被加工物に対して同一方向から照射することが可能とな
り、被加工物上の加工点におけるエネルギー分布を均一
にすることができる。また、レーザ光が同軸上で合成さ
れているので、被加工物に対してレーザ光を垂直方向か
ら照射することが可能となり、被加工物に対するレーザ
光の吸収率の低減を抑えることができる。
【0012】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態について説明する。図1および図2は本発明に
よるレーザ加工装置の一実施の形態を示す図である。
【0013】図1に示すように、レーザ加工装置は、互
いに異なる波形を有するレーザ光3,8を発生させる一
対のレーザ発振器1,2と、一方のレーザ発振器1から
出射されたレーザ光3を反射させる全反射ミラー4と、
他方のレーザ発振器2から出射されたレーザ光8の一部
を反射させて反射レーザ光9とするとともに残りを透過
させて透過レーザ光10とし、かつ全反射ミラー4で反
射されたレーザ光3の一部を透過させて透過レーザ光7
とするとともに残りを反射させて反射レーザ光6とする
ハーフミラー5とを備えている。
【0014】一対のレーザ発振器1,2は、各々から出
射されるレーザ光3,8の光軸が互いに平行となるよう
に配置されている。また、全反射ミラー4は一方のレー
ザ発振器1から出射されたレーザ光3をその光軸と直交
する方向に反射させており、この反射光の光軸と、他方
のレーザ発振器2から出射されたレーザ光8の光軸とが
交差する位置にハーフミラー5が配置されている。
【0015】また、全反射ミラー4とハーフミラー5と
は、一方のレーザ発振器1からの透過レーザ光7の光軸
と、他方のレーザ発振器2からの反射レーザ光9との光
軸が略一致し、また一方のレーザ発振器1からの反射レ
ーザ光6の光軸と、他方のレーザ発振器2からの透過レ
ーザ光10の光軸とが略一致するように互いの位置関係
および傾きが決められている。
【0016】さらに、ハーフミラー5と被加工物15と
の間の光路上には、ハーフミラー5において合成された
透過レーザ光7および反射レーザ光9を集光させる集光
レンズ11と、集光レンズ11によるレーザ光の集光位
置に入射端が設けられた光ファイバ12と、光ファイバ
12の出射端から出射されたレーザ光13を被加工物1
5上に集光させる集光レンズ14とが設けられている。
【0017】また、ハーフミラー5と被加工物21との
間の光路上には、ハーフミラー5において合成された反
射レーザ光6および透過レーザ光10を反射させる全反
射ミラー16と、全反射ミラー16で反射されたレーザ
光を集光させる集光レンズ17と、集光レンズ17によ
るレーザ光の集光位置に入射端が設けられた光ファイバ
18と、光ファイバ18の出射端から出射されたレーザ
光19を被加工物21上に集光させる集光レンズ20と
が設けられている。
【0018】次に、このような構成からなる本実施の形
態の作用について説明する。
【0019】一方のレーザ発振器1から出射されたレー
ザ光3は、全反射ミラー4により反射された後、ハーフ
ミラー5においてその一部が透過されて透過レーザ光7
となるとともに残りが反射されて反射レーザ光6とな
る。
【0020】また、他方のレーザ発振器2から出射され
たレーザ光8は、ハーフミラー5においてその一部が反
射されて反射レーザ光9となるとともに残りが透過され
て透過レーザ光10となる。
【0021】このようにしてレーザ光3,8がハーフミ
ラー5を通過することにより、一方のレーザ発振器1か
らの透過レーザ光7と、他方のレーザ発振器2からの反
射レーザ光9とが互いに同軸上で合成され、また一方の
レーザ発振器1からの反射レーザ光6と、他方のレーザ
発振器2からの透過レーザ光10とも互いに同軸上で合
成される。透過レーザ光7と反射レーザ光9の光軸、お
よび反射レーザ光6と透過レーザ光10の光軸はハーフ
ミラー5の厚みに起因する所定距離だけずれているが、
このずれ量は非常に小さく、しかも両光軸は互いに平行
であるために、光路上に設けられた集光レンズ11,1
4,17,20を介して結ばれる集光位置は同一箇所と
なる。
【0022】なお、一対のレーザ発振器1,2により発
生されるレーザ光3,8は、例えば図2(a)(b)に
示すような連続発振の波形22、パルス発振の波形23
を有しており、これらのレーザ光を合成した結果、図2
(c)に示すような波形24を有するレーザ光が得られ
る。なお、合成されるレーザ光の波形としては図2
(a)(b)に示したもの以外の各種の波形を用いるこ
とができ、これにより多種多様な加工に対応することが
できる。
【0023】ハーフミラー5において同軸上で合成され
た透過レーザ光7および反射レーザ光9は、集光レンズ
11により集光されて光ファイバ12の入射端に入射さ
れる。入射されたレーザ光は光ファイバ12により被加
工物15の近傍まで伝送された後、光ファイバ12の出
射端から出射される。そして、光ファイバ12から出射
された異なる波形が組み合わされたレーザ光13は集光
レンズ14により集光され、被加工物15に対して垂直
方向から照射される。
【0024】また、ハーフミラー5において同軸上で合
成された反射レーザ光6および透過レーザ光10は、全
反射ミラー16により反射された後、集光レンズ17に
より集光されて光ファイバ18の入射端に入射される。
入射されたレーザ光は光ファイバ18により被加工物2
1の近傍まで伝送された後、光ファイバ18の出射端か
ら出射される。そして、光ファイバ18から出射された
異なる波形が組み合わされたレーザ光19は集光レンズ
20により集光され、被加工物21に対して垂直方向か
ら照射される。
【0025】このように本実施の形態によれば、互いに
異なる波形を有するレーザ光3,8はハーフミラー5に
おいて同軸上で合成され、被加工物15,21に対して
垂直方向から同時に照射されるので、被加工物15,2
1上の加工点における2種類のレーザ光3,8のエネル
ギー分布を均一にするとともに被加工物15,21に対
するレーザ光3,8の吸収率の低減を抑えることがで
き、このため安定した高効率のレーザ加工を実現するこ
とができる。
【0026】また、必要とされる光ファイバや集光レン
ズ等の光学部品の点数が図3に示す従来のレーザ加工装
置と比較して約半分で済むので、安価でかつコンパクト
なレーザ加工装置を実現することができる。
【0027】なお、本実施の形態では、2つはの被加工
物15,21にレーザ光が照射されるものとしたが、例
えば1つの被加工物15のみにレーザ光が照射されるよ
うにしてもよく、この場合には全反射ミラー16やその
後段に設けられる光学部材17,18,20を省略する
ことができる。
【0028】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、互
いに異なる波形を有するレーザ光が同軸上で合成され、
このようにして合成されたレーザ光を被加工物に対して
同一方向、好ましくは垂直方向から照射することができ
るので、安定した高効率のレーザ加工を実現することが
できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明によるレーザ加工装置の一実施の形態を
示す図である。
【図2】図1に示すレーザ加工装置における合成前およ
び合成後のレーザ光の波形を示す図である。
【図3】従来のレーザ加工装置を示す図である。
【符号の説明】
1,2 レーザ発振器 3,8 レーザ光 4,16 全反射ミラー 5 ハーフミラー 6,9 反射レーザ光 7,10 透過レーザ光 11,14,17,20 集光レンズ 12,18 光ファイバ 13,19 (合成された)レーザ光 15,21 被加工物

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】互いに異なる波形を有するレーザ光を発生
    させる一対のレーザ発振器と、 一方のレーザ発振器から出射されたレーザ光を反射させ
    る反射ミラーと、 他方のレーザ発振器から出射されたレーザ光を反射させ
    るとともに前記反射ミラーで反射されたレーザ光を透過
    させるハーフミラーとを備え、 前記ハーフミラーにおいて、前記一方のレーザ発振器か
    らの透過レーザ光と、前記他方のレーザ発振器からの反
    射レーザ光とを同軸上で合成したことを特徴とするレー
    ザ加工装置。
  2. 【請求項2】互いに異なる波形を有するレーザ光を発生
    させる一対のレーザ発振器と、 一方のレーザ発振器から出射されたレーザ光を反射させ
    る反射ミラーと、 他方のレーザ発振器から出射されたレーザ光の一部を反
    射させるとともに残りを透過させ、かつ前記反射ミラー
    で反射されたレーザ光の一部を透過させるとともに残り
    を反射させるハーフミラーとを備え、 前記ハーフミラーにおいて、前記一方のレーザ発振器か
    らの透過レーザ光と、前記他方のレーザ発振器からの反
    射レーザ光とを同軸上で合成するとともに、前記一方の
    レーザ発振器からの反射レーザ光と、前記他方のレーザ
    発振器からの透過レーザ光とを同軸上で合成したことを
    特徴とするレーザ加工装置。
JP8321711A 1996-12-02 1996-12-02 レーザ加工装置 Pending JPH10156571A (ja)

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Cited By (2)

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