JPH103045A - レーザ分岐装置及びレーザ光強度調整装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 レーザモードを崩さずにレーザ光の強度を連
続的に可変調整できるレーザ光強度調整装置を提供す
る。 【解決手段】 第１の減衰板１８は、ガラスまたは石英
等からなる基板１８ａの表面または背面に、ＹＡＧレー
ザ光に対する反射率Ｒおよび透過率Ｔが基板の長手方向
Ｘにおいて第１の変化率αで連続的に変化するように多
層膜の部分反射透過膜１８ｂをコーティングしている。
第２の減衰板２０は、第１の減衰板と同一の構成を有し
ており、第１の減衰板に対して１８０゜回転した姿勢で
配置されている。これにより、第２の減衰板の基板２０
ａ上にコーティングされている部分反射透過膜２０ｂの
透過率および反射率はＸ方向において第１の変化率αと
は極性が逆で絶対値が等しい第２の変化率−αで連続的
に変化する。レーザ光ＬＢの光路が通る両減衰板の位置
は、減衰板位置調整機構によりそれぞれ任意に調整でき
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【００１０】

【発明の属する技術分野】本発明は、１本の原レーザ光
を複数のレーザ光に同時に分岐するレーザ分岐装置およ
びレーザ光の光強度を調整するレーザ光強度調整装置に
関する。

【００２０】

【従来の技術】レーザ分岐装置は、レーザ発振器より出
力されたレーザ光を複数のレーザ光に分岐して異なるポ
ジションへ向けるもので、たとえばレーザ溶接のマルチ
・ポジション加工等で利用されている。

【００３０】図６に、レーザ溶接のマルチ・ポジション
加工システムを示す。１台のレーザ装置本体１００に複
数個たとえば４個の出射ユニット１０２Ａ，１０２Ｂ，
１０２Ｃ，１０２Ｄがそれぞれ光ファイバ１０４Ａ，１
０４Ｂ，１０４Ｃ，１０４Ｄを介して接続される。レー
ザ装置本体１００内では、レーザ発振器で発生したレー
ザ光がレーザ分岐装置によって４本のレーザ光に分岐さ
れ、それら４本の分岐レーザ光がそれぞれ入射ユニット
によって光ファイバ１０４Ａ〜１０４Ｄの一端面に入射
される。各光ファイバ１０４Ａ〜１０４Ｄを通って各出
射ユニット１０２Ａ〜１０２Ｄまで伝送された各分岐レ
ーザ光は、そこで各被加工物Ｗへ向けて集光照射される
ようになっている。このようなマルチ・ポジション加工
方式によれば、１台のレーザ装置本体１００で複数個
（この例では４個）の被加工物Ｗを同時に溶接加工でき
るため、生産効率を高めることができる。

【００４０】図７に、上記したようなマルチ・ポジショ
ン加工システムにおいて同時４分岐を行うための従来の
レーザ分岐装置の要部の構成を示す。このレーザ分岐装
置はレーザ発振部（図示せず）より出力される原レーザ
光ＬＢ0 の光路上に４枚の分光ミラー１０６Ａ，１０６
Ｂ，１０６Ｃ，１０６Ｄを一定角度たとえば４５゜傾け
てこの順に配置してなるものである。

【００５０】原レーザ光ＬＢ0 が最初に入射する第１の
分光ミラー１０６Ａには、反射率が約２５％、透過率が
約７５％の部分反射透過ミラーが用いられる。次の第２
の分光ミラー１０６Ｂには、反射率が約３３％、透過率
が約６７％の部分反射透過ミラーが用いられる。第３の
分光ミラー１０６Ｂには、反射率が約５０％、透過率が
約５０％の部分反射透過ミラーが用いられる。最後の第
４の分光ミラー１０６Ｄには、反射率が約１００％、透
過率が約０％の全反射ミラーが用いられる。

【００６０】原レーザ光ＬＢ0 が第１の分光ミラー１０
６Ａに入射すると、そこで約２５％分（約０．２５ＬＢ
0 ）が反射して、残りの約７５％分（約０．７５ＬＢ0
）は透過する。

【００７０】第１の分光ミラー１０６Ａからの透過光
（約０．７５ＬＢ0 ）が第２の分光ミラー１０６Ｂに入
射すると、そこで約３３％分（約０．２５ＬＢ0 ）が反
射し、残りの約６７％分（約０．５０ＬＢ0 ）は透過す
る。

【００８０】第２の分光ミラー１０６Ｂからの透過光
（約０．５０ＬＢ0 ）が第３の分光ミラー１０６Ｃに入
射すると、そこで約５０％分（約０．２５ＬＢ0 ）が反
射し、残りの約５０％分（約０．２５ＬＢ0 ）は透過す
る。

【００９０】第３の分光ミラー１０６Ｃからの透過光
（約０．２５ＬＢ0 ）は第４の分光ミラー１０６Ｄに入
射し、そこで全部反射する。

【０１００】こうして、４枚の分光ミラー１０６Ａ〜１
０６Ｄより原レーザ光ＬＢ0 のレーザ出力をほぼ４等分
した４つの分岐レーザ光ＬＢA 〜ＬＢD が取り出され
る。

【０１１０】しかしながら、実際には部分反射透過ミラ
ーの反射率および透過率にばらつきがあること、および
斜め（４５゜）入射ミラーの反射率／透過率特性は大き
な偏光依存性を示すこと等から、分光ミラー１０６Ａ〜
１０６Ｄによって原レーザ光ＬＢ0 の強度を正確に等分
割することは難しく、どうしても分岐レーザ光ＬＢA〜
ＬＢD の出力にばらつきが生じる。上記したような同時
分岐によるマルチ・ポジション加工では、分岐レーザ光
ＬＢA 〜ＬＢD の強度が不揃いであると、被加工物Ｗの
加工品質にばらつきが出るという問題を生ずる。

【０１２０】そこで、図７において点線で示すように、
分光ミラー１０６Ａ〜１０６Ｄからの分岐レーザ光ＬＢ
A 〜ＬＢD の光路上に光エネルギー減衰手段１１０Ａ〜
１１０Ｄを配置し、分岐レーザ光ＬＢA 〜ＬＢD の強度
をそれぞれ減衰手段１１０Ａ〜１１０Ｄで減衰させて同
じ値に揃えるようにしている。

【０１３０】

【発明が解決しようとする課題】上記したような従来の
レーザ分岐装置における減衰手段１１０は、分岐レーザ
光ＬＢA 〜ＬＢD の強度を揃えるため、一定の減衰率
（ε）を有する単位減衰素子を１個または複数個重ねて
光路上に配置するか、あるいは異なる減衰率（ε1,ε2,
…εM ）を有する複数個の減衰素子を選択的に組み合わ
せて光路上に配置するようなものであった。

【０１４０】しかしながら、これら従来方式のいずれも
減衰率を段階的にしか調整することができず、分岐レー
ザ光ＬＢA 〜ＬＢD の強度を正確に同じ値に揃えたり、
精細に調整するのが難しかった。また、あえて減衰率の
調整ピッチを細かくしようとすると、多数あるいは多種
の減衰素子を用意したり装置に組み込まなくてはなら
ず、装置の大型化や複雑化を招き、取り扱いが面倒であ
った。

【０１５０】本発明は、かかる問題点に鑑みてなされた
もので、小型かつ簡易な装置構成によりレーザモードを
崩さずに分岐レーザ光の強度を正確に同一値に揃えた
り、レーザモードを崩さずに個々の分岐レーザ光の強度
を正確に所望の値に調整することができるレーザ分岐装
置を提供することを目的とする。

【０１６０】さらに、本発明は、レーザモードを崩さず
にレーザ光の強度を連続的に可変調整できるレーザ光強
度調整装置を提供することを目的とする。

【０１７０】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明のレーザ分岐装置は、１つの原レーザ光か
ら複数の分岐レーザ光を生成するレーザ分岐装置におい
て、前記原レーザ光の光路上に配置され、入射したレー
ザ光を所定の反射率で所定の方向に反射せしめると同時
に所定の透過率で透過せしめる１個または複数個の分光
ミラーと、前記分光ミラーからの反射光または透過光の
光路上に配置され、前記原レーザ光の波長に対する透過
率が所定の方向において第１の変化率でほぼ連続的に変
化する第１の減衰板と、前記分光ミラーからの反射光ま
たは透過光の光路上に配置され、前記レーザ光の波長に
対する透過率が前記所定の方向において前記第１の変化
率と極性が逆で絶対値がほぼ等しい第２の変化率でほぼ
連続的に変化する第２の減衰板と、前記第１および第２
の減衰板に入射するレーザ光がそれぞれ所望の透過率で
透過するように前記第１および／または第２の減衰板の
位置を調整するための減衰板位置調整手段とを具備する
構成とした。

【０１８０】また、本発明のレーザ光強度調整装置は、
強度調整の対象となるレーザ光の光路上に配置され、前
記レーザ光の波長に対する透過率が所定の方向において
第１の変化率でほぼ連続的に変化する第１の減衰板と、
前記レーザ光の光路上に配置され、前記レーザ光の波長
に対する透過率が前記所定の方向において前記第１の変
化率と極性が逆で絶対値がほぼ等しい第２の変化率でほ
ぼ連続的に変化する第２の減衰板と、前記第１および第
２の減衰板に入射するレーザ光がそれぞれ所望の透過率
で透過するように前記第１および／または第２の減衰板
の位置を調整するための減衰板位置調整手段とを具備す
る構成とした。

【０１９０】

【発明の実施の形態】以下、図１〜図５を参照して本発
明の実施例を説明する。

【０２００】図１は、本発明の一実施例によるレーザ分
岐装置の要部の構成を示す。このレーザ分岐装置は、た
とえば図６のマルチ・ポジション加工システムに適用可
能なものである。

【０２１０】図１において、ＹＡＧレーザ発振器１０よ
り出力された原レーザ光ＬＢ0 は、一対の共振器ミラー
１２（一方のみ図示）の間で反射を繰り返して共振増幅
されたのち共振器ミラー１２より出射されるようになっ
ている。

【０２２０】本実施例によるレーザ分岐装置では、この
原ＹＡＧレーザ光ＬＢ0 の光路上に４枚の分光ミラー１
４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃ，１４Ｄが同一の傾き角度（たと
えば４５゜）で一定の間隔を置いてそれぞれ定位置に配
置されている。

【０２３０】これらの分光ミラー１４Ａ〜１４Ｄは、従
来装置における分光ミラー１０６Ａ〜１０６Ｄ（図７）
にそれぞれ相当するものでよい。したがって、原レーザ
光ＬＢ0 が最初に入射する第１の分光ミラー１４Ａに
は、反射率が約２５％、透過率が約７５％の部分反射透
過ミラーが用いられる。次の第２の分光ミラー１４Ｂに
は、反射率が約３３％、透過率が約６７％の部分反射透
過ミラーが用いられる。第３の分光ミラー１４Ｃには、
反射率が約５０％、透過率が約５０％の部分反射透過ミ
ラーが用いられる。最後の第４の分光ミラー１４Ｄに
は、反射率が約１００％、透過率が約０％の全反射ミラ
ーが用いられる。

【０２４０】このように、分光ミラー１４Ａ〜１４Ｄ
は、各ミラー毎に一定の反射率および透過率を有してお
り、各々がミラー保持機構１６に固定して取付されてい
る。

【０２５０】原レーザ光ＬＢ0 が第１の分光ミラー１４
Ａに入射すると、そこで約２５％分（約０．２５ＬＢ0
）が反射して、残りの約７５％分（約０．７５ＬＢ0
）は透過する。第１の分光ミラー１４Ａからの透過光
（約０．７５ＬＢ0 ）が第２の分光ミラー１４Ｂに入射
すると、そこで約３３％分（約０．２５ＬＢ0 ）が反射
して、残りの約６７％分（約０．５０ＬＢ0 ）は透過す
る。第２の分光ミラー１４Ｂからの透過光（約０．５０
ＬＢ0 ）が第３の分光ミラー１４Ｃに入射すると、そこ
で約５０％分（約０．２５ＬＢ0 ）が反射して、残りの
約５０％分（約０．２５ＬＢ0 ）は透過する。第３の分
光ミラー１４Ｃからの透過光（約０．２５ＬＢ0 ）は第
４の分光ミラー１４Ｄに入射し、そこで全部反射する。

【０２６０】こうして原レーザ光ＬＢ0 の強度をほぼ４
等分した４つの分岐レーザ光ＬＢA〜ＬＢD が４枚の分
光ミラー１４Ａ〜１４Ｄより取り出される。しかしなが
ら、従来装置における分光ミラー１０６Ａ〜１０６Ｄ
（図７）と同様に、部分反射透過ミラーの反射率および
透過率のばらつきや斜め入射における反射率／透過率特
性の偏光依存性等により、分光ミラー１４Ａ〜１４Ｄだ
けで原レーザ光ＬＢ0 の強度を正確に等分割することは
難しく、分岐レーザ光ＬＢA 〜ＬＢD の強度にはある程
度のばらつきがある。

【０２７０】本実施例のレーザ分岐装置では、後述する
ように、分岐レーザ光ＬＢA,ＬＢB,ＬＢC,ＬＢD の光路
上に、透過率を所定の方向において連続的に可変調整で
きる減衰板（１８Ａ，２０Ａ）、（１８Ｂ，２０Ｂ）、
（１８Ｃ，２０Ｃ）、（１８Ｄ，２０Ｄ）をそれぞれ配
置することにより、各々のレーザモードを崩さずに分岐
レーザ光ＬＢA 〜ＬＢD の強度を正確に一定値に揃える
ようにしている。

【０２８０】分光ミラー１４Ａ〜１４Ｄからの分岐レー
ザ光ＬＢA 〜ＬＢD の光路上には、それぞれ第１の減衰
板１８Ａ〜１８Ｄ、第２の減衰板２０Ａ〜２０Ｄ、シャ
ッタ２４Ａ〜２４Ｄおよび入射ユニット２６Ａ〜２６Ｄ
が一列に配置されている。第１および第２の減衰板１８
Ａ〜１８Ｄ、２０Ａ〜２０Ｄの位置つまり透過率は、そ
れぞれ減衰板位置調整機構２２Ａ〜２２Ｄで調整され
る。入射ユニット２６Ａ〜２６Ｄの後端部には光ファイ
バ１０４Ａ〜１０４Ｄが接続されている。

【０２９０】図２に、１組の第１および第２の減衰板
（１８，２０）の構成例を示す。各々の減衰板１８，２
０は、原レーザ光（ＹＡＧレーザ光）ＬＢ0 に対する反
射率および透過率がＸ方向でほぼ連続的に変化する部分
反射透過板［１８］，［２０］から構成されている。

【０３００】第１の減衰板１８を構成する部分反射透過
板［１８］は、ＹＡＧレーザ光をほぼ１００％透過する
材質たとえばガラスまたは石英等からなる基板［１８
ａ］を有し、この基板［１８ａ］の表面または背面にＹ
ＡＧレーザ光に対する反射率および透過率（Ｒ，Ｔ）が
基板［１８ａ］の長手方向と平行なＸ方向において第１
の変化率αでほぼ連続的に変化するように多層膜の部分
反射透過膜［１８ｂ］をコーティングしてなる。したが
って、部分反射透過膜［１８ｂ］の一端（左端）側で反
射率が最小値ＲMIN 、透過率が最大値ＴMAX となり、他
端（右端）側で反射率が最大値ＲMAX 、透過率が最小値
ＴMIN となる。

【０３１０】一方、第２の減衰板２０における部分反射
透過板［２０］は、上記部分反射透過板［１８］と同一
の構成を有しており、部分反射透過板［１８］に対して
１８０゜回転した姿勢で配置されている。これにより、
基板［２０ａ］上にコーティングされている部分反射透
過膜［２０ｂ］の透過率および反射率はＸ方向において
上記第１の変化率αとは極性が逆で絶対値がほぼ等しい
第２の変化率−αでほぼ連続的に変化することになる。
したがって、部分反射透過膜［２０ｂ］の一端（左端）
側で反射率が最大値ＲMAX 、透過率が最小値ＴMIN とな
り、他端（右端）側で反射率が最小値ＲMIN 、透過率が
最大値ＴMAX となる。

【０３２０】本実施例のレーザ分岐装置では、たとえ
ば、（ＲMAX,ＴMIN)を約（３０％，７０％）に選び、
（ＲMIN,ＴMAX)を約（１０％，９０％）に選ぶ。これに
より、各組の第１および第２の減衰板（１８，２０）に
おいては、ＹＡＧレーザ光ＬＢの光路が通る各減衰板の
位置（部分）をＸ方向で調節することで、透過光ＬＢT
の強度の割合を約４９％〜８１％の範囲内でほぼ連続的
に可変調整できる。なお、各減衰板１８，２０における
光吸収率は非常に低いので、無視する。

【０３３０】また、本実施例のレーザ分岐装置では、Ｘ
方向において第１および第２の減衰板１８，２０の透過
率Ｔが連続的に変化する変化率α，−αが互いに逆極性
で絶対値がほぼ等しいため、ＹＡＧレーザ光ＬＢが両減
衰板１８，２０を通過する前後でレーザビームのモード
が維持される。図３につき、この仕組みを説明する。

【０３４０】図３において、曲線［１８］ＴはＸ方向に
おける第１の減衰板１８の透過率Ｔの分布を示し、曲線
［２０］ＴはＸ方向における第２の減衰板２０の透過率
Ｔの分布を示す。両曲線［１８］Ｔ，［２０］Ｔの傾き
α，−αは第１および第２の減衰板１８，２０の透過率
Ｔの変化率α，−αに対応している。この例では、変化
率α，−αが線形的な値であり、両曲線［１８］Ｔ，
［２０］Ｔは直線で表される。なお、変化率α，−αが
曲線的な値でも可能である。

【０３５０】第１の減衰板１８に入射する前のレーザ光
ＬＢは、所定のビーム径Ｄとモードを有している。第１
の減衰板１８における透過率ＴはＸ方向において変化率
αで連続的に変化しているため、レーザ光ＬＢが第１の
減衰板１８を通ると、透過レーザ光ＬＢT1のモード、特
に横モードがＸ方向においていったん崩れる。

【０３６０】しかし、第２の減衰板２０における透過率
ＴがＸ方向において連続的に変化率−αで変化している
ため、第１の減衰板１８からのレーザ光ＬＢT1が第２の
減衰板２０を通ると、ここでＸ方向における透過レーザ
光ＬＢT1の崩れが補償され、結果的に原レーザ光ＬＢと
ほぼ等しいモードを有する透過レーザ光ＬＢT2が第２の
減衰板２０より得られる。

【０３７０】図４に、各組の第１および第２の減衰板
（たとえば１８Ａ，２０Ａ）の透過率（Ｔ）を可変調整
するための減衰板位置調整機構２２の構成例を示す。こ
の調整機構２２では、第１および第２の減衰板１８Ａ，
２０Ａをそれぞれ垂直に保持する一対の垂直支持板３
０，３１が、互いに背中合わせの姿勢で、共通の水平支
持板３２上で、各々独立的にＸ方向に摺動できるように
構成されている。垂直支持板３０，３１の下端部に一体
形成された水平フランジ部３４，３５にはＸ方向に延在
する長穴３６，３７が形成され、この長穴３６，６７を
通してボルト３８，３９が水平支持板３２のねじ穴（図
示せず）にねじ込まれる。ボルト３８，３９を緩めるこ
とで、垂直保持板３２および減衰板１８Ａ，２０Ａを手
動でＸ方向に精細に移動または変位させることができ
る。

【０３８０】各組の減衰板（１８Ａ，２０Ａ）〜（１８
Ｄ〜２０Ｄ）に入射する個々の分岐レーザ光ＬＢA 〜Ｌ
ＢD の強度は、原レーザ光ＬＢ0 の強度の１／４（ＬＢ
0 ／４）付近でばらついている。したがって、各減衰板
位置調整機構２２において、上記のように減衰板（１８
Ａ，２０Ａ）〜（１８Ｄ〜２０Ｄ）の位置をＸ方向に変
位させて各々の透過率（Ｔ）を可変調整することで、各
々のモードを崩さずに４つの分岐レーザ光ＬＢA 〜ＬＢ
D の強度を同一値に揃わせることができる。

【０３９０】なお、各分岐レーザ光ＬＢA 〜ＬＢD が各
減衰板（１８Ａ，２０Ａ）〜（１８Ｄ〜２０Ｄ）に垂直
に入射すると、各減衰板（１８Ａ，２０Ａ）〜（１８Ｄ
〜２０Ｄ）で反射したレーザ光ＬＢR が入射レーザ光Ｌ
ＢA 〜ＬＢD と同じ光路を逆方向に進行して原レーザ光
ＬＢO に干渉するおそれがある。したがって、反射レー
ザ光ＬＢR が入射レーザ光ＬＢと重ならないように、各
減衰板位置調整機構２２において各減衰板（１８，２
０）を各分岐レーザ光ＬＢA 〜ＬＢD の光軸に対して少
し斜め（安全上好ましくは少し下向き）に傾ければよ
い。

【０４００】このようにして、分岐レーザ光ＬＢA 〜Ｌ
ＢD は、第１および第２の減衰板（１８Ａ，２０Ａ）〜
（１８Ｄ〜２０Ｄ）を通った段階でそれぞれの強度が正
確に等しくなり、それからシャッタ２０Ａ〜２０Ｄを通
って入射ユニット２２Ａ〜２２Ｄへ入射し、入射ユニッ
ト内で集光レンズにより集光されて光ファイバ１０４Ａ
〜１０４Ｄの一端面に同時に入射する。

【０４１０】光ファイバ１０４Ａ〜１０４Ｄの一端面に
同時に入射した分岐レーザ光ＬＢA〜ＬＢD は、光ファ
イバ１０４Ａ〜１０４Ｄの中を通って出射ユニット１０
２Ａ〜１０２Ｄまで伝送され、出射ユニット１０２Ａ〜
１０２Ｄよりそれぞれの被加工物Ｗへ向けて同時に集光
照射される。

【０４２０】なお、シャッタ２０Ａ〜２０Ｄは必要に応
じて各分岐レーザ光ＬＢA 〜ＬＢDの伝送を選択的また
は独立的に制御し、時間差多分岐を可能とするものであ
る。各シャッタ２０Ａ〜２０Ｄが開いている限りは、分
岐レーザ光ＬＢA 〜ＬＢD はそのまま素通りするように
なっており、ここで減衰することはない。

【０４３０】上記したように、本実施例のレーザ分岐装
置によれば、原レーザ光ＬＢO を分光ミラー１４Ａ〜１
４Ｄで粗く４等分し、分光ミラー１４Ａ〜１４Ｄからの
分岐レーザ光ＬＢA 〜ＬＢD を第１および第２の減衰板
（１８Ａ，２０Ａ）〜（１８Ｄ〜２０Ｄ）に通し、そこ
で分岐レーザ光ＬＢA 〜ＬＢD の強度を正確に同じ値に
揃えるようにしたので、図６のようなマルチ・ポジショ
ン加工において被加工物Ｗの加工品質を一定とし、レー
ザ加工の信頼性を向上させることができる。

【０４４０】また、本実施例のレーザ分岐装置では、各
減衰板（１８Ａ，２０Ａ）〜（１８Ｄ〜２０Ｄ）が反射
率および透過率（Ｒ，Ｔ）を連続的に可変調整可能な１
枚の部分反射透過板［１８］，［２０］から構成され、
各減衰板位置調整機構２２において各減衰板（１８Ａ，
２０Ａ）〜（１８Ｄ〜２０Ｄ）の位置を一定方向（Ｘ方
向）で変えるだけで各分岐レーザ光ＬＢA 〜ＬＢD の強
度を連続的に可変調整できるため、小型かつ簡易な装置
構成でレーザ光強度の可変調整を精細に行うことができ
る。

【０４５０】また、本実施例のレーザ分岐装置では、全
ての減衰板（１８Ａ，２０Ａ）〜（１８Ｄ〜２０Ｄ）に
同じ型番の部分反射透過板［１８］，［２０］を用いる
ことができるため、在庫管理やメンテナンスコストの点
でも有利である。もっとも、第１および第２の部分反射
透過板［１８］，［２０］における反射率および透過率
の範囲（ＲMAX,ＴMIN)〜（ＲMIN,ＴMAX)を異なる値とす
ることも可能である。

【０４６０】なお、第４の入射ユニット２２Ｄを第３の
分光ミラー１４Ｃの後方（透過側）に配置し、第３の分
光ミラー１４Ｃからの透過光を第４の分岐レーザ光ＬＢ
D とすることで、第４の分光ミラー１４Ｄを省くことも
可能である。

【０４７０】また、上記した実施例では同時４分岐を行
う場合について説明したが、同時３分岐等の他の同時多
分岐も可能である。また、上記した実施例では分岐レー
ザ光ＬＢA 〜ＬＢD の強度が等しくなるようにしたが、
任意の比率で異ならせることも可能であり、第１および
第２の減衰板（１８Ａ，２０Ａ）〜（１８Ｄ〜２０Ｄ）
において個々の分岐レーザ光ＬＢA 〜ＬＢD 毎に異なる
強度値に調整することも可能である。

【０４８０】本実施例における各組の第１および第２の
減衰板（１８，２０）の形状・構造は、図２に示すよう
なものに限定されるわけではない。たとえば、図５に示
すように、第１の減衰板１８では円盤状の基板［１８
ａ’］の表面または裏面にコーティングされた多層膜の
部分反射透過膜［１８ｂ’］の透過率（Ｔ）が基板［１
８ａ’］の円周方向（θ方向）において第１の変化率α
でほぼ連続的に変化し、第２の減衰板２０では円盤状の
基板［２０ａ’］の表面または裏面にコーティングされ
た多層膜の部分反射透過膜［２０ｂ’］の透過率（Ｔ）
が基板［２０ａ’］の円周方向（θ方向）において第１
の変化率αと極性が逆で絶対値がほぼ等しい第２の変化
率−αでほぼ連続的に変化する構成としてもよい。この
場合は、適当な基板回転位置調整手段（図示せず）によ
って基板［１８ａ’］，［２０ａ’］がθ方向に回転変
位できるように構成される。

【０４９０】また、上記した実施例では、第１および第
２の減衰板（１８Ａ，２０Ａ）〜（１８Ｄ〜２０Ｄ）を
レーザ光ＬＢの光路上で入射ユニット２６Ａ〜２６Ｄの
前に配置したが、出射ユニット１０２Ａ〜１０２Ｄの出
射口付近（普通は集光レンズと保護ガラスとの間）に取
り付けることも可能である。その場合は、分岐レーザ光
ＬＢA 〜ＬＢD について、分光ミラー１４Ａ〜１４Ｄに
おける分光で生じた光強度のばらつきだけでなく、光フ
ァィバ１０４Ａ〜１０４Ｄにおける伝送で生じた光強度
のばらつきをも最終段で一括して補正することができ、
光強度が正確に揃った分岐レーザ光ＬＢA 〜ＬＢD をそ
れぞれの被加工物Ｗに同時照射することができる。

【０５００】また、上記した実施例において第１および
第２の減衰板（１８，２０）は、入射したレーザ光を反
射することによって強度を減衰するような部分反射透過
板であった。しかし、入射レーザ光を吸収することによ
って強度を減衰するような部分吸収透過板であってもよ
い。すなわち、レーザ光の波長に対する透過率が所定の
方向で所定の変化率で変化するようなものであればよ
い。

【０５１０】また、本発明による第１および第２の減衰
板（１８，２０）は、上記したようなレーザ分岐装置に
限定されず、モードを崩すことなくレーザ光の強度を連
続的に可変調整できるレーザ光強度調整装置として任意
のレーザ装置に適用可能なものである。

【０５２０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のレーザ分
岐装置によれば、原レーザ光を分光ミラーにより複数の
分岐レーザ光に分光し、各分岐レーザ光を原レーザ光の
波長に対する透過率が所定の方向において互いに極性が
逆で絶対値がほぼ等しい第１および第２の変化率でほぼ
連続的に変化する第１および第２の減衰板に順次通し、
第１および第２の減衰板に入射するレーザ光が所望の透
過率で透過するように第１および／または第２の減衰板
の位置を減衰板位置調整機構により調整するようにした
ので、各々のレーザモードを崩さずに全ての分岐レーザ
光の強度を正確に一致させ、あるいは個々の分岐レーザ
光毎にレーザモードを崩さずに強度を所望の値に調整す
ることが可能である。したがって、調整作業の改善およ
び加工品質の向上をはかることができる。

【０５３０】また、本発明のレーザ光強度調整装置によ
れば、強度調整の対象となるレーザ光をこのレーザ光の
波長に対する透過率が所定の方向において互いに極性が
逆で絶対値がほぼ等しい第１および第２の変化率でほぼ
連続的に変化する第１および第２の減衰板に順次通し、
第１および第２の減衰板に入射するレーザ光が所望の透
過率で透過するように第１および／または第２の減衰板
の位置を減衰板位置調整機構により調整するようにした
ので、レーザモードを崩さずに該レーザ光の強度を連続
的に可変調整することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例によるレーザ分岐装置の構成
を示す略平面図である。

【図２】実施例における各組の第１および第２の減衰板
の構成を示す斜視図である。

【図３】実施例における各組の第１および第２の減衰板
による作用を説明するための図である。

【図４】実施例において各組の第１および第２の減衰板
の反射率を可変調整するための減衰板位置調整機構の一
構成例を示す斜視図である。

【図５】実施例における各組の第１および第２の減衰板
の構成の一変形例を示す斜視図である。

【図６】レーザ溶接のマルチ・ポイント加工システムを
示す略斜視図である。

【図７】従来のレーザ分岐装置の一構成例を示す図であ
る。

【符号の説明】

１０ レーザ発振器 １４Ａ〜１４Ｄ 分光ミラー １８Ａ〜１８Ｄ 第１の減衰板 ２０Ａ〜２０Ｄ 第２の減衰板 ［１８］，［１８’］，［２０］，［２０’］ 部分
反射透過板 ［１８ａ］，［１８ａ’］，［２０］，［２０’］
基板 ［１８ｂ］，［１８ｂ’］，［２０ｂ］，［２０ｂ’］
部分反射透過膜 ２２Ａ〜２２Ｄ 減衰板位置調整機構

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｓ 3/00 Ｈ０１Ｓ 3/00 Ｂ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 １つの原レーザ光から複数の分岐レーザ
   光を生成するレーザ分岐装置において、 前記原レーザ光の光路上に配置され、入射したレーザ光
   を所定の反射率で所定の方向に反射せしめると同時に所
   定の透過率で透過せしめる１個または複数個の分光ミラ
   ーと、 前記分光ミラーからの反射光または透過光の光路上に配
   置され、前記原レーザ光の波長に対する透過率が所定の
   方向において第１の変化率でほぼ連続的に変化する第１
   の減衰板と、 前記分光ミラーからの反射光または透過光の光路上に配
   置され、前記レーザ光の波長に対する透過率が前記所定
   の方向において前記第１の変化率と極性が逆で絶対値が
   ほぼ等しい第２の変化率でほぼ連続的に変化する第２の
   減衰板と、 前記第１および第２の減衰板に入射するレーザ光がそれ
   ぞれ所望の透過率で透過するように前記第１および／ま
   たは第２の減衰板の位置を調整するための減衰板位置調
   整手段とを具備することを特徴とするレーザ分岐装置。
2. 【請求項２】 光強度調整の対象となるレーザ光の光路
   上に配置され、前記レーザ光の波長に対する透過率が所
   定の方向において第１の変化率でほぼ連続的に変化する
   第１の減衰板と、 前記レーザ光の光路上に配置され、前記レーザ光の波長
   に対する透過率が前記所定の方向において前記第１の変
   化率と極性が逆で絶対値がほぼ等しい第２の変化率でほ
   ぼ連続的に変化する第２の減衰板と、 前記第１および第２の減衰板に入射するレーザ光がそれ
   ぞれ所望の透過率で透過するように前記第１および／ま
   たは第２の減衰板の位置を調整するための減衰板位置調
   整手段とを具備することを特徴とするレーザ光強度調整
   装置。