JPS62199082A - 赤外レ−ザ加工装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 【産業上の利用分野〕 本発明は、寿命が長く信頼度の高い加工レンズを備えた
ＣＯ，レーザ加工装置などの赤外レーザ加工装ｆｆ１Ｋ
関する ［従来の技術］ 第５図は、例えば特開昭５３−１２８０９７号公報に示
された従来のＣＯ，レーザ加工装置の一例Ｙ示す模式図
である。（１）はＣＯ，レーザ発振器、（２）はレーザ
ビーム、（３）は全反射ミラー、（４）は加工レンズ、
（５）けレーザ溶接において被溶部材となる被加工物で
ある。

上記のように構成した従来のＣＯ，レーザ加工装置によ
れば、レーザ発振器（１）から出射したレーザビーム（
２）は全反射ミラー（３）で反射され、加工レンズ（４
）に導入され、さらに加工レンズ（４）で集光される。

このため加工レンズ（４）の焦点近くに設置された被加
工物（５）を溶接線に沿って移動させるとレーザ溶接が
おこなわれる。ところで、ＣＯ，レーザ加工の場合、レ
ーザ光のａ長は１０．６μｍの赤外場にあり、また加工
レンズ（４）の基板材料として、Ｚｎ５ｅ＋　ＧａＡｓ
＊　ＫＣ／、などの赤外線透過材料が使われている。ま
た加工レンズ（４）の表面および裏面には、レーザビー
ム（２）の反射損失を除外するために無反射コーティン
グがほどこされている。コーティング材料として１１ｆ
；、、Ｚｎ５ｅ＋　ＺｎＳ、　ＰｂＦ、　、　ＴｈＦ、
　、　Ａｓ、　Ｓ、などの赤外透過材料が使用されてい
る。このため赤外し−ザ加工装置で、レーザ溶接加工を
行なうとレーザビーム（２）の集光照射部から多量の紫
外線が発生し、加工レンズ（４）！直接罠照射すること
になる。

【発明が解決しようとする問題点〕

上記のように構成した従来のＣＯ，レーザ加工装置によ
れば、加工レンズ（４）力ｔレーザビーム（２）の集光
照射部からの紫外線に直接さらされてしまう。

すなわち加工レンズ（４）の載板材料やコーティング材
料は０．５μｍｎ以下の波長の光に対し、吸収量長波長
端はそれぞれ物質固有の値を持つが、必ず吸収体となる
。被加工物（５）の被醪接部から反射した紫外線を加工
レンズ（４）が吸収することＫより、程度の差はあれ基
板材料（もしくはコーティング材料）が変質ｔ５ける。

すなわち０．５μｍ以下の元に長時間さらされると基盤
材料等の変質が進行し、ＣＯ，レーザの波長１０．６μ
ｍの赤外線に対する吸収率が増大するし、その結果、加
工レンズ（４）のレーザビーム（２）による光学歪み（
熱し／ズ作用という〕が大きくなる。このためレーザビ
ーム（２）の集光性能が極度に低下し加工性能が低下す
る。吸収率がさらに増大すると、加工レンズ（４）はつ
いに破損する。

以上の説明から明らかなように、従来のＣＯ，レーザ加
工装置の加工レンズ（４）は被加工物（５）の被溶接部
から反射した紫外線にさらされるので、加工レンズ（４
］の寿命が短かくこのため安定性・信顎性が低いという
問題があった。

＋４＝ＩＳ１１＝ｂ″　　　　　　　　　　→→本発明
は上記のような問題点を解決するため罠なされたもので
、加工レンズの寿命が長く安定性・信頼性の高い赤外レ
ーザ加工装置を得ろことｔ目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は上記の問題点を解決するためになされたもので
、加工レンズと被加工物との間に１枚思上の波長選択性
ミラーを配置した赤外レーザ加工装置を提供するもので
ある。

【作　用〕

波長選択性ミラーは赤外レーザ光に対しては高反射率を
有するので、レーザビーム’ｔ　４　効率で被加工部ま
で伝送できる。一方、波長遭択性ミラーは被溶接部から
の紫外線に対しては吸収率が高いので０．５μｍ以下の
光はほとんど加工レンズに到達しない。

〔発明の実施例〕

第１図は本発明の実施例を示す模式図である。

なお第５図と同じ機能の部分には同じ記号を付し説明を
省略する。（３ａ）、（３ｂ）は対向して配置された全
反射ミラーで、（６）は１０．６μｍの光に対しほぼ１
００％の反射率を有し、かつ０．５μｍ以下の波長の光
に対する反射率が低い波長選択性ミラーである。第２図
は波長選択性ミラー（６）の説明図で、な）は銅、金、
銀、アルミニウムなどよりなる金属基板、翰はたとえは
ゲルマニタムなどの赤外場で透明体かつ０．５μｍ以下
の波長域で吸収体となる金属基板Ｑ心表面に設けられた
材料、翰は赤外域で透明でありかつ０．５μｍ以下の光
’にほぼすべて吸収体（２）１７ｃ浸透させる材料勾の
表面に設けられた無反射コーティングである。無反射コ
ーティング（イ）の材料としてはたとえばＺｎＳ、Ｓｉ
Ｏなどが適している。

上記のように構成した本発明の詳細な説明すれば次の通
りである。レーザ発振器（１）から発振したレーザビー
ム（２）は全反射ミラーＤａ）、（３ｂ）で反射したの
ち加工レンズ（４）を通過し、さらに波長迩択性ミラー
（６）を介して被加工物（５）上に集光される。

ところで波長１０．６μｍのレーザビーム（２）に対し
波長選択性ミラー（６）は高反射率を有するので、波長
選択性ミラー（６）を付加してもレーザビーム（２）の
特性劣化はほとんどない。一方被加工物（５）の被溶接
部からの紫外線は波長選択性ミラー（６）Ｋより吸収さ
れるので、加工レンズ（４）に達する紫外線の光量は大
幅に減少される。たとえば、波長選択性ミラー（６）が
８１０／Ｇｅ／銅で構成された場合の分光反射特性の一
例を第３＠に示す。図から明らかなように０．５μｍ以
下の波長域における反射率はほぼ１０％程度となってい
る。

以上の説明から明らかなように、波長選択性ミラー（６
）を付加することｋより、加工レンズ（４）に入射する
０、５μｍ３２１Ｔの光パワーが大幅に減少するので、
加工レンズ（４）の劣化が抑制される。

なお、上記の実施例では、波長選択性ミラー（６１を１
枚使用した場合について示したが、本発明はこれに限定
するものではなく第４図に示したように２枚の波長カ！
択性ミラー（６ａ）、　（６ｂ）　’！−直列に配置し
てもよ（、このようにすれば紫外光に対する減光効果が
さらに強められる・この場合・これら２枚の波長選択性
ミラー（６ａ）・（６ｂ）の無反射コーティング（２）
の膜厚をそれぞれ変化させ、最低反射率を与える波長を
シフトさせれば、さらに高効率の減光効果が得られる。

また、上記の実施例ではレーザ溶接加工について述べた
が、加工部分から紫外線が発生するレーザ加ニ一般に対
して、効力を発揮するものである。

さらに、上記の実施例ではＣＯｔレーザを用いた加工装
置について述べたが、本発明はこれに限定せず他の赤外
レーザ例えばＣＯ；レーザのようにＣＯ，レーザと同様
のレンズ材料を使用する場合も上記の実施例と同様の効
果を奏する。

〔発明の効果〕

以上の説明から明らかなように、本発明によれば、加工
レンズと被加工物との間、Ｋ波長選択性ミラーを少なく
とも１枚配置し、被加工物からの紫外光を顕著に減衰さ
せるので、加工レンズの劣化が抑止でき、安定性・ＭＭ
性の高い赤外レーザ加工装置が得られるという顕著な効
果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す模式図、第２図は第１図
の要部の説明図、第３図は波長と反射率との関係を示す
線図、第４図は本発明の他の実施例を示す模式図、第５
図は従来の赤外レーザ加工装置の一例を示す模式図であ
る。 （１）・・・レーザ発振器、（２）・・・レーザビーム
、（３）・・・全反射ミラー、（４）・・・加工レンズ
、（５）・・・被加工物、（６）・・・波長選択性ミラ
ー、９℃・・・波長選択性ミラーの基板、翰・・・０．
５μｍ以下の光を吸収するコーティング層、（至）・・
・０．５μｍ以下の光に対する無反射コーティング層。 なお各図中、同一符号は同−又は相当部分を示す。 代理人　弁理士　佐　藤　正　年 」 東畜奇　ド 第４図 第５図 °ヅ皮長選オ尺・１ｉミラー

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）レーザビームを発生させるレーザ発振器、前記レ
   ーザビームを導光する光伝送路、前記レーザビームを集
   光する加工レンズにより構成される赤外レーザ加工装置
   において、前記加工レンズと被加工物との間に１枚以上
   の波長選択性ミラーを配置したことを特徴とする赤外レ
   ーザ加工装置。
2. （２）波長選択性ミラーが金属面上に２層以上のコーテ
   ィング層を付着させたことを特徴とする特許請求の範囲
   第（１）項記載の赤外レーザ加工装置。