JPS6310093A - レ−ザ装置 - Google Patents
レ−ザ装置Info
- Publication number
- JPS6310093A JPS6310093A JP61150903A JP15090386A JPS6310093A JP S6310093 A JPS6310093 A JP S6310093A JP 61150903 A JP61150903 A JP 61150903A JP 15090386 A JP15090386 A JP 15090386A JP S6310093 A JPS6310093 A JP S6310093A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- laser
- laser beam
- light
- oscillator
- wave
- 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.)
- Granted
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
- B23K26/06—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Lasers (AREA)
- Laser Beam Processing (AREA)
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。
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、反射率の高い物体を加工する場合に好適なレ
ーザ装置に関するものである。
ーザ装置に関するものである。
（従来の技術）
一股に、金属などの高反射率材料をレーザ光によって加
工する場合の加工性能は、レーザ光の偏光特性によって
大きく変化する。すなわち、第２図に示すように、レー
ザ光１を被加工物２の切断部３に対して垂直に入射した
としてもレーザ光１を図の矢印へ方向に進ませる場合に
は切断面に対するレーザ光１の入射角φは９０度近くな
るため、入射光線軸と入射面法線を含む平面に平行な方
向に電界ベルクトルを有するＰ波とこれに垂直な電界ベ
ルクトルを有するＳ波の反射率に差が生じてくる。この
ため、レーザ光の偏光方向と切断面の方向によって切断
断面の状態が大きく異なってくる。
工する場合の加工性能は、レーザ光の偏光特性によって
大きく変化する。すなわち、第２図に示すように、レー
ザ光１を被加工物２の切断部３に対して垂直に入射した
としてもレーザ光１を図の矢印へ方向に進ませる場合に
は切断面に対するレーザ光１の入射角φは９０度近くな
るため、入射光線軸と入射面法線を含む平面に平行な方
向に電界ベルクトルを有するＰ波とこれに垂直な電界ベ
ルクトルを有するＳ波の反射率に差が生じてくる。この
ため、レーザ光の偏光方向と切断面の方向によって切断
断面の状態が大きく異なってくる。
従って、切断方向に対して偏光方向を常に追従させるこ
とが望ましいわけであるが、一般にはこのような追従制
御は困難である。このため、時間的に偏光方向が回転す
る円偏光または・浩円偏光を用いてレーザ光の方向性を
なくしてどのような形状の切断に対しても均一な切断面
を得る方法が従来からとられている。
とが望ましいわけであるが、一般にはこのような追従制
御は困難である。このため、時間的に偏光方向が回転す
る円偏光または・浩円偏光を用いてレーザ光の方向性を
なくしてどのような形状の切断に対しても均一な切断面
を得る方法が従来からとられている。
このような円偏光または・別置偏光を生じさせるために
は、第３図に示すように、ブルースター角（３ｒｅｗｓ
ｔｅｒ ａｎｇｌｅ ＞で設置した透過材や入射角を大
きくした折返し５ｎなどをレーザ光振器１０内に配設し
て、該発振器１０内部の光の偏光方向に対する損失に差
をつけることで偏光方向を固定化した直線偏光のレーザ
光１１を光生させる。次に、この直線偏光されたレーザ
光１１を９０’位相遅延型全反射鏡１２に対し４５６の
入射角で、しかも偏光方向を入射面に対して４５６傾け
て入射させることによってレーザ光１１をＸ成分とＹ成
分に分解しその位相を９０’だけずらす構成とすればよ
い。
は、第３図に示すように、ブルースター角（３ｒｅｗｓ
ｔｅｒ ａｎｇｌｅ ＞で設置した透過材や入射角を大
きくした折返し５ｎなどをレーザ光振器１０内に配設し
て、該発振器１０内部の光の偏光方向に対する損失に差
をつけることで偏光方向を固定化した直線偏光のレーザ
光１１を光生させる。次に、この直線偏光されたレーザ
光１１を９０’位相遅延型全反射鏡１２に対し４５６の
入射角で、しかも偏光方向を入射面に対して４５６傾け
て入射させることによってレーザ光１１をＸ成分とＹ成
分に分解しその位相を９０’だけずらす構成とすればよ
い。
（発明が解決しようとする問題点）
ところが、炭酸ガスレーザ等の遠赤外レーザの波長域に
おいては金属の表面反射率が大きく、特に銅、アルミニ
ュウム等については、反射率が９９％と大きいため加工
開始時および高速切断時の垂直入射の時の反射光が強く
、絞り用のレンズ１３や反射鏡１４を通してレーザ光振
器１０まで反射光が戻り、光路上の光学部品等の損傷、
レーザの異常発振等をひき起こし、装置の故障、灯命の
劣化等を誘発したり、また高反射材の加工時には出力を
減少させて加工することを余儀なくされるので材料の厚
さや加工速度が制限されるという問題があった。
おいては金属の表面反射率が大きく、特に銅、アルミニ
ュウム等については、反射率が９９％と大きいため加工
開始時および高速切断時の垂直入射の時の反射光が強く
、絞り用のレンズ１３や反射鏡１４を通してレーザ光振
器１０まで反射光が戻り、光路上の光学部品等の損傷、
レーザの異常発振等をひき起こし、装置の故障、灯命の
劣化等を誘発したり、また高反射材の加工時には出力を
減少させて加工することを余儀なくされるので材料の厚
さや加工速度が制限されるという問題があった。
本発明の目的は、被加工物からの反射光による故障およ
び誤動作を防止すると共に、加工速度と加工厚さ等の加
工性能を向上させることができるレーザ装置を提供する
ことにある。
び誤動作を防止すると共に、加工速度と加工厚さ等の加
工性能を向上させることができるレーザ装置を提供する
ことにある。
（問題点を解決するための手段）
本発明は、円偏光用の偏光子に入射される直線偏光を持
つレーザ光の偏光面と、この偏光子を通ってレーザ光振
器側に戻ってくるレーザ光の偏光面とが異なることに看
目し、レーザ光振器と偏光子との間に入射レーザ光に対
してブルースター角を成すように透過型偏光反射板を設
けたものである。
つレーザ光の偏光面と、この偏光子を通ってレーザ光振
器側に戻ってくるレーザ光の偏光面とが異なることに看
目し、レーザ光振器と偏光子との間に入射レーザ光に対
してブルースター角を成すように透過型偏光反射板を設
けたものである。
（作用）
被加工物から反射して再びレーザ発振器側に戻ってくる
レーザ光は、被加工物で反射されるときに１８０’の位
相変化を受ける。このため、円偏光波のＰ波とＳ波の９
０°位相関係が被加工物への入射時と逆となる。この逆
方向の位相関係となつだ円偏光波は偏光子によってさら
に９０°の位相差が加わり、ふたたび直線偏光波となる
がこの直線偏光波はレーザ発振器からの直線偏光波に対
して方位角が直交している。すなわち、レーザ発振器か
ら発せられたＰ波はＳ波となって透過型偏光反射板に入
射される。従って、この透過型偏光反射板をブルースタ
ー角で配置し、かつＰ波に対する透過率およびＳ波に対
する反射率を適宜に設定しておくことにより、被加工物
から反射したレーザ光がレーザ光振器側に戻るのを抑え
ることができる。
レーザ光は、被加工物で反射されるときに１８０’の位
相変化を受ける。このため、円偏光波のＰ波とＳ波の９
０°位相関係が被加工物への入射時と逆となる。この逆
方向の位相関係となつだ円偏光波は偏光子によってさら
に９０°の位相差が加わり、ふたたび直線偏光波となる
がこの直線偏光波はレーザ発振器からの直線偏光波に対
して方位角が直交している。すなわち、レーザ発振器か
ら発せられたＰ波はＳ波となって透過型偏光反射板に入
射される。従って、この透過型偏光反射板をブルースタ
ー角で配置し、かつＰ波に対する透過率およびＳ波に対
する反射率を適宜に設定しておくことにより、被加工物
から反射したレーザ光がレーザ光振器側に戻るのを抑え
ることができる。
（実施例）
第１図は本発明の一実施例を示すブロック図であり、レ
ーザ発振器１０と９０°位相遅延型全反射ｖ１１２との
間には、透過型偏光反射板１５が設置されている。この
反射板１５はレーザ発振器１０からのレーザ光１１（直
ＦＩｌＧ光波）がブルースター角θＢで入射し、かつ反
射板法線と値光面が同一平面りになるように配置され、
またレーザ発振器１０からのレーザ光１１がほぼ烈反射
で透過するようにその透過率が設定されている。この画
先反射板１５を透過したレーザ光１１は９０°位相遅延
型全反ｔ）１鏡１２で反射されて実線の矢印で示す左回
りの円偏光波となり、被加工物１４の表面に向けてレン
ズ１３によって絞られて照射される。
ーザ発振器１０と９０°位相遅延型全反射ｖ１１２との
間には、透過型偏光反射板１５が設置されている。この
反射板１５はレーザ発振器１０からのレーザ光１１（直
ＦＩｌＧ光波）がブルースター角θＢで入射し、かつ反
射板法線と値光面が同一平面りになるように配置され、
またレーザ発振器１０からのレーザ光１１がほぼ烈反射
で透過するようにその透過率が設定されている。この画
先反射板１５を透過したレーザ光１１は９０°位相遅延
型全反ｔ）１鏡１２で反射されて実線の矢印で示す左回
りの円偏光波となり、被加工物１４の表面に向けてレン
ズ１３によって絞られて照射される。
この時、被加工物１４の反射率が高い場合、照射された
円偏光波は被加工物表面で反射される。
円偏光波は被加工物表面で反射される。
すると、この反射された円偏光波は反射される時に１８
０°の位相変化を受けるため、Ｐ波とＳ波の９０’進相
関係が逆にな゛す、破線Ａで示すように入射時とは逆の
右回りの円偏光波となる。この右回りの円偏光波はレン
ズ、１３を通して再び反射鏡１２に入射されるが、この
時さらに９０’の位相差が加わり、破線で示すように再
び直線偏光波となってレーザ光振器１０の方向へ向うよ
うになる。しかし、反射鏡１２から戻ってきた直線偏光
波はレーザ発振器１０からの直ＩＩ偏光波との位相関係
が完全に反転した直交関係となっている。すなわち、被
加工物１４に照射されたＰ波は、該被加工１１Ｆ１１４
と反射鏡１２での反射時に受けた位相変化によってＳ波
となって偏光反射板１５に入射されるようになる。従っ
て、偏光反射板１５のＳ波に対する反射率を大きく設定
しておけば、このＳ波はレーザ発振器１０の側に進まず
、該Ｓ波のエネルギーを吸収する吸収体１６の方向にの
み進むようになる。この場合、反射板１５のＳ波に対す
る反射率は多層のｙｈ電体膜等をレーザ光透過材料にコ
ーティングすることによってＰ波に対する透過率を維持
したまま適宜に設定することができる。
０°の位相変化を受けるため、Ｐ波とＳ波の９０’進相
関係が逆にな゛す、破線Ａで示すように入射時とは逆の
右回りの円偏光波となる。この右回りの円偏光波はレン
ズ、１３を通して再び反射鏡１２に入射されるが、この
時さらに９０’の位相差が加わり、破線で示すように再
び直線偏光波となってレーザ光振器１０の方向へ向うよ
うになる。しかし、反射鏡１２から戻ってきた直線偏光
波はレーザ発振器１０からの直ＩＩ偏光波との位相関係
が完全に反転した直交関係となっている。すなわち、被
加工物１４に照射されたＰ波は、該被加工１１Ｆ１１４
と反射鏡１２での反射時に受けた位相変化によってＳ波
となって偏光反射板１５に入射されるようになる。従っ
て、偏光反射板１５のＳ波に対する反射率を大きく設定
しておけば、このＳ波はレーザ発振器１０の側に進まず
、該Ｓ波のエネルギーを吸収する吸収体１６の方向にの
み進むようになる。この場合、反射板１５のＳ波に対す
る反射率は多層のｙｈ電体膜等をレーザ光透過材料にコ
ーティングすることによってＰ波に対する透過率を維持
したまま適宜に設定することができる。
なお、円偏光を行うために９０° （λ／４）位相遅延
型全反射鏡を用いているが、４５’ （λ／８）。
型全反射鏡を用いているが、４５’ （λ／８）。
２２．５° （λ／１６）の位相遅延型全反射鏡や１／
４波長板等の光学素子を組合せて円偏光を行うようにし
てもよい。
４波長板等の光学素子を組合せて円偏光を行うようにし
てもよい。
（発明の効果）
以上説明したように本発明によれば、円偏光用の偏光子
に入射される直線偏光を持つレーザ光の偏光面と、この
偏光子を通ってレーザ発振器側に戻ってくるレーザ光の
偏光面とが異なることに着目し、レーザ発振器と偏光子
との間に入射レーザ光に対してブルースター角を成すよ
うに透過型偏光反射板を設けたものであるため、被加工
物からの反射レーザ光がレーザ発振器側へ戻らなくなり
、被加工物からの反射光によるレーザ発振器の故障ある
（１は誤動作を防止することができたうえ、加工に必要
な十分な出力のレーザ光を発射できるようになるために
加工速度および加工厚さなどの加工性能も向上させるこ
とができるという効果がある。
に入射される直線偏光を持つレーザ光の偏光面と、この
偏光子を通ってレーザ発振器側に戻ってくるレーザ光の
偏光面とが異なることに着目し、レーザ発振器と偏光子
との間に入射レーザ光に対してブルースター角を成すよ
うに透過型偏光反射板を設けたものであるため、被加工
物からの反射レーザ光がレーザ発振器側へ戻らなくなり
、被加工物からの反射光によるレーザ発振器の故障ある
（１は誤動作を防止することができたうえ、加工に必要
な十分な出力のレーザ光を発射できるようになるために
加工速度および加工厚さなどの加工性能も向上させるこ
とができるという効果がある。
第１図は本発明の一実施例を示すブロック図、第２図は
被加工物をｈロエする場合の問題点を説明するための説
明図、第３図は円偏光のレーザ光によって被加工物を加
工する従来のレーザ装置のブロック構成図である。 １、・１１・・・レーザ光、２，１４・・・被加工物、
３・・・切断部、１０・・・レーザ発振器、１２・・・
９０°移相遅延型全反射鏡、１３・・・レンズ、１５・
・・透過型偏光反射板。 第１図 □Ａ 第３図
被加工物をｈロエする場合の問題点を説明するための説
明図、第３図は円偏光のレーザ光によって被加工物を加
工する従来のレーザ装置のブロック構成図である。 １、・１１・・・レーザ光、２，１４・・・被加工物、
３・・・切断部、１０・・・レーザ発振器、１２・・・
９０°移相遅延型全反射鏡、１３・・・レンズ、１５・
・・透過型偏光反射板。 第１図 □Ａ 第３図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 直線偏光されたレーザ光を発生するレーザ光発振器と、
発生されたレーザ光を楕円偏光また円偏光する偏光子と
を備え、偏光されたレーザ光によつて物体を加工するレ
ーザ装置において、 レーザ発振器と偏光子との間に入射レーザ光に対してブ
ルースター角を成すように透過型偏光反射板を設けたこ
とを特徴とするレーザ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61150903A JPH0818153B2 (ja) | 1986-06-27 | 1986-06-27 | レ−ザ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61150903A JPH0818153B2 (ja) | 1986-06-27 | 1986-06-27 | レ−ザ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6310093A true JPS6310093A (ja) | 1988-01-16 |
| JPH0818153B2 JPH0818153B2 (ja) | 1996-02-28 |
Family
ID=15506903
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61150903A Expired - Lifetime JPH0818153B2 (ja) | 1986-06-27 | 1986-06-27 | レ−ザ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0818153B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7176406B2 (en) * | 2005-03-04 | 2007-02-13 | Bettonville, Naamloze Vennootschap | Device for cutting material by means of a laser beam |
| WO2008119340A3 (de) * | 2007-04-03 | 2009-01-15 | Fraunhofer Ges Forschung | Vorrichtung und verfahren zur laserbearbeitung von bauteilen mit einer faser-oder scheibenlaserlichtquelle |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61232077A (ja) * | 1985-04-08 | 1986-10-16 | Mitsubishi Electric Corp | レ−ザ加工装置 |
-
1986
- 1986-06-27 JP JP61150903A patent/JPH0818153B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61232077A (ja) * | 1985-04-08 | 1986-10-16 | Mitsubishi Electric Corp | レ−ザ加工装置 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7176406B2 (en) * | 2005-03-04 | 2007-02-13 | Bettonville, Naamloze Vennootschap | Device for cutting material by means of a laser beam |
| WO2008119340A3 (de) * | 2007-04-03 | 2009-01-15 | Fraunhofer Ges Forschung | Vorrichtung und verfahren zur laserbearbeitung von bauteilen mit einer faser-oder scheibenlaserlichtquelle |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0818153B2 (ja) | 1996-02-28 |
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