JPS6329720A - 集光光学系 - 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】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は１例えばレーザ光などの千斤光線集光用に用い
られる集光光学系に関する。

（従来の技術） 従来、レーザ光により、穴あけ、切断、溶接等の加工を
行う場合には、レーザ光を被加工物にて所定のスポット
径にするための集光光学系が用いられている。この集光
光学系には１通常１反射防止コーティングを施したガラ
ス製の集光レンズが用いられている。しかしながら、レ
ーザ光が高出力化するにともない熱損傷しきい値を向上
させる必要があるが、従来のガラス製の集光レンズでは
、この要求を十分に満足できない。そこで、例えば無酸
素鋼を鏡面切削加工することにより裏作された放物面鏡
が、高出力レーザ光用の集光光学系として用いられてい
る。

けれども、従来の放物面鏡は、熱点距離が長くなればな
るほど、鏡面切削用の旋盤のふりが大きくなり、しばし
ば加工不能となることがある。また、旋盤により切削加
工が可能であっても、加工精度に制約を受ける問題を生
じている。

（発明が解決しようとする問題点） 本発明は、従来の高出力レーザ光果光用の放物面鏡の鏡
面切削加工による製作がすこぶる困難であることに着目
してなされたもので、製作が比較的容易で光学的精度も
陥い集光光学系を提供することを目的とする。

〔発明の構成〕

（問題点を解決するための手段と作用）放物反射面が回
転対称に形成された回転放物面ミラーと、この回転放物
面ミラーからの出射光を１点に集束させる円錐形ミラー
とからなり、これらが回転対称体であることにより、旋
盤による製作をａ１１度かつ高能率で行えるようにした
ものである。

（実施例） 以下１本発明の一実施例を図面を参照して詳述する。

第１図は、この実施例の集光光学系を示している。この
集光光学系は、光軸（１）を有する回転対称柱体をなす
回転放物面ミラー（２）と、この回転放物面ミラー（２
）と光軸（１）を共有する位置に配設された円環状の円
錐形ミラー（３）と、これら回転放物面ミラー（２）と
円錐形ミラー（３）を連結する耐熱金属製の連結棒（４
）・・・とからなっている。しかして、上記回転放物面
ミラー（２）は、光軸（１）Ｋ沿って矢印（５）方向に
入射してきたレーザ光（６）を矢印（７）方向に円錐状
に出射し円錐形ミラー（３）に入射させるものである。

そして、その反射面（８）は、放物面となっていて。

その焦点（９）は１円に沿って存在している。つまり。

矢印（７）方向に出射したレーザ光（６）は、焦点（９
）上に集光するように１反射面は焦点（９）を有する放
物面状にあるように設定されている。一方１円錐形ミラ
ー（３）は、円環状をなし、図示せぬ支持具に取付けら
れている。つまり１円錐形ミラー（３）は、レーザ光（
６）の通路となる通孔０１を有している。また。

この円錐形ミラー（３）は、光軸（１）を軸線とする円
錐面の一部、換言すれば截頭円錐の側面をなす反射面α
υを有している。この反射面Ｉは、矢印（７）方向に出
射したレーザ光（６）を入射するように設けられ、入射
してきたレーザ光（６）を矢印Ｃ１ｚ方向に出射して光
軸（１）上の集光点Ｃ１３１に集光するものである。し
かして、この反射面０υの幅及び位置は１回転放物面ミ
ラー（２）からのレーザ光（６）を完全にさえぎるよう
に設定されている。つまり、焦点（９）と集光点（１３
とが１反射面αυに対して鏡面対称位置となるように設
定されている。しかして、上記連結棒（４）・・・は。

例えば３本が光軸（１）の回りに等配されたもので。

回転放物面ミラー（２）により円錐形ミラー（３）を懸
吊するためのものである。そうして、上記円錐形ミラー
（３）及び回転放物面ミラー（２）は、例えば無酸素鋼
をダイヤモンドバイトを用いて鏡面切削加工して製作し
たものである。

しかして、上記構成の集光光学系において、ＣＯ。

レーザ＝’ｔ＜図示せず）より出射されたレーザ光（６
）を伝送用ミラーを用いて光軸（１）に沿って矢印（５
）方向に投射させる。すると、レーザ光（６）は１回転
放物面ミラー（２）の反射面（８）に入射する。その結
果。

レーザ光（６）は、焦点（９）Ｋ向う矢印（力方向に反
射する。ついで、矢印（力方向に反射されたレーザ光（
６）は１円錐形ミラー（３）の反射面圓に入射する。そ
の結果、この反射面（１１）に入射したレーザ光（６）
は、矢印０方向に出射し、被加工物（Ｗ）上の集光点ｕ
上に所定のスポット径にて集束し、穴あけ、切断。

溶接等のレーザ加工が行われる。

以上のように１本実施例の集光光学系は、構成する部品
が回転対称体をなしているので、旋盤により鏡面切削す
る場合でも、高い加工精度で能率的Ｋｍ作することがで
きる。また、旋盤のふりが大きくなることにより、製作
不可能になることがない。

なお１円錐形ミラー（３）は１円環状でなく円筒状でも
よい。また、連結棒（４）・・・の一端を円錐形ミラー
（３）でなく、他の支持具に支持させてもよい。さらに
１回転放物面ミラー（２）及び円錐形ミラー（３）は。

金属製に限ることなく、ガラス製でもよい。

〔発明の効果〕

本発明の集光光学系は、構成要素の反射面が回転対称を
なすので１寸法に制約を受けることなく、高精度かつ高
能率で裏作することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の集光光学系の断面正面図、
第２図は同じ（正面図である。 （１）：光　軸、　　　　　　　（２）　：回転放物面
ミラー。 （３）二円錐形ミラー、　　　ｔ６）：レーザ光。 （８）二反射面（放物反射面）。 ｅｌｌ）　：反射面（円錐反射面）。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 放物反射面が回転対称に形成された回転放物面ミラーと
   、この放物面ミラーの反射面に対向して設けられ上記放
   物面ミラーからの反射光を上記放物面ミラーの後方の一
   点で集光させる截頭円錐反射面を有する円錐形ミラーと
   を具備することを特徴とする集光光学系。