JPH0236924B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 この発明は、放物面鏡を使用して大出力のレー
ザビームを集光する場合に、その集光性能に大き
く影響する放物面鏡の光軸の調整を、容易に、し
かも確実、安全に行える様にした放物面鏡のアラ
イメント方法に関するものである。

〔従来技術〕

従来この種の放物面鏡の光軸の調整方法として
は、第１図ａに示すものがあつた。第１図ａ及び
ｂは、それぞれ従来の放物面鏡の光軸の調整方法
を説明するための図、及び光軸の調整不良時にお
ける集光されたレーザビームの焦点近傍のビーム
断面変化を示す図である。第１図ａにおいて、１
は集光すべきレーザビーム、２はレーザビーム１
と重畳させた目視調整用の可視のレーザビーム、
３は回転自在な放物面鏡４へレーザビーム１を導
くためのベンダーミラー、５は放物面鏡４によつ
て集光されたレーザビーム１のビーム断面を拡大
するための焦点距離ｆのレンズ、６はレンズ５の
拡大像を映し出すスクリーンである。

さて、集光されたレーザビーム１のビーム断面
の拡大は、１／ａ＋１／ｂ＝１／ｆの関係式にしたがい
、 その拡大率はｂ／ａである。ここで、ａ，ｂ，ｆは、 第１図ａに示す通りの関係状態にあり、ａはスク
リーン６上に映し出されるレンズ５から上方の位
置におけるビーム断面までの距離、ｂはレンズ５
とスクリーン６との間の距離、ｆはレンズ５の焦
点距離である。第１図ｂに示す様に、ｂ，ｆを一
定として、レンズ５とスクリーン６を上下方向に
動かすと、レンズ５から距離ａだけ上方の位置に
おけるビーム断面の拡大された断面形状が、スク
リーン６上に映し出されることになる。

従来の放物面鏡の光軸の調整方法においては、
放物面鏡４によつて集光されたレーザビーム１の
焦点近傍のスポツト状のビーム断面変化が、第１
図ｂに示す様な非点収差を示すレーザビーム断面
となることなく、ほぼ真円に集光されたビーム断
面となる様に、第１図ａに示す様に、放物面鏡４
を各Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の周りにそれぞれ角度θ_X，
θ_Y，θ_Zの回転を個々に行わせることにより、試行
錯誤によつて放物面鏡４の光軸の調整を行つてい
た。このため、レーザビーム１の拡大用のレンズ
５のセツテイング、及び放物面鏡４の光軸の調整
に多大の作業時間を余儀なくされる上に、最適な
放物面鏡４の光軸の調整が確実に行われたかどう
かを明確に知ることができないなどの欠点があつ
た。

〔発明の概要〕

この発明は、上記の様な従来ものの欠点を改善
する目的でなされたもので、放物面鏡のクリアア
パーチヤ部以外の部位に設けられ、かつこの放物
面鏡の理想入射光軸に垂直な面上に加工形成され
た基準平面部を有する放物面鏡に、入射されて集
光すべきレーザビームと同軸に合わせられた可視
のレーザビームを、約1m rad程度以下の精度で
並行移動させて前記基準平面部に照射し、この基
準平面部からの反射光を同一の光路でもどす様に
調整することにより、放物面鏡の光軸の調整を、
容易に、しかも確実、安全に行える様にした放物
面鏡のアライメント方法を提供するものである。

〔発明の実施例〕

以下、この発明の実施例を図について説明す
る。第２図ａないしｄは、それぞれこの発明の一
実施例である放物面鏡のアライメント方法として
の、放物面鏡の光軸の調整方法を説明するための
各手順を示す図である。上記各図において、１は
集光すべきレーザビーム、２はレーザビーム１と
重畳させた目視調整用の可視のレーザビーム、３
は集光用の放物面鏡４へレーザビーム１を導くた
めのベンダーミラー、７は集光すべきレーザビー
ム１と同一の光路に可視のレーザビーム２を導く
ための光学素子であり、ここでは、この光学素子
７として、取りはずし可能なベンダーミラーを使
用している。８は放物面鏡４の理想入射光軸１０
に垂直な面上で、この理想入射光軸１０からある
距離Ｌだけ離れたところ、すなわち、放物面鏡４
のクリアアパーチヤ部以外の部位に加工形成され
た基準平面部を成す平面状反射部、９は放物面鏡
４の理想入射点であり、この理想入射点９を中心
に放物面鏡４は回転自在に構成される。１１はベ
ンダーミラー３に着脱自在で、かつ可視のレーザ
ビーム２を反射するためのオプテイカルフラツト
である。

上述した様に、この発明の一実施例である放物
面鏡のアライメント方法において、まず、集光す
べきレーザビーム１と可視のレーザビーム２と
を、第２図ａに示す様にベンダーミラー７を用い
て重畳させる。そして、放物面鏡４の光軸の調整
は、以後、可視のレーザビーム２を用いて行われ
る。ベンダーミラー３によつて放物面鏡４の理想
入射点９付近に放物面入射ビームが導かれた後
に、ベンダーミラー３の上には、第２図ｂに示す
様に着脱自在なオプテイカルフラツト１１が載せ
られる。可視のレーザビーム２は、このオプテイ
カルフラツト１１の面で反射され、上記した放物
面入射ビームに並行に伝播される。放物面鏡４の
理想入射光軸１０からある距離Ｌだけ離れたとこ
ろで、しかも、理想入射光軸１０に垂直な面上
に、オプテイカルフラツト１１から反射してくる
可視のレーザビーム２を受けるために加工形成さ
れた平面状反射部８が作られていると、この平面
状反射部８によつて反射される可視のレーザビー
ム２が再び同一の光路でもどつてくる場合に限つ
て、放物面鏡４の光軸の調整が最適化されたこと
になる。したがつて、第２図ｃに示す様に、放物
面鏡４を、この放物面鏡４の理想入射点９を中心
に回転自在に容易に調整できるジンバル調整機構
によつて保持しておけば、上記した放物面鏡４の
光軸の調整が容易に実施できる。

ここで、使用するオプテイカルフラツト１１の
厚みは、ベンダーミラー３への入射ビームの入射
角をθとすると、Ｌ／2sinθが適当である。また、
オプテイカルフラツト１１をベンダーミラー３の
上に載せた際に、ベンダーミラー３の反射面とオ
プテイカルフラツト１１の反射面との並行度は、
約1m rad程度以下となることが必要である。な
ぜならば、放物面鏡４の光軸の調整は、約1m
rad以下の精度で行わなければ集光性能に大なる
影響があることが、レーザ加工を行う場合の実証
試験の結果から明確にされているからである。そ
して、上述した可視のレーザビーム２の調整終了
後に、オプテイカルフラツト１１及びベンダーミ
ラー７を取り外すことにより、第２図ｄに示す様
な状態で放物面鏡４の光軸の調整は完了すること
になる。

〔発明の効果〕

この発明は以上説明した様に、放物面鏡のアラ
イメント方法において、基準平面部を有する放物
面鏡に、入射されて集光すべきレーザビームと同
軸に合わせられた可視のレーザビームを、約1m
rad程度以下の精度で並行移動させて前記基準平
面部に照射し、この基準平面部からの反射光を同
一の光路でもどす様に調整することにより、放物
面鏡の光軸を、容易に、しかも極めて確実、安全
に行うことができるという優れた効果を奏するも
のである。

【図面の簡単な説明】

第１図ａ及びｂは、それぞれ従来の放物面鏡の
光軸の調整方法を説明するための図、及び光軸の
調整不良時における集光されたレーザビームの焦
点近傍のビーム断面変化を示す図、第２図ａない
しｄは、それぞれこの発明の一実施例である放物
面鏡のアライメント方法としての、放物面鏡の光
軸の調整方法を説明するための各手順を示す図で
ある。 図において、１，２……レーザビーム、３，７
……ベンダーミラー、４……放物面鏡、５……レ
ンズ、６……スクリーン、８……平面状反射部、
９……放物面鏡４の理想入射点、１０……放物面
鏡４の理想入射光軸、１１……オプテイカルフラ
ツトである。なお、各図中、同一符号は同一、又
は相当部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 放物面鏡のクリアアパーチヤ部以外の部位に
   設けられ、かつこの放物面鏡の理想入射光軸に垂
   直な面上に加工形成された基準平面部を有する前
   記放物面鏡に、入射されて集光すべきレーザビー
   ムと同軸に合わせられた可視のレーザビームを、
   約1m rad程度以下の精度で並行移動させて前記
   基準平面部に照射し、この基準平面部からの反射
   光を同一の光路でもどす様に調整することを特徴
   とする放物面鏡のアライメント方法。