Deprecated: The each() function is deprecated. This message will be suppressed on further calls in /home/zhenxiangba/zhenxiangba.com/public_html/phproxy-improved-master/index.php on line 456
JPH07101762B2 - Laser processing equipment - Google Patents
[go: Go Back, main page]

JPH07101762B2 - Laser processing equipment - Google Patents

Laser processing equipment

Info

Publication number
JPH07101762B2
JPH07101762B2 JP62179144A JP17914487A JPH07101762B2 JP H07101762 B2 JPH07101762 B2 JP H07101762B2 JP 62179144 A JP62179144 A JP 62179144A JP 17914487 A JP17914487 A JP 17914487A JP H07101762 B2 JPH07101762 B2 JP H07101762B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
laser
mirror
phase difference
laser beam
processing apparatus
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.)
Expired - Lifetime
Application number
JP62179144A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS6423586A (en
Inventor
公治 安井
正明 田中
重典 八木
昌樹 葛木
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Priority to JP62179144A priority Critical patent/JPH07101762B2/en
Priority to US07/221,801 priority patent/US4937424A/en
Priority to KR1019880009054A priority patent/KR910009016B1/en
Priority to EP88111712A priority patent/EP0300465B1/en
Priority to DE3854564T priority patent/DE3854564T2/en
Publication of JPS6423586A publication Critical patent/JPS6423586A/en
Publication of JPH07101762B2 publication Critical patent/JPH07101762B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/05Construction or shape of optical resonators; Accommodation of active medium therein; Shape of active medium
    • H01S3/08Construction or shape of optical resonators or components thereof
    • H01S3/08081Unstable resonators
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/02Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
    • B23K26/06Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing
    • B23K26/073Shaping the laser spot

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Laser Beam Processing (AREA)
  • Lasers (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、ビーム品質を改良したレーザ加工装置に関す
るものである。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a laser processing apparatus having improved beam quality.

[従来の技術] 第24図は金属の表面改質、肉盛りあるいはぬれた紙の高
速乾燥などを行なう従来のレーザ加工装置の模式図であ
る。図において、(1)は全反射ミラー、(4)は出口
ミラー、(3)はレーザ媒質、(7)は全反射ミラー
(1)及び出口ミラー(4)で構成するレーザ共振器
(6)内に発生したレーザビーム、(8)はレーザ共振
器(6)から外部に取出されたレーザビーム、(9)は
ベントミラー、(8a)はベントミラー(9)により反射
されたレーザビーム、(10)は被加工物である。(5)
は出口ミラー(4)の外面に施された無反射コーティン
グ、(5a)は出口ミラー(4)の内面に施され、出口ミ
ラー(4)に部分反射性をもたせる部分反射コーティン
グである。
[Prior Art] FIG. 24 is a schematic view of a conventional laser processing apparatus for performing surface modification of metal, high-speed drying of padding or wet paper. In the figure, (1) is a total reflection mirror, (4) is an exit mirror, (3) is a laser medium, and (7) is a laser resonator (6) composed of a total reflection mirror (1) and an exit mirror (4). A laser beam generated inside, (8) a laser beam extracted from the laser resonator (6) to the outside, (9) a bent mirror, (8a) a laser beam reflected by the bent mirror (9), ( 10) is the work piece. (5)
Is a non-reflective coating applied to the outer surface of the exit mirror (4), and (5a) is a partially reflective coating applied to the inner surface of the exit mirror (4) to make the exit mirror (4) partially reflective.

次に動作について説明する。全反射ミラー(1)と出口
ミラー(4)間を往復するレーザビーム(7)はレーザ
媒質(3)により増幅され、その一部が出口ミラー
(4)より外部にレーザビーム(8)としてとり出され
る。このとり出されたレーザビーム(8)はベントミラ
ー(9)により被加工物(10)に導かれ、被加工物(1
0)が金属であればその表面改質、肉盛り等を行ない、
被加工物(10)がぬれた紙であればその高速乾燥を行な
う。
Next, the operation will be described. A laser beam (7) traveling back and forth between the total reflection mirror (1) and the exit mirror (4) is amplified by the laser medium (3), and a part of the laser beam is taken outside the exit mirror (4) as a laser beam (8). Will be issued. The extracted laser beam (8) is guided to the work piece (10) by the vent mirror (9), and the work piece (1
If 0) is a metal, surface modification, buildup, etc., is performed,
If the workpiece (10) is wet paper, it is dried at high speed.

このようなレーザ加工装置では高速加工をおこなうこと
をめざして、レーザ媒質(3)を大きくして大出力化を
はかるのが普通であるが、その場合大きいレーザ媒質
(3)から効率よくレーザビームをとり出すためにはレ
ーザビーム(7)の断面積も大きくする必要があり、そ
の強度分布:横モードは「光エレクトロニクスの基礎」
(昭49年、丸善)に詳しく述べられているいわゆる高次
モードになる。
In such a laser processing apparatus, in order to perform high-speed processing, it is usual to enlarge the laser medium (3) to increase the output. In that case, the laser beam can be efficiently emitted from the large laser medium (3). The cross-sectional area of the laser beam (7) must be increased in order to extract the intensity distribution.
(Showa 49, Maruzen) It becomes the so-called higher mode described in detail.

また、第26図は浜崎正信著「実用レーザ加工」(1986年
2月20日テック出版株式会社発行)に示された被加工物
の切断、溶接等を行なうレーザ加工装置の一例の模式図
である。なお、第24図に示した従来例と同一又は相当部
分には同じ符号を付し、説明を省略する。
Further, FIG. 26 is a schematic diagram of an example of a laser processing apparatus for cutting and welding a work piece, which is shown in “Practical Laser Processing” by Masanobu Hamasaki (published by Tech Publishing Co., February 20, 1986). is there. Incidentally, the same or corresponding parts as those of the conventional example shown in FIG. 24 are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.

図において、(21)はアパーチャ、(9)はベントミラ
ー、(11)は集光レンズ、(22)は加工ガス導入口、
(23)は加工ガスの流れを示す矢印である。
In the figure, (21) is an aperture, (9) is a vent mirror, (11) is a condenser lens, (22) is a processing gas inlet,
(23) is an arrow indicating the flow of the processing gas.

次に動作について説明する。レーザ共振器(6)から外
部に取出されたレーザビーム(8)は、ベントミラー
(9)でレーザビーム(8a)としてレンズ(11)に導か
れ、集光されて高いパワー密度を得、ガス導入口(22)
より導かれたレーザガス(23)とともに被加工物(10)
の切断、溶接などのレーザ加工をおこなう。
Next, the operation will be described. The laser beam (8) extracted from the laser resonator (6) is guided to the lens (11) as a laser beam (8a) by the bent mirror (9) and is condensed to obtain a high power density and Inlet (22)
Workpiece (10) with more guided laser gas (23)
Laser processing such as cutting and welding.

ところで高性能のレーザ加工を行なうには高品質で大出
力のレーザビームが必要とされるので、この装置ではア
パーチャ(21)によりビーム外径を制限することにより
高品質のレーザビームを得ている。アパーチャ(21)が
充分小さい場合は、第27図(a)に示すような正規分布
状の強度分布をもつガウスモードが発生し、このレーザ
ビーム(8)はレンズ(11)等により同図(b)に示す
ように細く絞ることが出来るので、高いパワー密度を有
するレーザビームを得ることができる。一方アパーチャ
(21)の内径を大きくした場合は、同図(c)に示すよ
うに集光性が劣るマルチモードのレーザ出力が得られ
る。
By the way, a high-quality and high-power laser beam is required to perform high-performance laser processing, so this device obtains a high-quality laser beam by limiting the beam outer diameter with the aperture (21). . When the aperture (21) is sufficiently small, a Gaussian mode having a normal distribution intensity distribution as shown in FIG. 27 (a) is generated, and this laser beam (8) is generated by the lens (11), etc. Since it can be narrowed down as shown in b), a laser beam having a high power density can be obtained. On the other hand, when the inner diameter of the aperture (21) is increased, a multimode laser output having a poor light converging property can be obtained as shown in FIG.

第28図はこれらのビームモードをもちいて実際に鉄のレ
ーザ切断をおこなった場合の切断性能を示す線図であ
る。図中Bはガウスモード、レーザ出力500W、図中Aは
マルチモード、レーザ出力1000Wの場合を示す。マルチ
モードAの方がレーザ出力は大きいにもかかわらず切断
性能は劣り、いかにレーザビームモードの品質がレーザ
加工に重要かがわかる。
FIG. 28 is a diagram showing cutting performance when laser cutting of iron is actually performed using these beam modes. In the figure, B shows the case of Gauss mode, laser output 500W, A in the figure shows multimode, laser output 1000W. Although the multimode A has a higher laser output, the cutting performance is inferior, and it can be seen how the quality of the laser beam mode is important for laser processing.

さらに、第29図は上記「実用レーザ加工」に示された被
加工物の改質、溶接等を行なう従来のレーザ加工装置の
模式図である。なお、第24図、第26図に示した従来例と
同一又相当部分には同じ符号を付し、説明を省略する。
図において、(11)はレーザビーム(8)の集光素子を
形成する加工レンズである。
Further, FIG. 29 is a schematic view of a conventional laser processing apparatus for performing modification, welding, etc. of a work piece shown in the above "practical laser processing". Incidentally, the same or corresponding parts as those of the conventional example shown in FIGS. 24 and 26 are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.
In the figure, (11) is a processing lens that forms a condenser element for the laser beam (8).

次に動作について説明する。レーザ共振器(6)の出口
ミラー(4)と全反射ミラー(1)間を往復するレーザ
ビーム(7)は、レーザ媒質(3)により増幅されてレ
ーザビーム(7)の強度がある一定以上の大きさになる
と、レーザビーム(7)の一部がレーザビーム(8)と
して外部に取出される。このようにして外部に取出され
たレーザビーム(8)は加工レンズ(11)により集光さ
れ、高いパワー密度を得て被加工物(10)に照射され、
被加工物(10)の改質、溶接等のレーザ加工をおこな
う。
Next, the operation will be described. The laser beam (7) that reciprocates between the exit mirror (4) of the laser resonator (6) and the total reflection mirror (1) is amplified by the laser medium (3) and the intensity of the laser beam (7) exceeds a certain level. Then, a part of the laser beam (7) is extracted as a laser beam (8) to the outside. The laser beam (8) thus extracted to the outside is focused by the processing lens (11), is irradiated with high power density on the workpiece (10),
Perform laser processing such as modification and welding of the workpiece (10).

この場合被加工物(10)を効率よくレーザ加工するに
は、大出力のレーザビーム(8)が必要とされる。しか
し大出力のレーザビーム(8)を出口ミラー(4)から
安定にとり出すためには、出口ミラー(4)におけるビ
ーム強度密度を下げなければならず、このためレーザビ
ーム(7)を大断面積化することが必要となる。しかし
ながら、出口ミラー(4)から大断面積のレーザビーム
(8)を取り出すと、第30図(a)に示すようなマルチ
モードと呼ばれる両端に著しく高い強度をもつ強度分布
のレーザビーム(8)が得られ、このレーザビーム
(8)はさらに加工レンズ(11)等により同図(b)に
示すような両端に高い強度をもつレーザビーム(8b)と
なって集光される。
In this case, a high-power laser beam (8) is required for efficient laser processing of the workpiece (10). However, in order to stably take out the high-power laser beam (8) from the exit mirror (4), the beam intensity density at the exit mirror (4) must be lowered, and therefore the laser beam (7) has a large cross-sectional area. It is necessary to make it. However, when a laser beam (8) having a large cross-sectional area is taken out from the exit mirror (4), a laser beam (8) called multimode having an extremely high intensity at both ends as shown in FIG. 30 (a) is obtained. The laser beam (8) is further focused by the processing lens (11) and the like into a laser beam (8b) having high intensity at both ends as shown in FIG.

第31図、第32図は特開昭60−4282号公報に開示された従
来の複合レーザ加工装置の一例を示す説明図で、第31図
はレーザ加工装置が溶接用に構成された状態を示し、第
32図は焼入れ用に構成された状態を示す。
31 and 32 are explanatory views showing an example of a conventional composite laser processing apparatus disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 60-4282, and FIG. 31 shows a state in which the laser processing apparatus is configured for welding. Show, first
Figure 32 shows the state of being configured for quenching.

第31図において、(12)はレーザ共振器(6)の拡大全
反射ミラー、(1)は全反射コリメートミラー、(3)
はレーザ媒質、(13)は穴つきミラー、(14)はウイン
ドーである。また(15a)はウインドー(14)からレー
ザ共振器(6)の外部に取出されたリング状のレーザビ
ーム、(11)はレーザビーム(15a)の集光素子である
レンズ、(10)は被加工物である。また、第32図におい
て、(9)はベントミラー、(14a)は部分反射ミラー
である。
In FIG. 31, (12) is an enlarged total reflection mirror of the laser resonator (6), (1) is a total reflection collimating mirror, and (3).
Is a laser medium, (13) is a mirror with a hole, and (14) is a window. Further, (15a) is a ring-shaped laser beam extracted from the window (14) to the outside of the laser resonator (6), (11) is a lens which is a condensing element of the laser beam (15a), and (10) is a target. It is a processed product. Further, in FIG. 32, (9) is a bent mirror, and (14a) is a partial reflection mirror.

次に動作について説明する。まず第31図の構成におい
て、拡大全反射ミラー(12)、全反射コリメートミラー
(1)はいわゆる不安定型共振器を構成しており、両ミ
ラー(12),(1)間を往復するレーザビーム(15)は
レーザ媒質(3)によって増幅される。このレーザビー
ム(15)は毎往復ごとに外周部が穴つきミラー(13)に
より、ウインドー(14)を通ってレーザ共振器(6)の
外部にリング状のレーザビーム(15a)としてとり出さ
れ、レンズ(11)により集光されて被加工物(10)のレ
ーザ加工をおこなう。このようにしてとり出されたレー
ザビーム(15a)は主として鉄等の溶接にもちいられ
る。
Next, the operation will be described. First, in the configuration shown in FIG. 31, the magnifying total reflection mirror (12) and the total reflection collimator mirror (1) constitute a so-called unstable resonator, and the laser beam that reciprocates between the two mirrors (12) and (1). (15) is amplified by the laser medium (3). This laser beam (15) is taken out as a ring-shaped laser beam (15a) to the outside of the laser resonator (6) through the window (14) by the mirror (13) with a hole on the outer circumference every reciprocation. , The laser beam is focused on the workpiece (10) by being focused by the lens (11). The laser beam (15a) thus taken out is mainly used for welding of iron or the like.

つぎに第32図の構成において、全反射コリメートミラー
(1)、ベントミラー(9)、部分反射ミラー(14a)
はいわゆる安定型共振器を構成しており、全反射コリメ
ートミラー(1)、部分反射ミラー(14a)間を往復す
るレーザビーム(15)は、このレーザビーム(15)の一
部が部分反射ミラー(14a)からレーザ共振器(6)の
外部にとり出され、レンズ(11)により集光されておも
に被加工物(10)の表面処理などのレーザ加工をおこな
う。
Next, in the configuration of FIG. 32, a total reflection collimating mirror (1), a vent mirror (9), and a partial reflection mirror (14a)
Constitutes a so-called stable resonator, and the laser beam (15) that reciprocates between the total reflection collimating mirror (1) and the partial reflection mirror (14a) has a partial reflection mirror. (14a) is taken out of the laser resonator (6) and focused by the lens (11) to perform laser processing such as surface treatment of the workpiece (10).

第33図(a)は第31図に示す構成により発生したレーザ
ビーム(15a)の強度分布の断面形状(ビームパター
ン)を示し、同図(b)はその集光ビームパターンの一
例を示す。すなわち第33図(a)に示すリング状のレー
ザビーム(15a)は同図(b)に示すように回析効果に
よりサイドピークをともなった中高ビームとして集光さ
れる。この集光ビームパターンは、中央の山が高いため
鉄板等を効率よく溶接したり、また鋭く鉄板等にとけこ
むが、なめらかなビームパターンが要求されるレーザ表
面処理には、もちいることができない。またこのような
リング状のレーザビームは、焦点前後でビーム形状が大
きく変化するため、長い焦点深度が要求されるレーザ切
断にはほとんど用いられていない。
FIG. 33 (a) shows the cross-sectional shape (beam pattern) of the intensity distribution of the laser beam (15a) generated by the configuration shown in FIG. 31, and FIG. 33 (b) shows an example of the focused beam pattern. That is, the ring-shaped laser beam (15a) shown in FIG. 33 (a) is focused as a medium-high beam with side peaks due to the diffraction effect as shown in FIG. 33 (b). Since this concentrated beam pattern has a high central peak, it efficiently welds an iron plate or the like, or sharply melts into an iron plate or the like, but it cannot be used for laser surface treatment which requires a smooth beam pattern. Further, such a ring-shaped laser beam is hardly used for laser cutting, which requires a long depth of focus, because the beam shape largely changes before and after focusing.

第34図(a),(b),(c)は第33図(b)に示すビ
ーム形状の変化の一例である。すなわち、内径と外径と
の比が2で、外径20mmのリング状レーザビームを焦点距
離400mmのレンズで集光した場合の焦点の手前20mm(第3
4図(a)の位置、焦点(同図(b))の位置、及び焦
点より奥へ20mm(同図(c))の位置での集光ビームパ
ターンの一例を示す。図からわかるように焦点の前後で
中央の山が低くなり、さらにサイドピークが遠方まで広
がっていることがわかる。
34 (a), (b), and (c) are examples of changes in the beam shape shown in FIG. 33 (b). That is, when the ratio of the inner diameter to the outer diameter is 2, and the ring-shaped laser beam with an outer diameter of 20 mm is focused by a lens with a focal length of 400 mm, the focus is 20 mm before (the third
An example of the focused beam pattern at the position of FIG. 4 (a), the position of the focus (FIG. 4 (b)), and the position 20 mm deeper than the focus ((c) of the same figure) is shown. As can be seen from the figure, the central peak is low before and after the focal point, and the side peaks are spread far away.

一般に高いパワー密度を必要とする溶接加工では、中央
の山の中に含まれるパワーのみがレーザ加工に用いられ
ると考えられる。この場合中央の山の中に全体の何パー
セントのレーザパワーが含まれるかを計算すると、同図
(a),(b),(c)でそれぞれ約30%,50%,30%と
なる。従って、焦点前後でレーザ加工効率が悪化してい
ると考えられ、焦点前後でほぼ一定のレーザ加工効率の
得られる距離、いわゆる焦点深度が浅いといえる。従っ
て、溶接にくらべ焦点深度を長く要求されるレーザ切断
にはほとんど用いることができない。
Generally, in the welding process requiring a high power density, it is considered that only the power contained in the central mountain is used for the laser process. In this case, when calculating what percentage of the total laser power is included in the central mountain, it is about 30%, 50% and 30% in the same figures (a), (b) and (c), respectively. Therefore, it is considered that the laser processing efficiency is deteriorated before and after the focus, and it can be said that the distance at which a substantially constant laser processing efficiency is obtained before and after the focus, that is, the depth of focus is shallow. Therefore, it can hardly be used for laser cutting which requires a longer depth of focus than welding.

一方、比加工物(10)の表面処理時には、第32図に示す
ようないわゆる安定型共振器として構成される。すなわ
ち第31図の構成において使用された穴つきミラー(13)
をベントミラー(9)に変更し、ウインドー(14)を部
分反射ミラー(14a)に変更する。このような構成にお
いてレーザ共振器(6)から発生したレーザビームは、
第35図(a)に示すように両端部にピークをもつ山型と
なり、レンズ(11)等により同図(b)のようにほぼ同
型で集光され、鉄等のレーザ表面処理に用いられる。し
かし、この集光ビームパターンは、端部が強いため不均
一な表面処理がおこなわれるという問題があった。
On the other hand, when the surface treatment of the comparative processed product (10) is performed, it is configured as a so-called stable resonator as shown in FIG. That is, the mirror with a hole (13) used in the configuration of FIG. 31.
Is changed to a bent mirror (9), and the window (14) is changed to a partial reflection mirror (14a). The laser beam generated from the laser resonator (6) in such a configuration is
As shown in FIG. 35 (a), it becomes a mountain shape with peaks at both ends, and it is condensed by the lens (11) etc. in almost the same shape as shown in FIG. 35 (b) and used for laser surface treatment of iron or the like. . However, this focused beam pattern has a problem that uneven surface treatment is performed because the end portion is strong.

[発明が解決しようとする問題点] 上記のような従来のレーザ加工装置において、第24図に
示す装置は高次モードをもちいてレーザ加工をおこなっ
ているが、この高次モードは第25図に示すように両端部
に著しく高い強度をもつ不均一強度分布であるため、均
一なレーザ加工がおこなえないという問題があった。
[Problems to be Solved by the Invention] In the conventional laser processing apparatus as described above, the apparatus shown in FIG. 24 performs laser processing using a higher order mode. As shown in (1), since the both ends have a non-uniform intensity distribution with extremely high intensity, there is a problem that uniform laser processing cannot be performed.

また第26図に示した装置により高品質のレーザビームを
得るためには、小さいアパーチャ(21)を用いる必要が
あり、レーザ媒質(3)から十分効率よくパワーをとり
出すことができず、またレーザ出力(8)を増大させる
とレンズ(11)上でのビーム強度密度が増大し、レンズ
(11)を変形させるばかりでなく、著しい場合には破壊
にいたることがあった。
Further, in order to obtain a high quality laser beam with the device shown in FIG. 26, it is necessary to use a small aperture (21), and it is not possible to extract power from the laser medium (3) sufficiently efficiently. Increasing the laser output (8) increases the beam intensity density on the lens (11), not only deforming the lens (11), but in some cases, causing destruction.

さらに、第29図に示す装置は、大出力のレーザビーム
(8)により被加工物の加工をおこない場合は両端部の
不均一強度分布が著しく高いレーザビーム(8)をもち
いなければならない。このためレーザ加工が不均一なお
こなわれ、また出口ミラー(4)も不均一に加熱される
ため大出力化を進めるとレーザ出力が不安定になり、著
しい場合には出口ミラー(4)の破壊を来たすなどの問
題があった。
Further, the apparatus shown in FIG. 29 must use a laser beam (8) having a remarkably high non-uniform intensity distribution at both ends when processing a workpiece with a high power laser beam (8). For this reason, the laser processing is non-uniform, and the exit mirror (4) is also non-uniformly heated, so that the laser output becomes unstable when the output is increased, and in a remarkable case, the exit mirror (4) is destroyed. There was a problem such as coming to.

また、第31図、第32図に示す複合レーザ加工装置は、被
加工物(10)のレーザ加工の種類によってレーザ共振器
(6)を組替えなければならないので、きわめて面倒で
段取りに時間がかかるばかりでなく、加工範囲も狭いと
いう問題があった。
Further, in the combined laser processing apparatus shown in FIG. 31 and FIG. 32, the laser resonator (6) must be recombined depending on the type of laser processing of the workpiece (10), which is extremely troublesome and takes time to set up. Not only that, but there was also the problem that the processing range was narrow.

本発明は、断面積の大きいレーザ媒質から安定かつ均一
な強度分布をもつレーザビームを得て均一なレーザ加工
ができるレーザ加工装置を得ること、及び高品質なレー
ザビームをレーザ媒質から高効率でとり出すことができ
るとともに、高出力化してもレンズを破壊しないレーザ
加工装置を得ることを目的とする。
The present invention provides a laser processing apparatus capable of performing a uniform laser processing by obtaining a laser beam having a stable and uniform intensity distribution from a laser medium having a large cross-sectional area, and a high-quality laser beam from a laser medium with high efficiency. An object of the present invention is to obtain a laser processing apparatus that can be taken out and that does not destroy the lens even when the output is increased.

さらに本発明は、レーザ共振器を組み変えることなく、
被加工物のレーザ切断、溶接、表面処理などの各種の加
工をおこなうことのできる複合形のレーザ加工装置を得
ることを目的とする。
Furthermore, the present invention can be performed without changing the laser cavity.
It is an object of the present invention to obtain a composite type laser processing apparatus capable of performing various kinds of processing such as laser cutting, welding and surface treatment of a work piece.

[問題点を解決するための手段] 第1の発明に係るレーザ加工装置は、レーザ媒質と、該
レーザ媒質を挟んで対向させたコリメートミラー及び中
央部に部分透過部を周辺部に無反射部を有し、該部分透
過部で前記コリメートミラーに向けてレーザビームを拡
大して反射する拡大ミラーと、該拡大ミラーの前記部分
透過部を透過するレーザビームと前記無反射部を透過す
るレーザビームとの位相差を調整して出力する位相差調
整手段とを備えた不安定型共振器と、前記位相差調整手
段により位相差を調整された出力ビームを被加工物に導
くベントミラーとからなることを特徴とするものであ
る。
[Means for Solving Problems] A laser processing apparatus according to a first aspect of the present invention is directed to a laser medium, a collimating mirror opposed to each other with the laser medium sandwiched therebetween, a partially transmissive portion in the central portion, and a non-reflective portion in the peripheral portion. And a magnifying mirror that magnifies and reflects the laser beam toward the collimator mirror at the partially transmissive portion, a laser beam that passes through the partially transmissive portion of the magnifying mirror, and a laser beam that passes through the non-reflective portion. An unstable resonator having a phase difference adjusting means for adjusting and outputting a phase difference between the phase difference and a bent mirror for guiding an output beam having a phase difference adjusted by the phase difference adjusting means to a workpiece. It is characterized by.

第2の発明に係るレーザ加工装置は、前記不安定型共振
器と、前記位相差調整手段により位相差を調整された出
力ビームを被加工物上に集光させる集光手段とからなる
ことを特徴とするものである。
A laser processing apparatus according to a second aspect of the present invention includes the unstable resonator and a condensing unit that condenses an output beam whose phase difference is adjusted by the phase difference adjusting unit onto a workpiece. It is what

[作用] 第1の発明においては、不安定型共振器の出力ビームが
ビーム断面積の大きい、かつ均一な強度分布をもつ中づ
まり形状となり、さらに位相差調整手段により拡大ミラ
ーの部分透過部を透過するレーザビームと無反射部を透
過するレーザビームとの位相差を調整してあるので、加
工目的に適したビーム形状に調整される。そして、この
ように調整された出力ビームをベントミラーで被加工物
に導き、レーザ加工を行う。
[Operation] In the first aspect of the invention, the output beam of the unstable resonator has a hollow shape having a large beam cross-sectional area and a uniform intensity distribution, and is further transmitted through the partially transmitting portion of the magnifying mirror by the phase difference adjusting means. Since the phase difference between the laser beam to be irradiated and the laser beam transmitted through the non-reflecting portion is adjusted, the beam shape is adjusted to be suitable for the purpose of processing. Then, the output beam adjusted in this way is guided to a workpiece by a bent mirror, and laser processing is performed.

第2の発明においては、位相差調整手段により位相差を
調整された出力ビームをさらに集光手段で被加工物上に
集光させ、被加工物の切断、溶接などのレーザ加工を行
う。
In the second invention, the output beam whose phase difference is adjusted by the phase difference adjusting means is further focused on the workpiece by the focusing means, and laser processing such as cutting and welding of the workpiece is performed.

[実施例] 本発明は、本出願人が特願昭61−291786号として特許出
願した発明をレーザ共振器として使用しているので、先
ずこのレーザ共振器について説明する。
[Examples] The present invention uses, as a laser resonator, the invention filed by the applicant as Japanese Patent Application No. 61-291786. Therefore, this laser resonator will be described first.

第1図は上記レーザ共振器の一例を示す断面側面図であ
る。図において、(4)はウインドミラーを兼ねた凸面
鏡であり、コリメートミラー(1)に対向する面の中央
部に部分反射率を有する部分反射膜(20)が設けられ、
拡大ミラーとして働く。また部分反射膜(20)の周辺部
及び他面側には、無反射コーティング膜(5)が設けら
れている。
FIG. 1 is a sectional side view showing an example of the laser resonator. In the figure, (4) is a convex mirror that also serves as a wind mirror, and a partial reflection film (20) having a partial reflectance is provided in the center of the surface facing the collimating mirror (1).
Work as a magnifying mirror. A non-reflective coating film (5) is provided on the peripheral portion and the other surface side of the partial reflection film (20).

次に動作について説明する。コリメートミラー(1)及
び凸面鏡(4)の部分反射膜(20)部はいわゆる不安定
型共振器を構成しており、凸面鏡(4)の反射膜(20)
で反射拡大されたレーザビーム(7)は、レーザ媒質
(3)により増幅されると共にコリメートミラー(1)
により平行ビームにコリメートされ、凸面鏡(4)より
外部へレーザビーム(8)として取出される。このレー
ザビーム(8)は部分反射膜(20)を通過する部分と、
無反射コーティング膜(5)を通過する部分とからな
り、部分反射膜(20)を通過する部分は部分透過性をも
つもので、レーザビーム(8)は中づまりであり、従来
の不安定型共振器で定義されたM値は無限大に相当す
る。
Next, the operation will be described. The collimating mirror (1) and the partial reflection film (20) of the convex mirror (4) constitute a so-called unstable resonator, and the reflection film (20) of the convex mirror (4)
The laser beam (7) reflected and expanded by the laser beam is amplified by the laser medium (3) and collimated mirror (1).
Is collimated into a parallel beam by the laser beam and is taken out as a laser beam (8) from the convex mirror (4) to the outside. This laser beam (8) passes through the partially reflective film (20),
The part that passes through the non-reflective coating film (5), and the part that passes through the partial reflection film (20) is partially transmissive, and the laser beam (8) is a clog. The M value defined by is equivalent to infinity.

第2図(a),(b)は従来((a)図)及びこのレー
ザ共振器((b)図)の一例による不安定型共振器で発
生したレーザビームをレンズで集光させた場合のパター
ン形状を模式的に示す特性図であり、横軸は光軸からの
距離、縦軸はビーム強度である。
2 (a) and 2 (b) show a case where a laser beam generated by an unstable resonator according to an example of the related art (FIG. (A)) and this laser resonator (FIG. 2 (b)) is focused by a lens. It is a characteristic view which shows a pattern shape typically, a horizontal axis is a distance from an optical axis, and a vertical axis is beam intensity.

この実験では両者の発振特性をほぼ同一にするため、部
分反射膜(20)の反射率は50%、また部分反射膜(20)
の径とビーム外径との比は1.5とした(即ち、M=1.5の
従来の不安定型共振器の拡大ミラーに50%の部分透過部
をもたせて、安定型共振器とした)。
In this experiment, the reflectance of the partial reflection film (20) is 50% and the partial reflection film (20)
The ratio of the beam diameter to the beam outer diameter was set to 1.5 (that is, a stable resonator was prepared by providing a magnifying mirror of a conventional unstable resonator with M = 1.5 with a 50% partial transmission portion).

また、凸面鏡(4)の両面の曲率は同一として(厚みを
一定とし)、レーザビーム(8)が凸面鏡(4)を通過
後も平行ビームであるようにした。第2図(a),
(b)で示される各集光性能を比較すると、本発明に使
用するレーザ共振器によるもの(同図(b))は中央強
度が高く、かつ光軸上に集中したレーザビームが得られ
ることがわかる。また中央の強度の山(メインローブ)
には全パワーの約82%のレーザパワーが含まれているこ
とが確かめられ、これは従来の不安定型共振器でのM値
が無限大での理論値80%にほぼ匹敵する値であり、理論
限界に近い集光性が得られていることがわかる。
Further, the curvatures of both surfaces of the convex mirror (4) were the same (the thickness was constant) so that the laser beam (8) was a parallel beam even after passing through the convex mirror (4). Figure 2 (a),
Comparing the respective focusing performances shown in (b), the laser resonator used in the present invention ((b) in the figure) has a high central intensity and can obtain a laser beam concentrated on the optical axis. I understand. The central strength mountain (main lobe)
Contains about 82% of the total laser power, which is almost equivalent to the theoretical value of 80% at infinity for the M value of the conventional unstable resonator, It can be seen that the light-collecting property close to the theoretical limit is obtained.

さらに、上記の例では無反射コーティング膜(5)を通
過する場合の位相変化と、部分反射膜(20)を通過する
場合の位相変化との差が小さいため、集光性のよい位相
のよくそろったレーザビーム(8)が得られたが、部分
反射膜(20)の反射率を上げて部分反射膜(20)の膜厚
を大きくした場合には、両者の間に生じる位相差により
集光性能が悪化する。例えば第3図は集光点での軸上強
度の1/e2倍になる点の直径(集光スポット径)、及びそ
の内径に含まれるレーザパワーの全体に対する割合(パ
ワー集中度)と位相差との関係を示す特性図であり、横
軸は位相差(degree)、縦軸は集光スポット径(μm)
及びパワー集中度(%)を示す。曲線は(A)は集光ス
ポット径と位相差との関係を示し、曲線(B)はパワー
集中度と位相差との関係を示す。なお、M値は1.5で、
拡大ミラーの部分透過性は50%とした。また、第3図は
波動計算により共振器内に発生するレーザビーム、及び
それを用いての集光点での強度分布を計算した結果にも
とづくものである。一般にスポット径が小さく、パワー
集中度が大きいほど集光性能がよいと判断できる。しか
し第3図では、例えば、位相差が0゜から45゜程度内に
打消されていれば、パワー集中度、スポット径とも好ま
しい結果が得られるが、100゜以上の位相差が生じた場
合には、特にスポット径が著しく悪化し、集光性能が悪
化することがわかる。
Furthermore, in the above example, the difference between the phase change when passing through the non-reflective coating film (5) and the phase change when passing through the partial reflection film (20) is small. A uniform laser beam (8) was obtained, but when the reflectance of the partial reflection film (20) was increased to increase the film thickness of the partial reflection film (20), the laser beam (8) was collected due to the phase difference between the two. Light performance deteriorates. For example, Fig. 3 shows the diameter (focus spot diameter) of the point at which 1 / e 2 times the axial intensity at the focus point is reached, and the ratio of the laser power contained in the inside diameter to the total (power concentration). It is a characteristic diagram showing the relationship with the phase difference, the horizontal axis is the phase difference (degree), the vertical axis is the focused spot diameter (μm)
And power concentration (%). The curve (A) shows the relationship between the focused spot diameter and the phase difference, and the curve (B) shows the relationship between the power concentration and the phase difference. The M value is 1.5,
The partial transmittance of the magnifying mirror was 50%. Further, FIG. 3 is based on the result of calculating the intensity distribution at the condensing point using the laser beam generated in the resonator by wave calculation. In general, it can be determined that the smaller the spot diameter and the larger the power concentration degree, the better the light focusing performance. However, in FIG. 3, for example, if the phase difference is canceled within 0 ° to 45 °, favorable results can be obtained for both the power concentration and the spot diameter. In particular, it can be seen that the spot diameter remarkably deteriorates and the condensing performance deteriorates.

この場合には第4図(a)又は(b)に示すように、コ
リメートミラー(1)面中央部の部分反射膜(20)と同
径の部分に(同図(b))、あるいは上記中央部をのぞ
いて周辺部に(同図(a))金属薄膜よりなる反射薄膜
(10)を設け、その厚みが上記位相差を打消すように構
成すればよい。たとえば、部分反射膜(20)を通過する
場合にコーティング膜(5)を通過する場合より位相が
θ゜進むとした場合には、金属薄膜(10)の厚みdは と計算される(ここでλはレーザビームの波長であ
る)。
In this case, as shown in FIG. 4 (a) or (b), a portion having the same diameter as the partial reflection film (20) at the center of the collimating mirror (1) surface (FIG. 4 (b)), or the above A reflective thin film (10) made of a metal thin film may be provided in the peripheral portion (see FIG. 10A) except for the central portion, and the thickness may be configured to cancel the phase difference. For example, if the phase is advanced by θ ° when passing through the partial reflection film (20) than when passing through the coating film (5), the thickness d of the metal thin film (10) is (Where λ is the wavelength of the laser beam).

また、これと同じことは第5図(a),(b)に示すよ
うに、コリメートミラー(1)の中央部に部分反射膜
(20)と同径の凹(同図(a))又は凸(同図(b))
状の段部(11)を設けても実現できる。また第6図
(a),(b)に示すように凸面鏡(4)側に凸又は凹
の段部(40)を設け、拡大ミラー部、即ち部分反射膜
(20)をコーティングした部分と拡大ミラー周辺部、即
ち無反射コーティング膜(5)をコーティングした部分
との間に段差を設けても実現できる。この場合の段差の
大きさは[1]式にもとずいて決めればよい。
Further, the same thing as this, as shown in FIGS. 5 (a) and 5 (b), a concave portion (FIG. 5 (a)) having the same diameter as that of the partial reflection film (20) is formed in the central portion of the collimator mirror (1) or Convex (Figure (b))
It can also be realized by providing a stepped portion (11). Further, as shown in FIGS. 6 (a) and 6 (b), a convex or concave step portion (40) is provided on the convex mirror (4) side, and a magnifying mirror portion, that is, a portion coated with a partial reflection film (20) is enlarged. It can also be realized by providing a step between the periphery of the mirror, that is, the portion coated with the antireflection coating film (5). In this case, the size of the step may be determined based on the equation [1].

さらに、以上の例では不安定型共振器の拡大ミラーとし
て凸面鏡の場合を示したが、第7図に示すように凹面鏡
(41)をもちいて一度共振器内でビームを集光後拡大し
た構成のものについても、凹面鏡(41)の中央部に部分
反射率をもつ反射膜(20)を設けて部分透過率を有する
拡大ミラーとしても同様にして中づまりのモードが発生
できる。
Further, in the above example, the case where the convex mirror is used as the expanding mirror of the unstable resonator is shown. However, as shown in FIG. 7, the concave mirror (41) is used to once expand the beam after condensing the beam in the resonator. Also in the case of an object, a concave film can be similarly generated even when a reflecting film (20) having a partial reflectance is provided at the center of the concave mirror (41) and the magnifying mirror has a partial transmittance.

なお、第4図〜第7図はいずれも周囲を覆う箱体を省い
てこの発明のレーザ装置の断面構成を示している。
It should be noted that FIGS. 4 to 7 all show the cross-sectional structure of the laser device of the present invention with the box body covering the surroundings omitted.

また、上記の例はいずれも拡大ミラーとウインドミラー
とが一体となったものを示したが、従来と同様にウイン
ドミラー面上に部分透過率を有する凹または凸面鏡より
なる拡大ミラーを設ける構成にしてもよい。
Further, in all of the above examples, the magnifying mirror and the wind mirror are integrated, but as in the conventional case, the magnifying mirror having a concave or convex mirror having a partial transmittance is provided on the wind mirror surface. May be.

第8図は第1の発明に係るレーザ加工装置の実施例の模
式図である。図において、Lは第1図〜第6図に示した
レーザ共振器と同じ構成のレーザ共振器なので、説明を
省略する。なお、(9)はベントミラー、(10)は被加
工物である。
FIG. 8 is a schematic view of an embodiment of the laser processing apparatus according to the first invention. In the figure, L is a laser resonator having the same structure as the laser resonator shown in FIGS. In addition, (9) is a bent mirror, and (10) is a workpiece.

次に動作について説明する。凸面鏡(4)の中央の部分
反射コーティング膜(20)により拡大されたレーザビー
ム(7)は、コリメートミラー(1)との間を往復する
間にレーザ媒質(3)により増幅され、レーザビーム
(7a)として戻ってくるが、その中央部の一部とそのま
わりの部分全部とが合成されて外部にレーザビーム
(8)としてとり出される。
Next, the operation will be described. The laser beam (7) expanded by the partial reflection coating film (20) at the center of the convex mirror (4) is amplified by the laser medium (3) while reciprocating between the collimating mirror (1) and the laser beam (7). Although it returns as 7a), a part of the central part and the whole part around it are combined and taken out as a laser beam (8).

このようにレーザビームを拡大することにより大きいビ
ーム断面積を得ながら高次モードの発生がおさえられ、
内部には第9図(a)のような中高の最低次モードが発
生するが、その中央部は凸面鏡(4)で部分反射される
ため、外部には結局同図(b)に示すようなほぼ均一な
ビーム強度をもつレーザビーム(8)が得られる。
In this way, by expanding the laser beam, the generation of higher-order modes is suppressed while obtaining a larger beam cross-sectional area,
The middle-highest lowest-order mode as shown in FIG. 9 (a) is generated inside, but the central part is partially reflected by the convex mirror (4), so that as shown in FIG. 9 (b) outside. A laser beam (8) with a substantially uniform beam intensity is obtained.

このほぼ均一なビーム強度をもつレーザビーム(8)は
被加工物(10)上に導かれると、回折により多少形をか
えるが(同図(c))均一性は保持され、性質、均一に
レーザ加工することができる。
When the laser beam (8) having a substantially uniform beam intensity is guided onto the workpiece (10), it changes its shape to some extent by diffraction (FIG. 7 (c)), but the uniformity is maintained and the properties and uniformity are kept. It can be laser processed.

上記実施例では、凸面鏡(4)の中央部とそのまわりを
通るそれぞれのレーザビーム間の位相差は0となるよう
に構成したが、これをたとえば部分反射コーティング膜
(20)の厚みを変えたり、コリメートミラー(1)の中
央部に段差を設けてその位相差を調整して、被加工物の
レーザビームの形状を調整してもよい。第9図(d)は
たとえば同図(a)〜(c)で示したビームモードを確
認したのと同じ装置で、凸面鏡(4)の中央部を通るレ
ーザビームが、そのまわりのレーザビームより90゜位相
が進むように構成した場合の加工物上でのビームパター
ンを示すものである。レーザビームは幅が小さくなりほ
ぼ矩形のビーム形状となっている。
In the above-mentioned embodiment, the phase difference between the central portion of the convex mirror (4) and the laser beams passing therethrough is set to 0, but this may be changed, for example, by changing the thickness of the partial reflection coating film (20). The shape of the laser beam of the workpiece may be adjusted by providing a step at the center of the collimator mirror (1) and adjusting the phase difference. FIG. 9 (d) is the same device as that for confirming the beam modes shown in FIGS. 9 (a) to 9 (c), for example, in which the laser beam passing through the central portion of the convex mirror (4) is It shows a beam pattern on a work piece when it is configured so that the phase advances by 90 °. The laser beam has a narrow width and has a substantially rectangular beam shape.

次に、第10図は第2の発明に係るレーザ加工装置の模式
図で、Lはレーザ共振器である。(9)はベントミラ
ー、(8a)はベントミラー(9)により折返されたレー
ザビーム、(11)は加工レンズ、(10)は被加工物、
(25)は内部に加工レンズ(11)を取り付けたガスノズ
ル、(22)は加工ガス導入口、(23)は加工ガスの流れ
を示す矢印である。
Next, FIG. 10 is a schematic view of a laser processing apparatus according to the second invention, and L is a laser resonator. (9) is a bent mirror, (8a) is a laser beam folded by the bent mirror (9), (11) is a processed lens, (10) is a workpiece,
Reference numeral (25) is a gas nozzle having a processing lens (11) mounted therein, (22) is a processing gas inlet, and (23) is an arrow indicating the flow of the processing gas.

次に動作について説明する。凸面鏡(4)上の部分反射
膜(20)により部分拡大反射されたレーザビーム(7)
はコリメートミラー(1)により平行ビーム(7a)とし
て反射され、その中央部が出口ミラー(4)より部分透
過し、周辺部はそのまま外部にとり出されて両者は合成
され、レーザビーム(8)となる。レーザビーム(8)
の品質は第25図に示した従来のレーザ共振器でアパーチ
ャ(21)を十分小さくした場合と同等とみてよく、拡大
されてビーム径のみが増大している。
Next, the operation will be described. Laser beam (7) partially expanded and reflected by the partial reflection film (20) on the convex mirror (4)
Is reflected by the collimating mirror (1) as a parallel beam (7a), the central part of which is partially transmitted by the exit mirror (4), the peripheral part is taken out as it is, and both are combined to form a laser beam (8). Become. Laser beam (8)
The quality of can be regarded as equivalent to the case where the aperture (21) is made sufficiently small in the conventional laser resonator shown in FIG. 25, and only the beam diameter is increased due to the expansion.

また、レーザビーム(7a)の中央部は凸面鏡(4)を部
分透過するため、外部に取出されたレーザビーム(8)
はガウスビームにくらべて山つぶれの形状になってい
る。第11図(a)に放電励起されたCO2レーザを用いて
従来例と同一の共振器長(共振器ミラー間の距離)で発
生させたレーザビームの形状例を示す。なお、共振器の
拡大率は2、部分反射膜(20)の外径20mm、透過率50%
である。このビーム形状はレンズ上面でとったものであ
るが、従来例の第27図で示すものの2.5倍程大きいビー
ムがすそ広がりの形状で得られることがわかった。この
レーザビームはレンズ(11)により同図(b)に示すよ
うにきわめて中高に細く集光される高品質ビームである
ことも確認されている。
Further, since the central portion of the laser beam (7a) partially passes through the convex mirror (4), the laser beam (8) extracted to the outside
Has a crushed shape compared to a Gaussian beam. FIG. 11 (a) shows an example of the shape of a laser beam generated using a discharge-excited CO 2 laser with the same resonator length (distance between resonator mirrors) as in the conventional example. The resonator has a magnifying power of 2, the partial reflection film (20) has an outer diameter of 20 mm, and a transmittance of 50%.
Is. Although this beam shape was taken on the upper surface of the lens, it was found that a beam having a skirt-spreading shape that was about 2.5 times larger than that of the conventional example shown in FIG. 27 was obtained. It has also been confirmed that this laser beam is a high quality beam which is condensed by the lens (11) to an extremely high level as shown in FIG.

第12図は同一のレーザ媒質をもちいた発振特性を示す線
図である。図中Bで示す曲線は従来例、Aで示す曲線が
本発明例による発振特性を示す。同図から本発明により
発振効率は著しく向上することがわかる。
FIG. 12 is a diagram showing oscillation characteristics using the same laser medium. In the figure, the curve indicated by B indicates the conventional example, and the curve indicated by A indicates the oscillation characteristic according to the present invention. It can be seen from the figure that the present invention significantly improves the oscillation efficiency.

なお、上記実施例ではレーザビームの偏光についてふれ
なかったが、金属の高精度切断にはレーザビームの円偏
光化が不可欠であり、第13図に示すように共振器内に設
けられた折返しミラーなどよりなる直線偏光化素子(1
7)によりレーザビームを直線偏光化後、外部でリター
ダミラーなどよりなる円偏光化素子(18)により円偏光
化してレーザ加工をおこなってもよい。
Although the above embodiment did not touch on the polarization of the laser beam, circular polarization of the laser beam is indispensable for high-precision cutting of metal, and a folding mirror provided in the resonator as shown in FIG. Linear polarization element (1
The laser beam may be linearly polarized by 7) and then circularly polarized externally by a circular polarization element (18) such as a retarder mirror for laser processing.

また凸面鏡(4)の中央部分透過部(20)とその周辺部
とを通過する2つのビーム間の位相差についてふれなか
ったが、この位相差を調整すれば集光されたレーザビー
ムの形状を変えることができる。第14図は周辺部を通過
するビームの中央を部分透過するレーザビームに対する
位相差と、集光ビームの軸上強度との関係を示し、また
第15図(a)は位相が完全に打消された場合の集光ビー
ム形状の模式図を、同図(b)には位相差が生じた場合
の一例を示す。位相差が生じると軸上強度が低下し、広
がりをもつビームになるが、すきま溶接の分野などでは
そのようなビーム形状が望ましく、また切断の分野では
軸度強度が高く、幅のせまい位相差の少ないビーム形状
が望ましい。この位相差の調整は、2つのビームの光路
長が異なるようにすればよく、たとえば部分反射コーテ
ィング膜の厚みを調整することによりおこなうことがで
きる。次に、第16図は第2の発明の他の実施例に係るレ
ーザ加工装置の模式図である。なお、レーザ共振器は第
8図に示した第1の発明のレーザ加工装置と同じなの
で、説明を省略する。図において、(16)は集光レン
ズ、(11)は加工レンズ、(10)は被加工物である。
Moreover, although the phase difference between the two beams passing through the central part transmission part (20) of the convex mirror (4) and its peripheral part was not touched, if the phase difference is adjusted, the shape of the focused laser beam will be improved. Can be changed. FIG. 14 shows the relationship between the phase difference for the laser beam partially transmitted through the center of the beam passing through the peripheral portion and the on-axis intensity of the focused beam, and FIG. 15 (a) shows that the phase is completely canceled. A schematic diagram of the shape of the focused beam in the case of the above is shown in FIG. When a phase difference occurs, the on-axis strength decreases and the beam becomes divergent, but such a beam shape is desirable in the field of crevice welding and the like, and in the field of cutting, the axial strength is high and the phase difference of the width is narrow. A beam shape with less radiation is desirable. The phase difference may be adjusted by adjusting the optical path lengths of the two beams, for example, by adjusting the thickness of the partially reflective coating film. Next, FIG. 16 is a schematic view of a laser processing apparatus according to another embodiment of the second invention. Since the laser resonator is the same as the laser processing apparatus of the first invention shown in FIG. 8, its description is omitted. In the figure, (16) is a condenser lens, (11) is a processed lens, and (10) is a workpiece.

上記のように構成した本実施例の作用を説明すれば次の
通りである。凸面鏡(4)の内面中央部に設けられた部
分反射コーティング膜(20)により部分反射されたレー
ザビーム(7)は、拡大されて全反射ミラー(1)によ
り反射コリメートされ、レーザ共振器内を往復する間に
レーザ媒質(3)により増幅される。全反射ミラー
(1)により反射して平行になったレーザビーム(7a)
のうち、中央部は部分反射コーティング膜(20)により
部分透過し、外周部は無反射コーティング膜(5)によ
り全部が透過する。さらに部分透過したレーザビームと
全部が透過したレーザビームは、中づまりのレーザビー
ム(8)として合成され、レーザ共振器(6)の外部に
取り出される。このレーザビーム(8)は、集光レンズ
(16)により加工レンズ(11)近傍上に集光され(レー
ザビーム(8a))、さらに加工レンズ(11)により集光
して(レーザビーム(8b))被加工物(10)の加工をお
こなう。
The operation of the present embodiment configured as described above will be described below. The laser beam (7) partially reflected by the partial reflection coating film (20) provided in the central portion of the inner surface of the convex mirror (4) is expanded and reflected and collimated by the total reflection mirror (1) to move inside the laser resonator. It is amplified by the laser medium (3) during the round trip. Laser beam (7a) which is reflected by the total reflection mirror (1) and becomes parallel
Among them, the central part is partially transmitted by the partially reflective coating film (20), and the outer peripheral part is entirely transmitted by the non-reflective coating film (5). Further, the partially transmitted laser beam and the totally transmitted laser beam are combined as a hollow laser beam (8) and extracted to the outside of the laser resonator (6). This laser beam (8) is condensed by the condenser lens (16) on the vicinity of the processing lens (11) (laser beam (8a)) and further condensed by the processing lens (11) (laser beam (8b)). )) The workpiece (10) is processed.

このように本実施例においては、レーザビームの中央は
部分透過し外周部は全透過するため、両者の合成として
外部にとり出されるレーザビームは山のつぶれたほぼ均
一の強度分布をもつレーザビームとなってレーザ共振器
の外部に出力する。
As described above, in the present embodiment, the central part of the laser beam is partially transmitted and the outer peripheral part is completely transmitted. Therefore, the laser beam taken out to the outside as a combination of the two is a laser beam having a substantially uniform intensity distribution with crests. And output to the outside of the laser resonator.

第17図(a)はCO2レーザ加工装置において、凸面鏡
(4)の曲率−5m、全反射ミラー(1)の曲率7.5m、凸
面鏡(4)と全反射ミラー(1)間の距離1.25m、凸面
鏡(4)の中央部の透過率が50%で、ビーム外径20mmの
ときのレーザビーム(8)の強度分布の一例を示す強度
分布図である。このレーザビーム(8)は中づまりであ
るため、たとえば焦点距離10mの集光レンズ(16)によ
り集光されると、同図(b)に示すようなガウス形の強
度分布となる。この集光されたレーザビーム(8a)がさ
らに加工レンズ(11)により集光されると、光学の原理
により同図(c)に示すように、出口ミラー(4)直後
の均一強度分布とほぼ同型で縮小された高いパワー密度
を有するレーザビーム(8b)が得られる。
FIG. 17 (a) shows the curvature of the convex mirror (4) −5 m, the curvature of the total reflection mirror (1) 7.5 m, and the distance between the convex mirror (4) and the total reflection mirror (1) 1.25 m in the CO 2 laser processing apparatus. FIG. 6 is an intensity distribution diagram showing an example of the intensity distribution of the laser beam (8) when the transmittance of the central portion of the convex mirror (4) is 50% and the beam outer diameter is 20 mm. Since this laser beam (8) is in the middle, when it is condensed by the condenser lens (16) having a focal length of 10 m, for example, a Gaussian intensity distribution as shown in FIG. When the focused laser beam (8a) is further focused by the processing lens (11), it has a uniform intensity distribution immediately after the exit mirror (4) as shown in FIG. A laser beam (8b) having the same type and reduced power density is obtained.

集光レンズ(16)及び加工レンズ(11)のそれぞれの焦
点距離をf1,f2とすると、加工レンズ(11)を集光レン
ズ(16)の焦点においた場合は、 であらわされる距離Zだけ加工レンズ(11)より離れた
点で集光レンズ(16)の入射側すなわち凸面鏡(4)の
出射直後のビーム強度分布と同型のものが被加工物(1
0)上で得られる。しかし、一般にf2<<f1であるた
め、Zはほとんどf2となり、加工レンズ(11)のほとん
ど焦点で凸面鏡(4)の出射直後の均一強度分布が得ら
れる。
When the focal lengths of the condenser lens (16) and the processing lens (11) are f 1 and f 2 , respectively, when the processing lens (11) is at the focus of the condenser lens (16), At the point separated from the processing lens (11) by the distance Z, the beam intensity distribution on the incident side of the condenser lens (16), that is, immediately after the output from the convex mirror (4) has the same shape as that of the workpiece (1
0) obtained above. However, since generally f 2 << f 1 , Z is almost f 2 , and a uniform intensity distribution immediately after the exit from the convex mirror (4) is obtained at almost the focus of the processing lens (11).

上記の説明では、透過型のレンズで加工レンズ上にレー
ザビームを集光する場合について示したが、この集光に
は球面反射ミラーを用いてもよい。また上記の説明では
レーザ共振器の外に集光レンズ(16)を設けて加工レン
ズ(11)上にレーザビーム(8a)を集光する場合を示し
たが、たとえば第18図に示すように凸面鏡(4a)の内面
と外面との曲率に差を設け、凸面鏡(4a)自身が集光レ
ンズとして作用するようにしてもよい。さらに、第19図
に示すように、全反射ミラー(1)の曲率半径を小さく
して集光状のレーザビーム(8)を発生させるようにし
てもよい。
In the above description, the case where the laser beam is focused on the processing lens by the transmissive lens has been described, but a spherical reflection mirror may be used for this focusing. Further, in the above description, the case where the condenser lens (16) is provided outside the laser resonator to condense the laser beam (8a) on the processing lens (11) has been described. For example, as shown in FIG. The curvature of the inner surface and the outer surface of the convex mirror (4a) may be provided so that the convex mirror (4a) itself acts as a condenser lens. Further, as shown in FIG. 19, the radius of curvature of the total reflection mirror (1) may be reduced to generate a focused laser beam (8).

第20図(a),(b),(c)は第2の発明のさらに他
の実施例に係るレーザ加工装置の模式図である。図にお
いて、Lはレーザ共振器、(7)は部分反射膜(20)に
より拡大部分反射されたレーザビーム、(7a)はレーザ
ビーム(7)が全反射コリメートミラー(1)により反
射し平行ビームとなったレーザビーム、(8b)はレーザ
ビーム(7a)のうち凸面鏡(4)の内面の部分反射膜
(20)を通過したレーザビーム、(8c)はレーザビーム
(7a)のうち凸面鏡(4)内面の無反射膜(5)を通過
したレーザビーム、(8)はレーザビーム(8b),(8
c)が合成されてできたレーザビームである。また、(1
1)は集光レンズ、(10)は被加工物、(22)はガス導
入口、(23)はガス導入口(22)からノズル内に導入さ
れる酸素のような切断用アシストガス、(24)はアルゴ
ンのような溶接用ガスである。
20 (a), (b) and (c) are schematic views of a laser processing apparatus according to still another embodiment of the second invention. In the figure, L is a laser resonator, (7) is a laser beam which is partially reflected by the partial reflection film (20), and (7a) is a laser beam (7) which is reflected by the total reflection collimating mirror (1) and is a parallel beam. The laser beam (8b) is a laser beam of the laser beam (7a) that has passed through the partial reflection film (20) on the inner surface of the convex mirror (4), and (8c) is a convex mirror (4) of the laser beam (7a). ) A laser beam that has passed through the antireflection film (5) on the inner surface, and (8) is a laser beam (8b), (8)
c) is the combined laser beam. Also, (1
1) is a condenser lens, (10) is a workpiece, (22) is a gas inlet, (23) is a cutting assist gas such as oxygen introduced into the nozzle from the gas inlet (22), ( 24) is a welding gas such as argon.

上記のように構成した本実施例の作用を説明すれば次の
通りである。凸面鏡(4)と全反射コリメートミラー
(1)とは不安定型共振器の1種を構成する。凸面鏡
(4)の内面の部分反射膜(20)により拡大部分反射さ
れたレーザビーム(7)は、全反射コリメートミラー
(1)により反射されてレーザ共振器内を往復するが、
この際レーザビーム(7)はレーザ媒質(3)により増
幅されて平行レーザビーム(7a)となり、凸面鏡(4)
に戻ってくる。このレーザビーム(7a)のうち、中央部
は部分反射膜(20)を通ってレーザビーム(8b)とし
て、また外周部は無反射膜(5)を通ってレーザビーム
(8c)としてレーザ共振器の外部にとり出される。この
さい、レーザビーム(8b),(8c)の両者は合成されて
レーザビーム(8)となる。
The operation of the present embodiment configured as described above will be described below. The convex mirror (4) and the total reflection collimating mirror (1) form one kind of unstable resonator. The laser beam (7) expanded and partially reflected by the partial reflection film (20) on the inner surface of the convex mirror (4) is reflected by the total reflection collimating mirror (1) and reciprocates in the laser resonator.
At this time, the laser beam (7) is amplified by the laser medium (3) to become a parallel laser beam (7a), and the convex mirror (4)
Come back to. Of this laser beam (7a), the central part passes through the partial reflection film (20) as a laser beam (8b), and the outer peripheral part passes through the non-reflection film (5) as a laser beam (8c). Taken out of. At this time, both the laser beams (8b) and (8c) are combined into the laser beam (8).

このようにしてとり出されたレーザビーム(8)は、等
位相であるばかりでなく中づまりであるため、集光レン
ズ(11)で集光するとガウス状でサイドピークのないビ
ームパターンをもつレーザビームとなって被加工物(1
0)をレーザ加工する。
The laser beam (8) thus taken out is not only in phase but also in the middle, so that when it is focused by the condenser lens (11), it has a Gaussian beam pattern without side peaks. To be processed (1
0) is laser processed.

第21図(a),(b),(c)はそれぞれ外径20mmのレ
ーザビーム(8)を、焦点距離400mmの集光レンズ(1
1)で集光した場合の、焦点より手前20mmの位置、焦点
の位置、焦点より奥へ20mmの位置にある3点のビームパ
ターンを示す。図から明らかなように、サイドピークを
ともなわないスムーズなガウス形状のレーザビームパタ
ーンが、集光レンズ(11)の焦点前後でほぼ同一形状を
保って得られていることがわかる。従って、このレーザ
ビーム(8)をたとえば第20図(a)に示すように酸素
ガスである加工用ガス(23)ともに鉄などの被加工物
(10)に照射すれば、被加工物(10)の切断ができる。
また先のレーザビーム(8)を同図(b)に示すように
アルゴンガスなどの加工用ガス(24)とともに被加工物
(10)に照射すれば、被加工物(10)を溶接することが
できる。さらにガスを吹き付けない場合には、同図
(c)に示すようにしてレーザビーム(8)だけ被加工
物(10)に照射することにより、被加工物(10)の表面
処理をおこなうことが出来る。
21 (a), (b), and (c) show a laser beam (8) with an outer diameter of 20 mm and a condensing lens (1) with a focal length of 400 mm, respectively.
The following shows the beam patterns of 3 points at the position 20 mm before the focus, the position of the focus, and the position 20 mm deeper than the focus when the light is focused in 1). As is clear from the figure, a smooth Gaussian-shaped laser beam pattern without side peaks is obtained with almost the same shape before and after the focus of the condenser lens (11). Therefore, if the workpiece (10) such as iron is irradiated with this laser beam (8) together with the processing gas (23) which is oxygen gas as shown in FIG. ) Can be cut.
If the laser beam (8) is applied to the workpiece (10) together with a processing gas (24) such as argon gas as shown in FIG. 2B, the workpiece (10) is welded. You can Further, when the gas is not blown, the surface treatment of the work (10) can be performed by irradiating the work (10) with the laser beam (8) as shown in FIG. I can.

上記の説明では各種レーザ加工をすべてレンズの焦点で
おこなう場合について示したが、高いパワー密度が要求
されない表面処理などをおこなう場合には、第22図
(a),(b)に示すように集光レンズ(11)の焦点の
前後に被加工物(10)を移動させておこなってもよい
し、また第23図(a),(b)に示すように集光レンズ
(11)の焦点距離をかえて被加工物(10)上でのパワー
密度を調整し、各種レーザ加工に適用するようにしても
よい。
In the above description, various laser processings were all performed at the focal point of the lens. However, when performing surface treatments that do not require high power density, as shown in FIGS. 22 (a) and 22 (b), The workpiece (10) may be moved before and after the focal point of the optical lens (11), or as shown in FIGS. 23 (a) and 23 (b), the focal length of the condenser lens (11). Alternatively, the power density on the workpiece (10) may be adjusted and applied to various laser processing.

[発明の効果] 以上のように、第1の発明によれば、大出力で、ビーム
断面積の大きい、かつ均一な強度分布をもつ中づまり形
状のビーム形状が得られるとともに、位相差調整手段に
より加工目的に適したビーム形状に調整されているた
め、各種のレーザ加工を高速、高品質に行うことができ
るという効果がある。
[Advantages of the Invention] As described above, according to the first aspect of the present invention, a beam output having a large output, a large beam cross-sectional area, and a uniform intensity distribution with a concentric shape can be obtained, and the phase difference adjusting means is provided. Since the beam shape is adjusted to be suitable for the purpose of processing, various laser processing can be performed at high speed and with high quality.

また、第2の発明によれば、集光手段により中高に細く
集光されたビーム形状となるため、被加工物の切断、溶
接、表面処理などを効率良く行うことができる。また、
レーザ共振器の取替えなどを必要とせず1台の装置で各
種のレーザ加工に対応させることができるという効果が
ある。
Further, according to the second aspect of the invention, since the beam shape is condensed in a high and medium shape by the light converging means, it is possible to efficiently perform cutting, welding, surface treatment and the like of the workpiece. Also,
There is an effect that it is possible to deal with various types of laser processing with one device without requiring replacement of the laser resonator.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図はこの発明の要部をなすレーザ共振器の一例を示
す断面側面図、第2図(a),(b)は各々従来及びこ
のレーザ共振器の一例による集光特性を示す特性図、第
3図は集光点での集光スポット径及びパワー集中度と位
相差との関係を示す特性図、第4図(a),(b)、第
5図(a),(b)、第6図(a),(b)及び第7図
は各々上記レーザ共振器の他の例を示す断面側面図、第
8図は第1の発明の実施例の模式図、第9図(a)〜
(d)はその集光特性を示す特性図、第10図は第2の発
明の実施例の模式図、第11図(a),(b)はその集光
特性図、第12図は本発明と従来装置とのレーザ出力と放
電電力との関係を示す線図、第13図は第2の発明の実施
例の模式図、第14図はその位相差と軸上強度との関係を
示す線図、第15図(a),(b)は同じく集光特性図、
第16図は第2の発明の他の実施例の模式図、第17図
(a),(b),(c)はその集光特性図、第18図、第
19図はそれぞれ第2の発明の他の実施例の模式図、第20
図(a),(b),(c)は第2の発明の実施例の模式
図、第21図(a),(b),(c)はレーザビームの波
形図、第22図(a),(b)、第23図(a),(b)は
それぞれ他の実施例の模式図、第24図は従来のレーザ装
置を示す模式図、第25図はその集光特性図、第26図は従
来のレーザ加工装置を示す模式図、第27図(a),
(b),(c)はその集光特性図、第28図は被加工物の
板厚と切断速度との関係を示す特性図、第29図はさらに
別の従来のレーザ加工装置の模式図、第30図(a),
(b)はその集光特性図、第31図、第32図は他の従来の
レーザ加工装置の模式図、第33図(a),(b)、第34
図(a),(b),(c)及び第35図(a),(b)は
それぞれ集光特性図である。 図において、Lはレーザ共振器、1は全反射ミラー、3
はレーザ媒質、4は凸面鏡(出口ミラー)、5は無反射
コーティング膜、7,7a,8,8a,8b,8cはレーザビーム、9
はベントミラー、10は被加工物、11は加工レンズ、16は
集光レンズ、20は部分反射膜である。 なお、図中同一符号は同一または相当部分を示すものと
する。
FIG. 1 is a cross-sectional side view showing an example of a laser resonator forming an essential part of the present invention, and FIGS. 2 (a) and 2 (b) are characteristic diagrams showing focusing characteristics of a conventional laser resonator and an example of this laser resonator, respectively. , FIG. 3 is a characteristic diagram showing the relationship between the focal spot diameter at the focal point, the power concentration degree, and the phase difference, FIG. 4 (a), (b), FIG. 5 (a), (b). , FIG. 6 (a), (b), and FIG. 7 are cross-sectional side views showing other examples of the laser resonator, FIG. 8 is a schematic view of an embodiment of the first invention, and FIG. a) ~
(D) is a characteristic diagram showing the light condensing characteristic, FIG. 10 is a schematic diagram of an embodiment of the second invention, FIGS. 11 (a) and (b) are the light condensing characteristic diagrams, and FIG. 12 is a book. A diagram showing the relationship between the laser output and the discharge power between the invention and the conventional device, FIG. 13 is a schematic diagram of the embodiment of the second invention, and FIG. 14 shows the relationship between the phase difference and the axial strength. Fig. 15 (a) and (b) are the same light collection characteristic diagram,
FIG. 16 is a schematic diagram of another embodiment of the second invention, and FIGS. 17 (a), (b), and (c) are their light-collecting characteristic diagrams, FIG. 18, and FIG.
FIG. 19 is a schematic view of another embodiment of the second invention, and FIG.
Figures (a), (b) and (c) are schematic views of an embodiment of the second invention, Figures 21 (a), (b) and (c) are laser beam waveform diagrams and Figure 22 (a). ), (B), FIGS. 23 (a) and (b) are schematic diagrams of other embodiments, FIG. 24 is a schematic diagram showing a conventional laser device, FIG. 25 is its condensing characteristic diagram, FIG. FIG. 26 is a schematic view showing a conventional laser processing apparatus, FIG. 27 (a),
(B) and (c) are the condensing characteristic diagrams, FIG. 28 is a characteristic diagram showing the relationship between the plate thickness of the workpiece and the cutting speed, and FIG. 29 is a schematic diagram of yet another conventional laser processing apparatus. , Fig. 30 (a),
(B) is its condensing characteristic diagram, FIG. 31, FIG. 32 is a schematic diagram of another conventional laser processing apparatus, FIG. 33 (a), (b), 34
FIGS. (A), (b) and (c) and FIGS. 35 (a) and (b) are light collecting characteristic diagrams, respectively. In the figure, L is a laser resonator, 1 is a total reflection mirror, and 3 is
Is a laser medium, 4 is a convex mirror (exit mirror), 5 is a non-reflective coating film, 7, 7a, 8, 8a, 8b, 8c are laser beams, 9
Is a bent mirror, 10 is a workpiece, 11 is a processed lens, 16 is a condenser lens, and 20 is a partial reflection film. The same reference numerals in the drawings indicate the same or corresponding parts.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 葛木 昌樹 兵庫県尼崎市塚口本町8丁目1番1号 三 菱電機株式会社応用機器研究所内 (56)参考文献 特開 昭61−199686(JP,A) 特開 昭59−175178(JP,A) 特開 昭59−129485(JP,A) 実開 昭61−126216(JP,U) 実開 昭62−17166(JP,U) 実開 昭52−122680(JP,U) 実公 昭58−55663(JP,Y2) ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Masaki Katsuragi 8-1-1 Tsukaguchi Honcho, Amagasaki City, Hyogo Sanryo Electric Co., Ltd. Applied Equipment Research Laboratory (56) Reference JP-A-61-199686 (JP, A) ) JP-A-59-175178 (JP, A) JP-A-59-129485 (JP, A) Actually opened 61-126216 (JP, U) Actually opened 62-17166 (JP, U) Actually opened 52- 122680 (JP, U) Actual public Sho 58-55663 (JP, Y2)

Claims (12)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】レーザ媒質と、該レーザ媒質を挟んで対向
させたコリメートミラー及び中央部に部分透過部を周辺
部に無反射部を有し、該部分透過部で前記コリメートミ
ラーに向けてレーザビームを拡大して反射する拡大ミラ
ーと、該拡大ミラーの前記部分透過部を透過するレーザ
ビームと前記無反射部を透過するレーザビームとの位相
差を調整して出力する位相差調整手段とを備えた不安定
型共振器と、 前記位相差調整手段により位相差を調整された出力ビー
ムを被加工物に導くベントミラーとからなるレーザ加工
装置。
1. A laser medium, a collimator mirror facing each other with the laser medium sandwiched between them, and a partially transmissive part in the central part and a non-reflective part in the peripheral part, and the laser is directed toward the collimator mirror at the partially transmissive part. A magnifying mirror that magnifies and reflects the beam, and phase difference adjusting means that adjusts and outputs the phase difference between the laser beam that passes through the partially transmitting portion of the magnifying mirror and the laser beam that passes through the non-reflecting portion. A laser processing apparatus comprising: an unstable resonator provided; and a vent mirror that guides an output beam having a phase difference adjusted by the phase difference adjusting means to a workpiece.
【請求項2】レーザ媒質と、該レーザ媒質を挟んで対向
させたコリメートミラー及び中央部に部分透過部を周辺
部に無反射部を有し、該部分透過部で前記コリメートミ
ラーに向けてレーザビームを拡大して反射する拡大ミラ
ーと、該拡大ミラーの前記部分透過部を透過するレーザ
ビームと前記無反射部を透過するレーザビームとの位相
差を調整して出力する位相差調整手段とを備えた不安定
型共振器と、 前記位相差調整手段により位相差を調整された出力ビー
ムを被加工物上に集光させる集光手段とからなるレーザ
加工装置。
2. A laser medium, a collimator mirror facing each other with the laser medium sandwiched between them, and a partially transmissive part in the central part and a non-reflective part in the peripheral part, and the laser is directed toward the collimator mirror at the partially transmissive part. A magnifying mirror that magnifies and reflects the beam, and phase difference adjusting means that adjusts and outputs the phase difference between the laser beam that passes through the partially transmitting portion of the magnifying mirror and the laser beam that passes through the non-reflecting portion. A laser processing apparatus comprising: an unstable resonator provided; and a condensing unit that condenses an output beam having a phase difference adjusted by the phase difference adjusting unit onto a workpiece.
【請求項3】前記位相差調整手段は前記拡大ミラーの部
分透過部に設けた部分反射膜の厚さを調整した構成とす
る特許請求の範囲第1項または第2項記載のレーザ加工
装置。
3. The laser processing apparatus according to claim 1, wherein the phase difference adjusting means is configured to adjust the thickness of the partial reflection film provided in the partial transmission part of the magnifying mirror.
【請求項4】前記位相差調整手段は前記コリメートミラ
ーの中央部に前記拡大ミラーの部分透過部と同径の反射
膜を設け、該反射膜の厚さを調整した構成とする特許請
求の範囲第1項または第2項記載のレーザ加工装置。
4. The phase difference adjusting means is configured such that a reflection film having the same diameter as that of the partial transmission part of the magnifying mirror is provided at the center of the collimator mirror, and the thickness of the reflection film is adjusted. The laser processing apparatus according to item 1 or 2.
【請求項5】前記位相差調整手段は前記拡大ミラーの部
分透過部と同径の中央部を除いた前記コリメートミラー
の周辺部に反射膜を設け、該反射膜の厚さを調整した構
成とする特許請求の範囲第1項または第2項記載のレー
ザ加工装置。
5. A structure in which the phase difference adjusting means is provided with a reflection film on the peripheral portion of the collimator mirror except the central portion having the same diameter as the partial transmission portion of the magnifying mirror, and the thickness of the reflection film is adjusted. The laser processing device according to claim 1 or 2.
【請求項6】前記位相差調整手段は前記コリメートミラ
ーの中央部に前記拡大ミラーの部分透過部と同径の段部
を設け、該段部の高さを調整した構成とする特許請求の
範囲第1項または第2項記載のレーザ加工装置。
6. The phase difference adjusting means is configured such that a step portion having the same diameter as that of the partial transmission portion of the magnifying mirror is provided in the central portion of the collimator mirror and the height of the step portion is adjusted. The laser processing apparatus according to item 1 or 2.
【請求項7】前記位相差調整手段は前記拡大ミラーの部
分透過部と無反射部とを段差部に構成し、該段差部の高
さを調整した構成とする特許請求の範囲第1項または第
2項記載のレーザ加工装置。
7. The phase difference adjusting means comprises a partially transmissive portion and a non-reflective portion of the magnifying mirror as a stepped portion, and the height of the stepped portion is adjusted. The laser processing apparatus according to item 2.
【請求項8】前記位相差調整手段により位相差を調整さ
れた出力ビームを円偏光化する手段を有する特許請求の
範囲第2項記載のレーザ加工装置。
8. The laser processing apparatus according to claim 2, further comprising means for circularly polarizing the output beam having the phase difference adjusted by the phase difference adjusting means.
【請求項9】前記位相差調整手段により位相差を調整さ
れた出力ビームを前記集光手段の近傍に集光させる第2
の集光手段を有する特許請求の範囲第2項記載のレーザ
加工装置。
9. A second beam condensing output beam, the phase difference of which is adjusted by the phase difference adjusting device, in the vicinity of the light collecting device.
The laser processing apparatus according to claim 2, further comprising:
【請求項10】前記第2の集光手段は前記拡大ミラーの
内面の曲率と外面の曲率との間に差をもたせた構成とす
る特許請求の範囲第9項記載のレーザ加工装置。
10. The laser processing apparatus according to claim 9, wherein the second condensing means is configured to have a difference between the curvature of the inner surface and the curvature of the outer surface of the magnifying mirror.
【請求項11】前記集光手段を内部に取り付けたガスノ
ズルを有する特許請求の範囲第2項記載のレーザ加工装
置。
11. The laser processing apparatus according to claim 2, further comprising a gas nozzle in which the light converging means is mounted.
【請求項12】前記拡大ミラーは凸または凹面鏡からな
る特許請求の範囲第1項または第2項記載のレーザ加工
装置。
12. The laser processing apparatus according to claim 1, wherein the magnifying mirror is a convex or concave mirror.
JP62179144A 1987-07-20 1987-07-20 Laser processing equipment Expired - Lifetime JPH07101762B2 (en)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP62179144A JPH07101762B2 (en) 1987-07-20 1987-07-20 Laser processing equipment
US07/221,801 US4937424A (en) 1987-07-20 1988-07-20 Laser machining apparatus
KR1019880009054A KR910009016B1 (en) 1987-07-20 1988-07-20 Laser mover
EP88111712A EP0300465B1 (en) 1987-07-20 1988-07-20 Laser machining apparatus
DE3854564T DE3854564T2 (en) 1987-07-20 1988-07-20 Laser processing device.

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP62179144A JPH07101762B2 (en) 1987-07-20 1987-07-20 Laser processing equipment

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS6423586A JPS6423586A (en) 1989-01-26
JPH07101762B2 true JPH07101762B2 (en) 1995-11-01

Family

ID=16060741

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP62179144A Expired - Lifetime JPH07101762B2 (en) 1987-07-20 1987-07-20 Laser processing equipment

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH07101762B2 (en)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6674422B2 (en) 2017-09-14 2020-04-01 フタバ産業株式会社 Laser welding apparatus and member manufacturing method
CN115362281A (en) * 2020-04-09 2022-11-18 马克思-普朗克科学促进协会 Thermal laser evaporation system and method of providing a thermal laser beam at a source
CN119689711B (en) * 2025-02-24 2025-04-25 深圳市欧亚激光智能科技有限公司 A high power two-dimensional galvanometer

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS52122680U (en) * 1976-03-15 1977-09-17
JPS5855663U (en) * 1981-10-12 1983-04-15 能勢 慶三 A tool to prevent the comforter from falling off the bed.
JPS59129485A (en) * 1983-01-13 1984-07-25 Matsushita Electric Ind Co Ltd Laser oscillation device
JPS59175178A (en) * 1983-03-24 1984-10-03 Mitsubishi Electric Corp Laser device
JPS61126216U (en) * 1985-01-25 1986-08-08
JPS61199686A (en) * 1985-03-01 1986-09-04 Mitsubishi Electric Corp Unstable laser resonator
JPS6217166U (en) * 1985-07-15 1987-02-02

Also Published As

Publication number Publication date
JPS6423586A (en) 1989-01-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR910009016B1 (en) Laser mover
JPH0485978A (en) End face exciting type solid state laser oscillator
JPH06142963A (en) Method for rapid penetration of laser beam through partially reflective metal
US20060186098A1 (en) Method and apparatus for laser processing
WO1990013390A1 (en) Laser beam machining device
JPH07101762B2 (en) Laser processing equipment
JP2800006B2 (en) Laser device
JP3076836B2 (en) Laser beam focusing and irradiation equipment
JPH0511671B2 (en)
JP2597500B2 (en) Laser device
JP3458668B2 (en) Laser processing equipment
JP2673304B2 (en) Laser device
JP3404296B2 (en) Laser oscillation device
JPH0575185A (en) Laser equipment
JPH021192A (en) Solid-state laser equipment
JP2691773B2 (en) Solid-state laser device
JPH1154816A (en) Gas laser oscillation device
JPH01270373A (en) Laser device
JPH03185776A (en) Laser machining equipment
JP2673301B2 (en) Solid-state laser device
JPH07311396A (en) Laser device
JPH0856027A (en) Optical resonator of laser device
JP2660335B2 (en) Laser device
JP2580703B2 (en) Laser device
JPH08155666A (en) Laser processing equipment