JPH0711448B2 - Beam measurement method - Google Patents
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- JPH0711448B2 JPH0711448B2 JP28963788A JP28963788A JPH0711448B2 JP H0711448 B2 JPH0711448 B2 JP H0711448B2 JP 28963788 A JP28963788 A JP 28963788A JP 28963788 A JP28963788 A JP 28963788A JP H0711448 B2 JPH0711448 B2 JP H0711448B2
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J1/00—Photometry, e.g. photographic exposure meter
- G01J1/42—Photometry, e.g. photographic exposure meter using electric radiation detectors
- G01J1/4257—Photometry, e.g. photographic exposure meter using electric radiation detectors applied to monitoring the characteristics of a beam, e.g. laser beam, headlamp beam
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Description
【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 この発明はCO2,CO,YAGなどのエネルギーの大きいレーザ
光を用いる工学部品の焦点部のエネルギープロファイル
（エネルギー密度分布）を測定する方法に関するもので
ある。TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for measuring an energy profile (energy density distribution) of a focal portion of an engineering part using a laser beam having a large energy such as CO 2 , CO, YAG. It is a thing.
「従来の技術」 大出力レーザ光を用いる場合には通常レーザ光を集光レ
ンズによってある点に集光して焦点を結ばせエネルギー
密度を高めて使用する。この集光スポットはレーザビー
ムの強度分布，波長，レンズの特性等によるが直径100
μｍ程度以下とすることは困難である。そしてこのスポ
ット内における光のエネルギー密度分布（エネルギープ
ロファイル）は加工精度等に影響があるので測定するこ
とが必要となる。"Prior Art" When a high-power laser beam is used, the laser beam is usually focused on a certain point by a condenser lens to focus the laser beam to increase the energy density. This focused spot has a diameter of 100 depending on the intensity distribution of the laser beam, wavelength, lens characteristics, etc.
It is difficult to reduce the thickness to about μm or less. Since the energy density distribution (energy profile) of light in this spot affects the processing accuracy and the like, it is necessary to measure it.
従来はスポットにおけるエネルギープロファイルを測定
するのに、（１）アクリルバーンパターン法や（２）ス
リット法が用いられている。Conventionally, (1) acrylic burn pattern method and (2) slit method have been used to measure the energy profile in the spot.
「発明が解決しようとする課題」 従来法の前記（１）のアクリルバーンパターン法はアク
リル樹脂の表面にレーザ光のスポットを当てて表面の熱
溶解のパターンを観察してエネルギープロファイルを推
定する方法であるが、この方法では熱溶解が短時間で起
こり樹脂が流れるため正確なプロファイルを決定するこ
とはできず、すなわち分解能がない。（２）のスリット
法はスリットを用いるので２次元におけるエネルギープ
ロファイルが判定できるだけであり３次元化ができない
欠点があり、且つエネルギー密度が大きいスポットでは
スリットの構成材料が熱溶解してしまうという課題があ
った。[Problems to be Solved by the Invention] In the acrylic burn pattern method of the above-mentioned (1) of the conventional method, a spot of laser light is applied to the surface of an acrylic resin to observe a pattern of thermal dissolution on the surface to estimate an energy profile. However, in this method, thermal melting occurs in a short time and the resin flows, so an accurate profile cannot be determined, that is, there is no resolution. Since the slit method of (2) uses slits, it has the drawback that it can only determine the energy profile in two dimensions and cannot be made into three dimensions, and that the constituent material of the slits is thermally melted in a spot with a large energy density. there were.
「課題を解決するための手段」 この発明はレーザ光の集光スポットを、直径10μｍ程度
の小さなピンホールをもうけた金でコーティング（メッ
キ）したMo（モリブデン）円板をレーザ光のエネルギー
を検知するパイロデテクターのチョッピング周波数に適
する回転数で回転しつつ回転中心を移動することによっ
てxy座標の方向に走査し、ピンホールを通過したレーザ
光を放物面鏡によりパイロデテクターに集光し、パイロ
デテクターの測定結果と円板の回転及び中心位置の移動
をコンピューターに入力してエネルギープロファイルを
立体的（３次元）に表現することを特徴とするエネルギ
ープロファイルの測定方法であり、従来の測定方法の課
題を解消することを目的としているものである。"Means for Solving the Problem" The present invention detects the energy of laser light by using a Mo (molybdenum) disk coated with gold having a pinhole with a diameter of about 10 μm for the focused spot of laser light. The laser beam that has passed through the pinhole is focused on the pyrodetector by the parabolic mirror by scanning the xy coordinate by moving the center of rotation while rotating at the number of revolutions suitable for the chopping frequency of the pyrodetector. It is a method of measuring an energy profile, which is characterized in that a detector's measurement result and the rotation and movement of the center position of a disk are input to a computer to express the energy profile three-dimensionally (three-dimensionally). It is intended to solve the problems.
以下図面を参照して本発明を説明する。The present invention will be described below with reference to the drawings.
第１図は本発明の装置の原理図である。ほぼ平行光線で
あるレーザ光１は集光レンズ２によってスポット３に集
光される。スポット３の面に直径10μｍのピンホール４
がもうけられた金をコーティングしたMoの円板５がもう
けられ、円板５はモーターにより軸７を中心として回転
し、且つ図面の矢印の方向に１回転に付き10μｍ程度移
動してスポットのレーザ光を走査するようになってい
る。ピンホール４を通過したレーザ光は円板５の下方に
もうけられた放物面鏡９によって反射してパイロデテク
ター８に集光される。円板５の回転はパイロデテクター
のチョッピング周波数に応じている。放物面鏡９は第２
図に示す構造のもので、Ａ−Ａ断面では放物線、Ｂ−Ｂ
断面では円形の表面であり、通常の球面を有する凹面鏡
より精密にパイロデテクターに反射光を集光することが
できる。円板５の回転（位置）と軸７の移動距離及びそ
れに対応するパイロデテクターで検知されたエネルギー
強度は配線10によってコンピューター８に入力される。FIG. 1 is a principle diagram of the device of the present invention. The laser light 1, which is a substantially parallel light beam, is focused on a spot 3 by a condenser lens 2. Pinhole 4 with a diameter of 10 μm on the surface of spot 3
A disk 5 of Mo coated with gold is provided. The disk 5 is rotated about the axis 7 by a motor, and is moved about 10 μm per rotation in the direction of the arrow in the drawing, and the laser of the spot is moved. It is designed to scan light. The laser light that has passed through the pinhole 4 is reflected by a parabolic mirror 9 provided below the circular plate 5 and focused on the pyrodetector 8. The rotation of the disc 5 depends on the chopping frequency of the pyrodetector. The parabolic mirror 9 is the second
It has the structure shown in the figure, and is a parabola and BB in the AA cross section.
The cross section is a circular surface, and the reflected light can be more accurately focused on the pyrodetector than a concave mirror having a normal spherical surface. The rotation (position) of the disk 5 and the moving distance of the shaft 7 and the corresponding energy intensity detected by the pyrodetector are input to the computer 8 by the wiring 10.
「作用」 前記の本発明の計測方法によると、通常直径100μｍ程
度のレーザ光の集光スポットは円板５のピンホール４の
回転によって巾10μｍ程度の帯状に走査される。スポッ
トは小さく円板の直径が大きいので帯は直線と見做すこ
とができる。軸の移動距離を帯の走査位置のｘ方向の値
とし、又回転位置（角度）をスポット内のピンホールの
ｙ軸方向の位置の値としてコンピューターに入力する。
それに対応する位置のパイロデテクターによるエネルギ
ー強度の測定値をｚ軸方向の値としてコンピューターに
入力すると、第３図に示すようなレーザ光のスポットの
エネルギープロファイルを10×10μｍの分解能で立体
（３次元）表示としてコンピューター８によって画像表
示することができる。[Operation] According to the above-described measuring method of the present invention, the focused spot of the laser beam having a diameter of about 100 μm is scanned in a strip shape having a width of about 10 μm by the rotation of the pinhole 4 of the disk 5. Since the spot is small and the diameter of the disc is large, the band can be regarded as a straight line. The movement distance of the axis is input to the computer as the value of the scanning position of the band in the x direction, and the rotational position (angle) is input as the value of the position of the pinhole in the spot in the y axis direction.
When the measured value of the energy intensity by the pyrodetector at the corresponding position is input to the computer as the value in the z-axis direction, the energy profile of the laser light spot as shown in Fig. 3 is stereoscopically (three-dimensionally) with a resolution of 10 × 10 μm. The image can be displayed by the computer 8 as a display.
円板とピンホールは金コーティングしたMoを材料として
おり、金コーティングは赤外領域において反射率が高い
のでレーザ光はその表面で散乱・反射されるので光エネ
ルギー密度のレーザ光スポットが当たっても溶融、破損
することがなく、又円板は回転しているので表面の特定
の点にレーザ光スポットが集中しないので円板を長寿命
で使用できる。The disk and pinhole are made of gold-coated Mo, and since the gold coating has a high reflectance in the infrared region, the laser light is scattered and reflected on its surface, so even if a laser light spot with a light energy density hits it. The disk is not melted or damaged, and since the disk is rotating, the laser light spot is not concentrated at a specific point on the surface, so the disk can be used for a long life.
「発明の効果」 以上に詳しく説明したように、本発明はCO2,CO,YAGを始
めとする高出力レーザビームのエネルギープロファイル
を10×10μｍの分解能で測定し、これを３次元の立体的
に画像表示することができるものである。従って前記の
高出力レーザビームの品質設計やZnSe,ZnS,GaAs,Ge,CdT
e,KCl,NaCl,KBr等の赤外線用材料及び光学部品の評価の
装置として利用すると効果的である。“Effect of the Invention” As described in detail above, the present invention measures the energy profile of a high-power laser beam such as CO 2 , CO, and YAG with a resolution of 10 × 10 μm, and measures this three-dimensionally three-dimensionally. The image can be displayed on. Therefore, the quality design of the above high power laser beam and ZnSe, ZnS, GaAs, Ge, CdT
It is effective to use it as a device for evaluating infrared ray materials such as e, KCl, NaCl, KBr and optical parts.
第１図は本発明の具体例を示す原理図である。第２図は
本発明の放物面鏡の斜視図、第３図は本発明で測定した
レーザ光のエネルギープロファイルの画像表示の例を示
す斜視図である。 1:レーザ光、2:レンズ 3:集光スポット、4:ピンホール 5:円板、6:パイロデテクター 7:回転軸、8:コンピューター 9:放物面鏡、10:配線 x,y,z:座標FIG. 1 is a principle diagram showing a specific example of the present invention. FIG. 2 is a perspective view of the parabolic mirror of the present invention, and FIG. 3 is a perspective view showing an example of an image display of the energy profile of laser light measured by the present invention. 1: Laser light, 2: Lens 3: Focus spot, 4: Pinhole 5: Disc, 6: Pyrodetector 7: Rotation axis, 8: Computer 9: Parabolic mirror, 10: Wiring x, y, z :Coordinate
Claims (2)
光のエネルギープロファイルを計測する方法において、
レーザ光の集光スポットを、直径10μｍ程度の小さなピ
ンホールをもうけた金でコーティングしたMo（モリブデ
ン）円板をレーザ光のエネルギーを検知するパイロデテ
クターのチョッピング周波数に適する回転数で回転しつ
つ回転中心を移動することによってxy方向に走査し、ピ
ンホールを通過したレーザ光を放物面鏡によりパイロデ
テクターに集光してエネルギー密度を測定することを特
徴とするビーム計測方法1. A method for measuring an energy profile of laser light of a high-energy laser optical component, comprising:
Rotate the focused spot of the laser light while rotating a Mo (molybdenum) disk coated with gold with a small pinhole of about 10 μm in diameter at a rotation speed suitable for the chopping frequency of the pyrodetector that detects the energy of the laser light. Beam measurement method characterized by scanning in the xy direction by moving the center and concentrating the laser light that has passed through the pinhole on the pyrodetector with a parabolic mirror to measure the energy density.
及び中心位置の移動をコンピューターに入力してエネル
ギープロファイルを立体的（３次元）に表現することを
特徴とする請求項１記載のビーム計測方法2. The beam measurement according to claim 1, wherein the energy profile is three-dimensionally (three-dimensionally) expressed by inputting the measurement result of the pyrodetector and the rotation and movement of the center position of the disk into a computer. Method
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28963788A JPH0711448B2 (en) | 1988-11-15 | 1988-11-15 | Beam measurement method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP28963788A JPH0711448B2 (en) | 1988-11-15 | 1988-11-15 | Beam measurement method |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02134521A JPH02134521A (en) | 1990-05-23 |
| JPH0711448B2 true JPH0711448B2 (en) | 1995-02-08 |
Family
ID=17745814
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28963788A Expired - Lifetime JPH0711448B2 (en) | 1988-11-15 | 1988-11-15 | Beam measurement method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0711448B2 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2735020B2 (en) * | 1995-02-27 | 1998-04-02 | 日本電気株式会社 | Focused Beam Spot Diameter |
-
1988
- 1988-11-15 JP JP28963788A patent/JPH0711448B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02134521A (en) | 1990-05-23 |
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