JP2742014B2 - Fiber branch light guide switching device for high power laser - Google Patents
Fiber branch light guide switching device for high power laserInfo
- Publication number
- JP2742014B2 JP2742014B2 JP6047433A JP4743394A JP2742014B2 JP 2742014 B2 JP2742014 B2 JP 2742014B2 JP 6047433 A JP6047433 A JP 6047433A JP 4743394 A JP4743394 A JP 4743394A JP 2742014 B2 JP2742014 B2 JP 2742014B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- optical fiber
- laser
- light
- opening
- laser beam
- 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 - Fee Related
Links
Landscapes
- Mechanical Optical Scanning Systems (AREA)
- Mechanical Light Control Or Optical Switches (AREA)
- Laser Beam Processing (AREA)
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、高出力のレーザ光を、
複数の光ファイバに分岐して導光するように切換えるス
イッチング装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention
The present invention relates to a switching device that branches into a plurality of optical fibers and switches to guide light.
【0002】[0002]
【従来の技術】高出力レーザ光は、たとえば金属板の切
断加工などの用途に用いられる。先行技術では、複数の
光ファイバにレーザ光を分岐導光するために、レーザ光
を半透過するビームスプリッタと全反射ミラーとを組合
せた構成が用いられている。このような先行技術では、
光ファイバの任意の数に対応して、レーザ光を分岐する
ことが困難であり、ビームスプリッタおよび全反射ミラ
ーの組合せを変化して、希望する数の光ファイバにレー
ザ光が分岐されるように構成し直さなければならない。
またレーザ光を、くさび形透明体によって2方向に分岐
する先行技術(特開平3−165992)があり、この
先行技術も同様な問題を有する。2. Description of the Related Art High-power laser light is used, for example, for cutting metal plates. In the prior art, in order to branch and guide a laser beam to a plurality of optical fibers, a configuration in which a beam splitter that semi-transmits the laser beam and a total reflection mirror are used. In such prior art,
It is difficult to split the laser light corresponding to an arbitrary number of optical fibers, and the combination of the beam splitter and the total reflection mirror is changed so that the laser light is split into a desired number of optical fibers. It must be reconfigured.
Further, there is a prior art (Japanese Patent Laid-Open No. Hei 3-165992) in which laser light is branched in two directions by a wedge-shaped transparent body, and this prior art also has a similar problem.
【0003】他の先行技術では、たとえばレーザプリン
タなどとして知られているように、低出力のレーザ光
を、ガルバノミラーを用いて高速に走査しており、この
ようなガルバノミラーを高出力レーザ光に関連して用い
たときには、そのガルバノミラーによって反射して走査
されるレーザ光が周囲の物体に照射されて不所望に加熱
を起こすおそれがあり、また光ファイバの入射端の付近
では、その光ファイバを保護する合成樹脂製被覆層など
を損傷するおそれがある。In another prior art, as is known as a laser printer, for example, a low-power laser beam is scanned at a high speed by using a galvanometer mirror. When used in connection with, the laser beam reflected and scanned by the galvanomirror may irradiate a surrounding object and cause undesired heating. There is a possibility that the coating layer made of synthetic resin that protects the fiber may be damaged.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、希望
する複数の光ファイバに、高出力レーザ光を高速度で正
確に位置決めしてレーザ光を分岐導光することができる
ようにした高出力レーザ用ファイバ分岐導光スイッチン
グ装置を提供することである。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a high-power laser beam that can be accurately positioned at a desired speed at a high speed on a plurality of desired optical fibers so that the laser beam can be branched and guided. An object of the present invention is to provide a fiber branch light guide switching device for an output laser.
【0005】[0005]
【課題を解決するための手段】本発明は、レーザ源と、
レーザ源からのレーザ光の経路に介在され、レーザ光を
通過/遮断するチョッパと、チョッパからのレーザ光を
反射するガルバノミラーと、ガルバノミラーによって反
射されたレーザ光が導かれる複数の各位置に、各入射面
がそれぞれ配置される複数の光ファイバと、レーザ源に
設けられるQスイッチと、Qスイッチの動作に同期し
て、そのQスイッチが開いている期間、チョッパはレー
ザ光を通過し、ガルバノミラーは静止状態であり、Qス
イッチが発振を抑えている期間、チョッパは遮断状態に
あり、ガルバノミラーは角変位移動するように制御する
手段と、ガルバノミラーと光ファイバの入射端との間に
設けられ、熱良導体金属から成り、冷却水通路が形成さ
れて水冷される第1保護手段本体58と、第1保護手段
本体58に固定され、前記入射端にレーザ光を導く第1
開口8が形成される金属製アパーチャ部材59と、第1
開口8に固定される集光レンズ9であって、第1開口8
からのレーザ光を前記入射端に集光し、第1開口8によ
って集光レンズ9の周縁である第1保護手段本体58へ
の支持部62にレーザ光が入射されることが防がれる集
光レンズ9と、集光レンズと光ファイバの入射端との間
に設けられ、光ファイバの入射端のコアの径d2以下の
内径d1を有する第2開口68が形成される第2保護手
段本体66と、第2保護手段本体66のレーザ光下流側
の表面に、第2開口68の近傍で、第2開口68の周囲
に周方向に等間隔をあけて配置される複数の温度検出素
子71と、気体支持手段72であって、ハウジング77
に固定されているノズル部材78の中央には光ファイバ
10の外径よりも大きい内径を有する光ファイバ挿通孔
79が形成され、この光ファイバ挿通孔79に臨んで周
方向に等間隔に、半径方向に沿う3以上の多数のノズル
孔80が、光ファイバ挿通孔79の軸線に沿って、複数
組、形成され、ハウジング77内の空間81には、圧縮
空気が供給され、圧縮空気は光ファイバ10の外表面
に、半径方向に向けて、その線対称に噴射され、光ファ
イバ10を光ファイバ挿通孔79内で非接触で支持する
気体支持手段72と、気体支持手段72よりもレーザ光
下流側に配置される位置決め手段74であって、保護部
材84の取付け孔85には光ファイバが挿通されて固定
され、この保護部材84は、保持筒86内に収納されて
おり、光ファイバの軸線を通る相互に直交し取付け孔8
5の軸線に垂直である一対の仮想直線87,88上に、
ばね89,90と駆動素子91,92とから成る一対の
組合せがそれぞれ設けられる位置決め手段74と、温度
検出素子71の出力に応答し、一対の各駆動素子91,
92を駆動して、光ファイバが第2開口68の周囲の温
度が高い部分側に変位する処理回路とを含むことを特徴
とする高出力レーザ用ファイバ分岐導光スイッチング装
置である。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention comprises a laser source,
A chopper that is interposed in the path of the laser light from the laser source and passes / blocks the laser light, a galvanometer mirror that reflects the laser light from the chopper, and a plurality of positions where the laser light reflected by the galvanometer mirror is guided. A plurality of optical fibers, each of which is provided with an incident surface, a Q switch provided in a laser source, and in synchronization with the operation of the Q switch, the chopper passes laser light while the Q switch is open, The galvanomirror is in a stationary state, the chopper is in a cutoff state while the Q switch suppresses oscillation, and the galvanomirror is controlled so as to move angularly displaced, and between the galvanomirror and the input end of the optical fiber. A first protection means main body 58, which is made of a heat conductive metal, has a cooling water passage formed therein, and is water-cooled, and is fixed to the first protection means main body 58. First guiding the laser light to the incident end
A metal aperture member 59 in which the opening 8 is formed;
A condenser lens 9 fixed to the opening 8, wherein the first opening 8
The first opening 8 prevents the laser beam from being incident on the support 62 on the first protection means main body 58 which is the periphery of the condensing lens 9. A second protection means main body provided between the optical lens 9 and the condenser lens and the input end of the optical fiber, and having a second opening 68 having an inner diameter d1 equal to or less than the diameter d2 of the core at the input end of the optical fiber; 66 and a plurality of temperature detecting elements 71 arranged on the surface of the second protection means main body 66 on the downstream side of the laser beam at equal intervals in the circumferential direction around the second opening 68 in the vicinity of the second opening 68. And the gas support means 72 and the housing 77
An optical fiber insertion hole 79 having an inner diameter larger than the outer diameter of the optical fiber 10 is formed in the center of the nozzle member 78 fixed to the optical fiber 10. A plurality of sets of three or more nozzle holes 80 along the direction are formed along the axis of the optical fiber insertion hole 79, and a space 81 in the housing 77 is supplied with compressed air. A gas supporting means 72 which is radially radiated onto the outer surface of the optical fiber 10 in the radial direction and supports the optical fiber 10 in a non-contact manner in the optical fiber insertion hole 79, and a laser beam downstream from the gas supporting means 72. An optical fiber is inserted and fixed in the mounting hole 85 of the protection member 84, and the protection member 84 is housed in a holding cylinder 86, Mounting holes 8 mutually orthogonal through line
On a pair of virtual straight lines 87 and 88 perpendicular to the axis of 5,
Positioning means 74 provided with a pair of combinations of springs 89 and 90 and driving elements 91 and 92, respectively, and a pair of driving elements 91,
And a processing circuit for driving the optical fiber to move the optical fiber toward a portion having a higher temperature around the second opening.
【0006】また本発明は、位置決め手段74よりも前
記入射端から遠去った位置で、光ファイバを屈曲してそ
の光ファイバの外表面を黒色の保持面で保持し、かつ冷
却される漏れ光吸収手段を含むことを特徴とする。Further, according to the present invention, at a position farther from the incident end than the positioning means 74, the optical fiber is bent so that the outer surface of the optical fiber is held by the black holding surface, and the leaked light to be cooled is provided. It is characterized by including absorption means.
【0007】また本発明は、レーザ源のレーザ光出力端
の温度を非接触で検出する赤外線温度計と、赤外線温度
計の出力に応答し、検出温度が予め定める温度以上に昇
温したとき、レーザ源の発振を休止させる手段とを含む
ことを特徴とする。The present invention also provides an infrared thermometer for detecting the temperature of a laser beam output end of a laser source in a non-contact manner, and responding to the output of the infrared thermometer when the detected temperature rises to a predetermined temperature or higher. Means for suspending the oscillation of the laser source.
【0008】[0008]
【0009】[0009]
【0010】[0010]
【0011】[0011]
【0012】[0012]
【0013】[0013]
【0014】[0014]
【0015】[0015]
【作用】本発明に従えば、レーザ源からチョッパを通過
したレーザ光は、ガルバノミラーによって反射され、複
数の各光ファイバの入射端に入射されて分岐導光され
る。このようなガルバノミラーを用いることによって、
任意の光ファイバにレーザ光を分岐導光することがで
き、また各光ファイバの入射端にレーザ光を案内する時
間を個別的に選択することができる。According to the present invention, the laser light that has passed through the chopper from the laser source is reflected by the galvanomirror, is incident on the input ends of the plurality of optical fibers, and is branched and guided. By using such a galvanometer mirror,
The laser light can be branched and guided to an arbitrary optical fiber, and the time for guiding the laser light to the incident end of each optical fiber can be individually selected.
【0016】しかも本発明に従えば、チョッパを介して
レーザ光がガルバノミラーに通過している期間では、ガ
ルバノミラーは静止状態であり、したがって光ファイバ
の入射端にレーザ光を正確に入射することができる。さ
らにチョッパが遮断している期間では、ガルバノミラー
が、次にレーザ光を入射すべき光ファイバの入射端に角
変位移動中になるように制御され、したがってガルバノ
ミラーでレーザ光が走査されて反射光が連続的に移動す
ることはなく、これによってレーザ光が入射端以外の領
域に照射されることが避けられ、これによって光ファイ
バの入射端とは異なる他の部分が損傷するおそれがなく
なる。このことは高出力レーザ光において重要なことで
ある。Further, according to the present invention, while the laser beam passes through the galvanomirror via the chopper, the galvanomirror is stationary, so that the laser beam can be accurately incident on the incident end of the optical fiber. Can be. Further, during the period when the chopper is shut off, the galvanomirror is controlled so that the laser beam is being angularly moved to the input end of the optical fiber to which the laser beam is to be incident next, so that the laser beam is scanned and reflected by the galvanomirror. The light does not move continuously, thereby avoiding the laser light from being irradiated to the area other than the incident end, thereby eliminating the possibility of damaging other parts of the optical fiber other than the incident end. This is important for high-power laser light.
【0017】また本発明に従えば、Qスイッチを用い、
レーザ源の光共振器におけるたとえばビームウエストに
設けて、このQスイッチによって発振を抑えることによ
って、レーザ媒質の蓄積エネルギを充分に大きくし、そ
こでQスイッチを開くことによって、レーザ発振を短時
間に生じさせ、パルス幅の短い尖頭値の大きなパルスレ
ーザ光を得ることができる。このQスイッチの動作に同
期して、チョッパとガルバノミラーとの動作を同期さ
せ、パルスレーザ光が光ファイバの入射端に正確に入射
するようにし、その他の部分にレーザ光が照射されるこ
とを防ぐことができる。このQスイッチを用いるときに
は、チョッパを設けて安全性を向上してもよいが、チョ
ッパを省略することもまた、可能である。According to the present invention, a Q switch is used,
For example, a laser waist is provided in an optical resonator of a laser source, and the oscillation is suppressed by this Q switch, whereby the stored energy of the laser medium is sufficiently increased. As a result, a pulse laser beam with a short pulse width and a large peak value can be obtained. In synchronization with the operation of the Q switch, the operation of the chopper and the galvanomirror is synchronized, so that the pulse laser light is accurately incident on the incident end of the optical fiber, and that the other parts are irradiated with the laser light. Can be prevented. When using this Q switch, a chopper may be provided to improve safety, but it is also possible to omit the chopper.
【0018】さらに本発明に従えば、レーザ光を光ファ
イバの入射端に集光するレンズよりも上流側に第1保護
手段本体58を設け、その第1保護手段本体58に固定
されるアパーチャ部材59に形成されている第1開口8
を介するレーザ光を、レンズに導くことによって、レー
ザ光がレンズの周縁に導かれて、レンズ支持部が損傷す
ることを防ぎ、またレーザ光が光ファイバの入射端から
ずれてその入射端付近に照射されることを防ぎ、光ファ
イバの損傷を防ぐことができる。この第1保護手段本体
58は水冷することによって、その第1保護手段本体5
8にレーザ光が照射されたとき、そのレーザ光を吸収し
て冷却することができる。Further, according to the present invention, the first protection means main body 58 is provided on the upstream side of the lens for condensing the laser light at the incident end of the optical fiber, and the aperture member fixed to the first protection means main body 58 First opening 8 formed in 59
Guides the laser light through the lens to the lens, thereby preventing the laser light from being guided to the periphery of the lens and damaging the lens support, and displacing the laser light from the incident end of the optical fiber near the incident end. Irradiation can be prevented, and damage to the optical fiber can be prevented. The first protection means main body 58 is cooled by water, so that the first protection means main body 5 is cooled.
When the laser beam is irradiated on the laser beam 8, the laser beam can be absorbed and cooled.
【0019】本発明に従えば、レンズを通ったレーザ光
は、第2保護手段本体66の第2開口68を経て入射端
に導かれ、この第2開口68は、光ファイバの入射端の
コア径d2以下の内径d1を有し、これによってレーザ
光はコアにのみ導かれ、その光ファイバのクラッドに光
が入射されることを防ぐ。第2保護手段本体66は、水
冷されてもよく、あるいは空冷されてもよい。According to the present invention, the laser light passing through the lens is guided to the incident end through the second opening 68 of the second protection means main body 66, and the second opening 68 is connected to the core at the incident end of the optical fiber. It has an inner diameter d1 that is less than or equal to the diameter d2, whereby the laser light is guided only to the core and prevents light from being incident on the cladding of the optical fiber. The second protection means main body 66 may be water-cooled or air-cooled.
【0020】さらに本発明に従えば、光ファイバの入射
端付近の部分は、ノズルから噴射される気体、たとえば
空気などによって支持され、こうして光ファイバの入射
端付近の部分は、非接触で支持されて浮上されることに
なる。そのため、光ファイバが把持された状態で保持さ
れる構成ではないので、光ファイバの入射端からずれて
光ファイバがたとえ照射されたとしても、気体支持手段
72が損傷されることが避けられる。Further, according to the present invention, the portion near the incident end of the optical fiber is supported by gas, such as air, injected from a nozzle, and the portion near the incident end of the optical fiber is supported in a non-contact manner. Will be surfaced. Therefore, since the optical fiber is not held in a gripped state, even if the optical fiber is irradiated while being shifted from the incident end of the optical fiber, the gas supporting means 72 can be prevented from being damaged.
【0021】本発明に従えば、気体支持手段72よりも
入射端から遠去ったレーザ光下流側の位置、すなわち気
体支持手段に関して入射端とは反対側の位置で、光ファ
イバを、光ファイバの外表面に当接する位置決め手段に
よって支持する。これによって光ファイバをその半径方
向に変位して位置決めすることを可能にし、こうして入
射端の位置を正確に設定して、ガルバノミラーによって
反射されてきたレーザ光をコアに正確に導くことを可能
にする。According to the present invention, the optical fiber is connected to the optical fiber at a position downstream of the laser beam farther from the incident end than the gas supporting means 72, that is, at a position opposite to the incident end with respect to the gas supporting means. It is supported by positioning means abutting the outer surface. This makes it possible to position the optical fiber by displacing it in the radial direction, thereby setting the position of the incident end accurately and accurately guiding the laser light reflected by the galvanometer mirror to the core. I do.
【0022】本発明に従えば、第2保護手段本体66の
第2開口68の周囲でその第2開口付近に温度検出素子
71を設け、第2開口からずれて第2保護手段本体に照
射されたレーザ光によってその第2保護手段本体の温度
が上昇すると、そのことが温度検出素子によって検出さ
れ、レーザ光が入射端に入射されるように、その温度検
出素子によって検出された温度が高い位置に近づくよう
に入射端を位置決め手段74によって移動して位置決め
する。こうして入射端にレーザ光ができるだけ多量に入
射されるようにする。According to the present invention, the temperature detecting element 71 is provided around the second opening 68 of the second protection means main body 66 and in the vicinity of the second opening, so that the temperature detection element 71 is deviated from the second opening and irradiated to the second protection means main body. When the temperature of the second protection means body rises due to the laser light, the temperature is detected by the temperature detecting element, and the position where the temperature detected by the temperature detecting element is high so that the laser light is incident on the incident end. The incident end is moved and positioned by the positioning means 74 so as to approach. In this way, the laser beam is made to enter the incident end as much as possible.
【0023】本発明に従えば、位置決め手段よりも入射
端から遠去った位置で、したがって位置決め手段に関し
て入射端とは反対側の位置で、漏れ光吸収手段を設け、
この漏れ光吸収手段は、光ファイバを屈曲し、したがっ
てクラッド内の光がそのクラッドを抜け出て漏れ、こう
してクラッドを経て外方に漏れた光は、漏れ光吸収手段
の黒色の保持面に吸収される。したがってその漏れ光吸
収手段よりも入射端とは反対側で光ファイバを被覆して
いる可撓性合成樹脂製被覆層が、クラッドから漏れ出る
レーザ光で焼損することが防がれる。この漏れ光吸収手
段は、水冷または空冷される。According to the present invention, the leakage light absorbing means is provided at a position farther from the incident end than the positioning means, and thus at a position opposite to the incident end with respect to the positioning means,
This leaking light absorbing means bends the optical fiber, so that the light in the cladding escapes through the cladding and leaks, and thus the light leaking outward through the cladding is absorbed by the black holding surface of the leaking light absorbing means. You. Therefore, the coating layer made of the flexible synthetic resin that covers the optical fiber on the side opposite to the incident end with respect to the leaked light absorbing means is prevented from being burned out by the laser light leaking from the clad. This leaked light absorbing means is water-cooled or air-cooled.
【0024】さらに本発明に従えば、レーザ源のレーザ
光出力端の温度を、赤外線温度計を用いて非接触で検出
し、この検出温度が予め定める温度以上に昇温したと
き、レーザ源の発振を休止させ、たとえばレーザ源とし
てよう素レーザ源であるときには、レーザ媒質ガスの供
給を休止させ、レーザ発振を停止する。これによってガ
スレーザ源の出力鏡の汚れが生じたときなどのような異
常時に、定常状態の温度に比べて上昇したときには、異
常が生じたものとしてレーザ発振を停止するようにモニ
タリングを行う。Further, according to the present invention, the temperature of the laser light output end of the laser source is detected in a non-contact manner using an infrared thermometer, and when the detected temperature rises above a predetermined temperature, Oscillation is halted. For example, when the laser source is an iodine laser source, the supply of the laser medium gas is halted and laser oscillation is stopped. Accordingly, when the temperature rises compared to the steady state at the time of abnormality, such as when the output mirror of the gas laser source becomes dirty, monitoring is performed so as to determine that an abnormality has occurred and to stop laser oscillation.
【0025】[0025]
【実施例】図1は、本発明の一実施例の全体の構成を示
す系統図である。よう素レーザ源1からの赤外線レーザ
光は、安全用シャッタ2からビーム整形器3を経て、反
射鏡4で反射され、チョッパ5でそのレーザ光が通過/
遮断され、ガルバノミラー6で反射され、第1保護手段
7の第1開口8および集光レンズ9を経て、さらに第2
保護手段57(後述の図13および図15参照)の第2
開口68を経て光ファイバ10の入射端11に選択的に
入射される。光ファイバ10は、図1の実施例では、た
とえば合計3個設けられており、さらにその他の複数
個、設けられていてもよい。光ファイバ10からのレー
ザ光は、結線光学系108から被加工物109に照射さ
れて、切断加工などが行われる。FIG. 1 is a system diagram showing an entire configuration of an embodiment of the present invention. Infrared laser light from the iodine laser source 1 passes through the beam shaping device 3 from the safety shutter 2 and is reflected by the reflecting mirror 4.
The light is cut off, reflected by the galvanomirror 6, passes through the first opening 8 of the first protection means 7 and the condenser lens 9, and
Second protection means 57 (see FIGS. 13 and 15 described later)
The light is selectively incident on the incident end 11 of the optical fiber 10 through the opening 68. In the embodiment shown in FIG. 1, for example, a total of three optical fibers 10 are provided, and a plurality of other optical fibers may be provided. The laser light from the optical fiber 10 is irradiated from the connection optical system 108 to the workpiece 109 to perform a cutting process or the like.
【0026】図2は、よう素レーザ源1の構成を示す簡
略化した断面図である。気密のレーザ共振器13には、
反射鏡14と出力鏡15とが設けられ、レーザ共振器1
3内には、よう素ガス源16から電磁開閉弁17を経て
管路18からレーザ媒質であるよう素ガスが供給され、
また励起酸素が供給され、レーザビーム19が発生され
る。このレーザビーム19のビームウエストに対応する
位置には、Qスイッチ20のシャッタ部材21が介在さ
れる。FIG. 2 is a simplified sectional view showing the configuration of the iodine laser source 1. As shown in FIG. The airtight laser resonator 13 includes:
A reflection mirror 14 and an output mirror 15 are provided, and the laser resonator 1
3, an iodine gas, which is a laser medium, is supplied from an iodine gas source 16 via a solenoid valve 17 via a conduit 18,
Also, excited oxygen is supplied, and a laser beam 19 is generated. At a position corresponding to the beam waist of the laser beam 19, a shutter member 21 of the Q switch 20 is interposed.
【0027】図3は、シャッタ部材21の正面図であ
る。シャッタ部材21は、たとえば金属製であり、モー
タ22によって矢符23の方向に回転駆動される。シャ
ッタ部材21は、円板状であり、たとえば円形の開口2
4が形成され、さらにまたそのシャッタ部材21の回転
位置を検出するための2つの検出用透孔25,26が形
成される。これらの検出用透孔25,26は、開口24
よりも半径方向外方にあり、回転軸線27を中心とする
仮想円上に周方向に間隔をあけて設けられる。これらの
検出用透孔25,26は、シャッタ部材21の厚み方向
一方側に配置された発光素子28からの光を通過して、
その光が受光素子29によって検出され、または光が遮
断されることによって、そのシャッタ部材21の角度位
置が検出される。モータ22によってシャッタ部材21
が連続回転されている状態で、レーザビーム19が開口
24を通過開始したときには、そのことが発光素子28
からの光が検出用透孔25を介して受光素子29によっ
て検出され、また開口24にレーザビーム19が通過し
なくなって遮断が開始されるときには、検出用透孔26
を通過する発光素子28からの光が受光素子29に与え
られて検出される。FIG. 3 is a front view of the shutter member 21. The shutter member 21 is made of, for example, metal, and is rotationally driven by a motor 22 in the direction of an arrow 23. The shutter member 21 has a disk shape and has, for example, a circular opening 2.
4 are formed, and two detection through holes 25 and 26 for detecting the rotational position of the shutter member 21 are formed. These detection through holes 25 and 26 are
And is provided on the imaginary circle centered on the rotation axis 27 at intervals in the circumferential direction. These detection through holes 25 and 26 pass light from the light emitting element 28 disposed on one side in the thickness direction of the shutter member 21,
When the light is detected by the light receiving element 29 or the light is blocked, the angular position of the shutter member 21 is detected. The shutter member 21 is driven by the motor 22.
When the laser beam 19 starts passing through the opening 24 in a state in which the light-emitting element 28 is continuously rotated,
Is detected by the light receiving element 29 through the detection through hole 25, and when the laser beam 19 does not pass through the opening 24 and the cutoff is started, the detection through hole 26
Is passed from the light emitting element 28 to the light receiving element 29 and detected.
【0028】Qスイッチ20が発振を抑えている期間、
すなわちレーザビーム19が開口24以外の部分にある
期間では、レーザビーム19は遮断され、発振が抑えら
れ、レーザ媒質の蓄積エネルギが上昇される。While the Q switch 20 is suppressing oscillation,
That is, during the period when the laser beam 19 is in a portion other than the opening 24, the laser beam 19 is cut off, the oscillation is suppressed, and the energy stored in the laser medium is increased.
【0029】図4は、ビーム整形器3の斜視図である。
レーザ源1からの断面円形のレーザ光30は、たとえば
シリンドリカルレンズによって実現されるビーム整形器
によって、断面矩形のレーザ光31に収束、整形され、
そのビーム断面が小さくされ、これによってその後の光
経路の構成要素、たとえばガルバノミラー6などを小形
化することができる。FIG. 4 is a perspective view of the beam shaper 3.
A laser beam 30 having a circular cross section from the laser source 1 is converged and shaped into a laser beam 31 having a rectangular cross section by a beam shaper realized by, for example, a cylindrical lens.
The beam cross-section is reduced, so that the components of the subsequent light path, such as the galvanomirror 6, can be miniaturized.
【0030】図5は、チョッパ5の構成を示す断面図で
ある。このチョッパ5は、金属製円板によって実現され
るチョッパ部材32が、モータ33によって連続的に回
転駆動され、開口34にレーザ光が通過し、また残余の
部分でレーザ光が遮断される。FIG. 5 is a sectional view showing the structure of the chopper 5. In the chopper 5, a chopper member 32 realized by a metal disk is continuously driven to rotate by a motor 33, so that the laser light passes through the opening 34 and the laser light is cut off at the remaining portion.
【0031】図6は、チョッパ部材32の正面図であ
る。このチョッパ部材32にもまた、前述のシャッタ部
材21と同様に、開口34よりも半径方向外方位置に2
つの検出用透孔35,36が形成され、図5に示される
発光素子37からの光が、これらの検出用透孔35,3
6を介して受光素子38で検出され、これによってレー
ザ光の開口34に透光し始める時点およびレーザ光が遮
断し始める時点が検出用透孔35,36に対応してそれ
ぞれ検出される。FIG. 6 is a front view of the chopper member 32. The chopper member 32 is also located at a position radially outward of the opening 34 in the same manner as the shutter member 21 described above.
One of the detection through holes 35 and 36 is formed, and light from the light emitting element 37 shown in FIG.
The time when the laser beam starts to pass through the aperture 34 of the laser beam and the time when the laser beam begins to block are detected in correspondence with the detection through holes 35 and 36, respectively.
【0032】チョッパ部材32を冷却するために、その
チョッパ部材32の厚み方向両側にノズル39,40が
それぞれ配置され、冷却用気体、たとえばAr,Heな
どの気体が噴射される。このノズル39,40の位置
は、チョッパ部材32の回転軸線41から開口34と同
一位置にある。In order to cool the chopper member 32, nozzles 39 and 40 are respectively arranged on both sides in the thickness direction of the chopper member 32, and a cooling gas, for example, a gas such as Ar or He is injected. The positions of the nozzles 39 and 40 are at the same position as the opening 34 from the rotation axis 41 of the chopper member 32.
【0033】図7は、本発明の他の実施例のチョッパ5
の簡略化した断面図である。この実施例ではチョッパ部
材32を冷却するために、その厚み方向両側に冷却用ロ
ーラ42,43が配置され、それらのローラ42,43
はチョッパ部材32の表面に、ばねのばね力によって弾
発的に圧接される。冷却ローラ42,43はたとえば
銅、アルミニウムなどの熱良導体の金属製であり、回転
軸線41から開口34と同一位置にある。その他の構成
は前述の実施例と同様である。FIG. 7 shows a chopper 5 according to another embodiment of the present invention.
3 is a simplified sectional view of FIG. In this embodiment, in order to cool the chopper member 32, cooling rollers 42, 43 are arranged on both sides in the thickness direction, and the rollers 42, 43
Is resiliently pressed against the surface of the chopper member 32 by the spring force of the spring. The cooling rollers 42 and 43 are made of a metal such as copper or aluminum, which is a good heat conductor, and are located at the same position as the opening 34 from the rotation axis 41. Other configurations are the same as those of the above-described embodiment.
【0034】図8はガルバノミラー6の構成を簡略化し
て示す側面図であり、図9はそのガルバノミラー6の底
面図である。これらの図面を参照して、ガルバノミラー
6の反射体43の反射面44は、誘電体多層膜や、高反
射材料、たとえばアルミニウム、銀または金などの被覆
層によって構成される。反射体43は、保持体45に固
定されており、この保持体45には、反射体43の背面
で、回転軸線46に垂直な冷却フィン47が一体的に形
成される。保持体45は、電磁石手段48等によって、
軸線46のまわりに往復可動範囲θ1内で希望する角度
だけ角変位可能である。軸線46は、反射面44内にあ
る。このフィン47に沿って空気または不活性ガスを流
すことによって、冷却効果を高めることができる。反射
体43および保持体45を高速度に角変位することを可
能にするために、それらの構成要素43,45は、極力
軽く構成されることが必要である。FIG. 8 is a simplified side view showing the configuration of the galvanometer mirror 6, and FIG. 9 is a bottom view of the galvanometer mirror 6. Referring to these drawings, reflection surface 44 of reflector 43 of galvanometer mirror 6 is formed of a dielectric multilayer film or a coating layer of a highly reflective material such as aluminum, silver, or gold. The reflector 43 is fixed to a holder 45, and a cooling fin 47 perpendicular to the rotation axis 46 is integrally formed on the holder 45 on the back surface of the reflector 43. The holder 45 is moved by electromagnet means 48 or the like.
It can be angularly displaced around the axis 46 by a desired angle within the reciprocating movable range θ1. Axis 46 is within reflective surface 44. By flowing air or an inert gas along the fins 47, the cooling effect can be enhanced. In order to enable the reflector 43 and the holder 45 to be angularly displaced at a high speed, the components 43 and 45 need to be configured as lightly as possible.
【0035】図10は、図1〜図9に示される実施例の
電気的構成を示すブロック図である。処理回路49は、
たとえばマイクロコンピュータなどによって実現され、
発光素子28,37を駆動し、受光素子29,38の出
力に応答し、これによってQスイッチ20のモータ22
を動作させ、またチョッパ5のモータ35を動作させ、
さらにガルバノミラー6の電磁石手段48を動作させ
る。処理回路49は、アナログスイッチ54に切換え信
号を与え、これによって電源回路55からの出力電圧が
切換えられてガルバノミラー6の電磁石手段48に与え
られる。電源回路55は、複数の抵抗56が直列に接続
されて一定電圧V1を分圧し、この電圧値に対応した角
度だけ反射体43が角変位駆動され、これに応じてレー
ザ光50が各光ファイバ10に入射される。FIG. 10 is a block diagram showing the electrical configuration of the embodiment shown in FIGS. The processing circuit 49
For example, it is realized by a microcomputer,
Driving the light emitting elements 28 and 37 and responding to the output of the light receiving elements 29 and 38,
Is operated, and the motor 35 of the chopper 5 is operated,
Further, the electromagnet means 48 of the galvanometer mirror 6 is operated. The processing circuit 49 supplies a switching signal to the analog switch 54, whereby the output voltage from the power supply circuit 55 is switched and supplied to the electromagnet means 48 of the galvanomirror 6. In the power supply circuit 55, a plurality of resistors 56 are connected in series to divide a constant voltage V1, and the reflector 43 is driven for angular displacement by an angle corresponding to this voltage value. 10 is incident.
【0036】図11は、前述の実施例の動作を説明する
ための波形図である。レーザ源1におけるQスイッチ2
0において、モータ22がシャッタ部材21を回転駆動
しているとき、受光素子29によって検出用透孔25が
図11(1)の時刻t1において検出され、その後、図
11(2)に示される時刻t2でシャッタ部材21の開
口24にレーザビーム19が通過し、発振が行われ、こ
れによって図11(3)に示されるように尖頭値の大き
いパルスレーザ光30が発生される。FIG. 11 is a waveform diagram for explaining the operation of the above embodiment. Q switch 2 in laser source 1
At 0, when the motor 22 is rotating the shutter member 21, the light-receiving element 29 detects the detection through-hole 25 at time t1 in FIG. 11 (1), and thereafter, the time shown in FIG. 11 (2). At t2, the laser beam 19 passes through the opening 24 of the shutter member 21 and oscillates, thereby generating a pulse laser beam 30 having a large peak value as shown in FIG.
【0037】この受光素子29の出力に同期して、チョ
ッパ5では、図11(4)に示されるようにモータ33
によって駆動されるチョッパ部材32の開口34を、レ
ーザ光31aが通過する。In synchronism with the output of the light receiving element 29, the chopper 5 controls the motor 33 as shown in FIG.
The laser beam 31a passes through the opening 34 of the chopper member 32 driven by the laser.
【0038】ガルバノミラー6の保持体45、したがっ
て反射体43は、受光素子29の出力に同期し、図11
(5)に示されように角変位移動を行い、時刻t1a以
降は、静止状態に保たれる。これによって反射鏡4から
のレーザ光31aは、ガルバノミラー6の反射面44に
反射され、予め定める光ファイバ10の入射端11に正
確に入射されることができる。The holding member 45 of the galvanometer mirror 6, that is, the reflecting member 43 synchronizes with the output of the light receiving element 29, and
The angular displacement movement is performed as shown in (5), and the stationary state is maintained after time t1a. As a result, the laser beam 31a from the reflecting mirror 4 is reflected on the reflecting surface 44 of the galvanometer mirror 6, and can be accurately incident on the predetermined incident end 11 of the optical fiber 10.
【0039】レーザ源1においてシャッタ部材21がレ
ーザビーム19を遮断する時刻t3(図11(2)参
照)以降において、そのシャッタ部材21の検出用透孔
26が時刻t4で図11(1)に示されるように検出さ
れることによって、チョッパ5は、レーザ光31aを遮
断し始め、またガルバノミラー6の保持体45、したが
って反射体43は、静止したままである。以下、同様な
動作が行われる。なお、図1において、光ファイバは、
参照符10,10a,10bで示され、入射端は参照符
11,11a,11bで示され、総括的に示すときには
添え字a,bを省略して表すことがある。After time t3 (see FIG. 11 (2)) at which the shutter member 21 blocks the laser beam 19 in the laser source 1, the detection through hole 26 of the shutter member 21 is moved to the state shown in FIG. 11 (1) at time t4. By being detected as shown, the chopper 5 starts to block the laser beam 31a, and the holder 45 of the galvanomirror 6, and thus the reflector 43, remains stationary. Hereinafter, a similar operation is performed. In FIG. 1, the optical fiber is
The incident ends are indicated by reference numerals 11, 11a and 11b, and the suffixes a and b may be omitted when generically indicated.
【0040】こうして少なくとも時刻t2〜t3におい
て、パルスレーザ光30が発生される状態では、ガルバ
ノミラー6の反射体43は静止しており、したがってそ
のレーザ光が走査されることはなく、入射端11,11
a,11bに正確に入射され、その他の不所望な部分に
レーザ光が照射されて損傷を招くというおそれはない。In the state where the pulse laser beam 30 is generated at least from time t2 to time t3, the reflector 43 of the galvanomirror 6 is stationary, so that the laser beam is not scanned, and the incidence end 11 , 11
There is no possibility that the laser beam is accurately incident on the a and 11b and the other undesired portions are irradiated with the laser beam to cause damage.
【0041】このことをもっと詳しく述べると、簡略化
して示す図12を参照して、ガルバノミラー6の実線で
示される反射面44の静止時に、レーザ光31aは、参
照符50で示されるように、第1保護手段7の第1開口
8を通り、集光レンズ9を経て光ファイバ10の入射面
11に正確に入射される。もしも仮に、ガルバノミラー
6の反射面44が角変位移動中の位置143でレーザ光
31aがその反射面44に照射されると仮定すれば、参
照符51で示されるレーザ光が、第1保護手段7に向け
て反射されて導かれ、その一部の光52が、第1開口8
から集光レンズ9を経て光ファイバ10側に導かれる。
このようなレーザ光50には、レンズ9を経た後、参照
符53で示されるように、入射端11とは異なる位置に
導かれてしまい、したがって入射端11には入射され
ず、その他の部分を損傷する結果になる。本発明は、こ
のような問題を解決し、ガルバノミラー6の反射面44
が静止した状態で反射したレーザ光50を導き、そのレ
ーザ光50を入射端11に正確に入射させることを可能
にする。More specifically, referring to FIG. 12, which is simplified, when the reflecting surface 44 of the galvanometer mirror 6 is stationary, the laser beam 31a is turned off as indicated by reference numeral 50. The light passes through the first opening 8 of the first protection means 7, passes through the condenser lens 9, and is accurately incident on the incident surface 11 of the optical fiber 10. If it is assumed that the laser light 31a is irradiated on the reflection surface 44 at the position 143 where the reflection surface 44 of the galvanometer mirror 6 is moving angularly displaced, the laser light indicated by the reference numeral 51 is applied to the first protection means. 7 is reflected and guided toward the first opening 8, and a part of the light 52 is
Through the condenser lens 9 to the optical fiber 10 side.
After passing through the lens 9, such laser light 50 is guided to a position different from the incident end 11 as indicated by reference numeral 53, and therefore is not incident on the incident end 11, and Will result in damage. The present invention solves such a problem, and the reflecting surface 44 of the galvanometer mirror 6 is provided.
Guides the reflected laser light 50 in a stationary state, and allows the laser light 50 to be accurately incident on the incident end 11.
【0042】図13は、第1保護手段7とその下流側に
配置される第2保護手段57に関連する構成を示す断面
図である。第1保護手段7は、ガルバノミラー6と光フ
ァイバ10の入射端11との間に配置されており、銅な
どの熱良導体金属から成る本体58には、アパーチャ部
材59が固定され、このアパーチャ部材59には、第1
開口8が形成される。第1開口8には、集光レンズ9が
固定される。アパーチャ部材59は、耐熱性に優れた鋼
などの金属製である。本体58のガルバノミラー6側の
表面は黒染めされた被覆層60が形成され、したがって
レーザ光が、もしも照射されても、容易に吸収される構
成となっている。本体58には冷却水通路61が形成さ
れる。FIG. 13 is a cross-sectional view showing a configuration related to the first protection means 7 and the second protection means 57 disposed downstream thereof. The first protection means 7 is arranged between the galvanomirror 6 and the incident end 11 of the optical fiber 10, and an aperture member 59 is fixed to a main body 58 made of a heat conductive metal such as copper. 59 has the first
An opening 8 is formed. A condenser lens 9 is fixed to the first opening 8. The aperture member 59 is made of metal such as steel having excellent heat resistance. The surface of the main body 58 on the galvanometer mirror 6 side is formed with a coating layer 60 that is dyed black, so that even if the laser beam is irradiated, it is easily absorbed. A cooling water passage 61 is formed in the main body 58.
【0043】図14は第1保護手段7の本体58の展開
図であり、ガルバノミラー6側から見た図である。本体
58に形成される冷却水通路61は、ジグザグ状であ
り、冷却水が管路61aから供給されて本体58が水冷
される。FIG. 14 is a development view of the main body 58 of the first protection means 7, as viewed from the galvanomirror 6 side. The cooling water passage 61 formed in the main body 58 has a zigzag shape, and cooling water is supplied from the pipe line 61a to cool the main body 58 with water.
【0044】本体58に形成される第1開口8は、レン
ズ9の周縁である本体58への支持部62にレーザ光が
誤って入射されることを防ぎ、その支持部62のレーザ
光による損傷を防ぐ働きをする。本体58には筒体63
の一端部が固定され、レンズ9からのレーザ光64が案
内され、この筒体63には保持体65が固定される。The first opening 8 formed in the main body 58 prevents the laser beam from being erroneously incident on the support portion 62 on the main body 58, which is the periphery of the lens 9, and the support portion 62 is damaged by the laser beam. It works to prevent The main body 58 has a cylindrical body 63.
Is fixed, and a laser beam 64 from the lens 9 is guided, and a holding body 65 is fixed to the cylindrical body 63.
【0045】保持体65には、第2保護手段57が固定
される。第2保護手段57は、拡大されて図15に示さ
れている。この第2保護手段57の本体66の集光レン
ズ9側の表面には、高反射材料の層67が形成される。
本体66は、たとえば金、銀およびアルミニウムなどの
材料から成り、反射層67は、金または銀などであり、
レーザ光を高反射率で反射する。この第2保護手段57
は、保持体65に固定され、第2開口68を有する。第
2開口68の内径d1は、光ファイバ10のコア69の
径d2以下に選ばれる。コア69は、クラッド70によ
って被覆され、こうして光ファイバ10が構成される。The second protection means 57 is fixed to the holder 65. The second protection means 57 is shown in an enlarged manner in FIG. A layer 67 of a highly reflective material is formed on the surface of the main body 66 of the second protection means 57 on the side of the condenser lens 9.
The main body 66 is made of a material such as gold, silver, and aluminum, and the reflection layer 67 is made of gold or silver,
Laser light is reflected with high reflectance. This second protection means 57
Is fixed to the holder 65 and has a second opening 68. The inner diameter d1 of the second opening 68 is selected to be equal to or less than the diameter d2 of the core 69 of the optical fiber 10. The core 69 is covered by the cladding 70, thus forming the optical fiber 10.
【0046】 d1 ≦ d2 …(1) 反射層67が本体66に形成されることによって、レー
ザ光がたとえその反射層67に照射されたとしても、第
2保護手段57の温度が異常に上昇することが防がれる
けれども、本体66は、もしも必要ならばさらに、水冷
または空冷されてもよい。本体66の反射層67とは反
対側すなわちレーザ光50下流側の表面には、温度検出
素子71a〜71d(後述の図19参照、総括的に参照
符71で示すことがある)が設けられる。レーザ光64
が第2開口68内に導かれており、第2保護手段57に
誤って照射されていない状態では、検出温度は低いけれ
ども、そのレーザ光の位置決めが不正確であって、少な
くも部分的に反射層67に照射されると、本体66の温
度が上昇し、そのことが温度検出手段71によって検出
される。これによって後述のように光ファイバ10の位
置が変位され、コア69にできるだけ多くのレーザ光が
入射されるように変位される。D 1 ≦ d 2 (1) By forming the reflective layer 67 on the main body 66, even if a laser beam is irradiated on the reflective layer 67, the temperature of the second protection means 57 abnormally increases. Although this is prevented, the body 66 may be further water-cooled or air-cooled if necessary. On the surface of the main body 66 opposite to the reflection layer 67, that is, on the surface on the downstream side of the laser beam 50, temperature detecting elements 71a to 71d (see FIG. 19 described later, which may be generally indicated by reference numeral 71) are provided. Laser light 64
Is guided into the second opening 68, and when the second protective means 57 is not erroneously irradiated, the detection temperature is low, but the positioning of the laser beam is inaccurate and at least partially. When the light is applied to the reflective layer 67, the temperature of the main body 66 rises, and this is detected by the temperature detecting means 71. As a result, the position of the optical fiber 10 is displaced as described later, and the optical fiber 10 is displaced so that as much laser light as possible enters the core 69.
【0047】図16は、保持体65に取付けられている
光ファイバ10の気体支持手段72,73と、光ファイ
バ10の半径方向の位置決めを行う位置決め手段74
と、スクランブラなどと呼ばれる漏れ光吸収手段75,
76を簡略化して示す図である。FIG. 16 shows gas supporting means 72 and 73 for the optical fiber 10 attached to the holder 65 and positioning means 74 for positioning the optical fiber 10 in the radial direction.
And light leakage absorbing means 75 called a scrambler or the like.
FIG. 76 is a diagram schematically illustrating 76.
【0048】図17は気体支持手段72を示す光ファイ
バ10の軸線に沿う断面図であり、図18はその気体支
持手段72の軸直角断面図である。ハウジング77に固
定されているノズル部材78の中央には光ファイバ10
の外径よりも大きい内径を有する光ファイバ挿通孔79
が形成され、この光ファイバ挿通孔79に臨んで周方向
に等間隔に、半径方向に沿う3以上の多数のノズル孔8
0が、光ファイバ挿通孔79の軸線に沿って、複数組、
形成される。ハウジング77内の空間81には、接続口
82から圧縮空気が供給される。こうして圧縮空気は光
ファイバ10の外表面に、半径方向に向けて、その線対
称に噴射され、したがって光ファイバ10は挿通孔79
内で非接触で支持される。このように光ファイバ10が
直接に接触して支持されないことによって、光ファイバ
10のクラッド70を経て光が外方に漏れたり、あるい
はレンズ9を介するガルバノミラー6からのレーザ光の
位置が誤ってずれたりしたときに、気体支持手段72
が、そのレーザ光によって損傷することを防いでいる。
もう1つの気体支持手段73も同様に構成される。FIG. 17 is a sectional view of the gas supporting means 72 taken along the axis of the optical fiber 10, and FIG. 18 is a sectional view of the gas supporting means 72 taken at right angles to the axis. An optical fiber 10 is provided at the center of the nozzle member 78 fixed to the housing 77.
Optical fiber insertion hole 79 having an inner diameter larger than the outer diameter of
Are formed, and three or more nozzle holes 8 extending in the radial direction at equal intervals in the circumferential direction facing the optical fiber insertion hole 79.
0 along the axis of the optical fiber insertion hole 79, a plurality of sets,
It is formed. Compressed air is supplied from a connection port 82 to a space 81 in the housing 77. In this way, the compressed air is jetted radially radially outward on the outer surface of the optical fiber 10 so that the optical fiber 10 is inserted into the insertion hole 79.
It is supported without contact within. Since the optical fiber 10 is not directly contacted and supported as described above, light leaks outward through the clad 70 of the optical fiber 10 or the position of the laser light from the galvanometer mirror 6 via the lens 9 is erroneously set. When the gas support means 72 is shifted,
However, it is prevented from being damaged by the laser beam.
Another gas support means 73 is similarly configured.
【0049】図19は、位置決め手段74の断面図であ
る。保持部材84の取付け孔85には光ファイバ10が
挿通されて固定されている。この保持部材84は、保持
筒86内に収納されており、光ファイバ10の軸線を通
る仮想直線87,88上に、ばね89,90と駆動素子
91,92が取付けられる。駆動素子91,92は、た
とえば圧電素子などであってもよく、その他の変位駆動
機構を有する構成によって実現されてもよい。直線8
7,88は、相互に直交し、取付孔85の軸線に垂直で
ある。FIG. 19 is a sectional view of the positioning means 74. The optical fiber 10 is inserted and fixed in the mounting hole 85 of the holding member 84. The holding member 84 is housed in a holding tube 86, and springs 89, 90 and drive elements 91, 92 are mounted on virtual straight lines 87, 88 passing through the axis of the optical fiber 10. The driving elements 91 and 92 may be, for example, piezoelectric elements or the like, and may be realized by a configuration having another displacement driving mechanism. Straight line 8
7, 88 are perpendicular to each other and perpendicular to the axis of the mounting hole 85.
【0050】前述の図15に関連して述べた温度検出素
子71は、第2開口68の周囲に周方向に等間隔をあけ
て、たとえばこの実施例では90度の間隔をあけて、そ
の第2開口68の近傍に配置されている。これらの温度
検出素子71からの出力は、マイクロコンピュータなど
によって実現される処理回路94に与えられ、処理回路
94は駆動素子91,92を駆動する。こうして駆動素
子91,92を動作制御して光ファイバ10を第2開口
68の周囲の温度が高い部分側に変位させ、できるだけ
多くのレーザ光を光ファイバ10に受光するようにす
る。制御手段94には、手動入力手段95からの信号が
与えられ、これによってもまた、駆動素子91,92を
動作制御することができる。こうして光ファイバ10
を、図19における直線88に沿うX軸方向および直線
87に沿うY軸方向に変位させることができる。光ファ
イバ10の軸線方向のZ軸方向には、保持部材84を光
ファイバ10と初期設定して固定する。したがって光フ
ァイバ10の入射端11およびその光ファイバ10の軸
線を、レンズ9の光軸に一致させ、レーザ光が光ファイ
バ10のコア69に正確に入射するように変位駆動する
ことができる。The temperature detecting elements 71 described with reference to FIG. 15 are spaced at equal intervals in the circumferential direction around the second opening 68, for example, at 90 ° intervals in this embodiment. It is arranged near the two openings 68. Outputs from these temperature detecting elements 71 are provided to a processing circuit 94 realized by a microcomputer or the like, and the processing circuit 94 drives the driving elements 91 and 92. In this way, the operation of the driving elements 91 and 92 is controlled so that the optical fiber 10 is displaced toward the portion having a higher temperature around the second opening 68 so that the optical fiber 10 receives as much laser light as possible. The control means 94 is supplied with a signal from the manual input means 95, and the operation of the driving elements 91 and 92 can also be controlled by this. Thus, the optical fiber 10
Can be displaced in the X-axis direction along the straight line 88 and the Y-axis direction along the straight line 87 in FIG. In the Z-axis direction of the optical fiber 10, the holding member 84 is initially set and fixed to the optical fiber 10. Therefore, the input end 11 of the optical fiber 10 and the axis of the optical fiber 10 can be made to coincide with the optical axis of the lens 9, and the displacement can be driven so that the laser light can be accurately incident on the core 69 of the optical fiber 10.
【0051】駆動素子91,92は、前述の圧電素子の
他に、超磁歪素子、電気マイクロモータおよびその他の
構成によって実現することができる。The driving elements 91 and 92 can be realized by a giant magnetostrictive element, an electric micromotor and other structures in addition to the above-described piezoelectric element.
【0052】図20は漏れ光吸収手段75の拡大断面図
であり、図21はその漏れ光吸収手段75,76の分解
斜視図である。漏れ光吸収手段75において、一対のク
ランプ部材97,98が設けられ、その湾曲した隆起部
99,100が光ファイバ10の長手方向に交互に配置
され、両者97,98がボルト101およびナット10
2の組合せによって連結されて保持される。この各隆起
部99,100の保持面は黒色に形成され、図22
(1)に示されようにクラッド70に漏れた光を、外方
に導き、保持部材97,98で漏れたレーザ光を吸収す
る。保持部材97,98は、たとえば銅などの熱良導体
から成り、冷却水通路103,110が形成され、管路
104から冷却水が供給される。もう1つの漏れ光吸収
手段76もまた同様な構成となっているけれども、これ
らの2つの漏れ光吸収手段75,76の光ファイバ10
を保持する方向は相互に垂直であり、こうして光ファイ
バ10のクラッド70を伝播する図22(1)のような
レーザ光を除去し、図22(2)に示されるようにコア
69だけを伝播するレーザ光に限定する。これによって
漏れ光吸収手段76よりも入射端11とは反対側(図1
6の右方)においてクラッド70を外囲する可撓性合成
樹脂製被覆層105にレーザ光が漏れて、その被覆層1
05およびその他の部分を損傷するおそれがなくなる。
漏れ光吸収手段76の漏れ光吸収手段75に対応する部
分には、添え字aを付して説明を省く。FIG. 20 is an enlarged sectional view of the leak light absorbing means 75, and FIG. 21 is an exploded perspective view of the leak light absorbing means 75 and 76. In the leaked light absorbing means 75, a pair of clamp members 97, 98 are provided, and their curved bulges 99, 100 are alternately arranged in the longitudinal direction of the optical fiber 10, and both 97, 98 are bolted 101 and nut 10
They are connected and held by a combination of the two. The holding surface of each of the raised portions 99 and 100 is formed in black, and FIG.
As shown in (1), the light leaked to the clad 70 is guided outward, and the holding members 97 and 98 absorb the laser light leaked. The holding members 97 and 98 are made of, for example, a good heat conductor such as copper, and have cooling water passages 103 and 110 formed therein. Although the other leaked light absorbing means 76 has the same configuration, the optical fiber 10 of these two leaked light absorbing means 75
22A are perpendicular to each other. Thus, the laser beam propagating through the clad 70 of the optical fiber 10 as shown in FIG. 22A is removed, and only the core 69 propagates as shown in FIG. Limited to laser light. Thereby, the side opposite to the incident end 11 with respect to the leakage light absorbing means 76 (FIG. 1)
6) (right side of FIG. 6), the laser light leaks into the flexible synthetic resin covering layer 105 surrounding the cladding 70, and the covering layer 1
05 and other parts will not be damaged.
The portion of the leaked light absorbing means 76 corresponding to the leaked light absorbing means 75 is denoted by a suffix a and will not be described.
【0053】このような漏れ光吸収手段75,76は、
光ファイバ10の出射端に近い光ファイバ部分107
(図1参照)にもまた設けられていてもよい。光ファイ
バ部分107にも漏れ光吸収手段75,76と同様な手
段を設けることによって、加工部材109から反射して
戻ってクラッド70を伝播するレーザ光を外方に導いて
そのレーザ光を吸収する働きをする。前記光ファイバ部
分107からのレーザ光は、結像光学系108から被加
工物109に照射されてたとえば金属の切断加工などが
行われる。The leakage light absorbing means 75 and 76 are
Optical fiber portion 107 near the exit end of optical fiber 10
(See FIG. 1) may also be provided. By providing means similar to the leaked light absorbing means 75 and 76 also in the optical fiber portion 107, the laser light reflected from the processing member 109 and returned and propagates through the clad 70 is guided outward to absorb the laser light. Work. The laser beam from the optical fiber portion 107 is applied to the workpiece 109 from the imaging optical system 108 to perform, for example, metal cutting.
【0054】本発明の他の実施例として、保持部材9
7,98は水冷であってもよいけれども、空冷であって
もよい。As another embodiment of the present invention, the holding member 9
7, 98 may be water-cooled, but may be air-cooled.
【0055】図23は本発明の他の実施例の一部の断面
図であり、図24はその外形を示す斜視図である。この
実施例の漏れ光吸収手段111は、光ファイバ10のク
ラッド70を気密に囲むハウジング112を有し、その
内部にクラッド70と同一の屈折率を有する媒質113
を封入する。このような媒質は、ハウジング112の入
口114から導入し、出口115から排出して冷却手段
116によって冷却され、またポンプ117を用いて循
環し、放熱を図ることができる。媒質113は、たとえ
ば水ガラスなどであってもよい。このような漏れ光吸収
手段111は、前述の漏れ光吸収手段75,76に代え
て用いることができる。FIG. 23 is a partial sectional view of another embodiment of the present invention, and FIG. 24 is a perspective view showing the outer shape thereof. The leaked light absorbing means 111 of this embodiment has a housing 112 which hermetically surrounds the clad 70 of the optical fiber 10 and has therein a medium 113 having the same refractive index as the clad 70.
Is enclosed. Such a medium is introduced from the inlet 114 of the housing 112, discharged from the outlet 115, cooled by the cooling means 116, circulated using the pump 117, and can radiate heat. The medium 113 may be, for example, water glass. Such a leaked light absorbing unit 111 can be used in place of the leaked light absorbing units 75 and 76 described above.
【0056】図25は、レーザ源1に関連する構成を示
す簡略化した断面図である。レーザ源1の出力鏡15の
汚れによってその温度が異常に上昇することを防ぐため
に、本発明に従えば、その出力鏡15のレーザ光透過部
分の温度を、赤外線温度計120を用いて非接触で検出
する。よう素レーザ光30は、波長1.315μmであ
る。赤外線温度計120は、たとえば2〜5μmの波長
の光の強度を検出するものであって、レーザ光30の検
出感度が零または小さい構成を有するものが選ばれる。
レーザ源1が連続して動作されるとき、出力鏡15の表
面が汚れると、図26に示されるようにたとえば時刻t
20で、その汚れの状態を正確に反映して、出力鏡15
の検出温度が値T21から急激に上昇する。FIG. 25 is a simplified cross-sectional view showing a configuration related to the laser source 1. According to the present invention, in order to prevent the temperature of the output mirror 15 of the laser source 1 from becoming abnormally high due to contamination, the temperature of the laser beam transmitting portion of the output mirror 15 is measured in a non-contact manner using an infrared thermometer 120. To detect. The iodine laser light 30 has a wavelength of 1.315 μm. The infrared thermometer 120 detects the intensity of light having a wavelength of, for example, 2 to 5 μm, and is selected to have a configuration in which the detection sensitivity of the laser light 30 is zero or small.
If the surface of the output mirror 15 becomes dirty when the laser source 1 is operated continuously, for example, at time t as shown in FIG.
At 20, the output mirror 15 accurately reflects the state of the dirt.
Is rapidly increased from the value T21.
【0057】図27は、赤外線温度計120に関連する
電気的構成を示すブロック図である。レベル弁別回路1
21は、赤外線温度計120の出力をレベル弁別し、予
め定める異常な高い温度T21以上に昇温したとき、駆
動手段122を動作させ、この駆動手段122は前述の
図2に示される電磁開閉弁17を遮断する。これによっ
てレーザ源1のレーザ発振が停止される。出力鏡15が
汚損すると、出力鏡15から出射されるレーザ光30
は、そのモードが変化したり、発散角が変化したりし
て、下流側の光ファイバ導光部分の条件を変化してしま
う。したがって上述のように出力鏡15の異常が検出さ
れたときには、レーザ源1の動作を停止させる。FIG. 27 is a block diagram showing an electrical configuration related to infrared thermometer 120. Level discrimination circuit 1
21 performs level discrimination of the output of the infrared thermometer 120 and, when the temperature rises to a predetermined abnormally high temperature T21 or higher, activates the driving means 122, and this driving means 122 operates the electromagnetic on-off valve shown in FIG. Block 17 Thereby, the laser oscillation of the laser source 1 is stopped. When the output mirror 15 is contaminated, the laser beam 30 emitted from the output mirror 15
Changes the mode or the divergence angle, and changes the condition of the optical fiber light guiding portion on the downstream side. Therefore, when the abnormality of the output mirror 15 is detected as described above, the operation of the laser source 1 is stopped.
【0058】再び図1を参照して、手動によって光ファ
イバ10の光軸の調整を行うために、He−Neレーザ
源124から可視光である赤い光のレーザ光125が出
射され、半透過鏡129から、半透過の反射鏡4を経
て、チョッパ5およびガルバノミラー6に導かれる。こ
のレーザ光125は、光ファイバ10の入射端11に入
射され、その光ファイバ10を経て結像光学系108を
経て被加工物109に照射され、これによって入射端1
1と加工位置との確認をすることができる。またこのよ
うな可視光のレーザ光をテレビカメラ126によって観
察し、入力手段95(前述の図19参照)を操作して、
位置決め手段74によって光ファイバ10の入射端11
付近の位置を微調整することが可能である。Referring again to FIG. 1, in order to manually adjust the optical axis of optical fiber 10, red laser beam 125, which is visible light, is emitted from He-Ne laser source 124, and is transmitted through a semi-transmissive mirror. From 129, the light is guided to the chopper 5 and the galvanomirror 6 through the transflective reflecting mirror 4. The laser light 125 is incident on the incident end 11 of the optical fiber 10, irradiates the workpiece 109 through the optical fiber 10, passes through the imaging optical system 108, and thereby emits light at the incident end 1.
1 and the processing position can be confirmed. In addition, such a visible laser beam is observed by the television camera 126, and the input means 95 (see FIG. 19 described above) is operated.
The incident end 11 of the optical fiber 10 is
It is possible to fine-tune the nearby position.
【0059】さらにこのテレビカメラ126を用いて、
光ファイバ10の入射端11付近を撮像してモニタ表示
手段127に表示し、こうして入射端11の表面の観察
を行うこともまた可能である。このテレビカメラ126
は、半透過鏡129、反射鏡4を経て、ガルバノミラー
6からレンズ9を経て、入射端11を観察することがで
きる。入射端11に異常が生じ、そのことがモニタ表示
手段127で表示されて観察されたときには、シャッタ
手段2を閉じて、レーザ光を遮断するとともに、レーザ
源1に関連して設けられる電磁開閉弁17を遮断して発
振を停止させる。反射鏡4は、位置調整手段130によ
って角度を調整することができる。Further, using this television camera 126,
It is also possible to take an image of the vicinity of the incident end 11 of the optical fiber 10 and display it on the monitor display means 127, and thus observe the surface of the incident end 11. This TV camera 126
Can observe the incident end 11 through the transflective mirror 129 and the reflecting mirror 4 and from the galvano mirror 6 through the lens 9. When an abnormality occurs in the incident end 11 and the abnormality is displayed on the monitor display means 127 and observed, the shutter means 2 is closed to shut off the laser light, and an electromagnetic switching valve provided in relation to the laser source 1 17 is stopped to stop oscillation. The angle of the reflecting mirror 4 can be adjusted by the position adjusting means 130.
【0060】[0060]
【発明の効果】以上のように本発明によれば、レーザ源
からのレーザ光を、チョッパによってガルバノミラーに
導き、このガルバノミラーによって反射されたレーザ光
を、複数のレーザ光の各入力端に入射させるようにした
ので、レーザ光を高速で移動して各光ファイバに分岐導
光することができる。As described above, according to the present invention, a laser beam from a laser source is guided to a galvanometer mirror by a chopper, and the laser beam reflected by the galvanometer mirror is applied to each input end of a plurality of laser beams. Since the laser beam is incident, the laser beam can be moved at high speed and branched and guided to each optical fiber.
【0061】しかもチョッパによってレーザ光が遮断さ
れているときにのみ、ガルバノミラーが角変位移動する
ようにしたので、そのガルバノミラーによって反射され
た光が光ファイバの入力端以外の部分に照射されること
を防ぐことができ、したがって高出力レーザ光が、前記
入力端以外の部分に照射されて損傷を起こすという問題
がなくなる。Furthermore, since the galvanomirror is caused to move angularly only when the laser beam is cut off by the chopper, the light reflected by the galvanomirror is applied to portions other than the input end of the optical fiber. Therefore, the problem that the high-output laser light is irradiated to a portion other than the input end to cause damage is eliminated.
【0062】さらに本発明によれば、レーザ源にQスイ
ッチを設け、尖頭値の大きなパルスレーザ光を発生する
ようにし、このパルスレーザ光を、チョッパおよびガル
バノミラーを介して光ファイバの入力端に導くようにし
たので、尖頭値の高いレーザ光を光ファイバに導くこと
ができ、またそのような尖頭値の大きなパルスレーザ光
が、入力端以外の部分に照射されて損傷を生じるという
問題はない。Further, according to the present invention, a Q switch is provided in the laser source so as to generate a pulse laser beam having a large peak value, and this pulse laser beam is supplied to the input end of an optical fiber via a chopper and a galvanometer mirror. The laser light with a high peak value can be guided to the optical fiber, and the pulse laser light with such a high peak value is irradiated to parts other than the input end, causing damage. No problem.
【0063】さらに本発明によれば、水冷される第1保
護手段本体58に固定されるアパーチャ部材59の第1
開口8を経て集光レンズから入力端にレーザ光が導かれ
るようにし、これによってレーザ光がレンズの周縁の支
持部を損傷することはなく、また光ファイバの入力端以
外の領域に不所望に照射されてしまうことをできるだけ
抑えることができる。Further, according to the present invention, the first member of the aperture member 59 fixed to the first protection means main body 58 to be water-cooled.
The laser light is guided from the condenser lens to the input end through the opening 8, so that the laser light does not damage the support at the periphery of the lens, and undesirably extends to an area other than the input end of the optical fiber. Irradiation can be suppressed as much as possible.
【0064】本発明によれば、レンズと入射端との間に
第2保護手段本体66を介在し、その第2開口68はコ
ア径d2以下の内径d1を有し、したがってコアだけに
レーザ光が入射されることになり、クラッドおよびその
他の部分にレーザ光が入射されることを防いで、レーザ
光による焼損を防ぐことができる。According to the present invention, the second protection means main body 66 is interposed between the lens and the incident end, and the second opening 68 has an inner diameter d1 smaller than the core diameter d2. Is prevented from being incident on the cladding and other portions, and burning due to the laser light can be prevented.
【0065】本発明によれば、この入射端付近の光ファ
イバの部分は、気体支持手段によって非接触で支持する
ことができるようにし、したがってたとえレーザ光がコ
アからずれても、その光ファイバを支持している気体支
持手段の損傷が避けられる。According to the present invention, the portion of the optical fiber near the incident end can be supported in a non-contact manner by the gas supporting means, so that even if the laser beam is displaced from the core, the optical fiber can be supported. Damage to the supporting gas support means is avoided.
【0066】本発明によれば、第2開口の周囲には温度
検出素子を設け、この温度検出素子の出力に応答して光
ファイバの入力端付近の位置決め動作を行うようにし、
したがってレーザ光をできるだけ多量にコアに導くこと
が可能になる。すなわち処理回路は、温度検出素子71
の出力に応答して、一対の駆動素子91,92を駆動
し、光ファイバが第2開口68の周囲の温度が高い部分
側に変位する。これによって上述のようにレーザ光をで
きるだけ多量に光ファイバのコアに導くことができる。According to the present invention, a temperature detecting element is provided around the second opening, and a positioning operation near the input end of the optical fiber is performed in response to the output of the temperature detecting element.
Therefore, it becomes possible to guide the laser light to the core as much as possible. That is, the processing circuit includes the temperature detection element 71
In response to the output, the pair of driving elements 91 and 92 are driven, and the optical fiber is displaced toward the portion where the temperature around the second opening 68 is high. Thereby, as described above, the laser beam can be guided to the core of the optical fiber as much as possible.
【0067】さらに本発明によれば、位置決め手段より
も入射端から遠去った位置で、その光ファイバを保持面
で屈曲して外表面を保持し、これによってクラッド内の
レーザ光を外方に導き出し、その保持面は黒色であるの
で、レーザ光を保持面で吸収させる。したがって漏れ光
吸収手段よりも下流側でクラッドからレーザ光が漏れ出
してクラッド層を被覆している可撓性合成樹脂製被覆層
などが損傷することを確実に防ぐ。Further, according to the present invention, at a position farther from the incident end than the positioning means, the optical fiber is bent at the holding surface to hold the outer surface, whereby the laser light in the clad is directed outward. Since the holding surface is black, the laser light is absorbed by the holding surface. Therefore, it is possible to surely prevent the laser light from leaking out of the clad on the downstream side from the leaked light absorbing means and damaging the flexible synthetic resin coating layer covering the clad layer.
【0068】さらに本発明によれば、レーザ光の出力端
の温度を赤外線温度計で非接触で検出して、その検出温
度が予め定める温度以上に昇温したときレーザ源の発振
を休止させ、これによって出力端の汚れなどによって異
常温度になって破壊することが防がれる。Further, according to the present invention, the temperature of the output end of the laser beam is detected in a non-contact manner with an infrared thermometer, and when the detected temperature rises above a predetermined temperature, the oscillation of the laser source is stopped, As a result, it is possible to prevent the output terminal from being broken due to an abnormal temperature due to dirt or the like.
【図1】本発明の一実施例の全体の構成を示す系統図で
ある。FIG. 1 is a system diagram showing an entire configuration of an embodiment of the present invention.
【図2】よう素レーザ源1の構成を示す簡略化した断面
図である。FIG. 2 is a simplified cross-sectional view showing a configuration of an iodine laser source 1.
【図3】シャッタ部材21の正面図である。FIG. 3 is a front view of a shutter member 21.
【図4】ビーム整形器3の斜視図である。4 is a perspective view of the beam shaper 3. FIG.
【図5】チョッパ5の構成を示す断面図である。FIG. 5 is a sectional view showing the configuration of the chopper 5.
【図6】チョッパ部材32の正面図である。6 is a front view of the chopper member 32. FIG.
【図7】本発明の他の実施例のチョッパ5の簡略化した
断面図である。FIG. 7 is a simplified sectional view of a chopper 5 according to another embodiment of the present invention.
【図8】ガルバノミラー6の構成を簡略化して示す側面
図である。FIG. 8 is a simplified side view showing the configuration of the galvanometer mirror 6;
【図9】ガルバノミラー6の底面図である。9 is a bottom view of the galvanometer mirror 6. FIG.
【図10】図1〜図9に示される実施例の電気的構成を
示すブロック図である。FIG. 10 is a block diagram showing an electrical configuration of the embodiment shown in FIGS. 1 to 9;
【図11】本発明の前述の実施例の動作を説明するため
の波形図である。FIG. 11 is a waveform chart for explaining the operation of the aforementioned embodiment of the present invention.
【図12】ガルバノミラー6によるレーザ光の経路を簡
略化して示す断面図である。FIG. 12 is a simplified cross-sectional view showing a path of a laser beam by a galvanomirror 6;
【図13】第1保護手段7とその下流側に配置される第
2保護手段57に関連する構成を示す断面図である。FIG. 13 is a cross-sectional view showing a configuration related to the first protection means 7 and the second protection means 57 disposed downstream thereof.
【図14】第1保護手段7の本体58の展開図である。FIG. 14 is a development view of a main body 58 of the first protection means 7;
【図15】第2保護手段57の一部を示す拡大断面図で
ある。FIG. 15 is an enlarged sectional view showing a part of the second protection means 57.
【図16】保持体65に取付けられている光ファイバ1
0の気体支持手段72,73などを簡略化して示す図で
ある。FIG. 16 shows an optical fiber 1 attached to a holder 65.
It is a figure which shows simplified gas support means 72, 73 of 0, etc.
【図17】気体支持手段72を示す光ファイバ10の軸
線に沿う断面図である。FIG. 17 is a sectional view taken along the axis of the optical fiber 10 showing the gas supporting means 72.
【図18】気体支持手段72の軸直角断面図である。FIG. 18 is a sectional view perpendicular to the axis of the gas supporting means 72.
【図19】位置決め手段74の断面図である。FIG. 19 is a sectional view of the positioning means 74.
【図20】漏れ光吸収手段75の拡大断面図である。FIG. 20 is an enlarged sectional view of the leakage light absorbing means 75.
【図21】漏れ光吸収手段75,76の分解斜視図であ
る。FIG. 21 is an exploded perspective view of leakage light absorbing means 75 and 76.
【図22】光ファイバ10内をレーザ光が伝播する状態
を示す一部の拡大断面図であり、図22(1)はコア6
9からクラッド70にレーザ光が漏れた状態を示す図で
あり、図22(2)はクラッド70を伝播するレーザ光
が除去された状態を示す図である。FIG. 22 is a partially enlarged cross-sectional view showing a state in which laser light propagates in the optical fiber 10, and FIG.
FIG. 22 is a diagram showing a state where laser light leaks from FIG. 9 to the cladding 70, and FIG. 22 (2) is a diagram showing a state where laser light propagating through the cladding 70 has been removed.
【図23】本発明の他の実施例の一部の断面図である。FIG. 23 is a partial sectional view of another embodiment of the present invention.
【図24】図23に示される実施例の外形を示す斜視図
である。FIG. 24 is a perspective view showing an outer shape of the embodiment shown in FIG. 23;
【図25】レーザ源1に関連する構成を示す簡略化した
断面図である。FIG. 25 is a simplified cross-sectional view showing a configuration related to the laser source 1.
【図26】出力鏡15の表面の汚れと、その表面の温度
上昇の状況を示すグラフである。FIG. 26 is a graph showing dirt on the surface of the output mirror 15 and the temperature rise on the surface.
【図27】赤外線温度計120に関連する電気的構成を
示すブロック図である。FIG. 27 is a block diagram showing an electrical configuration related to the infrared thermometer 120.
1 よう素レーザ源 2 安全用シャッタ 3 ビーム整形器 5 チョッパ 6 ガルバノミラー 7 第1保護手段 8 第1開口 9 集光レンズ 10 光ファイバ 11,11a,11b 入射端 20 Qスイッチ 21 シャッタ部材 32 チョッパ部材 43 反射体 48 電磁石手段 49 処理回路 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Iodine laser source 2 Safety shutter 3 Beam shaper 5 Chopper 6 Galvanometer mirror 7 First protection means 8 First opening 9 Condensing lens 10 Optical fiber 11, 11a, 11b Incident end 20 Q switch 21 Shutter member 32 Chopper member 43 reflector 48 electromagnet means 49 processing circuit
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 早川 明良 兵庫県神戸市中央区東川崎町3丁目1番 1号 川崎重工業株式会社 神戸工場内 (56)参考文献 特開 昭63−179313(JP,A) 特開 昭63−73218(JP,A) ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of front page (72) Inventor Akira Hayakawa 3-1-1, Higashikawasaki-cho, Chuo-ku, Kobe-shi, Hyogo Kawasaki Heavy Industries, Ltd. Kobe Plant (56) References JP-A-63-179313 (JP, A ) JP-A-63-73218 (JP, A)
Claims (3)
通過/遮断するチョッパと、 チョッパからのレーザ光を反射するガルバノミラーと、 ガルバノミラーによって反射されたレーザ光が導かれる
複数の各位置に、各入射面がそれぞれ配置される複数の
光ファイバと、 レーザ源に設けられるQスイッチと、 Qスイッチの動作に同期して、そのQスイッチが開いて
いる期間、チョッパはレーザ光を通過し、ガルバノミラ
ーは静止状態であり、Qスイッチが発振を抑えている期
間、チョッパは遮断状態にあり、ガルバノミラーは角変
位移動するように制御する手段と、 ガルバノミラーと光ファイバの入射端との間に設けら
れ、熱良導体金属から成り、冷却水通路が形成されて水
冷される第1保護手段本体58と、 第1保護手段本体58に固定され、前記入射端にレーザ
光を導く第1開口8が形成される金属製アパーチャ部材
59と、 第1開口8に固定される集光レンズ9であって、第1開
口8からのレーザ光を前記入射端に集光し、第1開口8
によって集光レンズ9の周縁である第1保護手段本体5
8への支持部62にレーザ光が入射されることが防がれ
る集光レンズ9と、 集光レンズと光ファイバの入射端との間に設けられ、光
ファイバの入射端のコアの径d2以下の内径d1を有す
る第2開口68が形成される第2保護手段本体66と、 第2保護手段本体66のレーザ光下流側の表面に、第2
開口68の近傍で、第2開口68の周囲に周方向に等間
隔をあけて配置される複数の温度検出素子71と、 気体支持手段72であって、ハウジング77に固定され
ているノズル部材78の中央には光ファイバ10の外径
よりも大きい内径を有する光ファイバ挿通孔79が形成
され、この光ファイバ挿通孔79に臨んで周方向に等間
隔に、半径方向に沿う3以上の多数のノズル孔80が、
光ファイバ挿通孔79の軸線に沿って、複数組、形成さ
れ、ハウジング77内の空間81には、圧縮空気が供給
され、圧縮空気は光ファイバ10の外表面に、半径方向
に向けて、その線対称に噴射され、光ファイバ10を光
ファイバ挿通孔79内で非接触で支持する気体支持手段
72と、 気体支持手段72よりもレーザ光下流側に配置される位
置決め手段74であって、保護部材84の取付け孔85
には光ファイバが挿通されて固定され、この保護部材8
4は、保持筒86内に収納されており、光ファイバの軸
線を通る相互に直交し取付け孔85の軸線に垂直である
一対の仮想直線87,88上に、ばね89,90と駆動
素子91,92とから成る一対の組合せがそれぞれ設け
られる位置決め手段74と、 温度検出素子71の出力に応答し、一対の各駆動素子9
1,92を駆動して、光ファイバが第2開口68の周囲
の温度が高い部分側に変位する処理回路とを含むことを
特徴とする高出力レーザ用ファイバ分岐導光スイッチン
グ装置。1. A laser source, a chopper that is interposed in a path of laser light from the laser source and passes / blocks the laser light, a galvanomirror that reflects the laser light from the chopper, and a laser that is reflected by the galvanomirror A plurality of optical fibers each having an incident surface disposed at each of a plurality of positions where light is guided; a Q switch provided in a laser source; and a period in which the Q switch is opened in synchronization with the operation of the Q switch. Means for controlling the chopper to pass laser light, the galvanomirror to be stationary, the Q switch to suppress oscillation while the Q switch is suppressing the oscillation, and the galvanomirror to perform angular displacement movement; and a galvanomirror. A first protection means main body 58 which is provided between the optical fiber and the incident end of the optical fiber, is made of a heat conductive metal, has a cooling water passage formed therein, and is water-cooled; (1) a metal aperture member (59) fixed to the protection means main body (58) and having a first opening (8) for guiding a laser beam to the incident end, and a condenser lens (9) fixed to the first opening (8); The laser beam from the opening 8 is focused on the incident end, and the first opening 8
The first protection means main body 5 which is the peripheral edge of the condenser lens 9
A condensing lens 9 for preventing the laser beam from being incident on the supporting portion 62 to the supporting member 8; a core diameter d2 provided between the condensing lens and the incident end of the optical fiber; A second protective means main body 66 in which a second opening 68 having the following inner diameter d1 is formed, and a second laser light downstream surface of the second protective means main body 66
A plurality of temperature detecting elements 71 arranged at regular intervals in the circumferential direction around the second opening 68 in the vicinity of the opening 68; and a nozzle member 78, which is gas supporting means 72 and fixed to the housing 77. An optical fiber insertion hole 79 having an inner diameter larger than the outer diameter of the optical fiber 10 is formed in the center of the optical fiber 10, and a large number of three or more radially extending radially at equal intervals facing the optical fiber insertion hole 79 in the circumferential direction. Nozzle hole 80
A plurality of sets are formed along the axis of the optical fiber insertion hole 79, and compressed air is supplied to the space 81 in the housing 77, and the compressed air is directed radially to the outer surface of the optical fiber 10. A gas support means 72 which is jetted symmetrically and supports the optical fiber 10 in a non-contact manner in the optical fiber insertion hole 79; and a positioning means 74 which is disposed downstream of the gas support means 72 on the laser beam side. Mounting hole 85 for member 84
An optical fiber is inserted and fixed in the protective member 8.
The springs 89 and 90 and the drive element 91 are accommodated in a pair of virtual straight lines 87 and 88 which are housed in a holding cylinder 86 and are orthogonal to each other and pass through the axis of the optical fiber and are perpendicular to the axis of the mounting hole 85. , 92, and a pair of driving elements 9 responsive to the output of the temperature detecting element 71.
And a processing circuit for driving the first and second optical fibers to move the optical fiber toward a portion having a higher temperature around the second opening.
遠去った位置で、光ファイバを屈曲してその光ファイバ
の外表面を黒色の保持面で保持し、かつ冷却される漏れ
光吸収手段を含むことを特徴とする請求項1記載の高出
力レーザ用ファイバ分岐導光スイッチング装置。2. At a position farther from the incident end than the positioning means 74, the optical fiber is bent so that the outer surface of the optical fiber is held by a black holding surface, and the leaked light absorbing means to be cooled is provided. 2. The fiber-branched light-guiding switching device for a high-power laser according to claim 1, further comprising:
触で検出する赤外線温度計と、 赤外線温度計の出力に応答し、検出温度が予め定める温
度以上に昇温したとき、レーザ源の発振を休止させる手
段とを含むことを特徴とする請求項1または2記載の高
出力レーザ用ファイバ分岐導光スイッチング装置。3. An infrared thermometer for detecting the temperature of a laser beam output end of a laser source in a non-contact manner, and responding to the output of the infrared thermometer, and detecting the temperature of the laser source when the detected temperature rises to a predetermined temperature or higher. 3. The fiber-branched light-guiding switching device for a high-power laser according to claim 1, further comprising means for stopping oscillation.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6047433A JP2742014B2 (en) | 1994-03-17 | 1994-03-17 | Fiber branch light guide switching device for high power laser |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6047433A JP2742014B2 (en) | 1994-03-17 | 1994-03-17 | Fiber branch light guide switching device for high power laser |
Related Child Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP9251164A Division JP2786439B2 (en) | 1997-09-16 | 1997-09-16 | Light guiding device for laser light to optical fiber |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH07261101A JPH07261101A (en) | 1995-10-13 |
JP2742014B2 true JP2742014B2 (en) | 1998-04-22 |
Family
ID=12775025
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP6047433A Expired - Fee Related JP2742014B2 (en) | 1994-03-17 | 1994-03-17 | Fiber branch light guide switching device for high power laser |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2742014B2 (en) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4687953B2 (en) * | 2005-01-13 | 2011-05-25 | ソニー株式会社 | LENS DRIVE DEVICE AND IMAGING DEVICE |
JP2008039861A (en) * | 2006-08-01 | 2008-02-21 | Seiko Epson Corp | Optical device |
JP5301217B2 (en) * | 2008-08-22 | 2013-09-25 | パナソニック株式会社 | Manufacturing method and manufacturing apparatus for three-dimensional shaped object |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6373218A (en) * | 1986-09-17 | 1988-04-02 | Olympus Optical Co Ltd | Laser beam distributing device |
US4838631A (en) * | 1986-12-22 | 1989-06-13 | General Electric Company | Laser beam directing system |
-
1994
- 1994-03-17 JP JP6047433A patent/JP2742014B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH07261101A (en) | 1995-10-13 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10751833B2 (en) | Fiber coupling device | |
JPH04501534A (en) | Diode-pumped, solid-state laser-based workstation for precision processing and machining of materials | |
US5323269A (en) | System for transmitting and monitoring laser light and method for optical monitoring of a transmission path | |
CN114799491B (en) | Laser processing head with an aperture for enlarging the scanning field of the laser beam | |
US5991319A (en) | Mirror failure detector for high power lasers | |
WO2018105344A1 (en) | Laser device | |
JP2742014B2 (en) | Fiber branch light guide switching device for high power laser | |
JP2786439B2 (en) | Light guiding device for laser light to optical fiber | |
EP4100200B1 (en) | Laser cutting head for a machine tool | |
JP7348167B2 (en) | Optoelectronic assembly | |
JP3399204B2 (en) | Laser oscillator adjustment device | |
US5793012A (en) | Fresnel reflection termination system for high powered laser systems | |
JP2602711B2 (en) | Optical system thermal deformation control device and operation method thereof | |
JPH08267261A (en) | Laser beam machine provided with fiber damage monitor | |
JP2907319B2 (en) | High power laser beam splitter | |
JP6881199B2 (en) | Laser machining head | |
JP3256800B2 (en) | Laser light path open / closed state detection mechanism | |
KR100660111B1 (en) | Laser processing device equipped with light sensor and beam control means | |
JPH10326931A (en) | Laser beam damper | |
CN221064807U (en) | Laser head and laser | |
JPH08279635A (en) | Laser irradiator | |
JP2021049541A (en) | Laser processing head and laser processing device | |
JPH11277259A (en) | Laser beam output detecting device | |
CN115812016A (en) | Laser machining head with monitored pivoting unit for switching collimating lens | |
JP2025014234A (en) | Laser Processing Equipment |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090130 Year of fee payment: 11 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100130 Year of fee payment: 12 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110130 Year of fee payment: 13 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120130 Year of fee payment: 14 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120130 Year of fee payment: 14 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130130 Year of fee payment: 15 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130130 Year of fee payment: 15 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140130 Year of fee payment: 16 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |