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JPH05138387A - Solid-state laser device - Google Patents

Solid-state laser device

Info

Publication number
JPH05138387A
JPH05138387A JP3308771A JP30877191A JPH05138387A JP H05138387 A JPH05138387 A JP H05138387A JP 3308771 A JP3308771 A JP 3308771A JP 30877191 A JP30877191 A JP 30877191A JP H05138387 A JPH05138387 A JP H05138387A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
lens
solid
state laser
end unit
liquid crystal
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.)
Pending
Application number
JP3308771A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Setsuo Terada
節夫 寺田
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.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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 Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP3308771A priority Critical patent/JPH05138387A/en
Publication of JPH05138387A publication Critical patent/JPH05138387A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Liquid Crystal (AREA)
  • Laser Beam Processing (AREA)
  • Lasers (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 各種産業機械,医療機械に利用される固体レ
ーザを、微小の領域を、または一定の形状を加熱できる
よう、レーザ光を制御する。 【構成】 レーザ光を集光する出射端ユニットの第1レ
ンズと第2レンズとの間に液晶調光素子13を配置す
る。この構成により、一定の広がりをもって出射端ユニ
ットに入射したレーザ光は出射端ユニットの第1レンズ
により平行光となり、液晶調光素子膜を通り第2のレン
ズにより集光される。この構成により、任意の形状に加
熱することや微小部分の加熱が可能になる。
(57) [Abstract] [Purpose] The laser light is controlled so that a solid-state laser used in various industrial machines and medical machines can heat a minute area or a certain shape. [Structure] A liquid crystal light control device 13 is arranged between a first lens and a second lens of an emission end unit that collects laser light. With this configuration, the laser light incident on the emitting end unit with a certain spread becomes parallel light by the first lens of the emitting end unit, passes through the liquid crystal light control element film, and is condensed by the second lens. With this configuration, heating to an arbitrary shape and heating of a minute portion are possible.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は局部加熱に用いる産業機
械として利用される、フラッシュランプ,アークランプ
の光によって励起・発光する大出力固体レーザ装置に関
する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a high-power solid-state laser device which is used as an industrial machine for local heating and which is excited and emits light from a flash lamp or an arc lamp.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、固体レーザ装置は産業機械として
は半導体分野のトリミング,スクライビングをはじめと
してマーキング,半田付け,溶接,切断と、その利用分
野が年々拡大し、その用途拡大が著しい。
2. Description of the Related Art In recent years, solid-state laser devices have been used as industrial machines for marking, soldering, welding, and cutting such as trimming and scribing in the semiconductor field.

【0003】以下に従来の固体レーザ装置を図面を参照
しながら説明する。図3に従来から用いられるフラッシ
ュランプ,アークランプを用いた固体レーザ装置の産業
上の利用方法を示した図である。
A conventional solid-state laser device will be described below with reference to the drawings. FIG. 3 is a diagram showing an industrial application method of a solid-state laser device using a flash lamp and an arc lamp which have been conventionally used.

【0004】図3に示すように、内側にランプ光を反射
する反射面を有する構造物であるキャビティ1の内側に
フラッシュランプ,アークランプ(キセノンランプ,ク
リプトンランプなど)のランプ2を配設し、そのランプ
2により放射する光でレーザ媒質3を励起し、レーザ媒
質の両サイドに配置されている全反射鏡4と、部分反射
鏡5により反射増幅され、その増幅光の一部を、部分反
射鏡5より出射し、出射端ユニット9により集光して出
射する。このレーザ光はトリミング,スクライビングを
はじめとしてマーキング,半田付け,溶接,切断などの
産業上の加工エネルギーとして利用される。
As shown in FIG. 3, a flash lamp and an arc lamp (xenon lamp, krypton lamp, etc.) 2 are arranged inside a cavity 1 which is a structure having a reflecting surface for reflecting the lamp light. The laser medium 3 is excited by the light emitted from the lamp 2 and is partially reflected and amplified by the total reflection mirrors 4 and the partial reflection mirrors 5 arranged on both sides of the laser medium. The light is emitted from the reflection mirror 5, and is condensed and emitted by the emission end unit 9. This laser light is used as industrial processing energy such as trimming, scribing, marking, soldering, welding, and cutting.

【0005】以上のように構成された固体レーザ装置に
ついて以下にその動作を説明する。部分透過鏡より出射
したレーザ光は石英系のガラスファイバー6、もしくは
反射ミラー(図示せず)により構成された光学系により
加工用に集光する出射端ユニット9に導かれ、出射端ユ
ニット9内の第1のレンズ7により平行光にされ、第2
のレンズ8により対象物上に集光される。このとき集光
されたレーザ光のスポット径は、部分透過鏡よりでたレ
ーザ光束の径、およびこの第1,第2のレンズの焦点距
離により決定され、任意の形状にしたり、レンズの光学
系の組合せによるビーム径より小さいビーム径にするこ
とは難しい。
The operation of the solid-state laser device configured as described above will be described below. The laser light emitted from the partial transmission mirror is guided to an emission end unit 9 for condensing for processing by an optical system composed of a silica glass fiber 6 or a reflection mirror (not shown), and inside the emission end unit 9. Is collimated by the first lens 7 of
The light is focused on the object by the lens 8. The spot diameter of the laser beam condensed at this time is determined by the diameter of the laser beam emitted from the partial transmission mirror and the focal lengths of the first and second lenses, and can be set to an arbitrary shape or the optical system of the lens. It is difficult to make the beam diameter smaller than the beam diameter by the combination of.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかし、このような従
来の構成では、レーザ光を効果的に有効に利用すること
が難しく、とくに、微小の領域、または一定の形状を有
する熱源として利用することが難しいという問題を有し
ていた。
However, with such a conventional structure, it is difficult to effectively and effectively use laser light, and in particular, it is necessary to use it as a heat source having a minute region or a fixed shape. Had the problem of being difficult.

【0007】本発明はこのような従来の課題を解決する
もので、微小の領域、または一定の形状を有する熱源と
して固体レーザ装置を利用することを容易にすることを
目的とするものである。
The present invention solves such a conventional problem, and an object thereof is to facilitate the use of a solid-state laser device as a heat source having a minute region or a fixed shape.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明の固体レーザ装置はレーザ光を集光する出射端
ユニットの第1レンズと第2レンズとの間に液晶調光素
子を備えるようにしたものである。
In order to achieve this object, a solid-state laser device of the present invention comprises a liquid crystal light control element between a first lens and a second lens of an emission end unit for condensing laser light. It was done like this.

【0009】[0009]

【作用】この構成によれば、一定の広がりを有しながら
出射端ユニットに入ってきたレーザ光は出射端ユニット
の第1レンズにより平行光となり、液晶調光素子膜を通
り第2のレンズにより集光される。この際液晶調光素子
膜は必要に応じた微小透過領域、もしくは必要な形状に
応じた領域のみレーザ光を透過するように部分的に電界
を加え、レーザ光を透過させる。必要な領域以外の部分
はレーザ光を散乱させる。この動作によりレーザ光に対
してはシャッターの働きをさせることになり、照射する
レーザビームを、任意の形状にしたり、レンズの光学系
との組合せにより、元のビーム径より小さいビーム径に
集束することができる。
According to this structure, the laser light that has entered the emitting end unit while having a certain spread becomes parallel light by the first lens of the emitting end unit, passes through the liquid crystal light control device film, and passes through the second lens. Collected. At this time, the liquid crystal light control device film partially applies an electric field so as to transmit the laser light only in the minute transmission region or the region corresponding to the required shape, and transmits the laser light. The portion other than the required area scatters the laser light. This operation causes the laser beam to act as a shutter, and the laser beam to be emitted is focused into a beam diameter smaller than the original beam diameter by forming it into an arbitrary shape or combining it with the optical system of the lens. be able to.

【0010】[0010]

【実施例】以下に本発明の一実施例を図面を参照しなが
ら説明する。
An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0011】図1に本発明の一実施例の固体レーザ装置
の構成を示す。図1に示すように、キャビティ1の内側
に、ランプ2(キセノンランプ,またはアークランプ)
を配置し、ランプ2の光でレーザ媒質3を励起し、その
両サイドに配置されている全反射鏡4と部分透過鏡5に
より発光が増幅され、その一部を部分透過鏡5より放射
する。部分透過鏡5より出射したレーザ光は石英系のガ
ラスファイバー6、もしくは反射ミラー(図示せず)に
より構成された光学系により出射端ユニット10送り、
出射端ユニット10で加工用に集光し、任意の形状のビ
ームにしたり、レンズの光学系の組合せによる決まる元
のレーザビーム径より小さいビーム径にする。
FIG. 1 shows the configuration of a solid-state laser device according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, a lamp 2 (xenon lamp or arc lamp) is provided inside the cavity 1.
The laser medium 3 is excited by the light of the lamp 2, the light emission is amplified by the total reflection mirror 4 and the partial transmission mirror 5 arranged on both sides of the laser medium 3, and a part thereof is radiated from the partial transmission mirror 5. .. The laser light emitted from the partial transmission mirror 5 is sent to the emission end unit 10 by an optical system composed of a silica glass fiber 6 or a reflection mirror (not shown),
The emission end unit 10 condenses the light for processing into a beam having an arbitrary shape or a beam diameter smaller than the original laser beam diameter determined by the combination of lens optical systems.

【0012】以上のように構成された本実施例の出射端
ユニットについて、図2を用いてその動作を説明する。
本実施例の出射ユニットの内部に配設した液晶調光素子
13は、樹脂マトリックス中に分散された複合液晶素子
であり、この液晶調光素子13に電界を印加することに
より液晶を透明状態にする。電界がオフのときには、液
晶はランダム状態でレーザ光は散乱され透過しない。電
界を印加すると液晶が電界方向に配向し、透明状態とな
りレーザ光を透過する。この液晶調光素子13はマトリ
クスを構成する1つの素子14を数ミクロンの大きさか
ら構成することができ、必要に応じて、構成されている
素子へ電界の印加をオン・オフすることにより、レーザ
ビームを任意の形状にしたり、レンズの光学系の組合せ
により決る元のビーム径より小さいビーム径に絞ること
ができる。
The operation of the emission end unit of this embodiment constructed as above will be described with reference to FIG.
The liquid crystal light control device 13 disposed inside the emission unit of the present embodiment is a composite liquid crystal device dispersed in a resin matrix, and by applying an electric field to the liquid crystal light control device 13, the liquid crystal becomes transparent. To do. When the electric field is off, the liquid crystal is in a random state and the laser light is scattered and does not pass through. When an electric field is applied, the liquid crystal aligns in the direction of the electric field, becomes transparent, and transmits laser light. In this liquid crystal light control device 13, one device 14 forming a matrix can be formed to have a size of several microns, and by applying or removing an electric field to the formed device as necessary, The laser beam can be formed into an arbitrary shape or can be narrowed down to a beam diameter smaller than the original beam diameter determined by the combination of lens optical systems.

【0013】なお、本実施例では固体レーザをレーザ源
として用いた例について説明したが、各種のガスレーザ
を用いても同様の効果が得られる。
In this embodiment, an example in which a solid-state laser is used as a laser source has been described, but the same effect can be obtained by using various gas lasers.

【0014】[0014]

【発明の効果】以上の実施例の説明からも明らかなよう
に、本発明の固体レーザ装置によれば、調光ユニット1
0内に設けた液晶調光素子マトリクスに電界を選択印加
することにより、微小領域、または特定の形状に集光し
たレーザビーム熱源とする固体レーザ装置を提供するこ
とができる。このレーザ装置によれば、任意の形状の加
熱や微小部分の加熱を自由に可変して行うことができ
る。
As is apparent from the above description of the embodiments, according to the solid-state laser device of the present invention, the dimming unit 1
By selectively applying an electric field to the liquid crystal light control element matrix provided in the 0, it is possible to provide a solid-state laser device which serves as a laser beam heat source focused in a minute region or a specific shape. According to this laser device, it is possible to freely change the heating of an arbitrary shape and the heating of a minute portion.

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

【図1】本発明の一実施例の固体レーザ装置の概略構成
を示す断面図
FIG. 1 is a sectional view showing a schematic configuration of a solid-state laser device according to an embodiment of the present invention.

【図2】同出射端ユニットの構成を示す断面図FIG. 2 is a cross-sectional view showing the configuration of the output end unit.

【図3】従来の固体レーザ装置の概略構成を示す断面図FIG. 3 is a sectional view showing a schematic configuration of a conventional solid-state laser device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 キャビティ 2 ランプ 3 レーザ媒質 4 全反射鏡 5 部分透過鏡 6 光ファイバー 7 第1のレンズ 8 第2のレンズ 10 出射端ユニット 12 出射端ユニット内部のレーザ光の径 13 液晶調光素子膜板 14 液晶マトリクス素子 1 cavity 2 lamp 3 laser medium 4 total reflection mirror 5 partial transmission mirror 6 optical fiber 7 first lens 8 second lens 10 emission end unit 12 diameter of laser light inside emission end unit 13 liquid crystal light control element film plate 14 liquid crystal Matrix element

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 固体レーザ媒質をフラッシュランプまた
はアークランプによって励起発光した固体レーザ光を集
光し、加熱加工,溶融加工を行う固体レーザ装置にあっ
て、レーザ光を集光する出射端ユニットの第1レンズと
第2レンズとの間に液晶調光素子を備えた固体レーザ装
置。
1. A solid-state laser device for condensing solid-state laser light excited and emitted from a solid-state laser medium by a flash lamp or an arc lamp to perform heating processing and melting processing. A solid-state laser device including a liquid crystal light control device between a first lens and a second lens.
JP3308771A 1991-11-25 1991-11-25 Solid-state laser device Pending JPH05138387A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3308771A JPH05138387A (en) 1991-11-25 1991-11-25 Solid-state laser device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3308771A JPH05138387A (en) 1991-11-25 1991-11-25 Solid-state laser device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH05138387A true JPH05138387A (en) 1993-06-01

Family

ID=17985107

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP3308771A Pending JPH05138387A (en) 1991-11-25 1991-11-25 Solid-state laser device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH05138387A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5684642A (en) * 1994-02-22 1997-11-04 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Optical transmission system and light radiating method

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5684642A (en) * 1994-02-22 1997-11-04 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Optical transmission system and light radiating method

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