JPS58159514A - レ−ザビ−ム空間分布形成方法 - Google Patents
レ−ザビ−ム空間分布形成方法Info
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- JPS58159514A JPS58159514A JP57041754A JP4175482A JPS58159514A JP S58159514 A JPS58159514 A JP S58159514A JP 57041754 A JP57041754 A JP 57041754A JP 4175482 A JP4175482 A JP 4175482A JP S58159514 A JPS58159514 A JP S58159514A
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- JP
- Japan
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- laser
- light
- laser beam
- incidence
- optical fiber
- 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
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Classifications
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
- B23K26/06—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
- B23K26/06—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing
- B23K26/0604—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by a combination of beams
- B23K26/0613—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by a combination of beams having a common axis
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Laser Beam Processing (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分骨〕
この発明は性質の異なるレーザ光を組合せて同心的に空
間分布を形成する方法に関する。
間分布を形成する方法に関する。
〔発明の技術的背景およびその問題截〕レーザによる溶
接、切断、穴あけ等の金属加工には金属を溶づ）シ、ま
た蒸発させる二ネルギ密変の得られるパルスレーザが適
用されるが、たとえば溶接加工では容接部に亀裂の光束
する現象がみられろ。また、連続発儂レーザでは上記の
ような商工ネルギ１ｇ度のエネルギが得られにくいため
、主として焼入れ等の熱処理加工に適用されている。
接、切断、穴あけ等の金属加工には金属を溶づ）シ、ま
た蒸発させる二ネルギ密変の得られるパルスレーザが適
用されるが、たとえば溶接加工では容接部に亀裂の光束
する現象がみられろ。また、連続発儂レーザでは上記の
ような商工ネルギ１ｇ度のエネルギが得られにくいため
、主として焼入れ等の熱処理加工に適用されている。
これらの３属加工用のレーデビーム１はその空間の強変
分佑によって加工性能が変るが、その制御技術は複雑で
ある。ところで、１／−ザビームの空間的な分布特性は
レーザ発振器の種類、性能にｔって定まる。ンーザ拮振
器から放出された同作の分布を多数の集光レンズもしく
け集光反射鏡を用論て変えビーム強変の調節が行われて
いるが、複雑な光学系の機構になり実用上問題がちる。
分佑によって加工性能が変るが、その制御技術は複雑で
ある。ところで、１／−ザビームの空間的な分布特性は
レーザ発振器の種類、性能にｔって定まる。ンーザ拮振
器から放出された同作の分布を多数の集光レンズもしく
け集光反射鏡を用論て変えビーム強変の調節が行われて
いるが、複雑な光学系の機構になり実用上問題がちる。
レーザビームを熱加工に適用するに当って、特性の異な
る各種のレーザビームを同軸的に合成して照射すること
で、溶接、切断、熱処理等を良好に行えることが考えら
れるが、容易に実現することができなかった。
る各種のレーザビームを同軸的に合成して照射すること
で、溶接、切断、熱処理等を良好に行えることが考えら
れるが、容易に実現することができなかった。
この発明は連続レーザ、パルスレーザ、波長ノ異なるレ
ーザなどの性質の異なるレーザを合成し所望する分布に
して各種の加工に適するレーザビームの空間分布方法を
提供する。
ーザなどの性質の異なるレーザを合成し所望する分布に
して各種の加工に適するレーザビームの空間分布方法を
提供する。
性質の異なる二種以上のＶ−デ光を入射角度を異ならし
めて光ファイバに導き、それらのレーザ光を同軸的に分
布させるようにしたものである。
めて光ファイバに導き、それらのレーザ光を同軸的に分
布させるようにしたものである。
第１図はこの発明の第１の実施例で（１）は連続レーザ
ビーム（２）を放出する第１のレーザ発１Ｇ５．＋３）
はパフレスレーザビーム（４）を放出する第２のレーザ
発振器である。上記二つのレーザビームはそれぞれ反射
傭・５）・（６）で直角に偏向され両ビームの光束端を
ゲいに接して並行に進むようになっている。
ビーム（２）を放出する第１のレーザ発１Ｇ５．＋３）
はパフレスレーザビーム（４）を放出する第２のレーザ
発振器である。上記二つのレーザビームはそれぞれ反射
傭・５）・（６）で直角に偏向され両ビームの光束端を
ゲいに接して並行に進むようになっている。
（力は集光レンズで、その中心が上記二つのレーデビー
ム！２） ｐｆ４）の境界と一致する位置に設けられ、
二つの集束光・８） ＝ （９）にして合成光ファイバ
ー［１Ｇの入射端（１υに１に角に向かわせている。こ
こで、パルスレーザビーム（４）の集束光１９）の入射
角の大きな成分を入射端（１υに入射する前に、半円形
開口を形成した遮光板ｔ１２で除去し、残りの部分集束
光・９）を連続レーザ光１２）のｍ 卑ｆｆｉ ＋８）
とともに入射端０υに入射させている。
ム！２） ｐｆ４）の境界と一致する位置に設けられ、
二つの集束光・８） ＝ （９）にして合成光ファイバ
ー［１Ｇの入射端（１υに１に角に向かわせている。こ
こで、パルスレーザビーム（４）の集束光１９）の入射
角の大きな成分を入射端（１υに入射する前に、半円形
開口を形成した遮光板ｔ１２で除去し、残りの部分集束
光・９）を連続レーザ光１２）のｍ 卑ｆｆｉ ＋８）
とともに入射端０υに入射させている。
上記のように光ファイバー・ＩＧに導入された集束光８
）・９）ツバ光ファイバー＋１の出射・喘（１υより出
射すると第２図（ａ）・（ｂ）のように、パルスレーザ
ビーム（４）が艶していると外は、出力パワーの小さい
連続レーデビーム１２）による直径の大きな円形ビーム
（］３１とこの円形ビーム＋１３）の中央ｌ（同軸に重
畳され出力パワーの大きなパルスレーデビーム＋４）に
よる小径の円形ビーム（１沿のパターン分布になる。こ
のよう’ｌ中央４６１パルスレーザビームとパルスレー
ザビームとが重畳してエネルギ密・妃の高くなった性質
をもち、周辺部が連続レーザビームの性質になるレーザ
出力を溶接加工に適用すると、常時連続レーザビームで
常時予熱状憧にされた微小頭域の中心部にパルス的に高
エネルギ密度の照射ができる哨３図はこの発明の第２の
犬梅列で、集光レンズ（力の軸と光ファイバー１１１の
軸とを相対的に角度（ａｌ）頌けることにより、たとえ
ば北記東束光（８）を集束光・９）よりも小さな入射角
肥で入射端０υに入射させると、出射端ａ２からは第１
図（ａ）および（ｂ）に示すように連続レーザビーム（
２）の成分をもつ円形ビーム（１つとこのビームラ同軸
に囲うパルスレーザ（４）の成分をもつ環状ビーム（ｌ
からなる）くターン分布に形成される。このようなパタ
ーンをもったレーザは半田付加工に好適である。
）・９）ツバ光ファイバー＋１の出射・喘（１υより出
射すると第２図（ａ）・（ｂ）のように、パルスレーザ
ビーム（４）が艶していると外は、出力パワーの小さい
連続レーデビーム１２）による直径の大きな円形ビーム
（］３１とこの円形ビーム＋１３）の中央ｌ（同軸に重
畳され出力パワーの大きなパルスレーデビーム＋４）に
よる小径の円形ビーム（１沿のパターン分布になる。こ
のよう’ｌ中央４６１パルスレーザビームとパルスレー
ザビームとが重畳してエネルギ密・妃の高くなった性質
をもち、周辺部が連続レーザビームの性質になるレーザ
出力を溶接加工に適用すると、常時連続レーザビームで
常時予熱状憧にされた微小頭域の中心部にパルス的に高
エネルギ密度の照射ができる哨３図はこの発明の第２の
犬梅列で、集光レンズ（力の軸と光ファイバー１１１の
軸とを相対的に角度（ａｌ）頌けることにより、たとえ
ば北記東束光（８）を集束光・９）よりも小さな入射角
肥で入射端０υに入射させると、出射端ａ２からは第１
図（ａ）および（ｂ）に示すように連続レーザビーム（
２）の成分をもつ円形ビーム（１つとこのビームラ同軸
に囲うパルスレーザ（４）の成分をもつ環状ビーム（ｌ
からなる）くターン分布に形成される。このようなパタ
ーンをもったレーザは半田付加工に好適である。
第５図は上記第２の実施例における角度（のを逆の方向
に角度（θ）傾けた第３の実施例で、・クターン分布は
第２の実施例とは逆のパターン分布、すなわち、第６図
（ａｌ ｔ（ｂ）に示すようにパルスレーザ（４）の成
分をもつ円形ビーム（′Ｉ′ｒＩとこのビームを同軸に
囲う連続レーザビーム（２）の成分をもつ環状ビーム（
曙からなる分布になる。
に角度（θ）傾けた第３の実施例で、・クターン分布は
第２の実施例とは逆のパターン分布、すなわち、第６図
（ａｌ ｔ（ｂ）に示すようにパルスレーザ（４）の成
分をもつ円形ビーム（′Ｉ′ｒＩとこのビームを同軸に
囲う連続レーザビーム（２）の成分をもつ環状ビーム（
曙からなる分布になる。
第７図はこの発明の第４の実施例で、一方の）くルスレ
ーザビーム（４）を集光レンズ（２１）で集光しその光
軸を合成光ファイバーα値の軸線に一致させて入射し、
他方の連続レーザビーム（２）を集光レンズρ漕により
別な光ファイバー０４に一端導入し、その出力ビーム（
四をりｌ）−レンズ（至）によって、合成ファイバー（
２４へｌＪｅパルスレーザビーム（４）より大きい入射
角度で入射させる。このような方法により、上記第２も
しくは第３の実施例と同様に二種のレーザビームが同軸
的に分布するパターン、すなわち、中央にパルスレーザ
ビーム（４）の成分をもつ円形ビーム１：）１９とこの
周囲に連続レーデビーム（２）の成分をもつ環状ビーム
（２）からなるパターンが合成光ファイバー＋１１より
出射する。
ーザビーム（４）を集光レンズ（２１）で集光しその光
軸を合成光ファイバーα値の軸線に一致させて入射し、
他方の連続レーザビーム（２）を集光レンズρ漕により
別な光ファイバー０４に一端導入し、その出力ビーム（
四をりｌ）−レンズ（至）によって、合成ファイバー（
２４へｌＪｅパルスレーザビーム（４）より大きい入射
角度で入射させる。このような方法により、上記第２も
しくは第３の実施例と同様に二種のレーザビームが同軸
的に分布するパターン、すなわち、中央にパルスレーザ
ビーム（４）の成分をもつ円形ビーム１：）１９とこの
周囲に連続レーデビーム（２）の成分をもつ環状ビーム
（２）からなるパターンが合成光ファイバー＋１１より
出射する。
なお、本発明は２種類のビームをパルスレーザビームと
連続レーザビームとしたが、これに限らず、パルスＩ＠
のｆ互に億なろレーザでも、また連続で七カパワーの異
なるレーザでも、またν互に発振波長のことなる１ノ−
ザでも適用できることは明らかである。その用途として
は溶接目的以外に切断、熱処理などの加工目的以外、医
用などにも利用でき、２種のレーザを加工的エネルギー
利用の他に少なくとも一方を可視レーザ光に利用し化学
反応促進用や他方のレーザビームの照射照準用に利用す
ることができる。
連続レーザビームとしたが、これに限らず、パルスＩ＠
のｆ互に億なろレーザでも、また連続で七カパワーの異
なるレーザでも、またν互に発振波長のことなる１ノ−
ザでも適用できることは明らかである。その用途として
は溶接目的以外に切断、熱処理などの加工目的以外、医
用などにも利用でき、２種のレーザを加工的エネルギー
利用の他に少なくとも一方を可視レーザ光に利用し化学
反応促進用や他方のレーザビームの照射照準用に利用す
ることができる。
中心部がパルスレーザの成分でその周辺部が連続レーザ
ビームの成分１（なる分布あるいはその逆の分布等レー
ザによる切断、溶接、穴あけ、熱処理、半田付は等の踵
々の加工に適した分布が容易に得られるようになった。
ビームの成分１（なる分布あるいはその逆の分布等レー
ザによる切断、溶接、穴あけ、熱処理、半田付は等の踵
々の加工に適した分布が容易に得られるようになった。
第１図１ ＠ ３ ：ｑ ｊ第５図および第７図はこの
発明の第１の実施例乃至第４の実施例を説明するための
模式図、第２図（ａ）？（ｂ）、第４図（ａ） −（ｂ
）および第６ ＩＩ （ａ）・ｒｂ）はそれぞれ第１７
７７至第３の実施例で得ら九たレーザビームのパターン
分布図である。 （１）・・連続レーザ発振器、（２）・・・パルスレー
ザ発振器、！＋ｎ・・・渠光レンズ、・、ＩＱ・・・合
成光ファイバー。 第１図 ／！ 策２図 策４霞
発明の第１の実施例乃至第４の実施例を説明するための
模式図、第２図（ａ）？（ｂ）、第４図（ａ） −（ｂ
）および第６ ＩＩ （ａ）・ｒｂ）はそれぞれ第１７
７７至第３の実施例で得ら九たレーザビームのパターン
分布図である。 （１）・・連続レーザ発振器、（２）・・・パルスレー
ザ発振器、！＋ｎ・・・渠光レンズ、・、ＩＱ・・・合
成光ファイバー。 第１図 ／！ 策２図 策４霞
Claims (1)
- 少なくとも二つのレーザ発振器から互いに性質の異なる
レーザビームを放出せしめ、これらレーザビームを互い
に異なる入射角度で光ファイバに入力し、この光ファイ
バの出力端から径の異なる円形ビームが同心的に重畳す
る分布もしくは円形ビームの周辺に環状ビームが同心的
に接する分布に出力することを特徴とするレーザビーム
空間分布形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57041754A JPS58159514A (ja) | 1982-03-18 | 1982-03-18 | レ−ザビ−ム空間分布形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57041754A JPS58159514A (ja) | 1982-03-18 | 1982-03-18 | レ−ザビ−ム空間分布形成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58159514A true JPS58159514A (ja) | 1983-09-21 |
Family
ID=12617201
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57041754A Pending JPS58159514A (ja) | 1982-03-18 | 1982-03-18 | レ−ザビ−ム空間分布形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58159514A (ja) |
Cited By (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0201306A2 (en) * | 1985-05-08 | 1986-12-17 | Lambda Photometrics Limited | Apparatus for providing uniform exposure at an exposing station |
| JP2000208794A (ja) * | 1999-01-19 | 2000-07-28 | Fuji Electric Co Ltd | 薄膜太陽電池等のパタ―ン状薄膜層のレ―ザパタ―ニング方法および装置 |
| JP2002111022A (ja) * | 2000-09-27 | 2002-04-12 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 太陽電池モジュール及びその製造方法 |
| JP2011023408A (ja) * | 2009-07-13 | 2011-02-03 | Miyachi Technos Corp | レーザ装置及びレーザ光の調整方法 |
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| WO2020167588A1 (en) * | 2019-02-13 | 2020-08-20 | Coherent, Inc. | Laser welding method |
| JPWO2020241137A1 (ja) * | 2019-05-29 | 2020-12-03 | ||
| WO2020241138A1 (ja) * | 2019-05-29 | 2020-12-03 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | レーザ加工装置及びそれを用いたレーザ加工方法 |
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| EP4230316A4 (en) * | 2022-01-06 | 2024-06-12 | Wuhan Raycus Fiber Laser Technologies Co., Ltd | USING A RING POINT LASER TO CLEAN A CONCAVE-CONVEX GROOVE STRUCTURE |
-
1982
- 1982-03-18 JP JP57041754A patent/JPS58159514A/ja active Pending
Cited By (27)
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| CN103155308A (zh) * | 2010-10-18 | 2013-06-12 | 新日铁住金株式会社 | 激光装置以及具备该激光装置的激光加工装置 |
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| EP3551372A4 (en) * | 2016-12-08 | 2020-09-09 | Corelase OY | Laser processing apparatus and method |
| CN110087817A (zh) * | 2016-12-08 | 2019-08-02 | 可利雷斯股份有限公司 | 激光加工设备和方法 |
| TWI758365B (zh) * | 2016-12-08 | 2022-03-21 | 芬蘭商可利雷斯股份有限公司 | 雷射加工裝置以及方法 |
| JP2020511634A (ja) * | 2017-02-28 | 2020-04-16 | サントル ナシオナル ドゥ ラ ルシェルシェ シアンティフィクＣｅｎｔｒｅ Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｄｅ Ｌａ Ｒｅｃｈｅｒｃｈｅ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｑｕｅ | パルス群を放出するためのレーザ光源 |
| US11850679B2 (en) | 2017-12-29 | 2023-12-26 | Corelase Oy | Laser processing apparatus and method |
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