JP2005286310A - Device for generating laser beam - Google Patents
Device for generating laser beam Download PDFInfo
- Publication number
- JP2005286310A JP2005286310A JP2005042479A JP2005042479A JP2005286310A JP 2005286310 A JP2005286310 A JP 2005286310A JP 2005042479 A JP2005042479 A JP 2005042479A JP 2005042479 A JP2005042479 A JP 2005042479A JP 2005286310 A JP2005286310 A JP 2005286310A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- laser
- laser beam
- light
- laser light
- 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
Links
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 claims abstract description 104
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims abstract description 65
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims abstract description 41
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims abstract description 15
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 70
- 239000007769 metal material Substances 0.000 claims description 13
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 8
- 238000007747 plating Methods 0.000 claims description 8
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 7
- 229920003002 synthetic resin Polymers 0.000 claims description 7
- 239000000057 synthetic resin Substances 0.000 claims description 7
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 claims description 6
- 230000007423 decrease Effects 0.000 claims description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 5
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 15
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 7
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 7
- 239000011295 pitch Substances 0.000 description 6
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 5
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 5
- 230000001427 coherent effect Effects 0.000 description 2
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 2
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 2
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 2
- 238000005498 polishing Methods 0.000 description 2
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 1
- 230000010365 information processing Effects 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 description 1
- 230000001788 irregular Effects 0.000 description 1
- 238000010030 laminating Methods 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 1
- 238000010791 quenching Methods 0.000 description 1
- 230000000171 quenching effect Effects 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 238000001771 vacuum deposition Methods 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Semiconductor Lasers (AREA)
Abstract
Description
本発明は、半導体レーザの複数の光射出部(エミッタ)から射出されたレーザ光を集光して所要の用途に活用出来るようにしたレーザ光発生装置に関する。 The present invention relates to a laser light generator that condenses laser light emitted from a plurality of light emitting portions (emitters) of a semiconductor laser so that it can be used for a required application.
一般に半導体レーザ(レーザダイオード:LD)は、電気から光への変換効率が高く、発振効率が50%を越える高効率のレーザ発光源として知られており、大規模な冷却装置が不要で、装置のコンパクト化を図ることが出来る等の利点を有するため、情報処理産業等の分野において盛んに活用されている。しかしこのような半導体レーザは、上記のように高効率の発振特性を有するものの、そのサイズが高々1mm以下で、数ワット[W]程度の光出力しか期待出来ないなどの理由から、レーザ加工の分野で用いられることは無かった。 Generally, a semiconductor laser (laser diode: LD) is known as a high-efficiency laser light source having high conversion efficiency from electricity to light and having an oscillation efficiency exceeding 50%, and does not require a large-scale cooling device. Therefore, it is actively utilized in fields such as the information processing industry. However, although such a semiconductor laser has high-efficiency oscillation characteristics as described above, its size is 1 mm or less and only a light output of several watts [W] can be expected. It was never used in the field.
ところが近年、半導体レーザは1個の発光源としては小出力でも、複数個を一次元的又は二次元的に配列して個数を増加させた形で集光するように用いれば、光密度の高い大出力のレーザ光が得られるという観点から、複数の半導体レーザをユニット化してレーザ加工用として用いる半導体レーザ集光装置も案出されるようになった(例えば、特許文献1参照)。 However, in recent years, a semiconductor laser has a high light density if it is used so as to collect light in a form in which a plurality of light sources are arranged in a one-dimensional or two-dimensional manner even when the output is small. From the viewpoint of obtaining a high-power laser beam, a semiconductor laser condensing device has been devised that uses a plurality of semiconductor lasers as a unit for laser processing (see, for example, Patent Document 1).
特許文献1に記載の上記半導体レーザ集光装置は、半導体レーザ基板の発光源である各光射出部から射出(発振)されるレーザ光を、基板に形成した光導波路を介して集光し、出力を高めた形でレーザ加工に利用するように構成されている。上記光導波路は、発光源と同数の入力ポートを一方の端面に有すると共に、各入力ポートで受光したレーザ光を全て、他方の端面に設けた唯一の出力ポートに向けて伝送しつつ光学的に結合するように構成されている。
The semiconductor laser concentrating device described in
しかし、特許文献1に開示された上記半導体レーザ集光装置によると、複数の光射出部からのレーザ光を集光するために、光導波路を設けた比較的大掛かりな基板を別途用意しなければならず、従って、このような基板の存在により装置のコンパクト化が損なわれる虞があった。
However, according to the semiconductor laser concentrating device disclosed in
そこで、上記のような基板を使用せず、複数の光ファイバそのものを結束してバンドル状にし、この光ファイババンドルの各光ファイバ射出端から個々に集光するような構成も考えられるが、その場合、光ファイババンドルの結束部分は太径状になる。そして、多数の光射出部からの低出力レーザ光を集光して高出力化する際に、必要とするレーザ光が高出力である程、光ファイバの本数が増大してバンドル径が大きくなって、パワー密度低下を招くことになる。このため、このような光ファイバをレーザ光集光手段として使用する場合には、当該太径状態の光ファイババンドルのレーザ射出側を、良好な光伝導状態を損なうことなく可及的に細径にすることが切望される。 Therefore, a configuration in which a plurality of optical fibers themselves are bundled into a bundle shape without using the substrate as described above and condensed individually from each optical fiber exit end of this optical fiber bundle is also conceivable. In this case, the binding portion of the optical fiber bundle has a large diameter. And when condensing low-power laser light from a large number of light emitting sections to increase the output, the higher the required laser light, the greater the number of optical fibers and the larger the bundle diameter. As a result, the power density is reduced. For this reason, when such an optical fiber is used as a laser beam condensing means, the laser emission side of the large-diameter optical fiber bundle is made as small as possible without impairing a good photoconductive state. It is eager to make it.
本発明は、上記した事情に鑑み、複数の光射出部からの各レーザ光をレーザ光集光手段とテーパ状の光伝送路との組み合わせにより高効率で集光出来るようにしたレーザ光発生装置を提供することを目的とするものである。 In view of the circumstances described above, the present invention is a laser light generator capable of condensing each laser light from a plurality of light emitting portions with high efficiency by a combination of laser light condensing means and a tapered optical transmission path. Is intended to provide.
即ち本発明のうち第1の発明は、マトリックス状に配列されて個々にレーザ光(L)を射出することの出来る複数の光射出部(11,111)を備えた半導体レーザユニット(12,112)を有し、前記複数の光射出部(11,111)からそれぞれ射出されるレーザ光(L)を集光することの出来るレーザ光集光手段(7,107)を有するレーザ光発生装置(2,2A,102A)であって、
該レーザ光集光手段(7,107)により集光されたレーザ光が入射される入射口(31a,131a)、該入射口(31a,131a)に対応する射出口(31b,131b)、及び該入射口(31a,131a)から該射出口(31b,131b)に向かって徐々に細径となるテーパ状の光伝送路(31c,131c)からなるテーパ状部(31,131)、を備えたことを特徴とする。
That is, the first invention of the present invention is a semiconductor laser unit (12, 112) provided with a plurality of light emitting portions (11, 111) arranged in a matrix and capable of emitting laser light (L) individually. ) And a laser beam generator (7, 107) having a laser beam condensing means (7, 107) capable of condensing the laser beams (L) respectively emitted from the plurality of light emitting sections (11, 111). 2, 2A, 102A)
An incident port (31a, 131a) through which the laser beam condensed by the laser beam condensing means (7, 107) is incident, an emission port (31b, 131b) corresponding to the incident port (31a, 131a), and Tapered portions (31, 131) each having a tapered optical transmission line (31c, 131c) having a gradually decreasing diameter from the entrance (31a, 131a) toward the exit (31b, 131b). It is characterized by that.
なお、本発明における「マトリックス状」は、行方向及び列方向でのピッチをそれぞれ揃えた所謂行列状の配列に限定されるものでなく、行方向(又は列方向)に所定ピッチで並ぶ複数の部分を列方向(又は行方向)で交互にずれるように配列した蜂の巣(ハニカム)状、千鳥状、及びその他の配列をも含む広い概念である。 The “matrix shape” in the present invention is not limited to a so-called matrix-like arrangement in which the pitches in the row direction and the column direction are aligned, but a plurality of rows arranged at a predetermined pitch in the row direction (or column direction). This is a broad concept including honeycomb (honeycomb), staggered, and other arrangements in which parts are arranged so as to be alternately shifted in the column direction (or row direction).
また本発明のうち第2の発明は、前記レーザ光集光手段(7,107)により集光されたレーザ光の横断面形状は、前記入射口(31a,131a)の開口形状と等しいか、該開口形状よりも小さい、ことを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, the cross-sectional shape of the laser light condensed by the laser light condensing means (7, 107) is equal to the opening shape of the entrance (31a, 131a), It is smaller than the opening shape.
また、本発明のうち第3の発明は、前記光伝送路(31c,131c)の前記射出口(31b,131b)の近傍におけるレーザ光の絞り度合いは、前記光伝送路(31c,131c)の前記入射口(31a,131a)の近傍におけるレーザ光の絞り度合いよりも小さい、ことを特徴とする。なお、本明細書において、「ある特定部分におけるレーザ光の絞り度合い」とは、“その特定部分から出射されるレーザ光のビーム径”を“その特定部分に入射されるレーザ光のビーム径”で割った値(比)を意味するものとする。 According to a third aspect of the present invention, the degree of aperture of the laser light in the vicinity of the exit (31b, 131b) of the optical transmission line (31c, 131c) is the same as that of the optical transmission line (31c, 131c). It is characterized by being smaller than the degree of aperture of the laser beam in the vicinity of the entrance (31a, 131a). In this specification, “the degree of aperture of laser light in a specific part” means “the beam diameter of laser light emitted from the specific part” and “the beam diameter of laser light incident on the specific part”. It means the value (ratio) divided by.
また本発明のうち第4の発明は、前記レーザ光集光手段(7)は、前記複数の光射出部(11)からそれぞれ射出されるレーザ光を個別に伝送することの出来る複数の光ファイバ(7a)を、前記複数の光射出部(11)に対向するレーザ受光端(7b)とは逆のレーザ射出側を結束して構成した光ファイババンドルである。 According to a fourth aspect of the present invention, the laser beam condensing means (7) has a plurality of optical fibers capable of individually transmitting the laser beams respectively emitted from the plurality of light emitting sections (11). (7a) is an optical fiber bundle configured by bundling the laser emission side opposite to the laser receiving end (7b) facing the plurality of light emission portions (11).
また本発明のうち第5の発明は、前記レーザ光集光手段(107)がレンズである。 According to a fifth aspect of the present invention, the laser beam condensing means (107) is a lens.
また本発明のうち第6の発明は、前記テーパ状部(31,131)が金属材料により構成され、かつ前記光伝送路(31c,131c)が、内面を研磨したテーパ状中空部により構成される。 According to a sixth aspect of the present invention, the tapered portion (31, 131) is made of a metal material, and the optical transmission line (31c, 131c) is made of a tapered hollow portion whose inner surface is polished. The
また本発明のうち第7の発明は、前記テーパ状部(31,131)が金属材料により構成され、かつ前記光伝送路(31c,131c)が、内面に反射膜を形成したテーパ状中空部により構成される。 According to a seventh aspect of the present invention, the tapered portion (31, 131) is made of a metal material, and the optical transmission line (31c, 131c) has a tapered hollow portion formed with a reflective film on the inner surface. Consists of.
また本発明のうち第8の発明は、前記テーパ状部(31,131)が合成樹脂材料により構成され、かつ前記光伝送路(31c,131c)が、蒸着メッキで内面に金属反射膜を形成したテーパ状中空部により構成される。 According to an eighth aspect of the present invention, the tapered portion (31, 131) is made of a synthetic resin material, and the optical transmission line (31c, 131c) forms a metal reflective film on the inner surface by vapor deposition plating. It is comprised by the taper-shaped hollow part.
以上説明したように本発明のうち第1及び第2の発明は、レーザ光の光路である光伝送路が、入射口から射出口に向かって徐々に細径となるテーパ状に構成されているため、レーザ光のパワー密度を高めることができる。また、以下のような効果もある。すなわち、前記光射出部は行列状や蜂の巣状や千鳥状等のマトリックス状に配列されているので、複数の光射出部からのレーザ光はそのようなマトリックス状のまま射出される。つまり、複数本のレーザ光からなるレーザ光群の横断面形状(別の言い方をすれば、複数本のレーザ光が分布する横断面領域の形状)は略四角形である。他方の光伝送路の横断面形状は、レーザ光群の横断面形状に比べて小さな形状が一般的であり、しかも円形が一般的である。したがって、光射出部からのレーザ光を何ら集光することなくそのまま光伝送路に入射させようとした場合、一部のレーザ光は光伝送路に入射せず、その分が“光損失”となってしまうおそれがある。本発明では、光射出部と光伝送路との間にレーザ光集光手段を配置して、複数の光射出部から射出されたレーザ光はレーザ光集光手段により集光された上で前記入射口に入射されるように構成されているため、そのような光損失を低減(好ましくは、防止)して、レーザ光を効率良く利用することができる。 As described above, according to the first and second aspects of the present invention, the optical transmission path, which is the optical path of the laser light, is configured to have a tapered shape with a gradually decreasing diameter from the entrance to the exit. Therefore, the power density of laser light can be increased. There are also the following effects. That is, since the light emitting portions are arranged in a matrix shape such as a matrix shape, a honeycomb shape, or a staggered shape, the laser beams from the plurality of light emitting portions are emitted in such a matrix shape. That is, the cross-sectional shape of the laser beam group composed of a plurality of laser beams (in other words, the shape of the cross-sectional area in which the plurality of laser beams are distributed) is substantially rectangular. The cross-sectional shape of the other optical transmission path is generally smaller than the cross-sectional shape of the laser beam group, and is generally circular. Therefore, when trying to make the laser light from the light emitting part incident on the optical transmission line without condensing at all, a part of the laser light does not enter the optical transmission line, and that part is “light loss”. There is a risk of becoming. In the present invention, a laser beam condensing unit is disposed between the light emitting unit and the optical transmission path, and the laser beams emitted from the plurality of light emitting units are collected by the laser beam condensing unit and then Since it is configured to be incident on the incident port, such light loss can be reduced (preferably prevented), and laser light can be used efficiently.
また本発明のうちの第3の発明は、前記光伝送路の前記射出口の近傍におけるレーザ光の絞り度合いを、前記光伝送路の前記入射口の近傍におけるレーザ光の絞り度合いよりも小さく設定しているため、レーザ光のビーム径を段階的に絞ることができ、種々の意味で、加工に最適なレーザ光を得ることができる。 According to a third aspect of the present invention, the degree of aperture of the laser light in the vicinity of the exit of the optical transmission path is set smaller than the extent of aperture of the laser light in the vicinity of the entrance of the optical transmission path. Therefore, the beam diameter of the laser beam can be reduced in stages, and the laser beam optimal for processing can be obtained in various ways.
また本発明のうちの第4の発明は、前記レーザ光集光手段として複数の光ファイバを用い、そのレーザ射出側に先細のテーパ状部を設け該テーパ状部を介してレーザ光を射出するように構成したので、コヒーレントなレーザ光は所定角度で傾斜するテーパ状の光導波路内を光損失を生じること無く全反射しつつ通過し得るという原理に基づき、各光射出部からのレーザ光を可及的に細径化したテーパ状部により高効率で集光してパワー密度を高めることが出来る。 According to a fourth aspect of the present invention, a plurality of optical fibers are used as the laser beam condensing means, a tapered taper portion is provided on the laser emission side, and laser light is emitted through the taper portion. Based on the principle that coherent laser light can pass through a tapered optical waveguide inclined at a predetermined angle without causing any optical loss, the laser light from each light emitting part is transmitted. Power density can be increased by condensing light with high efficiency by the tapered portion having a diameter as small as possible.
また本発明のうちの第5の発明は、前記レーザ光集光手段としてレンズを用いたので、光ファイバを用いる場合に比べて構造や製造工程を簡単にできる。 In the fifth aspect of the present invention, since a lens is used as the laser beam condensing means, the structure and the manufacturing process can be simplified as compared with the case where an optical fiber is used.
また本発明のうちの第6の発明は、前記テーパ状部が金属材料により構成され、かつ前記光伝送路が、内面を研磨したテーパ状中空部により構成されるので、テーパ状の孔を単に形成し、その内面をムラの無い鏡面状に研磨するだけで、光損失の無い良好な光伝送路を容易に得ることが出来る。 According to a sixth aspect of the present invention, the tapered portion is made of a metal material, and the optical transmission path is made of a tapered hollow portion whose inner surface is polished. A good optical transmission line without optical loss can be easily obtained simply by forming and polishing the inner surface to a mirror surface with no unevenness.
また本発明のうち第7の発明は、前記テーパ状部が金属材料により構成され、かつ光伝送路が、内面に反射膜を形成したテーパ状中空部により構成されるので、テーパ状の孔を単に形成し、その内面にムラの無い反射膜を形成するだけで、光損失の無い良好な光伝送路を容易に得ることが出来る。 According to a seventh aspect of the present invention, the tapered portion is made of a metal material, and the optical transmission path is made of a tapered hollow portion having a reflection film formed on the inner surface. A good optical transmission line free from light loss can be easily obtained by simply forming it and forming a uniform reflection film on its inner surface.
また本発明のうち第8の発明は、前記テーパ状部が合成樹脂材料により構成され、かつ光伝送路が、蒸着メッキで内面に金属反射膜を形成したテーパ状中空部により構成されるので、テーパ状の孔を単に形成し、その内面をムラ無く蒸着メッキして鏡面状に仕上げるだけで、光損失の無い良好な光伝送路を容易に得ることが出来る。なお、前記テーパ状部をガラス材によって構成することも出来る。その場合も、光伝送路の内面に、蒸着メッキで金属反射膜を形成することにより、上記と同様の効果を得ることが出来る。 In the eighth invention of the present invention, the tapered portion is composed of a synthetic resin material, and the optical transmission path is composed of a tapered hollow portion in which a metal reflection film is formed on the inner surface by vapor deposition plating. By simply forming a tapered hole and vapor-depositing the inner surface without unevenness to finish it into a mirror surface, a good optical transmission line with no optical loss can be easily obtained. In addition, the said taper-shaped part can also be comprised with a glass material. In this case, the same effect as described above can be obtained by forming a metal reflective film on the inner surface of the optical transmission line by vapor deposition.
なお、括弧内の番号等は、図面における対応する要素を示す便宜的なものであり、従って、本記述は図面上の記載に限定拘束されるものではない。 Note that the numbers in parentheses are for the sake of convenience indicating the corresponding elements in the drawings, and therefore the present description is not limited to the descriptions on the drawings.
まず、図1乃至図3等に沿って、本発明の第1の実施の形態について説明する。 First, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
図1は、本発明が適用されるレーザ光発生装置を有する工作機械の一例を概略的に示す全体斜視図、図2は、図1における1個のレーザ光発生装置を示す側面断面図、図3は、図1における1個のレーザ光発生装置を一部分解した形で示す斜視図である。 1 is an overall perspective view schematically showing an example of a machine tool having a laser beam generator to which the present invention is applied, and FIG. 2 is a side sectional view showing one laser beam generator in FIG. 3 is a perspective view showing one laser light generator in FIG. 1 in a partially disassembled form.
図1に示すように、工作機械1は、レーザ光を発生させるレーザ光発生装置2、該レーザ光発生装置2から出力されるレーザ光を加工部に伝送するレーザ伝送装置3、及び、伝送されたレーザ光をレーザトーチ9aからワーク(被加工物)Wに照射するためのレーザ照射装置9を有している。
As shown in FIG. 1, a
工作機械1に備えた上記レーザ光発生装置2は、半導体レーザユニット12と、硬化樹脂14(図2及び図3参照)及び該硬化樹脂14にてブロック化された光ファイバ7aの先端部分により構成された光ファイバユニット13と、を各1個ずつ合わせた結合体であるレーザ光発生装置2Aを、複数備えて構成されている。
The laser beam generator 2 provided in the
なお、本実施の形態では、レーザ光発生装置2が、3個のレーザ光発生装置2Aを備えて構成されているが、当該個数はこれに限らず、1個、2個、或いは4個以上でもよく、用途毎に必要とされるレーザ光出力の大小に応じて適宜選択されるものである。
In the present embodiment, the laser light generator 2 includes three
レーザ光発生装置2は、側面に貫通孔2aが形成された本体ケース2bを有しており、該本体ケース2bの内方に上記3個のレーザ光発生装置2Aが収容、配置されている。各レーザ光発生装置2Aから出力されるレーザ光は、それぞれに備えた複数本の光ファイバ7aからなる光ファイババンドル7を介して、上記貫通孔2aからケース外方に突出する光ファイバ8に伝送される。該光ファイバ8には、複数の光ファイババンドル7の集合体からのレーザ光が不図示の光学系を介して、集束された形で入射される。
The laser light generating device 2 has a
一方、レーザ伝送装置3は、上記光ファイバ8、及び該光ファイバ8と同様の構成を備える4本の光ファイバ4を有しており、これら光ファイバ8及び光ファイバ4の相互間には、それぞれミラー5が配置されている。当該レーザ伝送装置3では、光ファイバ4,8を所定角度(例えば8度)以上湾曲させるとレーザ光が該光ファイバ4から外部に漏れてしまう等の問題を、2つの光ファイバ同士をミラー5で光学的に接続することにより解消して、レーザ光伝送経路の設計の自由度を向上している。
On the other hand, the laser transmission device 3 includes the
そして、光ファイバ8,4におけるレーザ光出力側の端部(以下、出力側端部と言う)とミラー5との間には凸レンズ6aが配置され、光ファイバ4におけるレーザ光入力側の端部(以下、入力側端部と言う)とミラー5との間には凸レンズ6bが配置されている。各レーザ光発生装置2Aから射出(発振)されて光ファイババンドル7から光ファイバ8を介して伝送されるレーザ光は、該光ファイバ8の出力側端部から出力される際、拡散するレーザ光となるが、該拡散レーザ光は、凸レンズ6aで平行光に変換された後、ミラー5で反射されてその進路を所定角度変える。
A
更に、上記ミラー5で反射された平行光は、レンズ6bによる屈折によって、光ファイバ8,4に備えたコア部材(図示せず)の直径より小さくなるように集光されて、入力側端部のコア部材に入力される。これにより、光ファイバ8,4の一方のコア部材から拡散して出力されるレーザ光が、他方の光ファイバ4のコア部材に集光して入力されることになる。
Further, the parallel light reflected by the
以上の構成により、レーザ光発生装置2からレーザ光が射出されると、該レーザ光は、レーザ伝送装置3を介してレーザ照射装置9に伝送され、更にレーザトーチ9a内に配置されたレンズ(図示せず)などを介してワークWに対する焦点を合わせる形で、該レーザトーチ9aからワークWに照射される。
With the above configuration, when laser light is emitted from the laser light generator 2, the laser light is transmitted to the laser irradiation device 9 via the laser transmission device 3, and is further disposed in the
そして、ワークWを図1の矢印C方向に所定速度で回転させることにより、ワーク表面にレーザ光を一様に照射することが出来る。これにより例えば、ワークWが鉄鋼からなる場合に、ワーク表面から1.0mm〜1.5mmの部分に焼入れする等の加工を実施することが出来る。なお、図1に示した工作機械1は、レーザ光の伝送経路を説明するためのものであり、説明の便宜上、例えば移動台やその駆動装置など、その他の部分を省略して示している。
Then, by rotating the workpiece W in the direction of arrow C in FIG. 1 at a predetermined speed, it is possible to uniformly irradiate the workpiece surface with laser light. Thereby, for example, when the workpiece W is made of steel, it is possible to perform processing such as quenching to a portion of 1.0 mm to 1.5 mm from the workpiece surface. The
ついで、上記レーザ光発生装置2(2A)の構成について図2及び図3に沿って説明する。すなわち、レーザ光発生装置2を構成しているレーザ光発生装置2Aは、図2及び図3に示すように、マトリックス状に配列されて個々にレーザ光Lを射出することの出来る複数の光射出部11を備えた半導体レーザユニット12を有し、各光射出部11からそれぞれ射出されるレーザ光Lを個別に伝送することの出来る複数の光ファイバ7aを有している。
Next, the configuration of the laser beam generator 2 (2A) will be described with reference to FIGS. That is, the laser
なお、本実施の形態における「マトリックス状」は、行方向(X方向)及び列方向(Y方向)でのピッチをそれぞれ揃えた所謂行列状の配列に限定されるものでなく、行方向(又は列方向)に所定ピッチで並ぶ複数の部分を列方向(又は行方向)で交互にずれるように配列した蜂の巣(ハニカム)状、千鳥状、及びその他の配列をも含む広い概念である。 Note that the “matrix shape” in the present embodiment is not limited to a so-called matrix arrangement in which pitches in the row direction (X direction) and the column direction (Y direction) are respectively aligned, and the row direction (or This is a wide concept including a honeycomb (honeycomb) shape, a staggered shape, and other arrangements in which a plurality of portions arranged at a predetermined pitch in the column direction are alternately shifted in the column direction (or row direction).
上記半導体レーザユニット12は、前面に複数の光射出部(エミッタ)11をX方向に沿うように備える半導体レーザ基板26を複数個(例えば9個)積層した形で、略々箱体状のヒートシンク25に収容されている。各半導体レーザ基板26は、それぞれの光射出部11を覆うように配置されたマイクロレンズ18を備えている。該マイクロレンズ18は、レーザ光を平行光に変換するものであり、シリンドリカルレンズ等から構成される。また、上記ヒートシンク25の両側面(便宜上、図2及び図3では一側のみを図示)には、略々矩形状の放熱用切欠き25aが形成されている。
The
半導体レーザ基板26は、p型層とn型層との間に活性層が介在する形でpn接合されて構成されたもので、活性層の一側面には、p型層とn型層との電圧に基づきレーザ光を発振自在な複数箇所の光射出部(エミッタ)がX方向(図3)に沿って配列されている。このような半導体レーザ基板26では、電極(図示せず)を介してp型層とn型層とに電圧が印加されたとき、各光射出部11からレーザ光L(図3)が射出される。
The
また複数の光ファイバ7aは、各先端から所定長さ分が、マトリックス状の光射出部11に各受光端面(レーザ受光端)7b(図2)をそれぞれ正確に対向させることが出来るように、X方向及びY方向の受光端面7bにおける各ピッチを、X方向及びY方向での光射出部11間の各ピッチに一対一に対応させる形で、ガラス系の硬化樹脂14によりブロック状に位置決め固定されている。前述したように、この硬化樹脂14及び該硬化樹脂14にてブロック化された光ファイバ7aの先端部分により、光ファイバユニット13が構成されている。
The plurality of
光ファイバユニット13は、所定数(例えば54(6×9)本)の光ファイバ7aの受光端面7bが位置決めされて樹脂硬化された後、硬化樹脂14の前端面14a(図2)が光ファイバ7aの各受光端面7bと厳密に平行となるように精密に研磨されて、前後方向(厚さ方向)が比較的薄い直方体形状に形成される。このような構造の光ファイバユニット13を用いることにより、前端面14aを光射出部11の配列に対する基準として、多数の光ファイバ7aの正確な位置合わせを一度で行なうことが出来る。
The
なお、本実施の形態においては、半導体レーザ基板26が9段で、各半導体レーザ基板26における光射出部11が6個の半導体レーザユニット12を例に挙げたが、1つの半導体レーザ基板26が有する光射出部11の個数や半導体レーザ基板26の積層段数などは、これに限らず、必要に応じて適宜変更、設定することが出来るものである。
In the present embodiment, the
そして光ファイバユニット13は、その前端面14aの周囲にY方向移動枠21が嵌め込まれている。該Y方向移動枠21は、光ファイバユニット13を支持した形で、後述するX方向移動枠20内に形成されたY方向レール19,19にY方向移動自在に係合・支持されるもので、その一側面及び他側面に、Y方向レール19,19に摺動自在に係合することの出来る係合凸部21a,21bを有している。
The
一方、半導体レーザユニット12と光ファイバユニット13との間には、互いに対向して位置すべき光射出部11と受光端面7bとの位置関係を正確に調整することの出来る位置決め調整手段15が配設されている。該位置決め調整手段15は、光ファイバユニット13に装着された上記Y方向移動枠21と、該Y方向移動枠21を半導体レーザユニット12側に支持する支持体30とから構成されている。
On the other hand, between the
すなわち、支持体30は、半導体レーザユニット12を所定の状態にて固定支持する支持台16と、該支持台16にX方向移動自在に支持されるX方向移動枠20とを有している。支持台16は、基部16aと、該基部16aの略々中央部分に形成されて上記半導体レーザユニット12を担持する台座部16bとを有している。
That is, the
更に支持台16は、基部16aの前方側(図3の右方側)において所定の間隔をあけて上下方向(Y方向)に延設された柱部16c,16dと、該柱部16c,16dの上部同士及び下部同士をそれぞれ連結するように延設された梁部17,17とを有している。これら上部側の梁部17及び下部側の梁部17には、図2に示すように、梁部の長さ方向に延びるX方向レール17a,17bがそれぞれ形成されている。つまり、半導体レーザユニット12の前面(光射出側の面)における上下に所定の距離をあけた形でX方向レール17a,17bが配置され、また上記光射出側の前面における左右に所定の距離をあけた形でY方向レール19,19(便宜上、片側は図示を省略)が配置されている。
Further, the
また柱部16dの所定位置には、X方向を向くようにネジ孔(図示せず)が形成されており、該ネジ孔には、支持台16に対するX方向移動枠20のX方向位置を調整することの出来るX方向調整スクリュ22が螺合されている。該X方向調整スクリュ22は、その先端部をX方向移動枠20の一側面に当接させている。
Further, a screw hole (not shown) is formed at a predetermined position of the
上記X方向移動枠20は、支持台16の柱部16c,16d間の空間S内において、Y方向移動枠21がX方向及びY方向に所定距離移動出来るだけの空隙を形成し得るサイズの略々矩形状の枠体として構成されている。該X方向移動枠20は、その中央の空間部分を半導体レーザユニット12の前面に位置させた形でX方向レール17a,17bに摺動自在に係合することの出来る係合溝20a,20bと、当該移動枠20の所定位置にY方向を向くように形成されたネジ孔20c(図2参照)と、該ネジ孔20cに螺合されてY方向移動枠21のX方向移動枠20に対するY方向位置を調整することの出来るY方向調整スクリュ23とを有している。該Y方向調整スクリュ23は、その先端部23aを、X方向移動枠20の中央の空間部分に収容したY方向移動枠21の上側面に当接させている。
The
そして、柱部16cとX方向移動枠20との間には、板バネやコイルバネ等のバネ部材(図示せず)が縮設されており、従って、X方向調整スクリュ22をその回転軸を中心として一方向又は他方向に回動させることにより、X方向移動枠20の側面を押圧し又は解放して、X方向移動枠20(つまり光ファイバユニット13)のX方向位置を自在に調整することの出来るX方向調整機構が構成されている。また図2に示すように、X方向移動枠20の底面とY方向移動枠21の下側面との間には、板バネやコイルバネ等のバネ部材24が縮設されている。従って、Y方向調整スクリュ23を一方向又は他方向に回動させることにより、Y方向移動枠21の上側面を押圧し又は解放して、Y方向移動枠21(つまり光ファイバユニット13)のY方向位置を自在に調整することの出来るY方向調整機構が構成されている。
A spring member (not shown) such as a leaf spring or a coil spring is contracted between the
なお、上述した本レーザ光発生装置2Aを構成する各部材は、図示はしていないが、組立て作業や、支持体30への光ファイバユニット13の装着等に便利なように、ネジ等により所要の部位を容易に分離・組付け出来るように構成されている。
Although not shown in the drawings, the members constituting the laser
以上のように、工作機械1において、半導体レーザユニット12における個々の光射出部11からのレーザ出力は小さい(例えば1w程度)が、各レーザ光発生装置2Aでは、それぞれにレーザ光Lを発振(射出)することの出来る複数の光射出部11を備えた半導体レーザ基板26を、例えば9段積層して上記半導体レーザユニット12を構成している。従って、該半導体レーザユニット12から多数のレーザ光Lを射出して集光することにより、ワークWの加工に必要な高出力を得ることが出来る。そして、図1に示すように、レーザ光発生装置2Aを複数台備えることにより、多数の半導体レーザユニット12を活用した、より大出力の工作機械1が実現している。
As described above, in the
そして工作機械1では、その製作組立てに際して、図2に示す状態の支持体30に光ファイバユニット13が組み付けられる。つまり、予めY方向移動枠21を装着した光ファイバユニット13の前端面14aを、X方向移動枠20から露出している半導体レーザユニット12の光射出部11に対向させた形で、所定の操作により、Y方向移動枠21の係合凸部21a,21bをY方向レール19,19にそれぞれ摺動自在に係合させる。
In the
次いで、上記のようにして組み立てたレーザ光発生装置2Aの光射出部11と受光端面7bとのX方向及びY方向での位置決め調整を行なうべく、複数の光射出部11から射出されて光ファイババンドル7を介して伝送されるレーザ光Lを、モニタ(図示せず)に映し出し、その状態を監視する。更にこの監視状態にて、X方向調整スクリュ22及びY方向調整スクリュ23を適宜所要の方向に僅かずつ回動させることで、Y方向移動枠21を介して光ファイバユニット13を支持しているX方向移動枠20を、半導体レーザユニット12を支持している支持台9に対してX方向に微移動させると共に、光ファイバユニット13を支持しているY方向移動枠21を、X方向移動枠20に対してY方向に微移動させる。
Next, in order to perform positioning adjustment in the X direction and the Y direction of the
このように、工作機械1に備えたレーザ光発生装置2(2A)では、X方向調整スクリュ22及びY方向調整スクリュ23を適宜回動させることにより、多数の光射出部11に対する光ファイバユニット13の各受光端面7bのX方向及びY方向位置を、高い精度で一括して調整することが出来る。
As described above, in the laser beam generator 2 (2A) provided in the
ついで、第1図における、光ファイババンドル7の構成について詳細に説明する。
Next, the configuration of the
図4は、光ファイバに関する一構成例を示し、同図(a)は1本の光ファイバを拡大して示す側面図、同図(b)は光ファイバを複数本束ねた形の光ファイババンドルの先端部分、及びアダプタを拡大して示す側面図、同図(c)は同図(b)のVc-Vc線に沿って見た状態を示す正面図である。 4A and 4B show an example of a configuration related to an optical fiber. FIG. 4A is an enlarged side view of one optical fiber, and FIG. 4B is an optical fiber bundle in which a plurality of optical fibers are bundled. The front-end | tip part and the side view which expands and shows an adapter, The figure (c) is a front view which shows the state seen along the Vc-Vc line | wire of the figure (b).
本実施の形態は、光ファイババンドル7を構成する各光ファイバ7aの先端部分を特に加工することなく、該先端部分に、アダプタ31をテーパ状部として結合させたものである。
In the present embodiment, the
即ち本実施の形態では、図4(a)に示すように、コア27及びクラッド28からなる光ファイバ7aの射出端27bが、受光端面7bと同様の形状を有している。このような光ファイバ7aは、図4(b),(c)に示すように、複数本(例えば54本)が中実となる形で(前記複数の光射出部11に対向するレーザ受光端7bとは逆のレーザ射出側が)1本に束ねられて光ファイババンドル7を形成し、更に、レーザ光発生装置2A毎の光ファイババンドル7が互いに束ねられて、より太径の光ファイババンドル7(例えば54×3本)を形成している。
That is, in this embodiment, as shown in FIG. 4A, the
なお、本実施の形態においては、レーザ光発生装置2A毎の「光ファイババンドル7」と言う語句を、3本の光ファイババンドル7を束ねた形においても使用する。また、図4(b),(c)における光ファイバ7aの本数は、便宜上、実際の本数に対応させてはいない。
In the present embodiment, the phrase “
テーパ状部を構成する上記アダプタ31は、光ファイババンドル7全体のレーザ射出部分である射出端7dに結合されている。当該アダプタ31は、図4(b)に示すように、全体として略々円筒状に構成されており、射出口31bより内径の大きい入射口31a側を光ファイババンドル7の射出端7dに向けて、該射出端7d側に略々円筒状に突出する結合部31dを射出端7dの外周部分に嵌め込む形で、光ファイババンドル7に結合している。当該アダプタ31は、不図示の固定手段を介して、上記射出端7dの外周部分に堅固に固定されている。
The
テーパ状部を構成するアダプタ31は、上記射出端7dを臨む入射口31a、及び該入射口31aに対応する射出口31bと、これら入射口31a及び射出口31bを相互に連通する光伝送路31cと、を有している。光伝送路31cは、入射口31a側から射出口31bに向かってテーパ状に徐々に細径となる形状(先細のテーパ形状)を呈している。なお、本実施の形態においては、入射口31aの開口形状は、図4(c)中に符号31aで示すように円形である。その円形31aの内部に破線で示された複数の小円は、光ファイバ7aの横断面形状を示しているので、前記光ファイババンドル7により集光されたレーザ光の横断面形状は、各小円よりも小さな同心円(正確には、そのような同心円の集合体)となり、結局、本実施の形態においては、前記光ファイババンドル7により集光されたレーザ光の横断面形状は、前記入射口31aの開口形状よりも小さくされている。このような構成により、光ファイババンドル7の各光ファイバ7aから射出される全てのレーザ光Lを光伝送路31cの内面で反射させつつ、光損失を生じることなく伝送することが出来る。このように構成されるため、前記光ファイババンドル7は、前記複数の光射出部11からそれぞれ射出されるレーザ光Lを集光して入射口31aに入射させるためのレーザ光集光手段として機能する。
The
アダプタ31は、アルミニウム等の金属材料により構成されており、上記光伝送路31cは、該アダプタ31の入射口31a側から射出口31b側に向かって細径となるように貫通穿設されたテーパ状中空部から構成される。そして、光伝送路31cの内周面は、伝送時の光損失を可及的に抑えるために、凹凸の無い均一な面として厳密に研磨されている。或いは、伝送時の光損失を可及的に抑えるために、金属材料からなる光伝送路31cの内周面に、全反射し得る反射膜をメッキ(コーティング)等で形成することも出来る。
The
本実施形態における光ファイババンドル7をレーザ光発生装置2(2A)に用いる場合、テーパ状部であるアダプタ31の存在により、多数の光射出部11から射出されるレーザ光Lを、高効率で集光してパワー密度を高めた形で光ファイバ8(図1参照)に入射することが出来るという効果を奏する。また、本実施の形態における光射出部11はマトリックス状に配列されているので、複数の光射出部11からのレーザ光Lはそのようなマトリックス状のまま射出される。つまり、複数本のレーザ光Lからなるレーザ光群の横断面形状(別の言い方をすれば、複数本のレーザ光Lが分布する横断面領域の形状)は略四角形である。他方の光伝送路31cの横断面形状(入射口31aの開口形状)は小さな円形である。本実施の形態によれば、これらの光射出部11と光伝送路31cとの間に光ファイババンドル7を配置して、複数の光射出部11から射出されたレーザ光が該バンドル7により集光された上で前記入射口31aに入射されるように構成されているため、光損失(つまり、光ファイババンドル7から光伝送路31cにレーザ光が入射される際の光漏れ)を回避し、レーザ光を効率良く利用することができる。さらに、本実施の形態においては、前記レーザ光集光手段として複数の光ファイバ7aを用い、そのレーザ射出側に先細のアダプタ31を設け該アダプタ31を介してレーザ光を射出するように構成したので、コヒーレントなレーザ光は所定角度で傾斜するテーパ状の光導波路内を光損失を生じること無く全反射しつつ通過し得るという原理に基づき、各光射出部からのレーザ光を可及的に細径化したアダプタにより高効率で集光してパワー密度を高めることが出来る。
When the
また、複数の光ファイバ7aのレーザ射出側を束ねて光ファイババンドル7を形成した上で、該バンドル7の射出端7dにアダプタ31を結合させるだけの簡単な工程により、個々には低出力であるレーザ光Lを無駄なく有効に集光してレーザ加工用の高出力のレーザ光を得るための構成が実現出来る。更に、アダプタ31が金属材料により構成され、かつ光伝送路31cが、内面を研磨したテーパ状中空部により構成されるので、アダプタ31にテーパ状の孔を単に形成し、その内面をムラの無い鏡面状に研磨するだけで、光損失の無い良好な光伝送路31cを容易に得ることが出来るという効果も奏する。
In addition, an
ところで、上述したアダプタ31を、金属材料ではなく、ガラスや、透明プラスチック等のような堅固な合成樹脂材料により構成することも出来る。即ち、ガラスや、合成樹脂材料を使用して、上記金属材料を用いた場合と同じ形に形成した後、光伝送路31cの内周面に、真空蒸着メッキによって金や銀等の金属反射膜を形成するのである。従って、アダプタ31が、ガラスや、合成樹脂材料により構成され、かつ光伝送路31cが、蒸着メッキで内面に金属反射膜を形成したテーパ状中空部によって構成されることにより、アダプタ31にテーパ状の孔を単に形成し、その内面をムラ無く蒸着メッキして鏡面状に仕上げるだけで、光損失の無い良好な光伝送路31cを容易に得ることが出来る。
By the way, the
ところで、アダプタ31は、図4(b)に示すように、前記光ファイババンドル7の射出端7dに結合されているが、アダプタ31と光ファイババンドル7とを結合しなくても良い。例えば、アダプタ31及び光ファイババンドル7を同じケースや基板に支持させて、アダプタ31の入射口31aと光ファイババンドル7の射出端7dとが対向するような位置関係にすると良い。
Incidentally, the
一方、本実施の形態におけるアダプタ31の光伝送路31cは、図4(b)に明らかなように、入射口31aから射出口31bにかけて同じ傾き(割合)で細く絞られている(つまり、レーザ光の絞り度合いは、入射口31aから射出口31bにかけて同じである)が、前記光伝送路31cの射出口31bの近傍におけるレーザ光の絞り度合いを、前記入射口31aの近傍におけるレーザ光の絞り度合いよりも小さくしても良い。その場合には、レーザ光のビーム径を段階的に絞ることができ、種々の意味で、加工に最適なレーザ光を得ることができる。なお、本明細書において、「ある特定部分におけるレーザ光の絞り度合い」とは、“その特定部分から出射されるレーザ光のビーム径”を“その特定部分に入射されるレーザ光のビーム径”で割った値(比)を意味するものとする。
On the other hand, the
以下、図5に沿って、本発明の第2の実施の形態について説明する。 Hereinafter, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
上述した第1の実施の形態では、レーザ光集光手段(つまり、複数の光射出部11から射出されるレーザ光Lを集光することのできる手段)を、複数の光ファイバ7aからなる光ファイババンドル7にて構成したが、本実施の形態におけるレーザ光集光手段は、図5に示すようにレンズ107にて構成している。これにより、光ファイバを用いる場合に比べて構造や製造工程を簡単にできる。なお、図5は、本発明が適用されるレーザ光発生装置を備えた工作機械の他の例を概略的に示す斜視断面図である。
In the first embodiment described above, the laser light condensing means (that is, means capable of condensing the laser light L emitted from the plurality of light emitting portions 11) is the light composed of the plurality of
この図5において、符号111は、レーザ光Lを射出することの出来る光射出部を示し、符号112は、該光射出部111をマトリックス状に複数配列することにより構成した半導体レーザユニットを示し、符号102Aはレーザ光発生装置を示す。
In FIG. 5,
また、符号131cは、徐々に細径となるように形成されたテーパ状の光伝送路を示し、符号131aは、レーザ光集光手段107の射出端107dを臨む位置に配置されたレーザ光の入射口を示し、符号131bは、該入射口131aに対応する射出口を示す。このような入射口131a、射出口131b及び光伝送路131cを有する部品(テーパ状部)131は、上述したアダプタ31と同様の構成にすると良い。すなわち、
・ テーパ状部131を金属材料により構成し、かつ光伝送路131cを、内面を研磨したテーパ状中空部により構成しても、
・ テーパ状部131を金属材料により構成し、かつ光伝送路131cを、内面に反射膜を形成したテーパ状中空部により構成しても、或いは、
・ テーパ状部131を、合成樹脂材料により構成し、かつ光伝送路131cを、蒸着メッキで内面に金属反射膜を形成したテーパ状中空部により構成しても、
いずれでも良い。その他の部品の構成は、第1の実施の形態と同様にすると良い。
Even if the tapered
The
Even if the tapered
Either is fine. Other components may be configured in the same manner as in the first embodiment.
本実施の形態における光射出部111はマトリックス状に配列されているので、複数の光射出部111からのレーザ光Lはそのようなマトリックス状のまま射出される。つまり、複数本のレーザ光Lからなるレーザ光群の横断面形状(別の言い方をすれば、複数本のレーザ光Lが分布する横断面領域の形状)は略四角形である。他方の光伝送路131cの横断面形状(入射口131aの開口形状)は小さな円形である。本実施の形態によれば、これらの光射出部111と光伝送路131cとの間にレンズ107を配置して、複数の光射出部111から射出されたレーザ光が該レンズ107により集光された上で前記入射口131aに入射されるように構成されているため、光損失(つまり、レンズ107から光伝送路131cにレーザ光が入射される際の光漏れ)を回避し、レーザ光を効率良く利用することができる。なお、本実施の形態に用いるレンズ107としては、略四角形状の領域に広く分布しているレーザ光群を小さな円形の領域に集光させるものであっても、略四角形状の領域に広く分布しているレーザ光群をそのままの相似な形状の領域(つまり、小さな四角形状の領域)に集光させるものであっても良い。この場合、レンズ107により集光されたレーザ光の横断面形状は、前記入射口131aの開口形状と等しいか、該開口形状よりも小さくすると良い。
Since the
なお、それぞれの光射出部111を覆うようにマイクロレンズ(図5においては不図示。図2の符号18参照)を配置しておき、該マイクロレンズによりレーザ光を平行光に変換するようにしておくと良い。また、レンズ107は、複数の光射出部111から射出されたレーザ光を単に集光するだけでなく、光軸に対して出来るだけ平行となるようにレーザ光を集光すると良い。そのようにした場合には、光伝送路131cにおける光損失(乱反射)を低減することができる。
A microlens (not shown in FIG. 5; see
本実施の形態においては、図5に明らかなように、前記光伝送路131cの前記射出口131bの近傍におけるレーザ光の絞り度合いが、前記光伝送路131cの前記入射口131aの近傍におけるレーザ光の絞り度合いよりも小さく設定されている。これにより、レーザ光のビーム径を段階的に絞ることができ、種々の意味で、加工に最適なレーザ光を得ることができる。
In the present embodiment, as is apparent from FIG. 5, the degree of laser beam narrowing in the vicinity of the
本発明は、半導体レーザを多数用い、該半導体レーザから射出されるレーザ光を集光して所定の出力のレーザ光線を得て利用する、種々の装置に用いることが出来る。 The present invention can be used in various apparatuses that use a large number of semiconductor lasers, collect laser light emitted from the semiconductor lasers, and obtain and use a laser beam with a predetermined output.
1……工作機械
2、2A……レーザ光発生装置
7……光ファイババンドル
7a……光ファイバ
7b……受光端面(レーザ受光端)
7d……射出端(レーザ射出側の端部)
11……光射出部
12……半導体レーザユニット
27……コア
27b……射出端(レーザ射出側の端部)
28……クラッド
31……アダプタ
31a……入射口
31b……射出口
31c……光伝送路
L……レーザ光
DESCRIPTION OF
7d: Ejection end (end on laser emission side)
DESCRIPTION OF
28 …… Clad 31 ……
Claims (8)
該レーザ光集光手段により集光されたレーザ光が入射される入射口、該入射口に対応する射出口、及び該入射口から該射出口に向かって徐々に細径となるテーパ状の光伝送路からなるテーパ状部、を備えたことを特徴とするレーザ光発生装置。 A semiconductor laser unit having a plurality of light emitting portions arranged in a matrix and capable of individually emitting laser light, and capable of condensing laser light emitted from the plurality of light emitting portions A laser beam generator having a laser beam focusing means,
An incident port through which the laser beam condensed by the laser beam condensing unit is incident, an exit port corresponding to the incident port, and tapered light that gradually decreases in diameter from the incident port toward the exit port A laser light generator characterized by comprising a tapered portion comprising a transmission line.
6. The taper portion is made of a synthetic resin material, and the optical transmission path is made of a taper-shaped hollow portion having a metal reflection film formed on the inner surface by vapor deposition plating. The laser beam generator according to claim 1.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2005042479A JP2005286310A (en) | 2004-03-04 | 2005-02-18 | Device for generating laser beam |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2004061255 | 2004-03-04 | ||
| JP2005042479A JP2005286310A (en) | 2004-03-04 | 2005-02-18 | Device for generating laser beam |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2005286310A true JP2005286310A (en) | 2005-10-13 |
Family
ID=35184295
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2005042479A Pending JP2005286310A (en) | 2004-03-04 | 2005-02-18 | Device for generating laser beam |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2005286310A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2019176953A1 (en) | 2018-03-12 | 2019-09-19 | 古河電気工業株式会社 | Optical fiber bundle provided with beam superposing mechanism |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02142695A (en) * | 1988-07-13 | 1990-05-31 | Sony Corp | Laser beam machine |
| JPH07168040A (en) * | 1993-12-14 | 1995-07-04 | Nippon Steel Corp | Semiconductor laser focusing device |
| JPH09199774A (en) * | 1996-01-22 | 1997-07-31 | Nec Corp | Laser-diode-excited solid-state laser device |
| JP2002148491A (en) * | 2000-11-14 | 2002-05-22 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Semiconductor laser processing apparatus and adjustment method thereof |
-
2005
- 2005-02-18 JP JP2005042479A patent/JP2005286310A/en active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02142695A (en) * | 1988-07-13 | 1990-05-31 | Sony Corp | Laser beam machine |
| JPH07168040A (en) * | 1993-12-14 | 1995-07-04 | Nippon Steel Corp | Semiconductor laser focusing device |
| JPH09199774A (en) * | 1996-01-22 | 1997-07-31 | Nec Corp | Laser-diode-excited solid-state laser device |
| JP2002148491A (en) * | 2000-11-14 | 2002-05-22 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Semiconductor laser processing apparatus and adjustment method thereof |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2019176953A1 (en) | 2018-03-12 | 2019-09-19 | 古河電気工業株式会社 | Optical fiber bundle provided with beam superposing mechanism |
| US11287574B2 (en) | 2018-03-12 | 2022-03-29 | Furukawa Electric Co., Ltd. | Optical fiber bundle with beam overlapping mechanism |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5268437B2 (en) | light source | |
| JP4980329B2 (en) | High power laser diode array including at least one high power diode laser and laser light source including the same | |
| US20030043582A1 (en) | Delivery mechanism for a laser diode array | |
| US11287574B2 (en) | Optical fiber bundle with beam overlapping mechanism | |
| FI116010B (en) | Method and laser device for producing high optical power density | |
| JP7303538B2 (en) | Laser processing equipment | |
| WO2007047086A2 (en) | Diode laser array coupling optic and system | |
| US20050263505A1 (en) | Laser beam hardening tool | |
| WO2010051200A1 (en) | Interleaving laser beams | |
| JP3932982B2 (en) | Condensing optical circuit and light source device | |
| CN1660536B (en) | laser generator | |
| JP2008124358A (en) | Laser module | |
| JP2005286310A (en) | Device for generating laser beam | |
| KR101569441B1 (en) | Laser diode module | |
| JP2009168846A (en) | Condensing device and condensing method | |
| JP2002374031A (en) | Focusing system for semiconductor laser | |
| WO2005101096A1 (en) | Light collecting device and light collecting mirror | |
| JP2004319820A (en) | Laser beam generating device | |
| JP5420172B2 (en) | Laser equipment | |
| JP7807570B2 (en) | Optical device for semiconductor laser and laser device having such an optical device | |
| CN221200233U (en) | Exposure system and exposure device | |
| JP2007248581A (en) | Laser module | |
| US20040165643A1 (en) | Device for collimating a high-brightness laser diode array | |
| JP7739942B2 (en) | laser device | |
| Cheng et al. | Analysis of microlens array efficient optical power coupling for vertical-cavity surface-emission laser arrays |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20080109 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20100810 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20100817 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20101214 |