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    • 专利摘要:

    公开号:WO1991020114A1
    申请号:PCT/JP1991/000720
    申请日:1991-05-28
    公开日:1991-12-26
    发明作者:Norio Karube
    申请人:Fanuc Ltd；
    IPC主号:H01S3-00
    专利说明:
    [0001] 明 細
    [0002] - レーザ発振装置 技 術 分 野
    [0003] 本発明は金属あるいは非金属の切断加工用に利用する高出 カ レーザ発振装置に関し、 特に円偏光出力ビームを射出する レーザ発振装置に関する。 '
    [0004] ' 背 景 技 術
    [0005] レーザ切断加工においては、 円偏光ビームを利用すること が優位であることは良く知られている。 このため円偏光ビー ムを作る必要があるが、 従来はレーザ共振器からの直接射出 ビームは直線偏光であり、 これを外部の光学部品を使用して 円偏光に変換していた。
    [0006] 第 4図は従来の外部に光学部品を設けたレーザ発振装置の 構造を示す図である。 円偏光ビームを作るのに従来技術では 第 4図に示すように一度共振器内で直線偏光で発振させ、 こ れを外部光学系を用いて円偏光に変換していた。 第 4図では 放電管 どのレーザ励起用部品は周知であるので省略してあ り、 光学系のみを示している。 第 4図では、 レーザ共振器は リア鏡 1、 折り返し鏡 2 、 3、 及び出力結合鏡 4から構成さ れている。
    [0007] これも周知の原理によつて共振器内のレーザ光は電界べク トルが 3本の光軸 7 a 、 7 b、 7 cが決める平面に直交した 直線偏光になっている。 しかも、 第 4図ではこの平面は直線 7 aの回りに ττ Ζ 4だけ回転させてある。 従って、 共振器よ りの出射ビーム 8は地表に対して ττ Ζ 4だけ傾いた直線偏光 る。
    [0008] この出射ビームは 2枚組の ττ Ζ 2 フ ェ ーズリタ一ダ 5及び 6に導かれる。 周知の原理によって同リ ターダよりの射出ビ —ム 9は円偏光になっている。
    [0009] しかし、 第 4図に示す従来の方式では以下の'ような問題点 が存在する。
    [0010] 第 1 は光学部品点数が多すぎて価格が高くなることである。 第 2は系が大型で複雑化することである。
    [0011] 第 3は外部の光学系もレーザ共振器並みに精密構造にしな いとレーザビームのポイ ンテングスタビリテ一が不足して切 断特性が低下することである。 発 明 の 開 示
    [0012] 本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、 外部 に光学部品を設けずに、 直接円偏光ビームが出力されるレー ザ発振装置を提供することを目的とする。
    [0013] 本発明では上記課題を解決するために、
    [0014] 出力結合鏡及びリァ鏡の他に折り返し鏡を用いて光軸を折 り返した折り返し型レーザ共振器を備えたレーザ発振装置に おいて、 稜線が、 前記折り返された光軸の作る平面と π 4 を成すルーフ型反射鏡から成る前記リ ァ鏡と、 平行及び垂直 偏光成分に対して、 ττ Ζ 2の位相遅延を行う前記折り返し鏡 と、 を有することを特徴とするレーザ発振装置が、 提供され る o - リ ア鏡はルーフ型反射鏡から成り、 その稜線が、 折り返さ れた光軸の作る平面と Z 4を成す。 リア鏡の反射率は、 電 界ベク トルが稜線の方向に並行な直線偏光成分の方が、 これ に直交する成分より も高く なる。 従って、 共振器内のレーザ 光は、 リ ア鏡とこのリ ァ鏡に最も近い折り返し鏡との間の光 路において、 稜線の方向に直線-偏光する。 この直線偏光は折 り返し鏡によって反射される。 一方、 折り返し鏡は、 平行及 . び垂直偏光成分に対して、 総合的に？r Z 2の位相遅延を行う。 この場合よく知られた光学の原理によって得られる射出ビー 厶は円偏光ビームとなる。 図 面 の 簡 単 な 説 明
    [0015] 第 1図は本発明の第 1の実施例のレーザ発振装置の構成を 示す図、
    [0016] 第 2図は本発明の第 2の実施例のレーザ発振装置の構成を 示す図、
    [0017] 第 3図は本発明の第 3の実施例のレーザ発振装置の構成を 示す図、
    [0018] 第 4図は従来の円偏光を得るためのレ—ザ発振装置の構成 を示す図である。 発明を実施するための最良の形態
    [0019] 以下、 本発明の各実施例を図面に基づいて説明する。 第 1図は、 本発明の第 1の実施例に係るレーザ発振装置の 共振器の構成図である。 図において、 共振器はリア鏡 1 0、 折り返し鏡 1 1、 及び出力結合鏡 4から構成されている。 た だし、 放電管等のレーザ励起用部品は省略してある。
    [0020] リァ鏡 1 0は、 直角ルーフ型反射鏡で、 その稜線 1 0 aが、 図に示すように、 2本の光軸 7 a、 7 bの作る平面に対して 7Γ 4傾いている。
    [0021] 折り返し鏡 1 1 は、 平行及び垂直偏光成分に対して ττ Ζ 2 の位相遅延を行うフ ェ ーズリ ターダで、 屈折率の高い誘電体 膜と屈折率の低い誘電体膜とを交互に積層し多重干渉によつ て反射光の位相を遅らせるようにした公知のものである。 出 力結合鏡 4は反射率に方向性のない通常のものである。
    [0022] 上記構成の共振器において、 共振器内のレーザ光は、 図に 示すように光軸 7 a、 7 bが折り返し鏡 1 1 によって折り曲 げられている。 この光軸 Ί aの領域 （リァ鏡 1 0 と折り返し 鏡 1 1 との間の光路） では、 レーザ光 1 0 bは、 リア鏡 1 0 の稜線 1 0 aの方向、 即ち光軸 7 a及び 7 bが作る平面と π Ζ 4を成す方向に直線偏光している。 これは、 ルーフ型反射 鏡 1 0では、 よく知られた光学の原理によって、 反射率が、 電界べク ト ルが稜線 1 0 aの方向に平行な直線偏光成分の方 が、 これに直交する成分よりも高くなるためである。
    [0023] このレーザ光 1 0 bは、 位相遅延 ττ Ζ 2 の折り返し鏡 1 1 によって反射されると、 これもよく知られた光学法則によつ て、 光軸 7 bの領域 （折り返し鏡 1 1 と出力結合鏡 4との間 の光路） では、 円偏光となる。 このとき出力結合鏡 4から出 力されるレーザ光 1 3'も円偏光状態にある。
    [0024] このように、 本実施例によると、 外部に光学部品を設ける ことなく、 共振器から直接円偏光ビームが出力されるので、 光学部品点数を大幅に低減できる。 このため、 共振器が簡単 な構造となり、 小型化することができる。 また、 コス トを低 減することができる。 更に、 切断加工時にレーザビームのポ ィ ンテ ングスタビリテ一が向上し、 切断特性が改善される。 次に、 第 2図に基づいて本発明の第 2の実施例を説明する。 第 1 の実施例との相違点は、 共振器がフユ ーズリ タ一ダを兼 ねる折り返し鏡 1 1及び 1 2によって 2回折り返されるよ—う に構成した点にある。 フ ューズリ ターダは 2枚で総合的に π Ζ 2の位相遅延を行う。 これには各フ ェ ーズリターダが ττ Ζ 4づっ位相を遅延してもよいし、 1 枚のみで ττ Ζ 2だけ行い、 他はゼロシフ ト鏡を用いてもよい。 いずれにしても、 レーザ 光は光軸 7 aの領域では ττ Ζ 4に傾斜した直線偏光で、 光軸 7 cの領域 （折り返し鏡 1 2 と出力結合鏡 4 との間の光路） では円偏光で発振し、 円偏光状態のレーザ光 1 3が出力結合 鏡 4から出力される。
    [0025] 次に、 第 3図に基づいて本発明の第 3の実施例を説明する。 この実施例では、 共振器は、 多数の折り返し鏡 1 1 1 、 1 1 2 、 、 1 1 Ν、 1 2 1 、 1 2 2 、 、 1 2 Νから構成 された多重折り返し型のものであり、 フ ェ ーズリ タ一ダを兼 ねる折り返し鏡全部が総合的に ττ Ζ 2の位相遅延を行い、 第 1及び第 2の実施例と同様に、 円偏光状態のレーザ光 1 3が 出力結合鏡 4から出力される。 以上説明したように本発明では、 リ ァ鏡にルーフ型反射鏡 を用い、 共振器から直接円偏光ビームが出力されるように構 成したので、 円偏光を得るための外部の光学部品が不要とな り、 光学部品点数が大幅に低減される。 このため、 構造が簡 単になり、 小型化することができる。 また、 コ ス トを低減す ることができる。 更に、 切断加工時にレーザビームのボイ ン テ ングスタ ビ リ テ一が向上し、 切断特性が改善される。
    权利要求:
    Claims請 求 の 範 囲
    1. 出力結合鏡及びリァ鏡の他に折り返し鏡を用いて光軸 を折り返した折り返し型レーザ共振器を備えたレーザ ¾振装 it ί_ ¾ {"> ご、
    稜線が、 前記折り返された光軸の作る平面と ττΖ 4を成す ルーフ型反射鏡から成る前記リ ア鏡と、
    平行及び垂直偏光成分に対して、 7τΖ 2の位相遅延を行う 前記折り返し鏡と、
    を有することを特徵とするレーザ発振装置。
    2. 前記折り返し鏡は 1枚から成り、 1枚で ττΖ2の位相 遅延を行う ことを特徵とする請求項 1記載のレーザ発振装置。
    3. 前記折り返し鏡は 2枚から成り、 2枚で総合的に ττΖ 2の位相遅延を行う ことを特徵とする請求項 1記載のレーザ 発振装置。
    4. 前記折り返し鏡は 3枚以上から成り、 3枚以上全部で 総合的に Ζ 2の位相遅延を行う ことを特徴とする請求項 1 記載のレーザ発振装置。
    类似技术:
    公开号 | 公开日 | 专利标题
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    同族专利:
    公开号 | 公开日
    JPH0444372A|1992-02-14|
    EP0485619A1|1992-05-20|
    EP0485619B1|1997-08-06|
    EP0485619A4|1994-02-16|
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    DE69127170D1|1997-09-11|
    JP2651263B2|1997-09-10|
    DE69127170T2|1997-12-18|
    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    法律状态:
    1991-12-26| AK| Designated states|Kind code of ref document: A1 Designated state(s): US |
    1991-12-26| AL| Designated countries for regional patents|Kind code of ref document: A1 Designated state(s): DE GB IT |
    1992-01-23| WWE| Wipo information: entry into national phase|Ref document number: 1991909712 Country of ref document: EP |
    1992-05-20| WWP| Wipo information: published in national office|Ref document number: 1991909712 Country of ref document: EP |
    1997-08-06| WWG| Wipo information: grant in national office|Ref document number: 1991909712 Country of ref document: EP |
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
    JP2/152293||1990-06-11||
    JP15229390A|JP2651263B2|1990-06-11|1990-06-11|レーザ発振装置|US07/834,524| US5307367A|1990-06-11|1991-05-28|Laser oscillating apparatus|
    EP91909712A| EP0485619B1|1990-06-11|1991-05-28|Laser oscillating device|
    DE1991627170| DE69127170T2|1990-06-11|1991-05-28|Oszillierende laservorrichtung|
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