JPS60171776A - Method and device for feeding laser energy - Google Patents
Method and device for feeding laser energyInfo
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- JPS60171776A JPS60171776A JP59027399A JP2739984A JPS60171776A JP S60171776 A JPS60171776 A JP S60171776A JP 59027399 A JP59027399 A JP 59027399A JP 2739984 A JP2739984 A JP 2739984A JP S60171776 A JPS60171776 A JP S60171776A
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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。(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.
Description
【発明の詳細な説明】
発 明 の 背 ■
この発明はレーザ゛・ビームを送り出”l’ ij法と
装置、更に具体的に云えば、製造目的にとって十分に高
いエネルギ・レベルでレーザ・エネルギを光学繊維を介
しC伝達りることに関す−る。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention provides a method and apparatus for delivering a laser beam, and more specifically, a method and apparatus for delivering a laser beam, and more specifically, a method and apparatus for delivering a laser beam and, more specifically, for producing a laser beam at an energy level sufficiently high for manufacturing purposes. Concerning the transmission of C through optical fibers.
典型的には、材料を処理する為にレーザ・ビームを送り
出Jのは、ビームを方向ぎめ゛りる為の鏡とプリズムの
集成体を用い0行なわれる。レーザ・ビームを光学4J
Jilに通り時、ビームの方向ぎめの81i通性を高め
ることが出来る。この融通性により、製造時に工作物の
困難な場所への接近が容易に/、「る。穿孔、切削、溶
接及び選択的な熱処理及σレー1アによる吹付り塗装の
様な月料の処理が、加]T部から離れた所にあるレーザ
を用いて可能になる。Typically, the delivery of a laser beam to process materials is accomplished using a mirror and prism assembly to direct the beam. Optical laser beam 4J
When passing through Jil, it is possible to improve the 81i permissibility of beam direction. This flexibility makes it easy to access difficult parts of the workpiece during manufacturing.Drilling, cutting, welding and other treatments such as selective heat treatment and spray painting with a laser beam. However, this is possible using a laser located at a distance from the T section.
レー1r・エネルギはレーザ通信並びに医療の分野のレ
ーザによる外科手術の目的の為に、光学繊維に沿って伝
達されていた。何れの場合も、レーザ・ビームは連続波
(CW)であっC1100ワツ1〜の平均エネルギ・レ
ベルを越えることはなかった。遠赤外線の10.6マイ
クロメードルの波長を持つCO2レー1Fからの20ワ
ツトものCW上ネルギが光学11維を介し゛C伝達され
た。近赤外線の1.06マイクロメードルの波長を持つ
レーIPからの100ワツI〜のCWエネルギ・レベル
も達成されCいる。製版及び布地の切断の様な用途で、
材料を処理Mる為に、CO2レーザだけが光学繊維とJ
tに用いられている。平均エネルギ又は尖りf1土ネル
ギは、コスト効果がある様な割合で、金属の溶接、切削
、穿孔及び熱処理を行なうのに十分ではない。G O2
レーリ゛の光学繊維は、臭化タリウム及び沃化タリウム
で構成され−Cいて、10.6マイクLJメー1〜ルで
55%の透過率を持つことが出来、この様なレベルの透
過率に覆るには、冷却が必要′Cある。波長1.06マ
イクロメー1−ルのエネルギ源であるネオジウム−イソ
1ヘリウム・アルミニウム・ガーネッ1〜・レーザは、
外′fri川の100ワットのCW平均1ネルギを発生
している。こういうエネルギ・レベルは限られlこ金属
処理には適しているが、用いられたことがない。1゜0
00ワツトを越える尖頭エネルギのノフが金属処理には
一層望ましい。Ray 1r energy has been transmitted along optical fibers for purposes of laser communications as well as laser surgery in the medical field. In each case, the laser beam was continuous wave (CW) and did not exceed an average energy level of C1100. As much as 20 watts of CW energy from the CO2 ray 1F, which has a far-infrared wavelength of 10.6 micrometers, was transmitted through 11 optical fibers. CW energy levels of 100 W from Ray IP with a wavelength of 1.06 micrometers in the near-infrared have also been achieved. For uses such as plate making and fabric cutting,
Only CO2 lasers are used to process materials and optical fibers.
It is used in t. The average energy or peak f1 energy is not sufficient to weld, cut, drill, and heat treat metals at cost effective rates. G O2
Rayleigh's optical fiber is composed of thallium bromide and thallium iodide, and can have a transmittance of 55% at 10.6 micrometers. Cooling is required to cover it. The neodymium-iso-1 helium-aluminum-garnet laser, which is an energy source with a wavelength of 1.06 micrometers, is
A CW of 100 watts outside the river generates an average of 1 energy. Although such energy levels are suitable for limited metal processing, they have never been used. 1゜0
A peak energy nof in excess of 0.00 watts is more desirable for metal processing.
発 明 の 概 要
この弁明では、1本の光学m雑にレーザ・エネルギを結
合する。この光学IJli帷はライトガイドとしC使わ
れ、材料の処理の為、工作物に十分なパルス・エネルギ
を送り出す。パルス様式で動作し、且つ近赤外線及び可
視スペクトルの範囲内の波長を持つ固体ネオジウム−Y
AGレーず又はその他のレーザによって発生されIcレ
ーザ・ビームが、りfましくは石英で作られた光学il
雑のコアの1端に集束される。キロワット範囲の尖頭レ
ベルを持つ1.ネルギが、繊維を介しC出力側の端に通
される。出−C来るレーザ・ビームを、穿孔、切削、溶
接、熱処理及びレーザ゛による吹付り塗装の様な製造過
程にとつ−C十分高い]−ネルギ密度で、工作物に集束
りる。SUMMARY OF THE INVENTION This defense couples laser energy into a single optical system. This optical IJli screen is used as a light guide to deliver sufficient pulse energy to the workpiece for material processing. Solid neodymium-Y operating in a pulsed manner and with wavelengths in the near-infrared and visible spectrum
An Ic laser beam generated by an AG laser or other laser is connected to an optical illuminator, preferably made of quartz.
It is focused at one end of the miscellaneous core. 1. With peak levels in the kilowatt range. Energy is passed through the fiber to the C output end. The output laser beam is focused onto a workpiece at a sufficiently high energy density for manufacturing processes such as drilling, cutting, welding, heat treating, and laser spray painting.
この装置は、レーザ・ビームを光学Ili雑のコアの直
径より小さい直径を持つ小さなスポットに集束するレン
ズを持っている。その間口値は、集束されたビームの内
角が約24°より小さくなる様になつCいる。特定の実
施例では、銅又は金で作られた保持治具を介して結合が
行なわれる。この治具がレーザ“・エネルギを反射し、
漂遊エネルギが光学繊維の被覆に入り込んで、それを溶
融リ−るのを防止りる。繊維の端にある被覆を取り去り
、繊耗を治具の孔に収める。250ワツ1〜までの平均
1ネルギ・レベルの場合の2番目の実り色間は、別の人
力結合器をJ−’i −J ’Cいる。繊組の錆1i
1J冒う被)■及び遮蔽物をはぎ取り、次の部分では遮
蔽物だけを取り去り、とうして調製した繊維の端を硝子
保持体に取イ」りる。出力側にレンズ装置があっ(、レ
ーザ゛・ビームを丙びコリメー1〜して工作物に丙び集
束りる。This device has a lens that focuses the laser beam into a small spot with a diameter smaller than the diameter of the core of the optical Ili. The aperture value is such that the internal angle of the focused beam is less than about 24°. In certain embodiments, the bond is made through a retaining jig made of copper or gold. This jig reflects the laser energy,
Stray energy is prevented from entering the coating of the optical fiber and causing it to melt and leak. Remove the coating from the ends of the fibers and fit the wear into the holes in the jig. The second fruit color interval for an average energy level of up to 250W1 uses another manual combiner J-'i-J'C. Sengumi rust 1i
1) Peel off the covering (1) and the shield, and in the next part, remove only the shield and place the end of the fiber thus prepared on a glass holder. There is a lens device on the output side (which collimates and focuses the laser beam onto the workpiece).
このブを明の装置fTj Itよ光損失が最低の可撓性
レーザ゛・ビーム送り出し装置であり、レーザ・ビーム
の操作の自山磨を人さくりる。これは1」ボッ1〜制御
装置を用いた金属処理に特に有用である。This device is a flexible laser beam delivery device with the lowest optical loss compared to Akira's device fTj It, making it easier for people to master the operation of the laser beam. This is particularly useful in metal processing using 1'' control equipment.
弁明の訂11な記載
図面に示しIcレーザ・エネルギ送り出し装置により、
金II只の処理及び他の材料の処理が(−1なわれる。Revised Explanation 11 By the Ic laser energy delivery device shown in the drawing,
The processing of gold II alone and the processing of other materials is (-1).
250ワッl−程度の平均エネルギ・レベル及び数キロ
ワットの尖頭エネルギが個別の光学m維を介しで伝達さ
れる。近赤外線の範囲内の波長を持つネAジウムーイッ
1−リウム・アルミニウム・ガーネット・レーザをパル
ス様式で動作させる。Average energy levels on the order of 250 watts and peak energies of several kilowatts are transmitted through the individual optical fibers. A Neadium-Illium Aluminum Garnet laser with a wavelength in the near-infrared range is operated in a pulsed manner.
他の適当な固体レーザ“は、680プノメータの波にを
持つルビー・レーザ及び630乃至730ナノメータの
波長を拍つアレキリ−ンドライ1〜・レーザC゛あり、
何れも可視スペクトル1e囲内である。Other suitable solid-state lasers include the ruby laser, which has a wave length of 680 nanometers, and the Arechiline Dry Laser C, which has a wavelength of 630 to 730 nanometers.
Both are within the visible spectrum 1e range.
近赤外線及び可視範囲の全ての波長が、石英を溶1Mi
さけることなく、6英の光学IIi紐の中で伝達される
。この種の光学繊維は、この繊維が可撓性CあつC,(
2英を良い繊維に引張ることが出来ると几に、純粋な材
料である点で好ましい。不純物は」ネルギを吸収づる1
111向がある。′!A置は、レーザ・[ネルギを繊維
に結合するど共に、繊維から出I、−じ−ムを、材料の
処理に十分な1ネルギ密度に東9#!する手段を含んC
いる。All wavelengths in the near-infrared and visible ranges melt 1Mi
Without exception, it is transmitted in the 6-Eng Optical IIi string. This type of optical fiber has a flexibility of C, (
It is preferable because it is a pure material and can be drawn into a good fiber. Impurities absorb energy 1
There are 111 directions. ′! The A position is used to combine the laser energy into the fibers, and also to extract the I, beam from the fibers to an energy density of 1, sufficient for processing the material. C
There is.
第1図で、パルス様式で使うNd −YAGレーリ゛1
0が、直径i、oooマイクL1メートルの溶融6英の
光学繊維11に結合される。この為、レ−IJ’・ビー
ム12をレンズ13を用いて繊維の端に集束する。レー
ザ・エネルギが繊維に入る為には、2つの条イ′1が必
要である。第1に、焦点面の小さなスボッ1〜がh英の
コア14の直径より小さな直径を持つことである。第2
に、光学繊維の開口11は、集束されたビームの(円錐
角の様な)内角が22°乃至24°より小さくなる様に
なっていることCある。最善の結果を得る為に番よ、]
コア4の端は光学的に平114になる様に1Ill削し
て、反+44防11.被苗15を設()る。mル「1゛
1を受入れる孔を持つ銅製の保持冶具1゛6を介しC結
合が11なわれる。繊維の端から約1 / 411=J
の透明4「シリ−1ン被覆17を取り去る。銅の冶具1
6は、繊維の端に入らない漂遊レ一番!・エネルギがら
繊維の被覆を保護Jる助けをりると其に、被覆の溶81
;を防止する。銅は中位のエネルギ・レベルを持つ1.
06マイクロメードルのレーザ・エネルギを反射す゛る
傾向を持つ。更によい材料は、更に反射性が高い材料で
ある金ぐある。In Figure 1, Nd-YAG Rayleigh 1 used in pulse mode
0 is coupled to a fused 6-inch optical fiber 11 with a diameter i and an ooo microphone L1 meter. For this purpose, the ray IJ' beam 12 is focused by means of a lens 13 onto the end of the fiber. Two rays '1 are required for the laser energy to enter the fiber. First, the small focus plane 1~ has a diameter smaller than the diameter of the core 14 of H. Second
In addition, the aperture 11 of the optical fiber is such that the internal angle (such as the cone angle) of the focused beam is less than 22° to 24°. Turn to get the best result.]
The end of the core 4 was ground by 1Ill so that it was optically flat 114mm, and it had a +44 resistance and 11. Set up 15 seedlings. C-bond 11 is made through a copper holding jig 1-6 which has a hole for receiving 1/411=J from the end of the fiber.
Remove the transparent 4" silicon coating 17. Copper jig 1
6 is the best for stray rays that don't get into the ends of the fibers!・It helps to protect the fiber coating from energy and melts the coating.81
to prevent; Copper has a medium energy level1.
It has a tendency to reflect laser energy of 0.06 micrometers. A better material is gold, which is a more reflective material.
第2図に示した光学繊lit 11の断面について説明
すると、レー1,1′・ビームはジグザグ通路に沿って
6英のコア14の中を進み、シリ」ン被覆17どの界面
(・反射δれる。光学繊維はブイL」ンの遮蔽物又はジ
1?ケット18を持つ−Cいる。硝子の被覆を持つ溶融
6英の光学繊維を使う場合、繊維のiiJ IQ性が低
下り−るが、エネルギを伝達Jる能力を昌めることか出
来る。これは、1.06マイクロメードルの波長が硝子
に透明ぐあり、この為被覆が損傷を受りる危険が小さく
なるからぐある。繊耗は1ミリメートルより小8いI!
′1径を持つ(いる。To explain the cross section of the optical fiber 11 shown in FIG. Optical fibers must have a buoy shield or jacket 18. When using fused glass optical fibers with a glass coating, the IQ properties of the fibers will be reduced. This is because the 1.06 micrometer wavelength is transparent to the glass, which reduces the risk of damage to the coating. The wear is less than 1mm!
'1 diameter.
これより太い繊維は可撓性が小さくなる。Fibers thicker than this have less flexibility.
光学繊維11を介し゛Cレーザ・エネルギを伝達した後
、レンズ集成体19.20を使ってレーザ・ビームをコ
リメートし且つ集束づる。光学Ili帷の出力側の端か
ら出て来るビームは拡がる傾向を持つ。ビームがレンズ
19によって(11びコリメー1〜され、レンズ20に
よっ−C金屈工作物21に集束される。焦点面に集束さ
れたビームのエネルギ密度は、種々の金属処理に十分で
ある。レンズを金属の蒸気から保護する為に、レーザ・
ビームは6rl −F 4N 、22に通1ことが出来
る。3つのレンズ素子反射防止被覆が透過率を高める。After transmitting the C laser energy through optical fiber 11, lens assemblies 19 and 20 are used to collimate and focus the laser beam. The beam emerging from the output end of the optical fiber has a tendency to diverge. The beam is collimated by lens 19 and focused by lens 20 onto the workpiece 21. The energy density of the beam focused at the focal plane is sufficient for various metal processing. To protect the lens from metal vapor, laser
The beam can pass through 6rl -F 4N , 22. Three lens element anti-reflection coatings increase transmission.
155ワツトまでの平均1ネルギ・レベルをこの41!
Iに伝達した。0.6ミリ秒のパルス幅(パルス1k)
及び毎秒パルス数30個のパルス速度e1/I、000
乃至(3,000ソツ1〜の尖頭1ネルギ範囲を達成し
た。光学IIの出力でこのビームを集束した接は、穿孔
並びに切削が出来る106乃至107ワツト/cIl1
2のエネルギ密度が達成された。155ワツトのレーザ
・パルス・エネルギを1ミリメー]−ルの光学繊維を介
しC伝達したが、曲げの半径を8114(200ミリメ
ートル)まり人きくすると、検出しく5する様な減衰は
なかった。繊維の曲げの半径を1.5吋(37,5ミリ
メートル)にりると、1.06マイクUメートルに於け
る透過率は87%である。光学繊維からのレーク゛・ビ
ーム出力を19さ0.3011・J (0,75ミリメ
ートル)のインコネル718の工作物に集束した結果、
材料の穿孔及び切削の両りが出来た。This 41 average energy level up to 155 watts!
Conveyed to I. 0.6 ms pulse width (pulse 1k)
and a pulse rate e1/I of 30 pulses per second, 000
A peak energy range of 3,000 sots1 to (3,000 sots.
An energy density of 2 was achieved. A laser pulse energy of 155 watts was transmitted through a 1 millimeter optical fiber with no detectable attenuation when the bend radius was increased to 8114 (200 millimeters). With a fiber bend radius of 1.5 inches (37.5 millimeters), the transmission at 1.06 micrometers is 87%. As a result of focusing the rake beam output from an optical fiber onto a 19 x 0.3011 J (0.75 mm) Inconel 718 workpiece,
Both drilling and cutting of materials were possible.
出力レンズ19.20の直径は図に示したよりずっと小
さくしてもよく、この結果出力側の端はあちこち動か1
のが一層容易になる。繊維の端はレンズ素子になるか又
はレンズの一部分になる様に41II削り”ることが出
来、或いは別個の六子を1lilffに取りイ」(プる
ことが出来る。The diameter of the output lens 19,20 may be much smaller than shown, so that the output end can be moved around 1
becomes even easier. The ends of the fibers can be shaved to become a lens element or part of a lens, or can be cut into separate hexagons.
第1図の人力機構は155ワツ1〜までの平均レーtF
・」ニネルギしかとれない。これはあらゆる処理作業に
とって十分ではない。これより高い1ネルギは、入力結
合部に於ける熱的な制約の為に禁止される。第3図に示
した改良された結合器を用いr、250ワツトまぐの平
均エネルギを光学繊維に伝達した。繊維の先端から0.
75吋にわたっC、シリ」ン被覆17及び遮蔽物18を
はぎ取る。次の部分では、同じ距離だけ、遮蔽物だけを
取り去る。この様に調製した端をパイレックス(O,録
商標)の保持体23内に配置し、レーザのましい焦点面
に配置コする。こうし°C調製した端は、2つの区域、
即ちコアと空気及びコアと被覆を介してビームの結合が
出来る様にする。第1の区域は、発散性の強い入射ビー
ムが、コアと空気の界面に出来る一層大きな受入れ角を
介して、繊維11に入ることが出来る様にりる。第2の
区域が付船釣な反射をもたらし、収集された光エネルギ
の伝?2を保証りる。コア、被覆及び遮蔽物から成る第
3の区域が繊維を取り扱う為の頑丈なハウジングになる
。The human-powered mechanism in Figure 1 has an average rate tF of 155 watts 1 ~
・I can only get Ninergi. This is not sufficient for all processing tasks. Higher 1 energies are prohibited due to thermal constraints at the input coupling. The improved coupler shown in FIG. 3 was used to transfer an average energy of 250 watts to the optical fiber. 0 from the tip of the fiber.
Strip off 75 inches of the silicone coating 17 and shield 18. In the next part, remove only the shield by the same distance. The end thus prepared is placed in a Pyrex (O, registered trademark) holder 23 and positioned at the desired focal plane of the laser. This °C prepared end has two areas,
That is, the beams can be connected through the core and the air and the core and the coating. The first zone allows a highly divergent incident beam to enter the fiber 11 through the larger acceptance angle created at the core-air interface. A second area provides a direct reflection of the collected light energy. 2 is guaranteed. A third section consisting of the core, sheath and shield provides a sturdy housing for handling the fibers.
長さ約55メートルの繊維に250ワツトまでの平均1
ネルギ・レベルを伝達した。0.2ミリ秒のパルス幅及
び10秒パルス数200のパルス速度で、b、000/
lI至9.000ワツ1への尖頭1ネルギ範囲が達成さ
れI、:。光学繊維の出カーC′ビームを集束した後、
穿孔及び切削が可能な土ネルギ密U (106乃J I
Q 7ワツl−/C1112)が達成されIC。An average of up to 250 watts for a fiber of approximately 55 meters in length1
communicated energy level. With a pulse width of 0.2 ms and a pulse rate of 200 10 s pulses, b, 000/
A peak 1 energy range of 9.000 W 1 to 1 I was achieved. After focusing the output C′ beam of the optical fiber,
Soil energy density U (106 no J I) that allows drilling and cutting
Q7W/C1112) was achieved and IC.
250ワツ1〜よぐのNd −YAGレーリ゛のパルス
・エネルギを1ミリメートルの光学繊維に伝達しても、
l!li雑の曲げの半径が411’j (100ミリメ
ー1〜ル)より大きければ、検出し得る様な減衰はなか
った。半径が411iJの時、1.06マイクClメー
トルに於ける透過率は90%である。厚さ0゜0001
14(1,54ミリメー1〜ル)のチタン6A1−4v
の工作物の穿孔も切削も出来た。一層多量の平均エネル
ギを伝達する能力を持つことにより、この装置はiA別
処理の業界にとって非常に融通性が大きい。Even if the pulse energy of 250 watts of Nd-YAG ray is transmitted to a 1 mm optical fiber,
l! If the radius of the rough bend was greater than 411'j (100 millimeters), there was no detectable attenuation. When the radius is 411 iJ, the transmission at 1.06 mCl meters is 90%. Thickness 0゜0001
14 (1,54mm 1~le) titanium 6A1-4v
It was possible to drill and cut workpieces. By having the ability to transfer larger amounts of average energy, this device is very flexible for the iA specific processing industry.
光学繊維レーザ送り出し装置の主な利点は、ビームの方
向ぎめの融通性が高まることである。レーザ・ビームを
操作り−る自由度が大きくなる。光q・繊維は基本的に
は軽量であるから、レーザ・ビームは速い速度で殆んど
どんな方向にも動かずことが出来る。加工部から離れた
所でレーザを位置さめ出来ることが、光学繊維の様なラ
イトガイドを介しくレーザ・ビームを伝達づることの別
の利点ひある。光学繊維レーザ・ビーム送り出し装置に
固有の可撓性の為、この装置はロボット制御装置を用い
たレーザ′による月料処理にどっτ非常に自力である。The main advantage of fiber optic laser delivery devices is increased beam steering flexibility. The degree of freedom in manipulating the laser beam increases. Since optical fibers are basically lightweight, the laser beam can move at high speeds and in almost any direction without moving. The ability to position the laser remote from the processing area is another advantage of transmitting the laser beam through a light guide, such as an optical fiber. Because of the inherent flexibility of the fiber optic laser beam delivery system, the system is highly self-sufficient for laser processing using a robotic controller.
この発明を好ましい実施例について具体的に図示し、説
明したが、この発明の範囲内で種々の変更が可能である
ことは明らかであろう。Although the invention has been particularly illustrated and described with reference to preferred embodiments, it will be obvious that various modifications may be made within the scope of the invention.
第1図は金属工作物にレーザ・1ネルギを適用する為に
使われるレーザに結合された光学繊維装置の略図、第2
図は光学繊維の縦断面図であって、コアに沿っ−Cレー
デ・ビームが通過Jること′を示しCいる。第3図は光
学繊維に一層多!Jiの平均エネルギを伝達りる為の改
良された人力PGM 1fiiを小しCいる。
主な荷÷]の説明
10:レーザ、
11:光学繊維、
13:集束レンズ、
19.20+出力レンズ装置。
特許出願人Figure 1 is a schematic diagram of a fiber optic device coupled to a laser used to apply laser energy to metal workpieces;
The figure is a longitudinal cross-sectional view of an optical fiber, showing the passage of a Radhe beam along the core. Figure 3 shows more optical fibers! An improved human-powered PGM 1fii is used to transfer the average energy of Ji. Description of main loads ÷] 10: Laser, 11: Optical fiber, 13: Focusing lens, 19.20 + output lens device. patent applicant
Claims (1)
ず方法に於て、近赤外線又は可視範囲の波長のパルス形
し−ナ・ビームを発生し、該レーザ・ビームを1本の光
学繊維のコアの端上の小さなスポットに集束し、キロワ
ラ1−範囲の尖頭レベルを持つエネルギを前記光学1u
11&を介して伝達し、出て来るビームを材料の処理
に十分な1ネルギ密度で工作物に再び集束り゛る工程か
ら成る方法。 2、特許請求の範囲1)に記載しts方法に於C1前記
レーザ・ビームが前記コアの直径より小さい直径を持つ
小さなスポットに集束され、間口値は集束されたビーム
の内角が約24°より小さい角度を持つ様にする方法。 3)特許請求の範囲1)に記載した方法に於て、前記光
学繊維のコアの端が光学的に平坦であってエネルギ結合
を高める為に反射防止被覆を持つている方法。 4)特許請求の範囲1)に記載した方法に於て、前記光
学繊維に約250ワツトまでの平均エネルギ・レベルが
伝達される方法。 5)近赤外線又は可視範囲の波長のレーザ・ビームを発
生する、パルス式に動作するレーザと、石英のコア及び
被覆を持つ光学繊維と、前記レーザ・ビームを前記石英
のコアの端、[の小さなスポラ1〜に集束する手段とを
有し、前記光学繊維は1キロワツトを越える尖頭エネル
ギを出力側の端に伝達し、更に、出て来るレーザ・ビー
ムをコリメー;へして、月利の処理を実施する為に工作
物に集束Jる手段を有Jる工業用レーザ・エネルギ送り
出し装Fl 。 6)特許請求の範囲5)に記載した工業用レーザ・エネ
ルギ送り出し装置に於′C1前記レーザが、ネオジウム
−YAGレーザ、ルビー・レーザ及びアレキサンドライ
ト・レーザから成る群から選ばれる工業用レーザ・エネ
ルギ送り出し装置。 7)特許請求の範囲5)に記載した工業用レーザ・エネ
ルギ送り出し装置に於C1前記光学繊維の前記端に対す
る保持治具が前記レーザ・ビームを反射して、沈遊ビー
ムが前記被覆に入らない様にした工業用レーザ・エネル
ギ送り出し装置。 8)特許請求の範囲5)に記載した工業用レーザ・エネ
ルギ送り出し装置に於−C,前記光学繊維の1@にある
被覆を取り去り、前記レーザ・ビームを反射して前記被
t℃の溶融を防止Jる様な、銅及び金の様な金属ぐ作ら
れた保持治具の孔に前記光学繊維を入れた工業用レーザ
・エネルギ送り出し装置。 9)特i、′[請求の範囲5)に記載した工業用レーザ
・エネルギ送り出し装置に於−C1前記光学繊維の1端
から短な距離1にわたって前記被1n及びその上の遮蔽
物を取り去り、該遮蔽物だけを次の部分で取り去り、こ
うして調整した光学繊維の端を硝子保持体に取り1号【
プた工業用レーザ・エネルギ送り出し装置。 10)波長1.06マイクロメードルのレーザ・ビーム
を発生づる、パルス様式で動作4るネオジウム−YAG
レーザと、溶融石英のコア、被覆及び遮蔽物を持つ1本
の光学繊維と、前記光ビームを前記光学m維のコアの1
端で、該コアの直径J、り小さい直径を持つ小さなスポ
ットに集束すると共に、集束されたビームの内角が24
°より小さくなる様な聞1」値を持つレンズとをイラし
、前記光学11[Eはキロワット範囲の尖頭エネルギを
出力側の端に伝達1−るライトガイドどして作用し、更
に、出て来るレーザ・ビームをコリメートして、金属処
理を実/l1ilする為に工作物に集束りるレンズ装置
を有する工業用レーIf・エネルギ送り出し装置。 11)特許請求の範囲10)に記載した工業用レーザ・
エネルギ送り出し装置に於て、前記光学繊維の1@にあ
る被覆及び遮蔽物を取り去り、前記レーザ・ビームを反
射すると共に漂遊光が前記被覆を溶融り−ることを防止
−リ゛る銅の保持治具の孔に+’+Fj記光学aI&紺
を収めlζ工業用レーザ・エネルギ送り出し装置。 12、特許請求の範囲10)に記載した工業用レー1F
・1ネルギ送り出し装置に於て、前記光学繊維の1端か
ら短な距離にわlζって前記被覆及び遮蔽物を取り去り
、次の部分で前記遮蔽物だりを大体同じ距離だり取り去
り、この様に調製した光学繊維の端を硝子保1.1体内
に配置りる工業用レー1F・エネルギ送り出し装置。 13)特許請求の範囲10)に記載した工業用レーザ・
エネルギ送り出し装置に於て、前記光学W!雑の被覆が
透明なシリコンである工業用レーザ゛・エネルギ送り出
し装置。 14)特許請求の範囲10)に記載しIこ工業用レーI
ア・エネルギ送り出し装置に於て、前記レーIJ″・ビ
ームが結合8れる光学!li紺の前記1端が光学的に平
坦であつC1反射防」被覆をTh!Jる工業用レーザ”
・j〜ネルギ送り出し装置。[Claims] 1) In a method for performing a manufacturing process without transmitting laser energy, a pulsed laser beam of wavelength in the near-infrared or visible range is generated, and the laser energy is not transmitted. Focusing the beam to a small spot on the end of the core of one optical fiber delivers energy with a peak level in the range of 1-kilowal to the optical 1u
11& and refocusing the emerging beam onto the workpiece with an energy density of 1 sufficient to process the material. 2. In the ts method as claimed in claim 1), C1 the laser beam is focused into a small spot having a diameter smaller than the diameter of the core, and the frontage value is such that the internal angle of the focused beam is less than about 24°. How to make it have a small angle. 3) A method as claimed in claim 1), wherein the core end of the optical fiber is optically flat and has an anti-reflection coating to enhance energy coupling. 4) The method of claim 1), wherein an average energy level of up to about 250 watts is transmitted to the optical fiber. 5) a pulsed laser that generates a laser beam in the near-infrared or visible range of wavelength; an optical fiber having a quartz core and coating; said optical fiber transmits over 1 kilowatt of peak energy to its output end and further collimates the emerging laser beam; An industrial laser energy delivery system having means for focusing onto a workpiece to carry out the treatment. 6) In the industrial laser energy delivery device according to claim 5), the laser is an industrial laser energy delivery device selected from the group consisting of a neodymium-YAG laser, a ruby laser, and an alexandrite laser. Device. 7) In the industrial laser energy delivery device according to claim 5), C1 a holding jig for the end of the optical fiber reflects the laser beam so that the stray beam does not enter the coating. Industrial laser energy delivery equipment. 8) In the industrial laser energy delivery device according to claim 5), the coating at 1@ of the optical fiber is removed and the laser beam is reflected to cause the melting at t°C. An industrial laser energy delivery device in which the optical fiber is placed in a hole in a holding jig made of metal such as copper and gold, such that the optical fiber can be prevented. 9) Particularly in the industrial laser energy delivery device according to i,' [Claim 5), - C1 removing the optical fiber 1n and the shield thereon over a short distance 1 from one end of the optical fiber; Remove only the shield in the next section, place the end of the optical fiber thus adjusted on a glass holder, and attach it to the glass holder.
industrial laser energy delivery equipment. 10) Neodymium-YAG operating in a pulsed manner producing a laser beam with a wavelength of 1.06 micrometres
a laser, one optical fiber having a core of fused silica, a coating and a shield, and directing the light beam to one of the cores of the optical fiber.
At the end, the core diameter J, focuses into a small spot with a smaller diameter and the internal angle of the focused beam is 24
The optics 11[E act as a light guide to transmit peak energy in the kilowatt range to the output end; An industrial laser If energy delivery system having a lens system that collimates the exiting laser beam and focuses it on the workpiece for performing metal processing. 11) The industrial laser described in claim 10)
In an energy delivery device, the coating and shielding on the optical fiber 1 is removed to reflect the laser beam and prevent stray light from melting the coating - retaining the copper. Insert the +'+Fj optical aI & navy blue into the hole of the jig and lζ industrial laser energy delivery device. 12. Industrial Ray 1F described in claim 10)
・In one energy delivery device, the coating and shielding is removed over a short distance from one end of the optical fiber, and the shielding is removed at approximately the same distance in the next section, and thus Industrial Ray 1F/Energy delivery device where the end of the prepared optical fiber is placed inside the glass container 1.1. 13) The industrial laser described in claim 10)
In the energy delivery device, the optical W! Industrial laser energy delivery device whose main coating is transparent silicon. 14) The industrial relay I described in claim 10)
A. In the energy delivery device, the one end of the optical fiber to which the beam is coupled is coated with an optically flat C1 anti-reflection coating. "Jru Industrial Laser"
・J~ Energy sending device.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP59027399A JPS60171776A (en) | 1984-02-17 | 1984-02-17 | Method and device for feeding laser energy |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP59027399A JPS60171776A (en) | 1984-02-17 | 1984-02-17 | Method and device for feeding laser energy |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS60171776A true JPS60171776A (en) | 1985-09-05 |
Family
ID=12219980
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP59027399A Pending JPS60171776A (en) | 1984-02-17 | 1984-02-17 | Method and device for feeding laser energy |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS60171776A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0228385U (en) * | 1988-08-11 | 1990-02-23 |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5843419A (en) * | 1981-09-10 | 1983-03-14 | Toshiba Corp | Optical transmission device |
-
1984
- 1984-02-17 JP JP59027399A patent/JPS60171776A/en active Pending
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5843419A (en) * | 1981-09-10 | 1983-03-14 | Toshiba Corp | Optical transmission device |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0228385U (en) * | 1988-08-11 | 1990-02-23 |
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