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KR20180108853A - Laser apparatus and laser processing machine - Google Patents

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KR20180108853A
KR20180108853A KR1020187027014A KR20187027014A KR20180108853A KR 20180108853 A KR20180108853 A KR 20180108853A KR 1020187027014 A KR1020187027014 A KR 1020187027014A KR 20187027014 A KR20187027014 A KR 20187027014A KR 20180108853 A KR20180108853 A KR 20180108853A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
laser
light
laser light
intensity
optical axis
Prior art date
Application number
KR1020187027014A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
노조미 히라야마
도모타카 가츠라
히데노리 후카호리
Original Assignee
미쓰비시덴키 가부시키가이샤
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 미쓰비시덴키 가부시키가이샤 filed Critical 미쓰비시덴키 가부시키가이샤
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Abstract

레이저 장치(1)는 여기광인 레이저광(La)을 출사하는 광원(2)과, 광원(2)이 출사한 레이저광(La)이 입사되는 레이저 매질(3)과, 광원(2)이 출사한 레이저광(La)을 레이저 매질(3)에 입사시키는 여기 광학계(4)를 구비한다. 여기 광학계(4)는 레이저 매질(3)의 레이저광(La)이 입사하는 단면(3a, 3b)에 있어서의 레이저광(La)의 강도 분포를, 레이저광(La)의 광축을 중심으로 하는 원주 방향의 전체 둘레에 걸쳐서, 광축상의 레이저광(La)의 강도보다도 강한 강도 분포를 광축의 외주 방향에 형성하는 콜리메이트 렌즈 및 집광 렌즈를 구비한다. 콜리메이트 렌즈 및 집광 렌즈는, 구면 렌즈이다. The laser apparatus 1 includes a light source 2 that emits laser light La as excitation light, a laser medium 3 into which the laser light La emitted from the light source 2 is incident, And an excitation optical system 4 for causing one laser light La to enter the laser medium 3. The excitation optical system 4 is arranged so that the intensity distribution of the laser light La on the end faces 3a and 3b on which the laser light La of the laser medium 3 is incident is set to be the center of the optical axis of the laser light La, And a collimator lens and a condenser lens which form an intensity distribution stronger than the intensity of the laser light La on the optical axis in the outer circumferential direction of the optical axis over the entire circumference in the circumferential direction. The collimator lens and the condenser lens are spherical lenses.

Description

레이저 장치 및 레이저 가공기Laser apparatus and laser processing machine

본 발명은 레이저광을 발생시키는 레이저 장치 및 레이저 가공기에 관한 것이다. The present invention relates to a laser apparatus and a laser processing machine for generating laser light.

레이저 가공기에는, 가공 헤드로부터 가공 대상물에 조사되는 레이저광을 발생시키는 레이저 장치가 이용되고 있다(특허 문헌 1 참조). 특허 문헌 1에 제시된 레이저 장치는 레이저 매질, 여기광을 발생시키는 광원, 여기 광학계, 고반사 미러, 및 출력 미러를 구비한다. 특허 문헌 1에 제시된 레이저 장치는, 파이버 결합형 반도체 레이저를 광원으로서 이용하여, 광 파이버로부터 출사된 여기광을, 여기 광학계를 통해서 레이저 매질에 입사함으로써, 레이저 매질을 광학적으로 여기한다. 특허 문헌 1에 제시된 레이저 장치의 여기 광학계로부터 레이저 매질에 입사되는 여기광의 강도 분포는, 광축을 포함하는 중앙부의 강도가 일정한 톱 햇(top hat) 형상, 또는 강도가 가우스(Gauss) 분포 모양인 가우스 형상이다. In a laser processing machine, a laser device for generating a laser beam irradiated from a processing head to an object is used (see Patent Document 1). The laser device disclosed in Patent Document 1 has a laser medium, a light source for generating excitation light, an excitation optical system, a high reflection mirror, and an output mirror. The laser device disclosed in Patent Document 1 optically excites the laser medium by using a fiber-coupled semiconductor laser as a light source and making the excitation light emitted from the optical fiber enter the laser medium through the excitation optical system. The intensity distribution of the excitation light incident on the laser medium from the excitation optical system of the laser apparatus shown in Patent Document 1 can be obtained by using a top hat having a constant intensity at the central portion including the optical axis, a Gaussian Shape.

특허 문헌 1: 일본 특개 2015－70131호 공보Patent Document 1: JP-A-2015-70131

특허 문헌 1에 제시된 레이저 장치는, 레이저 매질에 여기광을 입사시키면, 레이저 매질이 여기광을 흡수하여, 발열한다. 레이저 장치는 레이저 매질의 측면을 냉각시키는 경우, 레이저 매질의 여기광의 광축을 통과하고 또한 광축과 평행한 단면에 있어서의 중앙의 온도가, 광축의 주연부(周緣部)보다도 높아진다. 통상, 레이저 매질의 굴절률은, 온도와 비례한다. 레이저 매질은 레이저 매질의 광축을 통과하고 또한 광축과 평행한 단면에 있어서 온도의 구배(句配)가 발생하면, 굴절률에도 구배가 생겨, 광학적으로 렌즈로서 기능한다. 레이저 매질이 온도의 구배에 의해 렌즈로서 기능하는 것을 열(熱)렌즈라고 부른다. In the laser device disclosed in Patent Document 1, when the excitation light is incident on the laser medium, the laser medium absorbs the excitation light and generates heat. When the side surface of the laser medium is cooled, the laser device passes through the optical axis of the excitation light of the laser medium and the temperature at the center in the cross section parallel to the optical axis becomes higher than the circumferential portion of the optical axis. Usually, the refractive index of the laser medium is proportional to the temperature. When the laser medium passes through the optical axis of the laser medium and a gradient of temperature occurs in a cross section parallel to the optical axis, a gradient also occurs in the refractive index, thereby functioning optically as a lens. What the laser medium functions as a lens by a temperature gradient is called a thermal lens.

특허 문헌 1에 제시된 레이저 장치는, 고반사 미러의 곡율, 출력 미러의 곡율, 레이저 매질과 고반사 미러 사이의 거리, 및 레이저 매질과 출력 미러 사이의 거리가 일정한 경우, 안정 동작 범위가 레이저 매질의 열렌즈의 작용에 의해서 결정된다. 레이저 장치는 안정 동작 범위를 초과하여, 레이저 매질의 열렌즈의 작용이 강해지면, 안정적인 레이저광의 발진을 유지하는 것은 곤란해진다. 이 때문에, 특허 문헌 1에 제시된 레이저 장치는, 여기광의 출력을 증가시키면 열렌즈의 작용이 강해지기 때문에, 여기광의 출력을 증가시키는 것이 곤란하여, 고출력의 발진광을 출사하는 것이 곤란했다. The laser device disclosed in Patent Document 1 is characterized in that when the curvature of the high reflection mirror, the curvature of the output mirror, the distance between the laser medium and the high reflection mirror, and the distance between the laser medium and the output mirror are constant, It is determined by the action of the thermal lens. If the laser device exceeds the stable operation range and the action of the thermal lens of the laser medium becomes strong, it becomes difficult to maintain stable oscillation of the laser light. For this reason, in the laser device disclosed in Patent Document 1, when the output of the excitation light is increased, the action of the heat lens is strengthened, so it is difficult to increase the output of the excitation light, and it is difficult to emit oscillation light of high output.

특허 문헌 1에 제시된 레이저 장치는, 레이저 매질의 열렌즈의 작용을 약하게 할 수 있으면, 여기광의 출력을 올릴 수 있어, 고출력 레이저 발진이 가능해진다. 특허 문헌 1에 제시된 레이저 장치는, 여기광의 빔 지름을 크게 함으로써, 레이저 매질의 열렌즈의 작용을 약하게 할 수 있다. 그러나, 특허 문헌 1에 제시된 레이저 장치는 고반사 미러와 출력 미러의 사이에서 왕복하는 발진광에 대해서 여기광의 빔 지름을 크게 하면, 발진광의 빔 품질이 저하된다고 하는 것이 알려져 있다. The laser device disclosed in Patent Document 1 can raise the output of the excitation light if the action of the thermal lens of the laser medium can be weakened, and high output laser oscillation becomes possible. The laser device disclosed in Patent Document 1 can weaken the action of the thermal lens of the laser medium by increasing the beam diameter of the excitation light. However, in the laser device disclosed in Patent Document 1, it is known that when the beam diameter of the excitation light is increased with respect to the oscillation light reciprocating between the high reflection mirror and the output mirror, the beam quality of the oscillation light is reduced.

이와 같이, 특허 문헌 1에 제시된 레이저 장치는, 빔 품질을 저하시키는 일 없이, 고출력의 발진광을 얻는 것이 곤란하다고 하는 문제가 있었다. As described above, the laser device disclosed in Patent Document 1 has a problem that it is difficult to obtain a high-output oscillation light without lowering the beam quality.

본 발명은 상기를 감안하여 이루어진 것으로서, 빔 품질을 저하시키는 일 없이, 고출력의 발진광을 얻을 수 있는 레이저 장치를 얻는 것을 목적으로 한다. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to obtain a laser device capable of obtaining high-output oscillation light without deteriorating the beam quality.

상술한 과제를 해결하여 목적을 달성하기 위해서, 본 발명은 여기광인 레이저광을 출사하는 광원과, 광원이 출사한 레이저광이 입사되는 레이저 매질과, 광원이 출사한 레이저광을 레이저 매질에 입사시키는 여기 광학계를 구비하는 레이저 장치이다. 여기 광학계는 레이저 매질의 레이저광이 입사되는 단면에 있어서의 레이저광의 강도 분포를, 레이저광의 광축을 중심으로 하는 원주 방향의 전체 둘레에 걸쳐서, 광축상의 레이저광의 강도보다도 강한 강도 분포를 상기 광축의 외주(外周) 방향에 형성하는 강도 형성 부재를 구비한다. In order to solve the above-described problems and to achieve the object, the present invention provides a laser light source that emits excitation light, a laser medium into which the laser light emitted from the light source is incident, and a laser medium, And an excitation optical system. The optical system has an intensity distribution in which the intensity distribution of the laser light in the cross section on which the laser light of the laser medium is incident is set such that an intensity distribution that is stronger than the intensity of the laser light on the optical axis over the entire circumference in the circumferential direction about the optical axis of the laser light, (Outer circumferential direction) of the stamper.

본 발명에 따른 레이저 장치는, 빔 품질을 저하시키는 일 없이, 고출력의 발진광을 얻을 수 있다고 하는 효과를 달성한다. The laser device according to the present invention achieves the effect that a high output oscillation light can be obtained without lowering the beam quality.

도 1은 실시 형태 1에 따른 레이저 장치의 구성을 나타내는 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 레이저 장치의 광원과 여기 광학계의 구성을 나타내는 도면이다.
도 3은 도 2에 도시된 여기 광학계와 레이저광을 나타내는 도면이다.
도 4는 도 1에 도시된 레이저 장치의 레이저 매질의 단면에 입사되는 레이저광의 강도 분포를 나타내는 평면도이다.
도 5는 도 4 중의 V－V선을 따르는 레이저광의 강도 분포를 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명품의 여기광인 레이저광이 입사되는 단면에 있어서의 레이저광의 강도 분포를 나타내는 평면도이다.
도 7은 도 6 중의 VII－VII선을 따르는 레이저광의 강도 분포를 나타내는 도면이다.
도 8은 비교예의 여기광인 레이저광이 입사되는 단면에 있어서의 레이저광의 강도 분포를 나타내는 평면도이다.
도 9는 도 8 중의 IX－IX선을 따르는 레이저광의 강도 분포를 나타내는 도면이다.
도 10은 본 발명품과 비교예의 단면에 있어서의 온도 분포를 나타내는 도면이다.
도 11은 본 발명품과 비교예의 레이저광의 출력을 나타내는 도면이다.
도 12는 실시 형태 2에 따른 레이저 장치의 구성을 나타내는 도면이다.
도 13은 실시 형태 3에 따른 레이저 장치의 광원과 여기 광학계의 구성을 나타내는 도면이다.
도 14는 도 13 중의 XIII－XIII선을 따르는 광 파이버의 단면도이다.
도 15는 도 14 중의 XIV－XIV선을 따르는 광 파이버의 굴절률을 나타내는 도면이다.
도 16은 도 13에 도시된 여기 광학계와 레이저광을 나타내는 도면이다.
도 17은 도 13에 도시된 레이저 장치의 광 파이버의 타단으로부터 출사되는 레이저광의 강도 분포를 나타내는 평면도이다.
도 18은 도 17 중의 XVII－XVII선을 따르는 레이저광의 강도 분포를 나타내는 도면이다.
도 19는 실시 형태 3에 따른 레이저 장치의 레이저 매질의 단면에 입사되는 레이저광의 강도 분포를 나타내는 평면도이다.
도 20은 도 19 중의 XIX－XIX선을 따르는 레이저광의 강도 분포를 나타내는 도면이다.
도 21은 실시 형태 4에 따른 레이저 장치의 광원과 여기 광학계의 구성을 나타내는 도면이다.
도 22는 실시 형태 5에 따른 레이저 장치의 광원과 여기 광학계의 구성을 나타내는 도면이다.
도 23은 실시 형태 6에 따른 레이저 가공기의 구성을 나타내는 도면이다.
도 24는 실시 형태 6에 따른 레이저 가공기의 제어 장치의 하드웨어 구성을 나타내는 도면이다.BRIEF DESCRIPTION OF DRAWINGS FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a laser device according to a first embodiment. FIG.
Fig. 2 is a diagram showing the configuration of a light source and an excitation optical system of the laser device shown in Fig. 1. Fig.
FIG. 3 is a view showing the excitation optical system and the laser light shown in FIG. 2. FIG.
4 is a plan view showing intensity distribution of a laser beam incident on an end face of the laser medium of the laser device shown in Fig.
5 is a diagram showing the intensity distribution of laser light along line V-V in Fig.
6 is a plan view showing the intensity distribution of the laser light in the cross section where the laser light which is the excitation light of the present invention is incident.
Fig. 7 is a diagram showing the intensity distribution of laser light along the line VII-VII in Fig. 6. Fig.
Fig. 8 is a plan view showing the intensity distribution of the laser beam in the cross section on which the laser beam as the excitation light of the comparative example is incident. Fig.
Fig. 9 is a diagram showing the intensity distribution of laser light along the line IX-IX in Fig. 8; Fig.
10 is a diagram showing the temperature distribution in the cross section of the product of the present invention and the comparative example.
11 is a diagram showing the outputs of the laser light of the present invention and the comparative example.
12 is a diagram showing the configuration of the laser device according to the second embodiment.
13 is a view showing a configuration of a light source and an excitation optical system of the laser apparatus according to Embodiment 3;
Fig. 14 is a cross-sectional view of an optical fiber along line XIII-XIII in Fig. 13. Fig.
Fig. 15 is a diagram showing the refractive index of the optical fiber along line XIV-XIV in Fig. 14. Fig.
Fig. 16 is a view showing the excitation optical system and laser light shown in Fig. 13. Fig.
17 is a plan view showing the intensity distribution of laser light emitted from the other end of the optical fiber of the laser device shown in Fig.
18 is a diagram showing the intensity distribution of the laser beam along the line XVII-XVII in Fig.
19 is a plan view showing the intensity distribution of a laser beam incident on the end face of the laser medium of the laser device according to the third embodiment.
20 is a diagram showing the intensity distribution of laser light along the line XIX-XIX in Fig. 19. Fig.
21 is a diagram showing the configuration of a light source and an excitation optical system of the laser device according to the fourth embodiment.
22 is a diagram showing a configuration of a light source and an excitation optical system of the laser apparatus according to Embodiment 5. FIG.
23 is a diagram showing a configuration of a laser machining apparatus according to Embodiment 6;
24 is a diagram showing a hardware configuration of the control device of the laser machining apparatus according to the sixth embodiment.

이하에, 본 발명의 실시 형태에 따른 레이저 장치 및 레이저 가공기를 도면에 기초하여 상세하게 설명한다. 또한, 이 실시 형태에 의해 이 발명이 한정되는 것은 아니다. Hereinafter, a laser device and a laser processing machine according to embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The present invention is not limited to these embodiments.

실시 형태 1.Embodiment 1

도 1은 실시 형태 1에 따른 레이저 장치의 구성을 나타내는 도면이다. 도 2는 도 1에 도시된 레이저 장치의 광원과 여기 광학계의 구성을 나타내는 도면이다. 도 3은 도 2에 도시된 여기 광학계와 레이저광을 나타내는 도면이다. BRIEF DESCRIPTION OF DRAWINGS FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a laser device according to a first embodiment. FIG. Fig. 2 is a diagram showing the configuration of a light source and an excitation optical system of the laser device shown in Fig. 1. Fig. FIG. 3 is a view showing the excitation optical system and the laser light shown in FIG. 2. FIG.

도 1에 나타내는 레이저 장치(1)는 가공 대상물에 레이저광 Lb를 조사하여, 가공 대상물을 레이저 가공하는 레이저 가공기(100)를 구성한다. 실시 형태 1에 있어서, 레이저 장치(1)는 레이저 가공기(100)의 레이저 공진기지만, 레이저 증폭기여도 된다. The laser apparatus 1 shown in Fig. 1 constitutes a laser machining apparatus 100 for irradiating a laser beam Lb to an object to be processed, and for laser processing the object. In Embodiment 1, the laser device 1 is a laser resonator of the laser processing machine 100, but may be a laser amplification device.

레이저 장치(1)는, 도 1에 도시하는 것처럼, 여기광인 레이저광 La를 출사하는 광원(2)과, 광원(2)이 출사한 여기광인 레이저광 La가 입사되는 레이저 매질(3)과, 광원(2)이 출사한 여기광인 레이저광 La를 레이저 매질(3)에 입사시키는 여기 광학계(4)를 구비한다. 광원(2)은 레이저광 La를 출사하는 반도체 레이저를 하나 이상 구비한다. 또, 실시 형태 1에 있어서, 광원(2)은 2개 마련되어 있다. 1, the laser apparatus 1 includes a light source 2 that emits laser light La as excitation light, a laser medium 3 into which a laser light La as an excitation light emitted from the light source 2 is incident, And an excitation optical system 4 for causing the laser medium La to enter the laser medium 3 as excitation light emitted from the light source 2. The light source 2 has one or more semiconductor lasers emitting laser light La. In Embodiment 1, two light sources 2 are provided.

레이저 매질(3)은 레이저 결정, 유리 또는 세라믹스에 희토류 원소 또는 티탄이 첨가된 고체형 레이저 매질이다. 레이저 매질(3)을 구성하는 레이저 결정은 YAG(Yttrium Aluminum Garnet), YVO4(Yttrium Vanadate), GdVO4(Gadolinium Vanadate), 사파이어(Al2O3), KGW(칼륨 가돌리듐 텅스텐), 또는 KYW(칼륨 이트륨 텅스텐)이다. 희토류 원소는 Nd(네오디뮴), Yb(이테르븀), Er(에르븀), Ho(홀뮴), Tm(툴륨), 또는 Pr(프라세오디뮴)이다. The laser medium 3 is a solid-state laser medium in which rare-earth elements or titanium are added to laser crystals, glass or ceramics. The laser crystal constituting the laser medium 3 is made of YAG (Yttrium Aluminum Garnet), YVO 4 (Yttrium Vanadate), GdVO 4 (Gadolinium Vanadate), sapphire (Al 2 O 3 ), KGW (potassium gadolinium tungsten) (Potassium yttrium tungsten). The rare earth elements are Nd (neodymium), Yb (ytterbium), Er (erbium), Ho (holmium), Tm (thulium), or Pr (praseodymium).

실시 형태 1에 있어서, 레이저 매질(3)의 한쪽 단면(3a)은 한쪽 광원(2a)이 출사한 레이저광 La가 한쪽 여기광 결합 미러(5a)를 통해서 입사된다. 레이저 매질(3)의 한쪽 단면(3a)의 뒤쪽에 위치하는 다른 쪽 단면(3b)은, 다른 쪽 광원(2b)이 출사한 레이저광 La가 다른 쪽 여기광 결합 미러(5b)를 통해서 입사된다. 한쪽 단면(3a)과 다른 쪽 단면(3b)은, 서로 평행하다. 한쪽 여기광 결합 미러(5a)는 한쪽 광원(2a)과 한쪽 단면(3a)의 사이에서, 또한 고반사 미러(6)와 간격을 두고 배치된다. 다른 쪽 여기광 결합 미러(5b)는 다른 쪽 광원(2b)과 다른 쪽 단면(3b)의 사이에서, 또한 출력 미러(7)와 간격을 두고 배치되어 있다. In Embodiment 1, the laser beam La emitted from one light source 2a is incident on one end face 3a of the laser medium 3 through the one-side light coupling mirror 5a. The laser beam La emitted from the other light source 2b is incident on the other end face 3b located on the rear side of one end face 3a of the laser medium 3 through the other of the excitation light coupling mirrors 5b . The one end face 3a and the other end face 3b are parallel to each other. The one-side excitation light coupling mirror 5a is disposed between one light source 2a and one end face 3a, and spaced apart from the high reflection mirror 6. The other excitation light coupling mirror 5b is disposed between the other light source 2b and the other end face 3b and at an interval from the output mirror 7. [

레이저 매질(3)은 한쪽 단면(3a) 및 다른 쪽 단면(3b)으로부터 입사된 여기광인 레이저광 La를 흡수하고, 발진광인 레이저광 Lb를, 한쪽 단면(3a)(혹은 다른 쪽 단면(3b))을 통하여, 한쪽 여기광 결합 미러(5a)(혹은 다른 쪽 여기광 결합 미러(5b))를 향해서 출사한다. 한쪽 여기광 결합 미러(5a)를 향해서 출사된 발진광인 레이저광 Lb는, 한쪽 여기광 결합 미러(5a)에 의해 고반사 미러(6)를 향해서 반사되고, 고반사 미러(6)에 의해 한쪽 여기광 결합 미러(5a)를 향해서 반사된다. 다른 쪽 여기광 결합 미러(5b)를 향해서 출사된 발진광인 레이저광 Lb는, 다른 쪽 여기광 결합 미러(5b)에 의해 출력 미러(7)를 향해서 반사되고, 출력 미러(7)에 의해 일부가 다른 쪽 여기광 결합 미러(5b)를 향해서 반사된다. 레이저 매질(3)은 발진광인 레이저광 Lb를 고반사 미러(6)와 출력 미러(7)의 사이에서 왕복시키면서 증폭시켜, 출력 미러(7)를 통하여, 발진광인 레이저광 Lb의 일부를 출사시킨다. The laser medium 3 absorbs the laser light La which is the excitation light incident from the one end face 3a and the other end face 3b and irradiates the laser light Lb which is the oscillation light to one end face 3a (or the other end face 3b) (Or the other excitation light coupling mirror 5b) through the first and second light-guiding mirrors 5a and 5b. The laser light Lb which is the oscillation light emitted toward the one side excitation light coupling mirror 5a is reflected by the one excitation light combining mirror 5a toward the high reflection mirror 6, And is reflected toward the optical coupling mirror 5a. The laser light Lb which is the oscillation light emitted toward the other excitation light coupling mirror 5b is reflected toward the output mirror 7 by the other excitation light coupling mirror 5b and is partially reflected by the output mirror 7 And is reflected toward the other excitation light coupling mirror 5b. The laser medium 3 amplifies the laser light Lb as oscillation light while reciprocating between the high reflection mirror 6 and the output mirror 7 to emit a part of the laser light Lb which is the oscillation light through the output mirror 7 .

실시 형태 1에 있어서, 레이저 장치(1)는 레이저 매질(3)의 한쪽 단면(3a)과 다른 쪽 단면(3b)의 양쪽에 레이저광 La를 입사시키는 구성으로 했지만, 본 발명에서는, 레이저 장치(1)는 레이저 매질(3)의 한쪽 단면(3a)과 다른 쪽 단면(3b) 중 어느 한쪽에 레이저광 La를 입사시켜도 된다. 또한, Nd를 첨가한 YVO4에 의해 구성된 레이저 매질(3)로부터 출사되는 발진광인 레이저광 Lb의 파장은, 1064nm(나노미터)이고, 여기광인 레이저광 La의 파장은, 808nm, 879nm 또는 888nm이다. In the first embodiment, the laser device 1 is configured to cause the laser beam La to enter both one end face 3a and the other end face 3b of the laser medium 3. In the present invention, the laser device 1 may cause the laser light La to enter the one end face 3a and the other end face 3b of the laser medium 3, respectively. The wavelength of the laser light Lb as the oscillation light emitted from the laser medium 3 constituted by the Nd added YVO 4 is 1064 nm (nanometer), and the wavelength of the laser light La as the excitation light is 808 nm, 879 nm, or 888 nm .

실시 형태 1에 있어서, 여기 광학계(4)는 2개 마련된다. 한쪽 여기 광학계(4a)는 한쪽 광원(2a)과 한쪽 여기광 결합 미러(5a)의 사이에 배치되고, 다른 쪽 여기 광학계(4b)는 다른 쪽 광원(2b)과 다른 쪽 여기광 결합 미러(5b)의 사이에 배치된다. 이하, 2개의 여기 광학계(4a, 4b)는 구성이 같으므로, 본 명세서는, 한쪽 여기 광학계(4a)를 대표하여 설명하고, 다른 쪽 여기 광학계(4b)의 구성 부분을 한쪽 여기 광학계(4a)의 구성 부분과 동일 부호로 나타낸다. In Embodiment 1, two excitation optical systems 4 are provided. One excitation optical system 4a is disposed between one light source 2a and one excitation light coupling mirror 5a and the other excitation optical system 4b is disposed between the other light source 2b and the other excitation light coupling mirror 5b . Since the two excitation optical systems 4a and 4b have the same configuration, the present embodiment will be described on behalf of one excitation optical system 4a and the constituent parts of the other excitation optical system 4b will be referred to as one excitation optical system 4a. Are denoted by the same reference numerals.

한쪽 여기 광학계(4a)는, 도 2 및 도 3에 도시하는 것처럼, 광원(2)으로부터 출사된 레이저광 La가 일단(41a)으로 입사되는 광 파이버(41)와, 광 파이버(41)가 출사한 레이저광 La가 입사되는 콜리메이트 렌즈(42)와, 콜리메이트 렌즈(42)가 출사한 레이저광 La를 집광하는 집광 렌즈(43)를 구비한다. 광 파이버(41)는 레이저광 La를 전송하는 원주(圓柱) 모양의 코어를 가지고 있다. 광 파이버(41)는 일단(41a)으로부터 입사된 레이저광 La를 타단(41b)까지 전송하고, 타단(41b)으로부터 레이저광 La를 콜리메이트 렌즈(42)를 향해서 출사시킨다. 광 파이버(41)는 멀티 모드 광 파이버 또는 싱글 모드 광 파이버에 의해 구성된다. 광 파이버(41)는 멀티 모드 광 파이버에 의해 구성되는 경우, 코어가 그레이드(graded) 인덱스형, 멀티 스텝 인덱스형 또는 스텝 인덱스형이다. As shown in Figs. 2 and 3, the one-side excitation optical system 4a includes an optical fiber 41 in which the laser light La emitted from the light source 2 is incident at one end 41a, A collimator lens 42 on which a laser beam La is incident and a condenser lens 43 for condensing the laser beam La emitted from the collimator lens 42. The optical fiber 41 has a columnar core for transmitting the laser light La. The optical fiber 41 transmits the laser light La incident from one end 41a to the other end 41b and emits the laser light La from the other end 41b toward the collimator lens 42. [ The optical fiber 41 is composed of a multimode optical fiber or a single mode optical fiber. When the optical fiber 41 is constituted by multimode optical fibers, the core is a graded index type, a multistep index type, or a step index type.

콜리메이트 렌즈(42)는 광 파이버(41)로부터 입사된 레이저광 La를 평행광으로 하여, 집광 렌즈(43)를 향해서 출사한다. 집광 렌즈(43)는 콜리메이트 렌즈(42)로부터 입사된 평행광인 레이저광 La를 집광하여, 한쪽 여기광 결합 미러(5a)를 통해서 레이저 매질(3)의 한쪽 단면(3a)을 향해서 출사한다. 콜리메이트 렌즈(42)와 집광 렌즈(43)는, 수차(收差)를 가지는 구면 렌즈이다. 여기에서는, 콜리메이트 렌즈(42)는 광 파이버(41)로부터 입사된 레이저광 La를 평행광으로 하고 있지만, 평행광일 필요는 없다. 실시 형태 1에 있어서, 여기 광학계(4)는 두 개의 구면(球面) 렌즈를 구비하지만, 본 발명에 있어서, 여기 광학계(4)는 구면 렌즈를 하나 이상 구비하면 된다. The collimator lens 42 emits the laser light La incident from the optical fiber 41 as parallel light toward the condenser lens 43. The condenser lens 43 condenses the laser light La which is parallel light incident from the collimator lens 42 and emits the laser light La toward one end face 3a of the laser medium 3 through the one excitation light coupling mirror 5a. The collimator lens 42 and the condenser lens 43 are spherical lenses having an aberration. Here, the collimator lens 42 uses parallel light as the laser light La incident from the optical fiber 41, but it does not need to be parallel light. In Embodiment 1, the excitation optical system 4 has two spherical lenses, but in the present invention, the excitation optical system 4 may have at least one spherical lens.

실시 형태 1에 있어서, 콜리메이트 렌즈(42) 및 집광 렌즈(43)로서 이용되는 구면 렌즈는, 출사 NA(Numerical Aperture)가 0.15 이상이고, 또한 초점 거리가 100nm 이하이지만, 출사 NA 및 초점 거리는 이것들로 한정되지 않는다. 또, 실시 형태 1에 있어서, 여기 광학계(4)는, 도 3에 도시하는 것처럼, 광 파이버(41)의 타단(41b)을 콜리메이트 렌즈(42)와 집광 렌즈(43)에 의해서, 전사점(轉寫点) CP에 전사한다. 레이저광 La는 광 파이버(41)의 타단(41b)으로부터 출사되어, 콜리메이트 렌즈(42) 및 집광 렌즈(43), 여기광 결합 미러(5a)를 투과하여, 레이저 매질(3)의 레이저광 La가 입사되는 한쪽 단면(3a)을 통과한 후, 전사점 CP를 형성한다. 다른 쪽 단면(3b)이 전사점 CP보다도 상류에 있는지, 하류에 있는지는 묻지 않는다. 한쪽 여기 광학계(4a)는 전사점 CP보다도 광원(2)에 가까운 즉 전사점 CP보다도 상류측의 레이저광 La를 레이저 매질(3)의 한쪽 단면(3a)에 입사시킨다. 또한, 전사점 CP는 집광 렌즈(43)로부터 출사된 레이저광 La의 스팟 형상이, 광 파이버(41)의 타단(41b)으로부터 출사되는 레이저광 La의 스팟 형상과 같은 형상으로 되는 점을 말한다. 여기 광학계(4)는 레이저광 La의 빔 직경을 레이저 발진에 적합한 빔 직경으로 변환한다. 또한, 여기광인 레이저광 La의 빔 직경은, ISO(International Organization for Standardization)에 의해 정의된 D4σ에 의해 정의할 수 있다. In the first embodiment, the spherical lens used as the collimator lens 42 and the condenser lens 43 has a numerical aperture (NA) of 0.15 or more and a focal length of 100 nm or less, . 3, the other end 41b of the optical fiber 41 is fixed to the transfer point 41a by the collimator lens 42 and the condenser lens 43, (Transfer point) CP. The laser light La is emitted from the other end 41b of the optical fiber 41 and is transmitted through the collimator lens 42 and the condenser lens 43 and the excitation light coupling mirror 5a, After passing through the one end face 3a on which La is incident, a transfer point CP is formed. It does not matter whether the other end face 3b is located upstream or downstream of the transfer point CP. The one-side excitation optical system 4a makes the laser light La on the upstream side of the transfer point CP closer to the light source 2 than the transfer point CP enter the one end face 3a of the laser medium 3. The transfer point CP is a point where the spot shape of the laser light La emitted from the condenser lens 43 is the same as the spot shape of the laser light La emitted from the other end 41b of the optical fiber 41. [ The optical system 4 converts the beam diameter of the laser light La into a beam diameter suitable for laser oscillation. The beam diameter of the laser light La, which is the excitation light, can be defined by D4? Defined by ISO (International Organization for Standardization).

다음에, 실시 형태 1에 있어서, 레이저 매질(3)에 입사되는 레이저광의 강도 분포를 설명한다. 도 4는 도 1에 도시된 레이저 장치의 레이저 매질의 단면에 입사되는 레이저광의 강도 분포를 나타내는 평면도이다. 도 5는 도 4 중의 V－V선을 따르는 레이저광의 강도 분포를 나타내는 도면이다. Next, the intensity distribution of the laser light incident on the laser medium 3 in Embodiment 1 will be described. 4 is a plan view showing intensity distribution of a laser beam incident on an end face of the laser medium of the laser device shown in Fig. 5 is a diagram showing the intensity distribution of laser light along line V-V in Fig.

실시 형태 1에 있어서, 여기 광학계(4)는 콜리메이트 렌즈(42)와 집광 렌즈(43)가 구면 렌즈이다. 또, 여기 광학계(4)는 전사점 CP보다도 광원(2)에 가까운즉 전사점 CP보다도 상류측의 레이저광 La를, 레이저 매질(3)의 단면(3a, 3b)으로 입사시키는 위치에 배치되어 있다. In Embodiment 1, in the excitation optical system 4, the collimator lens 42 and the condenser lens 43 are spherical lenses. The excitation optical system 4 is disposed at a position where the laser light La on the upstream side of the transfer point CP closer to the light source 2, that is, the transfer point CP, is incident on the end faces 3a and 3b of the laser medium 3 have.

이 때문에, 여기 광학계(4)의 콜리메이트 렌즈(42) 및 집광 렌즈(43)는, 단면(3a, 3b)에 있어서의 레이저광 La의 강도 분포 Da를, 도 4 및 도 5에 도시하는 것처럼, 레이저광 La의 광축 P를 중심으로 하는 원주 방향의 전체 둘레에 걸쳐서, 광축 P상의 레이저광 La의 강도 Daa보다도 광축 P의 외주측의 강도 Dab가 강한 강도 분포로 형성한다. 즉, 여기 광학계(4)의 콜리메이트 렌즈(42) 및 집광 렌즈(43)는 단면(3a, 3b)에 있어서의 레이저광 La의 강도 분포 Da를, 도 4 및 도 5에 도시하는 것처럼, 레이저광 La의 광축 P를 중심으로 하는 원주 방향의 전체 둘레에 걸쳐서, 광축 P상의 레이저광 La의 강도 Daa보다도 강한 강도 분포를 광축 P의 외주 방향에 형성한다. 콜리메이트 렌즈(42) 및 집광 렌즈(43)는, 단면(3a, 3b)에 있어서의 레이저광 La의 강도 분포 Da를, 도 4 및 도 5에 도시하는 것처럼 형성하는 강도 형성 부재이다. 또, 콜리메이트 렌즈(42) 및 집광 렌즈(43)는 구면 렌즈이므로, 단면(3a, 3b)에 있어서의 레이저광 La의 강도 분포 Da를 전체 둘레에 걸쳐서 광축 P에 관해서 축대칭인 형상으로 형성한다. 또한, 광축 P는 광원(2)이 출사하는 레이저광 La의 광축 P를 나타내고 있다. Therefore, the collimator lens 42 and the condenser lens 43 of the excitation optical system 4 are arranged so that the intensity distribution Da of the laser light La on the end faces 3a and 3b is set to be, as shown in Figs. 4 and 5, , The intensity Dab on the outer peripheral side of the optical axis P is formed to have a stronger intensity distribution than the intensity Daa of the laser light La on the optical axis P over the entire circumferential direction around the optical axis P of the laser light La. That is, the collimator lens 42 and the condenser lens 43 of the excitation optical system 4 are arranged such that the intensity distribution Da of the laser light La on the end faces 3a and 3b is changed to a laser An intensity distribution stronger than the intensity Daa of the laser light La on the optical axis P is formed in the outer peripheral direction of the optical axis P over the entire circumferential direction around the optical axis P of the light La. The collimator lens 42 and the condenser lens 43 are intensity forming members for forming the intensity distribution Da of the laser light La on the end faces 3a and 3b as shown in Figs. Since the collimator lens 42 and the condenser lens 43 are spherical lenses, the intensity distribution Da of the laser light La on the end faces 3a and 3b is formed in an axisymmetrical shape with respect to the optical axis P over the entire circumference do. The optical axis P represents the optical axis P of the laser beam La from which the light source 2 exits.

또한, 실시 형태 1에 있어서, 레이저 매질(3)의 레이저광 La가 입사되는 단면(3a, 3b)에 있어서의 레이저광 La의 강도 분포 Da의 평면 형상은, 도 4 및 도 5에 도시하는 것처럼, 광축 P를 중심으로 하는 원형으로 형성되어 있다. 또, 레이저광 La의 강도 분포 Da의 가장 강도가 강한 최대 강도 위치 Dac는, 도 4에 도시하는 것처럼, 광축 P를 중심으로 하는 원형으로 형성되어 있다. 또한, 도 5의 가로축은 광축 P를 원점으로 하는 광축 P로부터의 거리를 나타내고, 세로축은 레이저광 La의 강도를 나타내고 있다.In the first embodiment, the planar shape of the intensity distribution Da of the laser light La on the cross-sections 3a and 3b on which the laser light La of the laser medium 3 is incident is as shown in Figs. 4 and 5 , And is formed in a circular shape with the optical axis P as the center. As shown in Fig. 4, the maximum intensity position Dac having the strongest intensity distribution Da of the laser light La is formed in a circular shape with the optical axis P as its center. 5 indicates the distance from the optical axis P having the optical axis P as the origin, and the vertical axis indicates the intensity of the laser light La.

실시 형태 1에 따른 레이저 장치(1)는, 레이저 매질(3)의 레이저광 La가 입사되는 단면(3a, 3b)에 있어서의 여기광인 레이저광 La의 강도 분포 Da를, 광축 P상의 강도 Daa보다도 광축 P의 외주측의 강도 Dab가 강한 강도 분포로 형성하는 콜리메이트 렌즈(42) 및 집광 렌즈(43)를 구비하고 있다. 이 때문에, 실시 형태 1에 따른 레이저 장치(1)는, 강도 분포가 톱 햇 형상 또는 가우스 형상인 비교예와 같은 출력 또한 같은 빔 직경의 레이저광 La를 레이저 매질(3)에 입사시키는 경우에, 레이저 매질(3)의 광축 P를 포함하는 중앙부의 온도를 비교예보다도 억제할 수 있어, 레이저 매질(3)의 레이저광 La의 광축 P에 직교하는 단면에 있어서의 온도의 구배를 억제할 수 있다. 그 결과, 실시 형태 1에 따른 레이저 장치(1)는 레이저 매질(3)의 열렌즈를 비교예보다도 억제할 수 있다. The laser device 1 according to the first embodiment is characterized in that the intensity distribution Da of the laser light La as the excitation light on the end faces 3a and 3b on which the laser light La of the laser medium 3 is incident is smaller than the intensity Daa on the optical axis P And a collimator lens 42 and a condenser lens 43 which form an intensity distribution with a strong intensity Dab on the outer peripheral side of the optical axis P. Therefore, in the laser device 1 according to the first embodiment, when the laser beam La having the same beam diameter as that of the comparative example in which the intensity distribution has the top hat shape or the gauss shape is incident on the laser medium 3, The temperature at the central portion including the optical axis P of the laser medium 3 can be suppressed as compared with the comparative example and the temperature gradient at the cross section orthogonal to the optical axis P of the laser light La of the laser medium 3 can be suppressed . As a result, the laser device 1 according to the first embodiment can suppress the thermal lens of the laser medium 3 more than the comparative example.

레이저 장치(1)는 고반사 미러(6)의 곡율, 출력 미러(7)의 곡율, 고반사 미러(6)와 레이저 매질(3) 사이의 거리, 및 출력 미러(7)와 레이저 매질(3) 사이의 거리에 의해, 안정되게 동작할 수 있는 레이저 매질(3)의 열렌즈의 작용의 세기의 상한이 설정된다. 실시 형태 1에 따른 레이저 장치(1)는 레이저 매질(3)의 레이저광 La가 입사되는 단면(3a, 3b)에 있어서의 여기광인 레이저광 La의 강도 분포 Da가, 광축 P상의 강도 Daa보다도 광축 P의 외주측의 강도 Dab가 강한 강도 분포이기 때문에, 레이저 매질(3)의 열렌즈의 작용을 억제할 수 있다. 이 때문에, 레이저 장치(1)는 안정되게 동작할 수 있는 레이저 매질(3)의 열렌즈의 작용의 세기의 상한까지 레이저광 La의 출력을 증가시킬 수 있다. 그 결과, 레이저 장치(1)는 고출력의 발진광인 레이저광 Lb를 얻을 수 있다. The laser apparatus 1 has a configuration in which the curvature of the high reflection mirror 6, the curvature of the output mirror 7, the distance between the high reflection mirror 6 and the laser medium 3 and the distance between the output mirror 7 and the laser medium 3 The upper limit of the intensity of the action of the thermal lens of the laser medium 3 capable of stably operating is set. The laser device 1 according to the first embodiment is characterized in that the intensity distribution Da of the laser light La as the excitation light on the end faces 3a and 3b on which the laser light La of the laser medium 3 is incident is smaller than the intensity Daa on the optical axis P Since the strength Dab on the outer peripheral side of P is a strong intensity distribution, the action of the thermal lens of the laser medium 3 can be suppressed. For this reason, the laser apparatus 1 can increase the output of the laser light La up to the upper limit of the intensity of action of the thermal lens of the laser medium 3 capable of stably operating. As a result, the laser apparatus 1 can obtain laser light Lb which is oscillation light with high output.

일반적으로, 레이저 장치(1)는 레이저 매질(3)의 단면(3a, 3b)의 중앙부에 있어서의 발열 밀도가 커져, 단면(3a, 3b)상의 온도의 구배가 커지면, 레이저 매질(3)의 단면(3a, 3b)이 일그러져 버려, 단면(3a, 3b)을 통과하는 레이저광 La, Lb의 빔 품질이 악화된다. 실시 형태 1에 따른 레이저 장치(1)는, 레이저 매질(3)의 레이저광 La가 입사되는 단면(3a, 3b)에 있어서의 여기광인 레이저광 La의 강도 분포 Da가, 광축 P상의 강도 Daa보다도 광축 P의 외주측의 강도 Dab가 강한 강도 분포이기 때문에, 비교예보다도 레이저 매질(3)의 단면(3a, 3b)의 광축 P를 포함하는 중앙부에 있어서의 발열 밀도를 억제할 수 있다. Generally, the laser apparatus 1 is designed so that the heat density at the central portions of the end faces 3a and 3b of the laser medium 3 becomes large and the temperature gradient on the end faces 3a and 3b becomes large, The end faces 3a and 3b are distorted and the beam quality of the laser beams La and Lb passing through the end faces 3a and 3b is deteriorated. The laser device 1 according to Embodiment 1 is characterized in that the intensity distribution Da of the laser light La as the excitation light on the end faces 3a and 3b on which the laser light La of the laser medium 3 is incident is smaller than the intensity Daa on the optical axis P The heat density at the central portion including the optical axis P of the end faces 3a and 3b of the laser medium 3 can be suppressed more than the comparative example because the intensity Dab on the outer peripheral side of the optical axis P is strong.

이 때문에, 실시 형태 1에 따른 레이저 장치(1)는 레이저 매질(3)의 레이저광 La가 입사되는 단면(3a, 3b)에 있어서의 여기광인 레이저광 La의 강도 분포 Da가, 광축 P상의 강도 Daa보다도 광축 P의 외주측의 강도 Dab가 강한 강도 분포이기 때문에, 단면(3a, 3b)의 왜곡을 억제할 수 있어, 고빔품질의 레이저광 Lb를 얻는 것이 가능해진다. 그 결과, 실시 형태 1에 따른 레이저 장치(1)는 빔 품질을 저하시키는 일 없이, 고출력의 레이저광 Lb를 얻을 수 있다.Therefore, the laser device 1 according to the first embodiment is configured such that the intensity distribution Da of the laser light La, which is the excitation light on the end faces 3a and 3b on which the laser light La of the laser medium 3 is incident, Since the intensity Dab on the outer peripheral side of the optical axis P is stronger than the intensity Daa, distortion of the end faces 3a and 3b can be suppressed, and laser light Lb of high beam quality can be obtained. As a result, the laser device 1 according to the first embodiment can obtain the laser beam Lb of high output power without lowering the beam quality.

또, 실시 형태 1에 따른 레이저 장치(1)는 레이저 매질(3)의 레이저광 La가 입사되는 단면(3a, 3b)에 있어서의 여기광인 레이저광 La의 강도 분포 Da가, 광축 P에 관해서 축대칭인 형상이므로, 축대칭의 레이저광 Lb를 용이하게 얻을 수 있어, 레이저광 Lb를 이용한 가공 품질을 향상시킬 수 있다. The laser device 1 according to Embodiment 1 is characterized in that the intensity distribution Da of the laser light La which is the excitation light on the end faces 3a and 3b on which the laser light La of the laser medium 3 is incident, Symmetrical shape, the axisymmetric laser light Lb can be easily obtained, and the processing quality using the laser light Lb can be improved.

일반적으로, 레이저 장치(1)는 콜리메이트 렌즈(42) 및 집광 렌즈(43)가 구면 렌즈이면, 광 파이버(41)의 타단(41b)으로부터 출사되는 레이저광 La의 전사점 CP의 상류측에 있어서, 구면 수차의 영향을 크게 할 수 있다. 이 때문에, 실시 형태 1에 따른 레이저 장치(1)는, 레이저 매질(3)의 단면(3a, 3b)에 전사점 CP보다도 광원(2)에 가까운, 즉 전사점 CP보다도 상류측의 레이저광 La를 입사시키므로, 레이저 매질(3)의 레이저광 La가 입사되는 단면(3a, 3b)에 있어서의 여기광인 레이저광 La의 강도 분포 Da를 광축 P에 관해서 축대칭인 형상이면서 또한 광축 P상의 강도 Daa보다도 광축 P의 외주측의 강도 Dab가 강한 강도 분포로 할 수 있다. 그 결과, 실시 형태 1에 따른 레이저 장치(1)는, 빔 품질을 저하시키는 일 없이, 고출력의 레이저광 Lb를 얻을 수 있다. In general, the laser device 1 is provided on the upstream side of the transfer point CP of the laser light La emitted from the other end 41b of the optical fiber 41, if the collimator lens 42 and the condenser lens 43 are spherical lenses So that the influence of the spherical aberration can be increased. Therefore, the laser device 1 according to the first embodiment is provided with the laser beam La (which is closer to the light source 2 than the transfer point CP, that is, upstream of the transfer point CP) on the end faces 3a and 3b of the laser medium 3, The intensity distribution Da of the laser light La as the excitation light on the end faces 3a and 3b on which the laser light La of the laser medium 3 is incident is made to be an axisymmetric shape with respect to the optical axis P and also has an intensity Daa The intensity Dab on the outer circumferential side of the optical axis P can be made to be a strong intensity distribution. As a result, the laser device 1 according to the first embodiment can obtain the laser light Lb of high output power without lowering the beam quality.

또, 실시 형태 1에 따른 레이저 장치(1)는, 여기 광학계(4)의 콜리메이트 렌즈(42) 및 집광 렌즈(43)가 구면 렌즈이므로, 저비용화를 도모할 수 있다.In the laser device 1 according to Embodiment 1, since the collimator lens 42 and the condenser lens 43 of the excitation optical system 4 are spherical lenses, the cost can be reduced.

다음에 본 발명의 발명자 등은, 실시 형태 1에 따른 레이저 장치(1)의 효과를 확인했다. 결과를 도 6, 도 7, 도 8, 도 9, 도 10 및 도 11에 나타낸다. 도 6은 본 발명품의 여기광인 레이저광이 입사되는 단면에 있어서의 레이저광의 강도 분포를 나타내는 평면도이다. 도 7은 도 6 중의 VII－VII선을 따르는 레이저광의 강도 분포를 나타내는 도면이다. 도 8은 비교예의 여기광인 레이저광이 입사되는 단면에 있어서의 레이저광의 강도 분포를 나타내는 평면도이다. 도 9는 도 8 중의 IX－IX선을 따르는 레이저광의 강도 분포를 나타내는 도면이다. 도 10은 본 발명품과 비교예의 단면에 있어서의 온도 분포를 나타내는 도면, 도 11은 본 발명품과 비교예의 레이저광의 출력을 나타내는 도면이다. Next, the inventors of the present invention confirmed the effect of the laser device 1 according to the first embodiment. The results are shown in Figs. 6, 7, 8, 9, 10 and 11. 6 is a plan view showing the intensity distribution of the laser light in the cross section where the laser light which is the excitation light of the present invention is incident. Fig. 7 is a diagram showing the intensity distribution of laser light along the line VII-VII in Fig. 6. Fig. Fig. 8 is a plan view showing the intensity distribution of the laser beam in the cross section on which the laser beam as the excitation light of the comparative example is incident. Fig. Fig. 9 is a diagram showing the intensity distribution of laser light along the line IX-IX in Fig. 8; Fig. Fig. 10 is a view showing the temperature distribution on the cross section of the product of the present invention and the comparative example, and Fig. 11 is a diagram showing the output of the laser light of the present invention and the comparative example.

본 발명품은 실시 형태 1에 따른 레이저 장치(1)이다. 비교예는 실시 형태 1에 따른 레이저 장치(1)의 콜리메이트 렌즈(42) 및 집광 렌즈(43)가, 수차를 구면 렌즈보다도 억제한 비구면 렌즈인 것이다. 도 6 및 도 8에 나타내는 강도 분포 Dai, Dae는, 강도가 강한 부분을 진한 검정으로 나타내고, 강도가 약한 부분을 옅은 검정으로 나타내고 있다. 강도가 영인 부분을 흰색으로 나타내고 있다. 도 7 및 도 9에 나타내는 강도 분포 Dai, Dae는, 가로축이 광축 P를 원점으로 하는 광축 P로부터의 거리를 나타내고, 세로축이 레이저광 La의 강도를 나타내고 있다. 도 10은 가로축이 광축 P를 원점으로 하는 광축 P로부터의 거리를 나타내고, 세로축이 온도를 나타내고 있다. The present invention is the laser apparatus 1 according to the first embodiment. The comparative example is an aspherical lens in which the collimator lens 42 and the condenser lens 43 of the laser device 1 according to the first embodiment suppress the aberration more than the spherical lens. The intensity distributions Dai and Dae shown in Figs. 6 and 8 are denoted by a dark black portion with strong strength and a light black portion with weak strength. The part where the intensity is zero is shown in white. The intensity distributions Dai and Dae shown in Figs. 7 and 9 indicate the distance from the optical axis P with the horizontal axis as the origin of the optical axis P, and the vertical axis shows the intensity of the laser light La. In Fig. 10, the abscissa represents the distance from the optical axis P with the origin of the optical axis P, and the ordinate represents the temperature.

도 6 및 도 7에 나타내는 결과에 의하면, 본 발명품의 레이저광 La의 강도 분포 Dai가, 광축 P상의 강도 Daa보다도 광축 P의 외주측의 강도 Dab가 강한 강도 분포 Da가 된다. 도 8 및 도 9에 나타내는 결과에 의하면, 비교예의 레이저광 La의 강도 분포 Dae가, 광축 P를 포함하는 중앙부의 강도가 일정한 톱 햇 형상이 된다. 따라서, 레이저 장치(1)는 강도 형성 부재인 콜리메이트 렌즈(42) 및 집광 렌즈(43)가 구면 렌즈인 것에 의해, 레이저광 La의 강도 분포 Da를 광축 P상의 강도 Daa보다도 광축 P의 외주측의 강도 Dab가 강한 강도 분포로 형성할 수 있는 것이, 분명해졌다. 또, 도 10에 나타내는 결과에 의하면, 본 발명품과 같이 레이저광 La의 강도 분포 Da를 광축 P상의 강도 Daa보다도 광축 P의 외주측의 강도 Dab가 강한 강도 분포로 형성하는 것은, 비교예보다도 레이저 매질(3)의 광축 P를 포함하는 중앙부의 온도를 비교예보다도 억제할 수 있어, 광축 P에 직교하는 단면에 있어서의 온도의 구배를 억제할 수 있는 것이 분명해졌다. According to the results shown in Figs. 6 and 7, the intensity distribution Dai of the laser light La of the present invention becomes the intensity distribution Da having the intensity Dab on the outer peripheral side of the optical axis P stronger than the intensity Daa on the optical axis P. According to the results shown in Figs. 8 and 9, the intensity distribution Dae of the laser light La of the comparative example becomes a top hat shape having a constant intensity at the central portion including the optical axis P. Fig. Therefore, the laser device 1 is configured such that the intensity distribution Da of the laser light La is larger than the intensity Daa on the optical axis P by the collimate lens 42 and the condenser lens 43 which are the spherical lenses, It is clear that the strength Dab can be formed with a strong intensity distribution. 10, the strength distribution Da of the laser light La is formed to have an intensity distribution having a stronger intensity Dab on the outer peripheral side of the optical axis P than the intensity Daa on the optical axis P, as in the case of the present invention, The temperature of the central portion including the optical axis P of the optical member 3 can be suppressed more than that of the comparative example, and it becomes clear that the temperature gradient in the cross section orthogonal to the optical axis P can be suppressed.

도 11의 가로축은 여기광인 레이저광 La의 출력을 임의 단위로 나타내고, 도 11의 세로축은, 발진광인 레이저광 Lb의 출력을 임의 단위로 나타내고 있다. 도 11에 나타내는 결과에 의하면, 비교예에 있어서의 레이저광 Lb의 출력이 포화되는 레이저광 La의 출력은, 0.82인데 반해, 본 발명에 있어서의 레이저광 Lb의 출력이 포화되는 레이저광 La의 출력은, 1이다. 또, 비교예에 있어서의 레이저광 Lb의 출력의 최대치는, 약 0.66인데 반해, 본 발명에 있어서의 레이저광 Lb의 출력의 최대치는, 1이다. 이와 같이, 도 11에 도시하는 결과에 의하면, 본 발명품은 비교예보다도 레이저광 Lb의 출력이 포화되는 레이저광 La의 출력을 높게 하는 것이 가능해져, 결과적으로 고출력의 레이저광 Lb를 얻을 수 있는 것이 분명해졌다. In Fig. 11, the horizontal axis represents the output of the laser light La, which is the excitation light, in arbitrary units, and the vertical axis of Fig. 11 represents the output of the laser light Lb which is oscillation light in arbitrary units. 11, the output of the laser beam La saturating the output of the laser beam Lb in the comparative example is 0.82, whereas the output of the laser beam La saturated in the output of the laser beam Lb in the present invention Is 1. In addition, the maximum value of the output of the laser light Lb in the comparative example is about 0.66, whereas the maximum value of the output of the laser light Lb in the present invention is one. Thus, according to the results shown in Fig. 11, the output of the laser light La in which the output of the laser light Lb is saturated can be made higher than that in the comparative example, and consequently, the laser light Lb of high output can be obtained It became clear.

또, 본 발명품의 레이저광 Lb의 빔 품질을 나타내는 M2(M스퀘어)값이 1.8인데 반해, 비교예의 레이저광의 빔 품질을 나타내는 M2값은, 2.2였다. M2값은 1보다도 큰 값이며, 1에 가까울수록 빔 품질이 좋은 것을 나타낸다. 따라서, 레이저 장치(1)는 강도 형성 부재인 콜리메이트 렌즈(42) 및 집광 렌즈(43)가 구면 렌즈인 것에 의해, 빔 품질을 저하시키는 일 없이 고출력의 레이저광 Lb를 얻을 수 있는 것이, 분명해졌다. The M 2 (M square) value indicating the beam quality of the laser light Lb of the present invention was 1.8, while the M 2 value indicating the beam quality of the laser light of the comparative example was 2.2. The M 2 value is greater than 1, and closer to 1 indicates better beam quality. Therefore, it is obvious that the laser device 1 can obtain the high-output laser beam Lb without lowering the beam quality because the collimator lens 42 and the condenser lens 43, which are the intensity forming members, are spherical lenses It has become.

실시 형태 2.Embodiment 2 Fig.

다음에, 본 발명의 실시 형태 2에 따른 레이저 장치(1)를 도면에 기초하여 설명한다. 도 12는 실시 형태 2에 따른 레이저 장치의 구성을 나타내는 도면이다. 도 12에 있어서, 실시 형태 1과 동일 부분에는, 동일 부호를 부여하고 설명을 생략한다. Next, a laser device 1 according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. 12 is a diagram showing the configuration of the laser device according to the second embodiment. In Fig. 12, the same parts as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and a description thereof will be omitted.

실시 형태 2에 따른 레이저 장치(1-2)는, 도 12에 도시하는 것처럼, 레이저광 Lb를 펄스 모양으로 출사하기 위한 Q 스위치(8)와, 레이저광 Lb의 모드를 제한하는 애퍼처(9)와, 레이저광 Lb의 파장을 변환하는 파장 변환 소자(10)를 구비하는 것 이외는, 실시 형태 1과 같은 구성이다. Q 스위치(8)는 레이저광 Lb를 펄스 모양으로 출사하기 위한 스위치 소자이다. 실시 형태 2에 있어서, Q 스위치(8)는 다른 쪽 여기광 결합 미러(5b)와, 출력 미러(7)의 사이에 배치되어 있지만, Q 스위치(8)의 위치는, 이것으로 한정되지 않는다. 실시 형태 2에 있어서, 애퍼처(9)는 다른 쪽 여기광 결합 미러(5b)와, 출력 미러(7)의 사이에 배치되어 있지만, 애퍼처(9)의 위치는, 이것으로 한정되지 않는다.The laser device 1-2 according to the second embodiment includes a Q switch 8 for emitting laser light Lb in a pulse shape and an aperture 9 for limiting the mode of the laser light Lb, And a wavelength conversion element 10 for converting the wavelength of the laser light Lb. The Q switch 8 is a switch element for emitting the laser light Lb in a pulse shape. In the second embodiment, the Q switch 8 is disposed between the other excitation light coupling mirror 5b and the output mirror 7, but the position of the Q switch 8 is not limited to this. In the second embodiment, the aperture 9 is disposed between the other excitation light coupling mirror 5b and the output mirror 7, but the position of the aperture 9 is not limited to this.

파장 변환 소자(10)는 출력 미러(7)로부터 출사되는 레이저광 Lb의 파장을 변환한다. 실시 형태 2에 있어서, 파장 변환 소자(10)는 출력 미러(7)로부터 출사되는 레이저광 Lb의 파장을 355nm로 변환하지만, 파장 변환 소자(10)에 의한 변환 후의 레이저광 Lb의 파장은, 355nm로 한정되지 않는다. The wavelength conversion element 10 converts the wavelength of the laser light Lb emitted from the output mirror 7. [ In the second embodiment, the wavelength conversion element 10 converts the wavelength of the laser light Lb emitted from the output mirror 7 to 355 nm, but the wavelength of the laser light Lb after conversion by the wavelength conversion element 10 is 355 nm .

실시 형태 2에 따른 레이저 장치(1-2)는, 실시 형태 1과 마찬가지로, 레이저 매질(3)의 레이저광 La가 입사되는 단면(3a, 3b)에 있어서의 여기광인 레이저광 La의 강도 분포 Da를, 광축 P상의 강도 Daa보다도 광축 P의 외주측의 강도 Dab가 강한 강도 분포로 형성하는 콜리메이트 렌즈(42) 및 집광 렌즈(43)를 구비하고 있다. 이 때문에, 실시 형태 2에 따른 레이저 장치(1-2)는, 실시 형태 1과 마찬가지로, 빔 품질을 저하시키는 일 없이, 고출력의 레이저광 Lb를 얻을 수 있다. The laser device 1-2 according to the second embodiment is similar to the first embodiment in that the intensity distribution Da of the laser light La as the excitation light on the end faces 3a and 3b on which the laser light La of the laser medium 3 is incident , And a collimator lens (42) and a condenser lens (43) which form an intensity distribution having a stronger intensity Dab on the outer peripheral side of the optical axis (P) than the intensity Daa on the optical axis (P). For this reason, the laser device 1-2 according to the second embodiment can obtain the laser beam Lb of high output power without lowering the beam quality, as in the first embodiment.

또, 실시 형태 2에 따른 레이저 장치(1-2)는 Q 스위치(8)를 구비하므로, 고출력의 펄스 모양의 레이저광 Lb가 얻어져, 고품질의 가공이 가능해진다. 또, 실시 형태 2에 따른 레이저 장치(1-2)는 애퍼처(9)를 구비하고 있기 때문에, 레이저광 Lb 중 고차(高次)의 발진 모드의 레이저광 및, 열렌즈의 작용의 수차에 의해 발생하는 수렴성이 나쁜 레이저광을 제거할 수 있으므로, 보다 고빔품질의 레이저광 Lb를 얻기 쉬워진다. 실시 형태 2에 따른 레이저 장치(1-2)는, 애퍼처(9)를 고반사 미러(6)와 출력 미러(7)의 사이에 배치하고 있으므로, 애퍼처(9)의 배치에 의한 레이저광 Lb의 출력 저하를 억제할 수 있다. Further, since the laser device 1-2 according to the second embodiment includes the Q switch 8, a pulse laser beam Lb of high output is obtained, and high-quality processing becomes possible. Since the laser device 1-2 according to the second embodiment has the aperture 9, the laser beam in the higher-order oscillation mode and the aberration of the action of the thermal lens in the laser beam Lb The laser beam Lb having a higher beam quality can be easily obtained. Since the aperture 9 is disposed between the high reflection mirror 6 and the output mirror 7 in the laser apparatus 1-2 according to the second embodiment, It is possible to suppress a decrease in the output of Lb.

또, 실시 형태 2에 따른 레이저 장치(1-2)는 파장 변환 소자(10)가 출력 미러(7)로부터 출사되는 레이저광 Lb의 파장을 355nm로 변환하는 경우, 고품질이고 또한 고출력인 자외광에 의해, 고품질로 고속의 가공이 가능해진다. In the laser device 1-2 according to the second embodiment, when the wavelength conversion element 10 converts the wavelength of the laser beam Lb emitted from the output mirror 7 to 355 nm, it is possible to obtain high-quality and high- Thereby enabling high-speed processing at high quality.

실시 형태 3.Embodiment 3:

다음에, 본 발명의 실시 형태 3에 따른 레이저 장치(1)를 도면에 기초하여 설명한다. 도 13은 실시 형태 3에 따른 레이저 장치의 광원과 여기 광학계의 구성을 나타내는 도면이다. 도 14는 도 13 중의 XIII－XIII선을 따르는 광 파이버의 단면도이다. 도 15는 도 14 중의 XIV－XIV선을 따르는 광 파이버의 굴절률을 나타내는 도면이다. 도 16은 도 13에 도시된 여기 광학계와 레이저광을 나타내는 도면이다. 도 17은 도 13에 도시된 레이저 장치의 광 파이버의 타단으로부터 출사되는 레이저광의 강도 분포를 나타내는 평면도이다. 도 18은 도 17 중의 XVII－XVII선을 따르는 레이저광의 강도 분포를 나타내는 도면이다. 도 19는 실시 형태 3에 따른 레이저 장치의 레이저 매질의 단면에 입사되는 레이저광의 강도 분포를 나타내는 평면도이다. 도 20은 도 19 중의 XIX－XIX선을 따르는 레이저광의 강도 분포를 나타내는 도면이다. 도 13 내지 도 20에 있어서, 실시 형태 1과 동일 부분에는, 동일 부호를 부여하고 설명을 생략한다. 또한, 도 17 및 도 19에 도시하는 강도 분포 Db, Da-3은, 강도가 강한 부분을 진한 검정으로 나타내고, 강도가 약한 부분을 흰색으로 나타내고 있다. 도 18 및 도 20에 도시하는 강도 분포 Db, Da-3은, 가로축이 광축 P를 원점으로 하는 광축 P로부터의 거리를 나타내고, 세로축이 레이저광 La의 강도를 나타내고 있다. Next, a laser device 1 according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. 13 is a view showing a configuration of a light source and an excitation optical system of the laser apparatus according to Embodiment 3; Fig. 14 is a cross-sectional view of an optical fiber along line XIII-XIII in Fig. 13. Fig. Fig. 15 is a diagram showing the refractive index of the optical fiber along line XIV-XIV in Fig. 14. Fig. Fig. 16 is a view showing the excitation optical system and laser light shown in Fig. 13. Fig. 17 is a plan view showing the intensity distribution of laser light emitted from the other end of the optical fiber of the laser device shown in Fig. 18 is a diagram showing the intensity distribution of the laser beam along the line XVII-XVII in Fig. 19 is a plan view showing the intensity distribution of a laser beam incident on the end face of the laser medium of the laser device according to the third embodiment. 20 is a diagram showing the intensity distribution of laser light along the line XIX-XIX in Fig. 19. Fig. In Figs. 13 to 20, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and a description thereof will be omitted. The strength distributions Db and Da-3 shown in Fig. 17 and Fig. 19 are denoted by dark black and those with weak strength are denoted by white. The intensity distributions Db and Da-3 shown in Figs. 18 and 20 indicate the distance from the optical axis P with the axis of abscissa being the origin of the optical axis P, and the axis of ordinate indicates the intensity of the laser beam La.

실시 형태 3에 따른 레이저 장치(1)의 여기 광학계(4-3)는, 도 13에 도시하는 광 파이버(41-3)의 코어(41c)가, 도 14에 도시하는 것처럼, 광원(2)으로부터 출사되는 레이저광 La의 광축 P와 같은 축이 되는 위치에 배치된, 원통(圓筒) 모양으로 형성되어 있다. 이 때문에, 광 파이버(41-3)의 굴절률은, 도 15에 도시하는 것처럼, 광축 P의 외주측에 가장 굴절률이 높아지는 지점이 생긴다. 도 15의 가로축은 광축 P를 원점으로 하는 광축 P로부터의 거리를 나타내고, 도 15의 세로축은 굴절률을 나타내고 있다.The excitation optical system 4-3 of the laser device 1 according to Embodiment 3 is configured such that the core 41c of the optical fiber 41-3 shown in Fig. And is disposed at a position which is on the same axis as the optical axis P of the laser light La emitted from the laser light source. Therefore, as shown in Fig. 15, the refractive index of the optical fiber 41-3 has a point at which the refractive index is highest at the outer periphery side of the optical axis P. The horizontal axis in Fig. 15 represents the distance from the optical axis P with the optical axis P as the origin, and the vertical axis in Fig. 15 represents the refractive index.

또, 실시 형태 3에 따른 레이저 장치(1)는, 여기 광학계(4-3)의 도 16에 도시하는 콜리메이트 렌즈(42-3) 및 집광 렌즈(43-3)가, 구면 렌즈보다도 수차가 억제된 비구면 렌즈이다. 실시 형태 3에 따른 레이저 장치(1)는, 코어(41c)가 원통 모양으로 형성되고, 콜리메이트 렌즈(42-3) 및 집광 렌즈(43-3)가 비구면 렌즈인 것 이외는, 실시 형태 1과 같은 구성이다. 실시 형태 3에 있어서, 레이저 장치(1)는 여기 광학계(4-3)가 비구면 렌즈인 콜리메이트 렌즈(42-3) 및 집광 렌즈(43-3)를 구비하고 있지만, 여기 광학계(4-3)가 콜리메이트 렌즈(42-3) 및 집광 렌즈(43-3) 대신에 구면 렌즈보다도 수차가 억제되고, 또한 복수의 렌즈에 의해 구성되는 세트 렌즈를 구비해도 된다. 또, 실시 형태 3에 따른 레이저 장치(1)는, 실시 형태 1과 마찬가지로, 여기 광학계(4-3)가, 전사점 CP보다도 광원(2)에 가까운 즉 전사점 CP보다도 상류측의 레이저광 La를, 레이저 매질(3)의 단면(3a, 3b)으로 입사시키는 위치에 배치되어 있다. The laser device 1 according to the third embodiment is different from the spherical lens in that the collimator lens 42-3 and the condenser lens 43-3 shown in Fig. 16 of the excitation optical system 4-3 have aberration Suppressed aspheric lens. The laser device 1 according to Embodiment 3 is different from Embodiment 1 except that the core 41c is formed in a cylindrical shape and the collimator lens 42-3 and the condenser lens 43-3 are aspherical lenses. . In the third embodiment, the laser apparatus 1 includes the collimator lens 42-3 and the condenser lens 43-3, which are aspheric lenses, but the excitation optical system 4-3 May include a set lens in which aberration is suppressed in place of the collimator lens 42-3 and the condenser lens 43-3 and the aberration is smaller than that of the spherical lens and the lens is constituted by a plurality of lenses. The laser device 1 according to the third embodiment is characterized in that the excitation optical system 4-3 is disposed closer to the light source 2 than the transfer point CP, that is, the laser beam La Are incident on the end faces (3a, 3b) of the laser medium (3).

실시 형태 3에 따른 레이저 장치(1)는, 광 파이버(41-3)의 코어(41c)가 원통 모양으로 형성되어 있으므로, 광 파이버(41-3)의 타단(41b)에 있어서의 레이저광 La의 강도 분포 Db가, 도 17 및 도 18에 도시하는 것처럼, 코어(41c)에 상당하는 부분 이외의 강도가 영이 된다. 또, 전사점 CP에 있어서의 레이저광 La의 강도 분포는, 도 17 및 도 18에 나타내는 광 파이버(41-3)의 타단(41b)에 있어서의 레이저광 La의 강도 분포 Db와 같아진다. 이 때문에, 실시 형태 3에 따른 레이저 장치(1)는, 전사점 CP의 레이저광 La를 레이저 매질(3)에 입사시키면, 광축 P를 포함하는 중앙부의 레이저광 La가 영으로 같아져, 효율이 저하된다. Since the core 41c of the optical fiber 41-3 is formed in a cylindrical shape in the laser device 1 according to Embodiment 3, the laser beam La at the other end 41b of the optical fiber 41-3 The strength distribution Db of the core 41c becomes zero as shown in Figs. 17 and 18, except for the portion corresponding to the core 41c. The intensity distribution of the laser light La at the transfer point CP is equal to the intensity distribution Db of the laser light La at the other end 41b of the optical fiber 41-3 shown in Figs. Therefore, when the laser beam La of the transfer point CP is made incident on the laser medium 3, the laser beam La at the central portion including the optical axis P becomes zero in the laser device 1 according to the third embodiment, .

실시 형태 3에 따른 레이저 장치(1)는 여기 광학계(4-3)가 전사점 CP보다도 광원(2)에 가까운 즉 전사점 CP보다도 상류측의 레이저광 La를, 레이저 매질(3)의 단면(3a, 3b)으로 입사시키는 위치에 배치되어 있으므로, 레이저 매질(3)의 레이저광 La가 입사되는 단면(3a, 3b)에 있어서의 레이저광 La의 강도 분포 Da-3이, 도 19 및 도 20에 도시하는 것처럼, 광축 P상의 강도 Daa가 영보다도 강하고, 또한 광축 P상의 강도 Daa보다도 광축 P의 외주측의 강도 Dab가 강한 강도 분포가 된다. 이와 같이, 실시 형태 3에 따른 레이저 장치(1)의 원통 모양으로 형성된 코어(41c)를 가지는 광 파이버(41-3)는, 레이저 매질(3)의 레이저광 La가 입사되는 단면(3a, 3b)에 있어서의 레이저광 La의 강도 분포 Da-3을, 레이저광 La의 광축 P를 중심으로 하는 원주 방향의 전체 둘레에 걸쳐서, 광축 P상의 레이저광 La의 강도 Daa보다도 광축 P의 외주측의 강도 Dab가 강한 강도 분포로 형성하는 강도 형성 부재이다. The laser device 1 according to the third embodiment is configured such that the excitation optical system 4-3 is arranged such that the laser light La on the upstream side of the transfer point CP, which is closer to the light source 2 than the transfer point CP, The intensity distribution Da-3 of the laser beam La on the end faces 3a and 3b on which the laser beam La of the laser medium 3 is incident is smaller than the intensity distribution Da-3 of the laser beam La of the laser medium 3, The intensity Daa on the optical axis P is stronger than zero and the intensity Dab on the outer periphery side of the optical axis P is stronger than the intensity Daa on the optical axis P as shown in Fig. As described above, the optical fiber 41-3 having the cylindrical core 41c of the laser device 1 according to the third embodiment has the end faces 3a and 3b on which the laser light La of the laser medium 3 is incident The intensity distribution Da-3 of the laser light La on the outer periphery side of the optical axis P is greater than the intensity Daa of the laser light La on the optical axis P over the entire circumference in the circumferential direction around the optical axis P of the laser light La Dab is a strength-forming member formed with a strong strength distribution.

실시 형태 3에 따른 레이저 장치(1)는, 실시 형태 1과 마찬가지로, 레이저 매질(3)의 레이저광 La가 입사되는 단면(3a, 3b)에 있어서의 여기광인 레이저광 La의 강도 분포 Da-3을, 광축 P상의 강도 Daa보다도 광축 P의 외주측의 강도 Dab가 강한 강도 분포로 형성하는 광 파이버(41-3)를 구비하고 있다. 이 때문에, 실시 형태 3에 따른 레이저 장치(1)는, 실시 형태 1과 마찬가지로, 빔 품질을 저하시키는 일 없이, 고출력의 레이저광 Lb를 얻을 수 있다. The laser device 1 according to the third embodiment is similar to the first embodiment in that the intensity distribution Da-3 of the laser light La as the excitation light on the end faces 3a and 3b on which the laser light La of the laser medium 3 is incident , And an optical fiber (41-3) having an intensity distribution with a stronger intensity Dab on the outer peripheral side of the optical axis P than the intensity Daa on the optical axis P. For this reason, the laser device 1 according to the third embodiment can obtain the laser beam Lb of high output power without lowering the beam quality, as in the first embodiment.

실시 형태 4.Embodiment 4.

다음에, 본 발명의 실시 형태 4에 따른 레이저 장치(1)를 도면에 기초하여 설명한다. 도 21은 실시 형태 4에 따른 레이저 장치의 광원과 여기 광학계의 구성을 나타내는 도면이다. 도 21에 있어서, 실시 형태 1과 동일 부분에는, 동일 부호를 부여하고 설명을 생략한다.Next, a laser device 1 according to Embodiment 4 of the present invention will be described with reference to the drawings. 21 is a diagram showing the configuration of a light source and an excitation optical system of the laser device according to the fourth embodiment. In Fig. 21, the same reference numerals are assigned to the same parts as in the first embodiment, and a description thereof is omitted.

실시 형태 4에 따른 레이저 장치(1)는, 여기 광학계(4-4)의 콜리메이트 렌즈(42-4) 및 집광 렌즈(43－4)가 구면 렌즈보다도 수차가 억제된 비구면 렌즈이고, 또한 강도 형성 부재인 액시콘(axicon) 렌즈(44-4)를 구비하는 것 이외는, 실시 형태 1과 같은 구성이다. 실시 형태 4에 있어서, 레이저 장치(1)는 여기 광학계(4-4)가 비구면 렌즈인 콜리메이트 렌즈(42-4) 및 집광 렌즈(43－4)를 구비하고 있지만, 여기 광학계(4-4)가 콜리메이트 렌즈(42-4) 및 집광 렌즈(43－4) 대신에 구면 렌즈보다도 수차가 억제되고, 또한 복수의 렌즈에 의해 구성되는 세트 렌즈를 구비해도 된다. The laser device 1 according to Embodiment 4 is characterized in that the collimator lens 42-4 and the condenser lens 43-4 of the excitation optical system 4-4 are aspheric lenses whose aberration is suppressed more than that of the spherical lens, And has an axicon lens 44-4 as a forming member. In the fourth embodiment, the laser device 1 has the excitation optical system 4-4 including the collimator lens 42-4 and the condenser lens 43-4, which are aspherical lenses, but the excitation optical system 4-4 May be provided in place of the collimator lens 42-4 and the condenser lens 43-4 with a set lens whose aberration is suppressed from that of the spherical lens and composed of a plurality of lenses.

액시콘 렌즈(44-4)는 콜리메이트 렌즈(42-4)와 집광 렌즈(43－4)의 사이에 배치되어 있다. 실시 형태 4에 따른 액시콘 렌즈(44-4)는 오목부(44-4a)를 가지는 오목형 액시콘 렌즈이고, 평탄한 평탄면(44-4b)이 콜리메이트 렌즈(42-4)와 대향하고, 오목부(44-4a)가 집광 렌즈(43－4)와 대향하고 있다. 액시콘 렌즈(44-4)는 콜리메이트 렌즈(42-4)로부터 입사된 레이저광 La를 오목부(44-4a)의 내면(內面)으로부터 집광 렌즈(43－4)의 외연부(外緣部)를 향해서 출사한다. 이 때문에, 액시콘 렌즈(44-4)는 레이저 매질(3)의 레이저광 La가 입사되는 단면(3a, 3b)에 있어서의 레이저광 La의 강도 분포 Da를, 광축 P상의 강도 Daa보다도 광축 P의 외주측의 강도 Dab가 강한 강도 분포로 형성한다. The axicon lens 44-4 is disposed between the collimator lens 42-4 and the condenser lens 43-4. The axicon lens 44-4 according to Embodiment 4 is a concave axicon lens having a concave portion 44-4a, and the flat flat surface 44-4b is opposed to the collimator lens 42-4 , And the concave portion 44-4a faces the condenser lens 43-4. The axicon lens 44-4 is arranged so that the laser beam La incident from the collimator lens 42-4 is reflected from the inner surface of the concave portion 44-4a to the outer edge portion of the condenser lens 43-4 To the sea. Therefore, the axicon lens 44-4 is arranged so that the intensity distribution Da of the laser beam La on the end faces 3a and 3b on which the laser beam La of the laser medium 3 is incident is smaller than the intensity Daa on the optical axis P, The strength Dab on the outer circumferential side is formed to have a strong intensity distribution.

실시 형태 4에 따른 레이저 장치(1)는, 실시 형태 1과 마찬가지로, 레이저 매질(3)의 레이저광 La가 입사되는 단면(3a, 3b)에 있어서의 여기광인 레이저광 La의 강도 분포 Da를, 광축 P상의 강도 Daa보다도 광축 P의 외주측의 강도 Dab가 강한 강도 분포로 형성하는 액시콘 렌즈(44-4)를 구비하고 있다. 이 때문에, 실시 형태 4에 따른 레이저 장치(1)는, 실시 형태 1과 마찬가지로, 빔 품질을 저하시키는 일 없이, 고출력의 레이저광 Lb를 얻을 수 있다. The laser device 1 according to the fourth embodiment is configured such that the intensity distribution Da of the laser light La as the excitation light on the end faces 3a and 3b on which the laser light La of the laser medium 3 is incident, And an axicon lens 44-4 formed with an intensity distribution in which the intensity Dab on the outer circumferential side of the optical axis P is stronger than the intensity Daa on the optical axis P. Therefore, the laser device 1 according to the fourth embodiment can obtain the laser beam Lb of high output power without lowering the beam quality as in the first embodiment.

실시 형태 5.Embodiment 5:

다음에, 본 발명의 실시 형태 5에 따른 레이저 장치(1)를 도면에 기초하여 설명한다. 도 22는 실시 형태 5에 따른 레이저 장치의 광원과 여기 광학계의 구성을 나타내는 도면이다. 도 22에 있어서, 실시 형태 1과 동일 부분에는, 동일 부호를 부여하고 설명을 생략한다.Next, a laser device 1 according to Embodiment 5 of the present invention will be described with reference to the drawings. 22 is a diagram showing a configuration of a light source and an excitation optical system of the laser apparatus according to Embodiment 5. FIG. In Fig. 22, the same reference numerals are assigned to the same parts as in the first embodiment, and a description thereof is omitted.

실시 형태 5에 따른 레이저 장치(1)는, 여기 광학계(4-5)의 콜리메이트 렌즈(42-5) 및 집광 렌즈(43-5)가 구면 렌즈보다도 수차가 억제된 비구면 렌즈이고, 또한 강도 형성 부재인 액시콘 렌즈(44-5)를 구비하는 것 이외는, 실시 형태 1과 같은 구성이다. 실시 형태 5에 있어서, 레이저 장치(1)는 여기 광학계(4-5)가 비구면 렌즈인 콜리메이트 렌즈(42-5) 및 집광 렌즈(43-5)를 구비하고 있지만, 여기 광학계(4-5)가 콜리메이트 렌즈(42-5) 및 집광 렌즈(43-5) 대신에 구면 렌즈보다도 수차가 억제되고, 또한 복수의 렌즈에 의해 구성되는 세트 렌즈를 구비해도 된다. The laser device 1 according to Embodiment 5 is an aspherical lens in which the aberration of the collimator lens 42-5 and the condenser lens 43-5 of the excitation optical system 4-5 is lower than that of the spherical lens, And an axicon lens 44-5 as a forming member. In the fifth embodiment, the laser apparatus 1 includes the collimator lens 42-5 and the condenser lens 43-5, which are the aspheric lenses, but the excitation optical system 4-5 May be provided instead of the collimator lens 42-5 and the condenser lens 43-5 with a set lens whose aberration is suppressed more than that of the spherical lens and which is constituted by a plurality of lenses.

액시콘 렌즈(44-5)는 콜리메이트 렌즈(42-5)와 집광 렌즈(43-5)의 사이에 배치되어 있다. 실시 형태 5에 따른 액시콘 렌즈(44-5)는 볼록부(44-5a)를 가지는 볼록형 액시콘 렌즈이며, 평탄한 평탄면(44-5b)이 콜리메이트 렌즈(42-5)와 대향하고, 볼록부(44-5a)가 집광 렌즈(43-5)와 대향하고 있다. 액시콘 렌즈(44-5)는 콜리메이트 렌즈(42-5)로부터 입사된 레이저광 La를 볼록부(44-5a)의 표면으로부터 집광 렌즈(43-5)의 외연부를 향해서 출사한다. 이 때문에, 액시콘 렌즈(44-5)는 레이저 매질(3)의 레이저광 La가 입사되는 단면(3a, 3b)에 있어서의 레이저광 La의 강도 분포 Da를, 광축 P상의 강도 Daa보다도 광축 P의 외주측의 강도 Dab가 강한 강도 분포로 형성한다.The axicon lens 44-5 is disposed between the collimator lens 42-5 and the condenser lens 43-5. The axicon lens 44-5 according to Embodiment 5 is a convex axial cone lens having a convex portion 44-5a. The flat flat surface 44-5b faces the collimator lens 42-5, The convex portion 44-5a faces the condenser lens 43-5. The axicon lens 44-5 emits the laser light La incident from the collimator lens 42-5 toward the outer edge of the condenser lens 43-5 from the surface of the projection 44-5a. Therefore, the axicon lens 44-5 is arranged so that the intensity distribution Da of the laser beam La on the end faces 3a and 3b on which the laser beam La of the laser medium 3 is incident is smaller than the intensity Daa on the optical axis P, The strength Dab on the outer circumferential side is formed to have a strong intensity distribution.

실시 형태 5에 따른 레이저 장치(1)는, 실시 형태 1과 마찬가지로, 레이저 매질(3)의 레이저광 La가 입사되는 단면(3a, 3b)에 있어서의 여기광인 레이저광 La의 강도 분포 Da를, 광축 P상의 강도 Daa보다도 광축 P의 외주측의 강도 Dab가 강한 강도 분포로 형성하는 액시콘 렌즈(44-5)를 구비하고 있다. 이 때문에, 실시 형태 5에 따른 레이저 장치(1)는, 실시 형태 1과 마찬가지로, 빔 품질을 저하시키는 일 없이, 고출력의 레이저광 Lb를 얻을 수 있다. The laser device 1 according to the fifth embodiment has the same configuration as the first embodiment except that the intensity distribution Da of the laser light La, which is the excitation light on the end faces 3a and 3b on which the laser light La of the laser medium 3 is incident, And an axicon lens 44-5 formed with an intensity distribution in which the intensity Dab on the outer peripheral side of the optical axis P is stronger than the intensity Daa on the optical axis P. Therefore, the laser device 1 according to the fifth embodiment can obtain the laser beam Lb of high output power without lowering the beam quality, as in the first embodiment.

실시 형태 6.Embodiment 6:

다음에, 본 발명의 실시 형태 6에 따른 레이저 가공기(100)를 도면에 기초하여 설명한다. 도 23은 실시 형태 6에 따른 레이저 가공기의 구성을 나타내는 도면이다. 도 23에 있어서, 실시 형태 1 내지 실시 형태 5와 동일 부분에는, 동일 부호를 부여하고 설명을 생략한다. Next, a laser machining apparatus 100 according to Embodiment 6 of the present invention will be described with reference to the drawings. 23 is a diagram showing a configuration of a laser machining apparatus according to Embodiment 6; In Fig. 23, the same components as those in the first to fifth embodiments are denoted by the same reference numerals, and a description thereof will be omitted.

실시 형태 6에 따른 레이저 가공기(100)는, 도 23에 도시하는 것처럼, 실시 형태 1 내지 실시 형태 5에 따른 레이저 장치(1, 1-2) 중 어느 것과, 가공 대상물 W를 지지하는 가공 대상물 지지부(300)를 구비한다. 레이저 가공기(100)는 레이저 장치(1, 1-2) 중 어느 레이저 매질(3)이 출사한 발진광인 레이저광 Lb를 가공 대상물 W에 조사하는 가공 헤드(200)와, 가공 헤드(200)와 가공 대상물 지지부(300)를 상대적으로 이동시키는 상대 이동부(400)와, 상대 이동부(400) 및 레이저 장치(1, 1-2)의 동작을 제어하는 제어 장치(500)를 구비한다. As shown in Fig. 23, the laser machining apparatus 100 according to the sixth embodiment includes any one of the laser devices 1 and 1-2 according to the first to fifth embodiments, the object to be processed W supporting the object W, (300). The laser processing machine 100 includes a machining head 200 for irradiating a laser beam Lb, which is emitted laser light emitted from one of the laser devices 1 and 1-2, to the object W, a machining head 200 A relative moving part 400 for relatively moving the object supporting part 300 and a control device 500 for controlling the operation of the relative moving part 400 and the laser devices 1 and 1-2.

가공 대상물 지지부(300)는 가공 대상물 W가 놓여지고, 가공 대상물 W를 지지한다. 실시 형태 6에 있어서, 가공 대상물 W는 플렉서블 프린트 기판(FPC：Flexible Printed Circuits), 또는 프린트 배선판(PCB：Printed Circuit Board)을 다층화한 다층 기판이지만, 이것들로 한정되지 않는다. 플렉서블 프린트 기판 및 프린트 배선판은, 수지 및 구리에 의해 구성된다. 이 때문에, 실시 형태 6에 따른 레이저 가공기(100)가 출사하는 레이저광 Lb의 파장은, 수지와 구리의 양쪽에 흡수되는 자외(紫外) 영역인 것이 바람직하다. The object to be processed 300 is placed on the object W to support the object W to be processed. In Embodiment 6, the object to be processed W is a multilayer substrate formed by stacking a flexible printed circuit (FPC) or a printed circuit board (PCB) on a multilayer substrate, but is not limited thereto. The flexible printed board and the printed wiring board are made of resin and copper. Therefore, it is preferable that the wavelength of the laser beam Lb emitted from the laser machining apparatus 100 according to Embodiment 6 is an ultraviolet region absorbed by both resin and copper.

가공 헤드(200)는 빔 조정 광학계(201)와, 도광 미러(202)와, 집광 렌즈(203)와, 빔 조정 광학계(201)와 도광 미러(202)와 집광 렌즈(203)를 수용하는 케이싱(204)을 구비한다. 가공 헤드(200)는 레이저 장치(1)가 출사한 레이저광 Lb를 빔 조정 광학계(201)에 의해 미리 설정된 원하는 빔 지름 및 강도 분포로 조정한다. 가공 헤드(200)는 빔 조정 광학계(201)에 의해 빔 지름 및 강도 분포가 조정된 레이저광 Lb를 도광 미러(202)에 의해 도광하고, 집광 렌즈(203)에 의해 가공 대상물 W에 집광한다. The machining head 200 includes a beam adjusting optical system 201, a light guiding mirror 202, a condensing lens 203, a beam adjusting optical system 201, a light guiding mirror 202, and a condensing lens 203 (204). The machining head 200 adjusts the laser beam Lb emitted from the laser apparatus 1 to a desired beam diameter and intensity distribution set in advance by the beam adjusting optical system 201. [ The machining head 200 guides the laser beam Lb whose beam diameter and intensity distribution are adjusted by the beam adjusting optical system 201 by the light guiding mirror 202 and condenses it on the object W by the condensing lens 203.

상대 이동부(400)는 가공 헤드(200)가 조사하는 레이저광 Lb와 가공 대상물 지지부(300)를 X방향과 Y방향 중 적어도 한쪽을 따라서 상대적으로 이동시킨다. 실시 형태 6에 있어서, 상대 이동부(400)는 가공 대상물 지지부(300)를 X방향과 Y방향 중 적어도 한쪽을 따라서 이동시키지만, 가공 헤드(200)를 X방향과 Y방향의 양쪽을 따라서 이동시켜도 되고, 가공 헤드(200)와 가공 대상물 지지부(300)의 양쪽을 X방향과 Y방향 중 적어도 한쪽을 따라서 이동시켜도 된다. The relative moving part 400 relatively moves the laser light Lb irradiated by the machining head 200 and the object supporting part 300 along at least one of the X direction and the Y direction. In Embodiment 6, the relative moving part 400 moves the object to be processed 300 in at least one of the X direction and the Y direction, but when the processing head 200 is moved along both the X direction and the Y direction And both the processing head 200 and the object to be processed 300 may be moved along at least one of the X direction and the Y direction.

상대 이동부(400)는 모터, 모터의 회전 구동력에 의해 가공 대상물 지지부(300)를 이동시키는 리드 스크류(lead screw), 및 가공 대상물 지지부(300)의 이동 방향을 안내하는 리니어 가이드에 의해 구성된다. 상대 이동부(400)의 구성은, 모터, 리드 스크류, 및 리니어 가이드에 의한 구성으로 한정되지 않는다. 상대 이동부(400)는 제어 장치(500)에 의해 제어된다.The relative moving part 400 is constituted by a motor, a lead screw for moving the object supporting part 300 by the rotational driving force of the motor, and a linear guide for guiding the moving direction of the object supporting part 300 . The configuration of the relative moving part 400 is not limited to the configuration of the motor, the lead screw, and the linear guide. The relative moving part 400 is controlled by the control device 500.

또, 상대 이동부(400)는 갈바노 미러 또는 폴리곤 미러를 구비하고, 갈바노 미러 또는 폴리곤 미러에 의해 레이저광 Lb를 주사해도 된다. 이 경우, 집광 렌즈(203)는 Fθ렌즈에 의해 구성되는 것이 바람직하다. The relative moving unit 400 may include a galvanometer mirror or a polygon mirror and may scan the laser beam Lb with a galvanometer mirror or a polygon mirror. In this case, the condenser lens 203 is preferably constituted by an F? Lens.

실시 형태 6에 따른 레이저 가공기(100)는, 상대 이동부(400)에 의해 가공 대상물 지지부(300)를 이동시키면서, 가공 헤드(200)로부터 레이저광 Lb를 조사하여, 레이저광 Lb를 가공 대상물 W상에서 주사한다. 레이저 가공기(100)는 가공 대상물 W의 미리 설정된 원하는 위치에 미세한 가공 구멍 Wa를 형성한다. 가공 구멍 Wa는 멈춤 구멍 또는 관통 구멍이다. 가공 구멍 Wa의 크기는 적당히 설정할 수 있다. The laser machining apparatus 100 according to Embodiment 6 irradiates the laser beam Lb from the machining head 200 while moving the object to be machined 300 by the relative moving unit 400 to irradiate the laser beam Lb to the object W Lt; / RTI > The laser processing machine 100 forms a fine machining hole Wa at a predetermined desired position of the object W to be processed. The machining hole Wa is a stop hole or a through hole. The size of the processing hole Wa can be appropriately set.

실시 형태 6에 따른 레이저 가공기(100)는, 실시 형태 1 내지 실시 형태 5에 따른 레이저 장치(1, 1-2) 중 어느 것을 구비하므로, 빔 품질을 저하시키는 일 없이, 고출력의 레이저광 Lb를 얻을 수 있다. 또, 실시 형태 6에 따른 레이저 가공기(100)는, 실시 형태 1 내지 실시 형태 5에 따른 레이저 장치(1, 1-2) 중 어느 것을 구비하므로, 고출력이고 또한 고빔품질의 레이저광 Lb에 의해 가공 대상물 W를 가공할 수 있어, 고속이고 고품질의 가공 대상물 W의 가공이 가능하게 된다.Since the laser machining apparatus 100 according to Embodiment 6 is provided with any one of the laser devices 1 and 1-2 according to Embodiment Modes 1 to 5, the laser beam Lb of high output can be obtained without reducing the beam quality Can be obtained. The laser machining apparatus 100 according to Embodiment 6 is provided with any one of the laser devices 1 and 1-2 according to Embodiment Modes 1 to 5 so that the laser machining is performed by laser light Lb of high output and high beam quality It is possible to process the object W and to process the object W with high speed and high quality.

다음에, 도 24를 이용하여 실시 형태 6에 따른 레이저 가공기(100)의 제어 장치(500)를 설명한다. 도 24는 실시 형태 6에 따른 레이저 가공기의 제어 장치의 하드웨어 구성을 나타내는 도면이다. 실시 형태 6에 따른 레이저 가공기(100)의 제어 장치(500)는 OS(Operating System)(501)상에서 컴퓨터 프로그램을 실행하는 컴퓨터로서, 도 24에 도시하는 것처럼, 입력 장치(502)와, 표시 장치(503)와, 기억 장치(504)와, CPU(Central Processing Unit)(505)와, RAM(Random Access Memory)(506)과, ROM(Read Only Memory)(507)과, 통신 인터페이스(508)를 구비한다. CPU(505), RAM(506), ROM(507), 기억 장치(504), 입력 장치(502), 표시 장치(503) 및 통신 인터페이스(508)는, 버스(B)를 통해서 접속되어 있다. Next, the control device 500 of the laser machining apparatus 100 according to the sixth embodiment will be described with reference to Fig. 24 is a diagram showing a hardware configuration of the control device of the laser machining apparatus according to the sixth embodiment. A control device 500 of the laser machining apparatus 100 according to Embodiment 6 is a computer that executes a computer program on an OS (Operating System) 501. The control device 500 includes an input device 502, (RAM) 506, a ROM (Read Only Memory) 507, a communication interface 508, a memory 504, a central processing unit (CPU) 505, Respectively. The CPU 505, the RAM 506, the ROM 507, the storage device 504, the input device 502, the display device 503 and the communication interface 508 are connected via the bus B. [

제어 장치(500)의 기능은 CPU(505)가 RAM(506)을 작업 영역으로서 사용하면서, ROM(507) 및 기억 장치(504)에 기억되어 있는 프로그램을 실행함으로써 실현된다. 프로그램은 소프트웨어, 펌웨어, 또는 소프트웨어와 펌웨어의 조합에 의해 실현된다. 기억 장치(504)는 SSD(Solid State Drive) 또는 HDD(Hard Disk Drive)이지만, 기억 장치(504)는 SSD 또는 HDD로 한정되지 않는다. The function of the control device 500 is realized by the CPU 505 executing the program stored in the ROM 507 and the storage device 504 while using the RAM 506 as a work area. The program is implemented by software, firmware, or a combination of software and firmware. The storage device 504 is a solid state drive (SSD) or a hard disk drive (HDD), but the storage device 504 is not limited to an SSD or an HDD.

표시 장치(503)는 문자 및 화상을 표시한다. 각 실시 형태에 있어서, 표시 장치(503)는 액정 표시 장치가 예시된다. 입력 장치(502)는 터치 패널, 키보드, 마우스, 트랙 볼 또는 이들의 조합에 의해 구성된다. 통신 인터페이스(508)는 레이저 장치(1, 1-2) 및 상대 이동부(400)와 통신을 행한다. The display device 503 displays characters and images. In each embodiment, the display device 503 is a liquid crystal display device. The input device 502 is constituted by a touch panel, a keyboard, a mouse, a track ball, or a combination thereof. The communication interface 508 communicates with the laser devices 1, 1-2 and the relative moving part 400.

이상의 실시 형태에 나타낸 구성은, 본 발명의 내용의 일례를 나타내는 것이며, 다른 공지의 기술과 조합하는 것도 가능하고, 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에서, 구성의 일부를 생략, 변경하는 것도 가능하다. The configuration shown in the above embodiment represents one example of the content of the present invention and can be combined with other known technology and a part of the configuration can be omitted or changed within a range not departing from the gist of the present invention Do.

1, 1-2: 레이저 장치 2, 2a, 2b: 광원
3: 레이저 매질 3a, 3b: 단면
4, 4a, 4b, 4-3, 4-4, 4-5: 여기 광학계
42: 콜리메이트 렌즈(강도 형성 부재, 구면 렌즈)
43: 집광 렌즈(강도 형성 부재, 구면 렌즈)
41-3: 광 파이버(강도 형성 부재) 41c: 코어
44-4, 44-5: 액시콘 렌즈(강도 형성 부재)
100: 레이저 가공기 200: 가공 헤드
300: 가공 대상물 지지부 400: 상대 이동부
W: 가공 대상물 La: 여기광인 레이저광
Lb: 발진광인 레이저광 Da, Da-3: 강도 분포
Daa, Dab: 강도 P: 광축1, 1-2: laser device 2, 2a, 2b: light source
3: laser medium 3a, 3b: section
4, 4a, 4b, 4-3, 4-4, 4-5:
42: collimate lens (intensity forming member, spherical lens)
43: condensing lens (intensity forming member, spherical lens)
41-3: Optical fiber (strength forming member) 41c: Core
44-4, and 44-5: Axicon lens (intensity forming member)
100: laser processing machine 200: machining head
300: object to be processed 400:
W: object to be processed La: laser light which is excitation light
Lb: Laser light Da, Da-3: Strength distribution
Daa, Dab: Intensity P: Optical axis

Claims (6)

여기광인 레이저광을 출사하는 광원과,
상기 광원이 출사한 상기 레이저광이 입사되는 레이저 매질과,
상기 광원이 출사한 상기 레이저광을 상기 레이저 매질에 입사시키는 여기 광학계를 구비하는 레이저 장치로서,
상기 여기 광학계는, 상기 레이저 매질의 상기 레이저광이 입사되는 단면에 있어서의 상기 레이저광의 강도 분포를, 상기 레이저광의 광축을 중심으로 하는 원주 방향의 전체 둘레에 걸쳐서, 상기 광축상의 상기 레이저광의 강도보다도 강한 강도 분포를 상기 광축의 외주 방향에 형성하는 강도 형성 부재를 구비하는 것을 특징으로 하는 레이저 장치.A light source for emitting laser light as excitation light,
A laser medium into which the laser light emitted from the light source is incident,
And an excitation optical system for causing the laser light emitted from the light source to enter the laser medium,
Wherein the excitation optical system is configured such that the intensity distribution of the laser light in the cross section on which the laser medium is incident on the laser medium is greater than the intensity of the laser light on the optical axis over an entire circumferential direction around the optical axis of the laser light, And an intensity forming member for forming a strong intensity distribution in the outer circumferential direction of the optical axis. 청구항 1에 있어서,
상기 강도 형성 부재는 상기 레이저 매질의 상기 레이저광이 입사되는 단면에 있어서의 상기 레이저광의 강도 분포를, 상기 광축에 관련해서 축대칭인 형상으로 형성하는 것을 특징으로 하는 레이저 장치.The method according to claim 1,
Wherein the intensity forming member forms an intensity distribution of the laser light in a cross section on which the laser light of the laser medium is incident in an axisymmetrical shape with respect to the optical axis. 청구항 2에 있어서,
상기 강도 형성 부재는 구면(球面) 렌즈인 것을 특징으로 하는 레이저 장치.The method of claim 2,
Wherein the intensity-shaping member is a spherical lens. 청구항 2에 있어서,
상기 강도 형성 부재는 원통 모양으로 형성된 코어를 가지는 광 파이버인 것을 특징으로 하는 레이저 장치.The method of claim 2,
Wherein the intensity-generating member is an optical fiber having a core formed into a cylindrical shape. 청구항 2에 있어서,
상기 강도 형성 부재는 액시콘 렌즈인 것을 특징으로 하는 레이저 장치.The method of claim 2,
Wherein the intensity-shaping member is an axicon lens. 청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 기재된 레이저 장치와,
가공 대상물을 지지하는 가공 대상물 지지부와,
상기 레이저 장치의 레이저 매질이 출사한 레이저광을 상기 가공 대상물에 조사하는 가공 헤드와,
상기 가공 헤드가 조사하는 레이저광과 상기 가공 대상물 지지부를 상대적으로 이동시키는 상대 이동부를 구비하는 것을 특징으로 하는 레이저 가공기.
A laser device according to any one of claims 1 to 5,
An object to be processed which supports an object to be processed,
A processing head for irradiating the object with laser light emitted from the laser medium of the laser device,
And a relative moving section for relatively moving the laser beam irradiated by the machining head and the workpiece support section.
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