レーザ光出射装置およびレーザ光の中心波長および波長帯域幅の変更方法
【課題】レーザ出射光の中心波長および波長帯域幅を変更すること。
【解決手段】レーザ光出射装置２は、レーザ光を生成するレーザ生成部１０と、生成されたレーザ光Ｌ１の光路上に並んで配置され、当該レーザ光の入射角度に応じて、透過したレーザ光の中心波長がシフトする特性を有する一対の光学フィルタ３１Ａ，３１Ｂと、一対の光学フィルタの少なくとも一方を、光路に交差する所定方向に沿った軸Ｚを中心に変位させる変位機構３２と、一対の光学フィルタを透過したレーザ光を外部に出射するレーザ出射部１３と、を備える。
【解決手段】レーザ光出射装置２は、レーザ光を生成するレーザ生成部１０と、生成されたレーザ光Ｌ１の光路上に並んで配置され、当該レーザ光の入射角度に応じて、透過したレーザ光の中心波長がシフトする特性を有する一対の光学フィルタ３１Ａ，３１Ｂと、一対の光学フィルタの少なくとも一方を、光路に交差する所定方向に沿った軸Ｚを中心に変位させる変位機構３２と、一対の光学フィルタを透過したレーザ光を外部に出射するレーザ出射部１３と、を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、出力光の中心波長およびバンドパス幅を調整するための技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、レーザ光を測定対象に照射し測定対象を分析する分析装置の光源として、レーザ光出射装置が利用されることがある。この場合、レーザ光出射装置は、広い波長帯域（換言すればスペクトル形状）のレーザ光を出射することが好ましい。即ち、分析装置は、広い波長帯域のレーザ光を測定対象に照射し、その反射光や透過光をグレーティングミラー等で波長成分に空間的に分解したり、干渉計で周波数成分にフーリエ変換したりして分析するからである。そして、様々な種類の測定対象について適切な分析をするために、レーザ出射光の中心波長を変更可能とすることが好ましい。
【０００３】
そこで、従来より、光サーキュレータおよびバンドパスフィルタ等を利用して、レーザ出射光の中心波長を選択設定することができる技術がある（特許文献１参照）。
【０００４】
また、レーザ加工装置の光源として、レーザ光出射装置が利用されることもある。この場合、レーザ加工装置は、狭い波長帯域幅（特に単一波長）のレーザ光を出射することが好ましい。広い波長帯域幅のレーザ出射光では、焦点を絞り切れず、加工品質が低下するおそれがあるからである。そして、加工対象物の材質によって光の吸収波長が異なるため、やはり、レーザ出射光の中心波長を変更可能とすることが好ましい。
【０００５】
このようにレーザ光出射装置は、分析装置やレーザ加工装置など様々な用途に使用されるため、その用途に応じて波長帯域幅を変更することができることが好ましい。また、各用途においてレーザ光の中心波長を変更することができることが好ましい場合がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−３４７６６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本明細書は、レーザ出射光の中心波長および波長帯域幅を変更することが可能な新たな技術を開示する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係るレーザ光出射装置は、レーザ光を生成するレーザ生成部と、前記レーザ生成部により生成されたレーザ光の光路上に並んで配置され、当該レーザ光の入射角度に応じて、透過したレーザ光の中心波長がシフトする特性を有する、一対の光学フィルタと、前記一対の光学フィルタの少なくとも一方を、前記光路に交差する所定方向に沿った軸を中心に変位させる変位機構と、前記一対の光学フィルタを透過したレーザ光を外部に出射するレーザ出射部と、を備える。
【０００９】
この構成によれば、一対の光学フィルタの少なくとも一方を変位させることにより、中心波長を変更したり、波長帯域幅を変更したりすることができる。
【００１０】
上記レーザ光出射装置は、前記レーザ生成部が、一部または全部に光増幅用光ファイバを含む光ファイバケーブルを有し、前記レーザ出射部は、前記光ファイバケーブルの一端から出力され増幅されたレーザ光の一部を外部に出射し、残りを前記光ファイバケーブルの他端に入力する構成であり、前記一対の光学フィルタは、前記光ファイバケーブルの前記一端から前記他端への光路上において、前記レーザ出射部の下流側に配置されている構成でもよい。
【００１１】
この構成によれば、一対の光学フィルタは、光ファイバケーブルの一端から他端への光路上において、レーザ出射部の下流側に配置されている。従って、一対の光学フィルタをレーザ出射部の上流側に配置する構成に比べて、光学フィルタの変位に応じてレーザ出射部からのレーザ光の出射位置が変位することを抑制することができる。
【００１２】
上記レーザ光出射装置は、前記レーザ出射部は、第１波長板と、第１ビームスプリッタとを有し、前記第１波長板は、前記増幅されたレーザ光の一の偏光面を、前記第１ビームスプリッタの反射偏光面に合わせるよう位相を変更し、
前記第１ビームスプリッタは、前記波長板からのレーザ光の一部を反射させて外部に出射する構成でもよい。
【００１３】
この構成により、波長板（位相板）およびビームスプリッタの配置関係により、光ファイバケーブルの一端から出力され増幅されたレーザ光から、所定の偏光面を有する光量を取り出して、外部に出射することができる。
【００１４】
上記レーザ光出射装置は、前記光路上において、前記レーザ出射部の上流側に配置される波長板およびビームスプリッタを有するノイズ除去部を有し、前記第２波長板は、前記増幅されたレーザ光の一の偏光面を、前記第２ビームスプリッタの反射偏光面に一致させるよう位相を変更し、前記第２ビームスプリッタは、前記第２波長板からのレーザ光の一部を反射させてノイズとして除去する構成でもよい。
【００１５】
この構成によれば、第２ビームスプリッタの反射偏光面に一致しない偏光面を有するレーザ光の成分を、ノイズとして除去することができる。
【００１６】
上記レーザ光出射装置は、前記レーザ光の中心波長および波長帯域幅を設定する第１設定部と、前記レーザ光の中心波長およびバンドパス幅についての複数の組合せパターンと、前記レーザ光を前記複数の組合せパターンそれぞれに設定するための前記一対の光学フィルタについての複数の位置関係との第１対応関係情報が記憶される第１メモリと、前記第１対応関係情報を参照し、前記設定部にて設定された中心波長および波長帯域幅に対応する前記一対の光学フィルタの位置関係を求め、当該位置関係になるように前記一対の光学フィルタの少なくとも一方を変位させるよう前記変位機構を制御する第１制御部と、を備える構成でもよい。
【００１７】
この構成によれば、所望の中心波長および波長帯域幅を設定部にて設定することにより、自動で、一対の光学フィルタを適切な位置関係にすることができる。
【００１８】
上記レーザ光出射装置は、前記レーザの照射対象物の種類を設定する第２設定部と、前記照射対象物の複数の種類と、前記レーザ光を、前記複数の種類それぞれの照射対象物を照射するのに適した中心波長およびバンドパス幅に設定するための前記一対の光学フィルタについての複数の位置関係との第２対応関係情報が記憶される第２メモリと、前記第２対応関係情報を参照し、前記設定部にて設定された中心波長および波長帯域幅に対応する前記一対の光学フィルタの位置関係を求め、当該位置関係になるように前記一対の光学フィルタの少なくとも一方を変位させるよう前記変位機構を制御する第２制御部と、を備える構成でもよい。
【００１９】
この構成によれば、照射対象物の種類を設定部にて設定することにより、自動で、一対の光学フィルタを適切な位置関係にすることができる。
【００２０】
上記レーザ光出射装置は、前記一対の光学フィルタはいずれも変位可能であって、前記一対の光学フィルタを同じ角度だけ同方向に変位させることにより前記レーザ光の中心波長をシフトさせ、前記一対の光学フィルタの間の相対角度を変位させることにより前記レーザ光の波長帯域幅をシフトさせるよう、前記変位機構を制御する第３制御部を備える構成でもよい。
【００２１】
この構成によれば、中心波長と波長帯域幅を自動で調整することができる。照射対象物の種類を設定部にて設定することにより、自動で、一対の光学フィルタを適切な位置関係にすることができる。
【００２２】
上記レーザ光出射装置は、前記光学フィルタは、誘電体多層膜バンドパスフィルタである構成でもよい。
【００２３】
誘電体多層膜バンドパスフィルタは、一般に複屈折フィルタに比べて厚さを薄くできるので、レーザ光の出射位置（光軸）のオフセットを抑制することができる。
【００２４】
レーザ光の中心波長および波長帯域幅の変更方法は、レーザ光の光路上に、当該レーザ光の入射角度に応じて、透過したレーザ光の中心波長がシフトする特性を有する、一対の光学フィルタを並べて配置し、前記一対の光フィルタの少なくとも一方を、前記光路に交差する所定方向に沿った軸を中心に変位させることにより、前記一対の光フィルタを透過したレーザ光の中心波長および波長帯域幅の少なくとも一方を変更する。
【００２５】
この構成によれば、一対の光学フィルタの少なくとも一方を変位させることにより、中心波長を変更したり、波長帯域幅を変更したりすることができる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、レーザ出射光の中心波長および波長帯域幅を変更することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】一実施形態に係るレーザマーキング装置１の全体構成の概略図
【図２】レーザ光出射装置２の構成の概略図
【図３】各バンドパスフィルタについて入射角度と中心波長およびハンドパス幅との関係を示す模式図（その１）
【図４】各バンドパスフィルタについて入射角度と中心波長およびハンドパス幅との関係を示す模式図（その２）
【図５】各バンドパスフィルタについて入射角度と中心波長およびハンドパス幅との関係を示す模式図（その３）
【図６】各バンドパスフィルタについて入射角度と中心波長およびハンドパス幅との関係を示す模式図（その４）
【発明を実施するための形態】
【００２８】
本発明の一例である実施形態について図１〜図６を参照しつつ説明する。本実施形態は、レーザマーキング装置に本発明のレーザ光出射装置の一例を適用したものである。
【００２９】
１．レーザマーキング装置の全体構成
図１は、本実施形態のレーザマーキング装置１の全体構成の概略図である。同図において、符号２は、レーザ光出射装置（レーザ光出射装置の一例であって、ここから出射されたレーザ光Ｌ１はガルバノスキャナ３によって向きが変更される。ガルバノスキャナ３は、第１及び第２のガルバノミラー３Ｖ，３Ｗと、それらの各ガルバノミラー３Ｖ，３Ｗが回転軸に取り付けられた駆動モーター（図示せず）を備えた駆動部３Ｘ，３Ｙとを備え、前記駆動部３Ｘ，３Ｙの駆動モーターに座標データとしての電圧信号を与えると、その電圧信号のレベルに応じた角度に各ガルバノミラー３Ｖ，３Ｗが回動する。
【００３０】
そして、第１ガルバノミラー３Ｖでレーザ光Ｌ１が、所定方向（これを「Ｘ方向」という）に振られると共に、第２ガルバノミラー３Ｗで、その所定方向と直交する方向（これを「Ｙ方向」という）に振られて、これにより、レーザ光Ｌ１のマーキング対象物Ｗ上における照射点ＭＰが、Ｘ方向とＹ方向の２次元方向で、所望の位置に走査され、マーキング対象物Ｗ上に所定のパターンがマーキングされる。
【００３１】
２．レーザ光出射装置の構成
図２は、レーザ光出射装置２の構成の概略図である。レーザ光出射装置２は、一部に希土類（例えばＹｂなど）ドープファイバＦ１（光増幅用光ファイバの一例）を含み、リング状に構成された光ファイバケーブルＦを備える、いわゆるリングレーザである。
【００３２】
具体的には、レーザ光出射装置２は、レーザ伝達部１０（レーザ生成部の一例）、光抽出部１１、レーザ出射量調整部１２（レーザ出射部の一例）、波長調整部１３、レーザ戻し部１４を備える。
【００３３】
レーザ伝達部１０は、前述した光ファイバケーブルＦ、ファイバカプラ２１、励起用光源（例えばレーザダイオード）２２を有する。光ファイバケーブルＦは、希土類ドープファイバＦ１の両端に、希土類が混入されていない光ファイバＦ２，Ｆ３（非増幅用光ファイバ）が、例えばファイバ融着により、それぞれ接続されたものである。光ファイバＦ２の一端Ｆ２Ａ（「光ファイバケーブルの他端」の一例）は、上記レーザ戻し部１４から戻されたレーザ光Ｌ２（以下、戻り光Ｌ２という）の入力面とされ、光ファイバＦ２の他端は、希土類ドープファイバＦ１の一端に接続されている。
【００３４】
また、光ファイバＦ２の途中にはファイバカプラ２１が設けられ、励起用光源２２から出力された励起用レーザ光（種光）Ｌ３は光ファイバＦ４（非増幅用光ファイバ）を介してファイバカプラ２１に入力され、当該ファイバカプラ２１にて励起用レーザ光Ｌ３と、光ファイバＦ２から伝達される戻り光Ｌ２とが合流する。
【００３５】
そして、その合流したレーザ光Ｌ２、Ｌ３は、希土類ドープファイバＦ１にて自然放出および誘導放出により増幅され、その増幅されたレーザ光（「レーザ生成部により生成されたレーザ光」の一例 以下、増幅レーザ光Ｌ４という）は光ファイバＦ３に入力される。光ファイバＦ３の一端Ｆ３Ａ（「光ファイバケーブルの一端」の一例）は、出力面とされ、当該出力面から増幅レーザ光Ｌ４が出力される。なお、この増幅レーザ光Ｌ４は、光強度が周期的に変化するレーザ光（換言すれば、光強度が高い波形と低い波形とが交互に繰り返されるレーザ光）を有する。
【００３６】
光抽出部１１（ノイズ除去部の一例）は、上記増幅レーザ光Ｌ４から、光強度が低いレーザ光Ｌ６をノイズ成分として除去し、光強度が高いレーザ光Ｌ７だけを抽出する。具体的には、光抽出部１１は、コリメータレンズ２５、１／４波長板２６、１／２波長板２７および偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）２８を有する。増幅レーザ光Ｌ４は、光ファイバＦ３を伝達する際、光カー効果（例えば光カー効果としては特許第３２５７１３９号に示されている）により、光強度が高いレーザ光ほど屈折率が変化し、互いに直交する成分に位相差が生じる。これは、（楕円）偏光面が回転する非線形偏波回転が生じるためである。非線形偏波回転が生じたレーザ光Ｌ６は、コリメータレンズ２５により平行光Ｌ５に変換される。
【００３７】
１／４波長板２６および１／２波長板２７は、平行光Ｌ５のうち光強度が高いレーザ光Ｌ７の偏光面の向きを調整することにより、光強度が高いレーザ光Ｌ７は偏光ビームスプリッタ２８を透過し、光強度が低いレーザ光Ｌ６は偏光ビームスプリッタ２８を反射するようにする。
【００３８】
レーザ出射量調整部１２は、レーザ光Ｌ７の一部を前述したレーザＬ１として外部に出射する。具体的には、レーザ出射量調整部１２は、１／２波長板２９および偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）３０を有する。１／２波長板２９は、図示しない支持部材により回転可能に支持され、レーザ光Ｌ１として出射したい光量に応じてレーザ光Ｌ７の偏光面を回転させることができる。偏光ビームスプリッタ３０は、１／２波長板２９の回転角度に応じた光量分（例えば数％）だけ反射させ、レーザ光Ｌ１として出射する。即ち、１／２波長板２９を回転させることにより、レーザ光Ｌ１の出射量を調整することができる。
【００３９】
波長調整部１３は、偏光ビームスプリッタ３０を透過したレーザ光Ｌ８の中心波長および波長帯域幅の少なくとも一方を変更可能な構成を有する。具体的には、波長調整部１３は、一対の誘電体多層膜バンドパスフィルタ（「光学フィルタ」の一例）および変位機構３２を有する。
【００４０】
誘電体多層膜バンドパスフィルタは、例えば半波長相当の厚みを持つ共振器層を、屈折率が異なる２種の１／４波長膜の交互積層からなる誘電体高反射率コートでサンドイッチした層構造を持つ（以下、単に「バンドパスフィルタ３１Ａ，３１Ｂ」という）。一対のバンドパスフィルタ３１Ａ，３１Ｂは、レーザ光８の光路上に並んで配置されている。各バンドパスフィルタ３１Ａ，３１Ｂは、変位機構３２により、レーザ光８の光路に交差する所定方向に沿った軸を中心に変位可能に支持されている。当該軸は、図２に符号Ｚを付して例示するように、レーザ光８の光路上に略直交する方向（同図の紙面奥行き方向）に沿っていることが好ましい。波長調整部１３の動作については後述する。
【００４１】
先に説明した非線形偏波回転を生じさせるためには、直線偏光では、その非線形偏波回転が生じないので、レーザ戻し部１４によって非線形偏波回転を生じ易くするために、楕円（円）偏光としている。レーザ戻し部１４は、波長調整部１３からのレーザ光Ｌ９を、光ファイバＦ２の一端Ｆ２Ａに戻す。具体的には、レーザ戻し部１４は、光アイソレータ３３、１／４波長板３４および集光レンズ３５を有する。光アイソレータ３３は、波長調整部１３からのレーザ光Ｌ９が逆行することを防止し、１／４波長板３４は、レーザ光Ｌ９を楕円偏光である上記戻り光Ｌ２に変換し、集光レンズ３５は、その戻り光Ｌ２を集光して光ファイバＦ２の一端Ｆ２Ａに入力する。
【００４２】
以上の構成により、レーザ光出射装置２は、レーザ光をレーザ伝達部１０にて増幅させつつ、そのレーザ光の一部を、レーザ出射量調整部１２からガルバノスキャナ３に出射する。
【００４３】
３．波長調整部の動作
図３〜図６は、各バンドパスフィルタ３１Ａ，３１Ｂについて入射角度と、中心波長λＣおよびハンドパス幅Ｄとの関係を示す模式図である。各図のレーザ出力Ｅと波長の関係グラフ中の「λ０」は、所定の基準波長を示す。
各バンドパスフィルタ３１Ａ，３１Ｂは、レーザ光の入射角度に応じて、透過したレーザ光の中心波長がシフトする特性を有する。しかも、中心波長がシフトしてもバンドパス幅（波長帯域幅）は略不変である。
【００４４】
図３のように、一対のバンドパスフィルタ３１Ａ，３１Ｂに対するレーザ光Ｌ８の入射角度が略同一角度（θ１）である場合、両バンドパスフィルタ３１Ａ，３１Ｂはいずれも、中心波長が「λ０」で略一致し、ハンドパス幅も「Ｄ１」で略一致する。従って、両バンドパスフィルタ３１Ａ，３１Ｂを透過したレーザ光Ｌ９も中心波長が「λ０」で、波長帯域幅は「Ｄ１」である。
【００４５】
図４のように、一対のバンドパスフィルタ３１Ａ，３１Ｂに対するレーザ光Ｌ８の入射角度を共に、図３の上記「θ１」とは異なる「θ２」（＜θ１）だけ同方向に変位させると、両バンドパスフィルタ３１Ａ，３１Ｂはいずれも、ハンドパス幅は「Ｄ１」を維持しつつ、中心波長が「λ０」から「λ１」にシフトする。このように一対のバンドパスフィルタ３１Ａ，３１Ｂに対するレーザ光Ｌ８の入射角度を、共に同じ角度分だけ同方向に変位させることにより、図３に示す変位前に対し、レーザ光Ｌ９の波長帯域幅を変えずに、中心波長だけをシフトさせることができる。
【００４６】
図５のように、一対のバンドパスフィルタ３１Ａ，３１Ｂに対するレーザ光Ｌ８の入射角度を、上記「θ２」だけ互いに逆方向に変位させると、両バンドパスフィルタ３１Ａ，３１Ｂはいずれも、ハンドパス幅は「Ｄ１」を維持しつつ、中心波長が「λ０」から互いに異なる「λ１」「λ２」にそれぞれシフトする。その結果、図３に示す変位前に比べて、レーザ光Ｌ９の波長帯域幅は「Ｄ１」から「Ｄ２」（＜Ｄ１）に変位するが、中心波長は「λ０」に維持することができる。このように一対のバンドパスフィルタ３１Ａ，３１Ｂに対するレーザ光Ｌ８の入射角度を、同じ角度分だけ互いに逆方向に変位させることにより、変位前に対し、レーザ光Ｌ９の中心波長を変えずに、波長帯域幅だけを変更することができる。
【００４７】
図６のように、一対のバンドパスフィルタ３１Ａ，３１Ｂの一方（同図ではバンドパスフィルタ３１Ｂ）に対するレーザ光Ｌ８の入射角度だけを、上記「θ２」に変位させると、両バンドパスフィルタ３１Ａ，３１Ｂはいずれも、ハンドパス幅は「Ｄ１」を維持しつつ、バンドパスフィルタ３１Ｂだけ中心波長が「λ０」から「λ１」にシフトする。これにより、図３に示す変位前に比べて、レーザ光Ｌ９の波長帯域幅は「Ｄ１」から「Ｄ３」に変更し、且つ、中心波長も「λ０」から「λ３」に変更することができる。このように一対のバンドパスフィルタ３１Ａ，３１Ｂの一方に対するレーザ光Ｌ８の入射角度だけを変位させることにより、変位前に対し、レーザ光Ｌ９の中心波長および波長帯域幅の両方を変更することができる。
【００４８】
また、図１に示すように、レーザ光出射装置２には、制御部４０が設けられている。この制御部４０は、設定部４１およびメモリ４２が接続されている。このメモリ４２（第２メモリの一例）には、例えばマーキング対象物Ｗの種類（例えば材質の相違）と、各種類のマーキング対象物Ｗをマーキングするのに適したレーザ光Ｌ１の中心波長および波長帯域（或いはバンドパスフィルタ３１Ａ，３１Ｂの角度）との対応関係情報（対応テーブルでも演算式でもよい 第２対応関係情報の一例）が記憶されている。そして、制御部４０は、設定部４１（コンソール 第２設定部の一例）からのユーザの入力情報や、マーキング対象物Ｗの種類を検出するセンサ（図示せず）からの検出情報に基づき、対応関係情報から適切な角度等を抽出し、変位機構３２を制御して、バンドパスフィルタ３１Ａ，３１Ｂの角度を自動で調整する。このとき、制御部４０は、第１制御部および第３制御部として機能する。
【００４９】
また、レーザ光出射装置２が、レーザマーキング装置以外の用途（例えば分析装置）に使用される可能性がある場合には、用途と、当該用途に適したレーザ光Ｌ１の中心波長および波長帯域（或いはバンドパスフィルタ３１Ａ，３１Ｂの角度）との対応関係情報をメモリに記憶しておくことが好ましい。
【００５０】
４．本実施形態の効果
本実施形態によれば、一対のバンドパスフィルタ３１Ａ，３１Ｂの角度を変位させる、という比較的に簡単な方法で、レーザ光の中心波長を変更したり、波長帯域幅を変更したりすることができる。
【００５１】
ここで、レーザ光Ｌ８の光路に対し、レーザ光Ｌ９の光路は、バンドパスフィルタ３１Ａ，３１Ｂの角度変位に応じてオフセットする。このため、仮に、本実施形態とは異なり、一対のバンドパスフィルタ３１Ａ，３１Ｂを、光ファイバケーブルＦの一端Ｆ３Ａから他端Ｆ２Ａへの光路上において、レーザ出射量調整部１２の上流側に配置すると、レーザ出射量調整部１２からのレーザ光Ｌ１の出射光路もオフセットしてしまうおそれがある。
【００５２】
そこで、本実施形態では、一対のバンドパスフィルタ３１Ａ，３１Ｂは、光ファイバケーブルＦの一端Ｆ３Ａから他端Ｆ２Ａへの光路上において、レーザ出射量調整部１２の下流側に配置されている。これにより、波長調整部１３からのレーザ光Ｌ９はオフセットし得るが、このレーザ光Ｌ９は、当該波長調整部１３で調整された中心波長および波長帯域幅を維持した状態で、レーザ戻し部１４にて円偏光に変換され、レーザ伝達部１０により伝達される。そして、偏光面変換部１１により上記オフセットが是正された状態でレーザ出射量調整部１２に入力する。従って、バンドパスフィルタ３１Ａ，３１Ｂの角度変位によるオフセットの影響を抑制しつつ、レーザ光Ｌ１を外部に出射することができる。
【００５３】
＜他の実施形態＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような種々の態様も本発明の技術的範囲に含まれる。特に、各実施形態の構成要素のうち、最上位の発明の構成要素以外の構成要素は、付加的な要素なので適宜省略可能である。
【００５４】
（１）上記実施形態では、レーザマーキング装置１に適用されたレーザ光出射装置２を例に挙げたが、本発明はこれに限られない。例えば前述した分析装置など、他の装置（用途）にレーザ光出射装置２を適用してもよい。
【００５５】
（２）上記実施形態では、「レーザ生成部」の一例として、リング状の光ファイバケーブルＦ１を挙げたが、本発明はこれに限られない。例えば固体レーザ、液体レーザなどでもよい。
【００５６】
（３）上記実施形態では、「光学フィルタ」の例として誘電体多層膜バンドパスフィルタを挙げたが、本発明はこれに限られない。互いに屈折率の異なる複数の光学部材を積層して構成された複屈折フィルタでもよい。但し、一般的に、誘電体多層膜バンドパスフィルタは、複屈折フィルタより厚さ（レーザ光Ｌ８の光路方向における幅）が小さいため、角度変位によって透過したレーザ光の出力位置がずれることを抑制することができる。
【００５７】
（４）上記実施形態では、一対のバンドパスフィルタ３１Ａ，３１Ｂの両方の角度を変位可能としたが、本発明はこれに限られない。例えばバンドパスフィルタ３１Ａ，３１Ｂのいずれか一方だけの角度を変位可能としても、レーザ出射光の中心波長および波長帯域幅を変更することができる。
【００５８】
（５）上記実施形態では、光抽出部１１にて光強度が低いレーザ光Ｌ６を除去したが、本発明は、これに限られない。用途や装置上、ノイズによる影響が問題にならない場合には、例えば図２の構成のうち、レーザ出射量調整部１２を取り除き、１／２波長板２７の回転角度に応じて、光強度が高いレーザ光と光強度が低いレーザ光とが混在したレーザ光を、偏光ビームスプリッタ２８にて反射させて、上記レーザ光Ｌ１として外部に出力する構成でもよい。この場合に、１／２波長板２７を、光路に沿った軸を中心に回転可能に支持すれば、当該１／２波長板２７の回転角度を変更することによりレーザ光Ｌ１の出射光量を調整することができる。
【００５９】
（６）上記実施形態では、「レーザ出射部」の一例として、レーザ光の出射量を調整可能なレーザ出射量調整部１２を挙げたが、本発明はこれに限られない。レーザ光の出射量を調整不能な構成でもよい。この場合、上記実施形態において、１／４波長板２６、ノイズ除去部１２および１／２波長板２９を設けない構成とすることができる。
【００６０】
（７）上記実施形態では、変位機構３２を制御部４０によって制御したが、本発明はこれに限られない。例えば作業者が手動でバンドパスフィルタ３１Ａ，３１Ｂの角度を変位させる構成でもよい。
【００６１】
（８）上記実施形態において、一対のバンドパスフィルタ３１Ａ，３１Ｂを、光ファイバケーブルＦの一端Ｆ３Ａから他端Ｆ２Ａへの光路上において、レーザ出射量調整部１２の上流側に配置する構成でもよい。この場合、バンドパスフィルタ３１Ａ，３１Ｂと、レーザ出射量調整部１２との間に、上記オフセットを是正するための光学部材（例えばレーザ光の光路に対して傾斜した傾斜した姿勢で配置された透過部材など）を配置することが好ましい。また、オフセットによる影響が用途上問題にならない場合には、上記光学部材を設けない構成でもよい。
【００６２】
（９）上記実施形態において、メモリ４２に、レーザ光Ｌ１の中心波長および波長帯域幅の組合せパターンと、レーザ光Ｌ１を当該各組合せパターンに設定するための一対のバンドパスフィルタ３１Ａ，３１Ｂの位置関係（角度関係）との対応関係情報（例えば対応テーブル 第１対応関係情報の一例）を記憶する。そして、設定部４１にて所望の中心波長および波長帯域幅の組合せパターンを設定すれば、上記対応関係情報を参照して、制御部４０が、その設定された組合せパターンに対応するバンドパスフィルタ３１Ａ，３１Ｂの位置関係になるよう変位機構３２を制御する構成でもよい。このとき、設定部３１は「第１設定部」」として、メモリ４２は「第１メモリ」として機能する。
【符号の説明】
【００６３】
２：レーザ光出射装置、Ｆ１：ドープファイバケーブル（光増幅用光ファイバの一例）、Ｆ：光ファイバケーブル、１０：レーザ伝達部（レーザ生成部の一例）、１２：レーザ出射量調整部（レーザ出射部の一例）、３１Ａ，３１Ｂ：誘電体多層膜バンドパスフィルタ（光学フィルタの一例）、３２：変位機構
【技術分野】
【０００１】
本発明は、出力光の中心波長およびバンドパス幅を調整するための技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、レーザ光を測定対象に照射し測定対象を分析する分析装置の光源として、レーザ光出射装置が利用されることがある。この場合、レーザ光出射装置は、広い波長帯域（換言すればスペクトル形状）のレーザ光を出射することが好ましい。即ち、分析装置は、広い波長帯域のレーザ光を測定対象に照射し、その反射光や透過光をグレーティングミラー等で波長成分に空間的に分解したり、干渉計で周波数成分にフーリエ変換したりして分析するからである。そして、様々な種類の測定対象について適切な分析をするために、レーザ出射光の中心波長を変更可能とすることが好ましい。
【０００３】
そこで、従来より、光サーキュレータおよびバンドパスフィルタ等を利用して、レーザ出射光の中心波長を選択設定することができる技術がある（特許文献１参照）。
【０００４】
また、レーザ加工装置の光源として、レーザ光出射装置が利用されることもある。この場合、レーザ加工装置は、狭い波長帯域幅（特に単一波長）のレーザ光を出射することが好ましい。広い波長帯域幅のレーザ出射光では、焦点を絞り切れず、加工品質が低下するおそれがあるからである。そして、加工対象物の材質によって光の吸収波長が異なるため、やはり、レーザ出射光の中心波長を変更可能とすることが好ましい。
【０００５】
このようにレーザ光出射装置は、分析装置やレーザ加工装置など様々な用途に使用されるため、その用途に応じて波長帯域幅を変更することができることが好ましい。また、各用途においてレーザ光の中心波長を変更することができることが好ましい場合がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−３４７６６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本明細書は、レーザ出射光の中心波長および波長帯域幅を変更することが可能な新たな技術を開示する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係るレーザ光出射装置は、レーザ光を生成するレーザ生成部と、前記レーザ生成部により生成されたレーザ光の光路上に並んで配置され、当該レーザ光の入射角度に応じて、透過したレーザ光の中心波長がシフトする特性を有する、一対の光学フィルタと、前記一対の光学フィルタの少なくとも一方を、前記光路に交差する所定方向に沿った軸を中心に変位させる変位機構と、前記一対の光学フィルタを透過したレーザ光を外部に出射するレーザ出射部と、を備える。
【０００９】
この構成によれば、一対の光学フィルタの少なくとも一方を変位させることにより、中心波長を変更したり、波長帯域幅を変更したりすることができる。
【００１０】
上記レーザ光出射装置は、前記レーザ生成部が、一部または全部に光増幅用光ファイバを含む光ファイバケーブルを有し、前記レーザ出射部は、前記光ファイバケーブルの一端から出力され増幅されたレーザ光の一部を外部に出射し、残りを前記光ファイバケーブルの他端に入力する構成であり、前記一対の光学フィルタは、前記光ファイバケーブルの前記一端から前記他端への光路上において、前記レーザ出射部の下流側に配置されている構成でもよい。
【００１１】
この構成によれば、一対の光学フィルタは、光ファイバケーブルの一端から他端への光路上において、レーザ出射部の下流側に配置されている。従って、一対の光学フィルタをレーザ出射部の上流側に配置する構成に比べて、光学フィルタの変位に応じてレーザ出射部からのレーザ光の出射位置が変位することを抑制することができる。
【００１２】
上記レーザ光出射装置は、前記レーザ出射部は、第１波長板と、第１ビームスプリッタとを有し、前記第１波長板は、前記増幅されたレーザ光の一の偏光面を、前記第１ビームスプリッタの反射偏光面に合わせるよう位相を変更し、
前記第１ビームスプリッタは、前記波長板からのレーザ光の一部を反射させて外部に出射する構成でもよい。
【００１３】
この構成により、波長板（位相板）およびビームスプリッタの配置関係により、光ファイバケーブルの一端から出力され増幅されたレーザ光から、所定の偏光面を有する光量を取り出して、外部に出射することができる。
【００１４】
上記レーザ光出射装置は、前記光路上において、前記レーザ出射部の上流側に配置される波長板およびビームスプリッタを有するノイズ除去部を有し、前記第２波長板は、前記増幅されたレーザ光の一の偏光面を、前記第２ビームスプリッタの反射偏光面に一致させるよう位相を変更し、前記第２ビームスプリッタは、前記第２波長板からのレーザ光の一部を反射させてノイズとして除去する構成でもよい。
【００１５】
この構成によれば、第２ビームスプリッタの反射偏光面に一致しない偏光面を有するレーザ光の成分を、ノイズとして除去することができる。
【００１６】
上記レーザ光出射装置は、前記レーザ光の中心波長および波長帯域幅を設定する第１設定部と、前記レーザ光の中心波長およびバンドパス幅についての複数の組合せパターンと、前記レーザ光を前記複数の組合せパターンそれぞれに設定するための前記一対の光学フィルタについての複数の位置関係との第１対応関係情報が記憶される第１メモリと、前記第１対応関係情報を参照し、前記設定部にて設定された中心波長および波長帯域幅に対応する前記一対の光学フィルタの位置関係を求め、当該位置関係になるように前記一対の光学フィルタの少なくとも一方を変位させるよう前記変位機構を制御する第１制御部と、を備える構成でもよい。
【００１７】
この構成によれば、所望の中心波長および波長帯域幅を設定部にて設定することにより、自動で、一対の光学フィルタを適切な位置関係にすることができる。
【００１８】
上記レーザ光出射装置は、前記レーザの照射対象物の種類を設定する第２設定部と、前記照射対象物の複数の種類と、前記レーザ光を、前記複数の種類それぞれの照射対象物を照射するのに適した中心波長およびバンドパス幅に設定するための前記一対の光学フィルタについての複数の位置関係との第２対応関係情報が記憶される第２メモリと、前記第２対応関係情報を参照し、前記設定部にて設定された中心波長および波長帯域幅に対応する前記一対の光学フィルタの位置関係を求め、当該位置関係になるように前記一対の光学フィルタの少なくとも一方を変位させるよう前記変位機構を制御する第２制御部と、を備える構成でもよい。
【００１９】
この構成によれば、照射対象物の種類を設定部にて設定することにより、自動で、一対の光学フィルタを適切な位置関係にすることができる。
【００２０】
上記レーザ光出射装置は、前記一対の光学フィルタはいずれも変位可能であって、前記一対の光学フィルタを同じ角度だけ同方向に変位させることにより前記レーザ光の中心波長をシフトさせ、前記一対の光学フィルタの間の相対角度を変位させることにより前記レーザ光の波長帯域幅をシフトさせるよう、前記変位機構を制御する第３制御部を備える構成でもよい。
【００２１】
この構成によれば、中心波長と波長帯域幅を自動で調整することができる。照射対象物の種類を設定部にて設定することにより、自動で、一対の光学フィルタを適切な位置関係にすることができる。
【００２２】
上記レーザ光出射装置は、前記光学フィルタは、誘電体多層膜バンドパスフィルタである構成でもよい。
【００２３】
誘電体多層膜バンドパスフィルタは、一般に複屈折フィルタに比べて厚さを薄くできるので、レーザ光の出射位置（光軸）のオフセットを抑制することができる。
【００２４】
レーザ光の中心波長および波長帯域幅の変更方法は、レーザ光の光路上に、当該レーザ光の入射角度に応じて、透過したレーザ光の中心波長がシフトする特性を有する、一対の光学フィルタを並べて配置し、前記一対の光フィルタの少なくとも一方を、前記光路に交差する所定方向に沿った軸を中心に変位させることにより、前記一対の光フィルタを透過したレーザ光の中心波長および波長帯域幅の少なくとも一方を変更する。
【００２５】
この構成によれば、一対の光学フィルタの少なくとも一方を変位させることにより、中心波長を変更したり、波長帯域幅を変更したりすることができる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、レーザ出射光の中心波長および波長帯域幅を変更することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】一実施形態に係るレーザマーキング装置１の全体構成の概略図
【図２】レーザ光出射装置２の構成の概略図
【図３】各バンドパスフィルタについて入射角度と中心波長およびハンドパス幅との関係を示す模式図（その１）
【図４】各バンドパスフィルタについて入射角度と中心波長およびハンドパス幅との関係を示す模式図（その２）
【図５】各バンドパスフィルタについて入射角度と中心波長およびハンドパス幅との関係を示す模式図（その３）
【図６】各バンドパスフィルタについて入射角度と中心波長およびハンドパス幅との関係を示す模式図（その４）
【発明を実施するための形態】
【００２８】
本発明の一例である実施形態について図１〜図６を参照しつつ説明する。本実施形態は、レーザマーキング装置に本発明のレーザ光出射装置の一例を適用したものである。
【００２９】
１．レーザマーキング装置の全体構成
図１は、本実施形態のレーザマーキング装置１の全体構成の概略図である。同図において、符号２は、レーザ光出射装置（レーザ光出射装置の一例であって、ここから出射されたレーザ光Ｌ１はガルバノスキャナ３によって向きが変更される。ガルバノスキャナ３は、第１及び第２のガルバノミラー３Ｖ，３Ｗと、それらの各ガルバノミラー３Ｖ，３Ｗが回転軸に取り付けられた駆動モーター（図示せず）を備えた駆動部３Ｘ，３Ｙとを備え、前記駆動部３Ｘ，３Ｙの駆動モーターに座標データとしての電圧信号を与えると、その電圧信号のレベルに応じた角度に各ガルバノミラー３Ｖ，３Ｗが回動する。
【００３０】
そして、第１ガルバノミラー３Ｖでレーザ光Ｌ１が、所定方向（これを「Ｘ方向」という）に振られると共に、第２ガルバノミラー３Ｗで、その所定方向と直交する方向（これを「Ｙ方向」という）に振られて、これにより、レーザ光Ｌ１のマーキング対象物Ｗ上における照射点ＭＰが、Ｘ方向とＹ方向の２次元方向で、所望の位置に走査され、マーキング対象物Ｗ上に所定のパターンがマーキングされる。
【００３１】
２．レーザ光出射装置の構成
図２は、レーザ光出射装置２の構成の概略図である。レーザ光出射装置２は、一部に希土類（例えばＹｂなど）ドープファイバＦ１（光増幅用光ファイバの一例）を含み、リング状に構成された光ファイバケーブルＦを備える、いわゆるリングレーザである。
【００３２】
具体的には、レーザ光出射装置２は、レーザ伝達部１０（レーザ生成部の一例）、光抽出部１１、レーザ出射量調整部１２（レーザ出射部の一例）、波長調整部１３、レーザ戻し部１４を備える。
【００３３】
レーザ伝達部１０は、前述した光ファイバケーブルＦ、ファイバカプラ２１、励起用光源（例えばレーザダイオード）２２を有する。光ファイバケーブルＦは、希土類ドープファイバＦ１の両端に、希土類が混入されていない光ファイバＦ２，Ｆ３（非増幅用光ファイバ）が、例えばファイバ融着により、それぞれ接続されたものである。光ファイバＦ２の一端Ｆ２Ａ（「光ファイバケーブルの他端」の一例）は、上記レーザ戻し部１４から戻されたレーザ光Ｌ２（以下、戻り光Ｌ２という）の入力面とされ、光ファイバＦ２の他端は、希土類ドープファイバＦ１の一端に接続されている。
【００３４】
また、光ファイバＦ２の途中にはファイバカプラ２１が設けられ、励起用光源２２から出力された励起用レーザ光（種光）Ｌ３は光ファイバＦ４（非増幅用光ファイバ）を介してファイバカプラ２１に入力され、当該ファイバカプラ２１にて励起用レーザ光Ｌ３と、光ファイバＦ２から伝達される戻り光Ｌ２とが合流する。
【００３５】
そして、その合流したレーザ光Ｌ２、Ｌ３は、希土類ドープファイバＦ１にて自然放出および誘導放出により増幅され、その増幅されたレーザ光（「レーザ生成部により生成されたレーザ光」の一例 以下、増幅レーザ光Ｌ４という）は光ファイバＦ３に入力される。光ファイバＦ３の一端Ｆ３Ａ（「光ファイバケーブルの一端」の一例）は、出力面とされ、当該出力面から増幅レーザ光Ｌ４が出力される。なお、この増幅レーザ光Ｌ４は、光強度が周期的に変化するレーザ光（換言すれば、光強度が高い波形と低い波形とが交互に繰り返されるレーザ光）を有する。
【００３６】
光抽出部１１（ノイズ除去部の一例）は、上記増幅レーザ光Ｌ４から、光強度が低いレーザ光Ｌ６をノイズ成分として除去し、光強度が高いレーザ光Ｌ７だけを抽出する。具体的には、光抽出部１１は、コリメータレンズ２５、１／４波長板２６、１／２波長板２７および偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）２８を有する。増幅レーザ光Ｌ４は、光ファイバＦ３を伝達する際、光カー効果（例えば光カー効果としては特許第３２５７１３９号に示されている）により、光強度が高いレーザ光ほど屈折率が変化し、互いに直交する成分に位相差が生じる。これは、（楕円）偏光面が回転する非線形偏波回転が生じるためである。非線形偏波回転が生じたレーザ光Ｌ６は、コリメータレンズ２５により平行光Ｌ５に変換される。
【００３７】
１／４波長板２６および１／２波長板２７は、平行光Ｌ５のうち光強度が高いレーザ光Ｌ７の偏光面の向きを調整することにより、光強度が高いレーザ光Ｌ７は偏光ビームスプリッタ２８を透過し、光強度が低いレーザ光Ｌ６は偏光ビームスプリッタ２８を反射するようにする。
【００３８】
レーザ出射量調整部１２は、レーザ光Ｌ７の一部を前述したレーザＬ１として外部に出射する。具体的には、レーザ出射量調整部１２は、１／２波長板２９および偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）３０を有する。１／２波長板２９は、図示しない支持部材により回転可能に支持され、レーザ光Ｌ１として出射したい光量に応じてレーザ光Ｌ７の偏光面を回転させることができる。偏光ビームスプリッタ３０は、１／２波長板２９の回転角度に応じた光量分（例えば数％）だけ反射させ、レーザ光Ｌ１として出射する。即ち、１／２波長板２９を回転させることにより、レーザ光Ｌ１の出射量を調整することができる。
【００３９】
波長調整部１３は、偏光ビームスプリッタ３０を透過したレーザ光Ｌ８の中心波長および波長帯域幅の少なくとも一方を変更可能な構成を有する。具体的には、波長調整部１３は、一対の誘電体多層膜バンドパスフィルタ（「光学フィルタ」の一例）および変位機構３２を有する。
【００４０】
誘電体多層膜バンドパスフィルタは、例えば半波長相当の厚みを持つ共振器層を、屈折率が異なる２種の１／４波長膜の交互積層からなる誘電体高反射率コートでサンドイッチした層構造を持つ（以下、単に「バンドパスフィルタ３１Ａ，３１Ｂ」という）。一対のバンドパスフィルタ３１Ａ，３１Ｂは、レーザ光８の光路上に並んで配置されている。各バンドパスフィルタ３１Ａ，３１Ｂは、変位機構３２により、レーザ光８の光路に交差する所定方向に沿った軸を中心に変位可能に支持されている。当該軸は、図２に符号Ｚを付して例示するように、レーザ光８の光路上に略直交する方向（同図の紙面奥行き方向）に沿っていることが好ましい。波長調整部１３の動作については後述する。
【００４１】
先に説明した非線形偏波回転を生じさせるためには、直線偏光では、その非線形偏波回転が生じないので、レーザ戻し部１４によって非線形偏波回転を生じ易くするために、楕円（円）偏光としている。レーザ戻し部１４は、波長調整部１３からのレーザ光Ｌ９を、光ファイバＦ２の一端Ｆ２Ａに戻す。具体的には、レーザ戻し部１４は、光アイソレータ３３、１／４波長板３４および集光レンズ３５を有する。光アイソレータ３３は、波長調整部１３からのレーザ光Ｌ９が逆行することを防止し、１／４波長板３４は、レーザ光Ｌ９を楕円偏光である上記戻り光Ｌ２に変換し、集光レンズ３５は、その戻り光Ｌ２を集光して光ファイバＦ２の一端Ｆ２Ａに入力する。
【００４２】
以上の構成により、レーザ光出射装置２は、レーザ光をレーザ伝達部１０にて増幅させつつ、そのレーザ光の一部を、レーザ出射量調整部１２からガルバノスキャナ３に出射する。
【００４３】
３．波長調整部の動作
図３〜図６は、各バンドパスフィルタ３１Ａ，３１Ｂについて入射角度と、中心波長λＣおよびハンドパス幅Ｄとの関係を示す模式図である。各図のレーザ出力Ｅと波長の関係グラフ中の「λ０」は、所定の基準波長を示す。
各バンドパスフィルタ３１Ａ，３１Ｂは、レーザ光の入射角度に応じて、透過したレーザ光の中心波長がシフトする特性を有する。しかも、中心波長がシフトしてもバンドパス幅（波長帯域幅）は略不変である。
【００４４】
図３のように、一対のバンドパスフィルタ３１Ａ，３１Ｂに対するレーザ光Ｌ８の入射角度が略同一角度（θ１）である場合、両バンドパスフィルタ３１Ａ，３１Ｂはいずれも、中心波長が「λ０」で略一致し、ハンドパス幅も「Ｄ１」で略一致する。従って、両バンドパスフィルタ３１Ａ，３１Ｂを透過したレーザ光Ｌ９も中心波長が「λ０」で、波長帯域幅は「Ｄ１」である。
【００４５】
図４のように、一対のバンドパスフィルタ３１Ａ，３１Ｂに対するレーザ光Ｌ８の入射角度を共に、図３の上記「θ１」とは異なる「θ２」（＜θ１）だけ同方向に変位させると、両バンドパスフィルタ３１Ａ，３１Ｂはいずれも、ハンドパス幅は「Ｄ１」を維持しつつ、中心波長が「λ０」から「λ１」にシフトする。このように一対のバンドパスフィルタ３１Ａ，３１Ｂに対するレーザ光Ｌ８の入射角度を、共に同じ角度分だけ同方向に変位させることにより、図３に示す変位前に対し、レーザ光Ｌ９の波長帯域幅を変えずに、中心波長だけをシフトさせることができる。
【００４６】
図５のように、一対のバンドパスフィルタ３１Ａ，３１Ｂに対するレーザ光Ｌ８の入射角度を、上記「θ２」だけ互いに逆方向に変位させると、両バンドパスフィルタ３１Ａ，３１Ｂはいずれも、ハンドパス幅は「Ｄ１」を維持しつつ、中心波長が「λ０」から互いに異なる「λ１」「λ２」にそれぞれシフトする。その結果、図３に示す変位前に比べて、レーザ光Ｌ９の波長帯域幅は「Ｄ１」から「Ｄ２」（＜Ｄ１）に変位するが、中心波長は「λ０」に維持することができる。このように一対のバンドパスフィルタ３１Ａ，３１Ｂに対するレーザ光Ｌ８の入射角度を、同じ角度分だけ互いに逆方向に変位させることにより、変位前に対し、レーザ光Ｌ９の中心波長を変えずに、波長帯域幅だけを変更することができる。
【００４７】
図６のように、一対のバンドパスフィルタ３１Ａ，３１Ｂの一方（同図ではバンドパスフィルタ３１Ｂ）に対するレーザ光Ｌ８の入射角度だけを、上記「θ２」に変位させると、両バンドパスフィルタ３１Ａ，３１Ｂはいずれも、ハンドパス幅は「Ｄ１」を維持しつつ、バンドパスフィルタ３１Ｂだけ中心波長が「λ０」から「λ１」にシフトする。これにより、図３に示す変位前に比べて、レーザ光Ｌ９の波長帯域幅は「Ｄ１」から「Ｄ３」に変更し、且つ、中心波長も「λ０」から「λ３」に変更することができる。このように一対のバンドパスフィルタ３１Ａ，３１Ｂの一方に対するレーザ光Ｌ８の入射角度だけを変位させることにより、変位前に対し、レーザ光Ｌ９の中心波長および波長帯域幅の両方を変更することができる。
【００４８】
また、図１に示すように、レーザ光出射装置２には、制御部４０が設けられている。この制御部４０は、設定部４１およびメモリ４２が接続されている。このメモリ４２（第２メモリの一例）には、例えばマーキング対象物Ｗの種類（例えば材質の相違）と、各種類のマーキング対象物Ｗをマーキングするのに適したレーザ光Ｌ１の中心波長および波長帯域（或いはバンドパスフィルタ３１Ａ，３１Ｂの角度）との対応関係情報（対応テーブルでも演算式でもよい 第２対応関係情報の一例）が記憶されている。そして、制御部４０は、設定部４１（コンソール 第２設定部の一例）からのユーザの入力情報や、マーキング対象物Ｗの種類を検出するセンサ（図示せず）からの検出情報に基づき、対応関係情報から適切な角度等を抽出し、変位機構３２を制御して、バンドパスフィルタ３１Ａ，３１Ｂの角度を自動で調整する。このとき、制御部４０は、第１制御部および第３制御部として機能する。
【００４９】
また、レーザ光出射装置２が、レーザマーキング装置以外の用途（例えば分析装置）に使用される可能性がある場合には、用途と、当該用途に適したレーザ光Ｌ１の中心波長および波長帯域（或いはバンドパスフィルタ３１Ａ，３１Ｂの角度）との対応関係情報をメモリに記憶しておくことが好ましい。
【００５０】
４．本実施形態の効果
本実施形態によれば、一対のバンドパスフィルタ３１Ａ，３１Ｂの角度を変位させる、という比較的に簡単な方法で、レーザ光の中心波長を変更したり、波長帯域幅を変更したりすることができる。
【００５１】
ここで、レーザ光Ｌ８の光路に対し、レーザ光Ｌ９の光路は、バンドパスフィルタ３１Ａ，３１Ｂの角度変位に応じてオフセットする。このため、仮に、本実施形態とは異なり、一対のバンドパスフィルタ３１Ａ，３１Ｂを、光ファイバケーブルＦの一端Ｆ３Ａから他端Ｆ２Ａへの光路上において、レーザ出射量調整部１２の上流側に配置すると、レーザ出射量調整部１２からのレーザ光Ｌ１の出射光路もオフセットしてしまうおそれがある。
【００５２】
そこで、本実施形態では、一対のバンドパスフィルタ３１Ａ，３１Ｂは、光ファイバケーブルＦの一端Ｆ３Ａから他端Ｆ２Ａへの光路上において、レーザ出射量調整部１２の下流側に配置されている。これにより、波長調整部１３からのレーザ光Ｌ９はオフセットし得るが、このレーザ光Ｌ９は、当該波長調整部１３で調整された中心波長および波長帯域幅を維持した状態で、レーザ戻し部１４にて円偏光に変換され、レーザ伝達部１０により伝達される。そして、偏光面変換部１１により上記オフセットが是正された状態でレーザ出射量調整部１２に入力する。従って、バンドパスフィルタ３１Ａ，３１Ｂの角度変位によるオフセットの影響を抑制しつつ、レーザ光Ｌ１を外部に出射することができる。
【００５３】
＜他の実施形態＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような種々の態様も本発明の技術的範囲に含まれる。特に、各実施形態の構成要素のうち、最上位の発明の構成要素以外の構成要素は、付加的な要素なので適宜省略可能である。
【００５４】
（１）上記実施形態では、レーザマーキング装置１に適用されたレーザ光出射装置２を例に挙げたが、本発明はこれに限られない。例えば前述した分析装置など、他の装置（用途）にレーザ光出射装置２を適用してもよい。
【００５５】
（２）上記実施形態では、「レーザ生成部」の一例として、リング状の光ファイバケーブルＦ１を挙げたが、本発明はこれに限られない。例えば固体レーザ、液体レーザなどでもよい。
【００５６】
（３）上記実施形態では、「光学フィルタ」の例として誘電体多層膜バンドパスフィルタを挙げたが、本発明はこれに限られない。互いに屈折率の異なる複数の光学部材を積層して構成された複屈折フィルタでもよい。但し、一般的に、誘電体多層膜バンドパスフィルタは、複屈折フィルタより厚さ（レーザ光Ｌ８の光路方向における幅）が小さいため、角度変位によって透過したレーザ光の出力位置がずれることを抑制することができる。
【００５７】
（４）上記実施形態では、一対のバンドパスフィルタ３１Ａ，３１Ｂの両方の角度を変位可能としたが、本発明はこれに限られない。例えばバンドパスフィルタ３１Ａ，３１Ｂのいずれか一方だけの角度を変位可能としても、レーザ出射光の中心波長および波長帯域幅を変更することができる。
【００５８】
（５）上記実施形態では、光抽出部１１にて光強度が低いレーザ光Ｌ６を除去したが、本発明は、これに限られない。用途や装置上、ノイズによる影響が問題にならない場合には、例えば図２の構成のうち、レーザ出射量調整部１２を取り除き、１／２波長板２７の回転角度に応じて、光強度が高いレーザ光と光強度が低いレーザ光とが混在したレーザ光を、偏光ビームスプリッタ２８にて反射させて、上記レーザ光Ｌ１として外部に出力する構成でもよい。この場合に、１／２波長板２７を、光路に沿った軸を中心に回転可能に支持すれば、当該１／２波長板２７の回転角度を変更することによりレーザ光Ｌ１の出射光量を調整することができる。
【００５９】
（６）上記実施形態では、「レーザ出射部」の一例として、レーザ光の出射量を調整可能なレーザ出射量調整部１２を挙げたが、本発明はこれに限られない。レーザ光の出射量を調整不能な構成でもよい。この場合、上記実施形態において、１／４波長板２６、ノイズ除去部１２および１／２波長板２９を設けない構成とすることができる。
【００６０】
（７）上記実施形態では、変位機構３２を制御部４０によって制御したが、本発明はこれに限られない。例えば作業者が手動でバンドパスフィルタ３１Ａ，３１Ｂの角度を変位させる構成でもよい。
【００６１】
（８）上記実施形態において、一対のバンドパスフィルタ３１Ａ，３１Ｂを、光ファイバケーブルＦの一端Ｆ３Ａから他端Ｆ２Ａへの光路上において、レーザ出射量調整部１２の上流側に配置する構成でもよい。この場合、バンドパスフィルタ３１Ａ，３１Ｂと、レーザ出射量調整部１２との間に、上記オフセットを是正するための光学部材（例えばレーザ光の光路に対して傾斜した傾斜した姿勢で配置された透過部材など）を配置することが好ましい。また、オフセットによる影響が用途上問題にならない場合には、上記光学部材を設けない構成でもよい。
【００６２】
（９）上記実施形態において、メモリ４２に、レーザ光Ｌ１の中心波長および波長帯域幅の組合せパターンと、レーザ光Ｌ１を当該各組合せパターンに設定するための一対のバンドパスフィルタ３１Ａ，３１Ｂの位置関係（角度関係）との対応関係情報（例えば対応テーブル 第１対応関係情報の一例）を記憶する。そして、設定部４１にて所望の中心波長および波長帯域幅の組合せパターンを設定すれば、上記対応関係情報を参照して、制御部４０が、その設定された組合せパターンに対応するバンドパスフィルタ３１Ａ，３１Ｂの位置関係になるよう変位機構３２を制御する構成でもよい。このとき、設定部３１は「第１設定部」」として、メモリ４２は「第１メモリ」として機能する。
【符号の説明】
【００６３】
２：レーザ光出射装置、Ｆ１：ドープファイバケーブル（光増幅用光ファイバの一例）、Ｆ：光ファイバケーブル、１０：レーザ伝達部（レーザ生成部の一例）、１２：レーザ出射量調整部（レーザ出射部の一例）、３１Ａ，３１Ｂ：誘電体多層膜バンドパスフィルタ（光学フィルタの一例）、３２：変位機構
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ光を生成するレーザ生成部と、
前記レーザ生成部により生成されたレーザ光の光路上に並んで配置され、当該レーザ光の入射角度に応じて、透過したレーザ光の中心波長がシフトする特性を有する、一対の光学フィルタと、
前記一対の光学フィルタの少なくとも一方を、前記光路に交差する所定方向に沿った軸を中心に変位させる変位機構と、
前記一対の光学フィルタを透過したレーザ光を外部に出射するレーザ出射部と、を備えるレーザ光出射装置。
【請求項２】
請求項１に記載のレーザ光出射装置であって、
前記レーザ生成部は、一部または全部に光増幅用光ファイバを含む光ファイバケーブルを有し、
前記レーザ出射部は、前記光ファイバケーブルの一端から出力され増幅されたレーザ光の一部を外部に出射し、残りを前記光ファイバケーブルの他端に入力する構成であり、
前記一対の光学フィルタは、前記光ファイバケーブルの前記一端から前記他端への光路上において、前記レーザ出射部の下流側に配置されている、レーザ光出射装置。
【請求項３】
請求項２に記載のレーザ光出射装置であって、
前記レーザ出射部は、第１波長板と、第１ビームスプリッタとを有し、
前記第１波長板は、前記増幅されたレーザ光の一の偏光面を、前記第１ビームスプリッタの反射偏光面に合わせるよう位相を変更し、
前記第１ビームスプリッタは、前記波長板からのレーザ光の一部を反射させて外部に出射する、レーザ光出射装置。
【請求項４】
請求項２または請求項３に記載のレーザ光出射装置であって、
前記光路上において、前記レーザ出射部の上流側に配置される波長板およびビームスプリッタを有するノイズ除去部を有し、
前記第２波長板は、前記増幅されたレーザ光の一の偏光面を、前記第２ビームスプリッタの反射偏光面に一致させるよう位相を変更し、
前記第２ビームスプリッタは、前記第２波長板からのレーザ光の一部を反射させてノイズとして除去する、レーザ光出射装置。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のレーザ光出射装置であって、
前記レーザ光の中心波長および波長帯域幅を設定する第１設定部と、
前記レーザ光の中心波長およびバンドパス幅についての複数の組合せパターンと、前記レーザ光を前記複数の組合せパターンそれぞれに設定するための前記一対の光学フィルタについての複数の位置関係との第１対応関係情報が記憶される第１メモリと、
前記第１対応関係情報を参照し、前記設定部にて設定された中心波長および波長帯域幅に対応する前記一対の光学フィルタの位置関係を求め、当該位置関係になるように前記一対の光学フィルタの少なくとも一方を変位させるよう前記変位機構を制御する第１制御部と、を備える、レーザ光出射装置。
【請求項６】
請求項１から請求項５のいずれか一項に記載のレーザ光出射装置であって、
前記レーザの照射対象物の種類を設定する第２設定部と、
前記照射対象物の複数の種類と、前記レーザ光を、前記複数の種類それぞれの照射対象物を照射するのに適した中心波長およびバンドパス幅に設定するための前記一対の光学フィルタについての複数の位置関係との第２対応関係情報が記憶される第２メモリと、
前記第２対応関係情報を参照し、前記設定部にて設定された中心波長および波長帯域幅に対応する前記一対の光学フィルタの位置関係を求め、当該位置関係になるように前記一対の光学フィルタの少なくとも一方を変位させるよう前記変位機構を制御する第２制御部と、を備える、レーザ光出射装置。
【請求項７】
請求項１から請求項６のいずれか一項に記載のレーザ光出射装置であって、
前記一対の光学フィルタはいずれも変位可能であって、
前記一対の光学フィルタを同じ角度だけ同方向に変位させることにより前記レーザ光の中心波長をシフトさせ、前記一対の光学フィルタの間の相対角度を変位させることにより前記レーザ光の波長帯域幅をシフトさせるよう、前記変位機構を制御する第３制御部を備える、レーザ光出射装置。
【請求項８】
請求項１から請求項７のいずれか一項に記載のレーザ光出射装置であって、
前記光学フィルタは、誘電体多層膜バンドパスフィルタである、レーザ光出射装置。
【請求項９】
レーザ光の光路上に、当該レーザ光の入射角度に応じて、透過したレーザ光の中心波長がシフトする特性を有する、一対の光学フィルタを並べて配置し、
前記一対の光フィルタの少なくとも一方を、前記光路に交差する所定方向に沿った軸を中心に変位させることにより、前記一対の光フィルタを透過したレーザ光の中心波長および波長帯域幅の少なくとも一方を変更する、
レーザ光の中心波長および波長帯域幅の変更方法。
【請求項１】
レーザ光を生成するレーザ生成部と、
前記レーザ生成部により生成されたレーザ光の光路上に並んで配置され、当該レーザ光の入射角度に応じて、透過したレーザ光の中心波長がシフトする特性を有する、一対の光学フィルタと、
前記一対の光学フィルタの少なくとも一方を、前記光路に交差する所定方向に沿った軸を中心に変位させる変位機構と、
前記一対の光学フィルタを透過したレーザ光を外部に出射するレーザ出射部と、を備えるレーザ光出射装置。
【請求項２】
請求項１に記載のレーザ光出射装置であって、
前記レーザ生成部は、一部または全部に光増幅用光ファイバを含む光ファイバケーブルを有し、
前記レーザ出射部は、前記光ファイバケーブルの一端から出力され増幅されたレーザ光の一部を外部に出射し、残りを前記光ファイバケーブルの他端に入力する構成であり、
前記一対の光学フィルタは、前記光ファイバケーブルの前記一端から前記他端への光路上において、前記レーザ出射部の下流側に配置されている、レーザ光出射装置。
【請求項３】
請求項２に記載のレーザ光出射装置であって、
前記レーザ出射部は、第１波長板と、第１ビームスプリッタとを有し、
前記第１波長板は、前記増幅されたレーザ光の一の偏光面を、前記第１ビームスプリッタの反射偏光面に合わせるよう位相を変更し、
前記第１ビームスプリッタは、前記波長板からのレーザ光の一部を反射させて外部に出射する、レーザ光出射装置。
【請求項４】
請求項２または請求項３に記載のレーザ光出射装置であって、
前記光路上において、前記レーザ出射部の上流側に配置される波長板およびビームスプリッタを有するノイズ除去部を有し、
前記第２波長板は、前記増幅されたレーザ光の一の偏光面を、前記第２ビームスプリッタの反射偏光面に一致させるよう位相を変更し、
前記第２ビームスプリッタは、前記第２波長板からのレーザ光の一部を反射させてノイズとして除去する、レーザ光出射装置。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のレーザ光出射装置であって、
前記レーザ光の中心波長および波長帯域幅を設定する第１設定部と、
前記レーザ光の中心波長およびバンドパス幅についての複数の組合せパターンと、前記レーザ光を前記複数の組合せパターンそれぞれに設定するための前記一対の光学フィルタについての複数の位置関係との第１対応関係情報が記憶される第１メモリと、
前記第１対応関係情報を参照し、前記設定部にて設定された中心波長および波長帯域幅に対応する前記一対の光学フィルタの位置関係を求め、当該位置関係になるように前記一対の光学フィルタの少なくとも一方を変位させるよう前記変位機構を制御する第１制御部と、を備える、レーザ光出射装置。
【請求項６】
請求項１から請求項５のいずれか一項に記載のレーザ光出射装置であって、
前記レーザの照射対象物の種類を設定する第２設定部と、
前記照射対象物の複数の種類と、前記レーザ光を、前記複数の種類それぞれの照射対象物を照射するのに適した中心波長およびバンドパス幅に設定するための前記一対の光学フィルタについての複数の位置関係との第２対応関係情報が記憶される第２メモリと、
前記第２対応関係情報を参照し、前記設定部にて設定された中心波長および波長帯域幅に対応する前記一対の光学フィルタの位置関係を求め、当該位置関係になるように前記一対の光学フィルタの少なくとも一方を変位させるよう前記変位機構を制御する第２制御部と、を備える、レーザ光出射装置。
【請求項７】
請求項１から請求項６のいずれか一項に記載のレーザ光出射装置であって、
前記一対の光学フィルタはいずれも変位可能であって、
前記一対の光学フィルタを同じ角度だけ同方向に変位させることにより前記レーザ光の中心波長をシフトさせ、前記一対の光学フィルタの間の相対角度を変位させることにより前記レーザ光の波長帯域幅をシフトさせるよう、前記変位機構を制御する第３制御部を備える、レーザ光出射装置。
【請求項８】
請求項１から請求項７のいずれか一項に記載のレーザ光出射装置であって、
前記光学フィルタは、誘電体多層膜バンドパスフィルタである、レーザ光出射装置。
【請求項９】
レーザ光の光路上に、当該レーザ光の入射角度に応じて、透過したレーザ光の中心波長がシフトする特性を有する、一対の光学フィルタを並べて配置し、
前記一対の光フィルタの少なくとも一方を、前記光路に交差する所定方向に沿った軸を中心に変位させることにより、前記一対の光フィルタを透過したレーザ光の中心波長および波長帯域幅の少なくとも一方を変更する、
レーザ光の中心波長および波長帯域幅の変更方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１２−７９８８５（Ｐ２０１２−７９８８５Ａ）
【公開日】平成２４年４月１９日（２０１２．４．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２２３１３２（Ｐ２０１０−２２３１３２）
【出願日】平成２２年９月３０日（２０１０．９．３０）
【出願人】（０００１０６２２１）パナソニック電工ＳＵＮＸ株式会社 (578)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年４月１９日（２０１２．４．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年９月３０日（２０１０．９．３０）
【出願人】（０００１０６２２１）パナソニック電工ＳＵＮＸ株式会社 (578)
【Ｆターム（参考）】
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