レーザ加工装置
【課題】出射するレーザ光の副波長帯成分を低減することができるレーザ加工装置を提供する。
【解決手段】レーザ加工装置１０は、信号用レーザ光を出射する種光源２１と信号用レーザ光を増幅する予備増幅部２２とを備えた本体ユニット１１と、本体ユニット１１に接続され、予備増幅部２２にて増幅された予備増幅光を伝送するファイバケーブル１２（伝送用ファイバ３７）と、ファイバケーブル１２に接続され、該ファイバケーブル１２にて伝送されたレーザ光Ｌを外部に出射するレーザ出射部１３ａを有するヘッドユニット１３とを備える。そして、ヘッドユニット１３には、レーザ光Ｌの光軸上のファイバケーブル１２の出射側端部とレーザ出射部１３ａとの間にバンドパスフィルタ４８が設けられる。
【解決手段】レーザ加工装置１０は、信号用レーザ光を出射する種光源２１と信号用レーザ光を増幅する予備増幅部２２とを備えた本体ユニット１１と、本体ユニット１１に接続され、予備増幅部２２にて増幅された予備増幅光を伝送するファイバケーブル１２（伝送用ファイバ３７）と、ファイバケーブル１２に接続され、該ファイバケーブル１２にて伝送されたレーザ光Ｌを外部に出射するレーザ出射部１３ａを有するヘッドユニット１３とを備える。そして、ヘッドユニット１３には、レーザ光Ｌの光軸上のファイバケーブル１２の出射側端部とレーザ出射部１３ａとの間にバンドパスフィルタ４８が設けられる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、所謂、ヘッド分離型のレーザ加工装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、信号用レーザ光を出射する種光源を備えた本体ユニットとから、レーザ光を外部に出射するレーザ出射部を有するヘッドユニットをファイバケーブルを介して分離させた所謂、ヘッド分離型のレーザ加工装置がある（例えば特許文献１参照）。このようなレーザ加工装置では、本体ユニットから分離させたヘッドユニットを小型とし、例えば製造ラインからある程度離れた場所に本体ユニットを設置するとともに、ヘッドユニットを製造ラインの近傍に設置して、ヘッドユニットから出射されるレーザ光にて製造ラインを流れるワークに加工を行うといった使用が可能となっている。このような構成によれば、製造ライン近傍に配置するヘッドユニットが小型のため、その設置がしやすく、また、ヘッドユニットが製造ラインの近傍にあっても邪魔になりにくい。また、本体ユニットに比べてヘッドユニットのメンテナンスの頻度を少なくすることができ、その結果、例えば、ヘッドユニットを危険エリアに設置したときに、作業者が危険エリアに近づく頻度を少なくすることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−３４７３３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記のようなレーザ加工装置では、レーザ光の高出力化や、ヘッドユニットの配置自由度の向上のためにファイバケーブルの長距離化が求められている。しかしながら、ファイバケーブル長を長くしたり、ファイバケーブルで伝送するレーザ光の出力を大きくすると、ファイバケーブルでレーザ光を伝送する際に生じるラマン散乱の影響が顕著に表れ、それによって、出力したい所望の波長以外の副波長帯成分が増大してしまう。レーザ光の副波長帯成分が増大すると、ワークでのレーザ光の焦点ぼけが生じ、その結果、加工精度が低下するという問題が生じてしまう。
【０００５】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、その目的は、出射するレーザ光の副波長帯成分を低減することができるレーザ加工装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、所定の波長帯域の信号用レーザ光を出射する種光源と、前記信号用レーザ光を増幅する本体側光増幅手段とを備えた本体ユニットと、前記本体ユニットに接続され、前記本体側光増幅手段にて増幅されたレーザ光を伝送するファイバケーブルと、前記ファイバケーブルに接続され、該ファイバケーブルにて伝送されたレーザ光を外部に出射するレーザ出射部を有するヘッドユニットとを備えたレーザ加工装置であって、前記ヘッドユニットには、前記レーザ光の光軸上の前記ファイバケーブルの出射側端部と前記レーザ出射部との間に、前記ファイバケーブルにて伝送された前記レーザ光の中の所定の波長帯域以外の光を除去するバンドパスフィルタが設けられていることを特徴とする。
【０００７】
この発明では、本体側光増幅手段で増幅されてファイバケーブルにてヘッドユニットに伝送されたレーザ光は、バンドパスフィルタを通過し、これにより、副波長帯成分が除去されて、最終的にヘッドユニットのレーザ出射部から出射される。このため、ヘッドユニットから外部に出射されるレーザ光の副波長帯成分を低減することができ、その結果、加工対象でのレーザ光の焦点ぼけを抑えて加工精度を向上させることができる。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のレーザ加工装置において、請求項１に記載のレーザ加工装置において、前記ヘッドユニットには、前記本体側光増幅手段にて増幅されたレーザ光を更に増幅するヘッド側光増幅手段が設けられ、前記バンドパスフィルタは、前記ヘッド側光増幅手段の前段に設けられていることを特徴とする。
【０００９】
この発明では、ヘッド側光増幅手段にて２度目の増幅がなされたレーザ光は高出力となるため、バンドパスフィルタをヘッド側光増幅手段の前段に設けることで、ヘッド側光増幅手段の後段に設ける構成に比べてバンドパスフィルタによるレーザ光の副波長帯成分の除去を容易とすることができる。また、本体ユニットとヘッドユニットにそれぞれ光増幅手段が設けられるため、各ユニットの構成を簡素化しつつも十分な光増幅が可能となる。
【００１０】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載のレーザ加工装置において、前記本体側光増幅手段は、前記信号用レーザ光を加工対象への加工が可能なレベルより低い光強度まで増幅し、前記ヘッド側光増幅手段は、前記本体側光増幅手段にて増幅されたレーザ光を前記加工対象への加工が可能なレベルまで増幅することを特徴とする。
【００１１】
この発明では、信号用レーザ光は、本体側光増幅手段で加工対象への加工が可能なレベルより低い光強度まで増幅され、その低強度の増幅光は、ファイバケーブルにてヘッドユニット側に伝送されるとともに、ヘッド側光増幅手段にて加工対象への加工が可能なレベルまで増幅される。これにより、本体ユニットに光増幅手段を備えつつも、本体ユニット側からファイバケーブルにてヘッドユニット側に伝送するレーザ光のパワーを抑えることができるため、ファイバケーブルでレーザ光を伝送する際にラマン散乱により生じる副波長帯成分の増大を抑えることが可能となり、その結果、バンドパスフィルタで除去する分のレーザ光（副波長帯成分の光（つまり、所定の波長帯域以外の光）のパワーを抑えることが可能となる。
【００１２】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか１項に記載のレーザ加工装置において、前記レーザ出射部から出射する前記レーザ光の出力を測定するための測定手段と、前記測定手段の測定結果に基づき、前記レーザ出射部から出射する前記レーザ光の出力を制御する制御手段とを備えていることを特徴とする。
【００１３】
この発明では、制御手段によってレーザ光の出力を所望のパワーに保つことができるため、バンドパスフィルタの副波長帯成分の除去で生じるパワーロスによってレーザ出力が低下してしまうことを防ぐことが可能となる。
【００１４】
請求項５に記載の発明は、請求項４に記載のレーザ加工装置において、前記レーザ出射部から出射する前記レーザ光の出力値を設定するための設定手段を備え、前記制御手段は、前記設定手段にて設定された前記出力値で前記レーザ光を前記レーザ出射部から出射させるべく該レーザ光の出力を前記測定手段の測定結果に基づき制御することを特徴とする。
【００１５】
この発明では、レーザ出射部から出射するレーザ光の出力をユーザが設定手段によって設定することが可能となる。
請求項６に記載の発明は、請求項１〜５のいずれか１項に記載のレーザ加工装置において、前記ファイバケーブルは、前記本体ユニット及び前記ヘッドユニットの少なくとも一方に対して着脱可能に構成されていることを特徴とする。
【００１６】
この発明では、ファイバケーブルが本体ユニット及びヘッドユニットの少なくとも一方に対して着脱可能に構成されるため、ファイバケーブルを長尺のものに交換することが可能となり、ファイバケーブルを長距離化した場合には、ラマン散乱によって生じるレーザ光の副波長帯成分の増大が顕著となるため、バンドパスフィルタによる副波長帯成分の除去がより効果的となる。
【００１７】
請求項７に記載の発明は、請求項１〜６のいずれか１項に記載のレーザ加工装置において、前記ファイバケーブルは、内部に希土類元素を含む希土類ドープファイバよりなることを特徴とする。
【００１８】
この発明では、ファイバケーブル内の希土類元素を励起状態とすることでファイバケーブルにてレーザ光を伝送する際に、そのレーザ光を増幅することができ、その結果、例えば本体側光増幅手段の構成を簡素化することが可能となる。
【発明の効果】
【００１９】
従って、上記記載の発明によれば、出射するレーザ光の副波長帯成分を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本実施形態のレーザ加工装置を示す概略構成図。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明を具体化した一実施形態を図面に従って説明する。
図１に示すように、本実施形態のレーザ加工装置１０は、本体ユニット１１と、本体ユニット１１にファイバケーブル１２及び電気ケーブル（図示略）を介して接続されたヘッドユニット１３とを備えている。
【００２２】
本体ユニット１１は、所定の波長帯域の信号用レーザ光を出力する種光源２１と、信号用レーザ光を増幅する予備増幅部２２と、制御部２３とを備えている。
種光源２１は、制御部２３の制御によりドライバ２４を介して駆動され、その駆動にて出力された信号用レーザ光は、種光源２１の後段に配置された予備増幅部２２でワークＷへの加工が可能なレベルより低い光強度まで増幅される。
【００２３】
予備増幅部２２は、信号用レーザ光が入射されるドープファイバ２５と、励起光を出力する励起光源２６（レーザダイオード）とを備えている。ドープファイバ２５は、希土類元素である例えばイッテルビウム（Ｙｂ）を含む可撓性を有するファイバであり、図示しないボビンに巻回されることで所要の長さの光路が確保されている。ドープファイバ２５には、ファイバカプラ等よりなる光結合部２７が設けられており、励起光源２６から出力された励起光は、光結合部２７を介してドープファイバ２５に入射されるようになっている。制御部２３は、ドライバ２８を介して励起光源２６の出力制御を行う。尚、ドープファイバ２５の後段には、アイソレータ２９が設けられている。アイソレータ２９は、ドープファイバ２５にて伝送される正方向（図１において右方向）の光は通過させる一方、逆方向の光（戻り光）を遮るようになっている。
【００２４】
本実施形態のレーザ加工装置１０は、光増幅手段を２つ備えており、その１つは前記した予備増幅部２２であり、もう１つは主増幅部３０である。
主増幅部３０は、本体ユニット１１に設けられた一対の励起光源３１と、その一対の励起光源３１が出力する励起光をヘッドユニット１３側にそれぞれ伝送する一対の伝送用ファイバ３２と、ヘッドユニット１３に設けられたドープファイバ３３とを備えている。ドープファイバ３３は、予備増幅部２２のドープファイバ２５と同様に、希土類元素である例えばイッテルビウム（Ｙｂ）を含む可撓性を有するファイバであり、図示しないボビンに巻回されることで所要の長さの光路が確保されている。
【００２５】
ドープファイバ３３の前段側及び後段側にはそれぞれ、ファイバカプラ等よりなる前段側光結合部３４及び後段側光結合部３５が設けられ、この光結合部３４，３５は、一対の伝送用ファイバ３２の出射側端部とそれぞれ接続されている。励起光源３１から出力された励起光は、伝送用ファイバ３２を通って本体ユニット１１側からヘッドユニット１３側に伝送され、光結合部３４，３５を介してドープファイバ３３に入射されるようになっている。制御部２３は、ドライバ３６を介して励起光源３１の出力制御を行う。
【００２６】
本体ユニット１１とヘッドユニット１３とを繋ぐファイバケーブル１２は、前述の各伝送用ファイバ３２と、予備増幅部２２にて増幅されたレーザ光（予備増幅光）をヘッドユニット１３側に伝送するための伝送用ファイバ３７とが外皮部材３８にて被覆されて一本のケーブルとして構成されている。このファイバケーブル１２は、両端部がそれぞれ本体ユニット１１及びヘッドユニット１３の各ハウジング（図示略）に対して着脱可能に構成されている。
【００２７】
ヘッドユニット１３において、主増幅部３０の光結合部３５の後段には、主増幅部３０から出射されたレーザ光Ｌの出力を測定するためのレーザ出力測定部４１が設けられている。レーザ出力測定部４１は、レーザ光Ｌの光軸上に配置された例えばビームスプリッタ等よりなる光分岐部４２と、その光分岐部４２の近傍に設けられた受光素子４３とを備えている。光分岐部４２は、主増幅部３０から出射されたレーザ光Ｌの一部を受光素子４３に向かって反射する。受光素子４３は、光分岐部４２からのレーザ光Ｌを受光し、その受光結果に基づく検出信号を制御部２３に出力する。
【００２８】
また、ヘッドユニット１３において、光分岐部４２の後段には、主増幅部３０から出射され光分岐部４２を透過したレーザ光Ｌを平行光あるいは収束光に絞るコリメータレンズ４４を備えている。コリメータレンズ４４を通じて絞られたレーザ光Ｌは、ヘッドユニット１３に設けられた光走査機構４５によって所要の方向に反射される。光走査機構４５は、レーザ光Ｌを反射する２つのガルバノミラーを有して構成されるものであって、各ガルバノミラーの傾斜角度を変化させることにより、コリメータレンズ４４を通じて絞られたレーザ光Ｌを所要の方向に走査させるものであり、制御部２３によってドライバ４６を介して駆動制御される。光走査機構４５にて反射されたレーザ光Ｌは、集光レンズ４７にてスポットレーザ光に絞り込まれる。そして、その絞り込まれたレーザ光Ｌがヘッドユニット１３のレーザ出射部１３ａから外部に出射されて、ワークＷ（加工対象）の表面上を走査されることにより所望の加工が行われる。
【００２９】
ここで、本実施形態のレーザ加工装置１０では、ヘッドユニット１３内の光軸上において、伝送用ファイバ３７の出射側端部と主増幅部３０の前段側光結合部３４との間には、バンドパスフィルタ４８が設けられている。バンドパスフィルタ４８は、所定波長の光を透過させるとともに、それ以外の波長の光を透過させないという特性を有している。伝送用ファイバ３７にて伝送されたレーザ光は、バンドパスフィルタ４８を介して主増幅部３０のドープファイバ３３に入射されるように構成されている。
【００３０】
尚、レーザ加工装置１０には、例えばコンソール等の操作部５１が設けられている。操作部５１は、本体ユニット１１に接続されており、この操作部５１にてレーザ出射部１３ａから出射するレーザ光Ｌの出力値を含む加工情報の設定を行うことができる。操作部５１にて設定された加工情報は、制御部２３に入力され、制御部２３は、その加工情報に基づいて本体ユニット１１及びヘッドユニット１３を制御する。
【００３１】
次に、上記実施形態の作用について説明する。
予備増幅部２２において、励起光源２６から出力された励起光が光結合部２７を介してドープファイバ２５に入射されると、その励起光によってドープファイバ２５内の希土類元素が励起状態とされる。この状態で、種光源２１から出力された信号用レーザ光がドープファイバ２５に入射されると、その信号用レーザ光は、ドープファイバ２５内においてワークＷへの加工が可能なレベルより低い光強度まで増幅される。そして、その増幅されたレーザ光（予備増幅光）は、ファイバケーブル１２の伝送用ファイバ３７を通ってヘッドユニット１３側に伝送され、
伝送用ファイバ３７にてヘッドユニット１３側に伝送されたレーザ光は、バンドパスフィルタ４８を介して主増幅部３０のドープファイバ３３に入射される。主増幅部３０において、各励起光源３１から出力された励起光が伝送用ファイバ３２及び光結合部３４，３５を介してドープファイバ３３に入射されると、その励起光によってドープファイバ３３内の希土類元素が励起状態とされる。この状態で、バンドパスフィルタ４８を通過した予備増幅光がドープファイバ３３に入射されると、その予備増幅光は、ドープファイバ３３内においてワークＷへの加工が可能なレベルに増幅される。そして、主増幅部３０にて増幅されたレーザ光Ｌは、コリメータレンズ４４、光走査機構４５及び集光レンズ４７を介してレーザ出射部１３ａから外部に出射され、ワークＷへの加工がなされる。
【００３２】
ここで、本実施形態のレーザ加工装置１０では、ヘッドユニット１３内の伝送用ファイバ３７の後段にバンドパスフィルタ４８が設けられ、これにより、本体ユニット１１の予備増幅部２２で増幅されて伝送用ファイバ３７によってヘッドユニット１３側に伝送された予備増幅光がバンドパスフィルタ４８を通過するように構成されている。このため、予備増幅光が伝送用ファイバ３７にて伝送される際に、ラマン散乱によって予備増幅光の副波長帯成分が増大してしまっても、主増幅部３０の前段のバンドパスフィルタ４８によって副波長帯成分が除去される。これにより、ヘッドユニット１３から外部に出射されるレーザ光Ｌの副波長帯成分が低減され、その結果、ワークＷ表面でのレーザ光Ｌの焦点ぼけが抑えられて加工精度が向上するようになっている。
【００３３】
また、本実施形態では、ファイバケーブル１２が本体ユニット１１及びヘッドユニット１３に対して着脱可能に構成されているため、ファイバケーブル１２を例えば長さが異なるものに交換すること可能となっている。そして、ファイバケーブル１２を長尺のものとした場合、ファイバケーブル１２の伝送用ファイバ３７も長尺となる。このため、伝送用ファイバ３７にて予備増幅光を伝送する際にラマン散乱によって生じる副波長帯成分の増大が顕著となるが、本実施形態ではバンドパスフィルタ４８によって副波長帯成分が除去されるため、ファイバケーブル１２の長距離化が可能となっている。
【００３４】
また、本実施形態では、制御部２３は、レーザ出力測定部４１の受光素子４３から出力された検出信号に基づき、レーザ出射部１３ａから出射するレーザ光Ｌの出力が所望のパワーとなるように種光源２１、励起光源２６又は励起光源３１のフィードバック制御を行う。本実施形態のようにバンドパスフィルタ４８を備えた構成では、バンドパスフィルタ４８による副波長帯成分の除去によって幾らかのパワーロスが生じるが、上記した制御部２３のフィードバック制御によって、レーザ出射部１３ａから出射するレーザ光Ｌの出力を所望のパワーとすることが可能となっている。
【００３５】
次に、本実施形態の特徴的な効果を記載する。
（１）ヘッドユニット１３には、レーザ光Ｌの光軸上のファイバケーブル１２（伝送用ファイバ３７）の出射側端部とレーザ出射部１３ａとの間に、伝送用ファイバ３７にて伝送されたレーザ光（予備増幅光）の中の所定の波長帯域以外の光（副波長帯成分）を除去するバンドパスフィルタ４８が設けられる。これにより、本体ユニット１１の予備増幅部２２で増幅されて伝送用ファイバ３７にてヘッドユニット１３に伝送されたレーザ光は、バンドパスフィルタ４８を通過し、これにより、副波長帯成分が除去されて、最終的にヘッドユニット１３のレーザ出射部１３ａから出射される。このため、ヘッドユニット１３から外部に出射されるレーザ光Ｌの副波長帯成分を低減することができ、その結果、ワークＷでのレーザ光の焦点ぼけを抑えて加工精度を向上させることができる。
【００３６】
（２）ヘッドユニット１３には、予備増幅部２２にて増幅されたレーザ光を更に増幅する主増幅部３０が設けられ、バンドパスフィルタ４８は、主増幅部３０（詳しくは、ドープファイバ３３）の前段に設けられる。主増幅部３０にて２度目の増幅がなされたレーザ光Ｌは加工が可能な高出力なパワーとなるため、バンドパスフィルタ４８を主増幅部３０の前段に設けることで、主増幅部３０の後段に設ける構成に比べてバンドパスフィルタ４８によるレーザ光の副波長帯成分の除去を容易とすることができる。また、本体ユニット１１とヘッドユニット１３にそれぞれ光増幅手段（予備増幅部２２及び主増幅部３０）が設けられるため、各ユニット１１，１３の構成を簡素化しつつも十分な光増幅が可能となる。
【００３７】
（３）信号用レーザ光は、予備増幅部２２でワークＷへの加工が可能なレベルより低い光強度まで増幅され、その低強度の予備増幅光は、伝送用ファイバ３７にてヘッドユニット側に伝送されるとともに、主増幅部３０にてワークＷへの加工が可能なレベルまで増幅される。このため、本体ユニット側から伝送用ファイバ３７にてヘッドユニット側に伝送するレーザ光のパワーを抑えることができるため、伝送用ファイバ３７でレーザ光を伝送する際にラマン散乱により生じる副波長帯成分の増大を抑えることが可能となり、これにより、本体ユニット１１に光増幅手段（予備増幅部２２）を備えつつも、本体ユニット１１側から伝送用ファイバ３７にてヘッドユニット１３側に伝送するレーザ光のパワーを抑えることができるため、伝送用ファイバ３７でレーザ光を伝送する際にラマン散乱により生じる副波長帯成分の増大を抑えることが可能となり、その結果、バンドパスフィルタ４８で除去する分のレーザ光（副波長帯成分の光（つまり、所定の波長帯域以外の光）のパワーを抑えることが可能となる。
【００３８】
（４）レーザ出射部１３ａから出射するレーザ光Ｌの出力を測定するためのレーザ出力測定部４１と、該レーザ出力測定部４１の測定結果に基づき、レーザ出射部１３ａから出射するレーザ光Ｌの出力を制御する制御部２３とを備える。これにより、制御部２３によってレーザ光Ｌの出力を所望のパワーに保つことができるため、バンドパスフィルタ４８の副波長帯成分の除去で生じるパワーロスによってレーザ出力が低下してしまうことを防ぐことが可能となる。
【００３９】
（５）レーザ出射部１３ａから出射するレーザ光Ｌの出力値を設定するための操作部５１を備え、制御部２３は、操作部５１にて設定された出力値でレーザ光Ｌをレーザ出射部１３ａから出射させるべく該レーザ光Ｌの出力を制御する。このため、レーザ出射部１３ａから出射するレーザ光Ｌの出力を操作部５１によってユーザが設定することが可能となる。
【００４０】
（６）ファイバケーブル１２が本体ユニット１１及びヘッドユニット１３に対して着脱可能に構成されるため、ファイバケーブル１２を例えば長さが異なるものに交換すること可能となる。例えば、ファイバケーブル１２を長尺のものに交換した場合には、ラマン散乱によって生じるレーザ光の副波長帯成分の増大が顕著となるため、バンドパスフィルタ４８による副波長帯成分の除去がより効果的となる。
【００４１】
尚、本発明の実施形態は、以下のように変更してもよい。
・上記実施形態では、ファイバケーブル１２を本体ユニット１１及びヘッドユニット１３の両方に対して着脱可能に構成したが、これに特に限定されるものではなく、本体ユニット１１側のみで着脱可能とし、ヘッドユニット１３とは固定されている構成や、反対にヘッドユニット１３側のみで着脱可能とし、本体ユニット１１とは固定されている構成としてもよい。また、ファイバケーブル１２を本体ユニット１１及びヘッドユニット１３に対して着脱不能としてもよい。
【００４２】
・上記実施形態では、バンドパスフィルタ４８を主増幅部３０（ドープファイバ３３）の前段に設けたが、これに特に限定されるものではなく、例えば主増幅部３０の後段に設けてもよい。
【００４３】
・上記実施形態では、主増幅部３０のドープファイバ３３をヘッドユニット１３に設けたが、これに特に限定されるものではなく、ドープファイバ３３を本体ユニット１１に設けてもよい。尚、ドープファイバ３３を本体ユニット１１に設ける構成では、伝送用ファイバ３２をヘッドユニット１３まで引き延ばす必要がなくなる。
【００４４】
・上記実施形態におけるバンドパスフィルタ４８の設置態様は適宜変更してもよい。例えば、伝送用ファイバ３７の出射側端面、又はドープファイバ３３の入射側端面にバンドパスフィルタ４８を蒸着によって設ける構成としてもよい。
【００４５】
・上記実施形態では、２つの光増幅手段（予備増幅部２２と主増幅部３０）を備える構成としたが、これに特に限定されるものではなく、例えば、上記実施形態において主増幅部３０を省略して予備増幅部２２のみの構成として、その予備増幅部２２に主増幅部３０の機能を持たせ、その増幅部によって信号用レーザ光をワークＷへの加工が可能なレベルまで増幅するように構成してもよい。つまり、光増幅手段を本体ユニット１１に設けた１つとし、その光増幅手段にて信号用レーザ光をワークＷへの加工が可能なレベルまで増幅するように構成してもよい。また、光増幅手段を３つ以上で構成してもよい。
【００４６】
・上記実施形態において、伝送用ファイバ３７に、内部に希土類元素を含む希土類ドープファイバを用いてもよい。この構成によれば、伝送用ファイバ３７内の希土類元素を励起状態とすることで伝送用ファイバ３７にてレーザ光（予備増幅光）を伝送する際に、そのレーザ光を増幅することができ、その結果、例えば予備増幅部２２の構成を簡素化することが可能となる。
【符号の説明】
【００４７】
１０…レーザ加工装置、１１…本体ユニット、１２…ファイバケーブル、１３…ヘッドユニット、１３ａ…レーザ出射部、２２…予備増幅部（本体側光増幅手段）、２３…制御部（制御手段）、３０…主増幅部（ヘッド側光増幅手段）、４１…レーザ出力測定部（測定手段）、４８…バンドパスフィルタ、５１…操作部（設定手段）、Ｌ…レーザ光、Ｗ…ワーク（加工対象）。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、所謂、ヘッド分離型のレーザ加工装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、信号用レーザ光を出射する種光源を備えた本体ユニットとから、レーザ光を外部に出射するレーザ出射部を有するヘッドユニットをファイバケーブルを介して分離させた所謂、ヘッド分離型のレーザ加工装置がある（例えば特許文献１参照）。このようなレーザ加工装置では、本体ユニットから分離させたヘッドユニットを小型とし、例えば製造ラインからある程度離れた場所に本体ユニットを設置するとともに、ヘッドユニットを製造ラインの近傍に設置して、ヘッドユニットから出射されるレーザ光にて製造ラインを流れるワークに加工を行うといった使用が可能となっている。このような構成によれば、製造ライン近傍に配置するヘッドユニットが小型のため、その設置がしやすく、また、ヘッドユニットが製造ラインの近傍にあっても邪魔になりにくい。また、本体ユニットに比べてヘッドユニットのメンテナンスの頻度を少なくすることができ、その結果、例えば、ヘッドユニットを危険エリアに設置したときに、作業者が危険エリアに近づく頻度を少なくすることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−３４７３３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記のようなレーザ加工装置では、レーザ光の高出力化や、ヘッドユニットの配置自由度の向上のためにファイバケーブルの長距離化が求められている。しかしながら、ファイバケーブル長を長くしたり、ファイバケーブルで伝送するレーザ光の出力を大きくすると、ファイバケーブルでレーザ光を伝送する際に生じるラマン散乱の影響が顕著に表れ、それによって、出力したい所望の波長以外の副波長帯成分が増大してしまう。レーザ光の副波長帯成分が増大すると、ワークでのレーザ光の焦点ぼけが生じ、その結果、加工精度が低下するという問題が生じてしまう。
【０００５】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、その目的は、出射するレーザ光の副波長帯成分を低減することができるレーザ加工装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、所定の波長帯域の信号用レーザ光を出射する種光源と、前記信号用レーザ光を増幅する本体側光増幅手段とを備えた本体ユニットと、前記本体ユニットに接続され、前記本体側光増幅手段にて増幅されたレーザ光を伝送するファイバケーブルと、前記ファイバケーブルに接続され、該ファイバケーブルにて伝送されたレーザ光を外部に出射するレーザ出射部を有するヘッドユニットとを備えたレーザ加工装置であって、前記ヘッドユニットには、前記レーザ光の光軸上の前記ファイバケーブルの出射側端部と前記レーザ出射部との間に、前記ファイバケーブルにて伝送された前記レーザ光の中の所定の波長帯域以外の光を除去するバンドパスフィルタが設けられていることを特徴とする。
【０００７】
この発明では、本体側光増幅手段で増幅されてファイバケーブルにてヘッドユニットに伝送されたレーザ光は、バンドパスフィルタを通過し、これにより、副波長帯成分が除去されて、最終的にヘッドユニットのレーザ出射部から出射される。このため、ヘッドユニットから外部に出射されるレーザ光の副波長帯成分を低減することができ、その結果、加工対象でのレーザ光の焦点ぼけを抑えて加工精度を向上させることができる。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のレーザ加工装置において、請求項１に記載のレーザ加工装置において、前記ヘッドユニットには、前記本体側光増幅手段にて増幅されたレーザ光を更に増幅するヘッド側光増幅手段が設けられ、前記バンドパスフィルタは、前記ヘッド側光増幅手段の前段に設けられていることを特徴とする。
【０００９】
この発明では、ヘッド側光増幅手段にて２度目の増幅がなされたレーザ光は高出力となるため、バンドパスフィルタをヘッド側光増幅手段の前段に設けることで、ヘッド側光増幅手段の後段に設ける構成に比べてバンドパスフィルタによるレーザ光の副波長帯成分の除去を容易とすることができる。また、本体ユニットとヘッドユニットにそれぞれ光増幅手段が設けられるため、各ユニットの構成を簡素化しつつも十分な光増幅が可能となる。
【００１０】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載のレーザ加工装置において、前記本体側光増幅手段は、前記信号用レーザ光を加工対象への加工が可能なレベルより低い光強度まで増幅し、前記ヘッド側光増幅手段は、前記本体側光増幅手段にて増幅されたレーザ光を前記加工対象への加工が可能なレベルまで増幅することを特徴とする。
【００１１】
この発明では、信号用レーザ光は、本体側光増幅手段で加工対象への加工が可能なレベルより低い光強度まで増幅され、その低強度の増幅光は、ファイバケーブルにてヘッドユニット側に伝送されるとともに、ヘッド側光増幅手段にて加工対象への加工が可能なレベルまで増幅される。これにより、本体ユニットに光増幅手段を備えつつも、本体ユニット側からファイバケーブルにてヘッドユニット側に伝送するレーザ光のパワーを抑えることができるため、ファイバケーブルでレーザ光を伝送する際にラマン散乱により生じる副波長帯成分の増大を抑えることが可能となり、その結果、バンドパスフィルタで除去する分のレーザ光（副波長帯成分の光（つまり、所定の波長帯域以外の光）のパワーを抑えることが可能となる。
【００１２】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか１項に記載のレーザ加工装置において、前記レーザ出射部から出射する前記レーザ光の出力を測定するための測定手段と、前記測定手段の測定結果に基づき、前記レーザ出射部から出射する前記レーザ光の出力を制御する制御手段とを備えていることを特徴とする。
【００１３】
この発明では、制御手段によってレーザ光の出力を所望のパワーに保つことができるため、バンドパスフィルタの副波長帯成分の除去で生じるパワーロスによってレーザ出力が低下してしまうことを防ぐことが可能となる。
【００１４】
請求項５に記載の発明は、請求項４に記載のレーザ加工装置において、前記レーザ出射部から出射する前記レーザ光の出力値を設定するための設定手段を備え、前記制御手段は、前記設定手段にて設定された前記出力値で前記レーザ光を前記レーザ出射部から出射させるべく該レーザ光の出力を前記測定手段の測定結果に基づき制御することを特徴とする。
【００１５】
この発明では、レーザ出射部から出射するレーザ光の出力をユーザが設定手段によって設定することが可能となる。
請求項６に記載の発明は、請求項１〜５のいずれか１項に記載のレーザ加工装置において、前記ファイバケーブルは、前記本体ユニット及び前記ヘッドユニットの少なくとも一方に対して着脱可能に構成されていることを特徴とする。
【００１６】
この発明では、ファイバケーブルが本体ユニット及びヘッドユニットの少なくとも一方に対して着脱可能に構成されるため、ファイバケーブルを長尺のものに交換することが可能となり、ファイバケーブルを長距離化した場合には、ラマン散乱によって生じるレーザ光の副波長帯成分の増大が顕著となるため、バンドパスフィルタによる副波長帯成分の除去がより効果的となる。
【００１７】
請求項７に記載の発明は、請求項１〜６のいずれか１項に記載のレーザ加工装置において、前記ファイバケーブルは、内部に希土類元素を含む希土類ドープファイバよりなることを特徴とする。
【００１８】
この発明では、ファイバケーブル内の希土類元素を励起状態とすることでファイバケーブルにてレーザ光を伝送する際に、そのレーザ光を増幅することができ、その結果、例えば本体側光増幅手段の構成を簡素化することが可能となる。
【発明の効果】
【００１９】
従って、上記記載の発明によれば、出射するレーザ光の副波長帯成分を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本実施形態のレーザ加工装置を示す概略構成図。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明を具体化した一実施形態を図面に従って説明する。
図１に示すように、本実施形態のレーザ加工装置１０は、本体ユニット１１と、本体ユニット１１にファイバケーブル１２及び電気ケーブル（図示略）を介して接続されたヘッドユニット１３とを備えている。
【００２２】
本体ユニット１１は、所定の波長帯域の信号用レーザ光を出力する種光源２１と、信号用レーザ光を増幅する予備増幅部２２と、制御部２３とを備えている。
種光源２１は、制御部２３の制御によりドライバ２４を介して駆動され、その駆動にて出力された信号用レーザ光は、種光源２１の後段に配置された予備増幅部２２でワークＷへの加工が可能なレベルより低い光強度まで増幅される。
【００２３】
予備増幅部２２は、信号用レーザ光が入射されるドープファイバ２５と、励起光を出力する励起光源２６（レーザダイオード）とを備えている。ドープファイバ２５は、希土類元素である例えばイッテルビウム（Ｙｂ）を含む可撓性を有するファイバであり、図示しないボビンに巻回されることで所要の長さの光路が確保されている。ドープファイバ２５には、ファイバカプラ等よりなる光結合部２７が設けられており、励起光源２６から出力された励起光は、光結合部２７を介してドープファイバ２５に入射されるようになっている。制御部２３は、ドライバ２８を介して励起光源２６の出力制御を行う。尚、ドープファイバ２５の後段には、アイソレータ２９が設けられている。アイソレータ２９は、ドープファイバ２５にて伝送される正方向（図１において右方向）の光は通過させる一方、逆方向の光（戻り光）を遮るようになっている。
【００２４】
本実施形態のレーザ加工装置１０は、光増幅手段を２つ備えており、その１つは前記した予備増幅部２２であり、もう１つは主増幅部３０である。
主増幅部３０は、本体ユニット１１に設けられた一対の励起光源３１と、その一対の励起光源３１が出力する励起光をヘッドユニット１３側にそれぞれ伝送する一対の伝送用ファイバ３２と、ヘッドユニット１３に設けられたドープファイバ３３とを備えている。ドープファイバ３３は、予備増幅部２２のドープファイバ２５と同様に、希土類元素である例えばイッテルビウム（Ｙｂ）を含む可撓性を有するファイバであり、図示しないボビンに巻回されることで所要の長さの光路が確保されている。
【００２５】
ドープファイバ３３の前段側及び後段側にはそれぞれ、ファイバカプラ等よりなる前段側光結合部３４及び後段側光結合部３５が設けられ、この光結合部３４，３５は、一対の伝送用ファイバ３２の出射側端部とそれぞれ接続されている。励起光源３１から出力された励起光は、伝送用ファイバ３２を通って本体ユニット１１側からヘッドユニット１３側に伝送され、光結合部３４，３５を介してドープファイバ３３に入射されるようになっている。制御部２３は、ドライバ３６を介して励起光源３１の出力制御を行う。
【００２６】
本体ユニット１１とヘッドユニット１３とを繋ぐファイバケーブル１２は、前述の各伝送用ファイバ３２と、予備増幅部２２にて増幅されたレーザ光（予備増幅光）をヘッドユニット１３側に伝送するための伝送用ファイバ３７とが外皮部材３８にて被覆されて一本のケーブルとして構成されている。このファイバケーブル１２は、両端部がそれぞれ本体ユニット１１及びヘッドユニット１３の各ハウジング（図示略）に対して着脱可能に構成されている。
【００２７】
ヘッドユニット１３において、主増幅部３０の光結合部３５の後段には、主増幅部３０から出射されたレーザ光Ｌの出力を測定するためのレーザ出力測定部４１が設けられている。レーザ出力測定部４１は、レーザ光Ｌの光軸上に配置された例えばビームスプリッタ等よりなる光分岐部４２と、その光分岐部４２の近傍に設けられた受光素子４３とを備えている。光分岐部４２は、主増幅部３０から出射されたレーザ光Ｌの一部を受光素子４３に向かって反射する。受光素子４３は、光分岐部４２からのレーザ光Ｌを受光し、その受光結果に基づく検出信号を制御部２３に出力する。
【００２８】
また、ヘッドユニット１３において、光分岐部４２の後段には、主増幅部３０から出射され光分岐部４２を透過したレーザ光Ｌを平行光あるいは収束光に絞るコリメータレンズ４４を備えている。コリメータレンズ４４を通じて絞られたレーザ光Ｌは、ヘッドユニット１３に設けられた光走査機構４５によって所要の方向に反射される。光走査機構４５は、レーザ光Ｌを反射する２つのガルバノミラーを有して構成されるものであって、各ガルバノミラーの傾斜角度を変化させることにより、コリメータレンズ４４を通じて絞られたレーザ光Ｌを所要の方向に走査させるものであり、制御部２３によってドライバ４６を介して駆動制御される。光走査機構４５にて反射されたレーザ光Ｌは、集光レンズ４７にてスポットレーザ光に絞り込まれる。そして、その絞り込まれたレーザ光Ｌがヘッドユニット１３のレーザ出射部１３ａから外部に出射されて、ワークＷ（加工対象）の表面上を走査されることにより所望の加工が行われる。
【００２９】
ここで、本実施形態のレーザ加工装置１０では、ヘッドユニット１３内の光軸上において、伝送用ファイバ３７の出射側端部と主増幅部３０の前段側光結合部３４との間には、バンドパスフィルタ４８が設けられている。バンドパスフィルタ４８は、所定波長の光を透過させるとともに、それ以外の波長の光を透過させないという特性を有している。伝送用ファイバ３７にて伝送されたレーザ光は、バンドパスフィルタ４８を介して主増幅部３０のドープファイバ３３に入射されるように構成されている。
【００３０】
尚、レーザ加工装置１０には、例えばコンソール等の操作部５１が設けられている。操作部５１は、本体ユニット１１に接続されており、この操作部５１にてレーザ出射部１３ａから出射するレーザ光Ｌの出力値を含む加工情報の設定を行うことができる。操作部５１にて設定された加工情報は、制御部２３に入力され、制御部２３は、その加工情報に基づいて本体ユニット１１及びヘッドユニット１３を制御する。
【００３１】
次に、上記実施形態の作用について説明する。
予備増幅部２２において、励起光源２６から出力された励起光が光結合部２７を介してドープファイバ２５に入射されると、その励起光によってドープファイバ２５内の希土類元素が励起状態とされる。この状態で、種光源２１から出力された信号用レーザ光がドープファイバ２５に入射されると、その信号用レーザ光は、ドープファイバ２５内においてワークＷへの加工が可能なレベルより低い光強度まで増幅される。そして、その増幅されたレーザ光（予備増幅光）は、ファイバケーブル１２の伝送用ファイバ３７を通ってヘッドユニット１３側に伝送され、
伝送用ファイバ３７にてヘッドユニット１３側に伝送されたレーザ光は、バンドパスフィルタ４８を介して主増幅部３０のドープファイバ３３に入射される。主増幅部３０において、各励起光源３１から出力された励起光が伝送用ファイバ３２及び光結合部３４，３５を介してドープファイバ３３に入射されると、その励起光によってドープファイバ３３内の希土類元素が励起状態とされる。この状態で、バンドパスフィルタ４８を通過した予備増幅光がドープファイバ３３に入射されると、その予備増幅光は、ドープファイバ３３内においてワークＷへの加工が可能なレベルに増幅される。そして、主増幅部３０にて増幅されたレーザ光Ｌは、コリメータレンズ４４、光走査機構４５及び集光レンズ４７を介してレーザ出射部１３ａから外部に出射され、ワークＷへの加工がなされる。
【００３２】
ここで、本実施形態のレーザ加工装置１０では、ヘッドユニット１３内の伝送用ファイバ３７の後段にバンドパスフィルタ４８が設けられ、これにより、本体ユニット１１の予備増幅部２２で増幅されて伝送用ファイバ３７によってヘッドユニット１３側に伝送された予備増幅光がバンドパスフィルタ４８を通過するように構成されている。このため、予備増幅光が伝送用ファイバ３７にて伝送される際に、ラマン散乱によって予備増幅光の副波長帯成分が増大してしまっても、主増幅部３０の前段のバンドパスフィルタ４８によって副波長帯成分が除去される。これにより、ヘッドユニット１３から外部に出射されるレーザ光Ｌの副波長帯成分が低減され、その結果、ワークＷ表面でのレーザ光Ｌの焦点ぼけが抑えられて加工精度が向上するようになっている。
【００３３】
また、本実施形態では、ファイバケーブル１２が本体ユニット１１及びヘッドユニット１３に対して着脱可能に構成されているため、ファイバケーブル１２を例えば長さが異なるものに交換すること可能となっている。そして、ファイバケーブル１２を長尺のものとした場合、ファイバケーブル１２の伝送用ファイバ３７も長尺となる。このため、伝送用ファイバ３７にて予備増幅光を伝送する際にラマン散乱によって生じる副波長帯成分の増大が顕著となるが、本実施形態ではバンドパスフィルタ４８によって副波長帯成分が除去されるため、ファイバケーブル１２の長距離化が可能となっている。
【００３４】
また、本実施形態では、制御部２３は、レーザ出力測定部４１の受光素子４３から出力された検出信号に基づき、レーザ出射部１３ａから出射するレーザ光Ｌの出力が所望のパワーとなるように種光源２１、励起光源２６又は励起光源３１のフィードバック制御を行う。本実施形態のようにバンドパスフィルタ４８を備えた構成では、バンドパスフィルタ４８による副波長帯成分の除去によって幾らかのパワーロスが生じるが、上記した制御部２３のフィードバック制御によって、レーザ出射部１３ａから出射するレーザ光Ｌの出力を所望のパワーとすることが可能となっている。
【００３５】
次に、本実施形態の特徴的な効果を記載する。
（１）ヘッドユニット１３には、レーザ光Ｌの光軸上のファイバケーブル１２（伝送用ファイバ３７）の出射側端部とレーザ出射部１３ａとの間に、伝送用ファイバ３７にて伝送されたレーザ光（予備増幅光）の中の所定の波長帯域以外の光（副波長帯成分）を除去するバンドパスフィルタ４８が設けられる。これにより、本体ユニット１１の予備増幅部２２で増幅されて伝送用ファイバ３７にてヘッドユニット１３に伝送されたレーザ光は、バンドパスフィルタ４８を通過し、これにより、副波長帯成分が除去されて、最終的にヘッドユニット１３のレーザ出射部１３ａから出射される。このため、ヘッドユニット１３から外部に出射されるレーザ光Ｌの副波長帯成分を低減することができ、その結果、ワークＷでのレーザ光の焦点ぼけを抑えて加工精度を向上させることができる。
【００３６】
（２）ヘッドユニット１３には、予備増幅部２２にて増幅されたレーザ光を更に増幅する主増幅部３０が設けられ、バンドパスフィルタ４８は、主増幅部３０（詳しくは、ドープファイバ３３）の前段に設けられる。主増幅部３０にて２度目の増幅がなされたレーザ光Ｌは加工が可能な高出力なパワーとなるため、バンドパスフィルタ４８を主増幅部３０の前段に設けることで、主増幅部３０の後段に設ける構成に比べてバンドパスフィルタ４８によるレーザ光の副波長帯成分の除去を容易とすることができる。また、本体ユニット１１とヘッドユニット１３にそれぞれ光増幅手段（予備増幅部２２及び主増幅部３０）が設けられるため、各ユニット１１，１３の構成を簡素化しつつも十分な光増幅が可能となる。
【００３７】
（３）信号用レーザ光は、予備増幅部２２でワークＷへの加工が可能なレベルより低い光強度まで増幅され、その低強度の予備増幅光は、伝送用ファイバ３７にてヘッドユニット側に伝送されるとともに、主増幅部３０にてワークＷへの加工が可能なレベルまで増幅される。このため、本体ユニット側から伝送用ファイバ３７にてヘッドユニット側に伝送するレーザ光のパワーを抑えることができるため、伝送用ファイバ３７でレーザ光を伝送する際にラマン散乱により生じる副波長帯成分の増大を抑えることが可能となり、これにより、本体ユニット１１に光増幅手段（予備増幅部２２）を備えつつも、本体ユニット１１側から伝送用ファイバ３７にてヘッドユニット１３側に伝送するレーザ光のパワーを抑えることができるため、伝送用ファイバ３７でレーザ光を伝送する際にラマン散乱により生じる副波長帯成分の増大を抑えることが可能となり、その結果、バンドパスフィルタ４８で除去する分のレーザ光（副波長帯成分の光（つまり、所定の波長帯域以外の光）のパワーを抑えることが可能となる。
【００３８】
（４）レーザ出射部１３ａから出射するレーザ光Ｌの出力を測定するためのレーザ出力測定部４１と、該レーザ出力測定部４１の測定結果に基づき、レーザ出射部１３ａから出射するレーザ光Ｌの出力を制御する制御部２３とを備える。これにより、制御部２３によってレーザ光Ｌの出力を所望のパワーに保つことができるため、バンドパスフィルタ４８の副波長帯成分の除去で生じるパワーロスによってレーザ出力が低下してしまうことを防ぐことが可能となる。
【００３９】
（５）レーザ出射部１３ａから出射するレーザ光Ｌの出力値を設定するための操作部５１を備え、制御部２３は、操作部５１にて設定された出力値でレーザ光Ｌをレーザ出射部１３ａから出射させるべく該レーザ光Ｌの出力を制御する。このため、レーザ出射部１３ａから出射するレーザ光Ｌの出力を操作部５１によってユーザが設定することが可能となる。
【００４０】
（６）ファイバケーブル１２が本体ユニット１１及びヘッドユニット１３に対して着脱可能に構成されるため、ファイバケーブル１２を例えば長さが異なるものに交換すること可能となる。例えば、ファイバケーブル１２を長尺のものに交換した場合には、ラマン散乱によって生じるレーザ光の副波長帯成分の増大が顕著となるため、バンドパスフィルタ４８による副波長帯成分の除去がより効果的となる。
【００４１】
尚、本発明の実施形態は、以下のように変更してもよい。
・上記実施形態では、ファイバケーブル１２を本体ユニット１１及びヘッドユニット１３の両方に対して着脱可能に構成したが、これに特に限定されるものではなく、本体ユニット１１側のみで着脱可能とし、ヘッドユニット１３とは固定されている構成や、反対にヘッドユニット１３側のみで着脱可能とし、本体ユニット１１とは固定されている構成としてもよい。また、ファイバケーブル１２を本体ユニット１１及びヘッドユニット１３に対して着脱不能としてもよい。
【００４２】
・上記実施形態では、バンドパスフィルタ４８を主増幅部３０（ドープファイバ３３）の前段に設けたが、これに特に限定されるものではなく、例えば主増幅部３０の後段に設けてもよい。
【００４３】
・上記実施形態では、主増幅部３０のドープファイバ３３をヘッドユニット１３に設けたが、これに特に限定されるものではなく、ドープファイバ３３を本体ユニット１１に設けてもよい。尚、ドープファイバ３３を本体ユニット１１に設ける構成では、伝送用ファイバ３２をヘッドユニット１３まで引き延ばす必要がなくなる。
【００４４】
・上記実施形態におけるバンドパスフィルタ４８の設置態様は適宜変更してもよい。例えば、伝送用ファイバ３７の出射側端面、又はドープファイバ３３の入射側端面にバンドパスフィルタ４８を蒸着によって設ける構成としてもよい。
【００４５】
・上記実施形態では、２つの光増幅手段（予備増幅部２２と主増幅部３０）を備える構成としたが、これに特に限定されるものではなく、例えば、上記実施形態において主増幅部３０を省略して予備増幅部２２のみの構成として、その予備増幅部２２に主増幅部３０の機能を持たせ、その増幅部によって信号用レーザ光をワークＷへの加工が可能なレベルまで増幅するように構成してもよい。つまり、光増幅手段を本体ユニット１１に設けた１つとし、その光増幅手段にて信号用レーザ光をワークＷへの加工が可能なレベルまで増幅するように構成してもよい。また、光増幅手段を３つ以上で構成してもよい。
【００４６】
・上記実施形態において、伝送用ファイバ３７に、内部に希土類元素を含む希土類ドープファイバを用いてもよい。この構成によれば、伝送用ファイバ３７内の希土類元素を励起状態とすることで伝送用ファイバ３７にてレーザ光（予備増幅光）を伝送する際に、そのレーザ光を増幅することができ、その結果、例えば予備増幅部２２の構成を簡素化することが可能となる。
【符号の説明】
【００４７】
１０…レーザ加工装置、１１…本体ユニット、１２…ファイバケーブル、１３…ヘッドユニット、１３ａ…レーザ出射部、２２…予備増幅部（本体側光増幅手段）、２３…制御部（制御手段）、３０…主増幅部（ヘッド側光増幅手段）、４１…レーザ出力測定部（測定手段）、４８…バンドパスフィルタ、５１…操作部（設定手段）、Ｌ…レーザ光、Ｗ…ワーク（加工対象）。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の波長帯域の信号用レーザ光を出射する種光源と、前記信号用レーザ光を増幅する本体側光増幅手段とを備えた本体ユニットと、
前記本体ユニットに接続され、前記本体側光増幅手段にて増幅されたレーザ光を伝送するファイバケーブルと、
前記ファイバケーブルに接続され、該ファイバケーブルにて伝送されたレーザ光を外部に出射するレーザ出射部を有するヘッドユニットと
を備えたレーザ加工装置であって、
前記ヘッドユニットには、前記レーザ光の光軸上の前記ファイバケーブルの出射側端部と前記レーザ出射部との間に、前記ファイバケーブルにて伝送された前記レーザ光の中の所定の波長帯域以外の光を除去するバンドパスフィルタが設けられていることを特徴とするレーザ加工装置。
【請求項２】
請求項１に記載のレーザ加工装置において、
前記ヘッドユニットには、前記本体側光増幅手段にて増幅されたレーザ光を更に増幅するヘッド側光増幅手段が設けられ、
前記バンドパスフィルタは、前記ヘッド側光増幅手段の前段に設けられていることを特徴とするレーザ加工装置。
【請求項３】
請求項２に記載のレーザ加工装置において、
前記本体側光増幅手段は、前記信号用レーザ光を加工対象への加工が可能なレベルより低い光強度まで増幅し、
前記ヘッド側光増幅手段は、前記本体側光増幅手段にて増幅されたレーザ光を前記加工対象への加工が可能なレベルまで増幅することを特徴とするレーザ加工装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載のレーザ加工装置において、
前記レーザ出射部から出射する前記レーザ光の出力を測定するための測定手段と、
前記測定手段の測定結果に基づき、前記レーザ出射部から出射する前記レーザ光の出力を制御する制御手段と
を備えていることを特徴とするレーザ加工装置。
【請求項５】
請求項４に記載のレーザ加工装置において、
前記レーザ出射部から出射する前記レーザ光の出力値を設定するための設定手段を備え、
前記制御手段は、前記設定手段にて設定された前記出力値で前記レーザ光を前記レーザ出射部から出射させるべく該レーザ光の出力を前記測定手段の測定結果に基づき制御することを特徴とするレーザ加工装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載のレーザ加工装置において、
前記ファイバケーブルは、前記本体ユニット及び前記ヘッドユニットの少なくとも一方に対して着脱可能に構成されていることを特徴とするレーザ加工装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項に記載のレーザ加工装置において、
前記ファイバケーブルは、内部に希土類元素を含む希土類ドープファイバよりなることを特徴とするレーザ加工装置。
【請求項１】
所定の波長帯域の信号用レーザ光を出射する種光源と、前記信号用レーザ光を増幅する本体側光増幅手段とを備えた本体ユニットと、
前記本体ユニットに接続され、前記本体側光増幅手段にて増幅されたレーザ光を伝送するファイバケーブルと、
前記ファイバケーブルに接続され、該ファイバケーブルにて伝送されたレーザ光を外部に出射するレーザ出射部を有するヘッドユニットと
を備えたレーザ加工装置であって、
前記ヘッドユニットには、前記レーザ光の光軸上の前記ファイバケーブルの出射側端部と前記レーザ出射部との間に、前記ファイバケーブルにて伝送された前記レーザ光の中の所定の波長帯域以外の光を除去するバンドパスフィルタが設けられていることを特徴とするレーザ加工装置。
【請求項２】
請求項１に記載のレーザ加工装置において、
前記ヘッドユニットには、前記本体側光増幅手段にて増幅されたレーザ光を更に増幅するヘッド側光増幅手段が設けられ、
前記バンドパスフィルタは、前記ヘッド側光増幅手段の前段に設けられていることを特徴とするレーザ加工装置。
【請求項３】
請求項２に記載のレーザ加工装置において、
前記本体側光増幅手段は、前記信号用レーザ光を加工対象への加工が可能なレベルより低い光強度まで増幅し、
前記ヘッド側光増幅手段は、前記本体側光増幅手段にて増幅されたレーザ光を前記加工対象への加工が可能なレベルまで増幅することを特徴とするレーザ加工装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載のレーザ加工装置において、
前記レーザ出射部から出射する前記レーザ光の出力を測定するための測定手段と、
前記測定手段の測定結果に基づき、前記レーザ出射部から出射する前記レーザ光の出力を制御する制御手段と
を備えていることを特徴とするレーザ加工装置。
【請求項５】
請求項４に記載のレーザ加工装置において、
前記レーザ出射部から出射する前記レーザ光の出力値を設定するための設定手段を備え、
前記制御手段は、前記設定手段にて設定された前記出力値で前記レーザ光を前記レーザ出射部から出射させるべく該レーザ光の出力を前記測定手段の測定結果に基づき制御することを特徴とするレーザ加工装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載のレーザ加工装置において、
前記ファイバケーブルは、前記本体ユニット及び前記ヘッドユニットの少なくとも一方に対して着脱可能に構成されていることを特徴とするレーザ加工装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項に記載のレーザ加工装置において、
前記ファイバケーブルは、内部に希土類元素を含む希土類ドープファイバよりなることを特徴とするレーザ加工装置。
【図１】
【公開番号】特開２０１３−３０５０９（Ｐ２０１３−３０５０９Ａ）
【公開日】平成２５年２月７日（２０１３．２．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１６３５８２（Ｐ２０１１−１６３５８２）
【出願日】平成２３年７月２６日（２０１１．７．２６）
【出願人】（０００１０６２２１）パナソニック デバイスＳＵＮＸ株式会社 (578)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年２月７日（２０１３．２．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年７月２６日（２０１１．７．２６）
【出願人】（０００１０６２２１）パナソニック デバイスＳＵＮＸ株式会社 (578)
【Ｆターム（参考）】
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