光束分析仪、激光振荡器以及激光加工装置的制造方法_2

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度的环状的 激光强度传感器52。该激光强度传感器52也由温度传感器构成。激光强度传感器52将第 二受光部28中产生的热能转换为电信号,并作为电信号的输出e2发送到控制部12。
[0057] 同样地,在第三受光部26的后表面26b处也安装有感知激光22'的强度的环状的 激光强度传感器54。该激光强度传感器54也由温度传感器构成。激光强度传感器54将第 三受光部26中产生的热能转换为电信号,并作为电信号的输出e3发送到控制部12。
[0058] 接着,参照图1~图4B来说明本实施方式所涉及的光束分析仪10的功能。光束 分析仪10基于来自激光检测部14的激光强度传感器50、52以及54的输出ei、e2以及e 3来计算激光22的激光功率和强度分布。
[0059] 当激光22入射到激光检测部14时,由第一受光部30接收透过了部分反射镜24的 激光22'的激光照射区域22a'中的第一区域22b的光。随着第一区域22b的激光22'被 第一受光部30吸收,第一受光部30发热。安装于第一受光部30的激光强度传感器50检 测第一受光部30的热能,将与该热能相应的输出ei发送到控制部12。
[0060] 同样地,由第二受光部28接收透过了部分反射镜24的激光22'的激光照射区域 22a'中的第二区域22c的光。安装于第二受光部28的激光强度传感器52检测第二受光部 28的热能,将与该热能相应的输出e2发送到控制部12。
[0061] 同样地,由第三受光部26接收透过了部分反射镜24的激光22'的激光照射区域 22a'中的第三区域22d的光。安装于第三受光部26的激光强度传感器54检测第三受光部 26的热能,将与该热能相应的输出e3发送到控制部12。
[0062] 控制部12接收来自激光强度传感器50、52以及54的输出ei、e2以及e 3。这些输 出ei、e2以及e 3分别是与第一受光部30、第二受光部28以及第三受光部26所接收的激光 22'的强度相关的数据。在本实施方式中,控制部12使输出ei、e2以及^分别乘以预先决 定的系数α、β以及γ,并作为aei、^e2以及ye 3分别记录到存储器16。
[0063] 系数a被设定成使上述的值a ei与激光22中的透过部分透过镜24后入射到第 一受光部30的部分的激光功率对应。同样地,系数β和γ被设定成使上述的值^e2和 γ e3分别与激光22中的透过部分透过镜24后入射到第二受光部28和第三受光部26的部 分的激光功率对应。
[0064] 在此,控制部12作为基于这些值a ei、f3e2以及Ye3来计算入射到激光检测部14 的激光22的激光功率的激光功率运算部56 (图1)而发挥功能。具体地说,控制部12计算 值α θι、β e2以及γ e 3之和(即Σ e = a e片β e2+ γ e3)。该Σ e的值与入射到激光检测部 14的激光22的激光功率对应。在本实施方式中,使用该Σθ来定量地评价激光22的激光 功率。
[0065] 控制部12作为判断这样计算出的激光22的激光功率Σθ是否为适当的值的激光 功率判断部58 (图1)而发挥功能。具体地说,控制部12参照预先记录于存储器16的参考 数据来判断是否适当。此外,在后面叙述该动作的详情。
[0066] 在本实施方式中,控制部12作为基于如上所述那样获取到的值a ei、f3e2以及 γ e3来计算激光22的强度分布的分布计算部60而发挥功能。具体地说,控制部12计算值 a e" β e2以及 γ e 3的 e vecl( α θι,β e2,γ e3)和 / 或 evec2(l,(β e2/ α θι),(γ e3/ a ei))= (1,n,m)。在本实施方式中,使用该eraa(era;2)来定量地评价激光22的强度分布。
[0067] 控制部12作为判断这样计算出的eTCC;1 (eTCC;2)是否为适当的值的分布判断部 62 (图1)而发挥功能。具体地说,控制部12参照预先记录于存储器16的参考数据来判断 各自的值是否为适当的值。此外,在后面叙述该动作。
[0068] 如上所述,控制部12参照预先记录于存储器16的参考数据来判断激光22的激光 功率和强度分布的适当与否。参照图3A~图3C来说明该参考数据。存储器16预先记录 有参考值札、R2以及R3。这些参考值札、R2以及R3分别是与上述的值a ei、βθ2以及ye 3对应的参考数据。
[0069] 更具体地说,参考值&是使将具有适当的激光强度分布的激光入射到第一受光部 30后第一受光部30的温度饱和时从激光强度传感器50输出的数据乘以系数a所得的值。
[0070] 同样地,参考值馬和1?3分别是使将具有适当的激光强度分布的激光入射到第二受 光部28和第三受光部26后第二受光部28和第三受光部26的温度饱和时从激光强度传感 器52和54输出的数据乘以系数β和γ所得的值。
[0071] 图3Α~图3C中示出了这些参考值HR3的例子。图3Α~图3C的纵轴表示激 光的激光功率,横轴表示以光轴O1为中心的激光的激光照射区域的径向距离。图3Α表示 使激光功率4kW的激光22入射到激光检测部14的情况下的参考值Ri、R2、R3的激光强度分 布。另外,图3B和图3C分别表示使激光功率3kW的激光22和激光功率2kW的激光22入 射到激光检测部14的情况下的参考值Rp R2、R3的激光强度分布。
[0072] 在下面的表1中示出与图3A~图3C对应的参考值札、1?2、1?3、参考值1? 1、1?2及1?3之 和(即参考激光功率)Σ R = R1+R2+R3以及参考值R i、馬及R 3的R vec;1 (R1, R2, R3)和R_2 (1, (R2A1),(VR1))的具体例。
[0073] 表 1
[0074]
[0075] 在图3A所示的4kW的适当的激光22的情况下,例如R1= 2227、R2= 1364、R3 = 409。因而,参考激光功率SR为4000[W]。这样,本实施方式所涉及的参考激光功率SR与 指示激光功率(4kW)对应。另外,Rvecl (R1, R2, R3) = (2227,1364,409)。当以光轴O1上的参 考值 MiRvecl标准化时,Rvec2 (1,(VR1),(VR1)) = (1,0.61,0.18) 〇
[0076] 另外,在图3B所示的3kW的适当的激光22的情况下,例如R1= 1624、R2= 1083、 馬=293。因而,21? = 3000、1^。1〇?1,1?2,1?3) = (1624,1083,293)、1^;2(1,0.67,0.18)。另 外,在图3C所示的2kW的适当的激光22的情况下,例如R1= 1124、R2 = 674、R3= 202。因 而,SR = 2000、Rvecl (RpR2, R3) = (1124,674, 202)、Rvec2 (1,0·67,0· 18)。
[0077] 存储器16预先记录有图3Α~图3C所示的数据来作为适当的激光的强度分布。控 制部12作为激光功率判断部58而发挥功能,将如上所述那样计算出的激光22的激光功率 Se与指示激光功率(即参考激光功率SR)进行比较来判断激光22的激光功率是否适当。
[0078] 具体地说,控制部12将与指示激光功率进行比较,判断的值是否处于对 指;^激光功率预先决定的阈值的??围内。例如,该阈值被设定为指不激光功率的土 10%。 即,阈值的范围被设定为(指示激光功率(SR) X0.9~指示激光功率(SR)XL 1)之间。 在Se的值处于该阈值的范围内的情况下,控制部12判断为激光22的激光功率适当,另一 方面,在Σθ的值不处于阈值的范围内的情况下,控制部12判断为激光22的激光功率不适 当。
[0079] 控制部12具有警告生成部68 (图1)的功能。控制部12在判断为激光22的激光 功率不适当的情况下作为警告生成部68而发挥功能,生成针对用户的警告。具体地说,控 制部12生成用于对用户通知激光22的激光功率不适当的意思的图像数据,并将该图像数 据发送到显示部18。显示部18根据该图像数据对用户显示警告图像。
[0080] 另外,控制部12生成用于对用户通知激光22的激光功率不适当的意思的声音数 据,并将该声音数据发送到扬声器20。扬声器20将该声音数据转换为声波后对用户输出。
[0081] 并且,控制部12如上所述那样具有分布计算部60和分布判断部62的功能,计算 激光22的强度分布并判断该强度分布是否适当。具体地说,控制部12计算e_2 (I,( β e2/ a e),(γ e3/a ei)) = (l,n,m)。然后,控制部12判断上述的值n( = β e2/a e)和值m(= γ e3/a ei)是否处于预先决定的阈值的范围内。
[0082] 例如,该阈值被设定为RvecJA ± 10%。在4kW的激光的情况下,参照表1的"4kW" 栏,值η的阈值的范围被设定为从0. 61X0. 9 = 0. 55到0. 61X1. 1 = 0. 67之间。另外,值 m的阈值的范围被设定为从0. 18X0. 9 = 0. 16到0. 18X1. 1 = 0.2之间。在值n、m处于 各自的阈值的范围内的情况下,控制部12判断为激光22的强度分布适当,另一方面,在值 rum不处于阈值的范围内的情况下,控制部12判断为激光22的强度分布不适当。
[0083] 图4A和图4B中示出了不适当的激光的强度分布的例子。在图4A中,a ei的值相 对于β e2、γ e3异常地高。另一方面,在图4B中,a e p β e2以及γ e 3的值接近,其差异常 地小。在下面的表2中示出图4A和图4B所示的α θι、β 62及γ e 3、α θι、β 62及γ e 3之和 Σ e以及a ei、β %及γ e 3的值e vecl和e vec2的具体例。
[0084] 表 2
[0085]
[0086] 这种强度分布的异常典型地是在设置于激光振荡器的内部的输出镜、后镜或者设 置在激光加工装置的光路上的反射镜存在污染、损伤等的情况下会检测出。
[0087] 控制部12使用上述的eve。和参考Rve。来判断入射到激光检测部14的激光22是否 具有如图4A和图4B所示那样的强度分布的异常。控制部12在判断为激光22的强度分布 不适当的情况下作为警告生成部68而发挥功能,借助于显示部18和/或扬声器20对用户 通知强度分布不适当的意思。
[0088] 这样,在本实施方式所涉及的光束分析仪10中,将以接收激光照射区域22a'的互 不相同的区域22b、22c、22d的光的方式配置的受光部30、28、26中产生的热能用作用于定 量地评价激光22的强度的数据,来判断激光22的激光功率和强度分布的适当与否。根据 该结构,能够大幅降低判断激光功率和强度分布的适当与否所需的数据处理量。由此,能够 使光束分析仪10的装置更简单,因此能够以更低的成本来判断激光22的激光功率和强度 分布的适当与否。
[0089] 另外,根据本实施方式,第一受光部30与第二受光部28隔着绝热材料48在空间 上彼此分离。另外,第二受光部28与第三受光部26隔着绝热材料46在空间上彼此分离。 另外,第三受光部26与部分反射镜24隔着绝热材料40在空间上彼此分离。
[0090] 因此,第一受光部30与第二受光部28之间、第二受光部28与第三受光部26之间 以及第三受光部26与部分反射镜24之间是热绝缘的。因而,能够通过激光强度传感器50、 52以及54高精度地检测第一受光部30、第二受光部28以及第三受光部26中产生的热能。 由此,能够更准确地计算激光2
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