a与聚光光学部32之间的规定位置。另外，透过光学构件52配置于从光纤26的射出端26a射出的激光L的光束的中心部分透过中心平板部分56、并且该光束的剩余的外周部分透过圆锥板部分58的位置。另外，透过光学构件52被配置成中心平板部分56的第一面56b及圆锥板部分58的第一面58b与光纤26相向。如参照图11A?图11D所说明的那样，透过光学构件52能够使从光纤26的射出端26a射出的激光L在透过前后其扩散角α维持固定地透过。
[0122]图12Α表示从光纤射出端26a射出的激光L的光束中的三个光线L2、L3、L4的代表性路径。从光纤射出端26a的中心区域射出的光线L2透过透过光学构件52的中心平板部分56，如参照图11D所说明的那样经过在透过中心平板部分56前后进行了平行移动的光线路径(图12B)。但是，该光线L2不受到如光轴倾斜地偏移那样的作用，因此在被聚光光学部32会聚之后，在聚光点I处会聚(成像)于与光纤射出端26a处的射出位置对应的位置。与此相对地，从光纤射出端26a的外缘附近区域射出的光线L3透过透过光学构件52的圆锥板部分58，如参照图11C所说明的那样经过在透过圆锥板部分58前后平行移动了比光线L2的平行移动距离大的距离的光线路径(图12C)。该光线L3在透过圆锥板部分58时受到如光轴倾斜地偏移那样的作用，其结果，在被聚光光学部32会聚之后，在聚光点I处会聚(成像)于相对于光纤射出端26a处的射出位置向远离光轴32a的方向偏移的位置。另外，隔着光轴32a位于光线L3的相反一侧的光线L4透过透过光学构件52的圆锥板部分58，由此经过与光线L3的路径成轴对称的路径，在聚光点I处会聚(成像)于向与光线L3相反一侧远离光轴32a的方向偏移的位置。其结果，聚光点I处的聚光直径与光纤射出端26a处的光束最小径相比扩大。
[0123]如上所述，从光纤射出端26a的中心区域射出并通过透过光学构件52的中心平板部分56的光线群在聚光点I处也会聚于其中心区域。另外，从光纤射出端26a的外缘附近区域射出并通过透过光学构件52的圆锥板部分58的光线群在聚光点I处也会聚于其外缘附近区域。因而，通过改变透过光学构件52的圆锥板部分(聚光直径扩大部分)58的结构，能够变更通过圆锥板部分58扩大的聚光直径的尺寸。例如，通过改变圆锥板部分58的顶角Θ、厚度t2、折射率、内径(即中心平板部分56的外径)等参数中的期望的参数，能够变更聚光直径的尺寸。另外，同样地，通过改变圆锥板部分58的期望参数，能够对会聚于聚光点I的中心区域的光线群的照射强度与会聚于聚光点I的外缘附近区域的光线群的照射强度的比率进行调整。能够准备分别装备了采用不同的参数的多种透过光学构件52的多种加工头18 (图2)，适当地选择具备与激光加工的种类、工件W的材质、厚度等对应的透过光学构件52的加工头18来使用。
[0124]激光加工装置54通过具备包括圆锥板部分(聚光直径扩大部分)58的透过光学构件52，而起到与图2所示的激光加工装置10同等的特别效果。并且，在具备透过光学构件52的激光加工装置54中，取代改变圆锥板部分58的期望参数，而改变光纤26与聚光光学部32之间的透过光学构件52在沿着光轴32a的方向上的位置，由此能够变更聚光直径的尺寸、或者对聚光点I的中心区域与外缘附近区域的照射强度的比率进行调整。下面，参照图13A?图15C来验证将透过光学构件52分别配置在不同的光轴方向位置的激光加工装置54中的激光聚光作用。
[0125]首先，参照图13A?图13C来验证将透过光学构件52与光纤26的射出端26a接近地配置的结构中的激光聚光作用。进行验证的结构如图13A所示那样将透过光学构件52配置在从光纤26的射出端26a射出的全部激光L均透过中心平板部分56的位置。另外，透过光学构件52被配置成中心平板部分56的第一面56b及圆锥板部分58的第一面58b与光纤26相向。从光纤射出端26a射出的具有扩散角α的激光L在透过中心平板部分56之后被聚光光学部(虚拟透镜)32会聚，并作为具有聚光角β的激光L照射到工件W。关于各部尺寸，将光纤26的芯径(直径)设为50 μ m，将激光L的扩散角α设为半角为0.lrad,将从光纤26的射出端26a的芯端面到聚光光学部32的主点的距离设为100mm，将聚光光学部32的焦距设为50mm。另外，关于透过光学构件52，将中心平板部分56的厚度tl (图10B)设为3mm，将直径设为5mm，将圆锥板部分58的顶角Θ (图10B)设为171.98° (也就是说将相对于与对称轴58a正交的面的倾斜角度设为4.01° )，将厚度t2设为3mm，将透过光学构件52配置在从光纤射出端26a的芯端面到中心平板部分56的第一面56a的距离为5mm的位置。
[0126]图13B通过提取出的任意部分的路径来表示通过仿真得到的激光L的一部分光线的路径。例如，在图13B中，从光纤射出端26a的芯端面的上端射出的光线以扩散角α扩散地入射到透过光学构件52的中心平板部分56，与入射角相应地如图12Β所示那样进行折射和平行移动，维持扩散角α地透过透过光学构件52，之后入射到聚光光学部32，从聚光光学部32以聚光角β射出，会聚(成像)于聚光点I的图中下端位置。另一方面，在图13Β中，从光纤射出端26a的芯端面的下端射出的光线以扩散角α扩散地入射到透过光学构件52的中心平板部分56，与入射角相应地如图12Β所示那样进行折射和平行移动，维持扩散角α地透过透过光学构件52，之后入射到聚光光学部32，从聚光光学部32以聚光角β射出，会聚(成像)于聚光点I的图中上端位置。
[0127]在光线透过透过光学构件52的中心平板部分56时，如前所述那样不产生如光轴相对于该光线倾斜地偏移那样的作用。因而，聚光点I处的聚光形态与参照图5Α?图f5D说明的去除了透过光学构件44的结构中的聚光形态实质上相同。也就是说，如图13C所放大示出的那样，从光纤射出端26a的芯端面整体射出的激光L的全部光线在聚光点I处会聚于聚光直径D的圆形区域S (与芯端面的外周形状和直径对应的区域)。当将聚光点I定位到工件W的表面时，激光L以聚光直径D的圆形光斑照射到工件表面。验证的结果是，从聚光光学部32的主点到激光L的聚光点I的距离为100mm，聚光光学部32的成像倍率为1.0，激光1^的聚光角β为半角为0.lrad，聚光点处的聚光直径(直径)为约50 μπι。
[0128]接着，参照图14Α?图14C来验证将透过光学构件52配置在比图13Α的位置更靠近聚光光学部32的位置的结构中的激光聚光作用。进行验证的结构如图14Α所示那样将透过光学构件52配置在从光纤26的射出端26a射出的激光L的一部分透过中心平板部分56、而该激光L的剩余的部分透过圆锥板部分58的位置。具体地说，将透过光学构件52配置在从光纤射出端26a的芯端面到中心平板部分56的第一面56a的距离为45mm的位置。除此以外的结构与图13A的结构相同。
[0129]图14B通过提取出的任意部分的路径来表示通过仿真得到的激光L的一部分光线的路径。例如，在图14B中，从光纤射出端26a的芯端面的上端射出的光线以扩散角α扩散地入射到透过光学构件52的圆锥板部分58，与入射角相应地如图12C所示那样进行折射和平行移动，维持扩散角α地透过透过光学构件52，之后入射到聚光光学部32，从聚光光学部32以聚光角β射出，分别会聚(成像)于聚光点I的图中从上数起的第二个位置和下端位置。另一方面，在图14Β中，从光纤射出端26a的芯端面的下端射出的光线以扩散角α扩散地入射到透过光学构件52的圆锥板部分58，与入射角相应地如图12C所示那样进行折射和平行移动，维持扩散角α地透过透过光学构件52，之后入射到聚光光学部32，从聚光光学部32以聚光角β射出，分别会聚(成像)于聚光点I的图中从下数起的第二个位置和上端位置。在光线透过透过光学构件52的圆锥板部分58时，产生如光轴相对于该光线倾斜地偏移那样的作用，其结果，如图所示那样光线在聚光点I处分两个位置地成像。并且，在图14Β中，从光纤射出端26a的芯端面的中心区域射出的光线群入射到透过光学构件52的中心平板部分56，与入射角相应地如图12B所示那样进行折射和平行移动地透过透过光学构件52，之后被聚光光学部32会聚，会聚(成像)于聚光点I的图中中心区域。
[0130]因而，如图14C所放大示出的那样，从光纤射出端26a的芯端面的外缘附近区域射出的激光L的光线群在聚光点I处会聚于聚光直径(外径)D的环状区域S(与芯端面的外周形状对应的、具有约3倍多的外径的圆环状的区域)。另一方面，如图14C所放大示出的那样，从光纤射出端26a的芯端面的中心区域射出的激光L的光线群在聚光点I处会聚于环状区域S的内侧的聚光直径(外径)D'的圆形区域S'(与芯端面的外周形状和直径对应的区域)。聚光点I的中心的圆形区域S'的照射强度和外缘附近的环状区域S的照射强度是依赖于透过透过光学构件52的中心平板部分56的光线量和透过圆锥板部分58的光线量而被确定的。当将聚光点I定位到工件W的表面时，激光L作为在中心区域和外缘附近区域分别具有任意的照射强度的聚光直径D的实质上的圆形光斑而照射到工件表面。验证的结果是，从聚光光学部32的主点到激光L的聚光点I的距离为约100mm，聚光光学部32的成像倍率为约1.0，激光L的聚光角β为半角为约0.lrad,聚光点I处的聚光直径D为约 150 μπι。
[0131]接着，参照图15Α?图15C来验证将透过光学构件52配置在比图14Α的位置更靠近聚光光学部32的位置的结构中的激光聚光作用。进行验证的结构如图15Α所示那样将透过光学构件52配置在从光纤26的射出端26a射出的激光L的一部分透过中心平板部分56、而该激光L的剩余的部分透过圆锥板部分58的位置。具体地说，将透过光学构件52配置在从光纤射出端26a的芯端面到中心平板部分56的第一面56a的距离为85mm的位置。除此以外的结构与图14A的结构相同。
[0132]图15B通过提取出的任意部分的路径来表示通过仿真得到的激光L的一部分光线的路径。例如，在图15B中，从光纤射出端26a的芯端面的上端射出的光线以扩散角α扩散地入射到透过光学构件52的圆锥板部分58，与入射角相应地如图12C所示那样进行折射和平行移动，维持扩散角α地透过透过光学构件52，之后入射到聚光光学部32，从聚光光学部32以聚光角β射出，分别会聚(成像)于聚光点I的图中从上数起的第二个位置和下端位置。另一方面，在图15Β中，从光纤射出端26a的芯端面的下端射出的光线以扩散角α扩散地入射到透过光学构件52的圆锥板部分58，与入射角相应地如图12C所示那样进行折射和平行移动，维持扩散角α地透过透过光学构件52，之后入射到聚光光学部32，从聚光光学部32以聚光角β射出，分别会聚(成像)于聚光点I的图中从下数起的第二个位置和上端位置。在光线透过透过光学构件52的圆锥板部分58时，产生如光轴相对于该光线倾斜地偏移那样的作用，其结果，如图所示那样光线在聚光点I处分两个位置地成像。并且，在图15B中，从光纤射出端26a的芯端面的中心区域射出的光线群入射到透过光学构件52的中心平板部分56，与入射角相应地如图12B所示那样进行折射和平行移动地透过透过光学构件52，之后被聚光光学部32会聚，会聚(成像)于聚光点I的图中中心区域。
[0133]因而，如图15C所放大示出的那样，从光纤射出端26a的芯端面的外缘附近区域射出的激光L的光线群在聚光点I处会聚于聚光直径(外径)D的环状区域S(与芯端面的外周形状对应的、具有约3倍多的外径的圆环状的区域)。另一方面，如图15C所放大示出的那样，从光纤射出端26a的芯端面的中心区域射出的激光L的光线群在聚光点I处会聚于环状区域S的内侧的聚光直径(外径)D'的圆形区域S'(与芯端面的外周形状和直径对应的区域)。与图14A?图14C的结构相比，使透过光学构件52更加接近聚光光学部32，由此在图15A?图15C的结构中，透过中心平板部分56的光线量变少，透过圆锥板部分58的光线量变多。其结果，如图15C所示，与图14C相比，聚光点I的中心的圆形区域S'的照射强度变弱，外缘附近的环状区域S的照射强度变强。当将聚光点I定位到工件W的表面时，激光L作为外缘附近区域的照射强度比中心区域的照射强度强的聚光直径D的实质上的圆形光斑照射到工件表面。验证的结果是，从聚光光学部32的主点到激光L的聚光点I的距离为约100mm，聚光光学部32的成像倍率为约1.0，激光L的聚光角β为半角为约0.lrad,聚光点I处的聚光直径D为约150 μπι。
[0134]通过将图13Α?图15C的结构进行比较可知，取代改变透过光学构件52的圆锥板部分58的期望参数，而改变光纤26与聚光光学部32之间的透过光学构件52在光轴方向上的位置，由此能够变更聚光直径的尺寸、或者对聚光点I的中心区域与外缘附近区域的照射强度的比率进行调整。能够准备将同一种类的透过光学构件52分别配置在不同的位置的多种加工头18 (图2)，适当地选择具备配置在与激光加工的种类、工件W的材质、厚度等对应的位置的透过光学构件52的加工头18来使用。此外，在以激光L的一部分必须透过透过光学构件52的圆锥板部分58为前提的情况下，仅改变透过光学构件52在光轴方向上的位置是无法变更聚光直径的。为了在该前提下变更聚光直径，需要将透过光学构件52更换为圆锥板部分58的顶角Θ、厚度t2、折射率、内径等参数不同的其它透过光学构件52。
[0135]或者，能够将激光加工装置54设为透过光学构件52以能够在沿着聚光光学部32的光轴32a的方向上移动的方式安装于加工头18 (图2)的结构。例如，能够在不与激光L发生干扰的位置使用适当的驱动机构(未图示)将透过光学构件52以能够沿光轴方向无级地移动的方式设置于壳体34的内部。根据该结构，与激光加工的种类、工件W的材质、厚度等对应地将透过光学构件52利用驱动机构配置在适当位置，由此能够向工件W照射具有最佳的聚光直径D和聚光角β的激光L来实施激光加工。此外，如前所述，激光L全部透过透过光学构件52的中心平板部分56的结构(图13Α)起到与在激光加工装置54中不具备透过光学构件52的结构实质上相同的激光聚光作用。也就是说，在激光L全部透过中心平板部分56的结构中，从光纤26射出的激光L通过实施了尽可能地降低几何像差等对策的聚光光学部32被会聚，由此不使本来具有的聚光性能劣化而从加工头18射出。因而，将透过光学构件52以能够沿光轴方向移动的方式进行安装的激光加工装置54通过使透过光学构件52移动到适当位置，不仅根据激光加工的种类、工件W的材质、厚度等的变更，还能够根据加工所要求的激光L的聚光性能的变更来实施最佳的激光加工。
[0136]并且，能够将激光加工装置54设为透过光学构件52装卸自如地安装于加工头18(图2)的预先决定的多个位置的结构。例如，能够在不与激光L发生干扰的位置使用适当的安装用具(未图示)将透过光学构件52装卸自如地安装于壳体34(图2)的内表面。根据该结构，与激光加工的种类、工件W的材质、厚度、所要求的激光的聚光性能等对应地，将透过光学构件52安装于从预先决定的多个位置中适当选择出的位置，由此能够向工件W照射具有最佳的聚光直径D和聚光角β的激光L来实施激光加工。另外，也能够准备圆锥板部分58的顶角Θ、厚度t、折射率、内径(中心平板部分56的外径)等不同的多种透过光学构件52，与激光加工的种类、工件W的材质、厚度、所要求的激光的聚光性能等对应地，适当地选择透过光学构件52来安装于加工头18的期望的位置。并且，还能够在一台激光加工装置54中在不具备透过光学构件52的结构与具备透过光学构件52的结构之间适当地选择并切换。在不具备透过光学构件52的结构中，能够使从光纤26射出的激光L以其本来的聚光性能不会劣化的方式从加工头18射出。
[0137]在激光加工装置54中也与激光加工装置10同样地，能够将透过光学构件52配置成与图12A?图15C所示的朝向相反，或者配置于从激光L的行进方向看时的聚光光学部32的下游侧。能够根据激光加工的种类、工件W的材质、厚度等来选择透过光学构件52的朝向、相对于聚光光学部32的配置。
[0138]在激光加工装置54中，存在以下情况:在透过光学构件52的中心平板部分56与圆锥板部分58的边界附近入射到中心平板部分56的光线从圆锥板部分58射出，或者在该边界附近入射到圆锥板部分58的光线从中心平板部分56射出。在该情况下，担心透过透过光学构件52前后的光线路径变得相互不平行，因此期望的是根据激光L的扩散角α、聚光角β来设计透过光学部件52。
[0139]另外，