与圆锥形状的光学部件21的折射率之差。因此，在来自液体供给配管18的液体12流经圆锥形状的光学部件21的外侧的状态下，由反射镜17反射而入射到圆锥形状的光学部件21内的激光13原样地大致直行，照射到施工部位14。此时，因为是圆锥形状，因此能抑制激光13的扩散。另外，将圆锥形状设于喷嘴内，有使喷出的水流容易稳定的作用，因此能抑制喷出的液体扩散，能形成在长距离上稳定的喷流。
[0038]另一方面，在来自液体供给配管18的液体12的供给停止，液体12不流经圆锥形状的光学部件21的外侧的状态下，为圆锥形状的光学部件21的外侧不存在液体12，而是存在空气(气体环境)的状态。并且，圆锥形状的光学部件21与空气(气体环境)的折射率之差大，因此由反射镜17反射而入射到圆锥形状的光学部件21内的激光13在圆锥形状的光学部件21与空气(气体环境)的边界发生反射，不会照射到施工部位14，而是在光学部件21的周向上扩散，激光会照射到激光照射头31的内壁面。由于激光被分散，因此照射到激光照射头31的内壁面时的能量密度低，不用特别设置束流收集器也可以。此时，在激光13的出射面包括圆锥顶端则扩散的效果高，但是只要至少包括圆锥面就能得到扩散的效果。
[0039]图5示出第4实施方式的激光加工装置400的主要部位概要构成。该第4实施方式的激光加工装置400具备激光照射头401。该激光照射头401是如下构成:删除了第I实施方式的反射镜17，利用I个棱镜16来实现反射镜17和配设于光路30的终端部的光学窗口的作用。此外，其它构成与第I实施方式的激光加工装置100是同样的，因此对于对应的部分标注相同的附图标记，省略重复的说明。
[0040]在上述构成的激光加工装置400中，与第I实施方式相比能减少光学部件的数量，能使光学系统简单化。另外，由此能提高导光精度。
[0041]图6示出第5实施方式的激光加工装置500的主要部位概要构成。该第5实施方式的激光加工装置500具备激光照射头501。该激光照射头501构成为:删除第I实施方式的反射镜17，用I个棱镜16实现反射镜17和配设于光路30的终端部的光学窗口的作用。并且构成为配设有第2棱镜22，其与棱镜16的将激光13向施工部位14侧反射的反射面的外侧接触，在图6中在第2棱镜22的上方的位置配置有采样激光能计测机构23。
[0042]另外，在棱镜16和第2棱镜22中至少任一方以介于它们之间的方式形成有覆膜，激光13中的一部分(例如几个百分点)通过覆膜射入第2棱镜22内，导入到采样激光能计测机构23。此外，其它构成与第I实施方式的激光加工装置100是同样的，因此对于对应的部分标注相同的附图标记，省略重复的说明。
[0043]在上述构成的激光加工装置500中，能利用采样激光能计测机构23计测常时激光13的输出，在施工以外也能利用能量计测机构20来计测激光13的输出。因此，在未施工时利用能量计测机构20和采样激光能计测祿构23进行能量计测，对其结果进行记录，在施工时用采样激光能计测机构23进行能量计测，由此能间接地计测施工时的施工部位14的激光13的能量。
[0044]另外，用能量计测机构20对也受到激光的出射面的影响的激光的能量进行计测，采样激光能计测机构23能对还受到激光的反射面的影响的激光的能量进行计测。由此，在由于光学系统的部件的恶化等而激光的能量发生了变化的情况下，能判断是棱镜16的激光的出射面造成的影响，还是其以前的光学部件造成的影响，或者是两方的影响都有。
[0045]图7示出第6实施方式的激光加工装置600的主要部位概要构成。该第6实施方式的激光加工装置600具备激光照射头601。该激光照射头601构成为:删除第I实施方式的反射镜17而设为使激光13的一部分透射的采样反射镜24，并且利用采样激光能计测机构23来计测透射采样反射镜24的激光13的一部分。
[0046]另外，构成为:变更作为光学窗口的棱镜16的方向，在液体12的供给停止的情况下，激光13向图7中的上方反射，入射到配设在棱镜16的上方的能量计测机构20。而且，从图7中的下方供给液体12来形成流路32。此外，其它构成与第I实施方式的激光加工装置100是同样的，因此对于对应的部分标注相同的附图标记，省略重复的说明。
[0047]在上述构成的激光加工装置600中，发挥与第5实施方式同样的效果，并且构成为从激光13的振荡器等的配设位置下方供给液体12，因此能更简便地供给液体12。
[0048]图8示出第7实施方式的激光加工装置700的主要部位概要构成。该第7实施方式的激光加工装置700具备激光照射头701。该激光照射头701构成为:删除第I实施方式的反射镜17，利用I个五棱镜25来实现反射镜17和配设于光路30的终端部的光学窗口的作用。
[0049]另外，五棱镜25是对施工部位14倾斜地照射激光13的构成，与第6实施方式同样，从图8中的下方供给液体12来形成流路32。并且，构成为:在液体12的供给停止的情况下，在五棱镜25与外侧的气体环境的边界反射的激光13入射到在图8中在五棱镜25的右侧相邻配设的能量计测机构20。此外，其它构成与第I实施方式的激光加工装置100是同样的，因此对于对应的部分标注相同的附图标记，省略重复的说明。
[0050]在上述构成的激光加工装置700中，利用五棱镜25对施工部位14照射倾斜的激光13。因此，能减少由于在施工部位14产生的等离子体的冲击和热使作为光学窗口的五棱镜25受到损伤的危险性。另外，与第6实施方式同样，构成为从激光13的振荡器等的配设位置下方供给液体12，因此能更简便地供给液体12。
[0051]图9是用于驱动上述第I?7的实施方式的激光照射头101、201、301、401、501、601,701的驱动机构的一个例子，举例示出驱动激光照射头101的情况。该驱动机构具备基台110以及上下动机构，该上下动机构配置在该基台110上，具备外筒111和内筒112。如图9中用箭头所示，内筒112能相对于外筒111上下运动，该外筒111和内筒112能相对于基台110旋转。由此，激光照射头101在配管11内上下运动并旋转，对配管11内实施加工。此外，激光振荡器113等配置在基台110上。
[0052]以上说明了本发明的几个实施方式，但是这些实施方式是作为示例而提示的，不希望限定发明的范围。这些新的实施方式能以各种其它形态实施，能在不脱离发明的要旨的范围中进行各种省略、替换、变更。这些实施方式、其变形包含于发明的范围、要旨，并且与记载于权利要求书的发明包含于等同的范围。
【主权项】
1.一种激光加工装置，对被处理构件的表面供给液体，经由上述液体照射脉冲状的激光来进行表面处理，其特征在于， 具备: 激光照射机构，经由光学窗口并穿过上述液体地对上述被处理构件的表面照射上述激光；以及 液体供给机构，经由通过上述光学窗口的外侧表面的流路对上述被处理构件的表面供给上述液体， 上述光学窗口的激光出射面构成为，在上述光学窗口的激光出射面与上述液体接触的情况下使上述激光透射，在上述光学窗口的激光出射面与上述液体不接触的情况下使上述激光反射。2.根据权利要求1所述的激光加工装置，其特征在于， 具备束流收集器，该束流收集器对被上述光学窗口的激光出射面反射后的上述激光进行导光。3.根据权利要求2所述的激光加工装置，其特征在于， 上述束流收集器具有计测上述激光的能量的能量计测机构。4.根据权利要求1至3中任一项所述的激光加工装置，其特征在于， 具备: 采样机构，与上述光学窗口的激光出射面相比配置在上述激光的光路的上游，对上述激光的一部分进行采样；以及 采样激光能计测机构，对利用上述采样机构采样得到的上述激光的能量进行计测。5.根据权利要求1至3中任一项所述的激光加工装置，其特征在于， 上述光学窗口是圆锥形状的光学部件，上述激光的出射面构成为包括上述圆锥形状的光学部件的圆锥面。6.一种激光加工方法，对设于气体环境中的被处理构件的表面供给液体，经由上述液体照射脉冲状的激光来进行表面处理，其特征在于， 配设有:激光照射机构，经由光学窗口并穿过上述液体地对上述被处理构件的表面照射上述激光；以及液体供给机构，经由通过上述光学窗口的外侧表面的流路对上述被处理构件的表面供给上述液体， 在上述光学窗口的外侧，利用上述液体与上述气体环境的折射率的不同来切换光路，在从上述液体供给机构供给上述液体的情况下切换为对上述被处理构件的表面照射上述激光的第I光路，在来自上述液体供给机构的上述液体的供给停止的情况下切换为不对上述被处理构件的表面照射上述激光的第2光路。
【专利摘要】提供一种激光加工装置和激光加工方法，在空气中供给液体且进行施工时液体的供给停止的情况下，激光在空气中传播而不会到达施工对象面。一种激光加工装置，对被处理构件的表面供给液体，通过液体照射脉冲状的激光(13)来进行表面处理，具备：激光照射机构(101、30、16、17等)，其经由光学窗口并穿过液体地对被处理构件的表面照射激光(13)；以及液体供给机构(18)，其经由通过光学窗口的外侧表面的流路对被处理构件的表面供给液体(12)，光学窗口的激光出射面构成为使得在光学窗口的激光出射面与液体接触的情况下使激光(13)透射，在光学窗口的激光出射面不与液体接触的情况下使激光(13)反射。
【IPC分类】B23K26/352, B23K26/70, B23K26/00
【公开号】CN105598577
【申请号】CN201510783274
【发明人】野村航大, 千田格, 椎原克典, 市川博也
【申请人】株式会社东芝
【公开日】2016年5月25日
【申请日】2015年11月16日
【公告号】EP3020501A1, US20160138127