雷射振荡器内出射镜之劣化状态测量方法及雷射加工装置

摘要

本发明之雷射加工装置系藉由从雷射振荡器(1)射出之雷射束(4)进行加工之装置，其具备：光圈(5)，系配置在由前述雷射振荡器(1)射出之雷射束(4)的光路上，且用以遮蔽该雷射束(4)之周边部分并使部分穿透；及束功率测量感测器(6)，系测量穿透该光圈(5)之雷射束(20)之束功率；当因高束功率的雷射束而使雷射振荡器(1)之出射镜成为高热负载状态时，利用穿透光圈(5)之雷射束的束功率因出射镜(2)之劣化状态而显着变化(其越劣化束功率越上昇)的现象，判断出射镜(2)之劣化状态。

主权项

一种雷射加工装置，系具备：雷射振荡器，系将雷射束予以射出；光圈，系配置在由前述雷射振荡器射出之雷射束的光路上，且遮蔽该雷射束之周边部分并使中央部分穿透；束功率测量手段，系测量穿透前述光圈之雷射束之束功率；及控制手段，系根据射出有预定之束功率的雷射束时之由前述束功率测量手段所测量的束功率值，判断前述雷射振荡器之出射镜之劣化状态。如申请专利范围第1项之雷射加工装置，其中，前述预定之束功率系为会在已劣化之前述出射镜产生热透镜效应之程度的高束功率。如申请专利范围第2项之雷射加工装置，其中，前述控制手段系具备记忆部，该记忆部系将未劣化之出射镜中、以前述高束功率射出之雷射束之藉由前述束功率测量手段所另外测量的束功率值作为基准值予以记忆，前述控制手段系比较记忆于该记忆部之基准值与前述经测量之束功率值，以判断前述雷射振荡器之出射镜之劣化状态者。如申请专利范围第2项之雷射加工装置，其中，前述预定之束功率进一步亦包含不会在已劣化之前述出射镜产生热透镜效应之程度的低束功率。如申请专利范围第4项之雷射加工装置，其中，前述控制装置系具备算出部，该算出部系由以前述低束功率射出之雷射束之藉由前述束功率测量手段所测量的束功率值，以比例式算出以前述高束功率射出之雷射束之藉由前述束功率测量手段测量时的预测的束功率值，且前述控制装置系以由该算出部所算出之束功率值为基准值，比较该基准值与以前述高束功率射出之雷射束之藉由前述束功率测量手段所测量的束功率值，并判断前述雷射振荡器之出射镜之劣化状态。如申请专利范围第1项至第5项中任一项之雷射加工装置，其中，前述光圈之开口径系雷射束直径之60%以下。如申请专利范围第1项至第5项中任一项之雷射加工装置，其中，前述雷射振荡器为射出脉冲雷射束者时，当进行用以判断前述雷射振荡器之出射镜之劣化状态的雷射束之束功率测量时，系藉由使脉冲频率、脉冲宽度或脉冲峰值功率中至少一者之值变化，而使雷射束之束功率变化。如申请专利范围第1项至第5项中任一项之雷射加工装置，其中，前述雷射振荡器为射出连续之雷射束者时，当进行用以判断前述雷射振荡器之出射镜之劣化状态的束功率测量时，系使雷射束之束功率变化。如申请专利范围第1项至第5项中任一项之雷射加工装置，其中，具备驱动手段，该驱动手段系在进行出射镜之劣化状态测量时，用以将前述光圈及束功率测量手段挿入至从前述雷射振荡器射出之雷射束的光路上，且在进行雷射加工时，将前述光圈及束功率测量手段从光路上抽出。如申请专利范围第1项至第5项中任一项之雷射加工装置，其中，亦将前述光圈使用在雷射加工时。如申请专利范围第1项至第5项中任一项之雷射加工装置，其中，在前述雷射振荡器与前述光圈之间的雷射束光路上并未配置产生热透镜之光学零件。如申请专利范围第1项至第5项中任一项之雷射加工装置，其中，前述控制手段包含：判断前述出射镜已劣化之判断基准值；及比该判断基准值更宽松地被设定而判断出射镜之劣化时期即将到来之警告基准值。一种雷射加工装置，系具备：雷射振荡器，系将雷射束予以射出；光学零件，系配置在由前述雷射振荡器射出之雷射束的光路上，且使该雷射束穿透；光圈，系配置在穿透前述光学零件的雷射束的光路上，且遮蔽该雷射束之周边部分并使中央部分穿透；束功率测量手段，系测量穿透前述光圈之雷射束之束功率；及控制手段，系根据射出有预定之束功率的雷射束时之由前述束功率测量手段所测量的束功率值，判断前述光学零件之劣化状态。如申请专利范围第13项之雷射加工装置，其中，前述预定之束功率系为会在已劣化之前述光学零件产生热透镜效应之程度的高束功率。如申请专利范围第14项之雷射加工装置，其中，前述控制手段系具备记忆部，该记忆部系将未劣化之光学零件中、以前述高束功率射出之雷射束之藉由前述束功率测量手段所另外测量的束功率值作为基准值而予以记忆，前述控制手段系比较记忆于该记忆部之基准值与前述经测量之束功率值，以判断前述光学零件之劣化状态者。如申请专利范围第14项之雷射加工装置，其中，前述预定之束功率进一步亦包含不会在已劣化之前述光学零件产生热透镜效应之程度的低束功率。如申请专利范围第16项之雷射加工装置，其中，前述控制装置系具备算出部，该算出部系由以前述低束功率射出之雷射束之藉由前述束功率测量手段所测量的束功率值，以比例式算出以前述高束功率射出之雷射束之藉由前述束功率测量手段测量时的预测的束功率值，前述控制装置系以由该算出部所算出之束功率值为基准值，比较该基准值与以前述高束功率射出之雷射束之藉由前述束功率测量手段所测量的束功率值，并判断前述光学零件之劣化状态。一种雷射振荡器之出射镜劣化判断方法，系包含：以会在已劣化之雷射振荡器的出射镜产生热透镜效应之程度的高束功率将雷射束予以射出之步骤；测量以前述高束功率射出并穿透光圈之雷射束的束功率值之步骤，其中，该光圈系配置在该雷射束的光路上，且遮蔽该雷射束之周边部分并使中央部分穿透；及根据另外记忆之基准值及前述经测量之束功率值来判断雷射振荡器之出射镜的劣化状态。如申请专利范围第18项之雷射振荡器之出射镜劣化判断方法，其中，前述基准值系为由下述步骤所得者：在未劣化之雷射振荡器之出射镜中，测量穿透前述光圈之以前述高束功率射出之雷射束的束功率值，并将该测量之束功率值作为基准值而予以记忆的步骤。一种雷射振荡器之出射镜劣化判断方法，系包含：以不会在已劣化之雷射振荡器的出射镜产生热透镜效应之程度的低束功率将雷射束予以射出之步骤；测量以前述低束功率射出并穿透光圈之雷射束的束功率值之步骤，其中，该光圈系配置在该雷射束的光路上，且遮蔽该雷射束之周边部分并使中央部分穿透；以会在已劣化之雷射振荡器的出射镜产生热透镜效应之程度的高束功率将雷射束予以射出之步骤；测量穿透前述光圈之以前述高束功率射出之雷射束的束功率值之步骤；由以前述低束功率之雷射束射出时所测量的束功率值，以比例式算出在未劣化之雷射振荡器之出射镜中射出前述高束功率之雷射束时的束功率值之步骤；及由前述经算出之束功率值及射出前述高束功率之雷射束时所测量之束功率值来判断出射镜的劣化状态之步骤。