快门单元及使用该快门单元的激光加工装置制造方法及图纸

技术编号:3313408 阅读:276 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
本发明专利技术提供一种能够防止在激光束光程关闭时激光束发生散射,并可实现小型化的快门单元和使用该快门单元的激光加工装置。在快门单元(1)中,在激光束(L)的光程开启时,使旋转部件(57)以轴线(γ)为中心旋转,使开口部(61)位于光轴(α)上,并使激光束通过。另一方面,在激光束的光程关闭时,使旋转部件(57)旋转,并使反射面(62)位于光轴(α)上,反射激光束。此时,由于使反射的激光束由光吸收部(63)吸收,因此,在激光束光程关闭时,可防止激光束发生散射。而且,由于开口部(61)和反射面(62)皆形成在以大致垂直于光轴(α)的轴线γ为中心旋转的旋转部件(57)上,因此,可实现快门单元(1)的小型化。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种选择性地进行激光束光程的开启和关闭的快门单元及使用该快门单元的激光加工装置
技术介绍
作为现有技术中的这种快门单元有,在专利文献1中记载的光学快门,和在专利文献2中记载的激光加工机的快门机构。专利文献1记载的光学快门,在激光束光程上设置有以垂直于激光束光轴的轴线为中心进行旋转的圆筒形快门部,在快门部的侧壁上,沿激光束光轴形成贯通孔。在该光学快门中,在开启激光束光程时使贯通孔位于激光束光轴上,穿过激光束;相反地,在关闭激光束时将贯通孔从激光束的光轴上移开,利用快门部的侧壁遮断激光束。另外,专利文献2记载的快门机构,在以平行于激光束光轴的轴线为中心进行旋转的激光束遮光板上,在挟持旋转中心并相向的位置上分别设置有贯贯通孔和反射镜。在该快门机构中,在开启激光束的光程时使贯通孔位于激光束的光轴上,使激光束通过;相反,在激光束的光程关闭时使反射镜位于激光束的光轴上,将激光束向阻尼器反射。专利文献1日本专利特开平7-193300号公报专利文献2日本专利特开平10-34368号公报然而,由于专利文献1记载的光学快门中,快门部为圆柱形,因此,由其侧壁遮断的激光束会散射,产生使该散射的激光束的一部份在某些状况下可返回激光振荡器的问题。再者,由于专利文献2记载的快门机构中,由于贯通孔及反射镜分别位于挟持激光束遮光板上旋转中心并相对的位置上,因此快门机构不易实现小型化。
技术实现思路
有鉴于上述情况,本专利技术的目的在于提供一种可防止在激光束光程关闭时该激光束发生散射,并可实现小型化的快门单元和使用该快门单元的激光加工装置。为达到上述目的,本专利技术的快门单元选择性地进行激光束光程的开启和关闭,其特征在于,具有以大致垂直于激光束光轴的轴线为中心进行旋转,并形成有使激光束通过的开口部和使激光束反射的反射面的旋转部件;和吸收由该反射面反射的激光束的光吸收部件。在该快门单元中,当该激光束光程开启时,通过使旋转部件以大致垂直于该激光束光轴的轴线为中心旋转,使开口部位于激光束的光轴上,并使激光束通过。另一方面,当激光束光程关闭时,通过旋转该旋转部件,使反射面位于该激光束的光轴上,并使激光束反射。此时,由于利用光吸收部件吸收反射的激光束,因此,可在激光束光程关闭时防止被遮断的激光束发生散射。而且,由于使激光束通过的开口部和反射激光束的反射面均形成在以垂直于激光束光轴的轴线为中心进行旋转的旋转部件上,因此,可实现快门单元的小型化。另外,优选为,旋转部件具有,以轴线为中心旋转的基部,和从基部向光轴侧延伸,并向轴线侧倾斜的倾斜板;开口部形成在基部和倾斜板之间;反射面形成在相对于轴线的倾斜板的外侧表面上。通过采用上述结构,可实现上述旋转部件的结构简化和小型化。此外,由于在将开口部置于激光束光轴的状态和将反射面置于激光束光轴的状态之间,旋转部件的旋转行程缩短,因此,可提高激光束光程的开启与关闭的切换速度。另外,优选还具有驱动马达,该驱动马达具有设置在轴线上的旋转轴,并且旋转部件安装在旋转轴上。如上所述,通过将旋转部件直接安装在驱动马达的旋转轴上,可实现快门单元结构的简化。另外,优选反射面将激光束向大致平行于轴线的方向反射,光吸收部件设置在由反射面反射的激光束的光轴上。由此,可使各组成部件的布局更高效,可实现激光单元的进一步小型化。另外,优选具有第一光遮断器(photointerrupter)和第二光遮断器,在旋转部件上安装有,在开口部位于该光轴上时遮断第一光遮断器的光程,并在反射面位于光轴上时遮断第二光遮断器的光程的遮光板。通过采用如上结构,可利用第一光遮断器检测激光束光程的开启,并利用第二光遮断器检测激光束光程的关闭。另外,本专利技术的激光加工装置,其特征在于,具有选择性地开启和关闭用于进行对象加工的激光束的光程的快门单元;快门单元具有,以垂直于激光束光轴的轴线为中心进行旋转,并形成有使激光束通过的开口部和使激光束反射的反射面的旋转部件;和吸收由反射面反射的激光束的光吸收部件。由于该激光加工装置使用了本专利技术的上述快门单元,因此,可防止在激光束光程关闭时遮断的激光束发生散射,并实现快门单元小型化。附图说明图1为本专利技术的激光加工装置的实施方式的结构图;图2为图1的激光加工装置中,在激光束光程关闭时快门单元内部结构的平面图;图3为沿图2的线III-III的剖面图;图4为沿图2的线IV-IV的剖面图;图5为图1的激光加工装置中,在激光束光程关闭时快门单元内部结构的平面图;图6为沿图5的线VI-VI的剖面图;图7为沿图5的线VII-VII的剖面图。主要符号说明1 激光加工装置14快门单元55驱动马达56旋转轴57旋转部件58基部59倾斜板 61开口部62反射面63光吸收部64第一光遮断器65第二光遮断器66遮光板α、δ光轴γ 轴线L 激光束S 加工对象具体实施方式下面,将参照附图对本专利技术的快门单元和激光加工装置的优选实施方式进行详细说明。如图1所示,激光加工装置1,将焦点P调整至承载在基台2上的平板状加工对象S的内部,并照射激光束L,并在加工对象S内部形成因多光子吸收而生成的重整区域R。基台2可在上下和左右方向上移动并可旋转,在该基台2上方设置有,主要包括激光头单元3、光学系统本体部4和物镜单元5的激光发射装置6。激光头单元3以可拆卸的方式安装在光学系统本体部4的上端部。该激光头单元3具有L型冷却夹套11,在该冷却夹套11的纵向壁11a内,以蛇行状态嵌设流通冷却水的冷却管12。在该纵向壁11a的前面安装有,向下方发射激光束L的激光头13,和选择性地进行从激光头13发射的激光束L光程的开启和关闭的快门单元14。由此,可防止激光头13和快门单元14过热。而且,激光头13使用例如Nd:YAG激光,作为激光束,发射脉冲宽度为1μs以下的激光束。而且,在激光头单元3中,在冷却夹套11的底壁11b的下面,安装有用于调整该冷却夹套11倾斜等的调整部15。该调整部15用于使从激光头13发射的激光束L的光轴α在上下方向延伸与由光学系统本体部4和物镜单元5设定的轴线β一致。即,激光头单元3经由调整部15安装在光学系统本体部4上。然后,当利用调整部15调整冷却夹套11的倾斜等时,随着冷却夹套11的倾斜,也对激光头13的倾斜等进行调整。由此,激光束L将在使其光轴α与轴线β一致的状态下射向光学系统本体部4。而且,在冷却夹套11的底壁11b、调整部15和光学系统本体部4的框体21上,形成有使激光束L通过的贯通孔。在光学系统本体部4的框体21中的轴线β上,按从上到下的顺序依次设置有使从激光头13发射的激光束L的光束尺寸扩大的扩束器22;调整激光束L输出的光学衰减器23;观察由光学衰减器23调整后的激光束L输出的输出观察光学系统24;和调整激光束L偏光的偏光调整光学系统25。而且,在光学衰减器23上设置用于吸收被消除的激光束的光束阻尼器26,该光束阻尼器26经由热管27连接至冷却夹套11。由此,可防止吸收了激光束的光束阻尼器26过热。另外,为了观察承载在基台2上的加工理对象S,在光学系统本体部4的框体21上安装有使观察用可见光通过的光导向器28,并在框体21内设置CCD照相机29。观察用可见光经光导向器28引导至框体21内,并在依序通过视场光阑31、标线片32和分本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种快门单元,所述快门单元选择性地进行激光束光程的开启和关闭,其特征在于,具有:以大致垂直于激光束光轴的轴线为中心进行旋转,并形成有使所述激光束通过的开口部和使所述激光束反射的反射面的旋转部件;和吸收由所述反射面反射的激光束 的光吸收部件。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员:栗田典夫筬岛哲也楠昌好铃木达也和久田敏光
申请(专利权)人:浜松光子学株式会社
类型:发明
国别省市:JP[日本]

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