(57)【要約】【課題】音響光学素子を備えたレーザ加工装置、及びその様なレーザ加工装置に用いられるレーザ加工方法において、レーザ発振装置から照射位置に至る迄のレーザ光のエネルギ損失を小さくする。【解決手段】レーザ加工装置は、レーザ発振装置１と、音響光学素子２と、制御部６とを備えている。音響光学素子２は、入射されたレーザ光Ｌ０を回折するオン状態と、入射されたレーザ光Ｌ０を回折せずに通過させるオフ状態とに選択的に設定される。そして、そのレーザ加工装置において、音響光学素子２がオフ状態に設定されているときに音響光学素子２を通過したレーザ光（非回折光Ｌｎ）が、レーザ加工に用いられる。具体的には、制御部６が、レーザ発振装置１にレーザ光Ｌ０を出力させると共に、少なくともレーザ光Ｌ０の出力期間において、レーザ加工時には音響光学素子２をオフ状態に設定し、それ以外の時には音響光学素子２をオン状態に設定する。【選択図】図１
2014172062.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ発振装置と、
前記レーザ発振装置から出力されたレーザ光が入射されると共に、入射されたレーザ光を回折するオン状態と、入射されたレーザ光を回折せずに通過させるオフ状態とに選択的に設定される音響光学素子と、
前記レーザ発振装置及び前記音響光学素子を制御する制御部と
を備え、前記音響光学素子が前記オフ状態に設定されているときに前記音響光学素子を通過したレーザ光がレーザ加工に用いられるレーザ加工装置であって、
前記制御部は、前記レーザ発振装置にレーザ光を出力させると共に、少なくともレーザ光の出力期間において、レーザ加工時には前記音響光学素子を前記オフ状態に設定し、それ以外の時には前記音響光学素子を前記オン状態に設定する、レーザ加工装置。
【請求項２】
前記制御部は、
（i）前記レーザ発振装置にレーザ光の出力開始を指令する制御と、
（ii）前記レーザ発振装置にレーザ光の出力開始を指令した時点、又はその時点とレ
ーザ光の出力が開始される前記出力期間の始点との間において、前記音響光学素子を前記オフ状態から前記オン状態に切り替える制御と、
（iii）前記制御（ii）の実行後、レーザ加工の開始時点にて前記音響光学素子を前記
オン状態から前記オフ状態に切り替え、レーザ加工の終了時点にて前記音響光学素子を前記オフ状態から前記オン状態に切り替える制御と
を実行する、請求項１に記載のレーザ加工装置。
【請求項３】
前記制御部は、
（iv）前記レーザ発振装置にレーザ光の出力停止を指令する制御と、
（v）前記制御（iv）の実行後、前記レーザ発振装置からのレーザ光の出力がなくな
る前記出力期間の終点において、前記音響光学素子を前記オン状態から前記オフ状態に切り替える制御と
を実行する、請求項１又は請求項２に記載のレーザ加工装置。
【請求項４】
光学系を更に備え、前記制御部は、前記音響光学素子を通過したレーザ光を加工対象へ導くための光路を前記光学系に設定させる、請求項１乃至請求項３の何れか１つに記載のレーザ加工装置であって、
前記制御部は、前記出力期間において前記音響光学素子をオン状態に設定する期間を、前記光学系に前記光路を設定させることが可能な期間として用いる、レーザ加工装置。
【請求項５】
レーザ発振装置と、前記レーザ発振装置から出力されたレーザ光が入射される音響光学素子とを備え、前記音響光学素子は、入射されたレーザ光を回折するオン状態と、入射されたレーザ光を回折せずに通過させるオフ状態とに選択的に設定されるレーザ加工装置において、前記音響光学素子が前記オフ状態に設定されているときに前記音響光学素子を通過したレーザ光をレーザ加工に用いるレーザ加工方法であって、
前記レーザ発振装置にレーザ光を出力させると共に、少なくともレーザ光の出力期間において、レーザ加工時には前記音響光学素子を前記オフ状態に設定し、それ以外の時には前記音響光学素子を前記オン状態に設定する、レーザ加工方法。
【請求項６】
（I）前記レーザ発振装置にレーザ光の出力開始を指令するステップと、
（II）前記レーザ発振装置にレーザ光の出力開始を指令した時点、又はその時点とレ
ーザ光の出力が開始される前記出力期間の始点との間において、前記音響光学素子を前記オフ状態から前記オン状態に切り替えるステップと、
（III）前記ステップ（II）の実行後、レーザ加工の開始時点にて前記音響光学素子を
前記オン状態から前記オフ状態に切り替え、レーザ加工の終了時点にて前記音響光学素子を前記オフ状態から前記オン状態に切り替えるステップと
を有する、請求項５に記載のレーザ加工方法。
【請求項７】
（IV）前記レーザ発振装置にレーザ光の出力停止を指令するステップと、
（V）前記ステップ（IV）の実行後、前記レーザ発振装置からのレーザ光の出力がな
くなる前記出力期間の終点において、前記音響光学素子を前記オン状態から前記オフ状態に切り替えるステップと
を有する、請求項５又は請求項６に記載のレーザ加工方法。
【請求項８】
前記レーザ加工装置は光学系を更に備え、前記光学系に、前記音響光学素子を通過したレーザ光を加工対象へ導くための光路を設定させる、請求項５乃至請求項７の何れか１つに記載のレーザ加工方法であって、
前記出力期間において前記音響光学素子をオン状態に設定する期間を、前記光学系に前記光路を設定させることが可能な期間として用いる、レーザ加工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、音響光学素子を備えたレーザ加工装置、及びその様なレーザ加工装置において用いられるレーザ加工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
図６は、従来のレーザ加工装置の一例を示した概念図である。図６に示す様に、従来のレーザ加工装置は、レーザ発振装置８１と、レーザ発振装置８１から出力されたレーザ光Ｌ０が入射される音響光学素子８２と、光学系８３とを備えている。音響光学素子８２から光学系８３へ導かれたレーザ光は、光学系８３により、加工対象Ｔへの照射位置Ｐｗに導かれる。具体的には、光学系８３は、第１ガルバノミラー８４、第２ガルバノミラー８５、及びスキャンレンズ８６から構成されている。第１ガルバノミラー８４は、その反射面の角度を変更することにより、照射位置ＰｗをＸ軸方向において移動させる。第２ガルバノミラー８５は、その反射面の角度を変更することにより、照射位置ＰｗをＹ軸方向において移動させる。そして、音響光学素子８２から光学系８３へ導かれたレーザ光は、第１ガルバノミラー８４及び第２ガルバノミラー８５にて順に反射されることにより、スキャンレンズ８６へ導かれる。スキャンレンズ８６は、これに入射したレーザ光を照射位置Ｐｗに集光させる。
【０００３】
従来のレーザ加工装置においては、音響光学素子８２によってレーザ光Ｌ０が回折されることにより得られる１次回折光Ｌｄ１が、レーザ加工に用いられていた（例えば、特許文献１参照）。即ち、１次回折光Ｌｄ１が、光学系８３を経て加工対象Ｔへ導かれていた。一方、音響光学素子８２によって回折されずに音響光学素子８２を通過したレーザ光（非回折光Ｌｎ）は、ビームダンパ８７にて吸収されていた。
【０００４】
図７は、１次回折光をレーザ加工に用いるレーザ加工装置の他の例を示した概念図である。図７に示す様に、このレーザ加工装置は、図６に示される構成に加えて、音響光学素子８２を通過した非回折光Ｌｎが入射される音響光学素子８８と、光学系８３と同じ構成を有した光学系８９とを更に備えている（例えば、特許文献２参照）。光学系８９は、音響光学素子８８により得られる１次回折光Ｌｄ１’を、照射位置Ｐｗとは別の照射位置Ｐｗ’へ導く。このレーザ加工装置においては、音響光学素子８２及び８８に対する制御により、音響光学素子８２によって得られる１次回折光Ｌｄ１と、音響光学素子８８によって得られる１次回折光Ｌｄ１’とが、選択的に（例えば交互に）レーザ加工に用いられる。即ち、レーザ加工装置は、２軸加工機としての構成を有している。一方、音響光学素子８８によって回折されずに音響光学素子８８を通過したレーザ光（非回折光Ｌｎ’）は、ビームダンパ８７にて吸収される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−５８９０号公報
【特許文献２】特許第３９４５９５１号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、通常、音響光学素子の回折効率は８０％程度であり、又、音響光学素子の挿入損失は７％程度である。このため、音響光学素子により得られる１次回折光のエネルギは、音響光学素子に入射されるレーザ光のエネルギの７０〜７５％程度となる。従って、図６及び図７に示される従来のレーザ加工装置においては、レーザ発振装置８１から照射位置Ｐｗ（又はＰｗ’）に至る迄のレーザ光のエネルギ損失が大きかった。エネルギ損失が大きいと、加工対象Ｔに照射されるレーザ光のエネルギが低くなり、それが原因で加工精度や加工品質が低下する。特に、加工対象Ｔがフィラー等の強化剤を含んでいる場合、エネルギの大きいレーザ光が必要であるため、１次回折光Ｌｄ１（又はＬｄ１’）をレーザ加工に用いる従来のレーザ加工装置では加工精度や加工品質の低下が顕著となる。
【０００７】
そこで本発明の目的は、音響光学素子を備えたレーザ加工装置、及びその様なレーザ加工装置に用いられるレーザ加工方法において、レーザ発振装置から照射位置に至る迄のレーザ光のエネルギ損失を小さくすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係るレーザ加工装置は、レーザ発振装置と、音響光学素子と、制御部とを備えている。音響光学素子は、レーザ発振装置から出力されたレーザ光が入射されると共に、入射されたレーザ光を回折するオン状態と、入射されたレーザ光を回折せずに通過させるオフ状態とに選択的に設定される。そして、本発明のレーザ加工装置においては、音響光学素子がオフ状態に設定されているときに音響光学素子を通過したレーザ光が、レーザ加工に用いられる。具体的には、制御部が、レーザ発振装置及び音響光学素子を制御し、レーザ発振装置にレーザ光を出力させると共に、少なくともレーザ光の出力期間において、レーザ加工時には音響光学素子をオフ状態に設定し、それ以外の時には音響光学素子をオン状態に設定する。
【０００９】
本発明に係るレーザ加工方法は、次の様なレーザ加工装置において用いられる方法である。レーザ加工装置は、レーザ発振装置と、レーザ発振装置から出力されたレーザ光が入射される音響光学素子とを備え、音響光学素子は、入射されたレーザ光を回折するオン状態と、入射されたレーザ光を回折せずに通過させるオフ状態とに選択的に設定される。そして、本発明のレーザ加工方法においては、音響光学素子がオフ状態に設定されているときに音響光学素子を通過したレーザ光を、レーザ加工に用いる。具体的には、レーザ発振装置にレーザ光を出力させると共に、少なくともレーザ光の出力期間において、レーザ加工時には音響光学素子をオフ状態に設定し、それ以外の時には音響光学素子をオン状態に設定する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係るレーザ加工装置及びレーザ加工方法によれば、レーザ発振装置から照射位置に至る迄のレーザ光のエネルギ損失が小さくなる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施形態に係るレーザ加工装置を示した概念図である。
【図２】実施形態に係るレーザ加工装置の制御の説明に用いられるタイムチャートである。
【図３】第１変形例に係るレーザ加工装置の制御の説明に用いられるタイムチャートである。
【図４】第２変形例に係るレーザ加工装置の制御の説明に用いられるタイムチャートである。
【図５】第３変形例に係るレーザ加工装置の制御の説明に用いられるタイムチャートである。
【図６】従来のレーザ加工装置の一例を示した概念図である。
【図７】従来のレーザ加工装置の他の例を示した概念図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
先ず、本発明に係るレーザ加工装置及びレーザ加工方法について説明する。
本発明に係るレーザ加工装置は、レーザ発振装置と、音響光学素子と、制御部とを備えている。音響光学素子は、レーザ発振装置から出力されたレーザ光が入射されると共に、入射されたレーザ光を回折するオン状態と、入射されたレーザ光を回折せずに通過させるオフ状態とに選択的に設定される。そして、本発明のレーザ加工装置においては、音響光学素子がオフ状態に設定されているときに音響光学素子を通過したレーザ光（非回折光）が、レーザ加工に用いられる。具体的には、制御部が、レーザ発振装置及び音響光学素子を制御し、レーザ発振装置にレーザ光を出力させると共に、少なくともレーザ光の出力期間において、レーザ加工時には音響光学素子をオフ状態に設定し、それ以外の時には音響光学素子をオン状態に設定する。
【００１３】
本発明に係るレーザ加工装置によれば、非回折光が、加工対象への照射位置に導かれて、レーザ加工に用いられることになる。よって、レーザ発振装置から照射位置に至る迄のレーザ光のエネルギ損失が、音響光学素子の挿入損失程度（７％程度）で済み、従って、レーザ加工に回折光を用いる従来のレーザ加工装置に比べて、エネルギ損失が著しく小さくなる。その結果、エネルギの大きいレーザ光がレーザ加工に用いられ、フィラー等の強化剤を含む加工対象にレーザ加工を施す場合でも、高い加工精度及び加工品質が得られる。
【００１４】
レーザ加工装置の好ましい具体的構成において、制御部は、（i）レーザ発振装置に
レーザ光の出力開始を指令する制御と、（ii）レーザ発振装置にレーザ光の出力開始を
指令した時点、又はその時点とレーザ光の出力が開始される出力期間の始点との間において、音響光学素子をオフ状態からオン状態に切り替える制御と、（iii）制御（ii）の
実行後、レーザ加工の開始時点にて音響光学素子をオン状態からオフ状態に切り替え、レーザ加工の終了時点にて音響光学素子をオフ状態からオン状態に切り替える制御とを実行する。
【００１５】
レーザ加工装置の好ましい具体的構成において、制御部は、（iv）レーザ発振装置に
レーザ光の出力停止を指令する制御と、（v）制御（iv）の実行後、レーザ発振装置か
らのレーザ光の出力がなくなる出力期間の終点において、音響光学素子をオン状態からオフ状態に切り替える制御とを実行する。
【００１６】
上記制御（ii）又は（v）によれば、レーザ光の出力がない期間において、音響光学
素子が、電力を殆ど必要としないオフ状態に設定されることになる。従って、音響光学素子の消費電力が低減されることになる。
【００１７】
レーザ加工装置が光学系を更に備えた構成において、制御部は、レーザ光（非回折光）を加工対象へ導くための光路を光学系に設定させてもよい。このとき、出力期間において音響光学素子がオン状態にされる期間が、光学系に光路を設定させることが可能な期間として用いられることが好ましい。この様なレーザ加工装置によれば、出力期間のうちレーザ加工時以外の期間が、光学系に光路を設定させることが可能な期間として用いられることになる。よって、加工サイクルが短縮化されることになる。
【００１８】
本発明に係るレーザ加工方法は、次の様なレーザ加工装置において用いられる方法である。レーザ加工装置は、レーザ発振装置と、レーザ発振装置から出力されたレーザ光が入射される音響光学素子とを備え、音響光学素子は、入射されたレーザ光を回折するオン状態と、入射されたレーザ光を回折せずに通過させるオフ状態とに選択的に設定される。そして、本発明のレーザ加工方法においては、音響光学素子がオフ状態に設定されているときに音響光学素子を通過したレーザ光を、レーザ加工に用いる。具体的には、レーザ発振装置にレーザ光を出力させると共に、少なくともレーザ光の出力期間において、レーザ加工時には音響光学素子をオフ状態に設定し、それ以外の時には音響光学素子をオン状態に設定する。
【００１９】
より具体的には、レーザ加工方法は、（I）レーザ発振装置にレーザ光の出力開始を
指令するステップと、（II）レーザ発振装置にレーザ光の出力開始を指令した時点、又
はその時点とレーザ光の出力が開始される出力期間の始点との間において、音響光学素子をオフ状態からオン状態に切り替えるステップと、（III）ステップ（II）の実行後、
レーザ加工の開始時点にて音響光学素子をオン状態からオフ状態に切り替え、レーザ加工の終了時点にて音響光学素子をオフ状態からオン状態に切り替えるステップとを有する。又、レーザ加工方法は、（IV）レーザ発振装置にレーザ光の出力停止を指令するス
テップと、（V）ステップ（IV）の実行後、レーザ発振装置からのレーザ光の出力がな
くなる出力期間の終点において、音響光学素子をオン状態からオフ状態に切り替えるステップとを有する。
【００２０】
レーザ加工装置が光学系を更に備えている場合、レーザ加工方法において、光学系に、音響光学素子を通過したレーザ光を加工対象へ導くための光路を設定させてもよい。このとき、出力期間において音響光学素子がオン状態にされる期間が、光学系に光路を設定させることが可能な期間として用いられることが好ましい。
【００２１】
本発明に係るレーザ加工方法は、上述したレーザ加工装置の制御部により実行されるものであり、ステップ（I）〜（V）はそれぞれ制御（i）〜（v）に対応している。
そこで、以下では、本発明に係るレーザ加工装置の実施形態について、図面に沿って具体的に説明する。これにより、本発明に係るレーザ加工方法の実施形態についても、具体的に説明されることになる。
【００２２】
［１］レーザ加工装置の構成
図１は、本発明の実施形態に係るレーザ加工装置を示した概念図である。図１に示す様に、レーザ加工装置は、レーザ発振装置１と、音響光学素子２と、光学系３と、ビームダンパ４と、加工対象Ｔが載せられる加工テーブル５と、制御部６とを備えている。レーザ発振装置１は、電源１１を有しており、電源１１は、レーザ発振装置１に電力を供給することによりレーザ媒質を励起させる。尚、レーザ発振装置１には、ＣＯ２レーザやＹＡＧレーザ等の発振を可能にする種々のレーザ媒質を用いることが出来る。
【００２３】
レーザ発振装置１から出力されたレーザ光Ｌ０は、音響光学素子２に入射される。音響光学素子２は、制御部６からの指令に基づいて、入射されたレーザ光Ｌ０を回折するオン状態と、入射されたレーザ光Ｌ０を回折せずに通過させるオフ状態とに選択的に設定される。音響光学素子２がオン状態に設定されている場合、レーザ光Ｌ０は音響光学素子２によって回折され、これにより回折光Ｌｄが得られる。一方、音響光学素子２がオフ状態に設定されている場合、レーザ光Ｌ０は、音響光学素子２によって回折されずに音響光学素子２を通過し、これにより非回折光Ｌｎが得られる。
【００２４】
本実施形態においては、この非回折光Ｌｎがレーザ加工に用いられる。具体的には、非回折光Ｌｎが、音響光学素子２とは別の音響光学素子を介さずに加工対象Ｔへの照射位置Ｐｗに導かれて、レーザ加工に用いられる。音響光学素子２には挿入損失が存在するものの、その挿入損失は、通常、７％程度である。従って、非回折光Ｌｎのエネルギは、レーザ発振装置１から出力されるレーザ光Ｌ０のエネルギの９３％程度である。よって、本実施形態においては、エネルギの大きいレーザ光がレーザ加工に用いられることになる。又、音響光学素子２が改良されることにより音響光学素子２の挿入損失が小さくなれば、それに従って、レーザ加工に用いるレーザ光のエネルギが大きくなる。
【００２５】
一方、音響光学素子２の回折効率は、通常、８０％程度である。従って、音響光学素子２の挿入損失（７％程度）を考慮すると、回折光Ｌｄのエネルギは、レーザ発振装置１から出力されるレーザ光Ｌ０のエネルギの７０〜７５％程度となる。本実施形態においては、この様なエネルギの小さいレーザ光は、ビームダンパ４に吸収させる。尚、加工の種類によっては、エネルギの小さいレーザ光も使用することが可能である。従って、非回折光Ｌｎに加えて、回折光Ｌｄがレーザ加工に用いられてもよい。
【００２６】
光学系３は、加工対象Ｔへの照射位置Ｐｗに非回折光Ｌｎを導くための光路Ｒを、制御部６の指令に基づいて設定することが可能な構成を有している。具体的には、光学系３は、第１ガルバノミラー３１、第２ガルバノミラー３２、及びスキャンレンズ３３から構成されている。第１ガルバノミラー３１は、その反射面の角度を変更することにより、照射位置ＰｗをＸ軸方向において移動させる。第２ガルバノミラー３２は、その反射面の角度を変更することにより、照射位置ＰｗをＹ軸方向において移動させる。そして、音響光学素子２から光学系３へ導かれた非回折光Ｌｎは、第１ガルバノミラー３１及び第２ガルバノミラー３２にて順に反射されることにより、スキャンレンズ３３へ導かれる。スキャンレンズ３３は、これに入射した非回折光Ｌｎを照射位置Ｐｗに集光させる。
【００２７】
制御部６は、レーザ発振装置１、音響光学素子２、及び光学系３を制御する。レーザ発振装置１に対する制御において、制御部６は、電源１１を制御する。具体的には、制御部６は、電源１１に対して出力指令信号Ｓ１（図２（ａ）参照）を送信することにより、出力指令信号Ｓ１の立ち上がり時に電源１１にレーザ発振装置１への電力の供給を開始させ、出力指令信号Ｓ１の立ち下がり時に電源１１にレーザ発振装置１への電力の供給を停止させる。
【００２８】
この様にして、制御部６は、電源１１に対する制御を通じて、レーザ発振装置１にレーザ光Ｌ０の出力開始及び出力停止を指令する。そして、出力指令信号Ｓ１が立ち上がる時点が、レーザ発振装置１にレーザ光Ｌ０の出力開始が指令される時点となり、出力指令信号Ｓ１が立ち下がる時点が、レーザ発振装置１にレーザ光Ｌ０の出力停止が指令される時点となる。
【００２９】
音響光学素子２に対する制御において、制御部６は、音響光学素子２に対して状態指令信号Ｓ２（図２（ｃ）参照）を送信することにより、音響光学素子２をオン状態又はオフ状態に設定する。具体的には、音響光学素子２は、状態指令信号Ｓ２の立ち上がり時にオフ状態からオン状態に切り替えられ、状態指令信号Ｓ２の立ち下がり時にオン状態からオフ状態に切り替えられる。出力指令信号Ｓ１と状態指令信号Ｓ２とは、レーザ光Ｌ０の出力開始及び出力停止の指令と音響光学素子２の状態の切替えとの間に所望のタイミングが生じる様に、互いに関連付けられている。
【００３０】
光学系３に対する制御において、制御部６は、非回折光Ｌｎを加工対象Ｔへ導くための光路Ｒを光学系３に設定させる。具体的には、制御部６は、第１ガルバノミラー３１の駆動系（図示せず）を制御することにより、第１ガルバノミラー３１の反射面の角度を変更し、又、第２ガルバノミラー３２の駆動系（図示せず）を制御することにより、第２ガルバノミラー３２の反射面の角度を変更する。この様にして、制御部６は、ＸＹ平面内で照射位置Ｐｗを移動させる。尚、制御部６は、加工テーブル５に対する制御を更に行ってもよい。具体的には、制御部６は、加工テーブル５の駆動系（図示せず）を制御することにより、Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ軸によって規定される空間内で加工テーブル５を移動させると共にその位置を調整する。
【００３１】
［２］レーザ加工装置の制御
次に、レーザ加工装置の制御部６が行う具体的な制御について、図２（ａ）〜（ｅ）に示されるタイムチャートに沿って説明する。ここでは特に、レーザ光Ｌ０をパルス発振する場合について説明する。図２（ａ）は、制御部６から電源１１へ送信される出力指令信号Ｓ１の時間変化を示し、図２（ｂ）は、出力指令信号Ｓ１に基づいてレーザ発振装置１から出力されるレーザ光Ｌ０について、そのエネルギＥ０の時間変化を示している。図２（ｃ）は、制御部６から音響光学素子２へ送信される状態指令信号Ｓ２の時間変化を示し、図２（ｄ）は、照射位置Ｐｗに達するレーザ光について、そのエネルギＥｗの時間変化を示している。図２（ｅ）は、光学系３の調整が可能な期間を示している。
【００３２】
＜レーザ発振装置に対する制御＞
レーザ発振装置１に対する制御において、制御部６は、パルス発振用の出力指令信号Ｓ１として、時刻ｔｓにて立ち上がると共に時刻ｔｅにて立ち下がるパルス信号を、電源１１へ送信する（図２（ａ））。電源１１は、出力指令信号Ｓ１を受信すると、時刻ｔｓにおいてレーザ発振装置１への電力の供給を開始する。これにより、レーザ媒質の励起が始まる。その一方で、レーザ光Ｌ０の出力が可能となる迄には、所定の期間Ｔ１が必要である（図２（ｂ））。そして、時刻ｔｓから所定の期間Ｔ１が経過した時刻ｔ１から、レーザ発振装置１からのレーザ光Ｌ０の出力が開始される。即ち、時刻ｔ１が、レーザ光Ｌ０の出力期間の始点となる。レーザ光Ｌ０の出力が開始されてから、レーザ光Ｌ０のエネルギＥ０が上昇し、所定の期間Ｔ２を経てエネルギＥ０がピーク値Ｅ０ｐに達する（時刻ｔ２）。
【００３３】
その後、電源１１は、時刻ｔｅにおいてレーザ発振装置１への電力の供給を停止する。これにより、レーザ媒質の励起が停止される。その一方で、レーザ発振装置１への電力の供給が停止されるのと同時（時刻ｔｅ）にレーザ発振装置１からのレーザ光Ｌ０の出力が全くなくなるのではなく、レーザ光Ｌ０のエネルギＥ０が減衰する所定の期間Ｔ３を経て、レーザ光Ｌ０の出力がなくなる（時刻ｔ３）。即ち、時刻ｔ３が、レーザ光Ｌ０の出力期間の終点となる。
【００３４】
この様な制御部６の制御により、レーザ発振装置１からは、レーザパルスがレーザ光Ｌ０として出力される。
【００３５】
＜音響光学素子に対する制御＞
音響光学素子２に対する制御において、制御部６は、状態指令信号Ｓ２として、時刻ｔａ１にて立ち下がると共に時刻ｔａ２にて立ち上がる信号を、音響光学素子２へ送信する（図２（ｃ））。ここで、時刻ｔａ１は、レーザ加工の開始時点であり、レーザ光Ｌ０のエネルギＥ０がピーク値Ｅ０ｐに達する時刻ｔ２の直前の時刻に設定されている。又、時刻ｔａ２は、レーザ加工の終了時点であり、レーザ発振装置１への電力の供給が停止される時刻ｔｅ（レーザ発振装置１にレーザ光Ｌ０の出力停止が指令される時刻）と同じ時刻に設定されている。尚、時刻ｔａ１は、時刻ｔ２と同じ時刻に設定されてもよいし、時刻ｔ２と時刻ｔｅとの間の時刻に設定されてもよい。又、時刻ｔａ２は、時刻ｔａ１の後であって且つ時刻ｔ２と時刻ｔｅとの間の時刻に設定されてもよいし、時刻ｔｅの直後の時刻に設定されてもよい。
【００３６】
音響光学素子２は、状態指令信号Ｓ２に基づいて、時刻ｔａ１迄はオン状態に設定される。従って、時刻ｔａ１迄は、レーザ発振装置１から出力されたレーザ光Ｌ０は音響光学素子２により回折され、回折光Ｌｄがビームダンパ４により吸収される。但し、音響光学素子２の回折効率は、通常、８０％程度である。従って、音響光学素子２がオン状態であっても、エネルギＥ０の２０％程度（音響光学素子２の挿入損失（７％程度）を考慮すると１８％程度）のエネルギを持った光が、音響光学素子２によって回折されずに音響光学素子２を通過し、光学系３へ導かれることになる。よって、図２（ｄ）に示す様に、時刻ｔ１から時刻ｔａ１迄の期間は、音響光学素子２がオン状態であっても、エネルギＥｗの小さいレーザ光が照射位置Ｐｗに達することになる。
【００３７】
時刻ｔａ１になると、音響光学素子２は、オン状態からオフ状態へ切り替えられる。これにより、レーザ発振装置１から出力されたレーザ光Ｌ０は、音響光学素子２によって回折されずに音響光学素子２を通過し、その結果、非回折光Ｌｎが光学系３へ導かれる。上述した様に、音響光学素子２の挿入損失（７％程度）を考慮したとしても、非回折光Ｌｎのエネルギは、レーザ光Ｌ０のエネルギの９３％程度である。従って、非回折光Ｌｎのエネルギは、回折光Ｌｄのエネルギ（レーザ光Ｌ０のエネルギＥ０の７０〜７５％程度）に比べて著しく大きい。よって、非回折光Ｌｎは、レーザ加工に用いるレーザ光として好ましい。
【００３８】
その後、時刻ｔａ２になると、音響光学素子２は、オフ状態からオン状態へ切り替えられる。これにより、レーザ発振装置１から出力されたレーザ光Ｌ０は音響光学素子２により回折され、回折光Ｌｄがビームダンパ４により吸収される。但し、音響光学素子２の回折効率を考慮すると、時刻ｔ１から時刻ｔａ１迄の期間と同様、時刻ｔａ２から時刻ｔ３迄の期間においても、エネルギＥｗの小さいレーザ光が照射位置Ｐｗに達することになる。
【００３９】
この様にして、制御部６は、レーザ光Ｌ０の出力期間において、レーザ加工時には音響光学素子２をオフ状態に設定し、それ以外の時には音響光学素子２をオン状態に設定する。
【００４０】
本実施形態の制御によれば、音響光学素子２がオフ状態となる時刻ｔａ１から時刻ｔａ２迄の期間は、レーザ光Ｌ０のエネルギＥ０がピーク値Ｅ０ｐ又はそれに近い値となる。従って、非回折光Ｌｎとして、ピーク値Ｅ０ｐの９３％程度であるピーク値Ｅｗｐを持った略矩形のレーザパルスが得られる（図２（ｄ）参照）。そして、その様なレーザパルスが、光学系３を介して照射位置Ｐｗへ導かれて、レーザ加工に用いられることになる。よって、レーザ発振装置１から照射位置Ｐｗに至る迄のレーザ光のエネルギ損失が、音響光学素子２の挿入損失程度（７％程度）で済み、従って、レーザ加工に回折光Ｌｄを用いる従来のレーザ加工装置に比べて、エネルギ損失が著しく小さくなる。その結果、フィラー等の強化剤を含む加工対象にレーザ加工を施す場合でも、高い加工精度及び加工品質が得られる。
【００４１】
＜光学系に対する制御＞
本実施形態においては、時刻ｔｓ迄の期間及び時刻ｔ３からの期間では、レーザ発振装置１からのレーザ光Ｌ０の出力がない。従って、本実施形態では、光学系３に対する制御において、時刻ｔｓ迄の期間と時刻ｔ３からの期間とが、光学系３に光路Ｒを設定させることが可能な期間（光学系３の調整が可能な期間）として設定されている（図２（ｅ））。そして、この期間において、第１ガルバノミラー３１又は第２ガルバノミラー３２の反射面の角度が変更される。一方、時刻ｔｓから時刻ｔ３迄の期間Ｔｆは、照射位置Ｐｗにレーザ光が照射される期間（時刻ｔ１から時刻ｔ３迄の期間）を含む。従って、この期間Ｔｆに入る時刻ｔｓ迄に、レーザ光の照射位置Ｐｗが加工対象Ｔの加工位置に一致する様に、第１ガルバノミラー３１及び第２ガルバノミラー３２の反射面の角度が調整される。そして、期間Ｔｆでは、調整後の反射面の角度が維持される。尚、期間Ｔｆのうち、レーザ光Ｌ０の出力がない時刻ｔｓから時刻ｔ１迄の期間は、光学系３の調整が可能な期間として用いられてもよい。
【００４２】
この様な光学系３の制御によれば、エネルギの大きいレーザ光が照射位置Ｐｗに達する期間（時刻ｔａ１から時刻ｔａ２迄の期間）は勿論のこと、エネルギの小さいレーザ光が照射位置Ｐｗに達する期間（時刻ｔ１から時刻ｔａ１迄の期間、及び時刻ｔａ２から時刻ｔ３迄の期間）においても、レーザ光の照射位置Ｐｗと加工位置とが一致することになる。よって、加工位置とは異なる位置がレーザ光によって傷付けられることが防止されることになる。尚、光学系３の調整が可能な期間においては、加工テーブル５の移動及び位置調整が行われてもよい。
【００４３】
［３］変形例
次に、上述したレーザ加工装置の変形例について説明する。尚、変形例に係るレーザ加工装置の構成は、上述したレーザ加工装置の構成（図１参照）と同じであるので、説明を省略する。以下では、特にレーザ加工装置の制御部６が行う制御について、図面に沿って説明する。
【００４４】
［３−１］第１変形例
第１変形例においては、制御部６が行う制御のうち、特に音響光学素子２に対する制御について、図３（ｃ）及び（ｄ）に示されるタイムチャートに沿って説明する。尚、他の制御については実施形態の制御と同じであり、従って、図３（ａ）、（ｂ）、及び（ｅ）に示されるタイムチャートはそれぞれ、図２（ａ）、（ｂ）、及び（ｅ）と同じである。
【００４５】
図３（ｃ）は、制御部６から音響光学素子２へ送信される状態指令信号Ｓ２の時間変化を示し、図３（ｄ）は、照射位置Ｐｗに達するレーザ光について、そのエネルギＥｗの時間変化を示している。第１変形例において、制御部６は、状態指令信号Ｓ２として、時刻ｔａ０で立ち上がると共に時刻ｔａ１で立ち下がるパルス信号と、時刻ｔａ２で立ち上がると共に時刻ｔａ３で立ち下がるパルス信号とを、音響光学素子２へ送信する（図３（ｃ））。
【００４６】
ここで、時刻ｔａ０は、レーザ発振装置１への電力の供給が開始される時刻ｔｓ（レーザ発振装置１にレーザ光Ｌ０の出力開始が指令される時刻）と同じ時刻に設定されている。時刻ｔａ３は、レーザ発振装置１からのレーザ光Ｌ０の出力がなくなる時刻ｔ３（出力期間の終点）と同じ時刻に設定されている。時刻ｔａ１及びｔａ２は、実施形態にて説明した通りである（図２（ｃ）参照）。尚、時刻ｔａ０は、時刻ｔｓとレーザ光Ｌ０の出力が開始される時刻ｔ１（出力期間の始点）との間の時刻に設定されてもよいし、時刻ｔｓより前の時刻に設定されてもよい。又、時刻ｔａ３は、時刻ｔ３より後の時刻に設定されてもよい。
【００４７】
第１変形例の状態指令信号Ｓ２によれば、音響光学素子２は、状態指令信号Ｓ２に基づいて、時刻ｔａ０迄はオフ状態に設定され、時刻ｔａ０になるとオフ状態からオン状態へ切り替えられる。即ち、レーザ光Ｌ０の出力がない時刻ｔａ０迄の期間では、音響光学素子２は、電力を殆ど必要としないオフ状態に設定される。その後、時刻ｔａ０から時刻ｔａ３迄の期間は、実施形態と同様に音響光学素子２が制御される。即ち、音響光学素子２は、時刻ｔａ１になるとオン状態からオフ状態へ切り替えられ、時刻ｔａ２になるとオフ状態からオン状態へ切り替えられる。更にその後、時刻ｔａ３になると、音響光学素子２は、オン状態からオフ状態に切り替えられる。即ち、レーザ光Ｌ０の出力がない時刻ｔａ３からの期間では、音響光学素子２は、電力を殆ど必要としないオフ状態に設定される。
【００４８】
第１変形例の制御によれば、実施形態と同様、非回折光Ｌｎとして、ピーク値Ｅ０ｐの９３％程度であるピーク値Ｅｗｐを持った略矩形のレーザパルスが得られる（図３（ｄ）参照）。よって、レーザ発振装置１から照射位置Ｐｗに至る迄のレーザ光のエネルギ損失が、音響光学素子２の挿入損失程度（７％程度）で済み、従って、従来のレーザ加工装置に比べてエネルギ損失が著しく小さくなる。
【００４９】
更に、第１変形例の制御によれば、レーザ光Ｌ０の出力がない時刻ｔａ０迄の期間及び時刻ｔａ３からの期間において、音響光学素子２は、電力を殆ど必要としないオフ状態に設定される。従って、音響光学素子２の消費電力が低減されることになる。音響光学素子２の消費電力をより低減させるためには、時刻ｔａ０は、時刻ｔｓと時刻ｔ１との間の時刻に設定されることが好ましく、時刻ｔ１と同じ時刻又は時刻ｔ１の直前の時刻に設定されることが特に好ましい。又、時刻ｔａ３は、時刻ｔ３と同じ時刻に設定されることが好ましい。
【００５０】
［３−２］第２変形例
第２変形例においては、制御部６が行う制御のうち、特に光学系３に対する制御について、図４（ｅ）に示されるタイムチャートに沿って説明する。尚、他の制御については実施形態の制御と同じであり、従って、図４（ａ）〜（ｄ）に示されるタイムチャートはそれぞれ、図２（ａ）〜（ｄ）と同じである。
【００５１】
図４（ｅ）は、光学系３の調整が可能な期間を示している。図４（ｅ）に示す様に、第２変形例においては、時刻ｔｓ迄の期間及び時刻ｔ３からの期間に加えて、時刻ｔｓから時刻ｔａ１迄の期間及び時刻ｔａ２から時刻ｔ３迄の期間についても、光学系３の調整が可能な期間として用いられる。即ち、レーザ発振装置１からのレーザ光Ｌ０の出力がない期間に加えて、レーザ光Ｌ０の出力期間において音響光学素子２がオン状態に設定されている期間（エネルギの小さいレーザ光が照射位置Ｐｗに達する期間）についても、光学系３の調整が可能な期間として用いられる。尚、光学系３の調整が可能な期間においては、加工テーブル５の移動及び位置調整が行われてもよい。
【００５２】
第２変形例の制御によれば、レーザ光Ｌ０の出力期間のうちレーザ加工時以外の期間が、光学系３の調整が可能な期間として用いられることになる。よって、加工サイクルが短縮化されることになる。その一方で、第２変形例の制御によれば、加工対象Ｔの加工位置とは異なる位置に、エネルギの小さいレーザ光が照射され得ることになる。従って、第２変形例の制御は、エネルギの小さいレーザ光では殆ど傷付くことがない加工対象のレーザ加工に適している。その様な加工対象として、フィラー等の強化剤を含むものが挙げられる。
【００５３】
［３−３］第３変形例
第３変形例の制御は、第１変形例の制御と第２変形例の制御とを組み合わせたものである。第３変形例の制御によれば、第１変形例と同様、音響光学素子２の消費電力が低減されることになる。又、第２変形例と同様、加工サイクルが短縮化されることになる。その一方で、第２変形例と同様、加工対象Ｔの加工位置とは異なる位置に、エネルギの小さいレーザ光が照射され得ることになる。従って、第３変形例の制御は、エネルギの小さいレーザ光では殆ど傷付くことがない加工対象のレーザ加工に適している。
【００５４】
尚、本発明の各部構成は上記実施形態に限らず、特許請求の範囲に記載の技術的範囲内で種々の変形が可能である。例えば、上述した制御は、レーザ発振装置１から複数のレーザパルスを出力させる場合にも、各レーザパルスに対して適用することが出来る。又、上述した制御は、レーザ光をパルス発振する場合に限らず、レーザ光を連続発振する場合にも適用することが出来る。
【産業上の利用可能性】
【００５５】
本発明に係るレーザ加工装置及びレーザ加工方法は、溶接や切断等の加工に限らず、計測や医療等、様々な分野に応用することが出来る。
【符号の説明】
【００５６】
１  レーザ発振装置
２  音響光学素子
３  光学系
４  ビームダンパ
５  加工テーブル
６  制御部
１１  電源
３１  第１ガルバノミラー
３２  第２ガルバノミラー
３３  スキャンレンズ
Ｒ  光路
Ｔ  加工対象
Ｌ０  レーザ光
Ｌｄ  回折光
Ｌｎ  非回折光
Ｐｗ  照射位置
Ｓ１  出力指令信号
Ｓ２  状態指令信号
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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