(57)【要約】【課題】簡便な構成でレーザ光の光軸ずれの有無を検出する。【解決手段】レーザ発振器１０に設けられたビーム結合器２０は、レーザ光ＬＢ１，ＬＢ３を偏波結合する偏光ビームスプリッタＰＢＳと、レーザ光ＬＢ１を透過し参照レーザ光ＲＬＢ１を反射するウインドウ２３と、偏光ビームスプリッタＰＢＳとウインドウ２３との間に１／４波長板ＱＷＰとを有している。を備えている。レーザ光ＬＢ１及びこれと偏光方向が同じで波長が異なる参照レーザ光ＲＬＢ１がレーザモジュールＬＭ１からそれぞれ出射され、レーザ光ＬＢ３を出射するレーザモジュールＬＭ３にフォトダイオードＰＤ１が設けられている。レーザ光ＬＢ１と同じ光路を通ってウインドウ２３で反射された参照レーザ光ＲＬＢ１がフォトダイオードＰＤ１に入射される光量に基づいてレーザ光ＬＢ１，ＬＢ３の光軸ずれが検出される。【選択図】図３
2019192757.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ光をそれぞれ出射する複数のレーザモジュールと、該複数のレーザモジュールから出射された複数のレーザ光を結合して結合レーザ光として出射するビーム結合器と、該ビーム結合器から出射された前記結合レーザ光を所定の倍率で縮小して集光する集光ユニットと、を備えたレーザ発振器であって、
前記複数のレーザモジュールは、前記レーザ光と波長の異なる一方、偏光方向が同じである参照レーザ光を出射する第１参照レーザ光源が設けられた第１レーザモジュールと、前記参照レーザ光を受光する第１光検出器が設けられた第３レーザモジュールと、を含み、
前記ビーム結合器は、前記第１及び第３レーザモジュールからそれぞれ出射されたレーザ光を光軸が同じになるように偏波結合する偏光ビームスプリッタと、前記レーザ光を透過する一方、前記参照レーザ光を反射する波長選択ミラーを有するレーザ光出射部と、前記偏光ビームスプリッタと前記レーザ光出射部との間に配置された１／４波長板と、を有し、
前記第１レーザモジュールから出射された前記レーザ光と同じ光路を通って前記偏光ビームスプリッタを透過した前記参照レーザ光は、前記波長選択ミラーで反射されて前記第３レーザモジュール内の前記第１光検出器に入射され、
前記第１光検出器で受光された前記参照レーザ光の光量に基づいて前記第１及び第３レーザモジュールからそれぞれ出射されたレーザ光の光軸ずれを検出するように構成されていることを特徴とするレーザ発振器。
【請求項２】
請求項１に記載のレーザ発振器において、
前記複数のレーザモジュールは、前記参照レーザ光を出射する第２参照レーザ光源が設けられた第２レーザモジュールと、前記参照レーザ光を受光する第２光検出器が設けられた第４レーザモジュールと、をさらに含み、
前記偏光ビームスプリッタは、前記第２及び第４レーザモジュールからそれぞれ出射されたレーザ光を光軸が同じになるように偏波結合し、
前記第１参照レーザ光源から出射されて、前記第１レーザモジュールから出射された前記レーザ光と同じ光路を通って前記偏光ビームスプリッタを透過した前記参照レーザ光は、前記波長選択ミラーで反射されて、一部が前記第３レーザモジュール内の前記第１光検出器に、残部が前記第４レーザモジュール内の前記第２光検出器にそれぞれ入射され、
前記第２参照レーザ光源から出射されて、前記第２レーザモジュールから出射された前記レーザ光と同じ光路を通って前記偏光ビームスプリッタを透過した前記参照レーザ光は、前記波長選択ミラーで反射されて、一部が前記第３レーザモジュール内の前記第１光検出器に、残部が前記第４レーザモジュール内の前記第２光検出器にそれぞれ入射され、
前記第１参照レーザ光源から出射され前記第１及び第２光検出器で受光された前記参照レーザ光の光量と、前記第２参照レーザ光源から出射され前記第１及び第２光検出器で受光された前記参照レーザ光の光量とに基づいて、前記第１〜第４レーザモジュールからそれぞれ出射されたレーザ光の光軸ずれの有無を検出するように構成されていることを特徴とするレーザ発振器。
【請求項３】
請求項１または２に記載のレーザ発振器において、
前記ビーム結合器は、前記複数のレーザモジュールからそれぞれ出射されたレーザ光が入射される複数のレーザ光入射部を有し、
前記複数のレーザ光入射部のそれぞれの近傍に、前記レーザ光の光軸を調整するための光軸調整機構が設けられていることを特徴とするレーザ発振器。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか１項に記載のレーザ発振器において、
前記複数のレーザモジュールは、それぞれ、互いに波長の異なるレーザ光を発する複数のレーザバーと、該複数のレーザバーからそれぞれ出射されたレーザ光を光軸が同じになるように結合する波長結合光学系とを有していることを特徴とするレーザ発振器。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれか１項に記載のレーザ発振器と、
前記レーザ発振器に接続され、前記レーザ発振器から出射された前記結合レーザ光を導光する伝送ファイバと、
該伝送ファイバの出射端に取付けられたレーザ光出射ヘッドと、を少なくとも備えたことを特徴とするレーザ加工装置。
【請求項６】
請求項１に記載のレーザ発振器の光軸ずれを点検するレーザ発振器の点検方法であって、
前記第１参照レーザ光源から前記参照レーザ光を出射させるステップと、
前記第１参照レーザ光源から出射され、前記第１レーザモジュールから出射された前記レーザ光と同じ光路を通って前記波長選択ミラーで反射された前記参照レーザ光を前記第１光検出器で受光するステップと、
前記第１光検出器で受光された前記参照レーザ光の光量に基づいて前記第１及び第３レーザモジュールからそれぞれ出射されたレーザ光の光軸ずれの有無を検出するステップと、を備えたことを特徴とするレーザ発振器の点検方法。
【請求項７】
請求項２に記載のレーザ発振器の光軸ずれを点検するレーザ発振器の点検方法であって、
前記第１参照レーザ光源から前記参照レーザ光を出射させるステップと、
前記第１参照レーザ光源から出射され、前記第１レーザモジュールから出射された前記レーザ光と同じ光路を通って前記波長選択ミラーで反射された前記参照レーザ光を前記第１及び第２光検出器で受光するステップと、
前記第２参照レーザ光源から前記参照レーザ光を出射させるステップと、
前記第２参照レーザ光源から出射され、前記第２レーザモジュールから出射された前記レーザ光と同じ光路を通って前記波長選択ミラーで反射された前記参照レーザ光を前記第１及び第２光検出器で受光するステップと、
前記第１参照レーザ光源から出射され前記第１及び第２光検出器で受光された前記参照レーザ光の光量と、前記第２参照レーザ光源から出射され前記第１及び第２光検出器で受光された前記参照レーザ光の光量とに基づいて、前記第１〜第４レーザモジュールからそれぞれ出射されたレーザ光の光軸ずれの発生箇所を特定するステップと、を備えたことを特徴とするレーザ発振器の点検方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザ発振器及びそれを用いたレーザ加工装置、レーザ発振器の点検方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、高出力のレーザ発振器を有するレーザ加工装置を用いてワークの加工を行う、いわゆるレーザ加工が各種部材の加工に用いられている。また、レーザ光源として、複数のレーザバーから出射されるレーザ光を合成して高いビーム品質のレーザ光を得るダイレクトダイオードレーザ（ＤＤＬ）発振器を用いることで、レーザ発振器を小型化でき、例えば、工場内でレーザ発振器を簡便に移動させることができる（例えば、特許文献１参照）。また、このようなレーザ加工装置において、所定の加工を行うために、レーザ光の光軸を所定の位置に合わせる必要がある。
【０００３】
一方、従来、レーザ光の光軸ずれをモニターする技術が種々提案されている。例えば、特許文献２には、レーザ光をワークに向けて反射するハーフミラーにおいて、レーザ光の光軸がずれた場合にハーフミラーを透過するレーザ光を直接受光するように、センサがレーザ光照射面の裏側に設けられた構成が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第５９８１８５５号明細書
【特許文献２】特開２０１５−１８２１０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、特許文献１に開示されるＤＤＬ発振器等を用いてレーザ発振器を構成する場合、工場内での移動及び設置作業時にレーザ発振器に振動が加わると、内部の光学系を構成する複数の光学部品間で位置ずれが起こることがある。このような位置ずれは、レーザ発振器から出射されるレーザ光の光軸ずれを引き起こす。例えば、レーザ発振器から出射されたレーザ光を、伝送ファイバを介してレーザ光出射ヘッドに導光する構成のレーザ加工装置において、このような光軸ずれが起こり、そのずれ量が大きいと、伝送ファイバのコアからはみ出してクラッドに入射する光量が大きくなり、伝送ファイバが焼損したり、レーザ発振器内部の光学部品が損傷したりするおそれがあった。
【０００６】
また、ずれ量が小さくても、レーザ光のビーム品質は低下するため、レーザ加工に求められる加工精度や加工速度によっては、所望の加工品質を満たさない場合があった。このように、レーザ光の光軸ずれは、種々のトラブルを起こすおそれがあるため、光軸ずれの有無については正確に検出できる必要があった。
【０００７】
しかし、特許文献２に開示されたセンサは、レーザ光を吸収することで発生した熱を検知する熱電対やサーモスタット等の熱検知センサであり、温度上昇までの応答遅れがあるとともに、連続発振中には、センサ近傍の発熱も検知してしまうため、レーザ光の光軸ずれの有無を正確に検出できなかった。
【０００８】
本発明はかかる点に鑑みてなされたもので、その目的は、簡便な構成でレーザ光の光軸ずれの有無を検出し、また、光軸ずれの発生箇所を特定できるレーザ発振器及びそれを用いたレーザ加工装置、レーザ発振器の点検方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明に係るレーザ発振器は、レーザ光をそれぞれ出射する複数のレーザモジュールと、該複数のレーザモジュールから出射された複数のレーザ光を結合して結合レーザ光として出射するビーム結合器と、該ビーム結合器から出射された前記結合レーザ光を所定の倍率で縮小して集光する集光ユニットと、を備えたレーザ発振器であって、前記複数のレーザモジュールは、前記レーザ光と波長の異なる一方、偏光方向が同じである参照レーザ光を出射する第１参照レーザ光源が設けられた第１レーザモジュールと、前記参照レーザ光を受光する第１光検出器が設けられた第３レーザモジュールと、を含み、前記ビーム結合器は、前記第１及び第３レーザモジュールからそれぞれ出射されたレーザ光を光軸が同じになるように偏波結合する偏光ビームスプリッタと、前記レーザ光を透過する一方、前記参照レーザ光を反射する波長選択ミラーを有するレーザ光出射部と、前記偏光ビームスプリッタと前記レーザ光出射部との間に配置された１／４波長板と、を有し、前記第１レーザモジュールから出射された前記レーザ光と同じ光路を通って前記偏光ビームスプリッタを透過した前記参照レーザ光は、前記波長選択ミラーで反射されて前記第３レーザモジュール内の前記第１光検出器に入射され、前記第１光検出器で受光された前記参照レーザ光の光量に基づいて前記第１及び第３レーザモジュールからそれぞれ出射されたレーザ光の光軸ずれを検出するように構成されていることを特徴とする。
【００１０】
この構成によれば、偏波結合される２つのレーザモジュールからそれぞれ出射されたレーザ光に関し、少なくともいずれか一方で光軸がずれているか否かを簡便かつ高精度に検出することができる。また、出力の大きいレーザ光を出射させること無く、それらの光軸ずれの有無を検出できるため、レーザ発振器の点検作業を安全に行うことができる。
【００１１】
また、本発明に係るレーザ加工装置は、上記のレーザ発振器と、前記レーザ発振器に接続され、前記レーザ発振器から出射された前記結合レーザ光を導光する伝送ファイバと、該伝送ファイバの出射端に取付けられたレーザ光出射ヘッドと、を少なくとも備えたことを特徴とする。
【００１２】
この構成によれば、例えば、工場内でレーザ発振器を移動させた場合にも、結合レーザ光のビーム品質が低下するのを簡便に防止でき、加工品質の維持・向上が図れる。
【００１３】
また、本発明に係るレーザ発振器の点検方法は、上記のレーザ発振器の点検方法であって、前記第１参照レーザ光源から前記参照レーザ光を出射させるステップと、前記第１参照レーザ光源から出射され、前記第１レーザモジュールから出射された前記レーザ光と同じ光路を通って前記波長選択ミラーで反射された前記参照レーザ光を前記第１光検出器で受光するステップと、前記第１光検出器で受光された前記参照レーザ光の光量に基づいて前記第１及び第３レーザモジュールからそれぞれ出射されたレーザ光の光軸ずれの有無を検出するステップと、を備えたことを特徴とする。
【００１４】
この方法によれば、偏波結合される２つのレーザモジュールからそれぞれ出射されたレーザ光に関し、少なくともいずれか一方で光軸がずれているか否かを簡便かつ高精度に検出することができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、偏波結合される２つのレーザモジュールからそれぞれ出射されたレーザ光に関し、少なくともいずれか一方で光軸がずれているか否かを簡便かつ高精度に検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の一実施形態に係るレーザ加工装置の構成を示す模式図である。
【図２】ビーム結合器の内部構成を示す模式図である。
【図３】参照レーザ光源が設けられたレーザモジュールの内部構成を示す模式図である。
【図４】光検出器が設けられたレーザモジュールの内部構成を示す模式図である。
【図５】ビーム結合器内での参照レーザ光の光路を示す模式図である。
【図６】図５に示す参照レーザ光の光路上の各種部品の配置関係を示す模式図である。
【図７】図６に示すミラーＭ１，Ｍ３における参照レーザ光のスポット形状を示す模式図である。
【図８】レーザ発振器の光軸ずれを点検する手順を示すフローチャートである。
【図９】レーザ発振器の光軸ずれの判定結果の一例を示す図である。
【図１０Ａ】光軸調整機構の一例を示す模式図である。
【図１０Ｂ】光軸調整機構の別の一例を示す模式図である。
【図１１】変形例に係るレーザモジュールの内部構成を示す模式図である。
【図１２】変形例に係る別のレーザモジュールの内部構成を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものでは全くない。
【００１８】
（実施形態）  
［レーザ加工装置の構成］
図１は、本実施形態に係るレーザ加工装置の構成の模式図を示し、レーザ加工装置１００は、レーザ発振器１０と伝送ファイバ４０とレーザ光出射ヘッド５０と制御部６０と電源７０と表示部８０とを備えている。レーザ発振器１０と伝送ファイバ４０のレーザ光が入射される端部（以下、単に入射端という。また、伝送ファイバ４０のレーザ光が出射される端部を、以下、単に出射端という。）とは筐体１１内に収容されている。
【００１９】
レーザ発振器１０は、複数のレーザモジュールＬＭ１〜ＬＭ４とビーム結合器２０と集光ユニット３０と、を有している。
【００２０】
レーザモジュールＬＭ１〜ＬＭ４は、互いに異なる波長のレーザ光を発する複数のレーザバーＬＤＢと、複数のレーザバーＬＤＢからそれぞれ出射されたレーザ光を光軸が同じになるように結合する（以下、波長合成すると言うことがある）回折格子ＤＦＰと、回折格子ＤＦＰで波長合成されたレーザ光を所定の方向、この場合は後述するレーザ光出射部に向かわせるミラーＷＳＭとをそれぞれ有している（図３，４参照）。後述するように、ミラーＷＳＭは波長選択ミラーである。レーザモジュールＬＭ１〜ＬＭ４の構成の詳細及び各部の詳細については後で述べる。なお、レーザモジュールＬＭ１〜ＬＭ４は、それぞれ回折格子ＤＦＰとミラーＷＳＭ以外の光学部品を有していてもよい。例えば、回折格子ＤＦＰで波長合成されたレーザ光を整形するコリメートレンズを別途有していてもよい。
【００２１】
ビーム結合器２０は、複数のレーザモジュールＬＭ１〜ＬＭ４からそれぞれ出射されたレーザ光ＬＢ１〜ＬＢ４（図２参照）を一つの結合レーザ光ＬＢ（以下、単にレーザ光ＬＢと呼ぶことがある。）に結合して集光ユニット３０に出射する。具体的には、レーザ光ＬＢ１〜ＬＢ４の各々の光軸を近接又は一致させるとともに、互いの光軸が平行になるように結合する。ビーム結合器２０の構成の詳細及び各部の詳細については後で述べる。
【００２２】
集光ユニット３０は、内部に配設された集光レンズ（図示せず）によって、入射されたレーザ光ＬＢのビーム径を所定の倍率で縮小し、レーザ光伝送ファイバ４０に入射する。また、集光ユニット３０は図示しないコネクタを有し、コネクタには伝送ファイバ４０の入射端が接続されている。
【００２３】
レーザ発振器１０をこのような構成とすることで、レーザ光出力が数ｋＷを超える高出力のレーザ加工装置１００を得ることができる。また、レーザ発振器１０は、電源７０から電力が供給されてレーザ発振を行い、発生したレーザ光ＬＢが伝送ファイバ４０の出射端から出射される。
【００２４】
伝送ファイバ４０は、集光ユニット３０の集光レンズに光学的に結合され、集光レンズを介してレーザ発振器１０から受け取ったレーザ光ＬＢをレーザ光出射ヘッド５０に導光する。また、図示しないが、伝送ファイバ４０は、軸心にレーザ光ＬＢを導光するためのコアと、コアの外周面に接して、コアの屈折率よりも低い屈折率を有するクラッドとで構成されており、クラッドはレーザ光ＬＢをコア内に閉じ込める機能を有している。また、クラッドの外周面は、外光の遮蔽と機械的なダメージ保護のために図示しない皮膜で覆われている。
【００２５】
レーザ光出射ヘッド５０は、伝送ファイバ４０で導光されたレーザ光ＬＢを外部に向けて照射する。例えば、図１に示すレーザ加工装置では、所定の位置に配置された加工対象物であるワーク（図示せず）に向けてレーザ光ＬＢを出射する。このようにすることで、ワークがレーザ加工される。
【００２６】
制御部６０は、レーザ発振器１０のレーザ発振を制御する。具体的には、レーザ発振器１０に接続された電源７０に対して出力電圧やオン時間等の制御信号を供給することにより、レーザモジュールＬＭ１〜ＬＭ４の各々のレーザ発振制御を行う。レーザモジュールＬＭ１〜ＬＭ４の各々に対して個別にレーザ発振制御を行うことも可能である。例えば、レーザモジュールＬＭ１〜ＬＭ４毎にレーザ発振出力やオン時間等を異ならせるようにしてもよい。また、制御部６０は、レーザモジュールＬＭ３及び／またはレーザモジュールＬＭ４内に配置されたフォトダイオードＰＤ１（第１光検出器）及び／またはフォトダイオードＰＤ２（第２光検出器）（図４参照）からの出力信号を受け取って、この出力信号に基づいて、レーザ発振器１０の光軸ずれを検出する光軸ずれ判定部としても機能する。また、制御部６０は、レーザ光出射ヘッド５０が取り付けられたマニピュレータ（図示せず）の動作を制御してもよい。
【００２７】
電源７０は、上述したように、レーザ発振を行うための電力をレーザ発振器１０、具体的には、複数のレーザモジュールＬＭ１〜ＬＭ４のそれぞれに対して供給する。制御部からの指令により、レーザモジュールＬＭ１〜ＬＭ４の各々に供給される電力を異ならせるようにしてもよい。また、電源７０は、レーザ加工装置１００の可動部、例えば、上記のマニピュレータに対して電力を供給するようにしてもよいし、レーザ加工装置１００の可動部向けには別の電源（図示せず）から電力を供給するようにしてもよい。
【００２８】
表示部８０は、制御部６０で判定されたレーザ発振器１０の光軸ずれの有無を表示するように構成されている。また、光軸ずれが起こっているレーザモジュールについても表示するように構成されている。なお、表示部８０には、上記以外のデータを表示させてもよい。例えば、レーザ光ＬＢの出力を表示させるようにしてもよい。レーザ加工時の加工パラメータと実測値とを同時に表示させるようにしてもよい。表示部８０は、通常、ブラウン管や液晶ディスプレイ等の表示デバイスを含んでいる。
【００２９】
［ビーム結合器及びレーザモジュールの内部構成］
図２は、ビーム結合器の内部構成の模式図を示し、図３は、参照レーザ光源が設けられたレーザモジュールの内部構成の模式図を、図４は、光検出器が設けられたレーザモジュールの内部構成の模式図をそれぞれ示す。また、図５は、ビーム結合器内での参照レーザ光の光路を示し、図６は、図５に示す参照レーザ光の光路上の各種部品の配置関係を示し、図７は、図６に示すミラーＭ１，Ｍ３における参照レーザ光のスポット形状の模式図を示す。
【００３０】
なお、以降の説明において、図１におけるレーザ発振器１０からビーム結合器２０へ入射されるレーザ光の進行方向をＸ方向、レーザモジュールＬＭ１〜ＬＭ４の配列方向をＹ方向、Ｘ方向とＹ方向とに直交する方向をＺ方向とそれぞれ呼ぶことがある。また、説明の便宜上、図６において、各種部品を直線上に配置しているが、図２〜４から明らかなように、実際の配置関係とは異なっている。
【００３１】
図２に示すように、ビーム結合器２０は、ミラーＭ１〜Ｍ４と偏光ビームスプリッタＰＢＳと１／２波長板ＨＷＰと１／４波長板ＱＷＰと光学調整機構２２とを有している。また、ビーム結合器２０は、４つのレーザ光入射部ＬＩ１〜ＬＩ４と１つのレーザ光出射部ＬＯとを有している。
【００３２】
４つのレーザモジュールＬＭ１〜ＬＭ４からそれぞれ出射されたレーザ光ＬＢ１〜ＬＢ４は、４つのレーザ光入射部ＬＩ１〜ＬＩ４からそれぞれビーム結合器２０内に入射される。また、レーザ光ＬＢ１〜ＬＢ４は、それぞれ同じ方向に偏光している。
【００３３】
このうち、レーザ光ＬＢ１は、ミラーＭ１，Ｍ２でそれぞれ反射されて偏光ビームスプリッタＰＢＳに入射され、レーザ光ＬＢ２はミラーＭ２の近傍を通過して偏光ビームスプリッタＰＢＳに入射される。レーザ光ＬＢ３は、ミラーＭ３で反射された後、１／２波長板ＨＷＰを透過して偏光ビームスプリッタＰＢＳに入射され、レーザ光ＬＢ４はミラーＭ３の近傍を通過した後、１／２波長板ＨＷＰを透過して偏光ビームスプリッタＰＢＳに入射される。
【００３４】
ここで、１／２波長板ＨＷＰを透過することで、レーザ光ＬＢ３，ＬＢ４はそれぞれ偏光方向が９０°回転する。また、偏光ビームスプリッタＰＢＳは、元の偏光状態であるレーザ光ＬＢ１，ＬＢ２をそれぞれ透過するが、偏光方向が９０°回転したレーザ光ＬＢ３，ＬＢ４は反射するように構成されている。また、１／２波長板ＨＷＰを透過して偏光ビームスプリッタＰＢＳに入射されるまでのレーザ光ＬＢ３，ＬＢ４のそれぞれの光軸に対して、偏光ビームスプリッタＰＢＳは４５°の角度θをなすように配置されている。
【００３５】
このため、図２に示すように、偏光ビームスプリッタＰＢＳを透過したレーザ光ＬＢ１，ＬＢ２と偏光ビームスプリッタＰＢＳで反射されたレーザ光ＬＢ３，ＬＢ４とは、互いの光軸が平行になってレーザ光出射部ＬＯに向かう。また、偏光ビームスプリッタＰＢＳのレーザ光出射部ＬＯ側の面に入射されるレーザ光ＬＢ３は、レーザ光ＬＢ１と重なるように、ビーム結合器２０の各部が配置されているため、偏光ビームスプリッタＰＢＳからレーザ光出射部ＬＯに向かうレーザ光ＬＢ１，ＬＢ３は、互いに光軸が同じになるように結合される。言いかえると、偏光ビームスプリッタＰＢＳによって、互いに偏光方向が異なるレーザ光ＬＢ１とレーザ光ＬＢ３とは偏波結合される。同様に、偏光ビームスプリッタＰＢＳによって、互いに偏光方向が異なるレーザ光ＬＢ２とレーザ光ＬＢ４とは偏波結合される。また、レーザ光ＬＢ１の光軸とレーザ光ＬＢ２の光軸とが互いに近接するようにビーム結合器２０の各部が配置されている。このように、レーザ光ＬＢ１〜ＬＢ４は、偏光ビームスプリッタＰＢＳによって結合され、１／４波長板ＱＷＰを透過して、レーザ光出射部ＬＯからレーザ光ＬＢとして出射される。また、レーザ光ＬＢ１とレーザ光ＬＢ３とが、また、レーザ光ＬＢ２とレーザ光ＬＢ４とがそれぞれ偏波結合されるため、レーザ光ＬＢは、空間的な拡がりの少ない高ビーム品質のレーザ光として出射される。
【００３６】
なお、レーザ光出射部ＬＯには、ウインドウ２３が設けられている。ウインドウ２３は、レーザ光ＬＢ１〜ＬＢ４を透過する、つまり、レーザ光ＬＢを透過する一方、レーザ光ＬＢと波長の異なる光を反射する波長選択ミラーとして構成されている。このことにより、後述する参照レーザ光ＲＬＢ１，ＲＬＢ２は、ウインドウ２３でそれぞれ反射されてビーム結合器２０内に戻る。
【００３７】
出射されるレーザ光が互いに偏波結合されるレーザモジュールＬＭ１，ＬＭ３の組のうち、図３に示すように、レーザモジュールＬＭ１には、第１参照レーザ光源ＲＬＤ１が設けられており、図４に示すように、レーザモジュールＬＭ３には、第１光検出器であるフォトダイオードＰＤ１が設けられている。同様に、レーザモジュールＬＭ２，ＬＭ４の組のうち、レーザモジュールＬＭ２には、第２参照レーザ光源ＲＬＤ２が設けられており、レーザモジュールＬＭ３には、第２光検出器であるフォトダイオードＰＤ２が設けられている。
【００３８】
第１及び第２参照レーザ光源ＲＬＤ１，ＲＬＤ２は、それぞれ同じ波長の参照レーザ光ＲＬＢ１，ＲＬＢ２を出射する。参照レーザ光ＲＬＢ１と参照レーザ光ＲＬＢ２とは同じ方向に偏光しており、この偏光方向は、レーザ光ＬＢ１〜ＬＢ４の偏光方向と同じである。一方、参照レーザ光ＲＬＢ１，ＲＬＢ２の波長は、レーザ光ＬＢ１〜ＬＢ４の波長とは異なる。また、レーザモジュールＬＭ１〜ＬＭ４にそれぞれ設けられたミラーＷＳＭは、レーザ光ＬＢ１〜ＬＢ４をそれぞれ反射する一方、参照レーザ光ＲＬＢ１，ＲＬＢ２をそれぞれ透過する波長選択ミラーとして構成されている。
【００３９】
また、参照レーザ光ＲＬＢ１の光軸とレーザ光ＬＢ１の光軸が互いに同じとなるように、第１参照レーザ光源ＲＬＤ１は、レーザモジュールＬＭ１内に配置されている。同様に、参照レーザ光ＲＬＢ２の光軸とレーザ光ＬＢ２の光軸が互いに同じとなるように、第２参照レーザ光源ＲＬＤ２は、レーザモジュールＬＭ２内に配置されている。なお、参照レーザ光ＲＬＢ１，ＲＬＢ２の光強度は、レーザ光ＬＢ１〜ＬＢ４の光強度に比べて十分に小さくなるように、例えば、１／１００００以下になるように設定されている。
【００４０】
このように構成されたレーザ発振器１０において、レーザモジュールＬＭ１〜ＬＭ４からレーザ光ＬＢ１〜ＬＢ４をそれぞれ出射させる。また、レーザモジュールＬＭ１の第１参照レーザ光源ＲＬＤ１及びレーザモジュールＬＭ２の第２参照レーザ光源ＲＬＤ２から参照レーザ光ＲＬＢ１，ＲＬＢ２を順次出射させると、レーザ光ＬＢ１〜ＬＢ４はビーム結合器２０内でレーザ光ＬＢに結合されて集光ユニット３０に出射される。
【００４１】
一方、図５に示すように、参照レーザ光ＲＬＢ１は、レーザモジュールＬＭ１のミラーＷＳＭを透過した後（図３参照）、レーザ光ＬＢ１と同じ光路を通って偏光ビームスプリッタＰＢＳに入射される。参照レーザ光ＲＬＢ１はレーザ光ＬＢ１と同じ方向に偏向しているため、偏光ビームスプリッタＰＢＳ及び１／４波長板ＱＷＰを透過して、ウインドウ２３に到達する。しかし、参照レーザ光ＲＬＢ１はレーザ光ＬＢ１と波長が異なるため、ウインドウ２３で反射されて、１／４波長板ＱＷＰを透過して偏光ビームスプリッタＰＢＳに入射される。このように、参照レーザ光ＲＬＢ１は、偏光ビームスプリッタＰＢＳに２回入射されるが、途中の光路で、１／４波長板ＱＷＰを２回透過しているため、その偏光方向は９０°回転している。従って、ウインドウ２３で反射された参照レーザ光ＲＬＢ１は、偏光ビームスプリッタＰＢＳで反射されてミラーＭ３に向かう。
【００４２】
ここで、図６，７に示すように、参照レーザ光ＲＬＢ１の大部分、例えば８０％は、ミラーＭ３の端部に入射されて、レーザ光入射部ＬＩ３からレーザモジュールＬＭ３内に入射される。ミラーＭ３の近傍を通過した参照レーザ光ＲＬＢ１の残部、例えば２０％は、ミラーＭ４でさらに反射されてレーザ光入射部ＬＩ４からレーザモジュールＬＭ４内に入射される。なお、偏光ビームスプリッタＰＢＳで反射されてレーザモジュールＬＭ３内に入射される参照レーザ光ＲＬＢ１の光路は、レーザ光ＬＢ３の光路と同じであり、偏光ビームスプリッタＰＢＳで反射されてレーザモジュールＬＭ４内に入射される参照レーザ光ＲＬＢ１の光路は、レーザ光ＬＢ４の光路と同じである。なお、参照レーザ光ＲＬＢ１を上記の比率で分配させるために、参照レーザ光ＲＬＢ１は、所定の発散角、この場合は、０．８ｍｒａｄの発散角を有している。ただし、発散角は特にこれに限定されず、レーザモジュールＬＭ３，ＬＭ４にそれぞれ入射される参照レーザ光ＲＬＢ１の光量比に応じて適宜変更されうる。
【００４３】
また、図示しないが、上記と同様に、参照レーザ光ＲＬＢ２は、ミラーＷＳＭを透過した後、レーザ光ＬＢ２と同じ光路を通って偏光ビームスプリッタＰＢＳに入射された後、ウインドウ２３及び偏光ビームスプリッタＰＢＳで反射される。
【００４４】
ここで、参照レーザ光ＲＬＢ２の２０％は、ミラーＭ３の端部に入射されて、一部がレーザ光入射部ＬＩ３からレーザモジュールＬＭ３内に入射される。ミラーＭ３の近傍を通過した参照レーザ光ＲＬＢ２の残り８０％は、ミラーＭ４でさらに反射されてレーザ光入射部ＬＩ４からレーザモジュールＬＭ４内に入射される。なお、偏光ビームスプリッタＰＢＳで反射されてレーザモジュールＬＭ３内に入射される参照レーザ光ＲＬＢ２の光路は、レーザ光ＬＢ３の光路と同じであり、偏光ビームスプリッタＰＢＳで反射されてレーザモジュールＬＭ４内に入射される参照レーザ光ＲＬＢ２の光路は、レーザ光ＬＢ４の光路と同じである。なお、参照レーザ光ＲＬＢ２を上記の比率で分配させるために、参照レーザ光ＲＬＢ２は、所定の発散角を有しており、この値は、レーザモジュールＬＭ３，ＬＭ４にそれぞれ入射される参照レーザ光ＲＬＢ２の光量比に応じて適宜変更されうる。
【００４５】
図４に示すように、フォトダイオードＰＤ１は、レーザ光入射部ＬＩ３からレーザモジュールＬＭ３内に入射された参照レーザ光ＲＬＢ１，ＲＬＢ２の反射戻り光を受光可能な位置に配置されている。同様に、フォトダイオードＰＤ２は、レーザ光入射部ＬＩ４からレーザモジュールＬＭ４内に入射された参照レーザ光ＲＬＢ１，ＲＬＢ２の反射戻り光を受光可能な位置に配置されている。なお、フォトダイオードＰＤ１，ＰＤ２はともに同じ受光性能を有している。例えば、同じ半導体材料からなる同じサイズのフォトダイオードである。
【００４６】
従って、レーザモジュールＬＭ１の第１参照レーザ光源ＲＬＤ１から参照レーザ光ＲＬＢ１が出射されると、ビーム結合器２０のウインドウ２３に反射された参照レーザ光ＲＬＢ１の反射戻り光が、レーザモジュールＬＭ３内のフォトダイオードＰＤ１とレーザモジュールＬＭ４内のフォトダイオードＰＤ２にそれぞれ所定の第１比率、この場合は８０：２０で受光され、フォトダイオードＰＤ１，ＰＤ２からそれぞれ出力信号が出力されて制御部６０に送られる。
【００４７】
同様に、レーザモジュールＬＭ２の第２参照レーザ光源ＲＬＤ２から参照レーザ光ＲＬＢ２が出射されると、ビーム結合器２０のウインドウ２３に反射された参照レーザ光ＲＬＢ２の反射戻り光が、レーザモジュールＬＭ３内のフォトダイオードＰＤ１とレーザモジュールＬＭ４内のフォトダイオードＰＤ２にそれぞれ所定の第２比率、この場合は２０：８０で受光され、フォトダイオードＰＤ１，ＰＤ２からそれぞれ出力信号が出力されて制御部６０に送られる。
【００４８】
制御部６０では、レーザ発振器１０の光軸ずれが無い場合の、参照レーザ光ＲＬＢ１に基づくフォトダイオードＰＤ１，ＰＤ２の出力信号と、参照レーザ光ＲＬＢ２に基づくフォトダイオードＰＤ１，ＰＤ２の出力信号をそれぞれ記憶しており、実際に測定されたフォトダイオードＰＤ１，ＰＤ２の出力信号が記憶された値から所定値を越えて外れていると、いずれかの箇所でレーザ発振器１０の光軸ずれが発生していると判定される。これについては、後で詳述する。
【００４９】
なお、本実施形態では、ビーム結合器２０における、ウインドウ２３及び偏光ブームスプリッタＰＢＳで反射された参照レーザ光ＲＬＢ１のうち、８０％がミラーＭ３で反射され、２０％がミラーＭ３の近傍を通過してミラーＭ４で反射されるようにしたが、特にこれに限定されず、この光量比は適宜変更しうる。同様に、ウインドウ２３及び偏光ブームスプリッタＰＢＳで反射された参照レーザ光ＲＬＢ２のうち、２０％がミラーＭ３で反射され、８０％がミラーＭ３の近傍を通過してミラーＭ４で反射されるようにしたが、特にこれに限定されず、これらの光量比は適宜変更しうる。
【００５０】
［レーザ発振器の点検手順］
図８は、レーザ発振器の光軸ずれを点検する手順のフローチャートを示し、図９は、レーザ発振器の光軸ずれの判定結果の一例を示す。
【００５１】
まず、レーザモジュールＬＭ１の第１参照レーザ光源ＲＬＤ１を駆動して参照レーザ光ＲＬＢ１を出射させる（ステップＳ１）。前述したように、参照レーザ光ＲＬＢ１のうち、ビーム結合器２０における、ウインドウ２３及び偏光ブームスプリッタＰＢＳで反射された戻り光の一部がミラーＭ３で反射されてレーザモジュールＬＭ３のフォトダイオードＰＤ１で検出され、戻り光の残部がミラーＭ４で反射されてレーザモジュールＬＭ４のフォトダイオードＰＤ２で検出される（ステップＳ２）。このときのフォトダイオードＰＤ１，ＰＤ２の出力信号はそれぞれ制御部６０に送られる。
【００５２】
次に、レーザモジュールＬＭ２の第２参照レーザ光源ＲＬＤ２を駆動して参照レーザ光ＲＬＢ２を出射させる（ステップＳ３）。前述したように、参照レーザ光ＲＬＢ２のうち、ビーム結合器２０における、ウインドウ２３及び偏光ブームスプリッタＰＢＳで反射された戻り光の一部がミラーＭ３で反射されてレーザモジュールＬＭ３のフォトダイオードＰＤ１で検出され、戻り光の残部がミラーＭ４で反射されてレーザモジュールＬＭ４のフォトダイオードＰＤ２で検出される（ステップＳ４）。このときのフォトダイオードＰＤ１，ＰＤ２の出力信号はそれぞれ制御部６０に送られる。
【００５３】
制御部６０は、ステップＳ２，Ｓ４でそれぞれ検出されたレーザモジュールＬＭ３のフォトダイオードＰＤ１，レーザモジュールＬＭ４のフォトダイオードＰＤ２の出力信号とレーザ光の光軸ずれが無い場合の値とを比較して、レーザ発振器１０に光軸ずれが生じているか否かを判定する（ステップＳ５）。フォトダイオードＰＤ１，ＰＤ２の出力信号は、ステップＳ２では、レーザモジュールＬＭ１の第１参照レーザ光源ＲＬＤ１から出射され、フォトダイオードＰＤ１，ＰＤ２でそれぞれ検出された参照レーザ光ＲＬＢ１の光量に対応し、ステップＳ４では、レーザモジュールＬＭ２の第２参照レーザ光源ＲＬＤ２から出射され、フォトダイオードＰＤ１，ＰＤ２でそれぞれ検出された参照レーザ光ＲＬＢ２の光量に対応している。
【００５４】
ステップＳ５での判定結果が否定的、すなわち、レーザ発振器１０の光軸ずれが無い場合は、点検作業を終了する。一方、ステップＳ５での判定結果が肯定的、すなわち、レーザ発振器１０に光軸ずれが発生している場合は、制御部６０で判定された結果に基づいて光軸ずれの発生箇所を特定するとともに、光軸調整機構２２を用いて、対応箇所の光軸調整を行う（ステップＳ６）。ステップＳ６の終了後は、ステップＳ１に戻って、再度点検作業を行う。なお、ステップＳ６の終了後に点検作業を終了するようにしてもよい。
【００５５】
ここで、光軸ずれの発生箇所を特定する手順について、図９を用いて説明する。なお、光軸ずれが無い場合のフォトダイオードＰＤ１，ＤＰ２の出力信号比は、前述した値である。つまり、参照レーザ光ＲＬＢ１出射時はＰＤ１：ＰＤ２＝８０：２０で、参照レーザ光ＲＬＢ２出射時はＰＤ１：ＰＤ２＝２０：８０である。なお、本実施形態では、フォトダイオードＰＤ１，ＰＤ２の出力信号が予め記憶された値から±１０％を越えている場合（以下、検出結果がＮＧと言うことがある。）に、レーザ発振器１０に光軸ずれが発生していると判定しているが、そのしきい値は特にこの値に限定されない。光軸ずれに対する許容度に応じて適宜変更されうる。
【００５６】
ステップＳ２，Ｓ４でそれぞれ検出されたフォトダイオードＰＤ１，ＰＤ２の出力信号がすべて、予め記憶された値に対し±１０％以下の値であれば（以下、検出結果がＯＫと言うことがある。）、レーザ発振器に光軸ずれはないと判定される。
【００５７】
一方、図９に示すように、検出結果がＮＧの場合の発生パターンに応じて、光軸ずれの発生箇所を特定することができる。例えば、参照レーザ光ＲＬＢ１出射時にフォトダイオードＰＤ１，ＰＤ２の検出結果がＮＧで、参照レーザ光ＲＬＢ２出射時にフォトダイオードＰＤ１，ＰＤ２の検出結果がＯＫであれば、参照レーザ光ＲＬＢ１と同軸に出射されるレーザ光ＬＢ１の光軸ずれがあると判定できる。また、参照レーザ光ＲＬＢ１及び参照レーザ光ＲＬＢ２の出射時にいずれもフォトダイオードＰＤ１の検出結果がＮＧで、フォトダイオードＰＤ２の検出結果がＯＫであれば、フォトダイオードＰＤ１への入射光の光軸ずれ、つまり、当該入射光と同じ光軸で出射されるレーザ光ＬＢ３の光軸ずれがあると判定できる。
【００５８】
また、このように光軸ずれの発生箇所が特定された場合に調整を行う光軸調整機構２２として、図１０Ａ，１０Ｂに示すようなミラー２２ａや平行平板状の光学部材２２ｂを用いることができる。なお、図２に示すように、光軸調整機構２２は、ビーム結合器２０内で、レーザ光入射部ＬＩ１〜ＬＩ４の近傍にそれぞれ設けられている。
【００５９】
図１０Ａは、光軸調整機構の一例の模式図を、図１０Ｂは、光軸調整機構の別の一例の模式図をそれぞれ示す。
【００６０】
図１０Ａに示すように、光軸調整機構２２として、レーザ光ＬＢ１及び参照レーザ光ＲＬＢ１の光路から所定の間隔をあけてミラー２２ａが対向して配置されており、レーザ光ＬＢ１及び参照レーザ光ＲＬＢ１は、その光軸が所定の範囲から外れるとミラー２２ａに入射するように構成されている。また、ミラー２２ａはそれぞれ回転調整可能に構成されており、ミラー２２ａに入射した参照レーザ光ＲＬＢ１の光軸が正常な方向を向くように、回転角度が調整される。また、図１０Ｂに示すように、レーザ光ＬＢ１〜ＬＢ４及び参照レーザ光ＲＬＢ１．ＲＬＢ２に対して透明な平行平板状の光学部材２２ｂを、レーザ光ＬＢ１及び参照レーザ光ＲＬＢ１の光路に対して挿入可能に設けるようにしてもよい。光学部材２２ｂの屈折率や光路に対する光学部材２２ｂの厚みを設定し、さらに光路上に配置する光学部材２２ｂの個数等を調整することで参照レーザ光ＲＬＢ１の光軸のシフト量を変更することができる。また、このシフト量に基づいて、レーザ光ＬＢ１の光軸のシフト量を決めることができる。なお、光軸調整機構２２の構成は特にこれらに限られず、別の構成を用いてもよい。また、図１０Ａに示す構成と図１０Ｂに示す構成とを組み合わせて用いるようにしてもよい。
【００６１】
なお、実際にレーザ加工に使用されるレーザ光ＬＢ１〜ＬＢ４は出力が大きいため、レーザ光の出射を伴う光軸調整作業は、参照レーザ光ＲＬＢ１，ＲＬＢ２をそれぞれ出射して、フォトダイオードＰＤ１，ＰＤ２で反射戻り光を検出し、その出力信号を見ながら行う。
【００６２】
なお、レーザモジュールＬＭ１とレーザモジュールＬＭ３とでレーザ発振器１０が構成される場合には、上記に示す構成を用いて、レーザモジュールＬＭ１の第１参照レーザ光源ＲＬＤ１から参照レーザ光ＲＬＢ１を出射させ、第１参照レーザ光源ＲＬＤ１から出射され、レーザモジュールＬＭ１から出射されたレーザ光ＬＢ１と同じ光路を通ってビーム結合器２０のウインドウ２３で反射された参照レーザ光ＲＬＢ１をレーザモジュールＬＭ３のフォトダイオードＰＤ１で受光することで、フォトダイオードＰＤ１で受光された参照レーザ光ＲＬＢ１の光量に基づいて、レーザ光ＬＢ１及びＬＢ３における光軸ずれの有無を検出することができる。また、この場合は、ビーム結合器２０における、ウインドウ２３で反射された参照レーザ光ＲＬＢ１がミラーＭ３で１００％反射されて、レーザモジュールＬＭ３のフォトダイオードＰＤ１に入射されるような構成を採ることもできる。
【００６３】
ただし、上記の場合には、レーザ光ＬＢ１で光軸ずれが起こっているのか、レーザ光ＬＢ３で光軸ずれが起こっているのかの区別がつかないため、集光ユニット３０あるいは伝送ファイバ４０の出射端近傍に光出力モニター（図示せず）を別途設け、レーザ光ＬＢ１やＬＢ３の光量を見て光軸の補足調整を行ってもよい。
【００６４】
［効果等］
以上説明したように、本実施形態に係るレーザ発振器１０は、レーザ光ＬＢ１〜ＬＢ４をそれぞれ出射する複数のレーザモジュールＬＭ１〜ＬＭ４と、複数のレーザモジュールＬＭ１〜ＬＭ４から出射された複数のレーザ光ＬＢ１〜ＬＢ４を結合して結合レーザ光ＬＢとして出射するビーム結合器２０と、ビーム結合器２０から出射された結合レーザ光ＬＢを所定の倍率で縮小して集光する集光ユニット３０と、を備えている。
【００６５】
複数のレーザモジュールＬＭ１〜ＬＭ４は、レーザ光ＬＢ１〜ＬＢ４と波長の異なる一方、偏光方向が同じである参照レーザ光ＲＬＢ１を出射する第１参照レーザ光源ＲＬＤ１が設けられたレーザモジュールＬＭ１と、参照レーザ光ＲＬＢ１を受光する第１光検出器であるフォトダイオードＰＤ１が設けられたレーザモジュールＬＭ３と、を含んでいる。
【００６６】
ビーム結合器２０は、第１及び第３レーザモジュールＬＭ１，ＬＭ３からそれぞれ出射されたレーザ光ＬＢ１，ＬＢ３を光軸が同じになるように偏波結合する偏光ビームスプリッタＰＢＳと、レーザ光ＬＢ１〜ＬＢ４を透過する一方、参照レーザ光ＲＬＢ１を反射する波長選択ミラーであるウインドウ２３を有するレーザ光出射部ＬＯと、偏光ビームスプリッタＰＢＳとレーザ光出射部ＬＯとの間に配置された１／４波長板ＱＷＰと、を有している。
【００６７】
レーザモジュールＬＭ１から出射されたレーザ光ＬＢ１と同じ光路を通って偏光ビームスプリッタＰＢＳを透過した参照レーザ光ＲＬＢ１は、ウインドウ２３で反射されてレーザモジュールＬＭ３内のフォトダイオードＰＤ１で受光され、フォトダイオードＰＤ１で受光された参照レーザ光ＲＬＢ１の光量に基づいてレーザモジュールＬＭ１，ＬＭ３からそれぞれ出射されたレーザ光ＬＢ１，ＬＢ３の光軸ずれを検出するように構成されている。
【００６８】
レーザ発振器１０をこのように構成することで、レーザ光ＬＢ１と同じ光路を通る参照レーザ光ＲＬＢ１がウインドウ２３で反射された戻り光の光量に基づいて、２つのレーザモジュールＬＭ１，ＬＭ３からそれぞれ出射されたレーザ光ＬＢ１，ＬＢ３に関し、少なくともいずれか一方で光軸がずれているか否かを簡便かつ高精度に検出することができる。また、出力の大きいレーザ光ＬＢ１，ＬＢ３を出射させること無く、それらの光軸ずれの有無を検出できるため、レーザ発振器１０の点検作業を安全に行うことができる。また、レーザ光ＬＢ１，ＬＢ３を光軸が同じになるように偏波結合するため、結合レーザ光ＬＢのビーム品質を向上させることができる。
【００６９】
また、複数のレーザモジュールＬＭ１〜ＬＭ４は、参照レーザ光ＲＬＢ２を出射する第２参照レーザ光源ＲＬＤ２が設けられたレーザモジュールＬＭ２と、参照レーザ光ＲＬＢ２を受光する第２光検出器であるフォトダイオードＰＤ２が設けられたレーザモジュールＬＭ４と、をさらに含んでいる。
【００７０】
偏光ビームスプリッタＰＢＳは、レーザモジュールＬＭ２，ＬＭ４からそれぞれ出射されたレーザ光ＬＢ２，ＬＢ４を光軸が同じになるように偏波結合する。第１参照レーザ光源ＲＬＤ１から出射されて、レーザモジュールＬＭ１から出射されたレーザ光ＬＢ１と同じ光路を通って偏光ビームスプリッタＰＢＳを透過した参照レーザ光ＲＬＢ１は、波長選択ミラーであるウインドウ２３で反射されて、一部がレーザモジュールＬＭ３内のフォトダイオードＰＤ１に、残部がレーザモジュールＬＭ４内のフォトダイオードＰＤ２にそれぞれ入射される。第２参照レーザ光源ＲＬＤ２から出射されて、レーザモジュールＬＭ２から出射されたレーザ光ＬＢ２と同じ光路を通って偏光ビームスプリッタＰＢＳを透過した参照レーザ光ＲＬＢ２は、波長選択ミラーであるウインドウ２３で反射されて、一部がレーザモジュールＬＭ３内のフォトダイオードＰＤ１に、残部がレーザモジュールＬＭ４内のフォトダイオードＰＤ２にそれぞれ入射される。
【００７１】
第１参照レーザ光源ＲＬＤ１から出射されフォトダイオードＰＤ１，ＰＤ２でそれぞれ受光された参照レーザ光ＲＬＢ１の光量と、第２参照レーザ光源ＲＬＤ２から出射されフォトダイオードＰＤ１，ＰＤ２でそれぞれ受光された参照レーザ光ＲＬＢ２の光量とに基づいて、レーザモジュールＬＭ１〜ＬＭ４からそれぞれ出射されたレーザ光ＬＢ１〜ＬＢ４の光軸ずれの有無を検出するように構成されている。
【００７２】
レーザ発振器１０をこのように構成することで、レーザ光ＬＢ１と同じ光路を通る参照レーザ光ＲＬＢ１がウインドウ２３で反射された戻り光の光量及びレーザ光ＬＢ２と同じ光路を通る参照レーザ光ＲＬＢ２がウインドウ２３で反射された戻り光の光量に基づいて、４つのレーザモジュールＬＭ１〜ＬＭ４からそれぞれ出射されたレーザ光ＬＢ１〜ＬＢ４に関し、どのレーザ光で光軸ずれが発生しているのかを簡便かつ高精度に検出することができる。また、出力の大きいレーザ光ＬＢ１〜ＬＢ４を出射させること無く、それらの光軸ずれの有無を検出できるため、レーザ発振器１０の点検作業を安全に行うことができる。また、レーザ光ＬＢ１，ＬＢ３を光軸が同じになるように、かつレーザ光ＬＢ２，ＬＢ４を光軸が同じになるようにそれぞれ偏波結合するため、レーザ光ＬＢ１〜ＬＢ４が結合された結合レーザ光ＬＢのビーム品質を向上させることができる。
【００７３】
また、本実施形態のレーザ発振器１０において、ビーム結合器２０は、複数のレーザモジュールＬＭ１〜ＬＭ４からそれぞれ出射されたレーザ光ＬＢ１〜ＬＢ４が入射される複数のレーザ光入射部ＬＩ１〜ＬＩ４を有している。レーザ光入射部ＬＩ１〜ＬＩ４のそれぞれの近傍に、レーザ光ＬＢ１〜ＬＢ４の光軸を調整するための光軸調整機構２２が設けられている。
【００７４】
レーザ発振器１０をこのようにすることで、レーザ光ＬＢ１〜ＬＢ４のいずれかに光軸ずれが有る場合、その調整を簡便に行うことができる。
【００７５】
また、参照レーザ光ＲＬＢ１，ＲＬＢ２を用いて、レーザ光ＬＢ１〜ＬＢ４の光軸調整を行うことで、出力の大きいレーザ光ＬＢ１〜ＬＢ４を出射させること無く、光軸調整作業を安全に行うことができる。
【００７６】
複数のレーザモジュールＬＭ１〜ＬＭ４は、それぞれ、互いに波長の異なるレーザ光を発する複数のレーザバーＬＤＢと、複数のレーザバーＬＤＢからそれぞれ出射されたレーザ光を光軸が同じになるように結合する回折格子（波長結合光学系）ＤＦＰとを有していてもよい。
【００７７】
レーザモジュールＬＭ１〜ＬＭ４をこのようなＤＤＬ発振器として構成することで、レーザ発振器１０を小型化でき、例えば、工場内でレーザ発振器１０を簡便に移動させることができる。
【００７８】
また、本実施形態に係るレーザ加工装置１００は、上記のレーザ発振器１０と、レーザ発振器１０に接続され、レーザ発振器１０から出射された結合レーザ光ＬＢを導光する伝送ファイバ４０と、伝送ファイバ４０の出射端に取付けられたレーザ光出射ヘッド５０と、を少なくとも備えている。
【００７９】
レーザ加工装置１００をこのように構成することで、結合レーザ光ＬＢのビーム品質を維持でき、加工品質を向上させることができる。また、工場内でレーザ発振器１０を移動させた場合にも、結合レーザ光ＬＢのビーム品質が低下するのを簡便に防止でき、加工品質の維持・向上が図れる。
【００８０】
また、本実施形態のレーザ発振器１０の点検方法は、第１参照レーザ光源ＲＬＤ１から参照レーザ光ＲＬＢ１を出射させるステップと、第１参照レーザ光源ＲＬＤ１から出射され、レーザモジュールＬＭ１から出射されたレーザ光ＬＢ１と同じ光路を通ってウインドウ２３で反射された参照レーザ光ＲＬＢ１をフォトダイオードＰＤ１で受光するステップと、フォトダイオードＰＤ１で受光された参照レーザ光ＲＬＢ１の光量に基づいてレーザモジュールＬＭ１，ＬＭ３からそれぞれ出射されたレーザ光ＬＢ１，ＬＢ３の光軸ずれを検出するステップと、を備えている。
【００８１】
この方法によれば、レーザ光ＬＢ１と同じ光路を通る参照レーザ光ＲＬＢ１がウインドウ２３で反射された戻り光の光量に基づいて、２つのレーザモジュールＬＭ１，ＬＭ３からそれぞれ出射されたレーザ光ＬＢ１，ＬＢ３に関し、少なくともいずれか一方で光軸がずれているか否かを簡便かつ高精度に検出することができる。また、出力の大きいレーザ光ＬＢ１，ＬＢ３を出射させること無く、それらの光軸ずれの有無を検出できるため、レーザ発振器１０の点検作業を安全に行うことができる。
【００８２】
また、本実施形態に係るレーザ発振器の別の点検方法は、第１参照レーザ光源ＲＬＤ１から参照レーザ光ＲＬＢ１を出射させるステップと、第１参照レーザ光源ＲＬＤ１から出射され、レーザモジュールＬＭ１から出射されたレーザ光ＬＢ１と同じ光路を通ってウインドウ２３で反射された参照レーザ光ＲＬＢ１をフォトダイオードＰＤ１，ＰＤ２でそれぞれ受光するステップと、第２参照レーザ光源ＲＬＤ２から参照レーザ光ＲＬＢ２を出射させるステップと、第２参照レーザ光源ＲＬＤ２から出射され、レーザモジュールＬＭ２から出射されたレーザ光ＬＢ２と同じ光路を通ってウインドウ２３で反射された参照レーザ光ＲＬＢ２をフォトダイオードＰＤ１，ＰＤ２でそれぞれ受光するステップと、第１参照レーザ光源ＲＬＤ１から出射されフォトダイオードＰＤ１，ＰＤ２で受光された参照レーザ光ＲＬＢ１の光量と、第２参照レーザ光源ＲＬＤ２から出射されフォトダイオードＰＤ１，ＰＤ２で受光された参照レーザ光ＲＬＢ２の光量とに基づいて、レーザモジュールＬＭ１〜ＬＭ４からそれぞれ出射されたレーザ光ＬＢ１〜ＬＢ４の光軸ずれの発生箇所を特定するステップと、を備えている。
【００８３】
この方法によれば、レーザ光ＬＢ１と同じ光路を通る参照レーザ光ＲＬＢ１がウインドウ２３で反射された戻り光の光量及びレーザ光ＬＢ２と同じ光路を通る参照レーザ光ＲＬＢ２がウインドウ２３で反射された戻り光の光量に基づいて、４つのレーザモジュールＬＭ１〜ＬＭ４からそれぞれ出射されたレーザ光ＬＢ１〜ＬＢ４に関し、どのレーザ光で光軸ずれが発生しているのかを簡便かつ高精度に検出することができる。また、出力の大きいレーザ光ＬＢ１〜ＬＢ４を出射させること無く、それらの光軸ずれの有無を検出できるため、レーザ発振器１０の点検作業を安全に行うことができる。
【００８４】
＜変形例＞
図１１は、本変形例に係るレーザモジュールの内部構成の模式図を示し、具体的には、参照レーザ光源ＲＬＤ１が内部に設けられたレーザモジュールＬＭ１の構成を示している。図１２は、別のレーザモジュールの内部構成の模式図を示し、具体的には、フォトダイオードＰＤ１が内部に設けられたレーザモジュールＬＭ３の構成を示している。なお、説明の便宜上、図１１，１２において、レーザモジュールＬＭ１，ＬＭ３の筐体の図示を省略している。
【００８５】
図１１に示すように、参照レーザ光ＲＬＢ１の光軸とレーザ光ＬＢ１との光軸を同じにするために、参照レーザ光ＲＬＢ１を反射する一方、レーザ光ＬＢ１を透過する波長選択ミラーＭＹを用いるようにしてもよい。また、この構成であれば、レーザモジュールＬＭ１内のレーザ光源が１つの場合にも簡便にレーザ光ＬＢ１と参照レーザ光ＲＬＢ１の光軸を同じにすることができる。
【００８６】
図１２に示すように、参照レーザ光ＲＬＢ１の反射戻り光の光軸とレーザ光ＬＢ３との光軸を同じにするために、参照レーザ光ＲＬＢ１を反射する一方、レーザ光ＬＢ３を透過する波長選択ミラーＭＹを用いるようにしてもよい。図１１に示す構成と同様に、レーザモジュールＬＭ３内のレーザ光源が１つの場合にも簡便にレーザ光ＬＢ３と参照レーザ光ＲＬＢ１の光軸を同じにすることができ、また、フォトダイオードＰＤ１で容易に戻り光を検出することができる。
【００８７】
（その他の実施形態）
なお、上記実施形態において、４つのレーザモジュールＬＭ１〜ＬＭ４でレーザ発振器１０を構成しているが、特にこれに限定されない。レーザモジュールの搭載個数は、レーザ発振器１０やレーザ加工装置１００に要求される出力仕様に応じて適宜変更されうる。また、その場合、光軸が同じになるように偏波結合されるレーザモジュールの組のうち一方に、レーザモジュールから出射されるレーザ光と同じ光路を通る参照レーザ光ＲＬＢ１を出射する第１参照レーザ光源ＲＬＤ１を設け、他方に、ウインドウで反射された参照レーザ光ＲＬＢ１を受光する第１検出器であるフォトダイオードＰＤ１を設けることで、これらのレーザモジュールの組における光軸ずれの有無を簡便かつ高精度に検出することができる。
【産業上の利用可能性】
【００８８】
本発明に係るレーザ発振器は、内部での光軸ずれの有無を簡便かつ高精度に検出できるため、レーザ加工装置に適用する上で有用である。
【符号の説明】
【００８９】
１０      レーザ発振器
２０      ビーム結合器
２２      光軸調整機構
２３      ウインドウ（波長選択ミラー）
３０      ビーム結合器
４０      伝送ファイバ
５０      レーザ光出射ヘッド
６０      制御部
７０      電源
８０      表示部
１００    レーザ加工装置
ＬＭ１〜ＬＭ４  レーザモジュール
ＬＢ１〜ＬＢ４  レーザ光
ＬＢ      結合レーザ光
ＬＤＢ    レーザバー
ＤＦＰ    回折格子（波長結合光学系）
ＷＳＭ、ＭＹ    ミラー（波長選択ミラー）
ＬＩ１〜ＬＩ４  レーザ光入射部
ＬＯ      レーザ光出射部
Ｍ１〜Ｍ４  ミラー
ＨＷＰ    １／２波長板
ＰＢＳ    偏光ビームスプリッタ
ＱＷＰ    １／４波長板
ＰＤ１    フォトダイオード（第１光検出器）
ＰＤ２    フォトダイオード（第２光検出器）
ＲＬＤ１  第１参照レーザ光源
ＲＬＤ２  第２参照レーザ光源
ＲＬＢ１，ＲＬＢ２  参照レーザ光
【図１】
2019192757.tif 000003
【図２】
2019192757.tif 000004
【図３】
2019192757.tif 000005
【図４】
2019192757.tif 000006
【図５】
2019192757.tif 000007
【図６】
2019192757.tif 000008
【図７】
2019192757.tif 000009
【図８】
2019192757.tif 000010
【図９】
2019192757.tif 000011
【図１０Ａ】
2019192757.tif 000012
【図１０Ｂ】
2019192757.tif 000013
【図１１】
2019192757.tif 000014
【図１２】
2019192757.tif 000015