特許 6306938 レーザ装置およびレーザ光の制御方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6306938

(24)【登録日】2018年3月16日

(45)【発行日】2018年4月4日

(54)【発明の名称】レーザ装置およびレーザ光の制御方法

(51)【国際特許分類】

   B23K 26/00 20140101AFI20180326BHJP

   B23K 26/066 20140101ALI20180326BHJP

   B23K 26/067 20060101ALI20180326BHJP

   H01S 3/131 20060101ALI20180326BHJP

【ＦＩ】

   B23K26/00 M

   B23K26/066

   B23K26/067

   H01S3/131

【請求項の数】6

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2014-101001(P2014-101001)

(22)【出願日】2014年5月15日

(65)【公開番号】特開2015-217402(P2015-217402A)

(43)【公開日】2015年12月7日

【審査請求日】2017年3月3日

(73)【特許権者】

【識別番号】000004547

【氏名又は名称】日本特殊陶業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000028

【氏名又は名称】特許業務法人明成国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】山本 洋樹

(72)【発明者】

【氏名】村田 徹

【審査官】 竹下 和志

(56)【参考文献】

【文献】 特開昭６２−３２６７４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−１８８３６８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−５１８５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２３Ｋ ２６／００ − ２６／７０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

レーザ光を発生させるレーザ発振器と、
前記レーザ発振器から到達した前記レーザ光を外部に供給する供給部と、
前記レーザ発振器から到達した前記レーザ光の総エネルギ量に応じた電気信号を出力する受光素子と、
前記受光素子から出力される前記電気信号に基づいて、前記レーザ発振器から発生する前記レーザ光の強度を制御する制御部と、を備えるレーザ装置であって、
更に、前記レーザ発振器から前記供給部および前記受光素子に至る前記レーザ光の光路に設けられ、前記供給部および前記受光素子へと前記レーザ光が到達する前に、前記レーザ光の外周部分を遮蔽する遮蔽部を、備え、
前記レーザ発振器から前記受光素子に至る光路長は、前記レーザ発振器から前記供給部に至る光路長と同一であることを特徴とするレーザ装置。

【請求項2】

請求項１に記載のレーザ装置であって、
前記供給部は複数であり、
更に、前記レーザ光を前記複数の供給部へと分岐するハーフミラーを備えるレーザ装置。

【請求項3】

請求項１または請求項２に記載のレーザ装置であって、
更に、前記レーザ光を前記供給部および前記受光素子へと分岐するビームスプリッタを備え、
前記遮蔽部は、
前記ビームスプリッタから前記供給部に至る光路に設けられた第１の遮蔽部と、
前記ビームスプリッタから前記受光素子に至る光路に設けられた第２の遮蔽部と
を含む、レーザ装置。

【請求項4】

請求項１から請求項３までのいずれか一項に記載のレーザ装置であって、
更に、前記レーザ光を前記供給部および前記受光素子へと分岐するビームスプリッタを備え、
前記遮蔽部は、前記レーザ発振器から前記ビームスプリッタに至る光路に設けられた、レーザ装置。

【請求項5】

請求項１から請求項４までのいずれか一項に記載のレーザ装置であって、更に、
前記レーザ発振器から発生する前記レーザ光の断面強度分布を測定する分布測定部と、
前記分布測定部によって測定された前記断面強度分布に基づいて、前記遮蔽部によって遮蔽される前記レーザ光における前記外周部分の面積を調整する遮蔽調整部と
を備えるレーザ装置。

【請求項6】

レーザ発振器からレーザ光を発生させ、
前記レーザ発振器から到達した前記レーザ光を、供給部を介して外部に供給し、
前記レーザ発振器から到達した前記レーザ光の総エネルギ量に応じて受光素子から出力される電気信号に基づいて、前記レーザ発振器から発生する前記レーザ光の強度を制御する、レーザ光の制御方法であって、
前記レーザ発振器から前記供給部および前記受光素子に至る前記レーザ光の光路において、前記供給部および前記受光素子へと前記レーザ光が到達する前に、前記レーザ光の外周部分を遮蔽し、
前記レーザ発振器から前記受光素子に至る光路長は、前記レーザ発振器から前記供給部に至る光路長と同一であることを特徴とする、レーザ光の制御方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、レーザ装置に関する。

【背景技術】

【0002】

レーザ光を生成するレーザ装置は、レーザ光を発生させるレーザ発振器と、レーザ発振器から到達したレーザ光を外部に供給する供給部とを備える。レーザ装置から外部に供給されるレーザ光は、例えば、溶接および切削などの加工に用いられる。特許文献１には、レーザ装置から外部に供給されるレーザ光の強度を安定させるために、レーザ発振器から供給部に向かうレーザ光の総エネルギ量を測定し、その測定値に応じて、レーザ発振器から発生するレーザ光の強度をフィードバック制御する技術が記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開平５−１６９２８４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１の技術では、レーザ光における中心部分から外周部分にわたる断面強度分布が変動することについて考慮されていないという課題があった。そのため、特許文献１の技術では、レーザ光の断面強度分布が変動した場合、レーザ光の総エネルギ量を一定に制御したとしても、レーザ光の中心部分に現れる断面強度分布のピーク値が変動することから、レーザ光を用いた加工の仕上がりにバラツキが生じる虞があった。レーザ光における断面強度分布の変動は、例えば、レーザ発振器がＹＡＧレーザ発振器である場合、ＹＡＧロッドにおける熱レンズ効果に起因して発生する。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであり、以下の形態として実現することが可能である。

【0006】

（１）本発明の一形態によれば、レーザ光を発生させるレーザ発振器と；前記レーザ発振器から到達した前記レーザ光を外部に供給する供給部と；前記レーザ発振器から到達した前記レーザ光の総エネルギ量に応じた電気信号を出力する受光素子と；前記受光素子から出力される前記電気信号に基づいて、前記レーザ発振器から発生する前記レーザ光の強度を制御する制御部と；を備えるレーザ装置が提供される。このレーザ装置は、更に、前記レーザ発振器から前記供給部および前記受光素子に至る前記レーザ光の光路に設けられ、前記供給部および前記受光素子へと前記レーザ光が到達する前に、前記レーザ光の外周部分を遮蔽する遮蔽部を、備える。この形態によれば、遮蔽部によって外周部分が遮蔽されたレーザ光の総エネルギ量に基づいて、レーザ発振器から発生するレーザ光の強度を制御しながら、遮蔽部によって外周部分が遮蔽されたレーザ光を外部に供給する。そのため、レーザ光の断面強度分布が変動した場合に、レーザ光の中心部分に現れる断面強度分布のピーク値の変動を軽減できる。その結果、レーザ光を用いた加工の仕上がりを安定させることができる。

【0007】

（２）上記形態のレーザ装置において、前記レーザ発振器から前記受光素子に至る光路長は、前記レーザ発振器から前記供給部に至る光路長と同一であってもよい。この形態によれば、受光素子に到達するレーザ光と、供給部から外部に供給されるレーザ光との相関性を向上させることができる。したがって、レーザ光の断面強度分布が変動した場合に、レーザ光の中心部分に現れる断面強度分布のピーク値の変動をいっそう軽減できる。

【0008】

（３）上記形態のレーザ装置において、前記供給部は複数であり、更に、前記レーザ光を前記複数の供給部へと分岐するハーフミラーを備えてもよい。この形態によれば、同じ特性を有する複数のレーザ光を外部に供給できる。

【0009】

（４）上記形態のレーザ装置において、更に、前記レーザ光を前記供給部および前記受光素子へと分岐するビームスプリッタを備え、前記遮蔽部は、前記ビームスプリッタから前記供給部に至る光路に設けられた第１の遮蔽部と、前記ビームスプリッタから前記受光素子に至る光路に設けられた第２の遮蔽部とを含んでもよい。この形態によれば、レーザ発振器からビームスプリッタに至る光路に遮蔽部を設けることなく、レーザ光の中心部分に現れる断面強度分布のピーク値の変動を軽減できる。

【0010】

（５）上記形態のレーザ装置において、更に、前記レーザ光を前記供給部および前記受光素子へと分岐するビームスプリッタを備え、前記遮蔽部は、前記レーザ発振器から前記ビームスプリッタに至る光路に設けられてもよい。この形態によれば、ビームスプリッタから供給部および受光素子に至る光路に遮蔽部を設けることなく、レーザ光の中心部分に現れる断面強度分布のピーク値の変動を軽減できる。

【0011】

（６）上記形態のレーザ装置において、更に、前記レーザ発振器から発生する前記レーザ光の断面強度分布を測定する分布測定部と、前記分布測定部によって測定された前記断面強度分布に基づいて、前記遮蔽部によって遮蔽される前記レーザ光における前記外周部分の面積を調整する遮蔽調整部とを備えてもよい。この形態によれば、遮蔽部によって遮蔽される外周部分の面積をレーザ光の断面強度分布に応じて調整するため、レーザ光の断面強度分布が変動した場合に、レーザ光の中心部分に現れる断面強度分布のピーク値の変動をいっそう軽減できる。

【0012】

（７）本発明の一形態によれば、レーザ発振器からレーザ光を発生させ；前記レーザ発振器から到達した前記レーザ光を、供給部を介して外部に供給し；前記レーザ発振器から到達した前記レーザ光の総エネルギ量に応じて受光素子から出力される電気信号に基づいて、前記レーザ発振器から発生する前記レーザ光の強度を制御する、レーザ光の制御方法が提供される。この制御方法は、前記レーザ発振器から前記供給部および前記受光素子に至る前記レーザ光の光路において、前記供給部および前記受光素子へと前記レーザ光が到達する前に、前記レーザ光の外周部分を遮蔽する。この形態によれば、外周部分が遮蔽されたレーザ光の総エネルギ量に基づいて、レーザ発振器から発生するレーザ光の強度を制御しながら、外周部分が遮蔽されたレーザ光を外部に供給する。そのため、レーザ光の断面強度分布が変動した場合に、レーザ光の中心部分に現れる断面強度分布のピーク値の変動を軽減できる。その結果、レーザ光を用いた加工の仕上がりを安定させることができる。

【0013】

本発明は、レーザ装置およびレーザ光の制御方法以外の種々の形態で実現することも可能である。例えば、レーザ光を制御する制御装置、レーザ光を制御するためのコンピュータプログラム、並びに、そのコンピュータプログラムを記録した一時的でない記録媒体などの形態で実現できる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】レーザ装置の構成を示す説明図である。

【図2】遮蔽部の構成を示す説明図である。

【図3】遮蔽部の断面を示す説明図である。

【図4】制御部が実行するレーザ制御処理を示すフローチャートである。

【図5】レーザ発振器から放出されるレーザ光の断面強度分布の一例を示す説明図である。

【図6】供給部に到達するレーザ光の断面強度分布の一例を示す説明図である。

【図7】第２実施形態におけるレーザ装置の構成を示す説明図である。

【図8】第３実施形態におけるレーザ装置の構成を示す説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

Ａ．第１実施形態
図１は、レーザ装置１０の構成を示す説明図である。レーザ装置１０は、溶接および切削などの加工に用いられるレーザ光を生成する。レーザ装置１０は、レーザ発振器２００と、光路形成部４００と、遮蔽部６１０ａ，６１０ｂ，６１０ｃと、供給部７００ａ，７００ｂと、受光素子８００と、制御部９００とを備える。

【0016】

レーザ装置１０のレーザ発振器２００は、レーザ光を発生させる。本実施形態では、レーザ発振器２００は、ＹＡＧレーザ発振器である。本実施形態では、レーザ発振器２００は、電源回路２１０と、光源２２０と、ＹＡＧロッド２３０と、全反射ミラー２４０と、部分反射ミラー２５０とを備える。

【0017】

レーザ発振器２００の電源回路２１０は、光源２２０に電力を供給することによって、光源２２０を駆動する。レーザ発振器２００の光源２２０は、ＹＡＧロッド２３０を励起させる励起光を、電源回路２１０から供給される電力量に応じた光量で放出する。本実施形態では、光源２２０は、キセノンフラッシュランプである。他の実施形態では、光源２２０は、半導体レーザであってもよい。

【0018】

レーザ発振器２００のＹＡＧロッド２３０は、イットリウム（Ｙ）、アルミニウム（Ａｌ）およびガーネット（Ｇａｒｎｅｔ）を含有する棒状の結晶体である。本実施形態では、ＹＡＧロッド２３０は、イットリウム（Ｙ）の一部をネオジム（Ｎｄ）で置換した結晶体である。ＹＡＧロッド２３０は、光源２２０からの励起光に基づいてレーザ光を発生させる。ＹＡＧロッド２３０で発生するレーザ光は、ＹＡＧロッド２３０を挟む全反射ミラー２４０と部分反射ミラー２５０との間で反射を繰り返すことによって増幅され、部分反射ミラー２５０から放出される。部分反射ミラー２５０から放出されたレーザ光は、光路形成部４００を介して供給部７００ａ，７００ｂおよび受光素子８００へと進む。

【0019】

レーザ装置１０の光路形成部４００は、レーザ発振器２００から供給部７００ａ，７００ｂおよび受光素子８００に至るレーザ光の光路ＬＰを形成する。本実施形態では、光路形成部４００は、全反射ミラー４１０と、全反射ミラー４２０と、ビームスプリッタ４３０と、ハーフミラー４４０と、全反射ミラー４５０と、全反射ミラー４６０とを備える。

【0020】

光路形成部４００の全反射ミラー４１０は、レーザ発振器２００から到達したレーザ光を全反射ミラー４２０へと反射させる。光路形成部４００の全反射ミラー４２０は、全反射ミラー４２０から到達したレーザ光をビームスプリッタ４３０へと反射させる。光路形成部４００のビームスプリッタ４３０は、全反射ミラー４２０から到達したレーザ光を２つに分け、一方のレーザ光をハーフミラー４４０へと透過させ、他方のレーザ光を全反射ミラー４６０へと反射させる。

【0021】

光路形成部４００のハーフミラー４４０は、ビームスプリッタ４３０から到達したレーザ光を均等に２つに分け、一方のレーザ光を供給部７００ａへと透過させ、他方のレーザ光を全反射ミラー４５０へと反射させる。光路形成部４００の全反射ミラー４５０は、ハーフミラー４４０から到達したレーザ光を供給部７００ｂへと反射させる。光路形成部４００の全反射ミラー４６０は、ビームスプリッタ４３０から到達したレーザ光を受光素子８００へと反射させる。

【0022】

本実施形態では、レーザ光の光路ＬＰは、光路ＬＰ１〜ＬＰ９を含む。光路ＬＰ１は、レーザ発振器２００から全反射ミラー４１０に至る。光路ＬＰ２は、全反射ミラー４１０から全反射ミラー４２０に至る。光路ＬＰ３は、全反射ミラー４２０からビームスプリッタ４３０に至る。光路ＬＰ４は、ビームスプリッタ４３０からハーフミラー４４０に至る。光路ＬＰ５は、ハーフミラー４４０から供給部７００ａに至る。光路ＬＰ６は、ハーフミラー４４０から全反射ミラー４５０に至る。光路ＬＰ７は、全反射ミラー４５０から供給部７００ｂに至る。光路ＬＰ８は、ビームスプリッタ４３０から全反射ミラー４６０に至る。光路ＬＰ９は、全反射ミラー４６０から受光素子８００に至る。

【0023】

本実施形態では、光路ＬＰ８の長さと光路ＬＰ９の長さとを足し合わせた長さは、光路ＬＰ４の長さと光路ＬＰ５の長さとを足し合わせた長さに等しい。そのため、レーザ発振器２００から受光素子８００に至る光路長は、レーザ発振器２００から供給部７００ａに至る光路長と同一である。

【0024】

本実施形態では、光路ＬＰ５の長さは、光路ＬＰ６の長さと光路ＬＰ７の長さとを足し合わせた長さに等しい。そのため、レーザ発振器２００から供給部７００ａに至る光路長は、レーザ発振器２００から供給部７００ｂに至る光路長と同一である。

【0025】

レーザ装置１０の遮蔽部６１０ａ，６１０ｂ，６１０ｃは、光路ＬＰに設けられ、供給部７００ａ，７００ｂおよび受光素子８００へとレーザ光が到達する前に、レーザ光の一部を遮蔽する。本実施形態では、遮蔽部６１０ａは、光路ＬＰ５における供給部７００ａの手前に設けられた第１の遮蔽部である。本実施形態では、遮蔽部６１０ｂは、光路ＬＰ７における供給部７００ｂの手前に設けられた第１の遮蔽部である。本実施形態では、遮蔽部６１０ｃは、光路ＬＰ９における受光素子８００の手前に設けられた第２の遮蔽部である。

【0026】

本実施形態では、レーザ発振器２００から遮蔽部６１０ａ，６１０ｂ，６１０ｃの各々に至る光路長は、それぞれ等しい。本実施形態では、遮蔽部６１０ａ，６１０ｂ，６１０ｃの構成は、それぞれ同一である。本実施形態の説明では、遮蔽部を総称する場合、符号「６１０」を使用し、遮蔽部の各々を特定する場合、符号「６１０ａ」、「６１０ｂ」および「６１０ｃ」を使用する。

【0027】

図２は、遮蔽部６１０の構成を示す説明図である。図３は、遮蔽部６１０の断面を示す説明図である。図３には、図２の矢視Ｆ３−Ｆ３から見た遮蔽部６１０の断面が図示されている。

【0028】

遮蔽部６１０は、アパーチャとも呼ばれ、遮蔽面６１２と、開口６１４とを有する。遮蔽部６１０の遮蔽面６１２は、レーザ発振器２００から到達したレーザ光の外周Ｌｏｄより大きな板状を成し、レーザ光における外周部分Ｌａｏを遮蔽する。遮蔽部６１０の開口６１４は、遮蔽面６１２の中央に位置し、レーザ光における中心部分Ｌａｃを通過させる。本実施形態では、開口６１４の直径は、一定の大きさである。

【0029】

図１の説明に戻り、レーザ装置１０の供給部７００ａ，７００ｂは、レーザ発振器２００から到達したレーザ光を外部に供給する。本実施形態では、供給部７００ａ，７００ｂから外部に供給されるレーザ光は、溶接および切削などの加工に用いられる。本実施形態では、供給部７００ａ，７００ｂには、レーザ光を外部へと伝播する光ファイバ８７０ａ，８７０ｂがそれぞれ接続されている。本実施形態では、供給部７００ａ，７００ｂは、光ファイバ８７０ａ，８７０ｂへとレーザ光を集める集光レンズである。他の実施形態では、供給部７００ａ，７００ｂは、光ファイバ８７０ａ，８７０ｂへとレーザ光を透過させるガラス窓であってもよい。本実施形態の説明では、供給部を総称する場合、符号「７００」を使用し、供給部の各々を特定する場合、符号「７００ａ」および「７００ｂ」を使用する。

【0030】

レーザ装置１０の受光素子８００は、レーザ発振器２００から到達したレーザ光の総エネルギ量（強度）に応じた電気信号を出力する。本実施形態では、受光素子８００は、フォトダイオードである。

【0031】

レーザ装置１０の制御部９００は、受光素子８００から出力される電気信号に基づいて、レーザ発振器２００から発生するレーザ光の強度を制御する。本実施形態では、制御部９００は、強度算出部９２０と、出力制御部９８０とを備える。制御部９００の強度算出部９２０は、受光素子８００から出力される電気信号の値から、受光素子８００に到達したレーザ光の強度を算出する。制御部９００の出力制御部９８０は、強度算出部９２０による算出値に基づいて、レーザ発振器２００の電源回路２１０を制御する。本実施形態では、出力制御部９８０は、強度算出部９２０による算出値が一定になるように、レーザ発振器２００の電源回路２１０をフィードバック制御する。

【0032】

本実施形態では、制御部９００の各構成は、制御部９００が備えるＣＰＵをコンピュータプログラムに基づいて動作させることによってソフトウェアで実現される。他の実施形態では、制御部９００が備える少なくとも１つの構成は、制御部９００が備える回路構成によってハードウェアで実現されてもよい。

【0033】

図４は、制御部９００が実行するレーザ制御処理を示すフローチャートである。本実施形態では、制御部９００は、予め設定された一定のタイミングで、図４のレーザ制御処理を繰り返し実行する。

【0034】

制御部９００は、レーザ制御処理を開始した後、強度算出部９２０の機能によって、受光素子８００から出力される電気信号の値から、遮蔽部６１０ｃを通過したレーザ光の強度を算出する（ステップＳ１１０）。

【0035】

制御部９００は、レーザ光の強度を算出した後（ステップＳ１１０）、出力制御部９８０の機能によって、レーザ光の強度の算出値に応じて、レーザ発振器２００で発生させるレーザ光の強度を調整する（ステップＳ１２０）。本実施形態では、制御部９００は、遮蔽部６１０ｃを通過するレーザ光の強度が一定になるように、レーザ発振器２００の光源２２０を駆動する電力量を、レーザ発振器２００の電源回路２１０に設定する。制御部９００は、レーザ光の強度を調整した後（ステップＳ１２０）、レーザ制御処理を終了する。

【0036】

図５は、レーザ発振器２００から放出されるレーザ光の断面強度分布の一例を示す説明図である。図５（Ａ）および図５（Ｂ）には、横軸にレーザ光の断面位置をとり、縦軸にレーザ光のエネルギ強度をとって、レーザ発振器２００から放出されるレーザ光の断面強度分布ＰＦｐａ，ＰＦｐｂがそれぞれ図示されている。横軸上の中央は、レーザ光の中心Ｃを示す。横軸の両端は、外周Ｌｏｄを示す。

【0037】

断面強度分布ＰＦｐａ，ＰＦｐｂの各態様は、相互に異なる。断面強度分布ＰＦｐａ，ＰＦｐｂの相違は、ＹＡＧロッド２３０における熱レンズ効果に起因する。断面強度分布ＰＦｐａの総エネルギ量ＴＰｐａは、断面強度分布ＰＦｐｂの総エネルギ量ＴＰｐｂに等しい。

【0038】

断面強度分布ＰＦｐａ，ＰＦｐｂは、中心Ｃの付近にピーク値ＰＶｐａ，ＰＶｐｂをそれぞれ有する。断面強度分布ＰＦｐａのエネルギ強度は、断面強度分布ＰＦｐｂと比較して、より中心Ｃに集中しているため、ピーク値ＰＶｐａは、ピーク値ＰＶｐｂより差ＤＰ１だけ大きい。

【0039】

図６は、供給部７００に到達するレーザ光の断面強度分布の一例を示す説明図である。本実施形態では、供給部７００に到達するレーザ光の断面強度分布は、受光素子８００に到達するレーザ光の断面強度分布と同様である。図６（Ａ）および図６（Ｂ）には、図５と同様に、横軸にレーザ光の断面位置をとり、縦軸にレーザ光のエネルギ強度をとって、供給部７００に到達するレーザ光の断面強度分布ＰＦａ，ＰＦｂがそれぞれ図示されている。

【0040】

図６（Ａ）の断面強度分布ＰＦａのレーザ光は、図５（Ａ）の断面強度分布ＰＦｐａとなる熱レンズ効果の状態にあるレーザ発振器２００から、供給部７００に到達したレーザ光である。図６（Ｂ）の断面強度分布ＰＦｂのレーザ光は、図５（Ｂ）の断面強度分布ＰＦｐｂとなる熱レンズ効果の状態にあるレーザ発振器２００から、供給部７００に到達したレーザ光である。断面強度分布ＰＦａ，ＰＦｂのエネルギ強度は、中心部分Ｌａｃに相当する部分に存在し、外周部分Ｌａｏに相当する位置には存在しない。

【0041】

断面強度分布ＰＦａ，ＰＦｂは、中心Ｃの付近にピーク値ＰＶａ，ＰＶｂをそれぞれ有する。断面強度分布ＰＦａの総エネルギ量ＴＰａは、制御部９００によるレーザ制御処理によって、断面強度分布ＰＦｂの総エネルギ量ＴＰｂと等しくなる。その結果、ピーク値ＰＶａとピーク値ＰＶｂとの差ＤＰ２は、図５の差ＤＰ１より小さくなる。

【0042】

以上説明した第１実施形態によれば、遮蔽部６１０ｃによって外周部分Ｌａｏが遮蔽されたレーザ光の総エネルギ量に基づいて、レーザ発振器２００から発生するレーザ光の強度を制御しながら、遮蔽部６１０ａ，６１０ｂによって外周部分Ｌａｏが遮蔽されたレーザ光を外部に供給する。そのため、レーザ光の断面強度分布が変動した場合に、レーザ光の中心部分Ｌａｃに現れる断面強度分布のピーク値の変動を軽減できる。その結果、レーザ光を用いた加工の仕上がりを安定させることができる。

【0043】

また、レーザ発振器２００から受光素子８００に至る光路長は、レーザ発振器２００から供給部７００に至る光路長と同一である。そのため、受光素子８００に到達するレーザ光と、供給部７００から外部に供給されるレーザ光との相関性を向上させることができる。したがって、レーザ光の断面強度分布が変動した場合に、レーザ光の中心部分Ｌａｃに現れる断面強度分布のピーク値の変動をいっそう軽減できる。

【0044】

また、レーザ光を複数の供給部７００ａ，７００ｂへと分岐するハーフミラー４４０を備えるため、同じ特性を有する複数のレーザ光を外部に供給できる。また、レーザ発振器２００からビームスプリッタ４３０に至る光路に遮蔽部を設けることなく、レーザ光の中心部分Ｌａｃに現れる断面強度分布のピーク値の変動を軽減できる。

【0045】

Ｂ．第２実施形態
図７は、第２実施形態におけるレーザ装置１０Ｂの構成を示す説明図である。第２実施形態のレーザ装置１０Ｂは、第１実施形態の遮蔽部６１０ａ，６１０ｂ，６１０ｃに代えて遮蔽部６１０ｄを備える点を除き、第１実施形態のレーザ装置１０と同様である。

【0046】

レーザ装置１０Ｂの遮蔽部６１０ｄは、光路ＬＰ３に設けられ、供給部７００ａ，７００ｂおよび受光素子８００へとレーザ光が到達する前に、レーザ光の外周部分Ｌａｏを遮蔽する。他の実施形態では、遮蔽部６１０ｄは、光路ＬＰ１に設けられてもよいし、光路ＬＰ２に設けられてもよい。遮蔽部６１０ｄの構成は、第１実施形態の遮蔽部６１０ａ，６１０ｂ，６１０ｃと同様である。

【0047】

以上説明した第２実施形態によれば、遮蔽部６１０ｄによって外周部分Ｌａｏが遮蔽されたレーザ光の総エネルギ量に基づいて、レーザ発振器２００から発生するレーザ光の強度を制御しながら、遮蔽部６１０ｄによって外周部分Ｌａｏが遮蔽されたレーザ光を外部に供給する。そのため、第１実施形態と同様に、レーザ光の断面強度分布が変動した場合に、レーザ光の中心部分Ｌａｃに現れる断面強度分布のピーク値の変動を軽減できる。また、ビームスプリッタ４３０から供給部７００ａ，７００ｂおよび受光素子８００に至る光路に遮蔽部を設けることなく、レーザ光の中心部分Ｌａｃに現れる断面強度分布のピーク値の変動を軽減できる。

【0048】

Ｃ．第３実施形態
図８は、第３実施形態におけるレーザ装置１０Ｃの構成を示す説明図である。第３実施形態のレーザ装置１０Ｃは、遮蔽部６１０ｄに代えて絞り機構６３０Ｃを備える点、受光素子８１０Ｃを備える点、並びに、制御部９００に代えて制御部９００Ｃを備える点を除き、第２実施形態のレーザ装置１０Ｂと同様である。

【0049】

レーザ装置１０Ｃの絞り機構６３０Ｃは、レーザ光を通過させる開口の大きさを変更可能に構成された遮蔽部である。本実施形態では、絞り機構６３０Ｃは、環状に重ねて配置された複数の絞り板を動かすことによって、レーザ光を通過させる開口の大きさを変更可能に構成されている。絞り機構６３０Ｃは、遮蔽部６１０ｄと同様に、光路ＬＰ３に設けられ、供給部７００ａ，７００ｂおよび受光素子８００へとレーザ光が到達する前に、レーザ光の外周部分Ｌａｏを遮蔽する。他の実施形態では、絞り機構６３０Ｃは、光路ＬＰ１に設けられてもよいし、光路ＬＰ２に設けられてもよい。

【0050】

レーザ装置１０Ｃの受光素子８１０Ｃは、絞り機構６３０Ｃを通過する前に光路ＬＰから分岐したレーザ光を受け、そのレーザ光の断面強度分布に応じた電気信号を出力する。

【0051】

レーザ装置１０Ｃの制御部９００Ｃは、分布測定部９３０Ｃと、遮蔽調整部９４０Ｃとを更に備える点を除き、第１実施形態の制御部９００と同様である。制御部９００Ｃの分布測定部９３０Ｃは、受光素子８１０Ｃから出力される電気信号に基づいて、レーザ発振器２００から発生するレーザ光の断面強度分布を測定する。制御部９００Ｃの遮蔽調整部９４０Ｃは、分布測定部９３０Ｃによって測定された断面強度分布に基づいて、絞り機構６３０Ｃによって遮蔽されるレーザ光における外周部分Ｌａｏの面積を調整する。本実施形態では、遮蔽調整部９４０Ｃは、レーザ光の中心部分Ｌａｃに現れる断面強度分布のピーク値の変動が小さくなるように、絞り機構６３０Ｃによって遮蔽されるレーザ光における外周部分Ｌａｏの面積を調整する。

【0052】

以上説明した第３実施形態によれば、絞り機構６３０Ｃによって外周部分Ｌａｏが遮蔽されたレーザ光の総エネルギ量に基づいて、レーザ発振器２００から発生するレーザ光の強度を制御しながら、絞り機構６３０Ｃによって外周部分Ｌａｏが遮蔽されたレーザ光を外部に供給する。そのため、第１実施形態と同様に、レーザ光の断面強度分布が変動した場合に、レーザ光の中心部分Ｌａｃに現れる断面強度分布のピーク値の変動を軽減できる。また、絞り機構６３０Ｃによって遮蔽される外周部分Ｌａｏの面積を、レーザ光の断面強度分布に応じて調整するためレーザ光の断面強度分布が変動した場合に、レーザ光の中心部分Ｌａｃに現れる断面強度分布のピーク値の変動をいっそう軽減できる。

【0053】

Ｄ．他の実施形態
本発明は、上述の実施形態や実施例、変形例に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の構成で実現することができる。例えば、発明の概要の欄に記載した各形態中の技術的特徴に対応する実施形態、実施例、変形例中の技術的特徴は、上述の課題の一部または全部を解決するために、あるいは、上述の効果の一部または全部を達成するために、適宜、差し替えや、組み合わせを行うことが可能である。また、その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除することが可能である。

【0054】

例えば、供給部７００は、２つに限らず、１つであってもよいし、３つ以上であってもよい。また、第１実施形態の遮蔽部６１０ａ，６１０ｂ、６１０ｃを第３実施形態の絞り機構６３０Ｃに置き換えてもよい。また、光路形成部４００のうち全反射ミラー４１０，４２０，４５０、４６０の少なくとも１つを省略してもよい。光路形成部４００に他の光学要素を加えて光路ＬＰを形成してもよい。また、受光素子８００に到達する光の強度を調整するために、全反射ミラー４６０に代えて、受光素子８００の仕様に応じた所望の性能（例えば、所定の反射率および透過率）を有するハーフミラーを設けてもよい。

【符号の説明】

【0055】

１０，１０Ｂ，１０Ｃ…レーザ装置
２００…レーザ発振器
２１０…電源回路
２２０…光源
２４０…全反射ミラー
２５０…部分反射ミラー
４００…光路形成部
４１０，４２０…全反射ミラー
４３０…ビームスプリッタ
４４０…ハーフミラー
４５０，４６０…全反射ミラー
６１０，６１０ａ，６１０ｂ，６１０ｃ，６１０ｄ…遮蔽部
６１２…遮蔽面
６１４…開口
６３０Ｃ…絞り機構
７００，７００ａ，７００ｂ…供給部
８００，８１０Ｃ…受光素子
８７０ａ，８７０ｂ…光ファイバ
９００，９００Ｃ…制御部
９２０…強度算出部
９３０Ｃ…分布測定部
９４０Ｃ…遮蔽調整部
９８０…出力制御部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】