镜调整方法及镜调整装置转让专利

申请号 : CN201410042888.5

文献号 : CN103972782B

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基本信息:

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法律信息:

相似专利:

发明人 : 佐藤孝德村上孝文

申请人 : 发那科株式会社

摘要 :

本发明提供一种镜调整方法及镜调整装置。基于第一镜(21)的倾角为初始值时以及将第一镜(21)的倾角从初始值向正负方向移动了预定值时的第一镜(21)的倾角、第二镜(22)的倾角以及激光输出,计算对应于第一镜(21)的倾角的激光输出的第一近似曲线、对应于第二镜(22)的倾角的激光输出的第二近似曲线,将相当于第一近似曲线的极大值的值设定为第一镜(21)的倾角,并且将相当于第二近似曲线的极大值的值设定为第二镜(22)的倾角。

权利要求 :

1.一种镜调整方法,其对镜调整装置的第一镜及第二镜的倾角进行调整,所述镜调整装置具备:至少具备所述第一镜及所述第二镜的激光振荡器;

测定来自该激光振荡器的激光输出的激光输出测定部;

调整所述第一镜的倾角的第一调整部;以及

调整所述第二镜的倾角的第二调整部,

所述镜调整方法的特征在于,

在由所述第一调整部将所述第一镜的倾角设定为初始值的状态下,将由所述第二调整部调整为使得由所述激光输出测定部测定的所述激光输出为最大值的所述第二镜的倾角、所述第一镜的倾角和所述激光输出的所述最大值作为第一组进行存储;

在由所述第一调整部将所述第一镜的倾角从初始值向正方向变更了预定值的状态下,将由所述第二调整部调整为使得由所述激光输出测定部测定的所述激光输出为最大值的所述第二镜的倾角、所述第一镜的倾角和所述激光输出的所述最大值作为第二组进行存储;

在由所述第一调整部将所述第一镜的倾角从初始值向负方向变更了预定值的状态下,将由所述第二调整部调整为使得由所述激光输出测定部测定的所述激光输出为最大值的所述第二镜的倾角、所述第一镜的倾角和所述激光输出的所述最大值作为第三组进行存储;

基于所述第一组、所述第二组和所述第三组,计算对应于所述第一镜的倾角的所述激光输出的第一近似曲线和对应于所述第二镜的倾角的所述激光输出的第二近似曲线,由所述第一调整部将所述第一镜的倾角设定为相当于所述第一近似曲线的极大值的值,由所述第二调整部将所述第二镜的倾角设定为相当于所述第二近似曲线的极大值的值,其中,所述第一近似曲线及所述第二近似曲线为二次函数。

2.一种镜调整方法,其对镜调整装置的第一镜及第二镜的倾角进行调整,所述镜调整装置具备:至少具备所述第一镜及所述第二镜的激光振荡器;

测定来自该激光振荡器的激光输出的激光输出测定部;

调整所述第一镜的倾角的第一调整部;以及

调整所述第二镜的倾角的第二调整部,

所述镜调整方法的特征在于,

在由所述第一调整部将所述第一镜的倾角设定为初始值的状态下,将由所述第二调整部调整所述第二镜的倾角为使得由所述激光输出测定部测定的所述激光输出为最大值时的所述第一镜的倾角和所述激光输出的所述最大值作为第一组进行存储;

在由所述第一调整部将所述第一镜的倾角从初始值向正方向变更了预定值的状态下,将由所述第二调整部调整所述第二镜的倾角为使得由所述激光输出测定部测定的所述激光输出为最大值时的所述第一镜的倾角和所述激光输出的所述最大值作为第二组进行存储;

在由所述第一调整部将所述第一镜的倾角从初始值向负方向变更了预定值的状态下,将由所述第二调整部调整所述第二镜的倾角为使得由所述激光输出测定部测定的所述激光输出为最大值时的所述第一镜的倾角和所述激光输出的所述最大值作为第三组进行存储;

基于所述第一组、所述第二组和所述第三组,计算对应于所述第一镜的倾角的所述激光输出的近似曲线,由所述第一调整部将所述第一镜的倾角设定为相当于所述近似曲线的极大值的值,由所述第二调整部调整所述第二镜的倾角,使得由所述激光输出测定部测定的所述激光输出为最大值,其中,所述近似曲线为二次函数。

3.一种镜调整装置,其特征在于,具备:

至少具备第一镜及第二镜的激光振荡器;

测定来自该激光振荡器的激光输出的激光输出测定部;

调整所述第一镜的倾角的第一调整部;

调整所述第二镜的倾角的第二调整部;以及

将由所述激光输出测定部测定出的所述激光输出、由所述第一调整部调整后的所述第一镜的倾角及由所述第二调整部调整后的所述第二镜的倾角关联起来进行存储的存储部,所述存储部,在由所述第一调整部将所述第一镜的倾角设定为初始值的状态下,将由所述第二调整部调整为使得由所述激光输出测定部测定的所述激光输出为最大值的所述第二镜的倾角、所述第一镜的倾角和所述激光输出的所述最大值作为第一组进行存储;

所述存储部,在由所述第一调整部将所述第一镜的倾角从初始值向正方向变更了预定值的状态下,将由所述第二调整部调整为使得由所述激光输出测定部测定的所述激光输出为最大值的所述第二镜的倾角、所述第一镜的倾角和所述激光输出的所述最大值作为第二组进行存储;

所述存储部,在由所述第一调整部将所述第一镜的倾角从初始值向负方向变更了预定值的状态下,将由所述第二调整部调整为使得由所述激光输出测定部测定的所述激光输出为最大值的所述第二镜的倾角、所述第一镜的倾角和所述激光输出的所述最大值作为第三组进行存储,进一步地,

所述镜调整装置具备计算部,其基于所述第一组、所述第二组和所述第三组,计算对应于所述第一镜的倾角的所述激光输出的第一近似曲线和对应于所述第二镜的倾角的所述激光输出的第二近似曲线,由所述第一调整部将所述第一镜的倾角设定为相当于所述第一近似曲线的极大值的值,同时由所述第二调整部将所述第二镜的倾角设定为相当于所述第二近似曲线的极大值的值,其中,所述第一近似曲线及所述第二近似曲线为二次函数。

4.一种镜调整装置,其特征在于,具备:

至少具备第一镜及第二镜的激光振荡器;

测定来自该激光振荡器的激光输出的激光输出测定部;

调整所述第一镜的倾角的第一调整部;

调整所述第二镜的倾角的第二调整部;以及

将由所述激光输出测定部测定出的所述激光输出、由所述第一调整部调整后的所述第一镜的倾角及由所述第二调整部调整后的所述第二镜的倾角关联起来进行存储的存储部,所述存储部,在由所述第一调整部将所述第一镜的倾角设定为初始值的状态下,将由所述第二调整部调整所述第二镜的倾角为使得由所述激光输出测定部测定的所述激光输出为最大值时的所述第一镜的倾角和所述激光输出的所述最大值作为第一组进行存储;

所述存储部,在由所述第一调整部将所述第一镜的倾角从初始值向正方向变更了预定值的状态下,将由所述第二调整部调整所述第二镜的倾角为使得由所述激光输出测定部测定的所述激光输出为最大值时的所述第一镜的倾角和所述激光输出的所述最大值作为第二组进行存储;

所述存储部,在由所述第一调整部将所述第一镜的倾角从初始值向负方向变更了预定值的状态下,将由所述第二调整部调整所述第二镜的倾角为使得由所述激光输出测定部测定的所述激光输出为最大值时的所述第一镜的倾角和所述激光输出的所述最大值作为第三组进行存储,进一步地,

所述镜调整装置具备计算部,其基于所述第一组、所述第二组和所述第三组,计算对应于所述第一镜的倾角的所述激光输出的近似曲线,由所述第一调整部将所述第一镜的倾角设定为相当于所述近似曲线的极大值的值,由所述第二调整部调整所述第二镜的倾角,使得由所述激光输出测定部测定的所述激光输出为最大值,其中,所述近似曲线为二次函数。

5.一种激光振荡器,其特征在于,

具备权利要求3所述的镜调整装置。

6.一种激光振荡器,其特征在于,

具备权利要求4所述的镜调整装置。

说明书 :

镜调整方法及镜调整装置

技术领域

[0001] 本发明涉及一种调整用于工件的切割、焊接等的高输出激光振荡器具备的至少两个镜的倾角的镜调整方法及实施该方法的镜调整装置。

背景技术

[0002] 一般地,激光振荡器的输出随着激光振荡器的共振器具备的内部镜变脏和老化而下降。因此,需要定期将内部镜从共振器取下进行清洗或更换。然后,将内部镜重新安装在共振器上之后调整内部镜的倾角,调整共振器的光轴。
[0003] 现有的激光振荡器的共振器的光轴用以下方式调整。首先,从共振器的多个内部镜中选择两个镜。假定这些内部镜分别安装在具备两个使内部镜在垂直的两个方向上倾斜的调整部的载物台上。
[0004] 图11是表示现有技术中两个镜中的第一镜的倾角与激光输出的关系的图。在垂直的两个方向中的一个方向上使用第一镜的调整部设定第一镜的倾角为某个值,调整同一方向上的第二镜的调整部,使得激光输出为最大值。通过多次进行这样的操作,得到图11所示的第一镜的倾角与此时的激光输出的最大值的关系M。图11所示的关系M为非左右对称。其原因是共振器的内部镜的数量多时,存在未调整的内部镜,对关系M造成了影响。
[0005] 图11中,点M0是激光输出的全体的最大值。并且,在比点M0的值小预定的比例的地方,引一条与横轴平行的直线。该预定的比例为例如10%到30%。然后,将该直线与关系M的两个交点定为M1、M2。然后,使用第一镜的调整部,将交点M1、M2之间以箭头表示的中点MC的值设定为第一镜的倾角。这种情况下,在被调整的两个镜之间激光通过的预期面积为最大。
[0006] 然后,使用第二镜的调整部调整第二镜的倾角以获得激光输出的最大值。随后,在其他方向也进行相同的操作。进一步地,共振器的内部镜数量多时,组合其他内部镜来依次调整。由此,能够增大通过放电管整体的预期面积,获得干涉少并且输出损失小的激光。
[0007] 日本特开平5-37050号公报中也同样公开了一种使一对内部镜中的一个内部镜逐步倾斜,同时调整另一个内部镜,使得激光输出变为最大值的技术。
[0008] 图12是表示现有技术中第一镜的倾角与激光输出的关系的另一个图。图12中,首先从与纵轴平行的直线L1向右方向调整第一镜的倾角,但无法获得激光输出的最大值,再从直线L1向左方向调整第一镜的倾角。这种情况下,调整次数增加,其结果是存在工作时间变长的问题。尤其是关系M中峰值部分比较平坦的情况下,需要增加调整次数,同样地工作时间变得极长。
[0009] 另外,日本特开平5-37050号公报的结构中,在每个检测点,基于相对于上个检测点的激光输出平均值的变化量进行内部镜的调整。由于进行这样的处理,到收敛为止的调整次数变得非常多,难以缩短工作时间。进一步地,峰值部分比较平坦的情况下,工作时间变得极长。

发明内容

[0010] 本发明是鉴于这种情况而提出的,目的是提供一种能够大幅缩短工作时间的镜调整方法及将这样的方法实施的镜调整装置。
[0011] 为了达到上述目的,根据第1方式,提供一种镜调整方法,其对镜调整装置的第一镜及第二镜的倾角进行调整,所述镜调整装置具备:至少具备所述第一镜及所述第二镜的激光振荡器;测定来自该激光振荡器的激光输出的激光输出测定部;调整所述第一镜的倾角的第一调整部;调整所述第二镜的倾角的第二调整部,所述镜调整方法是:在由所述第一调整部将所述第一镜的倾角设定为初始值的状态下,将由所述第二调整部调整为使得由所述激光输出测定部测定的所述激光输出为最大值的所述第二镜的倾角、所述第一镜的倾角和所述激光输出的所述最大值作为第一组进行存储;在由所述第一调整部将所述第一镜的倾角从初始值向正方向变更了预定值的状态下,将由所述第二调整部调整为使得由所述激光输出测定部测定的所述激光输出为最大值的所述第二镜的倾角、所述第一镜的倾角和所述激光输出的所述最大值作为第二组进行存储;在由所述第一调整部将所述第一镜的倾角从初始值向负方向变更了预定值的状态下,将由所述第二调整部调整为使得由所述激光输出测定部测定的所述激光输出为最大值的所述第二镜的倾角、所述第一镜的倾角和所述激光输出的所述最大值作为第三组进行存储;基于所述第一组、所述第二组和所述第三组,计算对应于所述第一镜的倾角的所述激光输出的第一近似曲线和对应于所述第二镜的倾角的所述激光输出的第二近似曲线,由所述第一调整部将所述第一镜的倾角设定为相当于所述第一近似曲线的极大值的值,由所述第二调整部将所述第二镜的倾角设定为相当于所述第二近似曲线的极大值的值。
[0012] 根据第2方式,在第1方式中,所述第一近似曲线及所述第二近似曲线为二次函数。
[0013] 根据第3方式,提供一种镜调整方法,其对镜调整装置的第一镜及第二镜的倾角进行调整,所述镜调整装置具备:至少具备所述第一镜及所述第二镜的激光振荡器;测定来自该激光振荡器的激光输出的激光输出测定部;调整所述第一镜的倾角的第一调整部;调整所述第二镜的倾角的第二调整部,所述镜调整方法是:在由所述第一调整部将所述第一镜的倾角设定为初始值的状态下,将由所述第二调整部调整所述第二镜的倾角为使得由所述激光输出测定部测定的所述激光输出为最大值时的第一镜的倾角和所述激光输出的所述最大值作为第一组进行存储;在由所述第一调整部将所述第一镜的倾角从初始值向正方向变更了预定值的状态下,将由所述第二调整部调整所述第二镜的倾角为使得由所述激光输出测定部测定的所述激光输出为最大值时的所述第一镜的倾角和所述激光输出的所述最大值作为第二组进行存储;在由所述第一调整部将所述第一镜的倾角从初始值向负方向变更了预定值的状态下,将由所述第二调整部调整所述第二镜的倾角为使得由所述激光输出测定部测定的所述激光输出为最大值时的所述第一镜的倾角和所述激光输出的所述最大值作为第三组进行存储;基于所述第一组、所述第二组和所述第三组,计算对应于所述第一镜的倾角的所述激光输出的近似曲线,由所述第一调整部将所述第一镜的倾角设定为相当于所述第一近似曲线的极大值的值,由所述第二调整部调整所述第二镜的倾角使得由所述激光输出测定部测定的所述激光输出为最大值。
[0014] 根据第4方式,在第3方式中,所述近似曲线为二次函数。
[0015] 根据第5方式,提供一种镜调整装置,其具备:至少具备第一镜及第二镜的激光振荡器;测定来自该激光振荡器的激光输出的激光输出测定部;调整所述第一镜的倾角的第一调整部;调整所述第二镜的倾角的第二调整部;将由所述激光输出测定部测定出的所述激光输出、由所述第一调整部调整后的所述第一镜的倾角及由所述第二调整部调整后的所述第二镜的倾角关联起来进行存储的存储部,所述存储部在由所述第一调整部将所述第一镜的倾角设定为初始值的状态下,将由所述第二调整部调整为使得由所述激光输出测定部测定的所述激光输出为最大值的所述第二镜的倾角、所述第一镜的倾角和所述激光输出的所述最大值作为第一组进行存储;所述存储部在由所述第一调整部将所述第一镜的倾角从初始值向正方向变更了预定值的状态下,将由所述第二调整部调整为使得由所述激光输出测定部测定的所述激光输出为最大值的所述第二镜的倾角、所述第一镜的倾角和所述激光输出的所述最大值作为第二组进行存储;所述存储部在由所述第一调整部将所述第一镜的倾角从初始值向负方向变更了预定值的状态下,将由所述第二调整部调整为使得由所述激光输出测定部测定的所述激光输出为最大值的所述第二镜的倾角、所述第一镜的倾角和所述激光输出的所述最大值作为第三组进行存储,进一步地,所述镜调整装置具备计算部,其基于所述第一组、所述第二组和所述第三组,计算对应于所述第一镜的倾角的所述激光输出的第一近似曲线和对应于所述第二镜的倾角的所述激光输出的第二近似曲线,由所述第一调整部将所述第一镜的倾角设定为相当于所述第一近似曲线的极大值的值,同时由所述第二调整部将所述第二镜的倾角设定为相当于所述第二近似曲线的极大值的值。
[0016] 根据第6方式,在第5方式中,所述第一近似曲线及所述第二近似曲线为二次函数。
[0017] 根据第7方式,提供一种镜调整装置,其具备:至少具备第一镜及第二镜的激光振荡器;测定来自该激光振荡器的激光输出的激光输出测定部;调整所述第一镜的倾角的第一调整部;调整所述第二镜的倾角的第二调整部;将由所述激光输出测定部测定出的所述激光输出、由所述第一调整部调整后的所述第一镜的倾角及由所述第二调整部调整后的所述第二镜的倾角关联起来进行存储的存储部,所述存储部在由所述第一调整部将所述第一镜的倾角设定为初始值的状态下,将由所述第二调整部调整所述第二镜的倾角为使得由所述激光输出测定部测定的所述激光输出为最大值时的所述第一镜的倾角和所述激光输出的所述最大值作为第一组进行存储;所述存储部在由所述第一调整部将所述第一镜的倾角从初始值向正方向变更了预定值的状态下,将由所述第二调整部调整所述第二镜的倾角为使得由所述激光输出测定部测定的所述激光输出为最大值时的所述第一镜的倾角和所述激光输出的所述最大值作为第二组进行存储;所述存储部在由所述第一调整部将所述第一镜的倾角从初始值向负方向变更了预定值的状态下,将由所述第二调整部调整所述第二镜的倾角为使得由所述激光输出测定部测定的所述激光输出为最大值时的所述第一镜的倾角和所述激光输出的所述最大值作为第三组进行存储,进一步地,所述镜调整装置具备计算部,其基于所述第一组、所述第二组和所述第三组,计算对应于所述第一镜的倾角的所述激光输出的近似曲线,由所述第一调整部将所述第一镜的倾角设定为相当于所述近似曲线的极大值的值,由所述第二调整部调整所述第二镜的倾角使得由所述激光输出测定部测定的所述激光输出为最大值。
[0018] 根据第8方式,在第7方式中,所述近似曲线为二次函数。
[0019] 根据第9方式,提供一种激光振荡器,其通过第1方式的镜调整方法调整了所述第一镜及所述第二镜的倾角。
[0020] 根据第10方式,提供一种激光振荡器,其通过第3方式的镜调整方法调整了所述第一镜及所述第二镜的倾角。
[0021] 根据第11方式,提供一种激光振荡器,其具备第5方式的镜调整装置。
[0022] 根据第12方式,提供一种激光振荡器,其具备第7方式的镜调整装置。
[0023] 通过附图所示的本发明的典型实施方式的详细说明,可以进一步理解本发明的这些目的、特征和优点以及其他的目的、特征和优点。

附图说明

[0024] 图1是基于本发明的镜调整装置的框图。
[0025] 图2是具备后镜的载物台的顶面图。
[0026] 图3是图2所示的载物台的断面图。
[0027] 图4是说明基于本发明的第一实施方式的镜调整方法的流程图。
[0028] 图5A是表示第一镜的倾角与激光输出的关系的图。
[0029] 图5B是表示第二镜的倾角与激光输出的关系的图。
[0030] 图6是表示显示部的显示画面的图。
[0031] 图7是表示镜调整作用的顺序的图。
[0032] 图8是说明基于本发明的第二实施方式的镜调整方法的流程图。
[0033] 图9A是表示第一镜的倾角与激光输出的关系的另一个图。
[0034] 图9B是表示第二镜的倾角与激光输出的关系的另一个图。
[0035] 图10是两个载物台的顶面图。
[0036] 图11是表示现有技术中两个镜中的第一镜的倾角与激光输出的关系的图。
[0037] 图12是表示现有技术中第一镜的倾角与激光输出的关系的另一个图。

具体实施方式

[0038] 以下参照附图对本发明的实施方式进行说明。对图中相同部分标注相同参照符号。为了便于理解,这些附图适当修改了比例尺。
[0039] 图1是基于本发明的镜调整装置的框图。基于本发明的镜调整装置10包含激光振荡器2和控制装置3。激光振荡器2输出放电激发型的比较高输出的激光。该激光振荡器2具有双方具有部分穿透性的后镜(rear mirror,RM)21和输出镜(output coupler,OC)22,在后镜21的后方配置有激光功率传感器25。从后镜21取出的激光由激光功率传感器25检测,该激光输出被输入给控制装置3的存储部31。
[0040] 如图1所示,在后镜21和输出镜22之间的光路上,配置有两组放电管壁11a、11b、12a、12b。这些放电管壁11a、11b、12a、12b互相串联配置,形成了光共振空间。进一步地,在这些放电管壁11a、11b、12a、12b之间配置有激发媒质。
[0041] 另外,在后镜21和输出镜22之间的光路上,配置有第一折返镜(folding mirror1,FM1)24、第二折返镜(folding mirror2、FM2)23。这些折返镜23、24为全反射镜,将通过放电管壁11a、11b的激光旋转180度后输入给放电管壁12a、12b。以下,有时将后镜21、输出镜22以及折返镜23、24适当地称为内部镜。
[0042] 控制装置3是数字计算机,控制激光振荡器2整体的动作。如图所示,控制装置3包含将激光功率传感器25测定的激光输出与两个内部镜的倾角关联起来进行存储的存储部31。另外,控制装置3起到使用存储在存储部31中的各种值计算后述的近似曲线的计算部32的作用。进一步地,控制装置3上连接有显示部33,例如液晶显示器。
[0043] 若激光振荡器2启动,则从激光振荡器2的输出镜22输出激光束,向图中未显示的激光加工机供给。在激光加工机中,激光束进行图中未显示的工件的切割、焊接等。
[0044] 图2是具备后镜的载物台的顶面图。图3是图2所示的载物台的断面图。如这些附图所示,在载物台41的中心,后镜21被固定为与载物台41的端面平行。并且,在载物台41的端面上配置有第一调整部51及第二调整部51’。
[0045] 如图3所示,在载物台41的另一个端面上配置有突起型的支点50,其尖端与固定部接触。再次参照图2可以明白,连接支点50和第一调整部51的线段相对于连接支点50和第二调整部51’的线段垂直。
[0046] 第一调整部51是包含测微器机构的装置,能够通过旋转来调整载物台41的倾角。这里,第一调整部51和第二调整部51’是彼此相同的结构,但需要注意第一调整部51在垂直方向上调整载物台41的倾角,而第二调整部51’在水平方向上调整载物台41的倾角。
[0047] 还有,并不是第一调整部51和第二调整部51’的读取值与载物台41的倾角一致,而是根据第一调整部51和第二调整部51’的读取值确定载物台41的倾角。另外,如图1所示,第二折返镜23的载物台43具备第一调整部53和第二调整部53’,第一折返镜24的载物台44具备第一调整部54和第二调整部54’。这些其他内部镜的载物台43、44以及调整部53、53’、54、54’是与上述的大致相同的结构,因此省略附加说明。
[0048] 图4是说明基于本发明的第一实施方式的镜调整方法的流程图。另外,图5A和图5B是说明第一镜和第二镜的倾角与激光输出的关系的图。在以下的说明中,将后镜21表述为第一镜,同时将输出镜22表述为第二镜。进一步地,假定使用一个载物台41的一个方向上的第一调整部51和另一个载物台42的同一方向上的第一调整部52。以下,参照这些附图对基于第一实施方式的镜调整方法进行说明。另外,这种镜调整方法是在将内部镜安装在共振器上之后等情况下进行的。
[0049] 首先,在图4的步骤S11中,使用载物台41的第一调整部51将第一镜21的倾角设定为预定的初始值A(参照图5A)。然后,如图5B中虚线D1所示,使用载物台42的第一调整部52调整第二镜22的倾角。接下来,设定第二镜22的倾角B1使得由激光功率传感器25测定的激光输出变为最大值C1(步骤S12)。
[0050] 然后,在步骤S13中,将激光输出为最大值C1时的第一镜21的倾角(初始值A)和第二镜的倾角B1与激光输出的最大值C1一起作为第一组,存储在存储部31中。这里,图6是表示显示部33的显示画面的图,存储部31的存储内容显示在显示部33上。如图6所示,第一镜21的倾角(初始值A)、第二镜的倾角B1、以及激光输出C1作为第一组,相互关联地存储在最上方的窗口W1中。还有,最上方的窗口W1在关于后镜21(RM)和第二镜22(OM)进行X轴方向的调整时使用。
[0051] 然后,在步骤S14中,操作第一调整部51,由此,使第一镜21的倾角从初始值A向正方向变化预定值α(参照图5A)。然后,如图5B中虚线D2所示,使用载物台42的第一调整部52调整第二镜22的倾角。接下来,设定第二镜22的倾角B2使得由激光功率传感器25测定的激光输出变为最大值C2(步骤S15)。进一步地,如图6所示,将激光输出为最大值C2时的第一镜21的倾角(初始值A+α)及第二镜的倾角B2与激光输出的最大值C2一起作为第二组相互关联地存储在存储部31中(步骤S16)。
[0052] 然后,在步骤S17中,操作第一调整部51,由此,使第一镜21的倾角从初始值A向负方向变化预定值α(参照图5A)。然后,如图5B中虚线D3所示,使用载物台42的第一调整部52调整第二镜22的倾角。接下来,设定第二镜22的倾角B3使得由激光功率传感器25测定的激光输出变为最大值C3(步骤S18)。进一步地,如图6所示,将激光输出为最大值C3时的第一镜21的倾角(初始值A-α)及第二镜的倾角B3与激光输出的最大值C3一起作为第三组相互关联地存储在存储部31中(步骤S19)。
[0053] 其后,进入步骤S20,控制装置3的计算部32在第一组、第二组和第三组中,使用第一镜21的倾角和激光输出的数据,计算对应于第一镜21的倾角的激光输出的第一近似曲线E1(参照图5A)。进一步地,计算部32在第一组、第二组和第三组中,使用第二镜22的倾角和激光输出的数据,计算对应于第二镜22的倾角的激光输出的第二近似曲线E2(参照图5B)。
[0054] 如图5A及图5B所示,第一近似曲线E1和第二近似曲线E2是向上凸起的二次函数。由此,能够容易地求出第一近似曲线E1和第二近似曲线E2的极大值F1、F2。不过,也可以采用其他形式的近似曲线,例如双曲线,来求出极大值。
[0055] 然后,在步骤S21中,使用第一调整部51将第一镜21的倾角设定为与第一近似曲线E1的极大值F1相当的值AF。进一步地,在步骤S22中,使用第一调整部52将第二镜22的倾角设定为与第二近似曲线E2的极大值F2相当的值BF。也就是说,本发明中采用极大值替代现有技术一栏中说明的中点MC。
[0056] 这样,使用具备第一镜21的载物台41的第一调整部51和具备第二镜22的载物台42的第一调整部52,进行X轴方向上的调整。该调整作用相当于表示镜调整作用的顺序的图7的步骤S51。然后,图4中的步骤S22的处理结束后,进入图7的步骤S52,使用载物台41的第二调整部51’和载物台42的第二调整部52’,与图4中说明的相同地进行Y轴方向上的调整。这种情况下,使用图6所示的第2个窗口W2。激光振荡器2不具备后镜21以及输出镜22之外的内部镜时,在步骤S52结束处理。
[0057] 激光振荡器2包含折返镜23、24的情况下,进一步地,进入步骤S53及以后。然后,在步骤S53及步骤S54中,对于第一折返镜24及输出镜22,分别同样进行X轴方向和Y轴方向的调整。进一步地,在步骤S55及步骤S56中,对于第二折返镜23及输出镜22,分别同样进行X轴方向和Y轴方向的调整。进一步地,在步骤S57及步骤S58中,对于后镜21及输出镜22,分别同样再次进行X轴方向和Y轴方向的调整。
[0058] 这种情况下,恰当地使用图6所示的第3个到第8个窗口W3~W8。另外,很显然图4中的第一镜和第二镜适当替换为后镜21、输出镜22及折返镜23、24的某一个。
[0059] 另外,激光振荡器2包含折返镜23、24的情况下,这些折返镜23、24的倾角在初始时与理想值有偏差。所以,有时例如图7的步骤S51等中得到的近似曲线不是左右对称。并且,若重复实施步骤S52~S58的处理,则内部镜21~24的倾角的偏差逐渐被修正,步骤S58中得到的近似曲线为大致左右对称的形状。也就是说,本发明中,通过重复图7的各步骤所示的调整处理,所有内部镜21~24的倾角被修正,能够更为准确地调整激光的光轴。
[0060] 这样,本发明中,使用从第一组到第三组的数据计算对应于第一镜21的倾角的激光输出的第一近似曲线E1和对应于第二镜22的倾角的激光输出的第二近似曲线E2,将与第一近似曲线E1的极大值F1相当的值AF设定为第一镜21的倾角,同时将与第二近似曲线E2的极大值F2相当的值BF设定为第二镜22的倾角。也就是说,本发明中,能够通过三次调整次数,求出第一镜21和第二镜22的倾角的最优值。参照图11可以知道,现有技术通常需要五次以上的调整次数,因此本发明能够大幅缩短工作时间。
[0061] 进一步地,也可以使用四组以上的数据计算近似曲线。
[0062] 图8是说明基于本发明的第二实施方式的镜调整方法的流程图。另外,图9A是表示第一镜的倾角与激光输出的关系的另一个图,图9B是表示第二镜的倾角与激光输出的关系的另一个图。以下,参照这些附图,对基于本发明的第二实施方式的镜调整方法进行说明。还有,图8中的步骤S11、步骤S12、步骤S14、步骤S15、步骤S17、步骤S18与参照图4上述的内容相同,因此省略重复说明。
[0063] 图8中的步骤S33中,仅将第一镜21的倾角A与激光输出的最大值C1作为第一组,相互关联地存储在控制装置3的存储部31中。并且,在步骤S36及步骤S39中也相同,仅将第一镜21的倾角A+α、A-α和激光输出的最大值C2、C3作为第二组和第三组分别存储在存储部31中。
[0064] 然后,在步骤S40中,控制装置3的计算部32使用从第一组到第三组的数据,计算对应于第一镜21的倾角的激光输出的近似曲线E1’(参照图9A)。然后,与上述的相同,将与近似曲线E1’的极大值F1’相当的值AF’设定为第一镜21的倾角。
[0065] 然后,在步骤S42中,如图9B中虚线D1’所示,使用载物台42的第一调整部52调整第二镜22的倾角。接下来,设定第二镜22的倾角BF’使得由激光功率传感器25测定的激光输出变为最大值(参照图9B)。其后,如参照图6及图7所说明的,对于其他方向以及其他内部镜也同样进行调整作用。
[0066] 这样,在本发明的第二实施方式中,使用从第一组到第三组的数据计算对应于第一镜21的倾角的激光输出的近似曲线E1’,将与第一近似曲线E1’的极大值F1’相当的值AF’设定为第一镜21的倾角,同时在该状态下调整第二镜22的倾角,使得激光输出变为最大值。在第二实施方式中,能够通过仅计算对应于第一镜21的倾角的激光输出的近似曲线E1’,调整第一镜21的倾角及第二镜22的倾角。所以,与上述第一实施方式相同,能够大幅缩短调整需要的工作时间。还有,第二实施方式中,由于不需要读取关于第二镜的倾角的值,因此第二镜的调整部可以是简单的结构。
[0067] 另外,在第一及第二实施方式中,对两个内部镜进行两次以上同方向的调整作用时,也可以将在第一次调整作用的最后进行的调整作用的数据,例如第三组,作为第二次调整作用的初始值来使用。这种情况下,可知与从最初开始进行第二次调整作用的情况相比,能够缩短整体工作时间。
[0068] 进一步地,图10是两个载物台的顶面图。图10中表示了第一镜21的载物台41和第二镜22的载物台42。图10中,载物台41上连接支点50与第一调整部51的线段为水平方向,连接支点50与第二调整部51’的线段为垂直方向。与此相对,载物台42上连接支点50与第一调整部52的线段以及第二调整部52’的线段都既不是水平方向也不是垂直方向。
[0069] 在图10所示的结构中,考虑例如将第一镜21(后镜)和第二镜22(输出镜)在X轴方向(水平方向)调整的情况。这种情况下,对于第一镜21仅调整第一调整部51即可。与此相对,将第二镜22在X轴方向调整的情况下,需要调整第一调整部52及第二调整部
52’二者。将第二镜22在Y轴方向调整的情况也是相同的。所以可知,即使第一镜21和第二镜22的朝向互相有偏差,也能够调整第一镜21和第二镜22的倾角。
[0070] 所以,显然能够得到第一镜21及第二镜22各自的近似曲线。另外,本申请的结构中,控制装置3的一部分也可以替换为便携式计算机或具有显示功能的计算机,由操作者进行数据记录、输入及调整。
[0071] 发明的效果
[0072] 在第1方式及第5方式中,基于在第一镜的倾角为初始值的情况下及将第一镜的倾角从初始值向正负方向移动预定值的情况下的第一镜的倾角、第二镜的倾角以及激光输出,计算对应于第一镜的倾角的激光输出的第一近似曲线和对应于第二镜的倾角的激光输出的第二近似曲线,在将与第一近似曲线的极大值相当的值设定为第一镜的倾角的同时,将与第二近似曲线的极大值相当的值设定为第二镜的倾角。因此,能够将以往通常需要五次以上的调整次数减少为三次,其结果是能够缩短工作时间。
[0073] 在第2方式及第6方式中,通过用二次函数近似,能够容易地根据从第一组到第三组的数据计算极大值。
[0074] 在第3方式及第7方式中,基于在第一镜的倾角为初始值的情况下及将第一镜的倾角从初始值向正负方向移动预定值的情况下的第一镜的倾角以及激光输出,计算对应于第一镜的倾角的激光输出的第一近似曲线,将与近似曲线的极大值相当的值设定为第一镜的倾角,然后设定第二镜的倾角,使得激光输出为最大值。通过仅计算对应于第一镜的倾角的激光输出的近似曲线,能够调整第一镜的倾角及第二镜的倾角。所以能够缩短调整所需的工作时间。另外,这种情况下,由于不需要读取关于第二镜的倾角的值,因此第二镜的调整部可以是简单的结构。
[0075] 在第4方式及第8方式中,通过用二次函数近似,能够容易地根据从第一组到第三组的数据计算极大值。
[0076] 在第9方式中,以第1方式调整,因此能够以短时间实现激光振荡器的维护。
[0077] 在第10方式中,以第3方式调整,因此能够以短时间实现激光振荡器的维护。
[0078] 在第11方式中,具备第5方式的镜调整装置,因此能够以短时间实现激光振荡器的维护。
[0079] 在第12方式中,具备第7方式的镜调整装置,因此能够以短时间实现激光振荡器的维护。
[0080] 使用典型的实施方式对本发明进行了说明,但本领域技术人员应当可以理解,在不脱离本发明的范围的前提下,可以进行上述的变更以及各种其他的变更、省略、添加。