DE4032967A1

DE4032967A1 - Monitoring optical fibres conducting high power laser beams - measuring intensity losses before and after beam passes through fibre by photosensors

Info

Publication number: DE4032967A1
Application number: DE4032967A
Authority: DE
Inventors: Otto Kindschi; Hartmut Jundt
Original assignee: HAAS LASER SYSTEMS AG
Current assignee: HAAS LASER SYSTEMS AG
Priority date: 1989-10-17
Filing date: 1990-10-17
Publication date: 1991-04-18

Abstract

Monitoring a light conducting fibre for a high energy working laser beam involves photosensor measurement of the intensity loss of a laser beam (11) before being coupled into the conductor and after passing along it. The corresp. electrical signals are compared and the result used to trigger a warning signal and/or switch off the laser beam. The beam passed along the conductor (4) is indirectly detected by detecting the component reflected by its output surface (41) and passing (66) back out of the input surface (40). USE/ADVANTAGE - Cost of monitoring fibres carrying high energy, including their end surfaces, reduced.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren gemäß Oberbegriff von Anspruch 1 und eine Vor richtung gemäß Oberbegriff von Anspruch 7.The invention relates to a method according to the preamble of claim 1 and a pre direction according to the preamble of claim 7.

Von einem Verfahren bzw. einer Vorrichtung dieser Art wird beispielsweise in dem in der US-Patentschrift Nr. 48 12 641 beschriebenen Überwachungssystem einer Laserbearbei tungsvorrichtung Gebrauch gemacht. In dieser bekannten Laserbearbeitungsvorrichtung wird der von einer Laserlichtquelle emittierte, hochenergetische Arbeitslaserstrahl mittels eines Strahlkopplers in den zu überwachenden Faserlichtleiter eingekoppelt. Dieser Ar beitslaserstrahl tritt nach Durchlaufen des Faserlichtleiters an dessen anderem Ende wieder aus und wird mittels eines weiteren Strahlkopplers auf den zu bearbeitenden Ge genstand geführt. Die Überwachung des Lichtleiters erfolgt so, daß die Leistung des Arbeitslaserstrahls vor dem Eintritt in den Lichtleiter und nach dem Austritt aus dem Lichtleiter mit Hilfe des im jeweiligen Strahlkoppler reflektierten Teils des Arbeits laserstrahls fotosensorisch gemessen bzw. in ein äquivalentes elektrisches Signal gewan delt wird. Die beiden elektrischen Signale werden in einer elektronischen Steuerung mit einander verglichen, die bei der Überschreitung einer einstellbaren Differenz der beiden Signale die Arbeitslaserlichtquelle abschaltet.A method or a device of this type is used, for example, in the U.S. Patent No. 4,812,641 to a laser processing monitoring system used device. In this known laser processing device is the high-energy working laser beam emitted by a laser light source a beam coupler is coupled into the fiber-optic cable to be monitored. This ar beitslaserstrahl occurs at the other end after passing through the fiber light guide again and is by means of another beam coupler on the Ge to be processed subject led. The light guide is monitored so that the performance of the Working laser beam before entering the light guide and after exiting the Light guide with the help of the part of the work reflected in the respective beam coupler Laser beam measured photosensor or won in an equivalent electrical signal delt is. The two electrical signals are included in an electronic control system compared to each other when an adjustable difference of the two is exceeded Signals the working laser light source switches off.

Dieses bekannte Überwachungssystem benötigt für die in jedem Strahlkoppler reflektier ten Anteile des Arbeitslaserstrahls jeweils eine Detektoreinheit mit dazugehöriger Detektorelektronik. Die Detektorelektronik ist dabei besonders aufwendig, da sie insbe sondere bei häufig wechselnden Betriebsbedingungen, wie sie beispielsweise beim Wechsel zwischen Dauerstrichbetrieb (CW-Betrieb) und kurzen Lichtpulsen großer Amplitude (Q-Switch) in Laserbeschriftungsmaschinen vorkommen, eine sehr große Signaldynamik verarbeiten muß. Nachteilig ist auch, daß insbesondere bei einem Arbeitsstrahl, dessen Wellenlänge im unsichtbaren Bereich liegt, die Justage des Arbeits strahls auf den zu bearbeitenden Gegenstand mit Aufwand verbunden ist. Außerdem können auch die am Bearbeitungsgegenstand reflektierten Lichtanteile des Arbeitsstrahls aufgrund der hohen Intensität eine Gefahr für das menschliche Auge bedeuten. This known monitoring system is required for reflecting in each beam coupler th portions of the working laser beam each have a detector unit with an associated one Detector electronics. The detector electronics are particularly complex since they are particularly difficult especially in the case of frequently changing operating conditions, such as in the case of Alternation between continuous wave mode (CW mode) and short, large light pulses Amplitude (Q-Switch) occur in laser marking machines, a very large one Signal dynamics must process. It is also disadvantageous that in particular with one Working beam, the wavelength of which is in the invisible range, the adjustment of the work beam on the object to be processed is associated with effort. Furthermore can also reflect the light components of the working beam reflected on the processing object because of the high intensity pose a danger to the human eye.

Hinzu kommt, daß mit dem bekannten System nur feststellbar ist, ob überhaupt ein Defekt des Lichtleiters vorliegt. Systembedingt können die bei der Übertragung hoher Strahlungsenergie als besonders kritisch bekannten Lichtleiterendflächen, durch die hin durch der Arbeitsstrahl in den Lichtleiter eintritt, nicht gesondert überwacht werden.In addition, the known system can only determine whether a There is a defect in the light guide. Depending on the system, the transmission can be higher Radiation energy known as particularly critical light guide end faces through which through the working beam entering the light guide, not be monitored separately.

Ausgehend davon ist es die Aufgabe der Erfindung, den Aufwand zur Überwachung einer solchen Faser zu reduzieren und die Faserendfläche, die der hochenergetische Laserstrahl bei der Einkopplung beaufschlagt, in die Überwachung mit einzubeziehen.Based on this, it is the object of the invention to monitor the effort reduce such fiber and the fiber end face that the high-energy laser beam charged during the coupling to be included in the monitoring.

Diese Aufgabe wird durch das erfindungsgemäße Verfahren und die dazugehörige Vor richtung gelöst, wie sie im Kennzeichen von Anspruch 1 bzw. Anspruch 7 definiert ist.This object is achieved by the method according to the invention and the associated prior Direction solved, as defined in the characterizing part of claim 1 or claim 7.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von zwei in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert; es zeigtThe invention is illustrated below with reference to two in the drawing Exemplary embodiments explained in more detail; it shows

Fig. 1 das erste Ausführungsbeispiel in schematischer Übersichtsdarstellung, Fig. 1, the first embodiment in a schematic overview representation,

Fig. 2 einen Schnitt längs der Linie II-II der Fig. 1 und Fig. 2 shows a section along the line II-II of Fig. 1 and

Fig. 3 das zweite Ausführungsbeispiel, gleichfalls in schematischer Übersichts darstellung. Fig. 3 shows the second embodiment, also in a schematic overview representation.

Die Vorrichtung in Fig. 1 umfaßt eine Arbeitslaserlichtquelle 1, eine Kontrollaserlicht quelle 6, eine Konvexlinse 21, eine Konkavlinse 93, zwei Strahlteiler 71 und 72, einen Umlenkspiegel 73, drei Detektoreinheiten 92, 94 und 95, eine Blende 91 und eine elek tronische Steuerung 10.The device in Fig. 1 comprises a working laser light source 1 , a control laser light source 6 , a convex lens 21 , a concave lens 93 , two beam splitters 71 and 72 , a deflecting mirror 73 , three detector units 92, 94 and 95 , an aperture 91 and an electronic control 10th

Die Arbeitslaserlichtquelle 1 emittiert einen hochenergetischen Arbeitslaserstrahl 11, der im folgenden als Arbeitsstrahl bezeichnet wird. Die Konstrollaserlichtquelle 6 emittiert einen niederenergetischen Kontrollaserstrahl 61, der eine andere Wellenlänge aufweist als der Arbeitsstrahl 11 und im folgenden als Kontrollstrahl bezeichnet wird. Der Kontroll strahl 61 (der Kontrollstrahl und Teile davon sind strichliert gezeichnet) trifft auf den ersten Strahlteiler 71, der einen Teilstrahl 62 des Kontrollstrahls 61 der Detektoreinheit 95, die im wesentlichen nur für den Wellenlängenbereich des Kontrollstrahls 61 empfind lich ist, zur Gewinnung eines elektrischen Referenzsignals zuführt. Das so erzeugte Refe renzsignal 920 wird der elektronischen Steuerung 10 zugeführt. Der andere Teilstrahl 63 des Kontrollstrahls 61 wird vom Umlenkspiegel 73, der für die Wellenlänge des Arbeits strahls 11 transparent ist, in den Strahlengang des Arbeitsstrahls 11 eingekoppelt und beaufschlagt zusammen mit diesem durch die Konvexlinse 21 hindurch ein Ende des Lichtleiters 4. Im folgenden wird nur noch der weitere Verlauf des Teilstrahls 63 be trachtet, da nur dieser Teilstrahl 63 für die Überwachung des Lichtleiters 4 von Bedeu tung ist, während der Arbeitsstrahl 11 am anderen Ende des Lichtleiters 4 aus diesem aus tritt und auf den zu bearbeitenden Gegenstand (nicht dargestellt) gerichtet ist.The working laser light source 1 emits a high-energy working laser beam 11 , which is referred to below as the working beam. The control laser light source 6 emits a low-energy control laser beam 61 which has a different wavelength than the working beam 11 and is referred to below as the control beam. The control beam 61 (the control beam and parts thereof are drawn in dashed lines) strikes the first beam splitter 71 , which is a partial beam 62 of the control beam 61 of the detector unit 95 , which is essentially only sensitive to the wavelength range of the control beam 61 , in order to obtain an electrical one Feeds reference signal. The reference signal 920 thus generated is supplied to the electronic control 10 . The other part of beam 63 is of the control beam 61 is coupled from the deflection mirror 73 which is transparent to the wavelength of the working beam 11 in the beam path of the working beam 11 and acts together with this through the convex lens 21 through one end of the light guide. 4 In the following, only the further course of the partial beam 63 will be considered, since only this partial beam 63 is of importance for the monitoring of the light guide 4 , while the working beam 11 at the other end of the light guide 4 emerges from it and onto the object to be processed (not shown) is directed.

Der Teilstrahl 63 wird teils direkt an der beaufschlagten Lichteintrittsfläche 40 reflektiert, teils tritt er in den Lichtleiter 4 ein, durchläuft diesen und wird am anderen Lichtleiterende 41 reflektiert, durchläuft den Lichtleiter 4 erneut, dieses Mal in entgegengesetzter Richtung, und tritt aus dem Lichtleiterende 40 wieder aus, durch das er in den Lichtleiter 4 eingetreten ist. Die Dämpfung des den Lichtleiter 4 durchlaufenden Lichtanteils hängt dabei von den Materialeigenschaften des Lichtleiters 4 und von dessen Länge ab. Ist der Lichtleiter 4 defekt (z. B. Faserbruch, Leck), so ist die Dämpfung des den Lichtleiter 4 durchlaufenden Lichtanteils erheblich größer als im Falle eines intakten Lichtleiters. Ist die Lichteintrittsfläche 40 defekt (z. B. Verbrennung), so ist der Lichtanteil 66 des Teil strahls 63, der direkt an der Lichteintrittsfläche 40 reflektiert wird, erheblich stärker ge streut als im Falle einer intakten Lichteintrittsfläche.The partial beam 63 is partly reflected directly on the light entry surface 40 , partly it enters the light guide 4 , passes through it and is reflected at the other light guide end 41 , passes through the light guide 4 again, this time in the opposite direction, and emerges from the light guide end 40 from which he entered the light guide 4 . The attenuation of the light component passing through the light guide 4 depends on the material properties of the light guide 4 and on its length. If the light guide 4 is defective (e.g. fiber break, leak), the attenuation of the light component passing through the light guide 4 is considerably greater than in the case of an intact light guide. If the light entry surface 40 is defective (e.g. combustion), the light portion 66 of the partial beam 63 , which is reflected directly on the light entry surface 40 , is scattered considerably more than in the case of an intact light entry surface.

Der Strahlenkonuswinkel α des direkt an der Lichteintrittsfläche 40 reflektierten Licht anteils 65 ist kleiner als der Strahlenkonuswinkel β des durch die Lichteintrittsfläche hindurch wieder aus der Faser austretenden Lichtanteils 66. Der Strahlenkonuswinkel β ist eine Funktion der Brechungsindices der Lichtleitermaterialien sowie des umgebenden Mediums (z. B. Luft). Aufgrund dieser unterschiedlichen Strahlenkonuswinkel α und β der beiden Lichtanteile 65 und 66 weist das von der Lichteintrittsfläche 40 her kommende Licht eine Intensitätsverteilung auf, wie sie in Fig. 2 dargestellt ist, welche einen Schnitt längs der Linie II-II der Fig. 1 zeigt. Dabei umgibt der durch die Lichteintrittsfläche 40 hindurch wieder austretende Lichtanteil 66 den direkt an der Lichteintrittsfläche 40 reflektierten Anteil 65, der ein helleres Zentrum 650 bildet, mit einem weniger hellen Lichthof 660.The beam cone angle α of the reflected directly at the light entrance surface 40 of light portion 65 is smaller than the beam cone angle β of the exiting again from the fiber through the light input surface through light component 66th The beam cone angle β is a function of the refractive indices of the light guide materials and the surrounding medium (e.g. air). Due to these different beam cone angles α and β of the two light components 65 and 66 , the light coming from the light entry surface 40 has an intensity distribution as shown in FIG. 2, which shows a section along the line II-II of FIG. 1. In this case 66, which again emerging through the light entrance surface 40 through light portion surrounding the light reflected directly at the light entrance surface 40 of portion 65, which forms a lighter center 650 with a less bright halo 660th

Der dichroitische Umlenkspiegel 73 führt die beiden Lichtanteile 65 und 66 auf den zwei ten Strahlteiler 72, der die Lichtanteile 65 und 66 in die Teile 651 und 661 einerseits sowie 652 und 662 aufspaltet. Die Lichtanteile 651 und 661 beaufschlagen die Blende 91, die im Bereich, der vom Lichtanteil 651 beleuchtet wird, geschwärzt ist und so nur den Anteil 661, der durch die Lichteintrittsfläche des Lichtleiters 4 hindurch wieder ausgetreten ist, auf die Detektoreinheit 92 passieren läßt. Das elektrische Ausgangssignal 920 der Detek toreinheit 92 ist somit ein Maß für die Intensität des durch die Lichteintrittsfläche 40 des Lichtleiters 4 hindurch wieder austretenden Lichts.The dichroic deflecting mirror 73 guides the two light components 65 and 66 to the two-th beam splitter 72 , which splits the light components 65 and 66 into the parts 651 and 661 on the one hand and 652 and 662 . The light portions 651 and 661 act on the diaphragm 91 , which is blackened in the area which is illuminated by the light portion 651 and thus only allows the portion 661 , which has emerged again through the light entry surface of the light guide 4 , to pass through the detector unit 92 . The electrical output signal 920 of the detector unit 92 is thus a measure of the intensity of the light emerging again through the light entry surface 40 of the light guide 4 .

Die Lichtanteile 652 und 662 gelangen durch die Konkavlinse 93 auf die lichtempfindli che Fläche der Detektoreinheit 94. Die Konkavlinse 93 weitet die beiden Lichtanteile 652 und 662 auf, so daß durch Inhomogenitäten der lichtempfindlichen Detektorfläche be dingte Fehler minimiert werden. Die Detektoreinheit 94 wird zwar von beiden Strahlan teilen 652 und 662 beaufschlagt, jedoch ist ihr elektrisches Ausgangssignal 940 trotzdem ein Maß für die Intensität des direkt an der Lichteintrittsfläche 40 des Lichtleiters 4 reflektierten Lichtanteils 65, da dessen Intensität und damit die Intensität des Lichtanteils 652 wesentlich (ein Vielfaches) größer ist als diejenige des Lichtanteils 662. (Der durch den Lichtanteil 662 entstehende Fehler im elektrischen Ausgangssignal der Detektorein heit 94 ist vernachlässigbar bzw. kompensierbar).The light components 652 and 662 pass through the concave lens 93 onto the light-sensitive surface of the detector unit 94 . The concave lens 93 expands the two light components 652 and 662 , so that errors caused by inhomogeneities in the photosensitive detector surface are minimized. Although the detector unit 94 is acted upon by both beam parts 652 and 662 , its electrical output signal 940 is nevertheless a measure of the intensity of the light component 65 reflected directly on the light entry surface 40 of the light guide 4 , since its intensity and thus the intensity of the light component 652 is essential (a multiple) is greater than that of the light portion 662 . (The error in the electrical output signal of the detector unit 94 resulting from the light component 662 can be neglected or compensated).

Die elektrischen Ausgangssignale 920 bzw. 940 der Detektoreinheiten 92 bzw. 94, die im wesentlichen nur für den Wellenlängenbereich des Kontrollstrahls 61 empfindlich sind, werden der elektronischen Steuerung 10 zugeführt. Die Steuerung 10 vergleicht jedes dieser Signale mit dem elektrischen Referenzsignal 950 der Detektoreinheit 95. Über schreitet bei einem solchen Vergleich eine der Differenzen oder beide den für jeden Vergleich individuell einstellbaren Schwellenwert, so löst die Steuerung 10 ein fallspezifisches Alarmsignal 100 aus und/oder schaltet den Arbeitslaser-Schalter 12 aus und damit die Arbeitslaserlichtquelle 1 ab.The electrical output signals 920 and 940 of the detector units 92 and 94 , which are essentially only sensitive to the wavelength range of the control beam 61 , are supplied to the electronic control 10 . The controller 10 compares each of these signals with the electrical reference signal 950 of the detector unit 95 . If one of the differences or both exceeds the threshold value that can be set individually for each comparison, the controller 10 triggers a case-specific alarm signal 100 and / or switches off the working laser switch 12 and thus the working laser light source 1 .

Selbstverständlich können die Arbeitslaserlichtquelle 1 und die Kontrollaserlichtquelle 6 auch an anderen Stellen angeordnet sein; dementsprechend muß nur die Anordnung der Strahlteiler 71 und 72 sowie der Umlenkspiegel 73 so modifiziert werden, daß sie den Arbeitsstrahl 11 und den Kontrollstrahl 61 mit Hilfe der Konvexlinse 21 wieder auf die Lichteintrittsfläche 40 des Lichtleiters 4 richten. Unter Umständen sind dann auch zusätzliche Strahlteiler und Spiegel erforderlich. Außerdem muß der Spiegel 73 auch nicht unbedingt transparent für die reflektierten Anteile des Arbeitsstrahls 11 sein. Die reflektierten Anteile des Arbeitsstrahls 11, die dann den reflektierten Anteilen 65 und 66 bzw. 651, 652, 661 und 662 des Kontrollstrahls 61 überlagert sind, können beispielsweise durch wellenlängenselektive optische Filter von den Detektoreinheiten 92, 94 und 95 ferngehalten werden. Die Detektoreinheiten 92, 94 und 95 können dann zusätzlich auch für andere Wellenlängenbereiche als für den des Kontrollstrahls 61 empfindlich sein. Of course, the working laser light source 1 and the control laser light source 6 can also be arranged at other locations; accordingly, only the arrangement of the beam splitters 71 and 72 and the deflecting mirror 73 have to be modified such that they direct the working beam 11 and the control beam 61 back onto the light entry surface 40 of the light guide 4 by means of the convex lens 21 . Additional beam splitters and mirrors may then also be required. In addition, the mirror 73 does not necessarily have to be transparent to the reflected portions of the working beam 11 . The reflected portions of the working beam 11 , which are then superimposed on the reflected portions 65 and 66 or 651, 652, 661 and 662 of the control beam 61 , can be kept away from the detector units 92, 94 and 95 , for example, by means of wavelength-selective optical filters. The detector units 92, 94 and 95 can then also be sensitive to wavelength ranges other than that of the control beam 61 .

Als weitere Alternative kann auch der Kontrollstrahl 61 polarisiert werden; das Filter 91, das zur Unterdrückung des direkt an der Lichteintrittsfläche 40 des Lichtleiters 4 reflek tierten Lichtanteils 65 des Kontrollstrahls 61 dient, ist dann ein entsprechendes Polari sationsfilter. Das elektrische Referenzsignal 950, das von der Detektoreinheit 95 mit Hilfe des Teilstrahls 62 gewonnen wird, kann natürlich auch direkt elektrisch erzeugt werden.As a further alternative, the control beam 61 can also be polarized; the filter 91 , which serves to suppress the light portion 65 of the control beam 61 directly reflected on the light entry surface 40 of the light guide 4 , is then a corresponding polarization filter. The electrical reference signal 950 , which is obtained by the detector unit 95 with the aid of the partial beam 62 , can of course also be generated directly electrically.

Prinzipiell kann auch auf die Kontrolllaserlichtquelle 6 verzichtet werden. Die wellen längenspezifischen Elemente der Vorrichtung sind dann dementsprechend für die Wellen länge des Arbeitsstrahles 11 sensitiv. Das Verzichten auf die Kontrollaserlichtquelle 6 hat aber zur Folge, daß die Detektorelektronik der jeweiligen Detektoreinheiten 92, 94 und 95 bei häufig wechselnden Betriebsbedingungen der Arbeitslaserlichtquelle 1 (z. B. CW-Betrieb, Q-Switch, siehe weiter oben) eine sehr große Signaldynamik verarbeiten können muß und entsprechend aufwendig wird. Immerhin bietet sie aber auch dann gegenüber dem bekannten System noch den Vorteil, daß der Lichtleiter 4 nur auf der Seite der Lichteintrittsfläche 40 zur Überwachung zugänglich sein muß.In principle, the control laser light source 6 can also be dispensed with. The wave length-specific elements of the device are then accordingly sensitive to the wavelength of the working beam 11 . Dispensing with the control laser light source 6 has the consequence, however, that the detector electronics of the respective detector units 92, 94 and 95 have very large signal dynamics in the case of frequently changing operating conditions of the working laser light source 1 (e.g. CW operation, Q switch, see above) Must be able to process and is correspondingly expensive. After all, it also offers the advantage over the known system that the light guide 4 only has to be accessible for monitoring on the side of the light entry surface 40 .

Die Kontrollaserlichtquelle 6 bietet aber außer dem geringeren Aufwand der jeweiligen Detektorelektronik noch einen weiteren Vorteil. Wenn nämlich der Kontrollstrahl 61 und der Arbeitsstrahl 11 mit der gleichen Konvexlinse 21 bzw. mit dem gleichen Spiegel 73 kollinear auf den Lichtleiter 4 gerichtet werden, so kann bei ausgeschalteter Arbeitslaser lichtquelle 1 mit Hilfe des aus der Lichtaustrittsfläche 41 des Lichtleiters 4 austretenden Kontrollstrahls der Arbeitsstrahl 11 auf die gewünschte Stelle des zu bearbeitenden Gegenstandes justiert werden, ohne daß die hochenergetische Arbeitslaserlichtquelle 1 eingeschaltet ist. Dies ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn die Wellenlänge des Kon trollstrahls 61 im sichtbaren Bereich liegt und gleichzeitig der Kontrollstrahl 61 so nieder energetisch ist, daß er keine Gefahr für das menschliche Auge bedeutet.The control laser light source 6 , however, offers a further advantage in addition to the lower outlay of the respective detector electronics. If, in fact, the control beam 61 and the work beam 11 are collinearly directed onto the light guide 4 with the same convex lens 21 or with the same mirror 73 , then with the work laser switched off, light source 1 can use the control beam emerging from the light exit surface 41 of the light guide 4 to produce the work beam 11 can be adjusted to the desired position of the object to be processed without the high-energy working laser light source 1 being switched on. This is particularly advantageous if the wavelength of the con troll 61 is beam in the visible region and at the same time the control beam 61 is so low energy to mean any danger to the human eye.

In der das zweite Ausführungsbeispiel illustrierenden Fig. 3 sind wiederum bezeichnet:
mit 1 die Arbeitslaserlichtquelle, mit 6 die Kontrollaserlichtquelle, mit 31 und 21 Konvexlinsen, mit 73 ein Spiegel, mit 71 ein Strahlteller, mit 91 eine Blende sowie mit 92 und 95 zwei Detektoreinheiten.In FIG. 3, which illustrates the second exemplary embodiment, the following are again identified:
with 1 the working laser light source, with 6 the control laser light source, with 31 and 21 convex lenses, with 73 a mirror, with 71 a beam plate, with 91 an aperture and with 92 and 95 two detector units.

Der wesentliche Unterschied zu der anhand Fig. 1 beschriebenen Vorrichtung besteht darin, daß der Kontrollstrahl 61 auf die Lichtaustrittsfläche 41 des Arbeitsstrahls 11 ge richtet ist. Die Überwachung des Faserlichtleiters 4 mit Hilfe des an der Lichteintritts fläche 40 des Arbeitsstrahls reflektierten Lichtanteils 66 des Kontrollstrahls 61 (bzw. des Anteils 63 davon) erfolgt in der gleichen Weise wie bereits weiter oben anhand der Fig. 1 beschrieben. Der Lichtanteil 65, der von der Reflexion des Kontrollstrahls 61, bzw. des Anteils 63 davon, an der Lichtaustrittsfläche 41 des Arbeitsstrahls stammt, wird nicht ausgewertet, da er nur eine Information über den Zustand der Lichtaustrittsfläche 41 beinhaltet, welche bei der Übertragung von Laserenergie nicht als kritisch bekannt sind.The main difference to the device described with reference to FIG. 1 is that the control beam 61 is directed to the light exit surface 41 of the working beam 11 ge. The monitoring of the fiber light guide 4 with the aid of the light portion 66 of the control beam 61 (or the portion 63 thereof) reflected on the light entry surface 40 of the working beam is carried out in the same manner as already described above with reference to FIG. 1. The light portion 65 , which comes from the reflection of the control beam 61 , or the portion 63 thereof, on the light exit surface 41 of the working beam is not evaluated, since it only contains information about the state of the light exit surface 41 , which is associated with the transmission of laser energy are not known to be critical.

Prinzipiell sind die Alternativen dieser Vorrichtung die gleichen wie die der Vorrichtung, die anhand von Fig. 1 beschrieben ist. In der anhand von Fig. 3 beschriebenen Vorrichtung ist jedoch die Kontrollaserlichtquelle 6 unverzichtbar. Mit dieser Vorrichtung ist auch nur feststellbar, ob überhaupt ein Defekt des Lichtleiters 4 vorliegt, die Art des Defektes wird nicht erfaßt. Auch die Justage des Arbeitsstrahls 11 durch Justieren des Hilfsstrahls 61 entfällt. Die Vorrichtung hat aber gegenüber dem bekannten System immerhin den Vorteil des geringeren Aufwands der jeweiligen Detektorelektronik und muß zur Überwachung nur auf der Seite der Lichtaustrittsfläche, durch die hindurch der Arbeitsstrahl 11 aus dem Lichtleiter 4 austritt, zugänglich sein.In principle, the alternatives of this device are the same as those of the device described with reference to FIG. 1. In the device described with reference to FIG. 3, however, the control laser light source 6 is indispensable. With this device it is also only possible to determine whether there is a defect in the light guide 4 at all, the type of the defect is not detected. The adjustment of the working beam 11 by adjusting the auxiliary beam 61 is also omitted. However, compared to the known system, the device has the advantage of less expenditure on the respective detector electronics and must only be accessible for monitoring on the side of the light exit surface through which the working beam 11 emerges from the light guide 4 .

Claims

1.Method for monitoring a fiber light guide for a high energy working laser beam during operation, in particular in a laser processing device, in which the energy loss (loss of intensity) of a laser beam passing through the light guide ( 11 or 61 ) by photosensitive measurement of the light intensity of this laser beam ( 11 or 61 ) before it is coupled into the light guide ( 4 ) and after it has passed, and the electrical signals obtained thereby, if necessary after their amplification, are compared with one another and, based on this comparison, a warning signal ( 100 ) and / or the shutdown of the working laser beam is triggered (11), characterized in that the photo-sensor-based detection of the fiber light guide (4) passing through the laser beam (11 or 61) indirectly by detecting the light reflected from the light outlet surface (41) of the fiber light guide (4) and by desse n The light entry surface ( 40 ) passes through the light component ( 66 ) reaching the outside.

2. The method according to claim 1, characterized in that a separate control laser beam ( 61 ) with a different from the working laser beam ( 11 ) wavelength is used for monitoring.

3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that, taking advantage of the smaller beam cone angle (α) of the light portion reflected by the light entry surface ( 65 ) compared to the beam cone angle (β) of the light portion emerging through the light entry surface ( 66 ) a light spot with a brighter center ( 650 ) in an atrium ( 660 ), this center and this atrium are detected by separate photosensitive measurements ( 94 and 92 ) and the two electrical signals obtained thereby, if necessary after their amplification, each with the through the photosensitive measurement of the light intensity of the laser beam ( 11 or 61 ) before it is coupled into the fiber light guide ( 4 ) and, if necessary, amplified electrical signal are compared, and based on each of these two comparisons according to individually assigned threshold values, a case-specific or common warning signal ( 100 ) and / or the shutdown of the working laser beam ( 11 ) is triggered.

4. The method according to claims 2 and 3, characterized in that the control aser beam ( 61 ) is directed onto the entry surface ( 40 ) of the working laser beam ( 11 ).

5. The method according to claim 2, characterized in that the control laser beam ( 61 ) is directed onto the exit surface ( 41 ) of the working laser beam ( 11 ).

6. The method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the light guide (4) continuous laser beam (11 or 61) is polarized before being coupled into the light guide (4) and that for the photo-sensor-based detection of the Light exit surface ( 41 ) reflected and through the light entry surface ( 40 ) again outward light portion ( 66 ) of the light entry surface ( 40 ) of the laser beam reflected, polarized light portion ( 65 ) is suppressed.

7. The device for performing the method according to claim 1, with first optical means for detecting the intensity of a laser beam ( 11 or 61 ) before its coupling into the fiber optic ( 4 ) and with second optical means for detecting the intensity of the laser beam ( 11 or 61 ) after it has passed through the fiber-optic cable ( 4 ) and photo sensors ( 92, 95 ) for measuring the two intensities detected, the electrical signal outputs of these photo sensors being connected to the inputs of a comparator circuit ( 10 ) with a preferably adjustable threshold value, the output signal thereof a warning signal source ( 100 ) turns on and / or a working laser switch ( 12 ), characterized in that the second optical means detect the entry surface ( 40 ) of the fiber optic cable ( 4 ).

8. The device according to claim 7, characterized in that the second optical means comprise an arrangement of optical elements ( 73, 93 ) which image the entry surface ( 40 ) of the fiber optic cable ( 4 ) on one of the photo sensors ( 94 ).

9. The device according to claim 7 or 8, characterized by its own control aser ( 6 ) with a wavelength different from the wavelength of the working laser ( 1 ), the photosensors ( 92, 95 ) being essentially sensitive to light of this wavelength.

10. The device according to claim 9, characterized in that the first optical means contain an optical element ( 71 ) which the control beam ( 61 ) before the coupling of the working beam ( 11 ) into the fiber optic cable ( 4 ) in the beam path of the working beam ( 11 ) couples.

11. The device according to claim 7 or 8, characterized in that the second optical means comprise a beam splitter ( 72 ) and a diaphragm ( 91 ), the diaphragm ( 91 ) from the one from the beam splitter ( 72 ) coming light portion ( 651 and 661 ) keeps the brighter inner area ( 651 ) away from the subsequent photo sensor ( 92 ), and that the respective electrical signal output of the photo sensors ( 92, 94 ) each with the signal output of the photo sensor ( 95 ), which detects the intensity of the laser beam ( 11 or 61 ) before it is coupled into the fiber-optic cable ( 4 ), is connected to the inputs of a separate comparator circuit ( 10 ) with preferably separately adjustable threshold values, the output signals of which are a case-specific or common warning signal source ( 100 ) and / or the working laser Turn off switch ( 12 ).

12. The apparatus according to claim 9, characterized in that the first optical means contain an optical element ( 71 ) which couples the control beam ( 61 ) in the opposite direction into the beam path of the working light beam ( 11 ) emerging from the fiber light guide ( 4 ).

13. The apparatus according to claim 12, characterized in that the second optical means rule a diaphragm ( 91 ) which keeps the brighter inner region ( 650 ) of the light beam away from the photosensor ( 92 ).

14. The apparatus according to claim 11 or 13, characterized in that in the beam path of the laser beam ( 11 or 61 ) before it is coupled into the fiber light conductor ( 4 ) means for polarizing the beam ( 11 or 61 ) are connected and that Aperture ( 91 ) is a polarizing filter.