CN1291532C - 激光控制方法、激光装置、激光加工方法及激光加工设备 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种可产生稳定激光脉冲和消除加工过程中无效时间的激光控制方法。所述方法使用增益介质和Q开关，并向增益介质发射激励光从而使Q开关处于连续振荡模式，并且在激光脉冲产生前设置给定的Q开关间歇时间。当连续振荡的持续时间大于给定时间时，所述控制方法将用来获得第一激光脉冲的Q开关间歇时间设置得不同于用来获得第二及后续激光脉冲的Q开关间歇时间。

Description

激光控制方法、激光装置、激光加工方法及激光加工设备
技术领域
本发明涉及使用Q开关的激光控制方法、激光装置、激光束加工方法以及使用激光装置的激光加工机。
背景技术
以下简介传统的Q开关激光控制。传统的Q开关激光系统通过控制Q开关和谐振器的激励光来获得脉冲光，其中所述谐振器包括高反射镜、Q开关、增益介质、输出镜和激励光介质。
入射到增益介质中的激励光在高反射镜和输出镜之间产生光学谐振，从而使激光振荡。
在Q开关元件打开时，即当Q开关被置于连续振荡模式时，插入在光路中的Q开关打开光路，从而使激光产生振荡。然而，在Q开关关闭时，即当Q开关被置于间歇时间时，光路被关闭，振荡终止。
然后打开Q开关，即使其处于连续振荡模式，由于谐振器的损失在短时间内降低，所以产生高能脉冲。这样，Q开关的打开和关闭将使脉冲激光产生振荡。
一般而言，在进行Q开关振荡时，振荡中第一脉冲的峰值过大，如图14所示。为抑制这一较大的峰值，在第一脉冲之前减弱激励增益介质的激励光，如图15所示。这种方法称为第一脉冲抑制法。
若不采用上述第一脉冲抑制法，为了抑制第一脉冲的较大峰值，可使激励光连续地发射到增益介质。这样，使Q开关置于连续激励模式，以用来在激光脉冲产生之前设置给定的间歇时间，如图16所示。这种方法称为Q开关激光。
采用所述Q开关激光的激光加工机用于加工金属或在印刷电路板上打孔。在加工操作期间，需要有预定频率的激光脉冲串和用于传送工件的较长间歇时间，以便脉冲振荡和停顿交替反复进行。
上述方法在产生激光脉冲方面是有效和可行的，即向增益介质连续发射激励光，以将Q开关置于连续振荡模式中，并在激光脉冲产生前设置给定的间歇时间。然而，使用较高频率有时会使第一脉冲的峰值高于第二和后续脉冲的峰值，如图16所示。
由于谐振器中光学部件的热透镜的缘故，开始几个脉冲的峰值会大于或小于给定时间段后稳定脉冲的峰值，如图17(A)和17(B)所示。
当激光加工机使用如图17A和17B所示的激光脉冲时，在其第一次或最初几次中的每次发射中，每次加工的直径与预期尺寸不同，如图18A和18B所示。
为解决上述不便，可先向虚拟目标发射激光直至脉冲稳定，然后再开始加工。然而，这种方法会浪费开机前的准备时间。
针对上述问题，本发明的目的在于提供一种可产生稳定激光脉冲和无需加工操作中无效时间的激光控制方法和激光装置。
发明内容
本发明的激光控制方法涉及使用增益介质和Q开关的激光控制方法，包括：设定对所述增益介质照射的脉冲数的步骤、将对所述脉冲数计数的计数器初始化的步骤、在所述计数器的计数为0时设定用来获得第一激光脉冲的第一Q开关间歇时间T0的步骤、在所述计数器的计数为0以外时设定第二Q开关间歇时间T的步骤、和与所述Q开关的连续振荡期间对应改变所述第一Q开关间歇时间T0的步骤，让所述第一Q开关间歇时间T0与所述第二Q开关间歇时间T不同。在上述方法中，当Q开关连续振荡的持续时间长于预定时间段时，用来产生第二和后续激光脉冲的Q开关间歇时间与用于产生第一激光脉冲的Q开关间歇时间不同。
上述机制可在整个激光振荡的过程中产生稳定的脉冲，即从激光振荡开始或给定间歇时间后的第一脉冲开始直至振荡结束的整个过程中。
本发明另一个激光控制方法涉及使用增益介质和Q开关的激光控制方法，所述方法包括以下步骤：
向增益介质连续发射激励光，从而使Q开关置于连续振荡模式；以及
在激光脉冲产生前设置给定的间歇时间。
在这一方法中，将光学调制器设置在激光输出部分中，以便使激光由Q开关从间歇时间转换到连续振荡模式后通过所述光学调制器一段给定的时间段。
这一机制可在整个激光振荡的过程中产生稳定的激光脉冲，即从激光振荡开始或给定间歇时间后的第一脉冲开始直至振荡结束的整个过程中。
本发明再一个激光控制方法涉及使用增益介质和Q开关的激光控制方法，所述方法包括以下步骤：
向增益介质连续发射激励光，从而使Q开关置于连续振荡模式；以及
在激光脉冲产生前设置给定的间歇时间。
在这一方法中，当Q开关连续振荡的持续时间长于预定时间段时，调节激光脉冲的间歇时间直至获得预期的激光脉冲。
这一机制可在整个激光振荡的过程中产生稳定的激光脉冲，即从激光振荡开始或给定间歇时间后的第一脉冲开始直至振荡结束的整个过程中。
本发明激光装置涉及包括增益介质和Q开关的激光装置，所述激光装置向增益介质发射激励光以使Q开关置于连续振荡模式，并在激光脉冲产生前设置给定的Q开关间歇时间。在这一激光装置中，当Q开关连续振荡的持续时间长于给定时间段时，产生第二和后续激光脉冲的Q开关间歇时间不同于产生第一激光脉冲的Q开关间歇时间。
这一机制可在整个激光振荡的过程中产生稳定的激光脉冲，即从激光振荡开始或给定间歇时间后的第一脉冲开始直至振荡结束的整个过程中。
本发明另一种激光装置涉及包括增益介质和Q开关的激光装置，所述激光装置向增益介质发射激励光以使Q开关置于连续振荡模式，并在激光脉冲产生之前设置给定的Q开关间歇时间。在这一激光设备中，光学调制器设置在激光的输出部分中，以便使激光由Q开关从间歇时间转换为连续振荡模式后通过所述光学调制器一段给定的时间。
这一机制可在整个激光振荡的过程中产生稳定的激光脉冲，即从激光振荡开始或给定间歇时间后的第一脉冲开始直至振荡结束的整个过程中。
本发明再一种激光装置涉及包括增益介质和Q开关的激光装置，所述激光装置向增益介质发射激励光以使Q开关置于连续振荡模式，并在激光脉冲产生前设置给定的Q开关间歇时间。在这一激光装置中，设置调节装置，以便在Q开关连续振荡的持续时间长于给定时间时，调节脉冲的间歇时间直至获得预期的激光脉冲。
这一机制可在整个激光振荡的过程中产生稳定的激光脉冲，即从激光振荡开始或给定间歇时间后的第一脉冲开始直至振荡结束的整个过程中。
本发明的激光加工方法涉及使用增益介质和Q开关的激光加工方法，所述激光加工方法包括以下步骤：
向增益介质连续发射激励光，从而使Q开关置于连续振荡模式，以及
在激光脉冲产生之前设置给定的Q开关间歇时间。
在这一激光加工方法中，使用Q开关激光，以便在Q开关连续振荡的持续时间长于给定时间时，产生第二和后续激光脉冲的Q开关间歇时间不同于产生第一激光脉冲的Q开关间歇时间。
这一机制可在整个激光振荡的过程中产生稳定的激光脉冲，即从激光振荡开始或给定间歇时间后的第一脉冲开始直至振荡结束的整个过程中。采用这样的脉冲允许在任何时候以稳定脉冲加工直径。
本发明另一种激光加工方法涉及使用增益介质和Q开关的激光加工方法，所述激光加工方法包括以下步骤：
向增益介质发射激励光以使Q开关置于连续振荡模式，以及
在激光脉冲产生前设置预定的Q开关间歇时间。
在这一激光加工方法中，使用Q开关激光，以便在将光学调制器设置在激光输出部分中时，使激光在Q开关由间歇时间转换为连续振荡模式后在预定时间中通过所述光学调制器。
这一机制可在整个激光振荡的过程中产生稳定的激光脉冲，即从激光振荡开始或给定间歇时间后的第一脉冲开始直至振荡结束的整个过程中。采用这样的脉冲允许在任何时候以稳定脉冲加工直径。
本发明的再一个激光加工方法涉及使用增益介质和Q开关的激光加工方法，所述激光加工方法包括：将工作台和电扫描仪移动到加工位置的步骤；设定对所述增益介质照射的脉冲数的步骤；将对所述脉冲数计数的计数器初始化的步骤；在所述计数器的计数为0时设定用来获得第一激光脉冲的第一Q开关间歇时间T0的步骤；在所述计数器的计数为0以外时设定第二Q开关间歇时间T的步骤；和让所述第一Q开关间歇时间T0与所述第二Q开关间歇时间T不同，并且与所述Q开关的连续振荡期间对应改变所述第一开关间歇时间T0的步骤。
在这一激光加工方法中，使用Q开关激光，以便在Q开关连续振荡的持续时间长于给定时间时，调节激光脉冲的间歇时间直至获得预期的激光脉冲。
这一机制可在整个激光振荡的过程中产生稳定的激光脉冲，即从激光振荡开始或给定间歇时间后的第一脉冲开始直至振荡结束的整个过程中。采用这样的脉冲允许在任何时候以稳定脉冲加工直径。
除上述方面外，本发明还提供了一种激光加工机。本发明激光加工机涉及包括增益介质和Q开关的激光加工机，所述激光加工机向增益介质发射激励光以使Q开关置于连续振荡模式，并在激光脉冲产生之前设置给定的Q开关间歇时间。所述激光加工机装备激光装置，其中所述激光装置使用Q开关激光，以便在Q开关连续振荡的持续时间长于给定时间时，产生第二和后续激光脉冲的Q开关间歇时间不同于产生第一激光脉冲的Q开关间歇时间。
这一结构可在整个激光振荡的过程中产生稳定的激光脉冲，即从激光振荡开始或给定间歇时间后的第一脉冲开始直至振荡结束的整个过程中。采用这样的脉冲允许在任何时候以稳定脉冲加工直径。
除上述激光加工机外，本发明还提供了另一种激光加工机。所述激光加工机涉及包括增益介质和Q开关的激光加工机，它向增益介质发射激励光以使Q开关置于连续振荡模式，并在激光脉冲产生前设置预定的Q开关间歇时间。在这一激光加工机中装备有激光装置，其中所述激光装置使用Q开关激光，以便在将光学调制器设置在激光输出部分中时，使激光在Q开关由间歇时间转换为连续振荡模式后经过预定时间通过所述光学调制器。
这一结构可在整个激光振荡的过程中产生稳定的激光脉冲，即从激光振荡开始或给定间歇时间后的第一脉冲开始直至振荡结束的整个过程中。采用这样的脉冲允许在任何时候以稳定脉冲加工直径。
除上述激光加工机外，本发明还提供了另一种激光加工机。所述激光加工机涉及包括电扫描仪、扫描透镜、增益介质和Q开关的激光加工机，它向增益介质发射激励光以使Q开关置于连续振荡模式，并在激光脉冲产生前设置预定的Q开关间歇时间。当Q开关连续振荡的持续时间长于给定时间时，这种激光加工机调节激光脉冲的间歇时间，从而产生预期的激光脉冲。
这一机制可在整个激光振荡的过程中产生稳定的激光脉冲，即从激光振荡开始或给定间歇时间后的第一脉冲开始直至振荡结束的整个过程中。采用这样的脉冲允许在任何时候以稳定脉冲加工直径。
附图简述
图1为涉及本发明第一实施例的原理图；
图2流程图表明本发明第一实施例的流程；
图3表明与本发明相关的Q开关激光头的结构；
图4表明本发明光学调制器的控制方法；
图5流程图表明本发明第一实施例中改变间歇时间的流程；
图6为表明本发明第二实施例的原理图；
图7为表明本发明第三实施例的原理图；
图8为表明本发明第四实施例的原理图；
图9为表明本发明第五实施例的原理图；
图10流程图表明第五实施例的流程；
图11流程图表明本发明第五实施例中改变间歇时间的流程；
图12流程图表明本发明第五实施例中改变间歇时间时的脉冲监测流程；
图13流程图涉及本发明的第六实施例；
图14表明第一脉冲的产生；
图15表明第一脉冲抑制方法；
图16表明根据现有技术的Q开关激光振荡器的控制方法；
图17表明根据现有技术的Q开关激光振荡器中存在的问题；
图18表明采用现有技术的Q开关激光系统的激光加工机进行加工的示例。
具体实施方式
实施例1
以下将结合附图详述本发明的优选实施例。图1表明根据第一实施例的激光振荡控制方法，并且示出了Q开关激光系统激光头中的指令波形。
首先，向增益介质连续发射激励光。Q开关打开的状态为连续振荡模式。由这一模式转换到间歇时间，即Q开关的关断状态将使激光增益增加。在时间段“T0”之后，使Q开关打开，即使其处于连续振荡模式将产生激光脉冲。时间段“T0”为产生第一脉冲的振荡一间歇周期。为了产生第二和后续脉冲，振荡间歇周期被设定为“T”而不是“T0”。图2流程图表明发射指定脉冲的程序。
指定“N”为脉冲数，并初始化“n”作为计数器。当″n″为零(0)即第一发射时，如果连续振荡保持的时间长于给定的时间，则设定“T0”为间歇时间。如果连续振荡的时间还没有达到给定的时间，则设定“T”作为间歇时间。当″n″不为零(0)即不是第一脉冲时，也设定“T”为间歇时间。然后如上所述，关断Q开关以获得间歇时间。
当使用诸如YVO4等具有相当短的荧光寿命的增益介质时，图1所示时间“T0”被设定为小于时间“T”，因为这种增益介质几乎不会受到热透镜的影响。
当应用的脉冲激光的波长长于基波的波长时，即使用高次谐波时，根据使用该Q开关激光振荡控制方法的第一实施例，通过外腔方法(extra-cavity)或内腔(intra-cavity)方法设置非线性晶体。
以下参考图3说明Q开关激光系统的操作。所述系统包括高反射镜21、Q开关元件22、增益介质23、输出镜24和聚光透镜25。
在产生谐波的情况下，采用外腔方法，并设置标以标号20的部分。部分20包括非线性光学晶体26及形成准直仪的光学透镜27。窄带滤波器或分色镜28用于谐波激光。在此省略了采用内腔方法的结构说明，但应指出这种情况下非线性光学晶体插入在输出镜24与高反射镜21之间，而光学调制器29设置在下面将描述的激光输出部分中。
光学调制器29设置在激光输出部分，从而自Q开关关断后，激光在给定的时间中通过所述光学调制器。结果，可去除激光中的连续振荡分量并取出纯脉冲分量。
图4表明图3所示光学调制器29的控制方法。在Q开关基本打开(即几乎处于连续振荡模式)时，激光在给定时间内通过光学调制器。如果脉冲的产生稍稍偏离打开时间，那么由此激光通过光学调制器的时间可能比正常时间提前或滞后。Q开关振荡产生的激光脉冲的脉冲宽度依据频率发生变化。在这种情况下，可以响应频率来改变在光学调制器中的通过时间。
当在外腔方法中应用非线性晶体时，在作为激光输出部分的基波输出部分设置光学调制器，或者在应用多个非线性晶体时，光学调制器可设置在所述的多个晶体之间。
图5为流程图，表明根据第一实施例响应连续振荡周期改变Q开关第一间歇时间的程序。设定脉冲数“N”，初始化“n”作为计数器。当“n”为零-即第一发射时，如果连续振荡保持的时间大于最小时间值，则用函数“f(τ)”设定间歇时间，其中所述函数“f(τ)”用表示间歇时间之前的连续振荡时间的“τ”表达。
设置对应间歇时间前连续振荡时间的数据表，就可不必计算函数“f(τ)”而由数据表中选取数据。
上述的最小时间值是当脉冲连续振荡时产生脉冲的连续振荡时间。因此，当脉冲频率改变时，函数“f(τ)”将随频率而变化。
如上所述，第一实施例可保证第一脉冲的波形和峰值与第二及后续脉冲的波形和峰值相同。
在使用非线性晶体的情况下，谐波脉冲的第一脉冲在波形和峰值上也可以与第二及后续脉冲的波形和峰值相同。
间歇时间可根据连续振荡时间而变化，从而始终可以产生稳定的脉冲，即使在脉冲发射间隔变化时也可实现这一点。
实施例2
图6为根据本发明第二实施例的激光装置示意图。所述装置包括激光头11、Q开关12、激励光源13、Q开关的射频驱动器14、控制电路15、Q开关的信号发生器16、操作部分17、外部调制器18和外部光学调制器控制器19。信号发生器16配置在控制电路15中。
通过诸如个人电脑等操作部分17输入的振荡指令被送至控制电路15并在此得到解译，信号发生器16发出控制信号，使第一间歇时间不同于第二间歇时间，如在图1中所述。该控制信号被传送到激励光源13和射频驱动器14，从而使激光头开始振荡。
当使用诸如YVO4等具有极短荧光寿命的增益介质时，第一间歇时间总是设置得小于第二间歇时间，因为这类增益介质几乎不受热透镜的影响。
当使用波长大于基波波长的脉冲激光时，即使用高次谐波时，非线性晶体由使用该Q开关激光的外腔方法或内腔方法设置。
Q开关激光系统的激光头结构与图3所示的第一实施例相同，因此在此省略对所述结构的描述。
光学调制器设置在激光输出部分，从而自Q开关关断后，激光在给定的时间中通过所述光学调制器。结果，可去除激光中的连续振荡分量并取出纯脉冲分量。
以下描述图6中所示的外部光学调制器控制器19。该控制器控制图4所示的光学调制器，并发出信号，使激光自Q开关几乎打开，即几乎在连续振荡模式时在给定的时间中通过所述光学调制器。如果脉冲的产生稍稍偏离打开时间，那么由此激光通过光学调制器的时间可能比正常时间会有所提前或滞后。Q开关振荡产生的激光脉冲的脉冲宽度会依据频率而变化。在这种情况下，在光学调制器中的通过时间也会随频率而变化。
当在外腔方法中使用非线性晶体时，光学调制器设置在作为激光输出部分的基波输出部分，或者在使用多个非线性晶体时，可将光学调制器设置在所述多个非线性晶体之间。
在图6所示的Q开关信号发生器16中，如果连续振荡保持的时间长于最小时间，则用函数“f(τ)”设置Q开关的第一间歇时间，其中所述函数“f(τ)”用表示间歇时间前的连续振荡时间的“τ”表达。
制备对应间歇时间前的连续振荡时间的数据表，就可不必计算函数“f(τ)”而由数据表中选取适当的数据。上述的最小时间值为脉冲连续振荡时产生脉冲的连续振荡时间。因此，当脉冲频率改变时，函数“f(τ)”将随频率而变化。
如上所述，第二实施例可保证产生的第一脉冲波形和峰值与第二及后续脉冲的波形和峰值相同。
在应用非线性晶体的情况中，谐波脉冲的第一脉冲在波形和峰值上也可与第二及后续脉冲的波形和峰值相同。
间歇时间可根据连续振荡时间而变化，从而可使产生的脉冲始终保持稳定，即使在脉冲发射间隔变化时也可实现这一点。
实施例3
图7为流程图，表明根据第三实施例的采用Q开关激光的激光加工机中激光振荡控制方法。所述方法可用于在印刷电路板上打孔等。
采用工作台和电扫描仪实施对打孔部位的定位。工作台可以移动，以覆盖电扫描达不到的区域，从而能够对整个工件实施穿孔。
首先，将工件置于工作台上，然后开始加工过程，在所述情况中为开始打孔。当加工过程完成时，将工件由工作台上取下。在所述过程中，先将工作台移动到欲实施打孔的位置，然后将电扫描仪移至打孔点，并向该点发射激光。在发射激光时，设置脉冲的指定数量为N，并初始化“n”作为计数器。当“n”为零(0)，即第一发射时，如果连续振荡保持的时间长于给定的时间，则设定“T0”为间歇时间。
如果连续振荡的时间还没有达到预定的时间，则设定“T”作为间歇时间。当″n″不为零(0)，即不是第一脉冲时，也设定“T”为间歇时间。然后如上所述关断Q开关以获得间歇时间。这样，本实施例中产生的Q开关的指令波形和脉冲与图1所示相同。
当使用诸如YVO4等具有极短荧光寿命的增益介质时，第一间歇时间总是设置得小于第二间歇时间，因为这种增益介质几乎不会受到热透镜的影响。
当应用的脉冲激光的波长长于基波的波长时，即应用到高次谐波时，通过使用了所述Q开关激光装置的外腔方法或内腔方法，设置非线性晶体。
Q开关激光系统的激光头结构与图3所示的第一实施例中所描述的类似。
接着，将说明光学调制器的控制方法，其中在使用Q开关激光的激光加工机中，光学调制器设置在激光的输出部分。所述控制方法与实施例1所述类似，即从Q开关基本打开，即基本处于连续振荡模式时起，激光在一段给定时间中通过所述光学调制器。
如果脉冲的产生稍稍偏离打开时间，那么激光通过光学调制器的时间可能比正常时间提前或滞后。
通过Q开关振荡产生的激光脉冲的脉冲宽度有时随频率发生变化。在这种情况下，光学调制器中的通过时间也会随频率产生变化。
当采用外腔方法中使用非线性晶体时，光学调制器设置在作为激光输出部分的基波输出部分上；或者在使用多个非线性晶体时，光学调制器可设置在所述的多个非线性晶体之间。
在根据第三实施例的使用Q开关激光的激光加工方法中，Q开关的第一间歇时间可随连续振荡时间而变化。以下将对这种变化的程序予以说明。
这一程序与第一实施例的图5中所述相似，即设置脉冲的预定数量为N，并初始化“n”作为计数器。当“n”的指示为零，即第一发射时，如果连续振荡保持的时间大于最小的时间，则将间歇时间设定为函数“f(τ)”，其中所述函数“f(τ)”由表示间歇时间之前的连续振荡时间的“τ”表达。
制备对应间歇前连续振荡时间的数据表，就可不必计算函数“f(τ)”而由数据表中选取数据。上述的最小时间值为脉冲产生期间脉冲连续振荡时的连续振荡时间。因此，当脉冲频率改变时，函数“f(τ)”将随频率而变化。
如上所述，第三实施例可保证所产生的第一脉冲波形和峰值与第二及后续脉冲的波形和峰值相同。这一优点使得能够以稳定的方式加工所有的孔。可随着激光的发射沿直线或曲线同步移动激光加工点，从而使线加工或曲线加工的线宽恒定。
在被激光加工方法采用的Q开关激光中使用非线性晶体的情况下，谐波脉冲的第一脉冲在波形和峰值上可以与第二及后续脉冲的波形和峰值相同。这一优点可实现稳定加工所有的孔。
随着激光的发射而沿直线或曲线同步地移动激光加工点，从而可以使线加工或曲线加工的线宽保持恒定。
光学调制器设置在激光输出部分，从而使激光从Q开关打开(即处于连续振荡模式)时起在一段给定时间中通过所述的光学调制器。结果，可以去除激光中的连续振荡分量，从而取出纯脉冲分量。这一优点允许稳定地加工所有孔，同时可抑制由激光连续振荡分量造成的不必要加工。
当电扫描仪由一个加工点移到另一个加工点时，激光中的连续振荡分量会擦伤所加工的孔之间的部分，然而，第三实施例方法可避免这一点。
间歇时间可根据连续振荡时间而变化，从而可以始终产生稳定的脉冲，即使在脉冲发射间隔变化时也可实现这一点。结果，可以稳定的方式实施对所有孔的加工。
可以随着激光的发射沿直线或曲线同步移动激光加工点，从而可以使线加工或曲线加工的线宽恒定。
实施例4
图8为根据本发明第四实施例的激光加工机光学系统的概念示图，所述激光加工机采用Q开关激光，并用于在印刷电路板上打孔。
所述系统包括Q开关激光头31、准直仪透镜32、掩模变换器33、弯曲镜34、电扫描仪35(galvano scanner)和扫描透镜36。为使系统工作，还包括工作台37和Q开关激光控制器38。
利用工作台37和电扫描仪35实施欲加工孔的定位。工作台37可以移动，以覆盖电扫描仪35不能到达的区域，以便对整个工件打孔。首先，由装载机(未示出)将工件置于工作台37上，然后开始加工过程，在所述情况下是开始打孔。当加工过程结束后，由卸载机(未示出)将工件从工作台37上取下。
在所述加工过程中，将工作台37移至实施打孔的位置，然后将电扫描仪35移动到打孔点，并向加工点发射激光。准直仪32对从Q开关激光头31发射出的激光的光束直径进行优化后，所述激光光束被发射到掩模变换器33上的掩模上。
然后，部分激光透过掩模后被弯曲镜34反射，并且由电扫描仪35通过扫描透镜36会聚在预定点，从而对刚性放置在工作台37上的工件进行加工。
Q开关激光头31和Q开关激光控制器38与第二实施例中图6所示相似。在图6中，设置有激光头11、Q开关12、激励光源13、Q开关的射频驱动器14、控制电路15和Q开关信号发生器16。
另外，16是在控制电路中设置的Q开关信号发生部分15构成。
输入到激光加工机的振荡指令被送至控制电路15并在此得到解译，信号发生器16发出使第一间歇时间不同于第二间歇时间的控制信号，如在图1中所述。该控制信号被传送到激励光源13和射频驱动器14，从而振动激光头11。
当使用诸如YVO4等具有极短荧光寿命的增益介质时，第一间歇时间总是设定得小于第二间歇时间，因为这类增益介质不易受到热透镜的影响。
当使用波长长于基波波长得脉冲激光时，即使用高次谐波时，通过使用了Q开光激光装置得外腔方法或内腔方法，设置非线性晶体。
Q开关激光系统的激光头结构与第一实施例的相同，如图3所示。
第四实施例中的外部光学调制器控制器控制在第一实施例中所述、如第二实施例中所说明的光学调制器。
该控制器发出使激光自Q开关基本打开，即基本处于连续振荡模式时起经给定时间通过光学调制器的信号。如果脉冲的产生稍稍偏离打开时间，那么激光通过光学调制器的时间会比正常时间有所提前或滞后。
Q开关振荡产生的激光脉冲的脉冲宽度会随频率发生变化。在这种情况下，在光学调制器中的通过时间也会随频率而产生变化。
当在外腔方法中使用非线性晶体时，光学调制器设置在作为激光输出部分的基波输出部分，或者在使用多个非线性晶体时，可将光学调制器设置在所述多个非线性晶体之间。
在本发明的第4实施例中，在图6所示的Q开关信号发生器16中，如果连续振荡保持的时间长于最小时间，则将Q开关的第一间歇时间设定为函数“f(τ)”，其中所述函数f(τ)由表示间歇时间前的连续振荡时间的“τ”表达。这与第二实施例相似。
制备对应间歇时间前的连续振荡时间的间歇时间的数据表，就可不必计算函数“f(τ)”而从数据表中选取数据。上述最小时间值为脉冲连续振荡时产生脉冲的连续振荡时间。因此，当脉冲频率改变时，函数“(fτ)”将随频率而变化。
如上所述，第四实施例可保证产生的第一脉冲的波形和峰值与第二及后续脉冲的波形和峰值相同。这一优点可以稳定的方式实现对所有孔的加工。可以沿直线或曲线随着激光的发射同步移动激光加工点，从而可以使线加工或曲线加工的线宽恒定。
在被激光加工方法采用的Q开关激光中使用非线性晶体的情况下，谐波脉冲的第一脉冲在波形和峰值上与第二及后续脉冲的波形和峰值相同。这一优点允许以稳定的方式实施对所有孔的加工。
可以沿直线或曲线随着激光的发射同步移动激光加工点，从而可以使线加工或曲线加工的线宽恒定。
光学调制器设置在激光输出部分，从而使激光自Q开关打开(处于连续振荡模式)时起在一段给定时间中通过光学调制器。结果，可以去除激光中的连续振荡分量，并且取出纯脉冲分量。这一优点允许以稳定的方式对所有孔进行加工，同时可抑制由激光中连续振荡分量所产生的不必要加工。
当电扫描仪由一个加工点移动到另一个加工点时，激光中的连续振荡分量可能会在被加工孔之间的部分上留下擦痕；然而，该第三本实施例可防止这种情况的发生。
间歇时间可根据连续振荡时间而变化，从而可以始终产生稳定的脉冲，即使在脉冲发射间隔出现变化的情况下也可以产生稳定的脉冲。结果，可以以稳定的方式实施对所有孔的加工。可以沿直线或曲线随着激光的发射同步移动激光加工点，从而可以使线加工或曲线加工的线宽恒定。
实施例5
图9原理图表明根据本发明第五实施例的激光振荡控制方法。图9示出了在图3中所示Q开关激光系统中使用的激光头的Q开关的指令波形。首先，向增益介质连续发射激励光。Q开关打开的状态为连续振荡模式。由这一模式转换到间歇时间，即Q开关的关断状态将使激光增益增加。
在时间段“T1”之后，打开Q开关，处于连续振荡模式中，从而产生激光脉冲。所述“T1”为产生第一脉冲的振荡-间歇周期。为产生第二和后续脉冲，振荡间歇周期被设定为“T2”而不是“T1”。上述操作反复进行，直至间歇时间恒定。
图10是上述程序的流程图。设定“N”为脉冲数，初始化“n”作为计数器。当“n”不大于“c”(即脉冲变得稳定时的发射数量)时，并且如果连续振荡保持的时间长于给定的时间，则将函数“T(n)”设置为间歇时间，“T(n)”为脉冲数“n”的函数。如果连续振荡的时间段还没有达到预定的时间，则设定“T”作为间歇时间。当“c”次脉冲后没有发射时，也设定“T”为间歇时间。然后如上所述，关断Q开关以获得间歇时间。T(n)可以是函数，或者制备对应脉冲数的间歇时间数据表，这样可以不使用函数而从数据表中选择数据。
图11是第五实施例中响应连续振荡时间从第一脉冲到“n”次脉冲的Q开关间歇时间的变化流程图。设定脉冲数“N”，并初始化“n”作为计数器。当“n”不大于“c”(脉冲变得稳定时的脉冲数)时，并且如果连续振荡保持的时间长于最小的时间值，则设定间歇时间为函数“f(n，τ)”，其中用表示脉冲数的“n”和表示间歇时间前的连续振荡时间的“τ”表达函数f(n，τ)。
制备对应间歇时间前连续振荡时间的数据表，这样可以不必计算函数“f(τ)”而从表中选择数据。上述的最小时间值为脉冲连续振荡时产生脉冲的连续振荡时间。因此在脉冲频率产生变化时，函数f(n，τ)可以随频率发生变化。
图12是本发明第五实施例中监测用于改变间歇时间的脉冲的流程图。设定脉冲数“N”，并初始化“n”作为计数器。当“n”不大于“c”(即脉冲变得稳定时的脉冲数)时，如果连续振荡保持的时间长于最小的时间值，并且处于将发射第二和后续脉冲的状态时，则设定间歇时间为函数“f(n，τ)”加上修正值α，直到监测在先脉冲的脉冲变得大致与稳定脉冲相等为止，其中所述修正值α取自监测值。函数“f(n，τ)”由表示发射数的“n”和表示间歇时间前的连续振荡时间的“τ”表达。
制备对应间歇时间前连续振荡时间的数据表，这样可以不必计算函数“f(τ)”而从表中选择数据。上述的最小时间值为当脉冲连续振荡时产生脉冲的连续振荡时间。因此，在脉冲频率产生变化时，函数“f(n，τ)”也将随频率发生变化。这一点未示出在图中，但有另一种改变间歇时间的方法：将在先值与在先值前的值进行比较，在确定它们变得稳定时，设置间歇时间并将其固定为T。即使脉冲数超过脉冲变得稳定时的脉冲数“c”，也可以将修正值α加在间歇时间上，从而在任何时候改变间歇时间。
当使用波长长于基波波长的脉冲激光时，即使用高次谐波时，通过使用了Q开关激光装置的外腔方法或内腔方法设置非线性晶体。Q开关激光系统的激光头结构与第一实施例中图3所述相似，因此对其的描述在此省略。
在Q开关激光控制方法中，示出了除在激光输出部分设置了光学调制器外还设置了外部光学调制器的情况下的控制方法。与第一实施例中图4所述相似，自Q开关基本打开，即基本处于连续振荡模式时起，激光在一段给定的时间中通过所述的光学调制器。
如果脉冲的产生稍稍偏离打开时间，那么激光通过光学调制器的时间会比正常时间提前或滞后。通过Q开关振荡产生的激光脉冲的脉冲宽度随频率发生变化。在这种情况下，光学调制器中的通过时间可根据频率产生变化。
当在外腔方法中使用非线性晶体时，光学调制器设置在作为激光输出部分的基波输出部分上，或者在使用多个非线性晶体时，光学调制器可设置在所述的多个晶体之间。
如上所述，第五实施例可保证第一脉冲的波形和峰值与第二及后续脉冲的波形和峰值相同。
间歇时间可根据连续振荡时间而变化，从而可以始终产生稳定的脉冲，即使在脉冲发射间隔变化时也可实现这一点。
此外，在本实施例中，对在先脉冲实施了监测，从而修正间歇时间。这一优点允许所有的顺序的脉冲更加稳定并具有相同的峰值，结果可以获得相同的脉冲。
在使用非线性晶体的情况中，产生的所有的顺序的谐波脉冲在波形和峰值上彼此相同。
将光学调制器配置在激光输出部分上，从而自Q开关打开(即处于连续振荡模式)时起，激光在一段给定时间中通过所述的光学调制器，这样可除去激光中的连续振荡分量，并取出纯脉冲分量。
实施例6
图6已用于第二实施例，它也可应用于第六实施例。图6为Q开关激光装置的原理图。
所述装置包括激光头11、Q开关12、激励光源13、Q开关的射频驱动器14、控制电路15、Q开关的信号发生器16、操作部分17、外部调制器18和外部光学调制器控制器19。信号发生器16设置在控制电路15中。
通过诸如个人电脑等的操作部分17进入的振荡指令被送至控制电路15并在此得到解译，信号发生器16向Q开关发出调节间歇时间直至间歇时间变得稳定的控制信号，如在图9中所述。该控制信号被传送到激励光源13和射频驱动器14，从而使激光头11开始振荡。
在响应连续振荡时间改变Q开关的间歇时间直至第n次间歇时间的情况中，图6所示Q开关定时控制器设定脉冲数“N”，并初始化“n”作为计数器。当“n”不大于“c”(在所述脉冲数“c”处脉冲变得稳定)时，如果连续振荡保持的时间段长于最小时间，则将间歇时间设定为函数“f(n，τ)，其中函数“f(n，τ)”由表示间歇时间前的连续振荡时间的“τ”和表示脉冲数的“n”表达。
制备对应间歇前连续振荡时间的间歇时间的数据表，从而可以不必计算函数“f(τ)”而由数据表中选取数据。上述的最小时间值为当脉冲连续振荡时产生脉冲的连续振荡时间。因此，当脉冲频率改变时，函数“f(nτ)”将随频率而变化。
在通过使用脉冲传感器(未示出)监测脉冲来改变间歇时间的情况中，设定脉冲数“N”，并初始化“n”作为计数器。当“n”不大于“c”(即脉冲变得稳定时的脉冲数)时，如果连续振荡保持的时间段长于最小时间，并且处于将要发射第二和后续脉冲的状态时，则将间歇时间设定为函数“f(n，τ)”加上修正值α，直到监测在先脉冲的脉冲大致等于稳定脉冲为止，其中所述修正值α取自监测值。所述函数f(n，τ)由表示间歇时间前的连续振荡时间的“τ”和表示脉冲数的“n”表达。制备对应间歇时间前连续振荡时间的间歇时间的数据表，从而可不必计算函数“f(τ)”而由数据表中选取数据。上述的最小时间值为在脉冲连续振荡时产生脉冲的连续振荡时间。因此，当脉冲频率改变时，函数“f(n，τ)”可以随频率而变化。这一点在图中未示出，然而有另一种改变间歇时间的方法：将在先值与在先值前的值进行比较，在确定它们达到稳定后，设置间歇时间并将其固定为T。即使在脉冲数超过脉冲变稳定时的脉冲数“c”时，也可以将修正值α加在间歇时间上，从而随时改变间歇时间。
当使用波长长于基波波长的脉冲激光时，即使用高次谐波时，通过使用了所述Q开关激光装置的外腔方法或内腔方法设置非线性晶体。
Q开关激光系统的激光头结构与图3所示的第一实施例相同，因此对其的说明在此省略。
以下说明第二实施例中图6所示的外部光学调制器控制器19。该控制器控制第一实施例中图4所示的光学调制器18。
控制器19发出使激光自Q开关基本打开(基本处于连续振荡模式)时起在给定时间中通过光学调制器18的信号。如果脉冲的产生稍稍偏离打开时间，那么激光通过光学调制器的时间比正常时间会有所提前或滞后。Q开关振荡产生的激光脉冲的脉冲宽度会随频率发生变化。在这种情况下，在光学调制器中的通过时间会随频率而变化。当在外腔方法中使用非线性晶体时，光学调制器设置在作为激光输出部分的基波输出部分，或者在使用多个非线性晶体时，可将光学调制器设置在所述多个非线性晶体之间。
如上所述，第六实施例可保证产生的所有的顺序的脉冲具有相同的波形和峰值。
间歇时间可根据连续振荡时间而变化，从而可使产生的脉冲一直保持稳定，即使在脉冲发射间隔变化时也可实现这一点。
此外，本实施例中，对在先脉冲实施监测，以便修正间歇时间。这一优点可使所有的顺序的脉冲更稳定并具有相同的峰值，结果，可以获得相同的脉冲。
在使用非线性晶体的情况下，所有的顺序的谐波脉冲可具有相同的波形和峰值。
将光学调制器设置在激光的输出部分，从而使激光在Q开关打开(处于连续振荡模式)时起在一段给定时间中通过所述光学调制器。结果，可除去激光中的连续振荡分量和获得纯脉冲分量。
实施例7
图13表明根据第七实施例的使用Q开关激光进行激光加工中的激光振荡控制方法。例如，图13示出了在印刷电路板上打孔的流程图。利用工作台和电扫描仪实施欲加工孔的定位。工作台可移动，以覆盖电扫描仪不能到达的区域，从而可以对整个工件进行打孔。
首先，将工件置于工作台上，然后开始加工过程，在所述情况中为开始打孔。在加工过程完成后，将工件由工作台上取下。
在该加工过程中，首先移动工作台到实施打孔的位置，然后使电扫描仪移至打孔点，并向该点发射激光。在所述发射中，设置脉冲数“N”，初始化“n”为计数器。当“n”不大于脉冲变得稳定时的脉冲数“c”时，如果连续振荡保持的时间长于给定的时间，则设定间歇时间为函数T(n)。用发射数“n”表达函数T(n)。如果连续振荡时间还没达到给定时间，则设定间歇时间为“T”。
在脉冲数“c”后不能发射时，也将“T”设置为间歇时间。然后如上所述，关断Q开关以获得间歇时间。T(n)可以是函数，或者制备对应发射数的间歇时间数据表，并且可不使用T(n)函数而由表中选取数据。这一程序可产生图9所示的Q开关指令波形和脉冲。
参考图11说明响应连续振荡时间使间歇时间变化至n次间歇时间的过程。设定脉冲数“N”，并初始化“n”作为计数器。当“n”不大于脉冲变得稳定时的脉冲数“c”时，如果连续振荡保持的时间大于最小时间，则设定间歇时间为函数“f(，τ)”，其中所述函数f(n，τ)由表示间歇时间前的连续振荡时间的“τ”和表示脉冲数的“n”表达。制备对应间歇时间前连续振荡时间的数据表，从而可不必计算函数“f(τ)”而由表中选取数据。上述的最小时间是在脉冲连续振荡时产生脉冲的连续时间。因此，当脉冲频率变化时，函数“f(n，τ)”也会随频率产生变化。
在第七实施例中，在通过监测脉冲来改变间歇时间的情况下，设定脉冲数“N”，并初始化“n”作为计数器。当“n”不大于脉冲变得稳定时的脉冲数“c”时，如果连续振荡保持的时间大于最小时间，并且在第二和后续脉冲将要发出(n大于0)时的条件下，将间歇时间设定为函数“f(n，τ)”加上修正值α，直到监测在先脉冲的脉冲变得大致与稳定脉冲相等为止，其中修正值α取自监测值。所述函数“f(n，τ)”由表示脉冲数的“n”和表示间歇时间前的连续振荡时间的“τ”表达。
制备对应间歇前连续振荡时间的间歇时间的数据表，从而可不必计算函数“f(τ)”而由表中选取数据。上述的最小时间为脉冲连续振荡时脉冲产生的连续振荡时间。因此，当脉冲频率变化时，函数f(n，τ)也会随频率而变化。这一点在图中未示出，然而有另一种改变间歇时间的方法：将在先值与在先值前的值进行比较，确定它们变得稳定后，然后设置间歇时间并将其固定为T。即使在脉冲数超过脉冲变得稳定时的发射数“c”时，也可在间歇时间上加上修正值α，从而可随时改变间歇时间。
当使用波长长于基波波长的脉冲激光时，即使用高次谐波时，通过使用了Q开关激光装置的外腔方法或内腔方法设置非线性晶体，如在第一实施例中所述。Q开关激光系统中激光头的结构与第一实施例中图3所示相似，因此对其的描述在此省略。
在使用Q开关激光的激光加工控制方法中，说明了除在激光输出部分设置光学调制器外还设置了外部光学调制器的情况下的一种控制方法。与第一实施例中图4所述相似，从Q开关基本打开，即基本处于连续振荡模式时起，激光在给定时间中通过所述调制器。
如果脉冲的产生稍稍偏离打开时间，则激光通过光学调制器的时间会比正常时间提前或滞后。通过Q开关振荡产生的激光脉冲的脉冲宽度会随频率发生变化。在这种情况下，光学调制器中的通过时间也会随频率而产生变化。当在外腔方法中使用非线性晶体时，光学调制器设置在作为激光输出部分的基波输出部分上，或者在使用多个非线性晶体时，光学调制器可设置在所述的多个晶体之间。
如上所述，第七实施例可保证所产生的所有的顺序的脉冲在波形和峰值上相同。结果，可对所有孔进行稳定的加工。可以随着激光的发射沿直线或曲线同步移动激光加工点，从而使线加工或曲线加工的线宽恒定。
间歇时间可根据连续振荡时间而变化，从而可使产生的脉冲一直保持稳定，即使在脉冲发射间隔变化时也可实现这一点。这样，就可以稳定的方式对所有的孔实施打孔加工。
激光加工点随激光的发射而沿直线或曲线同步移动，从而使线加工或曲线加工的线宽恒定。
在应用使用了非线性晶体的Q开关激光的激光加工方法中，产生的所有的顺序脉冲可具有相同的波形和峰值。结果，可以稳定的方式对所有的孔进行打孔加工。激光加工点可随激光的发射而沿直线或曲线同步移动，从而使线加工或曲线加工的线宽恒定。激光加工点随激光的发射而沿直线或曲线同步移动，从而使线加工或曲线加工的线宽恒定。
光学调制器设置在激光的输出部分，从而使激光自Q开关基本打开(处于连续振荡模式)时起在给定时间中通过所述的光学调制器。这样，激光中的连续振荡分量可以除去，并且可获得激光的纯脉冲分量。这一优点可实现对所有孔的稳定加工，同时抑制了激光中连续振荡分量可能进行的非需要加工。当电扫描仪从一个加工点移到另一个加工点时，激光中的连续振荡分量会在孔之间的部分留下擦痕；然而，第三实施例可有效防止这一点的发生。
实施例8
用于第四实施例的图8和用于第六实施例的图6也可用于第八实施例。图6和图8为用于在印刷电路板上打孔的激光加工机中的光学系统的概念示图。
所述系统包括Q开关激光头31、准直仪透镜32、掩模变换器33，弯曲镜34、电扫描仪35和扫描透镜36。为使系统工作，还设置有工作台37和Q开关激光控制器38。
利用工作台37和电扫描仪35对欲加工的孔进行定位。工作台37可以移动，以覆盖电扫描仪35不能到达的区域，从而可以对整个工件进行打孔。
首先，将工件置于工作台37上，然后开始加工过程，在所述情况下为开始打孔。在完成加工过程后，将工件由工作台37上取下。在该加工过程中，先将工作台37移动到实施打孔的位置，然后将电扫描仪35移至打孔点，并向所述点发射激光。Q开关激光头31所发射的激光的激光束直径由准直仪32进行优化，然后发射到掩模变换器33的掩模上。
然后，部分激光透过掩模后由弯曲镜34反射，并通过电扫描仪35的扫描透镜36会聚在预定点上，从而对刚性放置在工作台37上的工件进行加工。
Q开关激光头31和Q开关激光控制器38与第二实施例中图6所示相似。在图6中，设置有激光头11、Q开关12、激励光源13、Q开关的射频驱动器14和控制电路15。
Q开关信号发生器16设置在控制电路15中。此外还设置了外部调制器18和外部调制器控制器19。输入到激光加工机中的振荡指令被送至控制电路15中并在此得到解译，对间歇时间进行调节直至间歇时间达到稳定，然后由信号发生器16向Q开关发出控制信号，如在图9中所述。该控制信号被传送到激励光源13和射频驱动器14，从而使激光头11产生振荡。
以下参考图6说明响应连续振荡周期间隙时间变化至第“n”次间歇时间的程学。设定脉冲数“N”，初始化“n”作为计数器。当“n”不大于脉冲变得稳定时的脉冲数“c”时，如果连续振荡持续的时间大于最小时间，则将间歇时间设置为函数“f(n，τ)”，其中所述函数“f(n，τ)”由表示间歇时间前的连续振荡时间的“τ”和表示脉冲数的“n”表达。制备对应间歇时间前连续振荡时间的数据表，可以不必计算函数“f(τ)”而由数据表中选取数据。上述的最小时间值为脉冲连续振荡时产生脉冲的连续振荡时间。因此，当脉冲频率改变时，函数“f(n，τ)”也会依据频率而变化。
在通过监测脉冲来改变间歇时间的情况下，设定脉冲数“N”，并初始化“n”作为计数器。当“n”不大于脉冲变得稳定时的脉冲数“c”时，如果连续振荡持续的时间大于最小时间，并且在第二及后续脉冲即将发射的情况下，间歇时间设置为函数“f(n，τ)”加上修正值α(n＞0)，直到监测在先脉冲的脉冲变得大致等于稳定脉冲为止，其中所述修正值α从监测值中获取。函数“f(n，τ)”由表示脉冲数的“n”和表示间歇时间前的连续振荡时间的“τ”表达。制备对应间歇时间前连续振荡时间的间歇时间的数据表，就可以不必计算函数“f(τ)”而由数据表中选取数据。上述最小时间是当脉冲连续振荡时产生脉冲的连续振荡时间。因此，当脉冲频率变化时，函数“f(n，τ)”也随频率而变化。在图中没有示出这一点，但有另一种改变间歇时间的方法：将在先值与在先值前的值进行比较，并在确定它们变得稳定后，设置并固定间歇时间为T。即使脉冲数超过脉冲变得稳定时的脉冲数“c”，也可在间歇时间上加上修正值α，从而可随时改变间歇时间。
当使用波长长于基波波长的脉冲激光时，即使用高次谐波时，通过使用了该Q开关激光装置的外腔方法或内腔方法设置非线性晶体。
Q开关激光系统的激光头结构与第一实施例中图3所示相似，因此对其的说明在此省略。
下面说明图6中所示并且用在第八实施例中的外部光学调制器控制器19，在第六实施例中曾对其进行了说明。
所述控制器对图4和第一实施例所述的光学调制器实施控制。
产生使激光在Q开关基本打开，即基本处于连续振荡模式时在给定时间中通过所述调制器的信号。
如果脉冲的产生稍稍偏离打开时间，那么激光通过光学调制器的时间比正常时间会有所提前或滞后。
Q开关振荡产生的激光脉冲的脉冲宽度会随频率发生变化。在这种情况下，可以根据频率改变在光学调制器中的通过时间。
当在外腔方法中使用非线性晶体时，光学调制器设置在作为激光输出部分的基波输出部分，或者在使用多个非线性晶体时，可将光学调制器设置在所述多个非线性晶体之间。
如上所述，第八实施例可保证产生的所有的顺序的脉冲具有相同的波形和峰值。结果，可对所有孔进行稳定打孔加工。激光加工点可随着激光的发射沿直线或曲线同步移动，从而可以使线加工或曲线加工的线宽恒定。
间歇时间可响应连续振荡时间而变化，从而可以始终产生稳定的脉冲，即使在脉冲发射间隔变化时也可实现这一点。这样，可对所有的孔进行稳定的打孔加工。激光加工点可随激光的发射沿直线或曲线进行同步移动，从而可以使线加工或曲线加工的线宽恒定。
在应用了使用非线性晶体的Q开关激光的激光加工方法中，产生的所有的顺序脉冲具有相同的波形和峰值。这样，可对所有的孔进行稳定的打孔加工。激光加工点随着激光的发射沿直线或曲线同步移动，从而可以使直线加工或曲线加工的线宽恒定。
光学调制器设置在激光的输出部分，从而使激光从Q开关基本打开(处于连续振荡模式)时起在给定时间中通过所述的光学调制器。结果，可除去激光中的连续振荡分量，并得到纯脉冲分量。这一优点使得可以对所有的孔进行稳定的打孔加工，并可以抑制由激光连续振荡分量所引起的非需要加工。
当电扫描仪从一个加工点移动到另一个加工点时，激光的连续振荡分量在孔之间留下擦痕；然而，本实施例可避免这一点。
                        工业应用性
一种控制激光或可改变Q开关间歇时间的Q开关激光装置的方法产生从第一脉冲起的顺序稳定脉冲，即使在脉冲发射间隔有所变化或不规律地被清楚时，也可使产生的脉冲从第一脉冲起就稳定。因此，所述方法和装置在工业应用中具有一定的优越性。

Claims (44)

1、一种激光控制方法，所述激光控制方法使用增益介质和Q开关，并向所述增益介质连续发射激励光，从而使所述Q开关处于连续振荡模式，并且在激光脉冲产生之前设置给定时间的间歇时间，获得激光脉冲，其中包括：设定对所述增益介质照射的脉冲数的步骤、将对所述脉冲数计数的计数器初始化的步骤、在所述计数器的计数为0时设定用来获得第一激光脉冲的第一Q开关间歇时间T0的步骤、在所述计数器的计数为0以外时设定第二Q开关间歇时间T的步骤、和与所述Q开关的连续振荡期间对应改变所述第一Q开关间歇时间T0的步骤，让所述第一Q开关间歇时间T0与所述第二Q开关间歇时间T不同。
2、如权利要求1所述的激光控制方法，其特征在于：所述第一Q开关间歇时间T0短于所述第二Q开关间歇时间T。
3、如权利要求1或2所述的激光控制方法，其特征在于：采用外腔方法设置非线性晶体，以获得产生谐波的激光束。
4、如权利要求1或2所述的激光控制方法，其特征在于：采用内腔方法设置非线性晶体，以获得产生谐波的激光束。
5、如权利要求1所述的激光控制方法，其特征在于：在激光输出部分中设置了光学调制器，并使激光从Q开关由所述间歇时间转换为所述连续振荡模式时起在给定时间中通过所述光学调制器。
6、如权利要求1所述的激光控制方法，其特征在于：当所述Q开关连续振荡的持续时间大于给定时间时，调节激光脉冲的间歇时间直至获得所期望的激光脉冲。
7、如权利要求6所述的激光控制方法，其特征在于：根据所述连续振荡时间改变所述间歇时间。
8、如权利要求6所述的激光控制方法，其特征在于：第二和后续脉冲中的每个脉冲都监测在先脉冲，从而对脉冲进行修正，以使脉冲稳定。
9、如权利要求6或7所述的激光控制方法，其特征在于：采用外腔方法设置非线性晶体，以获得产生谐波的激光束。
10、如权利要求6或7所述的激光控制方法，其特征在于：采用内腔方法设置非线性晶体，以获得产生谐波的激光束。
11、如权利要求6所述的激光控制方法，其特征在于：所述激光控制方法在激光输出部分中设置光学调制器，使激光从Q开关由所述间歇时间转换为所述连续振荡模式时起在给定时间中通过所述光学调制器，从而取出激光束中的脉冲分量。
12、一种激光装置，所述激光装置包括增益介质和Q开关，并向所述增益介质连续发射激励光，从而使所述Q开关处于连续振荡模式，并在激光脉冲产生之前设置给定时间的间歇时间，获得激光脉冲，其特征在于，所述激光装置包括对激光脉冲数进行设定并计数的Q开关时序控制部，当所述Q开关连续振荡的持续时间大于给定时间时，让用来获得第一激光脉冲的Q开关间歇时间T0与用来获得这之后的第二及后续激光脉冲的Q开关间歇时间T不同，并且，与所述Q开关的连续振荡时间对应，改变所述用来获得第一激光脉冲的Q开关间歇时间T0。
13、如权利要求12所述的激光装置，其特征在于：用来获得所述第一激光脉冲的所述Q开关间歇时间短于用来获得所述第二及后续激光脉冲的所述Q开关间歇时间。
14、如权利要求12或13所述的激光装置，其特征在于：采用外腔方法设置非线性晶体，以获得产生谐波的激光束。
15、如权利要求12或13所述的激光装置，其特征在于：采用内腔方法设置非线性晶体，以获得产生谐波的激光束。
16、如权利要求12所述的激光装置，其特征在于：包括在激光输出部分中的光学调制器，并使激光从Q开关由所述间歇时间转换为所述连续振荡模式时起在给定时间中通过所述光学调制器。
17、如权利要求12所述的激光装置，其特征在于：包括调节装置，当所述Q开关连续振荡的持续时间大于给定时间段时，调节激光脉冲的间歇时间直至获得所期望的激光脉冲。
18、如权利要求17所述的激光装置，其特征在于：根据所述连续振荡时间调节所述间歇时间。
19、如权利要求17所述的激光装置，其特征在于：第二和后续脉冲中的每个脉冲都监测在先脉冲，从而修正脉冲，以使脉冲稳定。
20、如权利要求17至19中任一权利要求所述的激光装置进一步包括通过外腔方法设置的非线性晶体，以获得产生谐波的激光束。
21、如权利要求17至19中任一权利要求所述的激光装置进一步包括通过内腔方法设置的非线性晶体，以获得产生谐波的激光束。
22、如权利要求17所述的激光装置进一步包括设置在激光输出部分的光学调制器，其特征在于：使激光从Q开关由所述间歇时间转换为所述连续振荡模式时起在给定时间中通过所述光学调制器。
23、一种激光加工方法，所述激光加工方法使用增益介质和Q开关，并向所述增益介质连续发射激励光，从而使Q开关处于连续振荡模式，并且在激光脉冲产生之前设置给定时间的间歇时间，获得激光脉冲，其中包括：将工作台和电扫描仪移动到加工位置的步骤；设定对所述增益介质照射的脉冲数的步骤；将对所述脉冲数计数的计数器初始化的步骤；在所述计数器的计数为0时设定用来获得第一激光脉冲的第一Q开关间歇时间T0的步骤；在所述计数器的计数为0以外时设定第二Q开关间歇时间T的步骤；和让所述第一Q开关间歇时间T0与所述第二Q开关间歇时间T不同，并且与所述Q开关的连续振荡期间对应改变所述第一开关间歇时间T0的步骤。
24、如权利要求23所述的激光加工方法，其特征在于：在所述激光加工方法采用Q开关激光，其中在所述Q开关激光中，用来获得所述第一激光脉冲的Q开关间歇时间短于用来获得所述第二及后续激光脉冲的Q开关间歇时间。
25、如权利要求23或24所述的激光加工方法，其特征在于：所述激光加工方法采用使用了非线性晶体的Q开关激光，其中所述非线性晶体由外腔方法设置以获得产生谐波的激光束。
26、如权利要求23或24所述的激光加工方法，其特征在于：所述激光加工方法采用使用了非线性晶体的Q开关激光，其中所述非线性晶体由内腔方法设置以获得产生谐波的激光束。
27、如权利要求23所述的激光加工方法，其特征在于：采用在激光输出部分中使用光学调制器的Q开关激光，使激光从Q开关由所述间歇时间转换为所述连续振荡模式时起在给定时间中通过所述光学调制器。
28、如权利要求23所述的激光加工方法，其特征在于：采用当所述Q开关连续振荡的持续时间大于给定时间时调节激光脉冲的间歇时间直至获得所期望激光脉冲的Q开关激光。
29、如权利要求28所述的激光加工方法，其特征在于：根据所述连续振荡时间开断所述间歇时间。
30、如权利要求28所述的激光加工方法，其特征在于：第二和后续脉冲中的每个脉冲监测在先脉冲，从而修正脉冲，以使脉冲稳定。
31、如权利要求28至30中任一权利要求所述的激光加工方法，其特征在于：通过外腔方法设置非线性晶体以获得产生谐波的激光束。
32、如权利要求28至30中任一权利要求所述的激光加工方法，其特征在于：通过内腔方法设置非线性晶体以获得产生谐波的激光束。
33、如权利要求28所述的激光加工方法，其特征在于：所述激光加工方法在激光输出部分中设置光学调制器，并使激光从Q开关由所述间歇时间转换为所述连续振荡模式时起在给定时间中通过所述光学调制器。
34、一种激光加工机，所述激光加工机包括电扫描仪、扫描透镜、增益介质和Q开关，并向所述增益介质连续发射激励光，从而使所述Q开关处于连续振荡模式，并且在激光脉冲产生之前设置给定时间的间歇时间，获得激光脉冲，所获得的激光脉冲通过电扫描仪和扫描透镜照射到工件上进行加工，其特征在于，所述Q开关包括Q开关时序控制部，所述Q开关时序控制部，当所述Q开关连续振荡的持续时间大于给定时间时，让用来获得第一激光脉冲的Q开关间歇时间与用来获得这之后的第二及后续激光脉冲的Q开关间歇时间不同，并且，与所述Q开关的连续振荡时间对应，改变所述用来获得第一激光脉冲的Q开关间歇时间。
35、如权利要求34所述的激光加工机，其特征在于：用来获得所述第一激光脉冲的Q开关间歇时间短于用来获得所述第二及后续脉冲的Q开关间歇时间。
36、如权利要求34或35所述的激光加工机，所述激光加工机采用使用了非线性晶体的Q开关激光，其中所述非线性晶体由外腔方法设置以获得产生谐波的激光束。
37、如权利要求34或35所述的激光加工机，所述激光加工机采用使用了非线性晶体的Q开关激光，其中所述非线性晶体由内腔方法设置以获得产生谐波的激光束。
38、如权利要求34所述的激光加工机，其特征在于：采用在激光输出部分中设置光学调制器的Q开关激光，使激光从Q开关由所述间歇时间转换为所述连续振荡模式时起在给定时间中通过所述光学调制器。
39、如权利要求34所述的激光加工机，其特征在于：采用当所述Q开关连续振荡的持续时间大于给定时间时调节激光脉冲的间歇时间直至获得所期望激光脉冲的Q开关激光。
40、如权利要求39所述的激光加工机，其特征在于：根据连续振荡时间调节所述间歇时间。
41、如权利要求39所述的激光加工机，其特征在于：第二和后续脉冲中的每个脉冲都监测在先脉冲，从而修正脉冲，以使脉冲稳定。
42、如权利要求39至41中任一权利要求所述的激光加工机进一步包括通过外腔方法设置的非线性晶体，以获得产生谐波的激光束。
43、如权利要求39至41中任一权利要求所述的激光加工机进一步包括通过内腔方法设置的非线性晶体，以获得产生谐波的激光束。
44、如权利要求39所述的激光装置进一步包括设置在激光输出部分的光学调制器，其特征在于：使激光从Q开关由所述间歇时间转换为所述连续振荡模式时起在给定时间中通过所述光学调制器。
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