FR2770692A1 - Procede de commande d'excitation d'un laser pulse et unite d'alimentation pour exciter un laser pulse - Google Patents

Abstract

Unité d'alimentation pour laser comprenant : - une première unité de puissance (1) délivrant une première amplitude d'excitation depuis la montée d'une impulsion de référence jusqu'à la montée d'un premier signal retardé par rapport à l'impulsion de référence, - une seconde unité de puissance (3) délivrant une deuxième amplitude d'excitation depuis la montée du premier signal retardé jusqu'à la montée d'un deuxième signal retardé et,- une troisième unité de puissance (5) délivrant une troisième amplitude d'excitation depuis la montée du deuxième signal retardé jusqu'à la chute du premier signal retardé.

Description

i

PROCEDE DE COMMANDE D'EXCITATION D'UN LASER PULSE ET

UNITE D'ALIMENTATION POUR EXCITER UN LASER PULSE

DOMAINE DE LA PRESENTE INVENTION

La présente invention concerne un procédé de commande d'excitation d'un laser pulsé et une unité

d'alimentation pour exciter un laser pulsé, et plus par-

ticulièrement un procédé de commande d'excitation d'un

laser pulsé ainsi qu'une unité d'alimentation pour exci-

ter un laser pulsé d'une unité de laser afin d'exciter un milieu de laser par une quelconque unité d'excitation, telle qu'une décharge électrique, une lampe ou une diode

laser, et afin d'émettre un faisceau laser.

ARRIERE-PLAN DE LA PRESENTE INVENTION

La figure 16 représente une unité laser à so-

lide excitée par diode laser basée sur un type habituel

d'unité d'alimentation destinée à exciter un laser.

L'unité d'alimentation 100 destinée à exciter un laser émet un courant ayant une intensité de courant établie par un dispositif d'établissement de courant 102, vers

une diode laser 106 en tant qu'unité d'excitation en syn-

chronisation avec un signal impulsionnel de référence

(signal de sortie de puissance laser) émis par un os-

cillateur de référence 104.

La diode laser 106 émet une lumière d'excita-

tion par mise sous tension et excite un milieu de laser à solide 108 constitué d'une barre de YAG (grenat d'yttrium

et d'aluminium) ou analogue, et le milieu de laser à so-

lide 108 émet un laser sous une forme impulsionnelle à partir d'un résonateur optique 116 comportant un miroir réfléchissant entier 112 agencé sur le côté arrière de celui-ci et un miroir semi-réfléchissant 114 agencé sur

le côté avant de celui-ci (côté de sortie).

Les figures 17A à 17C montrent une forme d'onde de sortie de puissance et une forme d'onde de sortie laser conformes au type habituel d'unité d'alimentation représenté sur la figure 16. La figure 17A représente une forme d'onde de sortie de puissance lorsqu'une intensité de courant établie PI par le dispositif d'établissement de courant 102 est faible, et la figure 17B représente

une forme d'onde de sortie de puissance lorsque l'inten-

sité de courant établie PI par le dispositif d'établisse-

ment de courant 102 est élevée, respectivement, alors que la référence La sur la figure 17C représente une forme d'onde de sortie laser lorsque l'intensité de courant établie PI est faible, et la référence Lb sur celle-ci

représente une forme d'onde de sortie laser lorsque l'in-

tensité de courant établie PI est élevée, respectivement.

Une forme d'onde de sortie de puissance dans le type habituel d'unité d'alimentation destinée à exciter un laser est, comme représenté sur les figures 17A et 17B, une forme d'onde rectangulaire simple sans tenir compte du fait que l'amplitude de l'intensité de courant

établie PI est constante au niveau d'une impulsion.

Puisque le type habituel d'unité d'alimentation destinée à exciter un laser émet un courant sous la forme

d'une impulsion ayant une forme d'onde rectangulaire sim-

ple (intensité de courant établie constante au niveau d'une impulsion), si l'intensité de courant établie PI est faible, la sortie laser devient comme indiqué par la référence La sur la figure 17C, qui montre que le retard Da lors de la montée de la sortie laser par rapport à la sortie de puissance (signal de sortie laser) est plus grand, de sorte que 50 à 70 ls sont nécessaires pour une

sortie laser.

Ce retard devient plus petit en rendant supé-

rieure une intensité de courant établie, conformément à l'intensité établie, mais même si l'intensité est établie à une intensité de courant très élevée (deux ou trois fois), le retard Db ne peut pas être réduit de plus de 20

à 30 ps lors de la sortie laser comme indiqué par la ré-

férence Lb sur la figure 17C.

Quelle que soit l'intensité de courant établie, des temps d'augmentation Ta et Tb nécessaires pour qu'une sortie laser atteigne son état stable augmentent, comme représenté sur la figure 17C, en ayant une déphasage du premier ordre entre ceux-ci et un temps de 100 à 200 us

est nécessaire.

Lorsqu'une sortie de laser pulsé est utilisée pour un usinage au laser, et si une fréquence d'impulsion est spécifiée comme étant égale à 1 kHz et une capacité

est spécifiée comme étant égale à 10 % en tant que condi-

tions d'usinage typiques, une largeur d'impulsion est de

ps, ce qui correspond à un temps t sur la figure 17C.

Sous les conditions d'usinage, lorsque l'intensité de courant établie PI est faible, la sortie laser La peut difficilement être effectuée, et même lorsque l'intensité de courant établie PI est élevée, la sortie laser Lb dans son état stable ne peut pas être effectuée, la forme d'onde de sortie étant une forme d'onde analogue à une

onde découpée. Pour cette raison, si la fréquence d'im-

pulsion est établie élevée et la capacité est établie faible dans le type habituel d'unité d'alimentation, des

caractéristiques d'usinage, tel qu'un découpage, sont dé-

gradées.

Comme décrit ci-dessus, le type habituel d'uni-

té d'alimentation destinée à exciter un laser a des pro-

blêmes en ce sens qu'une réponse rapide d'une sortie laser ne peut pas être effectuée, de sorte qu'un laser pulsé précis ne peut pas être émis lorsque l'usinage est

effectué à l'aide de petites impulsions.

RESUME DE LA PRESENTE INVENTION

C'est un but de la présente invention d'obte-

nir, afin de résoudre les problèmes décrits ci-dessus, un procédé de commande d'excitation d'un laser pulsé et une unité d'alimentation pour exciter un laser pulsé dans lesquels il n'y a aucun retard d'augmentation de sortie laser par rapport à un signal de sortie de puissance

laser, la sortie laser atteint rapidement son état sta-

tionnaire, et la capacité de réponse de la sortie laser

est améliorée.

A l'aide du procédé de commande d'excitation d'un laser pulsé selon la présente invention, on fournit des étapes consistant à exciter une unité d'excitation à

l'aide d'une première amplitude d'excitation immédiate-

ment avant qu'un signal de sortie laser soit émis et jus-

qu'à ce que le signal de sortie laser soit émis, exciter l'unité d'excitation à l'aide d'une deuxième amplitude d'excitation à partir d'un instant immédiatement après

que le signal de sortie laser soit émis jusqu'à un ins-

tant spécifié avant que le signal de sortie laser ne cesse d'être émis, et exciter l'unité d'excitation à l'aide d'une troisième amplitude d'excitation à partir d'un instant o une mise sous tension conforme à la deuxième amplitude d'excitation est terminée jusqu'à ce que le signal de sortie laser cesse d'être émis, de sorte qu'un retard dans la partie croissante d'une sortie laser soit égal à zéro ou soit une période extrêmement courte,

la sortie laser peut rapidement atteindre sa sortie sta-

tionnaire, et la capacité de réponse de la sortie impul-

sionnelle est améliorée, et pour cette raison un usinage à haute fréquence et à faible capacité, qui n'est pas possible dans le type habituel d'unité d'alimentation,

peut être effectué.

A l'aide de l'unité d'alimentation destinée à exciter un laser pulsé selon la présente invention, une première unité de puissance agit à partir de la montée d'un signal impulsionnel de référence jusqu'à la montée d'un premier signal de temporisation ayant un retard de temps par rapport au signal impulsionnel de référence, une deuxième unité de puissance agit à partir de la mon- tée du premier signal de temporisation jusqu'à la montée d'un second signal de temporisation ayant un retard de temps par rapport au premier signal de temporisation, et

une troisième unité de puissance agit à partir de la mon-

tée du second signal de temporisation jusqu'à la diminu-

tion du premier signal de temporisation, et une sortie obtenue par synthèse des sorties de la première unité de puissance, de la deuxième unité de puissance et de la troisième unité de puissance est envoyée dans une unité

d'excitation, de sorte qu'un retard dans la partie crois-

sante de la sortie laser peut être égal à zéro ou être

une période extrêmement courte, la sortie laser peut ra-

pidement atteindre sa sortie stationnaire, et la capacité de réponse de la sortie pulsée est améliorée, et pour cette raison un usinage à haute fréquence et à un faible régime, qui n'est pas possible dans le type habituel

d'unité d'alimentation, peut être effectué.

BREVE DESCRIPTION DES DESSINS

D'autres buts et caractéristiques de la pré-

sente invention vont être compris à la lecture de la des-

cription qui va suivre, faite en référence aux dessins annexés, sur lesquels:

- La figure 1 est un schéma fonctionnel repré-

sentant le mode de réalisation 1 d'une unité d'alimenta-

tion destinée à exciter un laser pulsé selon la présente invention, - les figures 2A à 2J sont des chronogrammes représentant des opérations de l'unité d'alimentation

destinée à exciter un laser pulsé selon le mode de réali-

sation 1, - les figures 3A à 3C sont des chronogrammes représentant des caractéristiques de commande de l'unité d'alimentation destinée à exciter un laser pulsé selon le mode de réalisation 1, - la figure 4 est un chronogramme représentant

d'autres caractéristiques de commande de l'unité d'ali-

mentation destinée à exciter un laser pulsé selon le mode de réalisation 1, - les figures 5A à 5C sont des chronogrammes représentant d'autres caractéristiques de commande de l'unité d'alimentation destinée à exciter un laser pulsé selon le mode de réalisation 1, - les figures 6A à 6C sont des chronogrammes représentant d'autres caractéristiques de commande de l'unité d'alimentation destinée à exciter un laser pulsé selon le mode de réalisation 1, - les figures 7A à 7C sont des chronogrammes représentant d'autres caractéristiques de commande de l'unité d'alimentation destinée à exciter un laser pulsé selon le mode de réalisation 1,

- la figure 8 est un schéma de circuit repré-

sentant le mode de réalisation 2 de l'unité d'alimenta-

tion destinée à exciter un laser pulsé selon la présente invention,

- la figure 9 est un schéma fonctionnel repré-

sentant le mode de réalisation 3 de l'unité d'alimenta-

tion destinée à exciter un laser pulsé selon la présente invention,

- la figure 10 est un schéma fonctionnel repré-

sentant le mode de réalisation 4 de l'unité d'alimenta-

tion destinée à exciter un laser pulsé selon la présente invention, - les figures 11A à 11G sont des chronogrammes représentant des opérations de l'unité d'alimentation

destinée à exciter un laser pulsé selon le mode de réali-

sation 4, - la figure 12 est un schéma de circuit repré-

sentant le mode de réalisation 4 de l'unité d'alimenta-

tion destinée à exciter un laser pulsé selon la présente invention,

- la figure 13 est un schéma fonctionnel repré-

sentant le mode de réalisation 5 de l'unité d'alimenta-

tion destinée à exciter un laser pulsé selon la présente invention, - les figures 14A à 14F sont des chronogrammes représentant des opérations de l'unité d'alimentation

destinée à exciter un laser pulsé selon le mode de réali-

sation 5, - la figure 15 est un graphique représentant la relation entre un courant pour une diode laser et une sortie laser,

- la figure 16 est un schéma fonctionnel repré-

sentant le type habituel d'une unité d'alimentation des-

tinée à exciter un laser pulsé, et - les figures 17A à 17C sont des chronogrammes représentant des opérations de l'unité d'alimentation

destinée à exciter un laser pulsé basée sur la technolo-

gie habituelle.

DESCRIPTION DES MODES PREFERES DE REALISATION

Une description détaillée est faite ci-dessous

de modes préférés de réalisation d'un procédé de commande

d'excitation d'un laser pulsé et d'une unité d'alimenta-

tion destinée à exciter un laser pulsé selon la présente invention, en référence aux dessins concernés. Il doit être noté que les mêmes références numériques dans les modes de réalisation de la présente invention décrits plus tard sont attribuées aux parties correspondant à

celles basées sur la technologie habituelle, une descrip-

tion de celles-ci n'est pas faite ici.

La figure 1 représente le mode de réalisation 1 de l'unité d'alimentation destinée à exciter un laser se- lon la présente invention. Cette unité d'alimentation destinée à exciter un laser selon la présente invention comporte une première unité de puissance 1, une deuxième unité de puissance 3, et une troisième unité de puissance 5, et délivre un courant (i), obtenu en synthétisant les courants émis en parallèle par chacune des unités de

puissance 1, 3 et 5, dans une diode laser 106.

Des dispositifs d'établissement de courant 7, 9 et 11 sont reliés de manière discrète à la première unité de puissance 1, la deuxième unité de puissance 3 et la troisième unité de puissance 5, respectivement, et la

première unité de puissance 1, la deuxième unité de puis-

sance 3 et la troisième unité de puissance 5 ont des va-

leurs de courant de crête établies de manière discrète par les dispositifs d'établissement de courant 7, 9 et

11, respectivement.

La première unité de puissance 1 a une valeur

de courant de crête établie par le dispositif d'établis-

sement de courant 7 et émet une première amplitude d'ex-

citation Il, la deuxième unité de puissance 3 a une va-

leur de courant de crête établie par le dispositif d'éta-

blissement de courant 9 et émet une deuxième amplitude d'excitation I2, et la troisième unité de puissance 5 a une valeur de courant de crête établie par le dispositif

d'établissement de courant 11 et émet une troisième am-

plitude d'excitation I3.

Un oscillateur de référence 104 est équivalent

à celui basé sur la technologie habituelle, et une fré-

quence spécifiée émise par l'oscillateur de référence 104 et un signal impulsionnel de référence pour un régime (capacité) spécifié sont entrés dans un circuit logique 27 comportant un premier élément à retard 13, un second élément à retard 15, des éléments inverseurs 17 et 19, des premier à troisième éléments à porte ET 21, 23 et 25, et sont distribués par le circuit logique 27 dans chacune

des unités de puissance 1, 3 et 5.

Le premier élément à porte ET 21 est utilisé pour émettre un signal de sortie de puissance pour la

première unité de puissance 1, et émet un signal de pro-

duit logique d entre un signal de sortie a (signal impul-

sionnel de référence) provenant de l'oscillateur de réfé-

rence 104 et un signal inversé c d'un premier signal de

temporisation b, après qu'il soit passé à travers le pre-

mier élément à retard 13, dans la première unité de puis-

sance 1 en tant que signal de sortie de puissance. Le premier signal de temporisation b est un signal ayant un retard de temps décidé par le premier élément à retard 13

par rapport au signal impulsionnel de référence a.

Le deuxième élément à porte ET 23 est utilisé pour émettre un signal de sortie de puissance pour la

deuxième unité de puissance 3, et émet un signal de pro-

duit logique g entre le premier signal de temporisation b, après qu'il soit passé dans premier élément à retard

13, et un signal inversé f d'un second signal de tempori-

sation e obtenu après qu'il soit passé à travers le se-

cond élément à retard 15, dans la deuxième unité de puis-

sance 3 en tant que signal de sortie de puissance. Le se-

cond signal de temporisation e est un signal ayant de plus un retard de temps décidé par le second élément à retard 15 par rapport au premier signal de temporisation b. Le troisième élément à porte ET 25 est utilisé pour émettre un signal de sortie de puissance pour la

deuxième unité de puissance 5, et émet un signal de pro-

duit logique h entre le premier signal de temporisation b

après qu'il soit passé à travers le premier élément à re-

tard 13 et le second signal de temporisation e après qu'il soit passé à travers le second élément à retard 15, dans la troisième unité de puissance 5 en tant que signal de sortie de puissance.

Ci-après, une description est faite des opéra-

tions de l'unité d'alimentation destinée à exciter un laser ayant la structure décrite ci-dessus en référence aux chronogrammes représentés sur les figures 2A à 2J. La figure 2A représente un signal de sortie a provenant de l'oscillateur de référence 104, la figure 2B représente le premier signal de temporisation b après qu'il soit passé à travers le premier élément à retard 13, la figure 2C représente le signal inversé c du premier signal de temporisation b, la figure 2D représente le signal de sortie de puissance d pour la première unité de puissance

1, la figure 2E représente le second signal de temporisa-

tion e après qu'il soit passé à travers le second élément à retard 15, la figure 2F représente le signal inversé f

du second signal de temporisation e, la figure 2G repré-

sente le signal de sortie de puissance g pour la deuxième unité de puissance 3, la figure 2H représente le signal

de sortie de puissance h pour la troisième unité de puis-

sance, la figure 2I représente un courant synthétisé i

délivré à partir des première à troisième unités de puis-

sance 1, 3 et 5 dans la diode laser 106, la figure 2J re-

présente une forme d'onde de sortie laser, respective-

ment.

Le signal de sortie de puissance d pour la pre-

mière unité de puissance 1 est un signal maintenu à un niveau élevé pendant une période allant de la montée du

signal de sortie a provenant de l'oscillateur de réfé-

rence 104 à la montée du premier signal de temporisation b, et un temps d'exploitation T1 de la première unité de

puissance 1 conformément à ce signal est décidé en fonc-

tion d'un temps de retard D1 par le premier élément à re-

tard 13.

Le signal de sortie de puissance g pour la deuxième unité de puissance 3 est un signal maintenu à un niveau élevé pendant une période allant de la montée du signal de temporisation b à la montée du second signal de temporisation e, et un temps d'exploitation T2 de la deuxième unité de puissance 3 conformément à ce signal

est décidé en fonction d'un temps de retard D2 par le se-

cond élément à retard 15.

Le signal de sortie de puissance h pour la troisième unité de puissance 5 est un signal maintenu à un niveau élevé pendant une période allant de la montée du second signal de temporisation e à la diminution du signal de temporisation b, et un temps d'exploitation T3 de la troisième unité de puissance 5 conformément à ce signal est décidé en fonction de la durée d'émission du signal de sortie de puissance d et des temps de retard D1 et D2 par le premier élément à retard 13 et le second

élément à retard 15.

Lorsque des amplitudes d'excitation (intensité de courant) établies dans les dispositifs d'établissement

de courant 7, 9 et 11 pour les première à troisième uni-

tés de puissance 1, 3 et 5, respectivement, sont synthé-

tisées, l'amplitude est établie à un courant i à envoyer dans la diode laser 106, et lorsque le premier signal de temporisation b est établi en tant que référence pour des signaux impulsionnels, c'est-à-dire que le premier signal de temporisation b est manipulé en tant que signal de sortie laser, un retard d'augmentation d'une sortie laser

peut être rendu égal à zéro en ajustant le temps d'ex-

ploitation T1 de la première unité de puissance et la première amplitude d'excitation Il, c'est-à-dire une énergie d'excitation pour la première unité de puissance 1. En tant qu'opération pour l'ajustement, un retard a tendance à être réduit en rendant la première amplitude

d'excitation I1 plus grande.

Une première augmentation raide L1 de la sortie

laser tend à devenir plus grande lorsque la première am-

plitude d'excitation Il devient plus grande. Par consé-

quent, afin de rendre plus grande la première augmenta-

tion raide L1 du laser, la première amplitude d'excita-

tion I1 est établie pour être plus grande et le temps d'exploitation T1 de la première unité de puissance 1 est établi pour être plus court en fonction de l'amplitude, et à l'aide de ces opérations, une augmentation L1, en

ayant une sortie laser élevée, peut être obtenue en asso-

ciation avec une augmentation du premier signal de tempo-

risation b.

La première amplitude d'excitation Il et le

temps d'exploitation T1 (temps de retard D1) sont contra-

dictoires l'un avec l'autre, le temps de retard D1 étant

plus court conformément à la montée de la première ampli-

tude d'excitation Il. La première augmentation raide L1

est sensiblement proportionnelle à la montée de la pre-

mière amplitude d'excitation Il, et on peut obtenir une

sortie, bien qu'étant fonction de la structure de l'os-

cillateur laser, égale à environ 1/3 de la valeur stable de la sortie laser à l'aide de la première amplitude

d'excitation Il.

Après la première augmentation raide du laser,

une augmentation douce L2 du laser est effectuée par ex-

citation à l'aide de la deuxième amplitude d'excitation I2 par la deuxième unité de puissance 3, et en remplaçant l'amplitude d'excitation I2 par la troisième amplitude d'excitation I3 à l'instant o la sortie laser ayant la troisième amplitude d'excitation I3 atteint une valeur de sortie stable L3, en d'autres termes, par une excitation à l'aide de la troisième amplitude d'excitation I3 par la

troisième unité de puissance 5, on peut obtenir une sor-

tie laser ayant une forme d'onde telle que représentée sur la figure 2J. C'est-à-dire que la sortie laser peut atteindre plus rapidement la valeur de sortie stable L3 à l'aide de la troisième amplitude d'excitation I3, et peut rendre la forme d'onde similaire à une sortie rectangu- laire. La montée douce L2 de la sortie laser peut être

rendue plus rapide en rendant la deuxième amplitude d'ex-

citation I2 plus grande.

Ci-après, une évaluation est faite d'une sortie

laser en référence aux figures 3A à 3C. La figure 3A re-

présente le premier signal de temporisation b après qu'il soit passé à travers le premier élément à retard 13, la figure 3B représente un courant synthétisé i délivré par les première à troisième unités de puissance 1, 3 et 5 dans la diode laser 106, et la figure 3C représente une

forme d'onde de sortie laser, respectivement.

Bien qu'une sortie laser dans le type habituel d'unité d'alimentation destinée à exciter un laser soit une forme d'onde de sortie telle qu'indiquée par les

traits interrompus sur la figure 3C, la sortie laser se-

lon l'unité d'alimentation destinée à exciter un laser selon la présente invention est améliorée en une forme d'onde de sortie telle qu'indiquée par le trait plein sur la figure 3C. En particulier, lorsque chacune parmi la

première amplitude d'excitation Il et la deuxième ampli-

tude d'excitation I2 est établie deux ou trois fois plus grande que la troisième amplitude d'excitation I3, la

première augmentation raide L1 est plus grande et une vi-

tesse d'augmentation de la montée douce L2 de la sortie

laser est plus rapide, c'est-à-dire qu'un temps T néces-

saire pour atteindre la valeur de sortie stable peut être

extrêmement réduit par comparaison à Ta basé sur la tech-

nologie habituelle, et pour cette raison, une sortie

laser n'est pas réduite même lorsqu'un usinage est effec-

tué à haute fréquence et à faible capacité au moment de l'usinage au laser, et une forme d'onde de sortie laser

ayant une capacité d'usinage élevée peut être obtenue.

La figure 4 représente une comparaison entre une forme d'onde de sortie laser provenant de l'unité d'alimentation destinée à exciter un laser selon la pré-

sente invention et une forme d'onde de sortie laser pro-

venant de l'unité d'alimentation destinée à exciter un laser basée sur la technologie habituelle. Une forme

d'onde de sortie lorsque la troisième amplitude d'excita-

tion I3 est faible, est améliorée de La à L1, et une forme d'onde de sortie lorsque la troisième amplitude d'excitation 13 est élevée et que le régime est faible, est améliorée de Lb à Lh. Sous une quelconque des formes d'onde, une amélioration de la forme d'onde de sortie laser, lorsqu'une sortie est élevée et qu'un régime

(capacité) est faible, est très élevée même si les puis-

sances moyennes envoyées dans une diode laser sont équi-

valentes les unes aux autres.

Les figures 5A à 5C représentent des caracté-

ristiques de commande dans un cas o l'amélioration est

* de plus appliquée à la forme d'onde croissante d'une sor-

tie laser. Comme les figures 3A à 3C, la figure 5A repré-

sente le premier signal de temporisation b après qu'il soit passé à travers le premier élément à retard 13, la figure 5B représente un courant synthétisé i délivré de la première à troisième unité de puissance 1, 3 et 5 dans la diode laser 106, et la figure 5C représente une forme

d'onde de sortie laser, respectivement.

La première amplitude d'excitation Il est éta-

blie (environ trois fois plus élevée que la troisième am-

plitude d'excitation I3) comme dans les caractéristiques de commande représentées sur les figures 5A à 5C de sorte

que la première augmentation L3 est pratiquement équiva-

lente à la valeur de sortie stable L3 à l'aide de l'am-

plitude d'excitation I3, et pour cette raison la montée peut avoir une forme rectangulaire pratiquement finie et une sortie laser ayant une capacité d'usinage élevée peut être envoyée même sous les conditions d'un régime (capacité) faible à haute fréquence. Dans ce cas, la deuxième amplitude d'excitation I2 est égale à zéro ou

est effectuée pendant une période extrêmement courte.

Les figures 6A à 6C représentent des caracté-

ristiques de commande dans un cas o une amélioration est appliquée à la forme d'onde croissante d'une forme d'onde de sortie laser. La deuxième amplitude d'excitation I2 est établie pour être supérieure et un temps de mise sous tension T2 à l'aide de la deuxième amplitude d'excitation

I2 est établi pour être légèrement plus long dans les ca-

ractéristiques de commande représentées sur les figures 6A à 6C de sorte qu'une sortie Lp supérieure à la valeur de sortie stable L3 à l'aide de la troisième amplitude d'excitation I3 peut être émise, et pour cette raison une valeur de crête à l'instant de la montée d'une forme d'onde peut êtreétablie plus haute. La sortie laser de cette forme d'onde est efficace pour un usinage au laser en ce qui concerne un matériau très réfléchissant, et on peut fournir une forme d'onde de sortie laser ayant une

capacité d'usinage élevée.

Les figures 7A à 7C représentent des caracté-

ristiques de commande dans un autre cas. La première am-

plitude d'excitation Il de cet exemple est établie pour être légèrement inférieure à une amplitude de seuil (une

amplitude d'excitation au niveau de laquelle une oscilla-

tion laser est commencée). Dans ce cas, puisque la sortie laser n'est pas effectuée pendant une période du temps de mise sous tension T1 à l'aide de la première amplitude d'excitation Il, il n'y a aucune limite de temps, de sorte que s'il y a un temps stable d'environ 200 ps ou plus nécessaire pour exciter l'amplitude à un niveau de seuil, la sortie laser peut être augmentée pratiquement en même temps lorsque la deuxième amplitude d'excitation

I2 est augmentée sans commande particulière de celle-ci.

Cette commande est effectuée par un petit nombre d'élé-

ments de commande, de sorte que le circuit est plus sim-

ple et est réalisé à faible coût. La figure 8 représente le mode de réalisation 2 de l'unité d'alimentation destinée à exciter un laser pulsé selon la présente invention. Il doit être noté que

sur la figure 8, les mêmes références numériques sont at-

tribuées aux parties correspondant à celles de la figure

1, et une description de celles-ci n'est pas faite ici.

Chacune des première à troisième unités en puissance 1, 3 et 5 comporte une partie d'alimentation en courant constant 31 et une partie de coupure de sortie 51 reliée à la sortie de la partie d'alimentation en courant

constant 31, respectivement.

La partie d'alimentation en courant constant 31 comporte un composant réactif 33, un comparateur 37 pour comparer une intensité de courant établie par chacun des dispositifs d'établissement de courant 7, 9 ou 11 et une intensité de courant de composant réactif détectée par un détecteur de courant 35, un élément de commutation 41 pour délivrer un courant constant, relié à une électrode positive d'une unité d'alimentation en courant continu (DC) 39 pour commuter un courant à l'état passant ou à

l'état bloqué par un signal de sortie provenant du compa-

rateur 37, et une diode 43 reliée en série à l'élément de commutation 41, dans lequel des commandes sont fournies de sorte qu'un courant au niveau du composant réactif 33

relié à un point de contact situé entre l'élément de com-

mutation 41 et la diode 43 ait une intensité de courant

établie par l'un quelconque des dispositifs d'établisse-

ment de courant 7, 9 et 11.

La partie de coupure de sortie 51 comporte une

diode 53 reliée à l'électrode positive de l'unité d'ali-

mentation en courant continu 39, et un élément de commu-

tation 57 pour commander une coupure de la sortie, relié en série à la diode 53 pour commuter la sortie à l'état passant ou bloqué à l'aide de l'un quelconque des signaux de produit logique d, g, ou h délivrés dans celui-ci par l'un quelconque parmi le premier élément à porte ET 21, le deuxième élément à porte ET 23 et le troisième élément

à porte ET 25 du circuit logique 27 à travers un inver-

seur 55, la mise sous tension de la diode laser 106 étant commandée en allumant/coupant l'élément de commutation 57. Dans ce mode de réalisation, en délivrant l'un

quelconque des signaux de produit logique d, g et h iden-

tiques à ceux du mode de réalisation 1 dans la partie de coupure de sortie 51 de l'une quelconque des première à troisième unités de puissance 1, 3 et 5, chaque courant ayant la première amplitude d'excitation Il, la deuxième amplitude d'excitation I2, et la troisième amplitude

d'excitation I3 peut également être produit successive-

ment de manière similaire au cas du mode de réalisation

1, et un courant obtenu en synthétisant les courants pro-

duits à travers des diodes 61, 63 et 65 peut être envoyé

dans la diode laser 106.

Par conséquent, le même effet que celui obtenu dans le cas du mode de réalisation 1 peut être obtenu

dans ce mode de réalisation.

La figure 9 représente le mode de réalisation 3 de l'unité d'alimentation destinée à exciter un laser pulsé selon la présente invention. Il doit être noté que

sur la figure 9, les mêmes références numériques sont at-

tribuées aux parties correspondant à celles de la figure

1, et une description de celles-ci n'est pas faite ici.

Une partie d'une unité de puissance du type à

réponse rapide 71 est fournie dans ce mode de réalisa-

tion, et des dispositifs d'établissement de courant re-

liés chacun à celle-ci sont commutés par des commutateurs

73, 75 et 77, respectivement.

L'unité de puissance 71 émet un courant ayant une intensité de courant (première amplitude d'excitation Il) établie par le dispositif d'établissement de courant 7 (premier dispositif d'établissement de courant) en

fonction de la fermeture du commutateur 73, émet un cou-

rant ayant une intensité de courant (deuxième amplitude

d'excitation I2) établie par le dispositif d'établisse-

ment de courant 9 (deuxième dispositif d'établissement de courant) en fonction de la fermeture du commutateur 75, et émet un courant ayant une intensité de courant

(troisième amplitude d'excitation I3) établie par le dis-

positif d'établissement de courant 11 (troisième disposi-

tif d'établissement de courant) en fonction de la ferme-

ture du commutateur 77.

Dans ce mode de réalisation, en fermant l'un quelconque des commutateurs 73, 75 et 77 à l'aide de l'un

quelconque des signaux de produit logique d, g et h iden-

tiques à ceux du mode de réalisation 1, chaque courant ayant la première amplitude d'excitation Il, la deuxième

amplitude d'excitation I2, la troisième amplitude d'exci-

tation I3 peut également être produit successivement de manière identique au cas du mode de réalisation 1, et le

courant produit peut être envoyé dans la diode laser 106.

Par conséquent, le même effet que celui obtenu dans le cas du mode de réalisation 1 peut être obtenu dans ce mode de réalisation, et de plus, plusieurs unités de puissance peuvent être constituées en une partie, ce

qui rend le circuit plus simple et son coût faible.

La figure 10 représente le mode de réalisation 4 de l'unité d'alimentation destinée à exciter un laser pulsé selon la présente invention. Il doit être noté que sur la figure 10, les mêmes références numériques sont également attribuées aux parties correspondant à celles

de la figure 1, et une description de celles-ci n'est pas

faite ici.

Dans ce mode de réalisation, on fournit deux unités de puissance correspondant à la première unité de puissance 1 et à la troisième unité de puissance 5 du mode de réalisation 1, et l'alimentation d'un courant ayant la deuxième amplitude d'excitation 12 pendant le temps T2 par la deuxième unité de puissance 3 du mode de

réalisation 1 est remplacée en obtenant la deuxième am-

plitude d'excitation I2 à l'aide de la première amplitude

d'excitation Il ainsi que de la troisième amplitude d'ex-

citation I3 par une opération double de la première unité

de puissance 1 et de la troisième unité de puissance 5.

Un circuit logique 27 constitué, afin de per-

mettre les opérations décrites ci-dessus, d'un premier élément à retard 13, d'un second élément à retard 15, d'un élément inverseur 19, et d'un élément à porte ET 29, émet un signal de produit logique j par l'élément à porte

ET 29 entre un signal de sortie a provenant de l'oscilla-

teur de référence 104 et un signal inversé f d'un second

signal de temporisation e après qu'il soit passé à tra-

vers le second élément à retard 15, dans la première uni-

té de puissance 1 en tant que signal de sortie de puis-

sance, et émet un premier signal de temporisation b après qu'il soit passé à travers le premier élément à retard 13 dans la troisième unité de puissance 5 en tant que signal

de sortie de puissance.

Ci-après, une description est faite des opéra-

tions de l'unité d'alimentation destinée à exciter un laser ayant la structure décrite ci-dessus en référence

aux chronogrammes représentés sur les figures 11A à 11J.

La figure 11A représente un signal de sortie a provenant

de l'oscillateur de référence 104, la figure 11B repré-

sente un signal de temporisation b (signal de sortie de puissance pour la troisième unité de puissance 5) après qu'il soit passé à travers le premier élément à retard

13, la figure 11C représente un second signal de tempori-

sation e après qu'il soit passé à travers le second élé-

ment à retard 15, la figure 11D représente un signal in-

versé f du second signal de temporisation e, la figure liE représente un signal de sortie de puissance j pour la première unité de puissance 1, la figure 11F représente un courant synthétisé i délivré depuis la première et troisième unité de puissance 1 et 5 dans la diode laser

106, et la figure 11G représente une forme d'onde de sor-

tie laser, respectivement.

Le signal de sortie de puissance j pour la pre-

mière unité de puissance 1 est un signal maintenu à un niveau élevé pendant une période allant de la montée du

signal de sortie a provenant de l'oscillateur de réfé-

rence 104 à la montée du second signal de temporisation e, et un temps d'exploitation de la première unité de

puissance 1 conformément à ce signal est T1 + T2.

Le signal de sortie de puissance b pour la troisième unité de puissance 5 est un signal maintenu à un niveau élevé pendant une période allant de la montée du premier signal de temporisation b à la diminution du

premier signal de temporisation b, et un temps d'exploi-

tation de la troisième unité de puissance 5 conformément à ce signal est T2 + T3. A l'aide de cette propriété, la première unité de puissance 1 et la troisième unité de puissance 5 sont actionnées en même temps pendant le

temps d'exploitation T2, et la deuxième amplitude d'exci-

tation I2 est obtenue, de manière identique au cas du mode de réalisation 1, en tant que valeur située entre la

première amplitude d'excitation Il et la troisième ampli-

tude d'excitation I3.

Par conséquent, le même effet que celui obtenu dans le cas du mode de réalisation 1 peut être obtenu

dans ce mode de réalisation, et de plus, le nombre d'uni-

tés de puissance peut être égal à deux, ce qui rend le

circuit plus simple et son coût faible.

La figure 12 représente une structure de cir-

cuit spécifique de l'unité d'alimentation destinée à ex-

citer un laser pulsé selon le mode de réalisation 4. Il doit être noté que sur la figure 12, les mêmes références numériques sont attribuées aux parties correspondant à celles de la figure 8 et des figures 11A à 11G, et une

description de celles-ci n'est pas faite ici.

La figure 13 représente le mode de réalisation de l'unité d'alimentation destinée à exciter un laser pulsé selon la présente invention. Il doit être noté que sur la figure 13, les mêmes références numériques sont

attribuées aux parties correspondant à celles de la fi-

gure 12, et une description de celles-ci n'est pas faite

ici. Dans ce mode de réalisation, deux unités de puissance constituées de la première unité de puissance 1 et de la troisième unité de puissance 5 sont fournies. La première unité de puissance 1 comporte un corps en série constitué d'un élément de commutation 83 relié à un côté d'une électrode positive d'une unité d'alimentation en courant continu 81 et une diode 87 reliée à un côté d'une électrode positive d'une unité d'alimentation en courant continu 85, et un composant réactif 89 relié à un point de contact situé entre l'élément de commutation 83 et la diode 87, et un courant au niveau du composant réactif 89 est envoyé dans la diode laser 106 selon une tension au niveau de l'unité d'alimentation en courant continu 81

lorsque l'élément de commutation 83 est passant.

La troisième unité de puissance 5 est équiva-

lente à l'unité représentée sur la figure 12, et un cou-

rant au niveau du composant réactif 89 de la première unité de puissance 1 et un courant émis par l'unité d'alimentation en courant continu 39 sont envoyés dans la

diode laser 106 en rendant la diode 87 passante en ré-

ponse au blocage de l'élément de commutation 83 ainsi

qu'à l'état passant de l'élément de commutation 57.

Un circuit logique 27 comporte un premier élé-

ment à retard 13, un élément inverseur 17, et un élément à porte ET 28, émet un signal de produit logique k par

l'élément à porte ET 28, entre un signal de sortie a pro-

venant de l'oscillateur de référence 104 et un signal in-

versé c d'un premier signal de temporisation b après qu'il soit passé à travers le premier élément à retard

13, dans la première unité de puissance 1 en tant que si-

gnal de sortie de puissance, et émet le premier signal de

temporisation b après qu'il soit passé à travers le pre-

mier élément à retard 13 dans la troisième unité de puis-

sance 5 en tant que signal de sortie de puissance.

Ci-après, une description est faite des opéra-

tions de l'unité d'alimentation destinée à exciter un laser ayant la structure décrite ci-dessus en référence

aux chronogrammes représentés sur les figures 14A à 14F.

La figure 14A représente un signal de sortie a provenant

de l'oscillateur de référence 104, la figure 14B repré-

sente un signal de temporisation b (signal de sortie de puissance pour la troisième unité de puissance 5) après qu'il soit passé à travers le premier élément à retard

13, la figure 14C représente un signal inversé c du pre-

mier signal de temporisation b, la figure 14D représente un signal de sortie de puissance k pour la première unité

de puissance 1, la figure 14E représente un courant syn-

thétisé i délivré par les première et troisième unités de puissance 1 et 5 dans la diode laser 106, et la figure

14F représente une forme d'onde de sortie laser, respec-

tivement. L'élément de commutation 83 est rendu passant par le signal de sortie de puissance k, un courant i dans un circuit allant du composant réactif 89 à la diode

laser 106 augmente comme indiqué par la référence Ia con-

formément à une tension au niveau de l'unité d'alimenta-

tion en courant continu 81, et l'élément de commutation

83 est bloqué par la montée du premier signal de tempori-

sation b après l'instant T1. Lorsque le premier signal de temporisation b augmente, la troisième unité de puissance 5 est rendue

passante par ce signal, et un courant Ib en tant que va-

leur totale Ib d'un courant au niveau du composant réac-

tif 89 de la première unité de puissance 1 et d'un cou-

rant émis par la troisième unité de puissance 5 est en-

voyé dans la diode laser 106. A l'aide de cette opéra-

tion, un courant de crête élevé circule dans la diode

laser 106.

Le composant réactif 89 de la première unité de puissance 1 a une inductance comparativement petite, et sélectionne une valeur d'inductance ainsi qu'un temps T1 du composant réactif 89 et une tension au niveau de l'unité d'alimentation en courant continu 81 de sorte qu'une première augmentation de la sortie laser peut être

obtenue au même moment que le premier signal de tempori-

sation b augmente par la première amplitude d'excitation conformément à un courant Ia qui est augmenté par l'unité

d'alimentation en courant continu 81.

Lorsque le premier signal de temporisation b augmente, l'élément de commutation 83 est bloqué, de sorte qu'une période, après que la diode 87 soit rendue

passante jusqu'à ce qu'un courant Ib décidé selon une in-

ductance entre l'unité d'alimentation en courant continu

85 et le composant réactif 89 devienne égal à zéro, cor-

responde au temps T2 de la deuxième amplitude d'excita-

tion, et après ceci et analogue, corresponde à une troi-

sième amplitude d'excitation I3. Pour changer une incli-

naison du courant Ib, c'est-à-dire le temps T2, une ten-

sion de l'unité d'alimentation en courant continu 85 ou

une valeur d'inductance du composant réactif 89 est sé-

lectionnée de sorte que le temps T1 soit une valeur par-

ticulière. La troisième unité de puissance 5 est rendue passante en même temps que le premier signal de tempori- sation b, et une crête du courant Tb est, bien qu'étant un courant élevé, une courte période et est réduite au niveau d'un angle spécifié, et pour cette raison, aucune contrainte supplémentaire n'est exercée sur la diode

laser 106.

Ce mode de réalisation, tel que décrit ci-dessus, a une structure simple de manière à rendre une seule fois passant/bloqué un courant de la première unité

de puissance 1, et pour cette raison, le circuit est sim-

pie et est réalisé à faible coût.

La figure 15 représente des caractéristiques de sortie laser pour un courant circulant à travers la diode laser. Puisque la diode laser est un semi-conducteur,

lorsqu'un courant continu circule, la limite est d'envi-

ron 35 A et une sortie laser à cet instant est de 116 W. En tant que sortie laser, pour une puissance entrée dans la diode laser, une tension à l'état passant de la diode laser est de 2 V, et un rendement en courant

lorsque 16 parties sont reliées en série est de 10,4 %.

D'autre part, lorsqu'un courant est établi pour circuler

sous une forme impulsionnelle, la diode laser ne va ja-

mais être détériorée même si le courant circule plus

longtemps en supposant qu'un courant moyen est constant.

Lorsqu'un courant de 88 A circule, soit un courant 2,5

fois plus grand, une sortie laser est de 454 W, le rende-

ment est de 16,1 %, qui est un rendement bien supérieur à

celui obtenu par l'excitation par un courant continu.

De plus, bien que le courant soit 2,5 fois plus grand, la sortie laser devient 3,9 fois plus grande et est effectuée par oscillation laser ayant des impulsions de crête élevées, de sorte qu'un rendement en courant est élevé, et une sortie élevée peut être obtenue à l'aide de la même diode laser, l'amélioration de la sortie de laser pulsé donne une capacité d'usinage extrêmement élevée au laser. En particulier, une amélioration de capacité d'usinage à l'aide d'impulsions est remarquable lorsque le régime (capacité) est diminué, et l'effet obtenu que le rendement de puissance, le rapport d'activité de la diode, et la capacité d'usinage puissent être améliorés

est significatif.

Il doit être noté qu'une description des modes

de réalisation ci-dessus suppose un cas o les trois am-

plitude telles que les première, deuxième et troisième

amplitudes d'excitation sont synthétisées pour être émi-

ses par chaque unité de puissance, mais en mémorisant

cette configuration d'amplitude dans une mémoire ou ana-

logue, en donnant une instruction concernant une forme

d'onde de sortie par un programme pour ordinateur ou ana-

logue, ou en actionnant au moins une unité de puissance,

le même effet peut également être obtenu.

Egalement, dans le procédé de commande d'exci-

tation d'un laser pulsé et l'unité d'alimentation desti-

née à exciter un laser pulsé selon la présente invention, le même effet peut également être obtenu par un autre système de laser, autre que le laser à solide basé sur l'excitation d'une diode laser, par exemple, un laser au C02 en tant que système de décharge/excitation d'un laser

à gaz ou système d'excitation par lampe d'un laser à so-

lide.

Comme on peut clairement le comprendre en réfé-

rence à la description décrite ci-dessus, à l'aide de la

présente invention, il existe des étapes consistant à ex-

citer une unité d'excitation à l'aide d'une première am-

plitude d'excitation immédiatement avant qu'un signal de sortie laser soit émis et jusqu'à ce que le signal de sortie laser soit émis, exciter l'unité d'excitation à l'aide d'une deuxième amplitude d'excitation à partir d'un instant situé immédiatement après que le signal de sortie laser soit émis jusqu'à un instant spécifié avant que le signal de sortie laser ne cesse d'être émis, et

exciter l'unité d'excitation à l'aide d'une troisième am-

plitude d'excitation à partir d'un instant o une mise

sous tension conforme à la deuxième amplitude d'excita-

tion est terminée jusqu'à ce que le signal de sortie laser cesse d'être émis, de sorte qu'un retard dans la

partie croissante d'une sortie laser peut être égal à zé-

ro ou être une période extrêmement courte, la sortie laser peut rapidement atteindre sa sortie stationnaire, et la capacité de réponse de la sortie impulsionnelle est

améliorée, et pour cette raison, un usinage à haute fré-

quence et faible régime (duty), qui n'est pas possible dans le type habituel d'unité d'alimentation, peut être effectué. A l'aide de la présente invention, une première

amplitude d'excitation est une quantité d'énergie néces-

saire lorsqu'une sortie laser augmente en association avec un signal de sortie laser, de sorte qu'un retard dans une partie croissante d'une sortie laser peut être

égal à zéro, et pour cette raison un usinage à haute fré-

quence et à faible régime (duty), qui n'est pas possible dans le type habituel d'unité d'alimentation, peut être effectué. A l'aide de la présente invention, une deuxième

amplitude d'excitation est une amplitude d'excitation su-

périeure à une troisième amplitude d'excitation, et une

sortie laser conforme à la deuxième amplitude d'excita-

tion a été effectuée pendant une période allant jusqu'à un moment o une valeur de la sortie laser devient la même qu'une valeur stable de la sortie laser conforme à

la troisième amplitude d'excitation, de sorte que la sor-

tie laser peut rapidement atteindre sa sortie station-

naire, et une capacité de réponse de sortie impulsion-

* nelle est améliorée, et pour cette raison un usinage à haute fréquence et à faible régime (duty), qui n'est pas possible dans le type habituel d'unité d'alimentation,

peut être effectué.

A l'aide de la présente invention, une première

amplitude d'excitation est une valeur légèrement infé-

rieure à une amplitude nécessaire pour commencer une os-

cillation laser, de sorte qu'il n'y a aucune limite de

temps et une sortie laser peut être augmentée pratique-

ment au même instant o une deuxième amplitude d'excita-

tion est augmentée sans commande particulière de

celle-ci, et pour cette raison un usinage à haute fré-

quence et à faible régime, qui n'est pas possible dans le

type habituel d'unité d'alimentation, peut être effectué.

A l'aide de la présente invention, une première unité de puissance agit à partir de la montée d'un signal impulsionnel de référence jusqu'à la montée d'un premier

signal de temporisation ayant un retard de temps par rap-

port au signal impulsionnel de référence, une deuxième unité de puissance agit à partir de la montée du premier

signal de temporisation jusqu'à la montée d'un second si-

gnal de temporisation ayant un retard de temps par rap-

port au premier signal de temporisation, et une troisième unité de puissance agit à partir de la montée du second

signal de temporisation jusqu'à la chute du premier si-

gnal de temporisation, et une sortie obtenue en synthéti-

sant les sorties de la première unité de puissance, la deuxième unité de puissance et la troisième unité de puissance est envoyée dans une unité d'excitation, de

sorte qu'un retard dans une partie croissante d'une sor-

tie laser peut être égal à zéro ou être une période ex-

trêmement courte, la sortie laser peut rapidement attein-

dre sa sortie stationnaire, et une capacité de réponse d'une sortie impulsionnelle est améliorée, et pour cette raison un usinage à haute fréquence et à faible régime (duty), qui n'est pas possible dans le type habituel

d'unité d'alimentation, peut être effectué.

A l'aide de la présente invention, un courant établi dans chacun des dispositifs d'établissement de

courant circule dans chaque composant réactif de la pre-

mière unité de puissance, de la deuxième unité de puis-

sance et de la troisième unité de puissance, respective-

ment, et en fournissant des commandes pour une partie de coupure de sortie de chacune des unités de puissance, la première unité de puissance agit à partir de la montée d'un signal impulsionnel de référence jusqu'à la montée d'un premier signal de temporisation ayant un retard de temps par rapport au signal impulsionnel de référence, la deuxième unité de puissance agit à partir de la montée du premier signal de temporisation jusqu'à la montée d'un second signal de temporisation ayant un retard de temps par rapport au premier signal de temporisation, et la troisième unité de puissance agit à partir de la montée du second signal de temporisation jusqu'à la chute du premier signal de temporisation, et une sortie obtenue en

synthétisant les sorties de la première unité de puis-

sance, de la deuxième unité de puissance et de la troi-

sième unité de puissance est envoyée dans une unité d'ex-

citation, de sorte qu'un retard dans une partie crois-

sante d'une sortie laser peut être égal à zéro ou être

une période extrêmement courte, la sortie laser peut ra-

pidement atteindre sa sortie stationnaire, une capacité de réponse de sortie impulsionnelle est améliorée, et

pour cette raison un usinage à haute fréquence et à ré-

gime (duty) faible, qui n'est pas possible dans le type

habituel d'unité d'alimentation, peut être effectué.

A l'aide de la présente invention, par l'inter-

médiaire d'une opération de commutation par un commuta-

teur, un premier dispositif d'établissement de courant est relié à une unité de puissance à partir de la montée d'un signal impulsionnel de référence jusqu'à la montée d'un premier signal de temporisation ayant un retard de temps par rapport au signal impulsionnel de référence, un deuxième dispositif d'établissement de courant est relié à une unité de puissance à partir de la montée du premier

signal de temporisation jusqu'à la montée d'un second si-

gnal de temporisation ayant un retard de temps par rap-

port au premier signal de temporisation, et un troisième dispositif d'établissement de courant est relié à une unité de puissance à partir dela montée du second signal de temporisation jusqu'à la chute du premier signal de

temporisation, de sorte qu'on peut effectuer une excita-

tion d'une unité d'excitation à l'aide d'une première am-

plitude d'excitation immédiatement avant qu'un signal de sortie laser soit émis et jusqu'à ce que le signal de

sortie laser soit émis, une excitation de l'unité d'exci-

tation à l'aide de la deuxième amplitude d'excitation à

partir d'un instant situé immédiatement après que le si-

gnal de sortie inverse soit émis jusqu'à un instant spé-

cifié avant que le signal de sortie laser ne cesse d'être émis, et une excitation de l'unité d'excitation à l'aide

d'une troisième amplitude d'excitation à partir d'un ins-

tant o une mise sous tension selon la deuxième amplitude d'excitation est terminée jusqu'à ce que le signal de

sortie laser cesse d'être émis, et à l'aide de ces opéra-

tions, un retard dans une partie croissante d'une sortie

laser peut être égal à zéro ou être une période extrême-

ment courte, la sortie laser peut rapidement atteindre sa

sortie stationnaire, et une capacité de sortie impulsion-

nelle est améliorée, et pour cette raison un usinage à haute fréquence et à faible régime (duty), qui n'est pas possible dans le type habituel d'unité d'alimentation,

peut être effectué.

A l'aide de la présente invention, une première unité de puissance agit à partir de la montée d'un signal impulsionnel de référence jusqu'à la montée d'un second signal de temporisation ayant de plus un retard de temps par rapport à un premier signal de temporisation ayant un

retard de temps par rapport au signal impulsionnel de ré-

férence, et une troisième unité de puissance agit à par-

tir de la montée du premier signal de temporisation jus-

qu'à la chute du premier signal de temporisation, et une sortie obtenue en synthétisant les sorties de la première unité de puissance et de la troisième unité de puissance est envoyée dans l'unité d'excitation, de sorte qu'on peut effectuer l'excitation d'une unité d'excitation à

l'aide d'une première amplitude d'excitation immédiate-

ment avant qu'un signal de sortie laser soit émis et jus-

qu'à ce que le signal de sortie laser soit émis, et une excitation de l'unité d'excitation à l'aide de la

deuxième amplitude d'excitation à partir d'un instant si-

tué immédiatement après que le signal de sortie laser soit émis jusqu'à un instant spécifié avant que le signal de sortie laser ne cesse d'être émis, et une excitation

de l'unité d'excitation à l'aide d'une troisième ampli-

tude d'excitation à partir d'un instant o une mise sous tension conforme à la deuxième amplitude d'excitation est terminée jusqu'à ce le signal de sortie laser cesse d'être émis, et à l'aide de ces opérations, un retard dans une partie croissante d'une sortie laser peut être égal à zéro ou être une période extrêmement courte, la

sortie laser peut atteindre rapidement sa sortie station-

naire, et une capacité de réponse de sortie impulsion-

nelle est améliorée, et pour cette raison un usinage à

haute fréquence et à faible régime, qui n'est pas possi-

ble dans le type habituel d'unité d'alimentation, peut

être effectué.

A l'aide de la présente invention, un élément de commutation pour une première unité de puissance est

rendu passant à partir de la montée d'un signal impul-

sionnel de référence jusqu'à la montée d'un signal de temporisation ayant un retard de temps par rapport au si- gnal impulsionnel de référence, et une troisième unité de

puissance agit à partir de la montée du signal de tempo-

risation jusqu'à la chute du signal de temporisation, et

une sortie obtenue en synthétisant les sorties du compo-

sant réactif et de la troisième unité de puissance est envoyée dans l'unité d'excitation, de sorte qu'on peut effectuer une excitation d'une unité d'excitation à

l'aide d'une première amplitude d'excitation immédiate-

ment avant qu'un signal de sortie laser soit émis et jus-

qu'à ce que le signal de sortie laser soit émis, une ex-

citation de l'unité d'excitation à l'aide de la deuxième

amplitude d'excitation à partir d'un instant situé immé-

diatement après que le signal de sortie laser soit émis jusqu'à un instant spécifié avant que le signal de sortie laser ne cesse d'être émis, et une excitation de l'unité

d'excitation à l'aide d'une troisième amplitude d'excita-

tion à partir d'un instant o une mise sous tension con-

forme à la deuxième amplitude d'excitation est terminée jusqu'à ce que le signal de sortie laser cesse d'être émis, et à l'aide de ces opérations un retard dans une

partie croissante d'une sortie laser peut être égal à zé-

ro ou être une période extrêmement courte, la sortie laser peut rapidement atteindre sa sortie stationnaire, et une capacité de réponse d'une sortie impulsionnelle est améliorée, et pour cette raison un usinage à haute fréquence et à faible régime, qui n'est pas possible dans

le type habituel d'unité d'alimentation, peut être effec-

tué. A l'aide de la présente invention, une première

amplitude d'excitation est une quantité d'énergie néces-

saire lorsqu'une sortie laser augmente en association avec un signal de sortie laser, de sorte qu'un retard dans une partie croissante d'une sortie laser peut être égal à zéro, et pour cette raison, un usinage à haute fréquence et à faible régime, qui n'est pas possible dans

le type habituel d'unité d'alimentation, peut être effec-

tué. A l'aide de la présente invention, une deuxième

amplitude d'excitation est une amplitude d'excitation su-

périeure à une troisième amplitude d'excitation, et une

sortie laser conforme à la deuxième amplitude d'excita-

tion a été effectuée pendant une période allant jusqu'à un moment o une valeur de la sortie laser devient la même qu'une valeur stable d'une sortie laser conforme à

la troisième amplitude d'excitation, de sorte que la sor-

tie laser peut atteindre rapidement sa sortie station-

naire, et une capacité de réponse d'une sortie impulsion-

nelle est améliorée, et pour cette raison un usinage à

haute fréquence et à faible régime, qui n'est pas possi-

ble dans le type habituel d'unité d'alimentation, peut

être effectué.

A l'aide de la présente invention, une première

amplitude d'excitation est une valeur légèrement infé-

rieure à une amplitude nécessaire pour commencer une os-

cillation laser, de sorte qu'il n'y a aucune limite de

temps et une sortie laser peut être augmentée pratique-

ment au même instant o est augmentée une deuxième ampli-

tude d'excitation sans commande particulière de celle-ci, et pour cette raison un usinage à haute fréquence et à faible régime (duty), qui n'est pas possible dans le type

habituel d'unité d'alimentation, peut être effectué.

Cette demande est basée sur la demande de bre-

vet Japonais N Hei 9-301 153 déposée à l'Office des Bre-

vets Japonais le 31 octobre 1997, dont le contenu entier

est incorporé ici à titre de référence.

Bien que la présente invention ait été décrite en référence à un mode spécifique de réalisation pour une

description complète et claire, les revendications an- nexées ne sont pas censées limiter mais comportent toute5 modification et structure en variante qui peuvent appa- raître à l'homme du métier et qui sont clairement dans la

portée fondamentale de la présente invention.

Claims (22)

REVEND I CATIONS

1. Procédé de commande d'excitation d'un laser pulsé d'une unité laser pour exciter un milieu de laser

par une quelconque unité d'excitation, telle qu'une dé-

charge électrique, une lampe ou une diode laser, et émet-

tre un faisceau laser, ledit procédé comportant les éta-

pes consistant à: exciter ladite unité d'excitation à l'aide d'une première amplitude d'excitation immédiatement avant qu'un signal de sortie laser soit émis et jusqu'à ce que le signal de sortie laser soit émis, exciter ladite unité d'excitation à l'aide

d'une deuxième amplitude d'excitation à partir d'un ins-

tant situé immédiatement après que le signal de sortie laser soit émis jusqu'à un instant spécifié avant que le signal de sortie laser ne cesse d'être émis, et exciter ladite unité d'excitation à l'aide

d'une troisième amplitude d'excitation à partir d'un ins-

tant o une mise sous tension conforme à la deuxième am-

plitude d'excitation est terminée jusqu'à ce que le si-

gnal de sortie laser cesse d'être émis.

2. Procédé de commande d'excitation d'un laser

pulsé selon la revendication 1, dans lequel ladite pre-

mière amplitude d'excitation est une quantité d'énergie

nécessaire lorsqu'une sortie laser augmente en associa-

tion avec un signal de sortie laser.

3. Procédé de commande d'excitation d'un laser pulsé selon la revendication 1, dans lequel ladite

deuxième amplitude d'excitation est une amplitude d'exci-

tation supérieure à ladite troisième amplitude d'excita-

tion, et une sortie laser conforme à ladite deuxième am-

plitude d'excitation a été effectuée pendant une période allant jusqu'à un moment o une valeur de la sortie laser devient la même qu'une valeur stable d'une sortie laser

conforme à ladite troisième amplitude d'excitation.

4. Procédé de commande d'excitation d'un laser

pulsé selon la revendication 1, dans lequel ladite pre-

mière amplitude d'excitation est une valeur légèrement inférieure à l'amplitude nécessaire pour commencer une oscillation laser.

5. Unité d'alimentation destinée à exciter un laser pulsé d'une unité laser, pour exciter un milieu de laser par une quelconque unité d'excitation, telle qu'une décharge électrique, une lampe ou une diode laser, et émettre un faisceau laser, ladite unité d'alimentation comportant: une première unité de puissance pour émettre une première amplitude d'excitation, une deuxième unité de puissance pour émettre une deuxième amplitude d'excitation, et une troisième unité de puissance pour émettre une troisième amplitude d'excitation; ladite première unité de puissance agissant à partir de la montée d'un signal impulsionnel de référence émis par un oscillateur de référence jusqu'à la montée d'un premier signal de

temporisation ayant un retard de temps par rapport au si-

gnal impulsionnel de référence, ladite deuxième unité de puissance agissant à partir de la montée dudit premier

signal de temporisation jusqu'à la montée d'un second si-

gnal de temporisation ayant un retard de temps par rap-

port audit premier signal de temporisation, et ladite

troisième unité de puissance agissant à partir de la mon-

tée dudit second signal de temporisation jusqu'à la chute

dudit premier signal de temporisation, et une sortie ob-

tenue en synthétisant les sorties de ladite première uni-

té de puissance, de ladite deuxième unité de puissance et de ladite troisième unité de puissance est envoyée dans

ladite unité d'excitation.

6. Unité d'alimentation destinée à exciter un

laser pulsé selon la revendication 5, dans laquelle la-

dite première amplitude d'excitation est une quantité d'énergie nécessaire lorsqu'une sortie laser augmente en

association avec un signal de sortie laser.

7. Unité d'alimentation destinée à exciter un laser pulsé selon la revendication 5, dans laquelle la- dite deuxième amplitude d'excitation a une amplitude d'excitation supérieure à ladite troisième amplitude d'excitation, et une sortie laser conforme à ladite deuxième amplitude d'excitation a été effectuée pendant une période allant jusqu'à un moment o une valeur de la sortie laser devient la même qu'une valeur stable d'une

sortie laser conforme à ladite troisième amplitude d'ex-

citation.

8. Unité d'alimentation destinée à exciter un

laser pulsé selon la revendication 5, dans laquelle la-

dite première amplitude d'excitation est une valeur légè-

rement inférieure à une amplitude nécessaire pour commen-

cer une oscillation laser.

9. Unité d'alimentation destinée à exciter un

laser pulsé selon la revendication 5, dans laquelle la-

dite première unité de puissance, ladite deuxième unité de puissance, et ladite troisième unité de puissance sont reliées chacune à une valeur préétablie d'un dispositif d'établissement de courant respectif en parallèle à une unité d'alimentation en courant continu, respectivement, et chaque unité parmi ladite première unité de puissance, ladite deuxième unité de puissance et ladite troisième unité de puissance comporte une partie d'alimentation en courant constant comportant un corps en série constitué d'un élément de commutation pour délivrer un courant constant et d'une diode reliée à un côté d'une électrode positive de l'unité d'alimentation en courant continu

pour commander un courant au niveau d'un composant réac-

tif relié à un point de contact situé entre ledit élément de commutation et ladite diode, afin qu'il soit constant, et une partie de coupure de sortie comportant un corps en

série constitué d'une diode et d'un élément de commuta-

tion pour commander la coupure d'une sortie reliée au cô-

té de l'électrode positive de l'unité d'alimentation en courant continu et pour relier ledit composant réactif à

un point de contact situé entre ledit élément de commuta-

tion et ladite diode, et une énergie d'excitation est en-

voyée depuis ladite partie de coupure de sortie dans la

diode laser en tant qu'unité d'excitation.

10. Unité d'alimentation destinée à exciter un

laser pulsé selon la revendication 9, dans laquelle la-

dite première amplitude d'excitation est une quantité d'énergie nécessaire lorsqu'une sortie laser augmente en

association avec un signal de sortie laser.

11. Unité d'alimentation destinée à exciter un

laser pulsé selon la revendication 9, dans laquelle la-

dite deuxième amplitude d'excitation a une amplitude d'excitation supérieure à ladite troisième amplitude d'excitation, et une sortie laser conforme à ladite deuxième amplitude d'excitation a été effectuée pendant une période allant jusqu'à un moment o une valeur de la sortie laser devient la même qu'une valeur stable d'une

sortie laser conforme à ladite troisième amplitude d'ex-

citation.

12. Unité d'alimentation destinée à exciter un

laser pulsé selon la revendication 9, dans laquelle la-

dite première amplitude d'excitation est une valeur légè-

rement inférieure à une amplitude nécessaire pour commen-

cer une oscillation laser.

* 13. Unité d'alimentation destinée à exciter un laser pulsé d'une unité laser pour exciter un milieu de laser par une quelconque unité d'excitation, telle qu'une décharge électrique, une lampe ou une diode laser, et émettre un faisceau laser, ladite unité d'alimentation comportant: une unité de puissance,

un premier dispositif d'établissement de cou-

rant pour établir une première amplitude d'excitation,

un deuxième dispositif d'établissement de cou-

rant pour établir une deuxième amplitude d'excitation, et

un troisième dispositif d'établissement de cou-

rant pour établir une troisième amplitude d'excitation, et

des commutateurs destinés chacun à relier sé-

lectivement l'un parmi lesdits premier à troisième dispo-

sitifs d'établissement de courant à ladite unité de puis-

sance, dans laquelle, par l'intermédiaire d'une opération

de commutation par ledit commutateur, ledit premier dis-

positif d'établissement de courant est relié à ladite

unité de puissance à partir de la montée d'un signal im-

pulsionnel de référence émis par un oscillateur de réfé-

rence jusqu'à la montée d'un premier signal de temporisa-

tion ayant un retard de temps par rapport au signal im-

pulsionnel de référence, ledit deuxième dispositif d'éta-

blissement de courant est relié à ladite unité de puis-

sance à partir de la montée dudit premier signal de tem-

porisation jusqu'à la montée d'un second signal de tempo-

risation ayant un retard de temps par rapport audit pre-

mier signal de temporisation, et ledit troisième disposi-

tif d'établissement de courant est relié à ladite unité de puissance à partir de la montée dudit second signal de temporisation jusqu'à la chute dudit premier signal de temporisation.

14. Unité d'alimentation destinée à exciter un

laser pulsé selon la revendication 13, dans laquelle la-

dite première amplitude d'excitation est une quantité d'énergie nécessaire lorsqu'une sortie laser augmente en

association avec un signal de sortie laser.

15. Unité d'alimentation destinée à exciter un

laser pulsé selon la revendication 13, dans laquelle la-

dite deuxième amplitude d'excitation a une amplitude d'excitation supérieure à ladite troisième amplitude d'excitation, et une sortie laser conforme à ladite deuxième amplitude d'excitation a été effectuée pendant une période allant jusqu'à un moment o une valeur de la sortie laser devient la même qu'une valeur stable d'une sortie laser conformément à ladite troisième

amplitude d'excitation.

16. Unité d'alimentation destinée à exciter un laser pulsé selon la revendication 13, dans laquelle ladite première amplitude d'excitation est une valeur légèrement inférieure à l'amplitude nécessaire pour

commencer une oscillation laser.

17. Unité d'alimentation destinée à exciter un laser pulsé d'une unité laser, pour exciter un milieu de laser par une quelconque unité d'excitation, telle qu'une décharge électrique, une lampe ou une diode laser, et émettre un faisceau laser, ladite unité d'alimentation comportant: une première unité de puissance pour émettre une première amplitude d'excitation, et une deuxième unité de puissance pour émettre une deuxième amplitude d'excitation, ladite première unité de puissance agissant à partir de la montée d'un signal impulsionnel de référence émis par un oscillateur de référence jusqu'à la montée d'un second signal de temporisation ayant de plus un retard de temps par rapport à un premier signal de temporisation ayant un retard de temps par rapport au signal impulsionnel de référence, et ladite deuxième unité de puissance agissant à partir de la montée dudit premier signal de temporisation jusqu'à la chute dudit premier signal de temporisation, et une sortie obtenue en synthétisant les sorties de ladite première unité de

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puissance et de ladite deuxième unité de puissance est

envoyée dans ladite unité d'excitation.

18. Unité d'alimentation destinée à exciter un laser pulsé selon la revendication 17, dans laquelle ladite première amplitude d'excitation est une quantité d'énergie nécessaire lorsqu'une sortie laser augmente

en association avec un signal de sortie laser.

19. Unité d'alimentation destinée à exciter un laser pulsé selon la revendication 17, dans laquelle ladite première amplitude d'excitation est une valeur légèrement inférieure à une amplitude nécessaire pour

commencer une oscillation laser.

20. Unité d'alimentation destinée à exciter un laser pulsé d'une unité de laser pour exciter un milieu de laser par une quelconque unité d'excitation, telle qu'une décharge électrique, une lampe ou une diode laser, et émettre un faisceau laser, ladite unité d'alimentation comportant: une première unité de puissance pour émettre une première amplitude d'excitation, et une deuxième unité de puissance pour émettre une deuxième amplitude d'excitation, ladite première unité de puissance comportant un corps en série constitué d'un élément de commutation agencé sur un côté d'une électrode positive d'une unité d'alimentation en courant continu et d'une diode agencée sur un côté d'une électrode positive de ladite unité d'alimentation en courant continu, un composant réactif étant relié à un point de contact situé entre ledit élément de commutation et ladite diode, et l'élément de commutation étant passant à partir de la montée d'un signal impulsionnel de référence émis par un oscillateur de référence jusqu'à la montée d'un signal de temporisation ayant un retard de temps par rapport au signal impulsionnel de référence, et ladite

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deuxième unité de puissance agissant à partir de la montée dudit signal de temporisation jusqu'à la chute dudit signal de temporisation, et une sortie obtenue en synthétisant les sorties dudit composant réactif et de ladite deuxième unité de puissance est envoyée dans

ladite unité d'excitation.

21. Unité d'alimentation destinée à exciter un laser pulsé selon la revendication 20, dans laquelle ladite première amplitude d'excitation est une quantité d'énergie nécessaire lorsqu'une sortie laser augmente

en association avec un signal de sortie laser.

22. Unité d'alimentation destinée à exciter un laser pulsé selon la revendication 20, dans laquelle ladite première amplitude d'excitation est une valeur légèrement inférieure à une amplitude nécessaire pour

commencer une oscillation laser.

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