JP2000101176A - Ｑスイッチ型レーザ装置 - Google Patents
Ｑスイッチ型レーザ装置Info
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- H01S3/1123—Q-switching
- H01S3/117—Q-switching using intracavity acousto-optic devices
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】レーザ発振器における励起エネルギー蓄積量に
応じて最適なＱスイッチング変調制御を行うスイッチ型
レーザ装置を提供する。 【解決手段】蓄積時間計時部４６は、Ｑスイッチ制御部
からの基準パルスＣＰと、シーケンス制御部４２からの
高周波発振制御信号ｅｃとを計時タイミング信号として
入力し、各基準パルスに対応する蓄積時間を計時する。
変調度制御部５０は、各基準パルスＣＰ(i) について蓄
積時間計時部４６およびパルス順位計数部４８よりそれ
ぞれ与えられる蓄積時間計時データＴG(i)および順位値
計数データ＜ｉ＞を受け取り、それらの計測データＴG
(i)、＜ｉ＞および設定部４４からの所要の設定値（一
定値）に基づいてその基準パルスＣＰ(i) に対応する変
調度［ＭＤ］を演算する。そして、求めた変調度［Ｍ
Ｄ］に応じた変調度制御信号ｍｃをＱスイッチ制御部に
与える。
応じて最適なＱスイッチング変調制御を行うスイッチ型
レーザ装置を提供する。 【解決手段】蓄積時間計時部４６は、Ｑスイッチ制御部
からの基準パルスＣＰと、シーケンス制御部４２からの
高周波発振制御信号ｅｃとを計時タイミング信号として
入力し、各基準パルスに対応する蓄積時間を計時する。
変調度制御部５０は、各基準パルスＣＰ(i) について蓄
積時間計時部４６およびパルス順位計数部４８よりそれ
ぞれ与えられる蓄積時間計時データＴG(i)および順位値
計数データ＜ｉ＞を受け取り、それらの計測データＴG
(i)、＜ｉ＞および設定部４４からの所要の設定値（一
定値）に基づいてその基準パルスＣＰ(i) に対応する変
調度［ＭＤ］を演算する。そして、求めた変調度［Ｍ
Ｄ］に応じた変調度制御信号ｍｃをＱスイッチ制御部に
与える。
Description
【００１０】
【発明の属する技術分野】本発明は、Ｑスイッチパルス
レーザ光を発振出力するＱスイッチ型のレーザ装置に関
する。
レーザ光を発振出力するＱスイッチ型のレーザ装置に関
する。
【００２０】
【従来の技術】ＹＡＧレーザ装置等の固体レーザ装置
は、Ｑスイッチを用いることで、連続発振をピークパワ
ー（尖頭出力）の高い高速繰返しパルス発振に変えるこ
とが可能である。ＹＡＧレーザ装置には、一般に、超音
波によるブラッグ回折を利用する音響光学Ｑスイッチが
使われている。
は、Ｑスイッチを用いることで、連続発振をピークパワ
ー（尖頭出力）の高い高速繰返しパルス発振に変えるこ
とが可能である。ＹＡＧレーザ装置には、一般に、超音
波によるブラッグ回折を利用する音響光学Ｑスイッチが
使われている。
【００３０】図１０に示すように、音響光学Ｑスイッチ
１００は、入射面および出射面に反射防止膜１０２を施
された偏光媒体である合成石英ガラス１０４と、この石
英ガラス１０４の一面（底面）に接着層１０６を介して
結合された超音波発生用の圧電体１０８と、高周波整合
回路１１０とから構成される。
１００は、入射面および出射面に反射防止膜１０２を施
された偏光媒体である合成石英ガラス１０４と、この石
英ガラス１０４の一面（底面）に接着層１０６を介して
結合された超音波発生用の圧電体１０８と、高周波整合
回路１１０とから構成される。
【００４０】Ｑスイッチ・ドライバ１１２よりたとえば
２４ＭＨｚ、５０Ｗの高周波電気信号ＥＳが整合回路１
１０を介して圧電体１０８に与えられると、ピエゾ効果
によって高周波電気信号ＥＳが超音波ＡＳに変換され、
その超音波ＡＳが石英ガラス１０４内を伝播する。そう
すると、光弾性効果により石英ガラス１０４内に周期的
な屈折率分布が生じ、ここに適当な角度で光ＬＢi を入
射させると、入射した光ＬＢi がＬＢR のように回折さ
れる（音響光学効果）。
２４ＭＨｚ、５０Ｗの高周波電気信号ＥＳが整合回路１
１０を介して圧電体１０８に与えられると、ピエゾ効果
によって高周波電気信号ＥＳが超音波ＡＳに変換され、
その超音波ＡＳが石英ガラス１０４内を伝播する。そう
すると、光弾性効果により石英ガラス１０４内に周期的
な屈折率分布が生じ、ここに適当な角度で光ＬＢi を入
射させると、入射した光ＬＢi がＬＢR のように回折さ
れる（音響光学効果）。
【００５０】図１１にＱスイッチ型ＹＡＧレーザ発振器
の構成を示す。楕円反射鏡筒１１４内の一対の楕円焦点
位置にＹＡＧロッド１１６および励起ランプ１１８が平
行に配置される。ＹＡＧロッド１１６の両端面と対向し
て出力ミラー１２０および全反射ミラー１２２が配置さ
れ、ＹＡＧロッド１１６の一端面と出力ミラー１２０と
の間にＱスイッチ１００が配置される。
の構成を示す。楕円反射鏡筒１１４内の一対の楕円焦点
位置にＹＡＧロッド１１６および励起ランプ１１８が平
行に配置される。ＹＡＧロッド１１６の両端面と対向し
て出力ミラー１２０および全反射ミラー１２２が配置さ
れ、ＹＡＧロッド１１６の一端面と出力ミラー１２０と
の間にＱスイッチ１００が配置される。
【００６０】上記のように高周波電気信号ＥＳがＱスイ
ッチ１００に入力されて石英ガラス１０４内を超音波Ａ
Ｓが伝播すると、ＹＡＧロッド１１６からのレーザ光Ｌ
Ｂiの一部がＱスイッチ１００で回折され、レーザ共振
器の損失が増加してＱ値が下がり、レーザ発振が停止す
る。
ッチ１００に入力されて石英ガラス１０４内を超音波Ａ
Ｓが伝播すると、ＹＡＧロッド１１６からのレーザ光Ｌ
Ｂiの一部がＱスイッチ１００で回折され、レーザ共振
器の損失が増加してＱ値が下がり、レーザ発振が停止す
る。
【００７０】しかし、レーザ発振が止まっても、励起ラ
ンプ１１８によるＹＡＧロッド１１６の励起は継続され
ているため、レーザ発振器内の励起エネルギーは増大
し、かつ蓄積される。そして、この蓄積された励起エネ
ルギーが十分に大きくなった時に高周波電気信号ＥＳを
遮断して急激にＱ値を戻すと、レーザ発振器でパルス発
振が起こり、きわめてピークパワー（尖頭出力）の高い
Ｑスイッチパルスレーザ光ＬＢQ が得られる。
ンプ１１８によるＹＡＧロッド１１６の励起は継続され
ているため、レーザ発振器内の励起エネルギーは増大
し、かつ蓄積される。そして、この蓄積された励起エネ
ルギーが十分に大きくなった時に高周波電気信号ＥＳを
遮断して急激にＱ値を戻すと、レーザ発振器でパルス発
振が起こり、きわめてピークパワー（尖頭出力）の高い
Ｑスイッチパルスレーザ光ＬＢQ が得られる。
【００８０】実際の応用では、任意の繰り返し周波数を
有する変調用のパルスで変調された高周波電気信号ＥＳ
がＱスイッチ１００に供給され、各変調パルスによって
そのパルス期間中は高周波電気信号ＥＳの供給が一時的
に断たれることで、変調パルスに同期したＱスイッチパ
ルスレーザ光ＬＢQ が得られる。
有する変調用のパルスで変調された高周波電気信号ＥＳ
がＱスイッチ１００に供給され、各変調パルスによって
そのパルス期間中は高周波電気信号ＥＳの供給が一時的
に断たれることで、変調パルスに同期したＱスイッチパ
ルスレーザ光ＬＢQ が得られる。
【００９０】図１２に示すように、Ｑスイッチパルス発
振が行われる直前にレーザ発振器内に蓄積されている励
起エネルギーは、変調パルスのパルス間隔または周期Ｔ
Q に比例し、パルス周期ＴQ が長くなるほど増大する
が、飽和基準時間Ｔs （たとえば５００μｓ）以上では
一定の値ＥM で飽和する。
振が行われる直前にレーザ発振器内に蓄積されている励
起エネルギーは、変調パルスのパルス間隔または周期Ｔ
Q に比例し、パルス周期ＴQ が長くなるほど増大する
が、飽和基準時間Ｔs （たとえば５００μｓ）以上では
一定の値ＥM で飽和する。
【０１００】したがって、Ｑスイッチパルスレーザ光Ｌ
ＢQ のピークパワーは、図１３の（Ａ）に示すようにパ
ルス周期ＴQ がＴs 以上のときは最大または飽和レベル
ＰMとなり、図１３の（Ｂ）に示すようにパルス周期ＴQ
がＴs よりも短いときは最大レベルＰM に対してＴQ
とＴs との比率（ＴQ ／Ｔs ）に応じた分の大きさとな
る。
ＢQ のピークパワーは、図１３の（Ａ）に示すようにパ
ルス周期ＴQ がＴs 以上のときは最大または飽和レベル
ＰMとなり、図１３の（Ｂ）に示すようにパルス周期ＴQ
がＴs よりも短いときは最大レベルＰM に対してＴQ
とＴs との比率（ＴQ ／Ｔs ）に応じた分の大きさとな
る。
【０１１０】
【発明が解決しようとする課題】実際の応用では、上記
のようなＱスイッチ型のレーザ発振器を基準時間Ｔs よ
りも短い周期ＴQ でＱスイッチ動作させることがよくあ
る。
のようなＱスイッチ型のレーザ発振器を基準時間Ｔs よ
りも短い周期ＴQ でＱスイッチ動作させることがよくあ
る。
【０１２０】その場合、図１４に示すように、電源投入
直後またはＱスイッチング再開直後の最初のＱスイッチ
パルスレーザ光いわゆるファーストパルスＬＢQ(1)のピ
ークパワーが他（後続）のＱスイッチパルスレーザ光Ｌ
ＢQ(2)，ＬＢQ(3)，…のピークパワーよりも異常に高く
なるという問題がある。
直後またはＱスイッチング再開直後の最初のＱスイッチ
パルスレーザ光いわゆるファーストパルスＬＢQ(1)のピ
ークパワーが他（後続）のＱスイッチパルスレーザ光Ｌ
ＢQ(2)，ＬＢQ(3)，…のピークパワーよりも異常に高く
なるという問題がある。
【０１３０】これは、定常時ではレーザ発振器内の励起
エネルギー蓄積量が飽和値ＥM に達する前に（飽和基準
時間Ｔs 以下の周期で）Ｑスイッチングが行われるのに
対して、電源投入直後またはレーザ発振出力再開直後の
ファーストパルスでは励起エネルギー蓄積量が飽和値レ
ベルＥM になっている状態の下でＱスイッチングが行わ
れるためである。
エネルギー蓄積量が飽和値ＥM に達する前に（飽和基準
時間Ｔs 以下の周期で）Ｑスイッチングが行われるのに
対して、電源投入直後またはレーザ発振出力再開直後の
ファーストパルスでは励起エネルギー蓄積量が飽和値レ
ベルＥM になっている状態の下でＱスイッチングが行わ
れるためである。
【０１４０】精密なレーザ加工では、そのようなファー
ストパルスＬＢQ(1)の突出したピークパワーは加工品質
上の障害となる。
ストパルスＬＢQ(1)の突出したピークパワーは加工品質
上の障害となる。
【０１５０】たとえば、レーザマーキング加工におい
て、図１５に示すように、マーキング加工点がある線
（ストローク）ＪA から次の線（ストローク）ＪB へジ
ャンプする場合、ＪA の終点ｊA(N)とＪB の始点ｊB(1)
との間でＱスイッチングの時間間隔Ｔk が大きく開く。
て、図１５に示すように、マーキング加工点がある線
（ストローク）ＪA から次の線（ストローク）ＪB へジ
ャンプする場合、ＪA の終点ｊA(N)とＪB の始点ｊB(1)
との間でＱスイッチングの時間間隔Ｔk が大きく開く。
【０１６０】この場合、両ストロークＪA ，ＪB 描画中
のパルス周期ＴQ がそれぞれＴs よりも短いときは、図
１５に示すように、始点ｊB(1)に対応するＱスイッチパ
ルスレーザ光つまりファーストパルスＬＢQB(1) のピー
クパワーが他のＱスイッチパルスレーザ光…，ＬＢQA(N
-1) ，ＬＢQA(N) ，ＬＢQB(2) ，ＬＢQB(3),…のピーク
パワーよりも異常に高く、結果として始点ｊB(1)のドッ
トが他の描画点…，ｊA(N-1), ｊA(N)，ｊB(2), ｊB
(3), …のドットよりも異常に大きくなり、マーキング
品質が下がるという不具合がある。
のパルス周期ＴQ がそれぞれＴs よりも短いときは、図
１５に示すように、始点ｊB(1)に対応するＱスイッチパ
ルスレーザ光つまりファーストパルスＬＢQB(1) のピー
クパワーが他のＱスイッチパルスレーザ光…，ＬＢQA(N
-1) ，ＬＢQA(N) ，ＬＢQB(2) ，ＬＢQB(3),…のピーク
パワーよりも異常に高く、結果として始点ｊB(1)のドッ
トが他の描画点…，ｊA(N-1), ｊA(N)，ｊB(2), ｊB
(3), …のドットよりも異常に大きくなり、マーキング
品質が下がるという不具合がある。
【０１７０】かかる不具合に対処するため、ファースト
パルスに対しては変調度（振幅低減度または減衰度）を
適度に低減することによって、そのピークパワーを抑制
し、定常時のピークパワーに揃える方法が考えられてい
る。
パルスに対しては変調度（振幅低減度または減衰度）を
適度に低減することによって、そのピークパワーを抑制
し、定常時のピークパワーに揃える方法が考えられてい
る。
【０１８０】しかしながら、概して、ファーストパルス
ＬＢQ(1)１発だけでは蓄積励起エネルギーの全部が出尽
くすことはなく、余った励起エネルギーが後続のＱスイ
ッチパルスレーザ光ＬＢQ(2)，ＬＢQ(3)…に乗り移っ
て、図１４に点線で示すようにそれらのピークパワーが
突出してしまうという現象が生じやすい。
ＬＢQ(1)１発だけでは蓄積励起エネルギーの全部が出尽
くすことはなく、余った励起エネルギーが後続のＱスイ
ッチパルスレーザ光ＬＢQ(2)，ＬＢQ(3)…に乗り移っ
て、図１４に点線で示すようにそれらのピークパワーが
突出してしまうという現象が生じやすい。
【０１９０】しかも、この現象は、ファーストパルスＬ
ＢQ(1)が発振出力されるまでの蓄積時間やパルス周期
（Ｑスイッチング周期）ＴQ に応じて変化する。つま
り、蓄積時間が飽和基準時間Ｔs を越えたばかりのとき
よりもその時間Ｔs を越えてしばらく経っているときの
ほうが、またパルス周期ＴQ が短いほど、ファーストパ
ルスＬＢQ(1)から後続パルスＬＢQ(2)，ＬＢQ(3)…へ励
起エネルギーの乗り移る度合いまたは範囲が大きい。
ＢQ(1)が発振出力されるまでの蓄積時間やパルス周期
（Ｑスイッチング周期）ＴQ に応じて変化する。つま
り、蓄積時間が飽和基準時間Ｔs を越えたばかりのとき
よりもその時間Ｔs を越えてしばらく経っているときの
ほうが、またパルス周期ＴQ が短いほど、ファーストパ
ルスＬＢQ(1)から後続パルスＬＢQ(2)，ＬＢQ(3)…へ励
起エネルギーの乗り移る度合いまたは範囲が大きい。
【０２００】従来は、試行錯誤的な設定で各Ｑスイッチ
パルスレーザ光に対する変調度に適宜の変化をもたせて
いた。しかし、この方式では、実際のアプリケーション
に有効に対応することはできない。たとえば、上記のよ
うなレーザマーキング加工では、異なるストローク間の
Ｑスイッチング中断時間ＴK は常に一定というわけでは
なく、むしろ描画パターンにしたがって大きくばらつく
のであり、試行錯誤的な変調設定や固定化された変調制
御では対応できない。このため、均一なピークパワーで
Ｑスイッチパルスレーザ光を発振出力し、均一なドット
で描画することが非常に困難となっている。
パルスレーザ光に対する変調度に適宜の変化をもたせて
いた。しかし、この方式では、実際のアプリケーション
に有効に対応することはできない。たとえば、上記のよ
うなレーザマーキング加工では、異なるストローク間の
Ｑスイッチング中断時間ＴK は常に一定というわけでは
なく、むしろ描画パターンにしたがって大きくばらつく
のであり、試行錯誤的な変調設定や固定化された変調制
御では対応できない。このため、均一なピークパワーで
Ｑスイッチパルスレーザ光を発振出力し、均一なドット
で描画することが非常に困難となっている。
【０２１０】本発明は、上記の問題点に鑑みてなされた
もので、レーザ発振器における実際の励起エネルギー蓄
積量に応じて最適な変調制御を行うようにしたＱスイッ
チ型レーザ装置を提供することを目的とする。
もので、レーザ発振器における実際の励起エネルギー蓄
積量に応じて最適な変調制御を行うようにしたＱスイッ
チ型レーザ装置を提供することを目的とする。
【０２２０】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、本発明の第１のＱスイッチ型レーザ装置は、Ｑスイ
ッチを含むレーザ発振器と、前記レーザ発振器に連続発
振のための電力を供給する電源部と、一定周波数の高周
波電気信号を発生する高周波発振手段と、前記高周波電
気信号を変調するための所望の繰り返し周波数を有する
変調基準パルスを生成する基準パルス生成手段と、前記
基準パルス生成手段より生成された所定の変調基準パル
スについて、そのパルス期間が開始する時点まで前記高
周波電気信号が定常レベルの振幅を持続してきた時間を
前記レーザ発振器におけるＱスイッチパルス発振のため
の励起エネルギーの蓄積時間として計時する蓄積時間計
時手段と、前記蓄積時間計時手段により計時された蓄積
時間に基づいて前記所定の変調基準パルスに対応する変
調度を割り出す変調度割出手段と、前記変調基準パルス
に基づき、かつ前記変調度割出手段で割り出された変調
度に応じて前記高周波電気信号を変調する変調手段と、
前記変調された高周波電気信号にしたがって前記Ｑスイ
ッチを駆動し、前記レーザ発振器より前記変調基準パル
スに同期し、かつ前記変調度に応じたピークパワーを有
するＱスイッチパルスレーザ光を発振出力させるＱスイ
ッチ駆動手段とを具備する。
め、本発明の第１のＱスイッチ型レーザ装置は、Ｑスイ
ッチを含むレーザ発振器と、前記レーザ発振器に連続発
振のための電力を供給する電源部と、一定周波数の高周
波電気信号を発生する高周波発振手段と、前記高周波電
気信号を変調するための所望の繰り返し周波数を有する
変調基準パルスを生成する基準パルス生成手段と、前記
基準パルス生成手段より生成された所定の変調基準パル
スについて、そのパルス期間が開始する時点まで前記高
周波電気信号が定常レベルの振幅を持続してきた時間を
前記レーザ発振器におけるＱスイッチパルス発振のため
の励起エネルギーの蓄積時間として計時する蓄積時間計
時手段と、前記蓄積時間計時手段により計時された蓄積
時間に基づいて前記所定の変調基準パルスに対応する変
調度を割り出す変調度割出手段と、前記変調基準パルス
に基づき、かつ前記変調度割出手段で割り出された変調
度に応じて前記高周波電気信号を変調する変調手段と、
前記変調された高周波電気信号にしたがって前記Ｑスイ
ッチを駆動し、前記レーザ発振器より前記変調基準パル
スに同期し、かつ前記変調度に応じたピークパワーを有
するＱスイッチパルスレーザ光を発振出力させるＱスイ
ッチ駆動手段とを具備する。
【０２３０】また、本発明の第２のＱスイッチ型レーザ
装置は、Ｑスイッチを含むレーザ発振器と、前記レーザ
発振器に連続発振のための電力を供給する電源部と、一
定周波数の高周波電気信号を発生する高周波発振手段
と、前記高周波電気信号を変調するための所望の繰り返
し周波数を有する変調基準パルスを生成する基準パルス
生成手段と、前記基準パルス生成手段より生成された所
定の変調基準パルスについて、そのパルス期間が開始す
る時点まで前記高周波電気信号が定常レベルの振幅を持
続してきた時間を前記レーザ発振器におけるＱスイッチ
パルス発振のための励起エネルギーの蓄積時間として計
時する蓄積時間計時手段と、時間的に等間隔な一組のパ
ルス列における前記所定の変調基準パルスの順位を計数
するパルス順位識別手段と、前記蓄積時間計時手段によ
って計時された蓄積時間と前記パルス順位識別手段によ
り計数された順位とに基づいて前記所定の変調基準パル
スに対応する変調度を割り出す変調度割出手段と、前記
変調基準パルスに基づき、かつ前記変調度割出手段で割
り出された変調度に応じて前記高周波電気信号を変調す
る変調手段と、前記変調された高周波電気信号にしたが
って前記Ｑスイッチを駆動し、前記レーザ発振器より前
記変調基準パルスに同期し、かつ前記変調度に応じたピ
ークパワーを有するＱスイッチパルスレーザ光を発振出
力させるＱスイッチ駆動手段とを具備する。
装置は、Ｑスイッチを含むレーザ発振器と、前記レーザ
発振器に連続発振のための電力を供給する電源部と、一
定周波数の高周波電気信号を発生する高周波発振手段
と、前記高周波電気信号を変調するための所望の繰り返
し周波数を有する変調基準パルスを生成する基準パルス
生成手段と、前記基準パルス生成手段より生成された所
定の変調基準パルスについて、そのパルス期間が開始す
る時点まで前記高周波電気信号が定常レベルの振幅を持
続してきた時間を前記レーザ発振器におけるＱスイッチ
パルス発振のための励起エネルギーの蓄積時間として計
時する蓄積時間計時手段と、時間的に等間隔な一組のパ
ルス列における前記所定の変調基準パルスの順位を計数
するパルス順位識別手段と、前記蓄積時間計時手段によ
って計時された蓄積時間と前記パルス順位識別手段によ
り計数された順位とに基づいて前記所定の変調基準パル
スに対応する変調度を割り出す変調度割出手段と、前記
変調基準パルスに基づき、かつ前記変調度割出手段で割
り出された変調度に応じて前記高周波電気信号を変調す
る変調手段と、前記変調された高周波電気信号にしたが
って前記Ｑスイッチを駆動し、前記レーザ発振器より前
記変調基準パルスに同期し、かつ前記変調度に応じたピ
ークパワーを有するＱスイッチパルスレーザ光を発振出
力させるＱスイッチ駆動手段とを具備する。
【０２４０】また、本発明の第３のＱスイッチ型レーザ
装置は、上記第１または第２のＱスイッチ型レーザ装置
の構成において、前記蓄積時間計時手段が、前記高周波
電気信号の供給開始時点から最初に与えられる前記変調
基準パルスの始端時点までの経過時間を計時するための
第１のタイマ手段と、前記高周波電気信号の供給中に与
えられる連続する２つの前記変調基準パルスの間で先の
変調基準パルスの終端時点から後の変調基準パルスの始
端時点までの経過時間を計時するための第２のタイマ手
段とを含むことを特徴とする。
装置は、上記第１または第２のＱスイッチ型レーザ装置
の構成において、前記蓄積時間計時手段が、前記高周波
電気信号の供給開始時点から最初に与えられる前記変調
基準パルスの始端時点までの経過時間を計時するための
第１のタイマ手段と、前記高周波電気信号の供給中に与
えられる連続する２つの前記変調基準パルスの間で先の
変調基準パルスの終端時点から後の変調基準パルスの始
端時点までの経過時間を計時するための第２のタイマ手
段とを含むことを特徴とする。
【０２５０】また、本発明の第４のＱスイッチ型レーザ
装置は、上記第１または第２のＱスイッチ型レーザ装置
の構成において、前記変調手段が、前記変調基準パルス
に同期し、かつパルス始端部に前記変調度に応じたアッ
プスロープ勾配を有する変調パルスを生成する変調パル
ス生成手段と、前記高周波電気信号を前記変調パルスで
振幅変調する振幅変調手段とを有することを特徴とす
る。
装置は、上記第１または第２のＱスイッチ型レーザ装置
の構成において、前記変調手段が、前記変調基準パルス
に同期し、かつパルス始端部に前記変調度に応じたアッ
プスロープ勾配を有する変調パルスを生成する変調パル
ス生成手段と、前記高周波電気信号を前記変調パルスで
振幅変調する振幅変調手段とを有することを特徴とす
る。
【０２６０】また、本発明の第５のＱスイッチ型レーザ
装置は、上記第１または第２のＱスイッチ型レーザ装置
の構成において、前記変調手段が、前記変調基準パルス
に同期し、かつ前記変調度に応じた振幅を有する変調パ
ルスを生成する変調パルス生成手段と、前記高周波電気
信号を前記変調パルスで振幅変調する振幅変調手段とを
有することを特徴とする。
装置は、上記第１または第２のＱスイッチ型レーザ装置
の構成において、前記変調手段が、前記変調基準パルス
に同期し、かつ前記変調度に応じた振幅を有する変調パ
ルスを生成する変調パルス生成手段と、前記高周波電気
信号を前記変調パルスで振幅変調する振幅変調手段とを
有することを特徴とする。
【０２７０】
【発明の実施の形態】以下、図１〜図９を参照して本発
明の実施例を説明する。
明の実施例を説明する。
【０２８０】図１に、本発明の一実施例によるスキャニ
ングマーキング用のＱスイッチ型ＹＡＧレーザ加工装置
の要部の構成を示す。
ングマーキング用のＱスイッチ型ＹＡＧレーザ加工装置
の要部の構成を示す。
【０２９０】このＹＡＧレーザ加工装置において、ＹＡ
Ｇロッド１０、励起ランプ１２、出力ミラー１４、全反
射ミラー１６およびＱスイッチ１８は、図１１に示した
ものと同様のＹＡＧレーザ発振器１９を構成する。
Ｇロッド１０、励起ランプ１２、出力ミラー１４、全反
射ミラー１６およびＱスイッチ１８は、図１１に示した
ものと同様のＹＡＧレーザ発振器１９を構成する。
【０３００】励起ランプ１２は、電源回路２０より連続
発振用の電力の供給を受けて連続発光する。ＹＡＧロッ
ド１０は、励起ランプ１２より照射されたほぼ一定の光
で励起され、その両端面より軸方向にほぼ一定の光を出
射する。
発振用の電力の供給を受けて連続発光する。ＹＡＧロッ
ド１０は、励起ランプ１２より照射されたほぼ一定の光
で励起され、その両端面より軸方向にほぼ一定の光を出
射する。
【０３１０】Ｑスイッチ１８において高周波電気信号Ｅ
Ｓの印加が止められると、ＹＡＧロッド１０の両端面よ
り出た光は、Ｑスイッチ１８を通って出力ミラー１４と
全反射ミラー１６との間で反射を繰り返して共振増幅の
のちＱスイッチパルスレーザ光ＬＢQ として出力ミラー
１４を軸方向に抜け出る。出力ミラー１４より出射され
たＱスイッチパルスレーザ光ＬＢQ は、ミラーまたは光
ファイバ等の伝送光学系（図示せず）を通ってスキャニ
ングユニット２２へ送られる。
Ｓの印加が止められると、ＹＡＧロッド１０の両端面よ
り出た光は、Ｑスイッチ１８を通って出力ミラー１４と
全反射ミラー１６との間で反射を繰り返して共振増幅の
のちＱスイッチパルスレーザ光ＬＢQ として出力ミラー
１４を軸方向に抜け出る。出力ミラー１４より出射され
たＱスイッチパルスレーザ光ＬＢQ は、ミラーまたは光
ファイバ等の伝送光学系（図示せず）を通ってスキャニ
ングユニット２２へ送られる。
【０３２０】スキャニングユニット２２は、Ｑスイッチ
パルスレーザ光ＬＢQ のビームスポットを被加工材Ｗ上
で所望の描画パターンでスキャニングするための光学ス
キャニング機構およびスキャング駆動回路等を内蔵して
いる。
パルスレーザ光ＬＢQ のビームスポットを被加工材Ｗ上
で所望の描画パターンでスキャニングするための光学ス
キャニング機構およびスキャング駆動回路等を内蔵して
いる。
【０３３０】Ｑスイッチ１８は、図１０に示したものと
同様の構成および機能を有する音響光学Ｑスイッチでよ
い。したがって、このＱスイッチ１８は、Ｑスイッチ制
御部２４の制御の下でＱスイッチ・ドライバ２６より高
周波電気信号ＥＳを供給されている間はＹＡＧロッド１
０からの入射光ＬＢi を音響光学効果により回折させて
（Ｑ値を下げて）共振器内の励起エネルギー（反転分
布）を蓄積増大させておいて、高周波電気信号ＥＳの供
給を断たれると入射光ＬＢi を直進させて（Ｑ値を戻し
て）蓄積していた励起エネルギーで一気にレーザ発振さ
せ、Ｑスイッチパルスレーザ光ＬＢQ を生成せしめるよ
うに機能する。
同様の構成および機能を有する音響光学Ｑスイッチでよ
い。したがって、このＱスイッチ１８は、Ｑスイッチ制
御部２４の制御の下でＱスイッチ・ドライバ２６より高
周波電気信号ＥＳを供給されている間はＹＡＧロッド１
０からの入射光ＬＢi を音響光学効果により回折させて
（Ｑ値を下げて）共振器内の励起エネルギー（反転分
布）を蓄積増大させておいて、高周波電気信号ＥＳの供
給を断たれると入射光ＬＢi を直進させて（Ｑ値を戻し
て）蓄積していた励起エネルギーで一気にレーザ発振さ
せ、Ｑスイッチパルスレーザ光ＬＢQ を生成せしめるよ
うに機能する。
【０３４０】主制御部２８はマイクロコンピュータから
なり、内蔵のメモリに蓄積されている所要のプログラム
および入力部３０より入力された各種設定値またはコマ
ンド等にしたがって、電源回路２０、スキャニングユニ
ット２２、Ｑスイッチ制御部２４等の各部の動作を制御
する。
なり、内蔵のメモリに蓄積されている所要のプログラム
および入力部３０より入力された各種設定値またはコマ
ンド等にしたがって、電源回路２０、スキャニングユニ
ット２２、Ｑスイッチ制御部２４等の各部の動作を制御
する。
【０３５０】図２に、本実施例におけるＱスイッチ制御
部２４の回路構成を示す。このＱスイッチ制御部２４
は、パルス発生器３２、パルス整形回路３４、変調パル
ス生成回路３６、高周波発振器３８および変調回路４０
を有している。
部２４の回路構成を示す。このＱスイッチ制御部２４
は、パルス発生器３２、パルス整形回路３４、変調パル
ス生成回路３６、高周波発振器３８および変調回路４０
を有している。
【０３６０】パルス発生器３２は、たとえばＶ−Ｆ（電
圧−周波数）コンバータからなり、主制御部２８よりＱ
スイッチング制御信号ｑｃおよび周波数制御電圧ｖｓを
入力し、ｑｃがアクティブ状態（たとえばＨレベル）の
期間中に繰り返し周波数制御電圧ｖｓの電圧レベルに比
例した繰り返し周波数でパルスＳＰを発生する。
圧−周波数）コンバータからなり、主制御部２８よりＱ
スイッチング制御信号ｑｃおよび周波数制御電圧ｖｓを
入力し、ｑｃがアクティブ状態（たとえばＨレベル）の
期間中に繰り返し周波数制御電圧ｖｓの電圧レベルに比
例した繰り返し周波数でパルスＳＰを発生する。
【０３７０】図３に模式的に示すように、パルス発生器
３２より発生されるパルスＳＰにおいては、そのパルス
幅Ｔspが繰り返し周波数に反比例して変化する。すなわ
ち、繰り返し周波数が低いほどパルス幅Ｔspが大きく、
繰り返し周波数が高くなるほどパルス幅Ｔspが小さくな
る。
３２より発生されるパルスＳＰにおいては、そのパルス
幅Ｔspが繰り返し周波数に反比例して変化する。すなわ
ち、繰り返し周波数が低いほどパルス幅Ｔspが大きく、
繰り返し周波数が高くなるほどパルス幅Ｔspが小さくな
る。
【０３８０】パルス整形回路３４はたとえばワンショッ
ト・マルチバイブレータからなり、パルス発生器３２か
らのパルスＳＰを入力し、図３に示すようにパルスＳＰ
の立ち上がりエッジに応動して一定のパルス幅ＴW およ
び一定の振幅を有するパルスＣＰを出力する。
ト・マルチバイブレータからなり、パルス発生器３２か
らのパルスＳＰを入力し、図３に示すようにパルスＳＰ
の立ち上がりエッジに応動して一定のパルス幅ＴW およ
び一定の振幅を有するパルスＣＰを出力する。
【０３９０】本実施例では、パルス発生器３２およびパ
ルス整形回路３４が基準パルス生成手段を構成し、パル
ス整形回路３４より出力される一定パルス幅のパルスＣ
Ｐが変調基準パルスとなる。
ルス整形回路３４が基準パルス生成手段を構成し、パル
ス整形回路３４より出力される一定パルス幅のパルスＣ
Ｐが変調基準パルスとなる。
【０４００】なお、図３では、本実施例における基準パ
ルス生成手段の機能を説明するうえでパルス発生器３２
に対する繰り返し周波数制御電圧ｖｓのレベルを時間的
に単調増加させているが、実際の応用ではＱスイッチパ
ルスレーザ光ＬＢQ の繰り返し周波数（Ｑスイッチ周波
数）の設定値に対応した一定電圧レベルに周波数制御電
圧ｖｓを維持する。
ルス生成手段の機能を説明するうえでパルス発生器３２
に対する繰り返し周波数制御電圧ｖｓのレベルを時間的
に単調増加させているが、実際の応用ではＱスイッチパ
ルスレーザ光ＬＢQ の繰り返し周波数（Ｑスイッチ周波
数）の設定値に対応した一定電圧レベルに周波数制御電
圧ｖｓを維持する。
【０４１０】変調パルス生成回路３６は、パルス整形回
路３４からのパルスＣＰを入力し、図３に模式的に示す
ようにパルスＣＰに同期し、かつ主制御部２８からの変
調度制御信号ｍｃに応じたアップスロープ勾配θを有す
る変調用のパルスＭＰを生成する。
路３４からのパルスＣＰを入力し、図３に模式的に示す
ようにパルスＣＰに同期し、かつ主制御部２８からの変
調度制御信号ｍｃに応じたアップスロープ勾配θを有す
る変調用のパルスＭＰを生成する。
【０４２０】変調回路４０は、変調パルス生成回路３６
からの変調パルスＭＰを入力するとともに、高周波発振
器３８よりたとえば２４ＭＨｚ、５０Ｗで連続的に出力
される高周波電気信号ＥＳ0 を搬送波として入力し、高
周波電気信号ＥＳ0 を変調パルスＭＰで振幅変調して、
Ｑスイッチング用の高周波電気信号ＥＳを生成する。
からの変調パルスＭＰを入力するとともに、高周波発振
器３８よりたとえば２４ＭＨｚ、５０Ｗで連続的に出力
される高周波電気信号ＥＳ0 を搬送波として入力し、高
周波電気信号ＥＳ0 を変調パルスＭＰで振幅変調して、
Ｑスイッチング用の高周波電気信号ＥＳを生成する。
【０４３０】本実施例では、変調パルス生成回路３６お
よび変調回路４０が変調手段を構成している。
よび変調回路４０が変調手段を構成している。
【０４４０】なお、高周波発振器３８は、主制御部２８
からの高周波発振制御信号ｅｃによって高周波電気信号
ＥＳ0 のオン／オフを制御され、たとえばｅｃがアクテ
ィブ状態（Ｈレベル）になっている間だけ高周波電気信
号ＥＳ0 を出力するようになっている。
からの高周波発振制御信号ｅｃによって高周波電気信号
ＥＳ0 のオン／オフを制御され、たとえばｅｃがアクテ
ィブ状態（Ｈレベル）になっている間だけ高周波電気信
号ＥＳ0 を出力するようになっている。
【０４５０】Ｑスイッチ・ドライバ２６は、図１０に示
すものと同様の構成および機能を有するパワーアンプ型
の駆動回路でよく、変調回路４０からの高周波電気信号
ＥＳを電力増幅し、増幅した高周波電気信号によってＱ
スイッチ１８を駆動する。
すものと同様の構成および機能を有するパワーアンプ型
の駆動回路でよく、変調回路４０からの高周波電気信号
ＥＳを電力増幅し、増幅した高周波電気信号によってＱ
スイッチ１８を駆動する。
【０４６０】ここで、図４および図５につき本実施例に
おけるＱスイッチング変調制御の前提となる基本変調制
御方式を説明する。
おけるＱスイッチング変調制御の前提となる基本変調制
御方式を説明する。
【０４７０】図４に示すように、所定レベル以上の電圧
を有する矩形波形の変調パルスＭＰを変調回路４０に与
えると、変調パルスＭＰのＬレベルに応じたオン期間と
変調パルスＭＰのＨレベルに応じたオフ期間（完全遮断
期間）とを有する振幅一定の高周波電気信号ＥＳが得ら
れる。この高周波電気信号ＥＳでＱスイッチ１８を駆動
すると、オフ期間の開始時にレーザ発振器１９でＱスイ
ッチングのパルス発振が起こり、出力ミラー１４よりＱ
スイッチパルスレーザ光ＬＢQ が出力される。
を有する矩形波形の変調パルスＭＰを変調回路４０に与
えると、変調パルスＭＰのＬレベルに応じたオン期間と
変調パルスＭＰのＨレベルに応じたオフ期間（完全遮断
期間）とを有する振幅一定の高周波電気信号ＥＳが得ら
れる。この高周波電気信号ＥＳでＱスイッチ１８を駆動
すると、オフ期間の開始時にレーザ発振器１９でＱスイ
ッチングのパルス発振が起こり、出力ミラー１４よりＱ
スイッチパルスレーザ光ＬＢQ が出力される。
【０４８０】電源回路２０より常時一定の連続発振用電
力がレーザ発振器１９に供給されるとすると、各Ｑスイ
ッチパルスレーザ光ＬＢQ(i)のピークパワーは各対応変
調パルスＭＰ(i）に先立つ高周波電気信号ＥＳのオン期
間、つまり直前の変調パルスＭＰ(i-1) の終端から当該
変調パルスＭＰ(i) の始端までの経過時間で規定される
励起エネルギー蓄積時間ＴG(i)に比例する。ただし、こ
の蓄積時間ＴG(i)が基準時間Ｔs 以上の長さになると、
ピークパワーは所定の飽和レベルに止まる。
力がレーザ発振器１９に供給されるとすると、各Ｑスイ
ッチパルスレーザ光ＬＢQ(i)のピークパワーは各対応変
調パルスＭＰ(i）に先立つ高周波電気信号ＥＳのオン期
間、つまり直前の変調パルスＭＰ(i-1) の終端から当該
変調パルスＭＰ(i) の始端までの経過時間で規定される
励起エネルギー蓄積時間ＴG(i)に比例する。ただし、こ
の蓄積時間ＴG(i)が基準時間Ｔs 以上の長さになると、
ピークパワーは所定の飽和レベルに止まる。
【０４９０】このような所与のパルス間隔またはパルス
周期の下でＱスイッチパルスレーザ光ＬＢQ のピークパ
ワーを任意に可変制御するための方法が種々知られてい
る。その中の１つの方式は、図５に示すように、変調パ
ルスＭＰをＬレベルからＨレベルに瞬時に立ち上げるの
ではなく、適当な傾斜度または勾配θを有するアップス
ロープ波形（ＭＰ’）にして、高周波電気信号ＥＳの振
幅を減衰（ＥＳ’）させながらオフにする方法である。
周期の下でＱスイッチパルスレーザ光ＬＢQ のピークパ
ワーを任意に可変制御するための方法が種々知られてい
る。その中の１つの方式は、図５に示すように、変調パ
ルスＭＰをＬレベルからＨレベルに瞬時に立ち上げるの
ではなく、適当な傾斜度または勾配θを有するアップス
ロープ波形（ＭＰ’）にして、高周波電気信号ＥＳの振
幅を減衰（ＥＳ’）させながらオフにする方法である。
【０５００】この方式によれば、高周波電気信号ＥＳの
振幅が或るしきい値を割った時点でＱスイッチングのパ
ルス発振（ＬＢQ'）が起こる。パルス信号（ＭＰ’）に
おける立ち上がり部のアップスロープの勾配θを小さく
するほど高周波電気信号（ＥＳ’）の振幅がしきい値を
割るまでの時間が長くなって（それだけＱスイッチング
開始時の励起エネルギーの損失が大きくなって）、Ｑス
イッチパルスレーザ光（ＬＢQ'）のピークパワーが低く
なる。
振幅が或るしきい値を割った時点でＱスイッチングのパ
ルス発振（ＬＢQ'）が起こる。パルス信号（ＭＰ’）に
おける立ち上がり部のアップスロープの勾配θを小さく
するほど高周波電気信号（ＥＳ’）の振幅がしきい値を
割るまでの時間が長くなって（それだけＱスイッチング
開始時の励起エネルギーの損失が大きくなって）、Ｑス
イッチパルスレーザ光（ＬＢQ'）のピークパワーが低く
なる。
【０５１０】本実施例では、後述するように、主制御部
２８において、基準パルスＣＰを基に各変調パルスＭＰ
(i）に先立つ蓄積時間ＴG が計時されるとともに、Ｑス
イッチング制御信号ｑｃを基に時間的に等間隔な１組の
パルス列における各基準パルスＣＰの順位が計数され、
それらの蓄積時間および順位の計測値に応じた変調度
［ＭＤ］が求められる。そして、その変調度［ＭＤ］に
応じた変調度制御信号ｍｃがＱスイッチ制御部２４の変
調パルス生成回路３６に与えられ、変調パルス生成回路
３６において変調度［ＭＤ］に応じたアップスロープ勾
配θを有する変調パルスＭＰが生成される。
２８において、基準パルスＣＰを基に各変調パルスＭＰ
(i）に先立つ蓄積時間ＴG が計時されるとともに、Ｑス
イッチング制御信号ｑｃを基に時間的に等間隔な１組の
パルス列における各基準パルスＣＰの順位が計数され、
それらの蓄積時間および順位の計測値に応じた変調度
［ＭＤ］が求められる。そして、その変調度［ＭＤ］に
応じた変調度制御信号ｍｃがＱスイッチ制御部２４の変
調パルス生成回路３６に与えられ、変調パルス生成回路
３６において変調度［ＭＤ］に応じたアップスロープ勾
配θを有する変調パルスＭＰが生成される。
【０５２０】図６に、本実施例のＱスイッチング変調制
御に係わる主制御部２８内の機能的構成を示す。
御に係わる主制御部２８内の機能的構成を示す。
【０５３０】本実施例におけるＱスイッチング変調制御
関連で、主制御部２８は、シーケンス制御部４２、設定
部４４、蓄積時間計時部４６、パルス順位計数部４８お
よび変調度制御部５０を有している。
関連で、主制御部２８は、シーケンス制御部４２、設定
部４４、蓄積時間計時部４６、パルス順位計数部４８お
よび変調度制御部５０を有している。
【０５４０】設定部４４は、入力部３０より入力された
マーキング加工用の各種設定値のデータを保持する。シ
ーケンス制御部４２は、設定部４４より与えられるマー
キング描画データ、マーキング速度、Ｑスイッチ周波数
等の設定値にしたがい、Ｑスイッチ制御部２４内のパル
ス発生器３２に対してＱスイッチング制御信号ｑｃおよ
び繰り返し周波数制御電圧ｖｓを供給し、高周波発振器
３８に対して高周波発振制御信号ｅｃを供給する。
マーキング加工用の各種設定値のデータを保持する。シ
ーケンス制御部４２は、設定部４４より与えられるマー
キング描画データ、マーキング速度、Ｑスイッチ周波数
等の設定値にしたがい、Ｑスイッチ制御部２４内のパル
ス発生器３２に対してＱスイッチング制御信号ｑｃおよ
び繰り返し周波数制御電圧ｖｓを供給し、高周波発振器
３８に対して高周波発振制御信号ｅｃを供給する。
【０５５０】通常、発振制御信号ｅｃは、電源が投入さ
れている間はアクティブ（Ｈレベル）になり、高周波発
振器３８に高周波電気信号ＥＳ0 を継続的に出力させ
る。
れている間はアクティブ（Ｈレベル）になり、高周波発
振器３８に高周波電気信号ＥＳ0 を継続的に出力させ
る。
【０５６０】Ｑスイッチング制御信号ｑｃは、通常は１
ストローク（線分）のマーキング期間毎にアクティブ
（Ｈレベル）になる。たとえば、図７に示すように、２
つの連続するストロークＪA ，ＪB をマーキングする場
合、ストロークＪA をマーキングしている期間中はｑｃ
をＨレベルに維持し基準パルス発生器３２よりパルスＳ
Ｐを出力させ（つまりＱスイッチングを行わせ）、スト
ロークＪA のマーキングが終了するとｑｃをいったんＬ
レベルにしてパルスＳＰを中断させた状態（つまりＱス
イッチングを止めた状態）でスキャニングユニット２２
においてマーキング点を次のストロークＪB の始端へジ
ャンプ移動させ、ストロークＪB のマーキングが開始す
るとｑｃを再びＨレベルにしてパルスＳＰを出力（つま
りＱスイッチングを再開）させる。
ストローク（線分）のマーキング期間毎にアクティブ
（Ｈレベル）になる。たとえば、図７に示すように、２
つの連続するストロークＪA ，ＪB をマーキングする場
合、ストロークＪA をマーキングしている期間中はｑｃ
をＨレベルに維持し基準パルス発生器３２よりパルスＳ
Ｐを出力させ（つまりＱスイッチングを行わせ）、スト
ロークＪA のマーキングが終了するとｑｃをいったんＬ
レベルにしてパルスＳＰを中断させた状態（つまりＱス
イッチングを止めた状態）でスキャニングユニット２２
においてマーキング点を次のストロークＪB の始端へジ
ャンプ移動させ、ストロークＪB のマーキングが開始す
るとｑｃを再びＨレベルにしてパルスＳＰを出力（つま
りＱスイッチングを再開）させる。
【０５７０】周波数制御電圧ｖｓは、Ｑスイッチ周波数
の設定値に対応した電圧レベルを有する。通常、１回の
マーキング加工においてＱスイッチ周波数は一定値に選
ばれるため、周波数制御電圧ｖｓの電圧レベルも設定レ
ベルに維持される。
の設定値に対応した電圧レベルを有する。通常、１回の
マーキング加工においてＱスイッチ周波数は一定値に選
ばれるため、周波数制御電圧ｖｓの電圧レベルも設定レ
ベルに維持される。
【０５８０】蓄積時間計時部４６は、Ｑスイッチ制御部
２４のパルス整形回路３４からの基準パルスＣＰと、シ
ーケンス制御部４２からの発振制御信号ｅｃとを計時タ
イミング信号として入力する。
２４のパルス整形回路３４からの基準パルスＣＰと、シ
ーケンス制御部４２からの発振制御信号ｅｃとを計時タ
イミング信号として入力する。
【０５９０】基準パルスＣＰについては各パルス始端お
よび終端を検出し、連続する２つの基準パルスＣＰ(i-
1) ，ＣＰ(i) の間で先のパルスＣＰ(i-1) のパルス終
端から後のパルスＣＰ(i) のパルス始端までの経過時間
ＴG(i)を後のパルスＣＰ(i) に対応する蓄積時間として
計時する。
よび終端を検出し、連続する２つの基準パルスＣＰ(i-
1) ，ＣＰ(i) の間で先のパルスＣＰ(i-1) のパルス終
端から後のパルスＣＰ(i) のパルス始端までの経過時間
ＴG(i)を後のパルスＣＰ(i) に対応する蓄積時間として
計時する。
【０６００】また、発振制御信号ｅｃについてはそれが
アクティブになったタイミング（通常は電源投入直後ま
たはマーキング動作開始時）を検出し、その検出時点か
ら最初の基準パルスＣＰ(1) のパルス始端までの経過時
間ＴG(1)をその先頭基準パルスＣＰ(1) に対応する蓄積
時間として計時し、その計時データを逐次出力する。
アクティブになったタイミング（通常は電源投入直後ま
たはマーキング動作開始時）を検出し、その検出時点か
ら最初の基準パルスＣＰ(1) のパルス始端までの経過時
間ＴG(1)をその先頭基準パルスＣＰ(1) に対応する蓄積
時間として計時し、その計時データを逐次出力する。
【０６１０】パルス順位計数部４８は、パルス成形回路
２４からの基準パルスＣＰをカウント対象信号として入
力するとともに、シーケンス制御部４２からのＱスイッ
チング制御信号ｑｃをカウント期間制御信号として入力
する。
２４からの基準パルスＣＰをカウント対象信号として入
力するとともに、シーケンス制御部４２からのＱスイッ
チング制御信号ｑｃをカウント期間制御信号として入力
する。
【０６２０】１ストロークのマーキングを開始させる
時、Ｑスイッチング制御信号ｑｃがＬレベルからＨレベ
ルに立ち上がり、これに応動してパルス順位計数部４８
は基準パルスＣＰのカウントを開始する。以後、基準パ
ルスＣＰを入力する度毎に＜１＞，＜２＞，＜３＞，＜
４＞，…とカウント値または順位値＜ｉ＞をインクリメ
ントし、その計数データを逐次出力する。そして、１ス
トロークのマーキングを終了させる時、Ｑスイッチング
制御信号ｑｃがＨレベルからＬレベルに立ち上がり、こ
れに応動してパルス順位計数部４８は１回のカウント動
作を終了する。なお、カウント開始時または終了時のい
ずれかでリセットを行う。
時、Ｑスイッチング制御信号ｑｃがＬレベルからＨレベ
ルに立ち上がり、これに応動してパルス順位計数部４８
は基準パルスＣＰのカウントを開始する。以後、基準パ
ルスＣＰを入力する度毎に＜１＞，＜２＞，＜３＞，＜
４＞，…とカウント値または順位値＜ｉ＞をインクリメ
ントし、その計数データを逐次出力する。そして、１ス
トロークのマーキングを終了させる時、Ｑスイッチング
制御信号ｑｃがＨレベルからＬレベルに立ち上がり、こ
れに応動してパルス順位計数部４８は１回のカウント動
作を終了する。なお、カウント開始時または終了時のい
ずれかでリセットを行う。
【０６３０】変調度制御部５０は、各基準パルスＣＰ
(i) について蓄積時間計時部４６およびパルス順位計数
部４８よりそれぞれ与えられる蓄積時間計時データＴG
(i)および順位値計数データ＜ｉ＞を受け取り、それら
の計測データＴG(i)、＜ｉ＞および設定部４４からの所
要の設定値（一定値）に基づいてその基準パルスＣＰ
(i)に対応する変調度［ＭＤ］を演算によって、あるい
はテーブル検索により割り出す。そして、割り出した変
調度［ＭＤ］に応じた変調度制御信号ｍｃを変調パルス
生成回路３６に与える。
(i) について蓄積時間計時部４６およびパルス順位計数
部４８よりそれぞれ与えられる蓄積時間計時データＴG
(i)および順位値計数データ＜ｉ＞を受け取り、それら
の計測データＴG(i)、＜ｉ＞および設定部４４からの所
要の設定値（一定値）に基づいてその基準パルスＣＰ
(i)に対応する変調度［ＭＤ］を演算によって、あるい
はテーブル検索により割り出す。そして、割り出した変
調度［ＭＤ］に応じた変調度制御信号ｍｃを変調パルス
生成回路３６に与える。
【０６４０】変調パルス生成回路３６では、パルス整形
回路３４からの当該基準パルスＣＰ(i) に同期し、かつ
変調度制御部５０からの変調度制御信号ｍｃに応じたア
ップスロープ勾配θを有する変調パルスＭＰを生成す
る。そして、変調回路４０がその変調パルスＭＰで高周
波電気信号ＥＳ0 を振幅変調して、変調パルスＭＰのア
ップスロープ勾配θに応じた減衰率で減衰する高周波電
気信号ＥＳを生成する。
回路３４からの当該基準パルスＣＰ(i) に同期し、かつ
変調度制御部５０からの変調度制御信号ｍｃに応じたア
ップスロープ勾配θを有する変調パルスＭＰを生成す
る。そして、変調回路４０がその変調パルスＭＰで高周
波電気信号ＥＳ0 を振幅変調して、変調パルスＭＰのア
ップスロープ勾配θに応じた減衰率で減衰する高周波電
気信号ＥＳを生成する。
【０６５０】上記したように、レーザ発振部におけるＱ
スイッチング時の励起エネルギー蓄積量のばらつきに起
因して、電源投入直後またはＱスイッチング再開直後の
最初のＱスイッチパルスレーザ光いわゆるファーストパ
ルスＬＢQ(1)ないし２，３発目のＱスイッチパルスレー
ザ光ＬＢQ(2)，ＬＢQ(3)のピークパワーが定常時のピー
クパワーよりも異常に高く突出しやすい。レーザマーキ
ング加工では、それが各ストロークにおける始端部の異
常な濃さとなって現れる。
スイッチング時の励起エネルギー蓄積量のばらつきに起
因して、電源投入直後またはＱスイッチング再開直後の
最初のＱスイッチパルスレーザ光いわゆるファーストパ
ルスＬＢQ(1)ないし２，３発目のＱスイッチパルスレー
ザ光ＬＢQ(2)，ＬＢQ(3)のピークパワーが定常時のピー
クパワーよりも異常に高く突出しやすい。レーザマーキ
ング加工では、それが各ストロークにおける始端部の異
常な濃さとなって現れる。
【０６６０】本実施例では、蓄積時間計時部４６が、レ
ーザ発振器１９において各Ｑスイッチングが開始するま
での励起エネルギーの蓄積時間ＴG を計時する。変調度
制御部５０は、この蓄積時間ＴG の値をパラメータと
し、図１２に示すような特性曲線を参照したうえで、所
定の演算を実行し、または所定のルックアップテーブル
を検索し、飽和基準時間ＴS を超えるようなファースト
パルスＬＢQ(1)に対してはそのピークパワーを抑制する
ような変調度を得ることができる。
ーザ発振器１９において各Ｑスイッチングが開始するま
での励起エネルギーの蓄積時間ＴG を計時する。変調度
制御部５０は、この蓄積時間ＴG の値をパラメータと
し、図１２に示すような特性曲線を参照したうえで、所
定の演算を実行し、または所定のルックアップテーブル
を検索し、飽和基準時間ＴS を超えるようなファースト
パルスＬＢQ(1)に対してはそのピークパワーを抑制する
ような変調度を得ることができる。
【０６７０】また、蓄積時間ＴG が飽和基準時間ＴS を
超える場合でも、その超える分の時間の長さに応じて、
変調度を可変制御してもよい。たとえば、飽和基準時間
ＴSよりも所定時間ｔa ，ｔb （ただしｔa ＜ｔb ）だ
け長い第２および第３比較基準時間Ｔa ，Ｔb を設定
し、ＴS ＜ＴG ＜Ｔa ，Ｔa ＜ＴG ＜Ｔb ，Ｔb
＜ＴG の各場合で変調度を異なる値に選んでもよい。
超える場合でも、その超える分の時間の長さに応じて、
変調度を可変制御してもよい。たとえば、飽和基準時間
ＴSよりも所定時間ｔa ，ｔb （ただしｔa ＜ｔb ）だ
け長い第２および第３比較基準時間Ｔa ，Ｔb を設定
し、ＴS ＜ＴG ＜Ｔa ，Ｔa ＜ＴG ＜Ｔb ，Ｔb
＜ＴG の各場合で変調度を異なる値に選んでもよい。
【０６８０】これにより、ファーストパルスＬＢQ(1)の
ピークパワーを抑制するにしても、電源投入後やストロ
ーク間隔が大きく空いていて蓄積時間ＴG が相当長かっ
た場合（の場合）は変調度ないしアップスロープ勾配
θを最小制御値に選んで抑制度を最大に強め、ストロー
ク間隔が狭くて蓄積時間ＴG が基準時間ＴS を僅かに超
えたような場合（の場合）は変調度ないしアップスロ
ープ勾配θを最小制御値よりも大きな値に選んで抑制度
を弱めることができる。
ピークパワーを抑制するにしても、電源投入後やストロ
ーク間隔が大きく空いていて蓄積時間ＴG が相当長かっ
た場合（の場合）は変調度ないしアップスロープ勾配
θを最小制御値に選んで抑制度を最大に強め、ストロー
ク間隔が狭くて蓄積時間ＴG が基準時間ＴS を僅かに超
えたような場合（の場合）は変調度ないしアップスロ
ープ勾配θを最小制御値よりも大きな値に選んで抑制度
を弱めることができる。
【０６９０】さらに、本実施例では、パルス順位計数部
４８が、時間的に等間隔な１組のパルス毎、つまりマー
キング加工では１ストローク毎に、各基準パルスＣＰ
(1) ，ＣＰ(2) ，…の順位を計数する。変調度制御部５
０は、各順位の値＜ｉ＞もパラメータに含めて、各パル
スに対する変調度を可変制御することができる。
４８が、時間的に等間隔な１組のパルス毎、つまりマー
キング加工では１ストローク毎に、各基準パルスＣＰ
(1) ，ＣＰ(2) ，…の順位を計数する。変調度制御部５
０は、各順位の値＜ｉ＞もパラメータに含めて、各パル
スに対する変調度を可変制御することができる。
【０７００】たとえば、上記の場合は、ファーストパ
ルスＬＢQ(1)のピークパワーを定常時レベルまで強く抑
制すると、そこで放出し切れなかった励起エネルギーが
後続のセカンドパルスＬＢQ(2)，サードパルスＬＢQ
(3)，…に乗り移りやすい。そこで、セカンドパルスＬ
ＢQ(2)、サードパルスＬＢQ(3)，…についても適当にア
ップスロープ勾配θを小さくして、それぞれのピークパ
ワーを抑制するような変調制御をかけてよい。
ルスＬＢQ(1)のピークパワーを定常時レベルまで強く抑
制すると、そこで放出し切れなかった励起エネルギーが
後続のセカンドパルスＬＢQ(2)，サードパルスＬＢQ
(3)，…に乗り移りやすい。そこで、セカンドパルスＬ
ＢQ(2)、サードパルスＬＢQ(3)，…についても適当にア
ップスロープ勾配θを小さくして、それぞれのピークパ
ワーを抑制するような変調制御をかけてよい。
【０７１０】その際、セカンドパルスＬＢQ(2)、サード
パルスＬＢQ(3)、…についても蓄積時間計時部４６より
得られる蓄積時間ＴG あるいは設定部４４より与えられ
るＱスイッチ周波数も考慮してよい。つまり、蓄積時間
ＴG が短いほど（Ｑスイッチ周波数が高いほど）、ファ
ーストパルスＬＢQ(1)から後続のパルスに励起エネルギ
ーの乗り移る度合いおよび範囲が大きい。
パルスＬＢQ(3)、…についても蓄積時間計時部４６より
得られる蓄積時間ＴG あるいは設定部４４より与えられ
るＱスイッチ周波数も考慮してよい。つまり、蓄積時間
ＴG が短いほど（Ｑスイッチ周波数が高いほど）、ファ
ーストパルスＬＢQ(1)から後続のパルスに励起エネルギ
ーの乗り移る度合いおよび範囲が大きい。
【０７２０】なお、蓄積時間計時部４６より得られる蓄
積時間ＴG のほうが、設定部４４より与えられるＱスイ
ッチ周波数よりも実際の励起エネルギー蓄積状態を正確
に表すパラメータである。
積時間ＴG のほうが、設定部４４より与えられるＱスイ
ッチ周波数よりも実際の励起エネルギー蓄積状態を正確
に表すパラメータである。
【０７３０】そこで、蓄積時間計時部４６からの蓄積時
間ＴG とパルス順位計数部４８からのパルス順位＜ｉ＞
とをパラメータとして所定の関数またはテーブルにした
がって各順位のＱスイッチパルスレーザ光ＬＢQ(1)，Ｌ
ＢQ(2)，ＬＢQ(3)，…に対する変調度を適切に可変制御
し、それぞれのピークパワーを定常時のピークパワーに
揃えることができる。
間ＴG とパルス順位計数部４８からのパルス順位＜ｉ＞
とをパラメータとして所定の関数またはテーブルにした
がって各順位のＱスイッチパルスレーザ光ＬＢQ(1)，Ｌ
ＢQ(2)，ＬＢQ(3)，…に対する変調度を適切に可変制御
し、それぞれのピークパワーを定常時のピークパワーに
揃えることができる。
【０７４０】図８に、本実施例において図７に示すよう
に２つの連続するストロークＪA ，ＪB をマーキングす
る場合の各部の波形の一例を示す。この例では、ストロ
ークＪB においてファーストパルスＬＢQ(1)およびセカ
ンドパルスＬＢQ(2)だけにピークパワー抑制制御をかけ
ている。
に２つの連続するストロークＪA ，ＪB をマーキングす
る場合の各部の波形の一例を示す。この例では、ストロ
ークＪB においてファーストパルスＬＢQ(1)およびセカ
ンドパルスＬＢQ(2)だけにピークパワー抑制制御をかけ
ている。
【０７５０】すなわち、先頭の変調パルスＭＰ(1) にお
いてアップスロープ勾配θを定常値（ほぼ９０゜）より
も相当小さくして変調度を大きく緩め、ファーストパル
スＬＢQ(1)のピークパワーを強く抑制している。さら
に、２番目の変調パルスＭＰ(2) についてはアップスロ
ープ勾配θを定常値よりも幾らか小さくするだけで変調
度を少し緩め、セカンドパルスＬＢQ(2)のピークパワー
を弱く抑制している。
いてアップスロープ勾配θを定常値（ほぼ９０゜）より
も相当小さくして変調度を大きく緩め、ファーストパル
スＬＢQ(1)のピークパワーを強く抑制している。さら
に、２番目の変調パルスＭＰ(2) についてはアップスロ
ープ勾配θを定常値よりも幾らか小さくするだけで変調
度を少し緩め、セカンドパルスＬＢQ(2)のピークパワー
を弱く抑制している。
【０７６０】３番目のパルス以降は、アップスロープ勾
配θを定常値（ほぼ９０゜）に固定し、ピークパワーの
抑制を解除している。
配θを定常値（ほぼ９０゜）に固定し、ピークパワーの
抑制を解除している。
【０７７０】図８に示すような各部の波形、特に変調パ
ルスＭＰおよび高周波電気信号ＥＳの波形は、上記した
ような主制御部２８内の蓄積時間計時部４６、パルス順
位計数部４８および変調度制御部５０等により、各変調
パルスＭＰ(i) に係る蓄積時間ＴG(i)やパルス順位＜ｉ
＞に応じて制御されている。
ルスＭＰおよび高周波電気信号ＥＳの波形は、上記した
ような主制御部２８内の蓄積時間計時部４６、パルス順
位計数部４８および変調度制御部５０等により、各変調
パルスＭＰ(i) に係る蓄積時間ＴG(i)やパルス順位＜ｉ
＞に応じて制御されている。
【０７８０】このようにして、本実施例によれば、レー
ザマーキングにおいて、各Ｑスイッチパルスレーザ光Ｌ
ＢQ のピークパワーをほぼ均一に揃え、図７に示すよう
に各ストローク内のマーキングドットをほぼ均一の大き
さに形成し、マーキング品質を向上させることができ
る。
ザマーキングにおいて、各Ｑスイッチパルスレーザ光Ｌ
ＢQ のピークパワーをほぼ均一に揃え、図７に示すよう
に各ストローク内のマーキングドットをほぼ均一の大き
さに形成し、マーキング品質を向上させることができ
る。
【０７９０】なお、上記のように各Ｑスイッチパルスレ
ーザ光ＬＢQ のピークパワーを均一に揃えるための変調
制御は本実施例の固体レーザ装置の１つの態様または応
用にすぎない。本実施例のＱスイッチング変調制御機能
によれば、各パルス毎に変調度を個別的に制御し、各Ｑ
スイッチパルスレーザ光ＬＢQ のピークパワーを個別的
または独立的に可変制御することも可能である。
ーザ光ＬＢQ のピークパワーを均一に揃えるための変調
制御は本実施例の固体レーザ装置の１つの態様または応
用にすぎない。本実施例のＱスイッチング変調制御機能
によれば、各パルス毎に変調度を個別的に制御し、各Ｑ
スイッチパルスレーザ光ＬＢQ のピークパワーを個別的
または独立的に可変制御することも可能である。
【０８００】また、上記した実施例では、Ｑスイッチパ
ルスレーザ光ＬＢQ のピークパワーを可変制御するため
に、変調度に応じて変調パルスＭＰの立ち上がり部のア
ップスロープ勾配θを可変制御する方法（図５）を採用
している。このため、Ｑスイッチ制御部２４において変
調パルス生成回路３６は、パルス整形回路３４からのパ
ルスＣＰに同期し、かつ主制御部２８（変調度制御部５
０）からの変調度制御信号ｍｃに応じたアップスロープ
勾配θを有する変調用のパルスＭＰを生成するように構
成されている。
ルスレーザ光ＬＢQ のピークパワーを可変制御するため
に、変調度に応じて変調パルスＭＰの立ち上がり部のア
ップスロープ勾配θを可変制御する方法（図５）を採用
している。このため、Ｑスイッチ制御部２４において変
調パルス生成回路３６は、パルス整形回路３４からのパ
ルスＣＰに同期し、かつ主制御部２８（変調度制御部５
０）からの変調度制御信号ｍｃに応じたアップスロープ
勾配θを有する変調用のパルスＭＰを生成するように構
成されている。
【０８１０】しかし、他の基本的変調制御方法またはピ
ークパワー制御方法として、たとえば図９に示すよう
に、変調度に応じて変調パルスＭＰの振幅レベルＡを可
変制御する方法を用いても、上記と同様の変調制御を実
現できる。その方法を採用した場合、Ｑスイッチ制御部
２４において変調パルス生成回路３６は、パルス整形回
路３４からのパルスＣＰに同期し、かつ主制御部２８
（変調度制御部５０）からの変調度制御信号ｍｃに応じ
た振幅レベルＡを有する変調用のパルスＭＰを生成する
ように構成される。変調回路４０等の他の回路は上記実
施例と同様の構成でよい。
ークパワー制御方法として、たとえば図９に示すよう
に、変調度に応じて変調パルスＭＰの振幅レベルＡを可
変制御する方法を用いても、上記と同様の変調制御を実
現できる。その方法を採用した場合、Ｑスイッチ制御部
２４において変調パルス生成回路３６は、パルス整形回
路３４からのパルスＣＰに同期し、かつ主制御部２８
（変調度制御部５０）からの変調度制御信号ｍｃに応じ
た振幅レベルＡを有する変調用のパルスＭＰを生成する
ように構成される。変調回路４０等の他の回路は上記実
施例と同様の構成でよい。
【０８２０】図９において、変調パルスＭＰの振幅レベ
ルＡが所定のしきい値ＡS よりも高いときは、変調回路
４０における振幅変調により、オフ期間中の高周波電気
信号ＥＳの振幅レベルは零になり、レーザ共振器１９の
Ｑ値は最大値に戻される。しかし、変調パルスＭＰの振
幅レベルＡがしきい値ＡS よりも低いときは、その変調
パルスＭＰで振幅変調された高周波電気信号ＥＳの振幅
レベルは零まで下がらず不完全なオフ状態となり、Ｑ値
は中間値までしか戻らない。これにより、Ｑスイッチパ
ルス発振が弱まり、Ｑスイッチパルスレーザ光ＬＢQ の
ピークパワーが抑制される。
ルＡが所定のしきい値ＡS よりも高いときは、変調回路
４０における振幅変調により、オフ期間中の高周波電気
信号ＥＳの振幅レベルは零になり、レーザ共振器１９の
Ｑ値は最大値に戻される。しかし、変調パルスＭＰの振
幅レベルＡがしきい値ＡS よりも低いときは、その変調
パルスＭＰで振幅変調された高周波電気信号ＥＳの振幅
レベルは零まで下がらず不完全なオフ状態となり、Ｑ値
は中間値までしか戻らない。これにより、Ｑスイッチパ
ルス発振が弱まり、Ｑスイッチパルスレーザ光ＬＢQ の
ピークパワーが抑制される。
【０８３０】上記した実施例において、主制御部２８内
の蓄積時間計時部４６およびパルス順位計数部４８はパ
ルス整形回路３４からの基準パルスＣＰをそれぞれ計時
タイミング信号およびカウント対象信号として入力した
が、同様のタイミングを有する他のパルスまたは信号を
入力してもよい。たとえば、パルス発生器３２より出力
されるパルスＳＰをカウント対象信号としてパルス順位
計数部４８に与えてもよい。
の蓄積時間計時部４６およびパルス順位計数部４８はパ
ルス整形回路３４からの基準パルスＣＰをそれぞれ計時
タイミング信号およびカウント対象信号として入力した
が、同様のタイミングを有する他のパルスまたは信号を
入力してもよい。たとえば、パルス発生器３２より出力
されるパルスＳＰをカウント対象信号としてパルス順位
計数部４８に与えてもよい。
【０８４０】また、上記実施例におけるよりも変調制御
の精度は低下するが、パルス順位計数部４８を省き、変
調度制御部５０が蓄積時間計時部４６からの蓄積時間Ｔ
G に基づいて変調度を演算することも可能である。
の精度は低下するが、パルス順位計数部４８を省き、変
調度制御部５０が蓄積時間計時部４６からの蓄積時間Ｔ
G に基づいて変調度を演算することも可能である。
【０８５０】Ｑスイッチ制御部２４および主制御部２８
内の全体または各部の構成は種々変形可能である。レー
ザ発振器１９の構成も種々変形可能である。たとえば、
励起ランプ１２を半導体レーザに置き換えることができ
る。上記実施例のレーザマーキング用ＹＡＧレーザ加工
装置は一例であり、本発明は任意のＱスイッチ型レーザ
装置に適用可能である。
内の全体または各部の構成は種々変形可能である。レー
ザ発振器１９の構成も種々変形可能である。たとえば、
励起ランプ１２を半導体レーザに置き換えることができ
る。上記実施例のレーザマーキング用ＹＡＧレーザ加工
装置は一例であり、本発明は任意のＱスイッチ型レーザ
装置に適用可能である。
【０８６０】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のＱスイッ
チ型レーザ装置によれば、各Ｑスイッチング開始までの
励起エネルギー蓄積時間を計時し、その蓄積時間に基づ
いてＱスイッチングの変調度を制御するようにしたの
で、レーザ発振器内の実際の励起エネルギー蓄積量に応
じて最適な変調制御を行うことができる。
チ型レーザ装置によれば、各Ｑスイッチング開始までの
励起エネルギー蓄積時間を計時し、その蓄積時間に基づ
いてＱスイッチングの変調度を制御するようにしたの
で、レーザ発振器内の実際の励起エネルギー蓄積量に応
じて最適な変調制御を行うことができる。
【図１】本発明の一実施例によるスキャニングマーキン
グ用のＱスイッチ型ＹＡＧレーザ加工装置の要部の構成
を示すブロック図である。
グ用のＱスイッチ型ＹＡＧレーザ加工装置の要部の構成
を示すブロック図である。
【図２】実施例におけるＱスイッチ制御部の構成を示す
ブロック図である。
ブロック図である。
【図３】実施例のＱスイッチ制御部におけるパルス発生
器、パルス整形回路および変調パルス生成回路の機能を
説明するための各部の信号の波形を示す波形図である。
器、パルス整形回路および変調パルス生成回路の機能を
説明するための各部の信号の波形を示す波形図である。
【図４】実施例におけるＱスイッチング変調制御の前提
となる基本変調制御方式を説明するための波形図であ
る。
となる基本変調制御方式を説明するための波形図であ
る。
【図５】実施例におけるＱスイッチング変調制御の前提
となる基本変調制御方式を説明するための波形図であ
る。
となる基本変調制御方式を説明するための波形図であ
る。
【図６】実施例のＱスイッチング変調制御に係わる主制
御部内の機能的構成を示すブロック図である。
御部内の機能的構成を示すブロック図である。
【図７】実施例のレーザマーキングにおいて、２つの連
続するストロークの間の移行部分を示す図である。
続するストロークの間の移行部分を示す図である。
【図８】実施例において図７のパターンに対応する各部
の波形を示す波形図である。
の波形を示す波形図である。
【図９】実施例における基本的Ｑスイッチング変調制御
方式の一変形例を示す波形図である。
方式の一変形例を示す波形図である。
【図１０】音響光学Ｑスイッチの構成を示す図である。
【図１１】Ｑスイッチ型ＹＡＧレーザ発振器の構成を示
す斜視図である。
す斜視図である。
【図１２】Ｑスイッチ型レーザ装置におけるパルス周期
と励起エネルギー蓄積量との関係を示す図である。
と励起エネルギー蓄積量との関係を示す図である。
【図１３】Ｑスイッチ型レーザ装置におけるパルス周期
とＱスイッチパルスレーザ光のピークパワーとの関係を
示す図である。
とＱスイッチパルスレーザ光のピークパワーとの関係を
示す図である。
【図１４】Ｑスイッチ型固体レーザにおいてファースト
パルスないしセカンドパルス等でピークパワーが異常に
突出する現象を示す図である。
パルスないしセカンドパルス等でピークパワーが異常に
突出する現象を示す図である。
【図１５】図１４の現象がレーザマーキング加工で不具
合になることを示す図である。
合になることを示す図である。
１４ Ｑスイッチ １９ レーザ発振器 ２０ 電源回路 ２４ Ｑスイッチ制御部 ２９ Ｑスイッチドライバ ３０ 入力部 ３２ パルス発生器 ３４ パルス整形回路３４ ３６ 変調パルス生成回路 ３８ 高周波発振器 ４０ 変調回路 ４２ シーケンス制御部 ４４ 設定部 ４６ 蓄積時間計時部 ４８ パルス順位計数部 ５０ 変調度制御部
Claims (5)
- 【請求項１】 Ｑスイッチを含むレーザ発振器と、 前記レーザ発振器に連続発振のための電力を供給する電
源部と、 一定周波数の高周波電気信号を発生する高周波発振手段
と、 前記高周波電気信号を変調するための所望の繰り返し周
波数を有する変調基準パルスを生成する基準パルス生成
手段と、 前記基準パルス生成手段より生成された所定の変調基準
パルスについて、そのパルス期間が開始する時点まで前
記高周波電気信号が定常レベルの振幅を持続してきた時
間を前記レーザ発振器におけるＱスイッチパルス発振の
ための励起エネルギーの蓄積時間として計時する蓄積時
間計時手段と、 前記蓄積時間計時手段により計時された蓄積時間に基づ
いて前記所定の変調基準パルスに対応する変調度を割り
出す変調度割出手段と、 前記変調基準パルスに基づいて、かつ前記変調度割出手
段で割り出された変調度に応じて前記高周波電気信号を
変調する変調手段と、 前記変調された高周波電気信号にしたがって前記Ｑスイ
ッチを駆動し、前記レーザ発振器より前記変調基準パル
スに同期し、かつ前記変調度に応じたピークパワーを有
するＱスイッチパルスレーザ光を発振出力させるＱスイ
ッチ駆動手段とを具備するＱスイッチ型レーザ装置。 - 【請求項２】 Ｑスイッチを含むレーザ発振器と、 前記レーザ発振器に連続発振のための電力を供給する電
源部と、 一定周波数の高周波電気信号を発生する高周波発振手段
と、 前記高周波電気信号を変調するための所望の繰り返し周
波数を有する変調基準パルスを生成する基準パルス生成
手段と、 前記基準パルス生成手段より生成された所定の変調基準
パルスについて、そのパルス期間が開始する時点まで前
記高周波電気信号が定常レベルの振幅を持続してきた時
間を前記レーザ発振器におけるＱスイッチパルス発振の
ための励起エネルギーの蓄積時間として計時する蓄積時
間計時手段と、 時間的に等間隔な一組のパルス列における前記所定の変
調基準パルスの順位を計数するパルス順位計数手段と、 前記蓄積時間計時手段によって計時された蓄積時間と前
記パルス順位計数手段により計数された順位とに基づい
て前記所定の変調基準パルスに対応する変調度を割り出
す変調度割出手段と、 前記変調基準パルスに基づいて、かつ前記変調度割出手
段で割り出された変調度に応じて前記高周波電気信号を
変調する変調手段と、 前記変調された高周波電気信号にしたがって前記Ｑスイ
ッチを駆動し、前記レーザ発振器より前記変調基準パル
スに同期し、かつ前記変調度に応じたピークパワーを有
するＱスイッチパルスレーザ光を発振出力させるＱスイ
ッチ駆動手段とを具備するＱスイッチ型レーザ装置。 - 【請求項３】 前記蓄積時間計時手段は、前記高周波電
気信号の供給開始時点から最初に与えられる前記変調基
準パルスの始端時点までの経過時間を計時するための第
１のタイマ手段と、前記高周波電気信号の供給中に与え
られる連続する２つの前記変調基準パルスの間で先の変
調基準パルスの終端時点から後の変調基準パルスの始端
時点までの経過時間を計時するための第２のタイマ手段
とを含むことを特徴とする請求項１または２に記載のＱ
スイッチ型レーザ装置。 - 【請求項４】 前記変調手段が、前記変調基準パルスに
同期し、かつパルス始端部に前記変調度に応じたアップ
スロープ勾配を有する変調パルスを生成する変調パルス
生成手段と、前記高周波電気信号を前記変調パルスで振
幅変調する振幅変調手段とを有することを特徴とする請
求項１または２に記載のＱスイッチ型レーザ装置。 - 【請求項５】 前記変調手段が、前記変調基準パルスに
同期し、かつ前記変調度に応じた振幅を有する変調パル
スを生成する変調パルス生成手段と、前記高周波電気信
号を前記変調パルスで振幅変調する振幅変調手段とを有
することを特徴とする請求項１または２に記載のＱスイ
ッチ型レーザ装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28478198A JP4003996B2 (ja) | 1998-09-21 | 1998-09-21 | Ｑスイッチ型レーザ装置 |
| KR1019990039732A KR20000023193A (ko) | 1998-09-21 | 1999-09-16 | 큐 스위치형 레이저 장치 |
| EP99307433A EP0989640A3 (en) | 1998-09-21 | 1999-09-20 | Q-switched laser apparatus |
| CN99120343A CN1248808A (zh) | 1998-09-21 | 1999-09-21 | Q开关激光器装置 |
Applications Claiming Priority (1)
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