JP2001332791A - Q switch laser - Google Patents

Q switch laser

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JP2001332791A
JP2001332791A JP2000153002A JP2000153002A JP2001332791A JP 2001332791 A JP2001332791 A JP 2001332791A JP 2000153002 A JP2000153002 A JP 2000153002A JP 2000153002 A JP2000153002 A JP 2000153002A JP 2001332791 A JP2001332791 A JP 2001332791A
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laser
pulse
switch
time constant
laser output
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Japanese (ja)
Inventor
Toshitada Nanba
年賢 難波
Koichi Toyama
公一 外山
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Fuji Electric Co Ltd
Original Assignee
Fuji Electric Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To determine a conversion table determining a time constant for suppressing the peak value of a first pulse easily and accurately. SOLUTION: When a laser output 115 is obtained through a solid state laser medium 101, an acoustoptic Q switch 104, and the like, signal level from a high frequency generator 113 for driving the acoustoptic Q switch 104 is lowered gradually at a specified time constant provided through a CPU 110, a time constant selector 111 and a time constant generator 112 such that the first pulse in a Q switch pulse train has a level substantially same as that of the second pulse. A laser output detector 116 for monitoring the laser output 115 is provided and a conversion table for determining the time constant can be formed easily and accurately in a memory 114 based on the output therefrom.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、固体レーザ装置
と音響光学的Qスイッチとを備えたQスイッチパルス方
式レーザ出力装置、さらに詳しくはQスイッチパルス列
の第1パルス(ファーストパルスともいう)の制御が可
能なQスイッチレーザ装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a Q-switch pulse type laser output device having a solid-state laser device and an acousto-optic Q switch, and more particularly, to control of a first pulse (also referred to as a first pulse) of a Q-switch pulse train. The present invention relates to a Q-switched laser device capable of performing the following.

【0002】[0002]

【従来の技術】この種のQスイッチレーザ装置は、瞬時
的に極めて大きなレーザ尖頭値が得られるため、精密加
工・刻印・トリミングなどに広範囲に応用されている。
この装置で、Qスイッチによりレーザ発振が抑止されて
いる期間は、固体レーザ媒質にレーザ励起エネルギーが
蓄積され、レーザ発振を開始したファーストパルスは、
第2パルス以降のレーザ尖頭値に対して極端に大きな出
力となる現象が知られており、レーザ光の被照射物に対
してファーストパルスの箇所は、第2パルス以降の箇所
と比較して異質な加工・刻印・トリミングとなってい
る。
2. Description of the Related Art A Q-switch laser device of this kind can be used for a wide range of applications such as precision machining, marking, and trimming because an extremely large laser peak value can be obtained instantaneously.
In this device, during the period when laser oscillation is suppressed by the Q switch, laser excitation energy is accumulated in the solid-state laser medium, and the first pulse that starts laser oscillation is:
It is known that the output becomes extremely large with respect to the laser peak value after the second pulse, and the location of the first pulse with respect to the object irradiated with the laser light is compared with the location after the second pulse. Heterogeneous processing / engraving / trimming.

【0003】このようなQスイッチレーザ装置のファー
ストパルスの問題を解決するものとして、例えば特公昭
63−030791号公報,特開平10−313145
号公報,特開平11−354876号公報等に示される
ものがある。特公昭63−030791号公報に示すも
のは、蓄積された励起エネルギーで弱い連続発振を起こ
させることにより、被レーザ照射物表面に熱変化を生じ
させないレベルにまで低減する技術である。特開平10
−313145号公報は、ファーストパルス専用のレー
ザ射出口を備え、ファーストパルスを加工面外に排出す
るものである。特開平11−354876号公報に示す
ものは、抑制されたファーストパルスによって光エネル
ギーを完全に放出させ、Qスイッチパルス列のファース
トパルスを第2パルスに対して無視し得る程度にまで抑
制する技術である。
To solve the problem of the first pulse of such a Q-switch laser device, for example, Japanese Patent Publication No. 63-030791, Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-313145.
And JP-A-11-354876. Japanese Patent Publication No. 63-030791 discloses a technique for reducing the temperature to a level that does not cause a thermal change on the surface of an object to be laser-irradiated by causing weak continuous oscillation with accumulated excitation energy. JP Hei 10
JP-A-313145 has a laser emission port dedicated to a first pulse, and discharges the first pulse out of a processing surface. Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-354876 discloses a technique in which light energy is completely emitted by a suppressed first pulse, and the first pulse of a Q-switch pulse train is suppressed to a negligible level with respect to a second pulse. .

【0004】しかし、上記従来方式では、下記のような
問題がある。 1)抑制されながらもファーストパルスが被レーザ照射
物表面に照射されるため、レーザの吸収率の大きな素材
や熱伝導性の悪い素材や、レーザ光に敏感に応答する素
材(例えば感光する素材)では無視しえない表面変化を
発生させてしまう。 2)ファーストパルスを抑制あるいは排出する期間は加
工に寄与しないため、ファーストパルスを制御している
時間が全加工時間の中でロスとなり、用途上、一般にレ
ーザの発振・停止は頻繁に繰り返されるので、このロス
時間は生産効率上無視しえない程度に増大する。 3)ファーストパルスを加工面外に排出するQスイッチ
が別途必要になる。
However, the above-mentioned conventional system has the following problems. 1) Since the first pulse is applied to the surface of the object to be laser-irradiated while being suppressed, a material having a large laser absorptivity, a material having poor thermal conductivity, or a material that responds sensitively to laser light (for example, a photosensitive material) Then, a surface change that cannot be ignored is generated. 2) Since the period during which the first pulse is suppressed or discharged does not contribute to the processing, the time during which the first pulse is controlled becomes a loss in the entire processing time, and the laser oscillation / stop is frequently repeated in general in use. However, this loss time increases to a level that cannot be ignored in terms of production efficiency. 3) A Q switch for discharging the first pulse out of the processing surface is separately required.

【0005】そこで、出願人は先に以下のようなQスイ
ッチレーザ装置を提案している(特願平12−1300
57号:以下単に提案済装置ともいう)。図4はかかる
提案済装置を示すブロック図である。同図において、1
01は固体レーザ媒質、102は全反射型ミラー、10
3は透過型反射ミラー、104は音響光学的Qスイッ
チ、105は励起ランプ、106はリフレクタ、107
はレーザ共振路、108はQスイッチ制御装置、111
は時定数選択装置、112は時定数発生装置、113は
高周波発生装置、115はレーザ光(レーザ出力)、2
10は時定数決定装置である。
The applicant has proposed the following Q-switched laser device (Japanese Patent Application No. 12-1300).
No. 57: hereinafter also simply referred to as a proposed device). FIG. 4 is a block diagram showing such a proposed device. In the figure, 1
01 is a solid-state laser medium, 102 is a total reflection mirror, 10
3 is a transmission type reflection mirror, 104 is an acousto-optic Q switch, 105 is an excitation lamp, 106 is a reflector, 107
Is a laser resonator, 108 is a Q switch control device, 111
Is a time constant selecting device, 112 is a time constant generating device, 113 is a high frequency generating device, 115 is a laser beam (laser output),
Reference numeral 10 denotes a time constant determining device.

【0006】すなわち、固体レーザ媒質101に励起ラ
ンプ105を光源として励起光を照射して励起させ、音
響光学的Qスイッチ104がレーザ光を透過するように
制御されている期間は、レーザ光が全反射型ミラー10
2と透過型反射ミラー103をレーザ共振路107に沿
って往復することで連続発振状態となり(CW発振モー
ド)、一部が透過型反射ミラー103よりレーザ射出方
向へ出力される。一般的には、さらに大きなレーザ出力
を得るために、Qスイッチパルス変調が加えられて加工
などに利用される。リフレクタ106は、励起ランプ1
05の光を効率的に固体レーザ媒質101に供給するた
めの反射装置であり、101,104,105および1
06等は必要に応じて図示されない冷却装置で冷却され
る。
That is, during the period when the solid-state laser medium 101 is excited by irradiating the solid-state laser medium 101 with excitation light using the excitation lamp 105 as a light source and the acousto-optic Q switch 104 is controlled to transmit the laser light, Reflective mirror 10
By reciprocating between the transmission mirror 2 and the transmission-type reflection mirror 103 along the laser resonance path 107, a continuous oscillation state (CW oscillation mode) is obtained, and a part of the light is output from the transmission-type reflection mirror 103 in the laser emission direction. Generally, in order to obtain a larger laser output, a Q-switch pulse modulation is added and used for processing or the like. The reflector 106 is an excitation lamp 1
05 is a reflecting device for efficiently supplying the light of No. 05 to the solid-state laser medium 101, 101, 104, 105 and 1
06 and the like are cooled by a cooling device (not shown) as necessary.

【0007】音響光学的Qスイッチ104は、高周波発
生装置113からの高周波出力を入力(例として20M
Hz程度)とし、高周波信号を超音波に変換して光学的
特性を変化させレーザ光115を偏向させる作用を持
ち、高周波入力を受けている期間はレーザ光が偏向して
全反射型ミラー102へ到達しなくなり、レーザ共振路
107を形成しなくなることによってレーザ発振が抑止
され、このレーザ発振抑止中はレーザ媒質101に励起
エネルギーが蓄積される。
The acousto-optic Q switch 104 receives a high-frequency output from the high-frequency generator 113 (for example, 20M).
Hz), and has a function of converting a high-frequency signal into an ultrasonic wave to change optical characteristics and deflect the laser light 115. During a period of receiving a high-frequency input, the laser light is deflected to the total reflection mirror 102. Laser oscillation is suppressed by no longer reaching the laser resonance path 107, and excitation energy is accumulated in the laser medium 101 during the suppression of laser oscillation.

【0008】蓄積されたエネルギーは、Qスイッチ10
4の高周波電力が高速で低下することによって、Qスイ
ッチのレーザ偏向が解除された瞬間に全反射型ミラー1
02と透過型反射ミラー103との間で発振し、一挙に
エネルギーが放出されてピーク値の高いパルスとなる。
このパルスのエネルギーは励起エネルギーが大きい程大
きくなる特性を有し、励起を継続している状態でレーザ
発振を長時間抑止後に或るQスイッチ周波数で発振パル
スを出すようにした場合は、最初の一発は大きな尖頭値
のレーザパルスとなり、以降は一旦励起エネルギーが放
出された後の励起エネルギーとなるため小さなレーザパ
ルスとなる。
The stored energy is transferred to the Q switch 10
4 at a high speed, the total reflection mirror 1 is turned off at the moment when the laser deflection of the Q switch is released.
Oscillation occurs between the transmission mirror 02 and the transmission-type reflection mirror 103, energy is released at once, and a pulse having a high peak value is obtained.
The energy of this pulse has the characteristic that it increases as the pumping energy increases, and when laser oscillation is suppressed for a long time while pumping is continued and an oscillation pulse is output at a certain Q switch frequency, the first pulse is used. One shot is a laser pulse having a large peak value, and thereafter becomes a small laser pulse because it becomes the excitation energy after the excitation energy is once emitted.

【0009】図5にQスイッチパルスのタイムチャート
を示す。図5(a)に示すレーザ出力期間信号がアクテ
ィブになると、tf時間にしたがってQスイッチパルス
信号が同(b)のように徐々に低下して、高周波出力信
号を同(c)のように低下させ、仮想のレーザ発振しき
い値に達するとレーザ発振が徐々に行なわれることによ
り、同(d)のように抑制されたファーストパルスが得
られる。このとき、Qスイッチパルス信号を瞬時に制御
すると、ファーストパルスは抑制されず、ピーク値の高
いパルスとなる。
FIG. 5 shows a time chart of the Q switch pulse. When the laser output period signal shown in FIG. 5A becomes active, the Q-switch pulse signal gradually decreases as shown in FIG. 5B according to the time tf, and the high-frequency output signal decreases as shown in FIG. 5C. Then, when the laser oscillation reaches a virtual laser oscillation threshold, the laser oscillation is gradually performed, so that the suppressed first pulse as shown in FIG. At this time, if the Q switch pulse signal is instantaneously controlled, the first pulse is not suppressed, and becomes a pulse having a high peak value.

【0010】すなわち、Qスイッチパルス信号を瞬時的
に変化させたときのファーストパルスの挙動と、緩やか
な変化となるよう所定しきい値に達するまでの時間tf
(時定数)を変えたときのファーストパルスの挙動を検
討するうち、その中間的なtf(概ね1ms〜数μs)
の範囲で、ファーストパルスの尖頭値出力が変化するこ
とを数々の実験により突き止めた。つまり、図示,
,のように段階的にtf時間を変えると、ファース
トパルスは同(d)の,,の如く変化し、tf時
間が長くなるに従ってファーストパルス出力は小さくな
るので、tf時間を制御することによって、ファースト
パルスと第2パルスの尖頭値をほぼ等しくすることが可
能になることが分かる。
That is, the behavior of the first pulse when the Q switch pulse signal is instantaneously changed, and the time tf required to reach a predetermined threshold value so as to make a gradual change.
When examining the behavior of the first pulse when the (time constant) is changed, an intermediate tf (about 1 ms to several μs) is considered.
It has been found through various experiments that the peak value output of the first pulse changes within the range. That is,
When the tf time is changed stepwise as shown in (1) and (2), the first pulse changes as in (d), and the first pulse output becomes smaller as the tf time becomes longer. It can be seen that the peak values of the first pulse and the second pulse can be made substantially equal.

【0011】上記の原理的説明と対応する部分が、図4
では主として108〜113,210として示されてい
る。Qスイッチ制御装置108は、高周波発生装置11
3を制御するための時定数発生装置112を備え、時定
数選択装置111はこの時定数発生装置112の時定数
を選択し、時定数決定装置210はこの時定数選択装置
111に対し、レーザ励起状態(例えば、アークラン
プ,レーザダイオードなどの励起用光源の電流値),レ
ーザ発振状態(例えば、励起エネルギー蓄積時間),Q
スイッチ周波数などの諸条件から時定数を決定して指令
する。このとき、時定数決定装置210の内部にメモリ
を用意し、これらの諸条件によりtfを決定する変換テ
ーブルを設けることができる。
The part corresponding to the above-mentioned principle explanation is shown in FIG.
In this case, they are mainly shown as 108 to 113 and 210. The Q switch control device 108
3, a time constant selecting device 111 selects a time constant of the time constant generating device 112, and a time constant determining device 210 instructs the time constant selecting device 111 to perform laser excitation. State (for example, current value of an excitation light source such as an arc lamp or a laser diode), laser oscillation state (for example, excitation energy accumulation time), Q
The time constant is determined from various conditions such as the switch frequency, and a command is issued. At this time, a memory can be prepared inside the time constant determining device 210, and a conversion table for determining tf based on these various conditions can be provided.

【0012】[0012]

【発明が解決しようとする課題】上記提案済装置では、
ファーストパルスと第2パルスの尖頭値をほぼ等しくす
るための時定数を、励起用光源の電流値,発振パルスを
抑制している時間,Qスイッチ周波数の少なくとも1つ
を用いた変換テーブルにより決定するが、この変換テー
ブルの作成に当たっては、励起ランプ電流値,Qスイッ
チ周波数,レーザ出力オフ時間のそれぞれの条件におい
て大量かつ綿密なデータを採取しなければならないた
め、多大な時間と労力を必要とするという問題がある。
また、変換テーブルの作成は、被レーザ照射物にレーザ
を照射してファーストパルスと第2パルスのドット大き
さ(加工状態)を目視により比較して行なっているた
め、正確に最適な時定数を求めるのが困難である。
In the above proposed device,
A time constant for making the peak values of the first pulse and the second pulse substantially equal is determined by a conversion table using at least one of the current value of the excitation light source, the time during which the oscillation pulse is suppressed, and the Q switch frequency. However, in preparing this conversion table, it is necessary to collect a large amount of detailed data under the respective conditions of the excitation lamp current value, the Q switch frequency, and the laser output off time. There is a problem of doing.
In addition, since the conversion table is created by irradiating the object to be laser-irradiated with a laser and visually comparing the dot size (processing state) of the first pulse and the second pulse, the optimum time constant can be accurately determined. Difficult to seek.

【0013】さらに、ファーストパルスの絶対的なレー
ザ出力は、レーザ媒質へのエネルギー蓄積条件、すなわ
ち、励起エネルギーと励起エネルギーの蓄積時間によっ
て決まるが、励起用光源の劣化により、或る電流におけ
る励起エネルギーは長期的に変動(YAGレーザのラン
プの場合、寿命時間付近では初期の10〜30%程度低
下)するため、長期的にファーストパルスを安定して第
2パルスとほぼ等しくなるように制御することができな
い、という問題もある。したがって、この発明の課題
は、変換テーブルの作成を容易にすること、および長期
的にファーストパルスを安定して第2パルスとほぼ等し
くなるように制御できるようにすることにある。
Further, the absolute laser output of the first pulse is determined by the energy storage condition in the laser medium, that is, the excitation energy and the storage time of the excitation energy. In the case of a YAG laser lamp, the first pulse is stably controlled to be substantially equal to the second pulse over a long period of time because, in the case of a lamp of a YAG laser, the initial pulse decreases by about 10 to 30% near the life time. There is also a problem that can not be. Accordingly, an object of the present invention is to facilitate creation of a conversion table and to control a first pulse in a long term so as to be stable and substantially equal to a second pulse.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】このような課題を解決す
べく、請求項1の発明では、連続励起する固体レーザを
音響光学的QスイッチによりQスイッチパルス発振させ
るQスイッチレーザ装置において、前記音響光学的Qス
イッチを駆動するための高周波電力信号レベルを所定の
時定数で次第に減少させるQスイッチ制御部と、このQ
スイッチ制御部で前記高周波電力信号レベルを次第に減
少させるための時定数の選択が可能な時定数選択部と、
この時定数選択部で選択すべき時定数を決定する演算処
理部と、レーザ出力をモニタするレーザ出力検出器とを
設け、Qスイッチパルス列の第1パルスの尖頭値を抑制
して第2パルスの尖頭値とほぼ等しいレーザ発振パルス
を得るとともに、レーザ出力をモニタ可能にしたことを
特徴とする。
In order to solve the above-mentioned problems, according to the present invention, in a Q-switched laser device in which a solid-state laser to be continuously excited is Q-switched pulse-oscillated by an acousto-optic Q-switch, A Q switch control section for gradually reducing a high frequency power signal level for driving the optical Q switch with a predetermined time constant;
A time constant selection unit capable of selecting a time constant for gradually reducing the high-frequency power signal level in a switch control unit;
An arithmetic processing unit for determining a time constant to be selected by the time constant selection unit and a laser output detector for monitoring a laser output are provided, and a peak value of a first pulse of a Q-switch pulse train is suppressed to produce a second pulse. A laser oscillation pulse substantially equal to the peak value of the laser beam is obtained, and the laser output can be monitored.

【0015】上記請求項1の発明においては、前記Qス
イッチ制御部は、高周波発生装置と時定数発生装置とを
含むことができ(請求項2の発明)、または、前記演算
処理部は、前記固体レーザの励起用光源の電流値、レー
ザ発振パルスを停止している時間、Qスイッチング周波
数の少なくとも1つを用いて前記時定数を決定するテー
ブルを有することができる(請求項3の発明)。この請
求項3の発明においては、前記テーブルを、前記レーザ
出力検出器にて測定されたレーザ出力に基づき作成する
ことができる(請求項4の発明)。また、この請求項4
の発明においては、前記テーブル作成時に測定したレー
ザ出力と、実際のレーザ照射時に測定されたレーザ出力
との変動量に応じて前記励起用光源の電流値を補正する
ことができる(請求項5の発明)。
In the first aspect of the present invention, the Q-switch control unit may include a high-frequency generator and a time constant generator (the second aspect of the present invention), or the arithmetic processing unit may include: A table for determining the time constant using at least one of the current value of the excitation light source of the solid-state laser, the time during which the laser oscillation pulse is stopped, and the Q switching frequency can be provided (the invention of claim 3). According to the third aspect of the invention, the table can be created based on the laser output measured by the laser output detector (the fourth aspect of the invention). This claim 4
In the present invention, the current value of the excitation light source can be corrected according to the amount of change between the laser output measured at the time of creating the table and the laser output measured at the time of actual laser irradiation. invention).

【0016】[0016]

【発明の実施の形態】図1はこの発明の実施の形態を示
すブロック図である。図4に示す提案済装置に対し、レ
ーザ光115の光路に干渉しない位置にレーザ光115
のパワーをモニタするレーザ出力検出器116を付加し
た点が特徴である。なお、リフレクタ106はここでは
図示を省略され、時定数決定装置としてはCPU110
を用い、このCPU110をランプ電源118の制御用
としても用いるようにしている。以下、主としてその相
違点について説明する。CPU110はレーザ出力検出
器116からのパワー検出信号をもとに、励起ランプ電
流値,Qスイッチ周波数,レーザ出力オフ時間をパラメ
ータとする時定数tfの変換テーブルを作成し、メモリ
114に格納する。この変換テーブルは、ファーストパ
ルスと第2パルス以降の単位パルス当たりの出力を比較
して変動量を算出し、その変動量がなくなるような時定
数tfを求めることにより作成される。
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the present invention. In contrast to the proposed device shown in FIG.
The feature is that a laser output detector 116 for monitoring the power of the laser is added. The reflector 106 is not shown here, and the CPU 110 is used as a time constant determining device.
The CPU 110 is also used for controlling the lamp power supply 118. Hereinafter, the difference will be mainly described. Based on the power detection signal from the laser output detector 116, the CPU 110 creates a conversion table of the time constant tf using the excitation lamp current value, the Q switch frequency, and the laser output off time as parameters, and stores it in the memory 114. This conversion table is created by comparing the output of the first pulse with the output per unit pulse after the second pulse, calculating the amount of change, and obtaining a time constant tf that eliminates the amount of change.

【0017】図2は変換テーブル作成時のタイムチャー
ト、図3は同じくそのフローチャートを示す。パラメー
タを設定した後(図3のステップS1参照)、抑制され
ないファーストパルス出力を測定するため、tf=0
(遅延させない状態)でレーザ出力期間をアクティブに
する(図3のステップS2参照)。このとき、ファース
トパルス出力P1のみ測定できるよう、図1のレーザ出
力検出器116には図2にで示すような出力検出有効
信号を与える(図3のステップS3参照)。次に、tf
=0でレーザ出力期間をアクティブにし、図2にのよ
うな出力検出有効信号を与え、第2パルス以降の平均出
力PAVを測定する(図3のステップS4参照)。
FIG. 2 is a time chart when the conversion table is created, and FIG. After setting the parameters (see step S1 of FIG. 3), tf = 0 to measure the unsuppressed fast pulse output.
The laser output period is activated (without delay) (see step S2 in FIG. 3). At this time, an output detection valid signal as shown in FIG. 2 is given to the laser output detector 116 in FIG. 1 so that only the first pulse output P1 can be measured (see step S3 in FIG. 3). Next, tf
When = 0, the laser output period is activated, an output detection valid signal as shown in FIG. 2 is given, and the average output P AV after the second pulse is measured (see step S4 in FIG. 3).

【0018】そして、出力エネルギーP〔J/パルス〕
=平均出力PAV〔W〕/Qスイッチ周波数〔Hz〕 なる関係式より、第2パルス以降における単位パルス当
たりの出力P2を算出し(図3のステップS5参照)、
P1とP2の変動量に応じてtfの値を大きくした後、
再びP1とP2を測定し、変動量がある場合はtfをさ
らに大きくする(図3のステップS3〜S7参照)。そ
して、P1=P2となるまでtfの値を徐々に大きくす
ることにより、所定のレーザパラメータにおける最適な
時定数tfを求めることができ(図3のステップS8参
照)、他のレーザパラメータについても同様の操作を行
なって、それぞれメモリに格納して行くことで変換テー
ブルが作成されることになる(図3のステップS9,S
10参照)。
The output energy P [J / pulse]
= Average output P AV [W] / Q switch frequency [Hz] The output P2 per unit pulse after the second pulse is calculated from the relational expression (see step S5 in FIG. 3),
After increasing the value of tf according to the fluctuation amount of P1 and P2,
P1 and P2 are measured again, and if there is a variation, tf is further increased (see steps S3 to S7 in FIG. 3). Then, by gradually increasing the value of tf until P1 = P2, an optimum time constant tf for a predetermined laser parameter can be obtained (see step S8 in FIG. 3), and the same applies to other laser parameters. The conversion table is created by performing the operations of (1) and (2) and storing the results in the memories (steps S9 and S9 in FIG. 3).
10).

【0019】次に、長期的に安定してファーストパルス
を制御する方法について説明する。図1において、励起
ランプ105の励起エネルギーは、ランプ電流117に
よって決まるので、ランプの劣化による励起エネルギー
の低下を、CPU110からランプ電源118を介して
ランプ電流117を制御することにより、補償するよう
にする。経年変化によるレーザ出力の低下の要因は、励
起ランプ105の劣化が大半を占めることから、例えば
上記tfの変換テーブル作成時に測定した第2パルス以
降の平均出力PAVと、レーザ出力時の平均出力をCPU
110にて比較することで、変動量を算出する。そし
て、CPU110でその変動量に応じてランプ電流11
7の指令値を補正することにより、励起エネルギーを一
定に保つようにする。さらに、レーザ連続照射中に平均
出力を測定し、ランプ電流を制御すれば自動的に励起エ
ネルギーの変動も補正でき、その結果、長期的に安定し
てファーストパルスを第2パルスとほぼ等しく制御でき
ることになる。なお、時定数tfの決定に用いるランプ
電流の値は、補正前の値となる。
Next, a method of controlling the first pulse stably for a long period will be described. In FIG. 1, since the excitation energy of the excitation lamp 105 is determined by the lamp current 117, the decrease in the excitation energy due to the deterioration of the lamp is compensated by controlling the lamp current 117 from the CPU 110 via the lamp power supply 118. I do. The deterioration of the laser output due to aging is mainly caused by the deterioration of the excitation lamp 105. For example, the average output P AV after the second pulse measured at the time of creating the above-mentioned tf conversion table and the average output at the time of laser output The CPU
By comparing at 110, the amount of change is calculated. Then, the CPU 110 controls the lamp current 11 according to the variation.
By correcting the command value of 7, the excitation energy is kept constant. Furthermore, if the average power is measured during continuous laser irradiation and the lamp current is controlled, the fluctuation of the excitation energy can be automatically corrected, and as a result, the first pulse can be controlled stably in the long term almost equal to the second pulse. become. Note that the value of the lamp current used for determining the time constant tf is a value before correction.

【0020】[0020]

【発明の効果】この発明によれば、ファーストパルスの
尖頭値出力を抑制するための時定数決定用の変換テーブ
ルを容易かつ正確に求めることができるだけでなく、長
期間安定してファーストパルスを第2パルスとほぼ等し
い尖頭値まで制御することが可能となる。その結果、Q
スイッチレーザ装置における加工・刻印・トリミング性
能を一段と向上させることができる。
According to the present invention, the conversion table for determining the time constant for suppressing the peak value output of the first pulse can be obtained easily and accurately, and the first pulse can be stably obtained for a long period of time. It is possible to control up to a peak value substantially equal to the second pulse. As a result, Q
The processing, engraving, and trimming performance of the switch laser device can be further improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】この発明の実施の形態を示すブロック図であ
る。
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the present invention.

【図2】図1の変換テーブル作成時のタイムチャートで
ある。
FIG. 2 is a time chart when the conversion table of FIG. 1 is created.

【図3】図1の変換テーブル作成時のフローチャートで
ある。
FIG. 3 is a flowchart when the conversion table of FIG. 1 is created.

【図4】提案装置を示すブロック図である。FIG. 4 is a block diagram showing a proposal device.

【図5】Qスイッチパルスとレーザ出力との関係を説明
するタイムチャートである。
FIG. 5 is a time chart illustrating a relationship between a Q switch pulse and a laser output.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

101…固体レーザ媒質、102…全反射型ミラー、1
03…透過型反射ミラー、104…音響光学的Qスイッ
チ、105…励起ランプ、106…リフレクタ、107
…レーザ共振路、108…Qスイッチ制御装置、110
…CPU、111…時定数選択装置、112…時定数発
生装置、113…高周波発生装置、114…メモリ、1
15…レーザ光(レーザ出力)、210…時定数決定装
置。
101: solid laser medium, 102: total reflection mirror, 1
03: transmissive reflection mirror, 104: acousto-optic Q switch, 105: excitation lamp, 106: reflector, 107
... Laser resonance path, 108 ... Q switch control device, 110
... CPU, 111 ... time constant selection device, 112 ... time constant generation device, 113 ... high frequency generation device, 114 ... memory, 1
15: laser light (laser output), 210: time constant determining device.

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 連続励起する固体レーザを音響光学的Q
スイッチによりQスイッチパルス発振させるQスイッチ
レーザ装置において、 前記音響光学的Qスイッチを駆動するための高周波電力
信号レベルを所定の時定数で次第に減少させるQスイッ
チ制御部と、このQスイッチ制御部で前記高周波電力信
号レベルを次第に減少させるための時定数の選択が可能
な時定数選択部と、この時定数選択部で選択すべき時定
数を決定する演算処理部と、レーザ出力をモニタするレ
ーザ出力検出器とを設け、Qスイッチパルス列の第1パ
ルスの尖頭値を抑制して第2パルスの尖頭値とほぼ等し
いレーザ発振パルスを得るとともに、レーザ出力をモニ
タ可能にしたことを特徴とするQスイッチレーザ装置。
1. An acousto-optic Q laser for continuously exciting a solid-state laser.
A Q-switch laser device that oscillates a Q-switch pulse by a switch, comprising: a Q-switch control unit that gradually reduces a high-frequency power signal level for driving the acousto-optic Q switch by a predetermined time constant; A time constant selection unit capable of selecting a time constant for gradually reducing the high-frequency power signal level, an arithmetic processing unit for determining a time constant to be selected by the time constant selection unit, and a laser output detection for monitoring a laser output A peak value of the first pulse of the Q switch pulse train is suppressed to obtain a laser oscillation pulse substantially equal to the peak value of the second pulse, and the laser output can be monitored. Switch laser device.
【請求項2】 前記Qスイッチ制御部は、高周波発生装
置と時定数発生装置とを含むことを特徴とする請求項1
に記載のQスイッチレーザ装置。
2. The device according to claim 1, wherein the Q switch control unit includes a high frequency generator and a time constant generator.
6. The Q-switched laser device according to item 1.
【請求項3】 前記演算処理部は、前記固体レーザの励
起用光源の電流値、レーザ発振パルスを停止している時
間、Qスイッチング周波数の少なくとも1つを用いて前
記時定数を決定するテーブルを有することを特徴とする
請求項1に記載のQスイッチレーザ装置。
3. The arithmetic processing unit according to claim 1, wherein the time constant is determined using at least one of a current value of an excitation light source of the solid-state laser, a time during which a laser oscillation pulse is stopped, and a Q switching frequency. 2. The Q-switched laser device according to claim 1, comprising:
【請求項4】 前記テーブルを、前記レーザ出力検出器
にて測定されたレーザ出力に基づき作成することを特徴
とする請求項3に記載のQスイッチレーザ装置。
4. The Q-switched laser device according to claim 3, wherein the table is created based on a laser output measured by the laser output detector.
【請求項5】 前記テーブル作成時に測定したレーザ出
力と、実際のレーザ照射時に測定されたレーザ出力との
変動量に応じて前記励起用光源の電流値を補正すること
を特徴とする請求項4に記載のQスイッチレーザ装置。
5. A current value of the excitation light source is corrected according to a variation between a laser output measured at the time of creating the table and a laser output measured at the time of actual laser irradiation. 6. The Q-switched laser device according to item 1.
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