JP2006041406A - Laser heating equipment - Google Patents

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Tsutomu Sakurai
努 櫻井
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a laser heating equipment stably outputting laser beam. <P>SOLUTION: The laser heating equipment acquires temperature characteristics of a watt-class one chip semiconductor laser using a temperature measurement circuit, based on the temperature of watt-class one chip semiconductor laser which is measured with a thermistor in advance. Based on the temperature characteristics, a current waveform adjusting means sets a first target drive current value I<SB>1</SB>, second target drive current value I<SB>2</SB>, first set time T<SB>1</SB>, and second set time T<SB>2</SB>, so that output drop of laser beam of the watt-class one chip semiconductor laser that follows temperature rising is compensated. So, the laser beam more stable than the watt-class one chip semiconductor laser is emitted. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、たとえば半導体レーザから出射されたレーザ光を集光し、この集光したレーザ光によりはんだ付けや溶接などの加熱処理を行うレーザ加熱設備に関するものである。   The present invention relates to a laser heating facility that condenses laser light emitted from, for example, a semiconductor laser and performs heat treatment such as soldering or welding with the collected laser light.

従来、レーザ光を用いた非接触な加熱処理を行う装置としてレーザ加熱設備があり、たとえば特許文献1に開示されている。
このレーザ加熱設備(レーザ加熱装置)は、複数のレーザダイオードを積み重ねてなるレーザダイオードモジュールと、レーザダイオードモジュールに電力を供給する電源と、レーザダイオードモジュールの備える複数のレーザダイオードが出射するレーザ光を視準化するコリメートレンズと、視準化されたレーザ光を集光する集光レンズにより構成されている。
Conventionally, there is a laser heating facility as an apparatus for performing non-contact heat treatment using laser light, which is disclosed in Patent Document 1, for example.
This laser heating facility (laser heating device) includes a laser diode module in which a plurality of laser diodes are stacked, a power supply for supplying power to the laser diode module, and laser light emitted from the plurality of laser diodes included in the laser diode module. The collimating lens for collimation and the condensing lens for condensing the collimated laser beam are used.

この構成により、レーザダイオードから出射されたレーザ光はコリメートレンズにより視準化され、この視準化されたレーザ光は集光レンズにより集光される。
このように、集光されたレーザ光により、合焦点に置かれている被加熱物に対して半田付けや溶接などの加熱処理を行うことができる。
With this configuration, the laser light emitted from the laser diode is collimated by the collimator lens, and the collimated laser light is collected by the condenser lens.
In this way, heat treatment such as soldering or welding can be performed on the object to be heated placed at the focal point by the focused laser beam.

またレーザダイオードモジュールより出射されたレーザ光の発生量を補正する発光量補正回路を形成し、レーザダイオードの劣化に伴う発光量の低下に応じて、レーザダイオードモジュールへ供給される電流を増加させてレーザ光の発光量を一定に制御している。すなわち、レーザダイオードモジュールへ供給されるパルス状の電流を発生する電流発生回路を備え、発光量補正回路として、レーザダイオードモジュールより出射されたレーザ光を検出する光検出器と、電流発生回路からレーザダイオードモジュールへ供給される電流量を検出する電流量検出器と、この光検出器により検出された電流量と電流量検出器により検出された電流量を減算する減算器と、この減算器の出力値を周波数へ変換するΔI/周波数変換回路(ΔI/F)と、波形記憶装置より出力される、ヒートプロファイルの電圧値を周波数へ変換する電圧/周波数変換回路(V/F)と、電圧/周波数変換回路より出力された周波数(目標値)よりΔI/周波数変換回路(ΔI/F)から出力された周波数(フィードバック値)を減算し、前記電流発生回路へ出力する周波数減算器を備えている。
特開2002−9388号公報
In addition, a light emission amount correction circuit for correcting the amount of laser light emitted from the laser diode module is formed, and the current supplied to the laser diode module is increased in accordance with the decrease in the light emission amount accompanying the deterioration of the laser diode. The amount of emitted laser light is controlled to be constant. That is, a current generation circuit that generates a pulsed current to be supplied to the laser diode module is provided. As a light emission amount correction circuit, a photodetector that detects laser light emitted from the laser diode module, and a laser from the current generation circuit. A current amount detector for detecting the amount of current supplied to the diode module, a subtractor for subtracting the amount of current detected by the photodetector from the amount of current detected by the photodetector, and the output of the subtractor A ΔI / frequency conversion circuit (ΔI / F) that converts the value into a frequency, a voltage / frequency conversion circuit (V / F) that converts the voltage value of the heat profile that is output from the waveform storage device, and a voltage / The frequency (feedback value) output from the ΔI / frequency conversion circuit (ΔI / F) is subtracted from the frequency (target value) output from the frequency conversion circuit. And, a frequency subtracter for outputting to said current generating circuit.
JP 2002-9388 A

しかし、上記従来のレーザ加熱設備(レーザ加熱装置)の構成によると、レーザダイオードの劣化に伴う発光量の低下に応じて、レーザダイオードモジュールへ供給される電流を増加させてレーザ光の発光量を一定に制御しているが、波形記憶装置より出力されるヒートプロファイルの電圧値の設定が予め設定されているため、レーザダイオードからの実際の発熱量(温度上昇)に対応してレーザ発光量を一定とする、レーザダイオードへ供給する電流を、現場で簡単に設定変更できないという問題がある。また従来の発光量補正回路は複雑で、装置の製造コストが高くなるという問題がある。   However, according to the configuration of the above conventional laser heating equipment (laser heating device), the current supplied to the laser diode module is increased in accordance with the decrease in the light emission amount accompanying the deterioration of the laser diode, thereby reducing the light emission amount of the laser light. Although it is controlled to a constant value, the voltage value of the heat profile output from the waveform storage device is set in advance, so the amount of laser emission is adjusted in accordance with the actual amount of heat generated from the laser diode (temperature rise). There is a problem that the current supplied to the laser diode, which is constant, cannot be easily changed on site. In addition, the conventional light emission amount correction circuit is complicated, and there is a problem that the manufacturing cost of the apparatus becomes high.

そこで本発明は、所定温度内でレーザダイオードへ供給する電流の設定を現場で簡単に設定変更でき、よって所定温度内でレーザダイオードへ供給する電流を補償でき、また装置の製造コストを削減できるレーザ加熱設備を提供することを目的としたものである。   Therefore, the present invention can easily change the setting of the current supplied to the laser diode within the predetermined temperature in the field, so that the current supplied to the laser diode within the predetermined temperature can be compensated, and the manufacturing cost of the apparatus can be reduced. The purpose is to provide heating equipment.

前記した目的を達成するために、本発明の請求項1記載のレーザ加熱設備は、物質を溶解させるレーザ光を光軸センタを中心に出射するワンチップ半導体レーザ光源を具備するレーザ加熱装置と、前記レーザ加熱装置のワンチップ半導体レーザ光源へ出力する駆動電流を制御する電流制御回路を設けたワンチップ半導体レーザ光源電源装置を備え、前記レーザ加熱装置と前記ワンチップ半導体レーザ光源電源装置が電力用ケーブルで接続されているレーザ加熱設備であって、前記レーザ加熱装置は、前記ワンチップ半導体レーザ光源が具備されているヒートシンクと、前記ヒートシンクに密着または埋め込まれ、前記ワンチップ半導体レーザ光源の温度を測定する温度センサを備え、前記ワンチップ半導体レーザ光源電源装置は、前記電流制御回路へ指令する目標駆動電流値および駆動時間を設定する電流波形調整手段を備え、前記温度センサにより測定される前記ワンチップ半導体レーザ光源の温度を入力し、前記ワンチップ半導体レーザ光源の温度特性を求め、温度変動にともなう出力変動を補正するように、前記電流波形調整手段により設定される前記目標駆動電流値を求めるための温度測定回路を備えたことを特徴としたものである。   In order to achieve the above object, a laser heating apparatus according to claim 1 of the present invention includes a laser heating apparatus including a one-chip semiconductor laser light source that emits a laser beam for dissolving a substance around an optical axis center; A one-chip semiconductor laser light source power supply device provided with a current control circuit for controlling a drive current output to the one-chip semiconductor laser light source of the laser heating device, wherein the laser heating device and the one-chip semiconductor laser light source power supply device are for power A laser heating facility connected by a cable, wherein the laser heating device includes a heat sink provided with the one-chip semiconductor laser light source, and a temperature of the one-chip semiconductor laser light source closely or embedded in the heat sink. A temperature sensor for measuring, and the one-chip semiconductor laser light source power supply device includes the current control unit. Current waveform adjusting means for setting a target drive current value to be commanded to the circuit and a drive time; input a temperature of the one-chip semiconductor laser light source measured by the temperature sensor; and temperature characteristics of the one-chip semiconductor laser light source A temperature measurement circuit is provided for obtaining the target drive current value set by the current waveform adjusting means so as to correct the output fluctuation caused by the temperature fluctuation.

また、請求項2記載のレーザ加熱設備は、請求項1に記載の発明であって、前記電流波形調整手段は、前記ワンチップ半導体レーザ光源へ出力する第1目標駆動電流値を設定する第1電流用可変抵抗器と、前記ワンチップ半導体レーザ光源へ出力する第2目標駆動電流値を設定する第2電流用可変抵抗器と、前記第1目標駆動電流値を出力する駆動時間である第1設定時間を設定する第1タイマ用可変抵抗器と、前記第2目標駆動電流値を出力する駆動時間である第2設定時間を設定する第2タイマ用可変抵抗器を有し、前記電流制御回路は、前記電流波形調整手段により設定された第1目標駆動電流値、前記第1設定時間、前記第2目標駆動電流値、および前記第2設定時間に基づいて前記ワンチップ半導体レーザ光源へ出力する駆動電流を制御することを特徴としたものである。   The laser heating equipment according to claim 2 is the invention according to claim 1, wherein the current waveform adjusting means sets a first target drive current value to be output to the one-chip semiconductor laser light source. A current variable resistor; a second current variable resistor for setting a second target drive current value to be output to the one-chip semiconductor laser light source; and a drive time for outputting the first target drive current value. A first timer variable resistor for setting a set time; and a second timer variable resistor for setting a second set time, which is a drive time for outputting the second target drive current value, and the current control circuit. Outputs to the one-chip semiconductor laser light source based on the first target drive current value set by the current waveform adjusting means, the first set time, the second target drive current value, and the second set time. Drive current It is obtained by and controls.

そして、請求項3記載のレーザ加熱設備は、請求項1または請求項2に記載の発明であって、前記ワンチップ半導体レーザ光源電源装置はL型シャーシを備えており、前記L型シャーシを他のフレームに取り付けて放熱が行なわれることを特徴としたものである。   The laser heating facility according to claim 3 is the invention according to claim 1 or claim 2, wherein the one-chip semiconductor laser light source power supply device includes an L-type chassis, and the L-type chassis is replaced with another one. It is characterized in that it is attached to the frame and heat is dissipated.

さらに、請求項4記載のレーザ加熱設備は、物質を溶解させるレーザ光を光軸センタを中心に出射するワンチップ半導体レーザ光源を具備するレーザ加熱装置と、前記レーザ加熱装置のワンチップ半導体レーザ光源へ出力する駆動電流を制御する電流制御回路を設けたワンチップ半導体レーザ光源電源装置を備え、前記レーザ加熱装置と前記ワンチップ半導体レーザ光源電源装置が電力用ケーブルで接続されているレーザ加熱設備であって、前記レーザ加熱装置は、前記ワンチップ半導体レーザ光源の前方、且つ前記光軸センタ上でレーザ偏光方向を直線通過する方向に配置されている偏光プリズムと、前記偏光プリズムの一側方に設けられ、前記偏光プリズムで反射された前記ワンチップ半導体レーザ光源から照射されたレーザ光の反射光を検出する第1光センサと、前記偏光プリズムの他側方に設けられ、前記レーザ光の戻光を検出する第2光センサを備え、前記電流制御回路は、前記第1光センサにより検出された前記反射光と前記第2光センサにより検出された前記レーザ光の戻光を減算して前記レーザ光のフィードバック値を求め、予め設定されている前記レーザ光の指令値と前記レーザ光のフィードバック値が一致するように電流制御を行うことを特徴としたものである。   The laser heating apparatus according to claim 4 further includes a laser heating device including a one-chip semiconductor laser light source that emits a laser beam for dissolving a substance around an optical axis center, and a one-chip semiconductor laser light source of the laser heating device. A laser heating facility comprising a one-chip semiconductor laser light source power supply device provided with a current control circuit for controlling a drive current output to the laser heating device, wherein the laser heating device and the one-chip semiconductor laser light source power supply device are connected by a power cable. The laser heating device includes a polarizing prism disposed in front of the one-chip semiconductor laser light source and in a direction that linearly passes a laser polarization direction on the optical axis center, and on one side of the polarizing prism. Reflected light of laser light provided from the one-chip semiconductor laser light source provided and reflected by the polarizing prism A first optical sensor for detection; and a second optical sensor provided on the other side of the polarizing prism for detecting the return light of the laser beam, wherein the current control circuit is detected by the first optical sensor. The feedback value of the laser beam is obtained by subtracting the return beam of the laser beam detected by the reflected light and the second optical sensor, and a preset command value of the laser beam and a feedback value of the laser beam are set. Is characterized in that current control is performed so as to match.

しかも、請求項5記載のレーザ加熱設備は、請求項4に記載の発明であって、前記ワンチップ半導体レーザ光源電源装置は、前記第1光センサにより検出された戻光を表示する表示手段を備えることを特徴としたものである。   Moreover, the laser heating facility according to claim 5 is the invention according to claim 4, wherein the one-chip semiconductor laser light source power supply device includes display means for displaying the return light detected by the first optical sensor. It is characterized by having.

また、請求項6記載のレーザ加熱設備は、物質を溶解させるレーザ光を光軸センタを中心に出射するワンチップ半導体レーザ光源を具備するレーザ加熱装置と、前記レーザ加熱装置のワンチップ半導体レーザ光源へ出力する駆動電流を制御する電流制御回路を設けたワンチップ半導体レーザ光源電源装置を備え、前記レーザ加熱装置と前記ワンチップ半導体レーザ光源電源装置が電力用ケーブルで接続されているレーザ加熱設備であって、前記レーザ加熱装置は、前記ワンチップ半導体レーザ光源の前方、且つ前記光軸センタ上でレーザ偏光方向を直線通過する方向に配置されている偏光プリズムと、前記偏光プリズムの一側面に設けられている可視光ワンチップ半導体レーザ光源を備え、前記電力用ケーブルは、前記ワンチップ半導体レーザ光源と前記ワンチップ半導体レーザ光源電源装置を接続する第1プラス電源ラインと、前記可視光ワンチップ半導体レーザ光源と前記ワンチップ半導体レーザ光源電源装置を接続する第2プラス電源ラインから構成され、これら第1プラス電源ラインおよび第2プラス電源ラインはそれぞれ、前記ワンチップ半導体レーザ光源および前記可視光ワンチップ半導体レーザ光源に所望の動作電圧を供給するよう、線形および線の長さを調整して、線間抵抗が所望の値となるよう形成されていることを特徴としたものである。   The laser heating facility according to claim 6 is a laser heating device including a one-chip semiconductor laser light source that emits a laser beam for dissolving a substance around an optical axis center, and a one-chip semiconductor laser light source of the laser heating device. A laser heating facility comprising a one-chip semiconductor laser light source power supply device provided with a current control circuit for controlling a drive current output to the laser heating device, wherein the laser heating device and the one-chip semiconductor laser light source power supply device are connected by a power cable. The laser heating device is provided on the one side of the polarizing prism, and a polarizing prism disposed in front of the one-chip semiconductor laser light source and on the optical axis center in a direction that linearly passes the laser polarization direction. A visible light one-chip semiconductor laser light source, and the power cable is connected to the one-chip semiconductor laser. A first plus power supply line connecting a light source and the one-chip semiconductor laser light source power supply device; and a second plus power supply line connecting the visible light one-chip semiconductor laser light source and the one-chip semiconductor laser light source power supply device. The first plus power supply line and the second plus power supply line are respectively adjusted in linear and line length so as to supply a desired operating voltage to the one-chip semiconductor laser light source and the visible light one-chip semiconductor laser light source, The line resistance is formed to have a desired value.

本発明のレーザ加熱設備は、予め温度センサにより測定されたワンチップ半導体レーザ光源の温度に基づいて、温度測定回路によりワンチップ半導体レーザ光源の温度特性を求め、この温度特性に基づいて、電流波形調整手段により第1目標駆動電流値,第2目標駆動電流値,第1設定時間,第2設定時間を設定し、電流制御回路より第1目標駆動電流値を第1設定時間の間、続いて第2目標駆動電流値を第2設定時間の間、ワンチップ半導体レーザ光源へ出力することにより、温度上昇に伴うワンチップ半導体レーザ光源のレーザ光の出力低下を補償することができ、また上記各目標駆動電流および設定時間を現場で間単に設定変更することができるため、ワンチップ半導体レーザ光源より安定したレーザ光を出射することができる。   The laser heating facility of the present invention obtains the temperature characteristic of the one-chip semiconductor laser light source by the temperature measurement circuit based on the temperature of the one-chip semiconductor laser light source measured in advance by the temperature sensor, and based on this temperature characteristic, the current waveform The first target drive current value, the second target drive current value, the first set time, and the second set time are set by the adjusting means, and the first target drive current value is continuously set for the first set time by the current control circuit. By outputting the second target drive current value to the one-chip semiconductor laser light source for the second set time, it is possible to compensate for the decrease in the output of the laser light from the one-chip semiconductor laser light source due to the temperature rise. Since the target drive current and set time can be simply changed on site, stable laser light can be emitted from the one-chip semiconductor laser light source.

また、ワンチップ半導体レーザ光源電源装置内に電圧調整を行う複雑な回路を備える必要が無いため、レーザ加熱設備におけるワンチップ半導体レーザ光源電源装置の製造コストを大幅に低減することができる。   Further, since it is not necessary to provide a complicated circuit for adjusting the voltage in the one-chip semiconductor laser light source power supply device, the manufacturing cost of the one-chip semiconductor laser light source power supply device in the laser heating facility can be greatly reduced.

(実施の形態1)
以下に、本発明の実施の形態1におけるレーザ加熱設備について、図面を参照しながら説明する。なお、レーザ加熱装置からレーザ光を出射する方向を前方向、この前方向とは逆の方向を後方向、これらの前後方向Xと水平面上で直角な方向を左右方向Yとする。また上下方向をZとする。
(Embodiment 1)
Below, the laser heating equipment in Embodiment 1 of this invention is demonstrated, referring drawings. A direction in which laser light is emitted from the laser heating device is a forward direction, a direction opposite to the front direction is a rear direction, and a direction perpendicular to the front-rear direction X on the horizontal plane is a left-right direction Y. The vertical direction is Z.

図1に本発明の実施の形態1におけるレーザ加熱設備の構成を示す。
図1(a),図1(b)に示すように、レーザ光の集光部に向けて物質を溶解させるレーザ光を出射するレーザ加熱装置1は、アルマイト処理されたアルミニウム合金(Al合金)により形成されているホルダー本体2Aとホルダー本体2Aの上部に搭載されるホルダカバー2Bとから形成されているホルダー2と、ホルダー本体2Aの内面のうち、左右側面および下面に設けられている熱伝導絶縁シート3と、ホルダカバー2Bの下面に設けられているインジニウムシート(以下、Inシートという)4と、各熱伝導絶縁シート3およびInシート4と当接して設けられているヒートシンク(銅ブロック)5と、ヒートシンク5の前面に固定ネジ6により固定され、レーザ光Lを光軸センタ7を中心に出射する出射部8を有するワット級ワンチップ半導体レーザ(LD)(ワンチップ半導体レーザ光源の一例)9と、ホルダー2の前方において光軸センタ7を中心として配置され、ワット級ワンチップ半導体レーザ9の出射部8から出射されるレーザ光Lを集光させる非球面レンズ10と、非球面レンズ10を保持し、非球面レンズ10の前方に位置する場所に可視光カットフィルタ11Aが設けられているレンズ保持部11と、ヒートシンク5に接続されているプラス電源ライン12Aと、ヒートシンク5に接続されている第1マイナス電源ライン12Bと、ワット級ワンチップ半導体レーザ9に接続されている第2マイナス電源ライン12Cを有する電力用ケーブル12と、ヒートシンク5に内蔵され、ワット級ワンチップ半導体レーザ9の温度を測定するサーミスタ(温度センサの一例)13Aと、このサーミスタ13Aに接続されているサーミスタ用ケーブル(温度センサ用ケーブルの一例)13と、ワット級ワンチップ半導体レーザ9から出射されるレーザ光Lの戻光を検知するフォトダイオード(光センサ)14Aと、このフォトダイオード14Aに接続されているフォトダイオード用ケーブル(光センサ用ケーブルの一例)14と、ホルダカバー2Bの各角部に上下方向Zに設けられ、ホルダー2を取り付け板15などに取り付ける取付ネジ16などから構成されている。なお、レーザ加熱装置1は、前記プラス電源ライン12Aと第1マイナス電源ライン12Bと第2マイナス電源ライン12Cからなる電力用ケーブル12によりワット級ワンチップ半導体レーザ電源装置21(以下、LD電源装置という)(詳細は後述する)と接続されている。
FIG. 1 shows the configuration of the laser heating equipment in Embodiment 1 of the present invention.
As shown in FIGS. 1 (a) and 1 (b), a laser heating device 1 that emits a laser beam that dissolves a substance toward a laser beam condensing unit is an alumite-treated aluminum alloy (Al alloy). The holder 2 formed by the holder body 2A formed by the above and the holder cover 2B mounted on the upper part of the holder body 2A, and the heat conduction provided on the left and right side surfaces and the lower surface of the inner surface of the holder body 2A An insulating sheet 3, an indium sheet (hereinafter referred to as an In sheet) 4 provided on the lower surface of the holder cover 2B, and a heat sink (copper block) provided in contact with each of the heat conductive insulating sheet 3 and the In sheet 4 ), And a watt-class wafer having an emission portion 8 that is fixed to the front surface of the heat sink 5 by a fixing screw 6 and emits the laser beam L around the optical axis center 7. Laser light emitted from a chip semiconductor laser (LD) (an example of a one-chip semiconductor laser light source) 9 and an optical axis center 7 in front of the holder 2 and emitted from an emission portion 8 of the watt-class one-chip semiconductor laser 9 Connected to the heat sink 5 and the aspherical lens 10 for condensing L, the lens holding unit 11 that holds the aspherical lens 10, and is provided with a visible light cut filter 11 </ b> A at a position in front of the aspherical lens 10. A power cable 12 having a positive power line 12A, a first negative power line 12B connected to the heat sink 5, and a second negative power line 12C connected to the watt-class one-chip semiconductor laser 9, A thermistor (temperature) built in the heat sink 5 and measures the temperature of the watt-class one-chip semiconductor laser 9 An example of a sensor) 13A, a thermistor cable (an example of a temperature sensor cable) 13 connected to the thermistor 13A, and a photo for detecting the return light of the laser light L emitted from the watt-class one-chip semiconductor laser 9 A diode (light sensor) 14A, a photodiode cable 14 (an example of a light sensor cable) connected to the photodiode 14A, and a vertical direction Z are provided at each corner of the holder cover 2B. It is comprised from the attachment screw 16 etc. which are attached to the attachment board 15 grade | etc.,. The laser heating device 1 has a watt-class one-chip semiconductor laser power supply 21 (hereinafter referred to as an LD power supply) using a power cable 12 including the positive power supply line 12A, the first negative power supply line 12B, and the second negative power supply line 12C. ) (Details will be described later).

なお、各ケーブル12,13,14をホルダー2内に挿入する際、ホルダー2における各ケーブル12,13,14の挿入部分には黒色シール材17が設けられ、各ケーブル12,13,14が固定されている。   When the cables 12, 13, and 14 are inserted into the holder 2, a black seal material 17 is provided at the insertion portion of the cables 12, 13, and 14 in the holder 2, and the cables 12, 13, and 14 are fixed. Has been.

上記ワット級ワンチップ半導体レーザ9に形成されている出射部8は、スロー方向の発光幅が0.5mm、ファースト方向の発光幅が1μmとされている。なお、出射部8におけるスロー方向の発光幅は0.05mm〜0.5mmであればよい。また、上記非球面レンズ10は、レンズの明るさを示すF値がF4〜F9、下位口数NAが0.3以上の非球面レンズを使用する。   The emission part 8 formed in the watt-class one-chip semiconductor laser 9 has a light emission width in the slow direction of 0.5 mm and a light emission width in the fast direction of 1 μm. Note that the emission width in the slow direction at the emission portion 8 may be 0.05 mm to 0.5 mm. The aspherical lens 10 is an aspherical lens having F values F4 to F9 indicating the brightness of the lens and a lower numerical aperture NA of 0.3 or more.

次に、上記レーザ加熱装置1を駆動制御するLD電源装置21の構成を説明する。
図2,図3に示すように、LD電源装置21は、側板部22Aと底板部22Bから形成されているL型シャーシ22と、底板部22Bに支持体23を介して設けられているワット級ワンチップ半導体レーザ基板(以下、LD基板という)24と、LD基板24を覆うように配置されたカバー25内に設けられているスイッチング電源26から構成されている。
Next, the configuration of the LD power supply device 21 that drives and controls the laser heating device 1 will be described.
As shown in FIGS. 2 and 3, the LD power supply device 21 includes an L-shaped chassis 22 formed of a side plate portion 22A and a bottom plate portion 22B, and a watt class provided on the bottom plate portion 22B via a support 23. A one-chip semiconductor laser substrate (hereinafter referred to as an LD substrate) 24 and a switching power source 26 provided in a cover 25 disposed so as to cover the LD substrate 24 are configured.

上記LD基板24は、外部よりAC100Vを入力する電源用コネクタ31と、サーミスタ用ケーブル13と接続されるサーミスタ用端子台32と、フォトダイオード用ケーブル14と目標駆動電流Iをオン・オフするスイッチ(切換部)35とが接続される端子台33と、レーザ加熱装置1のワット級ワンチップ半導体レーザ9へ駆動電流Iを出力する出力用端子34と、ワット級ワンチップ半導体レーザ9へ出力する第1目標駆動電流Iを設定する第1電流用トリマー抵抗(第1電流用可変抵抗器)38Aと、ワット級ワンチップ半導体レーザ9へ出力する第2目標駆動電流Iを設定する第2電流用トリマー抵抗(第2電流用可変抵抗器)38Bと、第1目標駆動電流Iを出力する時間である第1設定時間Tを設定する第1タイマ用トリマー抵抗(第1タイマ用可変抵抗器)39Aと、第2目標駆動電流Iを出力する時間である第2設定時間Tを設定する第2タイマ用トリマー抵抗(第2タイマ用可変抵抗器)39Bと、目標駆動電流I(第1駆動電流I)の出力のスタートおよびストップを行う第1スイッチ40A,LD電源装置21の動作モード(例えばCWモードやPLSモード)を選択する第2スイッチ40B,最大出力電流(3.3Aもしくは8A)を選択する第3スイッチ40Cを有するディップスイッチ40などを備えている。なお、第1電流用トリマー抵抗38Aと、第2電流用トリマー抵抗38Bと、第1タイマ用トリマー抵抗39Aと、第2タイマ用トリマー抵抗39Bとにより、ワット級ワンチップ半導体レーザ9へ出力する駆動電流Iを設定する電流波形調整手段41が形成されている。 The LD substrate 24 includes a power connector 31 for inputting AC 100 V from the outside, a thermistor terminal block 32 connected to the thermistor cable 13, a photodiode cable 14, and a switch for turning on and off the target drive current I ( A switching block 35), a terminal block 33 to which the drive unit I is connected, an output terminal 34 for outputting a drive current I to the watt-class one-chip semiconductor laser 9 of the laser heating device 1, and a first output to the watt-class one-chip semiconductor laser 9. the second current setting a first current trimmer resistor (variable resistor for the first current) 38A for setting a target drive current I 1, the watt one-chip semiconductor second target drive current I 2 to be output to the laser 9 First trimmer resistor (second current variable resistor) 38B and a first set time T 1 which is a time for outputting the first target drive current I 1 A timer trimmer resistor (variable resistor for the first timer) 39A, a second timer trimmer resistor (second variable timer to set a second set time T 2 is a second target drive current time of outputting the I 2 Resistor) 39B and the first switch 40A for starting and stopping the output of the target drive current I (first drive current I 1 ) and the operation mode (for example, CW mode or PLS mode) of the LD power supply 21 are selected. And a dip switch 40 having a third switch 40C for selecting a maximum output current (3.3 A or 8 A). The first current trimmer resistor 38A, the second current trimmer resistor 38B, the first timer trimmer resistor 39A, and the second timer trimmer resistor 39B are driven to output to the watt class one-chip semiconductor laser 9. Current waveform adjusting means 41 for setting the current I is formed.

またLD基板24には、サーミスタ13Aにより測定(検出)されるワット級ワンチップ半導体レーザ9の温度を入力し、ワット級ワンチップ半導体レーザ9の温度特性を得るための温度測定回路42と、スイッチ35および電流波形調整手段41と接続され、電流波形調整手段41により設定された駆動電流Iを出力する電流制御回路43が設けられている。なお、温度測定回路42には、温度測定回路42が測定した温度を表示する手段として、例えば温度表示器(温度表示手段)44が接続されている。   Further, the temperature of the watt class one-chip semiconductor laser 9 measured (detected) by the thermistor 13A is input to the LD substrate 24, and a temperature measurement circuit 42 for obtaining the temperature characteristics of the watt class one-chip semiconductor laser 9, and a switch 35 and the current waveform adjusting means 41, and a current control circuit 43 that outputs the drive current I set by the current waveform adjusting means 41 is provided. For example, a temperature indicator (temperature display means) 44 is connected to the temperature measurement circuit 42 as means for displaying the temperature measured by the temperature measurement circuit 42.

なお、このLD電源装置21は、L型シャーシ22を他のフレームに取り付けることにより放熱を行う自然空冷式とされている。
以下に、上記した実施の形態1における作用を、図4、図5を参照しながら説明する。
The LD power supply device 21 is of a natural air cooling type that dissipates heat by attaching an L-shaped chassis 22 to another frame.
Hereinafter, the operation in the first embodiment will be described with reference to FIGS.

まず、予めサーミスタ13Aでワット級ワンチップ半導体レーザ9の温度を測定して、温度測定回路42によりワット級ワンチップ半導体レーザ9の温度特性を得て、温度表示器44に計測された温度を表示させる。   First, the temperature of the watt class one-chip semiconductor laser 9 is measured in advance by the thermistor 13A, the temperature characteristic of the watt class one-chip semiconductor laser 9 is obtained by the temperature measurement circuit 42, and the measured temperature is displayed on the temperature display 44. Let

ここで、ワット級ワンチップ半導体レーザ9から出力されるレーザ光Lが一定のパワーを得るためには、図5の実線に示すように、ワット級ワンチップ半導体レーザ9の温度が25℃、LD基板24から出力される駆動電流がIのとき、LD基板24から出力される駆動電流Iとワット級ワンチップ半導体レーザ9の温度との関係を示すグラフの傾き(以下、グラフの傾きという)がθとなる必要がある。 Here, in order to obtain a constant power for the laser light L output from the watt-class one-chip semiconductor laser 9, the temperature of the watt-class one-chip semiconductor laser 9 is 25 ° C., as shown by the solid line in FIG. When the drive current output from the substrate 24 is IV , the slope of the graph indicating the relationship between the drive current I output from the LD substrate 24 and the temperature of the watt-class one-chip semiconductor laser 9 (hereinafter referred to as the slope of the graph). Needs to be θ 1 .

このため、ワット級ワンチップ半導体レーザ9の発熱により温度が上昇した場合、温度測定回路42により、図5の一点鎖線に示すように、ワット級ワンチップ半導体レーザ9の温度上昇によりワット級ワンチップ半導体レーザ9の温度が上昇してグラフの傾きがθとなる温度特性が得られるため、グラフの傾きがθとなるよう、電流波形調整手段41により調整する。 Therefore, when the temperature rises due to the heat generated by the watt-class one-chip semiconductor laser 9, the temperature measurement circuit 42 causes the watt-class one-chip semiconductor laser 9 to rise as the temperature rises as shown by the one-dot chain line in FIG. Since the temperature characteristic of the temperature of the semiconductor laser 9 increasing and the slope of the graph becomes θ 2 is obtained, the current waveform adjusting means 41 adjusts so that the slope of the graph becomes θ 1 .

すなわち、ワット級ワンチップ半導体レーザ9の温度が10℃上昇した場合、25℃地点でのグラフの傾きをθとするためには、所定時間経過後、目標駆動電流Iを5%〜7%程度増加させる必要があるため、グラフの傾きがθとなるよう、電流波形調整手段41により調整する。 That is, when the temperature of the watt-class one-chip semiconductor laser 9 is increased by 10 ° C., the target drive current I is set to 5% to 7% after a predetermined time has elapsed in order to set the slope of the graph at the 25 ° C. point to θ 1. Since it is necessary to increase the degree, the current waveform adjusting means 41 adjusts so that the inclination of the graph becomes θ 1 .

次に、上記ワット級ワンチップ半導体レーザ9の温度特性に基づいて、以下の手順により、LD基板24の出力用端子34から出力される目標駆動電流Iの設定を電流波形調整手段41により行う。   Next, based on the temperature characteristics of the watt-class one-chip semiconductor laser 9, the target drive current I output from the output terminal 34 of the LD substrate 24 is set by the current waveform adjusting means 41 according to the following procedure.

1、第1電流用トリマー抵抗38Aにより、第1設定時間T内にワット級ワンチップ半導体レーザ9へ出力される第1目標駆動電流値Iを設定する。
2、第2電流用トリマー抵抗38Bにより、第2設定時間T内にワット級ワンチップ半導体レーザ9へ出力される第2目標駆動電流値Iを設定する。
1. The first target drive current value I 1 output to the watt class one-chip semiconductor laser 9 is set within the first set time T 1 by the first current trimmer resistor 38A.
2. The second target drive current value I 2 output to the watt class one-chip semiconductor laser 9 is set within the second set time T 2 by the second current trimmer resistor 38B.

3、第1タイマ用トリマー抵抗39Aにより、第1設定時間Tの長さを設定する。
4、第2タイマ用トリマー抵抗39Bにより、第2設定時間Tの長さを設定する。
5、スイッチ35をオン、またはディップスイッチ40の第1スイッチ40Aをオン(スタート)にする。
3, the first timer trimmer resistor 39A, sets the length of the first set time T 1.
4, the second timer trimmer resistor 39B, sets the length of the second set time T 2.
5. Turn on the switch 35 or turn on (start) the first switch 40A of the dip switch 40.

以上の手順により、第1目標駆動電流値I,第2目標駆動電流値I,第1設定時間T,第2設定時間Tが設定されると、電流制御回路43によりこれら設定値に基づいて、図4に示すように、第1設定時間Tの間、LD基板24の出力用端子34より第1目標駆動電流Iがワット級ワンチップ半導体レーザ9へ出力され、第1設定時間T経過後、第2設定時間Tの間においては、LD基板24の出力用端子34より第2目標駆動電流Iがワット級ワンチップ半導体レーザ9へ出力され、スイッチ35をオフ、またはディップスイッチ40の第1スイッチ40Aをオフ(ストップ)、または設定された第1設定時間Tおよび第2設定時間Tが経過することにより、上記目標駆動電流Iの出力が停止される。なお、設定された第1設定時間Tおよび第2設定時間Tの経過後、もしくは第1設定時間Tおよび第2設定時間Tの経過中に、一度スイッチ35をオフさせ、再度スイッチ35をオンすることにより、目標駆動電流Iは再び出力される。 When the first target drive current value I 1 , the second target drive current value I 2 , the first set time T 1 , and the second set time T 2 are set by the above procedure, the current control circuit 43 sets these set values. 4, the first target drive current I 1 is output from the output terminal 34 of the LD substrate 24 to the watt class one-chip semiconductor laser 9 for the first set time T 1 , as shown in FIG. After the set time T 1 has elapsed, during the second set time T 2 , the second target drive current I 2 is output from the output terminal 34 of the LD substrate 24 to the watt-class one-chip semiconductor laser 9 and the switch 35 is turned off. , or by the first switch 40A off of the dIP switch 40 (stop), or first set time T 1 and the second set time T 2 that has been set elapses, the output of the target drive current I is stopped . Incidentally, after the first set time T 1 and the second set time T 2 that has been set, or the first in the course of the set time T 1 and the second set time T 2, is turned off once the switch 35, the switch again By turning on 35, the target drive current I is output again.

このように、予めサーミスタ13Aにより測定されたワット級ワンチップ半導体レーザ9の温度に基づいて、温度測定回路42によりワット級ワンチップ半導体レーザ9の温度特性を求め、この温度特性に基づいて、電流波形調整手段41により第1目標駆動電流値I,第2目標駆動電流値I,第1設定時間T,第2設定時間Tを設定し、電流制御回路43より第1目標駆動電流Iを第1設定時間の間、続いて第2目標駆動電流Iを第2設定時間の間、ワット級ワンチップ半導体レーザ9へ出力することにより、温度上昇に伴うワット級ワンチップ半導体レーザ9のレーザ光Lの出力低下を、第2目標駆動電流値Iを上昇させることにより補償する。 Thus, based on the temperature of the watt class one-chip semiconductor laser 9 measured in advance by the thermistor 13A, the temperature measurement circuit 42 obtains the temperature characteristic of the watt class one-chip semiconductor laser 9, and based on this temperature characteristic, the current A first target drive current value I 1 , a second target drive current value I 2 , a first set time T 1 , and a second set time T 2 are set by the waveform adjusting means 41, and the first target drive current is set by the current control circuit 43. during the I 1 of the first set time, followed by between the second target drive current I 2 of the second set time, by outputting to the watts one-chip semiconductor laser 9, watt one-chip semiconductor laser with increasing temperature 9 is compensated for by increasing the second target drive current value I 2 .

以上のように実施の形態1によれば、予めサーミスタ13Aにより測定されたワット級ワンチップ半導体レーザ9の温度に基づいて、温度測定回路42によりワット級ワンチップ半導体レーザ9の温度特性を求め、この温度特性に基づいて、電流波形調整手段41により第1目標駆動電流値I,第2目標駆動電流値I,第1設定時間T,第2設定時間Tを設定し、電流制御回路43より第1目標駆動電流Iを第1設定時間の間、続いて第2目標駆動電流Iを第2設定時間の間、ワット級ワンチップ半導体レーザ9へ出力することにより、温度上昇に伴うワット級ワンチップ半導体レーザ9のレーザ光Lの出力低下を補償することができ、また上記各目標駆動電流I,Iおよび設定時間T,Tを現場で間単に設定変更することができるため、ワット級ワンチップ半導体レーザ9より安定したレーザ光Lを出射することができる。 As described above, according to the first embodiment, the temperature characteristic of the watt class one-chip semiconductor laser 9 is obtained by the temperature measurement circuit 42 based on the temperature of the watt class one-chip semiconductor laser 9 measured in advance by the thermistor 13A. Based on this temperature characteristic, the first target drive current value I 1 , the second target drive current value I 2 , the first set time T 1 , and the second set time T 2 are set by the current waveform adjusting means 41 to control the current. The circuit 43 outputs the first target drive current I 1 to the watt-class one-chip semiconductor laser 9 for the first set time, and then outputs the second target drive current I 2 to the watt-class one-chip semiconductor laser 9 for the second set time. simply setting between watt one chip can compensate for reduction in the output of the laser beam L of the semiconductor laser 9, also the respective target drive current I 1, I 2 and the set time T 1, T 2 in the field due to It is possible to change, it is possible to emit a stable laser beam L from the watt one-chip semiconductor laser 9.

また、実施の形態1によれば、LD電源装置21内に電圧調整を行う複雑な回路(APC回路等)を備える必要が無いため、レーザ加熱設備におけるLD電源装置21の製造コストを大幅に低減することができる。   In addition, according to the first embodiment, since it is not necessary to provide a complicated circuit (APC circuit or the like) that performs voltage adjustment in the LD power supply device 21, the manufacturing cost of the LD power supply device 21 in the laser heating facility is significantly reduced. can do.

また、実施の形態1の如く、フレキシブルプリント配線板用コネクタ(FPC用コネクタ)や電子デバイス等の被加熱部に対してはんだ付けを行う際、2つのレーザ加熱装置に、それぞれ異なる第1目標駆動電流値I,第2目標駆動電流値I,第1設定時間T,第2設定時間Tを設定することも可能である。この構成により、一方のレーザ加熱装置から第1目標駆動電流値Iを先行して出力してレーザ光を出力した後に、他方のレーザ加熱装置から一方のレーザ加熱装置に設定された第1目標駆動電流値Iより遅れて第2目標駆動電流値Iを出力してレーザ光を出力することにより、すなわち各レーザ加熱装置から加工対象物に対して異なるタイミングでレーザ光Lを出射することにより、余熱効果を利用し、アライメント(位置調整)を行いながらはんだ付けを行うことができる。 In addition, as in the first embodiment, when soldering a heated portion such as a flexible printed wiring board connector (FPC connector) or an electronic device, different first target drives are used for the two laser heating devices. It is also possible to set the current value I 1 , the second target drive current value I 2 , the first set time T 1 , and the second set time T 2 . With this configuration, a first targets set by the output from one laser heating device prior to the first target drive current value I 1 after outputting the laser beam, on one of the laser heating apparatus from the other laser heating device By outputting the second target drive current value I 2 with a delay from the drive current value I 1 and outputting the laser beam, that is, the laser beam L is emitted from each laser heating device to the object to be processed at different timings. Thus, it is possible to perform soldering while performing alignment (position adjustment) using the residual heat effect.

なお、実施の形態1では、第1電流用トリマー抵抗38A,第2電流用トリマー抵抗38B,第1タイマ用トリマー抵抗39A,第2タイマ用トリマー抵抗39Bにより、目標駆動電流を出力する時間(第1設定時間T,第2設定時間T)および目標駆動電流の値(第1目標駆動電流値I,第2目標駆動電流値I)を2段に分けていたが、電流用トリマー抵抗およびタイマ用トリマー抵抗を増設等することにより、目標駆動電流を出力する時間および目標駆動電流の値を2段以上に分けてもよい。 In the first embodiment, the time (first time) during which the target drive current is output by the first current trimmer resistor 38A, the second current trimmer resistor 38B, the first timer trimmer resistor 39A, and the second timer trimmer resistor 39B. 1 set time T 1 , second set time T 2 ) and target drive current values (first target drive current value I 1 , second target drive current value I 2 ) are divided into two stages, but the current trimmer The time for outputting the target drive current and the value of the target drive current may be divided into two or more stages by adding resistors and timer trimmer resistors.

また、実施の形態1では、ホルダカバー2Bの下面にInシート4が設けられていたが、熱伝導絶縁シートであってもよい。
また、実施の形態1では、サーミスタ13Aに接続されているサーミスタ用ケーブル13とフォトダイオード14Aに接続されているフォトダイオード用ケーブル14が使用されていたが、図6に示すように、ホルダー2の後方に設けられている本体側コネクタ51と、本体側コネクタ51と連結され、LD電源装置21に接続されているコネクタケーブル52の先端に設けられているケーブル側コネクタ53を具備したレーザ加熱設備であってもよい。なお、レーザ加熱装置1内には、フォトダイオード14Aがワット級ワンチップ半導体レーザ9の出射部8と同じ空間Sの光を検出するように配置されている。
In the first embodiment, the In sheet 4 is provided on the lower surface of the holder cover 2B. However, a heat conductive insulating sheet may be used.
Further, in the first embodiment, the thermistor cable 13 connected to the thermistor 13A and the photodiode cable 14 connected to the photodiode 14A are used. However, as shown in FIG. A laser heating facility provided with a main body side connector 51 provided at the rear and a cable side connector 53 connected to the main body side connector 51 and provided at the tip of a connector cable 52 connected to the LD power supply device 21. There may be. In the laser heating apparatus 1, the photodiode 14 </ b> A is arranged so as to detect light in the same space S as the emission part 8 of the watt-class one-chip semiconductor laser 9.

図7に示すように、上記レーザ加熱装置1の本体側コネクタ51は、サーミスタ13Aの一端と接続されている第1ピン51Aと、サーミスタ13Aの他端と接続されている第2ピン51Bと、フォトダイオード14Aの一端と接続されている第3ピン51Cと、フォトダイオード14Aの他端およびリレー54の電磁石54Aの一端と接続されている第4ピン51Dと、リレー54の電磁石54Aの他端と接続されている第5ピン51Eを備えている。なお、上記リレー54の接点部(NC)54Bは、ワット級ワンチップ半導体レーザ9と接続されるとともに、LD基板24の出力用端子34と接続されている。   As shown in FIG. 7, the main body side connector 51 of the laser heating device 1 includes a first pin 51A connected to one end of the thermistor 13A, a second pin 51B connected to the other end of the thermistor 13A, A third pin 51C connected to one end of the photodiode 14A, a fourth pin 51D connected to the other end of the photodiode 14A and one end of the electromagnet 54A of the relay 54, and the other end of the electromagnet 54A of the relay 54 A fifth pin 51E is provided. The contact portion (NC) 54B of the relay 54 is connected to the watt-class one-chip semiconductor laser 9 and to the output terminal 34 of the LD substrate 24.

なお、第1ピン51Aおよび第2ピン51Bは、コネクタケーブル52を介してLD電源装置21の温度測定回路42と接続され、第3ピン51Cは、コネクタケーブル52を介してLD電源装置21のパワー測定回路56と接続され、第4ピン51Dは、コネクタケーブル52を介してLD電源装置21内のグランド57に接地され、第5ピン51Eは、コネクタケーブル52を介してLD電源装置21の電源VCC58と接続されている。また、電流制御回路43には、フォトダイオード14Aによって計測されたワット級ワンチップ半導体レーザ9のレーザパワーの最終値が、設定範囲内であるかを比較する比較制御部43Aが設けられている。 The first pin 51A and the second pin 51B are connected to the temperature measurement circuit 42 of the LD power supply device 21 via the connector cable 52, and the third pin 51C is the power of the LD power supply device 21 via the connector cable 52. The fourth pin 51D is connected to the ground 57 in the LD power supply device 21 via the connector cable 52, and the fifth pin 51E is connected to the power supply V of the LD power supply 21 via the connector cable 52. It is connected to CC 58. Further, the current control circuit 43 is provided with a comparison control unit 43A for comparing whether the final value of the laser power of the watt class one-chip semiconductor laser 9 measured by the photodiode 14A is within the set range.

次に、上記レーザ加熱設備における作用を、図8,図9に基づいて説明する。
まず、ケーブル側コネクタ53を本体側コネクタ51にプラグインしていないとき、リレー54の接点部54Bはショートしている。そして、プラグインしたとき、リレー54の電磁石54Aが動作して、接点部54Bのショートが解除、すなわちオープンとなるため、ワット級ワンチップ半導体レーザ9を静電気から保護することができる。
Next, the operation of the laser heating facility will be described with reference to FIGS.
First, when the cable side connector 53 is not plugged into the main body side connector 51, the contact portion 54B of the relay 54 is short-circuited. When plugged in, the electromagnet 54A of the relay 54 operates to release the short circuit of the contact portion 54B, that is, open, so that the watt class one-chip semiconductor laser 9 can be protected from static electricity.

そして、上述したように電流波形調整手段41により、図8に示すように、ワット級ワンチップ半導体レーザ9のレーザパワー(第1設定時間Tにおいて3W,第2設定時間Tにおいて5W)を設定して電力波形Aを出力し、電力波形Bの第2設定時間Tにおけるレーザパワーの出力が10%ダウンして4.5Wとなり、次に出力される電力波形Cのレーザパワーが、ワット級ワンチップ半導体レーザ9の半導体レーザ素子が劣化することにより、第1設定時間Tおよび第2設定時間Tにおいてそれぞれ10%ダウンして第1設定時間Tにおけるレーザパワーが2.7W、第2設定時間Tにおけるレーザパワーが4.5Wとなった場合、パワー測定回路56は、電力波形Cのレーザパワーの最終値(4.5W)を、フォトダイオード14Aにより測定し、その最終値を比較制御部43Aへ出力する。 Then, as described above, the current waveform adjusting means 41 causes the laser power of the watt class one-chip semiconductor laser 9 (3 W at the first set time T 1 and 5 W at the second set time T 2 ) as shown in FIG. set and outputs a power waveform a, 4.5 w next output is 10% down of the laser power in the second set time T 2 of the power waveform B, then the laser power of the power waveform C to be output, watts As the semiconductor laser element of the class one-chip semiconductor laser 9 deteriorates, the laser power at the first set time T 1 is reduced to 2.7 W by 10% at the first set time T 1 and the second set time T 2 , respectively. when the laser power in the second set time T 2 becomes 4.5 W, the power measurement circuit 56, the final value of the laser power of the power waveform C a (4.5 W), photo The measurement is performed by the diode 14A, and the final value is output to the comparison control unit 43A.

ここで、比較制御部43Aは、その最終値が設定範囲内(例えば4.75W〜5.25W、すなわち第2設定時間Tで設定された5Wの±5%、設定範囲は任意に設定変更可能)であるかどうかを比較し、図9に示すように、上記最終値が設定範囲外であれば、すなわちエラー検知されれば、次に出力される電力波形Dが、当初設定された電力波形Aのレーザパワーの値となるよう、電流制御回路43により電力補償を行う。なお、図9に示すように、一度測定された電力波形の最終値は、次の電力波形の最終値が測定されるまでラッチされる。 Here, the comparison control unit 43A, the final value is within the set range (e.g. 4.75W~5.25W, i.e. ± 5% of 5W set by the second set time T 2, the setting range arbitrarily set and changed As shown in FIG. 9, if the final value is out of the setting range, that is, if an error is detected, the power waveform D that is output next is the power that is initially set. Power compensation is performed by the current control circuit 43 so that the laser power value of the waveform A is obtained. As shown in FIG. 9, the final value of the power waveform once measured is latched until the final value of the next power waveform is measured.

これにより、エラー検知された電力波形の後に出力される電力波形に対して、電力補償を行うことができるため、ワット級ワンチップ半導体レーザ9より所望のレーザパワーを有するレーザ光を出射することができ、また温度補償も有効な状態のままであるため、温度変動があっても上記所望のレーザパワーを出射するために必要な電流が確保される。   As a result, power compensation can be performed on the power waveform output after the power waveform in which an error has been detected, so that laser light having a desired laser power can be emitted from the watt-class one-chip semiconductor laser 9. In addition, since the temperature compensation is still in an effective state, a current necessary for emitting the desired laser power is ensured even if the temperature fluctuates.

なお、上記では電力波形Cのレーザパワーの最終値を比較制御部43Aへ出力していたが、電力波形Bのレーザパワーの最終値を比較制御部43Aへ出力してもよい。すなわち、はじめにエラー検知された電力波形の最終値を比較制御部43Aへ出力してもよく、また設定された回数、エラー検知された後の電力波形の最終値を比較制御部43Aへ出力してもよい。   In the above description, the final value of the laser power of the power waveform C is output to the comparison control unit 43A. However, the final value of the laser power of the power waveform B may be output to the comparison control unit 43A. That is, the final value of the power waveform in which an error has been detected may be output to the comparison control unit 43A. Alternatively, the final value of the power waveform after the error has been detected is output to the comparison control unit 43A. Also good.

また、上記では電力波形の最終値を測定していたが、電流波形におけるいずれかのポイントを測定して、エラー検知を行ってもよい。
(実施の形態2)
以下に、本発明の実施の形態2におけるレーザ加熱設備について、図面を参照しながら説明する。
In the above description, the final value of the power waveform is measured. However, an error may be detected by measuring any point in the current waveform.
(Embodiment 2)
Below, the laser heating equipment in Embodiment 2 of this invention is demonstrated, referring drawings.

図10に本発明の実施の形態2におけるレーザ加熱設備の構成を示す。なお、実施の形態2におけるレーザ加熱装置については、実施の形態1とほぼ同一の構成であるため、詳細な説明を省略し、要部のみ説明する。   FIG. 10 shows the configuration of the laser heating facility in the second embodiment of the present invention. Note that the laser heating apparatus according to the second embodiment has substantially the same configuration as that of the first embodiment, and thus a detailed description thereof will be omitted and only the main part will be described.

図10に示すように、レーザ光の集光部に向けて物質を溶解させる(偏光方向が上下方向となっている)レーザ光を出射するレーザ加熱装置61は、アルマイト処理されたアルミニウム合金(Al合金)により形成されているホルダー62と、ヒートシンク63の前面に固定され、レーザ光Lを光軸センタ64を中心に出射する出射部65を有するワット級ワンチップ半導体レーザ(LD)(ワンチップ半導体レーザ光源の一例)66と、ワット級ワンチップ半導体レーザ66の前方において光軸センタ64を中心として配置され、ワット級ワンチップ半導体レーザ66の出射部65から出射されるレーザ光Lを集光させ、BK7等で形成されている非球面レンズ67と、非球面レンズ67を保持し、非球面レンズ67の前方に位置する場所に可視光カットカバーガラス68Aを有するレンズ保持部68と、ワット級ワンチップ半導体レーザ66と非球面レンズ67の間で、且つ光軸センタ64上でレーザ偏光方向を直線通過する方向に配置されているPBSプリズム(偏光ビームスプリッターともいう)(偏光プリズムの一例)69と、PBSプリズム69の前後方向における左側(一側方)、すなわちホルダー62内部の左側面(一側面)に設けられ、PBSプリズム69で反射されたワンチップ半導体レーザ66から照射されたレーザ光Lの反射光を検出する第1フォトダイオード(第1PD)(第1光センサの一例)70Aと、PBSプリズム69の前後方向における右側(他側方)、すなわちホルダー62内部の右側面(他側面)に設けられ、レーザ光Lの戻光Lを検出する第2フォトダイオード(第2PD)(第2光センサの一例)70Bなどから構成されている。なお、第1フォトダイオード70Aと第2フォトダイオード70Bは、PBSプリズム69を介してそれぞれ対向して設けられている。また、非球面レンズ67と可視光カットカバーガラス68AにはARコートが施されている。 As shown in FIG. 10, a laser heating device 61 that emits a laser beam that dissolves a substance toward the laser beam condensing unit (the polarization direction is the vertical direction) is an alumite-treated aluminum alloy (Al A watt-class one-chip semiconductor laser (LD) (one-chip semiconductor) having a holder 62 formed of an alloy and an emission portion 65 that is fixed to the front surface of the heat sink 63 and emits the laser light L around the optical axis center 64. An example of a laser light source) 66 and a watt-class one-chip semiconductor laser 66 arranged in front of the optical axis center 64 and condensing the laser light L emitted from the emitting portion 65 of the watt-class one-chip semiconductor laser 66. Aspherical lens 67 formed of BK7, etc., and a place that holds the aspherical lens 67 and is located in front of the aspherical lens 67 The lens holding part 68 having the visible light cut cover glass 68A, the watt-class one-chip semiconductor laser 66, and the aspherical lens 67 are arranged on the optical axis center 64 in a direction that linearly passes the laser polarization direction. A PBS prism (also referred to as a polarizing beam splitter) (an example of a polarizing prism) 69 and a left side (one side) of the PBS prism 69 in the front-rear direction, that is, a left side (one side) inside the holder 62 are provided. A first photodiode (first PD) (an example of a first optical sensor) 70A that detects the reflected light of the laser light L emitted from the one-chip semiconductor laser 66 reflected at the right side in the front-rear direction of the PBS prism 69 ( the other side), i.e. provided on the right side surface of the inner holder 62 (the other side), detects the Modohikari L B of the laser beam L And a like second photodiode (second 2PD) (an example of a second optical sensor) 70B to be. The first photodiode 70A and the second photodiode 70B are provided to face each other with the PBS prism 69 interposed therebetween. The aspherical lens 67 and the visible light cut cover glass 68A are AR coated.

また、ワンチップ半導体レーザ光源電源装置(以下、LD電源装置という)71は、第2フォトダイオード70Bにより検出されたレーザ光Lの戻光Lを検出する戻光検出回路72と、第2フォトダイオード70Bが検出した戻光Lと第1フォトダイオード70Aが検出したPBSプリズム69にて反射されたレーザ光Lにより、レーザ加熱装置61を駆動させる駆動電流を制御する電流制御回路73を備えている。なお、レーザ加熱装置61とLD電源装置71は、電力用ケーブル79により接続されている。 Also, one-chip semiconductor laser light source power supply (hereinafter, LD power supply hereinafter) 71, a Modohikari detection circuit 72 for detecting the Modohikari L B of the detected laser light L by the second photodiode 70B, the second photo the laser light L reflected by Modohikari L B and the first photodiode PBS prism 69 70A detects the diode 70B is detected, a current control circuit 73 for controlling a driving current for driving the laser heating apparatus 61 Yes. The laser heating device 61 and the LD power supply device 71 are connected by a power cable 79.

また、戻光検出回路72には、第2フォトダイオード70Bが検出した戻光Lのパワーを表示する戻光レベル表示器(表示手段の一例)72Aが接続されている。
電流制御回路73は、第1フォトダイオード70Aにより検出された反射光のパワーP(電流I)と第2フォトダイオード70Bにより検出されたレーザ光Lの戻光LのパワーP(電流I)を減算してレーザ光Lのフィードバック値である第1差分P(電流I)を求め、予め設定されているレーザ光Lの指令値である指令パワーP(電流I)とレーザ光Lのフィードバック値が一致するように電流制御を行う。
Further, the Modohikari detection circuit 72, 72A (an example of a display unit) Modohikari level indicator second photodiode 70B displays the power of Modohikari L B detected is connected.
The current control circuit 73, the power P 2 (current Modohikari L B of the laser beam L detected by the first power P 1 of the reflected light detected by the photodiode 70A and (current I 1) second photodiode 70B I 2 ) is subtracted to obtain a first difference P F (current I F ) which is a feedback value of the laser beam L, and a command power P V (current I V ) which is a preset command value of the laser beam L. And current control are performed so that the feedback value of the laser beam L matches.

詳細に説明すると、電流制御回路73は、第1フォトダイオード70Aが検出するPBSプリズム69にて反射されたレーザ光L、すなわち反射光のパワーP(電流I)から第2フォトダイオード70Bが検出する戻光LのパワーP(電流I)を減算して第1差分P(電流I)を算出する第1減算器74と、第1減算器74で算出されたフィードバック値である第1差分P(電流I)の値と指令部76(後述する)で設定されている指令パワーP(電流I)(指令値の一例)(後述する)の値(単位)との調整を行い、調整後の第1差分P(電流I)を出力するファンクション部75と、指令パワーP(電流I)を出力する指令部76と、指令部76より出力された指令パワーP(電流I)から、出射されたレーザ光のフィードバック値である第1差分P(電流I)を減算して第2差分P(電流I)を算出する第2減算器77と、第2差分P(電流I)を入力し、この第2差分P(電流I)をなくすように電流制御を行う電流制御部78などにより構成されている。なお、電流制御部78は、電力用ケーブル79内のプラス電源ライン79Aを介してワット級ワンチップ半導体レーザ66と接続されており、またLD電源装置71内のグランド80は電力用ケーブル79内のマイナス電源ライン79Bを介してヒートシンク63と接続されている。 More specifically, the current control circuit 73 determines that the second photodiode 70B is generated from the laser light L reflected by the PBS prism 69 detected by the first photodiode 70A, that is, the power P 1 (current I 1 ) of the reflected light. a first subtractor 74 for calculating a power P 2 of the detection to Modohikari L B first difference P F by subtracting the (current I 2) (current I F), the feedback value calculated by the first subtractor 74 The value of the first difference P F (current I F ) and the command power P V (current I V ) (an example of command value) (described later) set in the command unit 76 (described later) (unit) ), A function unit 75 that outputs the adjusted first difference P F (current I F ), a command unit 76 that outputs command power P V (current I V ), and an output from the command unit 76 Command power P V (electric A second subtractor 77 for calculating a second difference P R (current I R ) by subtracting the first difference P F (current I F ), which is a feedback value of the emitted laser light, from the flow I V ); The second difference P R (current I R ) is input, and the current control unit 78 performs current control so as to eliminate the second difference P R (current I R ). The current control unit 78 is connected to the watt-class one-chip semiconductor laser 66 via a plus power line 79 A in the power cable 79, and the ground 80 in the LD power supply 71 is connected to the power cable 79. The heat sink 63 is connected via a negative power supply line 79B.

以下に、上記した実施の形態2における作用を、図10を参照しながら説明する。
まず、加工対象物Xがレーザ光Lの集光部(加工点)Mにない場合、ワット級ワンチップ半導体レーザ66の出射部65から出射されるレーザ光Lは上下方向Zに偏光しているため、99%以上がPBSプリズム69を透過し、1%以下がPBSプリズム69にて反射される。このPBSプリズム69にて反射されたレーザ光Lは、第1フォトダイオード70Aに検出され、第1減算器74に入力される。なお、上述したように非球面レンズ67と可視光カットカバーガラス68AにはARコートが施されているため、これらからの戻光Lはない。
Hereinafter, the operation in the second embodiment will be described with reference to FIG.
First, when the processing object X is not in the condensing part (processing point) M of the laser light L, the laser light L emitted from the emission part 65 of the watt class one-chip semiconductor laser 66 is polarized in the vertical direction Z. Therefore, 99% or more is transmitted through the PBS prism 69 and 1% or less is reflected by the PBS prism 69. The laser light L reflected by the PBS prism 69 is detected by the first photodiode 70A and input to the first subtracter 74. Since being subjected to AR coating to a non-spherical lens 67 and the visible light cut cover glass 68A as described above, not Modohikari L B from these.

ここで、非球面レンズ67や可視光カットカバーガラス68Aにすす等の汚れが付着すると、これらの汚れにより反射する偏光特性を失った戻光Lが発生し、この戻光Lの一部はPBSプリズム69にて反射される。この戻光Lは、第2フォトダイオード70Bに検出され、第1減算器74に入力されるとともに、戻光検出回路72に入力され、戻光レベル表示器73に戻光レベルが表示される。 Here, the dirt such as soot aspherical lenses 67 and the visible light cut cover glass 68A is attached, Modohikari L B lost polarization characteristic of reflection generated by these stains, some of the Modohikari L B Is reflected by the PBS prism 69. The Modohikari L B is detected in the second photo diode 70B, is input to the first subtracter 74 is input to Modohikari detection circuit 72, Modohikari level is displayed on Modohikari level indicator 73 .

このように、戻光検出回路72により、戻光レベルを検出することができるため、非球面レンズ67や可視光カットカバーガラス68Aの汚れ具合が判断される。
上述したように、第1フォトダイオード70Aが検出するPBSプリズム69にて反射されたレーザ光LのパワーP(例えば0.05W)(電流I)および第2フォトダイオード70Bが検出する戻光LのパワーP(例えば0.01W)(電流I)を入力した第1減算器74は、第1フォトダイオード70Aが検出するPBSプリズム69にて反射されたレーザ光LのパワーP(電流I)から第2フォトダイオード70Bが検出する戻光LのパワーP(電流I)を減算して第1差分P(0.04W)(電流I)を算出し、ファンクション部75により単位調整され(4W)、単位調整された第1差分P(4W)(電流I)を第2減算器77に出力する。
Thus, since the return light level can be detected by the return light detection circuit 72, the degree of contamination of the aspheric lens 67 and the visible light cut cover glass 68A is determined.
As described above, the power P 1 (for example, 0.05 W) (current I 1 ) of the laser light L reflected by the PBS prism 69 detected by the first photodiode 70A and the return light detected by the second photodiode 70B. power P 2 (e.g., 0.01 W) (current I 2) first subtractor 74 input the L B, the power P 1 of the laser beam L reflected by the PBS prism 69 first photodiode 70A detects calculated (current I 1) from the subtracted power P 2 (current I 2) of Modohikari L B of the second photodiode 70B detects the first difference P F (0.04 W) (current I F), The unit 75 is adjusted by the function unit 75 (4 W), and the unit-adjusted first difference P F (4 W) (current I F ) is output to the second subtractor 77.

次に、上記第1差分P(4W)(電流I)および指令部76から出力されている指令パワーP(例えば5W)(電流I)を入力した第2減算器77は、指令部76から出力されている指令パワーP(電流I)から第1差分P(電流I)を減算して第2差分P(1W)(電流I)を算出し、この第2差分P(電流I)を電流制御部78へ出力する。 Next, the second subtractor 77 to which the first difference P F (4 W) (current I F ) and the command power P V (for example, 5 W) (current I V ) output from the command unit 76 are input is a command. The first difference P F (current I F ) is subtracted from the command power P V (current I V ) output from the unit 76 to calculate a second difference P R (1W) (current I R ). Two differences P R (current I R ) are output to the current control unit 78.

そして、上記第2差分P(電流I)を入力した電流制御部78は、この第2差分P(電流I)をなくすよう電流制御(電流補償)を行い、この電流補償された電流を電力用ケーブル79のプラス電源ライン79Aを介してワット級ワンチップ半導体レーザ66へ出力する。 Then, the second differential P R (current I R) current controller 78 inputs a performs current control (current compensation) to eliminate the second difference P R (current I R), which is the current compensation The current is output to the watt-class one-chip semiconductor laser 66 through the positive power supply line 79A of the power cable 79.

このように、電流制御回路73により、レーザ加熱装置61を駆動させる駆動電流の電流制御が行われることにより、ワット級ワンチップ半導体レーザ66から出射されるレーザ光Lを所望のパワーとする。   In this manner, the current control circuit 73 performs current control of the drive current that drives the laser heating device 61, so that the laser light L emitted from the watt-class one-chip semiconductor laser 66 has a desired power.

また、加工対象物Xがレーザ光Lの集光部(加工点)Mに配置された場合、ワット級ワンチップ半導体レーザ66から出射されたレーザ光Lの発光波長は、PBSプリズム69にて透過され、加工によって生じる加工光や熱線は、非球面レンズ67や可視光カットカバーガラス68Aによりほとんどカットされる。   Further, when the processing object X is arranged at the condensing part (processing point) M of the laser beam L, the emission wavelength of the laser beam L emitted from the watt-class one-chip semiconductor laser 66 is transmitted through the PBS prism 69. The processing light and heat rays generated by the processing are almost cut by the aspheric lens 67 and the visible light cut cover glass 68A.

ここで、集光部(加工点)Mでの戻光Lは偏光特性を失っており、この戻光Lの一部は、PBSプリズム69にて反射され、第2フォトダイオード70Bに検出されて、加工対象物Xがレーザ光Lの集光部(加工点)Mにない場合と同様に電流補償が行われるが、わずかな戻光Lが残るため、加工対象物Xを加工する際は、加工対象物Xがレーザ光Lの集光部(加工点)Mにない場合に電流補償された電流値を固定して、その電流をワット級ワンチップ半導体レーザ66へ出力した方がよい。 Here, Modohikari L B in the collecting unit (working point) M have lost polarization characteristics, some of the Modohikari L B is reflected by the PBS prism 69, the detection in the second photodiode 70B is, the object X is but likewise current compensation and not in the light collecting unit (working point) M of the laser beam L is performed, to remain a slight Modohikari L B, processing a processing object X In this case, it is preferable to fix the current compensated current value and output the current to the watt-class one-chip semiconductor laser 66 when the processing object X is not in the condensing part (processing point) M of the laser light L. Good.

以上のように実施の形態2によれば、電流制御回路73により、レーザ加熱装置61を駆動させる駆動電流の電流制御が行われ、ワット級ワンチップ半導体レーザ66から出射されるレーザ光Lを所望のパワーとすることができるため、ワット級ワンチップ半導体レーザ66より安定したレーザ光Lを出射することができる。   As described above, according to the second embodiment, the current control circuit 73 controls the current of the drive current that drives the laser heating device 61, and the laser light L emitted from the watt-class one-chip semiconductor laser 66 is desired. Therefore, a stable laser beam L can be emitted from the watt-class one-chip semiconductor laser 66.

また、実施の形態2によれば、戻光検出回路72により、戻光レベルを検出することができるため、非球面レンズ67や可視光カットカバーガラス68Aの汚れ具合を判断することができる。   Further, according to the second embodiment, since the return light level can be detected by the return light detection circuit 72, the degree of contamination of the aspheric lens 67 and the visible light cut cover glass 68A can be determined.

なお、実施の形態2では、ワット級ワンチップ半導体レーザ66と非球面レンズ67の間にPBSプリズム69が配置されていたが、ガラス板を配置してもよい。しかし、ガラス板を配置した場合、ガラス板の反射ロスが7%程度になるため、ワット級ワンチップ半導体レーザ66への戻光Lが若干増えることとなる。 In the second embodiment, the PBS prism 69 is disposed between the watt-class one-chip semiconductor laser 66 and the aspherical lens 67, but a glass plate may be disposed. However, if you place the glass plate, the reflection loss of the glass plate is about 7%, Modohikari L B to watt one-chip semiconductor laser 66 is be slightly more.

なお、実施の形態2では、ホルダー62内に、PBSプリズム69で反射されたワンチップ半導体レーザ66から照射されたレーザ光Lの反射光を検出する第1フォトダイオード70Aと、レーザ光Lの戻光Lを検出する第2フォトダイオード70Bが設けられていたが、第1フォトダイオード70Aだけ設けてもよい。このとき、第1減算器74は、レーザ光Lの戻光LのパワーP(電流I)を減算することはなく、第1フォトダイオード70Aが検出するPBSプリズム69にて反射されたレーザ光L、すなわち反射光のパワーP(電流I)のみを第1差分P(電流I)として第2減算器77へ出力する。
(実施の形態3)
以下に、本発明の実施の形態3におけるレーザ加熱設備について、図面を参照しながら説明する。
In the second embodiment, the first photodiode 70A for detecting the reflected light of the laser light L emitted from the one-chip semiconductor laser 66 reflected by the PBS prism 69 in the holder 62, and the return of the laser light L. the second photodiode 70B for detecting the light L B are provided, may be provided by the first photodiode 70A. The first subtractor 74 is not able to subtract the power P 2 (current I 2) of Modohikari L B of the laser beam L, the first photodiode 70A is reflected by the PBS prism 69 for detecting Only the laser light L, that is, the power P 1 (current I 1 ) of the reflected light is output to the second subtractor 77 as the first difference P F (current I F ).
(Embodiment 3)
Below, the laser heating equipment in Embodiment 3 of this invention is demonstrated, referring drawings.

図11により本発明の実施の形態3におけるレーザ加熱設備の構成を説明する。なお、実施の形態3におけるレーザ加熱装置については、実施の形態1とほぼ同一の構成であるため、詳細な説明を省略し、要部のみ説明する。   The configuration of the laser heating equipment in Embodiment 3 of the present invention will be described with reference to FIG. Note that the laser heating apparatus according to the third embodiment has substantially the same configuration as that of the first embodiment, and therefore, detailed description thereof will be omitted and only the main part will be described.

図11に示すように、レーザ光の集光部に向けて物質を溶解させるレーザ光を出射するレーザ加熱装置91は、アルマイト処理されたアルミニウム合金(Al合金)により形成されているホルダー92と、前部が立方体形状に切りかかれて突状部93Aが形成されているヒートシンク93と、ヒートシンク93の前面および突状部93Aに当接して固定され、レーザ光Lを光軸センタ94を中心に出射する出射部95を有するワット級ワンチップ半導体レーザ(LD)(ワンチップ半導体レーザ光源の一例)96と、ホルダー92の前方において光軸センタ94を中心として配置され、ワット級ワンチップ半導体レーザ96の出射部95から出射されるレーザ光Lを集光させる、BK7等で形成されている非球面レンズ97と、非球面レンズ97を保持し、非球面レンズ97の前方に位置する場所に可視光カットカバーガラス98Aが設けられているレンズ保持部98と、ヒートシンク93の突状部93Aに埋め込まれたフォトダイオード(PD)(光センサの一例)99と、ワット級ワンチップ半導体レーザ96と非球面レンズ97の間に配置され、且つフォトダイオード99(突状部93A)と当接して設けられているPBSプリズム(偏光ビームスプリッターともいう)(プリズムの一例)100と、PBSプリズム100においてフォトダイオード99が当接している側面と反対側の側面に設けられている可視光ワット級ワンチップ半導体レーザ(可視光LD)(可視光ワンチップ半導体レーザ光源の一例)101と、ヒートシンク93の一側面に貼り付けられているサーミスタ(温度センサの一例)102などにより構成されている。なお、可視光LD101は、アライメント調整をした後、UV接着によりPBSプリズム100に固定されている。また、レーザ加熱装置91は、電力用ケーブル103により、ワット級ワンチップ半導体レーザ96へ出力する駆動電流を制御する電流制御回路106Aを有するワット級ワンチップ半導体レーザ電源装置106(以下、LD電源装置という)(詳細は後述する)と接続されている。   As shown in FIG. 11, a laser heating device 91 that emits a laser beam that dissolves a substance toward a laser beam condensing unit includes a holder 92 formed of an anodized aluminum alloy (Al alloy), A heat sink 93 in which the front part is cut into a cubic shape to form a projecting part 93A, and fixed in contact with the front surface of the heat sink 93 and the projecting part 93A, and emits laser light L around the optical axis center 94. A watt-class one-chip semiconductor laser (LD) (an example of a one-chip semiconductor laser light source) 96 having a light emitting portion 95 and an optical axis center 94 disposed in front of the holder 92; An aspherical lens 97 formed of BK7 or the like for condensing the laser light L emitted from the emission unit 95, and an aspherical lens 7 and a lens holding part 98 in which a visible light cut cover glass 98A is provided at a position located in front of the aspherical lens 97, and a photodiode (PD) embedded in the protruding part 93A of the heat sink 93 ( An example of an optical sensor) 99, a PBS prism (polarizing beam splitter) disposed between the watt-class one-chip semiconductor laser 96 and the aspherical lens 97 and provided in contact with the photodiode 99 (protruding portion 93A). (Also referred to as) (an example of a prism) 100 and a visible light watt class one-chip semiconductor laser (visible light LD) (visible light LD) provided on the side of the PBS prism 100 opposite to the side on which the photodiode 99 abuts. An example of a one-chip semiconductor laser light source) 101 and a substrate attached to one side of the heat sink 93 Star is constituted by such (temperature an example of a sensor) 102. The visible light LD 101 is fixed to the PBS prism 100 by UV adhesion after alignment adjustment. The laser heating device 91 includes a watt-class one-chip semiconductor laser power supply device 106 (hereinafter referred to as an LD power supply device) having a current control circuit 106A that controls a drive current output to the watt-class one-chip semiconductor laser 96 by the power cable 103. (Details will be described later).

また、図11,図12に示すように、ワット級ワンチップ半導体レーザ96は、電力用ケーブル103内の第1プラス電源ライン103Aを介してレーザ加熱装置91へ駆動電流を供給するワンチップ半導体レーザ光源電源装置106のLD+と接続され、可視光LD101は、電力用ケーブル103内の第2プラス電源ライン103Bを介してLD電源装置106のLD+と接続されるとともに、第2マイナス電源ライン105を介してヒートシンク93と接続され、ヒートシンク93のLD−は、電力用ケーブル103内の第1マイナス電源ライン103Cを介してLD電源装置106のLD−と接続されている。なお、サーミスタ102は、サーミスタ用ケーブル(温度センサ用ケーブルの一例)104を介してLD電源装置106のサーミスタ用端子に接続されている。   As shown in FIGS. 11 and 12, the watt-class one-chip semiconductor laser 96 is a one-chip semiconductor laser that supplies a drive current to the laser heating device 91 via the first plus power supply line 103A in the power cable 103. The visible light LD 101 is connected to the LD + of the LD power supply device 106 via the second plus power supply line 103B in the power cable 103 and is connected to the LD + of the LD power supply device 106 via the second minus power supply line 105. The LD− of the heat sink 93 is connected to the LD− of the LD power supply device 106 via the first negative power supply line 103 </ b> C in the power cable 103. The thermistor 102 is connected to a thermistor terminal of the LD power supply device 106 via a thermistor cable (an example of a temperature sensor cable) 104.

上記第1プラス電源ライン103Aおよび第2プラス電源ライン103Bはそれぞれ、ワット級ワンチップ半導体レーザ96および可視光LD101に所望の動作電圧が供給されるよう、各プラス電源ライン103A,103Bの線形や線の長さ等を調整して、各プラス電源ライン103A,103Bの線間抵抗103D,103Eが所望の値である0.1Ωとなるよう形成されている。なお、上記第1マイナス電源ライン103Cおよび第2マイナス電源ライン105は、シールド線により形成されており、線間抵抗は無いものとみなす。   The first positive power supply line 103A and the second positive power supply line 103B are respectively linear or linear in the positive power supply lines 103A and 103B so that a desired operating voltage is supplied to the watt class one-chip semiconductor laser 96 and the visible light LD 101, respectively. Are adjusted so that the line resistances 103D and 103E of the positive power supply lines 103A and 103B have a desired value of 0.1Ω. Note that the first negative power supply line 103C and the second negative power supply line 105 are formed of shield lines, and are regarded as having no line resistance.

以下に、上記した実施の形態3における作用を、図13を参照しながら説明する。
通常、LD電源装置106の出力電圧は2.2Vである。また、ワット級ワンチップ半導体レーザ96が所望のレーザパワー(光出力)Pを得るときに必要な動作電圧は1.7V、動作電流は5A(5A〜10A)であり、可視光LD101が所望のレーザパワー(光出力)Pを得るときに必要な動作電圧は2.2V、動作電流は0.03A(数10mA)である。
Hereinafter, the operation in the third embodiment will be described with reference to FIG.
Usually, the output voltage of the LD power supply device 106 is 2.2V. The operation voltage required when watt one-chip semiconductor laser 96 to obtain a desired laser power (light output) P O is 1.7V, operating current is 5A (5A~10A), visible light LD101 is desired the operating voltage required when obtaining a laser power (light output) P O 2.2V, operating current is 0.03 a (number 10 mA).

ここで、LD電源装置106からワット級ワンチップ半導体レーザ96へ動作電流5Aが供給された場合、第1プラス電源ライン103Aの線間抵抗103Dが0.1Ωであるため、0.5Vの電圧降下が発生し、図13の実線に示すように、ワット級ワンチップ半導体レーザ96には1.7Vの電圧が供給され、ワット級ワンチップ半導体レーザ96から所望のレーザパワーPが出力される。 Here, when the operating current 5A is supplied from the LD power supply device 106 to the watt-class one-chip semiconductor laser 96, the line resistance 103D of the first plus power supply line 103A is 0.1Ω, so that the voltage drop of 0.5V As shown by the solid line in FIG. 13, a voltage of 1.7 V is supplied to the watt class one-chip semiconductor laser 96, and a desired laser power PO is output from the watt class one-chip semiconductor laser 96.

また、LD電源装置106から可視光LD101へ動作電流0.03Aが供給された場合、第2プラス電源ライン103Bの線間抵抗103Eが0.1Ωであるため、0.003Vの電圧降下が発生し、図13の一点鎖線に示すように、可視光LD101には2.197V、すなわち約2.2Vの電圧が供給され、可視光LD101から所望のレーザパワーPが出力される。 Further, when the operating current 0.03A is supplied from the LD power supply device 106 to the visible light LD101, the line resistance 103E of the second plus power supply line 103B is 0.1Ω, so that a voltage drop of 0.003V occurs. 13, a voltage of 2.197 V, that is, about 2.2 V is supplied to the visible light LD 101, and a desired laser power PO is output from the visible light LD 101.

このように、各プラス電源ライン103A,103Bはそれぞれ、ワット級ワンチップ半導体レーザ96および可視光LD101に上記所望の動作電圧が供給されるよう、電力用ケーブル103における各プラス電源ライン103A,103Bの線形や線の長さ等を調整して、適宜、線間抵抗が所望の値となるよう形成されることにより、ワット級ワンチップ半導体レーザ96および可視光LD101から所望のレーザパワーPが出力される。 In this way, the positive power supply lines 103A and 103B are connected to the positive power supply lines 103A and 103B in the power cable 103 so that the desired operating voltage is supplied to the watt-class one-chip semiconductor laser 96 and the visible light LD 101, respectively. A desired laser power PO is output from the watt-class one-chip semiconductor laser 96 and the visible light LD 101 by appropriately adjusting the linearity, the length of the line, and the like so that the line-to-line resistance has a desired value. Is done.

以上のように実施の形態3によれば、各プラス電源ライン103A,103Bはそれぞれ、電力用ケーブル103における各プラス電源ライン103A,103Bの線形や線の長さ等が調整されて、適宜、各プラス電源ライン103A,103Bの線間抵抗が所望の値となるよう形成されることにより、ワット級ワンチップ半導体レーザ96および可視光LD101にはそれぞれ、所望の動作電圧が供給されるため、ワット級ワンチップ半導体レーザ96および可視光LD101より安定したレーザ光を出射することができる。   As described above, according to the third embodiment, each of the positive power supply lines 103A and 103B has its linearity and line length adjusted in the power cable 103, respectively. Since the line resistance of the positive power supply lines 103A and 103B is formed to have a desired value, a desired operating voltage is supplied to the watt class one-chip semiconductor laser 96 and the visible light LD 101, respectively. Stable laser light can be emitted from the one-chip semiconductor laser 96 and the visible light LD 101.

また、実施の形態3によれば、LD電源装置106内に電圧調整を行う複雑な回路(APC回路等)を備える必要が無いため、レーザ加熱設備におけるLD電源装置106の製造コストを大幅に低減することができる。
(実施の形態4)
以下に、本発明の実施の形態4におけるレーザ加熱設備について、図面を参照しながら説明する。
Further, according to the third embodiment, since it is not necessary to provide a complicated circuit (APC circuit or the like) that performs voltage adjustment in the LD power supply device 106, the manufacturing cost of the LD power supply device 106 in the laser heating facility is greatly reduced. can do.
(Embodiment 4)
Below, the laser heating equipment in Embodiment 4 of this invention is demonstrated, referring drawings.

図14により本発明の実施の形態4におけるレーザ加熱設備の構成を説明する。なお、実施の形態4におけるレーザ加熱装置については、実施の形態1から実施の形態3をもとに構成されているため、詳細な説明を省略し、要部のみ説明する。また、上記各実施の形態1、2、3と同一部材のものについては同一番号を付す。   The structure of the laser heating equipment in Embodiment 4 of this invention is demonstrated with FIG. Note that the laser heating apparatus according to the fourth embodiment is configured based on the first to third embodiments, and thus detailed description thereof will be omitted, and only a main part will be described. The same members as those in the first, second, and third embodiments are given the same numbers.

図14に示すように、レーザ光Lの集光部Mに向けて物質を溶解させるレーザ光Lを出射するレーザ加熱装置111は、実施の形態2をもとに構成されており、実施の形態2におけるヒートシンク63およびワット級ワンチップ半導体レーザ66の部分の構成に代わり、実施の形態3におけるヒートシンク93,ワット級ワンチップ半導体レーザ96,PBSプリズム100,可視光LD101,サーミスタ102の構成を備えている。   As shown in FIG. 14, a laser heating device 111 that emits a laser beam L that dissolves a substance toward a condensing unit M of the laser beam L is configured based on the second embodiment. 2, the configuration of the heat sink 93, the watt class one-chip semiconductor laser 96, the PBS prism 100, the visible light LD 101, and the thermistor 102 in the third embodiment is provided instead of the configuration of the heat sink 63 and the watt class one-chip semiconductor laser 66 in FIG. Yes.

上記構成にともない、LD電源装置112には、サーミスタ102により測定(検出)されるワット級ワンチップ半導体レーザ96の温度を入力し、ワット級ワンチップ半導体レーザ96の温度特性を得るための温度測定回路113が設けられており、温度測定回路113には、温度測定回路113が測定した温度を表示する手段として、例えば温度表示器114が接続されている。なお、温度測定回路113は、サーミスタ102とサーミスタ用ケーブル115により接続されている。   With the above configuration, the temperature of the LD power supply device 112 for obtaining the temperature characteristics of the watt-class one-chip semiconductor laser 96 by inputting the temperature of the watt-class one-chip semiconductor laser 96 measured (detected) by the thermistor 102. A circuit 113 is provided, and a temperature indicator 114 is connected to the temperature measurement circuit 113 as a means for displaying the temperature measured by the temperature measurement circuit 113, for example. The temperature measurement circuit 113 is connected to the thermistor 102 by a thermistor cable 115.

また、指令部76には、実施の形態1の第1電流用トリマー抵抗(第1電流用可変抵抗器)121Aと、第2電流用トリマー抵抗(第2電流用可変抵抗器)121Bと、第1タイマ用トリマー抵抗(第1タイマ用可変抵抗器)122Aと、第2タイマ用トリマー抵抗(第2タイマ用可変抵抗器)122Bと、第1スイッチ123A,第2スイッチ123B,第3スイッチ123Cを有するディップスイッチ123と、スイッチ(切換部)124が接続されている。なお、第1電流用トリマー抵抗121Aと、第2電流用トリマー抵抗121Bと、第1タイマ用トリマー抵抗122Aと、第2タイマ用トリマー抵抗122Bとにより、ワット級ワンチップ半導体レーザ96へ出力する駆動電流Iを設定する電流波形調整手段125が形成されている。   The command unit 76 includes a first current trimmer resistor (first current variable resistor) 121A, a second current trimmer resistor (second current variable resistor) 121B, and a first current trimmer resistor of the first embodiment. A first timer trimmer resistor (first timer variable resistor) 122A, a second timer trimmer resistor (second timer variable resistor) 122B, a first switch 123A, a second switch 123B, and a third switch 123C A dip switch 123 and a switch (switching unit) 124 are connected. The first current trimmer resistor 121A, the second current trimmer resistor 121B, the first timer trimmer resistor 122A, and the second timer trimmer resistor 122B are driven to output to the watt class one-chip semiconductor laser 96. Current waveform adjusting means 125 for setting the current I is formed.

また、電流制御回路73は、電力用ケーブル116内の第1プラス電源ライン116Aを介してワット級ワンチップ半導体レーザ96と接続されるとともに、電力用ケーブル116内の第2プラス電源ライン116Bを介して可視光LD101と接続され、またLD電源装置112内のグランド117は、電力用ケーブル116内のマイナス電源ライン116Cを介してヒートシンク93のLD−と接続されている。   The current control circuit 73 is connected to the watt-class one-chip semiconductor laser 96 via the first plus power supply line 116A in the power cable 116 and via the second plus power supply line 116B in the power cable 116. The ground 117 in the LD power supply device 112 is connected to the LD− of the heat sink 93 through the negative power supply line 116 </ b> C in the power cable 116.

以下に、上記した実施の形態4における作用を、図14を参照しながら説明する。
まず、上記実施の形態1と同様に、予めサーミスタ102でワット級ワンチップ半導体レーザ96の温度を測定して、温度測定回路113によりワット級ワンチップ半導体レーザ96の温度特性を得て、温度表示器114に計測された温度を表示させる。そして、ワット級ワンチップ半導体レーザ96から出力されるレーザ光Lが一定のパワーを得られるよう、上記温度特性に基づいて、各駆動電流値を電流波形調整手段125により調整する。
Hereinafter, the operation in the fourth embodiment will be described with reference to FIG.
First, as in the first embodiment, the temperature of the watt class one-chip semiconductor laser 96 is measured in advance by the thermistor 102, the temperature characteristic of the watt class one-chip semiconductor laser 96 is obtained by the temperature measurement circuit 113, and the temperature is displayed. The measured temperature is displayed on the instrument 114. Then, each drive current value is adjusted by the current waveform adjusting means 125 based on the temperature characteristics so that the laser beam L output from the watt-class one-chip semiconductor laser 96 can obtain a constant power.

そして、第1目標駆動電流値I,第2目標駆動電流値I,第1設定時間T,第2設定時間Tが設定され、スイッチ124もしくはディップスイッチ123の第1スイッチ123Aがオンされると、指令部76から第1設定時間Tの間、第1目標駆動電流Iが、指令パワーP(駆動電流I)として第2減算器77を介して電流制御部78へ出力され、第1設定時間T経過後、第2設定時間Tの間においては、第2目標駆動電流Iが、指令パワーP(駆動電流I)として第2減算器77を介して電流制御部78へ出力され、電流制御部78により指令パワーP(駆動電流I)に応じた駆動電流がワット級ワンチップ半導体レーザ96へ出力される。またスイッチ124をオフ、またはディップスイッチ123の第1スイッチ123Aをオフ(ストップ)、または設定された第1設定時間Tおよび第2設定時間Tが経過することにより、上記指令パワーP(駆動電流I)の出力が停止される。なお、設定された第1設定時間Tおよび第2設定時間Tの経過後、もしくは第1設定時間Tおよび第2設定時間Tの経過中に、一度スイッチ124をオフさせ、再度スイッチ124をオンすることにより、指令パワーP(駆動電流I)は再び出力される。 Then, the first target drive current value I 1 , the second target drive current value I 2 , the first set time T 1 , and the second set time T 2 are set, and the switch 124 or the first switch 123A of the dip switch 123 is turned on. Then, during the first set time T 1 from the command unit 76, the first target drive current I 1 is sent to the current control unit 78 via the second subtractor 77 as the command power P V (drive current I V ). The second target drive current I 2 is output as the command power P V (drive current I V ) via the second subtractor 77 during the second set time T 2 after the first set time T 1 has elapsed. The current control unit 78 outputs a drive current corresponding to the command power P V (drive current I V ) to the watt class one-chip semiconductor laser 96. By turning off the switch 124 or the first switch 123A OFF (stop), or configured first set time T 1 and the second set time T 2 of the DIP switches 123, it passes also the command power P V ( The output of the drive current I V ) is stopped. Incidentally, after the first set time T 1 and the second set time T 2 that has been set, or the first in the course of the set time T 1 and the second set time T 2, is turned off once the switch 124, the switch again By turning on 124, the command power P V (drive current I V ) is output again.

このとき、加工対象物Xがレーザ光Lの集光部(加工点)Mにない場合において、ワット級ワンチップ半導体レーザ96の出射部95から出射されるレーザ光Lは、上下方向Zに偏光しているため、99%以上がPBSプリズム100およびPBSプリズム69を透過し、1%以下がPBSプリズム69にて反射される。このPBSプリズム69にて反射されたレーザ光Lは、第1フォトダイオード70Aに検出され、第1減算器74に入力される。   At this time, when the processing object X is not in the condensing part (processing point) M of the laser light L, the laser light L emitted from the emission part 95 of the watt-class one-chip semiconductor laser 96 is polarized in the vertical direction Z. Therefore, 99% or more is transmitted through the PBS prism 100 and the PBS prism 69, and 1% or less is reflected by the PBS prism 69. The laser light L reflected by the PBS prism 69 is detected by the first photodiode 70A and input to the first subtracter 74.

ここで、非球面レンズ67や可視光カットカバーガラス68Aにすす等の汚れが付着すると、これらの汚れにより反射する偏光特性を失った戻光Lが発生し、この戻光Lの一部はPBSプリズム69にて反射される。この戻光Lは、第2フォトダイオード70Bに検出され、第1減算器74に入力されるとともに、戻光検出回路72に入力され、戻光レベル表示器72Aに戻光レベルが表示される。 Here, the dirt such as soot aspherical lenses 67 and the visible light cut cover glass 68A is attached, Modohikari L B lost polarization characteristic of reflection generated by these stains, some of the Modohikari L B Is reflected by the PBS prism 69. The Modohikari L B is detected in the second photo diode 70B, is input to the first subtracter 74 is input to Modohikari detection circuit 72, Modohikari level is displayed on Modohikari level indicator 72A .

このように、戻光検出回路72により、戻光レベルを検出することができるため、非球面レンズ67や可視光カットカバーガラス68Aの汚れ具合が判断される。
また、第1フォトダイオード70Aが検出するPBSプリズム69にて反射されたレーザ光L(反射光)のパワーP(例えば0.05W)(電流I)および第2フォトダイオード70Bが検出する戻光LのパワーP(例えば0.01W)(電流I)を入力した第1減算器74は、第1フォトダイオード70Aが検出するPBSプリズム69にて反射されたレーザ光LのパワーP(電流I)から第2フォトダイオード70Bが検出する戻光LのパワーP(電流I)を減算して、出射されたレーザ光のフィードバック値である第1差分P(0.04W)(電流I)を算出し、ファンクション部75により単位調整され(4W)、単位調整された第1差分P(4W)(電流I)を第2減算器77に出力する。
Thus, since the return light level can be detected by the return light detection circuit 72, the degree of contamination of the aspheric lens 67 and the visible light cut cover glass 68A is determined.
Further, the power P 1 (for example, 0.05 W) (current I 1 ) of the laser light L (reflected light) reflected by the PBS prism 69 detected by the first photodiode 70A and the return detected by the second photodiode 70B. first subtractor 74 input power P 2 of the light L B (e.g. 0.01 W) (current I 2), the power P of the laser light L reflected by the PBS prism 69 first photodiode 70A detects 1 (current I 1) from the subtracted power P 2 (current I 2) of Modohikari L B of the second photodiode 70B detects, first difference P F is a feedback value of the laser light emitted (0 .04W) is calculated (current I F), is the unit adjustment by the function unit 75 (4W), the first difference P F which is the unit adjustment (4W) (current I F) to the second subtractor 77 Forces.

次に、上記第1差分P(電流I)(4W)および指令部76から出力されている指令パワーP(例えば5W)(駆動電流I)を入力した第2減算器77は、指令部76から出力されている指令パワーP(駆動電流I)から第1差分P(電流I)を減算して第2差分P(1W)(電流I)を算出し、この第2差分P(電流I)を電流制御部78へ出力する。 Next, the second subtractor 77 to which the first difference P F (current I F ) (4 W) and the command power P V (for example, 5 W) (drive current I V ) output from the command unit 76 are input, Subtracting the first difference P F (current I F ) from the command power P V (drive current I V ) output from the command unit 76 to calculate a second difference P R (1W) (current I R ); The second difference P R (current I R ) is output to the current control unit 78.

そして、上記第2差分P(電流I)を入力した電流制御部78は、この第2差分P(電流I)をなくすよう電流制御(電流補償)を行い、この電流補償された電流を、電力用ケーブル116の第1プラス電源ライン116Aを介してワット級ワンチップ半導体レーザ96、および第2プラス電源ライン116Bを介して可視光LD101へ出力する。 Then, the second differential P R (current I R) current controller 78 inputs a performs current control (current compensation) to eliminate the second difference P R (current I R), which is the current compensation The current is output to the visible light LD 101 via the first plus power line 116A of the power cable 116 and the watt class one-chip semiconductor laser 96 and the second plus power line 116B.

なお、加工対象物Xがレーザ光Lの集光部(加工点)Mに配置された場合は、加工対象物Xがレーザ光Lの集光部(加工点)Mにない場合に電流補償された電流値を固定して、その電流をワット級ワンチップ半導体レーザ96へ出力した方がよい。   In addition, when the processing object X is arranged in the condensing part (processing point) M of the laser light L, current compensation is performed when the processing object X is not in the condensing part (processing point) M of the laser light L. It is better to fix the current value and output the current to the watt class one-chip semiconductor laser 96.

このように、電流制御回路73により、レーザ加熱装置111を駆動させる駆動電流の電流制御が行われることにより、ワット級ワンチップ半導体レーザ96から出射されるレーザ光Lを所望のパワーとする。   In this way, the current control circuit 73 performs current control of the drive current that drives the laser heating device 111, so that the laser light L emitted from the watt-class one-chip semiconductor laser 96 has a desired power.

ここで、電流制御回路73により電流補償されたワット級ワンチップ半導体レーザ96および可視光LD101へ出力される電流は、ワット級ワンチップ半導体レーザ96および可視光LD101を駆動させるための所望の動作電流となっている。   Here, the current output to the watt class one-chip semiconductor laser 96 and the visible light LD 101 compensated for by the current control circuit 73 is a desired operating current for driving the watt class one-chip semiconductor laser 96 and the visible light LD 101. It has become.

このため、電力用ケーブル116における各プラス電源ライン116A,116Bの線形や線の長さ等を調整することにより、ワット級ワンチップ半導体レーザ96および可視光LD101には所望の動作電圧が供給されるため、ワット級ワンチップ半導体レーザ96および可視光LD101から所望のレーザパワーPが出力される。 Therefore, a desired operating voltage is supplied to the watt-class one-chip semiconductor laser 96 and the visible light LD 101 by adjusting the linearity, line length, and the like of each plus power supply line 116A, 116B in the power cable 116. Therefore, desired laser power PO is output from the watt-class one-chip semiconductor laser 96 and the visible light LD 101.

以上のように実施の形態4によれば、予めサーミスタ102により測定されたワット級ワンチップ半導体レーザ96の温度に基づいて、温度測定回路113によりワット級ワンチップ半導体レーザ96の温度特性を求め、この温度特性に基づいて、電流波形調整手段125により第1目標駆動電流値I,第2目標駆動電流値I,第1設定時間T,第2設定時間Tを設定し、第1目標駆動電流Iを第1設定時間の間、続いて第2目標駆動電流Iを第2設定時間の間、ワット級ワンチップ半導体レーザ96へ出力することにより、温度上昇に伴うワット級ワンチップ半導体レーザ96のレーザ光Lの出力低下を補償することができ、また上記各目標駆動電流I,Iおよび設定時間T,Tを現場で間単に設定変更することができるため、ワット級ワンチップ半導体レーザ96より安定したレーザ光Lを出射することができる。 As described above, according to the fourth embodiment, the temperature characteristic of the watt class one-chip semiconductor laser 96 is obtained by the temperature measurement circuit 113 based on the temperature of the watt class one-chip semiconductor laser 96 measured in advance by the thermistor 102. Based on this temperature characteristic, the first target drive current value I 1 , the second target drive current value I 2 , the first set time T 1 , and the second set time T 2 are set by the current waveform adjusting means 125, and the first The target drive current I 1 is output to the watt class one-chip semiconductor laser 96 for the first set time, and then the second target drive current I 2 is output to the watt class one-chip semiconductor laser 96 for the second set time. can compensate for reduction in the output of the laser beam L of the chip semiconductor laser 96, also be simply set change between the respective target drive current I 1, I 2 and the set time T 1, T 2 in situ It is possible, it is possible to emit stable laser beam L from the watt one-chip semiconductor laser 96.

また、実施の形態4によれば、LD電源装置112内にレーザ加熱装置111を駆動させる動作電圧の電圧調整を行う複雑な回路(APC回路等)を備える必要が無く、したがってレーザ加熱設備におけるLD電源装置112の製造コストを大幅に低減することができる。   Further, according to the fourth embodiment, it is not necessary to provide a complicated circuit (APC circuit or the like) for adjusting the operating voltage for driving the laser heating device 111 in the LD power supply device 112, and therefore, the LD in the laser heating equipment. The manufacturing cost of the power supply device 112 can be significantly reduced.

また、実施の形態4によれば、電流制御回路73により、レーザ加熱装置111を駆動させる駆動電流の電流制御が行われることにより、ワット級ワンチップ半導体レーザ96から出射されるレーザ光Lを所望のパワーとすることができるため、ワット級ワンチップ半導体レーザ96より安定したレーザ光Lを出射することができる。   Further, according to the fourth embodiment, the current control circuit 73 performs current control of the drive current that drives the laser heating device 111, so that the laser light L emitted from the watt-class one-chip semiconductor laser 96 is desired. Therefore, a stable laser beam L can be emitted from the watt-class one-chip semiconductor laser 96.

また、実施の形態4によれば、戻光検出回路72により、戻光レベルを検出することができるため、非球面レンズ67や可視光カットカバーガラス68Aの汚れ具合を判断することができる。   Further, according to the fourth embodiment, since the return light level can be detected by the return light detection circuit 72, the degree of contamination of the aspheric lens 67 and the visible light cut cover glass 68A can be determined.

また、実施の形態4によれば、各プラス電源ライン116A,116Bはそれぞれ、電力用ケーブル116における各プラス電源ライン116A,116Bの線形や線の長さ等が調整されて、適宜、各プラス電源ライン116A,116Bの線間抵抗が所望の値となるよう形成されることにより、ワット級ワンチップ半導体レーザ96および可視光LD101にはそれぞれ、所望の動作電圧が供給されるため、ワット級ワンチップ半導体レーザ96および可視光LD101より安定したレーザ光Lを出射することができる。   In addition, according to the fourth embodiment, the positive power supply lines 116A and 116B are adjusted in accordance with the linearity and line length of the positive power supply lines 116A and 116B in the power cable 116, respectively. Since the line-to-line resistance of the lines 116A and 116B is formed to have a desired value, a desired operating voltage is supplied to the watt-class one-chip semiconductor laser 96 and the visible light LD 101, respectively. Stable laser light L can be emitted from the semiconductor laser 96 and the visible light LD101.

本発明の実施の形態1におけるレーザ加熱装置であり、(a)は平面図、(b)は側面図である。It is a laser heating apparatus in Embodiment 1 of this invention, (a) is a top view, (b) is a side view. 同ワット級ワンチップ半導体レーザ電源であり、(a)は平面図、(b)は側面図である。The same watt class one-chip semiconductor laser power source is shown, (a) is a plan view and (b) is a side view. 同ワット級ワンチップ半導体レーザ電源のブロック図である。It is a block diagram of the same watt class one-chip semiconductor laser power supply. 同ワット級ワンチップ半導体レーザ電源から出力される電流の電流波形図である。It is a current waveform diagram of the current output from the same watt class one-chip semiconductor laser power supply. 同駆動電流とヒートシンク内の温度との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the drive current and the temperature in a heat sink. 同コネクタを有する場合のレーザ加熱装置の側面図である。It is a side view of the laser heating apparatus in the case of having the connector. 同コネクタを有する場合のレーザ加熱装置、およびLD電源装置のブロック図である。It is a block diagram of the laser heating apparatus and LD power supply device in the case of having the connector. 同コネクタを有する場合のレーザ加熱装置の電力波形図である。It is an electric power wave form diagram of the laser heating apparatus in the case of having the connector. 同コネクタを有する場合のレーザ加熱装置のエラー検知を示す図である。It is a figure which shows the error detection of a laser heating apparatus in the case of having the same connector. 本発明の実施の形態2におけるレーザ加熱装置の平面断面図、およびLD電源装置である。It is the plane sectional view of the laser heating apparatus in Embodiment 2 of this invention, and LD power supply device. 本発明の実施の形態3におけるレーザ加熱装置の平面断面図、およびLD電源装置である。It is the plane sectional view of the laser heating apparatus in Embodiment 3 of this invention, and LD power supply device. 同ヒートシンクとLD電源装置を接続する電力用ケーブルを示す図である。It is a figure which shows the cable for electric power which connects the heat sink and LD power supply device. 同レーザパワーとワット級ワンチップ半導体レーザおよび可視光LDの動作電圧との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the laser power and the operating voltage of the watt class one-chip semiconductor laser and visible light LD. 本発明の実施の形態4におけるレーザ加熱装置の平面断面図、およびLD電源装置である。It is the plane sectional view of the laser heating apparatus in Embodiment 4 of this invention, and LD power supply device.

符号の説明Explanation of symbols

1,61,91 レーザ加熱装置
7,64,94 光軸センサ
9,66,96 ワット級ワンチップ半導体レーザ(ワンチップ半導体レ
ーザ光源)
13A サーミスタ(温度センサ)
21,71,106 ワット級ワンチップ半導体レーザ電源装置(ワンチップ
半導体レーザ光源電源装置)
22 L型シャーシ
38A 第1電流用トリマー抵抗(第1電流用可変抵抗器)
38B 第2電流用トリマー抵抗(第2電流用可変抵抗器)
39A 第1タイマ用トリマー抵抗(第1タイマ用可変抵抗器)
39B 第2タイマ用トリマー抵抗(第2タイマ用可変抵抗器)
41 電流波形調整手段
42 温度測定回路
43 電流制御回路
62 ホルダー
67 非球面レンズ
68 レンズ保持部
68A 可視光カットカバーガラス
69 PBSプリズム
70A 第1フォトダイオード(第1光センサ)
70B 第2フォトダイオード(第2光センサ)
71A 戻光検出手段
71B 電流制御手段
93 ヒートシンク
93A 突状部
99 フォトダイオード(光センサ)
100 PBSプリズム
101 可視光ワット級ワンチップ半導体レーザ(可視光ワンチ
ップ半導体レーザ光源)
103 電力用ケーブル
103A 第1プラス電源ライン
103B 第2プラス電源ライン
L レーザ光
I 駆動電流
第1駆動電流
第2駆動電流
第1設定時間
第2設定時間
1, 61, 91 Laser heating device 7, 64, 94 Optical axis sensor 9, 66, 96 Watt class one-chip semiconductor laser (one-chip semiconductor laser)
-The light source)
13A thermistor (temperature sensor)
21, 71, 106 Watt-class one-chip semiconductor laser power supply (one-chip
Semiconductor laser light source power supply device)
22 L-type chassis 38A Trimmer resistor for first current (variable resistor for first current)
38B Trimmer resistor for second current (variable resistor for second current)
39A Trimmer resistor for first timer (variable resistor for first timer)
39B Trimmer resistor for second timer (variable resistor for second timer)
41 current waveform adjusting means 42 temperature measurement circuit 43 current control circuit 62 holder 67 aspherical lens 68 lens holding part 68A visible light cut cover glass 69 PBS prism 70A first photodiode (first optical sensor)
70B Second photodiode (second optical sensor)
71A Return light detection means 71B Current control means 93 Heat sink 93A Projection 99 Photodiode (light sensor)
100 PBS prism 101 visible light watt class one-chip semiconductor laser (visible light
Semiconductor laser light source)
103 power cable 103A first plus power line 103B second plus power line L laser light I drive current I 1 first drive current I 2 second drive current T 1 first set time T 2 second set time

Claims (6)

物質を溶解させるレーザ光を光軸センタを中心に出射するワンチップ半導体レーザ光源を具備するレーザ加熱装置と、前記レーザ加熱装置のワンチップ半導体レーザ光源へ出力する駆動電流を制御する電流制御回路を設けたワンチップ半導体レーザ光源電源装置を備え、前記レーザ加熱装置と前記ワンチップ半導体レーザ光源電源装置が電力用ケーブルで接続されているレーザ加熱設備であって、
前記レーザ加熱装置は、
前記ワンチップ半導体レーザ光源が具備されているヒートシンクと、
前記ヒートシンクに密着または埋め込まれ、前記ワンチップ半導体レーザ光源の温度を測定する温度センサ
を備え、
前記ワンチップ半導体レーザ光源電源装置は、
前記電流制御回路へ指令する目標駆動電流値および駆動時間を設定する電流波形調整手段
を備え、
前記温度センサにより測定される前記ワンチップ半導体レーザ光源の温度を入力し、前記ワンチップ半導体レーザ光源の温度特性を求め、温度変動にともなう出力変動を補正するように、前記電流波形調整手段により設定される前記目標駆動電流値を求めるための温度測定回路
を備えたこと
を特徴とするレーザ加熱設備。
A laser heating device including a one-chip semiconductor laser light source that emits a laser beam that dissolves a substance around an optical axis center; and a current control circuit that controls a drive current output to the one-chip semiconductor laser light source of the laser heating device. A laser heating facility comprising a provided one-chip semiconductor laser light source power supply device, wherein the laser heating device and the one-chip semiconductor laser light source power supply device are connected by a power cable,
The laser heating device
A heat sink provided with the one-chip semiconductor laser light source;
A temperature sensor that is closely or embedded in the heat sink and measures the temperature of the one-chip semiconductor laser light source;
The one-chip semiconductor laser light source power supply device is
A current waveform adjusting means for setting a target drive current value and a drive time for instructing the current control circuit;
The temperature of the one-chip semiconductor laser light source measured by the temperature sensor is input, the temperature characteristic of the one-chip semiconductor laser light source is obtained, and the current waveform adjusting means is set to correct the output fluctuation due to the temperature fluctuation A laser heating facility comprising a temperature measurement circuit for obtaining the target drive current value.
前記電流波形調整手段は、
前記ワンチップ半導体レーザ光源へ出力する第1目標駆動電流値を設定する第1電流用可変抵抗器と、
前記ワンチップ半導体レーザ光源へ出力する第2目標駆動電流値を設定する第2電流用可変抵抗器と、
前記第1目標駆動電流値を出力する駆動時間である第1設定時間を設定する第1タイマ用可変抵抗器と、
前記第2目標駆動電流値を出力する駆動時間である第2設定時間を設定する第2タイマ用可変抵抗器
を有し、
前記電流制御回路は、前記電流波形調整手段により設定された第1目標駆動電流値、前記第1設定時間、前記第2目標駆動電流値、および前記第2設定時間に基づいて前記ワンチップ半導体レーザ光源へ出力する駆動電流を制御すること
を特徴とする請求項1記載のレーザ加熱設備。
The current waveform adjusting means includes
A first current variable resistor for setting a first target drive current value to be output to the one-chip semiconductor laser light source;
A second current variable resistor for setting a second target drive current value to be output to the one-chip semiconductor laser light source;
A first timer variable resistor for setting a first set time which is a drive time for outputting the first target drive current value;
A second timer variable resistor for setting a second set time which is a drive time for outputting the second target drive current value;
The current control circuit includes the one-chip semiconductor laser based on the first target drive current value, the first set time, the second target drive current value, and the second set time set by the current waveform adjusting unit. 2. The laser heating equipment according to claim 1, wherein a driving current output to the light source is controlled.
前記ワンチップ半導体レーザ光源電源装置はL型シャーシを備えており、前記L型シャーシを他のフレームに取り付けて放熱が行なわれること
を特徴とする請求項1または請求項2に記載のレーザ加熱設備。
3. The laser heating facility according to claim 1, wherein the one-chip semiconductor laser light source power supply device includes an L-shaped chassis, and the L-shaped chassis is attached to another frame to dissipate heat. .
物質を溶解させるレーザ光を光軸センタを中心に出射するワンチップ半導体レーザ光源を具備するレーザ加熱装置と、前記レーザ加熱装置のワンチップ半導体レーザ光源へ出力する駆動電流を制御する電流制御回路を設けたワンチップ半導体レーザ光源電源装置を備え、前記レーザ加熱装置と前記ワンチップ半導体レーザ光源電源装置が電力用ケーブルで接続されているレーザ加熱設備であって、
前記レーザ加熱装置は、
前記ワンチップ半導体レーザ光源の前方、且つ前記光軸センタ上でレーザ偏光方向を直線通過する方向に配置されている偏光プリズムと、
前記偏光プリズムの一側方に設けられ、前記偏光プリズムで反射された前記ワンチップ半導体レーザ光源から照射されたレーザ光の反射光を検出する第1光センサと、
前記偏光プリズムの他側方に設けられ、前記レーザ光の戻光を検出する第2光センサ
を備え、
前記電流制御回路は、前記第1光センサにより検出された前記反射光と前記第2光センサにより検出された前記レーザ光の戻光を減算して前記レーザ光のフィードバック値を求め、予め設定されている前記レーザ光の指令値と前記レーザ光のフィードバック値が一致するように電流制御を行うこと
を特徴とするレーザ加熱設備。
A laser heating device including a one-chip semiconductor laser light source that emits a laser beam that dissolves a substance around an optical axis center; and a current control circuit that controls a drive current output to the one-chip semiconductor laser light source of the laser heating device. A laser heating facility comprising a provided one-chip semiconductor laser light source power supply device, wherein the laser heating device and the one-chip semiconductor laser light source power supply device are connected by a power cable,
The laser heating device
A polarizing prism disposed in front of the one-chip semiconductor laser light source and in a direction that linearly passes a laser polarization direction on the optical axis center;
A first optical sensor that is provided on one side of the polarizing prism and detects reflected light of the laser light emitted from the one-chip semiconductor laser light source reflected by the polarizing prism;
A second optical sensor provided on the other side of the polarizing prism for detecting the return light of the laser beam;
The current control circuit obtains a feedback value of the laser light by subtracting the reflected light detected by the first optical sensor and the return light of the laser light detected by the second optical sensor, and is set in advance. A laser heating facility, wherein current control is performed so that a command value of the laser beam and a feedback value of the laser beam coincide with each other.
前記ワンチップ半導体レーザ光源電源装置は、
前記第1光センサにより検出された戻光を表示する表示手段を備えること
を特徴とする請求項4記載のレーザ加熱設備。
The one-chip semiconductor laser light source power supply device is
The laser heating facility according to claim 4, further comprising display means for displaying the return light detected by the first optical sensor.
物質を溶解させるレーザ光を光軸センタを中心に出射するワンチップ半導体レーザ光源を具備するレーザ加熱装置と、前記レーザ加熱装置のワンチップ半導体レーザ光源へ出力する駆動電流を制御する電流制御回路を設けたワンチップ半導体レーザ光源電源装置を備え、前記レーザ加熱装置と前記ワンチップ半導体レーザ光源電源装置が電力用ケーブルで接続されているレーザ加熱設備であって、
前記レーザ加熱装置は、
前記ワンチップ半導体レーザ光源の前方、且つ前記光軸センタ上でレーザ偏光方向を直線通過する方向に配置されている偏光プリズムと、
前記偏光プリズムの一側面に設けられている可視光ワンチップ半導体レーザ光源
を備え、
前記電力用ケーブルは、前記ワンチップ半導体レーザ光源と前記ワンチップ半導体レーザ光源電源装置を接続する第1プラス電源ラインと、前記可視光ワンチップ半導体レーザ光源と前記ワンチップ半導体レーザ光源電源装置を接続する第2プラス電源ラインから構成され、これら第1プラス電源ラインおよび第2プラス電源ラインはそれぞれ、前記ワンチップ半導体レーザ光源および前記可視光ワンチップ半導体レーザ光源に所望の動作電圧を供給するよう、線形および線の長さを調整して、線間抵抗が所望の値となるよう形成されていること
を特徴とするレーザ加熱設備。
A laser heating device including a one-chip semiconductor laser light source that emits a laser beam that dissolves a substance around an optical axis center; and a current control circuit that controls a drive current output to the one-chip semiconductor laser light source of the laser heating device. A laser heating facility comprising a provided one-chip semiconductor laser light source power supply device, wherein the laser heating device and the one-chip semiconductor laser light source power supply device are connected by a power cable,
The laser heating device
A polarizing prism disposed in front of the one-chip semiconductor laser light source and in a direction that linearly passes a laser polarization direction on the optical axis center;
A visible light one-chip semiconductor laser light source provided on one side of the polarizing prism;
The power cable connects a first plus power line connecting the one-chip semiconductor laser light source and the one-chip semiconductor laser light source power device, and connects the visible light one-chip semiconductor laser light source and the one-chip semiconductor laser light source power device. The first plus power line and the second plus power line supply a desired operating voltage to the one-chip semiconductor laser light source and the visible one-chip semiconductor laser light source, respectively. A laser heating facility, wherein the linear resistance and the line length are adjusted so that the resistance between the lines becomes a desired value.
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