JP2011199079A - Excitation light source device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、励起光源装置に関する。 The present invention relates to an excitation light source device.
加工機、医療機器、測定器の分野等において用いられるレーザ装置の一つとして、ファイバレーザ装置が知られている。ファイバレーザ装置は、一般的に、発振器等から出力される比較的パワーの小さい種光が、励起光源から出力される励起光により増幅されて、出力光として出力されるというものである。そして、加工機、医療機器、測定器等に用いられるファイバレーザ装置においては、パワーの強い出力光を得るために、パワーの強い励起光を必要とする場合が多い。そして、このようなパワーの強い励起光を得るためには、一般的に複数のレーザダイオードから励起光が出力される。 A fiber laser device is known as one of laser devices used in the fields of processing machines, medical equipment, measuring instruments, and the like. In a fiber laser device, seed light with relatively low power output from an oscillator or the like is generally amplified by pumping light output from a pumping light source and output as output light. And in the fiber laser apparatus used for a processing machine, a medical device, a measuring instrument, etc., in order to obtain output light with strong power, excitation light with strong power is often required. In order to obtain excitation light having such strong power, excitation light is generally output from a plurality of laser diodes.
このレーザダイオードの故障を検出する方法がいくつか提案されている。下記特許文献1に記載のレーザダイオードの故障検出方法においては、レーザダイオードの故障はショートモードによる故障であるという前提で、レーザダイオードのアノード−カソード間の電圧を検出する。そして、この電圧が、所定の電圧より下がった場合に、レーザダイオードがショートモードのより故障したとするものである。また、下記特許文献2に記載のレーザダイオードの故障検出方法においては、直列に接続された複数のレーザダイオードのそれぞれにバイパス回路が並列に接続され、さらに、それぞれのレーザダイオードのアノード−カソード間の電圧を検出する。そして、検出した電圧に基づいて、それぞれのレーザダイオードがオープンモードで故障した場合に、その故障を検出するものである。
Several methods for detecting this laser diode failure have been proposed. In the failure detection method for a laser diode described in
しかし、上記特許文献1、2に記載のレーザダイオードの故障検出方法では、ショートモードによる故障の検出、或いは、オープンモードによる故障の検出のみしか行われず、更に、個々のレーザダイオードの電圧を検出する必要があり、構成が複雑であった。
However, in the laser diode failure detection methods described in
そこで、本発明は、簡易な構成で、レーザダイオードがショートモードにより故障した場合でも、オープンモードにより故障した場合でも、故障の検出ができる励起光源装置を提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide an excitation light source device that can detect a failure with a simple configuration, regardless of whether the laser diode fails in the short mode or in the open mode.
本発明の励起光源装置は、複数のレーザダイオードが直列に接続されると共に、それぞれの前記レーザダイオードが、前記レーザダイオードよりも降下電圧が大きいバイパス回路と並列に接続されている励起光源回路と、前記励起光源回路の一方側に接続される定電圧源と、前記励起光源回路の他方側に接続される定電流回路と、前記励起光源回路全体での降下電圧の変化に基づいて前記レーザダイオードの故障を検出する故障検出回路と、を備えることを特徴とするものである。 In the excitation light source device of the present invention, a plurality of laser diodes are connected in series, and each of the laser diodes is connected in parallel with a bypass circuit having a larger voltage drop than the laser diode, A constant voltage source connected to one side of the excitation light source circuit, a constant current circuit connected to the other side of the excitation light source circuit, and the laser diode based on a change in the voltage drop across the excitation light source circuit. And a failure detection circuit for detecting a failure.
このような励起光源装置によれば、励起光源回路には定電圧源により一定の電圧が印加され、かつ、定電流回路により、一定の電流が流れる。従って、いずれかのレーザダイオードがショートモードにより故障した場合、励起光源回路全体の降下電圧が小さくなる。一方、いずれかのレーザダイオードがオープンモードにより故障した場合、故障したレーザダイオードと並列に接続されているバイパス回路の抵抗により、励起光源全体の降下電圧が大きくなる。従って、故障検出回路が、励起光源回路全体での降下電圧の変化に基づいてレーザダイオードの故障の検出を行うことにより、それぞれのレーザダイオードに故障検出回路を設ける必要がなく、簡易な構成で、レーザダイオードがショートモードにより故障でも、オープンモードにより故障した場合でも、故障の検出ができる。 According to such an excitation light source device, a constant voltage is applied to the excitation light source circuit by the constant voltage source, and a constant current flows through the constant current circuit. Therefore, when one of the laser diodes fails due to the short mode, the voltage drop across the entire excitation light source circuit is reduced. On the other hand, when one of the laser diodes fails due to the open mode, the voltage drop across the excitation light source increases due to the resistance of the bypass circuit connected in parallel with the failed laser diode. Therefore, the failure detection circuit detects the failure of the laser diode based on the change in the voltage drop across the excitation light source circuit, so that it is not necessary to provide a failure detection circuit for each laser diode, and with a simple configuration, Even when the laser diode fails in the short mode or in the open mode, the failure can be detected.
また、上記励起光源装置において、前記定電流回路は、前記励起光源回路と直列に接続される電流制御素子を有し、前記故障検出回路は、前記電流制御素子の電圧を検出することにより、前記励起光源回路全体での降下電圧の変化に基づいて前記レーザダイオードの故障を検出することが好ましい。 In the excitation light source device, the constant current circuit includes a current control element connected in series with the excitation light source circuit, and the failure detection circuit detects the voltage of the current control element, thereby It is preferable to detect a failure of the laser diode based on a change in the voltage drop across the entire excitation light source circuit.
このような励起光源装置によれば、励起光源回路全体の降下電圧を直接検出する必要がなく、簡易に励起光源回路全体での降下電圧の変化に基づいてレーザダイオードの故障を検出することができる。 According to such an excitation light source device, it is not necessary to directly detect the voltage drop across the entire excitation light source circuit, and it is possible to easily detect a failure of the laser diode based on the change in the voltage drop across the excitation light source circuit. .
また、上記励起光源装置において、前記励起光源回路全体での降下電圧の変化に基づいて、前記レーザダイオードがオープンモード及びショートモードのいずれの故障モードで故障したかを判断する判断回路を更に備えることが好ましい。 The excitation light source device further includes a determination circuit that determines whether the laser diode has failed in an open mode or a short mode based on a change in a voltage drop across the entire excitation light source circuit. Is preferred.
このような励起光源装置によれば、判断回路の結果により、レーザダイオードが、オープンモード及びショートモードのいずれの故障モードで故障したかを容易に知ることができる。 According to such an excitation light source device, it is possible to easily know whether the laser diode has failed in the open mode or the short mode, based on the result of the determination circuit.
また、上記励起光源装置において、前記レーザダイオードの順方向降下電圧と、前記レーザダイオードと並列に接続されるバイパス回路の降下電圧との差が、互いに並列に接続されているレーザダイオードとバイパス回路との組み合わせ毎に異なる値とされ、前記判断回路は、前記故障モードがオープンモードである場合に、前記励起光源回路全体での降下電圧の変化に基づいて、故障したレーザダイオードを特定することが好ましい。 In the excitation light source device, a difference between a forward voltage drop of the laser diode and a voltage drop of a bypass circuit connected in parallel with the laser diode is determined by the laser diode and the bypass circuit connected in parallel to each other. Preferably, the determination circuit identifies a failed laser diode based on a change in the voltage drop across the entire excitation light source circuit when the failure mode is an open mode. .
このような励起光源装置によれば、レーザダイオードが、オープンモードで故障した場合に、故障したレーザダイオードの場所によって、励起光源回路全体の降下電圧が変わる。従って、レーザダイオードが、オープンモードで故障した場合には、励起光源回路全体での降下電圧の変化に基づいた判断回路の結果により、どのレーザダイオードが、オープンモードにより故障したのかを容易に知ることができる。 According to such an excitation light source device, when the laser diode fails in the open mode, the drop voltage of the entire excitation light source circuit varies depending on the location of the failed laser diode. Therefore, when a laser diode fails in the open mode, it is easy to know which laser diode has failed in the open mode based on the result of the decision circuit based on the change in the voltage drop across the entire excitation light source circuit. Can do.
また、上記励起光源装置において、それぞれの前記バイパス回路は、互いに直列に接続されたダイオード、及び、抵抗から構成され、それぞれの前記ダイオードは、互いに同じ順方向降下電圧とされると共に、それぞれの前記ダイオードと並列に接続される前記レーザダイオードより高い順方向降下電圧とされ、それぞれの前記抵抗は、それぞれの前記バイパス回路毎に異なる抵抗値とされることが好ましい。 In the excitation light source device, each of the bypass circuits includes a diode and a resistor connected in series with each other, and each of the diodes has the same forward voltage drop, and It is preferable that the forward drop voltage is higher than that of the laser diode connected in parallel with the diode, and that each of the resistors has a different resistance value for each of the bypass circuits.
このような励起光源装置によれば、レーザダイオードよりも高い順方向降下電圧を有するダイオードにより、レーザダイオードがオープンモードで故障しない限りバイパス回路に電流が流れないため、励起光源回路が正常であるか、故障したかの判断を行うことができる。さらに、オープンモードで故障した場合には、バイパス回路の降下電圧によりどのレーザダイオードが故障したかを特定することができるので、簡単な構成で、オープンモードにより故障したレーザダイオードの特定をすることができる。 According to such an excitation light source device, since the diode having a higher forward voltage drop than the laser diode does not flow current to the bypass circuit unless the laser diode fails in the open mode, is the excitation light source circuit normal? It is possible to determine whether a failure has occurred. In addition, when a failure occurs in the open mode, it is possible to specify which laser diode has failed by the voltage drop of the bypass circuit, so it is possible to identify the laser diode that has failed in the open mode with a simple configuration. it can.
また、上記励起光源装置において、それぞれの前記レーザダイオードは、互いに同じ順方向降下電圧とされても良い。 In the excitation light source device, the laser diodes may have the same forward voltage drop.
以上説明したように、本発明によれば、簡易な構成で、レーザダイオードがショートモードにより故障した場合でも、オープンモードにより故障した場合でも、故障の検出ができる励起光源装置が提供される。 As described above, according to the present invention, there is provided an excitation light source device that can detect a failure with a simple configuration even when the laser diode fails in the short mode or in the open mode.
以下、本発明に係る励起光源装置の好適な実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of an excitation light source device according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1は、本発明の励起光源装置を示す図である。図1に示すように、励起光源装置1は、励起光源回路20と、励起光源装置20の一方側に接続される定電圧源10と、励起光源装置20の他方側に接続される定電流回路30と、励起光源回路20の故障を検出する故障検出回路40と、を主な構成として備える。
FIG. 1 is a diagram showing an excitation light source device of the present invention. As shown in FIG. 1, the excitation
定電圧源10は、例えば、DC−DCコンバータから構成されており、一定の電圧Vccを出力する。
The
励起光源回路20は、複数の励起光出力用のレーザダイオードLD1〜LDnを有し、それぞれのレーザダイオードLD1〜LDnが直列に接続されている。このレーザダイオードの数は、例えば、6個とされる。また、それぞれのレーザダイオードLD1〜LDnは、同様の構成とされ、互いに同じ順方向降下電圧とされる。
The excitation
そして、レーザダイオードLD1には、ダイオードD1と抵抗R1とからなるバイパス回路BP1が並列に接続されている。そして、このバイパス回路BP1において、ダイオードD1のカソードと抵抗R1とが接続されており、ダイオードD1のアノードがレーザダイオードLD1のアノードと接続され、抵抗R1のダイオードD1と接続される側と反対側がレーザダイオードLD1のカソードと接続されている。レーザダイオードLD2〜LDnについても同様のバイパス回路が並列に接続されており、レーザダイオードLDnには、ダイオードDnと抵抗Rnとからなるバイパス回路BPnが並列に接続されている。そして、このバイパス回路BPnにおいて、ダイオードDnのカソードと抵抗Rnとが接続されており、ダイオードDnのアノードがレーザダイオードLDnのアノードと接続され、抵抗RnのダイオードDnと接続される側と反対側がレーザダイオードLDnのカソードと接続されている。 A bypass circuit BP1 including a diode D1 and a resistor R1 is connected in parallel to the laser diode LD1. In this bypass circuit BP1, the cathode of the diode D1 and the resistor R1 are connected, the anode of the diode D1 is connected to the anode of the laser diode LD1, and the side opposite to the side connected to the diode D1 of the resistor R1 is the laser. It is connected to the cathode of the diode LD1. A similar bypass circuit is connected in parallel to the laser diodes LD2 to LDn, and a bypass circuit BPn including a diode Dn and a resistor Rn is connected in parallel to the laser diode LDn. In this bypass circuit BPn, the cathode of the diode Dn and the resistor Rn are connected, the anode of the diode Dn is connected to the anode of the laser diode LDn, and the side opposite to the side connected to the diode Dn of the resistor Rn is the laser. It is connected to the cathode of the diode LDn.
なお、それぞれのバイパス回路におけるそれぞれのダイオードD1〜Dnは、互いに同じ順方向降下電圧とされると共に、レーザダイオードLD1〜LDnよりも高い順方向降下電圧とされている。さらに、それぞれの抵抗R1〜Rnは、互いに異なる抵抗値とされている。従って、それぞれのバイパス回路BP1〜BPnは、互いに異なる降下電圧とされている。このように、それぞれのレーザダイオードLD1〜LDnが互いに同じ順方向降下電圧とされ、それぞれのバイパス回路BP1〜BPnが、互いに異なる降下電圧とされているため、レーザダイオードLD1〜LDnの順方向降下電圧と、レーザダイオードLD1〜LDnに並列に接続されているバイパス回路BP1〜BPnの降下電圧との差が、互いに並列に接続されているレーザダイオードとバイパス回路との組み合わせ毎に異なる値とされている。 Note that the diodes D1 to Dn in the respective bypass circuits have the same forward voltage drop and higher forward voltages than the laser diodes LD1 to LDn. Further, the resistors R1 to Rn have different resistance values. Therefore, each of the bypass circuits BP1 to BPn has a different drop voltage. In this way, the respective laser diodes LD1 to LDn have the same forward voltage drop, and the respective bypass circuits BP1 to BPn have different voltage drops, so that the forward voltage drops of the laser diodes LD1 to LDn. And the voltage drop of the bypass circuits BP1 to BPn connected in parallel to the laser diodes LD1 to LDn have different values for each combination of the laser diode and the bypass circuit connected in parallel to each other. .
定電流回路30は、電流制御素子Trと、電流制御素子Trに接続される抵抗Rsと、電流制御素子Tr及び抵抗Rsと接続される比較回路Opと、比較回路Opに所定のリファレンス電圧Vthを印加する基準電圧源31とを主な構成として備える。
The constant
電流制御素子Trは、例えば、バイポーラトランジスタや、電界効果トランジスタ(FET)といった、スイッチ機能を有する能動素子から構成される。そして、電流制御素子Trがバイポーラトランジスタである場合には、電流制御素子Trのコレクタが励起光源回路20に接続され、電流制御素子TrがFETである場合には、電流制御素子Trのドレインが励起光源回路20に接続される。
The current control element Tr is configured by an active element having a switching function, such as a bipolar transistor or a field effect transistor (FET). When the current control element Tr is a bipolar transistor, the collector of the current control element Tr is connected to the excitation
抵抗Rsは、一方側が電流制御素子Trの励起光源回路20と接続される側と反対側と接続されている。従って、電流制御素子Trが、バイポーラトランジスタである場合、抵抗Rsの一方側は、エミッタと接続され、電流制御素子Trが、FETである場合、ソースと接続される。また、抵抗Rsの他方側は、グランドと接続される。
One side of the resistor Rs is connected to the side opposite to the side connected to the excitation
比較回路Opは、一組の入力端子と、出力端子を有しており、一方の入力端子が、電流制御素子Trに対して、抵抗Rsと並列に接続され、他の入力端子が、基準電圧源31に接続されている。また、出力端子は、電流制御素子Trを制御可能なように電流制御素子Trに接続されている。従って、出力端子は、電流制御素子Trがバイポーラトランジスタである場合には、ベースに接続され、電流制御素子TrがFETである場合には、ゲートに接続される。このような比較回路Opとしては、例えば、オペアンプを用いることができる。
The comparison circuit Op has a set of input terminals and an output terminal. One input terminal is connected in parallel to the resistor Rs with respect to the current control element Tr, and the other input terminal is connected to the reference voltage. Connected to the
故障検出回路40は、電圧検出回路41と判断回路42とを主な構成として備える。電圧検出回路41は、定電流回路30の電流制御素子Trに並列に接続されており、電流制御素子Trの電圧(端子間電圧)Vtrを検出する。電圧検出回路41は、電流制御素子Trがバイポーラトランジスタである場合には、コレクタ、エミッタに接続されて、電流制御素子Trのコレクタ−エミッタ電圧を検出する。また、電圧検出回路41は、電流制御素子TrがFETである場合には、ドレイン、ソースに接続され、電流制御素子Trのドレイン−ソース電圧を検出する。
The
また、電圧検出回路41は、検出した端子間電圧Vtrに応じた信号を判断回路42に出力する。判断回路42は、例えば、メモリとマイクロコンピュータにより構成されている。メモリには、励起光源回路20が正常な状態の場合における電流制御素子Trの端子間電圧Vtrに基づく情報、及び、励起光源回路20のいずれかのレーザダイオードがショートモードで故障した場合における電流制御素子Trの端子間電圧Vtrに基づく情報、及び、励起光源回路20のいずれかのレーザダイオードがオープンモードで故障した場合において、レーザダイオードLD1〜LDn毎に、それぞれのレーザダイオードが故障した場合における電流制御素子Trの端子間電圧Vtrに基づく情報が記憶されている。そして、電圧検出回路41から出力された信号を基に、励起光源回路20の状態を判断して、判断結果を出力する。
The
次に励起光源装置1の動作について説明する。
Next, the operation of the excitation
定電圧源10から励起光源回路20に所定の電圧Vccが印加されると、励起光源回路20が正常な状態においては、励起光源回路20のそれぞれのレーザダイオードLD1〜LDnが発光して、励起光が出力される。そして、それぞれのレーザダイオードLD1〜LDn、及び、電流制御素子Tr、及び、抵抗Rsによる電圧降下が生じて、最終的にグランドされる。このとき比較回路Opは、電流制御素子Trと抵抗Rsの間の電位と、基準電圧源31から印加されるリファレンス電圧Vthとを比較して、電流制御素子Trを流れる電流が一定になるように、電流制御素子Trを制御する。こうして定電流回路30と直列に接続される励起光源回路20には、一定の電流Ildが流れ、それぞれのレーザダイオードLD1〜LDnは、所定の光パワーを出力する。
When a predetermined voltage Vcc is applied from the
また、故障検出回路40の電圧検出回路41は、電流制御素子Trの端子間電圧Vtrを検出する。励起光源回路20が、上述のように正常な状態においては、それぞれのレーザダイオードの順方向降下電圧をVldとする場合に、電流制御素子Trの端子間電圧Vtrは、次のようになる。
なお、上述のようにそれぞれのレーザダイオードLD1〜LDnの順方向降下電圧は、それぞれ同じであるため、それぞれのレーザダイオードの降下電圧を同じ値Vldとすることができる。そして、電圧検出回路41は、検出した電流制御素子Trの端子間電圧Vtrに応じた信号を判断回路42に出力する。判断回路42は、判断回路42が有しているテーブルを参照して、Vtrが正常な電圧であれば、励起光源回路20が正常である旨の判断をして、この判断結果を出力する。
As described above, since the forward voltage drop of each laser diode LD1 to LDn is the same, the voltage drop of each laser diode can be set to the same value Vld. Then, the
レーザダイオードLD1〜LDnのいずれかがショートモードで故障した場合には、故障したレーザダイオードの順方向降下電圧は、殆ど0になる。従って、この場合の電流制御素子Trの端子間電圧Vtrは、次のようになる。
この場合、端子間電圧Vtrは、励起光源回路20が正常な場合に比べて、Vldだけ高い電圧になる。そして、電圧検出回路41は、検出した電流制御素子Trの端子間電圧Vtrに応じた信号を判断回路42に出力する。このとき判断回路42は、判断回路42が有しているテーブルを参照して、端子間電圧Vtrが正常な電圧よりも高い電圧であるため、励起光源回路20がショートモードで故障している旨の判断をして、この判断結果を出力する。
In this case, the inter-terminal voltage Vtr is higher by Vld than when the excitation
レーザダイオードLD1〜LDnのいずれかがオープンモードで故障した場合には、故障したレーザダイオードには電流が流れない。このため、故障したレーザダイオードと並列に接続されているバイパス回路に電流が流れる。例えば、レーザダイオードLDnがオープンモードで故障した場合、バイパス回路BPnに電流が流れる。このときバイパス回路BPnにおけるダイオードDnの順方向降下電圧をVdとし、抵抗Rnの抵抗値をRnとする場合、バイパス回路BPnの降下電圧は、次のようになる。
従って、この場合の電流制御素子Trの端子間電圧Vtrは、次のようになる。
なお、上述のようにそれぞれのダイオードD1〜Dnの順方向降下電圧は、それぞれ同じであるため、どのレーザダイオードが故障する場合においても、ダイオードによる降下電圧を同じ値Vdとすることができる。また、端子間電圧Vtrの値は、抵抗Rnの抵抗値Rnにより変化する。つまり、故障したレーザダイオードLDnの順方向降下電圧Vldと、故障したレーザダイオードLDnに並列に接続されるバイパス回路BPnの降下電圧との差は、端子間電圧Vtrを表す式のうち、次のようになる。
この値は、それぞれの抵抗R1〜Rnの抵抗値が異なるため、互いに並列に接続されているレーザダイオードとバイパス回路との組み合わせ毎に異なる。従って、電流制御素子Trの端子間電圧Vtrは、オープンモードで故障したレーザダイオードの場所によって、異なる電圧となる。そして、電圧検出回路41は、検出した電流制御素子Trの端子間電圧Vtrに応じた信号を判断回路42に出力する。このとき判断回路42は、判断回路42が有しているテーブルを参照して、励起光源回路20がオープンモードで故障している旨の判断をすると共に、レーザダイオードLDnが故障している旨の判断をして、この判断結果を出力する。
This value is different for each combination of the laser diode and the bypass circuit connected in parallel to each other because the resistance values of the resistors R1 to Rn are different. Accordingly, the voltage Vtr between the terminals of the current control element Tr varies depending on the location of the laser diode that has failed in the open mode. Then, the
このようにして、故障検出回路40は、電流制御素子Trの端子間電圧Vtrを検出することで、励起光源回路20全体での降下電圧の変化に基づいてレーザダイオードLD1〜LDnの故障を検出する。
In this way, the
以上説明したように、本実施形態による励起光源装置1によれば、励起光源回路20には定電圧源10により一定の電圧Vccが印加され、かつ、定電流回路30により、一定の電流Vldが流れる。従って、レーザダイオードLD1〜LDnのうちいずれかがショートモードにより故障した場合、励起光源回路20全体の降下電圧が小さくなる。一方、レーザダイオードLD1〜LDnのうちいずれかがオープンモードにより故障した場合、故障したレーザダイオードと並列に接続されているバイパス回路の降下電圧により、励起光源回路20全体の降下電圧が大きくなる。従って、故障検出回路40が、励起光源回路20全体での降下電圧の変化に基づいてレーザダイオードの故障の検出を行うことにより、それぞれのレーザダイオードLD1〜LDnに故障検出回路を設ける必要がなく、簡易な構成で、レーザダイオードがショートモードにより故障した場合でも、オープンモードにより故障した場合でも故障の検出ができる。
As described above, according to the excitation
また、故障検出回路40は、電流制御素子Trの端子間電圧Vtrを検出することにより、励起光源回路20全体の電圧を直接検出する必要がなく、簡易に励起光源回路20全体での降下電圧の変化に基づいてレーザダイオードの故障を検出することができる。
Further, the
また、励起光源装置1の使用者は、判断回路42の結果により、レーザダイオードが、オープンモード及びショートモードのいずれの故障モードで故障したかを容易に知ることができる。
Further, the user of the excitation
また、レーザダイオードLD1〜LDnの順方向降下電圧と、レーザダイオードLD1〜LDnに並列に接続されているバイパス回路BP1〜BPnの降下電圧との差が、互いに並列に接続されているレーザダイオードLD1〜LDnとバイパス回路BP1〜BPnとの組み合わせ毎に異なる値とされているため、いずれかのレーザダイオードが、オープンモードで故障した場合に、故障したレーザダイオードの場所によって、励起光源回路20全体の降下電圧が変わる。従って、いずれかのレーザダイオードが、オープンモードで故障した場合には、励起光源回路20全体での降下電圧の変化に基づいた判断回路42の結果により、どのレーザダイオードが、オープンモードにより故障したのかを容易に知ることができる。
Further, the difference between the forward voltage drop of the laser diodes LD1 to LDn and the voltage drop of the bypass circuits BP1 to BPn connected in parallel to the laser diodes LD1 to LDn is the laser diode LD1 to LD1 connected in parallel to each other. Since each of the combinations of the LDn and the bypass circuits BP1 to BPn has a different value, when any laser diode fails in the open mode, the entire pumping
また、レーザダイオードLD1〜LDnよりも高い順方向降下電圧を有するダイオードD1〜Dnにより、レーザダイオードLD1〜LDnがオープンモードで故障しない限りバイパス回路BP1〜BPnに電流が流れない。このため、励起光源回路20が正常であるか、故障したかの判断を行うことができる。さらに、オープンモードで故障した場合には、バイパス回路の抵抗によりどのレーザダイオードが故障したかを特定することができるので、簡単な構成で、オープンモードにより故障したレーザダイオードの特定をすることができる。
Further, due to the diodes D1 to Dn having higher forward drop voltages than the laser diodes LD1 to LDn, no current flows through the bypass circuits BP1 to BPn unless the laser diodes LD1 to LDn fail in the open mode. Therefore, it can be determined whether the excitation
以上、本発明について、実施形態を例に説明したが、本発明はこれらに限定されるものではない。 As mentioned above, although this invention was demonstrated to the example for embodiment, this invention is not limited to these.
例えば、上記実施形態においては、電流制御素子Trの電圧を検出することで、励起光源回路20全体での降下電圧の変化に基づいてレーザダイオードの故障を検出したが、励起光源回路20全体の電圧を直接検出して、励起光源回路20全体での降下電圧の変化に基づいてレーザダイオードの故障を検出しても良い。
For example, in the above-described embodiment, the failure of the laser diode is detected based on the change in the voltage drop across the excitation
また、上記実施形態においては、レーザダイオードLD1〜LDnの故障のモードを判断回路42により判断しており、更に、いずれかのレーザダイオードがオープンモードで故障した場合に、判断回路42により、どのレーザダイオードが故障したかを判断していた。しかし、判断回路42は、必ずしも必須ではなく、故障検出回路40は、電圧検出回路41の出力結果に基いて、故障である旨のみを出力する構成であっても良い。この場合、励起光源装置の使用者が、電圧検出回路41の出力結果により、故障モードの判断や、レーザダイオードがオープンモードで故障した場合における故障したレーザダイオードの特定を行えば良い。この場合、判断回路42がない分、簡易な構成にすることができる。
In the above embodiment, the failure mode of the laser diodes LD1 to LDn is determined by the
また、バイパス回路BP1〜BPnのダイオードD1〜Dnを、ツェナーダイオードにして、ツェナーダイオードのアノードと抵抗とが接続されており、ツェナーダイオードのカソードがレーザダイオードのアノードと接続される構成にしても良い。この場合、レーザダイオードがオープンモードで故障した場合に、ツェナーブレイクが生じるようにすればよい。 Further, the diodes D1 to Dn of the bypass circuits BP1 to BPn may be Zener diodes, the anode of the Zener diode and the resistor are connected, and the cathode of the Zener diode may be connected to the anode of the laser diode. . In this case, a Zener break may be generated when the laser diode fails in the open mode.
或いは、それぞれのバイパス回路BP1〜BPnのダイオードD1〜Dnを、互いに異なる順方向降下電圧にして、それぞれのバイパス回路BP1〜BPnの抵抗R1〜Rnを省略しても良い。 Alternatively, the diodes D1 to Dn of the respective bypass circuits BP1 to BPn may have different forward drop voltages, and the resistors R1 to Rn of the respective bypass circuits BP1 to BPn may be omitted.
また、上記実施形態においては、レーザダイオードLD1〜LDnの順方向降下電圧が互いに同じであるとしたが、それぞれのレーザダイオードLD1〜LDnの順方向降下電圧が互いに異なっていても良い。この場合、レーザダイオードLD1〜LDnの降下電圧と、レーザダイオードLD1〜LDnと並列に接続されるバイパス回路BP1〜BPnの降下電圧との差が、互いに並列に接続されているレーザダイオードLD1〜LDnとバイパス回路BP1〜BPnとの組み合わせ毎に異なる値とされることが好ましい。このようにすることで、それぞれのレーザダイオードLD1〜LDnの順方向降下電圧が互いに異なっていても、レーザダイオードLD1〜LDnのいずれかがオープンモードで壊れた場合に、壊れたレーザダイオードの場所によって、励起光源回路20全体の降下電圧の変化の大きさが変わる。従って、励起光源回路20全体の降下電圧の変化に基づいてどのレーザダイオードが壊れたかの特定をすることができる。
In the above embodiment, the forward drop voltages of the laser diodes LD1 to LDn are the same. However, the forward drop voltages of the laser diodes LD1 to LDn may be different from each other. In this case, the difference between the drop voltage of the laser diodes LD1 to LDn and the drop voltage of the bypass circuits BP1 to BPn connected in parallel with the laser diodes LD1 to LDn is the difference between the laser diodes LD1 to LDn connected in parallel with each other. It is preferable to set a different value for each combination with the bypass circuits BP1 to BPn. By doing so, even if the forward voltage drop of each of the laser diodes LD1 to LDn is different from each other, if any of the laser diodes LD1 to LDn is broken in the open mode, it depends on the location of the broken laser diode. The magnitude of the change in the voltage drop across the excitation
本発明によれば、簡易な構成で、レーザダイオードがショートモードにより故障した場合でも、オープンモードにより故障した場合でも、故障の検出ができる励起光源装置が提供される。 According to the present invention, there is provided an excitation light source device that can detect a failure with a simple configuration, regardless of whether the laser diode fails in the short mode or in the open mode.
1・・・励起光源装置
10・・・定電圧源
20・・・励起光源回路
30・・・定電流回路
31・・・基準電圧源
40・・・故障検出回路
41・・・電圧検出回路
42・・・判断回路
BP1〜BPn・・・バイパス回路
D1〜Dn・・・ダイオード
LD1〜LDn・・・レーザダイオード
Op・・・比較回路
R1〜Rn、Rs・・・抵抗
Tr・・・電流制御素子
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記励起光源回路の一方側に接続される定電圧源と、
前記励起光源回路の他方側に接続される定電流回路と、
前記励起光源回路全体での降下電圧の変化に基づいて、前記レーザダイオードの故障を検出する故障検出回路と、
を備える
ことを特徴とする励起光源装置。 A plurality of laser diodes are connected in series, and each of the laser diodes is connected in parallel with a bypass circuit having a larger voltage drop than the laser diode;
A constant voltage source connected to one side of the excitation light source circuit;
A constant current circuit connected to the other side of the excitation light source circuit;
A failure detection circuit for detecting a failure of the laser diode based on a change in the voltage drop across the excitation light source circuit;
An excitation light source device comprising:
前記故障検出回路は、前記電流制御素子の電圧を検出することにより、前記励起光源回路全体での降下電圧の変化に基づいて前記レーザダイオードの故障を検出する
ことを特徴とする請求項1に記載の励起光源装置。 The constant current circuit has a current control element connected in series with the excitation light source circuit,
The failure detection circuit detects a failure of the laser diode based on a change in a voltage drop across the excitation light source circuit by detecting a voltage of the current control element. Excitation light source device.
前記判断回路は、前記故障モードがオープンモードである場合に、前記励起光源回路全体での降下電圧の変化に基づいて、故障したレーザダイオードを特定する
ことを特徴とする請求項3に記載の励起光源装置。 The difference between the forward voltage drop of the laser diode and the voltage drop of the bypass circuit connected in parallel with the laser diode is different for each combination of the laser diode and the bypass circuit connected in parallel with each other. ,
4. The excitation according to claim 3, wherein when the failure mode is an open mode, the determination circuit identifies a failed laser diode based on a change in a voltage drop across the excitation light source circuit. Light source device.
それぞれの前記ダイオードは、互いに同じ順方向降下電圧とされると共に、それぞれの前記ダイオードと並列に接続される前記レーザダイオードより高い順方向降下電圧とされ、
それぞれの前記抵抗は、それぞれの前記バイパス回路毎に異なる抵抗値とされる
ことを特徴とする請求項4に記載の励起光源装置。 Each of the bypass circuits is composed of a diode and a resistor connected in series with each other,
Each of the diodes has the same forward drop voltage as each other, and a higher forward drop voltage than the laser diode connected in parallel with each of the diodes,
The excitation light source device according to claim 4, wherein each of the resistors has a different resistance value for each of the bypass circuits.
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