JP2543724B2 - パルスレ―ザの電源装置 - Google Patents

パルスレ―ザの電源装置

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JP2543724B2 JP25140487A JP25140487A JP2543724B2 JP 2543724 B2 JP2543724 B2 JP 2543724B2 JP 25140487 A JP25140487 A JP 25140487A JP 25140487 A JP25140487 A JP 25140487A JP 2543724 B2 JP2543724 B2 JP 2543724B2
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/09Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping
    • H01S3/091Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping
    • H01S3/0915Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping by incoherent light
    • H01S3/092Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping by incoherent light of flash lamp

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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、フラッシュランプを使用するパルスレーザ
の電源装置に関し、特にランプの最大定格電力を越える
ような諸条件の設定を行った場合でもランプの破壊や電
源回路の故障を起こさないように工夫したものである。
(従来の技術) YAGレーザやガラスレーザ等の固体レーザでは、キセ
ノンランプ等のフラッシュランプを点灯(発光)させて
その発光エネルギをYAGロッドやガラスロッドに照射し
てレーザ発振を起こすようにしており、ランプを繰り返
しパルス点灯させるとそれに対応した繰り返しのパルス
レーザ光が得られる。
この種のレーザにおいて、レーザ出力はランプの発光
エネルギに依存することから、ランプに供給される励起
パルスの電圧,電流,パルス幅および繰り返し周期(周
波数)等の諸条件を設定することによって所望のレーザ
特性を得るようにしている。
そのような諸条件の設定値は全く任意の値でよいもの
でもなく、ランプの最大定格電力を越えない所定の範囲
内で選択される必要がある。
そこで従来は、換算表(テーブル)を使用し、設定入
力の都度その表を見て確認するようにしていた。
(発明が解決しようとする問題点) しかし、時には換算表による確認を忘れたり抜かした
りしてランプの最大定格電力を越えてしまう条件設定を
行うこともあり、その場合ランプの破壊や電源回路の故
障等の事故を起こす例が多かった。
したがって、換算表による確認を尊守しなければなら
ないが、オペレータにとっては面倒な作業である。
本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたもので、フ
ラッシュランプの最大定格電力を越えるような諸条件の
設定を行ったときでもランプの破壊や電源回路の故障を
来さないようにしたパルスレーザの電源装置を提供する
ことを目的とする。
(問題点を解決するための手段) 上記目的を達成するために本発明は、レーザ媒体がパ
ルス状のレーザ発振を繰り返し起こすよう励起用のフラ
ッシュランプを繰り返しパルス点灯させるパルスレーザ
の電源装置において、レーザ発振の繰り返し周期を設定
する手段と;レーザ発振のパルス1個当たりのエネルギ
を設定する手段と;設定周期で各パルス点灯の開始を指
示するスタート信号を発生する手段と;スタート信号に
応動して設定エネルギに対応した禁止期間を規定する信
号を発生する手段と;その禁止期間中に発生されたスタ
ート信号に対してフラッシュランプの点灯を禁止する手
段とを具備する構成とした。
(作用) 繰り返し周期が短いほど、レーザ発振のパルス1個当
りのエネルギが大きいほど、フラッシュランプへの投入
(供給)電力が大きくなって最大定格電力を越える危険
性が高まる。
本発明によれば、レーザ発振のパルス1個当たりの設
定エネルギが大きいほど禁止期間が長くなるので、繰り
返し周期の設定値がある値よりも短いと、スタート信号
が禁止期間中に発生することになり、その場合ランプ点
灯が禁止される。また設定エネルギが小さくても、繰り
返し周期が非常に短くなると、やはり禁止期間中にスタ
ート信号が発生する結果となり、この場合もランプの点
灯は禁止される。
このように、ランプの最大定格電力を越えるような設
定入力を行っても、自動的にランプの点灯が禁止される
ことにより、ランプの破壊ないし電源回路の故障は防止
される。
(実施例) 以下、添付図を参照して本発明の実施例を説明する。
構成 第1図は、本発明の一実施例によるパルスレーザの電
源装置の主要部を示す。
電圧設定回路10,電流設定回路12およびパルス幅設定
回路14には、レーザ光発生装置36内のフラッシュランプ
に供給される励起パルスの電圧,電流およびパルス幅の
設定値Vs,Is,Wsがそれぞれ設定入力される。
設定値Vs,Isは乗算器16で互いに乗算される。乗算器1
6より得られた乗算値Ps(Vs×Is)は乗算器18で設定値W
sと乗算される。この結果得られた乗算値Es(Vs×Is×W
s)は励起パルス1個分のエネルギ(ジュール)を表
し、ひいては繰り返しパルスレーザ光1個分のエネルギ
を表すもので、コンパレータ20の一方の入力端子に供給
される。
繰り返し周期設定・パルス発生部22では、パルスレー
ザ光(あるいは励起パルス)の繰り返し周期Tsを設定入
力し、その設定された周期TsでパルスSQを発生する。ス
タート回路24はパルスSQの入力する度にスタートパルス
STを発生する。このスタートパルスSTは、積分回路26の
入力端子に供給されるとともに、D型フリップ・フロッ
プ(F・F)28のクロック入力端子Cとアンドゲート30
の一方の入力端子とに供給される。
積分回路26は、スタートパルスSTを入力する度にある
一定レベルの電圧を時間積分することにより所定の傾き
をもつ鋸波状の出力信号SBを生成し、それをコンパレー
タ20の他方の入力端子に与える。なお、積分回路26の積
分時間には上限が設けられ、スタートパルスSTの入力が
途だえても積分値(SB)は一定値で飽和するようになっ
ている。
コンパレータ20は、積分回路26からの鋸波信号SBを乗
算器18からの比較基準Esと比較し、前者が後者より低い
時(SB<Es)は“H"、その逆の時(SB>Es)は“L"とな
るように二値レベルの出力信号COを発生する。しかし
て、この出力信号COは、比較基準値Es(Vs×Is×Ws)に
比例した持続時間Tdをもつ繰り返しパルスとなる。
コンパレータ20の出力信号COはF・F28のデータ入力
端子Dに与えられる。F・F28はクロック入力(ST)の
立ち上がりでデータ入力(CO)をラッチする。F・F28
の反転出力端子に得られる出力信号DEは、NG判定信号
としてNG表示装置32に与えられるとともに、アンドゲー
ト30の他方の入力端子に与えられる。NG表示装置32は、
NG判定信号DEが“L"になると所定のNG表示を出してオペ
レータに警報する。
アンドゲート30は、NG判定信号DEをゲート信号とし
て、それが“H"の時だけスタートパルスSTをランプ点灯
回路34側へ通す(転送する)。ランプ点灯回路34は、ス
タートパルスSTを受けると、トリガパルスを発生してレ
ーザ光発生装置36の内部のフラッシュランプを設定条件
(Vs,Is,Ws)でパルス点灯させる。フラッシュランプ38
がパルス点灯すると、その発光エネルギに応じたパルス
レーザ光LPがレーザ光発生装置36より出力される。
動作 次に、第2図につき本実施例装置の動作を説明する。
この図において、設定条件M1,M3はランプの最大定格電
力を越えない正常な場合であり、設定条件M2はランプの
最大定格電力を越えた異常(危険)な場合である。
先ず、設定条件M1において、スタートパルスST(第2
図A)は設定繰り返し周期Ts1でスタート回路24より繰
り返し出力される。スタートパルスSTの各立ち上がりに
応動して所定の勾配でレベルの増大する鋸波信号SB(第
2図B)が積分回路26より出力され、この信号SBがコン
パレータ20により比較基準値Esと比較されることによっ
て持続時間Tdをもつ“H"のパルスCOHがコンパレータ出
力信号CO(第2図C)に得られる。
しかして、スタートパルスSTの各立ち上がりでコンパ
レータ出力信号COのレベル(“L")がラッチされること
により、F・F28の反転出力端子には“H"の状態を維
持し続ける判定信号DE(第2図D)が得られる。これに
よって、アンドゲート30はスタートパルスSTに対して開
いたゲートとして作用し、それをランプ点灯回路34に転
送する。その結果、ランプ点灯回路34はスタートパルス
STに常に応動してフラッシュランプをパルス点灯させ、
第2図(F)に示すようなパルス出力のパルスレーザ光
LPを発生させる。
次に設定条件M2では、電圧Vs,電流Isおよびパルス幅W
sについては設定条件M1と同じであるが、繰り返し周期
Ts2が相当短いものに設定されている。したがって、コ
ンパレータ出力パルスCOHの持続時間Tdは上記の場合と
同じ長さであるが、スタートパルスSTの周期(間隔)が
短くなっているため、持続時間Tdの終了する前に偶数番
目のスタートパルスST2,ST4,…の立ち上がりを生じてF
・F28の反転出力端子に得られるNG判定信号DE(第2
図D)が“L"に変化する。その結果、NG表示装置32はNG
の警告を出す。また、アンドゲート30が遮断状態となっ
てスタートパルスST2,ST4,…はランプ点灯回路34に転送
されないため、フラッシュランプの点灯は行われず、パ
ルスレーザ光LP2,LP4,…も出力されない。しかし、奇
数番目のスタートパルスST1,ST3,…に対しては、NG判定
信号DEが“H"となるので、フラッシュランプは点灯して
パルスレーザ光LP1,LP3,…が出力され、またNGの警告
も出ない。
このように、コンパレータ出力信号パルスCOHの持続
時間Tdが終わらないうちに次のスタートパルスSTの立ち
上がりが起きると、そのスタートパルスSTがアンドゲー
ト30で遮断されることによりフラッシュランプのパルス
点灯が禁止される。結局、設定条件M2はランプの最大定
格電力を越える誤った設定入力によるものであったが、
上記のようにランプの点灯が自動的に禁止されることに
よってランプの破壊や電源回路の故障等が防止される。
なお、最初のNG(判定信号DE=“L")が発生した時に
装置全体の動作を止めてパルスレーザ光LPの以後の発
生を完全に停止させるようにしてもよい。
設定条件M3では、繰り返し周期Ts2を設定条件M2と同
じ値にしているが、パルス幅Ws′を狭くしている(第2
図F)。これにより、比較基準値Es′(VS×Is×Ws′)
は低くなり(第2図B)、コンパレータ出力パルスCOH
の持続時間Td′がその分短くなる(第2図C)。その結
果、その持続時間Td′が終了した後に次の各スタートパ
ルスSTが発生されることになってF・F28には常に“L"
がラッチされ、NG判定信号DEは“H"の状態を維持し続
け、常時スタートパルスSTをランプ点灯回路34に転送す
る。
以上、設定条件のうち繰り返し周期T0とパルス幅Wsを
変えた場合の作用を説明したが、電圧Vsや電流Isを変え
た場合でも上記と同様な作用が奏され、同様な効果が得
られる。例えば、上記設定条件M1で電圧Vsを例えば1.5
倍の値に変更すれば、ランプへの投入電力は最大定格電
力を越えてしまうが、この場合、比較基準値Esひいては
コンパレータ出力パルスCOHの持続時間Tdがそれぞれ1.5
倍になり、そうなると持続時間Tdが終了する前に次のス
タートパルスSTが発生してしまい、そのスタートパルス
STに対するパルス点灯ひいてはパルスレーザ光の発生は
禁止され、ランプおよび電源回路の安全が確保される。
また、電圧設定回路10および電流設定回路12は、外部
からの手動入力による設定回路に限定されず、電源回路
内で得られる電圧測定値,電流測定値に基づいて自動的
に設定値Vs,Isを与えるような回路でも可能である。
また、本発明はソフトウェアで設定条件、例えば繰り
返し周期T0を時間的に変化させるようにした電源装置に
も適用可能であり、その場合、瞬時的にランプの最大定
格電力を越えそうな周期が来たところで、ランプの点灯
が禁止されることになる。
(発明の効果) 以上のように、本発明によれば、ランプの最大定格電
力を越えるような設定入力が行われたときには自動的に
ランプの点灯を禁止するようにしたので、換算表の確認
を忘れて誤った設定入力をしてもランプおよび電源回路
の安全が確保され、オペレータにとっては負担が軽くな
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の一実施例によるパルスレーザの電源
装置の主要部の構成を示すブロック図、 第2図は、第1図の電源装置の作用を説明するためのタ
イミング図である。 図面において、 10……電圧設定回路、 12……電流設定回路、 14……パルス幅設定回路、 16……乗算器、 18……乗算器、 20……コンパレータ、 22……繰り返し周期設定・パルス発生部、 24……スタート回路、 26……積分回路、 28……D型フリップ・フロップ、 30……アンドゲート、 32……NG表示装置、 34……ランプ点灯回路、 36……レーザ光発生装置。

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】レーザ媒体がパルス状のレーザ発振を繰り
    返し起こすよう励起用のフラッシュランプを繰り返しパ
    ルス点灯させるパルスレーザの電源装置において、 前記レーザ発振の繰り返し周期を設定する手段と、 前記レーザ発振のパルス1個当たりのエネルギを設定す
    る手段と、 前記設定された周期で各パルス点灯の開始を指示するス
    タート信号を発生する手段と、 前記スタート信号に応動して前記設定エネルギに対応し
    た禁止期間を規定する信号を発生する手段と、 前記禁止期間中に発生された前記スタート信号に対して
    前記フラッシュランプの点灯を禁止する手段と、 を具備することを特徴とするパルスレーザの電源装置。
  2. 【請求項2】前記エネルギ設定手段は、前記フラッシュ
    ランプに供給される励起パルスの電圧,電流およびパル
    ス幅をそれぞれ設定する設定回路と、前記設定された電
    圧,電流およびパルス幅を乗算する演算回路とからなる
    特許請求の範囲第1項に記載のパルスレーザの電源装
    置。
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JPH11135860A (ja) 1997-10-31 1999-05-21 Mitsubishi Electric Corp パルスレーザ励起制御方法およびパルスレーザ励起用電源装置
EP2822113A3 (en) * 2013-06-28 2015-03-25 Canon Kabushiki Kaisha Pulse laser and photoacoustic apparatus

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