JP2584209B2

JP2584209B2 - レ−ザ出力制御装置

Info

Publication number: JP2584209B2
Application number: JP61113802A
Authority: JP
Inventors: 昭博大谷; 雅之管原
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1986-05-20
Filing date: 1986-05-20
Publication date: 1997-02-26
Anticipated expiration: 2012-02-26
Also published as: JPS62271481A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕この発明は、レーザ出力制御装置に関するものであ
る。

〔従来の技術〕第２図は、例えば、特願昭58−160656号により出願さ
れ、既にその公開公報によって公知となっている、従来
の炭酸ガスレーザ装置におけるレーザ出力制御装置の概
略構成を示すものである。図において、符号（１）は炭
酸ガスを含むレーザ媒質ガスを満たした容器、（2A），
（2B）は前記容器（１）内に設けられた一対の電極、
（３）は前記電極2A,2Bに高電圧を印加する電源、
（４）は電極（2A），（2B）に高電圧を印加することに
よって生成される放電、（５）はレーザ光のほとんどを
反射し、該レーザ光の約１％を透過する性質を有する全
反射鏡、（６）は部分透過鏡である。（７）は該部分透
過鏡から外部に出力されたレーザ光、（８）は前記全反
射鏡（５）から出力された検出レーザ光であり、該検出
レーザ光の強度は前記レーザ光（７）の強度に比例す
る。（９）は内面を完全拡散面とした積分球、（10）は
前記検出レーザ光（８）を積分球（９）内に入射させる
入力ポート、（11）は前記積分球（９）内で拡散された
レーザ光を出力する出力ポート、（12）は該出力ポート
に設置した、例えばサーモパイルからなる微小レーザ検
出器、（13）は図示していない出力設定器から出力する
出力指令値、（14）は比較器、（15）は増幅器である。

従来の炭酸ガスレーザ装置におけるレーザ出力制御装
置は上記のように構成され、一対の電極（2A），（2B）
に電源（３）から高電圧を印加し、放電（４）を生成し
てレーザ媒質ガスを励起し、波長10.6μｍのレーザ光を
放出する。この放出されたレーザ光が平行に設けられた
全反射鏡（５）と部分透過鏡（６）間で反射を繰り返す
ことによりレーザ発振を起こし、該部分透過鏡からレー
ザ光（７）を外部に出力する。一方、前記全反射鏡
（５）からは部分透過鏡（６）から出力されるレーザ光
（７）の強度に比例した、約10〜50W程度の検出レーザ
光８が出力され、積分球（９）の入力ポート（10）から
該積分球内部に入射される。このように、積分球（９）
に入射した検出レーザ光（８）は該積分球内面で多数回
の反射を繰り返し、これにより均一に拡散し、かつ減光
して出力ポート（11）に設置した微小レーザ検出器（1
2）に入力される。前記積分球（９）の微小レーザ検出
器（12）に対する減衰率は、積分球（９）の直径を約10
0mmとし、微小レーザ検出器（12）の受光面の径を約1mm
とすると、約1/10000であり、例えば、積分球（９）に
約50Wの検出レーザ光（８）の入力があると、微小レー
ザ検出器（12）の入力は約5mWとなる。前記微小レーザ
検出器（12）に入力したレーザ光は電気信号に変換さ
れ、この電気信号と所定のレーザ光の出力指令値（13）
とを比較器（14）で比較して、その偏差信号を増幅器
（15）により増幅する。この増幅された偏差信号によ
り、電源（３）の出力電圧または出力電流を制御し、レ
ーザ媒質ガスの励起強度を制御して、レーザ光（７）の
強度をほぼ一定に保持する。

第３図は、上記した従来のレーザ出力制御装置の出力
検出部を詳細に示したものである。図において、符号
（53）は積分球（９）の水冷用の流入水であり、該流入
水は水入口（51）から入り、積分球（９）を冷却して水
出口（52）から流出水（54）となって（積分球（９）か
ら）出ていく。

前記微小レーザ検出器（12）は該検出器内のレーザ検
出熱電対（101a）と同特性の熱電対（101b）により温度
補償されており、アルミニュウム等の金属よりなるケー
ス（18）に納められている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

従来のレーザ出力制御装置は、上記のように構成され
ているので、外気温度等によるゆるやかな温度変化に対
しては、熱電対（101a），（101b）が共に温度変化する
ので、微小レーザ検出器（12）の出力特性は変化しな
い。しかしながら、ケース（18）の温度が急激に変化し
た場合には、熱電対（101a）と（101b）との間に温度差
を生ずるにも係わらず、図示していない温度補償回路に
より、熱電対（101a）が（101b）と同様に温度変化した
ものとして、その温度補償をするため、前記微小レーザ
検出器（12）の出力に変動を生ずる。

前記積分球（９）の温度は、その前記した冷却水の水
温の変動に追随して変動し、また上記のように入射する
10〜50Wの検出レーザ光（８）によっても急激に上昇す
る。

ところで、この積分球（９）はケース（18）と熱的に
接触しているので、該積分球（９）の温度変化に伴って
ケース（18）の温度が変動（上昇）し、これにより、微
小レーザ検出器（12）の出力特性に変動を生じる、等の
問題点があった。

この発明は、上記のような問題点を解消するためにな
されたもので、積分球とこの積分球側に固定される微小
レーザ検出器との間を熱絶縁することにより微小レーザ
検出器の急激な温度上昇を防ぎ、微小レーザ検出器の出
力特性の変動を防止するレーザ出力制御装置を得ること
を目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明に係るレーザ出力制御装置は、入射したレー
ザ光を拡散する積分球と、この積分球との接触部分がナ
イロン、テフロン、ビニールのうちの何れか一つでなる
熱絶縁物で構成されて該積分球に固定されたケースと、
このケース内に収納されて温度補償され、該積分球で拡
散されたレーザ光を検出する微小レーザ検出器とを備え
たものである。

〔作用〕

この発明においては、ケースの積分球との接触部分に
設けたナイロン、テフロン、ビニールのうちの何れか一
つでなる熱絶縁物の介在により前記積分球とこの積分球
側に固定される微小レーザ検出器とが熱的に絶縁され
る。

このため、積分球がレーザビームなどによって急激な
温度変動を受けた場合でも、微小レーザ検出器が急激に
温度上昇することがなくなって、温度上昇する際の温度
変化がゆるやかとなり、微小レーザ検出器の出力特性に
変動を生じることがなくなる。

〔実施例〕

第１図はこの発明の一実施例を示す概略構成図であ
り、図において、符号（１），（2A），（2B），（５）
〜（12），（51）〜（54）は前記第２図または第３図で
説明したものと、同一または相当部分を示すので、その
詳細な説明は省略する。積分球（９）側に固定されたケ
ース（18）はアルミニューム等の金属部（62）とナイロ
ン、テフロン、ビニール等の熱絶縁物よりなる部分（円
筒形）（61）とにより構成され、該ケースは、その熱絶
縁物よりなる部分（61）が前記積分球（９）と接してい
る。

微小レーザ検出器（12）は、その側面がケース（18）
の金属部（62）に密着するように該ケースに収納されて
いる。このケース（18）には、前記のように収納された
微小レーザ検出器（12）の受光面に向かう開口部が設け
られ、該開口部は積分球（９）の出力ポート（11）に配
置するように設置されている。

このように、微小レーザ検出器（12）および前記温度
補償回路を含むケース（18）を前記積分球（９）と熱絶
縁したので、該積分球の温度が冷却水の水温変動により
変動した場合、または前記したレーザビームの入射によ
り、絶縁値は少なくても急激な温度変動を受けた場合に
でも、前記微小レーザ検出器（12）および前記温度補償
回路の温度変動はゆるやかなものとなり、微小レーザ検
出器（12）の出力は安定する。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明によれば、微小レーザ検出器
を収納しているケースの積分球との接触部分を、ナイロ
ン、テフロン、ビニールのうちの何れか一つでなる熱絶
縁物で構成したので、積分球と微小レーザ検出器とを熱
的に絶縁することができる。このため、積分球がレーザ
ビームなどによって急激な温度変動を受けた場合でも、
温度補償された微小レーザ検出器が急激に温度上昇する
ことがなくなって、温度上昇する際の温度変化がゆるや
かとなり、微小レーザ検出器の出力特性に変動を生じる
ことがなくなり、レーザ出力の制御を正確に行うことが
でき、安定な出力フィードバックが得られるとともに、
従来同様、耐震性能を維持することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す概略構成図、第２図
及び第３図は従来のレーザ出力制御装置を示す概略構成
図である。図中の符号、（１）は容器、（2A），（2B）は電極、
（３）は電源、（５）は全反射鏡、（６）は部分透過
鏡、（９）は積分球、（12）は微小レーザ検出器、（1
4）は比較器、（15）は増幅器、（18）はケース、（5
1）は冷却水流入口、（52）は冷却水流出口、（53）は
流入水、（54）は流出水、（61）は熱絶縁物よりなる部
分、（62）は金属部である。なお、図中同一符号は同一、または相対部分を示す。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】入射したレーザ光を拡散する積分球と、こ
の積分球との接触部分がナイロン、テフロン、ビニール
のうちの何れか一つでなる熱絶縁物で構成されて該積分
球に固定されたケースと、このケース内に収納されて温度補償され、該積分球で拡
散されたレーザ光を検出する微小レーザ検出器とを備え
たことを特徴とするレーザ出力制御装置。
【請求項２】熱絶縁物は、円筒形であることを特徴とす
る特許請求の範囲第１項記載のレーザ出力制御装置。