JP3079299B2 - パルスレーザ装置 - Google Patents
パルスレーザ装置Info
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- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B41/00—Circuit arrangements or apparatus for igniting or operating discharge lamps
- H05B41/14—Circuit arrangements
- H05B41/30—Circuit arrangements in which the lamp is fed by pulses, e.g. flash lamp
- H05B41/34—Circuit arrangements in which the lamp is fed by pulses, e.g. flash lamp to provide a sequence of flashes
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、コンデンサの放電エネ
ルギを利用してパルスレーザ光を発振出力するパルスレ
ーザ装置に関する。
ルギを利用してパルスレーザ光を発振出力するパルスレ
ーザ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】ＹＡＧレーザ等の固体レーザは、励起ラ
ンプを点灯させて、その光エネルギをＹＡＧロッド等の
レーザ媒体に照射してレーザ発振を起こすように構成さ
れている。この種のレーザからなるパルスレーザ装置
は、コンデンサに電気エネルギをいったん蓄積し、該コ
ンデンサより電気エネルギを励起ランプに所定の持続時
間だけ放電（パルス放電）することによって励起ランプ
をパルス点灯させるようにしており、励起ランプを繰り
返しパルス点灯させることで１０〜１００Ｈｚ程度の繰
り返しパルスレーザ光が得られるようになっている。
ンプを点灯させて、その光エネルギをＹＡＧロッド等の
レーザ媒体に照射してレーザ発振を起こすように構成さ
れている。この種のレーザからなるパルスレーザ装置
は、コンデンサに電気エネルギをいったん蓄積し、該コ
ンデンサより電気エネルギを励起ランプに所定の持続時
間だけ放電（パルス放電）することによって励起ランプ
をパルス点灯させるようにしており、励起ランプを繰り
返しパルス点灯させることで１０〜１００Ｈｚ程度の繰
り返しパルスレーザ光が得られるようになっている。
【０００３】従来のパルスレーザ装置では、コンデンサ
と励起ランプとの間にスイッチングトランジスタ等のス
イッチング素子を接続し、図５の(D) に示すように該ス
イッチング素子をパルス状にオンさせていた。これによ
り、コンデンサがパルス放電してその放電電流が励起ラ
ンプ側に流れ、励起ランプには図５の(A) に示すような
パルス電圧（ランプ電圧）が印加されて図５の(B) に示
すようなパルス電流（ランプ電流）が流れ、レーザ媒体
および光共振器から図５の(C) に示すようなパルス波形
のレーザ出力が得られていた。そして、このパルスレー
ザ光の出力波形を制御するために、放電開始直前のコン
デンサ電圧やパルス持続時間が調整されていた。
と励起ランプとの間にスイッチングトランジスタ等のス
イッチング素子を接続し、図５の(D) に示すように該ス
イッチング素子をパルス状にオンさせていた。これによ
り、コンデンサがパルス放電してその放電電流が励起ラ
ンプ側に流れ、励起ランプには図５の(A) に示すような
パルス電圧（ランプ電圧）が印加されて図５の(B) に示
すようなパルス電流（ランプ電流）が流れ、レーザ媒体
および光共振器から図５の(C) に示すようなパルス波形
のレーザ出力が得られていた。そして、このパルスレー
ザ光の出力波形を制御するために、放電開始直前のコン
デンサ電圧やパルス持続時間が調整されていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
たような従来のパルスレーザ装置では、繰り返し周波数
を２０〜３０ｐｐｓ以上にすると、一方においてパルス
立上がりにおける励起ランプの電極間抵抗が段々と低く
なって図６の(イ) に示すようにランプ電流およびランプ
電力の立上がりが段々と早くなり、他方においてパルス
持続時間後半部における励起ランプの電極間抵抗が段々
と高くなって図６の(ロ) に示すようにランプ電流および
ランプ電力の後半部が段々と平坦化するというパルス波
形の変動またはバラツキが最初の数パルスの中で起こる
という不具合があった。このような繰り返し発振の開始
直後の不安定性を解消するために、従来は最初の数発を
ダミーショット（外部シャッタを閉じた状態で行われる
レーザ発振）として、無駄に捨てていた。
たような従来のパルスレーザ装置では、繰り返し周波数
を２０〜３０ｐｐｓ以上にすると、一方においてパルス
立上がりにおける励起ランプの電極間抵抗が段々と低く
なって図６の(イ) に示すようにランプ電流およびランプ
電力の立上がりが段々と早くなり、他方においてパルス
持続時間後半部における励起ランプの電極間抵抗が段々
と高くなって図６の(ロ) に示すようにランプ電流および
ランプ電力の後半部が段々と平坦化するというパルス波
形の変動またはバラツキが最初の数パルスの中で起こる
という不具合があった。このような繰り返し発振の開始
直後の不安定性を解消するために、従来は最初の数発を
ダミーショット（外部シャッタを閉じた状態で行われる
レーザ発振）として、無駄に捨てていた。
【０００５】また、従来のパルスレーザ装置によるパル
スレーザ出力波形は、安定状態でも図５の(c) に示すよ
うにパルス立上がり部ないし前半部が隆起または突出し
たパルス波形となり、矩形や台形等の任意のパルス波形
を得るのが難しかった。
スレーザ出力波形は、安定状態でも図５の(c) に示すよ
うにパルス立上がり部ないし前半部が隆起または突出し
たパルス波形となり、矩形や台形等の任意のパルス波形
を得るのが難しかった。
【０００６】本発明は、かかる従来の問題点に鑑みてな
されたもので、任意のパルスレーザ出力波形を実現可能
とし、かつ所望のパルス波形で安定なレーザ出力を得る
ようにしたパルスレーザ装置を提供することを目的とす
る。
されたもので、任意のパルスレーザ出力波形を実現可能
とし、かつ所望のパルス波形で安定なレーザ出力を得る
ようにしたパルスレーザ装置を提供することを目的とす
る。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明のパルスレーザ装置は、コンデンサに蓄積
した電気エネルギをパルス放電して励起ランプをパルス
点灯させ前記励起ランプより発せられる光エネルギによ
ってレーザ媒体を励起してパルスレーザ光を出力するよ
うにしたパルスレーザ装置において、入力端子が前記コ
ンデンサに接続され、出力端子がダイオードとコイルと
の直列回路を介して前記励起ランプに接続されたスイッ
チング手段と、各パルス持続時間中に前記励起ランプに
流れるランプ電流を検出してランプ電流測定値を求める
ランプ電流検出手段と、各パルス持続時間中に前記励起
ランプに印加されるランプ電圧を検出してランプ電圧測
定値を求めるランプ電圧検出手段と、各パルス持続時間
中に前記ランプ電流検出手段より得られる前記ランプ電
流測定値と前記ランプ電圧検出手段より得られる前記ラ
ンプ電圧測定値とから前記励起ランプに投入されるラン
プ電力の測定値を求めるランプ電力演算手段と、各パル
ス持続時間中に所望のパルス波形を有する基準電力値を
与える基準電力値発生手段と、各パルス持続時間中に前
記ランプ電力演算手段からの前記ランプ測定値を前記基
準電力値と比較して比較誤差を求める比較手段と、前記
スイッチング手段のスイッチングサイクルを規定する高
周波数の被変調信号を発生する周波数発生手段と、前記
比較手段からの前記比較誤差で前記被変調信号を変調し
てスイッチング制御信号を生成し、前記スイッチング制
御信号によって前記スイッチング素子のオン・オフを制
御するスイッチング制御手段とを具備する構成とした。
めに、本発明のパルスレーザ装置は、コンデンサに蓄積
した電気エネルギをパルス放電して励起ランプをパルス
点灯させ前記励起ランプより発せられる光エネルギによ
ってレーザ媒体を励起してパルスレーザ光を出力するよ
うにしたパルスレーザ装置において、入力端子が前記コ
ンデンサに接続され、出力端子がダイオードとコイルと
の直列回路を介して前記励起ランプに接続されたスイッ
チング手段と、各パルス持続時間中に前記励起ランプに
流れるランプ電流を検出してランプ電流測定値を求める
ランプ電流検出手段と、各パルス持続時間中に前記励起
ランプに印加されるランプ電圧を検出してランプ電圧測
定値を求めるランプ電圧検出手段と、各パルス持続時間
中に前記ランプ電流検出手段より得られる前記ランプ電
流測定値と前記ランプ電圧検出手段より得られる前記ラ
ンプ電圧測定値とから前記励起ランプに投入されるラン
プ電力の測定値を求めるランプ電力演算手段と、各パル
ス持続時間中に所望のパルス波形を有する基準電力値を
与える基準電力値発生手段と、各パルス持続時間中に前
記ランプ電力演算手段からの前記ランプ測定値を前記基
準電力値と比較して比較誤差を求める比較手段と、前記
スイッチング手段のスイッチングサイクルを規定する高
周波数の被変調信号を発生する周波数発生手段と、前記
比較手段からの前記比較誤差で前記被変調信号を変調し
てスイッチング制御信号を生成し、前記スイッチング制
御信号によって前記スイッチング素子のオン・オフを制
御するスイッチング制御手段とを具備する構成とした。
【０００８】本発明のパルスレーザ装置では、ランプ電
流検出手段、ランプ電圧検出手段、ランプ電力演算手
段、比較手段、スイッチング制御手段、スイッチング手
段およびダイオードとコイルとの直列回路によって、励
起ランプに供給される電力（ランプ電力）を基準電力値
の波形に倣わせるための閉ループ機構が形成される。各
パルス持続時間（パルス放電時間）中に、スイッチング
手段がスイッチング制御手段の制御の下で小刻みにオン
・オフすることにより、ランプ電流がランプ電力規定値
と基準電力値との比較誤差に応じて精細に制御され、そ
の結果、励起ランプに投入される電力が基準電力値の波
形に倣うような電力波形となる。パルスレーザ光の出力
（パルスレーザ出力）は、ランプ電力にほぼ対応してい
るので、これも基準電力値の波形に倣うような出力波形
となる。
流検出手段、ランプ電圧検出手段、ランプ電力演算手
段、比較手段、スイッチング制御手段、スイッチング手
段およびダイオードとコイルとの直列回路によって、励
起ランプに供給される電力（ランプ電力）を基準電力値
の波形に倣わせるための閉ループ機構が形成される。各
パルス持続時間（パルス放電時間）中に、スイッチング
手段がスイッチング制御手段の制御の下で小刻みにオン
・オフすることにより、ランプ電流がランプ電力規定値
と基準電力値との比較誤差に応じて精細に制御され、そ
の結果、励起ランプに投入される電力が基準電力値の波
形に倣うような電力波形となる。パルスレーザ光の出力
（パルスレーザ出力）は、ランプ電力にほぼ対応してい
るので、これも基準電力値の波形に倣うような出力波形
となる。
【０００９】
【実施例】以下、図１〜図４を参照して本発明の実施例
を説明する。
を説明する。
【００１０】図１は、本発明の一実施例によるＹＡＧパ
ルスレーザ加工装置の構成を示す。このＹＡＧパルスレ
ーザ加工装置において、充電回路１０の入力端子（Ｕ，
Ｖ，Ｗ）には商用の三相交流電圧が入力する。充電回路
１０は、入力した三相交流電圧を内蔵の三相整流回路
（図示せず）によって直流に変換し、変換した直流を内
蔵の充電制御用スイッチングトランジスタ（図示せず）
を介して出力する。
ルスレーザ加工装置の構成を示す。このＹＡＧパルスレ
ーザ加工装置において、充電回路１０の入力端子（Ｕ，
Ｖ，Ｗ）には商用の三相交流電圧が入力する。充電回路
１０は、入力した三相交流電圧を内蔵の三相整流回路
（図示せず）によって直流に変換し、変換した直流を内
蔵の充電制御用スイッチングトランジスタ（図示せず）
を介して出力する。
【００１１】充電回路１０の出力端子にはコンデンサ１
２が並列に接続されている。コンデンサ１２の一方の端
子は放電制御用のスイッチングトランジスタ１４、保護
ダイオード１６および平滑用コイル１８を介して励起ラ
ンプ２０の一方の端子に接続され、励起ランプ２０の他
方の端子はコンデンサ１２の他方の端子に接続されてい
る。これにより、コンデンサ１２にいったん蓄積（充
電）された電力（電気エネルギ）は、スイッチングトラ
ンジスタ１４がオンになると、このトランジスタ１４、
ダイオード１６およびコイル１８を介して励起ランプ２
０に供給されるようになっている。なお、コイル１８お
よび励起ランプ２０と並列に接続されたダイオード１７
は、コイル１８に蓄積された電磁エネルギを還流させる
ための還流回路を構成している。
２が並列に接続されている。コンデンサ１２の一方の端
子は放電制御用のスイッチングトランジスタ１４、保護
ダイオード１６および平滑用コイル１８を介して励起ラ
ンプ２０の一方の端子に接続され、励起ランプ２０の他
方の端子はコンデンサ１２の他方の端子に接続されてい
る。これにより、コンデンサ１２にいったん蓄積（充
電）された電力（電気エネルギ）は、スイッチングトラ
ンジスタ１４がオンになると、このトランジスタ１４、
ダイオード１６およびコイル１８を介して励起ランプ２
０に供給されるようになっている。なお、コイル１８お
よび励起ランプ２０と並列に接続されたダイオード１７
は、コイル１８に蓄積された電磁エネルギを還流させる
ための還流回路を構成している。
【００１２】励起ランプ２０に隣接してレーザ媒体たと
えばＹＡＧロッド２２が配置されており、励起ランプ２
０がパルス点灯すると、その光エネルギでＹＡＧロッド
２２が励起され、ロッド端面より出た光が全反射ミラー
２４と出力ミラー２６との間で反射を繰り返して増幅の
のち出力ミラー２６を抜けてパルスレーザ光ＬＢとして
外部へ出射されるようになっている。
えばＹＡＧロッド２２が配置されており、励起ランプ２
０がパルス点灯すると、その光エネルギでＹＡＧロッド
２２が励起され、ロッド端面より出た光が全反射ミラー
２４と出力ミラー２６との間で反射を繰り返して増幅の
のち出力ミラー２６を抜けてパルスレーザ光ＬＢとして
外部へ出射されるようになっている。
【００１３】コンデンサ１２と励起ランプ２０とを結ぶ
電気配線または導体には、たとえば電流センサからなる
電流検出器２８が装架されている。この電流検出器２８
の出力端子はランプ電流検出回路３０に接続され、ラン
プ電流検出回路３０より得られる瞬時値としてのランプ
電流測定値［Ｉ］はＡ／Ｄ変換器（図示せず）を介して
制御部４０に与えられる。励起ランプ２０の両端子はラ
ンプ電圧検出回路３２に接続され、ランプ電圧検出回路
３２より得られる瞬時値としてのランプ電圧測定値
［Ｖ］もＡ／Ｄ変換器（図示せず）を介して制御部４０
に与えられる。
電気配線または導体には、たとえば電流センサからなる
電流検出器２８が装架されている。この電流検出器２８
の出力端子はランプ電流検出回路３０に接続され、ラン
プ電流検出回路３０より得られる瞬時値としてのランプ
電流測定値［Ｉ］はＡ／Ｄ変換器（図示せず）を介して
制御部４０に与えられる。励起ランプ２０の両端子はラ
ンプ電圧検出回路３２に接続され、ランプ電圧検出回路
３２より得られる瞬時値としてのランプ電圧測定値
［Ｖ］もＡ／Ｄ変換器（図示せず）を介して制御部４０
に与えられる。
【００１４】制御部４０は、マイクロコンピュータから
なり、装置全体および各部の制御を行い、本実施例では
とりわけ放電制御用スイッチングトランジスタ１４を制
御するために機能する。設定部３４は、キーボード、マ
ウス、ディジタイザ等の入力装置からなり、基準電力値
を任意の一定値または任意の波形として制御部４０に与
える。メモリ３６には、制御部４０のための各種プログ
ラム、演算データが格納されるほか、設定部３４より設
定入力された基準電力値等の各種設定値も格納される。
制御部４０には、設定値や測定値を表示するための表示
装置や装置外部との交信を行うための入出力インタフェ
ース回路（図示せず）等も接続される。
なり、装置全体および各部の制御を行い、本実施例では
とりわけ放電制御用スイッチングトランジスタ１４を制
御するために機能する。設定部３４は、キーボード、マ
ウス、ディジタイザ等の入力装置からなり、基準電力値
を任意の一定値または任意の波形として制御部４０に与
える。メモリ３６には、制御部４０のための各種プログ
ラム、演算データが格納されるほか、設定部３４より設
定入力された基準電力値等の各種設定値も格納される。
制御部４０には、設定値や測定値を表示するための表示
装置や装置外部との交信を行うための入出力インタフェ
ース回路（図示せず）等も接続される。
【００１５】図２は、本実施例における制御部４０の主
な機能を示すブロック図である。図示のように、制御部
４０は、ランプ電力演算部４２，比較部４４，周波数発
生部４６，ランプ点灯制御部４８およびタイミング制御
部５０を有している。
な機能を示すブロック図である。図示のように、制御部
４０は、ランプ電力演算部４２，比較部４４，周波数発
生部４６，ランプ点灯制御部４８およびタイミング制御
部５０を有している。
【００１６】ランプ電力演算部４２は、ランプ電圧検出
回路３２からのランプ電圧測定値［Ｖ］とランプ電流検
出回路３０からのランプ電流測定値［Ｉ］とを入力し、
それらの測定値［Ｖ］，［Ｉ］から励起ランプ２０に投
入（供給）されている電力Ｐを瞬時値として求める。ラ
ンプ電力演算部４２で得られたランプ電力測定値［Ｐ］
は、比較部４４に与えられる。比較部４４には、メモリ
３６より所望の一定レベルデータまたは所望の波形デー
タとして基準電力値［ＰS ］が与えられる。比較部４４
は、ランプ電力測定値［Ｐ］を基準電力値［ＰS ］と比
較して、その比較誤差（差分）ｅをランプ点灯制御部４
８に与える。
回路３２からのランプ電圧測定値［Ｖ］とランプ電流検
出回路３０からのランプ電流測定値［Ｉ］とを入力し、
それらの測定値［Ｖ］，［Ｉ］から励起ランプ２０に投
入（供給）されている電力Ｐを瞬時値として求める。ラ
ンプ電力演算部４２で得られたランプ電力測定値［Ｐ］
は、比較部４４に与えられる。比較部４４には、メモリ
３６より所望の一定レベルデータまたは所望の波形デー
タとして基準電力値［ＰS ］が与えられる。比較部４４
は、ランプ電力測定値［Ｐ］を基準電力値［ＰS ］と比
較して、その比較誤差（差分）ｅをランプ点灯制御部４
８に与える。
【００１７】ランプ点灯制御部４８には、周波数発生部
４６よりパルスレーザ光の繰り返し発振周波数よりも格
段に高い周波数の変調波信号ｆｓが与えられる。ランプ
点灯制御部４８は、この変調波信号ｆｓを比較部４４か
らの比較誤差ｅでパルス幅変調または周波数変調し、そ
の変調した信号を放電制御用スイッチングトランジスタ
１４に対するスイッチング制御信号ＳＣとしてドライブ
回路３８に与える。
４６よりパルスレーザ光の繰り返し発振周波数よりも格
段に高い周波数の変調波信号ｆｓが与えられる。ランプ
点灯制御部４８は、この変調波信号ｆｓを比較部４４か
らの比較誤差ｅでパルス幅変調または周波数変調し、そ
の変調した信号を放電制御用スイッチングトランジスタ
１４に対するスイッチング制御信号ＳＣとしてドライブ
回路３８に与える。
【００１８】タイミング制御部５０は、パルスレーザ光
の繰り返し発振のタイミングを制御するもので、ランプ
点灯制御部４８に対して各パルスの開始と終了のタイミ
ングを与える。また、充電回路１０との間では、コンデ
ンサ１２の充電電圧のモニタ情報を受けたり、充電制御
用トランジスタに対する制御信号を与えたりする。さら
に、外部装置との間で、タイミング信号のやりとりを行
ったりもする。
の繰り返し発振のタイミングを制御するもので、ランプ
点灯制御部４８に対して各パルスの開始と終了のタイミ
ングを与える。また、充電回路１０との間では、コンデ
ンサ１２の充電電圧のモニタ情報を受けたり、充電制御
用トランジスタに対する制御信号を与えたりする。さら
に、外部装置との間で、タイミング信号のやりとりを行
ったりもする。
【００１９】本実施例では、ランプ電流検出回路３０、
ランプ電圧検出回路３２、メモリ３６、制御部４０、ド
ライブ回路３８および放電制御用スイッチングトランジ
スタ１４によって、各パルス持続時間（放電時間）中に
励起ランプ２０に投入される電力Ｐを基準電力値［ＰS
］に倣わせるための閉ループが構成されている。
ランプ電圧検出回路３２、メモリ３６、制御部４０、ド
ライブ回路３８および放電制御用スイッチングトランジ
スタ１４によって、各パルス持続時間（放電時間）中に
励起ランプ２０に投入される電力Ｐを基準電力値［ＰS
］に倣わせるための閉ループが構成されている。
【００２０】次に、図３の模式的な波形図を参照して本
実施例によるパルスレーザ加工装置の作用を説明する。
実施例によるパルスレーザ加工装置の作用を説明する。
【００２１】制御部４０において、タイミング制御部５
０が各パルス放電ないしパルス発振の開始をランプ点灯
制御部４８に指示すると、上記の閉ループ機構が作動す
る。ランプ点灯制御部４８は、周波数発生部４６より被
変調信号ｆｓを入力するとともに、比較部４４より比較
誤差ｅを取り込み、たとえば図３の(B) に示すようなパ
ルス幅変調によるスイッチング制御信号ＳＣを出力す
る。これにより、放電制御用スイッチングトランジスタ
１４がスイッチング制御信号ＳＣによって小刻みにオン
・オフし、図３の(A) に示すようにランプ電流Ｉが比較
誤差ｅに応じて精細に（短い時間間隔で）制御される。
その結果、図３の(C) に示すように励起ランプ２０に投
入される電力Ｐがたとえば一定レベルの基準電力値［Ｐ
S ］にほぼ倣うような波形となる。また、パルスレーザ
光ＬＢの出力（パルスレーザ出力）は、ランプ電力にほ
ぼ対応しているので、これも基準電力値［ＰS ］に倣う
ような波形となる。
０が各パルス放電ないしパルス発振の開始をランプ点灯
制御部４８に指示すると、上記の閉ループ機構が作動す
る。ランプ点灯制御部４８は、周波数発生部４６より被
変調信号ｆｓを入力するとともに、比較部４４より比較
誤差ｅを取り込み、たとえば図３の(B) に示すようなパ
ルス幅変調によるスイッチング制御信号ＳＣを出力す
る。これにより、放電制御用スイッチングトランジスタ
１４がスイッチング制御信号ＳＣによって小刻みにオン
・オフし、図３の(A) に示すようにランプ電流Ｉが比較
誤差ｅに応じて精細に（短い時間間隔で）制御される。
その結果、図３の(C) に示すように励起ランプ２０に投
入される電力Ｐがたとえば一定レベルの基準電力値［Ｐ
S ］にほぼ倣うような波形となる。また、パルスレーザ
光ＬＢの出力（パルスレーザ出力）は、ランプ電力にほ
ぼ対応しているので、これも基準電力値［ＰS ］に倣う
ような波形となる。
【００２２】なお、図４に示すように基準電力値［ＰS
］を波形として設定した場合には、上記と同様の作用
により、その波形に倣うようなランプ電力波形が得ら
れ、ひいてはその波形にほぼ対応したパルスレーザ出力
波形が得られる。
］を波形として設定した場合には、上記と同様の作用
により、その波形に倣うようなランプ電力波形が得ら
れ、ひいてはその波形にほぼ対応したパルスレーザ出力
波形が得られる。
【００２３】このように、本実施例では、各パルス放電
中に放電制御用スイッチングトランジスタ１４を閉ルー
プ制御に基づくパルス幅変調または周波数変調等によっ
て精細にオン・オフさせ、ランプ電力Ｐを基準電力値
［ＰS ］に倣わせるような制御を行うので、繰り返し周
波数を２０〜３０ｐｐｓ以上に高くしても、繰り返し発
振の開始直後から、つまり１発目から所望のパルス波形
で安定なレーザ出力を得ることができる。
中に放電制御用スイッチングトランジスタ１４を閉ルー
プ制御に基づくパルス幅変調または周波数変調等によっ
て精細にオン・オフさせ、ランプ電力Ｐを基準電力値
［ＰS ］に倣わせるような制御を行うので、繰り返し周
波数を２０〜３０ｐｐｓ以上に高くしても、繰り返し発
振の開始直後から、つまり１発目から所望のパルス波形
で安定なレーザ出力を得ることができる。
【００２４】したがって、始めの数発をダミーショット
として無駄に捨てる必要はなく、レーザ加工を迅速かつ
効率的に行うことができる。また、たとえばパルス前半
部を平坦化することで、パルスレーザ出力を平均化して
そのぶんパルス幅を大きくしたり、励起ランプに対する
衝撃を和らげてランプ寿命を延ばすことができる。その
ほか、所望のパルスレーザ出力波形が得られるので、レ
ーザ加工条件の幅を拡げ、シーム溶接等において加工性
の向上をはかることができる。
として無駄に捨てる必要はなく、レーザ加工を迅速かつ
効率的に行うことができる。また、たとえばパルス前半
部を平坦化することで、パルスレーザ出力を平均化して
そのぶんパルス幅を大きくしたり、励起ランプに対する
衝撃を和らげてランプ寿命を延ばすことができる。その
ほか、所望のパルスレーザ出力波形が得られるので、レ
ーザ加工条件の幅を拡げ、シーム溶接等において加工性
の向上をはかることができる。
【００２５】上記した実施例はＹＡＧパルスレーザ加工
装置に係るものであったが、本発明は他の型のパルスレ
ーザ加工装置にも適用可能であり、加工装置以外のパル
スレーザ装置にも適用可能である。また、繰り返しパル
スだけでなく、単一パルスでパルスレーザを出力する場
合にも適用可能である。
装置に係るものであったが、本発明は他の型のパルスレ
ーザ加工装置にも適用可能であり、加工装置以外のパル
スレーザ装置にも適用可能である。また、繰り返しパル
スだけでなく、単一パルスでパルスレーザを出力する場
合にも適用可能である。
【００２６】以上説明したように、本発明のパルスレー
ザ装置によれば、パルス持続時間中に電力基準値を所望
のパルス波形として与え、励起ランプに投入されるラン
プ電力を該電力基準値の波形に倣わせるようにしたの
で、任意のパルスレーザ出力波形を実現可能とし、かつ
所望のパルス波形で安定なレーザ出力を得ることができ
る。
ザ装置によれば、パルス持続時間中に電力基準値を所望
のパルス波形として与え、励起ランプに投入されるラン
プ電力を該電力基準値の波形に倣わせるようにしたの
で、任意のパルスレーザ出力波形を実現可能とし、かつ
所望のパルス波形で安定なレーザ出力を得ることができ
る。
【図１】本発明の一実施例によるＹＡＧパルスレーザ加
工装置の要部の構成を示す図である。
工装置の要部の構成を示す図である。
【図２】実施例における制御部の機能的構成を示すブロ
ック図である。
ック図である。
【図３】実施例におけるパルスレーザ出力制御の作用を
説明するための波形図である。
説明するための波形図である。
【図４】実施例において基準電力値を所望の波形として
設定する場合の例を示す波形図である。
設定する場合の例を示す波形図である。
【図５】従来のパルスレーザ装置における各部の波形を
示す波形図である。
示す波形図である。
【図６】従来のパルスレーザ装置において見られるパル
スレーザ出力波形のバラツキを示す部分波形図である。
スレーザ出力波形のバラツキを示す部分波形図である。
１０ 充電回路 １２ コンデンサ １４ 放電制御用スイッチングトランジスタ ２０ 励起ランプ ２２ ＹＡＧロッド ２８ 電流検出器 ３０ ランプ電流検出回路 ３２ ランプ電圧検出回路 ３４ 設定部 ３６ メモリ ４０ 制御部 ４２ ランプ電力演算部 ４４ 比較部 ４８ ランプ点灯制御部
Claims (1)
- 【請求項１】 コンデンサに蓄積した電気エネルギをパ
ルス放電して励起ランプをパルス点灯させ前記励起ラン
プより発せられる光エネルギによってレーザ媒体を励起
してパルスレーザ光を出力するようにしたパルスレーザ
装置において、入力端子が前記コンデンサに接続され、出力端子がダイ
オードとコイルとの直列回路を介して前記励起ランプに
接続されたスイッチング手段と、 各パルス持続時間中に前記励起ランプに流れるランプ電
流を検出してランプ電流測定値を求めるランプ電流検出
手段と、 各パルス持続時間中に前記励起ランプに印加されるラン
プ電圧を検出してランプ電圧測定値を求めるランプ電圧
検出手段と、 各パルス持続時間中に前記ランプ電流検出手段より得ら
れる前記ランプ電流測定値と前記ランプ電圧検出手段よ
り得られる前記ランプ電圧測定値とから前記励起ランプ
に投入されるランプ電力の測定値を求めるランプ電力演
算手段と、 各パルス持続時間中に所望のパルス波形を有する基準電
力値を与える基準電力値発生手段と、 各パルス持続時間中に前記ランプ電力演算手段からの前
記ランプ測定値を前記基準電力値と比較して比較誤差を
求める比較手段と、 前記スイッチング手段のスイッチングサイクルを規定す
る高周波数の被変調信号を発生する周波数発生手段と、 前記比較手段からの前記比較誤差で前記被変調信号を変
調してスイッチング制御信号を生成し、前記スイッチン
グ制御信号によって前記スイッチング素子のオン・オフ
を制御するスイッチング制御手段と を具備することを特
徴とするパルスレーザ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05326145A JP3079299B2 (ja) | 1993-11-30 | 1993-11-30 | パルスレーザ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05326145A JP3079299B2 (ja) | 1993-11-30 | 1993-11-30 | パルスレーザ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07154013A JPH07154013A (ja) | 1995-06-16 |
| JP3079299B2 true JP3079299B2 (ja) | 2000-08-21 |
Family
ID=18184559
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP05326145A Expired - Fee Related JP3079299B2 (ja) | 1993-11-30 | 1993-11-30 | パルスレーザ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3079299B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2658900B2 (ja) * | 1994-09-30 | 1997-09-30 | 日本電気株式会社 | パルス電源装置 |
| AU2003902210A0 (en) * | 2003-05-08 | 2003-05-22 | The Active Reactor Company Pty Ltd | High intensity discharge lamp controller |
| AU2004237249B2 (en) * | 2003-05-08 | 2007-02-08 | The Active Reactor Company Pty Ltd | High intensity discharge lamp control |
| CN102790350A (zh) * | 2011-05-17 | 2012-11-21 | 深圳市通发激光设备有限公司 | 一种灯泵浦脉冲yag激光启动过程中能量补偿方法 |
| EP2822113A3 (en) | 2013-06-28 | 2015-03-25 | Canon Kabushiki Kaisha | Pulse laser and photoacoustic apparatus |
| KR101704443B1 (ko) * | 2015-03-06 | 2017-02-10 | 아주하이텍(주) | 노광장치용 실시간 다채널 레이저감시장치 |
-
1993
- 1993-11-30 JP JP05326145A patent/JP3079299B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07154013A (ja) | 1995-06-16 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |