JP4491964B2 - CO2 laser oscillator Q-switch oscillation method - Google Patents

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はＣＯ２レーザ発振器のＱスイッチ発振方法に関し、詳しくはスリットを有する回転チョッパによるＱスイッチ装置を備えたＣＯ２レーザ発振器のＱスイッチ発振方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、スリットを有する回転チョッパによるＱスイッチ装置を備え、ＣＯ２とＮ２を含有するレーザガスをパルス放電励起してＱスイッチ発振するＣＯ２レーザ発振器は既に広く知られている。そしてこのＣＯ２レーザ発振器を用いてプリント基板などにビアホール加工を行うことも知られている。
上記ＣＯ２レーザ発振器では、レーザガスのＣＯ２に対するＮ２の分圧比（Ｎ２／ＣＯ２）は１を超えた値に設定していた。つまり、ＣＯ２の分圧よりもＮ２の分圧を大きく設定しており、これによりポンプアップしたＮ２分子のエネルギーを効率的にＣＯ２分子に移乗させて高効率発振を達成できるようにしている。さらにこの際、レーザガスの全圧は、該レーザガスによって最大出力が得られる大きさに設定している。
また上記Ｑスイッチ装置は、回転チョッパによってレーザビームの光軸を遮蔽した状態でレーザガスを励起させ、該レーザガスが充分に励起された状態となったら回転チョッパのスリットをレーザビームの光軸に横切らせることにより、そのスリットを通過させて高ピーク出力、短パルスのレーザビームを発振させるものである。ビアホール加工の場合、高ピーク出力だと１度に深くビアホールを形成することができ、また短パルスだとビアホール形状がシャープになり、炭化しにくいことになる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上述したＣＯ２レーザ発振器を用いて、つまりレーザガスのＮ２に対するＣＯ２の分圧比を１未満に設定するとともに、レーザガスの全圧を該レーザガスによって最大出力が得られる大きさに設定したＣＯ２レーザ発振器を用いて、パルス放電励起した後、Ｑスイッチ装置によりＱスイッチパルスレーザ（１ｓｔパルスレーザ）を発振させると、レーザガスを励起しなくてもスリットが再びレーザビームの光軸を横切った際に、大きなエネルギーを有する２ｎｄパルスレーザが発生するという問題が生じる。
すなわち、Ｎ２に対するＣＯ２の分圧比を１未満に設定した場合には、Ｎ２分子密度に対してＣＯ２の分子密度が相対的に低いため、１回のＱスイッチ発振ではＮ２分子の有するエネルギーが充分にＣＯ２分子に移乗されず、この１ｓｔパルスレーザの発振が終了した後でもＮ２分子のエネルギーが継続してＣＯ２分子に移乗されるようになる。この状態でスリットが再びレーザビームの光軸を横切ると、レーザガスが励起されていなくても再びＱスイッチパルスレーザ（２ｎｄパルスレーザ）が発振されてしまうことになる。
上記２ｎｄパルスレーザは意図された発振ではなく、特にガルバノミラーを用いてプリント基板にビアホール加工を施し、１つのビアホール加工が終了したら上記ガルバノミラーにより次のビアホール加工に移るようにした場合には、その移動の最中に、予期しない部分に２ｎｄパルスレーザが照射されて、最悪の場合プリント基板が使用不能になる虞があった。
以上のような問題に鑑み、本発明は、２ｎｄパルスレーザのピーク出力を可及的に抑制することができるＣＯ２レーザ発振器のＱスイッチ発振方法を提供するものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
すなわち本発明は、スリットを有する回転チョッパによるＱスイッチ装置を備え、ＣＯ２とＮ２とＨｅとを含有するレーザガスをパルス放電励起してＱスイッチ発振するＣＯ２レーザ発振器のＱスイッチ発振方法において、上記レーザガスのＣＯ２に対するＮ２の分圧比（Ｎ２／ＣＯ２）を１以下に設定し、かつ上記レーザガスの全圧を、該レーザガスによって最大出力が得られる全圧よりも大きく設定したものである。
【０００５】
以上の構成によれば、レーザガスのＣＯ２に対するＮ２の分圧比（Ｎ２／ＣＯ２）を１以下に設定してあるので、Ｎ２の分子密度に対するＣＯ２の分子密度が相対的に高くなり、したがってパルス放電の間にＮ２分子の有するエネルギーが充分にＣＯ２分子に移乗されるようになる。その結果、１ｓｔパルスレーザの発振後にＣＯ２分子に移乗されるＮ２分子の有するエネルギーが少なくなるので、２ｎｄパルスレーザのピーク出力が抑制されるようになる。
またこれに加えて、レーザガスの全圧を、該レーザガスによって最大出力が得られる全圧よりも大きく設定してあるので、レーザガス中の各分子の平均自由行程が短くなる。その結果、１ｓｔパルスレーザの発振後にポンプアップされているＣＯ２分子は、Ｈｅ、ＣＯ、Ｎ２等の他の分子と衝突する確率が高くなり、その衝突によりＣＯ２分子のエネルギーが放出される。また、エネルギーの移乗元となるＮ２分子も他の分子と衝突してエネルギーが放出されるので、これによっても２ｎｄパルスレーザのピーク出力が抑制されるようになる。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下図示実施例について本発明を説明すると、図１はＣＯ２レーザ発振器１の該略図を示すもので、このＣＯ２レーザ発振器はＱスイッチ装置２を備えている。
上記ＣＯ２レーザ発振器１は、レーザチューブ３と、該レーザチューブ３の左方に設けられ、レーザチューブ３で励起された後に発振されたレーザビームＬを反射するリアミラー４と、レーザチューブ３の右方に設けられ、該レーザチューブ３で発振されたレーザビームＬを反射するとともにそのレーザビームＬを通過させる出力鏡５とを備えている。
上記レーザチューブ３内にはレーザガスが循環供給されるようになっており、このレーザガスはＣＯ２、Ｎ２、Ｈｅ等を含有している。
そして上記ＣＯ２レーザ発振器１から照射されるレーザビームＬは、図示しないガルバノミラーやｆθレンズを経てプリント基板に照射されるようになっている。このとき、レーザビームＬがプリント基板に効率よく吸収されるためには、その波長が９．３μｍであることが好ましい。
【０００７】
また上記Ｑスイッチ装置２は、レーザチューブ３とリアミラー４との間に配置されており、このＱスイッチ装置２は、リアミラー４の手前でレーザビームＬを集光させるテレスコープレンズ１１と、回転手段としてのモータ１２と、このモータ１２の回転軸に一体に取付けられ、レーザビームＬの径が最も小さくなる集光部分に挿入される円板状の回転チョッパ１３とを備えている。
上記ＣＯ２レーザ発振器１とＱスイッチ装置２とは、それぞれ制御装置１４によって制御されるようになっている。
【０００８】
上記回転チョッパ１３には、図２に示すように、回転チョッパ１３の回転中心を中心とする円周上の等間隔位置に、本実施例では４つのスリット１５Ａ、１５Ｂ、１５Ｃ、１５Ｄを形成している。各スリットはレーザビームＬの光軸上を横切るようになっており、各スリットがレーザビームＬの光軸上を横切った際にレーザビームＬを通過させることができるようになっている。
また、図１に示すように、レーザビームＬの光軸とは異なる位置に投受光センサ１６を設けてあり、この投受光センサ１６はこれの光軸上を上記スリットが横切ることによりその通過を検出することができるようになっている。
上記投受光センサ１６からの信号は制御装置１４に入力され、制御装置１４はその信号を入力したら、すなわち１つのスリットが投受光センサ１６の光軸を横切ったら、それから所定時間経過後にＣＯ２レーザ発振器１のパルス放電励起を開始させ、当該スリットがレーザビームＬの光軸を横切る寸前となったらＣＯ２レーザ発振器１のパルス放電励起を終了させるようになっている。
なお、上記構成を有するＱスイッチＣＯ２レーザ発振器は、従来公知のものと同様な構成を有するものである。
【０００９】
以上の構成において、制御装置１４はＱスイッチ装置２のモータ１２を介して回転チョッパ１３を回転させる。また制御装置１４は、投受光センサ１６の信号から例えばスリット１５Ａの位置を検出したら、上述したようにそれから所定時間経過後にＣＯ２レーザ発振器１のパルス放電励起を開始させ、当該スリット１５ＡがレーザビームＬの光軸を横切る寸前となったらＣＯ２レーザ発振器１のパルス放電励起を終了させる。
上記スリット１５ＡはＣＯ２レーザ発振器１のパルス放電励起が終了された直後にレーザビームＬの光軸上を横切るようになり、これによってレーザチューブ３内で励起されていたレーザビームＬはそのスリット１５Ａを通過して出力鏡５から外部にＱスイッチ発振され、上述したように図示しないガルバノミラーやｆθレンズを経てプリント基板に照射されてビアホール加工を施す。
そして上記スリット１５Ａに後続するスリット１５Ｂが投受光センサ１６を介して制御装置１４によって検出されると、それから所定時間経過後にＣＯ２レーザ発振器１のパルス放電励起を開始させ、当該スリット１５ＢがレーザビームＬの光軸を横切る寸前となったらＣＯ２レーザ発振器１のパルス放電励起を終了させる。そしてこの直後にスリット１５ＢがレーザビームＬの光軸上を横切ることにより、ＣＯ２レーザ発振器１から再びレーザビームＬがＱスイッチ発振されるようになる。
以後同様に、順次スリットがレーザビームＬの光軸上を横切る度にＣＯ２レーザ発振器１からレーザビームＬが発振されるようになる。
【００１０】
次に、１つのビアホール加工が終了した際には、次のビアホール加工を開始するまで、ＣＯ２レーザ発振器１からのレーザビームＬの発振を停止させる必要がある。
図３はレーザビームＬの発振を停止させた際の状態を示したもので、この場合、制御装置１４は最後にパルス放電励起の信号ａをＣＯ２レーザ発振器１に送った後は、次のビアホール加工を開始するまではＣＯ２レーザ発振器１にパルス放電励起の信号を送ることはない。
そして最後のパルス放電励起の信号ａが送られた直後に、例えばスリット１５ＡがレーザビームＬの光軸上を横切ってその光軸を開くと（図３参照）、それによってＣＯ２レーザ発振器１はＱスイッチパルスレーザビーム（１ｓｔパルスレーザ）を発振させる。
この後、制御装置１４はＣＯ２レーザ発振器１をパルス放電励起することはないが、スリット１５Ａに後続するスリット１５ＢがレーザビームＬの光軸上を横切ってその光軸を開くと、前述したように２ｎｄパルスレーザが発生するようになる。さらにこの後、スリット１５Ｂに後続するスリット１５ＣがレーザビームＬの光軸上を横切ってその光軸を開くと、３ｒｄパルスレーザが発生するようになるが、一般に３ｒｄパルスレーザが有するエネルギーは小さく、これが問題となることはない。
【００１１】
図４および図５は上記ＣＯ２レーザ発振器１より放射される１ｓｔパルスレーザと２ｎｄパルスレーザの出力状態を表したものである。図４は縦軸にパルスレーザの出力を、横軸にＣＯ２に対するＮ２の分圧比（Ｎ２／ＣＯ２）を取ったものである。また、図５は縦軸にパルスレーザの出力、横軸にレーザチューブ３内のレーザガスの全圧を取っている。
図４に示すように、１ｓｔパルスレーザの出力は、ＣＯ２に対するＮ２の分圧比が大きくなるにしたがって大きくなっており、このことから従来は高効率発振を達成するために、ＣＯ２の分圧よりもＮ２の分圧を大きく設定していた。その結果、レーザガスのＣＯ２に対するＮ２の分圧比（Ｎ２／ＣＯ２）は１を超えた値となっていた。
しかしながら、レーザガスのＣＯ２に対するＮ２の分圧比（Ｎ２／ＣＯ２）を１を超えた値とすると、２ｎｄパルスレーザの出力も急激に大きくなっていた。他方、２ｎｄパルスレーザの出力に着目すれば、レーザガスのＣＯ２に対するＮ２の分圧比（Ｎ２／ＣＯ２）を１以下とすることにより、２ｎｄパルスレーザの出力を小さくできることが理解される。
【００１２】
また、図５に示すように、１ｓｔパルスレーザの出力はレーザガスの全圧の大きさによって変化するので、従来は、レーザガスの全圧は１ｓｔパルスレーザの出力が最大となる値に設定していた。
しかしながら、２ｎｄパルスレーザの出力に着目すれば、レーザガスの全圧は、該レーザガスによって１ｓｔパルスレーザの最大出力が得られる全圧よりも大きく設定することにより、２ｎｄパルスレーザの出力を小さくできることが理解される。
なお、最大出力が得られるレーザガスの全圧というのは、使用するＣＯ２レーザ発振器１内のレーザガスの組成比、レーザガス流の方向や速度などによって異なるものである。
【００１３】
そこで本発明は、上記レーザガスのＣＯ２に対するＮ２の分圧比（Ｎ２／ＣＯ２）を１以下に設定し、かつ上記レーザガスの全圧を、該レーザガスによって最大出力が得られる全圧よりも大きく設定することにより、２ｎｄパルスレーザのピーク出力を可及的に小さくすることができるようにしたものである。
図６、図７は本発明の作用効果を示す実験結果図で、図６が本発明の結果を、図７が従来の結果を示している。
図７に示す従来のものにおいては、レーザガスのＣＯ２に対するＮ２の分圧比（Ｎ２／ＣＯ２）は１．５に設定してあり、したがってＮ２の分圧はＣＯ２の分圧の１．５倍となっている。またレーザガスの全圧は、１ｓｔパルスレーザが最大出力となる１５ｔｏｒｒに設定した。
他方、図６に示す本発明のものにおいては、レーザガスのＣＯ２に対するＮ２の分圧比（Ｎ２／ＣＯ２）は０．８に設定してある。またレーザガスの全圧は、１ｓｔパルスレーザが最大出力となる１５ｔｏｒｒよりも大きな値である２０ｔｏｒｒに設定した。
図６と図７との比較から理解されるように、図７の従来装置では大きな１ｓｔパルスレーザと２ｎｄパルスレーザとが現れているのに対し、図６の本発明装置では１ｓｔパルスレーザの出力は従来の１ｓｔパルスレーザとほぼ同出力になる上に、２ｎｄパルスレーザの発生は殆ど認められなかった。
【００１４】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば２ｎｄパルスレーザの発生を抑制することができるので、プリント基板の不必要な部分等へ２ｎｄパルスレーザが照射されることによる損傷を防止することができるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例を示すＣＯ２レーザ発振器の該略図。
【図２】図１の回転チョッパの正面図。
【図３】ＣＯ２レーザ発振器の作動タイミングを表すグラフ。
【図４】ＣＯ２に対するＮ２の分圧比とパルスレーザの出力との関係を示したグラフ。
【図５】レーザガスの全圧とパルスレーザの出力との関係を示したグラフ。
【図６】本発明装置によるパルスレーザの出力を示すグラフ。
【図７】従来装置によるパルスレーザの出力を示すグラフ。
【符号の説明】
１ ＣＯ２レーザ発振器 ２ Ｑスイッチ装置[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a Q-switch oscillation method for a CO 2 laser oscillator, and more particularly to a Q-switch oscillation method for a CO 2 laser oscillator provided with a Q-switch device using a rotary chopper having a slit.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, a CO 2 laser oscillator that includes a Q switch device using a rotary chopper having a slit and performs Q-switch oscillation by pulse discharge excitation of a laser gas containing CO 2 and N 2 is already widely known. It is also known to perform via hole processing on a printed circuit board or the like using this CO 2 laser oscillator.
In the CO 2 laser oscillator, the partial pressure ratio (N 2 / CO 2 ) of N 2 to CO 2 of the laser gas has been set to a value exceeding 1. That is, the partial pressure of N 2 is set to be larger than the partial pressure of CO 2 , so that the energy of the pumped up N 2 molecule can be efficiently transferred to the CO 2 molecule to achieve high-efficiency oscillation. ing. Further, at this time, the total pressure of the laser gas is set to such a level that the maximum output can be obtained by the laser gas.
The Q switch device excites the laser gas while the optical axis of the laser beam is shielded by the rotating chopper, and when the laser gas is sufficiently excited, the slit of the rotating chopper crosses the optical axis of the laser beam. Thus, a laser beam with a high peak output and a short pulse is oscillated through the slit. In the case of via hole processing, a high peak output can form a deep via hole at a time, and a short pulse makes the via hole shape sharp and difficult to carbonize.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However using the above-described CO 2 laser oscillator, i.e. sets a partial pressure ratio of CO 2 to less than 1 with respect to N 2 in the laser gas, CO 2 that the total pressure of the laser gas is set to a size that the maximum output is obtained by the laser gas When a Q switch pulse laser (1st pulse laser) is oscillated by a Q switch device after exciting a pulse discharge using a laser oscillator, the slit again crosses the optical axis of the laser beam without exciting the laser gas. This causes a problem that a 2nd pulse laser having a large energy is generated.
That is, in the case of setting the partial pressure ratio of CO 2 for N 2 less than 1, the molecular density of CO 2 is relatively lower than the N 2 molecule density, the N 2 molecules in a single Q-switched oscillation The energy possessed is not sufficiently transferred to the CO 2 molecule, and the energy of the N 2 molecule continues to be transferred to the CO 2 molecule even after the oscillation of the 1st pulse laser is completed. If the slit again crosses the optical axis of the laser beam in this state, the Q-switched pulse laser (2nd pulse laser) is again oscillated even if the laser gas is not excited.
The 2nd pulse laser is not intended to oscillate. In particular, when a galvano mirror is used to perform via hole processing on a printed circuit board and one via hole processing is completed, the galvano mirror moves to the next via hole processing. During the movement, the unexpected part is irradiated with the 2nd pulse laser, and in the worst case, the printed circuit board may be unusable.
In view of the above problems, the present invention provides a Q-switch oscillation method for a CO 2 laser oscillator that can suppress the peak output of a 2nd pulse laser as much as possible.
[0004]
[Means for Solving the Problems]
That is, the present invention provides a Q-switch oscillation method for a CO 2 laser oscillator that includes a Q-switch device using a rotary chopper having a slit and that performs Q-switch oscillation by pulse discharge excitation of a laser gas containing CO 2 , N 2, and He . partial pressure ratio of N 2 for CO 2 of the laser gas (N 2 / CO 2) set to 1 or less, and the total pressure of the laser gas, which was set larger than the total pressure maximum output is obtained by the laser gas is there.
[0005]
According to the above configuration, since the N 2 partial pressure ratio (N 2 / CO 2 ) of the laser gas to CO 2 is set to 1 or less, the molecular density of CO 2 relative to the molecular density of N 2 is relatively high. Therefore, the energy possessed by the N 2 molecule is sufficiently transferred to the CO 2 molecule during the pulse discharge. As a result, the energy of N 2 molecules transferred to the CO 2 molecules after oscillation of the 1st pulse laser is reduced, so that the peak output of the 2nd pulse laser is suppressed.
In addition, since the total pressure of the laser gas is set larger than the total pressure at which the maximum output can be obtained by the laser gas, the mean free path of each molecule in the laser gas is shortened. As a result, the CO 2 molecule pumped up after the oscillation of the 1st pulse laser has a higher probability of colliding with other molecules such as He, CO, and N 2, and the energy of the CO 2 molecule is released by the collision. . In addition, since N 2 molecules as energy transfer sources collide with other molecules to release energy, the peak output of the 2nd pulse laser is also suppressed by this.
[0006]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
About illustrated examples illustrate the invention below, Figure 1 shows a schematic representation of a CO 2 laser oscillator 1, the CO 2 laser oscillator is provided with a Q-switch device 2.
The CO 2 laser oscillator 1 includes a laser tube 3, a rear mirror 4 that is provided on the left side of the laser tube 3 and reflects a laser beam L oscillated after being excited by the laser tube 3, and a right side of the laser tube 3. And an output mirror 5 for reflecting the laser beam L oscillated by the laser tube 3 and allowing the laser beam L to pass therethrough.
Laser gas is circulated and supplied into the laser tube 3, and this laser gas contains CO 2 , N 2 , He, and the like.
The laser beam L emitted from the CO 2 laser oscillator 1 is applied to a printed circuit board through a galvano mirror and an fθ lens (not shown). At this time, in order for the laser beam L to be efficiently absorbed by the printed board, the wavelength is preferably 9.3 μm.
[0007]
The Q switch device 2 is disposed between the laser tube 3 and the rear mirror 4. The Q switch device 2 includes a telescope lens 11 for condensing the laser beam L in front of the rear mirror 4, and a rotating means. And a disk-shaped rotating chopper 13 that is integrally attached to the rotating shaft of the motor 12 and is inserted into a condensing portion where the diameter of the laser beam L is minimized.
The CO 2 laser oscillator 1 and the Q switch device 2 are each controlled by a control device 14.
[0008]
As shown in FIG. 2, four slits 15A, 15B, 15C, and 15D are formed in the rotary chopper 13 at equidistant positions on the circumference around the rotation center of the rotary chopper 13, as shown in FIG. ing. Each slit crosses the optical axis of the laser beam L, and the laser beam L can pass when each slit crosses the optical axis of the laser beam L.
Further, as shown in FIG. 1, a light projecting / receiving sensor 16 is provided at a position different from the optical axis of the laser beam L. The light projecting / receiving sensor 16 passes through the light passing through the slit across the optical axis. It can be detected.
A signal from the light projecting / receiving sensor 16 is input to the control device 14, and when the control device 14 inputs the signal, that is, when one slit crosses the optical axis of the light projecting / receiving sensor 16, a CO 2 laser is emitted after a predetermined time has elapsed. The pulse discharge excitation of the oscillator 1 is started, and the pulse discharge excitation of the CO 2 laser oscillator 1 is terminated when the slit is about to cross the optical axis of the laser beam L.
The Q-switched CO 2 laser oscillator having the above configuration has the same configuration as a conventionally known one.
[0009]
In the above configuration, the control device 14 rotates the rotary chopper 13 via the motor 12 of the Q switch device 2. Further, when the control device 14 detects, for example, the position of the slit 15A from the signal of the light projecting / receiving sensor 16, as described above, the pulse discharge excitation of the CO 2 laser oscillator 1 is started after a predetermined time has elapsed, and the slit 15A When it is about to cross the L optical axis, the pulse discharge excitation of the CO 2 laser oscillator 1 is terminated.
The slit 15A crosses the optical axis of the laser beam L immediately after the pulse discharge excitation of the CO 2 laser oscillator 1 is finished, so that the laser beam L excited in the laser tube 3 is passed through the slit 15A. Is passed through the output mirror 5 and Q-switched and oscillated to the outside. As described above, the printed circuit board is irradiated with the galvano mirror and the fθ lens (not shown) to process via holes.
When the slit 15B following the slit 15A is detected by the control device 14 via the light projecting / receiving sensor 16, the pulse discharge excitation of the CO 2 laser oscillator 1 is started after a predetermined time has elapsed, and the slit 15B When it is about to cross the L optical axis, the pulse discharge excitation of the CO 2 laser oscillator 1 is terminated. Immediately after this, the slit 15B crosses the optical axis of the laser beam L, so that the laser beam L is again Q-switched from the CO 2 laser oscillator 1.
Thereafter, similarly, the laser beam L is oscillated from the CO 2 laser oscillator 1 every time the slit sequentially crosses the optical axis of the laser beam L.
[0010]
Next, when one via hole processing is completed, it is necessary to stop the oscillation of the laser beam L from the CO 2 laser oscillator 1 until the next via hole processing is started.
FIG. 3 shows a state when the oscillation of the laser beam L is stopped. In this case, after the controller 14 finally sends the pulse discharge excitation signal a to the CO 2 laser oscillator 1, Until the via hole processing is started, a pulse discharge excitation signal is not sent to the CO 2 laser oscillator 1.
Then, immediately after the last pulse discharge excitation signal a is sent, for example, when the slit 15A opens the optical axis across the optical axis of the laser beam L (see FIG. 3), the CO 2 laser oscillator 1 thereby A Q switch pulse laser beam (1st pulse laser) is oscillated.
Thereafter, the controller 14 does not excite the CO 2 laser oscillator 1 by pulse discharge, but when the slit 15B following the slit 15A opens its optical axis across the optical axis of the laser beam L, as described above. In this case, a 2nd pulse laser is generated. After this, when the slit 15C following the slit 15B opens the optical axis across the optical axis of the laser beam L, a 3rd pulse laser is generated, but generally the energy of the 3rd pulse laser is small, This is not a problem.
[0011]
4 and 5 show the output states of the 1st pulse laser and the 2nd pulse laser emitted from the CO 2 laser oscillator 1. Figure 4 is one in which the output of the pulse laser on the vertical axis, taking the partial pressure ratio of N 2 (N 2 / CO 2 ) for CO 2 in the horizontal axis. In FIG. 5, the vertical axis represents the output of the pulse laser, and the horizontal axis represents the total pressure of the laser gas in the laser tube 3.
As shown in FIG. 4, the output of the 1st pulse laser is larger accordance partial pressure ratio of N 2 for CO 2 is increased, in order to achieve a conventional high efficiency oscillation Therefore, the CO 2 min The partial pressure of N 2 was set larger than the pressure. As a result, the partial pressure ratio of N 2 to CO 2 of the laser gas (N 2 / CO 2 ) was a value exceeding 1.
However, when the partial pressure ratio (N 2 / CO 2 ) of N 2 to CO 2 of the laser gas is a value exceeding 1, the output of the 2nd pulse laser has also increased rapidly. On the other hand, when attention is focused on the output of the 2nd pulse laser, it is understood that the output of the 2nd pulse laser can be reduced by setting the partial pressure ratio (N 2 / CO 2 ) of N 2 to CO 2 of the laser gas to 1 or less.
[0012]
Further, as shown in FIG. 5, since the output of the 1st pulse laser varies depending on the total pressure of the laser gas, conventionally, the total pressure of the laser gas has been set to a value that maximizes the output of the 1st pulse laser. .
However, paying attention to the output of the 2nd pulse laser, it is understood that the output of the 2nd pulse laser can be reduced by setting the total pressure of the laser gas larger than the total pressure at which the maximum output of the 1st pulse laser can be obtained by the laser gas. Is done.
The total pressure of the laser gas that provides the maximum output varies depending on the composition ratio of the laser gas in the CO 2 laser oscillator 1 to be used, the direction and speed of the laser gas flow, and the like.
[0013]
The present invention, the voltage division ratio of N 2 for CO 2 of the laser gas (N 2 / CO 2) set to 1 or less, and the total pressure of the laser gas, than the total pressure maximum output is obtained by the laser gas By setting it large, the peak output of the 2nd pulse laser can be made as small as possible.
6 and 7 are experimental result diagrams showing the effects of the present invention. FIG. 6 shows the results of the present invention and FIG. 7 shows the conventional results.
In the prior art shown in FIG. 7, the partial pressure ratio of N 2 to CO 2 of the laser gas (N 2 / CO 2 ) is set to 1.5, so that the partial pressure of N 2 is equal to the partial pressure of CO 2 . 1.5 times. The total pressure of the laser gas was set to 15 torr, at which the 1st pulse laser had the maximum output.
On the other hand, in those of the present invention shown in FIG. 6, the partial pressure ratio of N 2 for CO 2 laser gas (N 2 / CO 2) is set at 0.8. The total pressure of the laser gas was set to 20 torr, which is a value larger than 15 torr at which the 1st pulse laser has the maximum output.
As can be understood from a comparison between FIG. 6 and FIG. 7, a large 1st pulse laser and a 2nd pulse laser appear in the conventional apparatus of FIG. 7, whereas in the apparatus of the present invention of FIG. Produced almost the same output as that of the conventional 1st pulse laser, and generation of a 2nd pulse laser was hardly observed.
[0014]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, since the generation of the 2nd pulse laser can be suppressed, it is possible to prevent the damage caused by the irradiation of the 2nd pulse laser to the unnecessary part or the like of the printed circuit board. Is obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram of a CO 2 laser oscillator showing an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a front view of the rotary chopper of FIG.
FIG. 3 is a graph showing the operation timing of the CO 2 laser oscillator.
FIG. 4 is a graph showing the relationship between the partial pressure ratio of N 2 to CO 2 and the output of the pulse laser.
FIG. 5 is a graph showing the relationship between the total pressure of laser gas and the output of a pulse laser.
FIG. 6 is a graph showing the output of a pulse laser by the device of the present invention.
FIG. 7 is a graph showing the output of a pulse laser by a conventional apparatus.
[Explanation of symbols]
1 CO 2 laser oscillator 2 Q switch device

Claims (2)

スリットを有する回転チョッパによるＱスイッチ装置を備え、ＣＯ２とＮ２とＨｅとを含有するレーザガスをパルス放電励起してＱスイッチ発振するＣＯ２レーザ発振器のＱスイッチ発振方法において、
上記レーザガスのＣＯ２に対するＮ２の分圧比（Ｎ２／ＣＯ２）を１以下に設定し、かつ上記レーザガスの全圧を、該レーザガスによって最大出力が得られる全圧よりも大きく設定したことを特徴とするＣＯ２レーザ発振器のＱスイッチ発振方法。In a Q-switch oscillation method of a CO 2 laser oscillator comprising a Q-switch device by a rotating chopper having a slit, and performing Q-switch oscillation by pulse discharge excitation of a laser gas containing CO 2 , N 2 and He ,
The partial pressure ratio of N 2 to CO 2 of the laser gas (N 2 / CO 2 ) is set to 1 or less, and the total pressure of the laser gas is set to be larger than the total pressure at which the maximum output is obtained by the laser gas. A Q-switch oscillation method of a CO 2 laser oscillator characterized by the above. ガルバノミラーを用いたビアホール加工に用いられることを特徴とする請求項１に記載のＣＯ２レーザ発振器のＱスイッチ発振方法。 2. The Q-switch oscillation method for a CO 2 laser oscillator according to claim 1, wherein the method is used for via hole processing using a galvanometer mirror.
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