JP5713622B2 - ファイバレーザ加工装置及び励起用レーザダイオード電源装置 - Google Patents
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Description
第1のアクティブファイバ12の中で、シード光は、コアとクラッドとの境界面での全反射によって閉じ込められながらコアの中を軸方向にファイバ出力端側に向って伝搬する。一方、励起光は、クラッド外周界面の全反射によって閉じ込められながらアクティブファイバ12の中を軸方向に伝搬し、その伝搬中にコアを何度も横切ることでコア中のYbイオンを光励起する。
る。
12 第1のアクティブファイバ
14 第2のアクティブファイバ
16 光ビーム照射部
30 シードLD
32 シード用LD電源回路
36,38 ポンプLD
50 ポンプLD電源回路
52 直流電源
54 スイッチング素子
62 電流センサ
64 制御部
66 駆動電流監視部
68 第1監視部
70 第2監視部
100 駆動トランジスタ
104 励起用LD電源回路
Claims (12)
- ファイバレーザ加工装置において励起光を発生するレーザダイオードを駆動するための励起用レーザダイオード電源装置であって、
前記レーザダイオードに電力を供給するための直流電源と、
前記直流電源と前記レーザダイオードとの間に接続される電流制御素子と、
前記レーザダイオードに供給される駆動電流を前記電流制御素子を通じて制御する制御部と、
前記駆動電流の電流値を検出する電流センサと、
前記電流センサの出力信号に基づき、前記駆動電流の電流値が第1の監視値を超えたか否かを監視し、前記駆動電流の電流値が前記第1の監視値を超えたことを検出した時に、前記駆動電流を切るか、または減少させるために第1の過電流検出信号を発生する第1の監視部と、
前記電流センサの出力信号に基づき、前記駆動電流の電流値が第2の監視値以上の値を設定時間以上持続したか否かを監視し、前記駆動電流の電流値が前記第2の監視値以上の値を前記設定時間以上持続した時に、前記駆動電流を切るか、または減少させるために第2の過電流検出信号を発生する第2の監視部と
を有し、
前記制御部が、前記第1の過電流検出信号または前記第2の過電流検出信号に応答して、前記電流制御素子を通じて、前記駆動電流を切るか、または減少させる、
ことを特徴とする励起用レーザダイオード電源装置。 - 前記第1の監視値が前記第2の監視値よりも高い、請求項1に記載の励起用レーザダイオード電源装置。
- 前記第1の監視値は、前記レーザダイオードの最大定格電流よりも低い値に設定される、請求項1または請求項2に記載の励起用レーザダイオード電源装置。
- 前記第2の監視値は、前記レーザダイオードの通常定格電流と同じ値またはその付近の値に設定される、請求項1〜3のいずれか一項に記載の励起用レーザダイオード電源装置。
- 前記制御部は、前記駆動電流の電流値が前記第2の監視値を超える前記設定時間内の通電を複数回続けるときは、所定時間以上の時間間隔が空くように、前記駆動電流を制御する、請求項1〜4のいずれか一項に記載の励起用レーザダイオード電源装置。
- 前記第2の監視部は、
前記電流センサの出力信号を前記設定時間に対応したカットオフ周波数でなまらせるローパス・フィルタと、
前記ローパス・フィルタの出力信号と前記第2の監視値に対応する基準値とを比較し、その大小関係に応じて前記第2の過電流検出信号を条件的に発生するコンパレータと
を有する、請求項1〜5のいずれか一項に記載の励起用レーザダイオード電源装置。 - 前記第2の監視部は、
前記駆動電流に対応する前記電流センサの出力信号と前記第2の監視値に対応する基準値とを比較して、その大小関係を表わす出力信号を発生するコンパレータと、
前記コンパレータの出力信号に基づいて、前記駆動電流の電流値が前記第2の監視値を超えた時から前記設定時間を計時するタイマ回路と、
前記タイマ回路が前記設定時間を計時した時に、前記コンパレータの出力信号に応じて前記第2の過電流検出信号を条件的に発生する判定回路と
を有する、請求項1〜5のいずれか一項に記載の励起用レーザダイオード電源装置。 - 前記電流制御素子は、スイッチング素子であり、
前記制御部は、パルス幅制御方式により前記スイッチング素子を一定の周波数でスイッチング制御する、
請求項1〜7のいずれか一項に記載の励起用レーザダイオード電源装置。 - 前記電流制御素子は、増幅機能を有する駆動トランジスタであり、
前記制御部は、前記駆動トランジスタの制御端子にアナログの制御信号を与える、
請求項1〜7のいずれか一項に記載の励起用レーザダイオード電源装置。 - シード光を生成するためのシード光源と、
希土類元素として少なくともYbを添加したコアを有し、前記シード光を入力端より前記コアの中に入れ、前記シード光を出力端に向けて伝搬させながら誘導放出により増幅する増幅用光ファイバと、
前記増幅用光ファイバのコアを励起するための励起光を発生する励起用レーザダイオードと、
前記励起用レーザダイオードを点灯駆動するための請求項1〜9のいずれか一項に記載の励起用レーザダイオード電源装置と、
前記シード光源および前記励起用レーザダイオードを前記増幅用光ファイバの入力端に光学的に結合する光結合器と、
前記増幅用光ファイバの出力端から出るパルス波形の光ビームを被加工物に集光照射する光ビーム照射部と
を有するMOPA方式ファイバレーザ加工装置。 - シード光を生成するためのシード光源と、
希土類元素として少なくともYbを添加したコアを有し、前記シード光を入力端より前記コアの中に入れ、前記シード光を出力端に向けて伝搬させながら誘導放出により増幅する第1の増幅用光ファイバと、
前記第1の増幅用光ファイバのコアを励起するための励起光を発生する第1の励起用レーザダイオードと、
前記第1の励起用レーザダイオードを点灯駆動するための請求項1〜9のいずれか一項に記載の第1の励起用レーザダイオード電源装置と、
前記シード光源および前記第1の励起用レーザダイオードを前記第1の増幅用光ファイバの入力端に光学的に結合する第1の光結合器と、
希土類元素として少なくともYbを添加した第2のコアを有し、前記第1の増幅用光ファイバの出力端からの前記第1段増幅パルスの光ビームを入力端より前記第2のコアの中に入れ、前記第1段増幅パルスの光ビームを伝搬させながら誘導放出により増幅して、出力端より第2段増幅パルスの光ビームを出す第2の増幅用光ファイバと、
前記第2の増幅用光ファイバの第2のコアを励起するための第2の励起光を発生する第2の励起用レーザダイオードと、
前記第2の励起用レーザダイオードを点灯駆動するための請求項1〜12のいずれか一項に記載の第2の励起用レーザダイオード電源装置と、
前記第1の増幅用光ファイバの出力端および前記第2の励起用レーザダイオードを前記第2の増幅用光ファイバの入力端に光学的に結合する第2の光結合器と、
前記第2の増幅用光ファイバの出力端から出た前記第2段増幅パルスの光ビームを被加工物に集光照射する光ビーム照射部と
を有するMOPA方式ファイバレーザ加工装置。 - 発光元素を含むコアとこのコアを取り囲むクラッドとを有する発振用の光ファイバと、
前記発振用光ファイバのコアを介して光学的に対向する一対の共振器ミラーと、
前記増幅用光ファイバのコアを励起するための励起光を発生する励起用レーザダイオードと、
前記励起用レーザダイオードを点灯駆動するための請求項1〜9のいずれか一項に記載の励起用レーザダイオード電源装置と、
前記共振器ミラーより出力された前記レーザ光を被加工物の加工点に向けて集光照射するレーザ照射部と
を有するファイバレーザ加工装置。
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