JPH02100386A - ガスレーザ装置の出力制御方式 - Google Patents
ガスレーザ装置の出力制御方式Info
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- JPH02100386A JPH02100386A JP25323088A JP25323088A JPH02100386A JP H02100386 A JPH02100386 A JP H02100386A JP 25323088 A JP25323088 A JP 25323088A JP 25323088 A JP25323088 A JP 25323088A JP H02100386 A JPH02100386 A JP H02100386A
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- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 abstract description 2
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
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- 238000003754 machining Methods 0.000 description 2
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 2
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES 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
- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
- H01S3/10—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating
- H01S3/13—Stabilisation of laser output parameters, e.g. frequency or amplitude
- H01S3/131—Stabilisation of laser output parameters, e.g. frequency or amplitude by controlling the active medium, e.g. by controlling the processes or apparatus for excitation
- H01S3/134—Stabilisation of laser output parameters, e.g. frequency or amplitude by controlling the active medium, e.g. by controlling the processes or apparatus for excitation in gas lasers
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野］
〔従来の技術〕
放電励起型のガスレーザ装置では、−最に放電電流を増
減することによってレーザ出力を制御している。
減することによってレーザ出力を制御している。
第３図に放電電流とレーザ出力の関係を示す。
横軸は放電電流、縦軸はレーザ出力である。なお、この
場合の放電管内のガス圧力は一定に保たれており、通常
の運転時では４５Ｔｏ ｒ ｒ程度である。
場合の放電管内のガス圧力は一定に保たれており、通常
の運転時では４５Ｔｏ ｒ ｒ程度である。
レーザ出力は下限値ＷＩＯより放電電流の増大に従って
増すが、励起可能分子数に限度があるために飽和特性を
示す。この飽和特性の深い領域では発振効率がかなり低
下するので、実用的にはＷ２Ｏ位がレーザ出力の上限値
である。すなわち、レーザ出力のダイナミックレンジは
Ｗ２０／ＷｌＯとなり、金属加工等に広く使用されるＣ
Ｏ□ガスレーザ装置ではこの値は５〜２０程度である。
増すが、励起可能分子数に限度があるために飽和特性を
示す。この飽和特性の深い領域では発振効率がかなり低
下するので、実用的にはＷ２Ｏ位がレーザ出力の上限値
である。すなわち、レーザ出力のダイナミックレンジは
Ｗ２０／ＷｌＯとなり、金属加工等に広く使用されるＣ
Ｏ□ガスレーザ装置ではこの値は５〜２０程度である。
一方、このようなガスレーザ装置を用いて実際に加工を
行う場合にはワークや加工の種類に応じてレーザ出力を
大きく変化させなければならないので、ダイナミックレ
ンジは１００程度が必要である。
行う場合にはワークや加工の種類に応じてレーザ出力を
大きく変化させなければならないので、ダイナミックレ
ンジは１００程度が必要である。
このため、従来は複数の放電管をレーザ光が互いに合成
されるように接続しておき、出力指令に応じて励起する
放電管の本数を変えていた。すなわち、一部の放電管の
み励起することによって微小出力のレーザ光を出力し、
また全ての放電管を励起することによって高出力のレー
ザ光を出力していた。このような例として特開昭６３−
６４３８３がある。
されるように接続しておき、出力指令に応じて励起する
放電管の本数を変えていた。すなわち、一部の放電管の
み励起することによって微小出力のレーザ光を出力し、
また全ての放電管を励起することによって高出力のレー
ザ光を出力していた。このような例として特開昭６３−
６４３８３がある。
しかし、多数の放電管を使用することは構造的に複雑と
なり、またこれらの放電管にはそれぞれ独立した電源が
必要なので、放電管の本数に応じて電源の個数も増やさ
なければならない、このように、ダイナミックレンジを
拡大するためには従来は多大なコストアップが避けられ
なかった。
なり、またこれらの放電管にはそれぞれ独立した電源が
必要なので、放電管の本数に応じて電源の個数も増やさ
なければならない、このように、ダイナミックレンジを
拡大するためには従来は多大なコストアップが避けられ
なかった。
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、放
電電流の制御に加えて、ガス圧力を制御することにより
簡易な構成でダイナミックレンジを拡大することのでき
るガスレーザ装置の出力制御方式を提供することを目的
とする。
電電流の制御に加えて、ガス圧力を制御することにより
簡易な構成でダイナミックレンジを拡大することのでき
るガスレーザ装置の出力制御方式を提供することを目的
とする。
、本発明では上記課題を解決するために、放電管内にレ
ーザガスを循環させ、該レーザガスを直流または高周波
放電によって励起してレーザ光を出力する放電励起型の
ガスレーザ装置の出力制御方式において、 出力指令によって前記放電管内のガス圧力と前記放電管
の放電電流とを変化させ、 レーザ出力を制御することを特徴とするガスレーザ装置
の出力制御方式が、 提供される。
ーザガスを循環させ、該レーザガスを直流または高周波
放電によって励起してレーザ光を出力する放電励起型の
ガスレーザ装置の出力制御方式において、 出力指令によって前記放電管内のガス圧力と前記放電管
の放電電流とを変化させ、 レーザ出力を制御することを特徴とするガスレーザ装置
の出力制御方式が、 提供される。
出力指令によってガス圧力及び放電電流を制御する。こ
れにより、放電電流のみ制御する場合に比較して放電管
−本当たりのダイナミックレンジが拡大する。
れにより、放電電流のみ制御する場合に比較して放電管
−本当たりのダイナミックレンジが拡大する。
以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。
第１図は本発明を実施するためのガスレーザ装置の制御
系のブロック図であり、実線の矢印はレーザガスの制御
経路、点線の矢印は電気系統の制御経路を示す０図にお
いて、ｌはガス供給装置であり、１〜２ｋｇｆ／ｃｄの
圧力のガスボンベ等が使用される。２はガスクリーニン
グ用の２μｍの１次フィルタである。３は供給弁であり
、後述する数値制御装置によって弁の開度が制御される
。
系のブロック図であり、実線の矢印はレーザガスの制御
経路、点線の矢印は電気系統の制御経路を示す０図にお
いて、ｌはガス供給装置であり、１〜２ｋｇｆ／ｃｄの
圧力のガスボンベ等が使用される。２はガスクリーニン
グ用の２μｍの１次フィルタである。３は供給弁であり
、後述する数値制御装置によって弁の開度が制御される
。
４はガスクリーニング用の２次フィルタであり、ガス配
管及びガス流量弁３を通過したときに流入する塵埃等を
除去する。
管及びガス流量弁３を通過したときに流入する塵埃等を
除去する。
５は発振器であり、放電管５１、送風機５２、冷却器５
３ａ及び５３ｂより構成されている。冷却器５３ａは放
電管５１でレーザ発振を行って高温となったレーザガス
を冷却するための冷却器であり、冷却器５３ｂは送風機
５２による圧縮熱を除去するための冷却器である。送風
機５２はルーツブロワ等が使用され、放電管５１内のレ
ーザガスを冷却器５３ａ及び５３ｂを通して一定の流量
で循環させている。
３ａ及び５３ｂより構成されている。冷却器５３ａは放
電管５１でレーザ発振を行って高温となったレーザガス
を冷却するための冷却器であり、冷却器５３ｂは送風機
５２による圧縮熱を除去するための冷却器である。送風
機５２はルーツブロワ等が使用され、放電管５１内のレ
ーザガスを冷却器５３ａ及び５３ｂを通して一定の流量
で循環させている。
６は排気弁であり、手動または数値制御装置によって制
御され、発振器５内のレーザガスの絶対流量を１±０．
２１ ／ｌｌｌ１ｎに保っている。７はレーザガスを排
気するための排気ポンプであり、装置の起動時に発振器
５内のレーザガスを真空排気し、また放電によって劣化
するレーザガスを常時排気置換している。
御され、発振器５内のレーザガスの絶対流量を１±０．
２１ ／ｌｌｌ１ｎに保っている。７はレーザガスを排
気するための排気ポンプであり、装置の起動時に発振器
５内のレーザガスを真空排気し、また放電によって劣化
するレーザガスを常時排気置換している。
８は放電管５１内のガス圧力を検出する圧力センサであ
り、温度差によるドリフトや経年変化の少ないキャパシ
タンスマノメータ型が使用される。
り、温度差によるドリフトや経年変化の少ないキャパシ
タンスマノメータ型が使用される。
９は高周波電源であり、２ＭＨｚ、３〜４ＫＶの高周波
電圧を図示されていない金属電極を介して放電管５１に
出力し、放電を生じさせて内部のレーザガスを励起し、
レーザ光を出力させる。
電圧を図示されていない金属電極を介して放電管５１に
出力し、放電を生じさせて内部のレーザガスを励起し、
レーザ光を出力させる。
１０は数値制御装置（ＣＮＣ）であり、圧力センサ８か
らのフィードバック信号を受け、圧力指令を出力して供
給弁３を制御して放電管５１内のガス圧力を制御する。
らのフィードバック信号を受け、圧力指令を出力して供
給弁３を制御して放電管５１内のガス圧力を制御する。
また、電流指令を出力して高周波電源９を制御して放電
管５１の放電電流を制御している。
管５１の放電電流を制御している。
第２図は本発明の一実施例による放電電流とレーザ出力
の関係を示したグラフである。図において、横軸は放電
電流、縦軸はレーザ出力を示す。
の関係を示したグラフである。図において、横軸は放電
電流、縦軸はレーザ出力を示す。
２０．４０及び８０は放電管内のガス圧力をそれぞれ異
なる値に設定したときの特性であり、それぞれ特性２０
は２０Ｔｏｒｒ、特性４０は４０Ｔｏｒｒ、特性８０は
８０Ｔｏｒｒにガス圧力を設定しである。
なる値に設定したときの特性であり、それぞれ特性２０
は２０Ｔｏｒｒ、特性４０は４０Ｔｏｒｒ、特性８０は
８０Ｔｏｒｒにガス圧力を設定しである。
まず、特性２０に関して説明する。制御可能な放電電流
値には下限値ＩＬＬが存在し、具体的には本実施例では
２００ｍＡである。したがってし−ザ出力はこれに対応
するＷＬＩが下限値となる。
値には下限値ＩＬＬが存在し、具体的には本実施例では
２００ｍＡである。したがってし−ザ出力はこれに対応
するＷＬＩが下限値となる。
放電電流の増加に従ってレーザ出力は増大するが、先に
述べたように放電電流を増加させてもレーザ出力は線形
に増加しないので、レーザ出力には上限値ＷＵＩが存在
する。
述べたように放電電流を増加させてもレーザ出力は線形
に増加しないので、レーザ出力には上限値ＷＵＩが存在
する。
ここで、ガス圧力を４０Ｔｏ ｒ ｒに上昇させると、
レーザ出力と放電電流の関係は特性４０となる。すなわ
ち、放電電流の下限値はＩ Ｌ ２となり、これによっ
てレーザ出力の下限値はＷＬＩよりも大きいＷＬ２とな
るが、レーザ出力の上限値はＷＵ２となり、ＷＵＩより
も増加する。
レーザ出力と放電電流の関係は特性４０となる。すなわ
ち、放電電流の下限値はＩ Ｌ ２となり、これによっ
てレーザ出力の下限値はＷＬＩよりも大きいＷＬ２とな
るが、レーザ出力の上限値はＷＵ２となり、ＷＵＩより
も増加する。
さらに、ガス圧力を８０Ｔｏ ｒ ｒに上昇させると、
レーザ出力と放電電流の関係は特性８０となる。すなわ
ち、放電電流の下限値はＩＬ３となり、これによってレ
ーザ出力の下限値はＷＬ２よりも大きいＷＬ３となるが
、レーザ出力の上限値はＷＵ３となり、ＷＵ２よりも増
加する。
レーザ出力と放電電流の関係は特性８０となる。すなわ
ち、放電電流の下限値はＩＬ３となり、これによってレ
ーザ出力の下限値はＷＬ２よりも大きいＷＬ３となるが
、レーザ出力の上限値はＷＵ３となり、ＷＵ２よりも増
加する。
このように、ガス圧力を２０Ｔｏｒｒ〜８０Ｔｏｒｒ、
放電電流をＩＬＩ〜ＩＵ３で変化させることによってレ
ーザ出力の値がＷＬＩ〜ＷＵ３の範囲で変化し、ダイナ
ミックレンジはｌＯＯ程度が得られる。したがって、従
来に比較して少数の放電管でガスレーザ装置を構成する
ことができ、この結果高周波電源の個数も減少すること
ができる。
放電電流をＩＬＩ〜ＩＵ３で変化させることによってレ
ーザ出力の値がＷＬＩ〜ＷＵ３の範囲で変化し、ダイナ
ミックレンジはｌＯＯ程度が得られる。したがって、従
来に比較して少数の放電管でガスレーザ装置を構成する
ことができ、この結果高周波電源の個数も減少すること
ができる。
第２図は本発明のガスレーザ装置の出力制御方法による
放電電流とレーザ出力との関係を示すグラフ、 第３図は一般的なガスレーザ装置における放電電流とレ
ーザ出力との関係を示すグラフである。
放電電流とレーザ出力との関係を示すグラフ、 第３図は一般的なガスレーザ装置における放電電流とレ
ーザ出力との関係を示すグラフである。
以上説明したように本発明では、放電電流の制御に加え
て放電管内のガス圧力を制御するので、放電管の一本当
たりのダイナミックレンジが拡大され、放電管の本数を
削減することができる。この結果、高周波電源の個数も
削減され、小型で経済的なガスレーザ装置が提供できる
。
て放電管内のガス圧力を制御するので、放電管の一本当
たりのダイナミックレンジが拡大され、放電管の本数を
削減することができる。この結果、高周波電源の個数も
削減され、小型で経済的なガスレーザ装置が提供できる
。
また、放電管の本数を従来と同じに構成した場合にはダ
イナミックレンジをより大きくすることができ、ガスレ
ーザ装置の性能が向上する。
イナミックレンジをより大きくすることができ、ガスレ
ーザ装置の性能が向上する。
第１図は本発明を実施するためのガスレーザ装置の制御
系のブロック図、 ＩＬＩ〜ｒＵ ＷＬ１〜ＷＵ １１０、 ■２ Ｗｌｏ、Ｗ２ １−−−−−−−−−−−−−−−ガス供給装置３−−
−−−・−−一−−−−・−供給弁５−−−−−・−・
−・・・・−発振器６−・−−−−−−−−−一排気弁 ７−−−−−−−−・・−・−・排気ポンプ８−・−・
−・−一一−−圧カセンサ ９−−−−−−−〜−−高周波電源 ０−・−・−・・−・−数値制御装置 １−−−−−−−−−−−−−一放電管３・・・−一−
−−−・・−・・・放電電流３・−・−・−−−−−一
−−レーザ出力０・−・−・・・・・−放電電流 ０−・・−・・・・・・−レーザ出力 第２図 工２０ 恭讃Ｉ勤糺 第３図
系のブロック図、 ＩＬＩ〜ｒＵ ＷＬ１〜ＷＵ １１０、 ■２ Ｗｌｏ、Ｗ２ １−−−−−−−−−−−−−−−ガス供給装置３−−
−−−・−−一−−−−・−供給弁５−−−−−・−・
−・・・・−発振器６−・−−−−−−−−−一排気弁 ７−−−−−−−−・・−・−・排気ポンプ８−・−・
−・−一一−−圧カセンサ ９−−−−−−−〜−−高周波電源 ０−・−・−・・−・−数値制御装置 １−−−−−−−−−−−−−一放電管３・・・−一−
−−−・・−・・・放電電流３・−・−・−−−−−一
−−レーザ出力０・−・−・・・・・−放電電流 ０−・・−・・・・・・−レーザ出力 第２図 工２０ 恭讃Ｉ勤糺 第３図
Claims (2)
- （１）放電管内にレーザガスを循環させ、該レーザガス
を直流または高周波放電によって励起してレーザ光を出
力する放電励起型のガスレーザ装置の出力制御方式にお
いて、 出力指令によって前記放電管内のガス圧力と前記放電管
の放電電流とを変化させ、 レーザ出力を制御することを特徴とするガスレーザ装置
の出力制御方式。 - （２）前記出力指令は数値制御装置（ＣＮＣ）より出力
されることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のガ
スレーザ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25323088A JPH02100386A (ja) | 1988-10-07 | 1988-10-07 | ガスレーザ装置の出力制御方式 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25323088A JPH02100386A (ja) | 1988-10-07 | 1988-10-07 | ガスレーザ装置の出力制御方式 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02100386A true JPH02100386A (ja) | 1990-04-12 |
Family
ID=17248380
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25323088A Pending JPH02100386A (ja) | 1988-10-07 | 1988-10-07 | ガスレーザ装置の出力制御方式 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02100386A (ja) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57104287A (en) * | 1980-12-22 | 1982-06-29 | Sumitomo Electric Ind Ltd | Laser output controlling device |
| JPS62104088A (ja) * | 1985-10-30 | 1987-05-14 | Nippei Toyama Corp | レ−ザ出力制御装置 |
-
1988
- 1988-10-07 JP JP25323088A patent/JPH02100386A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57104287A (en) * | 1980-12-22 | 1982-06-29 | Sumitomo Electric Ind Ltd | Laser output controlling device |
| JPS62104088A (ja) * | 1985-10-30 | 1987-05-14 | Nippei Toyama Corp | レ−ザ出力制御装置 |
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