JPH03126278A

JPH03126278A - Ｃｏ↓２ガスレーザ制御装置

Info

Publication number: JPH03126278A
Application number: JP26436089A
Authority: JP
Inventors: Tomiaki Hosokawa; 富秋細川
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1989-10-11
Filing date: 1989-10-11
Publication date: 1991-05-29

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。

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明はＣＯ２ガスレーザの制御装置に関し、特にＲＦ
励起ＣＯ２ガスレーザのパルスモードおよびＣＷモード
のピーク値コントロール、フィードバック制御に関する
ものである。

従来の技術従来ＲＦ励起ＣＯ２ガスレーザのピーク値コントロール
、フィードバック制御については、レーザ出力の大きさ
を設定するパワー設定回路の出力と高周波出力の大きさ
を検出する電力検出回路の出力とを誤差増幅回路に入力
し、誤差増幅回路の出力を減衰回路の入力としていた。

以下、ＲＦ励起発振器の構成を第７図で、また、従来の
ＲＦ励起ＣＯ２ガスレーザ制御装置の構成および制御ブ
ロック図を第８図と第９図で説明する。

まず第７図において、第７図は一般的な高速軸流形ＲＦ
励起発振器の構成を示し、ガラスなどの誘電体よりなる
放電管２の外周上には金属の平行平板電ＦＭ３ｔ　４が
密着して設けられている。平行平板電極３，４には高周
波電源１からの出力、例えば１３．５６　ＭＨｚ、　２
．５　Ｋ　Ｗ、　２〜３　Ｋ　”／が供給されている。

平行平板電極３，４にはさまれた放電管２内の放電空間
には矢印で示すような方向に放電５が行なわれる。

放電空間の両端に固定配置されたりアミラー（全反射鏡
）６と出力ミラー（部分反射鏡）７とは光共振器を形成
し、レーザ出力８は出力ミラー７より取り出される。

レーザガス９は送気管１０の中を循環しており、放電５
及びレーザガスを循環させるブロア（送風機）１２によ
り温度上昇したレーザガス９は熱交換器１１により冷却
される。

第７図の高周波電源１は第８図のＲＦ電源１３に相当し
、第８図について説明すると高周波出力を発生するＲＦ
電源１３の出力は同軸ケーブル１４で負荷とのマツチン
グをとるためのマツチングボックス１６に伝送される。

マツチングボックス１６の出力は並列負荷とのバランス
をとるために設けられたカップリングコンデンサ１６〜
１８に供給され、カップリングコンデンサ１６〜１８に
は放電管１９〜２１が振続されている。

第９図について説明すると、発振回路２３の出力はスイ
ッチ回路２４を経た後ＲＦ小出力大きさをコントロール
する減衰回路２５に入力される。

減衰回路２５の出力はプリアンプ２６に入力され、プリ
アンプ２６の出力はドライバ２７に入力される。ドライ
バ２７の出力は真空管などを用いた増幅回路２８に入力
され、増幅回路２８の出力は同調回路（タンク回路）２
９に入力される。同調回路２９の出力は電力検出回路３
ｏを経た後、同軸ケーブル用コネクタ３１から外部に出
力される。

また、起動回路３２の出力はパルスモードまたはＣＷモ
ードの波型設定回路３３に入力され、波形設定回路３３
からはパルスモード時のパルス周波数、パルス１隔が設
定された、あるいはＣＷモード時の通電、出力期間が設
定された信号が出力される。スイッチ回路２４は波形設
定回路３３の出力に連動して開閉し、スイッチ回路２４
が開の場合はＲＦ出力は瞬時に遮断、ＯＦＦする。

ＲＦ出力の大きさ、即ちレーザ出力の大きさを設定する
パワー設定回路３６の出力は、誤差増幅回路３４の非反
転端子に入力される。一方誤差増幅回路３４の反転端子
には電力検出回路３０の出力が入力され、誤差増幅回路
３４の出力は減衰回路２６に入力される。減衰回路２５
の入力は０〜６ｖなどと変化し、入力が高い程ＲＦ出力
は大きく、ＲＦ出力をコントロールする。

発明が解決しようとする課題電力検出回路の出力とパワー設定回路の出力とを誤差増
幅回路に入力し、誤差増幅回路の出力を減衰回路に入力
してフィードバック制御する方法は、パルスモードまた
はＣＷモードの波形の立ち上げを高速に立ち上げ、しか
も波形立ち上げ時のオーバシュートを速く、小さな値に
抑え込むために、電力検出回路、誤差増幅回路のフィー
ドバック制御系を高応答にし、増幅度を上げると、波形
立ち上げ後の定常状態で、以下に示す問題が発生した。

即ち、フィードバック制御系を高応答にすると、位相補
償、即ち高周波出力などの出力の位相、または高周波出
力などを検出する検出回路の位相と、フィードバック制
御する誤差増幅回路の出力の位相が位相ずれを生じ、場
合によっては正帰還がかかり、ピーク出力がダンピング
、発振を生ずる場合がある。

また、誤差増幅回路の増幅度を上げた場合、電圧変動な
どの環境変動などの外乱をトリガにして、ピーク出力が
外乱による変動以上のダンピングを生ずる場合がある。

また、フィードバック制御系を高応答、高増幅度にした
場合、高応答、高増幅度であるので、部品バラツキより
ダンピング、発振を生じるものがある。

また、波形立ち上げ時のオーバシュート、ダンピングを
より確実に速く、小さな値に抑え込みたいが、できない
場合があった。

また、波形立ち上げ時のオーバシュート波形が、その後
引き続きダンピングを生じた場合、特にパルス波形でパ
ルス幅が狭くなった場合、ピーク値の変動影響が犬とな
る。

また、波形立ち上げ時のオーバシュートを確実になくし
たいが、できない。

本発明は従来の欠点を除去し、波形立ち上げ後の定常状
態でピーク値のダンピング、発振がない、また、波形立
ち上げ時のオーバシュート、ダンピンフカ小さい、また
、波形立ち上げ時のオーバシュートがない、安定したフ
ィードバック制御の方法およびその装置を提供するもの
である。

課題を解決するだめの手段上記の課題を解決するために、本発明のＣＯ２ガスレー
ザ制御装置は、高周波出力を検出する電力検出回路と、
該電力検出回路の出力をサンプルホールドするサンプル
ホールド回路と、該サンプルホールド回路のサンプリン
グ周波数を設定するクロック信号発生回路と、前記サン
プルホールド回路の出力を比例制御、積分制御、微分制
御するフィードバック制御回路に用いられるＰＩＤ回路
と、レーザ出力の大きさを設定するパワー設定回路と、
該パワー設定回路で設定された大きさとなるように高周
波出力をフィードバック制御する誤差増幅回路とを具備
し、前記電力検出回路の出力と、前記クロック信号発生
回路の出力とを前記サンプルホールド回路に入力し、該
サンプルホールド回路の出力を前記ＰＩＤ回路に入力し
、該ＰＩＤ回路の出力と、前記パワー設定回路の出力と
を前記誤差増幅回路に入力してなるものである。

また、パルスモードまたはＣＷモードの波形を設定する
波形設定回路と、遅延回路とを具備し、前記波形設定回
路の出力と、前記クロック信号発生回路の出力とを前記
遅延回路に入力し、該遅延回路の出力全前記サンプルホ
ールド回路に入力してなるものである。

また、前記クロック信号発生回路の出力を分周回路に入
力し、該分周回路の出力を前記サンプルホールド回路ま
たは遅延回路に入力してなるものである。

また、前記クロック信号発生回路の出力と前記波形設定
回路の出力とを同期回路に入力し、該同期回路の出力を
高周波出力を入−切するスイッチ回路と、前記遅延回路
とに入力してなるものである。

また、特許請求の範囲第１項記載のＣＯ２ガスレーザ制
御方法およびその装置に、前記波形設定回路と、前記サ
ンプルホールド回路に１パルスのサンプルホールド信号
を入力する１パルスＳ／Ｈ信号回路とを具備し、前記波
形設定回路の出力を前記１パルス８　／　Ｈ信号回路に
入力し、該１パルスＳ　／　Ｈ信号回路の出力と、前記
電力検出回路の出力とを前記サンプルホールド回路に入
力してなるものである。

また、前記１パルスＳ／Ｈ信号回路の出力は、パルスモ
ードまたはＣＷモードの波形の立ち上り時、サンプルモ
ードから開始し、次にホールドモードにしてなるもので
ある。

また、前記１パルスＳ／Ｈ信号回路の出力は、パルスモ
ードまたはＣＷモードの波形立ち上り時、ホールドモー
ドから開始し、次に波形立ち下り時点より決められた時
間前よりサンプルモードにし、その後波形室ち下り前に
再びホールドモードにしてなるものである。

また、特許請求の範囲第１項記載のＣＯ２ガスレーザ制
御方法およびその装置に、前記波形設定回路と、第２の
遅延回路と、前記誤差増幅回路の入力側に設けられた切
換スイッチ回路と、前記誤差増幅回路の出力と前記パワ
ー設定回路の出力とを加算する加算回路と、高周波出力
の大きさをコントロールする減衰回路とを具備し、前記
波形設定回路の出力を前記第２の遅延回路に入力し、該
第２の遅延回路の出力と前記パワー設定回路の出力と前
記ＰＩＤ回路の出力とを前記切換スイッチ回路に入力し
、該切換スイッチ回路の出力を前記誤差増幅回路に入力
し、該誤差増幅回路の出力と前記パワー設定回路の出力
とを前記加算回路に入力し、該加算回路の出力を前記減
衰回路に入力してなるものである。

また、前記パワー設定回路の出力と、該パワー設定回路
の出力の大きさに応じて前記電力検出回路から得られる
出力、または前記サンプルホールド回路から得られる出
力、または前記ＰＩＤ回路から得られる出力とを同一値
となるようにしてなるものである。

また、前記加算回路の増幅度を１としてなるものである
。

また、前記電力検出回路に替えて、前記レーザ出力、レ
ーザパワーの大きさを検出するレーザパワー検出回路を
用いてなるものである。

作用上記の手段において、波形立ち上げ後の定常状態で、サ
ンプルホールド回路を用いであるのでホールド期間中は
ＰＩＤ回路の入力が変動せず、従って、ＰＩＤ回路の出
力、即ち誤差増幅回路の入力は僅かに変動、あるいはほ
とんど変動しないので出力はほとんど変動しない。

従って、位相補償の問題、位相ずれはホールド期間中に
その都度断ち切ることができ、ダンピング、発振は生じ
ない。

また、同じくサンプルホールド回路を用いであるのでホ
ールド期間中は外乱を受は付けず、誤差増幅回路の出力
はほとんど変動しないので、外乱をトリガにしてダンピ
ングを生じない。

サンプル期間中に外乱を受は付けても外乱による変動以
上のダンピングは生じない。また、クロック信号回路の
出力を分周回路に入力し、分周回路の出力をサンプルホ
ールド回路のサンプリング周波数とすれば確実に外乱に
よる変動は受は付けない。同様の理由でサンプルホール
ド回路を用いであるので部品バラツキによるダンピング
、発振は生じない。

また、サンプルホールド回路以外に比例制御、積分制御
、微分制御し、高帯域の周波数に対するゲインを確保す
るＰＩＤ回路も、位相補償の問題、外乱の問題、部品バ
ラツキの問題は悪くはならず確実ではないが大幅に改善
される。また、一方波形立ち上げ時のオーバシュート５
．ダンピングについては、ＰＩＤ回路を用いであるので
、高速に誤差増幅回路の出力が変化し、従って、オーバ
シュートビーク値を高速に抑え込みにかかり、小さ；な
値にすることができる。

また、遅延回路を設け、波形立ち上げ時、サンプルホー
ルドするのを遅らせることにより、ＰＩＤ回路の作用を
より生かすことができ、しかも、波形立ち上り後はサン
プルホールド回路で前述の問題に対応することができ、
両回路とも長所を最大限に生かすことができる。

また、波形立ち上げ時、オーバシュート波形に引き続く
ダンピングで、パルス幅が狭くなった場合、ピーク値の
変動影響が大となる問題についてゝ＼ ν１．は、１パルスＳ／Ｈ信号回路を用いることにより
、１パルスＳ／Ｈ信号回路のサンプル期間からホールド
に切換わるタイミングをダンピングが開始する前とすれ
ばホールド期間中は前述のごとく誤差増幅回路の出力は
ほとんど変動しないので、ピーク値の変動影響が大とな
る問題は解決できる。

また、パルス幅が狭く、パルス周波数が高い場合は、サ
ンプルホールド素子のドループレイトＶ／Ｓは一般的な
ものでよく、安価に実現できる。

また、波形立ち上げ時のオーバシュートを確実になくす
ることについては、第２の遅延回路と、切換スイッチ回
路と、誤差増幅回路と、加算回路とを用いれば実現でき
る。

即ち、波形立ち上げ時点より第２の遅延回路でカウント
される時間中は、切換スイッチ回路の切換スイッチが開
で誤差増幅回路の反転、非反転端子への入力は零ボルト
であるので、誤差増幅回路の出力も零ポルトとなり、従
って加算回路の増幅度は１であるので、加算回路の出力
は、パワー設定回路で設定された値となシ、減衰回路へ
の入力は過大とならずオーバシュー・ト波形は発生しな
い。

また、第２の遅延回路でカウントされる期間中は、電力
検出回路などを含んだフィードバック制御系は切シ離さ
れるので、波形立ち上げ時のダンピングは発生しなく、
波形立ち上げ時、オープンループ制御を行ない、電源電
圧変動値などが規定値内であれば実用上問題とはならな
い。

さらに、同期回路を用いることにより、スイッチ回路の
投入による電力投入タイミングと、遅延回路の遅延時間
を同期をとってカウントするようにしたのでより確実に
前述のオーバシュート波形、ダンピング波形のくり返し
波形が同一のものとなる。

実施例第１図〜第４図は本発明の制御装置の制御ブロック図の
一実施例を示し、第６図は第１図の要部波形図である。

第６図については従来の制御方法による出力波形、およ
び従来の制御方法にＰより回路を追加し７た場合の出力
波形、および第１図〜第４図の本発明の制御方法による
出力波形を比較し、オーバシュートピーク値の大きさ、
定常状態ピークリップル値の大きさ、遅延回路の遅延時
間ＴＤ１およびＴＤ２の大きさについて明らかにした出
力波形比較説明図である。

従来の第９図と本発明の第１図〜第４図で同一のものに
ついては同一番号を付与しである。

第１図と第５図の要部波形図とを対比させて説明すると
、まず、第６図（イ）に示すような波形設定回路３３の
出力が立ち上ると、電力検出回路３０の出力はサンプル
ホールド回路３６に入力され、第６図使）に示すような
りロック信号発生回路３７の出力でサンプルホールドさ
れ、サンプルホールド回路３６の出力には第６図（ハ）
に示すような波形が得られる。

この場合、電力検出回路３ｏに替えて、レーザパワーの
大きさを検出する高応答のレーザパワー検出回路を用い
てもよい。

また、サンプルホールド回路３６の出力はＰＩＤ回路３
８に入力され、ＰＩＤ回路３８の出力には第６図に）に
示すような波形が得られる。

ＰＩＤ回路３８の出力波形は、サンプルホールド回路３
６の出力波形をフィルタ回路に通した後の波形と似てい
ると云える。

第５図（ホ）は高周波出力波形を示し、第１図の同軸ケ
ーブルコネクタ３１から得られる波形を示す。

また、第１図のクロック信号発生回路３７の出力を、別
途設けた分周回路に入力し、分周回路の出力とクロック
信号発生回路３７の出力とをＡＮＤ素子に入力し、ＡＮ
Ｄ素子の出力をサンプルホールド回路３６に入力しても
よい。また、分周回路の中にムＮＤ素子などの論理回路
を含んでも、含まなくてもよい。

具体的なサンプリン、グについては、サンプル時間１．
ｓ　ｐｓｅａ　、ホールド時間１．５μ８５Ｂ）、ある
いは、サンプル時間１．５μｓｅｃ　、ホールド時間３
μｓｅｃ　、あるいは、サンプル時間３μｓｅｃ　、ホ
ールド時間３μ！！Ｏｏなどが一例として考えられる。

第２図について説明すると、第２図は第１図に遅延回路
’ｒＤ１３ｅを追加したもので、遅延回路Ｔ０１３９内
には計時回路と論理回路とが内蔵されており、第６図に
）のＴＤ１６５に示すように波形立ち上げ時、遅延時間
Ｔ０１６５期間中は遅延回路ａ　ｓ　ＴＤｌの出力はサ
ンプルホールド回路３ｅにサンプル期間のコントロール
信号を出力し、その後、サンプルホールドを開始する。

従って、遅延時間ＴＤ１６５期間中はサンプルホールド
回路３６は通常のＯＰアンプとして動作し、ＰＩＤ回路
３８により波形立ち上げ時のオーバシュート、ダンピン
グを高速に抑え込む。遅延回路ＴＤ１３９にはクロック
信号発生回路３７の出力と、波形設定回路３３の出力と
が入力され、遅延回路τＤ１３９の出力はサンプルホー
ルド回路３６に入力され、サンプルホールドを行なうが
、第１図で述べたごとく、分周回路の出力を遅延回路Ｔ
Ｄ１３９に入力してもよいことは云うまでもない。

第３図について説明すると、第３図は第１図に対し第１
図のクロック信号発生回路３７がなく、第３図の１パル
スＳ／Ｈ信号回路４０が追加されたものである。波形設
定回路３３の出力が立ち上ると、１パルスＳ、／Ｈ信号
回路４０内のコンデンサ４１、抵抗４２で決められた時
間をカウントする。

インバータ素子４３、ＡＮＤ素子４４で構成された論理
回路により、１パルスＳ／Ｈ信号回路４゜の出力は、波
形設定回路３３の出力が立ち上がった時点よりコンデン
サ４１、抵抗４２で決められた時間レベルで、その後Ｈ
レベルとなる。

即ち、波形立ち上げ時、サンプルホールド回路３６をサ
ンプルモードで一定時間コントロールし、次にホールド
モードにする。

また、サンプルとホールドは一つのパルス波形に対して
１パルスである。

第３図の制御方法は、パルス幅が狭い場合特に有効でピ
ーク値の変動影響を大幅に改善できる。

コンデンサ４１、抵抗４２による時間は、オーバシュー
ト後に引き続くダンピングが開始する前に設定すればホ
ールド期間中は誤差増幅回路３４の出力はほとんど変動
しないのでダンピングは生じない。

第４図について説明すると、第４図は第１図に対し、第
２の遅延回路６２と、切換スイッチ回路４５と、第１図
の誤差増幅回路３４とは構成が異なる誤差増幅回路４６
と、加算回路４７とが追加されており、波形設定回路３
３の出力が立ち上り、第２の遅延回路ＴＤ２５２に入力
されると、第２の遅延回路ＴＤ２５２は時間をカウント
開始する。

第２の遅延回路Ｔ、２５２時間カウント中は、切換スイ
ッチ回路４５の切換スイッチ４８．４９は開で、従って
誤差増幅回路４６の誤差アンプ６０の反転、非反転端子
の入力は零ボルトであるので、誤差アンプ６ｏの出力は
零ボルトである。

従って、加算回路４７の加算アンプ５１の反転端子は零
ボルトで、非反転端子にはパワー設定回路３５の出力の
みが与えられており、加算アンプ６１の増幅度は１であ
るので、減衰回路２６への入力はパワー設定回路３６で
設定された値となり、減衰回路２６へは過大入力が与え
られず、第６図（ホ）に示すごとく、波形立ち上げ時の
オーバシュート波形をなくすることができる。第６図（
ホ）の第２の遅延時間ＴＤ２６６は第２の遅延回路’ｒ
Ｄ２ｓ２で設定された時間である。

第２の遅延回路ＴＤ２５２の時間がカウントアツプする
と、第２の遅延回路でＤ２６２の出力がＨとなり、切換
スイッチ４８．４９は閉となる。切換スイッチ４８．４
９が閉となると、誤差アンプ６ｏの反転端子にはパワー
設定回路３６の出力が、非反転端子にはＰＩＤ回路３８
の出力が入力され、フィードバック制御を開始する。

即ち、波形設定回路３３の出力が立ち上り、高周波出力
が立ち上り、電力立ち上げ系の遅れ時間と電力検出回路
３Ｏ−ＰＩＤ回路３８のフィードバック制御系の遅れ時
間を合計した値より僅かに大きな値を目安に第２の遅延
回路５２の時間は設定される。

即ち、フィードバック制御するための検出出力が十分立
ち上った後にフィードバック制御系を閉じ、フィードバ
ック制御系を閉じるまではオープンループで制御しよう
とするものである。

第６図の出力波形比較説明図について説明すると、第６
図（イ）は従来の第９図の制御方法による出力波形で、
波形立ち上げ時のオーバシュートピーク値ｐｐ１ｅｓａ
も、波形立ち上げ後の定常状態でのピークリップル値Δ
Ｐｒ１５４も大きな値である。

それに対し、第６図幹）は従来の第９図の電力検出回路
３０の出力をＰＩＤ回路３８に入力し、ＰＩＤ回路３８
の出力を誤差増幅回路３４に入力したもので、波形立ち
上げ時のオーバシュートピーク値Ｐ　Ｐ２５５、定常状
態でのピークリップル値ΔＰｆ２５６も第６図（イ）よ
り大幅に改善される。

ＰＩＤ回路を用いると第６図（ロ）に示すごとく、位相
補償の問題、位相ずれも多少改善され、ΔＰｒ２５６と
なる。

第６図ｅつは本発明の第４図の制御方法による出力波形
で、定常状態でのピークリップル値ΔＰｒ５５８はサン
プルホールド回路３６を用いたのでほぼ零に近いものに
することができる。

ただし、オーバシュートピーク値ＰＰ５５７は波形立ち
上げ時よりサンプルホールドを開始してｂるので、ＰＩ
Ｄ回路のみ用いた第６図（ロ）のｐｐ２ｓｓより大きい
ものとなる。それに対して、第６図（ハ）のビークリッ
プル値ＰＰ５５７が（鵠のｐ、２ｓｓより大きい欠点を
改善したものがに）で、本発明の第２図の制御方法によ
る出力波形である。波形立ち上げ時、遅延回路ＴＤ１３
９の遅延時間ＴＤ１６６期間中はＰより回路で波形の立
ち上げ時のオーバシュートを高速に抑え込み、その後サ
ンプルホールドを開始するようにしたもので、ＰＩＤ回
路と、サンプルホールド回路の長所を両方共最大限生か
したものであると云える。

第６図（ホ）は、波形立ち上げ時のオーバシュートをな
くした本発明の第４図の制御方法による出力波形で、回
路は多少複雑になるが確実にオーバシュートをなくする
ことができる。

第２の遅延回路ＴＤ２５２の遅延時間ＴＤ２６６期間中
はオープンルーズで制御し、オーバシュートをなくシ、
その後フィードバック制御系を閉じ、サンプルホールド
を開始するようにしたものである。

また、第６図（へ）は本発明の第３図の制御方法による
出力波形で、波形立ち上げ時、決められた時間のダンピ
ングを開始する前まではブンプルモードで、（ロ）、に
）と同様にＰＩＤ回路で波形立ち上げ時のオーバシュー
トを高速に抑え込み、その後ホールドモードのみとした
ものであり、パルス幅が狭い場合特に有効で、ピーク値
の変動影響を大幅に改善できる。

第６図（へ）の定常状態ビークリップル値△Ｐｒ６ｅ４
は、ホールドモードのみで制御されているので（ハ）。

に）、（ホ）のΔＰ　ｒ５５　Ｂ　、ΔＰｒ４６０．△
Ｐｒ５６２よりも小さい値となる。

また、（へ）のオーバシュートピーク値Ｐｐ６ｅ３は。

（藺のＰｐ２５５＊（に）のＰＰ４５９と同じ値である
。（ホ）のオーバシュートピーク値ＰＰ５６１は最も小
さい値で、定常状態のピーク値とほぼ同じ値となる。

これらのことを、１項６７．２項６８，３項６９にまと
めて示した。

以上の説明で明らかなように、前述の作用の項目でも述
べたが、サンプルホールド回路を用いることにより、位
相補償の問題、位相ずれを断ち切り、また、外乱による
ダンピング、部品バラツキによるダンピング、発振も同
様に位相ずれを断ち切ることで解決できる。

また、ＰＩＤ回路も位相ずれを大幅に改善すると共に特
に波形立ち上げ時のオーバシュート、ダンピングに対し
て効果を発揮する。他、サンプルホールド回路の長所と
ＰＩＤ回路の長所を最大限生かすために遅延回路を設け
たが、これも効果がある。

また、１パルスＳ／Ｈ切換回路を用いる方法、第２の遅
延回路を設けてオーバシュートを確実になくする方法も
大なな効果があり、本発明の制御方法を用いれば、高応
答、高ゲインの安定したフィードバック制御が実現でき
る。

発明の効果以上のように本発明においては、サンプルホールド回路
とＰＩＤ回路とを用いることにより、従来の欠点が全て
解決でき、高応答、高ゲインの安定したフィードバック
制御が確実に実現できる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例を示し、第１図はＲＦ励起発振
器の構成を示し、第２図と第３図は従来のＲＦ励起ＣＯ
２ガスレーザ制御装置の構成およびその制御ブロック図
を示す。遺今→−第４図は、本発明の各実施例の制御装置の制御
ブロック図、第６図は第１図の要部の信号波形図、第６
図は各実施例の制御方法による出力波形比較説明図、第
７図は一般的なＲＦ励起発振器の斜視図、第８図は従来
のＲＦ励起ＣＯ２ガスレーザ制御装置の構成図、第９図
は同制御ブロック図である。３６・・・・・・サンプルホールド回路、３７・・・・
・・クロック信号発生回路、３８・・・・・・ＰＩＤ回
路。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）高周波出力を放電管に注入し、高周波放電によっ
て励起されたガスからレーザ光を発生させるようにした
ＣＯ＿２ガスレーザの制御装置において、高周波出力を
検出する電力検出回路と、該電力検出回路の出力をサン
プルホールドするサンプルホールド回路と、該サンプル
ホールド回路のサンプリング周波数を設定するクロック
信号発生回路と、前記サンプルホールド回路の出力を比
例制御、積分制御、微分制御するフィードバック制御回
路に用いられるＰＩＤ回路と、レーザ出力の大きさを設
定するパワー設定回路と、該パワー設定回路で設定され
た大きさとなるように高周波出力をフィードバック制御
する誤差増幅回路とを具備し、前記電力検出回路の出力
と、前記クロック信号発生回路の出力とを前記サンプル
ホールド回路に入力し、該サンプルホールド回路の出力
を前記ＰＩＤ回路に入力し、該ＰＩＤ回路の出力と、前
記パワー設定回路の出力とを前記誤差増幅回路に入力し
、高周波出力をサンプルホールド回路とＰＩＤ回路とを
用いてフィードバック制御するようにしたことを特徴と
するＣＯ＿２ガスレーザ制御装置。
（２）パルスモードまたはＣＷモードの波形を設定する
波形設定回路と、遅延回路とを具備し、前記波形設定回
路の出力と、前記クロック信号発生回路の出力とを前記
遅延回路に入力し、該遅延回路の出力を前記サンプルホ
ールド回路に入力し、高周波出力をサンプルホールド回
路とＰＩＤ回路とを用いてフィードバック制御するのを
、サンプルホールドを遅れて開始するようにしたことを
特徴とする特許請求の範囲第１項記載のＣＯ＿２ガスレ
ーザ制御装置。
（３）前記クロック信号発生回路の出力を分周回路に入
力し、該分周回路の出力を前記サンプルホールド回路ま
たは遅延回路に入力し、サンプルホールド回路のサンプ
リング周波数に分周回路を用いたことを特徴とする特許
請求の範囲第１項または第２項記載のＣＯ＿２ガスレー
ザ制御装置。
（４）前記クロック信号発生回路の出力と前記波形設定
回路の出力とを同期回路に入力し、該同期回路の出力を
高周波出力を入−切するスイッチ回路と、前記遅延回路
とに入力し、高周波出力を同期をとって投入すると共に
、遅延回路の遅延時間を同期をとってカウントするよう
にしたことを特徴とする特許請求の範囲第１項または第
２項または第３項記載のＣＯ＿２ガスレーザ制御装置。
（５）特許請求の範囲第１項記載のＣＯ＿２ガスレーザ
制御装置に、前記波形設定回路と、前記サンプルホール
ド回路に１パルスのサンプルホールド信号を入力する１
パルスＳ／Ｈ信号回路とを具備し、前記波形設定回路の
出力を前記１パルスＳ／Ｈ信号回路に入力し、該１パル
スＳ／Ｈ信号回路の出力と、前記電力検出回路の出力と
を前記サンプルホールド回路に入力し１パルスのサンプ
ルホールドでパルスモードまたはＣＷモードの波形のピ
ーク値を制御するようにしたことを特徴とする特許請求
の範囲第１項記載のＣＯ＿２ガスレーザ制御装置。
（６）前記１パルスＳ／Ｈ信号回路の出力は、パルスモ
ードまたはＣＷモードの波形の立ち上り時、サンプルモ
ードから開始し、次にホールドモードにすることを特徴
とする特許請求の範囲第１項または第５項記載のＣＯ＿
２ガスレーザ制御装置。
（７）前記１パルスＳ／Ｈ信号回路の出力は、パルスモ
ードまたはＣＷモードの波形立ち上り時、ホールドモー
ドから開始し、次に波形立ち下り時点より決められた時
間前よりサンプルモードにし、その後波形立ち下り前に
再びホールドモードにすることを特徴とする特許請求の
範囲第１項または第５項または第６項記載のＣＯ＿２ガ
スレーザ制御装置。
（８）特許請求の範囲第１項記載のＣＯ＿２ガスレーザ
制御装置に、前記波形設定回路と、第２の遅延回路と、
前記誤差増幅回路の入力側に設けられた切換スイッチ回
路と、前記誤差増幅回路の出力と前記パワー設定回路の
出力とを加算する加算回路と、高周波出力の大きさをコ
ントロールする減衰回路とを具備し、前記波形設定回路
の出力を前記第２の遅延回路に入力し、該第２の遅延回
路の出力と前記パワー設定回路の出力と前記ＰＩＤ回路
の出力とを前記切換スイッチ回路に入力し、該切換スイ
ッチ回路の出力を前記誤差増幅回路に入力し、該誤差増
幅回路の出力と前記パワー設定回路の出力とを前記加算
回路に入力し、該加算回路の出力を前記減衰回路に入力
し、誤差増幅回路と、加算回路と、切換スイッチ回路と
、第２の遅延回路とを用い、高周波出力をサンプルホー
ルド回路と、ＰＩＤ回路とを用いてフィードバック制御
するのを遅れて開始するようにしたことを特徴とする特
許請求の範囲第１項記載のＣＯ＿２ガスレーザ制御装置
。
（９）前記パワー設定回路の出力と、該パワー設定回路
の出力の大きさに応じて前記電力検出回路から得られる
出力、または前記サンプルホールド回路から得られる出
力、または前記ＰＩＤ回路から得られる出力とを同一値
となるようにすることを特徴とする特許請求の範囲第１
項または第８項記載のＣＯ＿２ガスレーザ制御装置。
（１０）前記加算回路の増幅度を１とすることを特徴と
する特許請求の範囲第１項または第８項または第９項記
載のＣＯ＿２ガスレーザ制御装置。
（１１）前記電力検出回路に替えて、前記レーザ出力、
レーザパワーの大きさを検出するレーザパワー検出回路
を用いたことを特徴とする特許請求の範囲第１項乃至第
１０項のいずれかに記載のＣＯ＿２ガスレーザ制御装置
。