JPH0348474A - ガスレーザ装置 - Google Patents
ガスレーザ装置Info
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- JPH0348474A JPH0348474A JP18266289A JP18266289A JPH0348474A JP H0348474 A JPH0348474 A JP H0348474A JP 18266289 A JP18266289 A JP 18266289A JP 18266289 A JP18266289 A JP 18266289A JP H0348474 A JPH0348474 A JP H0348474A
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-
- 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
- H01S3/102—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating by controlling the active medium, e.g. by controlling the processes or apparatus for excitation
- H01S3/104—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating 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】
［発明の目的］
（産業上の利用分野）
本発明は、穴明け、溶接、焼入れ、切断などの加工に使
用される大出力のレーザ装置に関するものである。
用される大出力のレーザ装置に関するものである。
（従来の技術）
レーザ加工は、１台の加工装置で各種の一般加工や熱処
理を非接触で行なうものであり、加工点周辺への影響を
小さくして、金属、非金属、複合材料のいずれでも加工
ができ、工具の摩耗や破損を生じないなど多くの利点を
有していることから、ファクトリーオートメーションの
要素技術として注目を集めている。この様なレーザ加工
技術及びレーザ加工装置の開発は、各種の工業分野で進
められており、比較的出力の小さい加工装置は早くから
実用化され、精密機械部品や電子部品などの微細な部品
の加工に多用されている。また、近年、レーザ発振器の
進歩によって、レーザガスを放電によって励起し、レー
ザ光を得るガスレーザ装置において、ｌｋｗ以上の出力
が得られるガスレーザ装置が実用化されている。なお、
放電の方式としては、直流放電と交流放電の両方が実用
化されている。
理を非接触で行なうものであり、加工点周辺への影響を
小さくして、金属、非金属、複合材料のいずれでも加工
ができ、工具の摩耗や破損を生じないなど多くの利点を
有していることから、ファクトリーオートメーションの
要素技術として注目を集めている。この様なレーザ加工
技術及びレーザ加工装置の開発は、各種の工業分野で進
められており、比較的出力の小さい加工装置は早くから
実用化され、精密機械部品や電子部品などの微細な部品
の加工に多用されている。また、近年、レーザ発振器の
進歩によって、レーザガスを放電によって励起し、レー
ザ光を得るガスレーザ装置において、ｌｋｗ以上の出力
が得られるガスレーザ装置が実用化されている。なお、
放電の方式としては、直流放電と交流放電の両方が実用
化されている。
ところで、この様なガスレーザ装置の内、交流放電によ
ってレーザを得るものは、レーザガスが放電により励起
された後の緩和時間よりーも早い時間で電源をオン・オ
フすると、直流のレーザ出力が得られる現象を利用した
もので、交流放電励起形レーザとして知られている。こ
の場合、レーザ出力は、放電により注入されたエネルギ
ーの平均により決定される。
ってレーザを得るものは、レーザガスが放電により励起
された後の緩和時間よりーも早い時間で電源をオン・オ
フすると、直流のレーザ出力が得られる現象を利用した
もので、交流放電励起形レーザとして知られている。こ
の場合、レーザ出力は、放電により注入されたエネルギ
ーの平均により決定される。
そのため、この種の交流放電励起形レーザを精密加工な
どの用途に使用する場合、切削加工深さや幅その他の要
求により、レーザ出力の増減を行うには、第５図（Ａ）
（Ｂ）に示した様に、高出力のレーザを得る場合と、低
出力のレーザを得る場合とで、放電部に加える交流電流
の大きさを変化させて、レーザ出力の増減をおこなって
いた。
どの用途に使用する場合、切削加工深さや幅その他の要
求により、レーザ出力の増減を行うには、第５図（Ａ）
（Ｂ）に示した様に、高出力のレーザを得る場合と、低
出力のレーザを得る場合とで、放電部に加える交流電流
の大きさを変化させて、レーザ出力の増減をおこなって
いた。
（発明が解決しようとする課題）
しかしながら、上述した様な従来のガスレーザ装置にお
いては、以下に述べる様な解決すべき課題があった。
いては、以下に述べる様な解決すべき課題があった。
即ち、ガスレーザ装置を精密加工等に使用する場合、レ
ーザ出力の増減を急峻に行なう必要があり、そのために
は、レーザガスを励起する放電エネルギーの増減を急激
に行なわなければならず、放電部に加える電流をすばや
く増減させる必要があった。そこで、高出力あるいは低
出力のいずれのレーザ出力も得ることができるようにす
るため、レーザ用の電源として、大容量でしかも出力電
流を短時間で増減できる可変出力型のものが要求され、
レーザ装置が大型化するという欠点があった。
ーザ出力の増減を急峻に行なう必要があり、そのために
は、レーザガスを励起する放電エネルギーの増減を急激
に行なわなければならず、放電部に加える電流をすばや
く増減させる必要があった。そこで、高出力あるいは低
出力のいずれのレーザ出力も得ることができるようにす
るため、レーザ用の電源として、大容量でしかも出力電
流を短時間で増減できる可変出力型のものが要求され、
レーザ装置が大型化するという欠点があった。
この様な問題点は、直流放電形のレーザにおいてもまっ
たく同様で、電源である直流電流の大きさを変化させる
ことにより、レーザ出力を調整していたため、電源部の
構造が複雑で大型化すると共に、加工作業に合わせた迅
速な制御も難しい欠点があった。
たく同様で、電源である直流電流の大きさを変化させる
ことにより、レーザ出力を調整していたため、電源部の
構造が複雑で大型化すると共に、加工作業に合わせた迅
速な制御も難しい欠点があった。
本発明は、以上の欠点を解消するために提案されたもの
で、その目的は、一定出力の電源を使用しながら、加工
目的に合わせてレーザ出力を急激に増減でき、しかも装
置の小型化を可能としたガスレーザ装置を提供すること
にある。
で、その目的は、一定出力の電源を使用しながら、加工
目的に合わせてレーザ出力を急激に増減でき、しかも装
置の小型化を可能としたガスレーザ装置を提供すること
にある。
［発明の構成コ
（課題を解決するための手段）
本発明は、電源から放電部に印加する電流によってガス
を励起することにより、直流出力のレーザを得るがスレ
ーザ装置において、 放電部に印加する電流の電源として一定出力の電源を使
用し、この電源からの出力をレーザの緩和時間内でオン
・オフすることを特徴とするものである。
を励起することにより、直流出力のレーザを得るがスレ
ーザ装置において、 放電部に印加する電流の電源として一定出力の電源を使
用し、この電源からの出力をレーザの緩和時間内でオン
・オフすることを特徴とするものである。
（作用）
本発明のガスレーザ装置によれば、放電部に印加する電
流を、所定の単位時間内でオン・オフすることにより、
一定出力の電源を使用しながら、放電部に流れる電流の
平均値を単位時間内におけるオン・オフの切換回数或い
はオフの継続時間に応じて変化させることが可能となり
、その結果、レーザ出力の値も変化させることができる
。
流を、所定の単位時間内でオン・オフすることにより、
一定出力の電源を使用しながら、放電部に流れる電流の
平均値を単位時間内におけるオン・オフの切換回数或い
はオフの継続時間に応じて変化させることが可能となり
、その結果、レーザ出力の値も変化させることができる
。
しかも、本発明は、電源をオン・オフする周期を、レー
ザガスが放電により励起された後のレーザ緩和時間より
、直流出力のレーザが得られるだけ十分短い時間とした
ので、電源のオン●オフによっても出力される直流レー
ザには乱れが生じることがない。
ザガスが放電により励起された後のレーザ緩和時間より
、直流出力のレーザが得られるだけ十分短い時間とした
ので、電源のオン●オフによっても出力される直流レー
ザには乱れが生じることがない。
（実施例）
以下、本発明の一実施例を第１図及び第２図に基づいて
具体的に説明する。本実施例は、電源として交流電源を
使用し、しかもレーザの緩和時間よりも短い単位時間Ｔ
内において、一定周期の電源のオン・オフの切換を所定
回数行う様にしたもので、本出願の請求の範囲第２項に
対応するものである。
具体的に説明する。本実施例は、電源として交流電源を
使用し、しかもレーザの緩和時間よりも短い単位時間Ｔ
内において、一定周期の電源のオン・オフの切換を所定
回数行う様にしたもので、本出願の請求の範囲第２項に
対応するものである。
本実施例においては、第１図に示した様に、定の周波数
で一定の電流出力を出す交流電源１に、切換回路４を介
して、レーザガスを励起する放電部２及び負荷３が接続
されている。なお、この負荷３は、前記交流電源１より
の電流を放電部２に流さない時に流すものであり、前記
切換回路４は放電部２と負荷３との切換えを、レーザガ
スが放電により励起された後のレーザ緩和時間よりも十
分早い速度、例えば緩和時間の１０倍以上の速さで行な
うものである。
で一定の電流出力を出す交流電源１に、切換回路４を介
して、レーザガスを励起する放電部２及び負荷３が接続
されている。なお、この負荷３は、前記交流電源１より
の電流を放電部２に流さない時に流すものであり、前記
切換回路４は放電部２と負荷３との切換えを、レーザガ
スが放電により励起された後のレーザ緩和時間よりも十
分早い速度、例えば緩和時間の１０倍以上の速さで行な
うものである。
この様な構成を有する本実施例のガスレーザ装置におい
ては、以下に述べる様にしてレーザ出力の増減が行われ
る。即ち、第２図（Ａ）に示す通り、交流放電から安定
した直流出力のレーザが得られる様に、緩和時間に対し
て十分短い単位時間Ｔにおいて、第１図の切換回路４を
オン・オフさせることにより、交流電源１より出力され
る電流の内、例えば、その１／３を負荷３側に流す。す
ると、放電部２に流れる電流がその分減少し、第５図（
Ａ）に示した場合に比べて２７３となるので、放電によ
り注入されるエネルギーの平均値が変化し、緩和現象に
よってレーザ出力も平均化されたものが得られ、第５図
（Ａ）に示した場合のレーザ出力の２／３の出力が得ら
れる。一方、第２図（Ｂ）に示す通り、単位時間Ｔにお
いて、交流電源１より出力される電流の内、その２／３
を負荷３側に流すと、放電部２に流れる電流は、第５図
（Ａ）に示した場合の１／３となり、放電により注入さ
れるエネルギーの平均値によって決定されるレーザ出力
も１／３となる。
ては、以下に述べる様にしてレーザ出力の増減が行われ
る。即ち、第２図（Ａ）に示す通り、交流放電から安定
した直流出力のレーザが得られる様に、緩和時間に対し
て十分短い単位時間Ｔにおいて、第１図の切換回路４を
オン・オフさせることにより、交流電源１より出力され
る電流の内、例えば、その１／３を負荷３側に流す。す
ると、放電部２に流れる電流がその分減少し、第５図（
Ａ）に示した場合に比べて２７３となるので、放電によ
り注入されるエネルギーの平均値が変化し、緩和現象に
よってレーザ出力も平均化されたものが得られ、第５図
（Ａ）に示した場合のレーザ出力の２／３の出力が得ら
れる。一方、第２図（Ｂ）に示す通り、単位時間Ｔにお
いて、交流電源１より出力される電流の内、その２／３
を負荷３側に流すと、放電部２に流れる電流は、第５図
（Ａ）に示した場合の１／３となり、放電により注入さ
れるエネルギーの平均値によって決定されるレーザ出力
も１／３となる。
即ち、放電部への電流出力の切換周期を単位時間Ｔの１
／Ｎと設定すれば、単位時間Ｔ内における切換回数をＮ
，Ｎ−１，Ｎ−２，・・・．０回という様に適宜選択す
ることにより、放電部に流れる電流を全出力電流の１／
Ｎ， ２／Ｎ，・・・ Ｎ／ＮとＮ段階に変化させる
ことができるので、レーザ出力もＮ段階に変化させるこ
とが可能となる。
／Ｎと設定すれば、単位時間Ｔ内における切換回数をＮ
，Ｎ−１，Ｎ−２，・・・．０回という様に適宜選択す
ることにより、放電部に流れる電流を全出力電流の１／
Ｎ， ２／Ｎ，・・・ Ｎ／ＮとＮ段階に変化させる
ことができるので、レーザ出力もＮ段階に変化させるこ
とが可能となる。
この様に、本実施例によれば、交流電源よりの出力電流
を一定としたまま、放電部への交流電源の印加の有無を
切換装置４によってレーザ緩和時間よりも早い速度で切
換えるだけの簡単な手段で、レーザ出力を多段階に変化
させることができる。
を一定としたまま、放電部への交流電源の印加の有無を
切換装置４によってレーザ緩和時間よりも早い速度で切
換えるだけの簡単な手段で、レーザ出力を多段階に変化
させることができる。
また、切換装置４によるオン・オフの切換速度は、交流
電源自体の出力を変化させるよりも格段に早い速度なの
で、交流電源の出力自体を変化させた従来の装置よりも
レーザ出力を急激に変化させることが可能となり、出力
応答の速いガスレーザ装置が得られる。さらに、レーザ
用電源は常に一定の電流を出力すれば良いので、電源を
大型化する必要もなく、また、その出力も急激に変化さ
せる必要もない。
電源自体の出力を変化させるよりも格段に早い速度なの
で、交流電源の出力自体を変化させた従来の装置よりも
レーザ出力を急激に変化させることが可能となり、出力
応答の速いガスレーザ装置が得られる。さらに、レーザ
用電源は常に一定の電流を出力すれば良いので、電源を
大型化する必要もなく、また、その出力も急激に変化さ
せる必要もない。
なお、本発明は上述した実施例に限定されるものではな
く、第３図に示した様に、切換装置の切換スイッチを、
第１図の出力基準信号に加えて、外部よりのパルス運転
信号によって操作するように構成しても良い。この場合
、出力基準信号により放電部に流れる電流の平均値を可
変として所望のレーザ出力を得ることができると同時に
、パルス運転信号のオフの場合には前記切換装置４をオ
フ側に切換えて負荷３側に電流を流すことにより、レー
ザ出力を停止させることができる。
く、第３図に示した様に、切換装置の切換スイッチを、
第１図の出力基準信号に加えて、外部よりのパルス運転
信号によって操作するように構成しても良い。この場合
、出力基準信号により放電部に流れる電流の平均値を可
変として所望のレーザ出力を得ることができると同時に
、パルス運転信号のオフの場合には前記切換装置４をオ
フ側に切換えて負荷３側に電流を流すことにより、レー
ザ出力を停止させることができる。
また、第１図の切換装置４を使用する代わりに、第４図
に示した様に、電源１０にその出力６オン◆オフのみを
制御するゲート回路１１を接続し、このゲート回路１１
よりＯＮ指令の出ている時に限って、電源１０は所定の
周波数で、所定の電流を放電部１２に出力するように構
成しても良い。
に示した様に、電源１０にその出力６オン◆オフのみを
制御するゲート回路１１を接続し、このゲート回路１１
よりＯＮ指令の出ている時に限って、電源１０は所定の
周波数で、所定の電流を放電部１２に出力するように構
成しても良い。
この場合は、第１図に示した実施例に比べて、切換回路
及び負荷を省略することができるので、さらに小型化が
可能となる。
及び負荷を省略することができるので、さらに小型化が
可能となる。
また、前記各実施例は、切換装置４等におけるオン・オ
フの切換の周期を一定としておき、切換回数を増減する
ことにより、レーザ出力を調整する様にしたが、切換回
数は一定としておき、オフの時間を増減させることによ
っても、レーザ出力の調整は可能である。
フの切換の周期を一定としておき、切換回数を増減する
ことにより、レーザ出力を調整する様にしたが、切換回
数は一定としておき、オフの時間を増減させることによ
っても、レーザ出力の調整は可能である。
更に、本発明は、レーザの緩和時間よりも短い単位時間
内に電源をオフとすることにより、レーザ出力を調整す
るものであるから、電源としては交流である必要はなく
、直流放電励起形のガスレーザ装置においても同様の効
果が得られる。即ち、直流の場合でも、オフの時間が緩
和時間よりも短ければ、直流のレーザ出力を得られるの
であるから、本発明を適川することは可能である。
内に電源をオフとすることにより、レーザ出力を調整す
るものであるから、電源としては交流である必要はなく
、直流放電励起形のガスレーザ装置においても同様の効
果が得られる。即ち、直流の場合でも、オフの時間が緩
和時間よりも短ければ、直流のレーザ出力を得られるの
であるから、本発明を適川することは可能である。
［発明の効果］
以上述べた様に、本発明によれば、放電部に加える電流
の電源を、レーザガスが放電により励起された後のレー
ザ緩和時間よりも短い単位時間内でオン・オフするよう
に構戊することにより、レーザ出力を急激に増減でき、
電源部の小型化を可能としたガスレーザ装置を提供する
ことができる。
の電源を、レーザガスが放電により励起された後のレー
ザ緩和時間よりも短い単位時間内でオン・オフするよう
に構戊することにより、レーザ出力を急激に増減でき、
電源部の小型化を可能としたガスレーザ装置を提供する
ことができる。
第１図は本発明のガスレーザ装置の一実施例を示すブロ
ック図、第２図（Ａ）（Ｂ）は第１図に示したガスレー
ザ装置の動作を示す図、第３図は本発明の他の実施例に
よる動作を示す図、第４図は本発明の他の実施例を示す
ブロック図、第５図（Ａ）（Ｂ）は従来のガスレーザ装
置の動作を示す図である。 １・・・交流電源、２・・・放電部、３・・・負荷、４
・・・切換回路、１０・・・電源、１１・・・ゲート回
路、１２・・・放電部。
ック図、第２図（Ａ）（Ｂ）は第１図に示したガスレー
ザ装置の動作を示す図、第３図は本発明の他の実施例に
よる動作を示す図、第４図は本発明の他の実施例を示す
ブロック図、第５図（Ａ）（Ｂ）は従来のガスレーザ装
置の動作を示す図である。 １・・・交流電源、２・・・放電部、３・・・負荷、４
・・・切換回路、１０・・・電源、１１・・・ゲート回
路、１２・・・放電部。
Claims (3)
- （１）電源から放電部に印加する電流によってガスを励
起して直流出力のレーザを得るガスレーザ装置において
、 放電部に印加する電源を、直流出力のレーザが得られる
様なレーザ緩和時間より短い単位時間内でオン・オフす
ることを特徴とするガスレーザ装置。 - （２）レーザ緩和時間よりも短い一定の周期で電源のオ
ン・オフの切換を行い、単位時間内におけるこの切換回
数の増減によってレーザ出力を調整する特許請求の範囲
第１項記載のガスレーザ装置。 - （３）レーザ緩和時間よりも短い単位時間内で継続して
オフの状態を保持し、このオフの継続時間の増減によっ
てレーザ出力を調整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 |
|---|---|---|---|
| JP18266289A JPH0348474A (ja) | 1989-07-17 | 1989-07-17 | ガスレーザ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18266289A JPH0348474A (ja) | 1989-07-17 | 1989-07-17 | ガスレーザ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0348474A true JPH0348474A (ja) | 1991-03-01 |
Family
ID=16122243
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18266289A Pending JPH0348474A (ja) | 1989-07-17 | 1989-07-17 | ガスレーザ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0348474A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6415545B1 (en) | 1999-09-17 | 2002-07-09 | Hideo Watanabe | Attractant miticide and capturing device |
| US6674970B1 (en) * | 1999-05-21 | 2004-01-06 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Plasma antenna with two-fluid ionization current |
-
1989
- 1989-07-17 JP JP18266289A patent/JPH0348474A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6674970B1 (en) * | 1999-05-21 | 2004-01-06 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Plasma antenna with two-fluid ionization current |
| US6415545B1 (en) | 1999-09-17 | 2002-07-09 | Hideo Watanabe | Attractant miticide and capturing device |
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