JPH05206548A - 半導体レーザ等のパルス電源方式 - Google Patents
半導体レーザ等のパルス電源方式Info
- Publication number
- JPH05206548A JPH05206548A JP3727692A JP3727692A JPH05206548A JP H05206548 A JPH05206548 A JP H05206548A JP 3727692 A JP3727692 A JP 3727692A JP 3727692 A JP3727692 A JP 3727692A JP H05206548 A JPH05206548 A JP H05206548A
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- semiconductor laser
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Abstract
(57)【要約】
【目的】半導体レーザ用等の電源では、不用意に大きな
電力を供給しないよう自動的に保護する必要があり、供
給電力値による負荷と電源の保護が求められている。そ
こで、所定の３系統の指令入力から半導体レーザ等に加
えられる平均出力電力値の制御情報を演算処理すること
により、熱損失、熱歪み等の影響或いは損傷条件の設定
或いは制限、更に、最適状態での制御に係る自動判断手
段を講じ、課題を解決しようとするものである。 【構成】所定の駆動電流のパルス出力を半導体レーザ等
の負荷へと供給する半導体レーザ等のパルス電源方式に
おいて、そのパルス出力を駆動電流、駆動パルス幅、駆
動周波数の３系統の指令入力及びあらかじめ数種類記憶
された駆動パルス波形から演算処理して、任意の出力波
形を得る自動制御手段を講じた。
電力を供給しないよう自動的に保護する必要があり、供
給電力値による負荷と電源の保護が求められている。そ
こで、所定の３系統の指令入力から半導体レーザ等に加
えられる平均出力電力値の制御情報を演算処理すること
により、熱損失、熱歪み等の影響或いは損傷条件の設定
或いは制限、更に、最適状態での制御に係る自動判断手
段を講じ、課題を解決しようとするものである。 【構成】所定の駆動電流のパルス出力を半導体レーザ等
の負荷へと供給する半導体レーザ等のパルス電源方式に
おいて、そのパルス出力を駆動電流、駆動パルス幅、駆
動周波数の３系統の指令入力及びあらかじめ数種類記憶
された駆動パルス波形から演算処理して、任意の出力波
形を得る自動制御手段を講じた。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体レーザ等のパル
ス電源方式に関する。
ス電源方式に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、光技術の急速な発達に伴いレーザ
技術に関する機器が甚だ多くなってきている。固体レー
ザの分野では、とりわけ半導体レーザ（レーザダイオー
ド：ＬＤ）による光励起（ＬＤ励起）等で格段の進歩を
とげ、パルス動作のピークパワーとしてかなり高いピー
クパワーのものまでが得られている。このため、半導体
レーザにも高光出力、長寿命のものが要求されて、各種
のものが開発されつつあり、これに対応する半導体レー
ザ用等の電源も高度の性能を要求されるようになってき
ている。
技術に関する機器が甚だ多くなってきている。固体レー
ザの分野では、とりわけ半導体レーザ（レーザダイオー
ド：ＬＤ）による光励起（ＬＤ励起）等で格段の進歩を
とげ、パルス動作のピークパワーとしてかなり高いピー
クパワーのものまでが得られている。このため、半導体
レーザにも高光出力、長寿命のものが要求されて、各種
のものが開発されつつあり、これに対応する半導体レー
ザ用等の電源も高度の性能を要求されるようになってき
ている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、半導体レー
ザ等の光出力は、パルス電源からの供給電力、すなわ
ち、駆動電圧、駆動電流、駆動パルス幅、駆動周波数の
各々の値によって変動するが、従来のパルス電源では、
これらの値について、半導体レーザ等に対応させてそれ
ぞれの最大値の制限を設けることはできた。しかし、こ
れらの値が個々にはその半導体レーザ等の定格内であっ
ても、各値の組み合わせによって変化する電力が半導体
レーザ等の定格を超える場合もあり、これがその半導体
レーザ等の破壊につながることもある。例えば、半導体
レーザでは、定格を超えた大きな電力を供給して強いレ
ーザ光を発生させると、レーザ光を放出する端面が発熱
により溶解して端面破壊を生じたり、端面破壊に至らな
いまでも強制酸化などによる端面損傷を受けて光出力レ
ベルが低下し、この後者の場合でも、結局は、ある時間
経過すると突然端面破壊を生じて使用不能となる。ま
た、このような極端な状況にはならなくとも、半導体レ
ーザ等に過大な熱損失、熱歪み等を生じ、ひいては寿命
を短くすることとなる。一方、電源での定格を超える出
力は、該電源の焼損等の原因となる。したがって、半導
体レーザ用等の電源では、不用意に大きな電力を供給し
ないよう自動的に保護する必要があり、供給電力値によ
る負荷と電源の保護が求められている。そこで、本発明
は、駆動電流、駆動パルス幅、駆動周波数の３系統の指
令入力から半導体レーザ等に加えられる平均出力電力値
の制御情報を演算処理することにより、熱損失、熱歪み
等の影響或いは損傷条件の設定或いは制限、更に、最適
状態での制御に係る自動判断手段を講じて、上記問題点
を解決しようとするものである。
ザ等の光出力は、パルス電源からの供給電力、すなわ
ち、駆動電圧、駆動電流、駆動パルス幅、駆動周波数の
各々の値によって変動するが、従来のパルス電源では、
これらの値について、半導体レーザ等に対応させてそれ
ぞれの最大値の制限を設けることはできた。しかし、こ
れらの値が個々にはその半導体レーザ等の定格内であっ
ても、各値の組み合わせによって変化する電力が半導体
レーザ等の定格を超える場合もあり、これがその半導体
レーザ等の破壊につながることもある。例えば、半導体
レーザでは、定格を超えた大きな電力を供給して強いレ
ーザ光を発生させると、レーザ光を放出する端面が発熱
により溶解して端面破壊を生じたり、端面破壊に至らな
いまでも強制酸化などによる端面損傷を受けて光出力レ
ベルが低下し、この後者の場合でも、結局は、ある時間
経過すると突然端面破壊を生じて使用不能となる。ま
た、このような極端な状況にはならなくとも、半導体レ
ーザ等に過大な熱損失、熱歪み等を生じ、ひいては寿命
を短くすることとなる。一方、電源での定格を超える出
力は、該電源の焼損等の原因となる。したがって、半導
体レーザ用等の電源では、不用意に大きな電力を供給し
ないよう自動的に保護する必要があり、供給電力値によ
る負荷と電源の保護が求められている。そこで、本発明
は、駆動電流、駆動パルス幅、駆動周波数の３系統の指
令入力から半導体レーザ等に加えられる平均出力電力値
の制御情報を演算処理することにより、熱損失、熱歪み
等の影響或いは損傷条件の設定或いは制限、更に、最適
状態での制御に係る自動判断手段を講じて、上記問題点
を解決しようとするものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記目的達成のため、請
求項１の発明は、所定の駆動電流のパルス出力を半導体
レーザ等へと供給する半導体レーザ等のパルス電源方式
において、供給出力電力値（平均出力電力）Ｐ[W] を、
駆動電流（波高値）Ｉ[A] 、駆動パルス幅Ｔw[s] 、駆
動周波数ｆ[Hz]の３系統の指令に基づき下式に従い演算
処理して、電力供給する負荷と当該電源との定格（最大
平均電力）Ｐmax[W] を超えないよう電気的に保護する
ことを特徴とする。 Ｐmax≧Ｅ×Ｉ×Ｔw ×ｆ＝Ｐ Ｅ ： 駆動電圧（波高値）[V] ｆ ： 駆動周波数[Hz]
求項１の発明は、所定の駆動電流のパルス出力を半導体
レーザ等へと供給する半導体レーザ等のパルス電源方式
において、供給出力電力値（平均出力電力）Ｐ[W] を、
駆動電流（波高値）Ｉ[A] 、駆動パルス幅Ｔw[s] 、駆
動周波数ｆ[Hz]の３系統の指令に基づき下式に従い演算
処理して、電力供給する負荷と当該電源との定格（最大
平均電力）Ｐmax[W] を超えないよう電気的に保護する
ことを特徴とする。 Ｐmax≧Ｅ×Ｉ×Ｔw ×ｆ＝Ｐ Ｅ ： 駆動電圧（波高値）[V] ｆ ： 駆動周波数[Hz]
【０００５】また、請求項２の発明は、所定の駆動電流
のパルス出力を半導体レーザ等へと供給する半導体レー
ザ等のパルス電源方式において、そのパルス出力を駆動
電流、駆動パルス幅、駆動周波数の３系統の指令入力及
びあらかじめ数種類記憶された駆動パルス波形から演算
処理して、任意の出力波形を得る自動制御手段を講じた
ことを特徴とする。
のパルス出力を半導体レーザ等へと供給する半導体レー
ザ等のパルス電源方式において、そのパルス出力を駆動
電流、駆動パルス幅、駆動周波数の３系統の指令入力及
びあらかじめ数種類記憶された駆動パルス波形から演算
処理して、任意の出力波形を得る自動制御手段を講じた
ことを特徴とする。
【０００６】
【作用】如上の構成であるから、半導体レーザ等の負荷
及び当該電源において、上式のＰmax≧Ｐの自動的な設
定・制御が可能となり、この状態を維持する限り、破損
等を防止でき、所期の目的を達成できる。具体的には、
例えば、 Ｐmax ： 3 [W] Ｅ ： 2.2 [V] Ｉ ： 100 [A] Ｔw ： 100 ×10-6[s] ｆ ： 100 [Hz] では、 Ｐmax≧Ｅ×Ｉ×Ｔw ×ｆ＝Ｐ ３ ≧ 2.2×100 ×100 ×10-6×100 ＝ 2.2 となり、平均出力電力Ｐは 2.2 [W]で、最大平均電力Ｐ
max 3 [W] 以下であるので、破損等を生ずることはな
い。なお、Ｐmax＜Ｐのときは、破損等の条件となる。
及び当該電源において、上式のＰmax≧Ｐの自動的な設
定・制御が可能となり、この状態を維持する限り、破損
等を防止でき、所期の目的を達成できる。具体的には、
例えば、 Ｐmax ： 3 [W] Ｅ ： 2.2 [V] Ｉ ： 100 [A] Ｔw ： 100 ×10-6[s] ｆ ： 100 [Hz] では、 Ｐmax≧Ｅ×Ｉ×Ｔw ×ｆ＝Ｐ ３ ≧ 2.2×100 ×100 ×10-6×100 ＝ 2.2 となり、平均出力電力Ｐは 2.2 [W]で、最大平均電力Ｐ
max 3 [W] 以下であるので、破損等を生ずることはな
い。なお、Ｐmax＜Ｐのときは、破損等の条件となる。
【０００７】
【実施例】図面は、本発明の実施例を示している。図
１、図２において、１は、本発明に係るパルス電源、２
は、該パルス電源から電力を供給する負荷たる半導体レ
ーザ、３は、パルス電源に接続したコンピュータ・シス
テム等の外部装置である。パルス電源１は、半導体レー
ザ２に供給する平均出力電力Ｐ[W] 、駆動電圧（波高
値）Ｅ[V] 、駆動電流（波高値）Ｉ[A] 、駆動パルス幅
Ｔw [s] 、駆動周波数ｆ及び最大平均電力Ｐmax [W] に
ついての式 Ｐmax ≧Ｅ×Ｉ×Ｔw ×ｆ＝Ｐ 但し ｆ＝１／Ｔ （Ｔ：駆動周期[s] ） に関する、Ｉ、Ｔw 、ｆの３つの指令系統を変動要素と
する演算機能を備えた制御部11を設け、該制御部には、
それらのＰmax、Ｅ、Ｉ、Ｔw 、ｆ、Ｐに係る指令値、
制御条件、数種類の駆動パルス波形等の直接入力を行
い、かつ、動作開始・停止を行うキー入力部12と、それ
らの入力状況及び装置の動作状態を表す表示部13とを連
ね、また、演算処理した電流指令信号を送って該電流指
令信号に応動させるドライバ部14を連ね、該ドライバ部
からの電流出力により平均出力電力Ｐを前記半導体レー
ザ２へと供給するようにしている。
１、図２において、１は、本発明に係るパルス電源、２
は、該パルス電源から電力を供給する負荷たる半導体レ
ーザ、３は、パルス電源に接続したコンピュータ・シス
テム等の外部装置である。パルス電源１は、半導体レー
ザ２に供給する平均出力電力Ｐ[W] 、駆動電圧（波高
値）Ｅ[V] 、駆動電流（波高値）Ｉ[A] 、駆動パルス幅
Ｔw [s] 、駆動周波数ｆ及び最大平均電力Ｐmax [W] に
ついての式 Ｐmax ≧Ｅ×Ｉ×Ｔw ×ｆ＝Ｐ 但し ｆ＝１／Ｔ （Ｔ：駆動周期[s] ） に関する、Ｉ、Ｔw 、ｆの３つの指令系統を変動要素と
する演算機能を備えた制御部11を設け、該制御部には、
それらのＰmax、Ｅ、Ｉ、Ｔw 、ｆ、Ｐに係る指令値、
制御条件、数種類の駆動パルス波形等の直接入力を行
い、かつ、動作開始・停止を行うキー入力部12と、それ
らの入力状況及び装置の動作状態を表す表示部13とを連
ね、また、演算処理した電流指令信号を送って該電流指
令信号に応動させるドライバ部14を連ね、該ドライバ部
からの電流出力により平均出力電力Ｐを前記半導体レー
ザ２へと供給するようにしている。
【０００８】制御部11は、具体的には、図２に示すよう
に、前記キー入力部12からの入力に基づき解析、各系統
指令値・条件等の記憶指令、エラー検出、データ転送等
を行い、かつ、前記表示部13に所要の表示を行わせる中
央演算処理部111 と、各系統指令値、制御条件、数種類
の駆動パルス波形等を記憶する記憶域112 と、外部装置
３との間で各系統指令値・条件等の入力、動作開始・停
止、装置の動作状態のデータ出力を可能にするデータ転
送インターフェース113 と、中央演算処理部111 からの
パルス幅指令及びパルス周期指令に従い方形波の繰り返
し信号を出力するパルス発生器114 と、中央演算処理部
111 により電流設定されるとともに、同期回路を有して
前記パルス発生器114 からの繰り返し信号を電流設定に
同期混成し、この電流指令信号を前記ドライバ部14へと
送る、Ｄ／ＡコンバータやＦ／Ｖコンバータ等によって
構成された電流指令部115 とから成り、かかる構成によ
り、制御部11は、全体として上述の演算機能を発揮す
る。
に、前記キー入力部12からの入力に基づき解析、各系統
指令値・条件等の記憶指令、エラー検出、データ転送等
を行い、かつ、前記表示部13に所要の表示を行わせる中
央演算処理部111 と、各系統指令値、制御条件、数種類
の駆動パルス波形等を記憶する記憶域112 と、外部装置
３との間で各系統指令値・条件等の入力、動作開始・停
止、装置の動作状態のデータ出力を可能にするデータ転
送インターフェース113 と、中央演算処理部111 からの
パルス幅指令及びパルス周期指令に従い方形波の繰り返
し信号を出力するパルス発生器114 と、中央演算処理部
111 により電流設定されるとともに、同期回路を有して
前記パルス発生器114 からの繰り返し信号を電流設定に
同期混成し、この電流指令信号を前記ドライバ部14へと
送る、Ｄ／ＡコンバータやＦ／Ｖコンバータ等によって
構成された電流指令部115 とから成り、かかる構成によ
り、制御部11は、全体として上述の演算機能を発揮す
る。
【０００９】
【発明の効果】本発明によれば、供給出力電力値を、駆
動電流、駆動パルス幅、駆動周波数の３系統の指令に基
づき演算処理して、電力供給する半導体レーザ等の負荷
と当該電源との定格を超えないよう電気的に保護するの
で、駆動電圧を含め、駆動電流、駆動パルス幅、駆動周
波数を個々に半導体レーザ等の負荷の定格内に制御でき
るだけでなく、これら各値の組み合わせによって変化す
る電力も半導体レーザ等の負荷の定格を超えないよう的
確に制御でき、半導体レーザ等の負荷の不意の破壊、過
大な熱損失、熱歪み等ををなくすことができ、寿命を長
くすることができる。また、電源での定格出力の超過を
なくすことができ、電源の焼損等を回避することができ
る。而して、上記３系統のみならず、駆動パルス幅と駆
動周波数又は駆動周期との関係でも設定の正当性の検証
ができることとなる。更に、請求項２の発明によれば、
あらかじめ数種類記憶された駆動パルス波形から演算処
理して、任意の出力波形を得る自動制御手段を講じてい
るので、様々な目的で準備された波形の中から所要波形
の適正な出力を任意に得ることができ、用途を拡大でき
る。したがって、半導体レーザ用のパルス電源はもとよ
り、フラッシュ・ランプ等のパルス駆動用電源にも応用
可能である。
動電流、駆動パルス幅、駆動周波数の３系統の指令に基
づき演算処理して、電力供給する半導体レーザ等の負荷
と当該電源との定格を超えないよう電気的に保護するの
で、駆動電圧を含め、駆動電流、駆動パルス幅、駆動周
波数を個々に半導体レーザ等の負荷の定格内に制御でき
るだけでなく、これら各値の組み合わせによって変化す
る電力も半導体レーザ等の負荷の定格を超えないよう的
確に制御でき、半導体レーザ等の負荷の不意の破壊、過
大な熱損失、熱歪み等ををなくすことができ、寿命を長
くすることができる。また、電源での定格出力の超過を
なくすことができ、電源の焼損等を回避することができ
る。而して、上記３系統のみならず、駆動パルス幅と駆
動周波数又は駆動周期との関係でも設定の正当性の検証
ができることとなる。更に、請求項２の発明によれば、
あらかじめ数種類記憶された駆動パルス波形から演算処
理して、任意の出力波形を得る自動制御手段を講じてい
るので、様々な目的で準備された波形の中から所要波形
の適正な出力を任意に得ることができ、用途を拡大でき
る。したがって、半導体レーザ用のパルス電源はもとよ
り、フラッシュ・ランプ等のパルス駆動用電源にも応用
可能である。
【図１】本発明の半導体レーザ等のパルス電源方式に係
る実施例を示す構成要領ブロック図である。
る実施例を示す構成要領ブロック図である。
【図２】同例要部の回路構成ブロック図である。
１ パルス電源 ２ 半導体レーザ ３ 外部装置 11 制御部 12 キー入力部 13 表示部 14 ドライバ部 111 中央演算処理部 112 記憶域 113 データ転送インターフェース 114 パルス発生器 115 電流指令部
Claims (2)
- 【請求項１】 所定の駆動電流のパルス出力を半導体レ
ーザ等の負荷へと供給する半導体レーザ等のパルス電源
方式において、供給出力電力値（平均出力電力）Ｐ[W]
を、駆動電流（波高値）Ｉ[A] 、駆動パルス幅Ｔw [s]
、駆動周波数ｆ[Hz]の３系統の指令に基づき下式に従
い演算処理して、電力供給する負荷と当該電源との定格
（最大平均電力）Ｐmax[W] を超えないよう電気的に保
護することを特徴とする半導体レーザ等のパルス電源方
式。 Ｐmax≧Ｅ×Ｉ×Ｔw ×ｆ＝Ｐ Ｅ ： 駆動電圧（波高値）[V] ｆ ： 駆動周波数[Hz] - 【請求項２】 所定の駆動電流のパルス出力を半導体レ
ーザ等の負荷へと供給する半導体レーザ等のパルス電源
方式において、そのパルス出力を駆動電流、駆動パルス
幅、駆動周波数の３系統の指令入力及びあらかじめ数種
類記憶された駆動パルス波形から演算処理して、任意の
出力波形を得る自動制御手段を講じたことを特徴とする
半導体レーザ等のパルス電源方式。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3727692A JPH05206548A (ja) | 1992-01-27 | 1992-01-27 | 半導体レーザ等のパルス電源方式 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3727692A JPH05206548A (ja) | 1992-01-27 | 1992-01-27 | 半導体レーザ等のパルス電源方式 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05206548A true JPH05206548A (ja) | 1993-08-13 |
Family
ID=12493166
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3727692A Pending JPH05206548A (ja) | 1992-01-27 | 1992-01-27 | 半導体レーザ等のパルス電源方式 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05206548A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20110240614A1 (en) * | 2009-09-24 | 2011-10-06 | Pyrophotonics Lasers Inc. | Method and apparatus to scribe thin film layers of cadmium telluride solar cells |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02196484A (ja) * | 1989-01-25 | 1990-08-03 | Fanuc Ltd | レーザパルスの指令方法 |
| JPH03145171A (ja) * | 1989-10-31 | 1991-06-20 | Toshiba Corp | 半導体レーザの発光回路 |
| JPH0417381A (ja) * | 1990-05-10 | 1992-01-22 | Nec Corp | 固体レーザ装置 |
-
1992
- 1992-01-27 JP JP3727692A patent/JPH05206548A/ja active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02196484A (ja) * | 1989-01-25 | 1990-08-03 | Fanuc Ltd | レーザパルスの指令方法 |
| JPH03145171A (ja) * | 1989-10-31 | 1991-06-20 | Toshiba Corp | 半導体レーザの発光回路 |
| JPH0417381A (ja) * | 1990-05-10 | 1992-01-22 | Nec Corp | 固体レーザ装置 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20110240614A1 (en) * | 2009-09-24 | 2011-10-06 | Pyrophotonics Lasers Inc. | Method and apparatus to scribe thin film layers of cadmium telluride solar cells |
| US8890025B2 (en) * | 2009-09-24 | 2014-11-18 | Esi-Pyrophotonics Lasers Inc. | Method and apparatus to scribe thin film layers of cadmium telluride solar cells |
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