JPH05327077A - 固体レーザ用電源装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】固体レーザにおいて、放電灯への総供給電力を
位相制御することにより、パルスレーザ発振のパルスエ
ネルギーの波形を変化させ、レーザエネルギーの過多ま
たは不足のない、安定で適正なレーザ加工が行える。 【構成】整流回路１により充電される主となるコンデン
サ３とスイッチング素子Ｓ１を有する第１のパルス放電
制御部20の出力側に、主となる放電灯９と、スイッチン
グ素子Ｓ２を介して放電灯10とを並列接続し、さらにコ
ンデンサ32、可変抵抗30、開閉器Ｓ３を有する第２のパ
ルス放電制御部33を主となる放電灯９に並列接続する。
これらスイッチング素子Ｓ１，Ｓ２、開閉器Ｓ３および
可変抵抗30を連携して制御することにより、全放電灯
９，10より放射される励起光の総エネルギー量を連続的
かつ種々に変化させ、パルスレーザ発振の個々のパルス
エネルギーを連続かつ種々に変化させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、レーザ発振装置に係
り、特にレーザ発振器のレーザ出力光のパルス波形を制
御するためにレーザ媒質を励起する放電灯のパルス放電
を制御する固体レーザ用電源装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、固体レーザ装置は産業機器として
は半導体分野のトリミング、スクライビングをはじめと
してマーキング、半田付け、溶接、切断と、その利用分
野が年々拡大し、医療分野においても内科、外科、歯科
治療器としての利用拡大が著しい。

【０００３】まず、固体レーザ装置について図面を参照
して説明する。図７は固体レーザ装置の概略構成を示し
た図である。図７において、９はレーザ媒質を励起する
ための放電灯、12はレーザ媒質、13は全反射鏡、14は部
分反射鏡、60は放電灯を駆動するためのパルス放電制御
装置である。

【０００４】このような構成のレーザ装置において、放
電灯９から出射した光エネルギー（以下励起光という）
はレーザ媒質12に入射吸収されて、レーザ媒質12を励起
し、レーザ媒質12とその両側に配置された全反射鏡13と
部分反射鏡14とで構成した光共振器によって共振状態と
なり、部分反射鏡14から外部に取り出される。このと
き、部分反射鏡14から取り出されるレーザ光の形態は、
放電灯９に供給される電力の形態に依存する。

【０００５】次に、従来の固体レーザ用電源装置に用い
られている放電灯を駆動するためのパルス放電制御装置
について説明する。図８において、１はコンデンサ３へ
直流電力供給する整流回路、２はコンデンサ３の充電を
制御する第１のインダクタンス、５はコンデンサ３の放
電開始および放電終了を制御するためのスイッチング素
子、４はスイッチング素子５を制御するためのパルス発
生回路、11はパルス発生回路４を制御するための時間制
御回路、９（および10）はレーザ媒質12を励起するため
の放電灯、７は放電灯９（および10）に供給される電力
波形を整形するための放電波形整形用の第２のインダク
タンス、８は放電灯９（および10）の予備放電を行うた
めのトリガパルス発生回路、６は放電灯９（および10）
への予備放電用の電流を供給するための直流電源回路で
ある。

【０００６】このように構成された固体レーザ用電源装
置について、その動作を説明する。図８(a) に示す固体
レーザ用電源装置において、整流回路１から供給される
電力はインダクタンス２を介してコンデンサ３を充電す
る。一定電圧に充電されたコンデンサ３の充電エネルギ
ーは、放電灯９を予備放電させるためのトリガパルス発
生回路と予備放電用の電流を供給するための直流電源回
路６によって微弱放電された放電灯９にスイッチング素
子５によって制御され供給される。このとき、放電灯９
へ供給されるコンデンサ３からの放電電力は、パルス発
生回路４により放電開始および放電終了を制御されパル
ス放電の形態で供給される。放電灯９へ供給されたエネ
ルギーにより、放電灯９は一定時間発光し、図７におい
て説明したように、レーザ媒質12を励起し、光共振器に
より発振状態となり、部分反射鏡14からレーザ光を出射
する。

【０００７】図８(b) は放電灯を複数用い、放電灯の合
成抵抗を下げることにより、パルスあたりに放電灯全体
から出射される励起光量を増大し、レーザ出力を高める
ようにした構成であり、動作原理は図８(a) と同様であ
る。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】このような構成の従来
の固体レーザ用電源装置では、放電灯９（および10）へ
供給される電力はコンデンサ３の充電電力であり、この
充電電力をスイッチング素子５によりコンデンサ３の放
電開始および放電終了を制御して供給するため、コンデ
ンサ３への印加電圧が一定の場合、コンデンサ３の放電
時に放電灯へ供給される電力量は常に一定であり、か
つ、放電灯への電力供給時の時間経過に対しても一定と
なるため、放電灯９（および10）から出力される励起光
を時間軸に対して変化させることができない。したがっ
て、従来の固体レーザ用電源装置を用いた固体パルスレ
ーザ装置によりレーザ加工を行う場合、レーザ光のエネ
ルギーを連続かつ任意に変化させることができず、ま
た、レーザ光の時間軸に対する出力波形を任意に変化で
きないため、レーザ被加工物に応じた照射レーザ光の波
形整形をできず、レーザエネルギー過多またはレーザエ
ネルギー不足により、最適の条件により安定にレーザ加
工を行うことが困難である。特にレーザ溶接、レーザ切
断などにおいては、加工物表面に不必要な酸化層や熱歪
などの変質を生じるという問題を有していた。

【０００９】本発明は上記従来の問題を解決するもの
で、放電灯から放出される励起光のエネルギー量を連続
的に任意に変化させることによって、パルスレーザ光の
エネルギー（光波形）を時間とともに任意に変化させる
ことができ、エネルギー過多またはレーザエネルギー不
足などのない安定で最適なレーザ加工を可能とするとと
もにレーザ加工物の表面に生ずる変質の低減を可能にし
た固体レーザ電源装置を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明の固体レーザ用電源装置は、第１の手段として
は、主となる放電灯以外に一つ以上の放電灯と、複数の
スイッチング素子と、主となるコンデンサ以外のコンデ
ンサ（以下サブコンデンサという）と、サブコンデンサ
の充放電を制御する可変抵抗器を備え、前記複数のスイ
ッチング素子と前記可変抵抗器を互いに連携させ、複数
のスイッチング素子の開閉と可変抵抗器の値を制御し
て、放電灯への総供給電力を位相制御することにより、
パルスレーザ発振のパルスエネルギーの波形を変化させ
る構成としたものである。

【００１１】また、第２の手段としては、複数の放電灯
と、複数のスイッチング素子と、主となるコンデンサ以
外に複数のサブコンデンサと、それら複数のサブコンデ
ンサの充放電を制御する複数の可変抵抗器を備え、前記
複数のスイッチング素子と前記複数の可変抵抗器を互い
に連携させ、複数のスイッチング素子の開閉と複数の可
変抵抗器の値を制御して、同様にパルスレーザ発振のパ
ルスエネルギーの波形を変化させる構成としたものであ
る。

【００１２】

【作用】上記第１の手段の構成によって、主となる放電
灯以外の一つ以上の放電灯の励起光の放射、非放射を複
数のスイッチング素子それぞれの開閉を制御することに
より各放電灯への電力供給量を制御し、かつ主となる放
電灯への電力供給量を可変抵抗器を制御することによっ
て電力供給時および非供給時において制御し、このこと
により全放電灯より放射される励起光の総エネルギー量
を連続的にかつ種々に変化させることが可能となり、パ
ルスレーザ発振の個々のパルスエネルギーを連続かつ種
々に変化させることができる。

【００１３】また、上記第２の手段の構成によって、複
数の放電灯の励起光の放射、非放射を複数のスイッチン
グ素子開閉の組み合わせを組み替えることにより、各放
電灯への電力供給量を制御するとともに各放電灯への電
力供給量を可変抵抗器を制御することによって、電力供
給時および非供給時において制御し、このことによりレ
ーザ媒質への全放電灯より放射される励起光の総エネル
ギー量を連続的にかつ種々変化させることが可能とな
り、パルスレーザ発振の個々のパルスエネルギーを連続
かつ種々に変化させることができる。

【００１４】

【実施例】

（実施例１）以下本発明の第１の実施例について、図面
を参照して説明する。図１は固体レーザ装置に用いられ
る本発明の固体レーザ用電源装置の第１の実施例を示す
回路図である。図１において、１は整流回路、20は第１
のインダクタンス２と主となるコンデンサ３とこのコン
デンサ３の放電開始および放電終了を制御するＧＴＯサ
イリスタまたはＩＧＢＴなどの第１のスイッチング素子
Ｓ１とこの第１のスイッチング素子Ｓ１の開閉を制御す
る第１のパルス発生回路21からなる第１のパルス放電制
御部、９，10は第１のパルス放電制御部20に並列接続さ
れる主となる第１の放電灯および第２の放電灯、26は第
１の放電灯９に予備放電用の電流を供給する直流電源、
27は第２の放電灯10に予備放電用の電流を供給する直流
電源、８は放電灯９，10の予備放電を開始するためのト
リガパルス発生回路、Ｓ２は第１のパルス放電制御部20
の出力側と第２の放電灯10との間に接続された第２のス
イッチング素子、22は第２のスイッチング素子Ｓ２の開
閉を制御するための第２のパルス発生回路、25は第２の
放電灯への流入電流制御を制御するとともに第２の放電
灯へ供給される放電電力を整形するインダクタンスであ
る。

【００１５】32は第１の放電灯９と第１のパルス放電制
御部20の出力側に並列接続される第２のコンデンサ、30
は第２のコンデンサ32に接続された可変抵抗、31は可変
抵抗30の抵抗値を制御する抵抗値制御回路、Ｓ３は第２
のコンデンサ32を充放電する第３のスイッチング素子で
ある開閉器、29は開閉器32の開閉を制御する開閉制御回
路、28は第１の放電灯９への流入電流を制御するととも
に第１の放電灯９へ供給される放電電力整形用のインダ
クタンス、33は開閉器Ｓ３と開閉制御回路29と可変抵抗
器30と抵抗値制御回路31と第２のコンデンサ32からなる
第２のパルス放電制御部である。また、23は第１のパル
ス発生回路21と第２のパルス発生回路22と開閉制御回路
29と抵抗値制御回路31を制御するための時間制御回路、
24は時間制御回路に基準時間信号を出力するためのクロ
ックパルス発生回路、12はレーザ媒質、13は全反射鏡、
14は部分反射鏡である。

【００１６】このように構成された固体レーザ用電源装
置について、図１とともに図２、図３を用いてその動作
を説明する。図２はスイッチング素子動作と放電灯への
電力供給例を示す波形図、図３はスイッチング素子およ
び可変抵抗器の動作と放電灯への電力供給例を示す波形
図である。

【００１７】まず、第１のスイッチング素子Ｓ１が開の
状態において、主となるコンデンサ３は整流回路１から
第１のインダクタンス２を介して充電されており、この
状態から放電灯９および10へ供給される電力を制御する
ことにより放電灯全体へ供給される電力量を連続的に変
化させる制御について説明する。なお、初期状態におい
ては全てのスイッチング素子は開状態にあるものとす
る。また、放電灯は全て予備放電を開始しているものと
する。

【００１８】図２(a) は第１の放電灯９への電力ＰＬ１
の供給途中で第２の放電灯10へ電力ＰＬ２を供給するこ
とによって、総供給電力量を途中で増加させる場合を示
し、第１の放電灯９、第２の放電灯10への電力供給量Ｐ
Ｌ１，ＰＬ２および総電力供給量ＰＬ１＋ＰＬ２の電力
供給波形を形成している。この場合、図１の回路におい
ては、第１のスイッチング素子Ｓ１を閉じインダクタン
ス28を介して放電灯９に主となるコンデンサ３の充電電
力を供給し、任意設定時間Ａ１後時間制御回路23によっ
てパルス発生回路22からの指令により、第２のスイッチ
ング素子Ｓ２を閉じインダクタンス25を介して主となる
コンデンサ３の充電電力を放電灯10にも供給する。放電
灯10へも電力を供給することによって放電灯９への供給
電力量ＰＬ１は減少するが、放電灯10がスイッチング素
子Ｓ２の閉により電気的に接続されることによって、主
となるコンデンサに並列に接続された放電灯９，10の合
成抵抗が低下し、第１のパルス放電制御部20の負荷が減
少するため、主となるコンデンサ３からの放電灯への供
給量が増加するため総電力供給量ＰＬ１＋ＰＬ２は増加
する。このときの増加量は放電灯９，10およびインダク
タンス25,28 の抵抗値によって決定される。最後にスイ
ッチング素子Ｓ１（あるいは、全てのスイッチング素
子）を開いて放電灯９，10への電力供給を停止する。

【００１９】図２(b) は第１の放電灯への供給電力量を
給電の途中で増加させることによって総供給電力量を段
階的に増加させる場合の電力波形を示している。この場
合、図１の回路においては、第１のスイッチング素子Ｓ
１と第３のスイッチング素子Ｓ３をパルス発生回路21お
よび開閉制御回路29の指令によって、同時に閉じること
によってインダクタンス28を介して放電灯９へ供給され
る主となるコンデンサ３の充電電力の一部は開閉部Ｓ３
および可変抵抗30介して第２のコンデンサ32の充電電力
として消費される。時間Ｂ１経過後、開閉器Ｓ３を開く
ことによりインダクタンス28を介して供給される電力は
全て放電灯９へ供給される。そして時間Ｂ２経過後スイ
ッチング素子Ｓ２を閉じることによって、図２(a) と同
様な供給電力特性がえられる。時間Ｂ３経過後、スイッ
チング素子Ｓ１，Ｓ２を開いた後再度開閉器Ｓ３を閉じ
ることによって第２のコンデンサ32に蓄積された充電電
力によって放電灯９へ電力供給を行い、最後に全てのス
イッチング素子、開閉器を開くことにより図２(b) に示
す充電特性を実現できる。第２のコンデンサ32の充電お
よび放電電力特性は、可変抵抗30の抵抗値を制御する抵
抗値制御回路31によって連続的に可変できる。

【００２０】図２(c) は全ての放電灯への総供給量を段
階的減少させた場合についての供給電力波形を示してい
る。この場合、図１の回路図において、まずスイッチン
グ素子Ｓ１，Ｓ２を閉じ時間Ｃ１経過後スイッチング素
子Ｓ２を開き、次に時間Ｃ２経過後開閉器Ｓ３を閉じ、
時間Ｃ３経過後スイッチング素子Ｓ１を開くことによっ
て実現し、最後に開閉器Ｓ３を開くことによって放電灯
への電力供給を全て停止する。

【００２１】図３は可変抵抗30の抵抗値あるいは放電灯
の予備放電を制御することによって、図２(c) より複雑
な供給電力特性を可能とした場合の供給電力波形を示し
ている。この場合、図１の回路図において、まず可変抵
抗30の抵抗値を最小値となるように抵抗値制御回路31に
よって制御する（第２のコンデンサ32への充電速度を上
げるため）。この状態で、スイッチング素子Ｓ１および
開閉器Ｓ３を閉じ第２のコンデンサ32を充電し電力を蓄
積する。このとき放電灯９の予備放電を行うための直流
電源26からの出力を停止する。放電灯９の予備放電を停
止することによってインダクタンス28を介して供給され
る電力は全て第２のコンデンサ32の充電電力となる。第
２のコンデンサ32のフル充電後、可変抵抗30の値を任意
の設定値に変化させかつ直流電源26およびトリガパルス
発生回路８によって放電灯９の予備放電を開始し、かつ
スイッチング素子Ｓ２を閉じる（図３の時間ｔ１）。

【００２２】次に時間ｔ２で開閉器Ｓ３を開き、時間ｔ
３でスイッチング素子Ｓ２を開き、時間ｔ４で再度開閉
器Ｓ３を閉じ、インダクタンス28を介して放電灯９へ供
給される電力の一部を第２のコンデンサ32の充電電力と
する。時間ｔ５でスイッチング素子Ｓ１を開くことによ
って主となるコンデンサ３からの放電灯への電力供給を
停止し、時間ｔ４からｔ５の間に第２のコンデンサ32に
蓄積された電力を放電させる。最後に開閉器Ｓ３を開く
ことによって、放電灯への全て電力供給を停止する。こ
のことによって図３に示すような放電灯への電力供給特
性を実現できる。

【００２３】図１で用いた第２のパルス放電制御部33の
代わりに、図４に示すような第２のパルス放電制御部を
用いても図３、４のような特性を実現できる。図４にお
いて、Ｓ11は多段開閉器、35は多段抵抗器である。

【００２４】上記の複数のスイッチング素子Ｓ１，Ｓ
２、開閉器Ｓ３の開閉はクロックパルス発生回路24の出
力信号を基準信号として時間制御回路23に設定した時間
と開閉の順序にしたがって制御される。同時に可変抵抗
30の抵抗値も時間制御回路23の指令によって抵抗値制御
回路31によって制御される。このように、図１に示す２
個のスイッチング素子Ｓ１，Ｓ２と１個の開閉器Ｓ３と
可変抵抗30を時間制御回路23の信号により、種々の時
間、順番で制御することにより放電灯９，10への総供給
電力波形を変えることができる。なお図２、図３におい
てＴはパルス幅を表している。

【００２５】（実施例２）以下本発明の第２の実施例に
ついて図面を参照しながら説明する。図５は固体レーザ
装置に用いられる本発明の固体レーザ用電源装置の第２
の実施例を示す回路図である。図５において、１は整流
回路、２は第１のインダクタンス、３は主となるコンデ
ンサ、39は第１のインダクタンス２と主となるコンデン
サ３からなる電力蓄積部、９，10は電力蓄積部39に並列
接続される放電灯、26は放電灯９の予備放電用の電流を
供給するための直流電源回路、27は放電灯10の予備放電
用の直流電源、８は放電灯９，10の予備放電を開始させ
るためのトリガパルス回路、Ｓ４は放電灯９への放電電
力の供給を制御するための第１スイッチング素子、Ｓ５
は放電灯10への放電電力の供給を制御するための第１の
スイッチング素子、42は第１のスイッチング素子Ｓ４を
制御するための第１のパルス発生回路、43は第１のスイ
ッチング素子Ｓ５を制御するための第１のパルス発生回
路、69は放電灯９への電力供給量を増減するために電力
蓄積部39と放電灯９側の第１のスイッチング素子Ｓ４と
の間でこれらに並列接続された第２のコンデンサ、70は
放電灯10への電力供給量を増減するために電力蓄積部39
と放電灯10側の第１のスイッチング素子Ｓ５との間でこ
れらに並列接続された第２のコンデンサ、67は放電灯９
側の第２のコンデンサ69の充放電を制御するための可変
抵抗器、68は放電灯10側の第２のコンデンサ70の充放電
を制御するための可変抵抗器、47は可変抵抗器67の抵抗
値を制御するため抵抗値制御回路、49は可変抵抗器68の
抵抗値を制御するための抵抗値制御回路、Ｓ６は放電灯
９側の第２のコンデンサ69の充放電を制御するための第
２のスイッチング素子である開閉器、Ｓ７は放電灯10側
の第２のコンデンサ70の充放電を制御するための第２の
スイッチング素子である開閉器、46は開閉器Ｓ６の開閉
を任意に制御するための開閉制御回路、48は開閉器Ｓ７
の開閉を任意に制御するための開閉制御回路、53は第２
のコンデンサ69、可変抵抗器67、開閉器Ｓ６、開閉制御
回路46および抵抗値制御回路47からなる放電灯９側の第
２のパルス放電制御部、54は第２のコンデンサ70、可変
抵抗器68、開閉器Ｓ７、開閉制御回路48および抵抗値制
御回路49からなる放電灯10側の第２のパルス放電制御部
である。

【００２６】また、40,41 は第２のパルス放電制御部5
3,54 それぞれへの流入電流制御用のインダクタンス、4
4,45 は放電灯９，10それぞれへの流入電力を制御する
とともに放電灯へ供給する放電波形整形用のインダクタ
ンス、50は第１のパルス発生回路42,43 と開閉制御回路
46,48 と抵抗値制御回路を制御するための時間制御回
路、51は時間制御回路50に基準時間信号を出力するため
のクロックパルス発生回路、12はレーザ媒質、13は全反
射鏡、14は部分反射鏡である。

【００２７】このように構成された固体レーザ用電源装
置について、図５とともに図６を用いてその動作を説明
する。図６はスイッチング素子および可変抵抗器の動作
と放電灯への電力供給例を示す波形図である。

【００２８】まず、スイッチング素子Ｓ４，Ｓ５および
開閉器Ｓ６，Ｓ７が開の状態において、コンデンサ３は
整流回路１から第１のインダクタンス２を介して充電さ
れており、この状態から、放電灯９，10へ供給する電力
を制御することによって全放電灯へ供給される総電力を
段階的に変化させる制御について説明する。なお、初期
状態においては全てのスイッチング素子は開の状態にあ
るものとする。

【００２９】図６は図５のスイッチング素子Ｓ４，Ｓ５
および開閉器Ｓ６，Ｓ７を時間制御回路50からの信号に
より、種々の時間および順番で開閉することにより放電
灯への供給電力を変化させた場合の一制御例を示し、放
電灯９への供給電力波形ＰＬ１、放電灯10への供給電力
波形ＰＬ２および全放電灯へ供給される総電力波形ＰＬ
１＋ＰＬ２と各スイッチング素子、開閉器、可変抵抗器
の動作を示している。図６において、まず、時間ＴＯに
おいて開閉器Ｓ６，Ｓ７が閉じコンデンサ69,70 を充電
する。このとき可変抵抗器67,68はそれぞれ抵抗値制御
回路47,49 によって抵抗値Ｒ２，Ｒ３を一時的に低下さ
せ充電が速やかに行われるようにする。コンデンサ69,7
0 の充電完了（時間Ｔ１）後可変抵抗器67および68の抵
抗値を設定値に復帰させる。

【００３０】この状態において、スイッチング素子Ｓ４
およびＳ５を閉じることにより、主となるコンデンサ３
に蓄積された電力は放電灯９へはインダクタンス40、ス
イッチング素子Ｓ４およびインダクタンス44を介して供
給され、放電灯10へはインダクタンス41、スイッチング
素子Ｓ５およびインダクタンス45を介して供給される。
また、同時にコンデンサ69に蓄積された電力は可変抵抗
器67、開閉器Ｓ６、スイッチング素子Ｓ４およびインダ
クタンス44を介して放電灯９へコンデンサ３からの供給
電力に重畳される形で供給される。同様に、コンデンサ
70に蓄積された電力は可変抵抗器68、開閉器Ｓ７、スイ
ッチング素子Ｓ５およびインダクタンス45を介して放電
灯10へコンデンサ３からの供給電力に重畳される形で供
給される。

【００３１】時間Ｔ２において、開閉器Ｓ６，Ｓ７を開
き、Ｔ３においてスイッチング素子Ｓ５を開き、開閉器
Ｓ７を閉じるとともに可変抵抗器68の抵抗値Ｒ３を一時
的に低下させ、Ｔ４でコンデンサ70の充電完了とともに
開閉器Ｓ７を開く。Ｔ５でスイッチング素子Ｓ４を開
き、スイッチング素子Ｓ５と開閉器Ｓ７を閉じ、最後に
全スイッチング素子および開閉器を開くことにより放電
灯への総供給電力量ＰＬ１＋ＰＬ２を図６に示すように
変化させることができる。Ｔ７からＴ11は同様にスイッ
チング素子および開閉器を時間とともに種々開閉するこ
とによって実現できる放電灯への電力供給波形を表して
いる。

【００３２】上記のスイッチング素子、開閉器の開閉
は、パルス発生回路42,43 および開閉器制御回路46,48
をクロックパルス発生回路51の基準信号を基に時間制御
回路50により設定した時間と開閉の順序にしたがって制
御することにより実現される。このように、図５に示す
スイッチング素子、開閉器および可変抵抗器を種々の時
間および順番で変化させることにより、放電灯への総供
給電力波形を連続的に変化させることができる。なお、
図６のＴはパルス幅を表している。

【００３３】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、複数の放
電灯と、複数のスイッチング素子と、主となるコンデン
サ以外に複数のコンデンサと、複数の可変抵抗を備え、
前記複数のスイッチング素子と前記複数の可変抵抗器を
互いに連携させて複数のスイッチング素子の開閉と複数
の可変抵抗器の値を制御する時間制御回路を付加した構
成とすることによって、複数の放電灯に供給する総電力
量を変化させ、全放電灯からレーザ媒質に照射される励
起光の光エネルギーを時間とともに変化させることがで
き、これによって、パルスレーザ発振のパルスエネルギ
ーを連続的に任意に変化させることができる固体レーザ
用電源装置を実現できる。また、この固体レーザ用電源
装置を用いることによって、非加工物に不必要な変質が
生じることを抑制し、良好なレーザ加工を可能にでき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例における固体レーザ用電
源装置の回路図である。

【図２】本発明の第１の実施例における固体レーザ用電
源装置の動作説明のためのスイッチング素子動作と放電
灯への電力供給例を示す波形図である。

【図３】本発明の第１の実施例における固体レーザ用電
源装置の動作説明のためのスイッチング素子と可変抵抗
器の動作と放電灯への電力供給例を示す波形図である。

【図４】本発明の第１の実施例における固体レーザ用電
源装置の第２のパルス放電制御部の他の例を示す回路図
である。

【図５】本発明の第２の実施例における固体レーザ用電
源装置の回路図である。

【図６】本発明の第２の実施例における固体レーザ用電
源装置の動作説明のためのスイッチング素子と可変抵抗
器の動作と放電灯への電力供給例を示す波形図である。

【図７】固体レーザ装置の概略機構構成図である。

【図８】従来の固体レーザ用電源装置の回路図である。

【符号の説明】

１ 整流回路 ２ 第１のインダクタンス ３ 主となるコンデンサ ８ トリガパルス発生回路 ９，10 放電灯 12 レーザ媒質 13 全反射鏡 14 部分反射鏡 20 第１のパルス放電制御部 21 第１のパルス発生回路 22 第２のパルス発生回路 23 時間制御回路 24 クロックパルス発生回路 25,28 インダクタンス 26,27 直流電源 29 開閉制御回路 30 可変抵抗 31 抵抗値制御回路 32 第２のコンデンサ 33 第２のパルス放電制御部 40,41,44,45 インダクタンス 42,43 第１のパルス発生回路 46,48 開閉制御回路 47,49 抵抗値制御回路 50 時間制御回路 51 クロックパルス発生回路 53,54 第２のパルス放電制御部 67,68 可変抵抗器 69,70 第２のコンデンサ Ｓ１ 第１のスイッチング素子 Ｓ２ 第２のスイッチング素子 Ｓ３ 開閉器（第３のスイッチング素子） Ｓ４，Ｓ５ 第１のスイッチング素子 Ｓ６，Ｓ７ 開閉器（第２のスイッチング素子）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 直流電源から供給される電力を充電する
   ための主となるコンデンサ、この主となるコンデンサへ
   の充電電流を制御する第１のインダクタンス、前記主と
   なるコンデンサの充放電の放電開始および放電終了を制
   御してパルス状の放電電流を出力するための第１のスイ
   ッチング素子およびこの第１のスイッチング素子の開閉
   を制御するための第１のパルス発生回路からなる第１の
   パルス放電制御部と、前記第１パルス放電制御部の出力
   側に並列接続される主となる第１の放電灯と、前記第１
   の放電灯以外に、前記第１のパルス放電制御部の出力側
   に並列接続される一つ以上の第２の放電灯と、これら複
   数の放電灯に対してそれぞれ並列接続されて前記各放電
   灯に予備放電用の電流を供給するための直流電源回路
   と、前記第１のパルス放電制御部の出力側と前記一つ以
   上の第２の放電灯との間にそれぞれ接続された第２のス
   イッチング素子と、前記第２のスイッチング素子の開閉
   を制御するための第２のパルス発生回路と、前記主とな
   るコンデンサ以外に、前記第１の放電灯と前記第１のパ
   ルス放電制御部の出力側に並列接続される第２のコンデ
   ンサ、この第２のコンデンサに直列に接続されて充放電
   を制御するための可変抵抗器、この可変抵抗器の抵抗値
   を制御するための抵抗値制御回路、前記可変抵抗器に直
   列に接続されて前記第２のコンデンサへの充放電の放電
   開始および放電終了を制御してパルス状の放電電流を出
   力するための第３のスイッチング素子およびこの第３の
   スイッチング素子の開閉を制御するための開閉制御回路
   からなる第２のパルス放電制御部と、前記第１のパルス
   発生回路と前記第２のパルス発生回路と前記開閉制御回
   路と前記抵抗値制御回路を制御するための時間制御回路
   とを備えたことを特徴とする固体レーザ用電源装置。
2. 【請求項２】 直流電源から供給される電力を充電する
   ための主となるコンデンサおよびこの主となるコンデン
   サへの充電電流を制御する第１のインダクタンスからな
   る電力蓄積部と、前記電力蓄積部の出力側に並列接続さ
   れる複数の放電灯と、これら放電灯に対してそれぞれ各
   別に並列接続されて予備放電用の電流を供給するための
   複数の直流電源回路と、前記電力蓄積部の出力側と前記
   複数の放電灯とのそれぞれの間に接続される複数の第１
   のスイッチング素子と、前記複数のスイッチング素子そ
   れぞれ開閉を制御するための複数の第１のパルス発生回
   路と、前記主となるコンデンサ以外に前記電力蓄積部の
   出力側と前記複数の第１のスイッチング素子それぞれの
   間に前記放電灯と第１のスイッチング素子に対して並列
   接続される第２のコンデンサ、この第２のコンデンサに
   直列に接続されて充放電を制御するための可変抵抗器、
   この可変抵抗器の抵抗値を制御するための抵抗値制御回
   路、前記可変抵抗器に直列に接続されて前記第２のコン
   デンサへの充放電の放電開始および放電終了を制御して
   パルス状の放電電流を出力するための第２のスイッチン
   グ素子、この第２のスイッチング素子の開閉を制御する
   ための開閉制御回路からなる複数の第２のパルス放電制
   御部と、前記複数の第１のパルス発生回路と前記複数の
   開閉制御回路と前記複数の抵抗値制御回路を制御するた
   めの時間制御回路とを備えたことを特徴とする固体レー
   ザ用電源装置。