JPH065800B2 - パルスレ−ザの電源装置 - Google Patents

パルスレ−ザの電源装置

Info

Publication number
JPH065800B2
JPH065800B2 JP26138086A JP26138086A JPH065800B2 JP H065800 B2 JPH065800 B2 JP H065800B2 JP 26138086 A JP26138086 A JP 26138086A JP 26138086 A JP26138086 A JP 26138086A JP H065800 B2 JPH065800 B2 JP H065800B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
laser
output
circuit
pulse
signal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP26138086A
Other languages
English (en)
Other versions
JPS63115390A (ja
Inventor
浩二 川村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Miyachi Electronic Co
Original Assignee
Miyachi Electronic Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Miyachi Electronic Co filed Critical Miyachi Electronic Co
Priority to JP26138086A priority Critical patent/JPH065800B2/ja
Publication of JPS63115390A publication Critical patent/JPS63115390A/ja
Publication of JPH065800B2 publication Critical patent/JPH065800B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES 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
    • H01S3/00Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/09Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping
    • H01S3/091Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping
    • H01S3/0915Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping by incoherent light
    • H01S3/092Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping by incoherent light of flash lamp

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Lasers (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明はパルスレーザの電源装置に関し、特にパルスレ
ーザ光の瞬時的なレーザ出力に変動があっても設定通り
のレーザエネルギを各パルスについて得るようにしたも
のである。
(従来の技術) YAG(イットリウム・アルミニウム・ガーネット)レ
ーザやガラスレーザ等の固体レーザは、主としてレーザ
発振を起こすYAGロッドやガラスロッド等のレーザロ
ッド(発振素子)と、そのレーザロッドに光を照射して
発振用のエネルギを注入する励起用ランプとで構成され
る。また、レーザロッドにおいて大部分の励起エネルギ
は熱に変わってしまい、温度が高くなると発振しにくく
なるため、レーザロッドを冷やすための冷却装置も大抵
備えられる。
このような固体レーザでパルス状のレーザ光を得るに
は、励起用ランプにキセノンフラッシュランプまたはク
リプトンフラッシュランプを使用するとともに、電源装
置にコンデンサを設け、そのコンデンを充電させた後に
放電させることによってパルス状のランプ電流をフラッ
シュランプに供給する。そうすると、フラッシュランプ
がパルス点灯し、レーザロッドを励起してパルス状のレ
ーザ発振を起こさせる。
パルスレーザ光は、例えば切断,穴開け,シーム溶接,
スポット溶接等の瞬間的に高いレーザ出力を要する加工
に用いられ、一般には1〜50パルス/秒等の時間間隔
で繰り返し発せられることが多く、パルス幅は約0.1
ms〜20msの範囲内で選ばれる。
(発明が解決しようとする問題点) 上記のようなパルスレーザ光の発生原理にしたがえば、
パルスレーザ光のレーザ出力はパルス状ランプ電流のレ
ベルに対応し、ひいてはコンデンサの充放電電荷量に対
応する。
したがって、各パルスレーザ光による加工品質のバラツ
キをなくすために、従来は、コンデンサの充電電圧を一
定にしてレーザ出力を一定に維持しようとしていた。
ところが、コンデンサの充電電圧が一定に制御され、し
たがってランプ電流のレベルが一定に制御されても、レ
ーザロッドの発振特性や冷却水の温度に変動が生じるた
め、最終的に得られるパルスレーザ光の出力も不安定で
なかなか設定通りにはならなかった。特に、繰り返し発
振の場合、最初の数パルスのレーザ出力はレーザロッド
の熱レンズ効果によって非常に不安定である。熱レンズ
効果とは、励起エネルギによって熱せられたレーザロッ
ドの芯部と冷却水によって冷やされたレーザロッド表面
部との温度差によってロッドの屈折率が変化し、いわば
凸レンズが形成される現象であり、その温度差が不安定
なうちはレーザ出力も不安定で変動する。
本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたもので、パル
スレーザ光のレーザ出力に変動があっても設定通りのレ
ーザエネルギを各パルスについて得るようにしたパルス
レーザの電源装置を提供することを目的とする。
(問題点を解決するための手段) 上記目的を達成する本発明の構成は、レーザ媒体がパル
ス状のレーザ発振を起こすよう励起用のフラッシュラン
プをパルス点灯させるパルスレーザの電源装置におい
て、フラッシュランプに点灯用のランプ電流を供給する
手段と;レーザ媒体より発せられたパルスレザー光の出
力を検出し、その出力の大きさに応じたレベルをもつ電
気的なレーザ出力検出信号を生成する光センサ手段と;
各パルスレーザ光に対してレーザ出力検出信号を時間積
分する積分手段と;各パルスレーザ光に対してレーザエ
ネルギの設定値に対応した比較基準値を与える手段と;
積分手段の出力と比較基準値とを比較し、前者が後者に
一致したときに所定の比較出力信号を発生する比較手段
と;比較出力信号に応動してランプ電流の供給を停止す
る手段とを具備することを特徴とする。
本発明において、パルスレーザ光の出力とは、単位時間
当たりのレーザエネルギ(ワット)を意味し、瞬時的な
値である。また、レーザエネルギとは1つのレーザパル
ス光がその持続時間(パルス幅)中に与える総エネルギ
(ジュール)を意味し、累積的な値である。
(作用) 概して、レーザ光の出力はランプ電流に対応(比例)す
るのであるが、レーザロッドの発振特性や冷却水温度の
変動等によりレーザ出力に変動ないしバラツキが生じる
ことがある。
本発明は、そのようなレーザ出力の変動ないしバラツキ
に関係なく、各パルスレーザ光のレーザエネルギを設定
通りに制御するように作用する。
すなわち、レーザ発振が開始されると、光センサ手段が
当該パルスレーザ光の出力(ワット)に対応した電気的
なレーザ出力検出信号を生成し、積分手段はそのレーザ
出力検出信号を時間積分する。したがって、積分手段の
出力(積分値信号)は、パルスレーザ光が発生してから
現時刻までの間のレーザ出力の累積値、すなわちレーザ
エネルギ(ジュール)を表す。しかして、積分手段の出
力がレーザエネルギ設定値に対応した比較基準値に一致
したところで、ランプ電流が断たれ、パルスレーザ光の
持続時間が断たれれば、その1つのパルスレーザ光の総
エネルギは設定値に等しくなる。
(実施例) 以下、添付図を参照して本発明の一実施例を説明する。
第1図は、この実施例によるパルスレーザの電源装置の
構成を示す。電源回路10は商用交流電圧を昇圧,整流
して高圧の直流電圧を出力し、大容量のコンデンサ12
を充電する。このコンデンサ12の充電電圧Vは、サイ
リスタ16が導通した時にそれとダイオード24とを介
してフラッシュランプ26に印加される。サイリスタ1
6は、ゲート・ターン・オフ型(GTO)で、そのゲー
トに正電流を受けると導通(オン)し、負電流を受ける
と遮断(オフ)するようになっている。サイリスタ16
に並列に接続されたダイオード18,抵抗20,コンデ
ンサ22は、過大な逆電圧に対してサイリスタ16を保
護する回路である。
この電源装置には、フラッシュランプ26内の放電路を
安定化させるためのシマー回路28が設けられている。
トリガ電極34にトリガ回路36からトリガ信号TRが
与えられるとトリガがかかり、シマー回路28より抵抗
30,ダイオード32を介して100〜200mAの微
弱な予備電流(シマー電流)iがフラッシュランプ26
内を流れる。
そして、上記のようにサイリスタ16が導通してコンデ
ンサ12の充電電圧Vが印加されると、フラッシュラン
プ26は点灯してレーザロッド40に光を照射する。こ
れによって、レーザロッド40は発振してレーザ光を発
し、そのレーザ光は共振ミラー42A,42Bで反射し
て十分に増幅されてから外部に出力される。出力された
レーザ光LBは、例えば1%の反射率をもつ低反射ビー
ムスプリッタ44に入射し、そこを透過した大部分(9
9%)のレーザ光LBaは所定の用途に使用される。な
お、レーザロッド40は冷却装置(図示せず)内い配置
され、冷却水の中に浸されている。
上述のようにサイリスタ16が導通してランプ26が点
灯することにより発振出力されたレーザ光LBは、サイ
リスタ16が遮断してランプ26が消灯することによっ
て断ち切られ、パルス状のレーザ光となる。本実施例で
は、次に説明するような制御部いより、各パルスレーザ
光に対してレーザエネルギが一定(均一)になるように
サイリスタ16の遮断のタイミングが制御される。
先ず、ビームスプリッタ44で反射された1%のレーザ
光LBbは光センサ60の受光面に入射される。この光
センサ60は、例えばPINフォトダイオードからな
り、レーザ光LBのレーザ出力P(ワット)に対応
(比例)した光電流Iを出力する。そして、この光電
流Iはレーザ出力検出回路62に供給され、ここで電
流−電圧変換を受ける。しかして、レーザ出力検出回路
62の出力端子にはレーザ光LBの出力Pを表す直流
電圧のレーザ出力検出信号Sが得られ、このレーザ出
力検出信号Sは積分回路64に入力される。
この積分回路64には、フラッシュランプ26の各点灯
開始時に、したがって各パルスレーザ光LBの発生開始
時に、タイミング回路72より積分開始を指示するタイ
ミング信号T3が与えられる。積分回路64は、このタ
イミング信号T3に応答し、各パルスレーザ光LBにつ
いてレーザ出力検出信号Sを時間積分し、その積分値
を表す積分値信号ISを比較回路82の一方の入力端
子に与える。理解されるように、この積分値信号IS
は、当該パルスレーザ光LBが発生してから現時刻まで
の間のレーザ出力Pの累積値、すなわちレーザエネル
ギE(ジュール)を表す。
比較回路82の他方の入力端子には、レーザエネルギ設
定回路80より一定のレーザエネルギ設定値ES(ジュ
ール)を表す設定値信号JCが与えられる。比較回路8
2は、両入力信号IS,JCのレベルを比較し、前者
が後者に達したときに“1”の比較出力信号COを発生
する。
この比較出力信号CO(“1”)が発生されると、放電
停止回路84はパルス発生回路76に作用してパルス信
号PQの出力を止めさせる。そうすると、パルス信号P
Qの立ち下がりに応動してゲート制御回路78はサイリ
スタ16のゲートに負の電流GI-を供給してサイリス
タ16を遮断(ターンオフ)させる。その結果、フラッ
シュドランプ26にランプ電流Iが流れなくなり、フラ
シュランプ26は消灯し、レーザロッド40の発振も止
まる。このようにして、パルスレーザ光LBの瞬時的な
出力Pに関係なく(Pが変動しても)、設定値E
に等しい一定量のレーザエネルギEが各パルスについ
て得られる。
なお、スタート回路70は、各パルスレーザ光LBの発
生開始を指示するもので、タイミング回路72にスター
ト信号STを与える。そうするとタイミング回路72
は、先ずトリガ回路36にトリガ信号TRを発生させる
タイミング信号T1を与えたのち、放電開始回路74に
放電(パルス点灯)開始を指示するタイミング信号T2
を与え、積分回路64に上記のように積分開始を指示す
るタイミング信号T3を与える。放電開始回路74は、
タイミング信号T2に応動してパルス発生回路76にゲ
ート駆動用のパルスPQを“1”に立ち上げさせる。そ
れによって、ゲート制御回路78はサイリスタ16のゲ
ートに正のトリガ電流GI+を与えてそれを導通させる。
また、タイミング回路72はパルス幅制限回路86にも
作動開始のタイミング信号T4を与える。このパルス幅
制限回路86は、一種の保護回路で、レーザエネルギ設
定回路80から設定値Eを受け、タイミング信号T4
を入力した時から設定値Eに対応した上限のパルス幅
(点灯時間)に達した時点で放電停止回路84に対して
上記の比較出力信号CO(“1”)と同様に作用し、放
電を停止させる。また、レーザ出力モニタ装置66は積
分回路64からレーザ出力P,積分値Eなどのデー
タを受け、それをディスプレイに表示したり、あるいは
後のモニタのためメモリに蓄積する。
次に、第2図を参照して本実施例の作用をより詳細に説
明する。
第2図(A)に示すようにランプ電流Iが一定レベルIo
に制御されても、レーザロッド40の発振特性や冷却水
の温度変化等により、第2図(B)に示すようにレーザ出
力PLは各パルス毎に変動する。本実施例では、各パル
スレーザ光LB1,LB2,LB3(3個だけ例示)に
ついて、それぞれのレーザ出力PL1,PL2,PL3にバ
ラツキがあっても、各パルス毎のレーザ出力の累積値
(斜線で示す面積に相当)であるレーザエネルギEL1,
EL2,EL3は一定に制御される。
すなわち、各レーザ出力PLiに相似なレーザ出力検出信
号SLiが時間積分されることによってレーザエネルギの
瞬時値に対応した積分値信号ISLiが得られ、この積分
値信号ISLiが一定のエネルギ設定値ESに対応した一
定レベルJCに一致したところで、ランプ電流Iが断た
れ、各パルスレーザ光LBiの発振出力が停止する。
なお、必要に応じて、各パルスレーザ光のレーザエネル
ギを、一定(均一)に限定せず、個々に設定したほうが
都合の良い場合がある。そのような要求に対しては、第
1図においてレーザエネルギ設定回路80がタイミング
回路72からのタイミング信号を受けて各パルスレーザ
光毎のエネルギ設定値に対応した設定値信号JCを比較
回路82に逐次与えるように構成すればよい。
(発明の効果) 以上のように、本発明によれば、パルスレーザ光の出力
に変動ないしラツキがあっても、設定通りのレーザエネ
ルギを各パルスについて得ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の一実施例によるパルスレーザ電源装
置の構成を示すブロック図、および 第2図は、第1図の装置の動作を説明するためのタイミ
ング図である。 10…電源回路、 12…コンデンサ、 16…サイリスタ(GTO)、 26…フラッシュランプ、 28…シマー回路、 36…トリガ回路、 40…レーザロッド、 44…低反射率ビームスプリッタ、 60…光センサ、 62…レーザ出力検出回路、 64…積分回路、 72…タイミング回路、 74…放電開始回路、 76…パルス発生回路、 78…ゲート制御回路、 80…レーザエネルギ設定回路、 82…比較回路、 84…放電停止回路。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】レーザ媒体がパルス状のレーザ発振を起こ
    すよう励起用のフラッシュランプをパルス点灯させるパ
    ルスレーザの電源装置において、 前記フラッシュランプに点灯用のランプ電流を供給する
    手段と、 前記レーザ媒体より発せられたパルスレザー光の出力を
    検出し、その出力の大きさに応じたレベルをもつ電気的
    なレーザ出力検出信号を生成する光センサ手段と、 各パルスレーザ光に対して前記レーザ出力検出信号を時
    間積分する積分手段と、 各パルスレーザ光に対してレーザエネルギの設定値を与
    える手段と、 前記積分手段の出力と前記設定値とを比較し、前者が後
    者に一致したときに所定の比較出力信号を発生する比較
    手段と、 前記比較出力信号に応動して前記ランプ電流の供給を停
    止する手段と、 を具備することを特徴とする電源装置。
JP26138086A 1986-11-01 1986-11-01 パルスレ−ザの電源装置 Expired - Fee Related JPH065800B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP26138086A JPH065800B2 (ja) 1986-11-01 1986-11-01 パルスレ−ザの電源装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP26138086A JPH065800B2 (ja) 1986-11-01 1986-11-01 パルスレ−ザの電源装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS63115390A JPS63115390A (ja) 1988-05-19
JPH065800B2 true JPH065800B2 (ja) 1994-01-19

Family

ID=17361042

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP26138086A Expired - Fee Related JPH065800B2 (ja) 1986-11-01 1986-11-01 パルスレ−ザの電源装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH065800B2 (ja)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5604955B2 (ja) * 2010-04-19 2014-10-15 ウシオ電機株式会社 放電ランプ点灯装置
WO2018221111A1 (ja) 2017-05-31 2018-12-06 富士フイルム株式会社 光音響計測装置
CN115389017B (zh) * 2022-08-22 2024-06-21 西北核技术研究所 一种基于积分电路的脉冲激光功率测量方法

Also Published As

Publication number Publication date
JPS63115390A (ja) 1988-05-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4677392B2 (ja) パルスレーザ熱処理装置とその制御方法
JP5354969B2 (ja) ファイバレーザ加工方法及びファイバレーザ加工装置
JP4891526B2 (ja) レーザ溶接装置
JP4107532B2 (ja) レーザ装置
US6931047B2 (en) Laser light source
JPH1093167A (ja) レーザー発振装置及びレーザー駆動方法
JP2647832B2 (ja) レーザ発振器
JPH065800B2 (ja) パルスレ−ザの電源装置
JP2007294498A (ja) パルスレーザ装置及びパルスレーザビーム生成方法
JP2009123833A (ja) レーザ加工機用のレーザダイオード電源装置
JPWO2007094028A1 (ja) レーザ発振器およびレーザ発振器制御方法
JP2542821B2 (ja) レ−ザ加工装置
JP2003075877A (ja) レーザ光源及び非線型光学素子の温度制御方法
US5455837A (en) Flashlamp energy control circuit
JP3968868B2 (ja) 固体レーザ装置
JPH07154013A (ja) パルスレーザ装置
JP2017103490A (ja) 固体パルスレーザ装置
JPH0246787A (ja) パルス発振固体レーザ装置
JP3496434B2 (ja) レーザ用定電流電源装置及びレーザ加工装置
JP2989112B2 (ja) レーザ溶接方法
JPS63153874A (ja) レ−ザ出力制御装置
US5177756A (en) Laser apparatus including crystal protection circuitry and method of operation thereof
JPH05327078A (ja) 固体レーザ装置
JPS62197288A (ja) レ−ザ加工装置
JPS598386A (ja) レ−ザ装置

Legal Events

Date Code Title Description
LAPS Cancellation because of no payment of annual fees