JPH0677576A - レーザー装置 - Google Patents
レーザー装置Info
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- JPH0677576A JPH0677576A JP22408292A JP22408292A JPH0677576A JP H0677576 A JPH0677576 A JP H0677576A JP 22408292 A JP22408292 A JP 22408292A JP 22408292 A JP22408292 A JP 22408292A JP H0677576 A JPH0677576 A JP H0677576A
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- temperature
- monitor
- drive mechanism
- grating
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 フィードバック制御により出力レーザー光を
所望のレーザー品質に保つレーザー装置において、レー
ザー発振再開後、直ちに安定した制御状態を確立し、短
時間内に所望のレーザー品質を確保する。 【構成】 レーザー発振が停止すると、温度モニター１
１ａがグレーティング支持部の温度を検出する。オープ
ンループ制御機構１２ａはこの温度検出値を基にレーザ
ー光Ｌの波長を発振停止前の基準値に保つために必要な
角度を演算してグレーティング角駆動機構８ａがその指
令によりグレーティング９の角度を駆動制御する。
所望のレーザー品質に保つレーザー装置において、レー
ザー発振再開後、直ちに安定した制御状態を確立し、短
時間内に所望のレーザー品質を確保する。 【構成】 レーザー発振が停止すると、温度モニター１
１ａがグレーティング支持部の温度を検出する。オープ
ンループ制御機構１２ａはこの温度検出値を基にレーザ
ー光Ｌの波長を発振停止前の基準値に保つために必要な
角度を演算してグレーティング角駆動機構８ａがその指
令によりグレーティング９の角度を駆動制御する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明はレーザー装置に係り、
特にレーザー発振を一旦停止した後再開したときにレー
ザー品質を短時間で適正値に立上がらせる技術に関する
ものである。
特にレーザー発振を一旦停止した後再開したときにレー
ザー品質を短時間で適正値に立上がらせる技術に関する
ものである。
【０００２】
【従来の技術】図５は例えば特開昭６４−５７７７３号
公報に開示されたレーザー装置を示す構成図である。図
において、１は全反射ミラー、２は波長選択光学素子で
あるエタロン、３はレーザー励起部、４は部分反射ミラ
ー、５はビームスプリッター、６は回折格子形分析器、
７はフィードバック制御機構、８はエタロン駆動機構で
ある。
公報に開示されたレーザー装置を示す構成図である。図
において、１は全反射ミラー、２は波長選択光学素子で
あるエタロン、３はレーザー励起部、４は部分反射ミラ
ー、５はビームスプリッター、６は回折格子形分析器、
７はフィードバック制御機構、８はエタロン駆動機構で
ある。
【０００３】次に動作について説明する。図示しない励
起回路から電圧が印加されるとレーザー媒質が充填され
たレーザー励起部３内で励起放電が生じ、全反射ミラー
１と部分反射ミラー４との間でレーザー発振を行う。こ
の場合、全反射ミラー１と部分反射ミラー４との間にエ
タロン２が挿入されているので、所定の波長が選定され
スペクトル幅の狭いレーザー光Ｌが出射される。レーザ
ー光Ｌの一部はビームスプリッター５でモニターされ回
折格子形分析器６によりレーザー品質としてその中心波
長ずれが検出される。フィードバック制御機構７は検出
したレーザー光Ｌの波長が所定の基準値Ｓに一致するよ
う波長ずれ量に応じて駆動機構８を制御してエタロン２
の選択波長を変化させる。なお、このエタロン２の選択
波長を変化させる手段としては、狭帯域レーザー光の光
軸とエタロン２とのなす角度をパルスモータ等で変化さ
せたり、エタロンを構成するピエゾ素子のエアギャップ
を変化させたり、またエアギャップ内の圧力を変化させ
る等の手段が採用される。従って、フィードバック制御
機構７は入力された波長ずれ量からこれを補償するため
に必要な角度等を演算し駆動機構８にその駆動量を指令
する信号を送出する。
起回路から電圧が印加されるとレーザー媒質が充填され
たレーザー励起部３内で励起放電が生じ、全反射ミラー
１と部分反射ミラー４との間でレーザー発振を行う。こ
の場合、全反射ミラー１と部分反射ミラー４との間にエ
タロン２が挿入されているので、所定の波長が選定され
スペクトル幅の狭いレーザー光Ｌが出射される。レーザ
ー光Ｌの一部はビームスプリッター５でモニターされ回
折格子形分析器６によりレーザー品質としてその中心波
長ずれが検出される。フィードバック制御機構７は検出
したレーザー光Ｌの波長が所定の基準値Ｓに一致するよ
う波長ずれ量に応じて駆動機構８を制御してエタロン２
の選択波長を変化させる。なお、このエタロン２の選択
波長を変化させる手段としては、狭帯域レーザー光の光
軸とエタロン２とのなす角度をパルスモータ等で変化さ
せたり、エタロンを構成するピエゾ素子のエアギャップ
を変化させたり、またエアギャップ内の圧力を変化させ
る等の手段が採用される。従って、フィードバック制御
機構７は入力された波長ずれ量からこれを補償するため
に必要な角度等を演算し駆動機構８にその駆動量を指令
する信号を送出する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来のレーザー装置は
以上のように構成され、レーザー発振が連続運転で行わ
れている間は、フィードバック制御系が有効に働き、出
力レーザー光の波長ずれを所望の範囲内に収めることが
できる。
以上のように構成され、レーザー発振が連続運転で行わ
れている間は、フィードバック制御系が有効に働き、出
力レーザー光の波長ずれを所望の範囲内に収めることが
できる。
【０００５】しかし、レーザー発振が一旦停止され所定
時間経過後発振を再開した場合、この再開後の動作が必
ずしもスムーズに立上がらない場合がある。即ち、発振
休止による各部の温度変化等により例えばエタロンの選
択波長が大幅にずれ、発振再開時には、その出力レーザ
ー光の波長がモニターの検出範囲を超えているような場
合には、発振再開後のフィードバック制御が不可能とな
る。また、制御不能に至らなくとも、再開時点での出力
レーザー光の波長が基準値から大幅にずれた状態となっ
て適正な出力レーザー光が得られるまでに長時間を要す
という問題点があった。
時間経過後発振を再開した場合、この再開後の動作が必
ずしもスムーズに立上がらない場合がある。即ち、発振
休止による各部の温度変化等により例えばエタロンの選
択波長が大幅にずれ、発振再開時には、その出力レーザ
ー光の波長がモニターの検出範囲を超えているような場
合には、発振再開後のフィードバック制御が不可能とな
る。また、制御不能に至らなくとも、再開時点での出力
レーザー光の波長が基準値から大幅にずれた状態となっ
て適正な出力レーザー光が得られるまでに長時間を要す
という問題点があった。
【０００６】この発明は以上のような問題点を解消する
ためになされたもので、一旦レーザー発振を停止した後
再開した場合に、速やかに正常なフィードバック制御動
作を確立ししかも短時間に停止前の所望のレーザー品質
を確保することができるレーザー装置を得ることを目的
とする。
ためになされたもので、一旦レーザー発振を停止した後
再開した場合に、速やかに正常なフィードバック制御動
作を確立ししかも短時間に停止前の所望のレーザー品質
を確保することができるレーザー装置を得ることを目的
とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】この発明の請求項１に係
るレーザー装置は、レーザー発振停止中駆動機構の内そ
の温度がレーザー品質に影響を及ぼす部分の温度を検出
する温度モニター、およびレーザー発振再開時までの間
上記温度モニターの検出値を基にレーザー発振停止時点
からの温度変化量を求めこの温度変化量に対して上記所
定のレーザー品質を一定とするために必要な上記駆動機
構の駆動量の補正制御を行うオープンループ制御機構を
備えたものである。
るレーザー装置は、レーザー発振停止中駆動機構の内そ
の温度がレーザー品質に影響を及ぼす部分の温度を検出
する温度モニター、およびレーザー発振再開時までの間
上記温度モニターの検出値を基にレーザー発振停止時点
からの温度変化量を求めこの温度変化量に対して上記所
定のレーザー品質を一定とするために必要な上記駆動機
構の駆動量の補正制御を行うオープンループ制御機構を
備えたものである。
【０００８】この発明の請求項２に係るレーザー装置
は、そのモニター機構としてエタロンとイメージセンサ
ーとを用いたフリンジ像からレーザー品質である中心波
長ずれを検出する波長モニター機構を採用し、またその
駆動機構として波長選択光学素子グレーティングの角度
を制御するグレーティング角度駆動機構を採用したもの
で、温度モニターは上記グレーティング角度駆動機構の
グレーティング支持部の温度を検出する。
は、そのモニター機構としてエタロンとイメージセンサ
ーとを用いたフリンジ像からレーザー品質である中心波
長ずれを検出する波長モニター機構を採用し、またその
駆動機構として波長選択光学素子グレーティングの角度
を制御するグレーティング角度駆動機構を採用したもの
で、温度モニターは上記グレーティング角度駆動機構の
グレーティング支持部の温度を検出する。
【０００９】この発明の請求項３に係るレーザー装置
は、そのモニター機構として、レーザー品質であるレー
ザー出力値を検出する出力モニター機構を採用し、また
その駆動機構として励起回路の電源電圧を制御する電圧
駆動機構を採用したもので、温度モニターは上記励起回
路の充電用コンデンサーの温度を検出する。
は、そのモニター機構として、レーザー品質であるレー
ザー出力値を検出する出力モニター機構を採用し、また
その駆動機構として励起回路の電源電圧を制御する電圧
駆動機構を採用したもので、温度モニターは上記励起回
路の充電用コンデンサーの温度を検出する。
【００１０】この発明の請求項４に係るレーザー装置
は、そのモニター機構として、回折格子形の分析器を用
いてレーザー品質である中心波長ずれを検出する波長モ
ニター機構を採用し、その駆動機構として波長選択光学
素子エタロンの選択波長変化手段を制御するエタロン駆
動機構を採用したもので、温度モニターは上記エタロン
の温度を検出する。
は、そのモニター機構として、回折格子形の分析器を用
いてレーザー品質である中心波長ずれを検出する波長モ
ニター機構を採用し、その駆動機構として波長選択光学
素子エタロンの選択波長変化手段を制御するエタロン駆
動機構を採用したもので、温度モニターは上記エタロン
の温度を検出する。
【００１１】
【作用】レーザー発振が停止すると温度モニターは駆動
機構の所定部分の温度を検出する。この検出温度を基に
停止時点からの温度降下変化量を求める。そして、駆動
機構に生じたこの温度変化によるレーザー品質の変化を
補償するべくオープンループ制御機構が駆動機構を反対
方向へ補正制御する。レーザー発振が再開されると、本
来のフィードバック制御が動作を再開する。
機構の所定部分の温度を検出する。この検出温度を基に
停止時点からの温度降下変化量を求める。そして、駆動
機構に生じたこの温度変化によるレーザー品質の変化を
補償するべくオープンループ制御機構が駆動機構を反対
方向へ補正制御する。レーザー発振が再開されると、本
来のフィードバック制御が動作を再開する。
【００１２】
【実施例】実施例１．図１はこの発明の実施例１による
レーザー装置を示す構成図である。図において、９はエ
シェルグレーティングである。即ち、この実施例では波
長選択光学素子として従来例のエタロンに替わりグレー
ティングを使用している。１０はグレーティング９と組
み合わせ使用されるプリズム、３〜５は従来と同様のそ
れぞれレーザー励起部、部分反射ミラーおよびビームス
プリッターである。
レーザー装置を示す構成図である。図において、９はエ
シェルグレーティングである。即ち、この実施例では波
長選択光学素子として従来例のエタロンに替わりグレー
ティングを使用している。１０はグレーティング９と組
み合わせ使用されるプリズム、３〜５は従来と同様のそ
れぞれレーザー励起部、部分反射ミラーおよびビームス
プリッターである。
【００１３】ところでプリズムとエシェルグレーティン
グとを用いたスペクトル狭帯域化レーザー装置において
はグレーティング９の角度を制御することにより波長制
御を行う。そして、このグレーティングの角度と選択波
長との関係は以下の（１）式で表される。 ｍ・λ＝２・ｎ・ｄ・ｓｉｎβ （１） 但し、 ｍ：次数 λ：選択波長 ｎ：グレーティング入射部の屈折率 ｄ：グレーティング部の溝間隔 β：グレーティング法線（Ｎ）に対するレーザー光線の
なす角
グとを用いたスペクトル狭帯域化レーザー装置において
はグレーティング９の角度を制御することにより波長制
御を行う。そして、このグレーティングの角度と選択波
長との関係は以下の（１）式で表される。 ｍ・λ＝２・ｎ・ｄ・ｓｉｎβ （１） 但し、 ｍ：次数 λ：選択波長 ｎ：グレーティング入射部の屈折率 ｄ：グレーティング部の溝間隔 β：グレーティング法線（Ｎ）に対するレーザー光線の
なす角
【００１４】この狭帯域レーザー装置を例えば半導体露
光装置用の光源として利用する場合には、その出力レー
ザー光には１０-6程度の波長の安定性が求められ上記し
たグレーティング９の角度が非常に敏感に影響する。そ
のため従来の方式をそのまま踏襲すると、レーザー発振
停止中の１、２℃程度の温度変化があるだけで、グレー
ティング支持部の材質の違いによる線膨張率の違いのた
めに、レーザー発振再開時の波長が変わってしまうとい
う問題があった。
光装置用の光源として利用する場合には、その出力レー
ザー光には１０-6程度の波長の安定性が求められ上記し
たグレーティング９の角度が非常に敏感に影響する。そ
のため従来の方式をそのまま踏襲すると、レーザー発振
停止中の１、２℃程度の温度変化があるだけで、グレー
ティング支持部の材質の違いによる線膨張率の違いのた
めに、レーザー発振再開時の波長が変わってしまうとい
う問題があった。
【００１５】一方、波長モニター機構６ａとしては、レ
ーザー光Ｌの一部をモニター用のエタロンに照射しその
フリンジ像をイメージセンサーにて観測する方式が最も
高精度かつコンパクトとなる。この場合、波長の分解精
度を上げるためにはモニターエタロンの自由スペクトル
領域（以下ＦＳＲと記す）の値を小さくする必要がある
が、波長がＦＳＲの値だけ異なるとほぼ同じフリンジ像
が現れることから波長ずれをモニターできる最大の領域
範囲はＦＳＲの値で決まっている。
ーザー光Ｌの一部をモニター用のエタロンに照射しその
フリンジ像をイメージセンサーにて観測する方式が最も
高精度かつコンパクトとなる。この場合、波長の分解精
度を上げるためにはモニターエタロンの自由スペクトル
領域（以下ＦＳＲと記す）の値を小さくする必要がある
が、波長がＦＳＲの値だけ異なるとほぼ同じフリンジ像
が現れることから波長ずれをモニターできる最大の領域
範囲はＦＳＲの値で決まっている。
【００１６】すなわち波長の分解精度を上げようとする
と、波長ずれのモニター範囲が狭くなってしまい、上記
した１０-6程度の精度を必要とする場合には、上記温度
変化による波長ずれがＦＳＲの値を超え、レーザー発振
再開時に波長制御不能になってしまう恐れもあった。
と、波長ずれのモニター範囲が狭くなってしまい、上記
した１０-6程度の精度を必要とする場合には、上記温度
変化による波長ずれがＦＳＲの値を超え、レーザー発振
再開時に波長制御不能になってしまう恐れもあった。
【００１７】そこで、この発明の実施例１では、図１に
示すように、グレーティング支持部の温度を検出する温
度モニター１１ａを設け、この検出値を基にグレーティ
ング角度駆動機構８ａの駆動量の補正制御を行うオープ
ンループ制御機構１２ａを設けている。
示すように、グレーティング支持部の温度を検出する温
度モニター１１ａを設け、この検出値を基にグレーティ
ング角度駆動機構８ａの駆動量の補正制御を行うオープ
ンループ制御機構１２ａを設けている。
【００１８】次に、図２のフローチャートをも参照して
動作について説明する。図２において、Ｓ１は波長モニ
ター機構６ａで波長をモニターして波長のフィードバッ
ク制御を行い波長を仕様範囲内で発振させている状態
で、前記角度制御が働く毎にその制御状態の角度位置θ
0およびグレーティング支持部の温度Ｔ0を更新記録して
いる。Ｓ２においてレーザー発振が停止するとフィード
バック角度制御を停止し、オープンループ角度制御動作
状態となり、角度位置θ0、その時の温度Ｔ0、および最
後に制御を行った時点の温度Ｔ1（ただしこの時点では
Ｔ0と同じ）を記憶する。Ｓ３において前記グレーティ
ング支持部の温度ＴMをモニターしておき、Ｓ４で前回
制御を行った温度と比べて所定の温度変化量ΔＴ以上変
化したかどうかを判断する。 ｜ＴM−Ｔ1｜＞ΔＴ （２）
動作について説明する。図２において、Ｓ１は波長モニ
ター機構６ａで波長をモニターして波長のフィードバッ
ク制御を行い波長を仕様範囲内で発振させている状態
で、前記角度制御が働く毎にその制御状態の角度位置θ
0およびグレーティング支持部の温度Ｔ0を更新記録して
いる。Ｓ２においてレーザー発振が停止するとフィード
バック角度制御を停止し、オープンループ角度制御動作
状態となり、角度位置θ0、その時の温度Ｔ0、および最
後に制御を行った時点の温度Ｔ1（ただしこの時点では
Ｔ0と同じ）を記憶する。Ｓ３において前記グレーティ
ング支持部の温度ＴMをモニターしておき、Ｓ４で前回
制御を行った温度と比べて所定の温度変化量ΔＴ以上変
化したかどうかを判断する。 ｜ＴM−Ｔ1｜＞ΔＴ （２）
【００１９】この（２）式の条件を満たさない場合は、
Ｓ３の温度モニター状態へ戻るループを繰り返し、
（２）式の条件を満たす場合は、Ｓ５において前記制御
機構１２ａを働かせて制御状態を、 θ1＝θ0＋α・（ＴM−Ｔ0） （３） に変更し、また最後に制御を行った温度Ｔ1には制御を
行った時点のモニター温度ＴMを代入し Ｔ1＝ＴM （４） と読み替えて記憶する。
Ｓ３の温度モニター状態へ戻るループを繰り返し、
（２）式の条件を満たす場合は、Ｓ５において前記制御
機構１２ａを働かせて制御状態を、 θ1＝θ0＋α・（ＴM−Ｔ0） （３） に変更し、また最後に制御を行った温度Ｔ1には制御を
行った時点のモニター温度ＴMを代入し Ｔ1＝ＴM （４） と読み替えて記憶する。
【００２０】次にＳ６にてレーザー発振の再開の有無を
判定し、レーザー発振を再開しない場合にはＳ３の温度
モニター状態へ戻るループを繰り返し、レーザー発振を
再開する場合には、Ｓ７のオープンループ制御停止・フ
ィードバック制御開始を経て、Ｓ１のフィードバック制
御を行いながらレーザー発振を行う状態に戻る。
判定し、レーザー発振を再開しない場合にはＳ３の温度
モニター状態へ戻るループを繰り返し、レーザー発振を
再開する場合には、Ｓ７のオープンループ制御停止・フ
ィードバック制御開始を経て、Ｓ１のフィードバック制
御を行いながらレーザー発振を行う状態に戻る。
【００２１】但し、（３）式におけるαは、あらかじめ
同装置あるいは同型装置を用いて求められたグレーティ
ング角度と温度差との関係を表す比例定数である。従っ
て、両者の関係が一次関数で表せない場合は以下の
（５）式で示す一般的な表現式となり、具体的には、Ｒ
ＯＭ等にあらかじめ関係を記憶しておき適宜読み出すよ
うにすればよい。 θ1＝θ0＋Ｆ（ＴM，Ｔ0） （５）
同装置あるいは同型装置を用いて求められたグレーティ
ング角度と温度差との関係を表す比例定数である。従っ
て、両者の関係が一次関数で表せない場合は以下の
（５）式で示す一般的な表現式となり、具体的には、Ｒ
ＯＭ等にあらかじめ関係を記憶しておき適宜読み出すよ
うにすればよい。 θ1＝θ0＋Ｆ（ＴM，Ｔ0） （５）
【００２２】なお、上記実施例では、オープンループ制
御において（２）式を満たす制御を複数回行った際の累
積誤差を避けるため、（３）式において発振停止時と現
在との温度Ｔ0、ＴMを用いているが、累積誤差の影響が
小さい場合には前回制御時と現在との温度Ｔ1、ＴMを用
いる制御 θ1＝θ1′＋α・（ＴM−Ｔ1） （６） を用いても同様の効果を奏する。ただしθ1′は前回制
御時の制御状態で、オープンループ制御開始直後はθ0
であり、その後は前回制御時の制御状態θ1となる。
御において（２）式を満たす制御を複数回行った際の累
積誤差を避けるため、（３）式において発振停止時と現
在との温度Ｔ0、ＴMを用いているが、累積誤差の影響が
小さい場合には前回制御時と現在との温度Ｔ1、ＴMを用
いる制御 θ1＝θ1′＋α・（ＴM−Ｔ1） （６） を用いても同様の効果を奏する。ただしθ1′は前回制
御時の制御状態で、オープンループ制御開始直後はθ0
であり、その後は前回制御時の制御状態θ1となる。
【００２３】以上のように、この実施例ではレーザー発
振休止中におけるグレーティング支持部の温度降下によ
って発生するグレーティング角度の変化分をオープンル
ープ制御で常に補正するようにしたので、上記（３）式
または（５）式の演算が十分正確なものであれば、レー
ザー発振再開時、その直後から適正な波長のレーザー光
Ｌを出力することができ波長モニター機構６ａの機能を
含めて本来のフィードバック制御が確実に動作する。た
とえ、（３）式等の演算による推定に若干の誤差が存在
しても極く短時間に適正波長の出力に到達する。
振休止中におけるグレーティング支持部の温度降下によ
って発生するグレーティング角度の変化分をオープンル
ープ制御で常に補正するようにしたので、上記（３）式
または（５）式の演算が十分正確なものであれば、レー
ザー発振再開時、その直後から適正な波長のレーザー光
Ｌを出力することができ波長モニター機構６ａの機能を
含めて本来のフィードバック制御が確実に動作する。た
とえ、（３）式等の演算による推定に若干の誤差が存在
しても極く短時間に適正波長の出力に到達する。
【００２４】実施例２．図３はこの発明の実施例２によ
るレーザー装置を示す構成図である。この装置は、容量
移行型の励起回路１３を用いた放電励起エキシマーレー
ザー装置で、励起回路１３の充電電圧を制御パラメータ
ーとしてレーザー品質であるレーザー出力を一定に保つ
制御を行うものである。図において、１４ないし１７
は、励起回路１３を構成するそれぞれ充電用コンデンサ
ー、充電用リアクトル、ピーキングコンデンサーおよび
スイッチである。８ｂは励起回路１３に充電電圧を供給
する電圧駆動機構としての電圧可変の高電圧電源であ
る。
るレーザー装置を示す構成図である。この装置は、容量
移行型の励起回路１３を用いた放電励起エキシマーレー
ザー装置で、励起回路１３の充電電圧を制御パラメータ
ーとしてレーザー品質であるレーザー出力を一定に保つ
制御を行うものである。図において、１４ないし１７
は、励起回路１３を構成するそれぞれ充電用コンデンサ
ー、充電用リアクトル、ピーキングコンデンサーおよび
スイッチである。８ｂは励起回路１３に充電電圧を供給
する電圧駆動機構としての電圧可変の高電圧電源であ
る。
【００２５】ここで充電用コンデンサー１４に用いられ
るセラミックコンデンサーは、周囲の環境の温度変化、
あるいは停止時の冷えた状態とレーザー発振状態の温度
が上がった状態との間で、１０℃程度の温度差が有る
と、コンデンサー容量Ｃが１割程度も異なる場合が有
る。そのため、レーザー発振停止時とレーザー発振再開
時で１０℃の温度差がある際に、従来の方式のように、
レーザー発振再開時にレーザー発振停止時と同じ充電電
圧で再開すると、充電エネルギーＣＶ2／２がレーザー
停止時に比べて１割異なり、その結果所定の値より低い
出力しか出ず、フィードバック制御が充分機能するまで
出力一定の仕様範囲内には収まらないという問題があっ
た。
るセラミックコンデンサーは、周囲の環境の温度変化、
あるいは停止時の冷えた状態とレーザー発振状態の温度
が上がった状態との間で、１０℃程度の温度差が有る
と、コンデンサー容量Ｃが１割程度も異なる場合が有
る。そのため、レーザー発振停止時とレーザー発振再開
時で１０℃の温度差がある際に、従来の方式のように、
レーザー発振再開時にレーザー発振停止時と同じ充電電
圧で再開すると、充電エネルギーＣＶ2／２がレーザー
停止時に比べて１割異なり、その結果所定の値より低い
出力しか出ず、フィードバック制御が充分機能するまで
出力一定の仕様範囲内には収まらないという問題があっ
た。
【００２６】以下、図４のフローチャートをも参照して
動作について説明する。図４において、Ｐ１は出力モニ
ター機構６ｂで出力をモニターして充電電圧のフィード
バック制御を行い出力を仕様範囲内で一定に保って発振
させている状態で、前記充電電圧制御が働く毎にその制
御状態の充電電圧Ｖ0および充電用コンデンサー１４の
温度Ｔ0を更新記録している。Ｐ２においてレーザー発
振が停止するとフィードバック充電電圧制御を停止し、
オープンループ制御動作状態となり、充電電圧Ｖ0、そ
の時の温度Ｔ0、および最後に制御を行った時点の温度
Ｔ1（ただしこの時点ではＴ0と同じ）を記憶する。Ｐ３
において前記コンデンサー１４の温度ＴＭをモニターし
ておき、Ｐ４で前回制御を行った温度と比べて所定の温
度変化量ΔＴ以上変化したかどうかを判断する。 ｜ＴＭ−Ｔ1｜＞ΔＴ （７）
動作について説明する。図４において、Ｐ１は出力モニ
ター機構６ｂで出力をモニターして充電電圧のフィード
バック制御を行い出力を仕様範囲内で一定に保って発振
させている状態で、前記充電電圧制御が働く毎にその制
御状態の充電電圧Ｖ0および充電用コンデンサー１４の
温度Ｔ0を更新記録している。Ｐ２においてレーザー発
振が停止するとフィードバック充電電圧制御を停止し、
オープンループ制御動作状態となり、充電電圧Ｖ0、そ
の時の温度Ｔ0、および最後に制御を行った時点の温度
Ｔ1（ただしこの時点ではＴ0と同じ）を記憶する。Ｐ３
において前記コンデンサー１４の温度ＴＭをモニターし
ておき、Ｐ４で前回制御を行った温度と比べて所定の温
度変化量ΔＴ以上変化したかどうかを判断する。 ｜ＴＭ−Ｔ1｜＞ΔＴ （７）
【００２７】この（７）式の条件を満たさない場合は、
Ｐ３の温度モニター状態へ戻るループを繰り返し、
（７）式の条件を満たす場合は、Ｐ５において前記制御
機構１２ｂを働かせて充電電圧指令値を、 Ｖ1＝Ｖ0＋Ｆ（ＴM、Ｔ0） （８） に変更し、また最後に制御を行った温度Ｔ1には制御を
行った時点のモニター温度ＴMを代入し Ｔ1＝ＴM （９） と読み替えて記憶する。
Ｐ３の温度モニター状態へ戻るループを繰り返し、
（７）式の条件を満たす場合は、Ｐ５において前記制御
機構１２ｂを働かせて充電電圧指令値を、 Ｖ1＝Ｖ0＋Ｆ（ＴM、Ｔ0） （８） に変更し、また最後に制御を行った温度Ｔ1には制御を
行った時点のモニター温度ＴMを代入し Ｔ1＝ＴM （９） と読み替えて記憶する。
【００２８】次にＰ６にてレーザー発振の再開の有無を
判定し、レーザー発振を再開しない場合にはＰ３の温度
モニター状態へ戻るループを繰り返し、レーザー発振を
再開する場合には、Ｐ７のオープンループ制御停止・フ
ィードバック制御開始を経て、Ｐ１のフィードバック制
御を行いながらレーザー発振を行う状態に戻る。但し、
（８）式におけるＦ（ＴM、Ｔ0）は、あらかじめ同装置
あるいは同型装置において測定されているコンデンサー
容量変化量から充電電圧補正量を導く温度関数である。
判定し、レーザー発振を再開しない場合にはＰ３の温度
モニター状態へ戻るループを繰り返し、レーザー発振を
再開する場合には、Ｐ７のオープンループ制御停止・フ
ィードバック制御開始を経て、Ｐ１のフィードバック制
御を行いながらレーザー発振を行う状態に戻る。但し、
（８）式におけるＦ（ＴM、Ｔ0）は、あらかじめ同装置
あるいは同型装置において測定されているコンデンサー
容量変化量から充電電圧補正量を導く温度関数である。
【００２９】このようにして、レーザー発振停止時とレ
ーザー発振再開時で１０℃程度の温度差がある際にも、
レーザー発振再開時に仕様範囲内の出力一定状態でレー
ザー発振が出来る、あるいはフィードバック制御により
短時間で仕様範囲内に出力を収めることができる。
ーザー発振再開時で１０℃程度の温度差がある際にも、
レーザー発振再開時に仕様範囲内の出力一定状態でレー
ザー発振が出来る、あるいはフィードバック制御により
短時間で仕様範囲内に出力を収めることができる。
【００３０】実施例３．図示は省略するが、波長選択光
学素子としてエタロンを使用してレーザー光の波長を一
定に制御する場合にもこの発明は同様に適用することが
でき同等の効果を奏する。この場合、温度モニターはエ
タロンの温度を検出し、その検出値を基にオープンルー
プ制御機構がエタロンの角度やエアギャップまたは圧力
の補正制御を行う。
学素子としてエタロンを使用してレーザー光の波長を一
定に制御する場合にもこの発明は同様に適用することが
でき同等の効果を奏する。この場合、温度モニターはエ
タロンの温度を検出し、その検出値を基にオープンルー
プ制御機構がエタロンの角度やエアギャップまたは圧力
の補正制御を行う。
【００３１】実施例４．なお、上記各実施例では制御状
態のパラメーターおよび温度パラメーターはそれぞれ１
つずつであるが、片方あるいは両パラメーターとも複数
個であっても同様の効果を奏する。例えば、図３の実施
例で、充電用コンデンサー１４に加えてピーキングコン
デンサー１６の温度もモニターし、これらの温度検出値
を基に充電電圧の補正制御を行うようにすればより精度
の高い結果が得られる。また上記実施例ではフィードバ
ック制御時の制御パラメーターと、オープンループ制御
時の制御パラメーターが同一であるが、両者が異なる場
合でも同様の効果を奏する。
態のパラメーターおよび温度パラメーターはそれぞれ１
つずつであるが、片方あるいは両パラメーターとも複数
個であっても同様の効果を奏する。例えば、図３の実施
例で、充電用コンデンサー１４に加えてピーキングコン
デンサー１６の温度もモニターし、これらの温度検出値
を基に充電電圧の補正制御を行うようにすればより精度
の高い結果が得られる。また上記実施例ではフィードバ
ック制御時の制御パラメーターと、オープンループ制御
時の制御パラメーターが同一であるが、両者が異なる場
合でも同様の効果を奏する。
【００３２】
【発明の効果】この発明は以上のように、レーザー発振
停止中、レーザー品質に影響を及ぼす部分の温度を検出
し、この検出値を基に駆動機構の駆動量を補正制御する
ようにしたので、レーザー発振再開時、制御不能に陥る
ことなく、即時または極く短時間内に適正な品質のレー
ザー出力が得られる。
停止中、レーザー品質に影響を及ぼす部分の温度を検出
し、この検出値を基に駆動機構の駆動量を補正制御する
ようにしたので、レーザー発振再開時、制御不能に陥る
ことなく、即時または極く短時間内に適正な品質のレー
ザー出力が得られる。
【図１】この発明の実施例１によるレーザー装置を示す
構成図である。
構成図である。
【図２】図１の装置の動作を説明するフローチャートで
ある。
ある。
【図３】この発明の実施例２によるレーザー装置を示す
構成図である。
構成図である。
【図４】図３の装置の動作を説明するフローチャートで
ある。
ある。
【図５】従来のレーザー装置を示す構成図である。
６ａ 波長モニター機構 ６ｂ 出力モニター機構 ７ａ，７ｂ フィードバック制御機構 ８ａ グレーティング角度駆動機構 ８ｂ 電圧駆動機構としての高電圧電源 ９ グレーティング １１ａ グレーティング支持部の温度モニター １１ｂ コンデンサー温度モニター １２ａ，１２ｂ オープンループ制御機構 １３ 励起回路 １４ 充電用コンデンサー
Claims (4)
- 【請求項１】 レーザー発振中の所定のレーザー品質を
検出するモニター機構、上記所定のレーザー品質を変化
させる駆動機構、および上記モニター機構の検出値が所
定の基準値と一致するよう上記駆動機構の駆動量を制御
するフィードバック制御機構を備えたレーザー装置にお
いて、 レーザー発振停止中上記駆動機構の内その温度が上記レ
ーザー品質に影響を及ぼす部分の温度を検出する温度モ
ニター、およびレーザー発振再開時までの間上記温度モ
ニターの検出値を基にレーザー発振停止時点からの温度
変化量を求めこの温度変化量に対して上記所定のレーザ
ー品質を一定とするために必要な上記駆動機構の駆動量
の補正制御を行うオープンループ制御機構を備えたこと
を特徴とするレーザー装置。 - 【請求項２】 モニター機構はエタロンとイメージセン
サーとを用いたフリンジ像からレーザー品質である中心
波長ずれを検出する波長モニター機構、駆動機構は波長
選択光学素子グレーティングの角度を制御するグレーテ
ィング角度駆動機構で、温度モニターは上記グレーティ
ング角度駆動機構のグレーティング支持部の温度を検出
するものであることを特徴とする請求項１記載のレーザ
ー装置。 - 【請求項３】 モニター機構はレーザー品質であるレー
ザー出力値を検出する出力モニター機構、駆動機構は励
起回路の電源電圧を制御する電圧駆動機構で、温度モニ
ターは上記励起回路の充電用コンデンサーの温度を検出
するものであることを特徴とする請求項１記載のレーザ
ー装置。 - 【請求項４】 モニター機構は回折格子形の分析器を用
いてレーザー品質である中心波長ずれを検出する波長モ
ニター機構、駆動機構は波長選択光学素子エタロンの選
択波長変化手段を制御するエタロン駆動機構で、温度モ
ニターは上記エタロンの温度を検出するものであること
を特徴とする請求項１記載のレーザー装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22408292A JPH0677576A (ja) | 1992-08-24 | 1992-08-24 | レーザー装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22408292A JPH0677576A (ja) | 1992-08-24 | 1992-08-24 | レーザー装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0677576A true JPH0677576A (ja) | 1994-03-18 |
Family
ID=16808282
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22408292A Pending JPH0677576A (ja) | 1992-08-24 | 1992-08-24 | レーザー装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0677576A (ja) |
-
1992
- 1992-08-24 JP JP22408292A patent/JPH0677576A/ja active Pending
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