JPH0691292B2 - Solid Laser Stabilizer - Google Patents
Solid Laser StabilizerInfo
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- JPH0691292B2 JPH0691292B2 JP62215039A JP21503987A JPH0691292B2 JP H0691292 B2 JPH0691292 B2 JP H0691292B2 JP 62215039 A JP62215039 A JP 62215039A JP 21503987 A JP21503987 A JP 21503987A JP H0691292 B2 JPH0691292 B2 JP H0691292B2
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- 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
- H01S3/13—Stabilisation of laser output parameters, e.g. frequency or amplitude
- H01S3/131—Stabilisation of laser output parameters, e.g. frequency or amplitude by controlling the active medium, e.g. by controlling the processes or apparatus for excitation
- H01S3/1312—Stabilisation of laser output parameters, e.g. frequency or amplitude by controlling the active medium, e.g. by controlling the processes or apparatus for excitation by controlling the optical pumping
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は固体レーザー装置に関し、特にレーザーパワー
の安定化を図った装置に関する。The present invention relates to a solid-state laser device, and more particularly, to a device for stabilizing laser power.
従来、固体レーザー装置として、第２図に示すように、
パルスジェネレータ１において発生されたパルス状の高
電圧をキセノンフラッシュランプ２に印加し、このキセ
ノンフラッシュランプ２から発生されたランプ光2aをレ
ーザーロッド３に集光させて励起させ、これを光学路系
９を通してレーザー光10として出力させる構成のものが
提案されている。この場合、高電圧パルスジェネレータ
１においては高電圧をコンデンサ等により充放電させる
ことで高電圧パルスを発生させ、これを断続的にキセノ
ンフラッシュランプ２に印加している。なお、図におい
て、符号４はランプ光2aの輻射光を示している。Conventionally, as a solid-state laser device, as shown in FIG.
The pulsed high voltage generated in the pulse generator 1 is applied to the xenon flash lamp 2, and the lamp light 2a generated from the xenon flash lamp 2 is focused on the laser rod 3 to be excited, and this is used as an optical path system. A configuration has been proposed in which a laser beam 10 is output through 9 In this case, in the high voltage pulse generator 1, high voltage pulses are generated by charging and discharging a high voltage with a capacitor or the like, and the high voltage pulses are intermittently applied to the xenon flash lamp 2. In the figure, reference numeral 4 indicates the radiant light of the lamp light 2a.
上述した従来の固体レーザー装置では、高電圧パルスジ
ェネレータ１において所定のパルス電圧を得るには、一
定の充電時間が必要となるが、断続的にレーザー光を照
射すると充電が間に合わず、所定電圧よりも低いパルス
電圧が発生してキセノンフラッシュランプに印加される
ため、レーザーパワーも低下してしまう。In the conventional solid-state laser device described above, a constant charging time is required to obtain a predetermined pulse voltage in the high-voltage pulse generator 1, but if the laser light is intermittently irradiated, the charging cannot be completed in time, and the voltage is lower than the predetermined voltage. Since a low pulse voltage is generated and applied to the xenon flash lamp, the laser power also decreases.
このため、高電圧パルスジェネレータ１をレーザーパワ
ーが低下されない程度の電力を発生し得るように構成す
ればよいが、その分電力消費が増加され、ランニングコ
ストが高くなる。また、充電を充分行うには、コンデン
サ等の容量を増加させ、あらかじめ充電できるような回
路を形成すればよいが、装置の大型化，高価格化になる
などの問題がある。Therefore, the high-voltage pulse generator 1 may be configured so as to be able to generate electric power such that the laser power is not reduced, but the power consumption is increased and the running cost is increased. Further, in order to sufficiently charge the battery, it is sufficient to increase the capacity of the capacitor or the like and form a circuit that can be charged in advance, but there are problems such as an increase in size and cost of the device.
また、充電時間を自在に制御可能な構成とすることも考
えられるが、発振部にはRC発振や水晶発振を行っている
ため、充電時間を長く設定するとレーザー照射に遅れが
生じ、例えばレーザーを照射して加工を行う対象物に対
する加工のバラツキが生じる等の問題がある。It is also possible to control the charging time freely, but since the oscillator oscillates RC oscillation or crystal oscillation, if the charging time is set long, laser irradiation will be delayed, and for example, laser There is a problem such as variations in processing with respect to an object to be processed by irradiation.
本発明は、装置の大型化や高価格化を生じることなくレ
ーザーパワーの安定化を可能とした固体レーザー安定装
置を提供することを目的としている。An object of the present invention is to provide a solid-state laser stabilizer capable of stabilizing laser power without increasing the size and cost of the device.
本発明の固体レーザー安定装置は、電気エネルギを充電
し、充電された電気エネルギに基づいて高電圧パルスを
発生する高電圧パルスジェネレータと、この高電圧パル
スジェネレータで発生された高電圧パルスをキセノンフ
ラッシュランプに印加し、このキセノンフラッシュラン
プから発生されるレーザー光と共にレーザーロッド等か
ら出射されるキセノンフラッシュランプをレーザーロッ
ドに出射させてレーザー光を発生させる固体レーザー装
置において、ランプ光の輻射光を検出する光電変換素子
と、この光電変換素子の出力を基準発生部に設定された
基準値と比較する比較部と、この比較部の比較結果に基
づいて高電圧パルスジェネレータの高電圧パルスレベル
を制御する自動制御部とを備えたこ構成としている。The solid-state laser stabilizer of the present invention charges a high-voltage pulse generator that charges electric energy and generates a high-voltage pulse based on the charged electric energy, and a high-voltage pulse generated by the high-voltage pulse generator in a xenon flash. A solid-state laser device that emits laser light by applying a xenon flash lamp emitted from a laser rod to the laser rod together with the laser light emitted from the xenon flash lamp, and detects the radiant light of the lamp light. A photoelectric conversion element, a comparison section that compares the output of this photoelectric conversion element with a reference value set in the reference generation section, and controls the high voltage pulse level of the high voltage pulse generator based on the comparison result of this comparison section. It has an automatic control section.
すなわち、レーザーパワーと相関を有するキセノンフラ
ッシュランプのランプ光の光量を検出し、この検出値に
基づいて高電圧パルスレベルを制御してランプ光量を所
定値に制御してレーザーパワーの安定化を可能とするも
のである。That is, the light intensity of the lamp light of the xenon flash lamp, which has a correlation with the laser power, is detected, and the high voltage pulse level is controlled based on the detected value to control the light intensity of the lamp to a predetermined value to stabilize the laser power. It is what
次に、本発明を図面を参照して説明する。 Next, the present invention will be described with reference to the drawings.
第１図は本発明の一実施例のブロック図である。図にお
いて、高電圧パルスジェネレータ１で発生される高圧パ
ルスは、キセノンフラッシュランプ２に印加され、ラン
プ光2aを発光させる。このランプ光2aはレーザーロッド
３に集光され、レーザーの励起を促してレーザ光10を発
射させる。レーザー光10は、光学路系９を通して所定箇
所、例えば加工箇所にまで伝送される。FIG. 1 is a block diagram of an embodiment of the present invention. In the figure, the high-voltage pulse generated by the high-voltage pulse generator 1 is applied to the xenon flash lamp 2 to emit the lamp light 2a. The lamp light 2a is condensed on the laser rod 3 and promotes excitation of the laser to emit the laser light 10. The laser light 10 is transmitted through the optical path system 9 to a predetermined location, for example, a processing location.
一方、光学路系９の近傍位置には光電変換素子５を配設
し、レーザ光10とともに出射されるキセノンフラッシュ
ランプの輻射光４を検出させる。この光電変換素子５
は、検出した輻射光４を電気量に変換して比較部６の一
方の入力端子に入力させる。基準発生部７には輻射光４
の基準電気量があらかじめ設定されており、比較部６の
他方の入力端子に入力させる。比較部６はこれら基準電
気量と輻射光量とを比較演算し、その差に応じた電気量
を自動制御部８に信号として入力させる。自動制御部８
は、入力した信号に応じた制御信号を高電圧パルスジェ
ネレータ１に送る。On the other hand, a photoelectric conversion element 5 is arranged near the optical path system 9 to detect the radiant light 4 of the xenon flash lamp emitted together with the laser light 10. This photoelectric conversion element 5
Converts the detected radiant light 4 into an electric quantity and inputs it to one input terminal of the comparison section 6. The reference generator 7 has a radiant light 4
Is set in advance and is input to the other input terminal of the comparison unit 6. The comparison unit 6 compares and calculates the reference amount of electricity and the amount of radiated light, and causes the automatic control unit 8 to input the amount of electricity according to the difference as a signal. Automatic control unit 8
Sends a control signal corresponding to the input signal to the high voltage pulse generator 1.
前記高電圧パルスジェネレータ１は、例えば通常必要と
されるレーザーパワーよりも幾分大きなレーザーパワー
が得られるように電源電圧を高めに設定し、この電圧で
コンデンサを充放電させて高電圧パルスを発生できるよ
うに構成している。そして、前記自動制御部８からの制
御信号によってこの電圧を抑制可能とし、発生する高電
圧パルスの電圧を制御信号に応じて任意なレベルに設定
しかつ無駄な電力の消費を抑制することができる。The high-voltage pulse generator 1 sets a power supply voltage to a high value so that a laser power somewhat higher than a normally required laser power can be obtained, and charges and discharges a capacitor with this voltage to generate a high-voltage pulse. It is configured to be possible. Then, this voltage can be suppressed by the control signal from the automatic control unit 8, the voltage of the generated high voltage pulse can be set to an arbitrary level according to the control signal, and unnecessary power consumption can be suppressed. .
したがって、この構成によればレーザーパワーは、光電
変換素子５で検出されるキセノンフラッシュランプ２の
輻射光４の光量によってフィードバック制御されること
になる。Therefore, according to this configuration, the laser power is feedback-controlled by the light amount of the radiant light 4 of the xenon flash lamp 2 detected by the photoelectric conversion element 5.
すなわち、本発明者の検討によれば、レーザーパワーは
キセノンフラッシュランプ２のランプ光2aの光量によっ
て決まるため、このランプ光2aと相関のある輻射光４の
光量を検出することによりレーザーパワーを検出でき
る。そして、ランプ光2aの光量は高電圧パルスのレベル
によって決定されるため、検出した輻射光４の光量に応
じて高電圧パルスジェネレータ１から発生される高電圧
パルスのレベルを制御することにより、ランプ光2aの光
量を制御することができる。That is, according to the study by the present inventor, since the laser power is determined by the light amount of the lamp light 2a of the xenon flash lamp 2, the laser power is detected by detecting the light amount of the radiant light 4 which is correlated with the lamp light 2a. it can. Since the light amount of the lamp light 2a is determined by the level of the high voltage pulse, the lamp voltage is controlled by controlling the level of the high voltage pulse generated from the high voltage pulse generator 1 according to the detected light amount of the radiant light 4. The amount of light 2a can be controlled.
このとき、高電圧パルスジェネレータ１では、電圧を高
めに設定しているため、コンデンサを大型化したり特殊
な回路を付加することなく、必要な場合には短い周期で
必要なレベルの高電圧パルスを容易に発生させることが
できる。充電時間が長くなることによるレーザー光照射
の遅れが生じることがないのはいうまでもない。また、
通常ではこの電圧を抑制しているので、不必要な電力消
費が生じることも極めて少ない。At this time, in the high-voltage pulse generator 1, since the voltage is set to be high, a high-voltage pulse of a required level can be generated in a short cycle when necessary without increasing the size of the capacitor or adding a special circuit. It can be easily generated. It goes without saying that there is no delay in laser light irradiation due to the longer charging time. Also,
Since this voltage is normally suppressed, unnecessary power consumption rarely occurs.
更に、光電変換素子５はレーザー光10を直接検出してい
ないので、レーザーパワーにロスが生じることもない。
これにより、常時安定したレーザーパワーを得ることが
できる。Further, since the photoelectric conversion element 5 does not directly detect the laser light 10, there is no loss in laser power.
As a result, a stable laser power can always be obtained.
以上説明したように本発明は、キセノンフラッシュラン
プのランプ光の輻射光を光電変換素子で検出し、これを
比較部において基準発生部に設定された基準値と比較
し、この比較結果に基づいて自動制御部が高電圧パルス
ジェネレータの高電圧パルスレベルを制御しているの
で、レーザーパワーと相関を有するランプ光の光量を所
定値に保ってレーザーパワーの安定化を実現できる。ま
た、本発明では高電圧パルスレベルを自動的に調整する
ため、高電圧パルスジェネレータに容量の大きなコンデ
ンサ等を設置する必要がなく、装置の大型化，高価格化
が回避でき、更にレーザー光に直接影響を与えることも
ない等の効果もある。As described above, the present invention detects the radiant light of the lamp light of the xenon flash lamp with the photoelectric conversion element, compares it with the reference value set in the reference generation unit in the comparison unit, and based on this comparison result. Since the automatic control unit controls the high voltage pulse level of the high voltage pulse generator, the laser power can be stabilized by maintaining the light amount of the lamp light having a correlation with the laser power at a predetermined value. Further, in the present invention, since the high voltage pulse level is automatically adjusted, it is not necessary to install a large capacity capacitor or the like in the high voltage pulse generator, and it is possible to avoid an increase in the size and cost of the device, and to use a laser beam. There are also effects such as no direct impact.
第１図は本発明のレーザー装置の一実施例のブロック
図、第２図は従来のレーザー装置のブロック図である。 １…高電圧パルスジェネレータ、２…キセノンフラッシ
ュランプ、2a…ランプ光、３…レーザーロッド、４…輻
射光、５…光電変換素子、６…比較部、７…基準発生
部、８…自動制御部、９…光学路系、10…レーザー光。FIG. 1 is a block diagram of an embodiment of a laser device of the present invention, and FIG. 2 is a block diagram of a conventional laser device. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... High voltage pulse generator, 2 ... Xenon flash lamp, 2a ... Lamp light, 3 ... Laser rod, 4 ... Radiant light, 5 ... Photoelectric conversion element, 6 ... Comparison part, 7 ... Reference generation part, 8 ... Automatic control part , 9 ... Optical path system, 10 ... Laser light.
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−24294（ＪＰ，Ａ) 実開 昭62−68261（ＪＰ，Ｕ)Continuation of the front page (56) References JP-A-61-24294 (JP, A) Actually developed Shou 62-68261 (JP, U)
Claims (1)
ネルギに基づいて高電圧パルスを発生する高電圧パルス
ジェネレータと、この高電圧パルスジェネレータで発生
された電圧パルスをキセノンフラッシュランプに印加
し、このキセノンフラッシュランプから発生されるラン
プ光をレーザーロッドに出射させてレーザー光を発生さ
せる固体レーザー装置において、前記レーザー光と共に
前記レーザーロッド等から出射される前記キセノンフラ
ッシュランプの輻射光を検出する光電変換素子と、この
光電変換素子の出力を基準発生部に設定された基準値と
比較する比較部と、この比較部の比較結果に基づいて前
記高電圧パルスジェネレータの高電圧パルスレベルを制
御する自動制御部とを備えたことを特徴とする固体レー
ザー安定装置。1. A high voltage pulse generator which charges electric energy and generates a high voltage pulse based on the charged electric energy, and a voltage pulse generated by the high voltage pulse generator is applied to a xenon flash lamp, In a solid-state laser device that emits a lamp light emitted from the xenon flash lamp to a laser rod to generate a laser light, a photoelectric sensor that detects the radiation light of the xenon flash lamp emitted from the laser rod or the like together with the laser light. A conversion element, a comparison section that compares the output of this photoelectric conversion element with a reference value set in a reference generation section, and an automatic control that controls the high voltage pulse level of the high voltage pulse generator based on the comparison result of this comparison section. A solid-state laser stabilizer including a controller.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP62215039A JPH0691292B2 (en) | 1987-08-31 | 1987-08-31 | Solid Laser Stabilizer |
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Publications (2)
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|---|---|
| JPS6459881A JPS6459881A (en) | 1989-03-07 |
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Families Citing this family (2)
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-
1987
- 1987-08-31 JP JP62215039A patent/JPH0691292B2/en not_active Expired - Fee Related
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