JPH11135870A - 半導体レーザ励起ｑスイッチ発振固体レーザ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高いピークの励起光による高いピークのＱス
イッチ発振出力を高い発振効率をもって得ること。 【解決手段】 励起電源制御用パルス信号発生器１９が
出力する第一のパルス信号により所定電流値の電流を半
導体レーザ３にパルス出力する電源装置１７と、励起電
源制御用パルス信号発生器１９が発生する第一のパルス
信号がハイレベルである期間において第一のパルス信号
の立ち上がりタイミングに対して所定時間遅れたタイミ
ングをもって第一のパルス信号の周波数より高い周波数
の第二のパルス信号を発生するＱスイッチ制御用パルス
信号発生器２９と、Ｑスイッチ制御用パルス信号発生器
２９より第二のパルス信号を与えられ、第二のパルス信
号によりＱスイッチ１３を開閉するＱスイッチ駆動回路
２７とを設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、切断や穴明け等
のレーザ加工で使用される半導体レーザ励起Ｑスイッチ
発振固体レーザ装置に関し、特に、レーザダイオード等
の半導体レーザが出力する励起光によって固体レーザ媒
質を励起し、ＱスイッチによりＱスイッチ発振させてレ
ーザ出力を行うレーザ発振器を含む半導体レーザ励起Ｑ
スイッチ発振固体レーザ装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ＱスイッチによりＱスイッチ発振させて
レーザ出力を行うＱスイッチ発振固体レーザ装置は、特
開昭５６−１６９３４７号公報、特開平８−３１６５５
８号公報、特開平８−１９１１６８号公報等に示されて
おり、またＱスイッチ発振固体レーザ装置においてレー
ザダイオード等の半導体レーザが出力する励起光によっ
て固体レーザ媒質を励起する半導体レーザ励起のＱスイ
ッチ発振固体レーザ装置は、特開平２−２６０４７９号
公報や実公平７−４４０３９号公報に示されている。

【０００３】特開昭５６−１６９３４７号公報に示され
ているＱスイッチ発振固体レーザ装置は、パルス光を出
力する励起ランプのパルス動作周波数より高い周波数で
Ｑスイッチ発振を行い、ピーク出力値の大きいレーザ出
力を得るようにしている。

【０００４】実公平７−４４０３９号公報に示されてい
る半導体レーザ励起Ｑスイッチ発振固体レーザ装置は、
Ｑスイッチ発振停止時には固体レーザの発振しきい値以
下で固体レーザ材料を励起しておき、Ｑスイッチ発振さ
せる直前にダイオードレーザ励起光強度を固体レーザ発
振しきい値以上に増加させ、尖頭値の揃ったＱスイッチ
パルス列を得られるようにしている。

【０００５】また、特開平２−２６０４７９号公報に示
されているレーザ発振装置は、所定の増加率で励起光強
度を増大させて行く過程でレーザ媒質の反転分布を進行
させ、この励起光強度がしきい値を越えて出力されたレ
ーザ光を検出し、このレーザ出力の検出によりＱスイッ
チの作動を停止させ、ジャイアントパルスを発生させる
ものである。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】特開昭５６−１６９３
４７号公報に示されているＱスイッチ発振固体レーザ装
置は、ランプ励起のものであり、ピーク出力値の大きい
レーザ出力が得られても、Ｑスイッチ発振においてピー
ク出力値が揃ったレーザ出力を得ることができずこのた
め高精度、高品質のレーザ加工を行うことができない。

【０００７】実公平７−４４０３９号公報に示されてい
る半導体レーザ励起Ｑスイッチ発振固体レーザ装置は、
レーザダイオードを連続通電するから、レーザダイオー
ドの自己発熱による熱的問題によりレーザダイオードに
流すことができる電流値に限界があるため、高いレーザ
ダイオード励起出力を得ることができず、効率のよいレ
ーザ加工を行うことができない。

【０００８】また、特開平２−２６０４７９号公報に示
されているレーザ発振装置では、レーザ光のパルス出力
は、複数の縦モードで発振することによって生ずる縦モ
ード間の競合により、ビートが重なったパルス波形とな
り、このビートは各パルスごとに異なり、従って、パル
スごとの強度が変化し、出力光の強度を安定させること
が困難であるという欠点がある。このため、非線形光学
素子を共振器内に挿入しても、安定した第２高周波を発
生させることが困難で、モード競合による出力強度の不
安定を解消するには、縦モードが単一の、単一波長光に
する必要がある。

【０００９】この発明は、上述のような問題点を解消す
るためになされたもので、高いピークの励起光による高
いピークのＱスイッチ発振出力を高い発振効率をもって
得ることができると共にピーク値の揃ったＱスイッチ発
振出力が得られて効率よく高精度、高品質のレーザ加工
を行うことができ、またレーザ加工中のみの発振により
省電力化を図ることもでき、またレーザ発振器がＱスイ
ッチ発振するときに発生する複数の縦モード発振を防
ぎ、レーザ発振器からのレーザ出力の強度を安定にする
ことができる半導体レーザ励起Ｑスイッチ発振固体レー
ザ装置を得ることを目的としている。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めに、この発明による半導体レーザ励起Ｑスイッチ発振
固体レーザ装置は、半導体レーザが出力する励起光によ
り固体レーザ媒質を励起し、ＱスイッチによりＱスイッ
チ発振させてレーザ出力を行うレーザ発振器を含む半導
体レーザ励起Ｑスイッチ発振固体レーザ装置において、
所定の周波数の第一のパルス信号を発生する励起電源制
御用パルス信号発生手段と、前記励起電源制御用パルス
信号発生手段より第一のパルス信号を与えられ、当該第
一のパルス信号により所定電流値の電流を前記半導体レ
ーザにパルス出力する電源装置と、前記励起電源制御用
パルス信号発生手段が発生する前記第一のパルス信号が
ハイレベルである期間において当該第一のパルス信号の
立ち上がりタイミングに対して所定時間遅れたタイミン
グをもって前記第一のパルス信号の周波数より高い周波
数の第二のパルス信号を発生するＱスイッチ制御用パル
ス信号発生手段と、前記Ｑスイッチ制御用パルス信号発
生手段より第二のパルス信号を与えられ、当該第二のパ
ルス信号により前記Ｑスイッチを開閉するＱスイッチ駆
動手段とを有しているものである。

【００１１】つぎの発明による半導体レーザ励起Ｑスイ
ッチ発振固体レーザ装置は、前記第一のパルス信号の周
波数が５０〜５００Ｈｚ、デューティ比が１〜３０％で
あるものである。

【００１２】つぎの発明による半導体レーザ励起Ｑスイ
ッチ発振固体レーザ装置は、前記第一のパルス信号の立
ち上がりタイミングに対する前記第二のパルス信号の遅
れ時間が、最初にＱスイッチがオンして出力するレーザ
出力のピーク値が、これより以降にＱスイッチがオンし
て出力するレーザ出力のピーク値と等しくなる時間であ
るものである。

【００１３】つぎの発明による半導体レーザ励起Ｑスイ
ッチ発振固体レーザ装置は、さらに、パルス発振数設定
手段を有し、前記励起電源制御用パルス信号発生手段
は、被加工物の加工位置を制御する位置決め制御装置よ
り位置決め完了後に加工許可信号を与えられる一つの位
置決め完了状態下で、前記パルス発振数設定手段により
設定される所定数のパルス数のみ前記第一のパルス信号
を出力するものである。

【００１４】つぎの発明による半導体レーザ励起Ｑスイ
ッチ発振固体レーザ装置は、前記励起電源制御用パルス
信号発生手段が、前記第一のパルス信号を、前記パルス
発振数設定手段により設定される所定パルス数、出力す
るまで前記位置決め制御装置へ加工位置の変更を禁止す
るインヒビット信号を出力するものである。

【００１５】つぎの発明による半導体レーザ励起Ｑスイ
ッチ発振固体レーザ装置は、さらに、少なくとも加工許
可期間において前記レーザ発振器の発振波長と同一で、
同一の光軸で連続発振する補助レーザ発振器を備え、当
該補助レーザ発振器は前記レーザ発振器の後方配置の全
反射鏡側から前記レーザ発振器に対してレーザ出力を注
入するものである。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下に添付の図を参照して、この
発明に係る半導体レーザ励起Ｑスイッチ発振固体レーザ
装置の実施の形態を詳細に説明する。

【００１７】実施の形態１．図１は、この発明による半
導体レーザ励起Ｑスイッチ発振固体レーザ装置の実施の
形態１を示している。図１において、半導体レーザ励起
Ｑスイッチ発振固体レーザ装置は全体を符号１により示
されている。

【００１８】半導体レーザ励起Ｑスイッチ発振固体レー
ザ装置１が出力するレーザビームは、レーザ加工装置の
加工ヘッドに設けられている反射鏡１００により集光レ
ンズ１０２へ向かい、集光レンズ１０２により集光され
てＸＹテーブル１０４のワークＷに照射され、ワークＷ
の切断、穴明けを行う。

【００１９】ＸＹテーブル１０４は、Ｘ軸サーボモータ
１０６によってＸ軸方向に移動し、Ｙ軸サーボモータ１
０８によってＹ軸方向に移動し、ＸＹテーブル１０４の
上のワークＷの位置決め移動を行う。Ｘ軸サーボモータ
１０６とＹ軸サーボモータ１０８とは位置決め制御装置
として動作するＮＣ装置１１０からの位置指令により動
作する。

【００２０】半導体レーザ励起Ｑスイッチ発振固体レー
ザ装置１は、励起光を出力するレーザダイオード３と、
レーザダイオード３が出力する励起光により励起される
棒状の固体レーザ媒質５と、固体レーザ媒質５の後方に
配置された全反射鏡７と固体レーザ媒質５の前方に配置
された半反射鏡９とによる光共振器１１と、光共振器１
１の光路中に設けられたＱスイッチ１３とによるレーザ
発振器１５を有している。

【００２１】レーザダイオード３は、ＬＤ励起電源装置
１７より電流（ＬＤ電流）を供給され、図２に示されて
いるような特性をもって励起光（ＬＤ励起出力）を出力
する。これは、レーザダイオード３に流す電流にほぼ比
例したレーザ出力が得られることを示している。

【００２２】ＬＤ励起電源装置１７は、ピーク電流設定
器１８によりピーク電流ＩＰを可変設定され、励起電源
制御用パルス信号発生器１９が出力する第一のパルス信
号により、当該第一のパルス信号に同期してピーク電流
ＩＰをレーザダイオード３にパルス出力する。

【００２３】励起電源制御用パルス信号発生器１９は、
周波数設定器２１により周波数を、デューティ比設定器
２３によりデューティ比を、パルス数設定器２５により
一つの位置決め完了状態下での出力パルス数をそれぞれ
可変設定され、周波数設定器２１により設定された周波
数で、デューティ比設定器２３により設定されたデュー
ティ比による第一のパルス信号を、一つの位置決め完了
状態下においてパルス数設定器２５により設定されたパ
ルス数を出力する。励起電源制御用パルス信号発生器１
９が出力する第一のパルス信号の周波数は５０〜５００
Ｈｚ、デューティ比は１〜３０％の範囲で設定される。

【００２４】励起電源制御用パルス信号発生器１９は、
ＮＣ装置１１０より位置決め完了後に加工許可信号を与
えられることにより、一つの位置決め完了状態下で、パ
ルス数設定器２５により設定された個数の第一のパルス
信号の出力を開始し、パルス数設定器２５により設定さ
れたパルス数の第一のパルス信号をＬＤ励起電源装置１
７へ出力するまで、ＮＣ装置１１０へ加工位置の変更を
禁止するインヒビット信号を出力する。

【００２５】Ｑスイッチ１３はＱスイッチ駆動回路２７
によりＱスイッチ制御用パルス信号発生器２９が発生す
る第二のパルス信号に同期して開閉する。換言すれば、
Ｑスイッチ駆動回路２７は、Ｑスイッチ制御用パルス信
号発生器２９より第二のパルス信号を与えられ、第二の
パルス信号によりＱスイッチ１３を開閉する。

【００２６】Ｑスイッチ制御用パルス信号発生器２９
は、周波数設定器３１により周波数を可変設定され、周
波数設定器３１により設定された周波数による第二のパ
ルス信号を出力し、この第二のパルス信号はインバータ
３３により反転されてＱスイッチ駆動回路２７に入力さ
れる。周波数設定器３１により設定される第二のパルス
信号の周波数は、第一のパルス信号の周波数より高い周
波数に限定される。

【００２７】Ｑスイッチ制御用パルス信号発生器２９
は、遅延回路３５を介して第一のパルス信号を入力し、
第一のパルス信号がハイレベルである期間において、第
一のパルス信号の立ち上がりタイミングに対して所定時
間遅れたタイミングをもって第二のパルス信号を発生す
る。

【００２８】第一のパルス信号の立ち上がりタイミング
に対する第二のパルス信号の遅れ時間ｄは遅延回路３５
により設定され、この遅れ時間ｄは、最初にＱスイッチ
１３がオンして出力するレーザ出力のピーク値が、これ
より以降にＱスイッチ１３がオンして出力するレーザ出
力のピーク値と等しくなる時間に設定される。

【００２９】つぎに図３に示されているタイムチャート
を参照して半導体レーザ励起Ｑスイッチ発振固体レーザ
装置の動作について説明する。

【００３０】加工プログラムあるいは他の信号により、
ＮＣ装置１１０から位置決め完了後に加工許可信号（図
３（ａ）参照）が励起電源制御用パルス信号発生器１９
に与えられると、励起電源制御用パルス信号発生器１９
は、周波数設定器２１により設定された周波数で、デュ
ーティ比設定器２３により設定されたデューティ比によ
る第一のパルス信号の出力を開始する。

【００３１】第一のパルス信号がＬＤ励起電源装置１７
に与えられることにより、ＬＤ励起電源装置１７は、図
３（ｂ）に示されているように、ピーク電流設定器１８
により設定されたピーク電流ＩＰによる電流を、第一の
パルス信号に同期して、換言すれば、第一のパルス信号
がハイレベルである間、レーザダイオード３に出力す
る。これにより、レーザダイオード３は励起光を固体レ
ーザ媒質５に出力する。

【００３２】また、励起電源制御用パルス信号発生器１
９は、図３（ｃ）に示されているように、加工許可信号
がオンしてから、最初の第一のパルス信号の立ち上がり
に同期して加工位置の変更を禁止するインヒビット信号
をＮＣ装置１１０へ出力する。このインヒビット信号
は、パルス数設定器２５により設定されたパルス数の最
後の第一のパルス信号が立ち下がるまで出力される。こ
れにより、一つの位置決め位置でのレーザ加工の途中
で、被加工物Ｗが誤って移動することが回避される。

【００３３】前述したように、レーザダイオード３に流
す電流にほぼ比例したレーザ出力が得られるが、レーザ
ダイオード３に流す電流に応じてレーザダイオード３の
温度が上昇し、発熱によりレーザダイオード３に流すこ
とのできる電流には上限がある。連続通電の場合、この
例では３５Ａ程度が限界であり、レーザダイオード３を
８個使用した場合、出力は１６９Ｗ程度である。

【００３４】レーザダイオード３のオン電圧は２Ｖ程度
であるので、入力電力に対するレーザ出力の効率は３
０．２％程度である。一方、パルス的に高い電流（８８
Ａ程度）を流すと、５５０Ｗ程度のレーザ出力が得られ
る。このときの効率は３９．１％とかなり高くなる。こ
れにより、間欠的でもピーク電流ＩＰが高いパルスで、
レーザダイオード３に電力を供給すると、効率の高いレ
ーザ発振ができる。

【００３５】この発明による半導体レーザ励起Ｑスイッ
チ発振固体レーザ装置は、高いピーク電流での高効率発
振を狙ったパルス励起を行うものであり、レーザ加工に
使用するパルス周波数５０〜５００Ｈｚに設定し、パル
スのオンする時間比、すなわちデューティ比を１〜３０
％程度に設定すれば、ピーク電流ＩＰは、連続に流した
場合に比べ、３倍程度まで流すことができる。従って、
デューティ比を３０％以下に設定すれば、３倍のピーク
電流まで設定できる。

【００３６】通常、連続してレーザダイオード３を励起
した場合、ピーク出力２０ｋｗ、２０ｋｈｚのレーザ出
力が得られるが、この発明では、ピーク出力５０〜６０
ｋｗのものが得られる効果があり、しかも、デューティ
比が低いので、レーザダイオード３のみならず、他の光
学素子の熱影響も少ない。

【００３７】なお、デューティ比が３０％を超えた場合
でも、ピーク電流ＩＰを低くすれば、レーザダイオード
３は発熱限界を超えることはないが、レーザ加工におけ
るパルス効果が少なくなるので、加工能力は低下する。

【００３８】励起電源制御用パルス信号発生器１９が、
ＮＣ装置１１０より位置決め完了後に加工許可信号を与
えられることにより、第一のパルス信号の出力を開始す
ると、図３（ｃ）に示されているように、第一のパルス
信号の出力開始と同時にＮＣ装置１１０へ加工位置の変
更を禁止するインヒビット信号を出力する。

【００３９】Ｑスイッチ制御用パルス信号発生器２９
は、図３（ｄ）に示されているように、励起電源制御用
パルス信号発生器１９が出力する第一のパルス信号の立
ち上がりタイミングに対して微少時間（遅れ時間）ｄ遅
れて発振を開始し、周波数設定器３１により設定された
高周波数による第二のパルス信号をＱスイッチ駆動回路
２７に与える。これにより、図３（ｅ）に示されている
ように、第二のパルス信号の周波数に従った高ピークの
レーザ出力を得ることができる。

【００４０】第一のパルス信号の立ち上がりタイミング
に対する第二のパルス信号の遅れ時間ｄは遅延回路３５
により、最初にＱスイッチ１３がオンして出力するレー
ザ出力のピーク値が、これより以降にＱスイッチ１３が
オンして出力するレーザ出力のピーク値と等しくなる時
間に設定されるから、Ｑスイッチ１３がオンするたびに
出力されるレーザ出力のピーク値が揃い、加工精度、加
工面粗さが向上する。

【００４１】一つの位置決め完了位置において、第一の
パルス信号の出力を、パルス数設定器２５により設定さ
れたパルス数をＮ回繰り返し、被加工物Ｗに所定の穴が
明けば、インヒビット信号の出力が停止されることによ
り、ＮＣ装置１１０は被加工物Ｗをつぎの位置の穴明け
のために位置決め移動させることできる。この位置決め
移動時には、加工許可信号を解除することにより誤って
レーザ発振することはなくなる。

【００４２】以上のようなインタロックにより、レーザ
発振と位置決めを繰り返すことによる穴明け加工が、高
速に、確実、安全に行われる。

【００４３】図４（ａ）に示されている加工例は、プリ
ント配線基板の穴Ａは銅箔層Ｂ、Ｃを貫通する加工で、
高いレーザ出力が必要であるが、この発明による半導体
レーザ励起Ｑスイッチ発振固体レーザ装置では、高ピー
クＱスイッチ発振出力により加工が可能となる。

【００４４】また、プリント配線基板の穴Ｄは内部銅箔
層Ｅまでの非貫通孔であり、穴Ｄの加工には微妙なレー
ザ出力の調整が必要になるが、この発明による半導体レ
ーザ励起Ｑスイッチ発振固体レーザ装置では、ピーク電
流ＩＰ、第一のパルス信号のデューティ比、パルス数Ｎ
の設定により、一つの穴明け加工における総レーザ出力
を高精度に設定することができ、適正深さの穴明け加工
を高精度に行うことが可能になる。

【００４５】また、比較的大きな穴Ｆを明ける場合に
は、図４（ｂ）に示されているように、穴の内周に沿っ
て連続した微少穴ｆを明けることにより加工が可能とな
る。この場合、パルス数Ｎの設定を非常に大きく設定す
るか、連続繰り返しに設定するとよい。

【００４６】実施の形態２．図５は、半導体レーザ励起
Ｑスイッチ発振固体レーザ装置の実施の形態２を示して
いる。なお、図５において、図１に示されているもの同
等あるいは同一の構成要件には、図１に付けた符号と同
一の符号を付けて、その説明を省略する。

【００４７】この実施の形態では、励起光を出力するレ
ーザダイオード５１と、レーザダイオード５１が出力す
る励起光により励起される棒状の固体レーザ媒質５３
と、固体レーザ媒質５３の後方に配置された全反射鏡５
５と固体レーザ媒質５３の前方に配置された半反射鏡５
７とによる光共振器５９とによる補助レーザ発振器６１
が、レーザ発振器１５の後方に、レーザ発振器１５の光
軸と同一の光軸上に配置されている。

【００４８】レーザダイオード５１のＬＤ励起電源装置
６３は連続通電方式のものであり、この補助レーザ発振
器６１は、少なくとも加工許可期間においてレーザ発振
器１５の発振波長と同一で、同一の光軸で連続発振し、
レーザ発振器１５の後方の全反射鏡１１の側からレーザ
発振器１５に対してレーザ出力を注入する。

【００４９】補助レーザ発振器６１のレーザ出力は微少
であってもよく、ここでは固体レーザ媒質５３はレーザ
発振器１５のものと同一の材質のものを使用している。

【００５０】レーザ発振器１５の全反射鏡７は、内側に
全反射コーティングを設け、９８％以上の反射率を持っ
ているが、後方からレーザ光を入射した場合には必ずし
も全反射にはならないものである。全反射鏡７の後方面
にも全反射コーティングを設けると、レーザ発振器１５
内への入射効率が高まるが、入射に必要なパワーは微少
でよいため、かなり透過率が悪くても、補助レーザ発振
器６１のレーザ出力はレーザ発振器１５の出力に比べ１
／１０〜１／１００でよいから、補助レーザ発振器６１
は小型のレーザ発振器でよい。

【００５１】連続発振する補助レーザ発振器６１を設け
ることにより、補助レーザ発振器６１のレーザ出力にレ
ーザ発振器１５のレーザ出力の位相が同期するので、レ
ーザ発振器がＱスイッチ発振するときに発生する複数の
縦モード発振を防ぎ、レーザ発振器１５からのレーザ出
力の強度を安定にすることができる。

【００５２】

【発明の効果】以上の説明から理解される如く、この発
明による半導体レーザ励起Ｑスイッチ発振固体レーザ装
置によれば、励起電源制御用パルス信号発生手段が出力
する第一のパルス信号によりレーザダイオード等の半導
体レーザに所定電流値の電流がパルス出力され、第一の
パルス信号がハイレベルである期間において第一のパル
ス信号の立ち上がりタイミングに対して所定時間遅れた
タイミングをもって第一のパルス信号の周波数より高い
周波数の第二のパルス信号によりＱスイッチ発振するか
ら、高ピークＱスイッチ発振出力により効率のよいレー
ザ加工が可能となり、またＱスイッチがオンするたびに
出力されるレーザ出力のピーク値が揃い、加工精度、加
工面粗さが向上する。

【００５３】つぎの発明による半導体レーザ励起Ｑスイ
ッチ発振固体レーザ装置によれば、第一のパルス信号の
周波数を５０〜５００Ｈｚ、デューティ比が１〜３０％
に設定すれば、熱的損傷を与えることなく高ピークＱス
イッチ発振出力による効率のよいレーザ加工が可能とな
る。

【００５４】つぎの発明による半導体レーザ励起Ｑスイ
ッチ発振固体レーザ装置によれば、第一のパルス信号の
立ち上がりタイミングに対する前記第二のパルス信号の
遅れ時間は、最初にＱスイッチがオンして出力するレー
ザ出力のピーク値が、これより以降にＱスイッチがオン
して出力するレーザ出力のピーク値と等しくなる時間で
あることにより、Ｑスイッチがオンするたびに出力され
るレーザ出力のピーク値が確実に揃い、加工精度、加工
面粗さが向上する。

【００５５】つぎの発明による半導体レーザ励起Ｑスイ
ッチ発振固体レーザ装置によれば、被加工物の加工位置
を制御するＮＣ装置等の位置決め制御装置より位置決め
完了後に加工許可信号を与えられる一つの位置決め完了
状態下で、パルス発振数設定手段により設定される所定
数のパルス数のみ第一のパルス信号を出力することか
ら、ピーク電流、第一のパルス信号のデューティ比、パ
ルス数の設定により、一つの穴明け加工における総レー
ザ出力を高精度に設定することができ、適正深さの穴明
け加工を高精度に行うことが可能になる。またレーザ加
工中のみの発振により省電力化を図ることもできる。

【００５６】つぎの発明による半導体レーザ励起Ｑスイ
ッチ発振固体レーザ装置によれば、第一のパルス信号が
所定パルス数、出力するまで位置決め制御装置へ加工位
置の変更を禁止するインヒビット信号を出力するから、
一つの位置決め位置でのレーザ加工の途中で、被加工物
が誤って移動することが回避される。

【００５７】つぎの発明による半導体レーザ励起Ｑスイ
ッチ発振固体レーザ装置によれば、補助レーザ発振器の
レーザ出力にレーザ発振器のレーザ出力の位相が同期す
るので、レーザ発振器がＱスイッチ発振するときに発生
する複数の縦モード発振を防ぎ、レーザ発振器からのレ
ーザ出力の強度を安定にすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明による半導体レーザ励起Ｑスイッチ
発振固体レーザ装置の実施の形態１を示す構成図であ
る。

【図２】 半導体レーザ励起Ｑスイッチ発振固体レーザ
装置におけるＬＤ電流とＬＤ励起出力との関係を示すグ
ラフである。

【図３】 この発明による半導体レーザ励起Ｑスイッチ
発振固体レーザ装置の動作を示すタイムチャートであ
る。

【図４】 （ａ）、（ｂ）はそれぞれ穴明け加工例を示
す説明図である。

【図５】 この発明による半導体レーザ励起Ｑスイッチ
発振固体レーザ装置の実施の形態２を示す構成図であ
る。

【符号の説明】

１ 半導体レーザ励起Ｑスイッチ発振固体レーザ装置，
３ レーザダイオード，５ 固体レーザ媒質，１１ 光
共振器，１３ Ｑスイッチ，１５ レーザ発振器，１７
ＬＤ励起電源装置，１８ ピーク電流設定器，１９
励起電源制御用パルス信号発生器，２１ 周波数設定
器，２３ デューティ比設定器，２５ パルス数設定
器，２７ Ｑスイッチ駆動回路，２９ Ｑスイッチ制御
用パルス信号発生器，３１ 周波数設定器，３３ イン
バータ，３５ 遅延回路，５１ レーザダイオード，５
３ 固体レーザ媒質，５９ 光共振器，６１ 補助レー
ザ発振器，６３ ＬＤ励起電源装置，１０２ 集光レン
ズ，１０４ ＸＹテーブル，１１０ ＮＣ装置。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 半導体レーザが出力する励起光により固
   体レーザ媒質を励起し、ＱスイッチによりＱスイッチ発
   振させてレーザ出力を行うレーザ発振器を含む半導体レ
   ーザ励起Ｑスイッチ発振固体レーザ装置において、 所定の周波数の第一のパルス信号を発生する励起電源制
   御用パルス信号発生手段と、 前記励起電源制御用パルス信号発生手段より第一のパル
   ス信号を与えられ、当該第一のパルス信号により所定電
   流値の電流を前記半導体レーザにパルス出力する電源装
   置と、 前記励起電源制御用パルス信号発生手段が発生する前記
   第一のパルス信号がハイレベルである期間において当該
   第一のパルス信号の立ち上がりタイミングに対して所定
   時間遅れたタイミングをもって前記第一のパルス信号の
   周波数より高い周波数の第二のパルス信号を発生するＱ
   スイッチ制御用パルス信号発生手段と、 前記Ｑスイッチ制御用パルス信号発生手段より第二のパ
   ルス信号を与えられ、当該第二のパルス信号により前記
   Ｑスイッチを開閉するＱスイッチ駆動手段と、 を有していることを特徴とする半導体レーザ励起Ｑスイ
   ッチ発振固体レーザ装置。
2. 【請求項２】 前記第一のパルス信号の周波数が５０〜
   ５００Ｈｚ、デューティ比が１〜３０％であることを特
   徴とする請求項１に記載の半導体レーザ励起Ｑスイッチ
   発振固体レーザ装置。
3. 【請求項３】 前記第一のパルス信号の立ち上がりタイ
   ミングに対する前記第二のパルス信号の遅れ時間は、最
   初にＱスイッチがオンして出力するレーザ出力のピーク
   値が、これより以降にＱスイッチがオンして出力するレ
   ーザ出力のピーク値と等しくなる時間であることを特徴
   とする請求項１または２に記載の半導体レーザ励起Ｑス
   イッチ発振固体レーザ装置。
4. 【請求項４】 パルス発振数設定手段を有し、前記励起
   電源制御用パルス信号発生手段は、被加工物の加工位置
   を制御する位置決め制御装置より位置決め完了後に加工
   許可信号を与えられる一つの位置決め完了状態下で、前
   記パルス発振数設定手段により設定される所定数のパル
   ス数のみ前記第一のパルス信号を出力することを特徴と
   する請求項１〜３のいずれか一つに記載の半導体レーザ
   励起Ｑスイッチ発振固体レーザ装置。
5. 【請求項５】 前記励起電源制御用パルス信号発生手段
   は、前記第一のパルス信号を、前記パルス発振数設定手
   段により設定される所定パルス数、出力するまで前記位
   置決め制御装置へ加工位置の変更を禁止するインヒビッ
   ト信号を出力することを特徴とする請求項４に記載の半
   導体レーザ励起Ｑスイッチ発振固体レーザ装置。
6. 【請求項６】 少なくとも加工許可期間において前記レ
   ーザ発振器の発振波長と同一で、同一の光軸で連続発振
   する補助レーザ発振器を備え、当該補助レーザ発振器は
   前記レーザ発振器の後方配置の全反射鏡側から前記レー
   ザ発振器に対してレーザ出力を注入することを特徴とす
   る請求項１〜５のいずれか一つに記載の半導体レーザ励
   起Ｑスイッチ発振固体レーザ装置。