JPH11214769A - レーザ発振装置 - Google Patents
レーザ発振装置Info
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- JPH11214769A JPH11214769A JP1237398A JP1237398A JPH11214769A JP H11214769 A JPH11214769 A JP H11214769A JP 1237398 A JP1237398 A JP 1237398A JP 1237398 A JP1237398 A JP 1237398A JP H11214769 A JPH11214769 A JP H11214769A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 複雑な回路構成で大型かつ高価な増幅器を用
いずに、非常に微弱なパワー値検出器の出力波形を正確
に再現できるレーザ発振装置を実現する。 【解決手段】 レーザ共振器１からの出力ビーム２をビ
ームスプリッタ３により分光し、分光された出力ビーム
２ｂのパワー値をパワー値検出器４で検出し、このパワ
ー値検出器４の出力を増幅器５で増幅する。そして、増
幅器５より発生する直流成分のオフセット電圧をコンデ
ンサ６でカットし、また、コンデンサ６の電荷の充放電
によりコンデンサ６の基準電圧Ｖ0 がシフトする現象が
発生するが、この基準電圧Ｖ0 のシフト分を、比較器
７，基準値発生回路８，記憶器９および加算器１０を用
いて補償することにより、増幅器５として複雑な回路構
成で大型かつ高価な増幅器を用いることなく、非常に微
弱なパワー値検出器４の出力波形を正確に再現すること
ができる。
いずに、非常に微弱なパワー値検出器の出力波形を正確
に再現できるレーザ発振装置を実現する。 【解決手段】 レーザ共振器１からの出力ビーム２をビ
ームスプリッタ３により分光し、分光された出力ビーム
２ｂのパワー値をパワー値検出器４で検出し、このパワ
ー値検出器４の出力を増幅器５で増幅する。そして、増
幅器５より発生する直流成分のオフセット電圧をコンデ
ンサ６でカットし、また、コンデンサ６の電荷の充放電
によりコンデンサ６の基準電圧Ｖ0 がシフトする現象が
発生するが、この基準電圧Ｖ0 のシフト分を、比較器
７，基準値発生回路８，記憶器９および加算器１０を用
いて補償することにより、増幅器５として複雑な回路構
成で大型かつ高価な増幅器を用いることなく、非常に微
弱なパワー値検出器４の出力波形を正確に再現すること
ができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、レーザ光を常時監
視することにより高品質のレーザ光を出力できるレーザ
発振装置に関するものである。
視することにより高品質のレーザ光を出力できるレーザ
発振装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来のレーザ光を常時モニターするレー
ザ発振装置について図６を参照しながら説明する。図６
は従来のレーザ発振装置の概略構成図である。図６にお
いて、２１はレーザ共振器、２３はビームスプリッタ、
２４はパワー値検出器、２５は増幅器、２６は波形モニ
ター器、２７は制御部である。
ザ発振装置について図６を参照しながら説明する。図６
は従来のレーザ発振装置の概略構成図である。図６にお
いて、２１はレーザ共振器、２３はビームスプリッタ、
２４はパワー値検出器、２５は増幅器、２６は波形モニ
ター器、２７は制御部である。
【０００３】図６に示すように、レーザ共振器２１から
の出力ビーム２２はビームスプリッタ２３に当たり、出
力ビーム２２の大部分はビームスプリッタ２３を透過し
て、加工用レーザ光２２ａとして出力される。そして、
一部分はビームスプリッタ２３の表面で反射され、レー
ザ光２２ｂとしてパワー値検出器２４に入力される。一
般にパワー値検出器２４は、焦電素子、フォトンドラッ
グなどが使用され、フォトンドラッグの場合その出力電
圧は数十μＶから数百μＶ（マイクロボルト）である。
このパワー値検出器２４の出力は非常に微弱な信号のた
め、増幅器２５で１万倍から１０万倍に増幅された後、
波形モニター器２６でレーザ光がモニターされる。
の出力ビーム２２はビームスプリッタ２３に当たり、出
力ビーム２２の大部分はビームスプリッタ２３を透過し
て、加工用レーザ光２２ａとして出力される。そして、
一部分はビームスプリッタ２３の表面で反射され、レー
ザ光２２ｂとしてパワー値検出器２４に入力される。一
般にパワー値検出器２４は、焦電素子、フォトンドラッ
グなどが使用され、フォトンドラッグの場合その出力電
圧は数十μＶから数百μＶ（マイクロボルト）である。
このパワー値検出器２４の出力は非常に微弱な信号のた
め、増幅器２５で１万倍から１０万倍に増幅された後、
波形モニター器２６でレーザ光がモニターされる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】このような従来のレー
ザ発振装置では、増幅器２５のゲインは上記のように非
常に高いため、温度変化や電源電圧変動などの環境変化
で、増幅器２５の出力信号の０Ｖ（オフセット電圧）が
変化することがあり、波形モニター器２６でのパルスパ
ワーの再現に大きく誤差を発生することがあった。ま
た、増幅器２５の温度変化や電源電圧変動などの耐環境
性を向上し、出力信号のオフセット電圧を大幅に改善し
た増幅器にすると、複雑な回路構成となり、装置が大型
でかつ高価になるという問題があった。
ザ発振装置では、増幅器２５のゲインは上記のように非
常に高いため、温度変化や電源電圧変動などの環境変化
で、増幅器２５の出力信号の０Ｖ（オフセット電圧）が
変化することがあり、波形モニター器２６でのパルスパ
ワーの再現に大きく誤差を発生することがあった。ま
た、増幅器２５の温度変化や電源電圧変動などの耐環境
性を向上し、出力信号のオフセット電圧を大幅に改善し
た増幅器にすると、複雑な回路構成となり、装置が大型
でかつ高価になるという問題があった。
【０００５】本発明は、上記課題を解決するもので、複
雑な回路構成で大型かつ高価な増幅器を用いることな
く、非常に微弱なパワー値検出器の出力波形を正確に再
現することができるレーザ発振装置を提供することを目
的としている。
雑な回路構成で大型かつ高価な増幅器を用いることな
く、非常に微弱なパワー値検出器の出力波形を正確に再
現することができるレーザ発振装置を提供することを目
的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】請求項１記載のレーザ発
振装置は、レーザ共振器より射出された出力ビームを分
光するためのビームスプリッタと、ビームスプリッタに
より分光された出力ビームのパワー値を検出するパワー
値検出器と、パワー値検出器の出力を増幅する増幅器
と、増幅器出力の直流成分をカットするコンデンサと、
コンデンサ出力が所定のレベルを超える期間を検出する
検出手段と、コンデンサ出力を入力し検出手段の検出期
間中はこの検出期間の直前のコンデンサ出力を保持して
出力し検出期間以外の期間は入力するコンデンサ出力を
出力するコンデンサ出力保持手段と、コンデンサ出力保
持手段の出力の反転信号とコンデンサ出力とを加算する
加算器と、加算器出力を監視する波形監視器とを備えて
いる。
振装置は、レーザ共振器より射出された出力ビームを分
光するためのビームスプリッタと、ビームスプリッタに
より分光された出力ビームのパワー値を検出するパワー
値検出器と、パワー値検出器の出力を増幅する増幅器
と、増幅器出力の直流成分をカットするコンデンサと、
コンデンサ出力が所定のレベルを超える期間を検出する
検出手段と、コンデンサ出力を入力し検出手段の検出期
間中はこの検出期間の直前のコンデンサ出力を保持して
出力し検出期間以外の期間は入力するコンデンサ出力を
出力するコンデンサ出力保持手段と、コンデンサ出力保
持手段の出力の反転信号とコンデンサ出力とを加算する
加算器と、加算器出力を監視する波形監視器とを備えて
いる。
【０００７】この構成によれば、増幅器より発生する直
流成分のオフセット電圧をコンデンサでカットし、ま
た、コンデンサの電荷の充放電によりコンデンサの基準
電圧がシフトする現象が発生するが、この基準電圧のシ
フト分を、検出手段，コンデンサ出力保持手段および加
算器を用いて補償することにより、増幅器として複雑な
回路構成で大型かつ高価な増幅器を用いることなく、非
常に微弱なパワー値検出器の出力波形を正確に再現する
ことができる。
流成分のオフセット電圧をコンデンサでカットし、ま
た、コンデンサの電荷の充放電によりコンデンサの基準
電圧がシフトする現象が発生するが、この基準電圧のシ
フト分を、検出手段，コンデンサ出力保持手段および加
算器を用いて補償することにより、増幅器として複雑な
回路構成で大型かつ高価な増幅器を用いることなく、非
常に微弱なパワー値検出器の出力波形を正確に再現する
ことができる。
【０００８】請求項２記載のレーザ発振装置は、レーザ
共振器より射出された出力ビームを分光するためのビー
ムスプリッタと、ビームスプリッタにより分光された出
力ビームのパワー値を検出するパワー値検出器と、パワ
ー値検出器の出力を増幅する増幅器と、増幅器出力の直
流成分をカットするコンデンサと、コンデンサに蓄積さ
れる電荷を出力ビームのオン・オフに同期して強制的に
放電させるスイッチと、コンデンサ出力を監視する波形
監視器とを備えている。
共振器より射出された出力ビームを分光するためのビー
ムスプリッタと、ビームスプリッタにより分光された出
力ビームのパワー値を検出するパワー値検出器と、パワ
ー値検出器の出力を増幅する増幅器と、増幅器出力の直
流成分をカットするコンデンサと、コンデンサに蓄積さ
れる電荷を出力ビームのオン・オフに同期して強制的に
放電させるスイッチと、コンデンサ出力を監視する波形
監視器とを備えている。
【０００９】この構成によれば、増幅器より発生する直
流成分のオフセット電圧をコンデンサでカットし、ま
た、コンデンサに蓄積される電荷を出力ビームのオン・
オフに同期して強制的に放電させるスイッチを設けたこ
とにより、コンデンサの電荷の充放電によりコンデンサ
の基準電圧がシフトする現象を防止することができるた
め、増幅器として複雑な回路構成で大型かつ高価な増幅
器を用いることなく、非常に微弱なパワー値検出器の出
力波形を正確に再現することができる。
流成分のオフセット電圧をコンデンサでカットし、ま
た、コンデンサに蓄積される電荷を出力ビームのオン・
オフに同期して強制的に放電させるスイッチを設けたこ
とにより、コンデンサの電荷の充放電によりコンデンサ
の基準電圧がシフトする現象を防止することができるた
め、増幅器として複雑な回路構成で大型かつ高価な増幅
器を用いることなく、非常に微弱なパワー値検出器の出
力波形を正確に再現することができる。
【００１０】請求項３記載のレーザ発振装置は、請求項
１または２記載のレーザ発振装置において、波形監視器
で出力ビームのパワー値を計測し、この計測したパワー
値が一定値以下に低下したときに警報を出力したり、装
置の運転を強制的に停止する等のインターロック機能を
持たせたことを特徴とする。これにより、出力ビームの
パワー値が一定値以下に低下したときに生じる、加工結
果に及ぼす悪い影響や不良品の混入などの検知や防止を
行うことができる。
１または２記載のレーザ発振装置において、波形監視器
で出力ビームのパワー値を計測し、この計測したパワー
値が一定値以下に低下したときに警報を出力したり、装
置の運転を強制的に停止する等のインターロック機能を
持たせたことを特徴とする。これにより、出力ビームの
パワー値が一定値以下に低下したときに生じる、加工結
果に及ぼす悪い影響や不良品の混入などの検知や防止を
行うことができる。
【００１１】請求項４記載のレーザ発振装置は、請求項
１，２または３記載のレーザ発振装置において、レーザ
媒体であるガスを放電により励起してレーザ光を発生さ
せることを特徴とする。このように、ガスレーザ発振装
置に適用することが好ましい。
１，２または３記載のレーザ発振装置において、レーザ
媒体であるガスを放電により励起してレーザ光を発生さ
せることを特徴とする。このように、ガスレーザ発振装
置に適用することが好ましい。
【００１２】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態について図面
を参照しながら説明する。なお、以下の第１および第２
の実施の形態では、レーザ発振装置としてレーザ媒体ガ
ス（例えばＣＯ2 ガス）を用いたガスレーザ発振装置を
例に説明する。 〔第１の実施の形態〕図１は本発明の第１の実施の形態
のレーザ発振装置の概略構成図である。図１において、
１はレーザ共振器、３はビームスプリッタ、４はパワー
値検出器、５は増幅器、６はコンデンサ、７は比較器、
８は比較器７の基準値ＶR を発生する基準値発生回路、
９は記憶器、１０は加算器、１１は波形監視器、１３は
制御部である。
を参照しながら説明する。なお、以下の第１および第２
の実施の形態では、レーザ発振装置としてレーザ媒体ガ
ス（例えばＣＯ2 ガス）を用いたガスレーザ発振装置を
例に説明する。 〔第１の実施の形態〕図１は本発明の第１の実施の形態
のレーザ発振装置の概略構成図である。図１において、
１はレーザ共振器、３はビームスプリッタ、４はパワー
値検出器、５は増幅器、６はコンデンサ、７は比較器、
８は比較器７の基準値ＶR を発生する基準値発生回路、
９は記憶器、１０は加算器、１１は波形監視器、１３は
制御部である。
【００１３】本実施の形態のレーザ発振装置は、レーザ
共振器１と、レーザ共振器１より射出された出力ビーム
２を分光するためのビームスプリッタ３と、ビームスプ
リッタ３により分光された出力ビーム２ｂのパワー値を
検出するパワー値検出器４と、パワー値検出器４の出力
を増幅する増幅器５と、増幅器５の出力の直流成分をカ
ットするコンデンサ６と、基準値ＶR を発生する基準値
発生回路８と、コンデンサ６の出力電圧ＶC と基準値Ｖ
R とを比較する比較器７と、比較器７の比較結果とコン
デンサ６の出力電圧ＶC とを入力し、比較器７の比較結
果がＶC ＞ＶRとなる期間にはその期間の直前のコンデ
ンサ６の出力電圧ＶC を保持して出力し、比較器７の比
較結果がＶC ≦ＶR となる期間には入力するコンデンサ
６の出力電圧ＶC をそのまま出力する記憶器９と、記憶
器９の出力電圧ＶM の反転信号とコンデンサ６の出力電
圧ＶC とを加算する加算器１０と、加算器１０の出力を
監視する波形監視器１１と、レーザ共振器１からの出力
ビーム２のオン・オフ制御およびレーザ共振器１の運転
の開始・停止等の制御を行う制御部１３とを備えてい
る。なお、比較器７および基準値発生回路８が、コンデ
ンサ６の出力電圧ＶCが所定のレベル（基準値ＶR ）を
超える期間を検出する検出手段であり、記憶器９がコン
デンサ出力保持手段である。
共振器１と、レーザ共振器１より射出された出力ビーム
２を分光するためのビームスプリッタ３と、ビームスプ
リッタ３により分光された出力ビーム２ｂのパワー値を
検出するパワー値検出器４と、パワー値検出器４の出力
を増幅する増幅器５と、増幅器５の出力の直流成分をカ
ットするコンデンサ６と、基準値ＶR を発生する基準値
発生回路８と、コンデンサ６の出力電圧ＶC と基準値Ｖ
R とを比較する比較器７と、比較器７の比較結果とコン
デンサ６の出力電圧ＶC とを入力し、比較器７の比較結
果がＶC ＞ＶRとなる期間にはその期間の直前のコンデ
ンサ６の出力電圧ＶC を保持して出力し、比較器７の比
較結果がＶC ≦ＶR となる期間には入力するコンデンサ
６の出力電圧ＶC をそのまま出力する記憶器９と、記憶
器９の出力電圧ＶM の反転信号とコンデンサ６の出力電
圧ＶC とを加算する加算器１０と、加算器１０の出力を
監視する波形監視器１１と、レーザ共振器１からの出力
ビーム２のオン・オフ制御およびレーザ共振器１の運転
の開始・停止等の制御を行う制御部１３とを備えてい
る。なお、比較器７および基準値発生回路８が、コンデ
ンサ６の出力電圧ＶCが所定のレベル（基準値ＶR ）を
超える期間を検出する検出手段であり、記憶器９がコン
デンサ出力保持手段である。
【００１４】図２に記憶器９の構成を示しておく。この
記憶器９は、比較器７の出力（比較結果）によりオン・
オフ制御されるスイッチ９１と、電圧を保持するコンデ
ンサ９２とで構成している。比較器７の比較結果がＶC
＞ＶR のときにはスイッチ９１をオフとし、比較器７の
比較結果がＶC ≦ＶR のときにはスイッチ９１をオンす
る。
記憶器９は、比較器７の出力（比較結果）によりオン・
オフ制御されるスイッチ９１と、電圧を保持するコンデ
ンサ９２とで構成している。比較器７の比較結果がＶC
＞ＶR のときにはスイッチ９１をオフとし、比較器７の
比較結果がＶC ≦ＶR のときにはスイッチ９１をオンす
る。
【００１５】このように構成されるレーザ発振装置につ
いて、その動作をさらに図３に示すタイミング図を参照
しながら説明する。図１に示すように、レーザ共振器１
からの出力ビーム２はビームスプリッタ３に当たり、出
力ビーム２の大部分はビームスプリッタ３を透過して、
加工用レーザ光２ａとして出力される。そして、一部分
はビームスプリッタ３の表面で反射され、レーザ光２ｂ
としてパワー値検出器４に入力される。このパワー値検
出器４の出力は非常に微弱な信号のため、増幅器５で１
万倍から１０万倍に増幅され、コンデンサ６に出力され
る。そして、増幅器５より発生する直流成分のオフセッ
ト電圧はコンデンサ６でカットされ、パルス波形の交流
成分のみ通過する。
いて、その動作をさらに図３に示すタイミング図を参照
しながら説明する。図１に示すように、レーザ共振器１
からの出力ビーム２はビームスプリッタ３に当たり、出
力ビーム２の大部分はビームスプリッタ３を透過して、
加工用レーザ光２ａとして出力される。そして、一部分
はビームスプリッタ３の表面で反射され、レーザ光２ｂ
としてパワー値検出器４に入力される。このパワー値検
出器４の出力は非常に微弱な信号のため、増幅器５で１
万倍から１０万倍に増幅され、コンデンサ６に出力され
る。そして、増幅器５より発生する直流成分のオフセッ
ト電圧はコンデンサ６でカットされ、パルス波形の交流
成分のみ通過する。
【００１６】しかし、出力ビーム２のオン・オフの比率
（デューティ）の変化によりコンデンサ６の出力電圧Ｖ
C は、図３の（Ａ）のように、コンデンサ６の電荷の充
放電により、本来０Ｖであるべき基準電圧Ｖ0 がシフト
する現象が発生する。そこで、基準電圧Ｖ0 のシフトを
改善するため、比較器７によってコンデンサ６の出力電
圧ＶC と基準値発生回路８の基準値ＶR とを比較する。
ここで、基準値発生回路８の基準値ＶR は、０＜ＶR ＜
（ＶP ／１０）の範囲で設定しておく。ＶP はコンデン
サ６の出力電圧ＶC のピーク値と基準電圧Ｖ0 間の電圧
である。
（デューティ）の変化によりコンデンサ６の出力電圧Ｖ
C は、図３の（Ａ）のように、コンデンサ６の電荷の充
放電により、本来０Ｖであるべき基準電圧Ｖ0 がシフト
する現象が発生する。そこで、基準電圧Ｖ0 のシフトを
改善するため、比較器７によってコンデンサ６の出力電
圧ＶC と基準値発生回路８の基準値ＶR とを比較する。
ここで、基準値発生回路８の基準値ＶR は、０＜ＶR ＜
（ＶP ／１０）の範囲で設定しておく。ＶP はコンデン
サ６の出力電圧ＶC のピーク値と基準電圧Ｖ0 間の電圧
である。
【００１７】比較器７の出力は図３の（Ｂ）に示すよう
に、ＶC ＞ＶR のときにＬレベル（ローレベル）とな
り、ＶC ≦ＶR のときにＨレベル（ハイレベル）とな
る。この比較器７の出力がＨレベルからＬレベルに切り
替わるときに、この切り替わる直前のコンデンサ６の出
力電圧ＶC を記憶器９が記憶し、それを比較器７の出力
がＬレベルの期間保持し出力する。比較器７の出力がＨ
レベルのときには記憶器９はコンデンサ６の出力電圧Ｖ
C を記憶しないでそのまま出力する。したがって、記憶
器９の出力電圧ＶM は、図３の（Ｃ）のようになる。
に、ＶC ＞ＶR のときにＬレベル（ローレベル）とな
り、ＶC ≦ＶR のときにＨレベル（ハイレベル）とな
る。この比較器７の出力がＨレベルからＬレベルに切り
替わるときに、この切り替わる直前のコンデンサ６の出
力電圧ＶC を記憶器９が記憶し、それを比較器７の出力
がＬレベルの期間保持し出力する。比較器７の出力がＨ
レベルのときには記憶器９はコンデンサ６の出力電圧Ｖ
C を記憶しないでそのまま出力する。したがって、記憶
器９の出力電圧ＶM は、図３の（Ｃ）のようになる。
【００１８】そして、加算器１０では、コンデンサ６の
出力電圧ＶC と記憶器９の出力電圧ＶM の極性を反転し
た信号とを加算する。その加算出力は図３の（Ｄ）のよ
うに、パワー値検出器４の非常に微弱な出力信号波形を
正確に再現することができ、これを波形監視器１１でモ
ニターすることができる。以上のように本実施の形態に
よれば、パワー値検出器４の出力を増幅する増幅器５よ
り発生する直流成分のオフセット電圧をコンデンサ６で
カットし、また、コンデンサ６の電荷の充放電によりコ
ンデンサ６の基準電圧Ｖ0 がシフトする現象が発生する
が、この基準電圧Ｖ0 のシフト分を、比較器７，基準値
発生回路８，記憶器９および加算器１０を用いて補償す
ることにより、増幅器５として複雑な回路構成で大型か
つ高価な増幅器を用いることなく、非常に微弱なパワー
値検出器４の出力波形を正確に再現することができる。
出力電圧ＶC と記憶器９の出力電圧ＶM の極性を反転し
た信号とを加算する。その加算出力は図３の（Ｄ）のよ
うに、パワー値検出器４の非常に微弱な出力信号波形を
正確に再現することができ、これを波形監視器１１でモ
ニターすることができる。以上のように本実施の形態に
よれば、パワー値検出器４の出力を増幅する増幅器５よ
り発生する直流成分のオフセット電圧をコンデンサ６で
カットし、また、コンデンサ６の電荷の充放電によりコ
ンデンサ６の基準電圧Ｖ0 がシフトする現象が発生する
が、この基準電圧Ｖ0 のシフト分を、比較器７，基準値
発生回路８，記憶器９および加算器１０を用いて補償す
ることにより、増幅器５として複雑な回路構成で大型か
つ高価な増幅器を用いることなく、非常に微弱なパワー
値検出器４の出力波形を正確に再現することができる。
【００１９】また、レーザ光のパルスパワー値が一定値
以下に低下すると加工結果に悪い影響がでたり、加工製
品に不良品が混入することがあるため、パルスパワー値
の監視およびモニターは非常に重要である。そこで、波
形監視器１１で出力ビームのパワー値を計測し、この計
測したパワー値が一定値以下に低下したときに警報を出
力したり、装置の運転を強制的に停止する等のインター
ロック機能を持たせることにより、出力ビームのパワー
値が一定値以下に低下したときに生じる、加工結果に及
ぼす悪い影響や不良品の混入などの検知や防止を行うこ
とができる。
以下に低下すると加工結果に悪い影響がでたり、加工製
品に不良品が混入することがあるため、パルスパワー値
の監視およびモニターは非常に重要である。そこで、波
形監視器１１で出力ビームのパワー値を計測し、この計
測したパワー値が一定値以下に低下したときに警報を出
力したり、装置の運転を強制的に停止する等のインター
ロック機能を持たせることにより、出力ビームのパワー
値が一定値以下に低下したときに生じる、加工結果に及
ぼす悪い影響や不良品の混入などの検知や防止を行うこ
とができる。
【００２０】〔第２の実施の形態〕図４は本発明の第２
の実施の形態のレーザ発振装置の概略構成図である。図
４において、１２は制御部１３によって開閉制御される
スイッチであり、その他の図１と対応する部分には同一
符号を付している。本実施の形態のレーザ発振装置は、
レーザ共振器１と、レーザ共振器１より射出された出力
ビーム２を分光するためのビームスプリッタ３と、ビー
ムスプリッタ３により分光された出力ビーム２ｂのパワ
ー値を検出するパワー値検出器４と、パワー値検出器４
の出力を増幅する増幅器５と、増幅器５の出力の直流成
分をカットするコンデンサ６と、コンデンサ６に蓄積さ
れる電荷を出力ビーム２のオン・オフに同期して強制的
に放電させるスイッチ１２と、コンデンサ６の出力電圧
ＶC を監視する波形監視器１１と、レーザ共振器１から
の出力ビーム２のオン・オフ制御およびレーザ共振器１
の運転の開始・停止等の制御を行う制御部１３とを備え
ている。
の実施の形態のレーザ発振装置の概略構成図である。図
４において、１２は制御部１３によって開閉制御される
スイッチであり、その他の図１と対応する部分には同一
符号を付している。本実施の形態のレーザ発振装置は、
レーザ共振器１と、レーザ共振器１より射出された出力
ビーム２を分光するためのビームスプリッタ３と、ビー
ムスプリッタ３により分光された出力ビーム２ｂのパワ
ー値を検出するパワー値検出器４と、パワー値検出器４
の出力を増幅する増幅器５と、増幅器５の出力の直流成
分をカットするコンデンサ６と、コンデンサ６に蓄積さ
れる電荷を出力ビーム２のオン・オフに同期して強制的
に放電させるスイッチ１２と、コンデンサ６の出力電圧
ＶC を監視する波形監視器１１と、レーザ共振器１から
の出力ビーム２のオン・オフ制御およびレーザ共振器１
の運転の開始・停止等の制御を行う制御部１３とを備え
ている。
【００２１】このように構成されるレーザ発振装置につ
いて、その動作をさらに図５に示すタイミング図を参照
しながら説明する。第１の実施の形態同様、レーザ共振
器１からの出力ビーム２はビームスプリッタ３に当た
り、その一部分がレーザ光２ｂとしてパワー値検出器４
に入力され、パワー値検出器４の出力が増幅器５で増幅
されてコンデンサ６に出力され、増幅器５より発生する
直流成分のオフセット電圧はコンデンサ６でカットさ
れ、パルス波形の交流成分のみ通過する。ここで、も
し、スイッチ１２が無い場合あるいはスイッチ１２が開
状態（オフ）のままであれば、コンデンサ６の出力電圧
ＶCは、図５の（Ａ）のように、コンデンサ６の電荷の
充放電により、本来０Ｖであるべき基準電圧Ｖ0 がシフ
トする現象が発生する。ここでは、制御部１３より出力
ビーム２のオン・オフに同期してスイッチ１２を開閉す
る制御信号Ｓ（図５の（Ｂ））を出力する。なお、出力
ビーム２のオンはビーム射出状態、出力ビーム２のオフ
はビーム停止状態であり、制御信号Ｓは出力ビーム２の
オンの直前に出力される制御信号である。
いて、その動作をさらに図５に示すタイミング図を参照
しながら説明する。第１の実施の形態同様、レーザ共振
器１からの出力ビーム２はビームスプリッタ３に当た
り、その一部分がレーザ光２ｂとしてパワー値検出器４
に入力され、パワー値検出器４の出力が増幅器５で増幅
されてコンデンサ６に出力され、増幅器５より発生する
直流成分のオフセット電圧はコンデンサ６でカットさ
れ、パルス波形の交流成分のみ通過する。ここで、も
し、スイッチ１２が無い場合あるいはスイッチ１２が開
状態（オフ）のままであれば、コンデンサ６の出力電圧
ＶCは、図５の（Ａ）のように、コンデンサ６の電荷の
充放電により、本来０Ｖであるべき基準電圧Ｖ0 がシフ
トする現象が発生する。ここでは、制御部１３より出力
ビーム２のオン・オフに同期してスイッチ１２を開閉す
る制御信号Ｓ（図５の（Ｂ））を出力する。なお、出力
ビーム２のオンはビーム射出状態、出力ビーム２のオフ
はビーム停止状態であり、制御信号Ｓは出力ビーム２の
オンの直前に出力される制御信号である。
【００２２】制御信号Ｓによりスイッチ１２を閉じてコ
ンデンサ６に蓄積している電荷を強制的に放電すること
により、コンデンサ６の出力電圧ＶC は、図５の（Ｃ）
に示されるように、図３の（Ｄ）と同じ結果となり、パ
ワー値検出器４の非常に微弱な出力信号波形を正確に再
現することができ、これを波形監視器１１でモニターす
ることができる。
ンデンサ６に蓄積している電荷を強制的に放電すること
により、コンデンサ６の出力電圧ＶC は、図５の（Ｃ）
に示されるように、図３の（Ｄ）と同じ結果となり、パ
ワー値検出器４の非常に微弱な出力信号波形を正確に再
現することができ、これを波形監視器１１でモニターす
ることができる。
【００２３】以上のように本実施の形態によれば、パワ
ー値検出器４の出力を増幅する増幅器５より発生する直
流成分のオフセット電圧をコンデンサ６でカットし、ま
た、コンデンサ６に蓄積される電荷を出力ビーム２のオ
ン・オフに同期して強制的に放電させるスイッチ１２を
設けたことにより、コンデンサ６の電荷の充放電により
コンデンサ６の基準電圧Ｖ0 がシフトする現象を防止す
ることができるため、増幅器５として複雑な回路構成で
大型かつ高価な増幅器を用いることなく、非常に微弱な
パワー値検出器４の出力波形を正確に再現することがで
きる。
ー値検出器４の出力を増幅する増幅器５より発生する直
流成分のオフセット電圧をコンデンサ６でカットし、ま
た、コンデンサ６に蓄積される電荷を出力ビーム２のオ
ン・オフに同期して強制的に放電させるスイッチ１２を
設けたことにより、コンデンサ６の電荷の充放電により
コンデンサ６の基準電圧Ｖ0 がシフトする現象を防止す
ることができるため、増幅器５として複雑な回路構成で
大型かつ高価な増幅器を用いることなく、非常に微弱な
パワー値検出器４の出力波形を正確に再現することがで
きる。
【００２４】さらに、第１の実施の形態同様、波形監視
器１１で出力ビームのパワー値を計測し、この計測した
パワー値が一定値以下に低下したときに警報を出力した
り、装置の運転を強制的に停止する等のインターロック
機能を持たせることにより、出力ビームのパワー値が一
定値以下に低下したときに生じる、加工結果に及ぼす悪
い影響や不良品の混入などの検知や防止を行うことがで
きる。
器１１で出力ビームのパワー値を計測し、この計測した
パワー値が一定値以下に低下したときに警報を出力した
り、装置の運転を強制的に停止する等のインターロック
機能を持たせることにより、出力ビームのパワー値が一
定値以下に低下したときに生じる、加工結果に及ぼす悪
い影響や不良品の混入などの検知や防止を行うことがで
きる。
【００２５】以上のように第１および第２の実施の形態
では、簡単な構成の増幅器５を用いた装置で、安定した
出力ビームをモニターまたは監視することにより、高品
質なレーザ出力を得ることができる。なお、上記の実施
の形態では、レーザ媒体ガス（例えばＣＯ2 ガス）を用
いたガスレーザ発振装置として説明したが、ＹＡＧレー
ザ発振装置であっても同様の効果を有するものである。
では、簡単な構成の増幅器５を用いた装置で、安定した
出力ビームをモニターまたは監視することにより、高品
質なレーザ出力を得ることができる。なお、上記の実施
の形態では、レーザ媒体ガス（例えばＣＯ2 ガス）を用
いたガスレーザ発振装置として説明したが、ＹＡＧレー
ザ発振装置であっても同様の効果を有するものである。
【００２６】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、パワー値
検出器の出力を増幅する増幅器より発生する直流成分の
オフセット電圧をコンデンサでカットし、また、コンデ
ンサの電荷の充放電によりコンデンサの基準電圧がシフ
トする現象が発生するが、この基準電圧のシフト分を、
検出手段，コンデンサ出力保持手段および加算器を用い
て補償することにより、増幅器として複雑な回路構成で
大型かつ高価な増幅器を用いることなく、非常に微弱な
パワー値検出器の出力波形を正確に再現することができ
る。
検出器の出力を増幅する増幅器より発生する直流成分の
オフセット電圧をコンデンサでカットし、また、コンデ
ンサの電荷の充放電によりコンデンサの基準電圧がシフ
トする現象が発生するが、この基準電圧のシフト分を、
検出手段，コンデンサ出力保持手段および加算器を用い
て補償することにより、増幅器として複雑な回路構成で
大型かつ高価な増幅器を用いることなく、非常に微弱な
パワー値検出器の出力波形を正確に再現することができ
る。
【００２７】また、本発明によれば、パワー値検出器の
出力を増幅する増幅器より発生する直流成分のオフセッ
ト電圧をコンデンサでカットし、また、コンデンサに蓄
積される電荷を出力ビームのオン・オフに同期して強制
的に放電させるスイッチを設けたことにより、コンデン
サの電荷の充放電によりコンデンサの基準電圧がシフト
する現象を防止することができるため、増幅器として複
雑な回路構成で大型かつ高価な増幅器を用いることな
く、非常に微弱なパワー値検出器の出力波形を正確に再
現することができる。
出力を増幅する増幅器より発生する直流成分のオフセッ
ト電圧をコンデンサでカットし、また、コンデンサに蓄
積される電荷を出力ビームのオン・オフに同期して強制
的に放電させるスイッチを設けたことにより、コンデン
サの電荷の充放電によりコンデンサの基準電圧がシフト
する現象を防止することができるため、増幅器として複
雑な回路構成で大型かつ高価な増幅器を用いることな
く、非常に微弱なパワー値検出器の出力波形を正確に再
現することができる。
【００２８】さらに、波形監視器で出力ビームのパワー
値を計測し、この計測したパワー値が一定値以下に低下
したときに警報を出力したり、装置の運転を強制的に停
止する等のインターロック機能を持たせたことにより、
出力ビームのパワー値が一定値以下に低下したときに生
じる、加工結果に及ぼす悪い影響や不良品の混入などの
検知や防止を行うことができる。
値を計測し、この計測したパワー値が一定値以下に低下
したときに警報を出力したり、装置の運転を強制的に停
止する等のインターロック機能を持たせたことにより、
出力ビームのパワー値が一定値以下に低下したときに生
じる、加工結果に及ぼす悪い影響や不良品の混入などの
検知や防止を行うことができる。
【図１】本発明の第１の実施の形態のレーザ発振装置の
概略構成図。
概略構成図。
【図２】本発明の第１の実施の形態における記憶器の構
成を示す回路図。
成を示す回路図。
【図３】本発明の第１の実施の形態における動作を説明
するためのタイミング図。
するためのタイミング図。
【図４】本発明の第２の実施の形態のレーザ発振装置の
概略構成図。
概略構成図。
【図５】本発明の第２の実施の形態における動作を説明
するためのタイミング図。
するためのタイミング図。
【図６】従来のレーザ発振装置の概略構成図。
１ レーザ共振器 ２ 出力ビーム ３ ビームスプリッタ ４ パワー値検出器 ５ 増幅器 ６ コンデンサ ７ 比較器 ８ 基準値発生回路 ９ 記憶器 １０ 加算器 １１ 波形監視器 １２ スイッチ １３ 制御部
Claims (4)
- 【請求項１】 レーザ共振器より射出された出力ビーム
を分光するためのビームスプリッタと、前記ビームスプ
リッタにより分光された出力ビームのパワー値を検出す
るパワー値検出器と、前記パワー値検出器の出力を増幅
する増幅器と、前記増幅器出力の直流成分をカットする
コンデンサと、前記コンデンサ出力が所定のレベルを超
える期間を検出する検出手段と、前記コンデンサ出力を
入力し前記検出手段の検出期間中はこの検出期間の直前
の前記コンデンサ出力を保持して出力し前記検出期間以
外の期間は入力する前記コンデンサ出力を出力するコン
デンサ出力保持手段と、前記コンデンサ出力保持手段の
出力の反転信号と前記コンデンサ出力とを加算する加算
器と、前記加算器出力を監視する波形監視器とを備えた
レーザ発振装置。 - 【請求項２】 レーザ共振器より射出された出力ビーム
を分光するためのビームスプリッタと、前記ビームスプ
リッタにより分光された出力ビームのパワー値を検出す
るパワー値検出器と、前記パワー値検出器の出力を増幅
する増幅器と、前記増幅器出力の直流成分をカットする
コンデンサと、前記コンデンサに蓄積される電荷を前記
出力ビームのオン・オフに同期して強制的に放電させる
スイッチと、前記コンデンサ出力を監視する波形監視器
とを備えたレーザ発振装置。 - 【請求項３】 波形監視器で出力ビームのパワー値を計
測し、この計測したパワー値が一定値以下に低下したと
きに警報を出力したり、装置の運転を強制的に停止する
等のインターロック機能を持たせたことを特徴とする請
求項１または２記載のレーザ発振装置。 - 【請求項４】 レーザ媒体であるガスを放電により励起
してレーザ光を発生させることを特徴とする請求項１，
２または３記載のレーザ発振装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1237398A JP3594784B2 (ja) | 1998-01-26 | 1998-01-26 | レーザ発振装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1237398A JP3594784B2 (ja) | 1998-01-26 | 1998-01-26 | レーザ発振装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11214769A true JPH11214769A (ja) | 1999-08-06 |
| JP3594784B2 JP3594784B2 (ja) | 2004-12-02 |
Family
ID=11803476
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1237398A Expired - Fee Related JP3594784B2 (ja) | 1998-01-26 | 1998-01-26 | レーザ発振装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3594784B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20030084408A (ko) * | 2002-04-26 | 2003-11-01 | 주식회사 이오테크닉스 | 레이저 마킹시스템의 파워보상방법 및 레이저 마킹시스템 |
-
1998
- 1998-01-26 JP JP1237398A patent/JP3594784B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20030084408A (ko) * | 2002-04-26 | 2003-11-01 | 주식회사 이오테크닉스 | 레이저 마킹시스템의 파워보상방법 및 레이저 마킹시스템 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3594784B2 (ja) | 2004-12-02 |
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