JPH1187817A - レーザダイオード用電源制御装置 - Google Patents
レーザダイオード用電源制御装置Info
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- JPH1187817A JPH1187817A JP9243836A JP24383697A JPH1187817A JP H1187817 A JPH1187817 A JP H1187817A JP 9243836 A JP9243836 A JP 9243836A JP 24383697 A JP24383697 A JP 24383697A JP H1187817 A JPH1187817 A JP H1187817A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 レーザダイオードに供給する電流の応答を速
くすること。 【解決手段】 レーザダイオードLD1 〜LDn からレ
ーザ光8を出力する以前に、第1のスイッチング素子2
3をオフ、第2のスイッチング素子25をオンとし、電
流制御用スイッチング素子2及びリアクトル4を通電す
る循環回路を形成し、リアクトル4に対して所定の定電
流を指令値ITHとしておき、レーザ出力指令信号POが
発生したとき、第1のスイッチング素子23をオン、第
2のスイッチング素子25をオフとし、電流制御用スイ
ッチング素子2及びリアクトル4、レーザダイオードL
D1 〜LDn を通電する回路を形成する。このとき、リ
アクトル4のインダクタンスの影響が無視でき、立上が
り及び立下がりの急峻な定電流パルスを供給することが
できる。
くすること。 【解決手段】 レーザダイオードLD1 〜LDn からレ
ーザ光8を出力する以前に、第1のスイッチング素子2
3をオフ、第2のスイッチング素子25をオンとし、電
流制御用スイッチング素子2及びリアクトル4を通電す
る循環回路を形成し、リアクトル4に対して所定の定電
流を指令値ITHとしておき、レーザ出力指令信号POが
発生したとき、第1のスイッチング素子23をオン、第
2のスイッチング素子25をオフとし、電流制御用スイ
ッチング素子2及びリアクトル4、レーザダイオードL
D1 〜LDn を通電する回路を形成する。このとき、リ
アクトル4のインダクタンスの影響が無視でき、立上が
り及び立下がりの急峻な定電流パルスを供給することが
できる。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、半導体レーザに
おけるPN接合に電流を流すことによりレーザ発振を行
うレーザダイオードに電流を供給制御するレーザダイオ
ード用電源制御装置に関するものである。
おけるPN接合に電流を流すことによりレーザ発振を行
うレーザダイオードに電流を供給制御するレーザダイオ
ード用電源制御装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】図10は従来のレーザダイオード用電源
制御装置の全体回路構成を示す回路図である。図10に
おいて、電源1は直流電源等の定電流源からなる。電流
制御用スイッチング素子2は電源1に接続され、外部の
信号、即ち、出力駆動信号PLでスイッチング動作を行
う。電源1には電流制御用スイッチング素子2及び逆方
向接続したダイオード3の直列回路が接続されている。
また、電流制御用スイッチング素子2とダイオード3の
直列接続点aには、リアクトル4を接続し、このリアク
トル4の他端は複数個直列接続したレーザダイオードL
D1 〜LDn のアノード側に接続されている。ここで、
リアクトル4とレーザダイオードLD1 〜LDnのアノ
ード側との接続点を接続点bとする。また、レーザダイ
オードLD1 〜LDn のカソード側は、電源1とダイオ
ード3との接続点に接続されている。レーザダイオード
LD1 〜LDn のカソード側と電源1とダイオード3と
の接続点を接続点cとする。レーザダイオードLD1 〜
LDn に対する電力の供給は、電流制御用スイッチング
素子2のスイッチング制御によってリアクトル4を介し
て行われる。
制御装置の全体回路構成を示す回路図である。図10に
おいて、電源1は直流電源等の定電流源からなる。電流
制御用スイッチング素子2は電源1に接続され、外部の
信号、即ち、出力駆動信号PLでスイッチング動作を行
う。電源1には電流制御用スイッチング素子2及び逆方
向接続したダイオード3の直列回路が接続されている。
また、電流制御用スイッチング素子2とダイオード3の
直列接続点aには、リアクトル4を接続し、このリアク
トル4の他端は複数個直列接続したレーザダイオードL
D1 〜LDn のアノード側に接続されている。ここで、
リアクトル4とレーザダイオードLD1 〜LDnのアノ
ード側との接続点を接続点bとする。また、レーザダイ
オードLD1 〜LDn のカソード側は、電源1とダイオ
ード3との接続点に接続されている。レーザダイオード
LD1 〜LDn のカソード側と電源1とダイオード3と
の接続点を接続点cとする。レーザダイオードLD1 〜
LDn に対する電力の供給は、電流制御用スイッチング
素子2のスイッチング制御によってリアクトル4を介し
て行われる。
【0003】このレーザダイオードLD1 〜LDn は、
それが出力するレーザ光8を固体レーザ媒質5(ロッ
ド)に当て、これを全反射鏡7及び半反射鏡6によって
励起させることによりレーザ発振を行わせ、半反射鏡6
側からレーザ光8を得る。レーザダイオードLD1 〜L
Dn に供給する電流は、リアクトル4に流れる電流を電
流検出器9によって検出し、その検出した電流検出器9
の出力は、誤差比較器10にフイードバックさせ、指令
器11の指令値ITHと比較することにより、指令値ITH
に等しい電流を供給すべく、電流制御用スイッチング素
子2をスイッチング制御している。この指令値ITHは、
出力駆動信号PLで動作されるアナログゲート12でオ
ン・オフされ、結果的に、レーザダイオードLD1 〜L
Dn に供給する電流をオン・オフ制御し、指令値ITHと
して設定された定電流を供給する。
それが出力するレーザ光8を固体レーザ媒質5(ロッ
ド)に当て、これを全反射鏡7及び半反射鏡6によって
励起させることによりレーザ発振を行わせ、半反射鏡6
側からレーザ光8を得る。レーザダイオードLD1 〜L
Dn に供給する電流は、リアクトル4に流れる電流を電
流検出器9によって検出し、その検出した電流検出器9
の出力は、誤差比較器10にフイードバックさせ、指令
器11の指令値ITHと比較することにより、指令値ITH
に等しい電流を供給すべく、電流制御用スイッチング素
子2をスイッチング制御している。この指令値ITHは、
出力駆動信号PLで動作されるアナログゲート12でオ
ン・オフされ、結果的に、レーザダイオードLD1 〜L
Dn に供給する電流をオン・オフ制御し、指令値ITHと
して設定された定電流を供給する。
【0004】図11は図10のレーザダイオード用電源
制御装置の動作を説明するための波形図とタイムチャー
トである。図11において、図11(a)はアナログゲ
ート12をオン・オフする出力駆動信号PLの波形で、
図11(b)はレーザダイオードLD1 〜LDn に供給
される電流のレーザダイオード入力電流(I)の波形、
図11(c)はレーザダイオードLD1 〜LDn に供給
されるレーザダイオード印加電圧(V)の波形である。
まず、タイミングT1 で出力駆動信号PLの信号がオン
になると、電流制御用スイッチング素子2がオンし、リ
アクトル4のインダクタンスの作用によって電流を所定
の時定数で増加させる。タイミングT2 でリアクトル4
の電流が指令値ITHに達すると一定の電流になるように
電流制御用スイッチング素子2がオン・オフ制御され
る。即ち、電流検出器9の検出出力は、誤差比較器10
に入力され、他方に入力されている指令器11の指令値
ITHと比較することにより、指令値ITHに等しい電流を
供給すべく電流制御用スイッチング素子2をスイッチン
グ制御する。タイミングT3 で出力駆動信号PLの信号
がオフになると、電流制御用スイッチング素子2がオフ
になり、リアクトル4の電流は所定の時定数で減少す
る。このリアクトル4にはインダクタンスと電流値によ
り決定されるエネルギーが蓄積されているので、電流を
オフするためにはタイミングT4 まで時間がかかる。ま
た、電流を増加させるタイミングT1 〜T2 の時間もリ
アクトル4のインダクタンスにエネルギーを蓄積するも
のであり、インダクタンスが大きいと時間がかかる。特
に、次に、タイミングT5 〜T6 におけるパルス幅の短
いパルスを出力しようとすると、タイミングT5 〜T7
の出力電流波形I11に示すように、矩形波にはならなく
なってしまう。
制御装置の動作を説明するための波形図とタイムチャー
トである。図11において、図11(a)はアナログゲ
ート12をオン・オフする出力駆動信号PLの波形で、
図11(b)はレーザダイオードLD1 〜LDn に供給
される電流のレーザダイオード入力電流(I)の波形、
図11(c)はレーザダイオードLD1 〜LDn に供給
されるレーザダイオード印加電圧(V)の波形である。
まず、タイミングT1 で出力駆動信号PLの信号がオン
になると、電流制御用スイッチング素子2がオンし、リ
アクトル4のインダクタンスの作用によって電流を所定
の時定数で増加させる。タイミングT2 でリアクトル4
の電流が指令値ITHに達すると一定の電流になるように
電流制御用スイッチング素子2がオン・オフ制御され
る。即ち、電流検出器9の検出出力は、誤差比較器10
に入力され、他方に入力されている指令器11の指令値
ITHと比較することにより、指令値ITHに等しい電流を
供給すべく電流制御用スイッチング素子2をスイッチン
グ制御する。タイミングT3 で出力駆動信号PLの信号
がオフになると、電流制御用スイッチング素子2がオフ
になり、リアクトル4の電流は所定の時定数で減少す
る。このリアクトル4にはインダクタンスと電流値によ
り決定されるエネルギーが蓄積されているので、電流を
オフするためにはタイミングT4 まで時間がかかる。ま
た、電流を増加させるタイミングT1 〜T2 の時間もリ
アクトル4のインダクタンスにエネルギーを蓄積するも
のであり、インダクタンスが大きいと時間がかかる。特
に、次に、タイミングT5 〜T6 におけるパルス幅の短
いパルスを出力しようとすると、タイミングT5 〜T7
の出力電流波形I11に示すように、矩形波にはならなく
なってしまう。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】従来のレーザダイオー
ド用電源制御装置は、このような回路で構成されている
ので、タイミングT5 〜T6 におけるパルス幅の短いパ
ルスを出力しようとしても、レーザダイオードLD1 〜
LDn に供給される電流のレーザダイオード入力電流
(I)の波形は、タイミングT5 〜T7 の出力電流波形
I11に示すように矩形波にはならなくなってしまい、出
力電流の応答速度が遅く、正確なパルス電流波形を出力
できない。
ド用電源制御装置は、このような回路で構成されている
ので、タイミングT5 〜T6 におけるパルス幅の短いパ
ルスを出力しようとしても、レーザダイオードLD1 〜
LDn に供給される電流のレーザダイオード入力電流
(I)の波形は、タイミングT5 〜T7 の出力電流波形
I11に示すように矩形波にはならなくなってしまい、出
力電流の応答速度が遅く、正確なパルス電流波形を出力
できない。
【0006】そこで、この発明は上記のような問題点を
解消するためになされたもので、レーザダイオードに供
給する電流の応答を速くしたレーザダイオード用電源制
御装置の提供を課題とする。
解消するためになされたもので、レーザダイオードに供
給する電流の応答を速くしたレーザダイオード用電源制
御装置の提供を課題とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】請求項1にかかるレーザ
ダイオード用電源制御装置は、1個または2個以上直列
に接続されたレーザダイオードと、前記レーザダイオー
ドに接続された定電流源と、前記レーザダイオードから
レーザ光を出力するレーザ出力指令信号を得ていないと
き、前記定電流源から出力される電流を循環する循環回
路を形成し、前記レーザ出力指令信号を得たとき、前記
定電流源から前記レーザダイオードに電力を供給する回
路を形成する電流切替回路とを具備する。
ダイオード用電源制御装置は、1個または2個以上直列
に接続されたレーザダイオードと、前記レーザダイオー
ドに接続された定電流源と、前記レーザダイオードから
レーザ光を出力するレーザ出力指令信号を得ていないと
き、前記定電流源から出力される電流を循環する循環回
路を形成し、前記レーザ出力指令信号を得たとき、前記
定電流源から前記レーザダイオードに電力を供給する回
路を形成する電流切替回路とを具備する。
【0008】請求項2にかかるレーザダイオード用電源
制御装置は、1個または2個以上直列に接続されたレー
ザダイオードと、前記レーザダイオードに直列接続され
たリアクトルと、前記レーザダイオード及びリアクトル
に直列接続され、前記レーザダイオードに定電流を供給
すべくスイッチング制御される電流制御用スイッチング
素子と、直列接続された前記電流制御用スイッチング素
子及び前記リアクトルを介して前記レーザダイオードに
電力を供給する電源と、前記レーザダイオードからレー
ザ光を出力するレーザ出力指令信号を得ていないとき、
前記電流制御用スイッチング素子及び前記リアクトルを
通電する循環回路を形成し、前記レーザ出力指令信号を
得たとき、前記電流制御用スイッチング素子及び前記リ
アクトル、前記レーザダイオードに電力を供給する回路
を形成する電流切替回路とを具備するものである。
制御装置は、1個または2個以上直列に接続されたレー
ザダイオードと、前記レーザダイオードに直列接続され
たリアクトルと、前記レーザダイオード及びリアクトル
に直列接続され、前記レーザダイオードに定電流を供給
すべくスイッチング制御される電流制御用スイッチング
素子と、直列接続された前記電流制御用スイッチング素
子及び前記リアクトルを介して前記レーザダイオードに
電力を供給する電源と、前記レーザダイオードからレー
ザ光を出力するレーザ出力指令信号を得ていないとき、
前記電流制御用スイッチング素子及び前記リアクトルを
通電する循環回路を形成し、前記レーザ出力指令信号を
得たとき、前記電流制御用スイッチング素子及び前記リ
アクトル、前記レーザダイオードに電力を供給する回路
を形成する電流切替回路とを具備するものである。
【0009】請求項3にかかるレーザダイオード用電源
制御装置は、前記レーザ光を出力するレーザ出力指令信
号を得ていないとき、予め電流制御用スイッチング素子
を動作させ、前記リアクトルの電流を指令値に等しくし
てから、前記レーザ出力指令信号をオン・オフし、か
つ、前記レーザ出力をオフにした後、電流制御用スイッ
チング素子の動作を停止するものである。
制御装置は、前記レーザ光を出力するレーザ出力指令信
号を得ていないとき、予め電流制御用スイッチング素子
を動作させ、前記リアクトルの電流を指令値に等しくし
てから、前記レーザ出力指令信号をオン・オフし、か
つ、前記レーザ出力をオフにした後、電流制御用スイッ
チング素子の動作を停止するものである。
【0010】請求項4にかかるレーザダイオード用電源
制御装置は、前記1個または2個以上直列に接続された
レーザダイオードの各レーザダイオードには、逆方向の
ダイオードと抵抗の何れか1種類以上を並列接続したも
のである。
制御装置は、前記1個または2個以上直列に接続された
レーザダイオードの各レーザダイオードには、逆方向の
ダイオードと抵抗の何れか1種類以上を並列接続したも
のである。
【0011】請求項5にかかるレーザダイオード用電源
制御装置は、前記1個または2個以上直列に接続された
レーザダイオードには、前記レーザダイオードの近傍
で、かつ、逆方向に接続されたダイオード及び前記ダイ
オードに対して並列接続され、抵抗及びコンデンサから
なる直列回路を並列接続したものである。
制御装置は、前記1個または2個以上直列に接続された
レーザダイオードには、前記レーザダイオードの近傍
で、かつ、逆方向に接続されたダイオード及び前記ダイ
オードに対して並列接続され、抵抗及びコンデンサから
なる直列回路を並列接続したものである。
【0012】請求項6にかかるレーザダイオード用電源
制御装置は、前記レーザダイオードに電力を供給する電
源の電圧は、前記レーザダイオードの順方向電圧降下を
加算した2倍程度としたものである。
制御装置は、前記レーザダイオードに電力を供給する電
源の電圧は、前記レーザダイオードの順方向電圧降下を
加算した2倍程度としたものである。
【0013】請求項7にかかるレーザダイオード用電源
制御装置は、前記レーザダイオードから出力するレーザ
光は、固体レーザ媒質を励起し、レーザ光を得るもので
ある。
制御装置は、前記レーザダイオードから出力するレーザ
光は、固体レーザ媒質を励起し、レーザ光を得るもので
ある。
【0014】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態につ
いて説明する。 実施の形態1.図1は本発明の実施の形態1のレーザダ
イオード用電源制御装置の全体回路を示す回路図で、図
2は本発明の実施の形態1のレーザダイオード用電源制
御装置のレーザダイオードを4個用いた事例のレーザダ
イオード側の回路を示す回路概念図である。
いて説明する。 実施の形態1.図1は本発明の実施の形態1のレーザダ
イオード用電源制御装置の全体回路を示す回路図で、図
2は本発明の実施の形態1のレーザダイオード用電源制
御装置のレーザダイオードを4個用いた事例のレーザダ
イオード側の回路を示す回路概念図である。
【0015】図1において、電源1は直流電源等の定電
流源である。MOSFET等からなる電流制御用スイッ
チング素子2は、電源1の正極側に接続され、外部から
の駆動信号STでスイッチング動作を行う。この電源1
には、従来例と同様、電流制御用スイッチング素子2及
びダイオード3を接続した直列回路が、電源1に対しダ
イオード3が逆方向に接続されており、ダイオード3は
後述するリアクトル4、レーザダイオードLD1 〜LD
n 等を含む回路等のフライホイール用として機能する。
電流制御用スイッチング素子2とダイオード3の接続点
dには、リアクトル4の一方の端子を接続し、このリア
クトル4の他方の端子をレーザダイオードLD1 〜LD
n のアノード側に接続している。このリアクトル4の他
方の端子とレーザダイオードLD1 〜LDn との接続点
を接続点eとする。また、レーザダイオードLD1 〜L
Dn のカソード側は、後述する第1スイッチング素子2
3を介して電源1とダイオード3との接続点f側に接続
されている。ここで、レーザダイオードLD1 〜LDn
のカソード側と第1スイッチング素子23との接続点を
接続点gとする。そして、レーザダイオードLD1 〜L
Dn のアノード及びカソードから、前述のリアクトル4
側の接続点e側と第1スイッチング素子23側の接続点
g側まで接続される実際のリード線31,32の接続端
子を出力端子DA,DKとする。
流源である。MOSFET等からなる電流制御用スイッ
チング素子2は、電源1の正極側に接続され、外部から
の駆動信号STでスイッチング動作を行う。この電源1
には、従来例と同様、電流制御用スイッチング素子2及
びダイオード3を接続した直列回路が、電源1に対しダ
イオード3が逆方向に接続されており、ダイオード3は
後述するリアクトル4、レーザダイオードLD1 〜LD
n 等を含む回路等のフライホイール用として機能する。
電流制御用スイッチング素子2とダイオード3の接続点
dには、リアクトル4の一方の端子を接続し、このリア
クトル4の他方の端子をレーザダイオードLD1 〜LD
n のアノード側に接続している。このリアクトル4の他
方の端子とレーザダイオードLD1 〜LDn との接続点
を接続点eとする。また、レーザダイオードLD1 〜L
Dn のカソード側は、後述する第1スイッチング素子2
3を介して電源1とダイオード3との接続点f側に接続
されている。ここで、レーザダイオードLD1 〜LDn
のカソード側と第1スイッチング素子23との接続点を
接続点gとする。そして、レーザダイオードLD1 〜L
Dn のアノード及びカソードから、前述のリアクトル4
側の接続点e側と第1スイッチング素子23側の接続点
g側まで接続される実際のリード線31,32の接続端
子を出力端子DA,DKとする。
【0016】レーザダイオードLD1 〜LDn に供給す
る電流は、リアクトル4の電流を電流検出器9によって
検出し、その検出した電流検出器9の出力は、誤差比較
器10に帰還させ、指令器11で設定した指令値ITHと
比較することにより、指令値ITHに等しい電流として供
給するべく、電流制御用スイッチング素子2をスイッチ
ング制御している。この指令値ITHは、駆動信号STで
動作されるアナログゲート12でオン・オフされる。こ
のアナログゲート12は、レーザ光8のスタート及びス
トップを支配する駆動信号STによりオン・オフ制御さ
れる。ここで、駆動信号STとは、少なくともレーザダ
イオードLD1 〜LDn からレーザ光8を出力する出力
指令信号となるレーザ出力指令信号POの時間を含む、
リアクトル4の時定数で決定される時間の和として算出
された値以上が使用される。即ち、駆動信号STは、電
源投入時に所定のパルス幅で繰返しパルス周波数で連続
発生させてもよいし、レーザ出力指令信号PO側の信号
を遅延させて、そのレーザ出力指令信号POを立上がら
せる前に、所定のパルス幅の駆動信号STを発生させて
もよい。何れにせよ、レーザ出力指令信号POの前、即
ち、レーザ出力指令信号POの立上がる前に、駆動信号
STにより、指令器11で設定した指令値ITHまたはそ
の指令値ITHに近似した電流値がリアクトル4に通電で
きておればよい。
る電流は、リアクトル4の電流を電流検出器9によって
検出し、その検出した電流検出器9の出力は、誤差比較
器10に帰還させ、指令器11で設定した指令値ITHと
比較することにより、指令値ITHに等しい電流として供
給するべく、電流制御用スイッチング素子2をスイッチ
ング制御している。この指令値ITHは、駆動信号STで
動作されるアナログゲート12でオン・オフされる。こ
のアナログゲート12は、レーザ光8のスタート及びス
トップを支配する駆動信号STによりオン・オフ制御さ
れる。ここで、駆動信号STとは、少なくともレーザダ
イオードLD1 〜LDn からレーザ光8を出力する出力
指令信号となるレーザ出力指令信号POの時間を含む、
リアクトル4の時定数で決定される時間の和として算出
された値以上が使用される。即ち、駆動信号STは、電
源投入時に所定のパルス幅で繰返しパルス周波数で連続
発生させてもよいし、レーザ出力指令信号PO側の信号
を遅延させて、そのレーザ出力指令信号POを立上がら
せる前に、所定のパルス幅の駆動信号STを発生させて
もよい。何れにせよ、レーザ出力指令信号POの前、即
ち、レーザ出力指令信号POの立上がる前に、駆動信号
STにより、指令器11で設定した指令値ITHまたはそ
の指令値ITHに近似した電流値がリアクトル4に通電で
きておればよい。
【0017】レーザダイオードLD1 〜LDn からレー
ザ光8を出力する出力指令信号となるレーザ出力指令信
号POは、駆動信号STとの論理積をAND回路21に
より得て、ドライバ22を介してMOSFET等からな
る第1のスイッチング素子23を駆動し、また、反転ド
ライバ27によりAND回路21の出力を反転し、第2
のスイッチング素子25を駆動する。即ち、駆動信号S
T及びレーザ出力指令信号POが発生しているとき、A
ND回路21の出力によって、第1のスイッチング素子
23または第2のスイッチング素子25の何れかがオン
状態となり、他方がオフ状態となる。第2のスイッチン
グ素子25は、電源1とダイオード3の接続点fとリア
クトル4の出力側、即ち、レーザダイオードLD1 〜L
Dn のアノード側との接続点eに接続されている。ま
た、第1のスイッチング素子23は、電源1とダイオー
ド3の接続点fとレーザダイオードLD1 〜LDn のカ
ソード側との接続点gとの間に接続されている。そし
て、電源1の正極とレーザダイオードLD1 〜LDn の
アノード側との接続点eとの間には、逆方向にダイオー
ド26が接続されている。また、電源1とレーザダイオ
ードLD1 〜LDn のカソード側との接続点gとの間に
も、逆方向にダイオード24が接続されている。
ザ光8を出力する出力指令信号となるレーザ出力指令信
号POは、駆動信号STとの論理積をAND回路21に
より得て、ドライバ22を介してMOSFET等からな
る第1のスイッチング素子23を駆動し、また、反転ド
ライバ27によりAND回路21の出力を反転し、第2
のスイッチング素子25を駆動する。即ち、駆動信号S
T及びレーザ出力指令信号POが発生しているとき、A
ND回路21の出力によって、第1のスイッチング素子
23または第2のスイッチング素子25の何れかがオン
状態となり、他方がオフ状態となる。第2のスイッチン
グ素子25は、電源1とダイオード3の接続点fとリア
クトル4の出力側、即ち、レーザダイオードLD1 〜L
Dn のアノード側との接続点eに接続されている。ま
た、第1のスイッチング素子23は、電源1とダイオー
ド3の接続点fとレーザダイオードLD1 〜LDn のカ
ソード側との接続点gとの間に接続されている。そし
て、電源1の正極とレーザダイオードLD1 〜LDn の
アノード側との接続点eとの間には、逆方向にダイオー
ド26が接続されている。また、電源1とレーザダイオ
ードLD1 〜LDn のカソード側との接続点gとの間に
も、逆方向にダイオード24が接続されている。
【0018】駆動信号ST及びレーザ出力指令信号PO
を入力するAND回路21及びそのAND回路21の出
力を増幅するドライバ22、反転増幅する反転ドライバ
27及び第2のスイッチング素子25とダイオード26
及び第1のスイッチング素子23とダイオード24は、
本実施の形態の電流切替回路200を構成し、特に、そ
のうち、第2のスイッチング素子25とダイオード26
及び第1のスイッチング素子23とダイオード24は、
切替部200Aを構成するものである。また、指令器1
1、アナログゲート12、誤差比較器10とその誤差比
較器10で駆動される電流制御用スイッチング素子2
と、ダイオード3、リアクトル4、そのリアクトル4の
電流を検出する電流検出器9により、スイッチング動作
によって定電流発生源を形成する定電流源100を構成
するものである。なお、定電流源100の出力は、切替
部200Aを介して、その出力端子DA,DKとの間
に、リード線31,32を介して複数直列接続したレー
ザダイオードLD1 〜LDn が接続されている。
を入力するAND回路21及びそのAND回路21の出
力を増幅するドライバ22、反転増幅する反転ドライバ
27及び第2のスイッチング素子25とダイオード26
及び第1のスイッチング素子23とダイオード24は、
本実施の形態の電流切替回路200を構成し、特に、そ
のうち、第2のスイッチング素子25とダイオード26
及び第1のスイッチング素子23とダイオード24は、
切替部200Aを構成するものである。また、指令器1
1、アナログゲート12、誤差比較器10とその誤差比
較器10で駆動される電流制御用スイッチング素子2
と、ダイオード3、リアクトル4、そのリアクトル4の
電流を検出する電流検出器9により、スイッチング動作
によって定電流発生源を形成する定電流源100を構成
するものである。なお、定電流源100の出力は、切替
部200Aを介して、その出力端子DA,DKとの間
に、リード線31,32を介して複数直列接続したレー
ザダイオードLD1 〜LDn が接続されている。
【0019】通常、定電流源100の出力は、切替部2
00Aを介して、その出力端子DA,DKと、複数直列
接続したレーザダイオードLD1 〜LDn (図2の実施
の形態では4個の事例)の間は、図2の実施の形態に示
すように、アノード側のリード線31及びカソード側の
リード線32によって接続されており、リード線31及
びリード線32には各自己インダクタンスL31及び自己
インダクタンスL32を有している。図1及び図2に示す
ように、各レーザダイオードLD1 〜LDn には、逆方
向にダイオードD1 〜Dn 及び抵抗R1 〜Rn が並列接
続されている。ここで、レーザダイオードLD1 〜LD
n は、それが出力するレーザ光8を固体レーザ媒質5
(ロッド)に当て、これを全反射鏡7及び半反射鏡6に
よって励起させることによりレーザ発振を行わせ、半反
射鏡6側からレーザ出力を得るものであるから、本発明
を実施する場合には、レーザダイオードLD1 〜LDn
は、所定のレーザ出力に応じて1個または2個以上直列
接続したものとして使用することができる。このとき、
図示しないが、各レーザダイオードLD1 〜LDnに
は、逆方向にダイオードD1 〜Dn 及び抵抗R1 〜Rn
を並列接続してもよいし、または、逆方向にダイオード
D1 〜Dn または抵抗R1 〜Rn の何れかのみを並列接
続してもよい。このときの逆方向のダイオードD1 〜D
n と抵抗R1 〜Rn は、逆電圧吸収用であり、逆起電力
の程度によりダイオードD1 〜Dn または抵抗R1 〜R
n のみとすることもできる。
00Aを介して、その出力端子DA,DKと、複数直列
接続したレーザダイオードLD1 〜LDn (図2の実施
の形態では4個の事例)の間は、図2の実施の形態に示
すように、アノード側のリード線31及びカソード側の
リード線32によって接続されており、リード線31及
びリード線32には各自己インダクタンスL31及び自己
インダクタンスL32を有している。図1及び図2に示す
ように、各レーザダイオードLD1 〜LDn には、逆方
向にダイオードD1 〜Dn 及び抵抗R1 〜Rn が並列接
続されている。ここで、レーザダイオードLD1 〜LD
n は、それが出力するレーザ光8を固体レーザ媒質5
(ロッド)に当て、これを全反射鏡7及び半反射鏡6に
よって励起させることによりレーザ発振を行わせ、半反
射鏡6側からレーザ出力を得るものであるから、本発明
を実施する場合には、レーザダイオードLD1 〜LDn
は、所定のレーザ出力に応じて1個または2個以上直列
接続したものとして使用することができる。このとき、
図示しないが、各レーザダイオードLD1 〜LDnに
は、逆方向にダイオードD1 〜Dn 及び抵抗R1 〜Rn
を並列接続してもよいし、または、逆方向にダイオード
D1 〜Dn または抵抗R1 〜Rn の何れかのみを並列接
続してもよい。このときの逆方向のダイオードD1 〜D
n と抵抗R1 〜Rn は、逆電圧吸収用であり、逆起電力
の程度によりダイオードD1 〜Dn または抵抗R1 〜R
n のみとすることもできる。
【0020】図3は図1に示す本発明の実施の形態1の
レーザダイオード用電源制御装置の動作を説明するため
のタイムチャートと波形図である。図3において、図3
(a)は駆動信号STを示す波形図、図3(b)は電源
からの出力電流波形図、図3(c)はレーザ出力指令信
号POを示す波形図、図3(d)はレーザダイオードL
D1 〜LDn に通電される電流波形図、図3(e)は電
源の負極と出力端子DAの電位を示す波形図、図3
(f)は電源の負極と出力端子DKの電位を示す波形図
である。まず、図3(a)の駆動信号STは、タイミン
グt1 でオン(“H”)し、タイミングt6 でオフ
(“L”)する信号とする。レーザ出力が得ていないと
き出力信号POは、図3(c)に示すようにオフ
(“L”)であるから、AND回路21の出力は“L”
となり、第2のスイッチング素子25はオン、第1のス
イッチング素子23はオフとなる。駆動信号STが
“H”になるとアナログゲート12がオンになるので、
誤差比較器10により電流制御用スイッチング素子2が
オンになり、図3(b)の電源1からの電源出力電流波
形の立上がり波形I21のように、リアクトル4の時定数
で電流を増加させる。この電流値が指令値ITHに達する
と電流制御用スイッチング素子2がオン、オフを繰返し
て指令値ITHを維持するように電流を一定値に保つ。な
お、このとき、第2のスイッチング素子25はオンにな
っているので、リアクトル4の電流は全てこの第2のス
イッチング素子25を通り、出力端子DAの電圧、即
ち、接続点eの電圧は第2のスイッチング素子25の電
圧降下のみとなり図3(e)に示すように、略ゼロであ
る。また、第1のスイッチング素子23はオフになって
いるので、出力端子DKの電圧、即ち、接続点gの電圧
は図3(f)に示すように、レーザダイオードLD1 〜
LDn の順方向電圧降下以下でありゼロである。
レーザダイオード用電源制御装置の動作を説明するため
のタイムチャートと波形図である。図3において、図3
(a)は駆動信号STを示す波形図、図3(b)は電源
からの出力電流波形図、図3(c)はレーザ出力指令信
号POを示す波形図、図3(d)はレーザダイオードL
D1 〜LDn に通電される電流波形図、図3(e)は電
源の負極と出力端子DAの電位を示す波形図、図3
(f)は電源の負極と出力端子DKの電位を示す波形図
である。まず、図3(a)の駆動信号STは、タイミン
グt1 でオン(“H”)し、タイミングt6 でオフ
(“L”)する信号とする。レーザ出力が得ていないと
き出力信号POは、図3(c)に示すようにオフ
(“L”)であるから、AND回路21の出力は“L”
となり、第2のスイッチング素子25はオン、第1のス
イッチング素子23はオフとなる。駆動信号STが
“H”になるとアナログゲート12がオンになるので、
誤差比較器10により電流制御用スイッチング素子2が
オンになり、図3(b)の電源1からの電源出力電流波
形の立上がり波形I21のように、リアクトル4の時定数
で電流を増加させる。この電流値が指令値ITHに達する
と電流制御用スイッチング素子2がオン、オフを繰返し
て指令値ITHを維持するように電流を一定値に保つ。な
お、このとき、第2のスイッチング素子25はオンにな
っているので、リアクトル4の電流は全てこの第2のス
イッチング素子25を通り、出力端子DAの電圧、即
ち、接続点eの電圧は第2のスイッチング素子25の電
圧降下のみとなり図3(e)に示すように、略ゼロであ
る。また、第1のスイッチング素子23はオフになって
いるので、出力端子DKの電圧、即ち、接続点gの電圧
は図3(f)に示すように、レーザダイオードLD1 〜
LDn の順方向電圧降下以下でありゼロである。
【0021】しかし、タイミングt2 で図3(c)のレ
ーザ出力指令信号POが“H”になると、第2のスイッ
チング素子25はオフし、第1のスイッチング素子23
はオンになる。出力端子DAと出力端子DKの間に接続
されているレーザダイオードLD1 〜LDn には、リア
クトル4及び第1のスイッチング素子23を介して電源
1に接続され、それまでリアクトル4に流れていた電流
が、レーザダイオードLD1 〜LDn 側に切り替って流
れる。これは図3(d)のレーザダイオード入力電流波
形I31に示すように、電流路の切替えに伴なうリアクト
ル4の電流変化がないから、リアクトル4が有するイン
ダクタンスの影響がなくなり、電流の立上がりが非常に
速くなる。このとき、出力端子DKの電圧、即ち、接続
点gの電圧は、第1のスイッチング素子23の電圧降下
のみとなり図3(f)に示すように、略ゼロである。出
力端子DAの電圧、即ち、接続点eの電圧は、レーザダ
イオードLD1 〜LDn の順方向電圧降下に略等しい電
圧となる。なお、タイミングt2 (及びタイミングt4
)の初期に図3(e)に示すように、短時間のピーク
電圧波形(スパイク;ヒゲ)E41、E42は、第1のスイ
ッチング素子23と第2のスイッチング素子25との切
替えの際の、リード線31及び32自身が有する自己イ
ンダクタンスL31,L32による電流立上がり遅れによっ
て発生するものである。
ーザ出力指令信号POが“H”になると、第2のスイッ
チング素子25はオフし、第1のスイッチング素子23
はオンになる。出力端子DAと出力端子DKの間に接続
されているレーザダイオードLD1 〜LDn には、リア
クトル4及び第1のスイッチング素子23を介して電源
1に接続され、それまでリアクトル4に流れていた電流
が、レーザダイオードLD1 〜LDn 側に切り替って流
れる。これは図3(d)のレーザダイオード入力電流波
形I31に示すように、電流路の切替えに伴なうリアクト
ル4の電流変化がないから、リアクトル4が有するイン
ダクタンスの影響がなくなり、電流の立上がりが非常に
速くなる。このとき、出力端子DKの電圧、即ち、接続
点gの電圧は、第1のスイッチング素子23の電圧降下
のみとなり図3(f)に示すように、略ゼロである。出
力端子DAの電圧、即ち、接続点eの電圧は、レーザダ
イオードLD1 〜LDn の順方向電圧降下に略等しい電
圧となる。なお、タイミングt2 (及びタイミングt4
)の初期に図3(e)に示すように、短時間のピーク
電圧波形(スパイク;ヒゲ)E41、E42は、第1のスイ
ッチング素子23と第2のスイッチング素子25との切
替えの際の、リード線31及び32自身が有する自己イ
ンダクタンスL31,L32による電流立上がり遅れによっ
て発生するものである。
【0022】また、タイミングt3 でレーザ出力指令信
号POを“L”にすると、第2のスイッチング素子25
はオンに、第1のスイッチング素子23はオフになる。
したがって、出力端子DAの電圧は略ゼロになり、出力
端子DKの電圧は、リード線31及び32自身が有する
自己インダクタンスL31,L32による逆起電圧が発生し
ている間、ダイオード24、電源1、ダイオード3、リ
アクトル4、レーザダイオードLD1 〜LDn の循環回
路が形成され、電源1にエネルギーを回生し、レーザダ
イオードLD1 〜LDn の電流がゼロになると、出力端
子DKは解放状態になる。タイミングt3 (及びタイミ
ングt5 )の初期に、図3(f)に示す短時間のピーク
電圧波形(スパイク;ヒゲ)E51,E52は、この要因に
よるものである。このように、電流路の切替えに伴なう
リアクトル4の電流変化がないから、リアクトル4が有
するインダクタンスの影響がなくなり、図3(d)に示
す電流の立上がり、立下がりは非常に速いのでタイミン
グt4 〜t5 における幅の狭いレーザ出力指令信号PO
においても、正確なパルス電流をレーザダイオードLD
1〜LDn に流すことができる。
号POを“L”にすると、第2のスイッチング素子25
はオンに、第1のスイッチング素子23はオフになる。
したがって、出力端子DAの電圧は略ゼロになり、出力
端子DKの電圧は、リード線31及び32自身が有する
自己インダクタンスL31,L32による逆起電圧が発生し
ている間、ダイオード24、電源1、ダイオード3、リ
アクトル4、レーザダイオードLD1 〜LDn の循環回
路が形成され、電源1にエネルギーを回生し、レーザダ
イオードLD1 〜LDn の電流がゼロになると、出力端
子DKは解放状態になる。タイミングt3 (及びタイミ
ングt5 )の初期に、図3(f)に示す短時間のピーク
電圧波形(スパイク;ヒゲ)E51,E52は、この要因に
よるものである。このように、電流路の切替えに伴なう
リアクトル4の電流変化がないから、リアクトル4が有
するインダクタンスの影響がなくなり、図3(d)に示
す電流の立上がり、立下がりは非常に速いのでタイミン
グt4 〜t5 における幅の狭いレーザ出力指令信号PO
においても、正確なパルス電流をレーザダイオードLD
1〜LDn に流すことができる。
【0023】また、タイミングt6 において、駆動信号
STがオフになると、電流制御用スイッチング素子2は
オフになり、リアクトル4の電流は図3(b)の波形I
22に示すように、第2のスイッチング素子25とダイオ
ード3との間を環流し、徐々に減少する。この減少する
ときのリアクトル4の電流はレーザダイオードLD1〜
LDn には何ら影響を与えない。
STがオフになると、電流制御用スイッチング素子2は
オフになり、リアクトル4の電流は図3(b)の波形I
22に示すように、第2のスイッチング素子25とダイオ
ード3との間を環流し、徐々に減少する。この減少する
ときのリアクトル4の電流はレーザダイオードLD1〜
LDn には何ら影響を与えない。
【0024】このように、本実施の形態1のレーザダイ
オード用電源制御装置の基本的な動作としては、駆動信
号STを“H”にしてからリアクトル4の電流が指令値
ITHに達した後に、レーザ出力指令信号POをオン・オ
フし、レーザ出力指令信号POをオフした後に駆動信号
STを“L”にするように制御すると、常に、レーザダ
イオード入力電流波形I31,I32に示すように、レーザ
ダイオードLD1 〜LDn の入力電流の立上がり、立下
がりの速いピーク値が指令値ITHに等しいパルス信号と
して出力できる。また、出力端子DA,DKと、レーザ
ダイオードLD1 〜LDn の距離が長くても、速い電流
応答が得られるので、出力の大きなレーザ発信器、即
ち、レーザダイオードLD1 〜LDn と出力端子DA,
DK間の距離が長く、レーザダイオードLD1 〜LDn
の入力電流の大きい場合に特に有効となる。
オード用電源制御装置の基本的な動作としては、駆動信
号STを“H”にしてからリアクトル4の電流が指令値
ITHに達した後に、レーザ出力指令信号POをオン・オ
フし、レーザ出力指令信号POをオフした後に駆動信号
STを“L”にするように制御すると、常に、レーザダ
イオード入力電流波形I31,I32に示すように、レーザ
ダイオードLD1 〜LDn の入力電流の立上がり、立下
がりの速いピーク値が指令値ITHに等しいパルス信号と
して出力できる。また、出力端子DA,DKと、レーザ
ダイオードLD1 〜LDn の距離が長くても、速い電流
応答が得られるので、出力の大きなレーザ発信器、即
ち、レーザダイオードLD1 〜LDn と出力端子DA,
DK間の距離が長く、レーザダイオードLD1 〜LDn
の入力電流の大きい場合に特に有効となる。
【0025】直列に接続したレーザダイオードLD1 〜
LDn には、各々ダイオードD1 〜Dn を逆方向に接続
しているが、この発明を実施する場合には、レーザダイ
オード用電源制御装置の出力電流の立上がり立下がりが
非常に速いので、リード線31,32のインダクタンス
L31,L32と、第1のスイッチング素子23、第2のス
イッチング素子25、ダイオード24,26、レーザダ
イオードLD1 〜LDn の静電容量や、配線間の浮遊容
量等により振動電流が発生する可能性がある。このと
き、ダイオードD1 〜Dn により高価なレーザダイオー
ドLD1 〜LDnに逆起電圧がかかるのを防止し、破壊
することがないようにしている。抵抗R1〜Rn は同一
の抵抗値とし、レーザダイオードLD1 〜LDn 間の電
圧のオフ時のバランスを取り、特定のレーザダイオード
LD1 〜LDn に電圧が集中するのを防止している。ま
た、レーザダイオードLD1 〜LDn に電流が流れてい
るときには、例えば、20Ω程度の低い抵抗値の抵抗を
使用しても電力消費は、レーザダイオードに対して、無
視できるほど小さい。更に、振動電流に対して、この振
動を防ぐ働きがある。勿論、ダイオードD1 〜Dn と抵
抗R1 〜Rn が両方接続されても、同様の効果がある。
LDn には、各々ダイオードD1 〜Dn を逆方向に接続
しているが、この発明を実施する場合には、レーザダイ
オード用電源制御装置の出力電流の立上がり立下がりが
非常に速いので、リード線31,32のインダクタンス
L31,L32と、第1のスイッチング素子23、第2のス
イッチング素子25、ダイオード24,26、レーザダ
イオードLD1 〜LDn の静電容量や、配線間の浮遊容
量等により振動電流が発生する可能性がある。このと
き、ダイオードD1 〜Dn により高価なレーザダイオー
ドLD1 〜LDnに逆起電圧がかかるのを防止し、破壊
することがないようにしている。抵抗R1〜Rn は同一
の抵抗値とし、レーザダイオードLD1 〜LDn 間の電
圧のオフ時のバランスを取り、特定のレーザダイオード
LD1 〜LDn に電圧が集中するのを防止している。ま
た、レーザダイオードLD1 〜LDn に電流が流れてい
るときには、例えば、20Ω程度の低い抵抗値の抵抗を
使用しても電力消費は、レーザダイオードに対して、無
視できるほど小さい。更に、振動電流に対して、この振
動を防ぐ働きがある。勿論、ダイオードD1 〜Dn と抵
抗R1 〜Rn が両方接続されても、同様の効果がある。
【0026】電源1は、レーザダイオードLD1 〜LD
n を直列接続したときの順方向電圧に対し、高いほうが
立上がり速度は速くなるが、立下がりは無関係である。
また、電源1の電圧が高いと、電流制御用スイッチング
素子2のスイッチング損失が増加したり、ノイズが多く
なるので、あまり高い電圧は好ましくない。順方向電圧
の合計値が2倍程度に電源1の電圧を設定すると、電流
制御用スイッチング素子2がオンしたときのリアクトル
4の電流増加と、オフしたときの電流減少が同一にな
り、電流制御用スイッチング素子2とダイオード3に流
れる電流の平均値が同一になるので、電流が平均化し、
全体として高出力の電源1を廉価に構成することができ
る。
n を直列接続したときの順方向電圧に対し、高いほうが
立上がり速度は速くなるが、立下がりは無関係である。
また、電源1の電圧が高いと、電流制御用スイッチング
素子2のスイッチング損失が増加したり、ノイズが多く
なるので、あまり高い電圧は好ましくない。順方向電圧
の合計値が2倍程度に電源1の電圧を設定すると、電流
制御用スイッチング素子2がオンしたときのリアクトル
4の電流増加と、オフしたときの電流減少が同一にな
り、電流制御用スイッチング素子2とダイオード3に流
れる電流の平均値が同一になるので、電流が平均化し、
全体として高出力の電源1を廉価に構成することができ
る。
【0027】この発明の実施の形態によるレーザダイオ
ード用電源制御装置は、前述したように、直流電圧の最
適値はあるが、直流電圧の変動が出力電流波形に影響を
与えないので、商用の交流電圧を整流しただけの電圧で
あっても電圧変動に対し、十分安定なパルス電流をレー
ザダイオードLD1 〜LDn に供給することができる。
また、この実施の形態のレーザダイオード用電源制御装
置により、レーザダイオードLD1 〜LDn の電流を供
給し、出力されるレーザ光8により、固体レーザ媒質
(YAGレーザロッド)を励起することにより、対向し
て置かれた半反射鏡6と全反射鏡7の間でレーザ発振を
させ、レーザ光8を高効率で出力することができる。こ
のレーザダイオードLD1 〜LDn によるYAGレーザ
の励起は、効率が非常に高く、また、このレーザダイオ
ード用電源制御装置の出力電流の応答が速いパルス電流
によるパルス化されたレーザ光8が得られ、レーザ加工
用としてすぐれたものが得られる効果がある。
ード用電源制御装置は、前述したように、直流電圧の最
適値はあるが、直流電圧の変動が出力電流波形に影響を
与えないので、商用の交流電圧を整流しただけの電圧で
あっても電圧変動に対し、十分安定なパルス電流をレー
ザダイオードLD1 〜LDn に供給することができる。
また、この実施の形態のレーザダイオード用電源制御装
置により、レーザダイオードLD1 〜LDn の電流を供
給し、出力されるレーザ光8により、固体レーザ媒質
(YAGレーザロッド)を励起することにより、対向し
て置かれた半反射鏡6と全反射鏡7の間でレーザ発振を
させ、レーザ光8を高効率で出力することができる。こ
のレーザダイオードLD1 〜LDn によるYAGレーザ
の励起は、効率が非常に高く、また、このレーザダイオ
ード用電源制御装置の出力電流の応答が速いパルス電流
によるパルス化されたレーザ光8が得られ、レーザ加工
用としてすぐれたものが得られる効果がある。
【0028】実施の形態2.前述の実施の形態1を仔細
に検討すると、次のような現象が発生している。図4は
本発明の実施の形態2のレーザダイオード用電源制御装
置における詳細な波形図で、図4(d)はレーザダイオ
ードLD1 〜LDn に通電される電流波形図、図4
(e)は電源の負極と出力端子DAの電位を示す波形図
の実測値である。即ち、タイミングt3 でレーザ出力指
令信号POを“H”から“L”にすると、第2のスイッ
チング素子25はオフからオンに、第1のスイッチング
素子23はオンからオフになる。このとき、出力端子D
Aの電圧は、リード線31,32が有する自己インダク
タンスL31,L32による逆起電圧が発生し、ダイオード
24、電源1、ダイオード3、リアクトル4、レーザダ
イオードLD1 〜LDn の循環回路が形成され、レーザ
ダイオードLD1 〜LDn のアノード側には、負電圧で
あるスパイク電圧E43が発生する可能性がある。また、
それが図4(d)にも負電圧であるスパイク電流I33と
なって現われることになる。これは、レーザダイオード
LD1 〜LDn と、自己インダクタンスL31,L32及び
ダイオードD1 〜Dn の接合容量との共振によるもので
ある。即ち、この負の電圧は、レーザダイオードLD1
〜LDn が、一般のダイオードとしての電気的特性を有
しているので、リード線31,32のインダクタンスL
31,L32と、第1のスイッチング素子23、第2のスイ
ッチング素子25、ダイオード24,26、レーザダイ
オードLD1 〜LDn の接合容量や、配線間の浮遊容量
等との共振によって発生する電圧が負電圧として残った
ものである。この負電圧は、逆並列接続したダイオード
D1 〜Dn によって吸収されるが、レーザダイオードL
D1 〜LDn に逆方向電圧を印加することになり、好ま
しいものとは言えない。
に検討すると、次のような現象が発生している。図4は
本発明の実施の形態2のレーザダイオード用電源制御装
置における詳細な波形図で、図4(d)はレーザダイオ
ードLD1 〜LDn に通電される電流波形図、図4
(e)は電源の負極と出力端子DAの電位を示す波形図
の実測値である。即ち、タイミングt3 でレーザ出力指
令信号POを“H”から“L”にすると、第2のスイッ
チング素子25はオフからオンに、第1のスイッチング
素子23はオンからオフになる。このとき、出力端子D
Aの電圧は、リード線31,32が有する自己インダク
タンスL31,L32による逆起電圧が発生し、ダイオード
24、電源1、ダイオード3、リアクトル4、レーザダ
イオードLD1 〜LDn の循環回路が形成され、レーザ
ダイオードLD1 〜LDn のアノード側には、負電圧で
あるスパイク電圧E43が発生する可能性がある。また、
それが図4(d)にも負電圧であるスパイク電流I33と
なって現われることになる。これは、レーザダイオード
LD1 〜LDn と、自己インダクタンスL31,L32及び
ダイオードD1 〜Dn の接合容量との共振によるもので
ある。即ち、この負の電圧は、レーザダイオードLD1
〜LDn が、一般のダイオードとしての電気的特性を有
しているので、リード線31,32のインダクタンスL
31,L32と、第1のスイッチング素子23、第2のスイ
ッチング素子25、ダイオード24,26、レーザダイ
オードLD1 〜LDn の接合容量や、配線間の浮遊容量
等との共振によって発生する電圧が負電圧として残った
ものである。この負電圧は、逆並列接続したダイオード
D1 〜Dn によって吸収されるが、レーザダイオードL
D1 〜LDn に逆方向電圧を印加することになり、好ま
しいものとは言えない。
【0029】この問題点を積極的に解消するものが実施
の形態2である。図5は本発明の実施の形態2のレーザ
ダイオード用電源制御装置のレーザダイオード側の回路
を示す回路図で、図1の回路の出力端子DA,DKのレ
ーザダイオード側回路に代って使用されるものである。
また、図6は本発明の実施の形態2のレーザダイオード
用電源制御装置のレーザダイオード側の回路を示す回路
概念図で、図2に相当する回路図である。そして、図7
は本発明の実施の形態2のレーザダイオード用電源制御
装置における詳細な波形図で、図7(d)はレーザダイ
オードLD1 〜LDn に通電される電流波形図、図7
(e)は電源の負極と出力端子DAの電位を示す波形図
の実測値であり、図4に相当するものである。誤差比較
器10とその誤差比較器10で駆動される電流制御用ス
イッチング素子2と、ダイオード3、リアクトル4、そ
のリアクトル4の電流を検出する電流検出器9、第1の
スイッチング素子23または第2のスイッチング素子2
5の何れかがオン、他方がオフとなってリアクトル4を
流れる電流路を切替える電流切替回路により構成される
定電流源100の出力は、切替部200Aを介して、そ
の出力端子DA,DKの間には、リード線31,32を
介して複数直列接続したレーザダイオードLD1 〜LD
n が接続されている。定電流源100の出力は、切替部
200Aを介して、その出力端子DA,DKと、複数直
列接続したレーザダイオードLD1 〜LDn (図6の実
施例では4個の事例)の間は、図5及び図6に示すよう
に、アノード側のリード線31及びカソード側のリード
線32によって接続されており、リード線31及びリー
ド線32には各自己インダクタンスL31及び自己インダ
クタンスL32を有している。
の形態2である。図5は本発明の実施の形態2のレーザ
ダイオード用電源制御装置のレーザダイオード側の回路
を示す回路図で、図1の回路の出力端子DA,DKのレ
ーザダイオード側回路に代って使用されるものである。
また、図6は本発明の実施の形態2のレーザダイオード
用電源制御装置のレーザダイオード側の回路を示す回路
概念図で、図2に相当する回路図である。そして、図7
は本発明の実施の形態2のレーザダイオード用電源制御
装置における詳細な波形図で、図7(d)はレーザダイ
オードLD1 〜LDn に通電される電流波形図、図7
(e)は電源の負極と出力端子DAの電位を示す波形図
の実測値であり、図4に相当するものである。誤差比較
器10とその誤差比較器10で駆動される電流制御用ス
イッチング素子2と、ダイオード3、リアクトル4、そ
のリアクトル4の電流を検出する電流検出器9、第1の
スイッチング素子23または第2のスイッチング素子2
5の何れかがオン、他方がオフとなってリアクトル4を
流れる電流路を切替える電流切替回路により構成される
定電流源100の出力は、切替部200Aを介して、そ
の出力端子DA,DKの間には、リード線31,32を
介して複数直列接続したレーザダイオードLD1 〜LD
n が接続されている。定電流源100の出力は、切替部
200Aを介して、その出力端子DA,DKと、複数直
列接続したレーザダイオードLD1 〜LDn (図6の実
施例では4個の事例)の間は、図5及び図6に示すよう
に、アノード側のリード線31及びカソード側のリード
線32によって接続されており、リード線31及びリー
ド線32には各自己インダクタンスL31及び自己インダ
クタンスL32を有している。
【0030】図5及び図6に示すように、各レーザダイ
オードLD1 〜LDn には、逆方向にダイオードD1 〜
Dn 及び抵抗R1 〜Rn が並列接続されている。本実施
の形態においても、レーザダイオードLD1 〜LDn
は、それが出力するレーザ光8を固体レーザ媒質5(ロ
ッド)に当て、これを全反射鏡7及び半反射鏡6によっ
て励起させることによりレーザ発振を行わせ、半反射鏡
6側からレーザ出力を得るものであるから、本発明を実
施する場合には、レーザダイオードLD1 〜LDn は、
所定のレーザ出力に応じて1個または2個以上直列接続
したものとして使用することができる。また、各レーザ
ダイオードLD1 〜LDn には、逆方向にダイオードD
1 〜Dn 及び抵抗R1 〜Rn を並列接続してもよいし、
または、逆方向にダイオードD1 〜Dn または抵抗R1
〜Rn の何れかのみを並列接続してもよい。このときの
逆方向のダイオードD1 〜Dn と抵抗R1 〜Rn は、逆
電圧吸収用であり、逆起電力の程度により、ダイオード
D1 〜Dn または抵抗R1 〜Rn のみとすることもでき
る。
オードLD1 〜LDn には、逆方向にダイオードD1 〜
Dn 及び抵抗R1 〜Rn が並列接続されている。本実施
の形態においても、レーザダイオードLD1 〜LDn
は、それが出力するレーザ光8を固体レーザ媒質5(ロ
ッド)に当て、これを全反射鏡7及び半反射鏡6によっ
て励起させることによりレーザ発振を行わせ、半反射鏡
6側からレーザ出力を得るものであるから、本発明を実
施する場合には、レーザダイオードLD1 〜LDn は、
所定のレーザ出力に応じて1個または2個以上直列接続
したものとして使用することができる。また、各レーザ
ダイオードLD1 〜LDn には、逆方向にダイオードD
1 〜Dn 及び抵抗R1 〜Rn を並列接続してもよいし、
または、逆方向にダイオードD1 〜Dn または抵抗R1
〜Rn の何れかのみを並列接続してもよい。このときの
逆方向のダイオードD1 〜Dn と抵抗R1 〜Rn は、逆
電圧吸収用であり、逆起電力の程度により、ダイオード
D1 〜Dn または抵抗R1 〜Rn のみとすることもでき
る。
【0031】更に、レーザダイオードLD1 〜LDn の
アノード及びカソードの近傍から、リード線51及びリ
ード線52を接続し、レーザダイオードLD1 〜LDn
に対して逆方向のダイオード41、そのダイオード41
に並列接続された抵抗42、コンデンサ43の直列回路
(スナバ)が接続されている。ここで、リード線31,
32は図6に示すようにツイスト等により、インダクタ
ンスL31,L32が少なくなるようにしているが、若干の
インダクタンスは存在する。そして、インダクタンスL
31,L32が少なくなるように処理したリード線31,3
2に対して、レーザダイオードLD1 〜LDn のアノー
ド及びカソード間に接続する直列のリード線51,52
は、比較的短いが一般的にツイスト等ができないので、
自己インダクタンスL51,L52が存在する。更に、レー
ザダイオードLD1 〜LDn のアノード及びカソード間
を接続したダイオード41、そのダイオード41に並列
接続された抵抗42、コンデンサ43の直列回路のリー
ド線は、短く一般に自己インダクタンスが無視できる。
アノード及びカソードの近傍から、リード線51及びリ
ード線52を接続し、レーザダイオードLD1 〜LDn
に対して逆方向のダイオード41、そのダイオード41
に並列接続された抵抗42、コンデンサ43の直列回路
(スナバ)が接続されている。ここで、リード線31,
32は図6に示すようにツイスト等により、インダクタ
ンスL31,L32が少なくなるようにしているが、若干の
インダクタンスは存在する。そして、インダクタンスL
31,L32が少なくなるように処理したリード線31,3
2に対して、レーザダイオードLD1 〜LDn のアノー
ド及びカソード間に接続する直列のリード線51,52
は、比較的短いが一般的にツイスト等ができないので、
自己インダクタンスL51,L52が存在する。更に、レー
ザダイオードLD1 〜LDn のアノード及びカソード間
を接続したダイオード41、そのダイオード41に並列
接続された抵抗42、コンデンサ43の直列回路のリー
ド線は、短く一般に自己インダクタンスが無視できる。
【0032】この実施の形態では、ダイオード41、抵
抗42、コンデンサ43が接続されていない場合、図4
(e)に示すように、電流切替回路を構成する第1のス
イッチング素子23と第2のスイッチング素子25が定
電流源100の出力は、切替部200Aを介して、その
出力端子DA,DK間に流れている電流ILDを遮断する
とき、レーザダイオードLD1 〜LDn のアノード側に
は、負電圧であるスパイク電圧が発生する可能性があ
る。しかし、この負のスパイク電圧は、レーザダイオー
ドLD1 〜LDn のダイオードとしての機能、リード線
31,32及びリード線51,52のインダクタンス、
レーザダイオードLD1 〜LDn の接合容量、ダイオー
ドD1 〜Dn の接合容量等との共振によって発生する電
圧が負電圧として残ったものである。
抗42、コンデンサ43が接続されていない場合、図4
(e)に示すように、電流切替回路を構成する第1のス
イッチング素子23と第2のスイッチング素子25が定
電流源100の出力は、切替部200Aを介して、その
出力端子DA,DK間に流れている電流ILDを遮断する
とき、レーザダイオードLD1 〜LDn のアノード側に
は、負電圧であるスパイク電圧が発生する可能性があ
る。しかし、この負のスパイク電圧は、レーザダイオー
ドLD1 〜LDn のダイオードとしての機能、リード線
31,32及びリード線51,52のインダクタンス、
レーザダイオードLD1 〜LDn の接合容量、ダイオー
ドD1 〜Dn の接合容量等との共振によって発生する電
圧が負電圧として残ったものである。
【0033】この負電圧は、レーザダイオードLD1 〜
LDn に電力を供給するとき、ダイオード41(これは
高速のダイオードが良いが、更に、ショットキバリアダ
イオードであればなお良い。)が逆方向に接続されてい
るから、抵抗42とコンデンサ43を直列にした回路
は、インダクタンスL51,L52と浮遊容量の共振を押さ
える値に設定されている。因に、この実施の形態では1
0Ωと0.047μFを用いている。この状態で、電源
1がオフするとき、それまで流れていた電流ILDは減少
していく。更に、電流が流れ続け、出力端子DA側が出
力端子DK側に対して負の電圧になったとき、ダイオー
ド41が導通し、ダイオード41の順方向電圧以下の低
い電圧にならないように動作する。このダイオード41
がショットキバリアダイオードであれば、順方向電圧が
他の接合型ダイオードに比べ低いので、逆電圧はさらに
低くできる(約0.3〜0.5V)。ダイオード41が
導通したときに流れる電流iは、インダクタンスL51、
レーザダイオードLD1 〜LDn 、インダクタンスL52
を流れ、電流ILDがゼロになった後も、暫く流れ続け、
図7(e)に示すスパイク電圧E430 のようになり、略
ゼロであり、また、図7(d)に示すレーザダイオード
LD1 〜LDn に通電されるスパイク電流I330 も波形
のように略ゼロとなる。このとき、電流iがゼロになっ
た直後、ダイオード41間の電圧が正の電圧に上昇する
が、抵抗42とコンデンサ43からなるスナバの働きに
より、略ゼロの電圧を維持することができる。
LDn に電力を供給するとき、ダイオード41(これは
高速のダイオードが良いが、更に、ショットキバリアダ
イオードであればなお良い。)が逆方向に接続されてい
るから、抵抗42とコンデンサ43を直列にした回路
は、インダクタンスL51,L52と浮遊容量の共振を押さ
える値に設定されている。因に、この実施の形態では1
0Ωと0.047μFを用いている。この状態で、電源
1がオフするとき、それまで流れていた電流ILDは減少
していく。更に、電流が流れ続け、出力端子DA側が出
力端子DK側に対して負の電圧になったとき、ダイオー
ド41が導通し、ダイオード41の順方向電圧以下の低
い電圧にならないように動作する。このダイオード41
がショットキバリアダイオードであれば、順方向電圧が
他の接合型ダイオードに比べ低いので、逆電圧はさらに
低くできる(約0.3〜0.5V)。ダイオード41が
導通したときに流れる電流iは、インダクタンスL51、
レーザダイオードLD1 〜LDn 、インダクタンスL52
を流れ、電流ILDがゼロになった後も、暫く流れ続け、
図7(e)に示すスパイク電圧E430 のようになり、略
ゼロであり、また、図7(d)に示すレーザダイオード
LD1 〜LDn に通電されるスパイク電流I330 も波形
のように略ゼロとなる。このとき、電流iがゼロになっ
た直後、ダイオード41間の電圧が正の電圧に上昇する
が、抵抗42とコンデンサ43からなるスナバの働きに
より、略ゼロの電圧を維持することができる。
【0034】このように、本実施の形態においては、レ
ーザダイオードLD1 〜LDn のアノードとカソードの
間にダイオード41及び抵抗42とコンデンサ43によ
るスナバを接続したので、電流が遮断されたときの逆電
圧、及び、ダイオード41を接続したことにより流れる
電流が遮断するときの正電圧の上昇を防ぐことができ、
逆電圧で壊れやすいレーザダイオードLD1 〜LDn を
安全に駆動できる。
ーザダイオードLD1 〜LDn のアノードとカソードの
間にダイオード41及び抵抗42とコンデンサ43によ
るスナバを接続したので、電流が遮断されたときの逆電
圧、及び、ダイオード41を接続したことにより流れる
電流が遮断するときの正電圧の上昇を防ぐことができ、
逆電圧で壊れやすいレーザダイオードLD1 〜LDn を
安全に駆動できる。
【0035】実施の形態3.図8は本発明の実施の形態
3のレーザダイオード用電源制御装置の全体回路を示す
回路図で、図9は本発明の実施の形態3のレーザダイオ
ード用電源制御装置の動作を説明するためのタイムチャ
ートと波形図である。なお、本実施の形態は実施の形態
1と基本的に同一であり、ここでは、特に、実施の形態
1との相違点の構成のみを説明する。駆動信号ST及び
レーザ出力指令信号POを入力するAND回路21及び
そのAND回路21の出力を反転増幅する反転ドライバ
27及びスイッチング素子35とダイオード26は、本
実施の形態の電流切替回路200を構成し、特に、その
うち、スイッチング素子35とダイオード26は、切替
部200Bを構成するものである。各レーザダイオード
LD1 〜LDn のアノードとカソード間には、各々対応
してMOSFET、IGBT、SIT、トランジスタ等
からなるスイッチング素子35を、そのオン状態でレー
ザダイオードLD1 〜LDn を短絡するように接続され
ている。このスイッチング素子35の導通抵抗、即ち、
順方向電圧降下はレーザダイオードLD1 〜LDn の順
方向電圧の1.5〜2Vより低いものを使用している。
即ち、スイッチング素子35がオン状態で、複数のレー
ザダイオードLD1 〜LDn を短絡し、循環回路を形成
し、レーザダイオードLD1 〜LDnに全く電流が流れ
ないようにしている。
3のレーザダイオード用電源制御装置の全体回路を示す
回路図で、図9は本発明の実施の形態3のレーザダイオ
ード用電源制御装置の動作を説明するためのタイムチャ
ートと波形図である。なお、本実施の形態は実施の形態
1と基本的に同一であり、ここでは、特に、実施の形態
1との相違点の構成のみを説明する。駆動信号ST及び
レーザ出力指令信号POを入力するAND回路21及び
そのAND回路21の出力を反転増幅する反転ドライバ
27及びスイッチング素子35とダイオード26は、本
実施の形態の電流切替回路200を構成し、特に、その
うち、スイッチング素子35とダイオード26は、切替
部200Bを構成するものである。各レーザダイオード
LD1 〜LDn のアノードとカソード間には、各々対応
してMOSFET、IGBT、SIT、トランジスタ等
からなるスイッチング素子35を、そのオン状態でレー
ザダイオードLD1 〜LDn を短絡するように接続され
ている。このスイッチング素子35の導通抵抗、即ち、
順方向電圧降下はレーザダイオードLD1 〜LDn の順
方向電圧の1.5〜2Vより低いものを使用している。
即ち、スイッチング素子35がオン状態で、複数のレー
ザダイオードLD1 〜LDn を短絡し、循環回路を形成
し、レーザダイオードLD1 〜LDnに全く電流が流れ
ないようにしている。
【0036】図9において、図9(a)は駆動信号ST
を示す波形図、図9(b)は電源からの出力電流波形
図、図9(c)はレーザ出力指令信号POを示す波形
図、図9(d)はレーザダイオードLD1 〜LDn に通
電される電流波形図、図9(e)は電源の負極と出力端
子DAの電位を示す波形図である。まず、図9(a)の
駆動信号STは、タイミングt1 でオン(“H”)し、
タイミングt6 でオフ(“L”)する信号とする。レー
ザ出力が得ていないとき出力信号POは、図9(c)に
示すようにオフ(“L”)であるから、AND回路21
の出力は“L”となり、スイッチング素子35はオンと
なる。駆動信号STが“H”になるとアナログゲート1
2がオンになるので、誤差比較器10により電流制御用
スイッチング素子2がオンになり、図9(b)の電源1
からの電源出力電流波形の立上がり波形I21のように、
リアクトル4の時定数で電流を増加させる。この電流値
が指令値ITHに達すると電流制御用スイッチング素子2
がオン、オフを繰返して指令値ITHを維持するように電
流を一定値に保つ。なお、このとき、スイッチング素子
35はオンになっているので、リアクトル4の電流は全
てこのスイッチング素子35を通り、出力端子DAの電
圧、即ち、接続点eの電圧はスイッチング素子35の電
圧降下のみとなり図9(e)に示すように、レーザダイ
オードLD1 〜LDn の順方向電圧降下以下であり略ゼ
ロである。
を示す波形図、図9(b)は電源からの出力電流波形
図、図9(c)はレーザ出力指令信号POを示す波形
図、図9(d)はレーザダイオードLD1 〜LDn に通
電される電流波形図、図9(e)は電源の負極と出力端
子DAの電位を示す波形図である。まず、図9(a)の
駆動信号STは、タイミングt1 でオン(“H”)し、
タイミングt6 でオフ(“L”)する信号とする。レー
ザ出力が得ていないとき出力信号POは、図9(c)に
示すようにオフ(“L”)であるから、AND回路21
の出力は“L”となり、スイッチング素子35はオンと
なる。駆動信号STが“H”になるとアナログゲート1
2がオンになるので、誤差比較器10により電流制御用
スイッチング素子2がオンになり、図9(b)の電源1
からの電源出力電流波形の立上がり波形I21のように、
リアクトル4の時定数で電流を増加させる。この電流値
が指令値ITHに達すると電流制御用スイッチング素子2
がオン、オフを繰返して指令値ITHを維持するように電
流を一定値に保つ。なお、このとき、スイッチング素子
35はオンになっているので、リアクトル4の電流は全
てこのスイッチング素子35を通り、出力端子DAの電
圧、即ち、接続点eの電圧はスイッチング素子35の電
圧降下のみとなり図9(e)に示すように、レーザダイ
オードLD1 〜LDn の順方向電圧降下以下であり略ゼ
ロである。
【0037】しかし、タイミングt2 で図9(c)のレ
ーザ出力指令信号POが“H”になると、スイッチング
素子35はオフになる。出力端子DAと出力端子DKの
間に接続されているレーザダイオードLD1 〜LDn に
は、リアクトル4を介して電源1に接続され、それまで
リアクトル4に流れていた電流が、レーザダイオードL
D1 〜LDn 側に切替って流れる。これは図9(d)の
レーザダイオード入力電流波形I31に示すように、電流
路の切替えに伴なうリアクトル4の電流変化がないか
ら、リアクトル4が有するインダクタンスの影響がなく
なり、電流の立上がりが非常に速くなる。出力端子DA
の電圧、即ち、接続点eの電圧は、レーザダイオードL
D1 〜LDn の順方向電圧降下に略等しい電圧となる。
なお、タイミングt2 (及びタイミングt4 )の初期に
図9(e)に示すように、短時間のピーク電圧波形(ス
パイク;ヒゲ)E41、E42は、第1のスイッチング素子
23とスイッチング素子35との切替えの際の、リード
線31及び32自身が有する自己インダクタンスL31,
L32による電流立上がり遅れによって発生する。
ーザ出力指令信号POが“H”になると、スイッチング
素子35はオフになる。出力端子DAと出力端子DKの
間に接続されているレーザダイオードLD1 〜LDn に
は、リアクトル4を介して電源1に接続され、それまで
リアクトル4に流れていた電流が、レーザダイオードL
D1 〜LDn 側に切替って流れる。これは図9(d)の
レーザダイオード入力電流波形I31に示すように、電流
路の切替えに伴なうリアクトル4の電流変化がないか
ら、リアクトル4が有するインダクタンスの影響がなく
なり、電流の立上がりが非常に速くなる。出力端子DA
の電圧、即ち、接続点eの電圧は、レーザダイオードL
D1 〜LDn の順方向電圧降下に略等しい電圧となる。
なお、タイミングt2 (及びタイミングt4 )の初期に
図9(e)に示すように、短時間のピーク電圧波形(ス
パイク;ヒゲ)E41、E42は、第1のスイッチング素子
23とスイッチング素子35との切替えの際の、リード
線31及び32自身が有する自己インダクタンスL31,
L32による電流立上がり遅れによって発生する。
【0038】また、タイミングt3 でレーザ出力指令信
号POを“L”にすると、スイッチング素子35はオン
になる。したがって、出力端子DAの電圧は、リード線
31及び32自身が有する自己インダクタンスL31,L
32による逆起電圧が発生している間、ダイオード3、リ
アクトル4、レーザダイオードLD1 〜LDn の循環に
よって電流I31a ,I32a が減衰され、その後、レーザ
ダイオードLD1 〜LDn の電流がゼロになる。このよ
うに、電流路の切替えに伴なうリアクトル4の電流変化
がないから、リアクトル4が有するインダクタンスの影
響がなくなり、図9(d)に示す電流の立上がり、立下
がりは非常に速いのでタイミングt4 〜t5 における幅
の狭いレーザ出力指令信号POにおいても、正確なパル
ス電流をレーザダイオードLD1〜LDn に流すことが
できる。なお、実施の形態1と比較すると、レーザダイ
オードLD1 〜LDn の循環によって電流I31a ,I32
a が減衰される時間は、自然減衰に頼っているだけ徐々
に減衰し、その減衰時間が長くなる。
号POを“L”にすると、スイッチング素子35はオン
になる。したがって、出力端子DAの電圧は、リード線
31及び32自身が有する自己インダクタンスL31,L
32による逆起電圧が発生している間、ダイオード3、リ
アクトル4、レーザダイオードLD1 〜LDn の循環に
よって電流I31a ,I32a が減衰され、その後、レーザ
ダイオードLD1 〜LDn の電流がゼロになる。このよ
うに、電流路の切替えに伴なうリアクトル4の電流変化
がないから、リアクトル4が有するインダクタンスの影
響がなくなり、図9(d)に示す電流の立上がり、立下
がりは非常に速いのでタイミングt4 〜t5 における幅
の狭いレーザ出力指令信号POにおいても、正確なパル
ス電流をレーザダイオードLD1〜LDn に流すことが
できる。なお、実施の形態1と比較すると、レーザダイ
オードLD1 〜LDn の循環によって電流I31a ,I32
a が減衰される時間は、自然減衰に頼っているだけ徐々
に減衰し、その減衰時間が長くなる。
【0039】また、タイミングt6 において、駆動信号
STがオフになると、電流制御用スイッチング素子2は
オフになり、リアクトル4の電流は図9(b)の波形I
22に示すように、スイッチング素子35とダイオード3
との間を環流し、徐々に減少する。この減少するときの
リアクトル4の電流はレーザダイオードLD1 〜LDn
には何ら影響を与えない。
STがオフになると、電流制御用スイッチング素子2は
オフになり、リアクトル4の電流は図9(b)の波形I
22に示すように、スイッチング素子35とダイオード3
との間を環流し、徐々に減少する。この減少するときの
リアクトル4の電流はレーザダイオードLD1 〜LDn
には何ら影響を与えない。
【0040】このように、本実施の形態3のレーザダイ
オード用電源制御装置の基本的な動作としては、駆動信
号STを“H”にしてからリアクトル4の電流が指令値
ITHに達した後に、レーザ出力指令信号POをオン・オ
フし、レーザ出力指令信号POをオフした後に駆動信号
STを“L”にするように制御すると、常に、レーザダ
イオード入力電流波形I31,I32に示すように、レーザ
ダイオードLD1 〜LDn の入力電流の立上がり、立下
がりの速いピーク値が指令値ITHに等しいパルス信号と
して出力できる。また、出力端子DA,DKと、レーザ
ダイオードLD1 〜LDn の距離が長くても、速い電流
応答が得られるので、出力の大きなレーザ発信器、即
ち、レーザダイオードLD1 〜LDn と出力端子DA,
DK間の距離が長く、レーザダイオードLD1 〜LDn
の入力電流の大きい場合に特に有効となる。
オード用電源制御装置の基本的な動作としては、駆動信
号STを“H”にしてからリアクトル4の電流が指令値
ITHに達した後に、レーザ出力指令信号POをオン・オ
フし、レーザ出力指令信号POをオフした後に駆動信号
STを“L”にするように制御すると、常に、レーザダ
イオード入力電流波形I31,I32に示すように、レーザ
ダイオードLD1 〜LDn の入力電流の立上がり、立下
がりの速いピーク値が指令値ITHに等しいパルス信号と
して出力できる。また、出力端子DA,DKと、レーザ
ダイオードLD1 〜LDn の距離が長くても、速い電流
応答が得られるので、出力の大きなレーザ発信器、即
ち、レーザダイオードLD1 〜LDn と出力端子DA,
DK間の距離が長く、レーザダイオードLD1 〜LDn
の入力電流の大きい場合に特に有効となる。
【0041】この発明の実施の形態によるレーザダイオ
ード用電源制御装置は、前述したように、直流電圧の最
適値はあるが、直流電圧の変動が出力電流波形に影響を
与えないので、商用の交流電圧を整流しただけの電圧で
あっても電圧変動に対し、十分安定なパルス電流をレー
ザダイオードLD1 〜LDn に供給することができる。
また、この実施の形態のレーザダイオード用電源制御装
置により、レーザダイオードLD1 〜LDn の電流を供
給し、出力されるレーザ光8により、固体レーザ媒質
(YAGレーザロッド)を励起することにより、対向し
て置かれた半反射鏡6と全反射鏡7の間でレーザ発振を
させ、レーザ光8を高効率で出力することができる。こ
のレーザダイオードLD1 〜LDn によるYAGレーザ
の励起は、効率が非常に高く、また、このレーザダイオ
ード用電源制御装置の出力電流の応答が速いパルス電流
によるパルス化されたレーザ光8が得られ、レーザ加工
用としてすぐれたものが得られる効果がある。
ード用電源制御装置は、前述したように、直流電圧の最
適値はあるが、直流電圧の変動が出力電流波形に影響を
与えないので、商用の交流電圧を整流しただけの電圧で
あっても電圧変動に対し、十分安定なパルス電流をレー
ザダイオードLD1 〜LDn に供給することができる。
また、この実施の形態のレーザダイオード用電源制御装
置により、レーザダイオードLD1 〜LDn の電流を供
給し、出力されるレーザ光8により、固体レーザ媒質
(YAGレーザロッド)を励起することにより、対向し
て置かれた半反射鏡6と全反射鏡7の間でレーザ発振を
させ、レーザ光8を高効率で出力することができる。こ
のレーザダイオードLD1 〜LDn によるYAGレーザ
の励起は、効率が非常に高く、また、このレーザダイオ
ード用電源制御装置の出力電流の応答が速いパルス電流
によるパルス化されたレーザ光8が得られ、レーザ加工
用としてすぐれたものが得られる効果がある。
【0042】この発明の実施の形態によるレーザダイオ
ード用電源制御装置は、1個または2個以上直列に接続
されたレーザダイオードLD1 〜LDn と、レーザダイ
オードLD1 〜LDn に接続された定電流源100と、
レーザダイオードLD1 〜LDn からレーザ光を出力す
るレーザ出力指令信号POを得ていないとき、定電流源
100から出力される電流を循環するスイッチング素子
35とダイオード26で構成される切替部200Bから
なる循環回路を形成し、レーザ出力指令信号POを得た
とき、定電流源100からレーザダイオードLD1 〜L
Dn に電力を供給する回路を形成する電流切替回路20
0とを具備するものである。したがって、レーザダイオ
ードLD1 〜LDn からレーザ光を出力する以前に、電
流切替回路200により定電流源100からの出力を循
環する循環回路を形成し、定電流源100に対して所定
の定電流を指令値または指令値に近似した値としてお
き、レーザ出力指令信号が発生したとき、電流切替回路
200により定電流源100からレーザダイオードLD
1 〜LDn に通電する回路を形成するものである。この
とき、定電流源100から出力される電流変化(di/
dt)は、殆ど無視できる程度であるから、その定電流
源100を構成するインダクタンスの影響が無視でき、
電流切替回路200の能力によって立上がり及び立下が
りの急峻な定電流パルスを供給することができる。よっ
て、レーザダイオードLD1 〜LDn に供給する電流の
応答を速くすることができる。
ード用電源制御装置は、1個または2個以上直列に接続
されたレーザダイオードLD1 〜LDn と、レーザダイ
オードLD1 〜LDn に接続された定電流源100と、
レーザダイオードLD1 〜LDn からレーザ光を出力す
るレーザ出力指令信号POを得ていないとき、定電流源
100から出力される電流を循環するスイッチング素子
35とダイオード26で構成される切替部200Bから
なる循環回路を形成し、レーザ出力指令信号POを得た
とき、定電流源100からレーザダイオードLD1 〜L
Dn に電力を供給する回路を形成する電流切替回路20
0とを具備するものである。したがって、レーザダイオ
ードLD1 〜LDn からレーザ光を出力する以前に、電
流切替回路200により定電流源100からの出力を循
環する循環回路を形成し、定電流源100に対して所定
の定電流を指令値または指令値に近似した値としてお
き、レーザ出力指令信号が発生したとき、電流切替回路
200により定電流源100からレーザダイオードLD
1 〜LDn に通電する回路を形成するものである。この
とき、定電流源100から出力される電流変化(di/
dt)は、殆ど無視できる程度であるから、その定電流
源100を構成するインダクタンスの影響が無視でき、
電流切替回路200の能力によって立上がり及び立下が
りの急峻な定電流パルスを供給することができる。よっ
て、レーザダイオードLD1 〜LDn に供給する電流の
応答を速くすることができる。
【0043】この発明の実施の形態によるレーザダイオ
ード用電源制御装置は、1個または2個以上直列に接続
されたレーザダイオードLD1 〜LDn と、レーザダイ
オードLD1 〜LDn に直列接続されたリアクトル4
と、レーザダイオードLD1 〜LDn 及びリアクトル4
に直列接続され、レーザダイオードLD1 〜LDn に定
電流を供給すべくスイッチング制御される電流制御用ス
イッチング素子2と、直列接続された電流制御用スイッ
チング素子2及びリアクトル4を介してレーザダイオー
ドLD1 〜LDn に電力を供給する電源1と、レーザダ
イオードLD1 〜LDn からレーザ光を出力するレーザ
出力指令信号POを得ていないとき、電流制御用スイッ
チング素子2及びリアクトル4を通電するスイッチング
素子35とダイオード26で構成される切替部200B
からなる循環回路を形成し、レーザ出力指令信号POを
得たとき、レーザダイオードLD1 〜LDn に電力を供
給する回路を形成する電流切替回路200とを具備する
ものである。したがって、レーザダイオードLD1 〜L
Dn からレーザ光を出力する以前に、電流切替回路20
0により電流制御用スイッチング素子2及びリアクトル
4を通電するスイッチング素子35とダイオード26で
構成される切替部200Bからなる循環回路を形成し、
リアクトル4に対して所定の定電流を指令値または指令
値に近似した値としておき、レーザ出力指令信号POが
発生したとき、電流切替回路200により電流制御用ス
イッチング素子2及びリアクトル4、レーザダイオード
LD1 〜LDn を通電する回路を形成するものである。
このとき、リアクトルに流れる電流変化(di/dt)
は、殆ど無視できる程度であるから、そのインダクタン
スの影響が無視でき、電流切替回路200の能力によっ
て立上がり及び立下がりの急峻な定電流パルスを供給す
ることができる。よって、レーザダイオードLD1 〜L
Dn に供給する電流の応答を速くすることができる。
ード用電源制御装置は、1個または2個以上直列に接続
されたレーザダイオードLD1 〜LDn と、レーザダイ
オードLD1 〜LDn に直列接続されたリアクトル4
と、レーザダイオードLD1 〜LDn 及びリアクトル4
に直列接続され、レーザダイオードLD1 〜LDn に定
電流を供給すべくスイッチング制御される電流制御用ス
イッチング素子2と、直列接続された電流制御用スイッ
チング素子2及びリアクトル4を介してレーザダイオー
ドLD1 〜LDn に電力を供給する電源1と、レーザダ
イオードLD1 〜LDn からレーザ光を出力するレーザ
出力指令信号POを得ていないとき、電流制御用スイッ
チング素子2及びリアクトル4を通電するスイッチング
素子35とダイオード26で構成される切替部200B
からなる循環回路を形成し、レーザ出力指令信号POを
得たとき、レーザダイオードLD1 〜LDn に電力を供
給する回路を形成する電流切替回路200とを具備する
ものである。したがって、レーザダイオードLD1 〜L
Dn からレーザ光を出力する以前に、電流切替回路20
0により電流制御用スイッチング素子2及びリアクトル
4を通電するスイッチング素子35とダイオード26で
構成される切替部200Bからなる循環回路を形成し、
リアクトル4に対して所定の定電流を指令値または指令
値に近似した値としておき、レーザ出力指令信号POが
発生したとき、電流切替回路200により電流制御用ス
イッチング素子2及びリアクトル4、レーザダイオード
LD1 〜LDn を通電する回路を形成するものである。
このとき、リアクトルに流れる電流変化(di/dt)
は、殆ど無視できる程度であるから、そのインダクタン
スの影響が無視でき、電流切替回路200の能力によっ
て立上がり及び立下がりの急峻な定電流パルスを供給す
ることができる。よって、レーザダイオードLD1 〜L
Dn に供給する電流の応答を速くすることができる。
【0044】ところで、上記実施の形態では、レーザダ
イオードLD1 〜LDn を複数直列接続した事例で説明
したが、本発明を実施する場合には、レーザダイオード
LD1 〜LDn を単一とすることもでき、結果的にレー
ザ光8の出力に応じて設定すればよい。また、上記実施
の形態では、レーザダイオードLD1 〜LDn に定電流
を供給すべくスイッチング制御される電流制御用スイッ
チング素子2を用いる定電流源100の事例で説明した
が、本発明を実施する場合には、定電流源であればよ
く、その定電流を得る回路構成を特定するものではな
い。
イオードLD1 〜LDn を複数直列接続した事例で説明
したが、本発明を実施する場合には、レーザダイオード
LD1 〜LDn を単一とすることもでき、結果的にレー
ザ光8の出力に応じて設定すればよい。また、上記実施
の形態では、レーザダイオードLD1 〜LDn に定電流
を供給すべくスイッチング制御される電流制御用スイッ
チング素子2を用いる定電流源100の事例で説明した
が、本発明を実施する場合には、定電流源であればよ
く、その定電流を得る回路構成を特定するものではな
い。
【0045】そして、上記実施の形態では、レーザダイ
オードLD1 〜LDn からレーザ光8を出力するレーザ
出力指令信号POを得ていないとき、切替部200Aが
電流制御用スイッチング素子2及びリアクトル4を通電
する循環回路を形成し、レーザ出力指令信号POを得た
とき、電流制御用スイッチング素子2及びリアクトル
4、レーザダイオードLD1 〜LDn に電力を供給する
回路を形成する電流切替回路200は、その第1のスイ
ッチング素子23及び第2のスイッチング素子25等か
ら切替部200Aを構成しているが、本発明を実施する
場合には、スイッチング回路、アナログゲート等によっ
て構成することもできる。当然、実施の形態3のように
レーザダイオードLD1 〜LDn に電力を供給する回路
を形成する電流切替回路200は、そのスイッチング素
子35等から切替部200Aを構成することもできる。
オードLD1 〜LDn からレーザ光8を出力するレーザ
出力指令信号POを得ていないとき、切替部200Aが
電流制御用スイッチング素子2及びリアクトル4を通電
する循環回路を形成し、レーザ出力指令信号POを得た
とき、電流制御用スイッチング素子2及びリアクトル
4、レーザダイオードLD1 〜LDn に電力を供給する
回路を形成する電流切替回路200は、その第1のスイ
ッチング素子23及び第2のスイッチング素子25等か
ら切替部200Aを構成しているが、本発明を実施する
場合には、スイッチング回路、アナログゲート等によっ
て構成することもできる。当然、実施の形態3のように
レーザダイオードLD1 〜LDn に電力を供給する回路
を形成する電流切替回路200は、そのスイッチング素
子35等から切替部200Aを構成することもできる。
【0046】上記各実施の形態のレーザダイオード用電
源制御装置においては、1個または2個以上直列に接続
されたレーザダイオードLD1 〜LDn と、レーザダイ
オードLD1 〜LDn に直列接続されたリアクトル4
と、レーザダイオードLD1 〜LDn 及びリアクトル4
に直列接続され、レーザダイオードLD1 〜LDn に定
電流を供給すべくスイッチング制御される電流制御用ス
イッチング素子2と、直列接続された電流制御用スイッ
チング素子2及びリアクトル4を介してレーザダイオー
ドLD1 〜LDn に電力を供給する電源1と、レーザダ
イオードLD1 〜LDn からレーザ光8を出力するレー
ザ出力指令信号POを得ていないとき、電流制御用スイ
ッチング素子2及びリアクトル4を通電する電流は第2
のスイッチング素子25またはスイッチング素子35か
らなる循環回路を形成し、レーザ出力指令信号POを得
たとき、電流制御用スイッチング素子2及びリアクトル
4、レーザダイオードLD1 〜LDn に電力を供給する
回路を形成する第1のスイッチング素子23及び第2の
スイッチング素子25またはスイッチング素子35から
なる電流切替回路200とを具備するものである。
源制御装置においては、1個または2個以上直列に接続
されたレーザダイオードLD1 〜LDn と、レーザダイ
オードLD1 〜LDn に直列接続されたリアクトル4
と、レーザダイオードLD1 〜LDn 及びリアクトル4
に直列接続され、レーザダイオードLD1 〜LDn に定
電流を供給すべくスイッチング制御される電流制御用ス
イッチング素子2と、直列接続された電流制御用スイッ
チング素子2及びリアクトル4を介してレーザダイオー
ドLD1 〜LDn に電力を供給する電源1と、レーザダ
イオードLD1 〜LDn からレーザ光8を出力するレー
ザ出力指令信号POを得ていないとき、電流制御用スイ
ッチング素子2及びリアクトル4を通電する電流は第2
のスイッチング素子25またはスイッチング素子35か
らなる循環回路を形成し、レーザ出力指令信号POを得
たとき、電流制御用スイッチング素子2及びリアクトル
4、レーザダイオードLD1 〜LDn に電力を供給する
回路を形成する第1のスイッチング素子23及び第2の
スイッチング素子25またはスイッチング素子35から
なる電流切替回路200とを具備するものである。
【0047】このような上記各実施の形態の構成によっ
て、レーザダイオードLD1 〜LDn からレーザ光8を
出力するレーザ出力指令信号POを発生する以前に、電
流切替回路200を構成する、例えば、第1のスイッチ
ング素子23をオフ、第2のスイッチング素子25をオ
ンとし、電流制御用スイッチング素子2及びリアクトル
4を通電する循環回路を形成し、リアクトル4に対して
所定の定電流を指令値ITHまたは指令値ITHに近似した
値としておき、レーザ出力指令信号POが発生したと
き、電流切替回路200を構成する第1のスイッチング
素子23をオン、第2のスイッチング素子25をオフと
し、電流制御用スイッチング素子2及びリアクトル4、
レーザダイオードLD1 〜LDn を通電する回路を形成
する。このとき、リアクトル4に流れる電流変化(di
/dt)は、殆ど無視できる程度であるから、そのイン
ダクタンスの影響が無視でき、電流切替回路200の能
力によって立上がり及び立下がりの急峻な定電流パルス
を供給することができる。よって、定電流源100の出
力する電流を、レーザ出力指令信号POの発生によりレ
ーザダイオードLD1 〜LDn に供給し、レーザ出力指
令信号POが発生していないとき、定電流源100の出
力を短絡するとともに、レーザダイオードLD1 〜LD
n に流れる電流が、電源1に回生する方向に接続するよ
うにしたものであるから、単体または複数の直列に接続
されたレーザダイオードLD1 〜LDn に供給する電流
の応答が速く、逆電圧がレーザダイオードLD1 〜LD
n に加わらず、電源電圧変動の影響の少ないレーザダイ
オード用電源制御装置を得ることができ、かつ、レーザ
ダイオードLD1 〜LDn に供給する電流の応答を速く
することができる。
て、レーザダイオードLD1 〜LDn からレーザ光8を
出力するレーザ出力指令信号POを発生する以前に、電
流切替回路200を構成する、例えば、第1のスイッチ
ング素子23をオフ、第2のスイッチング素子25をオ
ンとし、電流制御用スイッチング素子2及びリアクトル
4を通電する循環回路を形成し、リアクトル4に対して
所定の定電流を指令値ITHまたは指令値ITHに近似した
値としておき、レーザ出力指令信号POが発生したと
き、電流切替回路200を構成する第1のスイッチング
素子23をオン、第2のスイッチング素子25をオフと
し、電流制御用スイッチング素子2及びリアクトル4、
レーザダイオードLD1 〜LDn を通電する回路を形成
する。このとき、リアクトル4に流れる電流変化(di
/dt)は、殆ど無視できる程度であるから、そのイン
ダクタンスの影響が無視でき、電流切替回路200の能
力によって立上がり及び立下がりの急峻な定電流パルス
を供給することができる。よって、定電流源100の出
力する電流を、レーザ出力指令信号POの発生によりレ
ーザダイオードLD1 〜LDn に供給し、レーザ出力指
令信号POが発生していないとき、定電流源100の出
力を短絡するとともに、レーザダイオードLD1 〜LD
n に流れる電流が、電源1に回生する方向に接続するよ
うにしたものであるから、単体または複数の直列に接続
されたレーザダイオードLD1 〜LDn に供給する電流
の応答が速く、逆電圧がレーザダイオードLD1 〜LD
n に加わらず、電源電圧変動の影響の少ないレーザダイ
オード用電源制御装置を得ることができ、かつ、レーザ
ダイオードLD1 〜LDn に供給する電流の応答を速く
することができる。
【0048】また、上記各実施の形態のレーザダイオー
ド用電源制御装置においては、レーザ光8を出力するレ
ーザ出力指令信号POを得ていないとき、予め電流制御
用スイッチング素子2を動作させ、リアクトル4の電流
を指令値ITHに等しくしてから、レーザ出力指令信号P
Oをオン・オフし、かつ、レーザ出力をオフにした後に
電流制御用スイッチング素子2の動作を停止するもので
あるから、レーザダイオードLD1 〜LDn に通電する
定電流の立上がり及び立下がりの変化を急峻にすること
ができる。レーザ出力指令信号POの信号に対して応答
性の良い定電流パルスが得られ、レーザダイオードLD
1 〜LDn から正確なレーザ出力を得ることができる。
ド用電源制御装置においては、レーザ光8を出力するレ
ーザ出力指令信号POを得ていないとき、予め電流制御
用スイッチング素子2を動作させ、リアクトル4の電流
を指令値ITHに等しくしてから、レーザ出力指令信号P
Oをオン・オフし、かつ、レーザ出力をオフにした後に
電流制御用スイッチング素子2の動作を停止するもので
あるから、レーザダイオードLD1 〜LDn に通電する
定電流の立上がり及び立下がりの変化を急峻にすること
ができる。レーザ出力指令信号POの信号に対して応答
性の良い定電流パルスが得られ、レーザダイオードLD
1 〜LDn から正確なレーザ出力を得ることができる。
【0049】そして、上記各実施の形態のレーザダイオ
ード用電源制御装置においては、1個または2個以上直
列に接続されたレーザダイオードLD1 〜LDn の各レ
ーザダイオードLD1 〜LDn には、逆方向のダイオー
ドD1 〜Dn と抵抗R1 〜Rn の何れか1種類以上を並
列接続したものである。したがって、レーザダイオード
LD1 〜LDn に供給する定電流の立上がり立下がりが
非常に速いので、回路に存在するリード線の自己インダ
クタンス、電流切替回路200、レーザダイオードLD
1 〜LDn の静電容量や、リード線間の浮遊容量等によ
り振動電流が発生する可能性があるが、ダイオードD1
〜Dn により、高価なレーザダイオードLD1 〜LDn
に逆起電圧がかかるのを防止し、破壊することがないよ
うにしている。また、抵抗R1 〜Rn は同一の抵抗値と
し、レーザダイオードLD1 〜LDn 間の電圧のオフ時
の電圧分布のバランスを取り、特定のレーザダイオード
LD1 〜LDn に電圧が集中するのを防止できる。ま
た、振動電流に対して、この振動を防ぐ働きがある。勿
論、ダイオードD1 〜Dn と抵抗R1 〜Rn が両方また
は一方のみとしても同様の効果がある。
ード用電源制御装置においては、1個または2個以上直
列に接続されたレーザダイオードLD1 〜LDn の各レ
ーザダイオードLD1 〜LDn には、逆方向のダイオー
ドD1 〜Dn と抵抗R1 〜Rn の何れか1種類以上を並
列接続したものである。したがって、レーザダイオード
LD1 〜LDn に供給する定電流の立上がり立下がりが
非常に速いので、回路に存在するリード線の自己インダ
クタンス、電流切替回路200、レーザダイオードLD
1 〜LDn の静電容量や、リード線間の浮遊容量等によ
り振動電流が発生する可能性があるが、ダイオードD1
〜Dn により、高価なレーザダイオードLD1 〜LDn
に逆起電圧がかかるのを防止し、破壊することがないよ
うにしている。また、抵抗R1 〜Rn は同一の抵抗値と
し、レーザダイオードLD1 〜LDn 間の電圧のオフ時
の電圧分布のバランスを取り、特定のレーザダイオード
LD1 〜LDn に電圧が集中するのを防止できる。ま
た、振動電流に対して、この振動を防ぐ働きがある。勿
論、ダイオードD1 〜Dn と抵抗R1 〜Rn が両方また
は一方のみとしても同様の効果がある。
【0050】更に、上記各実施の形態のレーザダイオー
ド用電源制御装置においては、1個または2個以上直列
に接続されたレーザダイオードLD1 〜LDn には、レ
ーザダイオードLD1 〜LDn の近傍で、かつ、逆方向
に接続されたダイオード41及びダイオード41に対し
て並列接続され、抵抗42及びコンデンサ43からなる
直列回路を並列接続したものである。したがって、レー
ザダイオードLD1 〜LDn の電流が遮断されたときの
逆電圧、及び、ダイオード41を接続したことにより流
れる電流が遮断するときの正電圧の上昇を防ぐことがで
き、逆電圧で壊れやすいレーザダイオードLD1 〜LD
n を安全に駆動できる。なお、レーザダイオードLD1
〜LDn の近傍とは、レーザダイオードLD1〜LDn
のアノード及びカソードからの距離が短いことを意味す
るが、リード線31,32との相対関係でも決まるもの
であり、一概に何cmと特定できない。通常は、10〜
30cm如何である。
ド用電源制御装置においては、1個または2個以上直列
に接続されたレーザダイオードLD1 〜LDn には、レ
ーザダイオードLD1 〜LDn の近傍で、かつ、逆方向
に接続されたダイオード41及びダイオード41に対し
て並列接続され、抵抗42及びコンデンサ43からなる
直列回路を並列接続したものである。したがって、レー
ザダイオードLD1 〜LDn の電流が遮断されたときの
逆電圧、及び、ダイオード41を接続したことにより流
れる電流が遮断するときの正電圧の上昇を防ぐことがで
き、逆電圧で壊れやすいレーザダイオードLD1 〜LD
n を安全に駆動できる。なお、レーザダイオードLD1
〜LDn の近傍とは、レーザダイオードLD1〜LDn
のアノード及びカソードからの距離が短いことを意味す
るが、リード線31,32との相対関係でも決まるもの
であり、一概に何cmと特定できない。通常は、10〜
30cm如何である。
【0051】更にまた、上記各実施の形態のレーザダイ
オード用電源制御装置においては、レーザダイオードL
D1 〜LDn に電力を供給する電源の電圧は、レーザダ
イオードLD1 〜LDn の順方向電圧降下を加算した2
倍程度としたものである。したがって、一般に、電源1
は、レーザダイオードLD1 〜LDn を直列接続したと
きの順方向電圧に対し、高いほうが立上がり速度は速く
なるが、立下がりは無関係である。しかし、電源1の電
圧が高いと、電流制御用スイッチング素子2のスイッチ
ング損失が増加したり、ノイズが多くなるので、あまり
高い電圧は好ましくない。順方向電圧の合計値が2倍程
度に電源1の電圧を設定すると、電流制御用スイッチン
グ素子2がオンしたときのリアクトル4の電流増加と、
オフしたときの電流減少が略同一になり、電流制御用ス
イッチング素子2とダイオード3に流れる電流の平均値
が同一になるので、電流が平均化し、全体として高出力
の電源1を廉価に構成することができる。なお、本発明
を実施する場合、電力を供給する電源電圧が、レーザダ
イオードLD1 〜LDn の順方向電圧降下を加算した2
倍程度とは、正確に2倍の順方向電圧値の和を意味する
ものではなく、発明者等の実験によれば1.5〜3倍程
度でも悪い影響が発生しないことが確認されており、2
倍程度の概念には、その1.5から3倍の範囲を含むも
のである。
オード用電源制御装置においては、レーザダイオードL
D1 〜LDn に電力を供給する電源の電圧は、レーザダ
イオードLD1 〜LDn の順方向電圧降下を加算した2
倍程度としたものである。したがって、一般に、電源1
は、レーザダイオードLD1 〜LDn を直列接続したと
きの順方向電圧に対し、高いほうが立上がり速度は速く
なるが、立下がりは無関係である。しかし、電源1の電
圧が高いと、電流制御用スイッチング素子2のスイッチ
ング損失が増加したり、ノイズが多くなるので、あまり
高い電圧は好ましくない。順方向電圧の合計値が2倍程
度に電源1の電圧を設定すると、電流制御用スイッチン
グ素子2がオンしたときのリアクトル4の電流増加と、
オフしたときの電流減少が略同一になり、電流制御用ス
イッチング素子2とダイオード3に流れる電流の平均値
が同一になるので、電流が平均化し、全体として高出力
の電源1を廉価に構成することができる。なお、本発明
を実施する場合、電力を供給する電源電圧が、レーザダ
イオードLD1 〜LDn の順方向電圧降下を加算した2
倍程度とは、正確に2倍の順方向電圧値の和を意味する
ものではなく、発明者等の実験によれば1.5〜3倍程
度でも悪い影響が発生しないことが確認されており、2
倍程度の概念には、その1.5から3倍の範囲を含むも
のである。
【0052】そして、上記各実施の形態のレーザダイオ
ード用電源制御装置においては、レーザダイオードLD
1 〜LDn から出力するレーザ光8は、固体レーザ媒質
5を励起し、レーザ光8を得るものである。したがっ
て、直流電圧の変動が出力電流波形に影響を与えないの
で、商用の交流電圧を整流しただけの電圧であっても電
圧変動に対し、十分安定なパルス電流をレーザダイオー
ドLD1 〜LDn に供給することができ、出力されるレ
ーザ光8により、固体レーザ媒質(YAGレーザロッ
ド)を励起することによりレーザ発振させ、レーザ光8
を高効率で出力することができる。また、応答が速いパ
ルス電流によってパルス化されたレーザ光8が得られ、
レーザ加工用としてすぐれたものが得られる。
ード用電源制御装置においては、レーザダイオードLD
1 〜LDn から出力するレーザ光8は、固体レーザ媒質
5を励起し、レーザ光8を得るものである。したがっ
て、直流電圧の変動が出力電流波形に影響を与えないの
で、商用の交流電圧を整流しただけの電圧であっても電
圧変動に対し、十分安定なパルス電流をレーザダイオー
ドLD1 〜LDn に供給することができ、出力されるレ
ーザ光8により、固体レーザ媒質(YAGレーザロッ
ド)を励起することによりレーザ発振させ、レーザ光8
を高効率で出力することができる。また、応答が速いパ
ルス電流によってパルス化されたレーザ光8が得られ、
レーザ加工用としてすぐれたものが得られる。
【0053】上記各実施の形態で説明したレーザダイオ
ード用電源制御装置の定電流源は、レーザダイオードL
D1 〜LDn に直列接続されたリアクトル4と、レーザ
ダイオードLD1 〜LDn 及びリアクトル4に直列接続
され、レーザダイオードLD1 〜LDn に定電流を供給
すべくスイッチング制御される電流制御用スイッチング
素子2と、直列接続された電流制御用スイッチング素子
2及びリアクトル4を介してレーザダイオードLD1 〜
LDn に電力を供給する電源1とからなるものである
が、本発明を実施する場合には、特定回路の定電流源に
限定されるものではない。即ち、如何なる定電流源でも
回路を構成するリアクトル成分が存在するから、定電流
源に電流変化がない構成であるから、次のように構成す
ることもできる。即ち、1個または2個以上直列に接続
されたレーザダイオードLD1 〜LDnに接続された定
電流源と、レーザダイオードLD1 〜LDn からレーザ
光を出力するレーザ出力指令信号を得ていないとき、定
電流源から出力される電流を循環する循環回路を形成
し、レーザ出力指令信号を得たとき、定電流源からレー
ザダイオードLD1 〜LDn に電力を供給する回路を形
成する第1のスイッチング素子23及び第2のスイッチ
ング素子25からなる電流切替回路200とを具備し、
レーザダイオードLD1 〜LDn からレーザ光8を出力
する以前に、第1のスイッチング素子23及び第2のス
イッチング素子25からなる電流切替回路200により
定電流源100からの出力を循環する循環回路を形成
し、定電流源100に対して所定の定電流を指令値また
は指令値に近似した値としておき、レーザ出力指令信号
POが発生したとき、電流切替回路200により定電流
源からレーザダイオードLD1 〜LDn に通電する回路
を形成するものである。このとき、定電流源100から
出力される電流変化(di/dt)は、殆ど無視できる
程度であるから、その定電流源100を構成するインダ
クタンスの影響が無視でき、電流切替回路200の能力
によって立上がり及び立下がりの急峻な定電流パルスを
供給することができる。よって、レーザダイオードLD
1 〜LDn に供給する電流の応答を速くすることができ
る。なお、本実施の形態を通じて使用したレーザダイオ
ードは、半導体によってレーザを発生するものであり、
その形態としてダイオードの積層形態を持つものを前提
に説明したが、本発明を実施する場合には、半導体によ
ってレーザを発生するものに適用でき、当然それらの半
導体を含む概念を意味する。
ード用電源制御装置の定電流源は、レーザダイオードL
D1 〜LDn に直列接続されたリアクトル4と、レーザ
ダイオードLD1 〜LDn 及びリアクトル4に直列接続
され、レーザダイオードLD1 〜LDn に定電流を供給
すべくスイッチング制御される電流制御用スイッチング
素子2と、直列接続された電流制御用スイッチング素子
2及びリアクトル4を介してレーザダイオードLD1 〜
LDn に電力を供給する電源1とからなるものである
が、本発明を実施する場合には、特定回路の定電流源に
限定されるものではない。即ち、如何なる定電流源でも
回路を構成するリアクトル成分が存在するから、定電流
源に電流変化がない構成であるから、次のように構成す
ることもできる。即ち、1個または2個以上直列に接続
されたレーザダイオードLD1 〜LDnに接続された定
電流源と、レーザダイオードLD1 〜LDn からレーザ
光を出力するレーザ出力指令信号を得ていないとき、定
電流源から出力される電流を循環する循環回路を形成
し、レーザ出力指令信号を得たとき、定電流源からレー
ザダイオードLD1 〜LDn に電力を供給する回路を形
成する第1のスイッチング素子23及び第2のスイッチ
ング素子25からなる電流切替回路200とを具備し、
レーザダイオードLD1 〜LDn からレーザ光8を出力
する以前に、第1のスイッチング素子23及び第2のス
イッチング素子25からなる電流切替回路200により
定電流源100からの出力を循環する循環回路を形成
し、定電流源100に対して所定の定電流を指令値また
は指令値に近似した値としておき、レーザ出力指令信号
POが発生したとき、電流切替回路200により定電流
源からレーザダイオードLD1 〜LDn に通電する回路
を形成するものである。このとき、定電流源100から
出力される電流変化(di/dt)は、殆ど無視できる
程度であるから、その定電流源100を構成するインダ
クタンスの影響が無視でき、電流切替回路200の能力
によって立上がり及び立下がりの急峻な定電流パルスを
供給することができる。よって、レーザダイオードLD
1 〜LDn に供給する電流の応答を速くすることができ
る。なお、本実施の形態を通じて使用したレーザダイオ
ードは、半導体によってレーザを発生するものであり、
その形態としてダイオードの積層形態を持つものを前提
に説明したが、本発明を実施する場合には、半導体によ
ってレーザを発生するものに適用でき、当然それらの半
導体を含む概念を意味する。
【0054】
【発明の効果】以上説明したように、請求項1のレーザ
ダイオード用電源制御装置は、1個または2個以上直列
に接続されたレーザダイオードに接続された定電流源
と、前記レーザダイオードからレーザ光を出力するレー
ザ出力指令信号を得ていないとき、前記定電流源から出
力される電流を循環する循環回路を形成し、前記レーザ
出力指令信号を得たとき、前記定電流源から前記レーザ
ダイオードに電力を供給する回路を形成する電流切替回
路とを具備し、レーザダイオードからレーザ光を出力す
る以前に、電流切替回路により定電流源からの出力を循
環する循環回路を形成し、定電流源に対して所定の定電
流を指令値または指令値に近似した値としておき、レー
ザ出力指令信号が発生したとき、電流切替回路により定
電流源からレーザダイオードに通電する回路を形成する
ものである。このとき、定電流源から出力される電流変
化(di/dt)は、殆ど無視できる程度であるから、
その定電流源を構成するインダクタンスの影響が無視で
き、電流切替回路の能力によって立上がり及び立下がり
の急峻な定電流パルスを供給することができる。よっ
て、レーザダイオードに供給する電流の応答を速くする
ことができる。
ダイオード用電源制御装置は、1個または2個以上直列
に接続されたレーザダイオードに接続された定電流源
と、前記レーザダイオードからレーザ光を出力するレー
ザ出力指令信号を得ていないとき、前記定電流源から出
力される電流を循環する循環回路を形成し、前記レーザ
出力指令信号を得たとき、前記定電流源から前記レーザ
ダイオードに電力を供給する回路を形成する電流切替回
路とを具備し、レーザダイオードからレーザ光を出力す
る以前に、電流切替回路により定電流源からの出力を循
環する循環回路を形成し、定電流源に対して所定の定電
流を指令値または指令値に近似した値としておき、レー
ザ出力指令信号が発生したとき、電流切替回路により定
電流源からレーザダイオードに通電する回路を形成する
ものである。このとき、定電流源から出力される電流変
化(di/dt)は、殆ど無視できる程度であるから、
その定電流源を構成するインダクタンスの影響が無視で
き、電流切替回路の能力によって立上がり及び立下がり
の急峻な定電流パルスを供給することができる。よっ
て、レーザダイオードに供給する電流の応答を速くする
ことができる。
【0055】請求項2のレーザダイオード用電源制御装
置は、1個または2個以上直列に接続されたレーザダイ
オードに直列接続されたリアクトル、前記リアクトルに
直列接続され、前記レーザダイオードに定電流を供給す
べくスイッチング制御される電流制御用スイッチング素
子と、直列接続された前記電流制御用スイッチング素子
及び前記リアクトルを介して前記レーザダイオードに電
力を供給する電源と、前記レーザダイオードからレーザ
光を出力するレーザ出力指令信号を得ていないとき、前
記電流制御用スイッチング素子及び前記リアクトルを通
電する循環回路を形成し、前記レーザ出力指令信号を得
たとき、前記電流制御用スイッチング素子及び前記リア
クトル、前記レーザダイオードに電力を供給する回路を
形成する電流切替回路とを具備し、レーザダイオードか
らレーザ光を出力する以前に、電流切替回路により電流
制御用スイッチング素子及びリアクトルを通電する循環
回路を形成し、リアクトルに対して所定の定電流を指令
値または指令値に近似した値としておき、レーザ出力指
令信号が発生したとき、電流切替回路により電流制御用
スイッチング素子及びリアクトル、レーザダイオードを
通電する回路を形成するものである。このとき、リアク
トルに流れる電流変化(di/dt)は、殆ど無視でき
る程度であるから、そのインダクタンスの影響が無視で
き、電流切替回路の能力によって立上がり及び立下がり
の急峻な定電流パルスを供給することができる。よっ
て、レーザダイオードに供給する電流の応答を速くする
ことができる。
置は、1個または2個以上直列に接続されたレーザダイ
オードに直列接続されたリアクトル、前記リアクトルに
直列接続され、前記レーザダイオードに定電流を供給す
べくスイッチング制御される電流制御用スイッチング素
子と、直列接続された前記電流制御用スイッチング素子
及び前記リアクトルを介して前記レーザダイオードに電
力を供給する電源と、前記レーザダイオードからレーザ
光を出力するレーザ出力指令信号を得ていないとき、前
記電流制御用スイッチング素子及び前記リアクトルを通
電する循環回路を形成し、前記レーザ出力指令信号を得
たとき、前記電流制御用スイッチング素子及び前記リア
クトル、前記レーザダイオードに電力を供給する回路を
形成する電流切替回路とを具備し、レーザダイオードか
らレーザ光を出力する以前に、電流切替回路により電流
制御用スイッチング素子及びリアクトルを通電する循環
回路を形成し、リアクトルに対して所定の定電流を指令
値または指令値に近似した値としておき、レーザ出力指
令信号が発生したとき、電流切替回路により電流制御用
スイッチング素子及びリアクトル、レーザダイオードを
通電する回路を形成するものである。このとき、リアク
トルに流れる電流変化(di/dt)は、殆ど無視でき
る程度であるから、そのインダクタンスの影響が無視で
き、電流切替回路の能力によって立上がり及び立下がり
の急峻な定電流パルスを供給することができる。よっ
て、レーザダイオードに供給する電流の応答を速くする
ことができる。
【0056】請求項3のレーザダイオード用電源制御装
置は、請求項2の前記レーザ光を出力するレーザ出力指
令信号を得ていないとき、予め電流制御用スイッチング
素子を動作させ、前記リアクトルの電流を指令値に等し
くしてから、前記レーザダイオード出力をオン・オフ
し、かつ、前記レーザ出力をオフにした後、電流制御用
スイッチング素子の動作を停止するものであるから、請
求項1に記載の効果に加えて、レーザダイオードに通電
する定電流の立上がり及び立下がりの変化を急峻にする
ことができ、レーザ出力指令信号の信号に対して応答性
の良い定電流パルスが得られ、レーザダイオードから正
確なタイミングでレーザ出力を得ることができる。
置は、請求項2の前記レーザ光を出力するレーザ出力指
令信号を得ていないとき、予め電流制御用スイッチング
素子を動作させ、前記リアクトルの電流を指令値に等し
くしてから、前記レーザダイオード出力をオン・オフ
し、かつ、前記レーザ出力をオフにした後、電流制御用
スイッチング素子の動作を停止するものであるから、請
求項1に記載の効果に加えて、レーザダイオードに通電
する定電流の立上がり及び立下がりの変化を急峻にする
ことができ、レーザ出力指令信号の信号に対して応答性
の良い定電流パルスが得られ、レーザダイオードから正
確なタイミングでレーザ出力を得ることができる。
【0057】請求項4のレーザダイオード用電源制御装
置は、請求項2または請求項3の前記1個または2個以
上直列に接続されたレーザダイオードの各レーザダイオ
ードは、逆方向のダイオードと抵抗の何れか1種類以上
を並列接続したものであるから、請求項2または請求項
3の効果に加えて、レーザダイオードに供給する定電流
の立上がり立下がりが非常に速いので、回路に存在する
リード線の自己インダクタンス、電流切替回路、レーザ
ダイオードの静電容量や、リード線間の浮遊容量等によ
り発生する振動電流によって、逆起電圧がかかるのを防
止し、破壊することがない。また、抵抗はその同一の抵
抗値の分圧により、レーザダイオード間の電圧のオフ時
のバランスを取り、特定のレーザダイオードに電圧が集
中するのを防止できる。また、振動電流に対してもその
振動を防ぐ働きがある。
置は、請求項2または請求項3の前記1個または2個以
上直列に接続されたレーザダイオードの各レーザダイオ
ードは、逆方向のダイオードと抵抗の何れか1種類以上
を並列接続したものであるから、請求項2または請求項
3の効果に加えて、レーザダイオードに供給する定電流
の立上がり立下がりが非常に速いので、回路に存在する
リード線の自己インダクタンス、電流切替回路、レーザ
ダイオードの静電容量や、リード線間の浮遊容量等によ
り発生する振動電流によって、逆起電圧がかかるのを防
止し、破壊することがない。また、抵抗はその同一の抵
抗値の分圧により、レーザダイオード間の電圧のオフ時
のバランスを取り、特定のレーザダイオードに電圧が集
中するのを防止できる。また、振動電流に対してもその
振動を防ぐ働きがある。
【0058】請求項5のレーザダイオード用電源制御装
置は、請求項2乃至請求項4の何れか1に記載の前記1
個または2個以上直列に接続されたレーザダイオードに
は、前記レーザダイオードの近傍で、かつ、逆方向に接
続されたダイオード及び前記ダイオードに対して並列接
続され、抵抗及びコンデンサからなる直列回路を並列接
続したものであるから、請求項2乃至請求項4の何れか
1つに記載の効果に加えて、1個または2個以上直列に
接続されたレーザダイオードの近傍で、かつ、逆方向に
接続されたダイオード及びそのダイオードに対して並列
接続され、抵抗及びコンデンサからなる直列回路を並列
接続したものであるから、レーザダイオードの電流が遮
断されたときの逆電圧、及び、ダイオードを接続したこ
とにより流れる電流が遮断するときの正電圧の上昇を防
ぐことができ、逆電圧で壊れやすいレーザダイオードを
安全に駆動できる。
置は、請求項2乃至請求項4の何れか1に記載の前記1
個または2個以上直列に接続されたレーザダイオードに
は、前記レーザダイオードの近傍で、かつ、逆方向に接
続されたダイオード及び前記ダイオードに対して並列接
続され、抵抗及びコンデンサからなる直列回路を並列接
続したものであるから、請求項2乃至請求項4の何れか
1つに記載の効果に加えて、1個または2個以上直列に
接続されたレーザダイオードの近傍で、かつ、逆方向に
接続されたダイオード及びそのダイオードに対して並列
接続され、抵抗及びコンデンサからなる直列回路を並列
接続したものであるから、レーザダイオードの電流が遮
断されたときの逆電圧、及び、ダイオードを接続したこ
とにより流れる電流が遮断するときの正電圧の上昇を防
ぐことができ、逆電圧で壊れやすいレーザダイオードを
安全に駆動できる。
【0059】請求項6のレーザダイオード用電源制御装
置は、請求項2乃至請求項5の何れか1に記載の前記レ
ーザダイオードに電力を供給する電源の電圧が、前記レ
ーザダイオードの順方向電圧降下を加算した2倍程度と
したものであるから、請求項2乃至請求項5の何れか1
つに記載の効果に加えて、順方向電圧の合計値が2倍程
度に電源の電圧を設定すると、電流制御用スイッチング
素子がオンしたときのリアクトルの電流増加と、オフし
たときの電流減少が略同一になり、電流制御用スイッチ
ング素子とダイオードに流れる電流の平均値が同一にな
るので、電流が平均化し、全体として高出力の電源を廉
価に構成することができる。
置は、請求項2乃至請求項5の何れか1に記載の前記レ
ーザダイオードに電力を供給する電源の電圧が、前記レ
ーザダイオードの順方向電圧降下を加算した2倍程度と
したものであるから、請求項2乃至請求項5の何れか1
つに記載の効果に加えて、順方向電圧の合計値が2倍程
度に電源の電圧を設定すると、電流制御用スイッチング
素子がオンしたときのリアクトルの電流増加と、オフし
たときの電流減少が略同一になり、電流制御用スイッチ
ング素子とダイオードに流れる電流の平均値が同一にな
るので、電流が平均化し、全体として高出力の電源を廉
価に構成することができる。
【0060】請求項7のレーザダイオード用電源制御装
置は、請求項2乃至請求項6の何れか1に記載の前記レ
ーザダイオードから出力するレーザ光が、固体レーザ媒
質を励起し、前記固体レーザによるレーザ光を得るもの
であるから、請求項2乃至請求項6の何れか1つに記載
の効果に加えて、直流電圧の変動が出力電流波形に影響
を与えないので、商用の交流電圧を整流しただけの電圧
であっても電圧変動に対し、十分安定なパルス電流をレ
ーザダイオードに供給することができ、出力されるレー
ザ光により、固体レーザ媒質(YAGレーザロッド)を
励起することによりレーザ発振させ、レーザ光を高効率
で出力することができる。また、応答が速いパルス電流
によってパルス化されたレーザ光が得られ、レーザ加工
用としての特性が良好になる。
置は、請求項2乃至請求項6の何れか1に記載の前記レ
ーザダイオードから出力するレーザ光が、固体レーザ媒
質を励起し、前記固体レーザによるレーザ光を得るもの
であるから、請求項2乃至請求項6の何れか1つに記載
の効果に加えて、直流電圧の変動が出力電流波形に影響
を与えないので、商用の交流電圧を整流しただけの電圧
であっても電圧変動に対し、十分安定なパルス電流をレ
ーザダイオードに供給することができ、出力されるレー
ザ光により、固体レーザ媒質(YAGレーザロッド)を
励起することによりレーザ発振させ、レーザ光を高効率
で出力することができる。また、応答が速いパルス電流
によってパルス化されたレーザ光が得られ、レーザ加工
用としての特性が良好になる。
【図1】 図1は本発明の実施の形態1のレーザダイオ
ード用電源制御装置の全体回路を示す回路図である。
ード用電源制御装置の全体回路を示す回路図である。
【図2】 図2は本発明の実施の形態1のレーザダイオ
ード用電源制御装置のレーザダイオード側の回路を示す
回路概念図である。
ード用電源制御装置のレーザダイオード側の回路を示す
回路概念図である。
【図3】 図3は本発明の実施の形態1のレーザダイオ
ード用電源制御装置の動作を説明するためのタイムチャ
ートと波形図である。
ード用電源制御装置の動作を説明するためのタイムチャ
ートと波形図である。
【図4】 図4は本発明の実施の形態1のレーザダイオ
ード用電源制御装置のレーザダイオードに通電される実
測の電流波形図である。
ード用電源制御装置のレーザダイオードに通電される実
測の電流波形図である。
【図5】 図5は本発明の実施の形態2のレーザダイオ
ード用電源制御装置のレーザダイオード側の回路を示す
回路図である。
ード用電源制御装置のレーザダイオード側の回路を示す
回路図である。
【図6】 図6は本発明の実施の形態2のレーザダイオ
ード用電源制御装置のレーザダイオード側の回路を示す
回路概念図である。
ード用電源制御装置のレーザダイオード側の回路を示す
回路概念図である。
【図7】 図7は本発明の実施の形態2のレーザダイオ
ード用電源制御装置のレーザダイオードに通電される実
測の電流波形図である。
ード用電源制御装置のレーザダイオードに通電される実
測の電流波形図である。
【図8】 図8は本発明の実施の形態3のレーザダイオ
ード用電源制御装置の全体回路を示す回路図である。
ード用電源制御装置の全体回路を示す回路図である。
【図9】 図9は本発明の実施の形態3のレーザダイオ
ード用電源制御装置の動作を説明するためのタイムチャ
ートと波形図である。
ード用電源制御装置の動作を説明するためのタイムチャ
ートと波形図である。
【図10】 図10は従来のレーザダイオード用電源制
御装置の全体回路構成を示す回路図である。
御装置の全体回路構成を示す回路図である。
【図11】 図11は図10のレーザダイオード用電源
制御装置の動作を説明するための波形図とタイムチャー
トである。
制御装置の動作を説明するための波形図とタイムチャー
トである。
LD1 〜LDn レーザダイオード、D1 〜Dn ダイ
オード、R1 〜Rn 抵抗、1 電源、2 電流制御用ス
イッチング素子、3 ダイオード、4 リアクトル、8
レーザ光、23 第1のスイッチング素子、24 ダ
イオード、25 第2のスイッチング素子、31,32
リード線、41 ダイオード、42抵抗、43 コン
デンサ、100 定電流源、200 電流切替回路、2
00A 切替部、200B 切替部。
オード、R1 〜Rn 抵抗、1 電源、2 電流制御用ス
イッチング素子、3 ダイオード、4 リアクトル、8
レーザ光、23 第1のスイッチング素子、24 ダ
イオード、25 第2のスイッチング素子、31,32
リード線、41 ダイオード、42抵抗、43 コン
デンサ、100 定電流源、200 電流切替回路、2
00A 切替部、200B 切替部。
Claims (7)
- 【請求項1】 1個または2個以上直列に接続されたレ
ーザダイオードと、 前記レーザダイオードに接続された定電流源と、 前記レーザダイオードからレーザ光を出力するレーザ出
力指令信号を得ていないとき、前記定電流源から出力さ
れる電流を循環する循環回路を形成し、前記レーザ出力
指令信号を得たとき、前記定電流源から前記レーザダイ
オードに電力を供給する回路を形成する電流切替回路と
を具備することを特徴とするレーザダイオード用電源制
御装置。 - 【請求項2】 1個または2個以上直列に接続されたレ
ーザダイオードと、 前記レーザダイオードに直列接続されたリアクトルと、 前記レーザダイオード及びリアクトルに直列接続され、
前記レーザダイオードに定電流を供給すべくスイッチン
グ制御される電流制御用スイッチング素子と、 直列接続された前記電流制御用スイッチング素子及び前
記リアクトルを介して前記レーザダイオードに電力を供
給する電源と、 前記レーザダイオードからレーザ光を出力するレーザ出
力指令信号を得ていないとき、前記電流制御用スイッチ
ング素子及び前記リアクトルを通電する循環回路を形成
し、前記レーザ出力指令信号を得たとき、前記レーザダ
イオードに電力を供給する回路を形成する電流切替回路
とを具備することを特徴とするレーザダイオード用電源
制御装置。 - 【請求項3】 前記レーザ光を出力するレーザ出力指令
信号を得ていないとき、予め電流制御用スイッチング素
子を動作させ、前記リアクトルの電流を指令値に等しく
してから、前記レーザ出力指令信号をオン・オフし、か
つ、前記レーザ出力をオフにした後、電流制御用スイッ
チング素子の動作を停止することを特徴とした請求項2
に記載のレーザダイオード用電源制御装置。 - 【請求項4】 前記1個または2個以上直列に接続され
たレーザダイオードの各レーザダイオードには、逆方向
のダイオードと抵抗の何れか1種類以上を並列接続した
ことを特徴とする請求項1乃至請求項3の何か1つに記
載のレーザダイオード用電源制御装置。 - 【請求項5】 前記1個または2個以上直列に接続され
たレーザダイオードには、前記レーザダイオードの近傍
で、かつ、逆方向に接続されたダイオード及び前記ダイ
オードに対して並列接続され、抵抗及びコンデンサから
なる直列回路を並列接続したことを特徴とする請求項1
乃至請求項4の何れか1つに記載のレーザダイオード用
電源制御装置。 - 【請求項6】 前記レーザダイオードに電力を供給する
電源の電圧は、前記レーザダイオードの順方向電圧降下
を加算した電圧の2倍程度としたことを特徴とする請求
項1乃至請求項5の何れか1つに記載のレーザダイオー
ド用電源制御装置。 - 【請求項7】 前記レーザダイオードから出力するレー
ザ光は、固体レーザ媒質を励起し、レーザ光を得ること
を特徴とする請求項1乃至請求項6の何れか1つに記載
のレーザダイオード用電源制御装置。
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