JPS60163478A - Gas laser oscillation device - Google Patents
Gas laser oscillation deviceInfo
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- JPS60163478A JPS60163478A JP1862784A JP1862784A JPS60163478A JP S60163478 A JPS60163478 A JP S60163478A JP 1862784 A JP1862784 A JP 1862784A JP 1862784 A JP1862784 A JP 1862784A JP S60163478 A JPS60163478 A JP S60163478A
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- pulse
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- H—ELECTRICITY
- 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
- H01S3/09—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping
- H01S3/097—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping by gas discharge of a gas laser
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明はレーザ媒質を放電励起し連続パルス発振を行う
ガスレーザ発振装置に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of Industrial Application The present invention relates to a gas laser oscillation device that discharge-excites a laser medium to generate continuous pulse oscillation.
従来例の構成とその問題点
近年、レーザ加工において、連続パルス発振によるレー
ザ出力を用いた加工が主流になってきている。さらに加
工時間を短縮するためにもレーザピークパワーの著しい
レーザパルスパワーが必要とされている。Conventional configuration and problems thereof In recent years, in laser processing, processing using continuous pulse oscillation laser output has become mainstream. Furthermore, in order to shorten processing time, a laser pulse power with a remarkable laser peak power is required.
以下、図面の第1図、第2図を参照しながら従来例につ
いて説明を行う。Hereinafter, a conventional example will be explained with reference to FIGS. 1 and 2 of the drawings.
第1図は従来のガスレーザ発振装置の放電電流制御回路
の一部を示すものである。第1図において、1は放電管
、1aはアノード側放電用電極、1bはカソード側放電
用電極、2は高耐圧真空管、3はトランジスタ、4Fi
電流制限のだめの抵抗である。FIG. 1 shows part of a discharge current control circuit of a conventional gas laser oscillation device. In Fig. 1, 1 is a discharge tube, 1a is an anode discharge electrode, 1b is a cathode discharge electrode, 2 is a high voltage vacuum tube, 3 is a transistor, 4Fi
This is a current limiting resistor.
寸た第2図は第1図における回路で連続パルス発振をし
たときの、放電電流Iの波形とレーザビームPの波形お
よびトランジスタ3のベース信号Sを示したものである
。FIG. 2 shows the waveform of the discharge current I, the waveform of the laser beam P, and the base signal S of the transistor 3 when continuous pulse oscillation is performed using the circuit shown in FIG.
以下動作について説明する。放電管1のアノード側放電
用電極1aとカソード側放電用電極1bの間を流れる放
電電流は、高耐圧真空管2のカソードにかけられたバイ
アス電圧をトランジスタ3のスイッチングで制御するこ
とにより制御される。The operation will be explained below. The discharge current flowing between the anode discharge electrode 1a and the cathode discharge electrode 1b of the discharge tube 1 is controlled by controlling the bias voltage applied to the cathode of the high voltage vacuum tube 2 by switching the transistor 3.
すなわち、前記トランジスタ30ベースにオン。That is, the base of the transistor 30 is turned on.
オフのパルス信号を印加することにより、連続パルス発
振を行うものである。Continuous pulse oscillation is performed by applying an off pulse signal.
しかしながら、上記のような構成では、パルスのオン、
オフ時間が0.1mS以下になると、第2図に示すよう
に放電おくれが影響し、放電電流Iの波形およびレーザ
ビームパワーPの波形が歪み、良好な連続パルス発振
が不可能となる。However, in the above configuration, the pulse on,
When the off time is less than 0.1 mS, discharge lag affects the discharge current I and the laser beam power P as shown in FIG. 2, and the waveforms of the discharge current I and the laser beam power P are distorted, making it impossible to perform good continuous pulse oscillation.
したがって、この放電の不安定さが連続パルス発振時の
レーザビームパワーに悪影響を及ぼして5ることがわか
った。Therefore, it was found that the instability of this discharge adversely affected the laser beam power during continuous pulse oscillation.
そこで、0.1 ms以下のパルスでも安定したレーザ
ビームパワーが得られるような、ガスレーザ発振装置の
開発が望捷れていた。Therefore, it has been desirable to develop a gas laser oscillation device that can obtain stable laser beam power even with pulses of 0.1 ms or less.
発明の目的
本発明は、上記欠点に鑑み、0.1mS以下のパルス幅
においても安定なレーザビームパワーを得ることのでき
るガスレーザ発振装置を提供することを目的とするもの
である。OBJECTS OF THE INVENTION In view of the above drawbacks, it is an object of the present invention to provide a gas laser oscillation device that can obtain stable laser beam power even with a pulse width of 0.1 mS or less.
発明の構成
この目的を達成するために本発明のガスレーザ発振装置
は、レーザ媒質を放電によって励起し連続パルス発振を
行うガスレーザ発振装置において、放電管の放電用電極
の一方に抵抗の一端を接続し、かつ他の放電用電極と前
記抵抗の他端間にコンデンサを接続し、パルスOFF時
の微小放電電流工○が
I ()= VAC”P (c、 tOF F )う
ただし、
σ−R’+R。Structure of the Invention To achieve this object, the gas laser oscillation device of the present invention is a gas laser oscillation device that excites a laser medium by discharge to generate continuous pulse oscillation, in which one end of a resistor is connected to one of the discharge electrodes of a discharge tube. , and a capacitor is connected between the other discharge electrode and the other end of the resistor, and the minute discharge current when the pulse is OFF is I () = VAC'P (c, tOFF), but σ-R' +R.
R′:パルスオフ時の放電用電極間抵抗値。R': Resistance value between electrodes for discharge during pulse-off.
R:抵抗の抵抗値。R: resistance value of the resistor.
C:コンデンサの容量値。C: capacitance value of the capacitor.
vAc:パルスオフ時の放電用電極間電位差。vAc: Potential difference between electrodes for discharge during pulse-off.
tOFF:パルスオフ時間
を満足するように抵抗の抵抗値Rと前記コンデンサの容
量値Cを設定したものである。tOFF: The resistance value R of the resistor and the capacitance value C of the capacitor are set so as to satisfy the pulse off time.
実施例の説明 以下、本発明の一実施例について図面の第3図。Description of examples FIG. 3 is a drawing showing an embodiment of the present invention.
第4図を参照しながら説明する。This will be explained with reference to FIG.
第3図は本発明の一実施例における放電電流制御回路の
一部を示すものである。1.1a、1b。FIG. 3 shows a part of the discharge current control circuit in one embodiment of the present invention. 1.1a, 1b.
2.3.4はそれぞれ従来と同様の放電管、アノード側
放電用電極、カソード側放電用電極、高耐圧真空管、ト
ランジスタ、電流制限のための抵抗である。Reference numerals 2, 3 and 4 are a discharge tube, an anode discharge electrode, a cathode discharge electrode, a high voltage vacuum tube, a transistor, and a resistor for current limiting, respectively, as in the conventional case.
6.6は無放電時に放電用電極間に一定の電位差をもた
せるだめの分圧抵抗、7は抵抗値Hの抵抗、8は容量値
Cのコンデンサであり、抵抗7は放電管1に直列に接続
され、その直列回路にコンデンサ8が並列に接続されて
いる。6. 6 is a voltage dividing resistor that maintains a constant potential difference between the discharge electrodes during no discharge, 7 is a resistor with a resistance value of H, 8 is a capacitor with a capacitance value of C, and the resistor 7 is connected in series with the discharge tube 1. A capacitor 8 is connected in parallel to the series circuit.
そして、印加電圧をVO、A点における電圧をvP、放
電用電極間の抵抗値を)t/ L放電管を流れる電流を
1とする。Then, the applied voltage is VO, the voltage at point A is vP, the resistance value between the discharge electrodes is t/L, and the current flowing through the discharge tube is 1.
以下、回路動作を説明する。The circuit operation will be explained below.
まず、トランジスタ3がオフのとき、コンデンサ8の両
端には高耐圧真空管2によるプレート電圧Vpと、印加
電圧V□との電位差がかかつており、その電位差(■o
−vP)だけ、コンデンサ8に充電されている。First, when the transistor 3 is off, there is a potential difference between the plate voltage Vp caused by the high voltage vacuum tube 2 and the applied voltage V□ across the capacitor 8, and that potential difference (■o
-vP), the capacitor 8 is charged.
つぎに、前記トランジスタ3がオンになると、前記高耐
圧真空管2のプレート電圧は、数KV降下し放電電流が
流れ始める。そのとき同時に前記コンデンサ8の充電が
さらに進む。そして前記高耐圧真空管2がオフになると
、はとんどの放電電流Iはカットオフされる。ところが
このとき放電管1のアノード側放電用電極1aとカソー
ド側放電用電極1bおよび抵抗7およびコンデンサ8に
よる閉回路中を、前記コンデンサ8に蓄えられたエネル
ギーが微小放電電流工oとして流れる。Next, when the transistor 3 is turned on, the plate voltage of the high voltage vacuum tube 2 drops by several kilovolts and a discharge current begins to flow. At the same time, the capacitor 8 is further charged. When the high voltage vacuum tube 2 is turned off, most of the discharge current I is cut off. However, at this time, the energy stored in the capacitor 8 flows as a minute discharge current o in a closed circuit formed by the anode discharge electrode 1a, the cathode discharge electrode 1b, the resistor 7, and the capacitor 8 of the discharge tube 1.
このとき、この微小放電電流■oの流れ続けるしたがっ
て、この微小放電電流工0によって、パルスオフ時にレ
ーザ媒質をイオン化状態に保つことができるので、つぎ
のパルス発振が円滑に行われ、かつ、レーザピークパワ
ーも増大するわけである。At this time, this minute discharge current ■o continues to flow. Therefore, this minute discharge current 0 can keep the laser medium in an ionized state when the pulse is turned off, so that the next pulse oscillation is performed smoothly and the laser peak Power also increases.
つぎに、前記抵抗7の抵抗値Rおよび前記コンデンサ8
の容量値Cを決定するための方法を説明する。Next, the resistance value R of the resistor 7 and the capacitor 8
A method for determining the capacitance value C will be explained.
第3図より印加電圧vo、パルスオフ時のプレート電圧
vP、微小放電電流IO,パルスオフ時の放電用電極間
抵抗R′とおくと、パルスオン時からオフ時に移行する
とき次式が成立する。ただし分圧抵抗6,6の抵抗値は
無視できるほど大きいとする。From FIG. 3, if we set the applied voltage vo, the plate voltage vP during pulse-off, the minute discharge current IO, and the discharge interelectrode resistance R' during pulse-off, the following equation holds true when transitioning from pulse-on to pulse-off. However, it is assumed that the resistance values of the voltage dividing resistors 6, 6 are so large that they can be ignored.
・・・ ・ −・ ・・・(1)
ここで、σ= R’+ R、V□ −V p = VA
Cとおくと、(1)式は
I() −−”AC”p(Gt)−−−−−−(2)と
なる。・・・ ・ −・ ・・・(1) Here, σ= R'+ R, V□ −V p = VA
C, then formula (1) becomes I() --"AC"p(Gt)---(2).
したがって、微小放電電流工。はパルスオフ時間をtO
FFとすると、C2)式は
I□−−VACexpc topF)−・・・・・・パ
(31σ Cσ
となり、この様子を図に示したものが第4図である。第
4図の縦軸は微小放電電流IO2横軸はパルスオフ時間
tOFFである。Therefore, micro-discharge current engineering. is the pulse off time tO
If it is FF, the formula C2) becomes I The horizontal axis of the minute discharge current IO2 is the pulse off time tOFF.
(3)式および第4図をみてもわかるように、微小放電
電流IOおよびパルスオフ時間tOFFを決めることに
より、コンデンサ8の容量値Cおよび抵抗7の抵抗値R
を決定する。ここで、微小放電電流工。トハ、パルスオ
ン時のビークパワーの立上りを充分維持できる大きさで
あシ、かつパルスオフ時に、レーザ パワーを生じさせ
るほど太きくあってはならないものである。As can be seen from equation (3) and FIG.
Determine. Here, micro-discharge current engineering. It must be large enough to sufficiently maintain the rise in peak power when the pulse is on, but not so thick that it generates laser power when the pulse is off.
第5図は第3図における連続パルス発掘時の放電電流I
の波形およびビームパワーPの波形およびトランジスタ
3のベース信号Sの波形(破線)を示したものである。Figure 5 shows the discharge current I during continuous pulse excavation in Figure 3.
, the waveform of the beam power P, and the waveform of the base signal S of the transistor 3 (broken line).
第6図と第2図を比較してわかるように、放電電流■の
波形も増大し、かつ歪も少なくなり安定して流れている
。また、ビームパワーPも著しく増大されビークパワー
の高い強力なパルス出力を得ることが可能になっている
。As can be seen by comparing FIG. 6 and FIG. 2, the waveform of the discharge current (2) has also increased, distortion has decreased, and it is flowing stably. In addition, the beam power P has also been significantly increased, making it possible to obtain a powerful pulse output with high peak power.
なお、上記実施例においては、抵抗7として抵抗値が固
定のものを、またコンデンサ8として容量値Cが固定の
ものをそれぞれ示したが、これらは各値が可変の可変抵
抗、可変コンデンサであれば、パルスオフ時間の設定に
基づいて、可変抵抗7の抵抗値Rおよび可変コンデンサ
8の容量値Cを調節すればよい。In the above embodiments, the resistor 7 has a fixed resistance value, and the capacitor 8 has a fixed capacitance C, but these may be variable resistors or variable capacitors with variable values. For example, the resistance value R of the variable resistor 7 and the capacitance value C of the variable capacitor 8 may be adjusted based on the setting of the pulse-off time.
発明の効果
以上のように本発明は、パルス出力の増大と安定性を特
にパルス幅が0.1 mS以下の領域においても確保す
ることを可能にし、精度のきわめて高い精密加工や高速
加工に優れた効果を奏するものである。Effects of the Invention As described above, the present invention makes it possible to increase the pulse output and ensure stability especially in the region where the pulse width is 0.1 mS or less, and is excellent in extremely high-precision precision machining and high-speed machining. It has the following effects.
第1図は従来のガスレーザ発振装置の一部回路図、第2
図は同特性図、第3図は本発明の一実施例におけるガス
レーザ発振装置の一部回路図、第4図は微小放電電流の
時間依存特性図、第5図は第2図に対比すべき同特性図
である。
1・・・・・・放電管、1a・・・・・・アノード(i
ll放電用電極、1b・・・・・カソード側放電用電極
、2・・・・・・高耐圧真空管、3・・・・・・トラン
ジスタ、4・・・・・・抵抗、5,6・・・・・・分圧
抵抗、7・・・・・・抵抗、8・・・・・・コンデンサ
。
代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか1名第1
図
第2図
トーパルス時間(惰3ノーーーー
第3図
第 4 ズFigure 1 is a partial circuit diagram of a conventional gas laser oscillation device;
Figure 3 is a partial circuit diagram of a gas laser oscillation device according to an embodiment of the present invention, Figure 4 is a time-dependent characteristic diagram of minute discharge current, and Figure 5 should be compared with Figure 2. It is the same characteristic diagram. 1...discharge tube, 1a...anode (i
ll discharge electrode, 1b... cathode side discharge electrode, 2... high voltage vacuum tube, 3... transistor, 4... resistor, 5, 6... ...Voltage dividing resistor, 7...Resistor, 8...Capacitor. Name of agent: Patent attorney Toshio Nakao and 1 other person No. 1
Figure 2 Toe pulse time
Claims (2)
振を行うガスレーザ発振装置において、放電管の放電用
電極の一方に抵抗の一端を接続し、かつ他方の放電用電
極と前記抵抗の他端間にコンデンサを接続し、パルスオ
フ時の微小放電電流工。 が ただし、 σ=R’十R,。 R′:パルスオフ時の放電用電極間抵抗値。 R:抵抗の抵抗値。 C:コンデンサの容量値。 vAC=パルスオフ時の放電用電極間電位差。 tOFF:パルスオフ時間 を満足するように前記抵抗の抵抗値Rと前記コンデンサ
の容量値Cを設定したガスレーザ発振装置。(1) In a gas laser oscillation device that excites a laser medium by discharge to generate continuous pulse oscillation, one end of a resistor is connected to one of the discharge electrodes of the discharge tube, and the other end of the resistor is connected to the other discharge electrode. Connect a capacitor and create a minute discharge current when the pulse is off. However, σ=R'0R,. R': Resistance value between electrodes for discharge during pulse-off. R: resistance value of the resistor. C: capacitance value of the capacitor. vAC = potential difference between electrodes for discharge when pulse is off. tOFF: A gas laser oscillation device in which the resistance value R of the resistor and the capacitance value C of the capacitor are set so as to satisfy a pulse off time.
コンデンサが容量値を可変できる可変コンデンサである
特許請求の範囲第0)項に記載のガスレーザ発振装置。(2) The gas laser oscillation device according to claim 0, wherein the resistor is a variable resistor whose resistance value can be varied, and the capacitor is a variable capacitor whose capacitance value can be varied.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1862784A JPS60163478A (en) | 1984-02-03 | 1984-02-03 | Gas laser oscillation device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1862784A JPS60163478A (en) | 1984-02-03 | 1984-02-03 | Gas laser oscillation device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS60163478A true JPS60163478A (en) | 1985-08-26 |
Family
ID=11976851
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1862784A Pending JPS60163478A (en) | 1984-02-03 | 1984-02-03 | Gas laser oscillation device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS60163478A (en) |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5285333A (en) * | 1976-01-02 | 1977-07-15 | Coherent Radiation | Power source for pulse raser |
JPS54140893A (en) * | 1978-04-24 | 1979-11-01 | Nec Corp | Laser unit |
-
1984
- 1984-02-03 JP JP1862784A patent/JPS60163478A/en active Pending
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5285333A (en) * | 1976-01-02 | 1977-07-15 | Coherent Radiation | Power source for pulse raser |
JPS54140893A (en) * | 1978-04-24 | 1979-11-01 | Nec Corp | Laser unit |
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