JPS63161686A

JPS63161686A - レ−ザ装置

Info

Publication number: JPS63161686A
Application number: JP30805586A
Authority: JP
Inventors: Mitsuhiro Shibata; 光博芝田; Satoshi Tokunaga; 諭徳永
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1986-12-25
Filing date: 1986-12-25
Publication date: 1988-07-05

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［発明の目的］（産業上の利用分野）この発明はレーザ装置に関し、特にトリガ放電回路を備
え、パルスレーザ光を発するレーザ装置に関する。

（従来の技術）ＣＯ２ガスレーザ装置のようなレーザ装置では、従来、
ポンピングのための放電部の電源構成として第５図に示
すようなものが知られている。

この従来のレーザ装置では、放電部１に主放電電極とし
て陽極２、陰極３を備え、さらにトリガ放電電極４を備
えている。陽極２と陰極３とは可変直流電源５に安定化
抵抗６を介して接続されている。可変直流電源５に対し
ては、パルス信号入力をパルス電流に変換する直流電源
制御回路７が接続されている。

そして、これら可変直流回路５と直流電源制御回路７と
で構成されるパルス電源制御部とは別に、トリガ放電電
極４に対し交流電源８を接続するためのスイッチ９と、
このスイッチ９のオン・オフを制御するための発振器１
０とで構成されるトリが放電電源部が設けられている。

この発振器１０は、前記直流電源制御回路７に対するパ
ルス信号入力とは別個にスイッチ９に対しパルス信号を
与えるものである。

この従来のレーザ装置では、第６図（ａ　）に示すよう
に直流電源制御回路７に対してパルス信号人力１１が与
えられ、直流電源制御回路７は直流電圧制御信号１２を
可変直流回路５に与える。可変直流回路５は放電部１の
陽極２、陰極３の間に第６図（ｂ）に示すパルス状の主
放電電流１３を印加する。この主放電電流１３により、
陽極２、陰極３間でグロー放電が発生し、レーザ光のボ
ンピングが行なわれる。

また、トリが放電電源部側では、発振器１０からのオン
・オフ信＠１４によりスイッチ９がオン・オフし、交流
電源８からトリガ放電電極４に対し第６図（Ｃ”）に示
すパルス交流電源を印加してトリガ放電を生起させ、放
電部１の主放電の安定化と均一化を図っている。

（発明が解決しようとする問題点）ところが、このような従来のレーザ装置では、トリガ放
電の目的である主放電の放電安定化、均一化に充分な効
果を得るために必要な大きさの電力を供給すると、第６
図（ｄ　＞に示すようにトリが放電によるレーザ出力の
変動が生ずる問題があった。

また、トリガ放電用の発振器１０は、主放電用のパルス
信号１１とは同期されていないため、主放電の立上がり
は主放電電流１３によって単独で行なわなければならな
い。そのため、第６図（ｂ）に示す主放電電流１３の立
上りに対し、レーザ光出力の立上りは同図（ｄ　）に示
すように遅れ時間ｔｄｏと立上り時間ｔｒＱとの遅れが
存在し、パルス制御信号が高周波になる程、またデユー
ティが小さくなる程波形的に誤差の大きなレーザ光出力
となり、レーザ光による加工性能の限界をもたらすもの
となっていた。

この発明はこのような従来の問題に鑑みて、レーザ光出
力が安定し、しかも出力の立上り特性が鋭くてパルス制
御の高ＹＦ？１波化が可能なレーザ装置を提供すること
を目的とする。

［発明の構成］（問題点を解決するための手段）この発明のレーザ装置は、主放電電極にパルス電源を印
加するパルス電源制御部と、このパルス電源制御部のパ
ルス電源と同期してトリガ放電電極にトリガ電源を印加
するトリが放電電源制御部とを備えたものである。

（作用）この発明のレーザ装置では、主放電電極にパルス電源を
印加すると共に、このパルス電源と同期してトリガ故電
電源をトリガ放電電極に印加し、主放電に同期してトリ
が放電を行なわせ、放電の立上りを鋭くし、レーザ光出
力の立上り時間を速くする。

（実施例）以下、この発明の実施例を図に基いて詳説する。

第１図はこの発明の一実施例の回路構成を示しており、
ポンピング手段となる放電部２１に主放電電極としての
陽極２２、陰極２３が設けられている。また、トリが放
電のためのトリガ放電電極２４が設けられている。

主放電電極に対しパルス電源を印加するためのパルス電
源制御部として、直流電源制御回路２５と可変直流電源
２６とが設けられ、可変直流電源２６に対し前記陽極２
２と陰極２３とが安定化抵抗２７を介して接続されてい
る。直流電源制御回路２５はデジタルパルス入力信号に
対しアナログ的な直流電源制御信号を出力するものであ
る。また、可変直流電源２６は、直流電源制御回路２５
からの直流電源制御信号に同期したパルス直流電流を放
電部２１の陽極２２、陰極２３間に印加するものである
。

トリガ放電電極２４に対しトリガ放電電源を印加するた
めのトリガ放電電源制御部は、前記直流電源制御回路２
５に入力されるパルス信号入力を共通の入力とするシン
グルショット回路２８と、シングルショット回路２８の
出力パルス信号に対してスイッチ駆動信号を出力するス
イッチ駆動回路２９と、このスイッチ駆動回路２９の信
号によってオン・オフされるスイッチ３０と、このスイ
ッチ３０とトリガ放電電極２４との間に接続された１〜
リガ放放電用内波交流電源３１によって構成されている
。そして、スイッチ３０のオン・オフ動作により、高周
波交流電源３１からトリガ電極２４に対し高周波のトリ
ガ放電用交流電流が印加されるようになっている。

上記構成のレーザ装置の動作について、次に説明する。

パルス電源制御部側では、直流電源制御回路２５に対し
て、第２図（ａ　）に示すパターンのパルス信号３２が
入力され、直流電源制御回路２５はこのパルス信号入力
をアナログ信号に変換し、直流電源制御信号３３として
可変直流電源２６に与える。可変直流回路２６は、この
信号３３のパルスパターンに対応して同図（ｂ　）に示
すように高低変化する主放電電流３４を安定化抵抗２７
を介して陽極２２、陰極２３間に印加する。

トリガ放電電源制御部側では、前記直流電源制御回路２
５に対するパルス信号３２がシングルショット回路２８
に入力され、このパルス信号３２の立上りタイミングに
同期したパルスがスイッチ駆動回路２９に与えられる。

スイッチ駆動回路２９では、シングルショット回路２８
からのパルス信号を受け、スイッチ３０に対しスイッチ
駆動信号３５を与える。スイッチ３０はスイッチ駆動信
＠３５によってオン・オフ動作し、第２図（Ｃ）に示す
ように前記主放電電流３４の立上り時間と同期したトリ
ガ放電電流３６をトリガ放電電Ｖｊ２４と陽極２２との
間に印加する。

従ってこのレーザ装置の場合、入力パルス信号３２の各
パルスの立上りタイミングＴにおいて主放電電流３４と
トリガ放電電流３６とが放電部２１の各放電電極に印加
され、放電部２１におけるグロー放電を素早く生起させ
ることになる。

この結果、第２図（ｄ　）に示すように、レーザ光出力
はその立上りのＩれ時間ｔｄ、と立上り時間ｔｒｌ　と
を小さなものとし、レーザ光出力の立上りを鋭いものと
なるのである。

第３図はこの発明の他の実施例を示しており、レーザ光
出力の立上りの遅れ時間ｔｄ２分トリガ放電電流の立上
りを速め、主放電電流の立上りタイミングにほぼ合せて
レーザ光出力が得られるように構成したものである。

この実施例において、第１図に示した実施例と同一の構
成を有する部分は同一の符号を付して示しである。この
実施例の特徴とする点は、直流電源制御回路２５の前段
にパルス信号人力３２の遅延回路３７を設けたことであ
る。

この遅延回路３７により、第４図（ａ　）に示す入力パ
ルス信号３２に対し遅延時間りだけ遅れた直流“電源制
御信号３８が可変直流回路２６に入力され、この直流電
源制御回路２６からの主放電電流３９は第４図（ｂ　）
に示すように遅延時間りだけ遅れたタイミングで立上る
パルス電流となる。

一方、トリガ放電電源制御部のシングルショット回路２
８にはパルス信号３２が直接入力されるため、このシン
グルヨツト回路２８を経てスイッチ駆動回路２９から出
力されるスイッチ駆動信号３５は入力パルス信号３２と
同期したものである。

このためスイッチ３０によりトリガ放電電極２４に印加
されるトリガ放電電流３６は、第４図（Ｃ）に示すよう
にパルス信号３２の立上りタイミングと同期した高周波
交流パルスとなり、前記主放電電流３９の立上りタイミ
ングに対しては遅延時間りだけ早く立上る。

従って、放電部２１においては、主放電が立上ろうとす
る時には既にトリガ放電によって充分に放電し易い状態
が形成されており、主放電電流３９が印加された時のグ
ロー放電の生起、従ってレーザ光出力の立上り遅れ時間
ｔｄ２　、立上り時間ｔｒ２は極めて短いものとなり、
第一実施例で示した遅れ時間ｔｄ、　、立上り時間ｔｒ
ｌ　よりも更に短くできる。

なお、この発明は上記の両実流側に限定されることはな
く、種々のガスレーザ装置に適用することができる。ま
た同期手段も広く知られている種々のものが使用できる
。従って、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範
囲内において種々の変形が可能である。

［発明の効果］この発明は、主放電電極に印加するパルス電源と同期し
てトリガ放電電極にトリガ放電電源を印加するため、主
放電の立上りを鋭いものにでき、レーザ光出力の遅れ時
間および立上り時間を極めて小さくすることができる。

そのため、パルス制御信号の周波数が高く、デユーディ
が小さい時でも、入力パルス波形により忠実なレーザ光
出力を得ることができる。また、主放電の初期立上りに
同期してトリガ放電を行なわせるため、不要なタイミン
グでトリガ放電が起こることがなく、レーザ光出力の波
形の歪も防げて安定した出力が得られる。そのため、こ
のレーザ光出力を加工に用いる場合には、加工性能の向
上が期待できる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例の回路ブロック図、第２図
はその動作を説明するタイミングチャート、第３図はこ
の発明の他の実施例の回路ブロック図、第４図はその動
作を説明するタイミングチャート、第５図は従来例の回
路ブロック図、第６図はその動作を説明するタイミング
チャートである。２１・・・放電部　　　　　２２・・・陽極２３・・・
陰極　　　　　　２４・・・トリガ放電電極２５・・・
直流電源制御回路２６・・・可変直流回路２８・・・シングルショット回路２９・・・スイッチ駆動回路３０・・・スイッチ　　　　３１・・・高周波交流電源
３２・・・パルス信号　　　３４・・・主放電電流３６
・・・トリガ放電電流

Claims

【特許請求の範囲】

（１）放電部に主放電電極と共にトリガ放電電極を備え
たレーザ装置にあって、前記主放電電極にパルス電源を
印加するパルス電源制御部と、このパルス電源制御部の
パルス電源と同期して前記トリガ放電電極にトリガ放電
電極を印加するトリガ放電電源制御部とを備えて成るレ
ーザ装置。
（２）前記パルス電源制御部は、パルス信号を直流パル
ス電流に変換する直流電源制御回路と、この回路により
駆動されて直流パルス電源を前記主放電電極に印加する
可変直流電源回路とを備え、前記トリガ放電電源制御部
は、前記パルス信号を入力とするシングルショット回路
と、この回路の出力によってトリガ放電用交流電源のオ
ン・オフを制御するスイッチング回路とを備えて構成さ
れることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のレー
ザ装置。
（３）前記パルス電源制御部は、前記トリガ放電電極の
トリガ放電電源に対して遅延する遅延手段を備えたこと
を特徴とする特許請求の範囲第１項に記載のレーザ装置
。