JPWO2020194625A1 - Laser equipment and laser processing machine - Google Patents

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    • H01S5/062Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium by varying the potential of the electrodes

Abstract

レーザ装置(100)は、複数のレーザダイオード(1,2−1,2−2,2−n)と、複数のレーザダイオード(1,2−1,2−2,2−n)のうちの少なくとも1つである第一レーザダイオード(1)へ電力を供給する電源である第一電源(3)と、複数のレーザダイオード(1,2−1,2−2,2−n)のうち第一レーザダイオード(1)以外のレーザダイオードである第二レーザダイオード(2−1,2−2,2−n)へ電力を供給する電源である第二電源(4)と、第一電源(3)と第二電源(4)とを制御する制御装置(5)と、を備える。第二電源(4)は、第一電源(3)よりも高い出力パワーに対応した仕様の電源である。The laser device (100) includes a plurality of laser diodes (1,2-1,2,2-n) and a plurality of laser diodes (1,2-1,2-2,2-n). The first power source (3), which is a power source for supplying power to at least one first laser diode (1), and the first of a plurality of laser diodes (1,2-1,2,2-n). A second power supply (4), which is a power source for supplying power to a second laser diode (2-1, 2, 2-n), which is a laser diode other than the first laser diode (1), and a first power supply (3). ) And a control device (5) for controlling the second power source (4). The second power supply (4) is a power supply having specifications corresponding to higher output power than the first power supply (3).

Description

本発明は、複数のレーザダイオードを有するレーザ装置およびレーザ加工機に関する。 The present invention relates to a laser device and a laser processing machine having a plurality of laser diodes.

複数のレーザダイオードを有するレーザ装置は、各レーザダイオードから出射されるレーザビームを結合することによって、単独のレーザダイオードによりレーザビームを出力する場合に比べて高出力を実現可能とする。レーザ装置は、レーザ装置によって出力されるレーザビームの用途に合わせて、レーザ装置の最大定格に相当する出力パワーである高パワーと、最大定格よりも低い出力パワーである低パワーとに、出力されるレーザビームのパワーを切り換える場合がある。低パワーとは、10Wオーダーから100Wオーダーの出力パワーとする。高パワーとは、1kWオーダーから10kWオーダーの出力パワーとする。 A laser device having a plurality of laser diodes can realize a high output by combining the laser beams emitted from the respective laser diodes as compared with the case where the laser beam is output by a single laser diode. The laser device is output into high power, which is the output power corresponding to the maximum rating of the laser device, and low power, which is the output power lower than the maximum rating, according to the application of the laser beam output by the laser device. The power of the laser beam may be switched. Low power means output power on the order of 10W to 100W. High power means output power on the order of 1 kW to 10 kW.

特許文献1には、複数のレーザダイオードを有するレーザ装置について出力パワーを調整する方法が開示されている。特許文献1にかかるレーザ装置は、少なくとも1つのレーザダイオードが各々に含まれている複数のダイオードバンクを備えており、電源による各ダイオードバンクへの電力供給を制御することによって出力パワーを調整する。 Patent Document 1 discloses a method of adjusting the output power of a laser device having a plurality of laser diodes. The laser apparatus according to Patent Document 1 includes a plurality of diode banks, each of which includes at least one laser diode, and adjusts the output power by controlling the power supply to each diode bank by a power source.

特表2018−503966号公報Special Table 2018-503966

上記特許文献1にかかるレーザ装置によって、高パワーと低パワーとに出力パワーを切り換えてレーザビームを出力する場合に、低パワーのときにおける電源の負荷は、高パワーのときにおける負荷に比べて低下する。高パワーと低パワーとの差が大きいほど、高パワーのときの負荷に対して低パワーのときの負荷は大幅に低下する。レーザ装置に使用される電源の仕様はレーザ装置の最大定格に対応した仕様とされることから、上記特許文献1のレーザ装置では、高パワーと低パワーとの差が大きい場合ほど、低パワーのときに安定した電力供給を行うことが困難となる。このため、上記特許文献1のレーザ装置では、出力パワーのレンジが大きい場合ほど、出力パワーが低パワーとされているときの出力が不安定になり易くなる。このため、上記特許文献1の技術によると、低パワーと高パワーとに出力パワーを切り換えてレーザビームを出力する場合において安定したレーザビームを出力することが困難であるという問題があった。 When the laser device according to Patent Document 1 switches the output power between high power and low power to output the laser beam, the load of the power supply at the time of low power is lower than the load at the time of high power. To do. The larger the difference between high power and low power, the significantly lower the load at low power than the load at high power. Since the specifications of the power supply used in the laser device correspond to the maximum rating of the laser device, in the laser device of Patent Document 1 above, the larger the difference between the high power and the low power, the lower the power. Sometimes it becomes difficult to provide a stable power supply. Therefore, in the laser apparatus of Patent Document 1, the larger the output power range, the more likely the output becomes unstable when the output power is low. Therefore, according to the technique of Patent Document 1, there is a problem that it is difficult to output a stable laser beam when the output power is switched between low power and high power to output the laser beam.

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、低パワーと高パワーとに出力パワーを切り換えてレーザビームを出力する場合において安定したレーザビームを出力可能とするレーザ装置を得ることを目的とする。 The present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to obtain a laser apparatus capable of outputting a stable laser beam when the output power is switched between low power and high power to output the laser beam. And.

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかるレーザ装置は、複数のレーザダイオードと、複数のレーザダイオードのうちの少なくとも1つである第一レーザダイオードへ電力を供給する電源である第一電源と、複数のレーザダイオードのうち第一レーザダイオード以外のレーザダイオードである第二レーザダイオードへ電力を供給する電源である第二電源と、第一電源と第二電源とを制御する制御装置と、を備える。第二電源は、第一電源よりも高い出力パワーに対応した仕様の電源である。 In order to solve the above-mentioned problems and achieve the object, the laser device according to the present invention is a power source that supplies power to a plurality of laser diodes and a first laser diode that is at least one of the plurality of laser diodes. Controls the first power supply, the second power supply that supplies power to the second laser diode, which is a laser diode other than the first laser diode among a plurality of laser diodes, and the first power supply and the second power supply. It is provided with a control device for the purpose of. The second power supply is a power supply with specifications corresponding to a higher output power than the first power supply.

本発明にかかるレーザ装置は、低パワーと高パワーとに出力パワーを切り換えてレーザビームを出力する場合において安定したレーザビームを出力することができるという効果を奏する。 The laser apparatus according to the present invention has an effect that a stable laser beam can be output when the output power is switched between low power and high power to output the laser beam.

本発明の実施の形態1にかかるレーザ装置の構成を示す図The figure which shows the structure of the laser apparatus which concerns on Embodiment 1 of this invention. 図1に示すレーザ装置が有する複数のレーザダイオードの電気的な接続について説明するための図The figure for demonstrating the electrical connection of a plurality of laser diodes included in the laser apparatus shown in FIG. 本発明の実施の形態2にかかるレーザ装置の構成を示す図The figure which shows the structure of the laser apparatus which concerns on Embodiment 2 of this invention. 本発明の実施の形態3にかかるレーザ装置の構成を示す図The figure which shows the structure of the laser apparatus which concerns on Embodiment 3 of this invention. 本発明の実施の形態4にかかるレーザ加工機の構成を示す図The figure which shows the structure of the laser processing machine which concerns on Embodiment 4 of this invention.

以下に、本発明の実施の形態にかかるレーザ装置およびレーザ加工機を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。 Hereinafter, the laser apparatus and the laser processing machine according to the embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The present invention is not limited to this embodiment.

実施の形態1.
図1は、本発明の実施の形態1にかかるレーザ装置の構成を示す図である。実施の形態1にかかるレーザ装置100は、複数のレーザダイオード(Laser Diode:LD)と、第一電源3と、第二電源4と、制御装置5と、を有する。第一電源3は、複数のLDのうちの1つである第一LD1へ電力を供給する電源である。第二電源4は、複数のLDのうち第一LD1以外のLDである第二LD2−1,2−2,・・・,2−nへ電力を供給する電源である。nは3以上の整数である。第一電源3は、第一LD1の出力パワーに対応した仕様の電源である。第二電源4は、第一電源3よりも高い出力パワーに対応した仕様の電源であって、各第二LD2の出力パワーの合計に対応した仕様の電源である。
Embodiment 1.
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a laser device according to a first embodiment of the present invention. The laser device 100 according to the first embodiment includes a plurality of laser diodes (LDs), a first power supply 3, a second power supply 4, and a control device 5. The first power source 3 is a power source that supplies electric power to the first LD1 which is one of a plurality of LDs. The second power source 4 is a power source that supplies electric power to the second LDs 2-1, 2, ..., 2-n, which are LDs other than the first LD1 among the plurality of LDs. n is an integer of 3 or more. The first power supply 3 is a power supply having specifications corresponding to the output power of the first LD1. The second power supply 4 is a power supply having specifications corresponding to higher output power than the first power supply 3, and is a power supply having specifications corresponding to the total output power of each second LD2.

第一LD1は、第一電源3によって供給される電力を利用してレーザビームを出射する。各第二LD2−1,2−2,・・・,2−nは、第二電源4によって供給される電力を利用してレーザビームを出射する。図1において、第一電源3と第一LD1との間の実線矢印は、第一電源3による第一LD1への電力供給を表している。第二電源4と各第二LD2−1,2−2,・・・,2−nとの間の実線矢印は、第二電源4による各第二LD2−1,2−2,・・・,2−nへの電力供給を表している。なお、以下の説明において、第二LD2とは、第二LD2−1,2−2,・・・,2−nの各々を区別せずに称したものとする。図1では、第一LD1と第二LD2とを単に「LD」と表記している。レーザ装置100が有する第二LD2の数は複数であれば良く、任意の数であるものとする。 The first LD1 emits a laser beam by using the electric power supplied by the first power source 3. Each of the second LD2-1, 2, 2, ..., 2-n emits a laser beam by using the electric power supplied by the second power source 4. In FIG. 1, the solid arrow between the first power source 3 and the first LD1 indicates the power supply to the first LD1 by the first power source 3. The solid arrows between the second power supply 4 and the second LD2-1, 2-2, ..., 2-n are the second LD2-1, 2-2, ... By the second power supply 4. , 2-n represents the power supply. In the following description, the second LD2 shall be referred to as the second LD2-1, 2, 2, ..., 2-n without distinction. In FIG. 1, the first LD1 and the second LD2 are simply referred to as “LD”. The number of the second LD2s included in the laser apparatus 100 may be a plurality, and may be an arbitrary number.

制御装置5は、レーザ装置100の全体を制御する。制御装置5は、第一電源3へ電力供給指令を出力することによって、第一電源3による第一LD1への電力供給を制御する。制御装置5は、第二電源4へ電力供給指令を出力することによって、第二電源4による各第二LD2−1,2−2,・・・,2−nへの電力供給を制御する。図1において、制御装置5と第一電源3との間の破線矢印は、制御装置5による電力供給指令の出力を表している。制御装置5と第二電源4の間の破線矢印は、制御装置5による電力供給指令の出力を表している。 The control device 5 controls the entire laser device 100. The control device 5 controls the power supply to the first LD1 by the first power supply 3 by outputting the power supply command to the first power supply 3. The control device 5 controls the power supply to the second LD2-1, 2, 2, ..., 2-n by the second power supply 4 by outputting the power supply command to the second power supply 4. In FIG. 1, the broken line arrow between the control device 5 and the first power supply 3 represents the output of the power supply command by the control device 5. The dashed arrow between the control device 5 and the second power supply 4 represents the output of the power supply command by the control device 5.

レーザ装置100は、第一LD1および第二LD2−1,2−2,・・・,2−nの各々から出射したレーザビームを互いに結合させる光結合部6と1つ以上のレンズからなる集光光学系7とを有する。光結合部6は、複数のレーザビームを互いに結合させることによって、複数のレーザビームを1つのレーザビームにまとめる。以下の説明では、結合によって得られたレーザビームを結合ビームと称することがある。光結合部6は、結合ビームを出射する。光結合部6から出射した結合ビームは、集光光学系7へ入射する。レーザ装置100は、集光光学系7を通過した結合ビームを出力する。レーザ装置100は、集光光学系7によって結合ビームを集光させることによって、レーザ装置100の外部にあるプロセスファイバなどの伝送路へ結合ビームを入射させる。 The laser apparatus 100 is a collection including an optical coupling unit 6 for coupling laser beams emitted from each of the first LD1 and the second LD2-1, 2, ..., 2-n, and one or more lenses. It has an optical optical system 7. The optical coupling unit 6 combines a plurality of laser beams into one laser beam by coupling the plurality of laser beams to each other. In the following description, the laser beam obtained by coupling may be referred to as a coupling beam. The optical coupling unit 6 emits a coupling beam. The coupled beam emitted from the optical coupling portion 6 is incident on the focused optical system 7. The laser device 100 outputs a coupled beam that has passed through the focused optical system 7. The laser apparatus 100 condenses the coupled beam by the condensing optical system 7, so that the coupled beam is incident on a transmission path such as a process fiber outside the laser apparatus 100.

図1において、第一LD1と光結合部6との間の実線矢印は、第一LD1から光結合部6へレーザビームが出射されることを表す。各第二LD2−1,2−2,・・・,2−nと光結合部6との間の実線矢印は、各第二LD2−1,2−2,・・・,2−nから光結合部6へレーザビームが出射されることを表す。光結合部6と集光光学系7との間の実線矢印は、光結合部6から集光光学系7へ結合ビームが出射されることを表す。集光光学系7からレーザ装置100の外部へ向けられた実線矢印は、集光光学系7からレーザ装置100の外部へ結合ビームが出射されることを表す。 In FIG. 1, the solid arrow between the first LD1 and the optical coupling portion 6 indicates that the laser beam is emitted from the first LD1 to the optical coupling portion 6. The solid arrows between the second LD2-1, 2-2, ..., 2-n and the optical coupling portion 6 are from the second LD2-1, 2-2, ..., 2-n. This indicates that the laser beam is emitted to the optical coupling unit 6. The solid arrow between the optical coupling unit 6 and the condensing optical system 7 indicates that the coupled beam is emitted from the optical coupling unit 6 to the condensing optical system 7. A solid arrow directed from the focusing optical system 7 to the outside of the laser device 100 indicates that a coupled beam is emitted from the focusing optical system 7 to the outside of the laser device 100.

光結合部6によって複数のレーザビームを結合させる方法は任意であるものとする。光結合部6は、複数のレーザビームを結合可能な素子あるいは構成を有する。光結合部6には、レーザビームが通る複数の光ファイバを1つの光学部品に結合させる構成、各レーザビームの光路を1つに重ね合わせる構成、波長が互いに異なる複数のレーザビームを回折によって1つにまとめる回折格子、ならびに偏光方向が互いに異なる2つのレーザビーム同士の偏光特性の違いを利用してレーザビームを1つにまとめる偏光素子などを用いることができる。 It is assumed that the method of coupling a plurality of laser beams by the optical coupling unit 6 is arbitrary. The optical coupling unit 6 has an element or a configuration capable of coupling a plurality of laser beams. The optical coupling unit 6 has a configuration in which a plurality of optical fibers through which a laser beam passes are coupled to one optical component, a configuration in which the optical paths of the respective laser beams are overlapped into one, and a configuration in which a plurality of laser beams having different wavelengths are diffracted. It is possible to use a diffraction grating for combining laser beams, and a polarizing element for combining laser beams into one by utilizing the difference in polarization characteristics between two laser beams having different polarization directions.

図2は、図1に示すレーザ装置が有する複数のレーザダイオードの電気的な接続について説明するための図である。第一電源3と第一LD1とは直列に接続されている。第二電源4と各第二LD2−1,2−2,・・・,2−nとは直列に接続されている。第一電源3による第一LD1への電力供給のための回路と、第二電源4による第二LD2への電力供給のための回路とは互いに分けられている。 FIG. 2 is a diagram for explaining the electrical connection of a plurality of laser diodes included in the laser apparatus shown in FIG. The first power supply 3 and the first LD1 are connected in series. The second power supply 4 and the second LD2-1, 2, 2, ..., 2-n are connected in series. The circuit for supplying power to the first LD1 by the first power supply 3 and the circuit for supplying power to the second LD2 by the second power supply 4 are separated from each other.

レーザ装置100は、高パワーと低パワーとに、レーザビームの出力パワーを切り換える。高パワーは、レーザ装置100の最大定格に相当する出力パワーであって、複数のLDの各々がレーザビームを出射するときの出力パワーである。低パワーは、レーザ装置100の最大定格よりも低い出力パワーであって、第一LD1がレーザビームを出射するとともに第二LD2がレーザビームの出射を停止するときの出力パワーである。実施の形態1において、低パワーとは、10Wオーダーから100Wオーダーの出力パワーを指すものとする。高パワーとは、1kWオーダーから10kWオーダーの出力パワーを指すものとする。 The laser apparatus 100 switches the output power of the laser beam between high power and low power. The high power is an output power corresponding to the maximum rating of the laser device 100, and is an output power when each of the plurality of LDs emits a laser beam. The low power is an output power lower than the maximum rating of the laser apparatus 100, and is an output power when the first LD1 emits a laser beam and the second LD2 stops emitting the laser beam. In the first embodiment, the low power means an output power on the order of 10 W to 100 W. High power refers to output power on the order of 1 kW to 10 kW.

高パワーのレーザビームを出力する場合に、制御装置5は、第一電源3と第二電源4とへ電力供給指令を出力する。第一LD1は、第一電源3からの電力供給を受けることによってレーザビームを出射する。各第二LD2は、第二電源4からの電力供給を受けることによってレーザビームを出射する。レーザ装置100は、第一LD1および複数の第二LD2の全てからのレーザビームを結合させて、結合ビームを出力する。これにより、レーザ装置100は、高パワーのレーザビームを出力する。 When outputting a high-power laser beam, the control device 5 outputs a power supply command to the first power source 3 and the second power source 4. The first LD1 emits a laser beam by receiving a power supply from the first power source 3. Each second LD2 emits a laser beam by receiving power supplied from the second power source 4. The laser apparatus 100 combines the laser beams from all of the first LD1 and the plurality of second LD2s to output the combined beam. As a result, the laser device 100 outputs a high-power laser beam.

低パワーのレーザビームを出力する場合に、制御装置5は、第一電源3へ電力供給指令を出力し、第二電源4への電力供給指令の出力を停止する。第一LD1は、第一電源3からの電力供給を受けることによってレーザビームを出射する。レーザ装置100は、第一LD1からのレーザビームのみを出力する。これにより、レーザ装置100は、低パワーのレーザビームを出力する。このように、制御装置5は、電力供給指令の出力を、第一電源3および第二電源4の双方への出力と、第一電源3および第二電源4のうち第一電源3のみへの出力とに切り換える。レーザ装置100は、制御装置5が電力供給指令の出力を切り換えることによって、レーザビームの出力パワーを高パワーと低パワーとに切り換える。 When outputting a low-power laser beam, the control device 5 outputs a power supply command to the first power supply 3 and stops the output of the power supply command to the second power supply 4. The first LD1 emits a laser beam by receiving a power supply from the first power source 3. The laser device 100 outputs only the laser beam from the first LD1. As a result, the laser device 100 outputs a low-power laser beam. In this way, the control device 5 outputs the power supply command output to both the first power supply 3 and the second power supply 4, and to only the first power supply 3 of the first power supply 3 and the second power supply 4. Switch to output. The laser device 100 switches the output power of the laser beam between high power and low power by switching the output of the power supply command by the control device 5.

第一LD1と第二LD2とには、同じ出力のLDが使用される。第一LD1には、第二LD2とは異なる出力のLDが使用されても良い。第一LD1には、第二LD2よりも低出力のLDが使用されても良く、第二LD2よりも高出力のLDが使用されても良い。第一LD1には、上記の低パワー時における出力パワーに合わせたLDが使用される。 LDs with the same output are used for the first LD1 and the second LD2. An LD having an output different from that of the second LD2 may be used for the first LD1. For the first LD1, an LD having a lower output than the second LD2 may be used, or an LD having a higher output than the second LD2 may be used. For the first LD1, an LD that matches the output power at the time of the above low power is used.

ここで、レーザ装置100が有する複数のLDの全てが共通の電源と直列に接続された場合である比較例と実施の形態1との比較について説明する。全てのLDと電源とが直列に接続された比較例では、電源は、高パワーであるときも低パワーであるときも全てのLDへ電力を供給する。レーザ装置100は、各LDへ流れる電流を下げることによって低パワーのレーザビームを出力する。レーザ装置100は、高パワーのときのみならず低パワーのときも、全てのLDからのレーザビームを結合させることによって結合ビームを出力する。 Here, a comparison between a comparative example in which all of the plurality of LDs included in the laser apparatus 100 are connected in series with a common power supply and the first embodiment will be described. In the comparative example in which all the LDs and the power supply are connected in series, the power supply supplies power to all the LDs regardless of whether the power is high or low. The laser device 100 outputs a low-power laser beam by reducing the current flowing through each LD. The laser device 100 outputs a combined beam by combining the laser beams from all the LDs not only at high power but also at low power.

全てのLDと電源とが直列に接続されている場合、高パワーと低パワーとの差が大きいほど、低パワーのときの負荷は高パワーのときよりも大幅に低下することになる。このため、電源は、高パワーと低パワーとの差が大きい場合ほど、低パワーのときに安定した電力供給を行うことが困難となる。また、LDによるレーザ発振には閾値電流と呼ばれる特定の電流よりも高い電流が必要となることから、各LDの出力を下げることには限界がある。レーザ装置100は、閾値電流よりも高い電流を各LDへ流す必要があること、ならびに各LDからのレーザビームを結合させてレーザビームを出力する必要があることから、高パワーと低パワーとの差が大きい場合ほど低パワーのレーザビームを出力することが困難となる。さらに、LDに流れる電流が低いほどLDの出力は不安定になることから、レーザ装置100は、低パワーのレーザビームを安定して出力することが困難となる。 When all LDs and power supplies are connected in series, the larger the difference between high power and low power, the significantly lower the load at low power than at high power. Therefore, the larger the difference between the high power and the low power, the more difficult it is for the power supply to stably supply power when the power is low. Further, since laser oscillation by LD requires a current higher than a specific current called a threshold current, there is a limit to reducing the output of each LD. The laser device 100 has high power and low power because it is necessary to pass a current higher than the threshold current to each LD and it is necessary to combine the laser beams from each LD to output the laser beam. The larger the difference, the more difficult it is to output a low-power laser beam. Further, the lower the current flowing through the LD, the more unstable the output of the LD, which makes it difficult for the laser apparatus 100 to stably output a low-power laser beam.

実施の形態1にかかるレーザ装置100は、第一電源3と第二電源4とを有することによって、第一LD1への電力供給を各第二LD2への電力供給とは独立して行う。レーザ装置100は、低パワーのときに、第一LD1の出力パワーに対応した仕様の第一電源3によって第一LD1へ電力が供給されることによって、第一LD1への安定した電力供給が可能となる。このため、レーザ装置100は、高パワーと低パワーとの差が大きい場合であっても、低パワーのレーザビームを安定して出力することができる。 The laser apparatus 100 according to the first embodiment has the first power source 3 and the second power source 4, so that the power supply to the first LD1 is performed independently of the power supply to the second LD2. When the power of the laser device 100 is low, stable power can be supplied to the first LD1 by supplying power to the first LD1 by the first power supply 3 having specifications corresponding to the output power of the first LD1. It becomes. Therefore, the laser apparatus 100 can stably output a low-power laser beam even when the difference between the high power and the low power is large.

また、実施の形態1にかかるレーザ装置100は、第一LD1への電力供給のための回路と各第二LD2への電力供給のための回路とが互いに分けられているため、低パワーのときに、第二LD2によるレーザビームの出力を停止させることができる。レーザ装置100は、低パワーのときに、第一LD1によって出射されるレーザビームのみをレーザ装置100から出力することによって、高パワーと低パワーとの差が大きい場合であっても低パワーのレーザビームを容易に出力することができる。さらに、レーザ装置100は、低パワーのときに、第一LD1が安定してレーザビームを出力可能な電流を第一LD1へ流すことができる。このため、レーザ装置100は、低パワーのレーザビームを安定して出力することができる。 Further, in the laser apparatus 100 according to the first embodiment, since the circuit for supplying electric power to the first LD1 and the circuit for supplying electric power to each second LD2 are separated from each other, the laser apparatus 100 has a low power. In addition, the output of the laser beam by the second LD2 can be stopped. When the laser device 100 has a low power, only the laser beam emitted by the first LD1 is output from the laser device 100, so that the laser device 100 has a low power even when the difference between the high power and the low power is large. The beam can be easily output. Further, the laser apparatus 100 can send a current capable of stably outputting the laser beam to the first LD1 when the power is low. Therefore, the laser device 100 can stably output a low-power laser beam.

なお、レーザ装置100における第一LD1の数は1つである場合に限られない。第一LD1の数は2つ以上であっても良い。2つ以上の第一LD1が備えられる場合、第一電源3と各第一LD1とは、直列に接続される。この場合も、レーザ装置100は、低パワーのレーザビームを安定して出力することができる。 The number of first LD1s in the laser apparatus 100 is not limited to one. The number of the first LD1 may be two or more. When two or more first LD1s are provided, the first power supply 3 and each first LD1 are connected in series. In this case as well, the laser device 100 can stably output a low-power laser beam.

実施の形態1によると、レーザ装置100は、第一LD1へ電力を供給する電源である第一電源3と、第二LD2へ電力を供給する電源であって第一電源3よりも高い出力パワーに対応した仕様の電源である第二電源4とを有することによって、出力パワーのレンジが大きい場合であっても、低パワーのレーザビームを安定して出力することができる。これにより、レーザ装置100は、低パワーと高パワーとに出力パワーを切り換えてレーザビームを出力する場合において安定したレーザビームを出力することができるという効果を奏する。 According to the first embodiment, the laser apparatus 100 has a first power supply 3 which is a power supply for supplying power to the first LD1 and a power supply which is a power supply for supplying power to the second LD2 and has a higher output power than the first power supply 3. By having a second power source 4 which is a power source having specifications corresponding to the above, it is possible to stably output a low-power laser beam even when the output power range is large. As a result, the laser device 100 has the effect of being able to output a stable laser beam when the output power is switched between low power and high power to output the laser beam.

実施の形態2.
図3は、本発明の実施の形態2にかかるレーザ装置の構成を示す図である。レーザ装置101は、実施の形態1にかかるレーザ装置100の一例である。実施の形態2にかかるレーザ装置101は、光結合部6である波長分散素子11を有する。レーザ装置101は、ダイレクトダイオードレーザ(Direct Diode Laser:DDL)と称されるレーザ装置である。実施の形態2では、上記の実施の形態1と同一の構成要素には同一の符号を付し、実施の形態1とは異なる構成について主に説明する。
Embodiment 2.
FIG. 3 is a diagram showing a configuration of a laser device according to a second embodiment of the present invention. The laser device 101 is an example of the laser device 100 according to the first embodiment. The laser device 101 according to the second embodiment has a wavelength dispersion element 11 which is an optical coupling unit 6. The laser device 101 is a laser device called a Direct Diode Laser (DDL). In the second embodiment, the same components as those in the first embodiment are designated by the same reference numerals, and the configurations different from those in the first embodiment will be mainly described.

レーザ装置101が有する複数のLDである第一LD1および複数の第二LD2の各々は、互いに異なる波長のレーザビームを出射する。また、レーザ装置101は、部分反射ミラー12と集光光学系7とを有する。部分反射ミラー12は、第一LD1と複数の第二LD2の各々との間において、互いに波長が異なる複数のレーザビームを共振させるミラーである。部分反射ミラー12は、複数のレーザビームの各々について、入射したレーザビームのうちの一部を反射するとともに入射したレーザビームの一部を透過する。 Each of the plurality of LDs of the laser apparatus 101, the first LD1 and the plurality of second LD2s, emits laser beams having different wavelengths from each other. Further, the laser device 101 has a partial reflection mirror 12 and a condensing optical system 7. The partial reflection mirror 12 is a mirror that resonates a plurality of laser beams having different wavelengths from each other between the first LD1 and each of the plurality of second LD2s. The partial reflection mirror 12 reflects a part of the incident laser beam and transmits a part of the incident laser beam for each of the plurality of laser beams.

波長分散素子11は、複数のレーザビームの各々を回折させる回折格子である。波長分散素子11は、レーザビームの光軸の向きが互いに異なる状態で第一LD1および複数の第二LD2の各々から入射する複数のレーザビームを、互いに光軸を一致させて部分反射ミラー12へ進行させる。また、波長分散素子11は、光軸が互いに一致する状態で部分反射ミラー12から入射する複数のレーザビームを、光軸の向きを互いに異ならせて第一LD1および複数の第二LD2の各々へ進行させる。なお、光軸は、レーザビームの光束の中心を表す軸とする。レーザビームは、光軸の向きに進行する。 The wavelength dispersion element 11 is a diffraction grating that diffracts each of a plurality of laser beams. The wavelength dispersion element 11 transmits a plurality of laser beams incident from each of the first LD1 and the plurality of second LD2s in a state where the directions of the optical axes of the laser beams are different from each other, and aligns the optical axes with each other to the partial reflection mirror 12. To proceed. Further, the wavelength dispersion element 11 transmits a plurality of laser beams incident from the partial reflection mirror 12 in a state where the optical axes coincide with each other to each of the first LD1 and the plurality of second LD2s by making the directions of the optical axes different from each other. To proceed. The optical axis is an axis representing the center of the luminous flux of the laser beam. The laser beam travels in the direction of the optical axis.

波長分散素子11は、第一LD1および複数の第二LD2の各々から出射された複数のレーザビームを回折させ、レーザビームを次数ごとに分離する。波長分散素子11は透過型の回折格子である。波長分散素子11は、各レーザビームの1次回折光を互いに結合させるとともに、0次回折光を部分反射ミラー12の方向とは異なる方向に向けて出射する。波長分散素子11は、反射型の回折格子であっても良い。 The wavelength dispersion element 11 diffracts a plurality of laser beams emitted from each of the first LD1 and the plurality of second LD2s, and separates the laser beams by order. The wavelength dispersion element 11 is a transmission type diffraction grating. The wavelength dispersion element 11 couples the first-order diffracted light of each laser beam to each other, and emits the fifth-order diffracted light in a direction different from the direction of the partially reflected mirror 12. The wavelength dispersion element 11 may be a reflection type diffraction grating.

波長分散素子11は、1次回折光である各レーザビームの光軸を一致させることによって、複数のレーザビームを互いに結合させる。波長分散素子11は、部分反射ミラー12へ向けて結合ビームを出射する。部分反射ミラー12を透過した結合ビームは、集光光学系7へ入射する。レーザ装置101は、集光光学系7を通過した結合ビームを出力する。 The wavelength dispersion element 11 combines a plurality of laser beams with each other by aligning the optical axes of the laser beams which are the primary diffracted light. The wavelength dispersion element 11 emits a coupled beam toward the partially reflected mirror 12. The coupled beam transmitted through the partially reflected mirror 12 is incident on the focused optical system 7. The laser device 101 outputs a coupled beam that has passed through the focused optical system 7.

部分反射ミラー12で反射した結合ビームは、再び波長分散素子11へ入射する。波長分散素子11は、結合ビームを波長ごとのレーザビームに分離する。波長分散素子11は、分離させた各レーザビームを第一LD1および複数の第二LD2の各々へ向けて出射する。第一LD1および複数の第二LD2の各々には、波長分散素子11から第一LD1および複数の第二LD2の各々へ戻されたレーザビームを反射するミラーが設けられている。部分反射ミラー12と、第一LD1および複数の第二LD2の各々に設けられているミラーとは、共振器を構成する。波長分散素子11は、共振器内に配置されている。 The coupled beam reflected by the partial reflection mirror 12 is incident on the wavelength dispersion element 11 again. The wavelength dispersion element 11 separates the coupled beam into laser beams for each wavelength. The wavelength dispersion element 11 emits each separated laser beam toward each of the first LD1 and the plurality of second LD2s. Each of the first LD1 and the plurality of second LD2s is provided with a mirror that reflects the laser beam returned from the wavelength dispersion element 11 to each of the first LD1 and the plurality of second LD2s. The partial reflection mirror 12 and the mirrors provided in each of the first LD1 and the plurality of second LD2s form a resonator. The wavelength dispersion element 11 is arranged in the resonator.

実施の形態2にかかるレーザ装置101は、実施の形態1にて説明するように、低パワーと高パワーとに出力パワーを切り換えてレーザビームを出力する場合において安定したレーザビームを出力することができる。実施の形態2によると、低パワーと高パワーとに出力パワーを切り換えてレーザビームを出力する場合において安定したレーザビームを出力することができるDDLを実現することができる。 As described in the first embodiment, the laser apparatus 101 according to the second embodiment can output a stable laser beam when the output power is switched between low power and high power to output the laser beam. it can. According to the second embodiment, it is possible to realize a DDL capable of outputting a stable laser beam when the output power is switched between low power and high power to output the laser beam.

実施の形態3.
図4は、本発明の実施の形態3にかかるレーザ装置の構成を示す図である。実施の形態3にかかるレーザ装置102は、第一LD1への電力供給と複数の第二LD2への電力供給とを切り換えるスイッチ22を有する。実施の形態3では、上記の実施の形態1および2と同一の構成要素には同一の符号を付し、実施の形態1および2とは異なる構成について主に説明する。
Embodiment 3.
FIG. 4 is a diagram showing a configuration of a laser device according to a third embodiment of the present invention. The laser device 102 according to the third embodiment has a switch 22 for switching between power supply to the first LD1 and power supply to the plurality of second LD2s. In the third embodiment, the same components as those in the first and second embodiments are designated by the same reference numerals, and the configurations different from those of the first and second embodiments will be mainly described.

レーザ装置102は、実施の形態1および2における第一電源3および第二電源4に変えて、1つの電源23を有する。図4では、第一LD1と複数の第二LD2と電源23との電気的な接続の態様を示している。 The laser apparatus 102 has one power source 23 instead of the first power source 3 and the second power source 4 in the first and second embodiments. FIG. 4 shows an aspect of electrical connection between the first LD1 and the plurality of second LD2s and the power supply 23.

各第二LD2−1,2−2,・・・,2−nは、直列に接続されている。レーザ装置102は、第一LD1と直列に接続されている抵抗21を有する。スイッチ22は、第一LD1および抵抗21を有する回路と、複数の第二LD2を有する回路とを切り換える。スイッチ22は、第一LD1および抵抗21を有する回路を閉じるとともに複数の第二LD2を有する回路を開いた状態と、第一LD1および抵抗21を有する回路を開くとともに複数の第二LD2を有する回路を閉じた状態との切り換えを行う。 The second LDs 2-1 and 2, ..., 2-n are connected in series. The laser apparatus 102 has a resistor 21 connected in series with the first LD1. The switch 22 switches between a circuit having a first LD1 and a resistor 21 and a circuit having a plurality of second LD2s. The switch 22 closes the circuit having the first LD1 and the resistor 21 and opens the circuit having the plurality of second LD2s, and opens the circuit having the first LD1 and the resistor 21 and has the plurality of second LD2s. To switch from the closed state.

スイッチ22が第一LD1および抵抗21を有する回路を閉じている状態において、第一LD1と抵抗21と電源23とは、直列に接続される。スイッチ22が複数の第二LD2を有する回路を閉じている状態において、複数の第二LD2と電源23とは、直列に接続される。 In a state where the switch 22 closes the circuit having the first LD1 and the resistor 21, the first LD1, the resistor 21 and the power supply 23 are connected in series. In a state where the switch 22 closes the circuit having the plurality of second LD2s, the plurality of second LD2s and the power supply 23 are connected in series.

制御装置5は、電源23へ電力供給指令を出力することによって、第一LD1への電力供給と第二LD2への電力供給とを制御する。また、制御装置5は、スイッチ22へ切り換え指令を出力することによって、スイッチ22による切り換え動作を制御する。図4において、制御装置5と電源23との間の破線矢印は、制御装置5による電力供給指令の出力を表している。制御装置5とスイッチ22との間の破線矢印は、制御装置5による切り換え指令の出力を表している。 The control device 5 controls the power supply to the first LD1 and the power supply to the second LD2 by outputting the power supply command to the power supply 23. Further, the control device 5 controls the switching operation by the switch 22 by outputting the switching command to the switch 22. In FIG. 4, the broken line arrow between the control device 5 and the power supply 23 represents the output of the power supply command by the control device 5. The dashed arrow between the control device 5 and the switch 22 represents the output of the switching command by the control device 5.

第一LD1の電気抵抗と抵抗21の電気抵抗との和は、複数の第二LD2の電気抵抗の合計と同じである。レーザ装置102は、抵抗21が設けられることによって、第一LD1へ電力が供給されるときにおける電源23の負荷と、複数の第二LD2へ電力が供給されるときにおける電源23の負荷との差を抑制可能とする。 The sum of the electric resistance of the first LD1 and the electric resistance of the resistor 21 is the same as the sum of the electric resistances of the plurality of second LD2s. The laser device 102 is provided with the resistor 21 so that the difference between the load of the power supply 23 when power is supplied to the first LD1 and the load of the power supply 23 when power is supplied to the plurality of second LD2s. Can be suppressed.

高パワーのレーザビームを出力する場合、制御装置5は、複数の第二LD2を有する回路を閉じるための切り換え指令をスイッチ22へ出力する。また、制御装置5は、電源23へ電力供給指令を出力する。各第二LD2は、電源23からの電力供給を受けることによってレーザビームを出射する。レーザ装置102は、複数の第二LD2の各々からのレーザビームを結合させて、結合ビームを出力する。これにより、レーザ装置102は、高パワーのレーザビームを出力する。 When outputting a high-power laser beam, the control device 5 outputs a switching command for closing the circuit having the plurality of second LD2s to the switch 22. Further, the control device 5 outputs a power supply command to the power supply 23. Each second LD2 emits a laser beam by receiving power supply from the power source 23. The laser device 102 combines the laser beams from each of the plurality of second LD2s and outputs the combined beam. As a result, the laser device 102 outputs a high-power laser beam.

低パワーのレーザビームを出力する場合、制御装置5は、第一LD1および抵抗21を有する回路を閉じるための切り換え指令をスイッチ22へ出力する。また、制御装置5は、電源23へ電力供給指令を出力する。電源23は、高パワーのレーザビームを出力する場合と低パワーのレーザビームを出力する場合とにおいて同じ電流での電力供給を行う。第一LD1は、電源23からの電力供給を受けることによってレーザビームを出射する。レーザ装置102は、第一LD1からのレーザビームのみを出力する。これにより、レーザ装置102は、低パワーのレーザビームを出力する。 When outputting a low-power laser beam, the control device 5 outputs a switching command for closing the circuit having the first LD1 and the resistor 21 to the switch 22. Further, the control device 5 outputs a power supply command to the power supply 23. The power supply 23 supplies electric power with the same current when outputting a high-power laser beam and when outputting a low-power laser beam. The first LD1 emits a laser beam by receiving a power supply from the power supply 23. The laser device 102 outputs only the laser beam from the first LD1. As a result, the laser device 102 outputs a low-power laser beam.

実施の形態3にかかるレーザ装置102は、第一LD1への電力供給と複数の第二LD2への電力供給とを切り換えることによって、レーザビームの出力パワーを高パワーと低パワーとに切り換える。レーザ装置102は、低パワーのときにおいて高パワーのときと同じ電流を流すことで、第一LD1への安定した電力供給が可能となる。このため、レーザ装置102は、高パワーと低パワーとの差が大きい場合であっても、低パワーのレーザビームを安定して出力することができる。 The laser apparatus 102 according to the third embodiment switches the output power of the laser beam between high power and low power by switching the power supply to the first LD1 and the power supply to the plurality of second LD2s. The laser device 102 can stably supply electric power to the first LD1 by passing the same current at the time of low power as at the time of high power. Therefore, the laser device 102 can stably output a low-power laser beam even when the difference between the high power and the low power is large.

また、実施の形態3にかかるレーザ装置102は、第一LD1への電力供給のための回路と各第二LD2への電力供給のための回路とをスイッチ22によって切り換えることによって、低パワーのときに、第二LD2によるレーザビームの出射を停止させることができる。レーザ装置102は、低パワーのときに、第一LD1から出射されるレーザビームのみをレーザ装置102から出力することによって、高パワーと低パワーとの差が大きい場合であっても低パワーのレーザビームを容易に出力することができる。さらに、レーザ装置102は、低パワーのときに、第一LD1が安定してレーザビームを出力可能な電流を第一LD1へ流すことができる。このため、レーザ装置102は、低パワーのレーザビームを安定して出力することができる。 Further, when the laser device 102 according to the third embodiment has low power, the circuit for supplying power to the first LD1 and the circuit for supplying power to each second LD2 are switched by the switch 22. In addition, the emission of the laser beam by the second LD2 can be stopped. When the laser device 102 has a low power, only the laser beam emitted from the first LD1 is output from the laser device 102, so that the laser device 102 has a low power even when the difference between the high power and the low power is large. The beam can be easily output. Further, the laser apparatus 102 can send a current capable of stably outputting the laser beam to the first LD1 when the power is low. Therefore, the laser device 102 can stably output a low-power laser beam.

実施の形態3によると、レーザ装置102は、第一LD1を有する回路と、複数の第二LD2を有する回路とを切り換え可能であることによって、出力パワーのレンジが大きい場合であっても、低パワーのレーザビームを安定して出力することができる。これにより、レーザ装置102は、低パワーと高パワーとに出力パワーを切り換えてレーザビームを出力する場合において安定したレーザビームを出力することができるという効果を奏する。 According to the third embodiment, the laser apparatus 102 can switch between the circuit having the first LD1 and the circuit having the plurality of second LD2s, so that the output power range is low even when the output power range is large. The power laser beam can be output stably. As a result, the laser device 102 has the effect of being able to output a stable laser beam when the output power is switched between low power and high power to output the laser beam.

実施の形態4.
図5は、本発明の実施の形態4にかかるレーザ加工機の構成を示す図である。実施の形態4にかかるレーザ加工機200は、上記の実施の形態1にかかるレーザ装置100を有する。レーザ加工機200は、レーザ装置100から出射されたレーザビームを被加工物35へ照射することによって被加工物35を加工する。実施の形態4では、上記の実施の形態1から3と同一の構成要素には同一の符号を付し、実施の形態1から3とは異なる構成について主に説明する。
Embodiment 4.
FIG. 5 is a diagram showing a configuration of a laser processing machine according to a fourth embodiment of the present invention. The laser processing machine 200 according to the fourth embodiment has the laser apparatus 100 according to the first embodiment. The laser machining machine 200 processes the workpiece 35 by irradiating the workpiece 35 with a laser beam emitted from the laser apparatus 100. In the fourth embodiment, the same components as those of the first to third embodiments are designated by the same reference numerals, and the configurations different from those of the first to third embodiments will be mainly described.

レーザ加工機200は、被加工物35の加工が行われる部分である加工機駆動部31と、レーザ加工機200全体を制御する加工機制御装置32とを有する。加工機駆動部31は、レーザビームを出射する加工ヘッド34と、被加工物35が載せられるテーブル36とを有する。また、加工機駆動部31は、鉛直方向であるZ軸方向へ加工ヘッド34を移動させる軸駆動部と、水平面内のX軸方向とY軸方向とへテーブル36を移動させる軸駆動部とを有する。これにより、加工機駆動部31は、X軸方向、Y軸方向およびZ軸方向において加工ヘッド34と被加工物35とを相対移動させる。図5では、軸駆動部の図示を省略している。 The laser machining machine 200 includes a machining machine drive unit 31 that is a portion where the workpiece 35 is machined, and a machining machine control device 32 that controls the entire laser machining machine 200. The processing machine drive unit 31 has a processing head 34 that emits a laser beam and a table 36 on which a work piece 35 is placed. Further, the processing machine drive unit 31 includes an axis drive unit that moves the processing head 34 in the Z-axis direction, which is the vertical direction, and an axis drive unit that moves the table 36 in the X-axis direction and the Y-axis direction in the horizontal plane. Have. As a result, the processing machine drive unit 31 relatively moves the processing head 34 and the workpiece 35 in the X-axis direction, the Y-axis direction, and the Z-axis direction. In FIG. 5, the shaft drive unit is not shown.

プロセスファイバ33は、レーザ装置100から出射されたレーザビームを加工ヘッド34へ送るための伝送路である。加工機制御装置32は、レーザ装置100と加工機駆動部31とを制御する。 The process fiber 33 is a transmission line for sending the laser beam emitted from the laser device 100 to the processing head 34. The processing machine control device 32 controls the laser device 100 and the processing machine driving unit 31.

被加工物35の切断加工のように高いエネルギーを必要とする加工をレーザ加工機200が行う場合に、レーザ装置100は、高パワーのレーザビームを出力する。また、被加工物35へのレーザマーキングのように、切断加工の場合よりも低いエネルギーでの加工をレーザ加工機200が行う場合に、レーザ装置100は、低パワーのレーザビームを出力する。レーザ加工機200は、レーザ装置100による出力のパワーを切り換えることによって、エネルギーのレベルが異なる加工を行うことができる。また、レーザ加工機200は、加工に必要とされるエネルギーのレベルが大きく異なる場合であっても、レーザ装置100によってレーザビームの安定した出力が可能であるため、安定した加工を行うことができる。レーザ加工機200は、切断加工に続いてレーザマーキングを自動で実施するといった動作において安定した加工が可能となるため、自動化システムとしての付加価値の向上が可能となる。 When the laser processing machine 200 performs processing requiring high energy such as cutting processing of the workpiece 35, the laser apparatus 100 outputs a high-power laser beam. Further, when the laser processing machine 200 performs processing with a lower energy than in the case of cutting processing, such as laser marking on the workpiece 35, the laser apparatus 100 outputs a low-power laser beam. The laser machining machine 200 can perform machining with different energy levels by switching the output power of the laser device 100. Further, since the laser processing machine 200 can stably output the laser beam by the laser device 100 even when the level of energy required for processing is significantly different, stable processing can be performed. .. Since the laser machining machine 200 enables stable machining in an operation such as automatically performing laser marking following cutting machining, it is possible to improve the added value as an automated system.

第一LD1から出射されるレーザビームの品質は、第二LD2から出射されるレーザビームの品質と同等か、第二LD2から出射されるレーザビームの品質よりも高い。レーザビームの品質が同等であるとは、ビーム品質を表す指標の1つであるビームパラメータ積(Beam Parameter Product:BPP)が同じであることを指す。レーザビームの品質が高いとは、BPPが小さいことを指す。この場合、レーザ加工機200は、高パワーのレーザビームのビーム品質を許容可能なプロセスファイバ33が使用されることによって、高パワーのレーザビームを出力するときと低パワーのレーザビームを出力するときとにおいて、レーザ装置100から加工ヘッド34へ効率良くレーザビームを伝播することができる。なお、レーザビームの品質とは、ビーム品質を表すM因子など、BPP以外の指標によって比較されるものであっても良い。The quality of the laser beam emitted from the first LD1 is equal to or higher than the quality of the laser beam emitted from the second LD2. Equivalent laser beam quality means that the beam parameter product (BPP), which is one of the indexes indicating the beam quality, is the same. High quality laser beam means low BPP. In this case, the laser machine 200 uses a process fiber 33 that can tolerate the beam quality of the high-power laser beam, so that when the high-power laser beam is output and when the low-power laser beam is output. In, the laser beam can be efficiently propagated from the laser device 100 to the processing head 34. Note that the quality of the laser beam, such as M 2 factor representing a beam quality, or may be compared by any other index than the BPP.

レーザ加工機200は、レーザ装置100に代えて、実施の形態2にかかるレーザ装置101または実施の形態3にかかるレーザ装置102を有しても良い。レーザ加工機200は、レーザ装置101,102を有する場合も、レーザ装置101,102によってレーザビームの安定した出力が可能であることによって、安定した加工を行うことができる。実施の形態4によると、レーザ加工機200は、レーザ装置100,101,102のいずれか1つを有することによって、高パワーのレーザビームを用いた加工と低パワーのレーザビームを用いた加工とを安定して行うことができるという効果を奏する。 The laser processing machine 200 may have the laser device 101 according to the second embodiment or the laser device 102 according to the third embodiment instead of the laser device 100. Even when the laser processing machine 200 has the laser devices 101 and 102, stable processing can be performed because the laser devices 101 and 102 can stably output the laser beam. According to the fourth embodiment, the laser processing machine 200 includes any one of the laser devices 100, 101, and 102, so that the processing using a high-power laser beam and the processing using a low-power laser beam can be performed. Has the effect of being able to perform stably.

以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。 The configuration shown in the above-described embodiment shows an example of the content of the present invention, can be combined with another known technique, and is one of the configurations without departing from the gist of the present invention. It is also possible to omit or change the part.

1 第一レーザダイオード、2,2−1,2−2,2−n 第二レーザダイオード、3 第一電源、4 第二電源、5 制御装置、6 光結合部、7 集光光学系、21 抵抗、22 スイッチ、23 電源、31 加工機駆動部、32 加工機制御装置、33 プロセスファイバ、34 加工ヘッド、35 被加工物、36 テーブル、100,101,102 レーザ装置、200 レーザ加工機。 1 1st laser diode, 2,2-1,2,2-n 2nd laser diode, 3 1st power supply, 4th 2nd power supply, 5 control device, 6 optical coupling part, 7 condensing optical system, 21 Resistance, 22 switches, 23 power supplies, 31 processing machine drive units, 32 processing machine control devices, 33 process fibers, 34 processing heads, 35 workpieces, 36 tables, 100, 101, 102 laser devices, 200 laser processing machines.

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかるレーザ装置は、複数のレーザダイオードと、複数のレーザダイオードのうちの少なくとも1つである第一レーザダイオードへ電力を供給する電源である第一電源と、複数のレーザダイオードのうち第一レーザダイオード以外のレーザダイオードである複数の第二レーザダイオードへ電力を供給する電源である第二電源と、第一電源と第二電源とを制御する制御装置と、を備える。第二電源は、第一電源よりも高い出力パワーに対応した仕様の電源である。第一電源による第一レーザダイオードへの電力供給のための回路と第二電源による複数の第二レーザダイオードへの電力供給のための回路とは、互いに分けられている。第一電源と第一レーザダイオードとは直列に接続されている。第二電源と複数の第二レーザダイオードの各々とは直列に接続されている。 In order to solve the above-mentioned problems and achieve the object, the laser device according to the present invention is a power source that supplies power to a plurality of laser diodes and a first laser diode that is at least one of the plurality of laser diodes. The first power supply, the second power supply that supplies power to the plurality of second laser diodes that are laser diodes other than the first laser diode among the plurality of laser diodes, and the first power supply and the second power supply. It is provided with a control device for controlling the above. The second power supply is a power supply with specifications corresponding to a higher output power than the first power supply. The circuit for supplying power to the first laser diode by the first power supply and the circuit for supplying power to the plurality of second laser diodes by the second power supply are separated from each other. The first power supply and the first laser diode are connected in series. The second power supply and each of the plurality of second laser diodes are connected in series.

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかるレーザ装置は、複数のレーザダイオードと、複数のレーザダイオードのうちの少なくとも1つである第一レーザダイオードへ電力を供給する電源である第一電源と、複数のレーザダイオードのうち第一レーザダイオード以外のレーザダイオードである複数の第二レーザダイオードへ電力を供給する電源である第二電源と、第一電源と第二電源とを制御する制御装置と、を備える。第一電源は、第一レーザダイオードの出力パワーに対応した仕様の電源である。第二電源は、第一電源よりも高い出力パワーに対応した仕様の電源であって複数の第二レーザダイオードの各々の出力パワーの合計に対応した仕様の電源である。第一電源による第一レーザダイオードへの電力供給のための回路と第二電源による複数の第二レーザダイオードへの電力供給のための回路とは、互いに分けられている。第一電源と第一レーザダイオードとは直列に接続されている。第二電源と複数の第二レーザダイオードの各々とは直列に接続されている。第一レーザダイオードから出射されるレーザビームの品質は、複数の第二レーザダイオードの各々から出射されるレーザビームの品質と同等か、複数の第二レーザダイオードの各々から出射されるレーザビームの品質よりも高い。 In order to solve the above-mentioned problems and achieve the object, the laser device according to the present invention is a power source that supplies power to a plurality of laser diodes and a first laser diode that is at least one of the plurality of laser diodes. The first power supply, the second power supply that supplies power to the plurality of second laser diodes that are laser diodes other than the first laser diode among the plurality of laser diodes, and the first power supply and the second power supply. It is provided with a control device for controlling the above. The first power supply is a power supply having specifications corresponding to the output power of the first laser diode. The second power supply is a power supply having specifications corresponding to a higher output power than the first power supply, and is a power supply having specifications corresponding to the total output power of each of the plurality of second laser diodes. The circuit for supplying power to the first laser diode by the first power supply and the circuit for supplying power to the plurality of second laser diodes by the second power supply are separated from each other. The first power supply and the first laser diode are connected in series. The second power supply and each of the plurality of second laser diodes are connected in series. The quality of the laser beam emitted from the first laser diode is equal to the quality of the laser beam emitted from each of the plurality of second laser diodes, or the quality of the laser beam emitted from each of the plurality of second laser diodes. Higher than.

Claims (10)

複数のレーザダイオードと、
前記複数のレーザダイオードのうちの少なくとも1つである第一レーザダイオードへ電力を供給する電源である第一電源と、
前記複数のレーザダイオードのうち前記第一レーザダイオード以外のレーザダイオードである第二レーザダイオードへ電力を供給する電源であって前記第一電源よりも高い出力パワーに対応した仕様の電源である第二電源と、
前記第一電源と前記第二電源とを制御する制御装置と、
を備えることを特徴とするレーザ装置。
With multiple laser diodes
A first power supply that supplies power to the first laser diode, which is at least one of the plurality of laser diodes, and a first power supply.
A second power supply that supplies power to a second laser diode, which is a laser diode other than the first laser diode among the plurality of laser diodes, and has specifications corresponding to a higher output power than the first power supply. Power supply and
A control device that controls the first power supply and the second power supply,
A laser device comprising.
前記第一電源による前記第一レーザダイオードへの電力供給のための回路と前記第二電源による前記第二レーザダイオードへの電力供給のための回路とは、互いに分けられていることを特徴とする請求項1に記載のレーザ装置。 The circuit for supplying power to the first laser diode by the first power supply and the circuit for supplying power to the second laser diode by the second power supply are separated from each other. The laser device according to claim 1. 前記第一電源は、前記第一レーザダイオードの出力パワーに対応した仕様の電源であって、
前記第二電源は、各前記第二レーザダイオードの出力パワーの合計に対応した仕様の電源であることを特徴とする請求項1または2に記載のレーザ装置。
The first power supply is a power supply having specifications corresponding to the output power of the first laser diode.
The laser device according to claim 1 or 2, wherein the second power source is a power source having specifications corresponding to the total output power of each of the second laser diodes.
前記第一レーザダイオードの出力パワーは、10Wオーダーから100Wオーダーの出力パワーであって、
各前記第二レーザダイオードの出力パワーの合計は、1kWオーダーから10kWオーダーの出力パワーであることを特徴とする請求項1から3のいずれか1つに記載のレーザ装置。
The output power of the first laser diode is on the order of 10 W to 100 W, and the output power is on the order of 10 W to 100 W.
The laser device according to any one of claims 1 to 3, wherein the total output power of each of the second laser diodes is on the order of 1 kW to 10 kW.
前記制御装置は、前記第一電源と前記第二電源とへ電力供給指令を出力することによって前記第一電源による電力供給と前記第二電源による電力供給とを制御し、
前記電力供給指令の出力を、前記第一電源および前記第二電源の双方への出力と、前記第一電源および前記第二電源のうち前記第一電源のみへの出力とに切り換えることを特徴とする請求項1から4のいずれか1つに記載のレーザ装置。
The control device controls the power supply by the first power supply and the power supply by the second power supply by outputting a power supply command to the first power supply and the second power supply.
The output of the power supply command is switched between an output to both the first power supply and the second power supply and an output to only the first power supply among the first power supply and the second power supply. The laser device according to any one of claims 1 to 4.
前記第一レーザダイオードから出射されるレーザビームの品質は、前記第二レーザダイオードから出射されるレーザビームの品質と同等か、前記第二レーザダイオードから出射されるレーザビームの品質よりも高いことを特徴とする請求項1から5のいずれか1つに記載のレーザ装置。 The quality of the laser beam emitted from the first laser diode is equal to or higher than the quality of the laser beam emitted from the second laser diode or higher than the quality of the laser beam emitted from the second laser diode. The laser device according to any one of claims 1 to 5, wherein the laser device is characterized. 前記複数のレーザダイオードの各々は、互いに異なる波長のレーザビームを出射し、
前記複数のレーザダイオードの各々との間において、互いに波長が異なる複数のレーザビームを共振させるミラーと、
レーザビームの光軸の向きが互いに異なる状態で前記複数のレーザダイオードの各々から入射する前記複数のレーザビームを、互いに光軸を一致させて前記ミラーへ進行させる波長分散素子と、
を備えることを特徴とする請求項1から6のいずれか1つに記載のレーザ装置。
Each of the plurality of laser diodes emits laser beams having different wavelengths from each other.
A mirror that resonates a plurality of laser beams having different wavelengths with each of the plurality of laser diodes.
A wavelength dispersion element that advances the plurality of laser beams incident from each of the plurality of laser diodes in a state where the directions of the optical axes of the laser beams are different from each other to the mirror by aligning the optical axes with each other.
The laser apparatus according to any one of claims 1 to 6, wherein the laser apparatus is provided.
複数のレーザダイオードと、
前記複数のレーザダイオードのうちの少なくとも1つである第一レーザダイオードへ電力を供給する電源である第一電源と、
前記複数のレーザダイオードのうち前記第一レーザダイオード以外のレーザダイオードである第二レーザダイオードへ電力を供給する電源であって前記第一電源よりも高い出力パワーに対応した仕様の電源である第二電源と、
前記第一電源と前記第二電源とを制御する制御装置と、
を備えるレーザ装置を有し、
前記レーザ装置から出射されたレーザビームを被加工物へ照射することによって前記被加工物を加工することを特徴とするレーザ加工機。
With multiple laser diodes
A first power supply that supplies power to the first laser diode, which is at least one of the plurality of laser diodes, and a first power supply.
A second power supply that supplies power to a second laser diode, which is a laser diode other than the first laser diode among the plurality of laser diodes, and has specifications corresponding to a higher output power than the first power supply. Power supply and
A control device that controls the first power supply and the second power supply,
Has a laser device equipped with
A laser processing machine characterized in that the workpiece is processed by irradiating the workpiece with a laser beam emitted from the laser apparatus.
前記レーザ装置は、前記複数のレーザダイオードの各々がレーザビームを出射するときの出力パワーである高パワーと、前記第一レーザダイオードがレーザビームを出射するとともに前記第二レーザダイオードがレーザビームの出射を停止するときの出力パワーである低パワーとに、出力パワーを切り換えることを特徴とする請求項8に記載のレーザ加工機。 The laser device has high power, which is the output power when each of the plurality of laser diodes emits a laser beam, and the first laser diode emits a laser beam and the second laser diode emits a laser beam. The laser processing machine according to claim 8, wherein the output power is switched between low power, which is the output power when the laser is stopped. 前記レーザ装置は、前記被加工物の切断加工を行うときには出力パワーを前記高パワーとし、前記被加工物へのレーザマーキングを行うときは出力パワーを前記低パワーとすることを特徴とする請求項9に記載のレーザ加工機。 The laser device is characterized in that the output power is set to the high power when cutting the workpiece and the output power is set to the low power when the laser marking is performed on the workpiece. The laser processing machine according to 9.
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