KR100453493B1 - 고체레이저장치 - Google Patents

고체레이저장치 Download PDF

Info

Publication number
KR100453493B1
KR100453493B1 KR10-2002-7001041A KR20027001041A KR100453493B1 KR 100453493 B1 KR100453493 B1 KR 100453493B1 KR 20027001041 A KR20027001041 A KR 20027001041A KR 100453493 B1 KR100453493 B1 KR 100453493B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
laser diode
laser
voltage
abnormality
diode
Prior art date
Application number
KR10-2002-7001041A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20020081199A (ko
Inventor
고시마에도시키
와타나베도시아키
Original Assignee
미쓰비시덴키 가부시키가이샤
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 미쓰비시덴키 가부시키가이샤 filed Critical 미쓰비시덴키 가부시키가이샤
Publication of KR20020081199A publication Critical patent/KR20020081199A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100453493B1 publication Critical patent/KR100453493B1/ko

Links

Classifications

    • 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
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/06—Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium
    • H01S5/068—Stabilisation of laser output parameters
    • H01S5/06808—Stabilisation of laser output parameters by monitoring the electrical laser parameters, e.g. voltage or current
    • 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
    • H01S3/10—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating
    • H01S3/102—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating by controlling the active medium, e.g. by controlling the processes or apparatus for excitation
    • H01S3/1022—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating by controlling the active medium, e.g. by controlling the processes or apparatus for excitation by controlling the optical pumping
    • 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
    • H01S3/091—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping
    • H01S3/094—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping by coherent light
    • H01S3/0941—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping by coherent light of a laser diode
    • 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
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/06—Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium
    • H01S5/068—Stabilisation of laser output parameters
    • H01S5/06825—Protecting the laser, e.g. during switch-on/off, detection of malfunctioning or degradation
    • 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
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/40—Arrangement of two or more semiconductor lasers, not provided for in groups H01S5/02 - H01S5/30
    • H01S5/4025—Array arrangements, e.g. constituted by discrete laser diodes or laser bar
    • H01S5/4031—Edge-emitting structures

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Semiconductor Lasers (AREA)
  • Lasers (AREA)

Abstract

본 발명에 의한 고체레이저장치는 고체레이저매질을 여기하는 레이저다이오드와, 그 레이저다이오드에 일정전류를 흘리는 정전류원과, 상기 레이저다이오드의 양단의 전압을 측정하는 전압측정수단과, 그 전압측정수단에서의 출력에 따라 상기 레이저다이오드의 이상을 검출하는 이상검출수단과를 구비함으로서, 포토다이오드를 사용하지 않고, 레이저다이오드의 이상검출을 장치를 대형화.복잡화하지않고, 또 레이저발진효율의 저하를 초래하지 않고 행하는 것을 가능하게 한 것이다.

Description

고체레이저장치{SOLID-STATE LASER DEVICE}
도 8은 종래의 일반적인 고체레이저장치의 구성을 나타내고 있는 도면이다. 레이저다이오드(1)에 직류의 전류를 흘림으로써 발광시키고, 레이저매질(2)을 여기하며, 전반사거울(3)과 부분반사거울(4)간에서 공진을 이르킴으로써, 레이저광이 얻어진다. 이와 같이하여 얻어진 레이저광을 확대렌즈(5), 평행화렌즈(6)를 사용하여 확대, 평행화하고, 광파이버 입사렌즈(7)에 의해 광파이버(8)의 단면에 집광한다. 그 집광된 레이저광은 광파이버(8) 내부를 통과하고, 가공헤드(9)를 통하여 소정의 위치에 도광된다.
도 9는 레이저다이오드(1)에 의해 고체레이저매질(이하, 필요에 따라 "레이저매질"로 기재함)(2)를 여기하고 있는 부분의 개략 구조도이다. 복수의 레이저다이오드(1)(1a,1b,1c,1d)는 직류전원(10)에서 직렬로 접속되어 있으며, 도광로(11)를 통하여 원주상의 레이저매질(2)에 여기광을 조사한다. 또는 도광로(11)를 사용하지 않고 직접 레이저매질(2)에 여기광을 조사하는 경우도 있다. 레이저다이오드(1)의 출력의 제어는 전류에 의하여 하기 때문에 여기서 사용되는 직류전원(10)으로서는 전류제어의 직류전원이 많이 사용된다.
또, 레이저다이오드(1)는 1개의 출력은 수 10W레벨이나, 고체레이저장치에 전체로서 필요로 되는 출력은 수 100W에서 수 kW이므로, 레이저다이오드(1)를 수 10개 직렬로 접속하는 것도 드문 일은 아니다.
본 예에서는 1방향에서 레이저다이오드(1)의 여기광을 조사하고 있으나, 도 10과 같이 레이저다이오드(1),(1a,1b,1c,1d)를 90도 마다에 배치하며, 4방향에서 여기광을 레이저매질(2)에 조사하는 경우도 있다.
레이저다이오드(1)는 사용중에 단락이나 단선 등의 이상이 발생되어 전류가 흐르지 않게 되고, 레이저다이오드(1)에서 여기광이 발생되지 않게 되는 경우가 있다. 이와 같이 다이오드(1)에서 여기광이 발생되지 않게 되는 이상(이하, 필요에 따라 "고장"이라 기재함)상태를 검출하기 위하여, 종래는 다음에 기재하는 방법을 취하고 있었다.
고체레이저장치에 사용되는 레이저다이오드(1)는 1개로 수 10W의 열량을 나타내는 여기광을 발생하나, 화상형성용의 mW급의 레이저다이오드(1)의 고장의 검출에서는 도 11과같이 레이저다이오드(1)에서 발생한 여기광을 포토다이오드(16)를 사용하여 측정하며, 광량측정부(17), 고장검출부(18)에 의해 고장의 검출을 하고 있다.
그 구성의 것에서는 레이저다이오드(1) 이외에 포토다이오드(16)를 설치할 필요가 있으나, 될 수 있는 한 효율좋게 레이저매질(2)을 여기할 필요가 있으므로, 레이저다이오드(1)를 레이저매질(2)이나 도광로(11)에 근접하여 배치한다. 그 때문에, 포토다이오드(16)를 배치하는 장소를 확보하는 것은 매우 곤란하고 설계가 어렵다. 또, 레이저다이오드(1)에서 발생된 여기광의 일부를 포토다이오드(16)에 받아드릴 필요가 있으며, 레이저다이오드에서 발생된 여기광을 전부 레이저매질(2)에 조사할 수 없고 효율이 떨어진다.
이상에서 설명한 바와 같이 포토다이오드(16) 등을 배치하는 구성에서는 장치가 복잡하게 되며, 또한 조사효율이 떨어지는 문제점이 있으므로 고체레이저장치등에 사용되는 레이저다이오드(1)에서는 일반적으로 레이저다이오드(1)로의 입력전류에 의해 레이저다이오드(1)에서의 여기광이 조사되어 있는가를 판단하고 있다. 구체적으로는 레이저다이오드(1)에 흐르고 있는 전류의 상태를 제어장치(도면생략)에 피드백하고 전류가 흐르지 않게 되면 레이저다이오드(1)의 단선, 과전류가 흐르면 레이저다이오드(1)의 단락이 생긴 것으로 판단하여 레이저다이오드(1)에서 여기광이 발생되지 않는 것을 검출하고 있다.
도 12에서는 레이저다이오드의 전압-전류의 특성도를 나타낸다. 상기의 전류피드백 방법에 있어서, 전원으로서 일반적으로 사용되고 있는 전류제어방식의 전원을 사용한 경우, 레이저다이오드가 단락되어도 배선저항 등에 의해 저항치가 0Ω로 되지는 않고, 일정전류에 제어하도록 하며(도 12의 점 E의 상태로 된다), 또 과전류가 흐르는 일도 없으며, 고장의 검출이 될 수 없게 된다. 또, 단선상태로 된 경우는 전류가 흐르지 않게 되고 고장의 검출은 되나, 일반적으로 대출력을 얻기 위하여 수 10개 직렬로 레이저다이오드를 직렬로 접속하고 있으므로, 어느 1개의 레이저다이오드가 단선된 경우에 어느 레이저다이오드가 단선된 것인지의 특정이 곤란하다.
이와 같이 종래의 고체레이저장치에서는 일반적으로 사용되고 있는 전류제어방식의 전류원을 사용하는 한 레이저다이오드의 단락에 의한 여기광의 발생정지를 검출할 수 없다. 또, 복수개의 레이저다이오드가 있는 경우, 어느 레이저다이오드가 고장되었는지의 특정도 곤란하다.
본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것이며, 포트다이오드를 사용하지 않고 레이저다이오드가 여기광을 발생하지 않는 상태를 검출하며, 동시에 고장난 레이저다이오드의 특정이 용이하게 되는 고체레이저장치를 얻는 것이다.
본 발명은 고체레이저장치, 특히 그 레이저다이오드의 이상검출에 관한 것이다.
도 1은 본 발명의 실시의 형태 1에 의한 고체레이저장치의 요부 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시의 형태 1에 의한 고체레이저장치의 전압측정부의 구성도이다.
도 3은 본 발명의 실시의 형태 1에 의한 고체레이저장치의 고장판정부의 구성도이다.
도 4는 본 발명의 실시의 형태 2에 의한 고체레이저장치의 요부 구성도이다.
도 5는 본 발명의 실시의 형태 3에 의한 고체레이저장치의 요부 구성도이다.
도 6은 본 발명의 고체레이저장치의 다른 고장 판정부의 개략 구성도이다.
도 7은 레이저다이오드의 전압-전류의 특성도이다.
도 8은 종래의 일반적인 고체레이저장치의 구성도이다.
도 9는 종래의 일반적인 고체레이저장치의 요부 구성도이다.
도 10은 다른 종래의 일반적인 고체레이저장치의 요부 구성도이다.
도 11은 종래의 고체레이저장치의 레이저다이오드의 고장검출의 기구를 설명하기 위한 개략 구성도이다.
도 12는 레이저다이오드의 전압-전류의 특성도이다.
본 발명은 고체레이저 매질을 여기하는 레이저다이오드와, 그 레이저다이오드에 일정전류를 흘리는 정전류원과, 상기 레이저다이오드의 양단의 전압을 측정하는 전압측정수단과, 그 전압측정수단으로부터의 출력에 따라 상기 레이저다이오드의 이상을 검출하는 이상검출수단을 구비한 고체레이저장치를 제공하는 것이다.
따라서, 고체레이저매질 및 레이저다이오드의 근방에 포토다이오드 등의 다른 부재를 배치할 필요가 없고, 장치의 대형화ㆍ복잡화되는 일없이, 또 포토다이오드에 여기광의 일부가 흡수되는 등에 의한 레이저발진효율의 저하를 초래하지 않고, 레이저다이오드의 이상을 검출할 수 있는 것이다.
또, 본 발명은 고체레이저매질을 여기하는 직렬로 접속된 복수의 레이저다이오드와, 그들의 레이저다이오드에 일정전류를 흘리는 정전류원과, 상기 레이저다이오드의 양단의 전압을 측정하는 전압측정수단과, 그 전압측정수단으로부터의 출력에 따라 상기 레이저다이오드의 이상을 검출하는 이상검출수단을 구비한 고체레이저장치를 제공하는 것이다.
따라서, 복수개의 레이저다이오드의 이상검출을, 장치를 대형화ㆍ복잡화하지 않고, 또 레이저발진효율의 저하를 초래하는 일없이 할 수가 있는 것이다.
또, 본 발명은 전압측정수단이 복수개의 레이저다이오드의 전압을 개별로 측정하여 그 개별의 측정전압을 이상검출수단에 출력하는 고체레이저장치를 제공하는 것이다.
따라서, 레이저다이오드를 2개이상 직렬로 접속한 경우에 있어서, 이상을 검출된 레이저다이오드가 어느 레이저다이오드인가를 특정할 수가 있는 것이다.
또, 본 발명은 전압측정수단이 n개(n은 4이상의 자연수)의 레이저다이오드의 조의 전압을 개별로 측정하고, 그 개별의 측정전압을 이상검출수단에 출력하는 고체레이저장치를 제공하는 것이다.
따라서, 레이저다이오드를 다수 직렬로 접속한 경우에 있어서 이상이 검출된 레이저다이오드가 어느 조에 포함되는 레이저다이오드인가를 특정할 수 가 있는 것이다.
또, 본 발명은 이상검출수단이 레이저다이오드의 이상을 판정하는 전압의 기준치로서 상한설정치와 하한설정치가 정해진 유한의 폭을 가진 정상범위를 설정하여, 전압측정수단에 의한 레이저다이오드의 측정전압이 상기 상한설정치이상 또는 상기 하한설정치 이하인 경우에는, 이상검출신호를 출력하는 고체레이저장치를 제공하는 것이다.
따라서, 레이저다이오드의 양단에 발생하는 전압은 흐르는 전류치에 의해, 또 개체차에 의해 다른 것이나, 판단의 기준치에 상한설정치와 하한설정치와를 설정하여 폭을 가지게 함으로써, 본래 정상인 레이저다이오드에 대해서 잘못하여 이상으로 판단하는 것을 방지할 수 있는 것이다.
또, 본 발명은 입력되는 전류치에 따라 이상검출수단에 설정되는 측정전압의 정상범위를 변경하는 기준치변경수단을 구비한 고체레이저장치를 제공하는 것이다.
따라서, 전류치가 항상 변화하는 경우에도 본래 정상인 레이저다이오드에 대해서 잘못하여 이상으로 판단하는 것을 방지할 수 있는 것이다.
실시의 형태 1.
도 1은 본 발명의 실시의 형태 1에 의한 고체레이저장치의 요부 구성도이다. 직류전원(10)에 레이저다이오드(1)가 접속되어 있다. 그 레이저다이오드(1)에서 발생하는 여기광은 고체레이저매질(2)에 조사된다. 또, 레이저다이오드(1)에는 레이저다이오드(1)의 전압을 측정하기 위한 배선이 실시되어 있으며, 레이저다이오드(1)의 전압은 전압측정부(12)에서 측정된다. 전압측정부(12)에서 측정된 전압은 이상검출수단으로서의 고장판정부(13)에 보내지고, 미리 설정되어 있는 상한설정치, 하한설정치와 비교된다. 고장으로 판정되면 고장판정부(13)에서 고장신호를 출력한다.
도 2는 도 1에 나타난 전압측정치(12)의 구성도이다. 레이저다이오드(1)로부터의 배선은 절연앰프(12a)에 의해 절연되어 있다. 그후, 적당한 전압으로 조정하기 위한 게인조정앰프(12b)를 통하여 고장판정부(13)에 보내진다.
도 3은 도 1에 나타난 고장판정부(13)의 구성도이다. 전압측정부(12)에서 보내져온 레이저다이오드(1)의 전압은 전압상한비교부(13a)에 의해 상한설정치(V2)와 비교되고, 상한설정치(V2) 이상의 경우는 고장신호를 출력한다. 또, 전압측정부(12)에서 보내져온 레이저다이오드(1)의 전압은 동시에 전압하한비교부(13b)에 의해 하한설정치(V1)와 비교되고, 하한설정치(V1) 이하의 경우는 상기와 동일하게 고장신호를 외부에 출력한다.
다음, 본 고체레이저장치의 동작에 대해서 설명을 한다.
직류전원(10)에 의해 레이저다이오드(1)에 전류가 흐르게 된다. 그 입력전류에 의해 레이저다이오드(1)의 전압-전류특성에 의해 결정되는 일정한 전압이 레이저다이오드(1)의 양단간에 발생된다. 양단간에 발생한 전압은 전압측정부(12)에 거두어 넣고 절연앰프(12a)에 의해 주회로전원과 절연된다. 절연된 레이저다이오드(1)의 양단전압은 게인조정앰프(12b)에 의해 적당한 전압으로 조정된다.
적당한 값으로 조정된 레이저다이오드(1)의 전압은 고장판정부(13)내의 전압 상한비교부(13 a)에서 상한설정치(V2) 와 비교된다. 조정된 레이저다이오드(1)의 양단전압이 상한설정치(V2) 이상의 경우는, 고장신호를 외부에 출력한다. 또, 그 레이저다이오드(1)의 전압은 전압하한비교부(13b)에서 하한설정치(V1)와도 비교되고, 하한설정치(V1) 이하의 경우도, 상기의 경우와 동일하게 고장신호를 외부에 출력한다.
예를 들면, 레이저다이오드(1)가 개방으로 된 경우, 레이저다이오드(1)의 양단에는 도 12에 점 D로 나타난 것 같이 전원전압이 걸리게 된다. 따라서, 전압의 상한설정치(V2)를 전원전압보다 낮게 설정하여 높음으로써, 개방상태를 검출할 수가 있다. 역으로, 레이저다이오드(1)가 단락한 경우는 레이저다이오드(1)의 양단전압은 도 12에서 점 E로 나타난 것같이 0V로 된다. 따라서, 하한설정치(V1)를 0V보다 약간 높게 설정하여 놓음으로써, 단락상태를 검출할 수가 있다.
레이저다이오드(1)는 도 12의 점 A와 점 F와로 나타낸 것 같이 흘리는 전류치에 의해 양단에 발생하는 전압이 변화한다. 또, 동일치의 전류를 흘려도 도 12의 점 A 와 점 B와로 나타낸 것 같이, 개객의 레이저다이오드의 개체차에 의해서도 양단에 발생하는 전압이 변화된다. 그 때문에, 판정치로서 상한설정치(V2), 하한설정치(V1)를 두고, 도 12에 Vr로서 범위를 나타내는 것 같이 정상으로 판단하는 값에 폭을 갖게 하여 보다 정확히 레이저다이오드(1)의 고장을 검출할 수가 있다.
예를 들면, 레이저다이오드(1a)와 레이저다이오드(1b)와의 전압-전류(V-I)특성이 각각 도 12에 나타난 것같이 되어 있다고 하면 하한설정치로서 V1, 상한설정치로서 V2를 설정함으로써 단락시나 단선시에 각각 점 E 또는 점 D에 이동함으로써, 레이저다이오드(1a 및 1b)의 고장을 검출할 수가 있다.
또, 상한설정치(V2) 및 하한설정치(V1)을 설치함으로써 레이저다이오드(1)의 단락, 개방뿐 아니라, 도 12에 나타난 레이저다이오드(1c)와 같이, 전압-전류특성이 크게 다른 레이저다이오드의 경우, 점이 점 C로 이동하므로 전압-전류특성이 다른 레이저다이오드(1)의 검출 등에도 이용할 수가 있다. 이것은 전류치가 일정한 경우에 전압치가 다른 레이저다이오드(1)를 검출할 수 있는 것을 의미하고 있으며, 레이저다이오드(1)에서 발생하는 여기광의 양의 차이를 검출할 수 있는 것을 의미한다.
본 실시의 형태에서는 레이저다이오드는 1개의 경우를 나타내고 있으나, 2개이상 직렬로 접속되어도 동작에 대하여는 동일하다. 상한설정치는 전원전압보다 다소 낮게 설정함으로써, 복수개의 레이저다이오드중에서 1개라도 개방으로 되어 있는 경우는 고장을 검출하는 것이 가능하다. 하한설정치의 설정방법은 다음과 같이 하면 레이저다이오드 1개의 단락을 검출할 수가 있다. 예를 들면, 레이저다이오드를 4개직렬로 연결하고 레이저다이오드 1개의 전압을 2V로 가정하면 레이저다이오드 4개가 직렬이므로 모든 레이저다이오드의 전압은 8V로 된다. 4개의 레이저다이오드중에서 1개가 단락한 경우, 모든 레이저다이오드의 전압은 6V로 된다. 따라서, 레이저다이오드 1개의 단락을 검출하고 싶은 경우는 하한설정치를 7V로 하면 된다. 이와 같이, 상한설정치, 하한설정치를 적당히 설정함으로써, 2개 이상을 직렬로 레이저다이오드를 접속한 경우에도 레이저다이오드 1개의 이상을 검출할 수가 있다.
실시의 형태 2.
상기의 실시의 형태 1에서는 설명한 것 같이, 2개이상을 직렬로 접속한 경우에 특정의 레이저다이오드(1)의 이상을 검출하도록 상한설정치, 하한설정치를 설정할 수가 있다. 그러나, 직렬로 접속하는 레이저다이오드(1)가 많게 되는 경우는 다음 이유에서 어느 1개만의 레이저다이오드(1)가 많게 되는 경우는 다음 이유에서 어느 1개만의 레이저다이오드(1)의 고정검출이 어렵게 된다. 그 때문에, 다른 방법으로 어느 1개만의 레이저다이오드(1)의 고장을 검출할 필요가 있다.
도 12에 나타난 것 같이, 개개의 레이저다이오드(1)는 동일한 전류치라도 양단에 발생하는 전압이 다르다. 그 때문에, 직렬로 접속하는 레이저다이오드(1)의 개수가 많게 되면, 정상으로 판단하는 범위를 넓게 잡지 않으면 안된다. 예를 들면, 개개의 레이저다이오드(1)의 전압이 정상상태이고, 2V에서 2.3V까지 변화되어 있다고 하면, 그 레이저다이오드(1)를 10개 직렬로 접속한 경우, 모든 레이저다이오드(1)의 전압은 20V에서 23V까지의 범위내의 값으로 된다. 따라서, 정상으로 판단하는 범위를 20V에 23V로 설정하지 않으면 안된다. 한편, 10개 직렬로 접속한 레이저다이오드(1)의 양단에 발생하는 전압이 모두 2.3V인 경우, 그중 1개가 단락하면 전체의 전압은 23V-2.3V=20.7V로 된다. 그러나, 정상범위는 20V에서 23V 까지의 범위로 설정되어 있으므로, 20.7V는 정상범위의 전압인 것으로 판단되어 버린다. 이 경우, 어느 1개만의 레이저다이오드(1)의 고장을 검출할 수는 없다.
도 4는 본 발명의 실시의 형태 2에 의한 고체레이저장치의 요부 구성도이다. 직류전원(도면생략)에 레이저다이오드(1)(1-1,1-2.....1-n)가 n개 직렬로 접속되어있다. 복수의 레이저다이오드(1)에 대해서 개별로 접압측정부(22)에서 전압을 측정하고, 고장판정부(23)에서 개개의 레이저다이오드에 대해서 개별로 고장을 판정한다. 본 실시의 형태에 의한 레이저다이오드에 대한 측정, 검출동작도 기본적으로는 상기의 실시의 형태 1에 의한 동작과 동일하나, 개개의 레이저다이오드(1)의 고장판정을 하고 있으므로 고장신호를 각 레이저다이오드(1) 대응으로 출력함으로써, 고장된 레이저다이오드(1)의 특정이 가능하게 된다.
직류전원(도면생략)에 레이저다이오드(1)(1-1,1-2.....1-n)가 n개 직렬로 접속되어있다.
본 실시의 형태 2의 경우는 개개의 레이저다이오드(1)의 전압을 측정하고 있으므로, 실시의 형태 1에서 설명한 레이저다이오드 1개의 경우와 동일하게 상한치 및 하한치를 설정하면, 2개 이상을 직렬로 접속한 경우에도 어느 1개, 특정의 레이저다이오드(1)의 고장을 검출할 수가 있다.
실시의 형태 3.
도 5는 본 발명의 실시의 형태 3에 의한 고체레이저장치의 요부 구성도이다. 직류전원(10)에 레이저다이오드(1)가 n개 직렬로 접속되어있다. 그 레이저다이오드(1)를 복수개 1조(본 예에서는 m개를 1조로 하고 있음)로 하여 그 1조마다의 전압을 전압측정부(32)에서 전압을 측정하고, 고장판정부(33)에서 레이저다이오드(1)의 1조마다에 대하여 고장을 판정한다. 본 실시의 형태의 장치의 측정, 검출동작도 기본적으로는 상기의 실시의 형태 1 및 2의 동작과 동일하다.
실시의 형태 3에서는 상기의 실시의 형태 2에 비하여 측정하기 위한 배선이나 제어장치를 적게할 수가 있다. 더욱, m개를 다음과 같이 선정하면 실시의 형태 2와 거의 동일한 기능을 실현한다.
실시의 형태 2와 같은 특성의 레이저다이오드(1), 즉, 양단전압의 차이가 2.0V에서 2.3V인 레이저다이오드를 10개 직렬로 접속한 경우를 예로 하여 설명한다. 10개 직렬로 하여 전체전압을 측정한 것만으로는 상기의 실시의 형태 2에서 설명한 것 같이, 1개의 레이저다이오드만이 고장된 경우, 그 고장을 검출할 수는 없다. 그러나, 실시의 형태 3과 같이 5개씩 나누어서 측정한 경우(m=5로 함), 5개의 레이저다이오드의 전체전압은 10.0V에서 11.5V이다. 따라서, 정상범위를 10.0V에서 11.5V에 설정하지 않으면 안된다. 한편, 5개 직렬로 접속한 레이저다이오드가 모두 2.3V로 하여 그중 1개만이 단락되었다고 하면, 전체의 전압은 11.5V~2.3V=9.2V로 된다. 따라서, 정상범위외까지 전압이 떨어지므로, 1개만의 레이저다이오드의 고장을 검출할 수가 있다.
도 6은 정상범위로서 판단되는 전압의 범위를 투입되는 전류에 따라 가변으로 한 경우의 고장판정부의 개략 구성도이다. 레이저다이오드(1)의 전압은 흘리고 있는 전류량에 따라 변화한다. 도 6에 나타낸 고정판정부(43)에서는 전압상한비교부(43a)에 입력되는 상한설정치(V2) 및 전압하한비교부(43b)에 입력되는 하한설정치(V1)는 각각 기준치변경수단으로서의 상한설정치변경연산부(43c), 하한설정치변경연산부(43d)에 의해 입력되는 전류치에 따라 변경된다. 그 경우의 정상으로 판단되는 전압의 범위를 도 7에 나타낸다.
또한, 레이저다이오드(1)가 복수개의 경우는, 개개의 레이저다이오드(1)에 대해 흘리고 있는 전류치에 의해 각각 독립적으로 상한설정치 및 하한설정치를 설정할 수도 있다.
또, 전류치 이외에 레이저다이오드(1)의 온도 등, 레이저다이오드의 전압을 변화시키는 요인으로 되는 조건을 상한설정치 및 하한설정치를 가변하기 위한 입력조건으로 하면 더욱 신뢰성이 향상된다.
본 발명에 의하면, 레이저다이오드의 전압은 단선한 경우에는 전원전압까지 상승하며 단락한 경우에는 0V까지 저하한다. 따라서, 미리 설정한 상한설정치와 측정된 레이저다이오드의 전압과를 비교하여 상한설정치를 초과한 경우에는 단선으로 판단하고, 미리 설정한 하한설정치로 측정된 레이저다이오드의 전압을 비교하고, 하한설정치에 도달하지 않는 경우에는 단락으로 판단할 수가 있으며, 레이저다이오드의 이상을 검출할 수 가 있다.
또, 본 발명에 의하면, 고체레이저매질 및 레이저다이오드의 근방에 포토다이오드 등의 별도부재를 배치할 필요가 없으며 장치를 대형화ㆍ복잡화하는 일없이, 또 포토다이오드에 여기광의 일부가 흡수되는 등에 의한 레이저발진효율의 저하를 초래하지 않고, 레이저다이오드의 이상을 검출할 수가 있는 것이다.
또한, 레이저다이오드를 2개이상 직렬로 접속한 경우에 있어서, 개개의 레이저다이오드의 전압을 개별로 측정함으로써, 이상을 나타내는 레이저다이오드가 어느 레이저다이오드인가를 특정할 수가 있는 것이다.
이상과 같이 본 발명에 의한 고체레이저장치는, 예를 들면 공업용 레이저 가공기에서 사용하기에 적합하다.

Claims (3)

  1. 고체레이저매질을 여가하는 레이저다이오드와, 그 레이저다이오드에 일정전류를 흘리는 정전류원과, 상기 레이저다이오드의 양단의 전압을 측정하는 전압측정수단과, 그 전압측정수단에서의 출력에 따라 상기 레이저다이오드의 이상을 검출하는 이상검출수단과를 구비한 것을 특징으로 하는 고체레이저장치.
  2. 고체레이저매질을 여기하는 직렬로 접속된 복수개의 레이저다이오드와, 이들의 레이저다이오드에 일정전류를 흘리는 정전류원과, 상기 레이저다이오드의 양단의 전압을 측정하는 전압측정수단과, 그 전압측정수단에서의 출력에 따라 상기 레이저다이오드의 이상을 검출하는 이상검출수단과를 구비한 것을 특징으로 하는 고체레이저장치.
  3. 제2항에 있어서, 전력측정수단은 복수개의 레이저다이오드의 전압을 개별로 측정하고, 그 개별의 측정전압을 이상검출수단으로 출력하는 것을 특징으로 하는 고체레이저장치.
KR10-2002-7001041A 2000-12-27 2000-12-27 고체레이저장치 KR100453493B1 (ko)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2000/009320 WO2002056433A1 (fr) 2000-12-27 2000-12-27 Laser solide

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20020081199A KR20020081199A (ko) 2002-10-26
KR100453493B1 true KR100453493B1 (ko) 2004-10-15

Family

ID=11736849

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR10-2002-7001041A KR100453493B1 (ko) 2000-12-27 2000-12-27 고체레이저장치
KR1020027001143A KR20020081200A (ko) 2000-12-27 2000-12-27 고체레이저장치

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020027001143A KR20020081200A (ko) 2000-12-27 2000-12-27 고체레이저장치

Country Status (6)

Country Link
US (1) US6931048B2 (ko)
JP (1) JPWO2002056433A1 (ko)
KR (2) KR100453493B1 (ko)
DE (1) DE10085421B4 (ko)
TW (1) TW490897B (ko)
WO (1) WO2002056433A1 (ko)

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10254566B4 (de) * 2002-11-21 2009-01-29 Laserline Gesellschaft für Entwicklung und Vertrieb von Diodenlasern mbH Laserdiodenanordnung mit Überbrückungseinheiten
WO2006061891A1 (ja) * 2004-12-08 2006-06-15 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha レーザダイオード励起固体レーザ発振器および該発振器におけるレーザダイオード制御方法
DE102005008100B4 (de) * 2005-02-22 2007-03-08 Mitsubishi Denki K.K. Redundanzschaltung für in Reihe angeschlossene Dioden
US7664150B2 (en) * 2006-01-24 2010-02-16 Nlight Photonics Corporation Diode laser electrical isolation system
DE102009005999A1 (de) * 2009-01-23 2010-09-16 Trumpf Laser Gmbh + Co. Kg Verfahren zur Bestimmung der Degradation und/oder Effizienz von Lasermodulen und Lasereinheit
US9853545B2 (en) 2015-06-30 2017-12-26 Microsoft Technology Licensing, Llc Power regulator having current and voltage modes
JP7329733B2 (ja) * 2018-05-18 2023-08-21 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 ダイレクトダイオードレーザ方式のレーザ発振装置、および、レーザ発振装置の故障診断方法
JP7584924B2 (ja) 2020-06-29 2024-11-18 古河電気工業株式会社 発光装置及び故障特定方法
CN113030713B (zh) * 2021-03-05 2021-11-09 中国科学院国家空间科学中心 一种激光探测集成电路内部电平状态的系统

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05144063A (ja) * 1991-11-21 1993-06-11 Seiko Epson Corp 光学式情報記録再生装置
JPH05343809A (ja) 1992-06-08 1993-12-24 Sumitomo Electric Ind Ltd 半導体レーザ装置システム
US5291505A (en) * 1993-01-21 1994-03-01 Hughes Aircraft Company Active energy control for diode pumped laser systems using pulsewidth modulation
JP2541095B2 (ja) * 1993-05-31 1996-10-09 日本電気株式会社 レ―ザの波長安定化方法
JPH0825833A (ja) 1994-07-12 1996-01-30 Nichiban Co Ltd 電磁誘導発熱材料及びそれを有する部材、製本部材並びに製本ファイル
JPH08136356A (ja) * 1994-11-08 1996-05-31 Nikon Corp 温度検知装置及び方法並びにこれを用いた 半導体温度調節システム
CA2159842A1 (en) * 1994-12-05 1996-06-06 Joe A. Ortiz Diode drive current source
WO1997001203A1 (en) * 1995-06-23 1997-01-09 Coherent, Inc. Temperature correction circuit for wavelength stabilization in a laser diode
DE19623883A1 (de) * 1996-06-05 1997-12-11 Siemens Ag Optische Sendeeinrichtung
US5734672A (en) * 1996-08-06 1998-03-31 Cutting Edge Optronics, Inc. Smart laser diode array assembly and operating method using same
JP3456120B2 (ja) * 1997-09-09 2003-10-14 三菱電機株式会社 レーザダイオード用電源制御装置
DE19723835A1 (de) * 1997-06-06 1998-07-16 Rofin Sinar Laser Gmbh Elektrische Schutzschaltung für eine Reihenschaltung einer Anzahl von Laserdioden
JP3456121B2 (ja) * 1997-09-09 2003-10-14 三菱電機株式会社 レーザダイオード用電源制御装置
US6255707B1 (en) * 1998-08-24 2001-07-03 Lucent Technologies, Inc. Semiconductor laser reliability test structure and method
US6574257B1 (en) * 2000-02-01 2003-06-03 Siros Technologies, Inc. Near-field laser and detector apparatus and method

Also Published As

Publication number Publication date
KR20020081200A (ko) 2002-10-26
DE10085421T1 (de) 2003-10-23
KR20020081199A (ko) 2002-10-26
JPWO2002056433A1 (ja) 2005-04-21
TW490897B (en) 2002-06-11
US20020150139A1 (en) 2002-10-17
DE10085421B4 (de) 2010-09-02
WO2002056433A1 (fr) 2002-07-18
US6931048B2 (en) 2005-08-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR950004858B1 (ko) 내부전원전압 발생회로
KR100453493B1 (ko) 고체레이저장치
EP1849202B1 (en) Apparatus for monitoring cell voltage and fuel cells using the same
US20040165629A1 (en) Current drive device control circuit and solid laser apparatus using the same
US7277606B1 (en) Optical switch device
US7288951B1 (en) Burn-in system having multiple power modes
JPWO2002156433A1 (ja) 固体レーザ装置
KR100988900B1 (ko) 반도체 장치, 그 반도체 장치를 사용한 반도체 레이저 구동장치 및 화상 형성 장치
SE514188C2 (sv) Metod för karakterisering av en avstämbar laser och bestämmande av aktuell våglängd
KR20030078864A (ko) 레이저 발진기
CN111176064A (zh) 激光投影设备
CN102288888B (zh) 电泵浦半导体激光器性能监测装置及方法
US5536934A (en) Light intensity deterioration detecting circuit with compensation for resistance errors
JP2009026889A (ja) 半導体レーザ装置および半導体レーザ装置の動作停止回避方法
US5530936A (en) Semiconductor laser driving circuit
JP4374936B2 (ja) 光量制御装置及び画像形成装置
JP4055694B2 (ja) レーザ駆動回路
KR0139571B1 (ko) 능동소자의 동작 상태 감시/조정기
US6028420A (en) Constant voltage power supply with continuity checking
KR102583549B1 (ko) 전원 전압의 레벨 변동에 대하여 안정적으로 음 전압의 레벨을 감지하는 반도체 메모리 장치의 음 전압 감지 회로
US4722086A (en) Device for monitoring discharge voltage of laser generator
US7397262B2 (en) Burn-in system power stage
CN116455378A (zh) 电压调整电路及光继电器
JP2010212549A (ja) レーザ発振装置およびレーザ加工機
JP2006294999A (ja) 半導体レーザ素子の光学特性生成装置および光学特性生成方法

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
PA0105 International application

Patent event date: 20020124

Patent event code: PA01051R01D

Comment text: International Patent Application

PA0201 Request for examination
PG1501 Laying open of application
E902 Notification of reason for refusal
PE0902 Notice of grounds for rejection

Comment text: Notification of reason for refusal

Patent event date: 20031210

Patent event code: PE09021S01D

E701 Decision to grant or registration of patent right
PE0701 Decision of registration

Patent event code: PE07011S01D

Comment text: Decision to Grant Registration

Patent event date: 20040827

GRNT Written decision to grant
PR0701 Registration of establishment

Comment text: Registration of Establishment

Patent event date: 20041008

Patent event code: PR07011E01D

PR1002 Payment of registration fee

Payment date: 20041011

End annual number: 3

Start annual number: 1

PG1601 Publication of registration
PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20070920

Start annual number: 4

End annual number: 4

PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20080925

Start annual number: 5

End annual number: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20090925

Year of fee payment: 6

PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20090925

Start annual number: 6

End annual number: 6

LAPS Lapse due to unpaid annual fee
PC1903 Unpaid annual fee