TW201403980A - 雷射共振器控制電源、雷射振盪器及雷射振盪系統 - Google Patents

雷射共振器控制電源、雷射振盪器及雷射振盪系統 Download PDF

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Abstract

本發明之雷射共振器控制電源，係接收脈衝雷射光之輸出時序被指定的射束輸出指令及脈衝雷射光之脈寬W1被指定的脈寬指令，並且依據射束輸出指令，將使脈衝雷射光輸出至雷射共振器之脈衝控制電源設為接通(ON)，依據從雷射共振器實際輸出的脈衝雷射光之輸出時序及脈寬指令，將使脈衝雷射光輸出至雷射共振器之脈衝控制電源設為斷開(OFF)。

Description

雷射共振器控制電源、雷射振盪器及雷射振盪系統
本發明係關於一種控制從雷射共振器輸出的雷射光之脈衝寬度(以下簡稱為「脈寬」)(pulse width)的雷射共振器控制電源、雷射振盪器及雷射振盪系統。
就使用脈衝雷射光對印刷(print)基板等之被加工物進行開孔加工的裝置而言，有一種雷射加工裝置。該雷射加工裝置係藉由從變頻器(inverter)電路對雷射振盪器供應脈衝電力，而使脈衝雷射光從雷射振盪器輸出的裝置。
專利文獻1所記載之雷射加工裝置，係算出檢測出的脈衝之能量(energy)值，且依據算出結果，控制檢測出的脈衝以後之脈衝輸出、或是投入每1孔之脈衝能量。
再者，專利文獻2所記載之雷射加工裝置，係從雷射振盪器分歧照射於被加工物的雷射光之一部分，並檢測出其能量，且以該能量變成預定值的方式，來控制雷射光。
[專利文獻]
(專利文獻1)日本特開平11-287707號公報
(專利文獻2)日本特開2003-53564號公報
然而，在上述前者之先前技術中，要即時地(real time)控制照射中之脈衝輸出是很困難的。又，在上述後者之先前技術中，由於會因能量之檢測精度或是能量檢測後之控制的響應性而影響系統之可靠度，所以缺乏實現性。又，即使可構建穩定的系統，由於必須使用可靠度高之零件，所以有該系統變成非常昂貴之系統的問題。
本發明係有鑒於上述課題而開發完成者，其目的在於獲得一種可以用簡易構成之裝置來輸出具有所期望脈寬之脈寬雷射光的雷射共振器控制電源、雷射振盪器及雷射振盪系統。
為了解決上述之課題且達成目的，本發明之特徵為：接收脈衝雷射光之輸出時序(timing)被指定的輸出指令及前述脈衝雷射光之脈寬被指定的脈寬指令，並且依據前述輸出指令，將使前述脈衝雷射光輸出至雷射共振器之控制電源設為接通(ON)，且依據從前述雷射共振器實際輸出的脈衝雷射光之輸出時序及前述脈寬指令，將前述控制電源設為斷開(OFF)。
依據本發明，則達成可利用簡易構成之裝置來輸出具有所期望脈寬之脈寬雷射光的效果。
1A至1D、1X‧‧‧雷射振盪器
2‧‧‧雷射加工控制裝置
3‧‧‧雷射加工部
4‧‧‧共振器
5A、5B、5X‧‧‧共振器控制電源
6‧‧‧雷射輸出檢測部
7‧‧‧分光部
8‧‧‧高速光閘
9‧‧‧高速光閘控制電源
10‧‧‧脈衝雷射光
11‧‧‧基板
12‧‧‧XY機台
13‧‧‧孔位置
14‧‧‧f θ透鏡
15X、15Y‧‧‧電流計鏡
16X、16Y‧‧‧電流計掃描器
21‧‧‧雷射檢測感測器
22‧‧‧放大電路
23‧‧‧微分電路
24‧‧‧雷射振盪判定電路
25‧‧‧判定輸出部
31、41‧‧‧脈寬指令
32、42‧‧‧射束輸出指令
33、44‧‧‧控制電源波形
34、43、45‧‧‧雷射輸出波形
35、46‧‧‧觸發
36、47‧‧‧脈衝波形
100A至100D、100X‧‧‧雷射加工裝置
W1‧‧‧設定脈寬
W2‧‧‧脈寬
第1圖係顯示實施形態1之雷射加工裝置之構成的圖。
第2圖係顯示實施形態1之雷射振盪器之構成的圖。
第3圖係用以說明從實施形態1之雷射振盪器輸出的雷射光之輸出時序的圖。
第4圖係顯示雷射輸出檢測部之構成的圖。
第5圖係顯示實施形態2之雷射振盪器之構成的圖。
第6圖係顯示實施形態3之雷射振盪器之構成的圖。
第7圖係用以說明從實施形態3之雷射振盪器輸出的雷射光之輸出時序的圖。
第8圖係顯示實施形態4之雷射振盪器之構成的圖。
以下，依據圖式詳細地說明本發明之實施形態的雷射共振器控制電源、雷射振盪器及雷射振盪系統。另外，本發明並非由此等之實施形態所限定者。
實施形態1.
第1圖係顯示實施形態1之雷射加工裝置之構成的圖。雷射加工裝置100X係藉由照射脈衝雷射光10而對屬於被處理基板之基板(工件)(work)11進行雷射開孔加工的裝置。本實施形態之雷射加工裝置100X係具備能夠即時地控制脈衝輸出的雷射振盪器1X。
雷射加工裝置100X係具備：將脈衝雷射光10予以振盪的雷射振盪器1X；進行基板11之雷射加工的雷射加工部3；以及雷射加工控制裝置2。雷射振盪器1X係將脈衝雷射光10予以振盪，並送出至雷射加工部3。雷射加工部3係具備：電流計鏡(galvanometer mirror)15X、15Y；電流計掃描器(galvanometer scanner)16X、16Y；f θ透鏡(lens)(聚光透鏡)14；以及XY機台(table)(加工機台)12。
電流計掃描器16X、16Y係具有使脈衝雷射光10之軌道產生變化並使其往基板11之照射位置移動的功能，且將脈衝雷射光10在被設定於基板11之各加工區域(area)(電流計區域)(galvanometer area)內進行二維掃描。電流計掃描器16X、16Y係為了將脈衝雷射光10在X-Y方向進行掃描，而使電流計鏡15X、15Y旋轉於預定之角度。
電流計鏡15X、15Y係將脈衝雷射光10進行反射並使之偏向於預定之角度。電流計鏡15X係使脈衝雷射光10偏向於X方向，電流計鏡15Y係使脈衝雷射光10偏向於Y方向。
f θ透鏡14係具有遠心(telecentric)性的透鏡。f θ透鏡14係使脈衝雷射光10偏向於與基板11之主面垂直的方向，並且使脈衝雷射光10聚光(照射)於基板11之加工位置(孔位置13)。
基板11係印刷配線板等之加工對象物，且對複數個部位進行開孔加工。基板11係構成例如銅箔(導 體層)、樹脂(絕緣層)、銅箔(導體層)之三層構造。
XY機台12係用以載置基板11，並且藉由未圖示之馬達(motor)之驅動而移動於XY平面內。藉此，XY機台12係使基板11朝向面內方向移動。
不使XY機台12移動而能夠藉由電流計機構(電流計掃描器16X、16Y、電流計鏡15X、15Y)之動作進行雷射加工的範圍(能夠掃描區域)係為電流計區域(掃描(scan)區域)。在雷射加工裝置100X中，係在使XY機台12在XY平面內移動之後，藉由電流計掃描器16X、16Y來二維掃描脈衝雷射光10。XY機台12係以各電流計區域之中心成為f θ透鏡14之中心正下方(電流計原點)的方式依順序地移動。電流計機構係以被設定於電流計區域內之各孔位置13依順序地成為脈衝雷射光10之照射位置的方式來動作。XY機台12在電流計區域間的移動和電流計機構在電流計區域內進行之脈衝雷射光10的二維掃描，係在基板11面內依順序地進行。藉此，基板11之面內之全部的孔位置13可進行雷射加工。
雷射加工控制裝置2係連接於雷射振盪器1X及雷射加工部3(第1圖中並未圖示)，用以控制雷射振盪器1X及雷射加工部3。雷射加工控制裝置2係在對基板11進行雷射加工時，對雷射振盪器1X和雷射加工部3指示由加工程式(program)所設定之雷射加工條件。此處之雷射加工條件係包含脈衝雷射光10之輸出時序、雷射光照射位置(基板11上之座標值)等。
接著，就雷射振盪器1X之構成加以說明。第2圖係顯示實施形態1之雷射振盪器之構成的圖。在此，就作為雷射加工裝置100X之一例的雷射加工裝置100A之構成加以說明。雷射加工裝置100A係具備作為雷射振盪器1X之一例的雷射振盪器1A。
雷射振盪器1A係具有共振器4、共振器控制電源(雷射共振器控制電源)5A、雷射輸出檢測部6。共振器4係以按照來自共振器控制電源5A之指示的時序將脈衝雷射光10輸出至雷射加工部3。
雷射輸出檢測部6係使用共振器4實際輸出至雷射加工部3的脈衝雷射光10之洩漏光，來檢測從共振器4實際輸出的脈衝雷射光10。雷射輸出檢測部6係將脈衝雷射光10之檢測結果(雷射輸出波形)送至共振器控制電源5A。
共振器控制電源5A係使用電腦(computer)等所構成，用以控制共振器4。共振器控制電源5A亦可為控制脈衝放電的電源裝置，又可為控制LD(Laser Diode：雷射二極體)條(bar)等之激勵光源的電源裝置。
共振器控制電源5A係連接於雷射加工控制裝置2，且使被指定之脈寬的脈衝雷射光10從雷射加工控制裝置2輸出至共振器4。共振器控制電源5A係以依據從雷射加工控制裝置2送來的脈衝雷射光10之輸出指令(後述之射束(beam)輸出指令32)的時序使共振器4開始脈衝輸出。又，本實施形態之共振器控制電源5A係以依據從雷 射輸出檢測部6送來之雷射輸出波形(後述之雷射輸出波形34)的時序使共振器4結束輸出中之脈衝輸出。
換言之，共振器控制電源5A係按照從雷射加工控制裝置2送來之指示而控制脈衝雷射光10之輸出波形的上升時序，且按照從雷射輸出檢測部6送來之指示而控制脈衝雷射光10之輸出波形的下降時序。
其次，就從雷射振盪器1A輸出的脈衝雷射光10之輸出時序加以說明。第3圖係用以說明從實施形態1之雷射振盪器輸出的雷射光之輸出時序的圖。
當雷射加工裝置100A開始對基板11進行雷射加工時，雷射加工控制裝置2係將指示送至雷射加工部3，以便將脈衝雷射光10照射在由加工程式所設定之雷射光照射位置。又，雷射加工控制裝置2係將由加工程式所設定的脈衝雷射光10之輸出時序送至共振器控制電源5A。雷射加工控制裝置2係將例如已指定脈衝雷射光10之脈寬的脈寬指令31、和已指定脈衝雷射光10之輸出開始時序的射束輸出指令(觸發)(trigger)32，送至共振器控制電源5A。
共振器控制電源5A係具備事先記憶由脈寬指令31所指定之脈寬(設定脈寬W1)的記憶體(memory)等，用以事先記憶設定脈寬W1。共振器控制電源5A係依據由射束輸出指令32所指定的脈衝雷射光10之輸出開始時序，而將脈衝控制電源(控制電源波形33)設為接通(S1)。換言之，共振器控制電源5A係產生具有由射束輸出指令 32所指定之輸出開始時序的脈衝輸出指令波形並送至雷射振盪器1A。控制電源波形33係使脈衝雷射光10從共振器4輸出之電源的波形，而當控制電源波形33變成接通時(控制電源波形33上升時)，就從共振器4輸出脈衝雷射光10。
當共振器4輸出脈衝雷射光10時，可藉由雷射輸出檢測部6來檢測實際雷射輸出(雷射輸出波形34)(S2)。射束輸出指令32變成接通之時序與控制電源波形33變成接通之時序為大致相同。然而，在控制電源波形33變成接通之時序、和共振器4輸出脈衝雷射光10(雷射輸出波形34上升)之時序中，有發生變異等的情況。因此，有脈衝雷射光10相對於控制電源波形33之接通時序輸出延遲的情況。
雷射輸出檢測部6係檢測實際雷射輸出，且當作雷射振盪檢測信號(雷射輸出波形34)通知共振器控制電源5A。共振器控制電源5A係檢測雷射輸出波形34之上升(脈衝雷射光10之輸出開始時序)，並且以該上升時序將觸發35輸出至共振器控制電源5A內之脈寬控制基板(S3)。觸發35係顯示實際雷射輸出之輸出開始時序的資訊。
然後，共振器控制電源5A係將觸發35之接通時序當作實際雷射輸出之接通時序來處理。藉此，共振器控制電源5A係依據觸發35之接通時序、和已事先記憶之設定脈寬W1，而產生具有設定脈寬W1的脈衝波形36(S4)。
然後，共振器控制電源5A係依據脈衝波形36變成斷開之時序，而將設定脈寬W1之完了信號送至共振器4(S5)。設定脈寬W1之完了信號係將脈衝控制電源設為斷開的控制信號(使控制電源波形33下降的指示)。藉此，共振器4係將脈衝雷射光10之輸出設為斷開。結果，雷射輸出波形34下降(S6)。
雷射加工控制裝置2係在使第1個脈衝光輸出時，將脈寬指令31及射束輸出指令32送至共振器控制電源5A，且使設定脈寬W1事先記憶於共振器控制電源5A。然後，雷射加工控制裝置2係在使第2個脈衝光輸出時，將射束輸出指令32送至共振器控制電源5A。藉此，共振器控制電源5A係依據已事先記憶之設定脈寬W1，而將設定脈寬W1之完了信號送至共振器4。
另外，在本實施形態中，雖然已就共振器控制電源5A已事先記憶設定脈寬W1的情況加以說明，但是亦可在每次使各脈衝光輸出時，從雷射加工控制裝置2將脈寬指令31及射束輸出指令32送至共振器控制電源5A。
如此，在本實施形態中，雷射輸出檢測部6將實際之雷射輸出時序通知至共振器控制電源5A，而共振器控制電源5A以實際之雷射輸出時序為基準來產生設定脈寬W1之完了信號，且送至共振器4。換言之，在雷射振盪器1A中，係依據實際雷射輸出之接通時序，而將設定脈寬W1之完了信號送至共振器4。藉此，由於共振器4 係依據所產生之完了信號，將雷射脈衝輸出(電源)斷開，所以共振器4能夠輸出設定脈寬W1之脈衝雷射光10。
其次，就雷射輸出檢測部6之構成加以說明。第4圖係顯示雷射輸出檢測部之構成的圖。雷射輸出檢測部6係具有雷射檢測感測器(sensor)21、放大電路22、微分電路23、雷射振盪判定電路24及判定輸出部25。
雷射檢測感測器21係使用光電二極體(photodiode)等的高速感測器(光檢測用感測器)，用以高速地檢測脈衝雷射光10。本實施形態之雷射檢測感測器21係檢測脈衝雷射光10之洩漏光。雷射檢測感測器21係將洩漏光之檢測結果(檢測信號)送至放大電路22。放大電路22係將從雷射檢測感測器21送來之檢測信號予以放大並送至微分電路23。
微分電路23係藉由將在放大電路22所放大之檢測信號予以微分而送至雷射振盪判定電路24。雷射振盪判定電路24係依據所微分的檢測信號之電壓值、及已事先設定之臨限值，而判定檢測信號之上升時序。藉此，雷射振盪判定電路24係判定是否已有雷射輸出。雷射振盪判定電路24係當判定有雷射振盪時，將檢測信號送至判定輸出部25。判定輸出部25係將檢測信號轉換成數位(digital)信號並且去除雜訊(noise)，且將去除雜訊後之檢測信號當作雷射振盪檢測信號送至共振器控制電源5A。
另外，在本實施形態中，雖然雷射振盪器1A係形成具備雷射輸出檢測部6的構成，但是亦可將雷射 振盪器1A和雷射輸出檢測部6形成為不同構成。又，雷射加工控制裝置2及共振器控制電源5X較佳為具有脈衝控制電源接通之後至實際雷射輸出被檢測出為止之時間變異等以下的分解能力。又，雷射振盪器1X所進行之雷射輸出，較佳是藉由使用電流控制或電壓一定控制等之各種手法來控制，以免峰值(peak)輸出大幅變動。
又，在本實施形態中，雖然已就共振器控制電源5A檢測雷射輸出波形34之上升的情況加以說明，但是雷射輸出波形34之上升亦可由雷射輸出檢測部6來檢測。
如此，依據實施形態1，則依據使用雷射輸出檢測部6而檢測出之實際雷射輸出變成接通的時序，而產生具有設定脈寬W1之脈衝波形36。然後，以脈衝波形36變成斷開之時序來控制脈寬，俾使實際雷射輸出變成斷開。藉此，能夠即時地控制脈衝輸出。因而，能夠以簡易構成之裝置來輸出具有所期望脈寬(設定脈寬W1)之脈衝雷射光10。結果，由於可以穩定脈衝輸出，所以能提高雷射加工之可靠度。
實施形態2.
其次，使用第5圖就本發明之實施形態2加以說明。在實施形態2中，係使用從共振器4送至雷射加工部3之脈衝雷射光10來檢測實際雷射輸出變成接通的時序。
第5圖係顯示實施形態2之雷射振盪器之構 成的圖。在此，就作為雷射加工裝置100X之一例的雷射加工裝置100B之構成加以說明。雷射加工裝置100B係具備作為雷射振盪器1X之一例的雷射振盪器1B。另外，有關第5圖之各構成要素中之達成與第2圖所示之實施形態1的雷射加工裝置100A同一功能之構成要素係附記同一符號，且省略重複的說明。
雷射振盪器1B係具有共振器4、共振器控制電源5A、雷射輸出檢測部6及分光部7。本實施形態之雷射振盪器1B係在共振器4與雷射加工部3之間配置有分光部7。然後，雷射輸出檢測部6係連接於分光部7及共振器控制電源5A。
分光部7係將從共振器4送至雷射加工部3之脈衝雷射光10予以分光。具體而言，分光部7係將從共振器4輸出之脈衝雷射光10，分光成供雷射加工用的第1雷射光、及供脈衝雷射光10之輸出波形之檢測用的第2雷射光。分光部7係將所分光的一方之脈衝雷射光10(第1雷射光)送至雷射加工部3，並且將所分光的另一方之脈衝雷射光10(第2雷射光)送至雷射輸出檢測部6。分光部7亦可從共振器4輸出的脈衝雷射光10之部分穿透光送至雷射輸出檢測部6，又可將從共振器4輸出的脈衝雷射光10之部分反射光送至雷射輸出檢測部6。
本實施形態之雷射輸出檢測部6，係使用藉由分光部7而分光之脈衝雷射光10來檢測脈衝雷射光10之接通時序(輸出)並送至共振器控制電源5A。如此，實施 形態1之雷射振盪器1A係使用洩漏光來檢測實際雷射輸出變成接通之時序，相對於此，實施形態2之雷射振盪器1B係使用所分光之脈衝雷射光10來檢測實際雷射輸出變成接通之時序。
共振器控制電源5A係與實施形態1同樣，依據使用雷射輸出檢測部6而檢測出的實際雷射輸出變成接通之時序，而產生具有設定脈寬W1的脈衝波形36。然後，共振器控制電源5A係以脈衝波形36之斷開時序來控制共振器4，俾使實際雷射輸出變成斷開。
另外，在本實施形態中，雖然雷射振盪器1B係形成具備分光部7及雷射輸出檢測部6的構成，但是亦可將分光部7及雷射輸出檢測部6之至少一個與雷射振盪器1B形成為不同構成。
如此，依據實施形態2，則與實施形態1同樣，由於是依據使用雷射輸出檢測部6而檢測出之實際雷射輸出變成接通的時序，而以設定脈寬W1來控制共振器4，俾使實際雷射輸出變成斷開，所以能夠即時地控制脈衝輸出。因而，能夠以簡易構成之裝置來輸出具有所期望脈寬之脈衝雷射光10。
實施形態3.
接著，使用第6圖及第7圖就本發明之實施形態3加以說明。在實施形態3中，係依據使用雷射輸出檢測部6所檢測出的實際雷射輸出變成接通之時序，而以高速光閘(shutter)來控制脈衝雷射光10之輸出時序。
第6圖係顯示實施形態3之雷射振盪器之構成的圖。在此，就作為雷射加工裝置100X之一例的雷射加工裝置100C之構成加以說明。雷射加工裝置100C係具備作為雷射振盪器1X之一例的雷射振盪器1C。另外，有關第6圖之各構成要素中達成與第2圖所示之實施形態1的雷射加工裝置100A或第5圖所示之實施形態2的雷射加工裝置100B同一功能之構成要素係附記同一符號，且省略重複的說明。
雷射振盪器1C係具有共振器4、共振器控制電源5B、雷射輸出檢測部6、分光部7、高速光閘(shutter)8及高速光閘控制電源9。本實施形態之雷射振盪器1C，係在共振器4與雷射加工部3之間配置有高速光閘8及分光部7。高速光閘8係配置於共振器4與分光器7之間，而分光部7係配置於高速光閘8與雷射加工部3之間。
又，雷射輸出檢測部6係連接於分光部7及高速光閘控制電源9，而高速光閘控制電源9係連接於雷射加工控制裝置2、雷射輸出檢測部6及高速光閘8。
共振器控制電源5B係連接於雷射加工控制裝置2，用以使從雷射加工控制裝置2所指定之脈寬的脈衝雷射光10輸出至共振器4。本實施形態之雷射加工控制裝置2係將用以使比所期望設定脈寬W1還寬之脈寬(後述之脈寬W2)的脈衝雷射光10之脈寬指令送至共振器控制電源5B。
共振器控制電源5B係以依據從雷射加工控 制裝置2送來的脈衝雷射光10之輸出指令(後述之射束輸出指令42)的時序，使脈寬W2之脈衝雷射光10脈衝輸出至共振器4。換言之，共振器控制電源5B係按照來自雷射加工控制裝置2之指令來控制脈衝雷射光10之接通與斷開(脈衝輸出之開始與結束)。
高速光閘8係使用例如光學開關(switch)元件而構成。高速光閘8係切換從共振器4送至雷射加工部3的脈衝雷射光10之接通與斷開。換言之，高速光閘8係切換從共振器4輸出的脈衝雷射光10之穿透與阻斷。在高速光閘8打開之狀態下，從共振器4輸出之脈衝雷射光10係透過分光部7而送至雷射加工部3。另一方面，在高速光閘8閉合之狀態下，由於從共振器4輸出之脈衝雷射光10會被高速光閘8所阻擋，所以脈衝雷射光10未到達分光部7或雷射加工部3。
分光部7係將從共振器4透過高速光閘8而送至雷射加工部3之脈衝雷射光10予以分光。分光部7係將所分光的一方之脈衝雷射光10送至雷射加工部3，並且將所分光的另一方之脈衝雷射光10送至雷射輸出檢測部6。
本實施形態之雷射輸出檢測部6，係使用藉由分光部7而分光之脈衝雷射光10(第2雷射光)來檢測脈衝雷射光10之接通時序(輸出)，且送至高速光閘控制電源9。
高速光閘控制電源9係使用EO(電光元件) 或AO(聲光元件)等而構成，且用以控制高速光閘8的電源。高速光閘控制電源9係連接於雷射加工控制裝置2，且使所指定之脈寬(設定脈寬W1)的脈衝雷射光10從雷射加工控制裝置2輸出至高速光閘8。高速光閘控制電源9係以依據從雷射加工控制裝置2送來的脈衝雷射光10之輸出指令(後述之射束輸出指令2)的時序來使共振器4開始脈衝輸出。又，本實施形態之高速光閘控制電源9係以依據從雷射輸出檢測部6送來之雷射輸出波形(後述之雷射輸出波形45)的時序來使高速光閘8結束輸出中之脈衝輸出。
換言之，高速光閘控制電源9係按照從雷射加工控制裝置2送來之指示而控制脈衝雷射光10之輸出波形之上升時序，且按照從雷射輸出檢測部6送來之指示而控制脈衝雷射光10之輸出波形之下降時序。
其次，就從雷射振盪器1C輸出的脈衝雷射光10之輸出時序加以說明。第7圖係用以說明從實施形態3之雷射振盪器輸出的雷射光之輸出時序的圖。
當雷射加工裝置100C開始對基板11進行雷射加工時，雷射加工控制裝置2係將指示送至雷射加工部3，俾對由加工程式所設定之雷射光照射位置照射脈衝雷射光10。又，雷射加工控制裝置2係將由加工程式所設定的脈衝雷射光10之輸出時序送至共振器控制電源5B。
雷射加工控裝置2係將例如已指定脈衝雷射光10之脈寬的脈寬指令(未圖示)、及已指定脈衝雷射光 10之輸出開始時序的射束輸出指令(觸發)42，送至共振器控制電源5B。又，雷射加工控裝置2係將例如已指定脈衝雷射光10之脈寬的脈寬指令41、及已指定脈衝雷射光10之輸出開始時序的射束輸出指令(觸發)42，送至高速光閘控制電源9。
在共振器控制電源5B及高速光閘控制電源9，係送入有已指定相同時序之射束輸出指令42。又，脈寬指令41係用以指定作為所期望脈寬之設定脈寬W1的指令。
被送至共振器控制電源5B之脈寬指令，係用以指定比設定脈寬W1還寬之脈寬W2的指令。共振器控制電源5B係事先記憶脈寬W2。然後，共振器控制電源5B係依據藉由雷射加工控制裝置2而指定的脈衝雷射光10之輸出開始時序及脈寬W2，而將脈衝控制電源設為接通。換言之，共振器控制電源5B係使依據藉由雷射加工控制裝置2所指定之指令而取得之波形的脈衝雷射光10輸出至共振器4。藉此，具有比設定脈寬W1還寬之脈寬的雷射輸出波形43(脈寬W2)之脈衝雷射光10係輸入至高速光閘8。
又，高速光閘控制電源9係依據由射束輸出指令42所指定的脈衝雷射光10之輸出開始時序，而將高速光閘8(控制電源波形44)設為接通(S11)。換言之，高速光閘控制電源9係產生具有由射束輸出指令42所指定之輸出開始時序的脈衝輸出指令波形並送至高速光閘8。控制 電源波形(切換控制電源)44係使脈衝雷射光10從高速光閘8輸出的電源之波形，當控制電源波形44變成接通時，就可從高速光閘8輸出脈衝雷射光10。
當高速光閘8輸出脈衝雷射光10時，脈衝雷射光10係被送至分光部7。藉此，藉由雷射輸出檢測部6來檢測實際雷射輸出(雷射輸出波形45)(S12)。射束輸出指令42變成接通之時序和控制電源波形44變成接通之時序係大致相同。然而，在控制電源波形44變成接通之時序、和高速光閘8輸出脈衝雷射光10(雷射輸出波形45上升)之時序中，有發生不均等的情況。因此，有對於控制電源波形44之接通時序延遲輸出脈衝雷射光10的情況。
雷射輸出檢測部6係檢測實際雷射輸出，且當作雷射振盪檢測信號(雷射輸出波形45)通知共振器控制電源5B。共振器控制電源5B係檢測雷射輸出波形45之上升(脈衝雷射光10之輸出開始時序)，並且以該上升時序將觸發46輸出至共振器控制電源5B內之脈寬控制基板(S13)。觸發46係顯示實際雷射輸出之輸出開始時序的資訊。
高速光閘控制電源9係當從雷射輸出檢測部6接收觸發46時，就將觸發46之接通時序當作實際雷射輸出之接通時序來處理。藉此，高速光閘控制電源9係依據觸發46之接通時序、和已事先記憶之設定脈寬W1，而產生具有設定脈寬W1的脈衝波形47(S14)。
然後，高速光閘控制電源9係依據脈衝波形 47變成斷開之時序，而將設定脈寬W1之完了信號送至高速光閘8(S15)。設定脈寬W1之完了信號係使往高速光閘8之切換控制電源成為斷開的控制信號(將控制電源波形44下降的指示)。藉此，高速光閘8係將脈衝雷射光10之輸出變成斷開。結果，雷射輸出波形45下降(S16)。
如此，在本實施形態中，雷射輸出檢測部6將雷射輸出之接通時序通知至高速光閘控制電源9，而高速光閘控制電源9產生以雷射輸出之接通時序為基準的設定脈寬W1之完了信號，且送至高速光閘8。換言之，在雷射振盪器1C中，係可依據雷射輸出波形45之接通時序，而將設定脈寬W1之完了信號送至高速光閘8。藉此，由於高速光閘8係依據所產生之完了信號，將雷射脈衝輸出(電源)斷開，所以高速光閘8能夠輸出設定脈寬W1之脈衝雷射光10。
另外，在本實施形態中，雖然雷射振盪器1C係形成具備分光部7及雷射輸出檢測部6的構成，但是亦可將分光部7、雷射輸出檢測部6、高速光閘8及高速光閘控制電源9之至少一個設為與雷射振盪器1C不同之構成。
又，在本實施形態中，雖然已就將已指定比設定脈寬W1還寬之脈寬W2的脈寬指令從雷射加工控制裝置2送至共振器控制電源5B的情況加以說明，但是亦可從雷射加工控制裝置2對共振器控制電源5B送出已指定設定脈寬W1之脈寬指令。在此情況下，共振器控制 電源5B係使用設定脈寬W1來設定脈寬W2。
如此依據實施形態3，則由於是依據使用雷射輸出檢測部6所檢測出之實際雷射輸出變成接通的時序，而以設定脈寬W1來控制高速光閘8，俾使實際雷射輸出變成斷開，所以能夠即時地控制脈衝輸出。因而，能夠以簡易構成之裝置來輸出具有所期望脈寬之脈衝雷射光10。
實施形態4.
其次，使用第8圖就本發明之實施形態4加以說明。在實施形態4中，係對雷射振盪器(後述之雷射振盪器1D)，事先將高速光閘8、高速光閘控制電源9、分光部7、雷射輸出檢測部6形成為不同構成。然後，使用雷射振盪器1D、高速光閘8、高速光閘控制電源9、分光部7、雷射輸出檢測部6來構成雷射振盪系統。
第8圖係顯示實施形態4之雷射振盪器之構成的圖。在此，就作為雷射加工裝置100X之一例的雷射加工裝置100D之構成加以說明。雷射加工裝置100D係具備作為雷射振盪器1X之一例的雷射振盪器1D。另外，有關第8圖之各構成要素中達成與第2圖、第5圖、第6圖所示之雷射加工裝置100A至100C同一功能之構成要素係附記同一符號，且省略重複的說明。
雷射振盪器1D係具有共振器4、共振器控制電源5B。本實施形態之雷射振盪器1D，係在雷射振盪器1D與雷射加工部3之間配置有高速光閘8及分光部7。 高速光閘8係配置於共振器4與分光器7之間，而分光部7係配置於高速光閘8與雷射加工部3之間。
又，雷射輸出檢測部6係連接於分光部7及高速光閘控制電源9，而高速光閘控制電源9係連接於雷射加工控制裝置2、雷射輸出檢測部6及高速光閘8。
如此，在本實施形態中，係將高速光閘8、高速光閘控制電源9、分光部7、雷射輸出檢測部6，分別與雷射振盪器1D形成為不同構成。然後，將高速光閘8及分光部7配置於雷射振盪器1D與雷射加工部3之間的光程中。
如此依據實施形態4，則與實施形態2同樣，由於是依據使用雷射輸出檢測部6所檢測出之實際雷射輸出變成接通的時序，而以設定脈寬W1來控制高速光閘8，俾使實際雷射輸出變成斷開，所以能夠即時地控制脈衝輸出。因而，能夠以簡易構成之裝置來輸出具有所期望脈寬之脈衝雷射光10。
(產業上之可利用性)
如以上所述，本發明之雷射共振器控制電源、雷射振盪器及雷射振盪系統，係適用於從雷射振盪器輸出的雷射光之脈寬控制。
31‧‧‧脈寬指令
32‧‧‧射束輸出指令
33‧‧‧控制電源波形
34‧‧‧雷射輸出波形
35‧‧‧觸發
36‧‧‧脈衝波形
W1‧‧‧設定脈寬

Claims (6)

  1. 一種雷射共振器控制電源，係接收脈衝雷射光之輸出時序被指定的輸出指令及前述脈衝雷射光之脈寬被指定的脈寬指令，並且依據前述輸出指令，將使前述脈衝雷射光輸出至雷射共振器之控制電源設為接通(ON)，依據從前述雷射共振器實際輸出的脈衝雷射光之輸出時序及前述脈寬指令，將前述控制電源設為斷開(OFF)。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之雷射共振器控制電源，其中，從雷射輸出檢測部接收前述脈衝雷射光之輸出波形，該雷射輸出檢測部係用以檢測從前述雷射共振器實際輸出的脈衝雷射光之輸出波形，並且依據前述輸出波形，檢測從前述雷射共振器實際輸出的脈衝雷射光之輸出時序，依據檢測出之輸出時序及前述脈寬指令，將前述控制電源設為斷開。
  3. 一種雷射振盪器，係具備：雷射共振器，係輸出脈衝雷射光；雷射共振器控制電源，係藉由控制電源來控制輸出至前述雷射共振器的脈衝雷射光之接通和斷開；以及雷射輸出檢測部，係檢測從前述雷射共振器實際輸出的脈衝雷射光之輸出波形， 前述雷射共振器控制電源，係接收前述脈衝雷射光之輸出時序被指定的輸出指令及前述脈衝雷射光之脈寬被指定的脈寬指令，並且依據前述輸出指令，將前述控制電源設為接通，依據前述輸出波形，檢測從前述雷射共振器實際輸出的脈衝雷射光之輸出時序，依據檢測出之輸出時序及前述脈寬指令，將前述控制電源設為斷開。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之雷射振盪器，其中，前述雷射輸出檢測部係使用從前述雷射共振器輸出的脈衝雷射光之洩漏光來檢測前述脈衝雷射光之輸出波形。
  5. 如申請專利範圍第3項所述之雷射振盪器，復具備分光部，其係將從前述雷射共振器輸出的脈衝雷射光，分光成供雷射加工用的第1脈衝雷射光、及供前述脈衝雷射光之輸出波形之檢測用的第2脈衝雷射光，前述雷射輸出檢測部係使用前述第2脈衝雷射光來檢測前述脈衝雷射光之輸出波形。
  6. 一種雷射振盪系統，係具備：雷射共振器，係輸出脈衝雷射光；雷射共振器控制電源，係藉由輸出控制電源來控制輸出至前述雷射共振器的脈衝雷射光之接通和斷開；光閘，係切換從前述雷射共振器輸出的脈衝雷射 光之穿透和阻擋；分光部，係將從前述雷射共振器透過前述光閘而輸出的脈衝雷射光，分光成供雷射加工用的第1脈衝雷射光、及供前述脈衝雷射光之輸出波形之檢測用的第2脈衝雷射光；雷射輸出檢測部，係檢測實際輸出的前述第2脈衝雷射光之輸出波形；以及光閘控制電源，係依據前述第2脈衝雷射光之輸出波形，並藉由切換控制電源來控制由前述光閘所進行之穿透和阻擋，前述光閘控制電源係接收前述脈衝雷射光之輸出時序被指定的輸出指令及前述脈衝雷射光之脈寬被指定的脈寬指令，並且依據前述輸出指令，將前述切換控制電源設為接通，依據前述輸出波形，檢測從前述光閘實際輸出的脈衝雷射光之輸出時序，依據檢測出之輸出時序及前述脈寬指令，將前述切換控制電源設為斷開。
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