WO2022215611A1 - レーザ発振器及びそれを備えたレーザ加工装置 - Google Patents

レーザ発振器及びそれを備えたレーザ加工装置 Download PDF

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WO2022215611A1
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雄太 黒崎
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パナソニックＩｐマネジメント株式会社
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    • H01S5/04—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping, e.g. by electron beams
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    • H01S5/0428—Electrical excitation ; Circuits therefor for applying pulses to the laser
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    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/40—Arrangement of two or more semiconductor lasers, not provided for in groups H01S5/02 - H01S5/30
    • H01S5/4018—Lasers electrically in series

Definitions

  • the present disclosure relates to a laser oscillator comprising a light emitting circuit having at least one laser diode and a bypass switch connected in parallel with the light emitting circuit.
  • Patent Document 1 discloses a light emitting circuit having a plurality of laser diodes connected in series, a current source for supplying a supply current to the light emitting circuit, and a bypass switch connected in parallel with the light emitting circuit.
  • a laser oscillator is disclosed.
  • a snubber circuit composed of a resistor and a capacitor connected in series is connected in parallel with the bypass switch to suppress a surge voltage generated when the bypass switch is turned off.
  • the resistor of the snubber circuit has a current that flows from the current source into the capacitor when the bypass switch is switched from on to off, and a current that flows out from the capacitor of the snubber circuit when the bypass switch is switched from off to on. and , there is a risk that if the switching frequency of the bypass switch is increased, the failure rate of the laser oscillator will increase due to the heat generated by the resistance of the snubber circuit. Moreover, if a large resistance element that does not easily generate heat is used as the resistance of the snubber circuit, the size of the laser oscillator may increase.
  • the present disclosure has been made in view of this point, and its purpose is to increase the switching frequency of the bypass switch while suppressing an increase in the size of the laser oscillator and an increase in the failure rate.
  • the present disclosure includes a laser diode or a plurality of laser diodes connected in series with each other, and connecting the anode of the laser diode between a first node and a second node.
  • a light emitting circuit connected toward one node; a current source for supplying a supply current between the first and second nodes using power output from an AC power supply; a bypass switch connected in parallel with the light emitting circuit between the nodes of the above, wherein between the first and second nodes, a capacitor connected in parallel with the bypass switch; a rectifying element connected in parallel with the light emitting circuit and the bypass switch and in series with the capacitor on a first node side of the capacitor, and rectifying current so as to flow in a direction from the first node toward the capacitor; and a current supply circuit for supplying current to the light emitting circuit using the electrostatic energy stored in the capacitor.
  • the capacitor is charged by current flowing from the first node through the rectifying element into the capacitor, and the capacitor can be discharged by causing the current supply circuit to supply current to the light emitting circuit. , it is not necessary to provide a resistor that allows both the current flowing into the capacitor and the current flowing out of the capacitor to flow. Therefore, it is possible to increase the switching frequency of the bypass switch while suppressing an increase in the size of the laser oscillator and an increase in the failure rate.
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing the configuration of a laser processing apparatus including a laser oscillator according to Embodiment 1 of the present disclosure.
  • FIG. 2 is a circuit diagram of a laser oscillator according to Embodiment 1 of the present disclosure.
  • FIG. 3 is a view corresponding to FIG. 2 of the second embodiment.
  • FIG. 4 is a view corresponding to FIG. 2 of the third embodiment.
  • FIG. 5 is a view corresponding to FIG. 2 of the fourth embodiment.
  • FIG. 6 is a view corresponding to FIG. 2 of the fifth embodiment.
  • FIG. 1 shows the configuration of a laser processing apparatus 100. As shown in FIG. This laser processing apparatus 100 is used for cutting a work W, welding processing, and the like.
  • a laser processing apparatus 100 includes a laser processing head 10 , a manipulator 20 , a controller 30 , a laser oscillator 40 according to Embodiment 1 of the present disclosure, and an optical fiber 90 .
  • the laser processing head 10 irradiates the work W with the laser light LB from the optical fiber 90 .
  • the manipulator 20 has the laser processing head 10 attached to its tip and moves the laser processing head 10 .
  • the controller 30 controls operations of the laser processing head 10 , operations of the manipulator 20 , and laser oscillation of the laser oscillator 40 .
  • the laser oscillator 40 emits a laser beam LB to the optical fiber 90 by oscillation.
  • the optical fiber 90 passes the laser beam LB emitted by the laser oscillator 40 and guides it to the laser processing head 10 .
  • the laser processing head 10 emits laser light LB that has passed through an optical fiber 90 .
  • the laser processing apparatus 100 operates the laser processing head 10 and the manipulator 20 to irradiate the workpiece W with the laser beam LB emitted from the laser oscillator 40 along a desired trajectory.
  • the laser oscillator 40 includes a plurality of laser diodes (LD) 41, a current source 50, a bypass switch 43 as a first switch, a surge countermeasure capacitor 44, first and second diodes 45 and 46, a voltage measuring section 47, a current supply circuit 60, and a control section 48.
  • LD laser diodes
  • a plurality of laser diodes 41 are connected in series between the first and second nodes N1 and N2 to form a light emitting circuit .
  • Wiring between the first and second nodes N1 and N2 and the laser diode 41 has wiring inductances L1 and L2.
  • a plurality of laser diodes 41 have their anodes directed toward the first node side N1.
  • a parasitic capacitance C exists between the first and second nodes N1 and N2.
  • the current source 50 uses power output from the AC power supply 51 to supply current between the first and second nodes N1 and N2.
  • the current source 50 includes a first current source rectifier circuit 52, a current source inverter circuit 53, a current source capacitor 54, a current source isolation transformer 55, and a second current source rectifier circuit. 56 and a current source side reactor 57 .
  • the current source side first rectifier circuit 52 converts the power supply voltage output from the AC power supply 51 into a DC voltage and outputs it from a pair of output nodes ON1 and ON2.
  • the current source side first rectifier circuit 52 is composed of, for example, a diode bridge.
  • the current source side inverter circuit 53 generates a first AC voltage for supply according to the voltages of the output nodes ON1 and ON2 of the first current source side rectifier circuit 52 .
  • the current source side inverter circuit 53 includes a first current source side upper arm switching element 53a and a first current source side lower arm switching element 53b connected in series between the output nodes ON1 and ON2. , a second current source side upper arm switching element 53c and a second current source side lower arm switching element 53d connected in series between output nodes ON1 and ON2.
  • Each of the switching elements 53a to 53d is composed of an N-channel MOS transistor (MOSFET: metal-oxide-semiconductor field-effect transistor).
  • the current source side capacitor 54 is connected between the current source side first rectifying circuit 52 and the current source side inverter circuit 53 in parallel with the current source side first rectifying circuit 52 and the current source side inverter circuit 53 . .
  • the current source side capacitor 54 is connected between a pair of output nodes ON1 and ON2 of the first current source side rectifier circuit 52 .
  • the current source-side insulating transformer 55 converts the first AC voltage for supply output by the inverter circuit 53 on the current source side into a second AC voltage for supply.
  • the current source side isolation transformer 55 has a current source side primary coil 55a and a current source side secondary coil 55b.
  • the voltage of the current source side primary coil 55a becomes the first AC voltage for supply, and the voltage of the current source side secondary coil 55b becomes the second AC voltage for supply.
  • the current source side primary coil 55a includes a connection point between the first current source side upper arm switching element 53a and the first current source side lower arm switching element 53b, a second current source side upper arm switching element 53c, and It is connected between the connection point of the second current source side lower arm switching element 53d.
  • the current source side second rectifier circuit 56 generates a DC supply current based on the second AC voltage for supply based on the first AC voltage for supply.
  • the current source side second rectifier circuit 56 has first and second rectifier diodes 56a and 56b.
  • the anode of the first rectifying diode 56a is connected to one end of the current source side secondary coil 55b, and the anode of the second rectifying diode 56b is connected to the other end of the current source side secondary coil 55b.
  • the cathodes of the first and second rectifying diodes 56a and 56b are connected to the first node N1.
  • the current source side inverter circuit 53 and the current source side second rectifier circuit 56 are insulated by the current source side isolation transformer 55 .
  • the current source side reactor 57 is connected between the middle portion of the current source side secondary coil 55b and the second node N2.
  • the bypass switch 43 is connected in parallel with the light emitting circuit 42 between the first and second nodes N1 and N2.
  • the bypass switch 43 is composed of an N-channel MOS transistor (MOSFET).
  • a surge countermeasure capacitor 44 is connected in parallel with the bypass switch between the first and second nodes N1 and N2.
  • One electrode of the surge protection capacitor 44 is connected to the second node N2.
  • the first diode 45 is connected in parallel with the light emitting circuit 42 and the bypass switch 43, and is connected in series with the surge protection capacitor 44 to the electrode of the surge protection capacitor 44 on the first node N1 side. It is a rectifying element that rectifies the current so that it flows in the direction from N1 toward the capacitor 44 for surge protection.
  • the second diode 46 is a rectifying element that is connected between the first node N1 and the light emitting circuit 42 and rectifies the current in the direction from the first node N1 toward the light emitting circuit 42.
  • the voltage measurement unit 47 measures the voltage of the surge countermeasure capacitor 44 as the measurement voltage.
  • the current supply circuit 60 supplies current to the light emitting circuit 42 using the electrostatic energy stored in the surge countermeasure capacitor 44 .
  • the current supply circuit 60 is composed of a so-called step-down converter.
  • the current supply circuit 60 includes a current supply circuit side switch 61, a current supply circuit side reactor 62, a current supply circuit side first diode 63, and a current supply circuit side second diode 64.
  • the current supply circuit side switch 61 is a semiconductor switch composed of an N-channel MOS transistor (MOSFET). The drain of the current supply circuit side switch 61 is connected to the connection point between the surge protection capacitor 44 and the first diode 45 .
  • MOSFET N-channel MOS transistor
  • One end of the current supply circuit side reactor 62 is connected to the source of the current supply circuit switch 61 .
  • the anode of the current supply circuit side first diode 63 is connected to the other end of the current supply circuit side reactor 62 .
  • the cathode of the first diode 63 on the current supply circuit side is connected to the connection point between the second diode 46 and the light emitting circuit 42 .
  • the anode of the current supply circuit side second diode 64 is connected to the second node N2.
  • the cathode of the current supply circuit side second diode 64 is connected to the connection point between the current supply circuit side switch 61 and the current supply circuit side reactor 62 .
  • the current supply circuit side switch 61, the current supply circuit side reactor 62, and the current supply circuit side first diode 63 of the current supply circuit 60 are connected in series with each other.
  • the current supply circuit side switch 61, the current supply circuit side reactor 62, and the current supply circuit side first diode 63 are connected to the current supply circuit from one electrode of the surge countermeasure capacitor 44 when the current supply circuit side switch 61 is in the ON state.
  • the surge countermeasure capacitor 44 and the surge countermeasure capacitor 44 constitute a closed circuit that reaches the other electrode of the surge countermeasure capacitor 44 via the side switch 61 , the current supply circuit side reactor 62 and the light emitting circuit 42 in this order.
  • the current supply circuit 60 configured as described above supplies current from the surge countermeasure capacitor 44 to the light emitting circuit 42 via the current supply circuit side reactor 62 when the current supply circuit side switch 61 is in the ON state.
  • the current supply circuit side switch 61 is turned off from on, the current supply circuit side second diode 64 conducts in the forward direction, and the energy held in the current supply circuit side reactor 62 is supplied to the light emitting circuit 42 .
  • the control unit 48 controls the current supply circuit side switch 61 of the current supply circuit 60 so that the voltage measured by the voltage measurement unit 47 becomes the target voltage.
  • the target voltage is set to be equal to or higher than the voltage of the surge countermeasure capacitor 44 when the voltage of each laser diode 41 included in the light emitting circuit 42 becomes the forward voltage. If the forward voltages of the first and second diodes 45 and 46 are equal, the target voltage will be greater than or equal to the sum of the forward voltages of the laser diodes 41 included in the light emitting circuit 42 .
  • the control unit 48 increases the duty ratio of the control signal input to the gate of the current supply circuit side switch 61, while the voltage measuring unit 47 is lower than the target voltage, the duty ratio of the control signal input to the gate of the current supply circuit side switch 61 is lowered.
  • the control signal is a periodic pulse signal, and the duty ratio of the control signal indicates the ratio of the period during which the current supply circuit side switch 61 is turned on to one cycle of the control signal.
  • control unit 48 controls on/off of the bypass switch 43 .
  • control unit 48 controls the current supply by the current source 50 by switching on and off the four switching elements 53a to 53d of the current source side inverter circuit 53 of the current source 50.
  • the bypass switch 43 when the bypass switch 43 is switched from on to off while the controller 48 causes the current source 50 to supply current, wiring inductances L1 and L2 , the parasitic capacitance C between the first and second nodes N1 and N2 and the surge countermeasure capacitor 44 are charged, and the voltage between the first and second nodes N1 and N2, that is, the voltage applied to the bypass switch 43 rises. .
  • the bypass switch 43 when the bypass switch 43 is switched from on to off, not only the parasitic capacitance C is charged by the wiring inductances L1 and L2, but also the surge protection capacitor 44 is charged.
  • the surge voltage generated between the first and second nodes N1 and N2 can be suppressed as compared with the case where they are not provided.
  • the control section 48 increases the duty ratio of the control signal input to the gate of the current supply circuit side switch 61 .
  • the current supply circuit 60 supplies current to the light emitting circuit 42, and the voltage of the surge countermeasure capacitor 44, that is, the measured voltage measured by the voltage measuring unit 47 drops to the target voltage. maintained.
  • the voltage between the first and second nodes N1 and N2 is also maintained at a predetermined voltage corresponding to the target voltage. Therefore, by setting the target voltage to an appropriate value, damage to components between the first and second nodes N1 and N2 due to the surge voltage can be prevented.
  • the target voltage is set to be equal to or higher than the voltage of the surge countermeasure capacitor 44 when the voltage of the light emitting circuit 42 is the sum of the forward voltages of the laser diodes 41 included in the light emitting circuit 42, it is set to be less than this voltage.
  • the pulse current is supplied to the light emitting circuit 42
  • the rise of the pulse current can be accelerated, and the light emitting circuit 42 can be caused to emit light quickly. Therefore, the amount of heat input to the optical fiber 90 and the laser processing head 10 can be finely adjusted by narrowing the pulse width of the pulse current supplied to the light emitting circuit 42 or by increasing the frequency of the pulse current. Precise machining becomes possible.
  • a pulse current can be passed through the light emitting circuit 42 by repeating the above-described operation at regular time intervals.
  • a current flows from the first node N1 through the first diode 45 into the surge protection capacitor 44 to charge the surge protection capacitor 44, while the current supply circuit 60 is charged. Since the surge countermeasure capacitor 44 can be discharged by supplying a current to the light emitting circuit 42, both the current flowing into the surge countermeasure capacitor and the current flowing out of the capacitor are connected to a common resistor as in Patent Document 1. It is not necessary to adopt a configuration like Cited Document 1 that flows to Therefore, the switching frequency of the bypass switch 43 can be increased while suppressing an increase in the size of the laser oscillator 40 and an increase in the failure rate.
  • the current supply circuit side switch 61 is composed of a semiconductor switch, the current supply circuit side switch 61 can be switched on and off at high speed. Therefore, the responsiveness of the current supply circuit 60 can be enhanced.
  • FIG. 3 shows a laser oscillator 40 according to Embodiment 2 of the present disclosure.
  • the current supply circuit 60 is composed of a so-called linear regulator. Specifically, the current supply circuit 60 has a resistor 65 for limiting the current value instead of the current supply circuit side reactor 62 . Also, the current supply circuit 60 does not have the current supply circuit side second diode 64 .
  • the current supply circuit 60 supplies current from the surge countermeasure capacitor 44 to the light emitting circuit 42 via the resistor 65 when the current supply circuit side switch 61 is in the ON state, and emits light when the current supply circuit side switch 61 is in the OFF state. No current is supplied to circuit 42 .
  • FIG. 4 shows a laser oscillator 40 according to Embodiment 3 of the present disclosure.
  • the current supply circuit 60 is composed of a so-called switched capacitor circuit. Specifically, the current supply circuit 60 has a light emitting circuit side capacitor 66 instead of the current supply circuit side second diode 64, and a light emitting circuit side switch 67 instead of the current supply circuit side reactor 62. ing.
  • the light emitting circuit side switch 67 is a semiconductor switch composed of an N-channel MOS transistor (MOSFET).
  • control section 48 As a control signal to be input to the gate of the switch 67 on the light emitting circuit side, the control section 48 outputs a pulse signal having a polarity opposite to that of the control signal to be input to the gate of the switch 61 on the current supply circuit side.
  • the current supply circuit side switch 61 when the current supply circuit side switch 61 is turned on, the light emitting circuit side switch 67 is turned off, and the current supply circuit 60 causes current to flow from the surge countermeasure capacitor 44 to the light emitting circuit side capacitor 66, so that the light emitting circuit side Charge capacitor 66; On the other hand, when the current supply circuit side switch 61 is turned off, the light emission circuit side switch 67 is turned on, and the current supply circuit 60 supplies current from the light emission circuit side capacitor 66 to the light emission circuit 42 .
  • FIG. 5 shows a laser oscillator 40 according to Embodiment 4 of the present disclosure.
  • the current supply circuit 60 is composed of a so-called flyback converter. Specifically, the current supply circuit 60 has the current supply circuit side isolation transformer 68 and does not have the current supply circuit side reactor 62 and the current supply circuit side second diode 64 . The source of the current supply circuit side switch 61 is connected to the second node N2.
  • the current supply circuit side insulation transformer 68 has a current supply circuit side primary coil 68a and a current supply circuit side secondary coil 68b.
  • One end of the current supply circuit side primary coil 68 a is connected to the connection point between the surge countermeasure capacitor 44 and the first diode 45 , and the other end of the current supply circuit side primary coil 68 a is connected to the drain of the current supply circuit side switch 61 . It is connected to the.
  • One end of the current supply circuit side secondary coil 68b is connected to the anode of the current supply circuit side first diode 63, and the other end of the current supply circuit side secondary coil 68b is connected to the second node N2.
  • the current supply circuit side insulation transformer 68 converts the electrostatic energy stored in the surge countermeasure capacitor 44 into output side electrical energy. Then, the current supply circuit 60 supplies current to the light emitting circuit 42 using the output-side electrical energy.
  • FIG. 6 shows a laser oscillator 40 according to Embodiment 5 of the present disclosure.
  • the laser oscillator 40 further includes a series switch 69 as a second switch.
  • the series switch 69 is connected in series with the light emitting circuit 42 between the first and second nodes N1 and N2 and in parallel with the bypass switch 43 .
  • the anode of the first diode 45 of the current supply circuit 60 is connected to the connection point between the light emitting circuit 42 and the series switch 69 .
  • the surge countermeasure capacitor 44 is connected in series with the light emitting circuit 42 and in parallel with the series switch 69 .
  • the first diode 45 is connected in parallel with the series switch 69 and in series with the surge protection capacitor 44 on the first node N1 side (light emitting circuit 42 side) of the surge protection capacitor 44.
  • the current is rectified so as to flow from the node N1 through the light emitting circuit 42 toward the capacitor 44 for surge protection.
  • the control unit 48 controls the on/off of the bypass switch 43 and the series switch 69 to be opposite to each other.
  • the bypass switch 43 is switched from on to off and the series switch 69 is switched from off to on while the controller 48 causes the current source 50 to supply current.
  • the parasitic capacitance C between the first and second nodes N1 and N2 is charged by the wiring inductances L1 and L2, and the voltage between the first and second nodes N1 and N2, that is, the voltage applied to the bypass switch 43 is changed to Rise.
  • the current flowing through the light emitting circuit 42 increases, reaches a predetermined current value and stabilizes, while the voltage applied to the bypass switch 43 drops, and the sum of the forward voltages of the laser diodes 41 included in the light emitting circuit 42 and It reaches the sum of the source-drain voltage of the series switch 69 when the current of the predetermined current value flows through the light emitting circuit 42 and stabilizes.
  • the voltage across the surge countermeasure capacitor 44 that is, the voltage generated across the series switch 69 can be lowered to prevent damage to the series switch 69 due to overvoltage.
  • the target voltage is set to be equal to or lower than the voltage obtained by subtracting the forward voltage of the first diode 45 from the withstand voltage of the series switch 69 .
  • the current flowing through the light emitting circuit 42 gradually decreases, and the current flowing through the bypass switch 43 gradually increases. Also, the voltage across the series switch 69 is maintained at approximately the sum of the target voltage and the forward voltage of the first diode 45 .
  • a pulse current can be passed through the light emitting circuit 42 by repeating the above-described operation at regular time intervals.
  • the fifth embodiment by setting the target voltage high within a range that does not damage the series switch 69, the voltage across the series switch 69 during the switching operation is increased, and the wiring inductances L1, L2, By converting the magnetic energy stored in L3 into the electrostatic energy of the surge countermeasure capacitor 44, the fall of the current flowing through the light emitting circuit 42 can be accelerated. Therefore, the amount of heat input to the optical fiber 90 and the laser processing head 10 can be finely adjusted by narrowing the pulse width of the pulse current supplied to the light emitting circuit 42 or by increasing the frequency of the pulse current. Precise machining becomes possible.
  • the diode 70 indicated by a two-dot chain line in FIG. 44 may be connected in series with its anode toward the first node N1 side.
  • the surge voltage generated between the first and second nodes N1 and N2 can be suppressed.
  • the light emitting circuit 42 is composed of a plurality of laser diodes 41 connected in series in Embodiments 1 to 5, it may be composed of only one laser diode.
  • the voltage measured by the voltage measuring unit 47 is the voltage of the surge countermeasure capacitor 44.
  • the voltage corresponds to the voltage of the surge countermeasure capacitor 44, other It may be the voltage of the point.
  • the measured voltage may be the surge peak voltage between the first and second nodes N1 and N2.
  • the first diode 45 is provided as a rectifying element. good.
  • the present disclosure has the highly practical effect of increasing the switching frequency of the bypass switch while suppressing an increase in the size of the laser oscillator and an increase in the failure rate. Usability is high.
  • laser processing apparatus 10 laser processing head 40 laser oscillator 41 laser diode 42 light emitting circuit 43 bypass switch (first switch) 44 Capacitor for surge protection 45 First diode (rectifying element) 47 voltage measurement unit 48 control unit 50 current source 60 current supply circuit 61 current supply circuit side switch (semiconductor switch) 68 Current supply circuit side isolation transformer 69 Series switch (second switch) 90 optical fiber LB laser light N1 first node N2 second node

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Abstract

レーザ発振器に、第１及び第２のノード（Ｎ１），（Ｎ２）間に、バイパススイッチ（４３）と並列に接続されたサージ対策用コンデンサ（４４）と、発光回路（４２）及びバイパススイッチ（４３）と並列に、かつサージ対策用コンデンサ（４４）の第１のノード（Ｎ１）側にサージ対策用コンデンサ（４４）と直列に接続され、第１のノード（Ｎ１）からサージ対策用コンデンサ（４４）に向かう方向に流れるように電流を整流する第１のダイオード（４５）と、サージ対策用コンデンサ（４４）に蓄えられた静電エネルギーを用いて発光回路（４２）に電流を供給する電流供給回路（６０）とを設ける。

Description

レーザ発振器及びそれを備えたレーザ加工装置
　本開示は、少なくとも１つのレーザダイオードを有する発光回路と、当該発光回路と並列に接続されたバイパススイッチとを備えたレーザ発振器に関する。
　特許文献１には、互いに直列に接続された複数のレーザダイオードを有する発光回路と、前記発光回路に供給電流を供給する電流源と、前記発光回路と並列に接続されたバイパススイッチとを備えたレーザ発振器が開示されている。このレーザ発振器では、互いに直列に接続された抵抗及びコンデンサからなるスナバ回路を前記バイパススイッチと並列に接続することで、前記バイパススイッチをオフする際に生ずるサージ電圧を抑制している。
特許第６５７７５７５号公報
　しかし、特許文献１では、スナバ回路の抵抗に、バイパススイッチのオンからオフへの切替時に電流源からコンデンサに流れ込む電流と、バイパススイッチのオフからオンへの切替時にスナバ回路のコンデンサから流出する電流との両方が流れるので、バイパススイッチのスイッチング周波数を高めると、スナバ回路の抵抗の発熱により、レーザ発振器の故障率が上昇する虞がある。また、スナバ回路の抵抗として、発熱しにくい大型の抵抗素子を採用すると、レーザ発振器の大型化を招く虞もある。
　本開示は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、レーザ発振器の大型化、及び故障率の上昇を抑制しつつ、バイパススイッチのスイッチング周波数を高められるようにする。
　上記の目的を達成するため、本開示は、１個のレーザダイオード、又は互いに直列に接続された複数のレーザダイオードを有し、第１及び第２のノード間に前記レーザダイオードのアノードを前記第１のノード側に向けて接続された発光回路と、交流電源から出力される電力を用いて、前記第１及び第２のノード間に供給電流を供給する電流源と、前記第１及び第２のノード間に、前記発光回路と並列に接続されたバイパススイッチとを備えたレーザ発振器であって、前記第１及び第２のノード間に、前記バイパススイッチと並列に接続されたコンデンサと、前記発光回路及び前記バイパススイッチと並列に、かつ前記コンデンサの第１のノード側に当該コンデンサと直列に接続され、前記第１のノードから前記コンデンサに向かう方向に流れるように電流を整流する整流素子と、前記コンデンサに蓄えられた静電エネルギーを用いて前記発光回路に電流を供給する電流供給回路とを備えたことを特徴とする。
　これにより、バイパススイッチのオンからオフへの切替時に、配線インダクタンスによって保持されたエネルギーが整流素子を介してコンデンサに送られ、コンデンサが充電されるので、第１及び第２のノード間に発生するサージ電圧を抑制できる。
　また、電流が第１のノードから整流素子を介してコンデンサに流入することによりコンデンサが充電される一方、電流供給回路に発光回路へ電流を供給させることによりコンデンサの放電を行えるので、引用文献１のように、コンデンサに流入する電流とコンデンサから流出する電流の両方を流す抵抗を設けなくてもよい。したがって、レーザ発振器の大型化、及び故障率の上昇を抑制しつつ、バイパススイッチのスイッチング周波数を高められる。
　本開示によると、レーザ発振器の大型化、及び故障率の上昇を抑制しつつ、バイパススイッチのスイッチング周波数を高められる。
図１は、本開示の実施形態１に係るレーザ発振器を備えたレーザ加工装置の構成を示す概略図である。 図２は、本開示の実施形態１に係るレーザ発振器の回路図である。 図３は、実施形態２の図２相当図である。 図４は、実施形態３の図２相当図である。 図５は、実施形態４の図２相当図である。 図６は、実施形態５の図２相当図である。
　以下、本開示の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本開示、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものでは全くない。
　（実施形態１）
　図１は、レーザ加工装置１００の構成を示す。このレーザ加工装置１００は、ワークＷの切断や溶接加工等を行うのに使用される。レーザ加工装置１００は、レーザ加工ヘッド１０と、マニピュレータ２０と、コントローラ３０と、本開示の実施形態１に係るレーザ発振器４０と、光ファイバ９０とを備えている。
　レーザ加工ヘッド１０は、光ファイバ９０からのレーザ光ＬＢをワークＷに照射する。マニピュレータ２０は、先端にレーザ加工ヘッド１０が取り付けられ、レーザ加工ヘッド１０を移動させる。コントローラ３０は、レーザ加工ヘッド１０の動作とマニピュレータ２０の動作と、レーザ発振器４０のレーザ発振を制御する。レーザ発振器４０は、発振によりレーザ光ＬＢを光ファイバ９０に出射する。光ファイバ９０は、レーザ発振器４０により出射されたレーザ光ＬＢを通過させてレーザ加工ヘッド１０に導く。レーザ加工ヘッド１０は、光ファイバ９０を通過したレーザ光ＬＢを出射する。このような構成により、レーザ加工装置１００は、レーザ発振器４０から出射されたレーザ光ＬＢを、レーザ加工ヘッド１０及びマニピュレータ２０を動作させてワークＷに所望の軌跡で照射させる。
　レーザ発振器４０は、図２に示すように、複数のレーザダイオード（ＬＤ）４１と、電流源５０と、第１のスイッチとしてのバイパススイッチ４３と、サージ対策用コンデンサ４４と、第１及び第２のダイオード４５，４６と、電圧測定部４７と、電流供給回路６０と、制御部４８とを備えている。
　複数のレーザダイオード４１は、第１及び第２のノードＮ１，Ｎ２間に互いに直列に接続され、発光回路４２を構成している。第１及び第２のノードＮ１，Ｎ２と、レーザダイオード４１との間の配線は、配線インダクタンスＬ１，Ｌ２を有している。複数のレーザダイオード４１は、そのアノードを第１のノード側Ｎ１に向けている。
　また、第１及び第２のノードＮ１，Ｎ２間には、寄生容量Ｃが存在している。
　電流源５０は、交流電源５１から出力される電力を用いて、第１及び第２のノードＮ１，Ｎ２間に供給電流を供給する。具体的には、電流源５０は、電流源側第１整流回路５２と、電流源側インバータ回路５３と、電流源側コンデンサ５４と、電流源側絶縁トランス５５と、電流源側第２整流回路５６と、電流源側リアクトル５７とを有している。
　電流源側第１整流回路５２は、交流電源５１から出力される電源電圧を直流電圧に変換して１対の出力ノードＯＮ１，ＯＮ２から出力する。電流源側第１整流回路５２は、例えばダイオードブリッジで構成される。
　電流源側インバータ回路５３は、電流源側第１整流回路５２の出力ノードＯＮ１，ＯＮ２の電圧に応じて供給用第１交流電圧を生成する。具体的には、電流源側インバータ回路５３は、出力ノードＯＮ１，ＯＮ２間に互いに直列に接続された第１の電流源側上アームスイッチング素子５３ａ、及び第１の電流源側下アームスイッチング素子５３ｂと、出力ノードＯＮ１，ＯＮ２間に互いに直列に接続された第２の電流源側上アームスイッチング素子５３ｃ、及び第２の電流源側下アームスイッチング素子５３ｄとを有している。各スイッチング素子５３ａ～５３ｄは、Ｎチャネル型ＭＯＳトランジスタ（ＭＯＳＦＥＴ：metal-oxide-semiconductor field-effect transistor）で構成されている。
　電流源側コンデンサ５４は、電流源側第１整流回路５２と電流源側インバータ回路５３との間に、これら電流源側第１整流回路５２と電流源側インバータ回路５３と並列に接続されている。電流源側コンデンサ５４は、電流源側第１整流回路５２の１対の出力ノードＯＮ１，ＯＮ２間に接続されている。
　電流源側絶縁トランス５５は、電流源側インバータ回路５３により出力される供給用第１交流電圧を供給用第２交流電圧に変換する。電流源側絶縁トランス５５は、電流源側一次コイル５５ａと、電流源側二次コイル５５ｂとを有している。電流源側一次コイル５５ａの電圧が、供給用第１交流電圧となり、電流源側二次コイル５５ｂの電圧が、供給用第２交流電圧となる。電流源側一次コイル５５ａは、第１の電流源側上アームスイッチング素子５３ａ、及び第１の電流源側下アームスイッチング素子５３ｂの接続点と、第２の電流源側上アームスイッチング素子５３ｃ、及び第２の電流源側下アームスイッチング素子５３ｄの接続点との間に接続されている。
　電流源側第２整流回路５６は、供給用第１交流電圧に基づく供給用第２交流電圧に基づいて、直流の供給電流を生成する。具体的には、電流源側第２整流回路５６は、第１及び第２の整流用ダイオード５６ａ，５６ｂを有している。第１の整流用ダイオード５６ａのアノードは、電流源側二次コイル５５ｂの一端部に接続され、第２の整流用ダイオード５６ｂのアノードは、電流源側二次コイル５５ｂの他端部に接続されている。第１及び第２の整流用ダイオード５６ａ，５６ｂのカソードは、第１のノードＮ１に接続されている。
　このように、電流源側インバータ回路５３と、電流源側第２整流回路５６とは、電流源側絶縁トランス５５により絶縁されている。
　電流源側リアクトル５７は、電流源側二次コイル５５ｂの中途部と第２のノードＮ２との間に接続されている。
　バイパススイッチ４３は、第１及び第２のノードＮ１，Ｎ２間に、発光回路４２と並列に接続されている。バイパススイッチ４３は、Ｎチャネル型ＭＯＳトランジスタ（ＭＯＳＦＥＴ）で構成されている。
　サージ対策用コンデンサ４４は、第１及び第２のノードＮ１，Ｎ２間に、前記バイパススイッチと並列に接続されている。サージ対策用コンデンサ４４の片方の電極は、第２のノードＮ２に接続されている。
　第１のダイオード４５は、発光回路４２及びバイパススイッチ４３と並列に、かつサージ対策用コンデンサ４４の第１のノードＮ１側の電極に当該サージ対策用コンデンサ４４と直列に接続され、第１のノードＮ１からサージ対策用コンデンサ４４に向かう方向に流れるように電流を整流する整流素子である。
　第２のダイオード４６は、第１のノードＮ１と発光回路４２との間に接続され、第１のノードＮ１から発光回路４２に向かう方向に電流を整流する整流素子である。
　電圧測定部４７は、サージ対策用コンデンサ４４の電圧を測定電圧として測定する。
　電流供給回路６０は、サージ対策用コンデンサ４４に蓄えられた静電エネルギーを用いて発光回路４２に電流を供給する。電流供給回路６０は、所謂降圧コンバータで構成されている。具体的には、電流供給回路６０は、電流供給回路側スイッチ６１と、電流供給回路側リアクトル６２と、電流供給回路側第１ダイオード６３と、電流供給回路側第２ダイオード６４とを有している。
　電流供給回路側スイッチ６１は、Ｎチャネル型ＭＯＳトランジスタ（ＭＯＳＦＥＴ）で構成された半導体スイッチである。電流供給回路側スイッチ６１のドレインは、サージ対策用コンデンサ４４と第１のダイオード４５との接続点に接続されている。
　電流供給回路側リアクトル６２の一端は、電流供給回路用スイッチ６１のソースに接続されている。
　電流供給回路側第１ダイオード６３のアノードは、電流供給回路側リアクトル６２の他端に接続されている。電流供給回路側第１ダイオード６３のカソードは、第２のダイオード４６と発光回路４２との接続点に接続されている。
　電流供給回路側第２ダイオード６４のアノードは、第２のノードＮ２に接続されている。電流供給回路側第２ダイオード６４のカソードは、電流供給回路側スイッチ６１と電流供給回路側リアクトル６２との接続点に接続されている。
　電流供給回路６０の電流供給回路側スイッチ６１、電流供給回路側リアクトル６２、及び電流供給回路側第１ダイオード６３は、互いに直列に接続されている。これら電流供給回路側スイッチ６１、電流供給回路側リアクトル６２、及び電流供給回路側第１ダイオード６３は、電流供給回路側スイッチ６１のオン状態で、サージ対策用コンデンサ４４の一方の電極から電流供給回路側スイッチ６１、電流供給回路側リアクトル６２及び発光回路４２を順に介してサージ対策用コンデンサ４４の他方の電極に至る閉回路をサージ対策用コンデンサ４４とで構成する。
　上述のように構成された電流供給回路６０は、電流供給回路側スイッチ６１のオン状態で、サージ対策用コンデンサ４４から電流供給回路側リアクトル６２を介して発光回路４２に電流を供給する。電流供給回路側スイッチ６１をオンからオフにしたとき、電流供給回路側第２ダイオード６４が順方向に導通し、電流供給回路側リアクトル６２に保持されたエネルギーが発光回路４２に供給される。
　制御部４８は、電圧測定部４７によって測定される測定電圧が目標電圧となるように、電流供給回路６０の電流供給回路側スイッチ６１を制御する。目標電圧は、発光回路４２に含まれる各レーザダイオード４１の電圧が順方向電圧となるときのサージ対策用コンデンサ４４の電圧以上に設定される。第１及び第２のダイオード４５，４６の順方向電圧が等しい場合、目標電圧は、発光回路４２に含まれるレーザダイオード４１の順方向電圧の合計以上となる。制御部４８は、電圧測定部４７によって測定される測定電圧が目標電圧を超えた場合には、電流供給回路側スイッチ６１のゲートに入力される制御信号のデューティ比を上げる一方、電圧測定部４７によって測定される測定電圧が目標電圧を下回る場合には、電流供給回路側スイッチ６１のゲートに入力される制御信号のデューティ比を下げる。ここで制御信号は、周期的なパルス信号であり、上記制御信号のデューティ比は、電流供給回路側スイッチ６１をオンする期間の制御信号の１周期に占める割合を示す。
　また、制御部４８は、バイパススイッチ４３のオンオフを制御する。
　また、制御部４８は、電流源５０による電流の供給を、電流源５０の電流源側インバータ回路５３の４つのスイッチング素子５３ａ～５３ｄのオンオフを切り替えることによって制御する。
　次に、上述のように構成されたレーザ発振器４０では、まず、制御部４８が電流源５０に電流の供給をさせた状態で、バイパススイッチ４３をオンからオフに切り替えると、配線インダクタンスＬ１，Ｌ２によって第１及び第２のノードＮ１，Ｎ２間の寄生容量Ｃ及びサージ対策用コンデンサ４４が充電され、第１及び第２のノード間Ｎ１，Ｎ２の電圧、すなわちバイパススイッチ４３にかかる電圧が上昇する。このように、バイパススイッチ４３のオンからオフへの切替時に、配線インダクタンスＬ１，Ｌ２によって寄生容量Ｃが充電されるだけでなく、サージ対策用コンデンサ４４が充電されるので、サージ対策用コンデンサ４４を設けない場合に比べ、第１及び第２のノードＮ１，Ｎ２間に発生するサージ電圧を抑制できる。電圧測定部４７によって測定される測定電圧が目標電圧を超えると、制御部４８は、電流供給回路側スイッチ６１のゲートに入力される制御信号のデューティ比を上げる。これにより、電流供給回路６０により発光回路４２への電流供給が行われ、サージ対策用コンデンサ４４の電圧、すなわち電圧測定部４７によって測定される測定電圧は、目標電圧まで降下し、当該目標電圧で維持される。その結果、第１及び第２のノードＮ１，Ｎ２間の電圧も、目標電圧に対応する所定の電圧程度に維持される。したがって、目標電圧を適当な値に設定することにより、サージ電圧による第１及び第２のノードＮ１，Ｎ２間の部品の破損を防止できる。
　また、目標電圧を、発光回路４２の電圧が当該発光回路４２に含まれるレーザダイオード４１の順方向電圧の合計となるときのサージ対策用コンデンサ４４の電圧以上に設定したので、当該電圧未満に設定した場合に比べ、発光回路４２に流すパルス電流の立ち上がりを速くでき、発光回路４２を速く発光させることができる。したがって、発光回路４２に流すパルス電流のパルス幅を狭くしたり、当該パルス電流の周波数を高くすることにより、光ファイバ９０及びレーザ加工ヘッド１０への入熱量を細かく調整できるので、ワークＷのより精細な加工が可能になる。
　その後、制御部４８がバイパススイッチ４３をオフからオンに切り替えると、バイパススイッチ４３にかかる電圧が０となり、発光回路４２に流れる電流が徐々に減少するとともに、バイパススイッチ４３に流れる電流が徐々に増加する。
　その後、発光回路４２に流れる電流がほぼ０になり、所定時間この状態が維持される。
　上述した動作を一定時間毎に繰り返し行うことにより、発光回路４２にパルス電流を流すことができる。
　したがって、本実施形態１によると、電流が第１のノードＮ１から第１のダイオード４５を介してサージ対策用コンデンサ４４に流れ込むことによりサージ対策用コンデンサ４４が充電される一方、電流供給回路６０に発光回路４２へ電流を供給させることによりサージ対策用コンデンサ４４の放電を行えるので、特許文献１のように、サージ対策用のコンデンサに流入する電流と当該コンデンサから流出する電流の両方を共通の抵抗に流す引用文献１のような構成を採用しなくてもよい。したがって、レーザ発振器４０の大型化、及び故障率の上昇を抑制しつつ、バイパススイッチ４３のスイッチング周波数を高められる。
　また、電流供給回路側スイッチ６１を半導体スイッチで構成したので、電流供給回路側スイッチ６１のオンオフを高速に切り替えることができる。したがって、電流供給回路６０の応答性を高めることができる。
　（実施形態２）
　図３は、本開示の実施形態２に係るレーザ発振器４０を示す。本実施形態２では、電流供給回路６０が、所謂リニアレギュレータで構成されている。具体的には、電流供給回路６０が、電流供給回路側リアクトル６２に代えて、電流値制限のため抵抗６５を有している。また、電流供給回路６０が、電流供給回路側第２ダイオード６４を有していない。
　電流供給回路６０は、電流供給回路側スイッチ６１のオン状態で、サージ対策用コンデンサ４４から抵抗６５を介して発光回路４２に電流を供給する一方、電流供給回路側スイッチ６１のオフ状態で、発光回路４２に電流を供給しない。
　その他の構成及び効果は、実施形態１と同じであるので、同一の構成には同一の符号を付してその詳細な説明を省略する。
　（実施形態３）
　図４は、本開示の実施形態３に係るレーザ発振器４０を示す。本実施形態３では、電流供給回路６０が、所謂スイッチトキャパシタ回路で構成されている。具体的には、電流供給回路６０は、電流供給回路側第２ダイオード６４に代えて、発光回路側コンデンサ６６を有し、電流供給回路側リアクトル６２に代えて、発光回路側スイッチ６７を有している。
　発光回路側スイッチ６７は、Ｎチャネル型ＭＯＳトランジスタ（ＭＯＳＦＥＴ）で構成された半導体スイッチである。
　制御部４８は、発光回路側スイッチ６７のゲートに入力する制御信号として、電流供給回路側スイッチ６１のゲートに入力する制御信号とは逆極性のパルス信号を出力する。
　したがって、電流供給回路側スイッチ６１のオン状態で、発光回路側スイッチ６７はオフ状態となり、電流供給回路６０は、サージ対策用コンデンサ４４から発光回路側コンデンサ６６に電流を流すことにより、発光回路側コンデンサ６６を充電する。一方、電流供給回路側スイッチ６１のオフ状態で、発光回路側スイッチ６７はオン状態となり、電流供給回路６０は、発光回路側コンデンサ６６から発光回路４２に電流を供給する。
　その他の構成及び効果は、実施形態１と同じであるので、同一の構成には同一の符号を付してその詳細な説明を省略する。
　（実施形態４）
　図５は、本開示の実施形態４に係るレーザ発振器４０を示す。本実施形態４では、電流供給回路６０が、所謂フライバック方式のコンバータで構成されている。具体的には、電流供給回路６０は、電流供給回路側絶縁トランス６８を有し、電流供給回路側リアクトル６２と、電流供給回路側第２ダイオード６４とを有していない。そして、電流供給回路側スイッチ６１のソースが、第２のノードＮ２に接続されている。
　電流供給回路側絶縁トランス６８は、電流供給回路側一次コイル６８ａと、電流供給回路側二次コイル６８ｂとを有している。
　電流供給回路側一次コイル６８ａの一端は、サージ対策用コンデンサ４４と第１のダイオード４５との接続点に接続され、電流供給回路側一次コイル６８ａの他端は、電流供給回路側スイッチ６１のドレインに接続されている。
　電流供給回路側二次コイル６８ｂの一端は、電流供給回路側第１ダイオード６３のアノードに接続され、電流供給回路側二次コイル６８ｂの他端は、第２のノードＮ２に接続されている。
　したがって、電流供給回路側スイッチ６１のオンオフ制御により、電流供給回路側絶縁トランス６８は、サージ対策用コンデンサ４４に蓄えられた静電エネルギーを出力側電気エネルギーに変換する。そして、電流供給回路６０が、前記出力側電気エネルギーを用いて発光回路４２に電流を供給する。
　その他の構成及び効果は、実施形態１と同じであるので、同一の構成には同一の符号を付してその詳細な説明を省略する。
　（実施形態５）
　図６は、本開示の実施形態５に係るレーザ発振器４０を示す。本実施形態５では、レーザ発振器４０が、第２のスイッチとしての直列スイッチ６９をさらに備えている。この直列スイッチ６９は、第１及び第２のノードＮ１，Ｎ２間に発光回路４２と直列に、かつバイパススイッチ４３と並列に接続されている。
　また、電流供給回路６０の第１のダイオード４５のアノードが、発光回路４２と直列スイッチ６９との接続点に接続されている。サージ対策用コンデンサ４４は、発光回路４２と直列に、かつ直列スイッチ６９と並列に接続されている。
　したがって、第１のダイオード４５は、直列スイッチ６９と並列に、かつサージ対策用コンデンサ４４の第１のノードＮ１側（発光回路４２側）に当該サージ対策用コンデンサ４４と直列に接続され、第１のノードＮ１から発光回路４２を介してサージ対策用コンデンサ４４に向かう方向に流れるように電流を整流する。
　制御部４８は、バイパススイッチ４３と直列スイッチ６９のオンオフを互いに逆になるように制御する。
　上述のように構成されたレーザ発振器４０では、まず、制御部４８が電流源５０に電流の供給をさせた状態で、バイパススイッチ４３をオンからオフに切り替えるとともに、直列スイッチ６９をオフからオンに切り替えると、配線インダクタンスＬ１，Ｌ２によって第１及び第２のノードＮ１，Ｎ２間の寄生容量Ｃが充電され、第１及び第２のノード間Ｎ１，Ｎ２の電圧、すなわちバイパススイッチ４３にかかる電圧が上昇する。
　その後、発光回路４２に流れる電流が増加し、所定の電流値に達して安定する一方、バイパススイッチ４３にかかる電圧が降下し、発光回路４２に含まれるレーザダイオード４１の順方向電圧の合計と、前記発光回路４２に前記所定の電流値の電流が流れるときの直列スイッチ６９のソースドレイン電圧との合計に達して安定する。
　その後、バイパススイッチ４３をオフからオンに切り替えるとともに、直列スイッチ６９をオンからオフに切り替える切替動作を行う。このとき、配線インダクタンスＬ１，Ｌ２，Ｌ３に蓄えられた磁気エネルギーにより、電流が発光回路４２、及び第１のダイオード４５を介してサージ対策用コンデンサ４４に流れ込む。これにより、サージ対策用コンデンサ４４が充電され、サージ対策用コンデンサ４４の電圧が上昇する。電圧測定部４７によって測定される測定電圧が目標電圧を超えると、制御部４８は、電流供給回路側スイッチ６１のゲートに入力される制御信号のデューティ比を上げる。これにより、サージ対策用コンデンサ４４の電圧、すなわち直列スイッチ６９の両端に生じる電圧を降下させ、過電圧による直列スイッチ６９の破損を防止できる。本実施形態５では、上記目標電圧は、直列スイッチ６９の耐電圧から第１のダイオード４５の順方向電圧を引いた電圧以下に設定される。
　このような制御が行われた状態で、発光回路４２に流れる電流が、徐々に減少するとともに、バイパススイッチ４３を流れる電流が徐々に増加する。また、直列スイッチ６９の両端の電圧が、目標電圧に第１のダイオード４５の順方向電圧を加算した電圧程度に維持される。
　その後、発光回路４２に流れる電流がほぼ０になり、バイパススイッチ４３を流れる電流の量が安定する。その後、所定時間この状態が維持される。
　上述した動作を一定時間毎に繰り返し行うことにより、発光回路４２にパルス電流を流すことができる。
　したがって、本実施形態５によると、直列スイッチ６９を破損しない範囲であれば、目標電圧を高く設定することにより、切替動作時の直列スイッチ６９の両端の電圧を高くし、配線インダクタンスＬ１，Ｌ２，Ｌ３に蓄えられた磁気エネルギーをサージ対策用コンデンサ４４の静電エネルギーに変換することで、発光回路４２に流れる電流の立ち下がりを速くできる。したがって、発光回路４２に流すパルス電流のパルス幅を狭くしたり、当該パルス電流の周波数を高くすることにより、光ファイバ９０及びレーザ加工ヘッド１０への入熱量を細かく調整できるので、ワークＷのより精細な加工が可能になる。
　その他の構成及び効果は、実施形態１と同じであるので、同一の構成には同一の符号を付してその詳細な説明を省略する。
　なお、上記実施形態５において、図６において二点鎖線で示すダイオード７０を、発光回路４２及びバイパススイッチ４３と並列に、かつサージ対策用コンデンサ４４の第１のノードＮ１側に当該サージ対策用コンデンサ４４と直列にそのアノードを第１のノードＮ１側に向けて接続してもよい。これにより、実施形態１と同様に、第１及び第２のノードＮ１，Ｎ２間に発生するサージ電圧を抑制できる。
　なお、上記実施形態１～５では、発光回路４２を、互いに直列に接続された複数のレーザダイオード４１で構成したが、１個のレーザダイオードだけで構成してもよい。
　また、上記実施形態１～５では、電圧測定部４７によって測定される測定電圧を、サージ対策用コンデンサ４４の電圧としたが、サージ対策用コンデンサ４４の電圧に応じた電圧であれば、他の箇所の電圧としてもよい。例えば、上記実施形態１～４において、測定電圧を、第１及び第２のノードＮ１，Ｎ２間のサージピーク電圧としてもよい。
　また、上記実施形態１～５では、整流素子として第１のダイオード４５を設けたが、第１のノードＮ１からサージ対策用コンデンサ４４に向かう方向に流れるように電流を整流するＭＯＳＦＥＴを設けてもよい。
　以上説明したように、本開示は、レーザ発振器の大型化、及び故障率の上昇を抑制しつつ、バイパススイッチのスイッチング周波数を高められるという実用性の高い効果が得られることから、きわめて有用で産業上の利用性は高い。
１００　　　レーザ加工装置
１０　　　レーザ加工ヘッド
４０　　　レーザ発振器
４１　　　レーザダイオード
４２　　　発光回路
４３　　　バイパススイッチ（第１のスイッチ）
４４　　　サージ対策用コンデンサ
４５　　　第１のダイオード（整流素子）
４７　　　電圧測定部
４８　　　制御部
５０　　　電流源
６０　　　電流供給回路
６１　　　電流供給回路側スイッチ（半導体スイッチ）
６８　　　電流供給回路側絶縁トランス
６９　　　直列スイッチ（第２のスイッチ）
９０　　　光ファイバ
ＬＢ　　　レーザ光
Ｎ１　　　第１のノード
Ｎ２　　　第２のノード

Claims (7)

  1. 　１個のレーザダイオード、又は互いに直列に接続された複数のレーザダイオードを有し、第１及び第２のノード間に前記レーザダイオードのアノードを前記第１のノード側に向けて接続された発光回路と、
    　交流電源から出力される電力を用いて、前記第１及び第２のノード間に供給電流を供給する電流源と、
    　前記第１及び第２のノード間に、前記発光回路と並列に接続されたバイパススイッチとを備えたレーザ発振器であって、
    　前記第１及び第２のノード間に、前記バイパススイッチと並列に接続されたコンデンサと、
    　前記発光回路及び前記バイパススイッチと並列に、かつ前記コンデンサの第１のノード側に当該コンデンサと直列に接続され、前記第１のノードから前記コンデンサに向かう方向に流れるように電流を整流する整流素子と、
    　前記コンデンサに蓄えられた静電エネルギーを用いて前記発光回路に電流を供給する電流供給回路とを備えたレーザ発振器。
  2. 　請求項１に記載のレーザ発振器において、
    　前記コンデンサの電圧に応じた測定電圧を測定する電圧測定部と、
    　前記電圧測定部によって測定される測定電圧が目標電圧となるように、前記電流供給回路を制御する制御部とをさらに備えたレーザ発振器。
  3. 　請求項２に記載のレーザ発振器において、
    　前記目標電圧は、前記発光回路に含まれる前記レーザダイオードの電圧が順方向電圧となるときの前記コンデンサの電圧以上に設定されることを特徴とするレーザ発振器。
  4. 　請求項１～３のいずれか１項に記載のレーザ発振器において、
    　前記電流供給回路は、半導体スイッチを備え、当該半導体スイッチのオン状態で、前記コンデンサの一方の電極から前記半導体スイッチ及び前記発光回路を介して前記コンデンサの他方の電極に至る閉回路を前記コンデンサとで構成することを特徴とするレーザ発振器。
  5. 　請求項１～３のいずれか１項に記載のレーザ発振器において、
    　前記電流供給回路は、前記コンデンサに蓄えられた静電エネルギーを出力側電気エネルギーに変換するトランスを備え、当該出力側電気エネルギーを用いて前記発光回路に電流を供給することを特徴とするレーザ発振器。
  6. 　１個のレーザダイオード、又は互いに直列に接続された複数のレーザダイオードを有し、第１及び第２のノード間に前記レーザダイオードのアノードを前記第１のノード側に向けて接続された発光回路と、
    　交流電源から出力される電力を用いて、前記第１及び第２のノード間に供給電流を供給する電流源と、
    　前記発光回路と並列に接続された第１のスイッチとを備えたレーザ発振器であって、
    　前記第１及び第２のノード間に前記発光回路と直列に、かつ前記第１のスイッチと並列に接続された第２のスイッチと、
    　前記発光回路と直列に、かつ前記第２のスイッチと並列に接続されたコンデンサと、
    　前記第２のスイッチと並列に、かつ前記コンデンサの前記第１のノード側に当該コンデンサと直列に接続され、前記第１のノードから前記コンデンサに向かう方向に流れるように電流を整流する整流素子と、
    　前記コンデンサに蓄えられた静電エネルギーに基づいて、前記発光回路に電流を供給する電流供給回路と、
    　前記第１のスイッチをオフからオンに切り替えるとともに前記第２のスイッチをオンからオフに切り替える切替動作を行う制御部とを備えたレーザ発振器。
  7. 　請求項１～６のいずれか１項に記載のレーザ発振器と、
    　前記レーザ発振器により出射されたレーザ光を通過させる光ファイバと、
    　前記光ファイバを通過したレーザ光を出射するレーザ加工ヘッドとを備えたレーザ加工装置。
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