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JPH11135860A - パルスレーザ励起制御方法およびパルスレーザ励起用電源装置 - Google Patents

パルスレーザ励起制御方法およびパルスレーザ励起用電源装置

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Publication number
JPH11135860A
JPH11135860A JP9301153A JP30115397A JPH11135860A JP H11135860 A JPH11135860 A JP H11135860A JP 9301153 A JP9301153 A JP 9301153A JP 30115397 A JP30115397 A JP 30115397A JP H11135860 A JPH11135860 A JP H11135860A
Authority
JP
Japan
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power supply
laser
excitation
output
signal
Prior art date
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Pending
Application number
JP9301153A
Other languages
English (en)
Inventor
Yoshihide Kanehara
好秀 金原
Shinji Sato
信二 佐藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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 Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
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Priority to CA002243176A priority patent/CA2243176C/en
Priority to US09/119,940 priority patent/US6222862B1/en
Priority to TW087112090A priority patent/TW381365B/zh
Priority to DE19839082A priority patent/DE19839082A1/de
Priority to FR9812368A priority patent/FR2770692A1/fr
Publication of JPH11135860A publication Critical patent/JPH11135860A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • 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
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    • H01S5/04—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping, e.g. by electron beams
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 レーザ出力信号に対して立ち上がりの遅れが
なく、定常出力に速く達し、パルス出力の応答が速くて
効率の高いパルスレーザ励起用電源装置を得ること。 【解決手段】 第１励起強度を出力し基準発信器１０４
が出力する基準パルス信号の立ち上がりから基準パルス
信号に対して時間遅れを有する第１時間遅れ信号の立ち
上がりまで動作する第１電源装置１と、第２励起強度を
出力し第１時間遅れ信号の立ち上がりから第１時間遅れ
信号に対して時間遅れを有する第２時間遅れ信号の立ち
上がりまで動作する第２電源装置３と、第３励起強度を
出力し第２時間遅れ信号の立ち上がりから第１時間遅れ
信号の立ち下がりまで動作する第３電源装置５とを設
け、第１電源装置１と第２電源装置３と第３電源装置５
の合成出力を励起手段であるレーザダイオード１０６に
供給する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、パルスレーザ励
起制御方法およびパルスレーザ励起用電源装置に関し、
特に、放電、ランプ、レーザダイオード等の励起手段に
よりレーザ媒質を励起してレーザ光を発振するレーザ装
置におけるパルスレーザ励起制御方法およびパルスレー
ザ励起用電源装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図１６は、従来のレーザ励起用電源装置
によるレーザダイオード励起固体レーザ装置を示してい
る。レーザ励起用電源装置１００は、電流設定器１０２
によって設定された電流値の電流を、基準発信器１０４
が出力する基準パルス信号（レーザ電源出力信号）に同
調して励起手段であるレーザダイオード１０６に出力す
る。
【０００３】レーザダイオード１０６は通電により励起
光を出力してＹＡＧロッド等による固体レーザ媒質１０
８を励起し、固体レーザ媒質１０８は後方配置の全反射
鏡１１２と前方（出力側）配置の半反射鏡１１４とによ
る光共振器１１６よりレーザをパルス出力する。
【０００４】図１７（ａ）〜（ｃ）は、図１６に示され
ているような従来の電源装置による電源出力波形とレー
ザ出力波形を示している。図１７（ａ）は電流設定器１
０２による電流設定値ＰＩが低い場合の電源出力波形
を、図１７（ｂ）は電流設定器１０２による電流設定値
ＰＩが高い場合の電源出力波形をそれぞれ示しており、
図１７（ｃ）の符号Ｌａは電流設定値ＰＩが低い場合の
レーザ出力波形を、符号Ｌｂは電流設定値ＰＩが高い場
合のレーザ出力波形をそれぞれ示している。
【０００５】従来のレーザ励起用電源装置では、電源出
力波形は、図１７（ａ）、（ｂ）に示されているよう
に、電流設定値ＰＩの大きさに拘わらず単純な一つの矩
形波形、すなわち１パルスで電流設定値ＰＩが一定な波
形である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】従来のレーザ励起用電
源装置は、単純な一つの矩形波形（１パルスで電流設定
値ＰＩが一定）をもって電流をパルス出力するため、電
流設定値ＰＩが低いと、レーザ出力は、図１７（ｃ）に
おいて符号Ｌａにより示されているようになり、電源出
力（レーザ出力信号）に対するレーザ出力の立ち上がり
の遅れＤａは大きく、５０〜７０μｓを必要とする。
【０００７】この遅れは、電流設定値を高くすること
で、その設定値に応じて小さくなるが、かなり高い電流
（２〜３倍）に設定しても、レーザ出力は、図１７
（ｃ）において符号Ｌｂにより示されているように、遅
れＤｂを２０〜３０μｓ以下には短縮することができな
い。
【０００８】また、電流設定値の如何に拘わらず、レー
ザ出力が安定状態に達するまで立ち上がり時間Ｔａ、Ｔ
ｂは、図１７（ｃ）に示されているように、一次遅れ的
に増加し、１００〜２００μｓの時間を必要とすること
が避けられない。
【０００９】レーザ加工用として、パルスレーザ出力を
使用する場合、代表的な加工条件として、パルス周波数
を１ｋＨｚ、デューティを１０％に選んだ場合、パルス
幅は１００μｓになり、このパルス幅は図１７（ｃ）の
時間ｔに相当する。この加工条件では、電流設定値ＰＩ
が低い場合には、レーザ出力Ｌａはほとんど得られず、
電流設定値ＰＩが高い場合でも、安定状態のレーザ出力
Ｌｂは得られず、出力波形は三角波のような波形になっ
てしまう。このため、従来の電源装置では、パルス周波
数を高く、デューティを低く設定すると、切断加工等の
加工特性が悪化する。
【００１０】上述のようなことから、従来のレーザ励起
用電源装置では、レーザ出力の高速応答ができず、短パ
ルス加工の場合には正確なパルスレーザ出力を出力する
ことができないという問題点があった。
【００１１】この発明は、上述の如き問題点を解消する
ためになされたもので、レーザ電源出力信号に対してレ
ーザ出力の立ち上がりの遅れがなく、定常出力に速く達
し、パルス出力の応答性を改善するパルスレーザ励起制
御方法およびパルスレーザ励起用電源装置を得ることを
目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めに、この発明によるパルスレーザ励起制御方法は、放
電またはランプ、またはレーザダイオード等の励起手段
によりレーザ媒質を励起してレーザ光を発振するレーザ
装置のパルスレーザ励起制御方法において、レーザ出力
信号がオンする直前にレーザ出力信号がオンするまで第
１励起強度による励起を前記励起手段に対して行い、レ
ーザ出力信号がオンした直後からレーザ出力信号がオフ
する以前の所定時点まで第２励起強度による励起を前記
励起手段に対して行い、第２励起強度による通電の終了
時点からレーザ出力信号がオフするまで第３励起強度に
よる励起を前記励起手段に対して行うものである。
【００１３】つぎの発明によるパルスレーザ励起制御方
法は、前記第１励起強度がレーザ出力信号と同時にレー
ザ出力が立ち上がるに必要とするエネルギ量であるもの
である。
【００１４】つぎの発明によるパルスレーザ励起制御方
法は、前記第２励起強度が前記第３励起強度に比べ高い
励起強度であり、前記第２励起強度によるレーザ出力は
前記第３励起強度によるレーザ出力の安定値と同一にな
るまでの期間出力するものである。
【００１５】つぎの発明によるパルスレーザ励起制御方
法は、前記第１励起強度がレーザ発振を始める強度より
わずかに低い値であるものである。
【００１６】また上述の目的を達成するために、この発
明によるパルスレーザ励起用電源装置は、放電またはラ
ンプ、またはレーザダイオード等の励起手段によりレー
ザ媒質を励起してレーザ光を発振するレーザ装置のパル
スレーザ励起用電源装置において、第１励起強度を出力
する第１電源装置と、第２励起強度を出力する第２電源
装置と、第３励起強度を出力する第３電源装置とを有
し、前記第１電源装置は基準発信器が出力する基準パル
ス信号の立ち上がりから基準パルス信号に対して時間遅
れを有する第１時間遅れ信号の立ち上がりまで動作し、
前記第２電源装置は前記第１時間遅れ信号の立ち上がり
から当該第１時間遅れ信号に対して時間遅れを有する第
２時間遅れ信号の立ち上がりまで動作し、前記第３電源
装置は前記第２時間遅れ信号の立ち上がりから前記第１
時間遅れ信号の立ち下がりまで動作し 前記第１電源装
置と前記第２電源装置と前記第３電源装置の合成出力を
前記励起手段に供給するものである。
【００１７】つぎの発明によるパルスレーザ励起用電源
装置は、前記第１電源装置と前記第２電源装置と前記第
３電源装置がそれぞれ電流設定器の設定値に対し直流電
源に並列に接続され、前記第１電源装置と前記第２電源
装置と前記第３電源装置は、それぞれ、直流電源の正極
側に接続された定電流供給用のスイッチング素子とダイ
オードの直列体を含み当該スイッチング素子と当該ダイ
オードとの接続点に接続されたリアクトルの電流を一定
に制御する定電流供給部と、直流電源の正極側に接続さ
れたダイオードと出力遮断制御用のスイッチング素子と
直列体を含み当該スイッチング素子と当該ダイオードと
の接続点に前記リアクトルを接続された出力遮断部とを
有し、前記出力遮断部より励起手段としてのレーザダイ
オードに励起エネルギを供給するものである。
【００１８】また上述の目的を達成するために、この発
明によるパルスレーザ励起用電源装置は、放電またはラ
ンプ、またはレーザダイオード等の励起手段によりレー
ザ媒質を励起してレーザ光を発振するレーザ装置のパル
スレーザ励起用電源装置において、一つの電源装置と、
第１励起強度を設定する第１電流設定器と、第２励起強
度を設定する第２電流設定器と、第３励起強度を設定す
る第３電流設定器と、前記第１〜第３の電流設定器のう
ちの一つを択一的に前記電源装置に接続するスイッチと
を有し、前記スイッチの切換動作により、前記第１電流
設定器は基準発信器が出力する基準パルス信号の立ち上
がりから基準パルス信号に対して時間遅れを有する第１
時間遅れ信号の立ち上がりまで前記電源装置に接続さ
れ、前記第２電流設定器は前記第１時間遅れ信号の立ち
上がりから当該第１時間遅れ信号に対して時間遅れを有
する第２時間遅れ信号の立ち上がりまで前記電源装置に
接続され、前記第３電流設定器は前記第２時間遅れ信号
の立ち上がりから前記第１時間遅れ信号の立ち下がりま
で前記電源装置に接続されるものである。
【００１９】また上述の目的を達成するために、この発
明によるパルスレーザ励起用電源装置は、放電またはラ
ンプ、またはレーザダイオード等の励起手段によりレー
ザ媒質を励起してレーザ光を発振するレーザ装置のパル
スレーザ励起用電源装置において、第１励起強度を出力
する第１電源装置と、第３励起強度を出力する第３電源
装置とを有し、前記第１電源装置は基準発信器が出力す
る基準パルス信号の立ち上がりから基準パルス信号に対
して時間遅れを有する第１時間遅れ信号に対してさらに
時間遅れを有する第２時間遅れ信号の立ち上がりまで動
作し、前記第３電源装置は前記第１時間遅れ信号の立ち
上がりから前記第１時間遅れ信号の立ち下がりまで動作
し、前記第１電源装置と前記第３電源装置の合成出力を
前記励起手段に供給するものである。
【００２０】また上述の目的を達成するために、この発
明によるパルスレーザ励起用電源装置は、放電またはラ
ンプ、またはレーザダイオード等の励起手段によりレー
ザ媒質を励起してレーザ光を発振するレーザ装置のパル
スレーザ励起用電源装置において、第１励起強度を出力
する第１電源装置と、第３励起強度を出力する第３電源
装置とを有し、前記第１電源装置は、直流電源の正極側
に設けられたスイッチング素子と前記直流電源の正極側
に設けられたダイオードとの直列体を有し、前記スイッ
チング素子と前記ダイオードとの接続点にリアクトルを
接続され、スイッチング素子は基準発信器が出力する基
準パルス信号の立ち上がりから基準パルス信号に対して
時間遅れを有する時間遅れ信号の立ち上がりまでオン
し、前記第３電源装置は前記時間遅れ信号の立ち上がり
から当該時間遅れ信号の立ち下がりまで動作し、前記リ
アクトルと前記第３電源装置の出力の合成出力を前記励
起手段に供給するものである。
【００２１】つぎの発明によるパルスレーザ励起用電源
装置は、前記第１励起強度がレーザ出力信号と同時にレ
ーザ出力が立ち上がるに必要とするエネルギ量であるも
のである。
【００２２】つぎの発明によるパルスレーザ励起用電源
装置は、前記第２励起強度が前記第３励起強度に比べ高
い励起強度であり、前記第２励起強度によるレーザ出力
は前記第３励起強度によるレーザ出力の安定値と同一に
なるまでの期間出力するものである。
【００２３】つぎの発明によるパルスレーザ励起用電源
装置は、前記第１励起強度がレーザ発振を始める強度よ
りわずかに低い値であるものである。
【００２４】
【発明の実施の形態】以下に添付の図を参照してこの発
明に係るパルスレーザ励起制御方法およびパルスレーザ
励起用電源装置の実施の形態を詳細に説明する。なお、
以下に説明するこの発明の実施の形態において上述の従
来例と同一構成の部分は、上述の従来例に付した符号と
同一の符号を付してその説明を省略する。
【００２５】実施の形態１．図１は、この発明によるレ
ーザ励起用電源装置の実施の形態１を示している。この
レーザ励起用電源装置は、第１電源装置１と第２電源装
置３と第３電源装置５とを有し、各電源装置１、３、５
が出力する電流を並列に合成したもの（ｉ）をレーザダ
イオード１０６に供給する。
【００２６】第１電源装置１、第２電源装置３、第３電
源装置５には、電流設定器７、９、１１がそれぞれ個別
に接続されており、第１電源装置１、第２電源装置３、
第３電源装置５は電流設定器７、９、１１によりそれぞ
れ個別にピーク電流値を設定される。
【００２７】第１電源装置１は電流設定器７によりピー
ク電流値を設定されて第１励起強度Ｉ1 を出力し、第２
電源装置３は電流設定器９によりピーク電流値を設定さ
れて第２励起強度Ｉ2 を出力し、第３電源装置５は電流
設定器１１によりピーク電流値を設定されて第３励起強
度Ｉ3 を出力する。
【００２８】基準発信器１０４は、従来のものと同等の
ものであり、基準発信器１０４が出力する所定周波数、
所定デューティの基準パルス信号は、第１遅れ要素１
３、第２遅れ要素１５、インバータ要素１７、１９、第
１〜第３ＡＮＤゲート要素２１、２３、２５によるロジ
ック回路２７に入力され、ロジック回路２７より各電源
装置１、３、５に与えられる。
【００２９】第１ＡＮＤゲート要素２１は、第１電源装
置１のための電源出力信号を出力するものであり、基準
発信器１０４の出力信号（基準パルス信号）ａと第１遅
れ要素１３を通った後の第１時間遅れ信号ｂの反転信号
ｃとの論理積信号ｄを電源出力信号として第１電源装置
１に出力する。第１時間遅れ信号ｂは基準パルス信号ａ
に対して第１遅れ要素１３により決まる時間遅れを有す
る信号である。
【００３０】第２ＡＮＤゲート要素２３は、第２電源装
置３のための電源出力信号を電源装置１に出力するもの
であり、第１遅れ要素１３を通った後の第１時間遅れ信
号ｂと第２遅れ要素１５を通った後の第２時間遅れ信号
ｅの反転信号ｆとの論理積信号ｇを電源出力信号として
第２電源装置３に出力する。第２時間遅れ信号ｅは第１
時間遅れ信号ｂに対してさらに第２遅れ要素１５により
決まる時間遅れを有する信号である。
【００３１】第３ＡＮＤゲート要素２５は、第３電源装
置５のための電源出力信号を電源装置１に出力するもの
であり、第１遅れ要素１３を通った後の第１時間遅れ信
号ｂと第１遅れ要素１３を通った後の第２時間遅れ信号
ｅとの論理積信号ｈを電源出力信号として第３電源装置
５に出力する。
【００３２】つぎに、図２（ａ）〜（ｊ）に示されてい
るタイミングチャートを参照して上述の構成によるレー
ザ励起用電源装置の動作について説明する。なお、図２
において、（ａ）は基準発信器１０４の出力信号ａを、
（ｂ）は第１遅れ要素１３を通った後の第１時間遅れ信
号ｂを、（ｃ）は第１時間遅れ信号ｂの反転信号ｃを、
（ｄ）は第１電源装置１のための電源出力信号ｄを、
（ｅ）は第２遅れ要素１５を通った後の第２時間遅れ信
号ｅを、（ｆ）は第２時間遅れ信号ｅの反転信号ｆを、
（ｇ）は第２電源装置３のための電源出力信号ｇを、
（ｈ）は第３電源装置５のための電源出力信号ｈを、
（ｉ）は第１〜第３電源装置１、３、５よりレーザダイ
オード１０６に与える合成電流ｉを、（ｊ）はレーザ出
力波形をそれぞれ示している。
【００３３】第１電源装置１の電源出力信号ｄは、基準
発信器１０４の出力信号ａの立ち上がりから、第１時間
遅れ信号ｂの立ち上がりまでの時間、ハイレベルになる
信号であり、この信号による第１電源装置１の動作時間
Ｔ1 は第１遅れ要素１３による遅れ時間Ｄ1 により決ま
る。
【００３４】第２電源装置３の電源出力信号ｇは、時間
遅れ信号ｄの立ち上がりから、もう一つの第２時間遅れ
信号ｅの立ち上がりまでの時間、ハイレベルになる信号
であり、この信号による第２電源装置３の動作時間Ｔ2
は第２遅れ要素１５による遅れ時間Ｄ2 により決まる。
【００３５】第３電源装置５の電源出力信号（ｈ）は、
第２時間遅れ信号ｅの立ち上がりから、時間遅れ信号
（ｂ）の立ち下がりまでの時間、ハイレベルになる信号
であり、この信号による第３電源装置５の動作時間Ｔ3
は電源出力信号ｄのオン時間と第１遅れ要素１３および
第２遅れ要素１５による遅れ時間Ｄ1 、 Ｄ2 により決ま
る。
【００３６】第１〜第３電源装置１、３、５のそれぞれ
の電流設定器７、９、１１で設定される励起強度（電流
値）を合成すると、レーザダイオード１０６に供給する
電流はｉとなり、第１時間遅れ信号ｂをパルス信号の基
準とした場合、すなわち、第１時間遅れ信号ｂをレーザ
出力信号として取り扱えば、レーザ出力の立ち上がり遅
れは、第１電源装置１の動作時間Ｔ1 と第１励起強度Ｉ
1 、 すなわち第１電源装置１の励起エネルギを調整する
ことによりゼロにすることができる。動作としては、第
１励起強度Ｉ1 を高くすれば、遅れは少なくなる傾向に
ある。
【００３７】レーザ出力の最初の急峻な立ち上がりＬ1
は第１励起強度Ｉ1 を高くすれば高くなる傾向にある。
従って、最初の急峻な立ち上がりＬ1 を高くするために
は、第１励起強度Ｉ1 を高くし、第１電源装置１の動作
時間Ｔ1 はそれに従って短く設定することにより、第１
時間遅れ信号ｂの立ち上がりと同時に高いレーザ出力の
立ち上がりＬ1 を得ることができる。
【００３８】第１励起強度Ｉ1 の高さと動作時間Ｔ1 (
遅れ時間Ｄ1 ) は、互いに相反する関係にあり、第１励
起強度Ｉ1 を高くすると、遅れ時間Ｄ1 は短くなる。最
初の急峻な立ち上がりＬ1 は、第１励起強度Ｉ1 の高さ
にほぼ比例し、レーザ発振器の構成にもよるが、第１励
起強度Ｉ1 におけるレーザ出力の安定値の１／３程度の
出力が得られる。
【００３９】最初の急峻な立ち上がりの後は、第２電源
装置３によって第２励起強度Ｉ2 をもって励起すること
によって緩やかなレーザ出力の立ち上がりＬ2 が得ら
れ、第３励起強度Ｉ3 による安定出力値Ｌ3 に達した時
点で、励起強度Ｉ2 から第３励起強度Ｉ3 に切り換える
ことにより、換言すれば、第３電源装置５によって第３
励起強度Ｉ3 をもって励起することにより、図２（ｊ）
に示されているような波形によりレーザ出力を得ること
ができる。すなわち、第３励起強度Ｉ3 による安定出力
値Ｌ3 に最も速く到達し、矩形出力に近い波形にするこ
とができるものである。緩やかなレーザ出力の立ち上が
りＬ2 は第２励起強度Ｉ2 を高くすることにより速める
ことができる。
【００４０】つぎに、図３（ａ）〜（ｃ）を参照してレ
ーザ出力の評価を行う。なお、（ａ）は第１遅れ要素１
３を通った後の第１時間遅れ信号ｂを、（ｂ）は第１〜
第３電源装置１、３、５よりレーザダイオード１０６に
与える合成電流ｉを、（ｃ）はレーザ出力波形をそれぞ
れ示している。
【００４１】従来のレーザ励起用電源では、レーザ出力
は、図３（ｃ）において破線により示されているような
出力波形であったが、この発明によるレーザ励起用電源
によれば、図３（ｃ）において実線により示されている
ような出力波形に改善される。特に、第１励起強度
Ｉ1 、 第２励起強度Ｉ2 を第３励起強度Ｉ3 に対して２
〜３倍高く設定すると、最初の急峻な立ち上がりＬ1 が
高く、緩やかなレーザ出力の立ち上がりＬ2 の立ち上が
り速度の速い、すなわち、安定出力値に達する時間Ｔ
が、従来のそれＴａに比べて非常に短くできるので、レ
ーザ加工時に高い周波数、低いデューティで加工しても
レーザ出力が低下することはなく、加工性能の高いレー
ザ出力波形が得られる。
【００４２】図４は、この発明によるレーザ励起用電源
によるレーザ出力波形と、従来のレーザ励起用電源装置
によるレーザ出力波形とを比較したものである。第３励
起強度Ｉ3 が低い場合の出力波形はＬａからＬ1 に改善
され、第３励起強度Ｉ3 が高く、デューティが低い場合
の出力波形はＬｂからＬｈに改善される。どちらの波形
も、レーザダイオードへ供給する平均電力は同等であっ
ても、高い出力で、デューティが低い時のレーザ出力波
形の改善度は非常に高い。
【００４３】図５（ａ）〜（ｃ）はさらなるレーザ出力
の立ち上がり波形の改善に注力した場合の制御特性を示
している。なお、図５においても、（ａ）は第１遅れ要
素１３を通った後の第１時間遅れ信号ｂを、（ｂ）は第
１〜第３電源装置１、３、５よりレーザダイオード１０
６に与える合成電流ｉを、（ｃ）はレーザ出力波形をそ
れぞれ示している。
【００４４】図５（ａ）〜（ｃ）に示されている制御特
性では、最初の立ち上がりＬ3 が励起強度Ｉ3 による安
定出力値Ｌ3 とほぼ等しくなるように第１励起強度Ｉ1
を設定（第３励起強度Ｉ3 の３倍程度）にしたもので、
立ち上がりはほぼ完全な矩形状にすることができ、高い
周波数の低いデューティにおいても加工能力の高いレー
ザ出力を供給できる。この場合、第２励起強度Ｉ2 はゼ
ロか非常に短期間になる。
【００４５】図６（ａ）〜（ｃ）はレーザ出力波形の立
ち上がり波形の改善に注力した場合の制御特性を示して
いる。図６（ａ）〜（ｃ）に示されている制御特性で
は、第３励起強度Ｉ3 による安定出力値Ｌ3 より高い出
力Ｌｐが出るように、第２励起強度Ｉ2 を高く、第２励
起強度Ｉ2 による通電時間Ｔ2 を長めにしたもので、波
形立ち上がり時のピーク値を高く設定することができ
る。このような波形によるレーザ出力は、高反射材のレ
ーザ加工に有用であり、加工性能の高いレーザ出力波形
を提供できる。
【００４６】図７（ａ）〜（ｃ）は他の制御特性を示し
ている。この例は第１励起強度Ｉ1をスレッシュホール
ド（レーザ発振が始まる励起強度）強度よりわずかに低
く設定している。この場合、第１励起強度Ｉ1 による通
電時間Ｔ1 の期間はレーザ出力がないので、時間的な制
限がなく、スレッシュホールドレベルに励起するための
安定時間は２００μｓ程度以上あれば、特に制御するこ
となく第２励起強度Ｉ 2 を立ち上げるとほぼ同時にレー
ザ出力を立ち上げることができる。この制御は制御要素
が少ないので、回路が簡単になり、安価になることが特
徴である。
【００４７】実施の形態２．図８は、この発明によるパ
ルスレーザ励起用電源装置の実施の形態２を示してい
る。なお、図８において、図１に示されているものと同
等あるいは同一の構成要素には、図１に付けた符号と同
一の符号を付けて、その説明を省略する。
【００４８】第１〜第３電源装置１、３、５は、それぞ
れ定電流供給部３１と、定電流供給部３１の出力側に接
続された出力遮断部５１とを有している。
【００４９】定電流供給部３１は、リアクトル３３と、
電流設定器７、９あるいは１１により設定された電流値
と電流検出器３５により検出されるリアクトル電流値と
を比較する比較器３７と、直流電源３９の正極側に接続
されて比較器３７の出力信号によりオンオフする定電流
供給用のスイッチング素子４１と、スイッチング素子４
１に直列接続されたダイオード４３とを有し、スイッチ
ング素子４１とダイオード４３との接続点に接続された
リアクトル３３の電流が電流設定器７、９あるいは１１
により設定された電流値になるように制御する。
【００５０】出力遮断部５１は、直流電源３９の正極側
に接続されたダイオード５３と、ダイオード５３と直列
に接続され、インバータ５５を介してロジック回路２７
の第１ＡＮＤゲート要素２１、第２ＡＮＤゲート要素２
３あるいは第３ＡＮＤゲート要素２５によりの論理積信
号ｄ、ｇあるいはｈを与えられてオンオフする出力遮断
制御用のスイッチング素子５７とを有し、スイッチング
素子５７のオンオフによりレーザダイオード１０６に対
する通電を制御する。
【００５１】この実施の形態でも、第１〜第３電源装置
１、３、５のそれぞれの出力遮断部５１に、実施の形態
１における場合と同様の論理積信号ｄ、ｇ、ｈに与える
ことにより、実施の形態１における場合と同様に、第１
励起強度Ｉ1 、 第２励起強度Ｉ2 、 第３励起強度Ｉ3 に
よる電流を順次発生することができ、それをダイオード
６１、６３、６５により合成してレーザダイオード１０
６に供給することができる。
【００５２】従って、この実施の形態でも、実施の形態
１における場合と同様の効果が得られる。
【００５３】実施の形態３．図９は、この発明によるパ
ルスレーザ励起用電源装置の実施の形態３を示してい
る。なお、図９において、図１に示されているものと同
等あるいは同一の構成要素には、図１に付けた符号と同
一の符号を付けて、その説明を省略する。
【００５４】この実施の形態では、高速応答型の一つの
電源装置７１が設けられ、電源装置７１に接続する電流
設定器をスイッチ７３、７５、７７により切り換えるよ
うになっている。
【００５５】電源装置７１は、スイッチ７３の閉成によ
り電流設定器（第１電流設定器）７により設定される電
流値（第１励起強度Ｉ1 ) の電流を出力し、スイッチ７
５の閉成により電流設定器（第２電流設定器）９により
設定される電流値（第２励起強度Ｉ2 ) の電流を出力
し、スイッチ７７の閉成により電流設定器（第３電流設
定器）１１により設定される電流値（第３励起強度
Ｉ3 ) の電流を出力する。
【００５６】この実施の形態でも、スイッチ７３、７
５、７７を、実施の形態１における場合と同様の論理積
信号ｄ、ｇ、ｈによって開閉することにより、実施の形
態１における場合と同様に、第１励起強度Ｉ1 、 第２励
起強度Ｉ2 、 第３励起強度Ｉ3による電流を順次発生す
ることができ、それをレーザダイオード１０６に供給す
ることができる。
【００５７】従って、この実施の形態でも、実施の形態
１における場合と同様の効果が得られ、しかも、電源装
置は１台でよく、回路が簡単で、安価になる。
【００５８】実施の形態４．図１０は、この発明による
パルスレーザ励起用電源装置の実施の形態４を示してい
る。なお、図１０においても、図１に示されているもの
と同等あるいは同一の構成要素には、図１に付けた符号
と同一の符号を付けてその説明を省略する。
【００５９】この実施の形態では、実施の形態１におけ
る第１電源装置１と、第３電源装置５に相当する二つの
電源装置が設けられ、実施の形態１において第２電源装
置３により期間Ｔ2 に亙って第２励起強度Ｉ2 の電流を
供給することを、第１電源装置１と第３電源装置５との
重複動作により第１励起強度Ｉ1 + 第３励起強度Ｉ3で
第２励起強度Ｉ2 を得るようになっている。
【００６０】上述のような動作が得られるよう、ロジッ
ク回路２７は、第１遅れ要素１３、第２遅れ要素１５、
インバータ要素１９、ＡＮＤゲート要素２９を備え、Ａ
ＮＤゲート要素２９による基準発信器１０４の出力信号
ａと第２遅れ要素１５を通った後の第２時間遅れ信号ｅ
の反転信号ｆとの論理積信号ｊを電源出力信号として第
１電源装置１に出力し、第１遅れ要素１３を通った後の
第１時間遅れ信号ｂを電源出力信号として第３電源装置
５に出力する。
【００６１】つぎに、図１１（ａ）〜（ｊ）に示されて
いるタイミングチャートを参照して上述の構成によるレ
ーザ励起用電源装置の動作について説明する。なお、図
１１において、（ａ）は基準発信器１０４の出力信号ａ
を、（ｂ）は第１遅れ要素１３を通った後の時間遅れ信
号（第３電源装置５のための電源出力信号）ｂを、
（ｃ）は第２遅れ要素１５を通った後の第２時間遅れ信
号ｅを、（ｄ）は第２時間遅れ信号ｅの反転信号ｆを、
（ｅ）は第１電源装置１のための電源出力信号ｊを、
（ｆ）は第１、第３電源装置１、５よりレーザダイオー
ド１０６に与える合成電流ｉを、（ｇ）はレーザ出力波
形をそれぞれ示している。
【００６２】第１電源装置１の電源出力信号ｊは、基準
発信器１０４の出力信号ａの立ち上がりから、第２時間
遅れ信号ｅの立ち上がりまでの時間、ハイレベルになる
信号であり、この信号による第１電源装置１の動作時間
はＴ1 + Ｔ2 となる。
【００６３】第３電源装置５の電源出力信号ｂは、第１
時間遅れ信号ｂの立ち上がりから、第１時間遅れ信号ｂ
の立ち下がりまでの時間、ハイレベルになる信号であ
り、この信号による第３電源装置５の動作時間Ｔ2 + Ｔ
3 となる。これにより、動作時間Ｔ2 において第１電源
装置１と第３電源装置７との重複動作し、実施の形態１
における場合と同等に、第２励起強度Ｉ2 が第１励起強
度Ｉ1 と第３励起強度Ｉ 3 との間に得られる。
【００６４】従って、この実施の形態でも、実施の形態
１における場合と同様の効果が得られ、しかも、電源装
置は２台でよく、回路が簡単で、安価になる。
【００６５】図１２は、実施の形態４によるパルスレー
ザ励起用電源装置の具体的回路構成を示している。な
お、図１２において、図８、図１１に示されているもの
と同等あるいは同一の構成要素には、図８、図１１に付
けた符号と同一の符号を付けてその説明を省略する。
【００６６】実施の形態５．図１３は、この発明による
パルスレーザ励起用電源装置の実施の形態５を示してい
る。なお、図１３において、図１２に示されているもの
と同等あるいは同一の構成要素には、図１２に付けた符
号と同一の符号を付けてその説明を省略する。
【００６７】この実施の形態では、第１電源装置１と第
３電源装置５の二つの電源装置が設けられている。第１
電源装置１は、直流電源８１の正極側に接続されたスイ
ッチング素子８３と直流電源８５の正極側に接続された
ダイオード８７との直列体と、スイッチング素子８３と
ダイオード８７との接続点に接続されたリアクトル８９
を有しており、スイッチング素子８３がオンすることに
より、直流電源８１の電圧によりリアクトル８９の電流
をレーザダイオード１０６に供給する。
【００６８】第３電源装置５は、図１２に示されている
ものと同等のものであり、スイッチング素子８３のオフ
によるダイオード８７のオンとスイッチング素子５７の
オンにより、第１電源装置１のリアクトル８９の電流と
直流電源３９が出力する電流とをレーザダイオード１０
６に供給する。
【００６９】ロジック回路２７は、第１遅れ要素１３、
インバータ要素１７、ＡＮＤゲート要素２８を備え、Ａ
ＮＤゲート要素２８による基準発信器１０４の出力信号
ａと第１遅れ要素１３を通った後の第１時間遅れ信号ｂ
の反転信号との論理積信号ｋを電源出力信号として第１
電源装置１に出力し、第１遅れ要素１３を通った後の第
１時間遅れ信号ｂを電源出力信号として第３電源装置５
に出力する。
【００７０】つぎに、図１４（ａ）〜（ｆ）に示されて
いるタイミングチャートを参照して上述の構成によるレ
ーザ励起用電源装置の動作について説明する。なお、図
１４において、（ａ）は基準発信器１０４の出力信号ａ
を、（ｂ）は第１遅れ要素１３を通った後の時間遅れ信
号（第３電源装置５のための電源出力信号）ｂを、
（ｃ）第１時間遅れ信号ｂの反転信号ｃを、（ｄ）は第
１電源装置１のための電源出力信号ｋを、（ｅ）は第
１、第３電源装置１、５よりレーザダイオード１０６に
与える合成電流ｉを、（ｆ）はレーザ出力波形をそれぞ
れ示している。
【００７１】電源出力信号ｋによってスイッチング素子
８３がオンし、直流電源８１の電圧によりリアクトル８
９からレーザダイオード１０６に到る回路の電流ｉが符
号Ｉａにより示されているように増加し、期間Ｔ1 後に
第１時間遅れ信号ｂが立ち上がることによってスイッチ
ング素子８３がオフする。
【００７２】第１時間遅れ信号ｂが立ち上がると、この
信号によって第３電源装置７がオンし、第１電源装置１
のリアクトル８９の電流と、第３電源装置７が出力する
電流の合計値Ｉｂによる電流Ｉｂがレーザダイオード１
０６に供給される。これにより、レーザダイオード１０
６に高いピーク電流が流れる。
【００７３】第１電源装置１のリアクトル８９は、比較
的小さなインダクタンスを持ち、直流電源８１により増
加する電流Ｉａによる第１励起強度によって第１時間遅
れ信号ｂの立ち上がりと同時に最初のレーザ出力の立ち
上がりが得られるように、リアクトル８９のインダクタ
ンス値と期間Ｔ1 および直流電源８１の電圧を選ぶ。
【００７４】第１時間遅れ信号ｂが立ち上がると、スイ
ッチング素子８３はオフするので、ダイオード８７がオ
ンし、直流電源８５とリアクトル８７のインダクタンス
で決まる電流Ｉｂが、ゼロになるまでの期間は第２励起
強度の期間Ｔ2 に相当し、それ以後は第３励起強度Ｉ3
に相当する。電流Ｉｂの傾き、すなわち期間Ｔ2 を変更
するには、直流電源８５の電圧、またはリアクトル８９
のインダクタンス値を期間Ｔ1 所望の値となるように選
ぶ。
【００７５】第３電源装置５は、第１時間遅れ信号ｂと
同時にオンし、電流Ｉｂのピークは高い電流であるが、
時間が短く一定の勾配で減少するので、レーザダイオー
ド１０６に対する無理な電流負担度が小さい。
【００７６】この実施の形態は、上述のように、第１電
源装置１の電流を１度オンオフするだけの簡単な構成で
あるので、回路が簡単で、安価である特徴がある。
【００７７】図１５はレーザダイオードに流す電流に対
するレーザ出力特性を示している。レーザダイオードは
半導体であるので、連続電流を流した場合には、３５Ａ
程度が限界であり、その時のレーザ出力は１１６Ｗであ
る。
【００７８】レーザダイオードに入力した電力に対する
レーザ出力は、レーザダイオードのオン電圧が２Ｖで、
１６個直列の場合電流効率は１０．４％である。一方、
パルス的に電流を流すと、平均電流を一定とすれば、何
倍か流してもレーザダイオードは破壊することはない。
２．５倍の８８Ａの電流を流すと、レーザ出力は４５４
Ｗ、効率は１６．１％と、はるかに連続電流で励起する
より効率が高い。
【００７９】しかも、２．５倍の電流ではあるが、レー
ザ出力は３．９倍になり、高ピークパルスでレーザ発振
させることにより、電流効率が高く、同一のレーザダイ
オードで高い出力が得られ、パルスレーザ出力がレーザ
加工性能に与える改善度は非常に高い。特に、パルスに
よる加工性能の向上は、低いデューティになるほど顕著
であり、電力効率、ダイオードの使用率、加工性能をす
べて改善できる効果は大である。
【００８０】なお、第１、２、３励起強度という３つの
強度をそれぞれ出力する電源の出力を合成するように実
施の形態で説明したが、メモリ等でこの強度パターンを
記憶させ、コンピュータ等のプログラムで出力波形を指
令し、少なくとも１つの電源を動作させるようにして
も、同様の効果が得られる。
【００８１】また、この発明によるパルスレーザ励起制
御方法およびパルスレーザ励起用電源装置は、レーザダ
イオード励起の固体レーザ以外に、他の方式のレーザ、
例えば、放電励起式のガスレーザであるＣＯ2 レーザ、
ランプ励起式の固体レーザでも同等の効果を奏する。
【００８２】
【発明の効果】以上の説明から理解される如く、この発
明によるパルスレーザ励起制御方法によれば、レーザ出
力信号がオンする直前にレーザ出力信号がオンするまで
第１励起強度による励起を励起手段に対して行い、レー
ザ出力信号がオンした直後からレーザ出力信号がオフす
る以前の所定時点まで第２励起強度による励起を励起手
段に対して行い、第２励起強度による通電の終了時点か
らレーザ出力信号がオフするまで第３励起強度による励
起を励起手段に対して行うから、レーザ出力の立ち上が
り部分の遅れをゼロまたは非常に少なくでき、定常出力
に速く達し、パルス出力の応答性がよく、従来の電源で
は不可能であった高周波数、低デューティでの加工が可
能となる。
【００８３】つぎの発明によるパルスレーザ励起制御方
法によれば、第１励起強度がレーザ出力信号と同時にレ
ーザ出力が立ち上がるに必要とするエネルギ量であるこ
とにより、レーザ出力の立ち上がり部分の遅れをゼロに
することができ、従来の電源では不可能であった高周波
数、低デューティでの加工が可能となる。
【００８４】つぎの発明によるパルスレーザ励起制御方
法によれば、第２励起強度が第３励起強度に比べ高い励
起強度であり、第２励起強度によるレーザ出力は第３励
起強度によるレーザ出力の安定値と同一になるまでの期
間出力するから、定常出力に速く達し、パルス出力の応
答性がよく、従来の電源では不可能であった高周波数、
低デューティでの加工が可能となる。
【００８５】つぎの発明によるパルスレーザ励起制御方
法によれば、第１励起強度がレーザ発振を始める強度よ
りわずかに低い値であるから、時間的な制限がなく、特
に制御することなく第２励起強度を立ち上げるとほぼ同
時にレーザ出力を立ち上げることができるようになり、
従来の電源では不可能であった高周波数、低デューティ
での加工が可能となる。
【００８６】つぎの発明によるパルスレーザ励起用電源
装置によれば、第１電源装置が基準パルス信号の立ち上
がりから基準パルス信号に対して時間遅れを有する第１
時間遅れ信号の立ち上がりまで動作し、第２電源装置が
第１時間遅れ信号の立ち上がりから第１時間遅れ信号に
対して時間遅れを有する第２時間遅れ信号の立ち上がり
まで動作し、第３電源装置が第２時間遅れ信号の立ち上
がりから第１時間遅れ信号の立ち下がりまで動作し、第
１電源装置と第２電源装置と第３電源装置の合成出力を
励起手段に供給するから、レーザ出力の立ち上がり部分
の遅れをゼロまたは非常に少なくでき、定常出力に速く
達し、パルス出力の応答性がよく、従来の電源では不可
能であった高周波数、低デューティでの加工が可能とな
る。
【００８７】つぎの発明によるパルスレーザ励起用電源
装置によれば、前記第１電源装置と前記第２電源装置と
前記第３電源装置のそれぞれのリアクトルに各電流設定
器で設定した電流が流れ、各電源装置の出力遮断部の制
御により、第１電源装置が基準パルス信号の立ち上がり
から基準パルス信号に対して時間遅れを有する第１時間
遅れ信号の立ち上がりまで動作し、第２電源装置が第１
時間遅れ信号の立ち上がりから第１時間遅れ信号に対し
て時間遅れを有する第２時間遅れ信号の立ち上がりまで
動作し、第３電源装置が第２時間遅れ信号の立ち上がり
から第１時間遅れ信号の立ち下がりまで動作し、第１電
源装置と第２電源装置と第３電源装置の合成出力を励起
手段に供給するから、レーザ出力の立ち上がり部分の遅
れをゼロまたは非常に少なくでき、定常出力に速く達
し、パルス出力の応答性がよく、従来の電源では不可能
であった高周波数、低デューティでの加工が可能とな
る。
【００８８】つぎの発明によるパルスレーザ励起用電源
装置によれば、スイッチの切換動作により、第１電流設
定器が基準パルス信号の立ち上がりから基準パルス信号
に対して時間遅れを有する第１時間遅れ信号の立ち上が
りまで電源装置に接続され、第２電流設定器が第１時間
遅れ信号の立ち上がりから第１時間遅れ信号に対して時
間遅れを有する第２時間遅れ信号の立ち上がりまで電源
装置に接続され、第３電流設定器が第２時間遅れ信号の
立ち上がりから第１時間遅れ信号の立ち下がりまで電源
装置に接続されるから、レーザ出力信号がオンする直前
にレーザ出力信号がオンするまで第１励起強度による励
起を励起手段に対して行い、レーザ出力信号がオンした
直後からレーザ出力信号がオフする以前の所定時点まで
第２励起強度による励起を励起手段に対して行い、第２
励起強度による通電の終了時点からレーザ出力信号がオ
フするまで第３励起強度による励起を励起手段に対して
行うことができ、このことによってレーザ出力の立ち上
がり部分の遅れをゼロまたは非常に少なくでき、定常出
力に速く達し、パルス出力の応答性がよく、従来の電源
では不可能であった高周波数、低デューティでの加工が
可能となる。
【００８９】つぎの発明によるパルスレーザ励起用電源
装置によれば、第１電源装置が基準パルス信号の立ち上
がりから基準パルス信号に対して時間遅れを有する第１
時間遅れ信号に対してさらに時間遅れを有する第２時間
遅れ信号の立ち上がりまで動作し、第３電源装置が第１
時間遅れ信号の立ち上がりから第１時間遅れ信号の立ち
下がりまで動作し、第１電源装置と第３電源装置の合成
出力を励起手段に供給するから、レーザ出力信号がオン
する直前にレーザ出力信号がオンするまで第１励起強度
による励起を励起手段に対して行い、レーザ出力信号が
オンした直後からレーザ出力信号がオフする以前の所定
時点まで第２励起強度による励起を励起手段に対して行
い、第２励起強度による通電の終了時点からレーザ出力
信号がオフするまで第３励起強度による励起を励起手段
に対して行うことができ、このことによりレーザ出力の
立ち上がり部分の遅れをゼロまたは非常に少なくでき、
定常出力に速く達し、パルス出力の応答性がよく、従来
の電源では不可能であった高周波数、低デューティでの
加工が可能となる。
【００９０】つぎの発明によるパルスレーザ励起用電源
装置によれば、第１電源装置のスイッチング素子が基準
パルス信号の立ち上がりから基準パルス信号に対して時
間遅れを有する時間遅れ信号の立ち上がりまでオンし、
第３電源装置が時間遅れ信号の立ち上がりから時間遅れ
信号の立ち下がりまで動作し、リアクトルと第３電源装
置の出力の合成出力を励起手段に供給するから、レーザ
出力信号がオンする直前にレーザ出力信号がオンするま
で第１励起強度による励起を励起手段に対して行い、レ
ーザ出力信号がオンした直後からレーザ出力信号がオフ
する以前の所定時点まで第２励起強度による励起を励起
手段に対して行い、第２励起強度による通電の終了時点
からレーザ出力信号がオフするまで第３励起強度による
励起を励起手段に対して行うことができ、このことによ
りレーザ出力の立ち上がり部分の遅れをゼロまたは非常
に少なくでき、定常出力に速く達し、パルス出力の応答
性がよく、従来の電源では不可能であった高周波数、低
デューティでの加工が可能となる。
【００９１】つぎの発明によるパルスレーザ励起用電源
装置によれば、第１励起強度がレーザ出力信号と同時に
レーザ出力が立ち上がるに必要とするエネルギ量である
ことにより、レーザ出力の立ち上がり部分の遅れをゼロ
とすることができ、従来の電源では不可能であった高周
波数、低デューティでの加工が可能となる。
【００９２】つぎの発明によるパルスレーザ励起用電源
装置によれば、第２励起強度が第３励起強度に比べ高い
励起強度であり、第２励起強度によるレーザ出力が第３
励起強度によるレーザ出力の安定値と同一になるまでの
期間出力するから、定常出力に速く達し、パルス出力の
応答性がよく、従来の電源では不可能であった高周波
数、低デューティでの加工が可能となる。
【００９３】つぎの発明によるパルスレーザ励起用電源
装置によれば、第１励起強度がレーザ発振を始める強度
よりわずかに低い値であることにより、時間的な制限が
なく、特に制御することなく第２励起強度を立ち上げる
とほぼ同時にレーザ出力を立ち上げることができるよう
になり、従来の電源では不可能であった高周波数、低デ
ューティでの加工が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明によるパルスレーザ励起用電源装置
の実施の形態１を示すブロック線図である。
【図２】 実施の形態１によるパルスレーザ励起用電源
装置の動作を示すタイミングチャートである。
【図３】 実施の形態１によるパルスレーザ励起用電源
装置における制御特性を示すタイミングチャートであ
る。
【図４】 実施の形態１によるパルスレーザ励起用電源
装置における他の制御特性を示すタイミングチャートで
ある。
【図５】 実施の形態１によるパルスレーザ励起用電源
装置における他の制御特性を示すタイミングチャートで
ある。
【図６】 実施の形態１によるパルスレーザ励起用電源
装置における他の制御特性を示すタイミングチャートで
ある。
【図７】 実施の形態１によるパルスレーザ励起用電源
装置における他の制御特性を示すタイミングチャートで
ある。
【図８】 この発明によるパルスレーザ励起用電源装置
の実施の形態２を示す回路図である。
【図９】 この発明によるパルスレーザ励起用電源装置
の実施の形態３を示すブロック線図である。
【図１０】 この発明によるパルスレーザ励起用電源装
置の実施の形態４を示すブロック線図である。
【図１１】 実施の形態４によるパルスレーザ励起用電
源装置の動作を示すタイミングチャートである。
【図１２】 この発明によるパルスレーザ励起用電源装
置の実施の形態４を示す回路図である。
【図１３】 この発明によるパルスレーザ励起用電源装
置の実施の形態５を示すブロック線図である。
【図１４】 実施の形態５によるパルスレーザ励起用電
源装置の動作を示すタイミングチャートである。
【図１５】 レーザダイオード電流とレーザ出力との関
係を示すグラフである。
【図１６】 パルスレーザ励起用電源装置の従来例を示
すブロック線図である。
【図１７】 従来のパルスレーザ励起用電源装置の動作
を示すタイミングチャートである。
【符号の説明】
１ 第１電源装置，３ 第２電源装置，５ 第３電源装
置，７，９，１１ 電流設定器，２７ ロジック回路，
３１ 定電流供給部，３３ リアクトル，３７比較器，
３９ 直流電源，４１ スイッチング素子，４３ ダイ
オード，５１出力遮断部，５３ ダイオード，５７ ス
イッチング素子，７１ 電源装置，７３，７５，７７
スイッチ，８１ 直流電源，８３ スイッチング素子，
８５直流電源，８７ ダイオード，８９ リアクトル，
１０４ 基準発信器，１０６ レーザダイオード，１０
８ 固体レーザ媒質。

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 放電またはランプ、またはレーザダイオ
    ード等の励起手段によりレーザ媒質を励起してレーザ光
    を発振するレーザ装置のパルスレーザ励起制御方法にお
    いて、 レーザ出力信号がオンする直前にレーザ出力信号がオン
    するまで第１励起強度による励起を前記励起手段に対し
    て行い、レーザ出力信号がオンした直後からレーザ出力
    信号がオフする以前の所定時点まで第２励起強度による
    励起を前記励起手段に対して行い、第２励起強度による
    通電の終了時点からレーザ出力信号がオフするまで第３
    励起強度による励起を前記励起手段に対して行うことを
    特徴とするパルスレーザ励起制御方法。
  2. 【請求項２】 前記第１励起強度は、レーザ出力信号と
    同時にレーザ出力が立ち上がるに必要とするエネルギ量
    であることを特徴とする請求項１に記載のパルスレーザ
    励起制御方法。
  3. 【請求項３】 前記第２励起強度は、前記第３励起強度
    に比べ高い励起強度であり、前記第２励起強度によるレ
    ーザ出力は前記第３励起強度によるレーザ出力の安定値
    と同一になるまでの期間出力することを特徴とする請求
    項１または２に記載のパルスレーザ励起制御方法。
  4. 【請求項４】 前記第１励起強度は、レーザ発振を始め
    る強度よりわずかに低い値であることを特徴とする請求
    項１〜３のいずれか一つに記載のパルスレーザ励起制御
    方法。
  5. 【請求項５】 放電またはランプ、またはレーザダイオ
    ード等の励起手段によりレーザ媒質を励起してレーザ光
    を発振するレーザ装置のパルスレーザ励起用電源装置に
    おいて、 第１励起強度を出力する第１電源装置と、 第２励起強度を出力する第２電源装置と、 第３励起強度を出力する第３電源装置と、 を有し、 前記第１電源装置は基準発信器が出力する基準パルス信
    号の立ち上がりから基準パルス信号に対して時間遅れを
    有する第１時間遅れ信号の立ち上がりまで動作し、前記
    第２電源装置は前記第１時間遅れ信号の立ち上がりから
    当該第１時間遅れ信号に対して時間遅れを有する第２時
    間遅れ信号の立ち上がりまで動作し、前記第３電源装置
    は前記第２時間遅れ信号の立ち上がりから前記第１時間
    遅れ信号の立ち下がりまで動作し、 前記第１電源装置と前記第２電源装置と前記第３電源装
    置の合成出力を前記励起手段に供給することを特徴とす
    るパルスレーザ励起用電源装置。
  6. 【請求項６】 前記第１電源装置と前記第２電源装置と
    前記第３電源装置は、それぞれ電流設定器の設定値に対
    し直流電源に並列に接続され、前記第１電源装置と前記
    第２電源装置と前記第３電源装置は、それぞれ、直流電
    源の正極側に接続された定電流供給用のスイッチング素
    子とダイオードの直列体を含み当該スイッチング素子と
    当該ダイオードとの接続点に接続されたリアクトルの電
    流を一定に制御する定電流供給部と、直流電源の正極側
    に接続されたダイオードと出力遮断制御用のスイッチン
    グ素子と直列体を含み当該スイッチング素子と当該ダイ
    オードとの接続点に前記リアクトルを接続された出力遮
    断部とを有し、前記出力遮断部より励起手段としてのレ
    ーザダイオードに励起エネルギを供給することを特徴と
    する請求項５に記載のパルスレーザ励起用電源装置。
  7. 【請求項７】 放電またはランプ、またはレーザダイオ
    ード等の励起手段によりレーザ媒質を励起してレーザ光
    を発振するレーザ装置のパルスレーザ励起用電源装置に
    おいて、 一つの電源装置と、 第１励起強度を設定する第１電流設定器と、 第２励起強度を設定する第２電流設定器と、 第３励起強度を設定する第３電流設定器と、 前記第１〜第３の電流設定器のうちの一つを択一的に前
    記電源装置に接続するスイッチと、 を有し、 前記スイッチの切換動作により、前記第１電流設定器は
    基準発信器が出力する基準パルス信号の立ち上がりから
    基準パルス信号に対して時間遅れを有する第１時間遅れ
    信号の立ち上がりまで前記電源装置に接続され、前記第
    ２電流設定器は前記第１時間遅れ信号の立ち上がりから
    当該第１時間遅れ信号に対して時間遅れを有する第２時
    間遅れ信号の立ち上がりまで前記電源装置に接続され、
    前記第３電流設定器は前記第２時間遅れ信号の立ち上が
    りから前記第１時間遅れ信号の立ち下がりまで前記電源
    装置に接続されることを特徴とするパルスレーザ励起用
    電源装置。
  8. 【請求項８】 放電またはランプ、またはレーザダイオ
    ード等の励起手段によりレーザ媒質を励起してレーザ光
    を発振するレーザ装置のパルスレーザ励起用電源装置に
    おいて、 第１励起強度を出力する第１電源装置と、 第３励起強度を出力する第３電源装置と、 を有し、 前記第１電源装置は基準発信器が出力する基準パルス信
    号の立ち上がりから基準パルス信号に対して時間遅れを
    有する第１時間遅れ信号に対してさらに時間遅れを有す
    る第２時間遅れ信号の立ち上がりまで動作し、前記第３
    電源装置は前記第１時間遅れ信号の立ち上がりから前記
    第１時間遅れ信号の立ち下がりまで動作し、 前記第１電源装置と前記第３電源装置の合成出力を前記
    励起手段に供給することを特徴とするパルスレーザ励起
    用電源装置。
  9. 【請求項９】 放電またはランプ、またはレーザダイオ
    ード等の励起手段によりレーザ媒質を励起してレーザ光
    を発振するレーザ装置のパルスレーザ励起用電源装置に
    おいて、 第１励起強度を出力する第１電源装置と、 第３励起強度を出力する第３電源装置と、 を有し、 前記第１電源装置は、直流電源の正極側に設けられたス
    イッチング素子と前記直流電源の正極側に設けられたダ
    イオードとの直列体を有し、前記スイッチング素子と前
    記ダイオードとの接続点にリアクトルを接続され、スイ
    ッチング素子は基準発信器が出力する基準パルス信号の
    立ち上がりから基準パルス信号に対して時間遅れを有す
    る時間遅れ信号の立ち上がりまでオンし、前記第３電源
    装置は前記時間遅れ信号の立ち上がりから当該時間遅れ
    信号の立ち下がりまで動作し、前記リアクトルと前記第
    ３電源装置の出力の合成出力を前記励起手段に供給する
    ことを特徴とするパルスレーザ励起用電源装置。
  10. 【請求項１０】 前記第１励起強度は、レーザ出力信号
    と同時にレーザ出力が立ち上がるに必要とするエネルギ
    量であることを特徴とする請求項５〜９のいずれか一つ
    に記載のパルスレーザ励起用電源装置。
  11. 【請求項１１】 前記第２励起強度は、前記第３励起強
    度に比べ高い励起強度であり、前記第２励起強度による
    レーザ出力は前記第３励起強度によるレーザ出力の安定
    値と同一になるまでの期間出力することを特徴とする請
    求項５〜７のいずれか一つに記載のパルスレーザ励起用
    電源装置。
  12. 【請求項１２】 前記第１励起強度は、レーザ発振を始
    める強度よりわずかに低い値であることを特徴とする請
    求項５〜１０のいずれか一つに記載のパルスレーザ励起
    用電源装置。
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DE19839082A DE19839082A1 (de) 1997-10-31 1998-08-27 Steuerverfahren zur Erregung eines gepulsten Lasers und Stromversorgungseinheit zur Erregung eines gepulsten Lasers
FR9812368A FR2770692A1 (fr) 1997-10-31 1998-10-02 Procede de commande d'excitation d'un laser pulse et unite d'alimentation pour exciter un laser pulse

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Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006009244A1 (ja) * 2004-07-22 2006-01-26 Hamamatsu Photonics K.K. Ｌｅｄ駆動回路
JP2006245608A (ja) * 2006-05-10 2006-09-14 Mitsubishi Electric Corp 半導体レーザ励起固体レーザ装置
WO2011108256A1 (ja) * 2010-03-02 2011-09-09 パナソニック株式会社 波長変換装置およびそれを用いた画像表示装置
JP2014045062A (ja) * 2012-08-27 2014-03-13 Ricoh Co Ltd レーザ光源駆動装置と画像形成装置
JP2014103321A (ja) * 2012-11-21 2014-06-05 Ricoh Co Ltd 光源駆動回路、光走査装置及び画像形成装置
JP2014103319A (ja) * 2012-11-21 2014-06-05 Ricoh Co Ltd 光源駆動回路、光走査装置及び画像形成装置
KR101447043B1 (ko) * 2011-08-18 2014-10-08 김상준 고체 레이저 장치 및 그의 구동방법
US8957934B2 (en) 2012-11-21 2015-02-17 Ricoh Company, Ltd. Light source drive circuit, optical scanning apparatus, semiconductor drive circuit, and image forming apparatus
JP2016111749A (ja) * 2014-12-03 2016-06-20 株式会社リコー 電源装置

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001352118A (ja) * 2000-06-08 2001-12-21 Cyber Laser Kk 光源装置および同光源装置を使用したレーザ装置
JP4170963B2 (ja) * 2004-07-22 2008-10-22 浜松ホトニクス株式会社 Ｌｅｄ駆動回路
JP4803254B2 (ja) * 2006-04-25 2011-10-26 三菱電機株式会社 レーザ発振器並びに該レーザ発振器の電源装置並びに該レーザ発振器の制御方法
US9405211B2 (en) * 2012-11-21 2016-08-02 Ricoh Company, Ltd. Light source drive circuit, optical scanning apparatus, and image forming apparatus
JP6127712B2 (ja) * 2013-05-21 2017-05-17 株式会社リコー 光源駆動回路、光走査装置及び画像形成装置
DE112015007081B4 (de) 2015-12-01 2019-08-22 Mitsubishi Electric Corporation Stromsteuerungsvorrichtung und Stromsteuerungsverfahren
CN107768977B (zh) * 2017-11-17 2023-06-30 中国工程物理研究院流体物理研究所 一种基于双光束调制的量子级联激光器的脉冲调控系统
US11870215B2 (en) * 2020-03-23 2024-01-09 Lumentum Operations Llc Reconfigurable laser pulse generating circuit

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2048558B (en) 1979-04-17 1983-03-30 Ferranti Ltd Laser energy control circuit
CA1197280A (en) 1981-05-01 1985-11-26 Norihiro Suenaga Multiplier power supply for pulse laser
US4439861A (en) * 1981-08-07 1984-03-27 Mrj, Inc. Solid state laser with controlled optical pumping
JP2543724B2 (ja) 1987-10-05 1996-10-16 ミヤチテクノス株式会社 パルスレ―ザの電源装置
US5226051A (en) * 1991-06-04 1993-07-06 Lightwave Electronics Laser pump control for output power stabilization
JPH0744039A (ja) 1993-07-27 1995-02-14 Toshiba Lighting & Technol Corp 平面ヒータ
CA2159842A1 (en) * 1994-12-05 1996-06-06 Joe A. Ortiz Diode drive current source
US5740023A (en) * 1996-05-24 1998-04-14 Lucent Technologies Inc. Control system for a modular power supply and method of operation thereof
JP3644615B2 (ja) * 1997-02-17 2005-05-11 Ｔｄｋ株式会社 スイッチング電源
DE19720948A1 (de) * 1997-05-17 1998-11-19 Bosch Gmbh Robert Vorrichtung zur Spannungswandlung
US5883797A (en) * 1997-06-30 1999-03-16 Power Trends, Inc. Parallel path power supply
JP3487404B2 (ja) * 1997-10-31 2004-01-19 三菱電機株式会社 半導体レーザ励起ｑスイッチ発振固体レーザ装置
US6091749A (en) * 1998-02-26 2000-07-18 Trw Inc. Laser system controller

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100446285C (zh) * 2004-07-22 2008-12-24 浜松光子学株式会社 Led驱动电路
WO2006009244A1 (ja) * 2004-07-22 2006-01-26 Hamamatsu Photonics K.K. Ｌｅｄ駆動回路
JP2006245608A (ja) * 2006-05-10 2006-09-14 Mitsubishi Electric Corp 半導体レーザ励起固体レーザ装置
JP5524325B2 (ja) * 2010-03-02 2014-06-18 パナソニック株式会社 波長変換装置およびそれを用いた画像表示装置
WO2011108256A1 (ja) * 2010-03-02 2011-09-09 パナソニック株式会社 波長変換装置およびそれを用いた画像表示装置
CN102414943A (zh) * 2010-03-02 2012-04-11 松下电器产业株式会社 波长转换装置及利用该波长转换装置的图像显示装置
US8976203B2 (en) 2010-03-02 2015-03-10 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Wavelength conversion device and image display apparatus using same
KR101447043B1 (ko) * 2011-08-18 2014-10-08 김상준 고체 레이저 장치 및 그의 구동방법
JP2014045062A (ja) * 2012-08-27 2014-03-13 Ricoh Co Ltd レーザ光源駆動装置と画像形成装置
JP2014103319A (ja) * 2012-11-21 2014-06-05 Ricoh Co Ltd 光源駆動回路、光走査装置及び画像形成装置
JP2014103321A (ja) * 2012-11-21 2014-06-05 Ricoh Co Ltd 光源駆動回路、光走査装置及び画像形成装置
US8957934B2 (en) 2012-11-21 2015-02-17 Ricoh Company, Ltd. Light source drive circuit, optical scanning apparatus, semiconductor drive circuit, and image forming apparatus
JP2016111749A (ja) * 2014-12-03 2016-06-20 株式会社リコー 電源装置

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