JPH0130318B2 - - Google Patents
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- JPH0130318B2 JPH0130318B2 JP56070522A JP7052281A JPH0130318B2 JP H0130318 B2 JPH0130318 B2 JP H0130318B2 JP 56070522 A JP56070522 A JP 56070522A JP 7052281 A JP7052281 A JP 7052281A JP H0130318 B2 JPH0130318 B2 JP H0130318B2
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- Japan
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- pulse
- output
- laser
- frequency
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-
- 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
- H01S3/104—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 in gas lasers
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- Physics & Mathematics (AREA)
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Laser Beam Processing (AREA)
- Lasers (AREA)
- Dc-Dc Converters (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明はレーザ装置に関するものであり、特
にレーザ媒質を励起するエネルギーの制御が改良
されたレーザ装置に関するものである。
にレーザ媒質を励起するエネルギーの制御が改良
されたレーザ装置に関するものである。
従来、この種の装置として第１図に示すような
炭酸ガスレーザ装置があつた。第１図において、
密閉容器１内にレーザ媒質ガス２を充填し、密閉
容器１内に配設された一対の電極３Ａ，３Ｂに電
源４から放電々力を供給すると放電５が発生し、
レーザ媒質ガス２を励起することになる。これに
ともない、全反射鏡６及び部分透過鏡７の間でレ
ーザ発振が起り、レーザ出力８が外部へ取り出さ
れることになる。
炭酸ガスレーザ装置があつた。第１図において、
密閉容器１内にレーザ媒質ガス２を充填し、密閉
容器１内に配設された一対の電極３Ａ，３Ｂに電
源４から放電々力を供給すると放電５が発生し、
レーザ媒質ガス２を励起することになる。これに
ともない、全反射鏡６及び部分透過鏡７の間でレ
ーザ発振が起り、レーザ出力８が外部へ取り出さ
れることになる。
この様に構成された従来装置の電源４が出力す
る放電々力を第２図ａに示し、横軸は時間ｔを示
している。この第２図ａに示した放電々力の出力
周波数はレーザ出力の応答周波数より高い例えば
100KHz程度のものであり、パルス幅制御された
出力波形である。放電々力の平均値は、第２図ｂ
に示すようにパルス幅に比例して変化するもので
ある。このようにパルス幅制御された場合のレー
ザ―出力は第３図１１の如くなる。第３図におい
て、横軸１０は放電々力の平均値を示し、縦軸９
はレーザ出力８の強度を示している。
る放電々力を第２図ａに示し、横軸は時間ｔを示
している。この第２図ａに示した放電々力の出力
周波数はレーザ出力の応答周波数より高い例えば
100KHz程度のものであり、パルス幅制御された
出力波形である。放電々力の平均値は、第２図ｂ
に示すようにパルス幅に比例して変化するもので
ある。このようにパルス幅制御された場合のレー
ザ―出力は第３図１１の如くなる。第３図におい
て、横軸１０は放電々力の平均値を示し、縦軸９
はレーザ出力８の強度を示している。
このパルス幅制御された場合、レーザ出力特性
１１は放電々力の少ない所では出力が出ない、つ
まり不感帯１２が生じてしまつた。
１１は放電々力の少ない所では出力が出ない、つ
まり不感帯１２が生じてしまつた。
これはレーザ―発振をするたには一定値以上の
励起エネルギーをレーザ―媒質２に供給する必要
があるためである。
励起エネルギーをレーザ―媒質２に供給する必要
があるためである。
従来のレーザ装置は、以上のように構成されて
おり、放電々力に対してレーザ出力特性１１が完
全に比例しておらず、不感帯１２が生じてしまう
ので、レーザ出力指令値に比例してレーザ出力８
を出力するための放電々力の制御が著しく困難で
あるという欠点があつた。
おり、放電々力に対してレーザ出力特性１１が完
全に比例しておらず、不感帯１２が生じてしまう
ので、レーザ出力指令値に比例してレーザ出力８
を出力するための放電々力の制御が著しく困難で
あるという欠点があつた。
この発明は、上記のような従来のものの欠点を
除去するためになされたものであり、デジタル指
令値を入力情報として取り込み、この入力情報に
応じてパルス発生器の出力パルス列を間引いて、
デジタル指令値に比例した周波数で、かつパルス
幅が一定のパルス列を出力するパルス数制御回路
を設け、このパルス数制御回路の出力に従つて、
一つ一つのパルスの放電電力が等しく、かつ単位
時間当りの放電電力がその出力の周波数に比例し
た励起エネルギーを一対の電極に供給しているか
らレーザ出力が単位時間当りのパルス数に比例
し、不感帯の無いレーザ出力制御ができるレーザ
装置を提供することを目的としている。
除去するためになされたものであり、デジタル指
令値を入力情報として取り込み、この入力情報に
応じてパルス発生器の出力パルス列を間引いて、
デジタル指令値に比例した周波数で、かつパルス
幅が一定のパルス列を出力するパルス数制御回路
を設け、このパルス数制御回路の出力に従つて、
一つ一つのパルスの放電電力が等しく、かつ単位
時間当りの放電電力がその出力の周波数に比例し
た励起エネルギーを一対の電極に供給しているか
らレーザ出力が単位時間当りのパルス数に比例
し、不感帯の無いレーザ出力制御ができるレーザ
装置を提供することを目的としている。
以下、この発明の一実施例を図について説明す
る。
る。
第４図Ｃ，ｄ及び第５図はこの発明装置の原理
を示すものであり、電源４の出力する放電々力を
第４図ｃに示し横軸は時間ｔを示している。この
第４図ｃに示されたパルス波形はパルス化された
放電々力のパルス数が疎な部分と密な部分を有す
るパルス数制御された波形である。また、第４図
ｄは、第４図ｃに示したパルス数制御された放
電々力の平均値を示すものであり、放電々力のパ
ルス数制御を行つた場合、一つ一つのパルスの放
電々力を一定にすることにより、第５図に示すよ
うな出力特性１３が得られる。第５図において、
横軸１０は放電々力の平均値を示し、縦軸ａはレ
ーザ出力８の強度を示すものである。このレーザ
出力特性１３は放電々力の平均値、即ち放電々力
の単位時間当りのパルス数に比例するものであ
る。
を示すものであり、電源４の出力する放電々力を
第４図ｃに示し横軸は時間ｔを示している。この
第４図ｃに示されたパルス波形はパルス化された
放電々力のパルス数が疎な部分と密な部分を有す
るパルス数制御された波形である。また、第４図
ｄは、第４図ｃに示したパルス数制御された放
電々力の平均値を示すものであり、放電々力のパ
ルス数制御を行つた場合、一つ一つのパルスの放
電々力を一定にすることにより、第５図に示すよ
うな出力特性１３が得られる。第５図において、
横軸１０は放電々力の平均値を示し、縦軸ａはレ
ーザ出力８の強度を示すものである。このレーザ
出力特性１３は放電々力の平均値、即ち放電々力
の単位時間当りのパルス数に比例するものであ
る。
またこのような制御方式によれば、不感帯が無
くなることになる。
くなることになる。
従つて、電源４にパルス数指令値を与えること
により、パルス数指令値に対しレーザ出力は比例
することになる。
により、パルス数指令値に対しレーザ出力は比例
することになる。
このような原理を実施するための一実施例を第
６図に示す。第６図において、１４は数値制御装
置またはコンピユータ等のデジタル出力を出力す
る装置である。なお、これはアナログ演算回路で
構成され、そのアナログ出力をデジタル変換した
値を出力する装置であつてもよい。このような装
置１４からの出力をデジタル指令値としてレイト
マルチプライヤー１５に入力する。このレイトマ
ルチプライヤー１５は、パルス発生器１６から出
力されたパルス列をデジタル指令値に比例したパ
ルン列に変換し、このパルス列を電源４に出力す
るものである。
６図に示す。第６図において、１４は数値制御装
置またはコンピユータ等のデジタル出力を出力す
る装置である。なお、これはアナログ演算回路で
構成され、そのアナログ出力をデジタル変換した
値を出力する装置であつてもよい。このような装
置１４からの出力をデジタル指令値としてレイト
マルチプライヤー１５に入力する。このレイトマ
ルチプライヤー１５は、パルス発生器１６から出
力されたパルス列をデジタル指令値に比例したパ
ルン列に変換し、このパルス列を電源４に出力す
るものである。
ここで、デジタル指令値を（Ｘ）、デジタル指
令値の最大値をXMAXとし、パルス発生器１６の
出力パルス列の単位時間当りの数、つまり出力パ
ルス列の周波数を（ｎ）とすれば、レイトマルチ
プライヤー１５の出力パルス列の単位時間当りの
数、つまり出力パルス列の周波数（Ｙ）は次式
（Ｉ）のように表わされる。
令値の最大値をXMAXとし、パルス発生器１６の
出力パルス列の単位時間当りの数、つまり出力パ
ルス列の周波数を（ｎ）とすれば、レイトマルチ
プライヤー１５の出力パルス列の単位時間当りの
数、つまり出力パルス列の周波数（Ｙ）は次式
（Ｉ）のように表わされる。
Ｙ＝ｎ／XMAX．Ｘ ……(1)
第７図はこの特性をタイムチヤートで示したも
のであり、第７図ａはパルス発生器１６が出力す
るパルス列（ｎ）である。この値は、例えば
100KHz以上のレーザ―出力応答周波数より高い
値に選ばれる。第７図ｂはデジタル指令値（Ｘ）
であり、第７図ｃはレイトマルチプライヤー１５
の出力である。即ち、レイトマルチプライヤー１
５は、デジタル指令値（ｘ）に比例したパルス列
を出力するために、パルス発生器１６の出力パル
ス列を歯抜けにするような作用をしている。な
お、一つ一つのパルスのパルス幅は、パルス発生
器１６の出力するパルス列のパルス幅に等しいも
のである。
のであり、第７図ａはパルス発生器１６が出力す
るパルス列（ｎ）である。この値は、例えば
100KHz以上のレーザ―出力応答周波数より高い
値に選ばれる。第７図ｂはデジタル指令値（Ｘ）
であり、第７図ｃはレイトマルチプライヤー１５
の出力である。即ち、レイトマルチプライヤー１
５は、デジタル指令値（ｘ）に比例したパルス列
を出力するために、パルス発生器１６の出力パル
ス列を歯抜けにするような作用をしている。な
お、一つ一つのパルスのパルス幅は、パルス発生
器１６の出力するパルス列のパルス幅に等しいも
のである。
つまり、レイトマルチプライヤー１５は、デジ
タル指令値（Ｘ）を入力情報として取り込み、入
力情報に応じてパルス発生器１６の出力パルス列
を間引いて、デジタル指令値（Ｘ）に比例した周
波数（Ｙ）で、かつパルス幅が一定のパルス列を
出力するものである。
タル指令値（Ｘ）を入力情報として取り込み、入
力情報に応じてパルス発生器１６の出力パルス列
を間引いて、デジタル指令値（Ｘ）に比例した周
波数（Ｙ）で、かつパルス幅が一定のパルス列を
出力するものである。
このようなレイトマルチプライヤー１５の出力
パルス列（ｙ）を電源４に入力すると、電源４は
パルス列（ｙ）に従つて放電々力を電極３Ａ，３
Ｂに供給し、放電５を発生させることになる。こ
の場合、一つ一つのパルスの放電々力は等しくな
り、その値をWpとすれば電源４が電極３Ａ，３
Ｂへ供給する単位時間当りの放電々力WDは次式
（）で示される。
パルス列（ｙ）を電源４に入力すると、電源４は
パルス列（ｙ）に従つて放電々力を電極３Ａ，３
Ｂに供給し、放電５を発生させることになる。こ
の場合、一つ一つのパルスの放電々力は等しくな
り、その値をWpとすれば電源４が電極３Ａ，３
Ｂへ供給する単位時間当りの放電々力WDは次式
（）で示される。
WD＝Wp.Y＝n.Wp／XMAX．Ｘ ……（）
また、一つのパルスに対するレーザ―出力８を
Qpとすれば、単位時間当りのレーザ―出力QDは
次式（）で示される。
Qpとすれば、単位時間当りのレーザ―出力QDは
次式（）で示される。
QD＝Qp.Y＝n.Qp／XMAX．Ｘ ……（）
この式（）式は、デジタル指令値（Ｘ）に対
して単位時間当りのレーザ―出力QDが比例する
ことを示している。
して単位時間当りのレーザ―出力QDが比例する
ことを示している。
第８図はこの発明の他の実施例を示すものであ
り、電極１７Ａ，１７Ｂが絶縁物で覆われている
無声放電方式の炭酸ガスレーザ装置である。この
実施例装置において、電源４からのパルス数制御
された出力電流波形は第９図ａの如くなる。な
お、無声放電放電方式の炭酸ガスレーザ装置は、
一般に交流で制御されるため、パルスが正負交互
に出力されることになる。第９図ｂは放電々力で
あるが、第９図ａの出力電流が負であつても正の
値となり、無声放電１８が発生しレーザ発振が行
なわれることになる。
り、電極１７Ａ，１７Ｂが絶縁物で覆われている
無声放電方式の炭酸ガスレーザ装置である。この
実施例装置において、電源４からのパルス数制御
された出力電流波形は第９図ａの如くなる。な
お、無声放電放電方式の炭酸ガスレーザ装置は、
一般に交流で制御されるため、パルスが正負交互
に出力されることになる。第９図ｂは放電々力で
あるが、第９図ａの出力電流が負であつても正の
値となり、無声放電１８が発生しレーザ発振が行
なわれることになる。
このように無声放電方式の炭酸ガスレーザ装置
であつても上記第６図に示した実施例と同様の効
果を奏する。
であつても上記第６図に示した実施例と同様の効
果を奏する。
以上のように、この発明によれば、デジタル指
令値を入力情報として取り込み、この入力情報に
応じてパルス発生器の出力パルス列を間引いて、
デジタル指令値に比例した周波数で、かつパルス
幅が一定のパルス列を出力するパルス数制御回路
を設け、このパルス数制御回路の出力に従つて、
一つ一つのパルスの放電電力が等しく、かつ単位
時間当りの放電電力がその出力の周波数に比例し
た励起エネルギーを一対の電極に供給することに
よりレーザ出力を制御するようにしたので、レー
ザ出力が単位時間当りのパルス数に比例した不感
帯の無いレーザ装置を構成することができる。
令値を入力情報として取り込み、この入力情報に
応じてパルス発生器の出力パルス列を間引いて、
デジタル指令値に比例した周波数で、かつパルス
幅が一定のパルス列を出力するパルス数制御回路
を設け、このパルス数制御回路の出力に従つて、
一つ一つのパルスの放電電力が等しく、かつ単位
時間当りの放電電力がその出力の周波数に比例し
た励起エネルギーを一対の電極に供給することに
よりレーザ出力を制御するようにしたので、レー
ザ出力が単位時間当りのパルス数に比例した不感
帯の無いレーザ装置を構成することができる。
また、数値制御装置、またはコンピユータ等の
デジタル信号を出力する装置でレーザ出力を制御
するためにはその装置からのデジタル指令値を直
接パルス数制御回路へ入力すればよいから回路構
成が簡単になると共に、制御性も非常に良い特性
となり、レーザ出力を検出して出力制御をしなく
ても、パルス数またはデジタル指令値、そのもの
がレーザ出力に比例するため、オープンループの
まま制御することができ装置の構成が簡単にな
り、また高速度応答のパルスレーザ出力を得るこ
とができる効果がある。
デジタル信号を出力する装置でレーザ出力を制御
するためにはその装置からのデジタル指令値を直
接パルス数制御回路へ入力すればよいから回路構
成が簡単になると共に、制御性も非常に良い特性
となり、レーザ出力を検出して出力制御をしなく
ても、パルス数またはデジタル指令値、そのもの
がレーザ出力に比例するため、オープンループの
まま制御することができ装置の構成が簡単にな
り、また高速度応答のパルスレーザ出力を得るこ
とができる効果がある。
第１図は従来の炭酸ガスレーザ装置の一例を示
す図、第２図は従来の炭酸ガスレーザ装置の動作
を説明するためのタイムチヤート図、第３図は従
来の炭酸ガスレーザ装置のレーザ出力特性図、第
４図はこの発明のレーザ装置の動作を説明するた
めのタイムチヤート図、第５図はこの発明のレー
ザ装置のレーザ出力特性図、第６図はこの発明の
一実施例によるレーザ装置を示す図、第７図は第
６図の動作を説明するためのタイムチヤート図、
第８図はこの発明の他の実施例を示す図、第９図
は第８図の動作を説明するためのタイムチヤート
図である。 １……容器、２……レーザ―媒質ガス、３Ａ，
３Ｂ……電極、４……電源、５……放電、６……
全反射鏡、７……部分透過鏡、８……レーザ―出
力、９……レーザ―出力強度、１０……放電々力
の平均値、１１……レーザ―出力特性、１２……
不感帯、１３……レーザ―出力特性、１４……コ
ンピユータまたは数値制御装置、１５……レイト
マルチプライヤー、１６……パルス発生器、１７
Ａ，１７Ｂ……電極、１８……無声放電。なお、
図中同一符号は同一または相当部分を示す。
す図、第２図は従来の炭酸ガスレーザ装置の動作
を説明するためのタイムチヤート図、第３図は従
来の炭酸ガスレーザ装置のレーザ出力特性図、第
４図はこの発明のレーザ装置の動作を説明するた
めのタイムチヤート図、第５図はこの発明のレー
ザ装置のレーザ出力特性図、第６図はこの発明の
一実施例によるレーザ装置を示す図、第７図は第
６図の動作を説明するためのタイムチヤート図、
第８図はこの発明の他の実施例を示す図、第９図
は第８図の動作を説明するためのタイムチヤート
図である。 １……容器、２……レーザ―媒質ガス、３Ａ，
３Ｂ……電極、４……電源、５……放電、６……
全反射鏡、７……部分透過鏡、８……レーザ―出
力、９……レーザ―出力強度、１０……放電々力
の平均値、１１……レーザ―出力特性、１２……
不感帯、１３……レーザ―出力特性、１４……コ
ンピユータまたは数値制御装置、１５……レイト
マルチプライヤー、１６……パルス発生器、１７
Ａ，１７Ｂ……電極、１８……無声放電。なお、
図中同一符号は同一または相当部分を示す。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 密閉容器、この密閉容器内に配設されレーザ
媒質を介して対向した一対の電極、パルス周波数
及びパルス幅が一定のパルス列を出力するパルス
発生器、デジタル指令値を入力情報として取り込
み、この入力情報に応じて上記パルス発生器の出
力パルス列を間引いて、上記デジタル指令値に比
例した周波数で、かつパルス幅が一定のパルス列
を出力するパルス数制御回路、このパルス数制御
回路の出力に従つて、一つ一つのパルスの放電電
力が等しく、かつ単位時間当りの放電電力がパル
ス数制御回路の出力パルスの周波数に比例した励
起エネルギーを上記一対の電極に供給する電源を
備えてなるレーザ装置。 ２ パルス発生器の出力パルス列の周波数がレー
ザ出力の応答周波数より高いことを特徴とする特
許請求の範囲第１項記載のレーザ装置。 ３ パルス数制御回路としてレイトマルチプライ
ヤーを用いたことを特徴とするる特許請求の範囲
第１項または第２項記載のレーザ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56070522A JPS57186378A (en) | 1981-05-11 | 1981-05-11 | Laser device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56070522A JPS57186378A (en) | 1981-05-11 | 1981-05-11 | Laser device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57186378A JPS57186378A (en) | 1982-11-16 |
| JPH0130318B2 true JPH0130318B2 (ja) | 1989-06-19 |
Family
ID=13433938
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56070522A Granted JPS57186378A (en) | 1981-05-11 | 1981-05-11 | Laser device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS57186378A (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62189780A (ja) * | 1986-02-17 | 1987-08-19 | Mitsubishi Electric Corp | レ−ザ加工装置 |
| TWI221791B (en) * | 2002-04-02 | 2004-10-11 | Mitsubishi Electric Corp | Laser processing system and laser processing method |
| JP3846573B2 (ja) * | 2002-06-14 | 2006-11-15 | 三菱電機株式会社 | レーザ加工装置及び該加工装置の制御方法 |
| JP4793122B2 (ja) * | 2006-06-21 | 2011-10-12 | パナソニック電工株式会社 | 放電灯点灯装置及び画像表示装置 |
| US8687661B2 (en) * | 2012-04-13 | 2014-04-01 | Coherent, Inc. | Pulsed CO2 laser output-pulse shape and power control |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5153220A (ja) * | 1974-11-05 | 1976-05-11 | Sharp Kk | Suitsuchinguhoshikiteidenatsudengensochi |
| US4276497A (en) * | 1978-04-28 | 1981-06-30 | J. K. Lasers Limited | Laser flashtube power supply |
-
1981
- 1981-05-11 JP JP56070522A patent/JPS57186378A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS57186378A (en) | 1982-11-16 |
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