JPH03185773A

JPH03185773A - レーザ装置

Info

Publication number: JPH03185773A
Application number: JP32267589A
Authority: JP
Inventors: Kunitada Tanaka; 邦忠田中
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1989-12-14
Filing date: 1989-12-14
Publication date: 1991-08-13
Anticipated expiration: 2010-11-01
Also published as: JPH07101765B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は固体レーザ装置の改良にかかわり、特にフラッ
シュランプに供給する電荷の蓄積を行うコンデンサの劣
化を防止することのできるようにしたレーザ装置に関す
る。

［従来の技術］レーザ発振装置には各種の方式があるが、Ｎｄ−ＹＡＧ
やルビー等の固体レーザ装置は第３図のように構成され
ていた。すなわち、第３図において、１はＮｄ−ＹＡＧ
やルビー等によるレーザ発振用の丸棒（レーザロッド）
であり、２はこのレーザロッド１を励起するための励起
光を発生する棒状のキセノン・フラッシュランプである
。

これらは断面が楕円状の筒状反射鏡３内におけるその楕
円の２つの焦点位置に配され、このフラッシュランプ２
はコンデンサ４に蓄えられた電荷エネルギが供給される
ことにより、発光するようになっている。７は商用電源
より直流高電圧を発生する高電圧直流電源であり、コン
デンサ４には逆流阻止用のダイオード８を介してこの発
生直流高電圧が印加され、充電されるようにしである。

コンデンサ４からフラッシュランプ２への電荷供給経路
には波形成形用のチョークコイル９と、スイッチング用
のサイリスタ５が介在させてあり、このサイリスタ５に
トリガを加えて、導通状態にすることによりコンデンサ
４の蓄積エネルギをフラッシュランプ２に印加し、フラ
ッシュランプ２を発光させる構成としである。

尚、１４はサイリスタ制御回路であり、レーザ発振指令
を受けるとターンオン信号（導通制御のための信号；ト
リガ）を発生するものである。また、レーザロッド１の
両端近傍にはそれぞれ、反射鏡６ａ、　６ｂが配設され
ており、これとレーザロッド１とにより光共振させてレ
ーザ光を発生する。また、１３は高電圧発生用のスイッ
チであり、電源開閉用のスイッチである。

このような構成において、スイッチ１３を閉じると高圧
直流電源７に商用交流電源が供給され、高圧直流電源７
から高圧の直流出力が発生する。この直流出力はダイオ
ード８を介してコンデンサ４に供給され、コンデンサ４
には高圧の直流エネルギが蓄積される。レーザ光を発生
するときには、サイリスタ制御回路１４にレーザ発振指
令を与える。

レーザ発振指令を受けるとサイリスタ制御回路１４はタ
ーンオン信号（トリガ）を発生し、サイリスタ５のコン
トロールゲートに与えるので、サイリスタ５はターンオ
ン、すなわち、導通し、フラッシュランプ２にはコンデ
ンサ４に蓄えられた電荷エネルギがサイリスタ５を通っ
て印加される。

これにより、フラッシュランプ２は発光し、この光によ
り、レーザ発振用のレーザロッド１よりレーザ光が発生
される。

このようなものであるが、コンデンサ４に蓄えられるエ
ネルギＱはＱ−ＣＶ２／２　　　　　　　−（１）但し、Ｃはコン
デンサの容量、Ｖは印加電圧である。

そして、パルス時間ＴはＴ−２ｎｆ「で　　　　　　　　・・・（２〉で与えら
れる。

但し、ｎはＬＣの組数、Ｌはチョークコイルのインダク
タンス、Ｃはコンデンサの容量である。

ココテ、Ｖ−３ｋＶ、　Ｃ−４００μＦ　、　　Ｌ−１
３０μＨ。

ｎｍ４とすると、Ｑ　−７２００［Ｊｏｕｌｅ　；ジュ
ールコ。

Ｔ　＝　１．８　ｍ５ｅｃとなる。この場合、Ｎｄ−Ｙ
ＡＧのレーザロッド１を使用した時、発振効率は約１％
とされるので、レーザ出力は７２ジユールとなる。

ところで、４００μＦのコンデンサに３　ｋＶで充電す
ることは、極めて大きなエネルギを蓄えることになる。

もし、充電したまま、フラッシュランプに供給されない
でいると、このエネルギは充電状態でコンデンサに蓄え
られることになり、コンデンサの耐電圧の劣化を引き起
こす。そして、ついには短絡状態となる。

特に高誘電率を持つ有機誘電体物質を使用して小形化を
計ったコンデンサは、高電圧の充電を長時間持続させる
と耐電圧劣化を招き易い。

［発明が解決しようとする課題］このように、コンデンサに蓄積したエネルギをフラッシ
ュランプに供給することによって、このフラッシュラン
プを点灯し、これにょリレーザ光を発生させるレーザ装
置においては、コンデンサに大きなエネルギを蓄え、フ
ラッシュランプに供給する。

そのため、レーザ装置が電源オンとなっている状態では
コンデンサは充電状態にあり、そのまま、レーザ発振を
行わない状態にあると、このコンデンサの充電したエネ
ルギはいつまでもコンデンサに蓄えられることになり、
コンデンサの耐電圧の劣化を引き起こす。そして、つい
には短絡状態となると云った問題がある。

そこでこの発明の目的とするところは、レーザ励起用の
フラッシュランプの電源となるコンデンサにいつまでも
充電電荷が蓄えられることよって生じるコンデンサの劣
化を抑制でき、信頼性を保持できるとともに長寿命化を
図ることのできるよウニシたレーザ装置を提供すること
にある。

［課題を解決するための手段］上記目的を達成するため、本発明は次のように構成する
。すなわち、電源より供給されたエネルギをコンデンサ
に蓄積し、この蓄積したエネルギをフラッシュランプに
供給することによって、このフラッシュランプを点灯し
、これによりレーザ光を発生させるレーザ装置において
、前記コンデンサに蓄積されたエネルギを放電させるた
めの放電回路と、前記コンデンサに蓄積されたエネルギ
が一定時間フラッシュランプに供給されないとき、前記
放電用回路を動作させて前記コンデンサの蓄積エネルギ
を自己放電させるべく制御する回路とを具備する。また
、更に前記放電回路は電源に連動し、前記電源オフ時に
は放電動作状態とする構成とする。

［作　用］このような構成において、エネルギをコンデンサに蓄積
し、この蓄積したエネルギをフラッシュランプに供給す
ることによって、このフラッシュランプを点灯し、これ
によりレーザ光を発生させるが、前記コンデンサに蓄積
されたエネルギを放電させるための放電回路が設けてあ
りＪこの飯亀回路は制御回路により、前記コンデンサに
蓄麺キれたエネルギが一定時間フラッシュランプに供給
されないとき、放電動作される。そのため、前記コンデ
ンサに蓄積されたエネルギが一定時間フラッシュランプ
に供給されないときは前記コンデンサの蓄積エネルギは
放電回路を介して自己放電されるので、前記コンデンサ
はいつまでも充電状態におかれると云うことがなくなる
。

そのため、本装置ではレーザ励起用のフラッシュランプ
の電源となるコンデンサにいつまでも充電電荷が蓄えら
れることよって生じるコンデンサの劣化を抑制できるよ
うになる。

また、前記放電回路は電源に連動し、前記電源オフ時に
は放電動作状態とする構成とする。これにより、電源の
オフ時にはコンデンサの充電エネルギは放電されるので
、保守点検時等において安全性を確保できる。そして、
これにより、信頼性を保持できるとともに長寿命化を図
ることができるようになる。

［実施例］以下、本発明の一実施例について図面を参照して説明す
る。第１図は本発明の構成を示すブロック図であり、図
において、１はＮｄ−ＹＡＧ、ルビー等によるレーザ発
振用の丸棒（レーザロッド）であり、２はこのレーザロ
ッド１を励起するための励起光を発生する棒状のキセノ
ン・フラッシュランプである。これらは断面が楕円状の
筒状反射鏡３内におけるその楕円の２つの焦点位置に配
され、このフラッシュランプ２はコンデンサ４に蓄えら
れた電荷エネルギが供給されることにより、発光するよ
うになっている。７は商用電源より直流高電圧を発生す
る高電圧直流電源であり、コンデンサ４には逆流阻止用
のダイオード８を介してこの発生直流高電圧が印加され
、充電されるようにしである。コンデンサ４からフラッ
シュランプ２への電荷供給経路には波形成形用のチョー
クコイル９と、スイッチング用のサイリスタ５が介在さ
せてあり、このサイリスタ５にトリガを加えて、導通状
態にすることによりコンデンサ４の蓄積エネルギをフラ
ッシュランプ２に印加し、フラッシュランプ２を発光さ
せる構成としである。

尚、１４はサイリスク制御回路であり、レーザ発振指令
を受けるとターンオン信号（導通制御のための信号）を
発生するものである。また、レーザロッド１の両端近傍
にはそれぞれ、反射鏡８ａ、　６ｂが配役きれており、
これとレーザロッド１とにより光共振させてレーザ光を
発生する。また、１３は高電圧発生用のスイッチである
。

ここまでの基本構成は第３図で説明した従来装置と変わ
りはない。本装置ではさらに次の構成を付加しである。

すなわち、放電用抵抗１５、リレースイッチ１１゜逆流
防止用のダイオード１６を直列接続した放電回路を、前
記コンデンサ４に並列に接続しである。

前記リレースイッチ１１の励磁コイルｌｌａはタイマｌ
Ｏにより付勢制御されるものであり、タイマｌＯは高電
圧発生用スイッチｉ３が投入されて高電圧発生回路７が
出力を発生するとこの時点より動作を開始し、リレース
イッチ１１の励磁コイルｌｌａに電流を流して付勢して
リレースイッチ１１を開くと共に、予めセットした時間
経過すればタイムアツプして、リレースイッチ１１の励
磁コイルｌｌａに供給していた電流を断ち、リレースイ
ッチ１１を閉じ、且つ、タイマ１０をリセットしてタイ
ムカウントを初めからやり直すように構成しである。

また、タイマ１０は高電圧発生用スイッチ１３をオフす
るとリレースイッチ１１の励磁コイルｌｌａに供給して
いた電流を断ち、リレースイッチ１１を閉じてコンデン
サ４の充電エネルギを放電することができる。そして、
タイマｌＯは放電が終わると再び“０“にリセットされ
、タイムカウント再開の待機をすると云った動作をする
。

次にこのような構成の本装置の動作を説明する。

高電圧発生用スイッチ１３が投入されると、コンデンサ
４への充電が開始される。それと同時に、タイマ１０が
作動する。そして、同時にリレースイッチ１１は開いて
コンデンサ４の放電回路を開き、放電を阻止する。

次にレーザを発生させるべく図示しないレーザ発生用ス
イッチを投入すると、これによりサイリスタ電源１４が
動作し、ターンオン信号（トリガ）が発生されて、サイ
リスタ５が導通状態になる。

すると、コンデンサ４の充電エネルギがサイリスタ５を
介してフラッシュランプ２に供給され、フラッシュラン
プ２が発光し、レーザ光が発生する。

この際、タイマ１０は作動を停止し、“０＃にリセット
される。

もしサイリスタ５にターンオン信号が印加されていない
ときは、タイマ１０が動作を続け、予めセットした時間
経過すればタイマｌＯがタイムアツプして、リレースイ
ッチｌｌの励磁コイルｌｌａが消勢され、リレースイッ
チ１１が閉じて、コンデンサ４の充電エネルギは放電抵
抗１５を介して放電する。

放電が終わると再びタイマ１０は′０＃にリセットされ
、リレースイッチ１１は開いてコンデンサ４の放電回路
を開き、コンデンサ４の次の充電を可能にする。

このように、コンデンサに充電されたエネルギが長時間
放電されないときは、自動的に放電し、コンデンサの耐
電圧劣化を防ぐ。

また、スイッチ１３を切るとタイマ１０はリレースイッ
チ１１の励磁コイルｌｌａに供給する電流を断つので、
励磁コイルｌｌａが消勢され、リレースイッチ１１が閉
じて、コンデンサ４の充電エネルギは放電抵抗１５を介
して放電される。そして、このことはまた、高電圧、大
エネルギの電荷を放電させることにより、内部点検等の
際の安全性にも寄与する。

また、第１図の構成は第２図に示すように、前記リレー
スイッチ１１とダイオード１６を用いる代わりにサイリ
スタ２１を使用する構成としても良い。

尚、第２図の構成の場合、タイマ２０はコンデンサ４の
充電エネルギがフラッシュランプ２に供給されないとき
は所定の時間経過後に、サイリスタ２１を駆動するトリ
ガ電圧を発生し、また、電源オフ時にもサイリスタ２１
を駆動するトリガ電圧を発生する構成とする必要がある
。

このような構成において、タイマ２０はコンデンサ４の
充電エネルギがフラッシュランプ２に供給されないとき
は所定の時間経過後に、サイリスタ２１を駆動するトリ
ガ電圧を発生して、コンデンサ４の蓄積エネルギを放電
させ、また、電源を切ったときにもサイリスタ２１をオ
ンさせて、コンデンサ４の充電エネルギを放電させる。

また、サイリスタとして、ゲートターンオフ・サイリス
タを用いれば放電させない時にゲート制御信号を与えて
おくことでサイリスタをオフさせることができ、ゲート
制御信号をオフにするとサイリスタをオンさせて放電さ
せることができるようになる。

また、タイマの時間は可変設定できるようにすることに
より、状況に応じた時間設定ができるようになる。

このように本装置は、電源より供給されたエネルギをコ
ンデンサに蓄積し、この蓄積したエネルギをフラッシュ
ランプに供給することによって、このフラッシュランプ
を点灯し、これによりレーザ光を発生させるレーザ装置
において、前記コンデンサに蓄積されたエネルギを放電
させるための放電回路と、前記コンデンサに蓄積された
エネルギが一定時間フラッシュランプに供給されないと
き、前記放電用回路を動作させて前記コンデンサの蓄積
エネルギを自己放電させるべく制御するタイマとを具備
して構成したものである。

そして、このような構成において、エネルギをコンデン
サに蓄積し、この蓄積したエネルギをフラッシュランプ
に供給することによって、このフラッシュランプを点灯
し、これによりレーザ光を発生させるが、前記コンデン
サに蓄積されたエネルギを放電させるための放電回路が
設けてあり、この放電回路はタイマにより、前記コンデ
ンサに蓄積されたエネルギが一定時間フラッシュランプ
に供給されないとき、放電動作される。そのため、前記
コンデンサに蓄積されたエネルギが一定時間フラッシュ
ランプに供給されないときは前記コンデンサの蓄積エネ
ルギは放電回路を介して自己放電されるので、前記コン
デンサはいつまでも充電状態におかれると云ったことが
無くなる。

また、前記放電回路は電源に連動し、前記電源オフ時に
は放電動作状態とする構成とすると、電源のオフ時には
コンデンサの充電エネルギは放電されるので、保守点検
時等において安全性を確保できるようになる。

そして、これにより、信頼性と安全性を保持できるとと
もにコンデンサの長寿命化を図ることができるようにな
る。

尚、本発明は上記し、且つ、図面に示す実施例に限定す
ることなく、その要旨を変更しない範囲内で適宜変形し
て実施し得る。

［発明の効果］以上、詳述したように本発明によれば、レーザ励起用の
フラッシュランプの電源となるコンデンサにいつまでも
充電電荷が蓄えられることよって生じるコンデンサの劣
化を抑制できるようになり、信頼性を保持できるととも
に長寿命化を図ることができ、また、安全性を高めたレ
ーザ装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すプロ・ｙり図、第２図
は本発明の他の実施例を示すブロック図、第３図は従来
例を示すブロック図である。１・・・レーザロッド（丸棒）、２・・・フラッシュランプ、４・・・コンデンサ、８．
１６・・・ダイオード、１０．２０・・・タイマ、１１
・・・リレースイッチ、１２・・・高電圧発生用スイッチ、１５・・・放電用抵
抗、２１・・・サイリスタ。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）電源より供給されたエネルギをコンデンサに蓄積
し、この蓄積したエネルギをフラッシュランプに供給す
ることによって、このフラッシュランプを点灯し、これ
によりレーザ光を発生させるレーザ装置において、前記コンデンサに蓄積されたエネルギを放電させるため
の放電回路と、前記コンデンサに蓄積されたエネルギが一定時間フラッ
シュランプに供給されないとき、前記放電用回路を動作
させて前記コンデンサの蓄積エネルギを自己放電させる
べく制御する回路とを具備することを特徴とするレーザ
装置。
（２）前記放電回路は電源に連動し、前記電源オフ時に
は放電動作状態とする構成としたことを特徴とする請求
項１記載のレーザ装置。