JPH03241783A - レーザ励起装置 - Google Patents

レーザ励起装置

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JPH03241783A
JPH03241783A JP3742290A JP3742290A JPH03241783A JP H03241783 A JPH03241783 A JP H03241783A JP 3742290 A JP3742290 A JP 3742290A JP 3742290 A JP3742290 A JP 3742290A JP H03241783 A JPH03241783 A JP H03241783A
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JP
Japan
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flash lamp
current
laser
laser excitation
excitation device
Prior art date
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Pending
Application number
JP3742290A
Other languages
English (en)
Inventor
Kiyoshi Okumura
奥村 清
Kiyoshi Saito
清 斉藤
Toshimasa Imaoka
今岡 敏正
Kazuhiko Nishimura
西村 和孫
Kenichi Nemoto
健一 根本
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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Publication of JPH03241783A publication Critical patent/JPH03241783A/ja
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES 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
    • H01S3/00Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/09Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping
    • H01S3/091Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping
    • H01S3/0915Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping by incoherent light
    • H01S3/092Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping by incoherent light of flash lamp

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Lasers (AREA)

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〕 本発明はフラッシュランプをパルス電流駆動して点滅光
を発生させ、該点滅光照射でレーザ媒体を励起させパル
スレーザ光を出力させるレーザ励起装置に係り、特に、
パルス電流のパルス幅を制御することでレーザ光出力を
制御するに好適なレーザ励起装置に関する。
〔従来の技術〕
第7図は、特開昭63−261772号公報記載の従来
のレーザ励起装置の構成図である。フラッシュランプ1
の両端にはシマー電源2からの電圧が印加されており、
外部トリガ電源3から高圧パルスがトリガ線4に加えら
れると、フラッシュランプ1の絶縁が破壊され、この状
態が維持される。この状態で、フラッシュランプ1の両
端に電流が流されると、フラッシュランプ1は点灯され
る。フラッシュランプ1の両端にパルス電流を流すこと
で、フラッシュランプ1を点滅させ、この点滅光を図示
しないレーザ媒体に照射することで、該レーザ媒体から
パルスレーザ光を出力させるものである。
ここで、フラッシュランプ1を点滅させるパルス電流を
制御するのであるが、この従来のレーザ励起装置では、
メイン電源5で電流波形整形回路6のキャパシタを充電
し、この充電電流を第1サイリスタ7をパルス幅制御手
段8でオンすることでフラッシュランプ■に流し点灯さ
せ、所定時間流した後は第2サイリスタ9をパルス幅制
御手段8でオンさせて電流波形整形回路6の出力端を短
絡させ、フラッシュランプ1を消灯し、各パルス幅を制
御している。
〔発明が解決しようとする課題〕
上記従来技術は、パルス幅を制御するために。
第2サイリスタ9で電流波形整形回路6の出力端を短絡
する構成にしている。このため、短絡時には大電流が第
2サイリスタ9及び電流波形整形回路6に流れることに
なる。このため、この従来技術を採用する場合、大電流
で破壊されない高価な回路素子を使用しなければならな
いという問題がある。
本発明の目的は、安価な回路素子を用い容易にフラッシ
ュランプに流す電流を制御してレーザ励起を制御可能な
レーザ励起装置を提供することにある。
〔課題を解決するための手段〕
上記目的は、充電電源と、該充電電源により電荷が蓄積
される電流波形整形回路と、レーザ励起用のフラッシュ
ランプと、通電指令を受けたとき前記電流波形整形回路
の蓄積電荷を前記フラッシュランプに流す制御手段とを
備えるレーザ励起装置において、通電停止指令を受けた
とき前記フラッシュランプに流れる電流を分流してレー
ザ発振閾値レベル以下にすると共に分流した電流値とフ
ラッシュランプに流れる電流値との比を一定とする分流
回路を設けることで、達成される。
上記目的は、また、充電電源と、該充電電源により電荷
が蓄積される電流波形整形回路と、レーザ励起用フラッ
シュランプと、前記電流波形整形回路と前記レーザ励起
用フラッシュランプとを接続するゲートターンオフサイ
リスタと、該ゲートターンオフサイリスタのオンオフを
制御するパルス幅制御手段とを備えることでも、達成さ
れる。
〔作 用〕
フラッシュランプに流した電流をオフすることで、パル
ス幅を制御する場合、フラッシュランプに流れている電
流の一部を分流回路に流しくフラッシュランプに流れる
電流はこの分流時にはOとはならず、単にレーザ励起の
閾値レベルを割る程度となる。)でインピーダンス素子
で消費させる7− 構成のため、分流時に大電流がインピーダンス素子を流
れることはない。このため、安価な回路素子を使用する
ことができ、また、電流制御が容易となってパルス幅制
御つまりレーザ出力制御が容易となる。
また、ゲートターンオフサイリスタを使用してフラッシ
ュランプの通電制御を行う場合も、大電流が流れること
がないので、同様の効果がある。
〔実施例〕
以下、本発明の好適な実施例を第1図〜第6図を参照し
て説明する。
第1図は、本発明の一実施例に係るレーザ加工装置に用
いられているレーザ励起装置の構成図である。フラッシ
ュランプ1の両端には、抵抗11を介してシマー電源2
が接続され、フラッシュランプ1のトリガ線4にはトリ
ガ回路3が接続されている。また、充電電源5には電流
波形整形回路6が接続され、該電流波形整形回路6の出
力端子は第1サイリスタ7を介してフラッシュランプ1
に接続されている。そして、電流波形整形回路6の出力
端子間は、本実施例では、第2サイリスタ9とインピー
ダンス素子10が直列に接続されている。
第1サイリスタ7と第2サイリスタ9の各々のゲート端
子ははSCR制御回路8に接続されている。
斯かるレーザ励起装置において、シマー電源2の電圧を
フラッシュランプlの両端子間に印加してトリガ回路3
から高圧パルスをトリガ線4に印加すると、フラッシュ
ランプ1の絶縁が破壊され、フラッシュランプ1は通電
しやすくなる。そこで、この状態を維持して、フラッシ
ュランプ1の両端子間に電流波形整形回路6からの電流
を流してフラッシュランプ1の点灯,消灯を制御する。
まず、SCR制御回路8から第1サイリスタフのゲート
に信号を送出して第1サイリスタ7をターンオンさせ、
フラッシュランプ1に電流波形整形回路6のキャパシタ
に蓄積された電荷が流れる。
電流波形整形回路6の出力電流を1.とじ、フラッシュ
ランプ1に流れる電流をILとすると、IL=1.であ
る。
次に、第1サイリスタフのターンオンから所定時間後に
第2サイリスタ9をターンオンさせると、第2サイリス
タ9とインピーダンス素子10の直列回路に電流工2が
流れ、フラッシュランプ1に流れる電流は、IL=IO
−I2となる。
分流回路のインピーダンスZを適切に選択することで、
フラッシュランプ1に流れる電流ILをレーザ発振に必
要な閾値レベル以下とし、フラッシュランプlの発光光
量を低下させ、レーザ光出力をオフ状態にすることがで
きる。第5図は、上述した第1.第2サイリスタのター
ンオンタイミングと、各電流工◎、II、+ I2の関
係を示す図である。フラッシュランプ1の光出力波形は
、電流ILによって決定され、光出力波形がレーザ発振
の閾値を越えた領域でレーザ発振が行われるので、レー
ザ光出力の時間幅は、第5図の時間Tとなる。
従って、この時間Tを変化させることで、レーザ光出力
を制御することが可能となる。ここで、第2サイリスタ
9にターンオン指令を送出してから電流ILが閾値以下
となるまでの時rwItεは、電流波形整形回路6とフ
ラッシュランプlのインピーダンスやインピーダンス素
子IOの値により決まる。
インピーダンス素子10の値は、該インピーダンス素子
10及び第2サイリスタ9の合成インピーダンスの値が
、フラッシュランプ1及び第1サイリスタ7の合成イン
ピーダンスの値に対し電流値に関わらす略一定値となる
値とするのが好ましい。
インピーダンス素子10の具体的例を、第3図に示す。
第3図(a)のインピーダンス素子は、抵抗体のみであ
り、フラッシュランプのインピーダンスに応じた抵抗値
と発熱量のものを選択する。第3図(b)のインピーダ
ンス素子は、非直線性抵抗体であり、フラッシュランプ
電圧を急激に低下させることができ、前記のtEを短く
することができる。
第3図(e)のインピーダンス素子は、可変キャビシタ
と抵抗体との並列回路に可変抵抗体を直列に接続した構
成となっており、分流時の電流立ち上がりを早くして前
記1=を短くしている。第3図(d)のインピーダンス
素子は、キャパシタと抵抗体の並列回路に非直線性抵抗
体を直列に接続した構成となっており、上述した第3図
(b)と同図(c)との相乗効果により前記tEの短縮
化を図っている。
第2図は、本発明の第2実施例に係るレーザ励起装置の
構成図である。第1図の実施例では、電流波形整形回路
6の出力端子間を接続する分流回路を第1サイリスタフ
の前段に設けたが、本実施例では、分流回路を第1サイ
リスタ7とフラッシュランプlの間に設けている。斯か
る構成であっても、第1図の実施例と同様の効果が得ら
れる。
第4図は、本発明の第3実施例に係るレーザ励起装置の
構成図である。本実施例では、第1図の実施例における
第2サイリスタ9とインピーダンス素子10を削除し、
第1サイリスタフの代わりにゲートターンオフサイリス
タ (GTO)12を使用している。そして、このGT
Ol2に並列にサージアブソーバ13とバスコンデンサ
14を接続し、電流遮断時に発生するサージを吸収し、
フラッシュランプ1への悪影響を防止している。本実施
例におけるGTOl、2のゲート制御信号と、フラッシ
ュランプ1に流れる電流ILとの関係を第6図に示す。
本実施例では、分流回路がなくなり、より回路構成が簡
易になり、部品点数低減によるコスト低下が図られる。
〔発明の効果〕
本発明によれば、インピーダンス素子を用いて分流回路
を構成するので、第2サイリスタとして普通のサイリス
タを使用でき、特にその耐電流特性の高いものは必要と
しない。また、インピーダンス素子を可変にすることで
、フラッシュランプへ流れる有効電流時間幅を容易且つ
任意に調整でき、装置の制御性や信頼性が向上する。
また、GTOを使用する発明によれば、部品点数が少な
くなり、また、フラッシュランプの点灯消灯の制御が容
易となる効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の第1実施例に係るレーザ励起装置の構
成図、第2図は本発明の第2実施例に係るレーザ励起装
置の構成図、第3図(a) 、 (b) 、 (c) 
。 (d)は各々インピーダンス素子の具体的回路構成図、
第4図は本発明の第3実施例に係るレーザ励起装置の構
成図、第5図は第1実施例におけるフラッシュランプに
流れる電流波形説明図、第6図は第3実施例におけるフ
ラッシュランプに流れる電流波形説明図、第7図は従来
のレーザ励起装置の構成図である。 1・・・フラッシュランプ、5・・・充電電源、6・・
・電流波形整形回路、7・・・第1サイリスタ、9・・
・第2サイリスタ(分流回路)、10・・・インピーダ
ンス素子(分流回路)、12・・・ゲートターンオフサ
イリスタ。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、充電電源と、該充電電源により電荷が蓄積される電
    流波形整形回路と、レーザ励起用のフラッシュランプと
    、通電指令を受けたとき前記電流波形整形回路の蓄積電
    荷を前記フラッシュランプに流す制御手段とを備えるレ
    ーザ励起装置において、通電停止指令を受けたとき前記
    フラッシュランプに流れる電流を分流してレーザ発振閾
    値レベル以下にすると共に分流した電流値とフラッシュ
    ランプに流れる電流値との比を一定とする分流回路を設
    けたことを特徴とするレーザ励起装置。 2、充電電源と、該充電電源により電荷が蓄積される電
    流波形整形回路と、レーザ励起用のフラッシュランプと
    、通電指令を受けたとき前記電流波形整形回路の蓄積電
    荷を前記フラッシュランプに流す制御手段とを備えるレ
    ーザ励起装置において、通電停止指令を受けたときに導
    通状態となるスイッチング素子と該スイッチング素子に
    直列に接続したインピーダンス素子を前記フラッシュラ
    ンプに並列に接続したことを特徴とするレーザ励起装置
    。 3、請求項2において、インピーダンス素子はCR並列
    回路であることを特徴とするレーザ励起装置。 4、請求項2において、スイッチング素子は3端子サイ
    リスタであり、インピーダンス素子はCR並列回路と抵
    抗Rとを直列に接続し回路であることを特徴とするレー
    ザ励起装置。 5、充電電源と、該充電電源により電荷が蓄積される電
    流波形整形回路と、レーザ励起用のフラッシュランプと
    、通電指令を受けたとき前記電流波形整形回路の蓄積電
    荷を前記フラッシュランプに流す制御手段とを備えるレ
    ーザ励起装置において、通電停止指令を受けたときに導
    通状態となるスイッチング素子と該スイッチング素子に
    直列に接続したインピーダンス素子を前記フラッシュラ
    ンプに並列に接続すると共に、前記スイッチング素子と
    前記インピーダンス素子の合成インピーダンスの値が前
    記フラッシュランプと前記制御手段の合成インピーダン
    スの値に対し電流値にかかわらず略一定となるようなス
    イッチング素子とインピーダンス素子を用いることを特
    徴とするレーザ励起装置。 6、請求項2乃至請求項5のいずれかにおいて、インピ
    ーダンス素子は、可変素子であることを特徴とするレー
    ザ励起装置。 7、請求項2乃至請求項6のいずれかにおいて、インピ
    ーダンス素子は非直線性素子から成ることを特徴とする
    レーザ励起装置。 8、充電電源と、該充電電源により電荷が蓄積される電
    流波形整形回路と、レーザ励起用フラッシュランプと、
    前記電流波形整形回路と前記レーザ励起用フラッシュラ
    ンプとを接続するゲートターンオフサイリスタと、該ゲ
    ートターンオフサイリスタのオンオフを制御するパルス
    幅制御手段とを備えることを特徴とするレーザ励起装置
    。 9、請求項8において、ゲートターンオフサイリスタに
    は該ゲートターンオフサイリスタの電流遮断時に発生す
    るサージを吸収する手段を設けたことを特徴とするレー
    ザ励起装置。 10、レーザ媒体に点滅光を照射して該レーザ媒体から
    レーザ光を射出させるフラッシュランプの通電パルス電
    流を制御するレーザ励起装置において、フラッシュラン
    プの各パルス電流通電開始から所定時間後に該パルス電
    流の一部をインピーダンス素子に分流して該フラッシュ
    ランプの発光光量をレーザ励起の閾値以下に低下させ前
    記点滅光の光パルス幅を制御する手段を備えることを特
    徴とするレーザ励起装置。 11、フラッシュランプにパルス電流を流して該フラッ
    シュランプから点滅光をレーザ媒体に照射させ、該レー
    ザ媒体からレーザ光を出力させるレーザ励起装置におい
    て、電流をフラッシュランプに流す第1スイッチ手段と
    、該第1スイッチ手段がオン状態になってから前記パル
    ス電流のパルス幅時間後にオン状態となって前記フラッ
    シュランプに流れる電流の一部を分流し直列に接続され
    たインピーダンス素子に流す第2スイッチ手段とを備え
    ることを特徴とするレーザ励起装置。 12、パルスレーザ光を用いてレーザ加工を行うレーザ
    加工装置において、請求項1乃至請求項11のいずれか
    に記載のレーザ励起装置を備えフラッシュランプに通電
    するパルス電流のパルス幅を制御することでパルスレー
    ザ光出力を制御することを特徴とするレーザ加工装置。
JP3742290A 1990-02-20 1990-02-20 レーザ励起装置 Pending JPH03241783A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2023131292A (ja) * 2022-03-09 2023-09-22 株式会社Screenホールディングス 熱処理装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2023131292A (ja) * 2022-03-09 2023-09-22 株式会社Screenホールディングス 熱処理装置

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