JPH04133380A - レーザ発振器の制御方法 - Google Patents
レーザ発振器の制御方法Info
- Publication number
- JPH04133380A JPH04133380A JP2255803A JP25580390A JPH04133380A JP H04133380 A JPH04133380 A JP H04133380A JP 2255803 A JP2255803 A JP 2255803A JP 25580390 A JP25580390 A JP 25580390A JP H04133380 A JPH04133380 A JP H04133380A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- oscillation
- discharge
- laser
- pulse
- discharge tube
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Pending
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/50—Working by transmitting the laser beam through or within the workpiece
- B23K26/53—Working by transmitting the laser beam through or within the workpiece for modifying or reforming the material inside the workpiece, e.g. for producing break initiation cracks
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- 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。
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、切断、溶接、熱処理、スクライブなどを行う
ためにレーザ光を発生させるレーザ発振器の制御方法に
関する。
ためにレーザ光を発生させるレーザ発振器の制御方法に
関する。
従来の技術
一般的なこの種のレーザ発振器の構成について第１図を
参照して説明する。第１図は従来例とともに本発明の装
置の構成を示している。複数の放電管１からなる放電管
群には、各放電管１ごとに陽極２と陰極３からなる１組
の放電電極が具便されており、第１図に示す一例におい
ては、２組の放電管１が対称に配設されて放電部が形成
され、それぞれに高電圧電源４から電力が供給される。
参照して説明する。第１図は従来例とともに本発明の装
置の構成を示している。複数の放電管１からなる放電管
群には、各放電管１ごとに陽極２と陰極３からなる１組
の放電電極が具便されており、第１図に示す一例におい
ては、２組の放電管１が対称に配設されて放電部が形成
され、それぞれに高電圧電源４から電力が供給される。
また、放電管群の両端には出力ミラー５．終端ミラー６
が配設されて光共振器を形成している。さらに、放電管
群の両端部分の陰極電極３，３近傍と中央部の陽極電極
２，２間は略Ｅ字形の循環管体７により接続されてガス
循環路が形成され、この循環管体７にはガスを循環させ
る送風機８や、ガスを冷却する熱交換器９が配設されて
いる。高圧電源４の電源制御装置１０ではレーザの発振
命令、レーザ出力設定値およびパルス発振時のパルス波
形を発生させると共に、電源制御装置１０内でレーザの
発振命令、レーザ出力設定値およびパルス発振時のパル
ス波形を合成しレーザ発振制御命令を作り、レーザ発振
制御命令を高圧電源４に送る。従来の電源制御装置１０
内てのレーザ発振制御命令の合成について、第２図（Ｂ
）にパルス発振からＣＷ（連続波）発振に切り替えた場
合について示している。図からも明らかなように、発振
信号ＯＮでありかつパルス信号がＯＮの状態にあるとき
パルス発振からＣＷ全発振切り替えると、レーザ発振制
御命令（図では単に制御命令と表現）は途切れることな
くレーザの発振状態を継続する。
が配設されて光共振器を形成している。さらに、放電管
群の両端部分の陰極電極３，３近傍と中央部の陽極電極
２，２間は略Ｅ字形の循環管体７により接続されてガス
循環路が形成され、この循環管体７にはガスを循環させ
る送風機８や、ガスを冷却する熱交換器９が配設されて
いる。高圧電源４の電源制御装置１０ではレーザの発振
命令、レーザ出力設定値およびパルス発振時のパルス波
形を発生させると共に、電源制御装置１０内でレーザの
発振命令、レーザ出力設定値およびパルス発振時のパル
ス波形を合成しレーザ発振制御命令を作り、レーザ発振
制御命令を高圧電源４に送る。従来の電源制御装置１０
内てのレーザ発振制御命令の合成について、第２図（Ｂ
）にパルス発振からＣＷ（連続波）発振に切り替えた場
合について示している。図からも明らかなように、発振
信号ＯＮでありかつパルス信号がＯＮの状態にあるとき
パルス発振からＣＷ全発振切り替えると、レーザ発振制
御命令（図では単に制御命令と表現）は途切れることな
くレーザの発振状態を継続する。
このように構成されているレーザ発振器は、ガス流方向
と放電方向とレーザ光の発振軸が同軸であるため光軸方
向から見たときに、その放電およびその放電によって形
成されるゲイン分布が同心で対称性がよい。したがって
、出力されるレーザ光を用いて加工を行う場合、加工性
能が良いとされている。
と放電方向とレーザ光の発振軸が同軸であるため光軸方
向から見たときに、その放電およびその放電によって形
成されるゲイン分布が同心で対称性がよい。したがって
、出力されるレーザ光を用いて加工を行う場合、加工性
能が良いとされている。
発明が解決しようとする課題
しかしながら、発振ＯＮでありかつパルス信号がＯＮの
途中にパルス発振からＣＷ全発振切り替えた場合、レー
ザ発振制御命令は途切れることなくレーザの発振状態を
継続し、パルス発振時に外乱等で放電不良が発生すると
ＣＷ全発振移行してもなお放電不良を持続し、加工誤り
を招くという課題があった。
途中にパルス発振からＣＷ全発振切り替えた場合、レー
ザ発振制御命令は途切れることなくレーザの発振状態を
継続し、パルス発振時に外乱等で放電不良が発生すると
ＣＷ全発振移行してもなお放電不良を持続し、加工誤り
を招くという課題があった。
本発明はパルス発振時に発生した放電不良を、パルス発
振からＣＷ発振に切り替えることにより、放電を正常化
できる信頼性が高く加工品質の高いレーザ発振器を提供
することを目的とする。
振からＣＷ発振に切り替えることにより、放電を正常化
できる信頼性が高く加工品質の高いレーザ発振器を提供
することを目的とする。
課題を解決するための手段
本発明は上記目的を達成するために、パルス発振からＣ
Ｗ全発振切り替えを行った直後にレーザ発振制御命令に
一定時間のレーザ発振の休止時間を設けるものである。
Ｗ全発振切り替えを行った直後にレーザ発振制御命令に
一定時間のレーザ発振の休止時間を設けるものである。
作用
以下、本発明の作用について図を用いて説明する。
本来、放電過程は大きく分けて３つに分けられる。まず
最初の過程はレーザ媒質の電離に必要なエネルギーを放
電管１に蓄積する過程であり、ある一定の割合の電子を
原子核の引力圏がら引き離し放電を開始させるまで一般
に数百マイクロ秒の時間が必要である。２番目は放電状
態を維持する過程であり、この状態ではある一定の割合
の電子とイオンが電離して定常状態を保っており、レー
ザ発振制御命令により持続時間が決定される。最後の過
程は放電消滅過程で、放電管１にエネルギーの供給は停
止しているが、残存するプラズマが完全に電子と再結合
してエネルギーを放出するか放電管１を通り過ぎ光軸か
ら外れてしまうまでの過程で、この過程の時間は２ミリ
秒程度の時間が必要である。
最初の過程はレーザ媒質の電離に必要なエネルギーを放
電管１に蓄積する過程であり、ある一定の割合の電子を
原子核の引力圏がら引き離し放電を開始させるまで一般
に数百マイクロ秒の時間が必要である。２番目は放電状
態を維持する過程であり、この状態ではある一定の割合
の電子とイオンが電離して定常状態を保っており、レー
ザ発振制御命令により持続時間が決定される。最後の過
程は放電消滅過程で、放電管１にエネルギーの供給は停
止しているが、残存するプラズマが完全に電子と再結合
してエネルギーを放出するか放電管１を通り過ぎ光軸か
ら外れてしまうまでの過程で、この過程の時間は２ミリ
秒程度の時間が必要である。
本発明では、発ＦＢＯＮでありかつパルス信号がＯＮの
途中にパルス発振がらｃｗ発振に切り替えた場合に、切
り替えの直後にレーザ発振制御命令を２ミリ秒以上中断
してレーザ発振を休止させ、放電管１の中に残存するプ
ラズマを完全に消滅させてから、あらためてレーザ発振
を再開することにより、放電不良から回復させることが
できる。
途中にパルス発振がらｃｗ発振に切り替えた場合に、切
り替えの直後にレーザ発振制御命令を２ミリ秒以上中断
してレーザ発振を休止させ、放電管１の中に残存するプ
ラズマを完全に消滅させてから、あらためてレーザ発振
を再開することにより、放電不良から回復させることが
できる。
第３図にパルス発振からＣＷ全発振切り替える以前の放
電不良状態をパルス発振からＣＷ全発振切り替え後にも
持続する確率と放電体止時間の関係を示す。第３図から
も明らかなように、パルス発振からＣＷ全発振切り替え
以前の放電不良状態がパルス発振からＣＷ全発振切り替
え後に持続する確率は２ミリ秒以上の放電体止時間を設
けることでＯとなり、この時間は放電消滅時に残存する
プラズマが完全に電子と再結合するか放電管１を通り過
ぎ光軸から外れるまでの時間に一致する。
電不良状態をパルス発振からＣＷ全発振切り替え後にも
持続する確率と放電体止時間の関係を示す。第３図から
も明らかなように、パルス発振からＣＷ全発振切り替え
以前の放電不良状態がパルス発振からＣＷ全発振切り替
え後に持続する確率は２ミリ秒以上の放電体止時間を設
けることでＯとなり、この時間は放電消滅時に残存する
プラズマが完全に電子と再結合するか放電管１を通り過
ぎ光軸から外れるまでの時間に一致する。
実施例
次に、第２図（Ａ）に本発明を採用した場合の、第２図
（Ｂ）に従来のパルス発振からＣＷ全発振切り替える方
法の一例をタイムチャートとして示した。
（Ｂ）に従来のパルス発振からＣＷ全発振切り替える方
法の一例をタイムチャートとして示した。
第２図（Ａ）および（Ｂ）において、（ａ）は電源制御
装置１０が発生するレーザ発振命令、（ｂ）はパルス発
振からＣＷ全発振の切り替えのタイミング、（ｃ）は電
源制御装置１０が発生ずるパルス波形信号、（ｄ）は上
記ｆ’ａ）、 （ｂ）および（Ｃ）の合成信号で高圧電
源４の出力を制御するレーザ発振制御命令を、横軸を時
間軸として示している。
装置１０が発生するレーザ発振命令、（ｂ）はパルス発
振からＣＷ全発振の切り替えのタイミング、（ｃ）は電
源制御装置１０が発生ずるパルス波形信号、（ｄ）は上
記ｆ’ａ）、 （ｂ）および（Ｃ）の合成信号で高圧電
源４の出力を制御するレーザ発振制御命令を、横軸を時
間軸として示している。
第２図（Ｂ）から明らかなように従来の制御方法におい
ては、パルス発振からＣＷ全発振切り替えた時にレーザ
発振ＩＩＪ１ｎ命令に休止時間を設けていない。
ては、パルス発振からＣＷ全発振切り替えた時にレーザ
発振ＩＩＪ１ｎ命令に休止時間を設けていない。
これに対し本発明では、レーザ発振器の基本的構成は従
来例と同じで、第２図（Ａ）の（ｄ）に示すように、パ
ルス発振からＣＷ全発振切り替えた直後に、レーザ発振
制御命令に放電管１内における残存プラズマの消滅時間
に相当する２ミリ秒以上の休止時間を設けたものである
。
来例と同じで、第２図（Ａ）の（ｄ）に示すように、パ
ルス発振からＣＷ全発振切り替えた直後に、レーザ発振
制御命令に放電管１内における残存プラズマの消滅時間
に相当する２ミリ秒以上の休止時間を設けたものである
。
発明の効果
以上の説明からも明らかなように、本発明を採用するこ
とで放電消滅時に放電管内に残存するプラズマに起因し
た、パルス発振からＣＷ全発振の切り替え以前の放電不
良を、パルス発振からＣＷ全発振の切り替え後にまで持
続する確率をほぼＯにまで低減でき、レーザ発振器の信
頼性が著しく向上し加工品質が安定して、その効果は大
である。
とで放電消滅時に放電管内に残存するプラズマに起因し
た、パルス発振からＣＷ全発振の切り替え以前の放電不
良を、パルス発振からＣＷ全発振の切り替え後にまで持
続する確率をほぼＯにまで低減でき、レーザ発振器の信
頼性が著しく向上し加工品質が安定して、その効果は大
である。
第１図は本発明の実施例および従来例におけるレーザ発
振器の概略構成図、第２図（Ａ） 、 （Ｂ）は本発明
の一実施例の制御方法と従来例における制御方法を比較
するタイムチャート、第３図は放電体止時間と放電不良
が持続する確率との関係を示す図である。 １・・・・・・放電管、２・・・・・・陽極、３・・・
・・・陰極、４・・・・・・高圧電源、５・・・・・・
出力ミラー ６・・・・・・終端ミラー、７・・・・・
・循環管体、８・・・・・・送風機。 代理人の氏名 弁理士小蝦治明 ほか２名＃Ｉ ２ 図 イ−−−づ−でシｒ＜菅 、−０−陽＆ ５−ａ’力之ラう ６−−−シトを結ミう ７−−−リｄＬｖ停 止−迄虱磯 一持間（川ε） 呻峰聞（ｍｓ）
振器の概略構成図、第２図（Ａ） 、 （Ｂ）は本発明
の一実施例の制御方法と従来例における制御方法を比較
するタイムチャート、第３図は放電体止時間と放電不良
が持続する確率との関係を示す図である。 １・・・・・・放電管、２・・・・・・陽極、３・・・
・・・陰極、４・・・・・・高圧電源、５・・・・・・
出力ミラー ６・・・・・・終端ミラー、７・・・・・
・循環管体、８・・・・・・送風機。 代理人の氏名 弁理士小蝦治明 ほか２名＃Ｉ ２ 図 イ−−−づ−でシｒ＜菅 、−０−陽＆ ５−ａ’力之ラう ６−−−シトを結ミう ７−−−リｄＬｖ停 止−迄虱磯 一持間（川ε） 呻峰聞（ｍｓ）
Claims (2)
- （１）各放電管ごとに陽極と陰極とからなる放電電極を
有しかつ１つまたは複数の放電管からなる放電管群と、
この放電管群の両端に配備されたレーザ共振用のミラー
と、前記放電電極の近傍で前記放電管群に接続されこの
放電管群と共にガス循環路を構成した循環管体と、前記
ガス循環路にレーザ媒質としてのガスを循環させる送風
機とからなるレーザ発振器において、パルス発振から連
続発振に切り替え直後に一定時間のレーザ発振の休止時
間を設けることを特徴とするレーザ発振器の制御方法。 - （２）レーザ発振の休止時間が２ミリ秒以上であること
を特徴とする請求項１記載のレーザ発振器の制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2255803A JPH04133380A (ja) | 1990-09-25 | 1990-09-25 | レーザ発振器の制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2255803A JPH04133380A (ja) | 1990-09-25 | 1990-09-25 | レーザ発振器の制御方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04133380A true JPH04133380A (ja) | 1992-05-07 |
Family
ID=17283853
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2255803A Pending JPH04133380A (ja) | 1990-09-25 | 1990-09-25 | レーザ発振器の制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04133380A (ja) |
-
1990
- 1990-09-25 JP JP2255803A patent/JPH04133380A/ja active Pending
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