JPH0636455B2 - レ−ザ発振器のパルス発生装置 - Google Patents

レ−ザ発振器のパルス発生装置

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JPH0636455B2
JPH0636455B2 JP62177223A JP17722387A JPH0636455B2 JP H0636455 B2 JPH0636455 B2 JP H0636455B2 JP 62177223 A JP62177223 A JP 62177223A JP 17722387 A JP17722387 A JP 17722387A JP H0636455 B2 JPH0636455 B2 JP H0636455B2
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pulse
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憲明 佐々木
健二 熊本
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Mitsubishi Electric Corp
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Mitsubishi Electric Corp
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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
    • H01S3/097Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping by gas discharge of a gas laser
    • H01S3/0971Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping by gas discharge of a gas laser transversely excited

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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、放電励起方式のレーザ発振器におけるパルス
発生装置に関するものである。
[従来の技術] 第5図は従来のレーザ発振器のパルス発生装置の制御ブ
ロツク図、第6図(a)および(b)はパルス設定値と
放電電圧のタイミングチヤートである。図において、
1,1aは放電空間を流動するレーザ媒質に誘導放電を
励起させるための電極、2,2aは共振器を構成する全
反射鏡と半透過鏡、3はパルスON時間設定器、4はパ
ルスOFF時間設定器、5はパルスピーク値設定器、6
は制御回路、7は放電励起回路、8はパルス設定値、9
は連続発振定格値電圧、10は放電電圧である。
次に動作について説明する。
パルスON時間設定器3、パルスOFF時間設定器4お
よびパルスピーク値設定器5により、電極1,1a間に
印加すべきパルス周波数とデユーテイ比およびパルスピ
ーク値を設定する。そして、設定されたパルスピーク値
が第6図(a)に示す連続発振定格値電圧9よりも小さ
ければ、制御回路6、放電励起回路7によりその設定値
に応じた放電電圧10を電極1,1a間に発生させて全
反射鏡2と半透過鏡2aの間でレーザビームを共振させ
その一部11を半透過鏡2aを通じて外部に発振させ
る。また、上記と同様の条件で、パルスピーク値のみを
連続発振定格値電圧9よりも大きくしたときは、電極
1,1a間の放電空間におけるレーザガス温度が上昇
し、発振効率が悪くなるという性質があるので、このと
きはパルスOFF時間TOFFが長くなるようにパルス
OFF時間設定器4によりパルスOFF時間を設定し冷
却時間を長くしている。なお、パルスピーク設定値を連
続発振定格値電圧より大きく設定する理由は、切断加工
性能の向上のためであり、パルスピーク値が高いほど
被加工物への熱影響が少なく、溶け落ちの無いシャープ
なエッジ加工ができること、切断開始時のスタート穴
をあけるためのピアシング時間がパルスピーク値が高い
ほど短くでき、加工時間を短縮できることによるもので
ある。
[発明が解決しようとする問題点] 従来のレーザ発振器のパルス発生装置は、以上のように
構成されているので、パルスピーク値を連続発振定格値
電圧を越えて設定したときは、パルスOFF時間も長く
し冷却時間を長くするのであるが、特にパルスON時間
が長いときは放電空間のレーザガス温度が上昇し、レー
ザビームが発振しないのに電極に電圧を印加することに
なり、そのためレーザ発振効率は低下し、電極にも負担
をかけ電極の寿命を短くするなどの問題点があつた。
本発明は、上記の問題点を解消するためになされたもの
で、パルスピーク値を連続発振定格値電圧を越えて設定
した場合、放電空間のレーザガス温度の上昇を抑えてレ
ーザ発振効率を向上させるようにしたレーザ発振器のパ
ルス発生装置を得ることを目的とする。
[問題点を解決するための手段] 本発明に係るレーザ発振器のパルス発生装置は、電極に
所定のパルス電圧を印加して放電空間におけるレーザガ
スを励起させレーザビームを発振させるようにしたレー
ザ発振器のパルス発生装置において、 パルスピーク値設定器と、パルスピーク閾値設定器と、
パルスピーク値とパルスピーク閾値を比較する比較器
と、レーザ発振中に前記パルスピーク値設定器により設
定されたパルスピーク値が前記パルスピーク閾値設定器
により設定されたパルスピーク閾値を越えたとき、前記
比較器の出力により放電エネルギを均一にするように階
段波パルスまたはパルス幅の短いパルスを生成するパル
ス生成器とを備えたものである。
[作 用] 本発明のレーザ発振器のパルス発生装置では、レーザ発
振中にパルスピーク値がある一定値を越えると、パルス
生成器が比較器の出力により放電エネルギを均一にする
ように放電電圧のパルス波形を階段波パルスまたはパル
ス幅の短いパルスに生成して該階段波パルスまたはパル
ス幅の短いパルスを電極に印加するため、放電空間にお
けるレーザガス温度の上昇を抑え、電極の寿命を延ばす
ことになる。
[実施例] 以下、本発明の実施例を図により説明する。
まず、第1の実施例は、レーザ発振中にパルスピーク値
が所定の一定値を越えたときにそのパルスピーク値を制
御することにより放電電圧のパルス波形を制御するもの
であり、これを第1図の制御ブロツク図により示す。ま
た、第2図は第1図に示す主要要素の信号のタイミング
チヤートである。
第1図において、1,1aは電極、5はパルスピーク値
設定器、7は放電励起回路である。12はパルスピーク
閾値設定器、13はパルス周波数とデユーテイ比設定回
路、14はパルスピーク値とパルスピーク閾値を比較す
る比較器、15は階段波パルスピーク幅設定器、16は
タイミング回路、17はパルス生成器、18は階段波後
部ピーク設定器、19は階段波パルス生成器である。
次に、上記実施例の動作を説明する。
パルスピーク値設定器5によりパルスピーク値を設定
し、パルス周波数とデユーテイ比はパルス周波数とデユ
ーテイ比設定回路13により設定する。これらの制御回
路は、上記パルス設定値がパルスピーク閾値設定器12
の設定値よりも小さい場合は、該パルス設定値の指令を
タイミング回路16を介してパルス生成器17に与える
レーザ発振回路となる。そして、レーザ発振中に、該パ
ルス設定値のパルスピーク値が連続発振定格値付近に設
定したパルスピーク閾値設定器12の設定値よりも大き
くなつたときは、比較器14が動作し、階段波後部ピー
ク設定器18およびタイミング回路16に信号が入力さ
れ、ここでそのパルス幅が階段波パルスピーク幅設定器
15のパルスピーク幅よりも大きいときは、前部が階段
波パルスピーク幅と設定ピーク値を持ち、後部の元の残
りのパルス幅は階段波後部ピーク設定器18により設定
された値のピークを持つ階段波パルスが出力され、放電
励起回路7により電極に階段波パルス状の電圧が印加さ
れる。
すなわち、第2図を参照して説明すると、パルス設定値
8の波形が連続発振定格値9の電圧V1になる値に対応
する電圧のときは、そのまま、この波形に対応する放電
電圧が電極に印加されるが、パルス設定値8の波形がV
1以上のときはV1を越えた設定値になる瞬間に比較器
出力20の波形がローレベルからハイレベルに変わり、
これがタイミング回路16に入力され、あらかじめ階段
波パルスピーク幅設定器15により設定された階段波パ
ルスピーク幅21の波形により階段波前部のパルスピー
ク幅が決まり、残りの部分はタイミング回路16により
階段波後部22の波形によりパルス幅が決まる。そし
て、後部のピーク値は階段波後部ピーク設定器18によ
り設定された値となり、結局、階段波パルス23の波形
が電極に印加され、放電エネルギを均一化ならしめる。
また、パルス設定値8の波形が階段波パルスピーク幅2
1の波形よりも短いパルス幅であれば、そのままのパル
ス幅の電圧が電極に印加される。
次に、本発明の第2実施例としてパルス幅を制御する方
式を第3図の制御ブロツク図により示す。また、第4図
は第3図に示す主要要素の信号のタイミングチヤートで
ある。
第4図において、第1図と同一符号は同一であるので説
明は省略する。図中、25はパルス幅設定器、26は判
断回路で、パルスピーク値がパルスピーク閾値を越えた
こと、パルス幅とパルス幅設定値の大きさを判断するこ
と、およびパルス幅が設定値よりも大きいときに設定値
を出力する動作を行うものである。
次に、上記実施例の動作を説明する。
パルスピーク値設定器5によりパルスピーク値を設定
し、パルス周波数とデユーテイ比はパルス周波数とデユ
ーテイ比設定回路13により設定する。制御回路6は、
上記パルス設定値がパルスピーク閾値設定器12の設定
値よりも小さい場合は、該パルス設定値の指令を判断回
路26を介してパルス生成器17に与えるレーザ発振回
路となる。そして、レーザ発振中に、制御回路6のパル
ス設定値のパルスピーク値が連続発振定格値付近に設定
したパルスピーク閾値設定器12の設定値よりも大きく
なつたときは、比較器14が動作し、判断回路26に信
号が入力され、パルス幅がパルス幅設定器25のパルス
幅よりも大きいときは、パルス幅設定器25の設定値の
パルス幅で出力され、パルス生成器17に指令を与え、
制御回路6と放電励起回路7により電極にパルス幅の短
い電圧が印加される。
すなわち、第4図を参照して説明すると、パルス設定値
8の波形が連続発振定格値9の電圧V1なる値に対応す
る電圧のときは、そのまま、この波形に対応する放電電
圧が電極に印加されるが、パルス設定値8の波形がV1
以上のときはV1を越えた設定値になる瞬間に比較器出
力27の波形がローレベルからハイレベルに変わり、こ
れが判断回路26に入力され、あらかじめパルス幅設定
器25により設定されたパルス幅設定出力28,29の
波形のパルス幅で判断回路出力30の波形が出力され、
放電励起回路7では放電電圧31の斜線部で示すような
短い波形のパルス幅の電圧が電極に印加される。これに
より放電エネルギが均一化される。また、パルス設定値
8の波形がパルス幅設定器25のパルス幅よりも短い波
形のパルス幅であれば、そのままのパルス幅の電圧が電
極に印加される。
なお、以上の実施例では、レーザ発振器のパルス発生装
置において、パルスON時間による放電空間の温度が上
昇しレーザ発振効率の低下防止について説明したが、同
時にこれは電極の寿命を延ばす、あるいは急激に大きな
平均パワーを加えない電極保護機構としても用いること
ができるものである。また、以上の実施例では、アナロ
グ制御回路で説明したが、デイジタル制御回路であつて
もよく同様の効果を奏する。
[発明の効果] 以上のように本発明によれば、レーザ発振中にパルスピ
ーク値設定器により設定されたパルスピーク値がパルス
ピーク閾値設定器により設定されたパルスピーク閾値
(連続発振定格値)を越えると、パルス生成器が比較器
の出力により放電エネルギを均一にするように階段波パ
ルスまたはパルス幅の短いパルスを生成し、該パルスを
電極に印加するので、放電空間におけるレーザガスの温
度上昇を抑え、レーザ発振効率が向上し、もつて電極の
寿命を延ばすことができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施例の制御ブロツク図、第2図は第
1図に示す主要要素の信号のタイミングチヤート、第3
図は他の実施例の制御ブロツク図、第4図は第3図に示
す主要要素の信号のタイミングチヤート、第5図は従来
例の制御ブロツク図、第6図(a)および(b)はパル
ス設定値と放電電圧のタイミングチヤートである。 1,1a……電極 5……パルスピーク値設定器 6……制御回路 7……放電励起回路 12……パルスピーク閾値設定器 13……パルス周波数とデユーテイ比設定回路 14……比較器 15……階段波パルスピーク幅設定器 16……タイミング回路 17……パルス生成器 18……階段波後部ピーク設定器 19……階段波パルス生成器 25……パルス幅設定器 26……判断回路 なお、図中、同一符号は同一又は相当部分を示す。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】電極に所定のパルス電圧を印加して放電空
    間におけるレーザガスを励起させレーザビームを発振さ
    せるようにしたレーザ発振器のパルス発生装置におい
    て、 パルスピーク値設定器と、 パルスピーク閾値設定器と、 パルスピーク値とパルスピーク閾値を比較する比較器
    と、 レーザ発振中に前記パルスピーク値設定器により設定さ
    れたパルスピーク値が前記パルスピーク閾値設定器によ
    り設定されたパルスピーク閾値を越えたとき、前記比較
    器の出力により放電エネルギを均一にするように段階波
    パルスまたはパルス幅の短いパルスを生成するパルス生
    成器とを備えたことを特徴とするレーザ発振器のパルス
    発生装置。
JP62177223A 1987-07-17 1987-07-17 レ−ザ発振器のパルス発生装置 Expired - Lifetime JPH0636455B2 (ja)

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JPH06101602B2 (ja) * 1984-06-29 1994-12-12 アマダ エンジニアリング アンド サ−ビス カンパニ− インコ−ポレ−テツド レーザ発振器

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