JPH0760912B2 - レ−ザ出力制御装置 - Google Patents

レ−ザ出力制御装置

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JPH0760912B2
JPH0760912B2 JP61070257A JP7025786A JPH0760912B2 JP H0760912 B2 JPH0760912 B2 JP H0760912B2 JP 61070257 A JP61070257 A JP 61070257A JP 7025786 A JP7025786 A JP 7025786A JP H0760912 B2 JPH0760912 B2 JP H0760912B2
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JP
Japan
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detector
laser
thermocouple
integrating sphere
ambient temperature
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JP61070257A
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昭博 大谷
雅之 管原
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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
    • H01S3/0014Monitoring arrangements not otherwise provided for

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  • Electromagnetism (AREA)
  • Lasers (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明はレーザ出力を高速度で制御するレーザ出力制
御装置に関するものである。
〔従来技術〕
第4図は特開昭60−52072号公報に示された従来の炭酸
ガスレーザ装置におけるレーザ出力制御装置を示す概略
構成図である。
図において(1)は炭酸ガスを含むレーザ媒質ガスを満
たした容器、(2A)、(2B)は容器(1)内に設けられ
た一対の電極、(3)は電極(2A)、(2B)に高電圧を
印加するための電源、(4)は電極(2A)、(2B)に高
電圧を印加することによって生成する放電、(5)はレ
ーザ光のほとんどを反射するが約1%程度は透過する性
質を有する全反射鏡、(6)は部分透過鏡である。
(7)は部分透過鏡(6)から外部に出力するレーザ
光、(8)は全反射鏡(5)から出力する検出レーザ光
であり、検出レーザ光(8)の強度はレーザ光(7)の
強度に比例する。(9)は内面を完全に拡散面とした積
分球、(10)は検出レーザ光(8)を積分球(9)内に
入射させる入力ポート、(11)は積分球(9)内で拡散
されたレーザ光を出力する出力ポート、(12)は出力ボ
ート(11)に設置した例えばサーモパイルからなる微小
レーザ検出器、(13)は不図示の出力設定器から出力す
る出力指令値、(14)は比較器、(15)は増幅器であ
る。
従来の炭酸ガスレーザ装置におけるレーザ出力制御装置
は上記のように構成され、一対の電極(2A)、(2B)に
電源(3)より高電圧を印加し放電(4)を生成してレ
ーザ媒質ガスを励起し、波長10.6μmのレーザ光を放出
する。この放出されたレーザ光が平行に設けられた全反
射鏡(5)と部分透過鏡(6)間で反射を繰返すことに
よりレーザ発振を起こし、部分透過鏡(6)よりレーザ
光(7)を外部に出力する。一方、全反射鏡(5)から
は部分透過鏡(6)から出力するレーザ光(7)の強度
に比例した約10〜50W程度の検出レーザ光(8)が出力
し、積分球(9)の入力ボート(10)から積分球(9)
内部に入射する。積分球(9)に入射した検出レーザ光
(8)は積分球(9)内面で多数の反射を繰り返し均一
に拡散、減光して、出力ボート(11)に設置した微小レ
ーザ検出器(12)に入射する。積分球(9)の微小レー
ザ検出器(12)に対する減衰率は積分球(9)の直径を
約100mmとし、微小レーザ検出器(12)の受光面の径を
約1mmとすると約1/10000であり、例えば積分球(9)に
約50Wの検出レーザ光(8)の入力があると微小レーザ
検出器(12)の入力は約5mWとなる。微小レーザ検出器
(12)に入力したレーザ光は電気信号に変換され、この
電気信号と所定のレーザ光の出力指令値(13)とを比較
器(14)で比較して、その偏差信号を増幅器(15)によ
り増幅して電源(3)の出力電圧又は出力電流を制御す
ることによりレーザ媒質ガスの励起強度を制御して、レ
ーザ光(7)の強度をほぼ一定に保持する。
〔発明が解決しようとする問題点〕
しかるに微小レーザ検出器(12)はサーモパイル等で構
成されているため周囲温度が変化すると感度が変わり、
このため夏と冬などのように気温が大きく変化するとレ
ーザ出力制御が正確に行なわれないという問題点があっ
た。
この発明は上記した問題点を改善する目的でなされたも
ので、積分球と微小レーザ検出器とを有するレーザ出力
制御装置において、微小レーザ検出器に温度補償機能を
有することにより微小レーザ検出器の出力特性の温度変
化による変動を防止したものである。
この発明に係わるレーザ出力制御装置は、入射したレー
ザ光を拡散する積分球と、この積分球で拡散されたレー
ザ光を検出する微小レーザ検出器とを有するレーザ出力
制御装置において、上記微小レーザ検出器と実質的に同
一の特性の周囲温度検出器を備え、この周囲温度検出器
を、周囲温度を検出する位置に配置し、且つ上記微小レ
ーザ検出器と周囲温度検出器とを、これらの検出器の相
互作用により温度補償機能を有するように接続したもの
である。
またこの発明に係わるレーザ出力制御装置は、入射した
レーザ光を拡散する積分球と、上記積分球で拡散された
レーザ光を検出する検出器本体とこの検出器本体に配置
される第1の熱電対と実質的に同一の特性を有する第2
の熱電対と上記検出器本体と上記第2の熱電対とを保持
する検出器本体保持用ケースとから成る微小レーザ検出
器と、この微小レーザ検出器を上記検出器本体が上記積
分球の出力ポートに位置するように保持する微小レーザ
検出器保持用ケースとを有するレーザ出力制御装置にお
いて、上記微小レーザ検出器内の上記第2の熱電対が周
囲温度を検出できる位置に配置されるとともに、上記第
1の熱電対と上記第2の熱電対とをこれらの熱電対の相
互作用により温度補償機能を有するように直列接続した
ものである。
〔作用〕
この発明においては、微小レーザ検出器が周囲温度変化
の影響を受けず、微小レーザ検出器の出力の変動がなく
なり、レーザ出力の制御を正確に行なうことができる。
〔発明の実施例〕
第1図はこの発明の一実施例を示す概略構成図であり、
図において、(1)、(2A)、(2B)及び(4)〜(1
1)は従来のものと同様のものである。(12)は積分球
(9)で拡散されたレーザ光を検出する検出器本体であ
る第1の熱電対(101a)及びこの第1の熱電対(101a)
を保持する検出器本体保持用ケース(104)を有する微
小レーザ検出器、(18)はアルミニューム又は銅からな
る微小レーザ検出器保持用ケースである。この微小レー
ザ検出器保持用ケース(18)は微小レーザ検出器(12)
の側面を密着して収納し、微小レーザ検出器(12)の受
光面に開口部(18a)を設け、この開口部(18a)が積分
球(9)の出力ポート(11)に位置するように設置す
る。(101b)は第1の熱電対(101a)と同一の温度特性
を持つ第2の熱電対で、微小レーザ検出器保持用ケース
(18)の周囲に埋設されている。またこの第2の熱電対
(101b)は、第1の熱電対(101a)と協同して微小レー
ザ検出器(12)の温度補償が行えるよう(逆特性となる
ように)、第1の熱電対(101a)と直列接続されてい
る。また(21)は第1の熱電対(101a)及び第2の熱電
対(101b)の出力線である。
レーザ出力検出に用いられるサーモパイルは、熱電対を
多数直列に接続し、高温部(測定部)を一箇所に集めて
並べたもので周知のものであるが(「レーザ実用技術」
131頁参照)。第3図は、本願の発明におけるサーモパ
イル周辺の接続部を図示したものである。
図中、ハッチングを施した4個の扇型の部分はサーモパ
イルの高温部(測定部)を、記号21と22は異種金属を示
し両者が一対となって一つの熱電対を構成している。図
中の記号H部(4箇所)はこの熱電対の高温部(測定
部)接点(以下「温接点」という。)を、また記号C部
は低温部(周囲温度測定部)の接点(以下「冷接点」と
いう。)を示している。
サーモパイルを通常の使用方法で用いた場合は、温接点
の数に比べ、冷接点の数が1少ないため、レーザビーム
が照射されない場合でも熱起電力が発生するが、この発
明においては冷接点の数を温接点と同じくすることによ
り、温度補償が出来るように構成している。
第3図(a)は第2図に対応しており、サーモパイル内
に冷接点B(第2図の101bに相当)を追加した場合であ
る。また第3図(b)は第1図に対応しており、サーモ
パイルの外に冷接点D(第1図の101bに相当)を設けた
場合である。
上記のように構成したレーザ出力制御回路においては、
周囲温度が変化してホルダー温度が変化しても、熱電対
(101a)と(101b)が温度補償を行うので該検出器(1
2)の出力特性は一定に維持することができ、微小レー
ザ検出器(12)の安定した出力信号によりレーザ光
(7)の出力を正確に制御することができる。
第2図はこの発明の他の実施例を示したもので、微小検
出器(12)のみを拡大したものである。図において(10
4)は微小検出器のケース、(101b)は該ケース(104)
に熱的に接触するように取付けられた微小レーザ検出用
熱電対(101a)と同一特性の熱電対である。
このように、微小レーザ検出素子内に温度補償の為の熱
電対があってもよい。
なお上記説明では微小レーザ検出器としてサーモパイル
を検出素子とした場合について述べたが、炭酸ガスレー
ザでは金・ゲルマニュウム素子、水銀・カドミウム・テ
ルライド素子、焦電効果素子、YAGレーザではシリコン
フォトセンサ等にも利用できることはいうまでもない。
以上のこのようにこの発明によれば、入射したレーザ光
を拡散する積分球と、この積分球で拡散されたレーザ光
を検出する微小レーザ検出器とを有するレーザ出力制御
装置において、上記微小レーザ検出器と実質的に同一の
特性の周囲温度検出器を備え、この周囲温度検出器を、
周囲温度を検出する位置に配置し、且つ上記微小レーザ
検出器と周囲温度検出器とを、これらの検出器の相互作
用により温度補償機能を有するように接続したのでヒー
タや冷却器を不要にして微小レーザ検出器の温度補償を
行なうことが出来るようになり、ひいては簡単かつ安価
な構成でもって微小レーザ検出器の温度補償を行なうこ
とができるようになる。
またこの発明によれば、入射したレーザ光を拡散する積
分球と、上記積分球で拡散されたレーザ光を検出する検
出器本体とこの検出器本体に配置される第1の熱電対と
実質的に同一の特性を有する第2の熱電対と上記検出器
本体と上記第2の熱電対とを保持する検出器本体保持用
ケースとから成る微小レーザ検出器と、この微小レーザ
検出器を上記検出器本体が上記積分球の出力ポートに位
置するように保持する微小レーザ検出器保持用ケースと
を有するレーザ出力制御装置において、上記微小レーザ
検出器内の上記第2の熱電対が周囲温度を検出できる位
置に配置されるとともに、上記第1の熱電対と上記第2
の熱電対とをこれらの熱電対の相互作用により温度補償
機能を有するように直列接続したので、ヒータや冷却器
を不要にして微小レーザ検出器の温度補償を行なうこと
が出来るようになり、ひいては簡単かつ安価な構成でも
って微小レーザ検出器の温度補償を行なうことができる
ようになる。また第2の熱電対が検出器本体保持用ケー
スに保持されているので、微小レーザ検出器とともに取
り扱うことができるようになるため、第2の熱電対の取
扱が容易になるとともに、第1の熱電対との接続線の断
線が生じ難くなり、更に第2の熱電対を微小レーザ検出
器保持用ケースに埋設する必要が無くなるので、装置の
組付けが容易になるという効果が有る。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の実施例を示す概略構成図、第2図は
この発明の他の実施例を示す概略構成図、第3図は従来
のレーザ出力制御装置を示す概略構成図である。 図において、(1)は容器、(2A)、(2B)は電極、
(3)は電源、(5)は全反射鏡、(6)は部分反射
鏡、(9)は積分球、(12)は微小レーザ検出器、(1
4)は比較器、(15)は増幅器、(18)は微小レーザ検
出器保持用ケース、(101a)は第1の熱電対、(101b)
は第2の熱電対、(104)は検出器本体保持用ケースで
ある。 なお、図中、同一符号は同一または相当部分を示す。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】入射したレーザ光を拡散する積分球と、こ
    の積分球で拡散されたレーザ光を検出する微小レーザ検
    出器とを有するレーザ出力制御装置において、上記微小
    レーザ検出器と実質的に同一の特性の周囲温度検出器を
    備え、この周囲温度検出器を、周囲温度を検出する位置
    に配置し、且つ上記微小レーザ検出器と周囲温度検出器
    とを、これらの検出器の相互作用により温度補償機能を
    有するように接続したことを特徴とするレーザ出力制御
    装置。
  2. 【請求項2】入射したレーザ光を拡散する積分球と、上
    記積分球で拡散されたレーザ光を検出する検出器本体と
    この検出器本体に配置される第1の熱電対と実質的に同
    一の特性を有する第2の熱電対と上記検出器本体と上記
    第2の熱電対とを保持する検出器本体保持用ケースとか
    ら成る微小レーザ検出器と、この微小レーザ検出器を上
    記検出器本体が上記積分球の出力ポートに位置するよう
    に保持する微小レーザ検出器保持用ケースとを有するレ
    ーザ出力制御装置において、上記微小レーザ検出器内の
    上記第2の熱電対が周囲温度を検出できる位置に配置さ
    れるとともに、上記第1の熱電対と上記第2の熱電対と
    をこれらの熱電対の相互作用により温度補償機能を有す
    るように直列接続したことを特徴とするレーザ出力制御
    装置。
JP61070257A 1986-03-28 1986-03-28 レ−ザ出力制御装置 Expired - Lifetime JPH0760912B2 (ja)

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JPS62226684A JPS62226684A (ja) 1987-10-05
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JPH0797682B2 (ja) * 1987-06-12 1995-10-18 松下電器産業株式会社 レ−ザ発振装置
JP2820180B2 (ja) * 1992-07-16 1998-11-05 三菱電機株式会社 導波路型レーザ発振器
WO2019163069A1 (ja) * 2018-02-22 2019-08-29 三菱電機株式会社 レーザ発振装置

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