JP2002252403A - Laser oscillator and its laser pulse control method - Google Patents
Laser oscillator and its laser pulse control methodInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、レーザ発振器から
放出されるレーザ出力パルスを制御するレーザ発振器お
よびレーザパルスを制御する方法に関するものである。
具体的には、Qスイッチを使用して発振動作を行う固体
レーザ装置で、レーザパルスを安定して出力させるパル
ス制御方法に関する。The present invention relates to a laser oscillator for controlling a laser output pulse emitted from a laser oscillator and a method for controlling a laser pulse.
More specifically, the present invention relates to a pulse control method for stably outputting a laser pulse in a solid-state laser device that performs an oscillation operation using a Q switch.
【0002】[0002]
【従来の技術】レーザ装置はマーキングやトリミング、
切断、溶接等の加工用途で利用されている。YAGレー
ザ等の個体レーザは、Qスイッチを用いることで、連続
発振を尖頭出力値(ピーク値)の高い高速繰り返しパル
ス発振に変えることができる。YAGレーザには、一般
に超音波によるブラッグ回折を利用する音響光学Qスイ
ッチが使用されている。レーザマーキングなどレーザに
よって加工動作を行うためのレーザ発振器では、共振器
の内部ロスを制御するためQスイッチを使用したレーザ
のON/OFFが行われている。2. Description of the Related Art Laser devices are used for marking, trimming,
It is used for processing applications such as cutting and welding. A solid-state laser such as a YAG laser can change continuous oscillation to high-speed repetitive pulse oscillation having a high peak output value (peak value) by using a Q switch. In general, an acousto-optic Q switch utilizing Bragg diffraction by ultrasonic waves is used in a YAG laser. 2. Description of the Related Art In a laser oscillator for performing a processing operation by a laser such as a laser marking, the laser is turned on / off using a Q switch to control an internal loss of a resonator.
【0003】図1にレーザ発振器の概略図を示す。この
図に示すレーザ発振器は、固体レーザ媒質1と、固体レ
ーザ媒質1を励起するための励起用光源2と、固体レー
ザ媒質1の一方に配置されるQスイッチ3と、全反射ミ
ラー4と、他方に配設される出力ミラー5を備えてい
る。Qスイッチ3は固体レーザ媒質1から出射されるレ
ーザの光軸上に位置するよう一方の端面に面して配設さ
れている。また全反射ミラー4と出力ミラー5は、この
間で光を繰り返し反射できるように固体レーザ媒質1を
介して対向するよう配設され、光を増幅する共振器を構
成する。さらに、固体レーザ媒質1から射出された光を
遮断できるように、光軸を遮ることのできる位置に機械
式シャッタ6が必要に応じて配置される。さらに必要に
応じてスキャナ部により出力ミラー5を通過するレーザ
光を対象物の表面に走査させて、所望の処理を行う。FIG. 1 is a schematic diagram of a laser oscillator. The laser oscillator shown in FIG. 1 includes a solid-state laser medium 1, an excitation light source 2 for exciting the solid-state laser medium 1, a Q switch 3 disposed on one of the solid-state laser medium 1, a total reflection mirror 4, An output mirror 5 is provided on the other side. The Q switch 3 is arranged facing one end face so as to be located on the optical axis of the laser beam emitted from the solid-state laser medium 1. The total reflection mirror 4 and the output mirror 5 are disposed so as to face each other via the solid-state laser medium 1 so as to be able to repeatedly reflect light therebetween, and constitute a resonator for amplifying light. Further, a mechanical shutter 6 is disposed as necessary at a position where the optical axis can be blocked so that light emitted from the solid-state laser medium 1 can be blocked. Further, if necessary, the scanner unit scans the surface of the object with laser light passing through the output mirror 5 to perform desired processing.
【0004】固体レーザ媒質1とQスイッチ3とを結ぶ
延長線上には、一部透過性の出力ミラー5が配設されて
おり、Qスイッチ3に高周波信号電力が印加されてレー
ザ発振が停止している状態をQスイッチ3のONとする
と、Qスイッチ3がONの時に光励起により固体レーザ
媒質1を励起してエネルギーを蓄え、Qスイッチ3がO
FFの時に出力ミラー5と全反射ミラー4との間で瞬間
にレーザ発振が起こり、出力ミラー5から一部レーザ光
が出力されるようになされている。出力ミラー5のレー
ザ光の出力側には、加工位置を制御するためのスキャナ
部を配設させることができる。An output mirror 5 partially permeable is provided on an extension line connecting the solid-state laser medium 1 and the Q switch 3, and a high frequency signal power is applied to the Q switch 3 to stop laser oscillation. When the Q switch 3 is turned on when the switch is turned on, the solid state laser medium 1 is excited by optical excitation when the Q switch 3 is on to store energy, and the Q switch 3 is turned on.
At the time of FF, laser oscillation occurs instantaneously between the output mirror 5 and the total reflection mirror 4, and a part of the laser light is output from the output mirror 5. On the output side of the laser beam of the output mirror 5, a scanner unit for controlling a processing position can be provided.
【0005】図14はガルバノスキャナ光学系の一例を
示しており、(a)はスキャナ部の側面図、(b)は平
面図を示す。スキャナ部の内部には、出力ミラー5から
のレーザ光を下方に指向させるとともに、X−Y方向に
走査させるための2枚の可動ミラーであるXミラー15
X、Yミラー15Yが内蔵される。また、スキャナ部の
出射部分には、集光レンズであるFθレンズ17が取付
けられており、このレンズの焦点位置に対象物(図示せ
ず)が配置される。図14(b)に示す座標X、Yは加
工平面の座標軸を示している。この図に示すスキャナ部
は、レーザビームのビーム径を拡大するビームエキスパ
ンダ14と、ガルバノスキャナミラー15を構成するX
ミラー15X、Yミラー15Yと、これらのガルバノス
キャナミラー15をそれぞれ駆動制御するXスキャナ1
6X、Yスキャナ16Yと、集光レンズであるFθレン
ズ17を有する。ガルバノスキャナミラー15は、透明
な基材に誘電体多層膜で形成されたものが使用される。FIGS. 14A and 14B show an example of a galvano scanner optical system. FIG. 14A is a side view of a scanner section, and FIG. 14B is a plan view. An X mirror 15 which is two movable mirrors for directing the laser beam from the output mirror 5 downward and scanning in the XY directions is provided inside the scanner unit.
An X and Y mirror 15Y is built in. An Fθ lens 17 as a condenser lens is attached to an emission portion of the scanner unit, and an object (not shown) is disposed at a focal position of the lens. Coordinates X and Y shown in FIG. 14B indicate coordinate axes of the processing plane. The scanner section shown in FIG. 1 includes a beam expander 14 for enlarging the beam diameter of a laser beam, and an X
A mirror 15X, a Y mirror 15Y, and an X scanner 1 for driving and controlling each of these galvano-scanner mirrors 15
It has a 6X, Y scanner 16Y and an Fθ lens 17 as a condenser lens. As the galvano-scanner mirror 15, a mirror made of a transparent base material and a dielectric multilayer film is used.
【0006】レーザ発振器から発振されたレーザ光は矢
印に示すようにビームエキスパンダ14に入射されて、
所望の倍率に拡大される。拡大されたレーザ光は、Xス
キャナ16X、Yスキャナ16Yにより角度制御された
Xミラー15X、Yミラー15YによりX方向、Y方向
の加工位置が制御される。レーザ光のON/OFFとX
スキャナ16X、Yスキャナ16Yによる位置制御によ
り、所望のレーザ加工やマーキングが行える。A laser beam oscillated from a laser oscillator is incident on a beam expander 14 as shown by an arrow,
It is enlarged to a desired magnification. The processing position in the X direction and the Y direction of the expanded laser light is controlled by an X mirror 15X and a Y mirror 15Y whose angles are controlled by an X scanner 16X and a Y scanner 16Y. ON / OFF of laser light and X
Desired laser processing and marking can be performed by position control by the scanner 16X and the Y scanner 16Y.
【0007】Qスイッチの一例を図2に示す。Qスイッ
チ3には、音響光学Qスイッチとして合成石英ガラス7
に圧電体素子8を貼り付けたものがよく用いられてい
る。この図に示す音響光学Qスイッチ3は、圧電体トラ
ンスデューサに高周波電源9を接続し、数十MHzの高
周波である高周波(Radio Frequency、以下「RF」と
呼ぶ)信号電力を印加することにより、石英内部に弾性
波を発生させることができる。印加するRF信号電力の
周波数としては、20MHz、24MHzが主に使用さ
れている。圧電体素子8にRF信号電力を印加しない状
態では、図2(a)に示すように共振器内部のレーザ光
はQスイッチ3を透過する。一方、図2(b)に示すよ
うに圧電体にRF信号電力を印加して石英内部に弾性波
を発生させると、弾性波の疎密によって屈折率の差が生
じ、回折格子が形成される。この回折格子で光を回折さ
せることによって共振器にロスを生じさせることがで
き、レーザ出力を制御できる。FIG. 2 shows an example of the Q switch. The Q switch 3 has a synthetic quartz glass 7 as an acousto-optic Q switch.
A piezoelectric element 8 is often used. The acousto-optic Q switch 3 shown in FIG. 1 is connected to a piezoelectric transducer with a high-frequency power supply 9 and applies high-frequency (Radio Frequency, hereinafter referred to as “RF”) signal power, which is a high frequency of several tens of MHz, to produce quartz. An elastic wave can be generated inside. As the frequency of the applied RF signal power, 20 MHz and 24 MHz are mainly used. When no RF signal power is applied to the piezoelectric element 8, the laser light inside the resonator passes through the Q switch 3 as shown in FIG. On the other hand, as shown in FIG. 2B, when an RF signal power is applied to the piezoelectric body to generate an elastic wave inside the quartz, a difference in refractive index occurs due to the density of the elastic wave, and a diffraction grating is formed. By diffracting the light with this diffraction grating, a loss can be generated in the resonator, and the laser output can be controlled.
【0008】たとえば24MHz、50Wの高周波電気
信号が圧電体素子8に与えられると、ピエゾ効果によっ
て高周波電気信号が超音波に変換される。その超音波が
石英ガラス7内を伝播して、光弾性効果により石英ガラ
ス7内に周期的な屈折率分布が生じる。ここに適当な角
度で光を入射させると、ブラッグ角で入射した光が図2
(b)のように回折されるという音響光学効果が生じ
る。When a high-frequency electric signal of, for example, 24 MHz and 50 W is applied to the piezoelectric element 8, the high-frequency electric signal is converted into an ultrasonic wave by the piezo effect. The ultrasonic wave propagates in the quartz glass 7 and a periodic refractive index distribution is generated in the quartz glass 7 by a photoelastic effect. When light is incident at an appropriate angle, the light incident at the Bragg angle is
An acousto-optic effect of being diffracted as shown in FIG.
【0009】つまり、RF信号電力を印加して圧電体を
振動させることで弾性波を発生させてQスイッチ3を通
過するレーザ光を遮るので、結果として共振器でロスを
生じさせることができる。RF信号電力が大きくなるに
従って、共振器のロスを大きくすることができレーザ出
力を抑制できるので、RF信号電力の調整によりレーザ
出力を制御することが可能になる。さらに共振器ロスを
大きくすると、レーザ発振が抑制されて遂には出力が停
止される。ここでレーザ出力を停止することができる最
小のRF信号を、RF信号電力閾値とする。That is, by applying an RF signal power to vibrate the piezoelectric body to generate an elastic wave and block the laser beam passing through the Q switch 3, a loss can be generated in the resonator as a result. As the RF signal power increases, the loss of the resonator can be increased and the laser output can be suppressed, so that the laser output can be controlled by adjusting the RF signal power. If the resonator loss is further increased, laser oscillation is suppressed, and finally the output is stopped. Here, the minimum RF signal at which laser output can be stopped is defined as an RF signal power threshold.
【0010】図3にRF信号とレーザ出力パルスの波形
の関係を示す。図3(a)はRF信号の概略波形であ
り、この振幅でQスイッチ3がONになる。実際のRF
信号の波形は正弦波状であるが、図では簡単のため左側
の一部を除き箱形で擬似的に示している。RF信号の振
幅が0のとき、すなわちQスイッチ3がOFFのときレ
ーザ出力はONとなり、図3(b)で示すようなパルス
が生じる。FIG. 3 shows the relationship between the RF signal and the waveform of the laser output pulse. FIG. 3A is a schematic waveform of the RF signal, and the Q switch 3 is turned ON at this amplitude. Actual RF
Although the waveform of the signal is a sine wave shape, for simplicity in the figure, a box-like shape is shown except for a part on the left side. When the amplitude of the RF signal is 0, that is, when the Q switch 3 is off, the laser output is turned on, and a pulse as shown in FIG.
【0011】この図に示すように、Qスイッチ3でレー
ザ発振のON/OFFを繰り返すことより、レーザ出力
をパルス状にすることができる。RF信号電力をQスイ
ッチ3に印加し、レーザ発振を停止できるほどの共振器
ロスを生じさせた状態では、Qスイッチ3がONでレー
ザがOFFとなる。一方Qスイッチ3に印加したRF信
号電力が低い、もしくは0Wとした状態では、Qスイッ
チ3がOFFでレーザがONとなる。この状態を繰り返
すことで、レーザ発振をON/OFF制御することがで
きる。つまり、レーザをONにする一定時間(例えば数
μ秒)の一定時間をTonとし、レーザをOFFとする
一定時間をToffとして、TonとT offを繰り返
すことによりレーザ出力をパルス状に発生させることが
できる。Toffによってパルス発生の時間間隔が制御
可能で、Toffが長いほどこの間に固体レーザ媒質に
蓄積されるエネルギーが大きくなるので、再開後のパル
スピークパワーが大きくなる。[0011] As shown in FIG.
Laser output by repeating ON / OFF of the oscillation
Can be pulsed. RF signal power Q switch
Resonator applied to switch 3 to stop laser oscillation
When a loss occurs, the Q switch 3 is
Is turned off. On the other hand, the RF signal applied to the Q switch 3
Signal power is low or 0W, the Q switch
When the switch 3 is turned off, the laser is turned on. Repeat this state
By doing so, it is possible to control ON / OFF of the laser oscillation.
Wear. That is, a certain time (for example, several
μsec) for TonAnd turn off the laser
T for a certain timeoffAs TonAnd T offRepeat
To generate the laser output in a pulse
it can. ToffThe time interval of pulse generation is controlled by
Possible, ToffThe longer the length of the
Since the stored energy increases, the
Speaking power increases.
【0012】レーザがOFFの期間は、固体レーザ媒質
に励起エネルギーが蓄積される。そしてレーザがONと
なったとき、蓄積されたエネルギーがパルスレーザ光と
なって出力される。例えば固体レーザ媒質1にYAG結
晶を使用して、YAGロッドに一定の励起エネルギーを
与え続けた場合、YAGロッドに蓄積されるエネルギー
は時間とともに大きくなり、励起エネルギーによって決
まる値に飽和する。図4に示すように、Qスイッチ3に
よるON/OFFの繰り返し周波数、すなわちQスイッ
チ周波数が図4(a)に示すように1kHzよりも遅く
なると、レーザOFFの期間にYAGロッドに蓄積され
るエネルギーは飽和して、図4(b)に示すようにレー
ザ出力は最大となる。これより速い繰り返し周波数でR
F信号電力を印加すると、エネルギーを蓄積する時間が
短くなるため、繰り返し周波数が高くなるにつれて1パ
ルスあたりの出力エネルギーは減少する。固体レーザ媒
質に蓄積されているエネルギーによって閾値は変化し、
蓄積エネルギーが大きいほど閾値は高くなる。同一励起
エネルギーでもQスイッチ周波数により閾値は変化す
る。また固体レーザ媒質に使用する結晶の種類によって
も閾値は変わる。During the period when the laser is off, excitation energy is stored in the solid-state laser medium. When the laser is turned on, the stored energy is output as pulsed laser light. For example, when a YAG crystal is used for the solid-state laser medium 1 and constant excitation energy is continuously applied to the YAG rod, the energy stored in the YAG rod increases with time and saturates to a value determined by the excitation energy. As shown in FIG. 4, when the repetition frequency of ON / OFF by the Q switch 3, that is, the Q switch frequency becomes lower than 1 kHz as shown in FIG. 4A, the energy stored in the YAG rod during the laser OFF period. Is saturated, and the laser output becomes maximum as shown in FIG. R at higher repetition frequency
When the F signal power is applied, the time for accumulating energy is shortened, so that the output energy per pulse decreases as the repetition frequency increases. The threshold changes depending on the energy stored in the solid-state laser medium,
The threshold increases as the stored energy increases. Even at the same excitation energy, the threshold value changes depending on the Q switch frequency. The threshold value also changes depending on the type of crystal used for the solid-state laser medium.
【0013】[0013]
【発明が解決しようとする課題】Qスイッチ3に印加す
るRF信号電力が大きい程、Qスイッチ3の合成石英ガ
ラス7内部に生じている弾性波の大きさは大きくなるの
で、Qスイッチ3に入射される入射光の内で回折される
回折光が多くなって共振器のロスも大きくなる。As the RF signal power applied to the Q switch 3 increases, the magnitude of the elastic wave generated inside the synthetic quartz glass 7 of the Q switch 3 increases. Of the incident light that is diffracted, the amount of diffracted light that is diffracted increases, and the loss of the resonator also increases.
【0014】しかしながら、RF信号電力を急峻にOF
Fしても、石英ガラス7内部の弾性波は直ちに消滅せず
徐々に減衰して消失するため、回折光もゼロとはならず
に共振器ロスがしばらく残る。However, the RF signal power is sharply increased
Even when F, the elastic wave inside the quartz glass 7 does not disappear immediately but gradually attenuates and disappears, so that the diffracted light does not become zero and the resonator loss remains for a while.
【0015】図5にレーザパワーが強い場合と弱い場合
のそれぞれにおける(a)RF信号、(b)共振器ロ
ス、(c)および(d)に各レーザ出力の波形を示す。
ここで、RF信号がON状態における共振器ロスを
ζA、RF信号をOFFした瞬間の残留共振器ロスをζ
Bとし、さらにレーザパワーが強い場合のレーザ発振が
開始される閾値をζS、レーザパワーが弱くQスイッチ
周波数が高い場合のレーザ発振が開始される閾値をζW
とする。FIG. 5 shows (a) an RF signal, (b) a resonator loss, and (c) and (d) waveforms of respective laser outputs when the laser power is high and low.
Here, zeta residual resonator loss at the moment the RF signal is turned OFF zeta A, RF signals resonator loss at ON state
B , the threshold at which laser oscillation starts when the laser power is high is ζ S , and the threshold at which laser oscillation starts when the laser power is low and the Q switch frequency is high is W W
And
【0016】図5(b)に示すように、共振器ロスはR
F信号が0になった瞬間から直ちに0とはならず、残留
弾性波の影響でζBまで一旦低下した後、徐々に0に向
かって減衰していく。このRF信号が0になったときか
ら共振器ロスが0になるまでの時間をTRとする。As shown in FIG. 5B, the resonator loss is R
Immediately from the moment the F signal becomes 0 0 not, after once lowered to zeta B under the influence of the residual acoustic waves, gradually decay toward zero. The time until the resonator loss is from 0 to when the RF signal becomes 0 and T R.
【0017】図5(c)に示すようにレーザパワーが強
い場合は、レーザ発振が開始される閾値ζSがζBより
大きいため、RF信号を急峻にOFFしても直ちに共振
器ロスが閾値ζSを通過してこれより低いζBとなるの
で、レーザ発振が速やかに開始される。このため、ζB
に比べてζSが大きいほど残留弾性波がしばらく残るこ
とによる影響は受けにくい。[0017] When Fig. 5 (c) laser power as shown in is strong, since larger than the threshold value zeta S is zeta B which laser oscillation is started immediately resonator loss threshold value or steeply OFF the RF signal since the lower than this zeta B through the zeta S, laser oscillation is started immediately. Therefore, ζ B
The larger the value of S is, the less affected by the residual elastic wave remaining for a while.
【0018】しかしながら図5(d)に示すようにレー
ザパワーが弱くQスイッチ周波数が高い場合、具体的に
はレーザ発振が開始される閾値ζWがζBよりも小さく
なるようなレーザパワーの場合であれば、RF信号をO
FFにしても共振器ロスが閾値ζWにまで下がらず、直
ちにレーザが発振されない。共振器ロスはζBに低下し
た後、時間の経過とともに徐々に低下していき、閾値ζ
Wに達した時点でレーザ発振が開始されることになる。
ζB以下での共振器ロスの波形は不安定であるから、レ
ーザ発振パルスも不安定となってしまう。閾値ζWに至
るまでの所要時間が一定に定まらず、また共振器ロスの
波形が不安定であるため、ζW近傍でレーザ発振が不安
定となる。さらに、共振器ロスの波形が急峻でなくだら
だらと続くためにパルス幅が広くなってしまい、ピーク
パワーも低下する。このようにレーザパワーが弱い場合
は、レーザ発振開始が遅れるばかりか、レーザ出力波形
もシャープなパルスにならず、半値幅の広い弱いパルス
となってしまう弊害があった。さらにパルス毎のピーク
パワーとパルス幅がばらつき、安定しなくなるのでレー
ザパワーが弱いときは印字が安定しないという弊害があ
った。[0018] However Figure 5 when the laser power as shown in (d) is weak Q-switching frequency is high, if the laser power is smaller than a threshold zeta W that laser oscillation is initiated zeta B specifically Then, change the RF signal to O
Even in the case of FF, the resonator loss does not decrease to the threshold value WW , and the laser is not immediately oscillated. After resonator loss was reduced in zeta B, gradually decreases with time, the threshold zeta
The laser oscillation starts when W is reached.
Since the waveform of the resonator loss below zeta B is unstable, the laser oscillation pulse also becomes unstable. Time to reach the threshold zeta W is not fixed to a constant, and because the waveform of the resonator loss is unstable, the laser oscillation becomes unstable in zeta W vicinity. Furthermore, since the waveform of the resonator loss is not steep but continues gently, the pulse width is increased, and the peak power is also reduced. When the laser power is weak as described above, not only does the start of laser oscillation be delayed, but also the laser output waveform does not become a sharp pulse, resulting in a weak pulse having a wide half width. Further, since the peak power and the pulse width of each pulse fluctuate and become unstable, there is a problem that printing is not stable when the laser power is weak.
【0019】本発明はこのような弊害を防止するために
開発されたもので、本発明の重要な目的はレーザ強度や
Qスイッチ周波数などによらず、安定したピークパワー
のレーザパルスを得ることができるレーザ発振器および
そのレーザパルス制御方法を提供することにある。The present invention has been developed to prevent such adverse effects. An important object of the present invention is to obtain a laser pulse having a stable peak power irrespective of the laser intensity and the Q-switch frequency. It is an object of the present invention to provide a laser oscillator and a laser pulse control method thereof.
【0020】[0020]
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の請求項1に記載されるレーザ発振器は、固
体レーザ媒質と、前記固体レーザ媒質を励起するための
励起用光源と、前記励起用光源を駆動するための駆動手
段と、前記固体レーザ媒質から出射されるレーザ光の光
軸上に位置する全反射ミラーと、前記固体レーザ媒質を
介して前記全反射ミラーと対向する出力ミラーと、前記
全反射ミラーと前記出力ミラーとの間で前記固体レーザ
媒質から出射される励起レーザ光の光軸上に配され、か
つ高周波信号電力が印加されることにより励起レーザ光
をパルス発振させるQスイッチを備える。さらにこのレ
ーザ発振器は、所望のレーザ出力に基づいて決定される
所定の高周波信号電力を設定する高周波信号設定手段
と、前記励起用光源により励起された前記固体レーザ媒
質に蓄積されるエネルギーが前記所定の高周波信号電力
によりレーザ発振を抑止できるレーザ発振閾値を越えて
レーザ発振が開始されたことを検出するレーザ光検出手
段と、前記レーザ光検出手段からの検出信号に基づいて
前記高周波信号電力を低下させる高周波信号印加手段を
有する。In order to solve the above-mentioned problems, a laser oscillator according to a first aspect of the present invention comprises: a solid-state laser medium; an excitation light source for exciting the solid-state laser medium; Driving means for driving the excitation light source, a total reflection mirror positioned on the optical axis of laser light emitted from the solid-state laser medium, and an output facing the total reflection mirror via the solid-state laser medium A mirror, arranged between the total reflection mirror and the output mirror, on the optical axis of the excitation laser light emitted from the solid-state laser medium, and pulsating the excitation laser light by applying a high-frequency signal power. And a Q switch for turning on. Further, the laser oscillator includes a high-frequency signal setting unit that sets a predetermined high-frequency signal power determined based on a desired laser output, and the energy stored in the solid-state laser medium excited by the excitation light source is the predetermined high-frequency signal power. Laser light detecting means for detecting that laser oscillation has begun beyond a laser oscillation threshold value at which laser oscillation can be suppressed by the high frequency signal power, and reducing the high frequency signal power based on a detection signal from the laser light detecting means. A high-frequency signal applying means for causing the high-frequency signal to be applied.
【0021】また、本発明の請求項2に記載されるレー
ザ発振器は、請求項1記載の特徴に加えて、前記高周波
信号印加手段が前記高周波信号電力を低下させる際に前
記高周波信号の振幅を急峻に減衰させることを特徴とす
る。According to a second aspect of the present invention, in the laser oscillator according to the first aspect, when the high frequency signal applying means reduces the high frequency signal power, the amplitude of the high frequency signal is reduced. It is characterized by sharp attenuation.
【0022】さらに、本発明の請求項3に記載されるレ
ーザ発振器は、請求項1記載の特徴に加えて、前記高周
波信号印加手段が前記高周波信号電力を低下させる際に
前記高周波信号の振幅をスロープ状に減衰させることを
特徴とする。Further, in the laser oscillator according to the third aspect of the present invention, in addition to the features of the first aspect, when the high-frequency signal applying means reduces the high-frequency signal power, the amplitude of the high-frequency signal is reduced. It is characterized in that it is attenuated in a slope shape.
【0023】さらにまた、本発明の請求項4に記載され
るレーザ発振器は、請求項1記載の特徴に加えて、前記
高周波信号印加手段が前記高周波信号電力を低下させる
際に前記高周波信号の振幅を指数関数的に減衰させるこ
とを特徴とする。Further, in the laser oscillator according to a fourth aspect of the present invention, in addition to the features of the first aspect, when the high frequency signal applying means reduces the high frequency signal power, the amplitude of the high frequency signal is reduced. Is exponentially attenuated.
【0024】さらにまた、本発明の請求項5に記載され
るレーザ発振器は、請求項1記載の特徴に加えて、前記
高周波信号印加手段が前記高周波信号電力を低下させる
際に高周波信号の振幅を段階的に減衰させることを特徴
とする。Further, in the laser oscillator according to a fifth aspect of the present invention, in addition to the features of the first aspect, when the high frequency signal applying means reduces the high frequency signal power, the amplitude of the high frequency signal is reduced. It is characterized in that it is attenuated stepwise.
【0025】さらにまた、本発明の請求項6に記載され
るレーザ発振器は、請求項1記載の特徴に加えて、前記
高周波信号印加手段が前記高周波信号電力を低下させる
際に前記高周波信号の位相をずらすことにより前記Qス
イッチ内部の共振器ロスを強制的に減衰させることを特
徴とする。Further, in the laser oscillator described in claim 6 of the present invention, in addition to the features of claim 1, the phase of the high-frequency signal is reduced when the high-frequency signal applying means reduces the high-frequency signal power. , The cavity loss inside the Q switch is forcibly attenuated.
【0026】さらにまた、本発明の請求項7に記載され
るレーザ発振器は、固体レーザ媒質と、前記固体レーザ
媒質を励起するための励起用光源と、前記励起用光源を
駆動するための駆動手段と、前記固体レーザ媒質から出
射されるレーザ光の光軸上に位置する全反射ミラーと、
前記固体レーザ媒質を介して前記全反射ミラーと対向す
る出力ミラーと、前記全反射ミラーと前記出力ミラーと
の間で前記固体レーザ媒質から出射される励起レーザ光
の光軸上に配され、かつ高周波信号電力が印加されるこ
とにより励起レーザ光をパルス発振させるQスイッチを
備える。またこのレーザ発振器は、Qスイッチ周波数に
応じて高周波信号の印加時間を所定の高周波信号ON時
間に設定すると共に所望のレーザ出力で決定される所定
の高周波信号電力を設定する高周波信号設定手段と、前
記励起用光源により励起された前記固体レーザ媒質に蓄
積されるエネルギーが前記所定の高周波信号電力により
レーザ発振を抑止できるレーザ発振閾値を越えてレーザ
発振が開始されたことを検出するレーザ光検出手段と、
前記レーザ光検出手段からの検出信号に基づいてレーザ
光検出時から前記高周波信号ON時間経過までの時間を
計測する計時手段と、前記計時手段により計測された時
間に応じて前記高周波信号設定値を調整する高周波信号
調整手段を有する。Furthermore, a laser oscillator according to a seventh aspect of the present invention includes a solid-state laser medium, an excitation light source for exciting the solid-state laser medium, and a driving unit for driving the excitation light source. And a total reflection mirror located on the optical axis of laser light emitted from the solid-state laser medium,
An output mirror that faces the total reflection mirror via the solid-state laser medium, disposed on the optical axis of the excitation laser light emitted from the solid-state laser medium between the total reflection mirror and the output mirror, and A Q-switch is provided for pulse-oscillating the excitation laser light when high-frequency signal power is applied. Further, the laser oscillator sets high-frequency signal application time to a predetermined high-frequency signal ON time according to the Q-switch frequency and sets a predetermined high-frequency signal power determined by a desired laser output, and high-frequency signal setting means, A laser light detecting means for detecting that laser energy has been started when the energy stored in the solid-state laser medium excited by the excitation light source exceeds a laser oscillation threshold capable of suppressing laser oscillation by the predetermined high-frequency signal power When,
A timer for measuring the time from the detection of the laser beam to the passage of the high-frequency signal ON time based on the detection signal from the laser beam detector; and the high-frequency signal set value according to the time measured by the timer. It has high frequency signal adjusting means for adjusting.
【0027】さらにまた、本発明の請求項8に記載され
るレーザ発振器は、前記請求項1乃至7記載の特徴に加
えて、高周波信号電力を印加する前に前記固体レーザ媒
質に蓄積されたエネルギーを放出して低下させる初期化
手段をさらに備えることを特徴とする。Further, in the laser oscillator according to the eighth aspect of the present invention, in addition to the features of the first to seventh aspects, the energy stored in the solid-state laser medium before the application of the high-frequency signal power. It is characterized by further comprising an initializing means for discharging and lowering.
【0028】さらにまた、本発明の請求項8に記載され
るレーザ発振器のレーザパルス制御方法は、高周波信号
設定手段によりQスイッチに印加される高周波信号電力
を所望のレーザ出力に基づいて設定する工程と、前記高
周波信号設定手段により設定された前記高周波信号電力
をQスイッチに印加する工程と、励起用光源により固体
レーザ媒質に蓄積されるエネルギーが増大し前記高周波
信号電力によりレーザ発振を抑止できるレーザ発振閾値
を越えてレーザ発振が開始されたことをレーザ光検出手
段により検出する工程と、レーザ光検出手段によりレー
ザ出力を検出することでレーザ発振を停止可能な最小限
の高周波信号値を算出し、次に印加する高周波信号電力
をこれに近付けるように制御する工程を有する。Further, according to a laser pulse control method for a laser oscillator according to claim 8 of the present invention, the step of setting the high frequency signal power applied to the Q switch by the high frequency signal setting means based on a desired laser output. Applying the high-frequency signal power set by the high-frequency signal setting means to a Q-switch; and a laser capable of increasing the energy stored in the solid-state laser medium by the excitation light source and suppressing laser oscillation by the high-frequency signal power. A step of detecting the start of laser oscillation beyond the oscillation threshold by the laser light detecting means, and calculating a minimum high-frequency signal value at which laser oscillation can be stopped by detecting the laser output by the laser light detecting means. And controlling the next applied high-frequency signal power so as to approach it.
【0029】さらにまた、本発明の請求項10に記載さ
れるレーザ発振器のレーザパルス制御方法は、高周波信
号設定手段によりQスイッチに印加される高周波信号電
力を所望のレーザ出力で決定される所定の高周波信号電
力値に設定する工程と、前記所定の高周波信号電力を前
記Qスイッチに印加開始する工程と、励起用光源により
前記固体レーザ媒質に蓄積されるエネルギーが増大し前
記所定の高周波信号電力によりレーザ発振を抑止できる
レーザ発振閾値を越えてレーザ発振が開始されたことを
レーザ光検出手段により検出する工程と、高周波信号印
加手段により前記レーザ光検出手段からの検出信号に基
づいて前記高周波信号電力値を低下させる工程を有す
る。Further, according to a laser pulse control method for a laser oscillator according to a tenth aspect of the present invention, the high frequency signal power applied to the Q switch by the high frequency signal setting means is determined by a predetermined laser output. Setting the high-frequency signal power value, starting the application of the predetermined high-frequency signal power to the Q switch, and increasing the energy stored in the solid-state laser medium by the excitation light source to increase the energy of the predetermined high-frequency signal power. Detecting by a laser light detecting means that laser oscillation has started beyond a laser oscillation threshold value at which laser oscillation can be suppressed, and the high frequency signal power based on a detection signal from the laser light detecting means by a high frequency signal applying means. A step of reducing the value.
【0030】さらにまた、本発明の請求項11に記載さ
れるレーザ発振器のレーザパルス制御方法は、高周波信
号設定手段によりQスイッチ周波数に応じて高周波信号
電力の印加時間を所定の高周波信号ON時間に設定する
工程と、出力エネルギーに応じた高周波信号電力を設定
する工程と、前記所定の高周波信号電力を前記Qスイッ
チに印加する工程と、励起用光源により固体レーザ媒質
に蓄積されるエネルギーが増大し前記所定の高周波信号
電力によりレーザ発振を抑止できるレーザ発振閾値を越
えてレーザ発振が開始されたことをレーザ光検出手段に
より検出する工程と、前記レーザ光検出手段からの検出
信号に基づいてレーザ光検出時から前記高周波信号ON
時間経過までの時間を計時手段により計測する工程と、
前記計時手段により計測された時間に応じて前記高周波
信号設定値を高周波信号調整手段により調整する工程を
有する。Further, in the laser pulse control method for a laser oscillator according to claim 11 of the present invention, the application time of the high frequency signal power is set to a predetermined high frequency signal ON time by the high frequency signal setting means in accordance with the Q switch frequency. Setting, setting a high-frequency signal power according to the output energy, applying the predetermined high-frequency signal power to the Q switch, and increasing energy stored in the solid-state laser medium by the excitation light source. Detecting by a laser light detecting means that laser oscillation has started beyond a laser oscillation threshold value at which laser oscillation can be suppressed by the predetermined high-frequency signal power; and detecting a laser beam based on a detection signal from the laser light detecting means. The high-frequency signal is turned on from the time of detection
A step of measuring the time until the passage of time by means of a timer;
A step of adjusting the high-frequency signal set value by the high-frequency signal adjusting means according to the time measured by the time measuring means.
【0031】レーザ発振器が出力するレーザパワーの強
弱は、レーザ発振器を使用するユーザーが指定する。一
般にレーザパワーが強い場合、レーザ発振が開始される
Qスイッチによる共振器ロスの閾値は大きくなり、逆に
レーザパワーが弱い場合、閾値は小さくなる。レーザパ
ワーが強い場合は、上述の通りロスの閾値が高くなるた
め、RF信号電力を急峻に0としたときの残留ロスに対
してロスの閾値が大きく、残留ロスの影響をほとんど受
けず問題は生じない。しかし弱いレーザパワーの場合、
すなわちRF信号電力を急峻に0としたときに残る共振
器ロスが閾値以上である場合は、不安定な波形で共振器
ロスが徐々に減衰していくときにレーザ出力が不安定と
なる。The strength of the laser power output by the laser oscillator is specified by a user who uses the laser oscillator. Generally, when the laser power is high, the threshold value of the resonator loss due to the Q switch at which laser oscillation starts is large, and when the laser power is low, the threshold value is small. When the laser power is strong, the loss threshold is high as described above. Therefore, the loss threshold is large with respect to the residual loss when the RF signal power is sharply set to 0, and the problem is hardly affected by the residual loss. Does not occur. But for weak laser power,
That is, when the remaining resonator loss when the RF signal power is sharply set to 0 is equal to or larger than the threshold, the laser output becomes unstable when the resonator loss gradually decreases with an unstable waveform.
【0032】これらは、レーザ停止時にQスイッチに対
し必要以上のRF信号電力を印加していることが原因と
なっていると考えられる。一般にはレーザ出力を停止さ
せるときは、確実にレーザを停止させるためRF信号の
振幅を最大値としているか、あるいはレーザ出力を停止
可能な最小RF信号電力よりも十分に大きいRF信号電
力を印加していた。いいかえると、RF信号電力を最大
付近にしてQスイッチに対しRF信号を過剰に印加した
状態で制御を行っていた。It is considered that these are caused by applying an unnecessary RF signal power to the Q switch when the laser is stopped. Generally, when stopping the laser output, the amplitude of the RF signal is set to the maximum value in order to surely stop the laser, or an RF signal power sufficiently larger than the minimum RF signal power that can stop the laser output is applied. Was. In other words, the control is performed with the RF signal power near the maximum and the RF signal applied excessively to the Q switch.
【0033】本発明者はこの点に着目し、RF信号電力
を逆に必要最小限に留めて制御を行う方法を提供する。
余分なエネルギーをQスイッチに印加しないことで、Q
スイッチに印加されたエネルギーはレーザ発振を抑止す
ることにほとんどが費やされると考えられるので、その
結果Qスイッチ解放時に共振器内に残留する弾性波の影
響を極減することができる。さらに漏れレーザ光を検出
して制御することで、レーザ停止可能なレーザ発振閾値
を正確に把握して、装置の状態や個体差に応じた最適な
制御が可能となる。また従来のように残留共振器ロスの
影響が収まるまで待つことなく速やかにレーザ発振を得
ることができるので、即応性に優れた機敏なレーザ発振
器を提供する。The present inventor has paid attention to this point, and has provided a method for controlling the RF signal power while keeping it to a necessary minimum.
By not applying extra energy to the Q switch, Q
Since it is considered that most of the energy applied to the switch is used to suppress laser oscillation, the effect of elastic waves remaining in the resonator when the Q switch is released can be minimized. Further, by detecting and controlling the leaked laser beam, the laser oscillation threshold value at which the laser can be stopped can be accurately grasped, and optimal control according to the state of the apparatus and individual differences can be performed. In addition, laser oscillation can be promptly obtained without waiting until the influence of the residual resonator loss is reduced as in the related art, so that an agile laser oscillator excellent in responsiveness is provided.
【0034】[0034]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図面に基
づいて説明する。ただし、以下に示す実施例は、本発明
の技術思想を具体化するためのレーザ発振器およびその
レーザパルス制御方法を例示するものであって、本発明
はレーザ発振器およびそのレーザパルス制御方法を以下
のものに特定しない。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. However, the following embodiments illustrate a laser oscillator for embodying the technical idea of the present invention and a laser pulse control method thereof, and the present invention describes the laser oscillator and the laser pulse control method thereof as follows. Not specific.
【0035】さらに、この明細書は、特許請求の範囲を
理解し易いように、実施例に示される部材に対応する番
号を「課題を解決するための手段の欄」に示される部材
に付記している。ただ、特許請求の範囲に示される部材
を、実施例の部材に特定するものでは決してない。Further, in this specification, in order to facilitate understanding of the claims, the numbers corresponding to the members shown in the embodiments are added to the members shown in the column of "Means for Solving the Problems". ing. However, the members described in the claims are not limited to the members of the embodiments.
【0036】また各図面が示す部材の大きさや位置関係
などは、説明を明確にするため誇張していることがあ
る。例えば各図において示す波形は、各パルスのピーク
値やパルス幅を正確に表現したものでない。特に、加工
対象物に影響を与えない程度の微少なレーザ出力が存在
することを判りやすく表現するため、各図において微少
出力のピーク値を大きく表現している。また時間軸上に
おいても説明のため同様に変化部分を大きく表現してい
る。さらに実際のRF信号の波形は正弦波状であるが、
図によっては簡単のため包絡線で擬似的に表現してい
る。The size and positional relationship of the members shown in the drawings may be exaggerated for clarity. For example, the waveforms shown in the figures do not accurately represent the peak value or pulse width of each pulse. In particular, the peak value of the minute output is shown large in each figure in order to make it easy to understand that there is a minute laser output that does not affect the object to be processed. Also, on the time axis, the changed part is similarly shown large for the sake of explanation. Furthermore, the actual RF signal waveform is sinusoidal,
In some figures, they are simulated by an envelope for simplicity.
【0037】図6〜10は、Qスイッチに印加するRF
信号の振幅を一定値に固定し、レーザ出力の漏れ始めを
検出してRF信号電力を低下させることによりレーザ出
力のパルスを安定して得る方法を示す。これらの図にお
いて(a)はQスイッチに印加されるRF信号、(b)
は共振器ロス、(c)は固体レーザ媒質1に蓄積される
蓄積エネルギー、(d)はレーザ出力の波形の概略をそ
れぞれ示している。FIGS. 6 to 10 show RF applied to the Q switch.
A method for stably obtaining a laser output pulse by fixing the signal amplitude to a fixed value, detecting the start of laser output leakage, and lowering the RF signal power will be described. In these figures, (a) is the RF signal applied to the Q switch, (b)
Shows the resonator loss, (c) shows the stored energy stored in the solid-state laser medium 1, and (d) shows the outline of the laser output waveform.
【0038】[実施例1]図6は、本発明の実施例1に
係るレーザ発振器にてパルス制御を行う様子を示す。Embodiment 1 FIG. 6 shows a state where pulse control is performed by a laser oscillator according to Embodiment 1 of the present invention.
【0039】高周波信号の電力値は、レーザ出力で決定
される。ユーザーが設定する任意のレーザ出力、すなわ
ち1パルスのピークパワーによってRF信号電力が変わ
る。例えばレーザ出力が高いとき、これを抑止するRF
信号電力は大きい値となる。The power value of the high-frequency signal is determined by the laser output. The RF signal power changes according to an arbitrary laser output set by the user, that is, the peak power of one pulse. For example, when the laser output is high, RF to suppress this
The signal power has a large value.
【0040】一方、固体レーザ媒質1を励起させるため
に必要なエネルギーである励起エネルギーは、励起用光
源によって決まる。例えばYAGロッドをLDで励起さ
せる場合は、このLDに流れる電流量を大きくすると励
起エネルギーは大きくなる。励起エネルギーが大きくな
るとピークパワーも高くなる。On the other hand, the excitation energy, which is the energy required to excite the solid-state laser medium 1, is determined by the excitation light source. For example, when exciting a YAG rod with an LD, increasing the amount of current flowing through the LD increases the excitation energy. As the excitation energy increases, the peak power also increases.
【0041】さらに、この励起エネルギーによってQス
イッチ周波数は変動する。エネルギーが大きくなるとY
AGロッドにエネルギーが速く蓄積され、放出されるま
での時間も短くなるため、結果としてパルス同士の時間
間隔が短い高速なスイッチングとなる。高速なスキャン
スピードが要求される場合、Qスイッチ周波数が低いと
レーザパルスによるドット間の距離が長くなり、視認性
が悪くなる。例えばYAG結晶によるレーザで金属に深
く彫り込む印字を行う場合、10kHz程度のQスイッ
チ周波数が設定される。Qスイッチ周波数はQスイッチ
周波数設定手段により設定される。ユーザーは印字結果
を確認してQスイッチ周波数の適否を判断できる。Further, the Q switch frequency fluctuates due to the excitation energy. As energy increases, Y
Since the energy is quickly stored in the AG rod and the time until the energy is released is also shortened, high-speed switching with a short time interval between pulses results. When a high scan speed is required, if the Q switch frequency is low, the distance between the dots by the laser pulse becomes long, and the visibility deteriorates. For example, in the case of performing printing in which metal is deeply engraved with a laser using a YAG crystal, a Q switch frequency of about 10 kHz is set. The Q switch frequency is set by Q switch frequency setting means. The user can check the print result to determine whether the Q switch frequency is appropriate.
【0042】ユーザーは、サンプル印字された結果を比
較して、必要な印字、加工などのスキャンスピードやレ
ーザスポット同士の重なり度合いなどに応じて、所望条
件を設定する。設定は、レーザ発振器の操作部において
タッチパネルなどの入力装置を用いて行われる。指定方
法としてユーザーは直接、所望の値を数値などで装置に
入力しても良いが、複数のサンプル印字結果の中から所
望の結果が得られているものを指定してやり、その指定
に基づき装置側が該当する設定を読み取る方式としても
良い。サンプル印字結果を選択すると、当該印字を行っ
たときのピークパワーやQスイッチ周波数が決定され、
これに基づいてRF信号の設定も決まる。The user compares the results of the sample printing, and sets desired conditions according to the scanning speed of required printing and processing, the degree of overlap between laser spots, and the like. The setting is performed using an input device such as a touch panel in the operation unit of the laser oscillator. As a specification method, the user may directly input a desired value as a numerical value or the like into the apparatus.However, the apparatus specifies a print result that has a desired result from a plurality of sample print results, and the apparatus side performs based on the specification. A method of reading the corresponding setting may be used. When the sample print result is selected, the peak power and Q switch frequency at the time of performing the print are determined,
The setting of the RF signal is also determined based on this.
【0043】励起エネルギーの強さは励起エネルギー設
定手段により設定される。例えばLDを使って固体レー
ザ媒質1を励起するレーザマーカの場合は、励起エネル
ギー設定手段はLDに流す電流値を調整することにより
励起エネルギーの強さを制御できる。The intensity of the excitation energy is set by the excitation energy setting means. For example, in the case of a laser marker that excites the solid-state laser medium 1 using an LD, the excitation energy setting means can control the intensity of the excitation energy by adjusting the value of the current flowing through the LD.
【0044】さらにユーザーの設定によるレーザ出力に
基づいて、レーザマーカー内部の演算手段でQスイッチ
に印加されるRF信号の電力値を設定する。この値をR
F信号電力値PRFとする。Further, the power value of the RF signal applied to the Q switch is set by the calculation means inside the laser marker based on the laser output set by the user. This value is
The F signal power value is PRF .
【0045】RF信号電力を印加する前に、必要に応じ
て固体レーザ媒質に蓄積されたエネルギーを放出して初
期化することもできる。例えば初期化手段を使って蓄積
エネルギーを初期化して0もしくは0に近い値としてか
ら、RF信号の印加を開始する。あるいは、0まで低下
させなくても、所定の値まで低下させるだけでも良い。
また、初期化を行わない方法とすることもできる。RF
信号ON時の電力はP RFに保持する。PRFでレーザ
発振を停止できるレーザ発振閾値をEsとする。Before applying the RF signal power,
To release the energy stored in the solid state laser medium
Can also be scheduled. For example, accumulation using initialization means
Initialize the energy to 0 or a value close to 0
Then, the application of the RF signal is started. Or drop to 0
It is not necessary to do so, but it is only necessary to lower it to a predetermined value.
In addition, a method that does not perform initialization can be adopted. RF
The power when the signal is ON is P RFTo hold. PRFWith laser
The laser oscillation threshold value at which oscillation can be stopped is EsAnd
【0046】時間の経過と共に固体レーザ媒質に蓄積さ
れるエネルギーは、図6(c)に示すように徐々に増加
していく。一定時間後蓄積エネルギーによるゲインが高
くなりEsを超えると、図6(a)のRF信号による図
6(b)の共振器ロスによってレーザ発振を停止させる
ことができなくなる。その結果、図6(d)に示すよう
にレーザ光が漏れ始める。漏れ始めるまでの時間は各レ
ーザパルス毎に一定であり、これによりQスイッチ周波
数が決定される。RF信号電力が一定のとき、励起エネ
ルギーが強くなると漏れ始めるまでの時間は早くなり、
Qスイッチ周波数は高くなる。この場合、各レーザパル
スの出力は変わらないまま、Qスイッチ周波数のみが高
くなる。一方、励起エネルギーが一定でRF信号電力値
が小さくなった場合には、レーザパルス出力が小さくな
り、Qスイッチ周波数は高くなる。また、漏れ始めまで
の時間を記録しておき、これを基に蓄積エネルギーを算
出することも可能である。As time passes, the energy stored in the solid-state laser medium gradually increases as shown in FIG. Beyond E s gain is increased by a predetermined time after the stored energy, it is impossible to stop the laser oscillation by the resonator loss shown in FIG. 6 (b) by the RF signal of FIG. 6 (a). As a result, the laser beam starts to leak as shown in FIG. The time until leakage starts is constant for each laser pulse, which determines the Q-switch frequency. When the RF signal power is constant, the time to start to leak becomes faster as the excitation energy becomes stronger,
The Q switch frequency will be higher. In this case, only the Q-switch frequency is increased without changing the output of each laser pulse. On the other hand, when the excitation energy is constant and the RF signal power value decreases, the laser pulse output decreases and the Q-switch frequency increases. It is also possible to record the time until the start of leakage and calculate the stored energy based on the recorded time.
【0047】レーザ光が放出されると放出された分の蓄
積エネルギーが失われるため、Esを下回りレーザ光は
再び停止される。したがってこのときのレーザ出力はご
く僅かの期間となる。また、この漏れ光のピークパワー
は、その後出力されるレーザパルスに比べて微弱である
ため、加工対象物に影響を与えない。[0047] Since the stored energy amount of the laser light is emitted to be released is lost, the laser beam below the E s is stopped again. Therefore, the laser output at this time is very short. In addition, the peak power of the leak light is weaker than the laser pulse output thereafter, and therefore does not affect the workpiece.
【0048】一方、レーザ出力が開始されたことを、レ
ーザ光検出手段を構成するレーザ光検出素子12が検出
する。レーザ光検出素子12はレーザ光の漏れ始めを検
知すると、加工制御信号を制御手段13に指示するなど
してRF信号電力を急峻に0とする。するとQスイッチ
が開放されて直ちにレーザ出力が放出される。また蓄積
エネルギーは図6(c)に示すようにレーザ出力ととも
に減衰する。このとき、共振器内ではほぼ最小限のエネ
ルギーによりレーザ発振が抑止されていたため、Qスイ
ッチ開放と共に弾性波は減衰し、残留波による共振器ロ
スは最小限となる。On the other hand, the start of the laser output is detected by the laser light detecting element 12 constituting the laser light detecting means. When detecting the start of laser light leakage, the laser light detecting element 12 sharply reduces the RF signal power to 0 by, for example, instructing the control means 13 of a processing control signal. Then, the Q switch is opened and the laser output is emitted immediately. The stored energy attenuates with the laser output as shown in FIG. At this time, since the laser oscillation is suppressed by the minimum energy in the resonator, the elastic wave is attenuated when the Q switch is opened, and the resonator loss due to the residual wave is minimized.
【0049】この実施例1の方法では、RF信号電力を
一定値PRFに固定しているため、この値に応じたレー
ザ出力としてピークパワーを一定値に制御できるメリッ
トがある。たとえ何らかの原因で励起エネルギーが不安
定であっても、常にEsを超えた時点でパルス発振が行
われるため、パルス発振が開始されるまでの時間が前後
することはあっても、ピークパワーは一定となる。この
ように、毎回出力されるレーザパルスのエネルギーを精
度良く一定に制御できるという優れた特長を実現する。
また、蓄積エネルギーによる発振を停止させる最小限の
共振器ロスしかQスイッチに与えていないため、残留共
振器ロスの影響がなく、高いピークパワーを安定的に発
生させることができるメリットがある。[0049] In this method of Example 1, since securing the RF signal power to a constant value P RF, there is a merit capable of controlling the peak power as a laser output corresponding to this value to a constant value. Even if unstable excitation energy for some reason, the pulse oscillation is performed at all times exceeds the E s, even in the time until the pulse oscillation is started may be around, peak power It will be constant. As described above, an excellent feature that the energy of the laser pulse output every time can be accurately and constantly controlled can be realized.
Further, since only a minimum resonator loss for stopping oscillation due to stored energy is given to the Q switch, there is an advantage that a high peak power can be stably generated without being affected by a residual resonator loss.
【0050】[実施例2]次に本発明の実施例2につい
て図7に基づき説明する。この方法でも実施例1と同様
に、Qスイッチに印加されるRF信号電力を励起エネル
ギーとQスイッチ周波数で決まる一定値に設定しRF信
号電力値PRFとする。Embodiment 2 Next, Embodiment 2 of the present invention will be described with reference to FIG. In this method, similarly to the first embodiment, the RF signal power applied to the Q switch is set to a constant value determined by the excitation energy and the Q switch frequency, and is set as the RF signal power value P RF .
【0051】RF電力を印加する前に、必要に応じて固
体レーザ媒質に蓄積されたエネルギーを放出して初期化
することもできる。例えば初期化手段を使って蓄積エネ
ルギーを初期化して0もしくは0に近い値としてから、
RF信号電力の印加を開始する。あるいは、0まで低下
させなくても、所定の値まで低下させるだけでも良い。
また、初期化を行わない方法とすることもできる。RF
信号ON時の電力はP RFに保持する。PRFでレーザ
発振を停止できるレーザ発振閾値をEsとする。Before applying the RF power, if necessary,
By releasing energy stored in a solid-state laser medium
You can also. For example, by using initialization
After initializing the lugies and setting them to 0 or a value close to 0,
The application of the RF signal power is started. Or drop to 0
It is not necessary to do so, but it is only necessary to lower it to a predetermined value.
In addition, a method that does not perform initialization can be adopted. RF
The power when the signal is ON is P RFTo hold. PRFWith laser
The laser oscillation threshold value at which oscillation can be stopped is EsAnd
【0052】時間の経過と共に固体レーザ媒質に蓄積さ
れるエネルギーは、図7(c)に示すように徐々に増加
していく。一定時間後蓄積エネルギーによるゲインが高
くなりEsを超えると、図7(a)のRF信号による図
7(b)の共振器ロスによってレーザ発振を停止させる
ことができなくなる。その結果、図7(d)に示すよう
にレーザ光が漏れ始める。漏れ始めるまでの時間は各レ
ーザパルス毎に一定であり、これによりQスイッチ周波
数が決定される。RF信号電力が一定のとき、励起エネ
ルギーが強くなると漏れ始めるまでの時間は早くなり、
Qスイッチ周波数は高くなる。この場合、各レーザパル
スの出力は変わらないまま、Qスイッチ周波数のみが高
くなる。一方、励起エネルギーが一定でRF信号電力値
が小さくなった場合には、レーザパルス出力が小さくな
り、Qスイッチ周波数は高くなる。また、漏れ始めまで
の時間を記録しておき、これを基に蓄積エネルギーを算
出することも可能である。As time passes, the energy stored in the solid-state laser medium gradually increases as shown in FIG. The gain by the accumulated energy after a predetermined time exceeds high becomes E s, it is impossible to stop the laser oscillation by the resonator loss shown in FIG. 7 (b) by the RF signal of FIG. 7 (a). As a result, the laser light starts to leak as shown in FIG. The time until leakage starts is constant for each laser pulse, which determines the Q-switch frequency. When the RF signal power is constant, the time to start to leak becomes faster as the excitation energy becomes stronger,
The Q switch frequency will be higher. In this case, only the Q-switch frequency is increased without changing the output of each laser pulse. On the other hand, when the excitation energy is constant and the RF signal power value decreases, the laser pulse output decreases and the Q-switch frequency increases. It is also possible to record the time until the start of leakage and calculate the stored energy based on the recorded time.
【0053】レーザ光が放出されると放出された分の蓄
積エネルギーが失われるため、Esを下回りレーザ光は
再び停止される。したがってこのときのレーザ出力はご
く僅かの期間となる。また、この漏れ光のピークパワー
は、その後出力されるレーザパルスに比べて微弱である
ため、加工対象物に影響を与えない。[0053] Since the stored energy amount of the laser light is emitted to be released is lost, the laser beam below the E s is stopped again. Therefore, the laser output at this time is very short. In addition, the peak power of the leak light is weaker than the laser pulse output thereafter, and therefore does not affect the workpiece.
【0054】一方、レーザ出力が開始されたことを、レ
ーザ光検出素子12が検出する。レーザ光検出素子12
はレーザ光の漏れ始めを検知すると、加工制御信号を制
御手段13に指示するなどしてRF信号電力を減衰させ
る。図7(a)では直線状に傾斜させて減衰させてい
る。この方法に限らず、図示しないが指数関数状に減衰
させる方法、ステップ状に階段的に減衰させる方法など
としても良い。On the other hand, the start of the laser output is detected by the laser light detecting element 12. Laser light detecting element 12
When detecting the start of laser light leakage, the RF signal power is attenuated by instructing the processing means 13 to the control means 13 or the like. In FIG. 7A, attenuation is performed by inclining linearly. The method is not limited to this, and although not shown, a method of attenuating in the form of an exponential function, a method of attenuating in a stepwise manner, or the like may be used.
【0055】RF信号電力を減衰させる結果、レーザ発
振閾値は低下するのでQスイッチが開放され、図7
(d)に示すようにレーザ出力が開始される。また蓄積
エネルギーも図7(c)に示すようにレーザ出力に従っ
て減少していく。この方法では図7(b)のように共振
器ロスが徐々に減衰していくため、レーザ出力も実施例
1と比してなだらかな波形となる。この方法でも、残留
共振器ロスの影響なく、1パルスのピークパワー、パル
ス幅を精度良く制御することができる。As a result of attenuating the RF signal power, the laser oscillation threshold value is lowered, so that the Q switch is opened, and FIG.
Laser output is started as shown in (d). Further, the stored energy also decreases with the laser output as shown in FIG. In this method, the resonator loss gradually decreases as shown in FIG. 7B, so that the laser output also has a gentle waveform as compared with the first embodiment. Even with this method, the peak power and pulse width of one pulse can be accurately controlled without the influence of the residual resonator loss.
【0056】RF信号電力を徐々に減少させながら0に
近付ける方法は、上述した方法に限られない。例えば時
間に比例して減少させる方法や、指数間数的な減少、ス
テップ状の減少、複数のステップ状の減少、1ステップ
減少させた後スロープ状に減少させるなどが利用でき
る。The method of approaching 0 while gradually reducing the RF signal power is not limited to the method described above. For example, a method of decreasing in proportion to time, a method of decreasing exponentially, a stepwise decrease, a plurality of stepwise decreases, a stepwise decrease, and then a slope decrease can be used.
【0057】[実施例3]図8に示す実施例3の方法で
は、レーザ光の漏れ始めをレーザ光検出素子12で検知
しRF信号電力を徐々に減少させる方法として、レーザ
出力開始時の位相を一定のRF信号電力の位相とずらす
ことを特徴とする。位相をずらすことにより共振器内の
弾性波は強制的に抑制されるので、残留共振器ロスの影
響をさらに抑えてピーク出力を精度良く制御することが
できる。なお図8(a)ではRF信号電力を時間に比例
して直線的に減少させているが、指数関数的に減少させ
ても良い。[Embodiment 3] In the method of Embodiment 3 shown in FIG. 8, the start of laser beam leakage is detected by the laser beam detector 12 and the RF signal power is gradually reduced. Is shifted from a constant RF signal power phase. By shifting the phase, the elastic wave in the resonator is forcibly suppressed, so that the influence of the residual resonator loss can be further suppressed and the peak output can be controlled with high accuracy. In FIG. 8A, the RF signal power is reduced linearly in proportion to time, but may be reduced exponentially.
【0058】[実施例4]また図9に示す実施例4の方
法では、レーザ光の漏れ始めをレーザ光検出素子12で
検知しRF信号電力を徐々に減少させる方法として、レ
ーザ出力開始時のRF信号電力の初期値を小さくしてか
ら時間と共に減衰させている。初期値を小さくする程度
は、共振器ロスに応じて設定する。この方法でも残留共
振器ロスの影響なく、1パルスのピークパワー、パルス
幅を精度良く制御することができる。また上記と同様、
RF信号電力の減衰を指数関数的に減少させても良い。[Embodiment 4] In the method of Embodiment 4 shown in FIG. 9, the start of laser beam leakage is detected by the laser beam detecting element 12 and the RF signal power is gradually reduced. After decreasing the initial value of the RF signal power, the RF signal power is attenuated with time. The degree to which the initial value is reduced is set according to the resonator loss. Even with this method, the peak power and pulse width of one pulse can be accurately controlled without the influence of the residual resonator loss. Also, as above
The RF signal power attenuation may be reduced exponentially.
【0059】[実施例5]さらにまた図10に示す実施
例5の方法では、レーザ光の漏れ始めをレーザ光検出素
子12で検知しRF信号電力を徐々に減少させる方法と
して、レーザ出力開始時のRF信号電力の初期値を小さ
くすると共に、位相をずらして減衰させている。上記と
同様、初期値を小さくする程度は共振器ロスに応じて設
定し、またRF信号電力の減衰は指数関数的に減少させ
ることもできる。この方法ではさらに残留共振器ロスの
影響を極減してパルス出力を高精度に制御できる。[Embodiment 5] In the method of Embodiment 5 shown in FIG. 10, the start of laser beam leakage is detected by the laser beam detecting element 12 and the RF signal power is gradually reduced. In addition, the initial value of the RF signal power is reduced and the phase is shifted to attenuate. As described above, the degree to which the initial value is reduced can be set according to the resonator loss, and the attenuation of the RF signal power can be reduced exponentially. According to this method, the pulse output can be controlled with high precision by further minimizing the influence of the residual resonator loss.
【0060】[実施例6]以上の実施例ではRF信号電
力の振幅を一定値に固定していたが、実施例6では図1
1に示すようにRF信号の印加時間を一定値にして制御
を行う。[Embodiment 6] In the above embodiment, the amplitude of the RF signal power is fixed to a constant value.
As shown in FIG. 1, the control is performed with the application time of the RF signal kept constant.
【0061】まず、上記と同様にユーザーは所望のQス
イッチ周波数と励起エネルギーの強さを設定する。ユー
ザーによるQスイッチ周波数の設定により、レーザマー
カー内部の演算手段でRF信号印加時間を所定の一定値
であるRF信号ON時間To nに決定する。またRF信
号電力を励起エネルギーの大きさとQスイッチ周波数に
応じた初期値PRF0に設定する。First, similarly to the above, the user sets a desired Q-switch frequency and intensity of the excitation energy. By setting the Q-switching frequency by the user, determines the RF signal application time to the RF signal ON time T o n is a predetermined constant value in the laser marker inside the computing means. Further, the RF signal power is set to an initial value PRF0 according to the magnitude of the excitation energy and the Q switch frequency.
【0062】その後、加工開始信号に基づいて加工を開
始する。RF信号印加手段によりRF信号電力の初期値
PRF0を、図11(a)に示すように一定時間、T
onの間Qスイッチに対して印加する。レーザ発振はR
F信号が発生させる共振器ロス(b)により抑止され、
その間励起エネルギー設定手段により固体レーザ媒質1
に加えられるエネルギーが蓄積する。時間の経過と共に
固体レーザ媒質1に蓄積されるエネルギーは、図11
(c)に示すように徐々に増加していく。Thereafter, processing is started based on the processing start signal. The initial value P RF0 of the RF signal power is changed by the RF signal applying means for a certain period of time as shown in FIG.
Apply to the Q switch during on . Laser oscillation is R
Suppressed by the resonator loss (b) generated by the F signal,
Meanwhile, the solid-state laser medium 1 is set by the excitation energy setting means.
The energy added to the body accumulates. The energy stored in the solid-state laser medium 1 over time is shown in FIG.
It gradually increases as shown in FIG.
【0063】最初のQスイッチへのRF信号印加サイク
ルにおいて、一定値に固定されたRF信号電力初期値P
RF0(a)が生じさせた共振器ロス(b)でレーザ発
振を停止させることができる限界をレーザ発振閾値初期
値Es0(c)とすると、固体レーザ媒質1に蓄積され
るエネルギーによるゲインが高くなってEs0を超えた
とき、レーザ発振を停止させることができなくなってレ
ーザ光が放出され始める。In the first RF signal application cycle to the Q switch, the RF signal power initial value P fixed at a constant value
If the limit at which laser oscillation can be stopped by the resonator loss (b) caused by RF0 (a) is a laser oscillation threshold initial value Es0 (c), the gain due to the energy accumulated in the solid-state laser medium 1 is When it becomes higher and exceeds Es0 , laser oscillation cannot be stopped, and laser light starts to be emitted.
【0064】レーザ光が放出されると放出された分の蓄
積エネルギーが失われるため、Es 0を下回りレーザ光
は再び停止される。したがってこのときのレーザ出力は
ごく僅かの期間となる。またレーザパワーは極めて微弱
であり、加工対象物に影響を及ぼさない。When the laser beam is emitted, the accumulated energy corresponding to the emitted laser beam is lost, so that the laser beam falls below E s 0 and is stopped again. Therefore, the laser output at this time is very short. Also, the laser power is extremely weak and does not affect the object to be processed.
【0065】一方、レーザ出力が開始されたことをレー
ザ光検出素子12で検出する。そして計時手段を用い
て、検出された時点からTon経過してRF信号が停止
されるまでの時間dtを計測する。On the other hand, the start of laser output is detected by the laser light detecting element 12. And using clock means, RF signal and T on elapsed since the detected time measures the time dt until it is stopped.
【0066】Ton経過後、RF信号印加手段はRF信
号の印加を停止し0にする。するとQスイッチは開放さ
れて、図11(c)に示すようにレーザ出力が得られ
る。After the lapse of T on , the RF signal applying means stops the application of the RF signal and sets the signal to 0. Then, the Q switch is opened, and a laser output is obtained as shown in FIG.
【0067】一方、計時手段により測定された時間dt
の長さに応じて、次回印加するRF信号電力PRF1の
振幅を設定する。dtが長い場合、次回のRF信号印加
サイクルではRF信号ON時間Tonを一定に保ったま
ま、RF信号電力PRF1を初期値PRF0よりも大き
くし、レーザ発振閾値Es1を初期値Es0を引き上げ
るようにする。するとより多くの蓄積エネルギーに対し
てもレーザ発振を抑止できるため、レーザ発振を停止で
きる時間dt’が長くなり、レーザ光検出素子12によ
るレーザ出力検出までの時間を前回のdtよりも遅らせ
ることができる。さらに次回のdt’’がdt’よりも
短くなるように制御していき、最終的にdtが0に近付
くようにする。On the other hand, the time dt measured by the timing means
, The amplitude of the RF signal power P RF1 to be applied next time is set. If dt is long, while maintaining a constant RF signal ON time T on the next RF signal applied cycle, the RF signal power P RF1 larger than the initial value P RF0, the initial value E lasing threshold E s1 s0 So that Then, since the laser oscillation can be suppressed even for a larger amount of stored energy, the time dt 'during which the laser oscillation can be stopped becomes longer, and the time until the laser output is detected by the laser light detecting element 12 can be delayed from the previous dt. it can. Further, control is performed so that the next time dt ″ becomes shorter than dt ′, and finally dt approaches 0.
【0068】逆にTon時間内にレーザ発振がなかった
場合は、RF信号電力が強すぎてレーザ発振できないと
判断し、次回RF信号印加時はレーザ発振閾値Esを引
き下げるようにRF信号電力PRFを減少させる。これ
らのRF信号電力PRFの下げ幅、上げ幅は任意に設定
できる。例えば前回のRF信号電力PRFを基準とし
て、これに所定の係数(0.8、あるいは1.2など)
を乗算する方法や、1W、2Wといった所定の値を加減
していく方法、または予め設定されたテーブルや演算に
よってdtの値に応じた上下幅とするよう調整する方法
などが利用できる。[0068] If there is no lasing within T on time conversely, determines that it can not laser oscillation RF signal power is too strong, the RF signal power as the next time the RF signal applied to lower the lasing threshold E s reduce the P RF. These RF signal power P RF of reduction range, gains can be set arbitrarily. For example, based on the previous RF signal power P RF , a predetermined coefficient (such as 0.8 or 1.2) is added to this.
, A method of adding or subtracting a predetermined value such as 1W or 2W, or a method of adjusting the width to a value corresponding to the value of dt by a preset table or calculation.
【0069】RF信号電力の振幅を調整する上げ幅、下
げ幅は適宜選択可能で、例えば予め実測値に基づいたテ
ーブルを設定しておき、これに従って変動幅を選択する
方法、あるいは所定の幅を数値で設定しておく方法、ま
たは振幅に所定の係数を乗算して増減させる方法などが
ある。また計算によって適切な値を求めても良い。The increase width and the decrease width for adjusting the amplitude of the RF signal power can be selected as appropriate. For example, a table based on actual measured values is set in advance, and the fluctuation width is selected in accordance with the table, or the predetermined width is set to a numerical value. Or a method of multiplying and decreasing the amplitude by a predetermined coefficient. An appropriate value may be obtained by calculation.
【0070】このように計時手段により計測された時間
に応じてRF信号電力の振幅をRF信号印加手段により
調整し、dtが0に近付くように制御する方法は、Qス
イッチ周波数を精度良く制御しながら、残留共振器ロス
の影響なく1パルスのピークパワー、エネルギーを精度
良く制御することができる。特にレーザ光検出素子12
を使って実際の出力に応じてフィードバック制御を行う
本発明の実施例は、装置や使用環境、条件に応じた最適
な制御を正確に行うことができ、固体レーザ媒質1の個
体差や経時劣化などにも対応できる。As described above, the amplitude of the RF signal power is adjusted by the RF signal applying means in accordance with the time measured by the time measuring means, and the control is performed so that dt approaches 0. However, the peak power and energy of one pulse can be accurately controlled without the influence of the residual resonator loss. In particular, the laser light detecting element 12
According to the embodiment of the present invention in which feedback control is performed according to an actual output by using the apparatus, it is possible to accurately perform optimal control according to an apparatus, a use environment, and conditions. And so on.
【0071】[実施例7]実施例7は、上記の実施例と
異なりレーザ出力が停止されている期間においても、対
象加工物に損傷を与えない程度の微少出力を意図的に継
続することで、蓄積エネルギーと共振器ロスをレーザ発
振が抑止される最小限に抑えて正確な制御を行うもので
ある。この方法で所定のQスイッチ周波数によりQスイ
ッチングを行いパルス状レーザ出力を得る様子を図12
に示す。[Embodiment 7] The embodiment 7 is different from the above-described embodiment in that even during the period when the laser output is stopped, the minute output that does not damage the target workpiece is intentionally continued. In addition, accurate control is performed by minimizing the stored energy and the resonator loss so that laser oscillation is suppressed. FIG. 12 shows how a Q-switching is performed at a predetermined Q-switch frequency by this method to obtain a pulsed laser output.
Shown in
【0072】図12はRF信号電力の振幅(a)とレー
ザ出力(b)の関係を示している。図12(b)に示す
ように、レーザ出力が休止されている区間において、レ
ーザ光検出素子12でレーザ光を検出しながら、レーザ
出力が得られるぎりぎりの値となるようRF信号電力を
調整する。FIG. 12 shows the relationship between the amplitude (a) of the RF signal power and the laser output (b). As shown in FIG. 12B, in a section where the laser output is paused, the RF signal power is adjusted so that the laser output becomes the last value while the laser light is detected by the laser light detecting element 12. .
【0073】このときのRF信号電力の振幅は、レーザ
出力が検出されるとレーザ発振を抑制するためにRF信
号電力を大きくする。するとレーザ発振は停止され、外
部にエネルギーが放出されないため、励起用光源などの
励起手段で発生される励起エネルギーが固体レーザ媒質
1に蓄積される。その結果、蓄積エネルギーは増大して
いき(図示せず)、先に大きくされたRF信号電力では
抑止できない量に至ったとき、再びレーザ出力が外部に
放出される。これをレーザ光検出素子12で検出する
と、さらにRF信号電力は大きくされてレーザ出力は停
止され、蓄積エネルギーは増加する。このような繰り返
しにより、RF信号電力は図12(a)に示すように次
第に増加する波形となる。The amplitude of the RF signal power at this time increases the RF signal power to suppress laser oscillation when the laser output is detected. Then, the laser oscillation is stopped and no energy is emitted to the outside, so that the excitation energy generated by the excitation means such as the excitation light source is accumulated in the solid-state laser medium 1. As a result, the stored energy increases (not shown), and when it reaches an amount that cannot be suppressed by the previously increased RF signal power, the laser output is emitted to the outside again. When this is detected by the laser light detecting element 12, the RF signal power is further increased, the laser output is stopped, and the stored energy increases. By such repetition, the RF signal power has a waveform that gradually increases as shown in FIG.
【0074】そしてQスイッチ周波数fQに従いレーザ
出力が再開される区間になると、RF信号印加手段はR
F信号電力を0とし、Qスイッチを開放してレーザ出力
が得られる。When the laser output is restarted in accordance with the Q switch frequency f Q , the RF signal applying means switches to R
By setting the F signal power to 0 and opening the Q switch, a laser output is obtained.
【0075】微少レーザ出力の大きさは、図12(b)
では説明のため大きく表記しているが、実際は加工対象
物に影響を与えない程度の出力である。RF信号印加手
段は、微少レーザ出力がレーザ光検出素子12の信号に
基づき加工に支障のない範囲内となるよう制御する。ま
た必要に応じて微少レーザ出力をなくすために、印加す
るRF信号電力の値を演算された値よりもマージンを考
慮した若干高い値に設定して、レーザ出力の漏れを回避
することもできる。The magnitude of the minute laser output is shown in FIG.
Although it is shown large for the sake of explanation, it is actually an output that does not affect the workpiece. The RF signal applying means controls the micro laser output based on the signal of the laser light detecting element 12 so as to be within a range that does not hinder processing. If necessary, in order to eliminate the minute laser output, the value of the RF signal power to be applied may be set to a slightly higher value in consideration of a margin than the calculated value, so that laser output leakage can be avoided.
【0076】この方法では、Qスイッチによるレーザ出
力休止期間での蓄積エネルギーをレーザ光を検出するこ
とにより把握できるため、蓄積エネルギーの増加に応じ
た最適なRF信号電力に制御できる。このため各レーザ
パルス毎のエネルギーを一定に精度良く制御でき、安定
した高いピークパワーのレーザ発振を得ることができ
る。According to this method, the stored energy during the laser output suspension period by the Q switch can be grasped by detecting the laser light, so that the RF signal power can be controlled to the optimum RF signal power according to the increase of the stored energy. For this reason, the energy of each laser pulse can be controlled to be constant and precisely, and stable laser oscillation with high peak power can be obtained.
【0077】実施例1では漏れ光を検知し、Qスイッチ
3をOFFする方法を示している。この方法によると、
加工中に加工対象物に影響を及ぼさずに実施することも
可能である。しかし、加工前に漏れ光が発生する時間を
計時手段により測定しておき、その時間でQスイッチ3
を制御することもできる。この場合、漏れ光を発生させ
ながら加工を行う場合よりも効率的な加工が可能とな
る。また、実施例7ではdtが0となる最小のRF信号
電力となるように事前に制御しておくことで、より効率
的な加工が可能となる。The first embodiment shows a method of detecting leaked light and turning off the Q switch 3. According to this method,
It is also possible to carry out the processing without affecting the workpiece during processing. However, before processing, the time during which light leakage occurs is measured by a time-measuring means, and the Q switch 3
Can also be controlled. In this case, processing can be performed more efficiently than when processing is performed while generating leakage light. In the seventh embodiment, more efficient processing can be performed by controlling in advance so that the dt becomes the minimum RF signal power of 0.
【0078】図13に、レーザ発振器としてレーザ加工
機を使ったシステムにおいて、レーザ光を遮断した状態
で漏れ光を検出するための概略図を示す。図に示すレー
ザ発振器は、固体レーザ媒質1と、これに光軸を一致さ
せて一方の端面にQスイッチ3と機械式シャッタ6B、
全反射ミラー4をそれぞれ配置する。Qスイッチ3には
これに印加するRF信号電力を制御する制御手段13が
接続されている。FIG. 13 is a schematic diagram for detecting leaked light in a state where laser light is cut off in a system using a laser processing machine as a laser oscillator. The laser oscillator shown in the figure has a solid-state laser medium 1, a Q switch 3 and a mechanical shutter 6B on one end face with the optical axis aligned with the medium.
The total reflection mirrors 4 are arranged. Control means 13 for controlling the RF signal power applied to the Q switch 3 is connected thereto.
【0079】他面にはレーザ出力の一部を取り出すため
の出力ミラー5、ハーフミラー10、機械式シャッタ6
Aを設ける。機械式シャッタ6Aは、レーザ光がハーフ
ミラー10を通過する位置に配置する。さらに、ハーフ
ミラー10の反射先に、レーザ波長を取り出すためのレ
ーザ波長フィルタ11と、レーザ光検出素子12を設け
る。On the other side, an output mirror 5 for extracting a part of the laser output, a half mirror 10, and a mechanical shutter 6
A is provided. The mechanical shutter 6 </ b> A is arranged at a position where the laser light passes through the half mirror 10. Further, a laser wavelength filter 11 for extracting a laser wavelength and a laser light detecting element 12 are provided at the reflection destination of the half mirror 10.
【0080】ハーフミラー10の反射率は、加工動作に
支障の無いように、たとえば1%以下とできる。ハーフ
ミラー10の反射先の位置には、励起光の影響をなくす
ためにレーザ波長のみを通すレーザ波長フィルタ11を
設けている。レーザ波長フィルタ11はこれの代わり
に、レーザ波長以外の励起光のみを除くフィルタとして
もよい。あるいはまた、上記のハーフミラー10にフィ
ルタ機能を持たせて兼用させる構成とすることもでき
る。The reflectance of the half mirror 10 can be set to, for example, 1% or less so as not to hinder the processing operation. At the position of the reflection destination of the half mirror 10, a laser wavelength filter 11 that passes only the laser wavelength is provided to eliminate the influence of the excitation light. Alternatively, the laser wavelength filter 11 may be a filter that removes only the excitation light other than the laser wavelength. Alternatively, it is also possible to adopt a configuration in which the half mirror 10 has a filter function and is also used.
【0081】レーザ波長フィルタ11を通過したレーザ
光を、フォトダイオード等のレーザ光検出素子12で検
出する。レーザ光検出素子12の感度は、固体レーザ媒
質からの自然放出光を受光しない最大の感度とする。ま
た、検出出力の微分波形を利用することにより、励起用
光源2による励起光、自然放出光などの成分を除去する
ことも可能である。レーザ出力は一定しておらず不安定
であるが、これに対してLDなどから発せられる励起光
は常時一定であるため、これらの直流成分をカットして
交流成分のみを取り出し、所望のレーザ光を正確に検出
することができる。また、レーザ光検出素子12の設置
場所としては、全反射ミラー4の直後や、図14におけ
る光学系でXミラー15Xが透明基板に誘電体多層反射
膜を形成したミラーである場合は、Xミラー15Xの直
後などとすることも可能である。さらに本発明の実施例
では、漏れ光を検知しながら加工を行うことができるた
め、図13に示す機械式シャッタ6Aは設けない構成と
しても良い。The laser light passing through the laser wavelength filter 11 is detected by a laser light detecting element 12 such as a photodiode. The sensitivity of the laser light detecting element 12 is set to the maximum sensitivity at which spontaneous emission light from the solid-state laser medium is not received. In addition, by utilizing the differential waveform of the detection output, it is possible to remove components such as the excitation light and the spontaneous emission light by the excitation light source 2. Although the laser output is not constant and unstable, the excitation light emitted from an LD or the like is always constant. On the other hand, these DC components are cut to extract only the AC component, and the desired laser light is extracted. Can be accurately detected. The laser light detecting element 12 may be installed immediately after the total reflection mirror 4 or when the X mirror 15X in the optical system shown in FIG. 14 is a mirror in which a dielectric multilayer reflective film is formed on a transparent substrate. Immediately after 15X or the like is also possible. Further, in the embodiment of the present invention, since the processing can be performed while detecting the leakage light, the mechanical shutter 6A shown in FIG. 13 may not be provided.
【0082】一方、励起用光源2としては、励起ランプ
や半導体レーザ等が使用できる。また固体レーザ媒質1
にはYAG結晶等が利用できる。励起用光源2で固体レ
ーザ媒質1を励起し、レーザ光を放出して全反射ミラー
4と出力ミラー5で構成される共振器によって増幅さ
れ、出力ミラー5側からレーザ出力が放出される。On the other hand, as the excitation light source 2, an excitation lamp, a semiconductor laser, or the like can be used. Solid-state laser medium 1
For example, a YAG crystal or the like can be used. The solid-state laser medium 1 is excited by the excitation light source 2, emits laser light, is amplified by a resonator composed of the total reflection mirror 4 and the output mirror 5, and emits a laser output from the output mirror 5 side.
【0083】なお全反射ミラー4は、あらゆる波長の光
を反射させる必要はなく、使用する固体レーザ媒質1に
よって決まる出射光の波長について、全反射させる特性
を有すればよい。例えばYAG結晶を使用する場合、1
064nmの波長の光をほぼ100%反射させ、これ以
外の波長光を通過させる全反射ミラー4が使用できる。It is not necessary for the total reflection mirror 4 to reflect light of all wavelengths, and it is sufficient that the total reflection mirror 4 has a characteristic of totally reflecting light of a wavelength of emitted light determined by the solid-state laser medium 1 used. For example, when using a YAG crystal, 1
A total reflection mirror 4 that reflects almost 100% of light having a wavelength of 064 nm and transmits light of other wavelengths can be used.
【0084】制御手段13はQスイッチ3に印加するR
F信号を制御する。制御手段はCPUなどの電子部品で
構成され、所望のレーザ出力に基づいて決定されるRF
信号を生成しこれを制御する回路を備えており、高周波
信号設定手段、高周波信号印加手段、高周波信号調整手
段の機能を果たす。制御部13の具体的な回路構成や配
置などは、必要に応じて適宜変更できる。The control means 13 applies R to the Q switch 3
Control the F signal. The control means is composed of an electronic component such as a CPU, and the RF is determined based on a desired laser output.
A circuit for generating and controlling a signal is provided, and functions as a high-frequency signal setting unit, a high-frequency signal applying unit, and a high-frequency signal adjusting unit. The specific circuit configuration and arrangement of the control unit 13 can be appropriately changed as needed.
【0085】[0085]
【発明の効果】以上説明したように、本発明のレーザ発
振器およびそのレーザパルス制御方法によれば、励起光
強度やQスイッチ周波数などに依存しない、ピークパワ
ーが高くかつ安定したレーザパルスを得ることができ
る。それは本発明のレーザ発振器およびそのレーザパル
ス制御方法が、RF信号電力の設定を所定の基準に基づ
いてパラメータを一定にし、得られたレーザ光の結果を
フィードバックさせることによって最適値に設定してい
るからである。例えばRF信号電力の振幅を一定の電力
値としたり、あるいは印加時間を一定値に固定するなど
して、これらの基準値を元にしてレーザ出力の結果に応
じた制御を行うことで、正確な動作が可能となってレー
ザ出力のピークパワーやパルス幅の制御が行える。また
常に使用状況に応じた条件で動作できるよう制御できる
ため、励起エネルギーの経時劣化による影響にも対応し
て最適な制御を維持できるメリットもある。As described above, according to the laser oscillator and the laser pulse control method of the present invention, it is possible to obtain a stable laser pulse having a high peak power independent of the intensity of the excitation light and the Q switch frequency. Can be. That is, the laser oscillator and the laser pulse control method of the present invention set the RF signal power to an optimum value by making the parameter constant based on a predetermined criterion and feeding back the obtained laser light result. Because. For example, by controlling the amplitude of the RF signal power to a constant power value or fixing the application time to a constant value, and performing control in accordance with the result of the laser output based on these reference values, accurate The operation becomes possible, and the peak power and pulse width of the laser output can be controlled. In addition, since control can be performed so as to always operate under the conditions according to the use situation, there is also a merit that optimal control can be maintained in response to the influence of deterioration with time of the excitation energy.
【図1】本発明の一実施例に係るレーザ発振器の概略図FIG. 1 is a schematic diagram of a laser oscillator according to one embodiment of the present invention.
【図2】Qスイッチの一例を示す概略側面FIG. 2 is a schematic side view showing an example of a Q switch.
【図3】Qスイッチ周波数が高いときのRF信号とレー
ザ発振出力の状態を示す概略波形図FIG. 3 is a schematic waveform diagram showing states of an RF signal and a laser oscillation output when a Q switch frequency is high.
【図4】Qスイッチ周波数が低いときのRF信号とレー
ザ発振出力の状態を示す概略波形図FIG. 4 is a schematic waveform diagram showing states of an RF signal and a laser oscillation output when a Q-switch frequency is low.
【図5】レーザパワーが強い場合と弱い場合におけるR
F信号、共振器ロス、レーザ出力の波形を示す概略波形
図FIG. 5 shows the relationship between R and R when the laser power is strong and weak.
Schematic waveform diagram showing waveforms of F signal, resonator loss, and laser output
【図6】本発明の実施例1に係るレーザ発振器のRF信
号、共振器ロス、レーザ出力の波形を示す概略波形図FIG. 6 is a schematic waveform diagram showing waveforms of an RF signal, a resonator loss, and a laser output of the laser oscillator according to the first embodiment of the present invention.
【図7】本発明の実施例2に係るレーザ発振器のRF信
号、共振器ロス、レーザ出力の波形を示す概略波形図FIG. 7 is a schematic waveform diagram showing waveforms of an RF signal, a resonator loss, and a laser output of the laser oscillator according to the second embodiment of the present invention.
【図8】本発明の実施例3に係るレーザ発振器のRF信
号、共振器ロス、レーザ出力の波形を示す概略波形図FIG. 8 is a schematic waveform diagram showing waveforms of an RF signal, a resonator loss, and a laser output of a laser oscillator according to a third embodiment of the present invention.
【図9】本発明の実施例4に係るレーザ発振器のRF信
号、共振器ロス、レーザ出力の波形を示す概略波形図FIG. 9 is a schematic waveform diagram showing waveforms of an RF signal, a resonator loss, and a laser output of a laser oscillator according to a fourth embodiment of the present invention.
【図10】本発明の実施例5に係るレーザ発振器のRF
信号、共振器ロス、レーザ出力の波形を示す概略波形図FIG. 10 shows an RF of a laser oscillator according to a fifth embodiment of the present invention.
Schematic waveform diagram showing signal, resonator loss, and laser output waveforms
【図11】本発明の実施例6に係るレーザ発振器のRF
信号、共振器ロス、レーザ出力の波形を示す概略波形図FIG. 11 illustrates an RF of the laser oscillator according to the sixth embodiment of the present invention.
Schematic waveform diagram showing signal, resonator loss, and laser output waveforms
【図12】本発明の実施例7に係るレーザ発振器のRF
信号とレーザ出力の波形を示す概略波形図FIG. 12 illustrates an RF of a laser oscillator according to a seventh embodiment of the present invention.
Schematic waveform diagram showing signal and laser output waveforms
【図13】本発明の一実施例に係るレーザ発振器でRF
閾値を測定する状態を示す概略図FIG. 13 illustrates a laser oscillator according to an embodiment of the present invention;
Schematic diagram showing the state of measuring the threshold
【図14】従来のガルバノスキャナを用いたレーザ発振
器のスキャナ部を示す概略図FIG. 14 is a schematic diagram showing a scanner unit of a laser oscillator using a conventional galvano scanner.
1…固体レーザ媒質 2…励起用光源 3…Qスイッチ 4…全反射ミラー 5…出力ミラー 6…機械式シャッタ 6A…機械式シャッタ 6B…機械式シャッタ 7…合成石英ガラス 8…圧電体素子 9…高周波電源 10…ハーフミラー 11…レーザ波長フィルタ 12…レーザ光検出素子 13…制御手段 14…ビームエキスパンダ 15…ガルバノスキャナミラー 15X…Xミラー 15Y…Yミラー 16X…Xスキャナ 16Y…Yスキャナ 17…Fθレンズ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Solid-state laser medium 2 ... Excitation light source 3 ... Q switch 4 ... Total reflection mirror 5 ... Output mirror 6 ... Mechanical shutter 6A ... Mechanical shutter 6B ... Mechanical shutter 7 ... Synthetic quartz glass 8 ... Piezoelectric element 9 ... High frequency power supply 10 Half mirror 11 Laser wavelength filter 12 Laser light detecting element 13 Control means 14 Beam expander 15 Galvano scanner mirror 15X X mirror 15Y Y mirror 16X X scanner 16Y Y scanner 17 Fθ lens
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 5F072 AB01 GG02 HH02 HH07 JJ05 MM08 MM09 MM11 SS06 YY06 YY07 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F term (reference) 5F072 AB01 GG02 HH02 HH07 JJ05 MM08 MM09 MM11 SS06 YY06 YY07
Claims (11)
を励起するための励起用光源と、前記励起用光源を駆動
するための駆動手段と、前記固体レーザ媒質から出射さ
れるレーザ光の光軸上に位置する全反射ミラーと、前記
固体レーザ媒質を介して前記全反射ミラーと対向する出
力ミラーと、前記全反射ミラーと前記出力ミラーとの間
で前記固体レーザ媒質から出射される励起レーザ光の光
軸上に配され、かつ高周波信号電力が印加されることに
より励起レーザ光をパルス発振させるQスイッチを備え
るレーザ発振器であって、 所望のレーザ出力に基づいて決定される所定の高周波信
号電力を設定する高周波信号設定手段と、 前記励起用光源により励起された前記固体レーザ媒質に
蓄積されるエネルギーが前記所定の高周波信号電力によ
りレーザ発振を抑止できるレーザ発振閾値を越えてレー
ザ発振が開始されたことを検出するレーザ光検出手段
と、 前記レーザ光検出手段からの検出信号に基づいて前記高
周波信号電力を低下させる高周波信号印加手段を有する
レーザ発振器。1. A solid-state laser medium, an excitation light source for exciting the solid-state laser medium, a driving unit for driving the excitation light source, and an optical axis of laser light emitted from the solid-state laser medium A total reflection mirror positioned above, an output mirror facing the total reflection mirror via the solid-state laser medium, and pump laser light emitted from the solid-state laser medium between the total reflection mirror and the output mirror A laser oscillator provided with a Q-switch that is arranged on the optical axis of the laser beam and that oscillates the excitation laser light by applying a high-frequency signal power, wherein the predetermined high-frequency signal power is determined based on a desired laser output. High-frequency signal setting means for setting energy stored in the solid-state laser medium excited by the excitation light source by the predetermined high-frequency signal power. Laser light detection means for detecting that laser oscillation has started beyond a laser oscillation threshold value capable of suppressing laser oscillation, and high-frequency signal application means for reducing the high-frequency signal power based on a detection signal from the laser light detection means Laser oscillator having
号電力を低下させる際に前記高周波信号の振幅を急峻に
減衰させることを特徴とする請求項1記載のレーザ発振
器。2. The laser oscillator according to claim 1, wherein said high-frequency signal applying means sharply attenuates the amplitude of said high-frequency signal when lowering said high-frequency signal power.
号電力を低下させる際に前記高周波信号の振幅をスロー
プ状に減衰させることを特徴とする請求項1記載のレー
ザ発振器。3. The laser oscillator according to claim 1, wherein said high-frequency signal application means attenuates the amplitude of said high-frequency signal in a slope when lowering said high-frequency signal power.
号電力を低下させる際に前記高周波信号の振幅を指数関
数的に減衰させることを特徴とする請求項1記載のレー
ザ発振器。4. The laser oscillator according to claim 1, wherein said high frequency signal applying means attenuates the amplitude of said high frequency signal exponentially when lowering said high frequency signal power.
号電力を低下させる際に高周波信号の振幅を段階的に減
衰させることを特徴とする請求項1記載のレーザ発振
器。5. The laser oscillator according to claim 1, wherein the high-frequency signal applying means attenuates the amplitude of the high-frequency signal stepwise when lowering the high-frequency signal power.
号電力を低下させる際に前記高周波信号の位相をずらす
ことにより前記Qスイッチ内部の共振器ロスを強制的に
減衰させることを特徴とする請求項1記載のレーザ発振
器。6. A high frequency signal applying means for forcibly attenuating a resonator loss inside the Q switch by shifting a phase of the high frequency signal when lowering the high frequency signal power. 2. The laser oscillator according to 1.
を励起するための励起用光源と、前記励起用光源を駆動
するための駆動手段と、前記固体レーザ媒質から出射さ
れるレーザ光の光軸上に位置する全反射ミラーと、前記
固体レーザ媒質を介して前記全反射ミラーと対向する出
力ミラーと、前記全反射ミラーと前記出力ミラーとの間
で前記固体レーザ媒質から出射される励起レーザ光の光
軸上に配され、かつ高周波信号電力が印加されることに
より励起レーザ光をパルス発振させるQスイッチを備え
るレーザ発振器であって、 Qスイッチ周波数に応じて高周波信号の印加時間を所定
の高周波信号ON時間に設定すると共に所望のレーザ出
力で決定される所定の高周波信号電力を設定する高周波
信号設定手段と、 前記励起用光源により励起された前記固体レーザ媒質に
蓄積されるエネルギーが前記所定の高周波信号電力によ
りレーザ発振を抑止できるレーザ発振閾値を越えてレー
ザ発振が開始されたことを検出するレーザ光検出手段
と、 前記レーザ光検出手段からの検出信号に基づいてレーザ
光検出時から前記高周波信号ON時間経過までの時間を
計測する計時手段と、 前記計時手段により計測された時間に応じて前記高周波
信号設定値を調整する高周波信号調整手段を有するレー
ザ発振器。7. A solid-state laser medium, an excitation light source for exciting the solid-state laser medium, driving means for driving the excitation light source, and an optical axis of laser light emitted from the solid-state laser medium A total reflection mirror located above, an output mirror facing the total reflection mirror via the solid laser medium, and an excitation laser beam emitted from the solid laser medium between the total reflection mirror and the output mirror A laser oscillator having a Q-switch that is arranged on the optical axis of the device and that oscillates the excitation laser light by applying a high-frequency signal power. High-frequency signal setting means for setting a signal ON time and setting a predetermined high-frequency signal power determined by a desired laser output; A laser light detecting means for detecting that laser energy is started when the energy stored in the solid-state laser medium exceeds a laser oscillation threshold value at which laser oscillation can be suppressed by the predetermined high-frequency signal power, and the laser light detecting means And a high-frequency signal adjustment unit that adjusts the high-frequency signal set value according to the time measured by the time-measurement unit. A laser oscillator having means.
レーザ媒質に蓄積されたエネルギーを放出して低下させ
る初期化手段をさらに備えることを特徴とする請求項1
乃至7記載のレーザ発振器。8. An apparatus according to claim 1, further comprising an initialization means for releasing energy stored in said solid-state laser medium to reduce the energy before applying a high-frequency signal power.
8. The laser oscillator according to any one of claims 7 to 7.
あって、 高周波信号設定手段によりQスイッチに印加される高周
波信号電力を所望のレーザ出力に基づいて設定する工程
と、 前記高周波信号設定手段により設定された前記高周波信
号電力をQスイッチに印加する工程と、 励起用光源により固体レーザ媒質に蓄積されるエネルギ
ーが増大し前記高周波信号電力によりレーザ発振を抑止
できるレーザ発振閾値を越えてレーザ発振が開始された
ことをレーザ光検出手段により検出する工程と、 レーザ光検出手段によりレーザ出力を検出することでレ
ーザ発振を停止可能な最小限の高周波信号値を算出し、
次に印加する高周波信号電力をこれに近付けるように制
御する工程を有するレーザ発振器のレーザパルス制御方
法。9. A method for controlling a laser pulse of a laser oscillator, comprising: setting high-frequency signal power applied to a Q switch by high-frequency signal setting means based on a desired laser output; Applying the high-frequency signal power to the Q switch, and starting the laser oscillation when the energy stored in the solid-state laser medium by the excitation light source increases and exceeds the laser oscillation threshold value at which laser oscillation can be suppressed by the high-frequency signal power. A step of detecting that the laser light is detected by the laser light detecting means, and calculating a minimum high-frequency signal value at which laser oscillation can be stopped by detecting a laser output by the laser light detecting means,
A laser pulse control method for a laser oscillator, comprising a step of controlling a high-frequency signal power to be applied next to approach this.
であって、 高周波信号設定手段によりQスイッチに印加される高周
波信号電力を所望のレーザ出力で決定される所定の高周
波信号電力値に設定する工程と、 前記所定の高周波信号電力を前記Qスイッチに印加開始
する工程と、 励起用光源により前記固体レーザ媒質に蓄積されるエネ
ルギーが増大し前記所定の高周波信号電力によりレーザ
発振を抑止できるレーザ発振閾値を越えてレーザ発振が
開始されたことをレーザ光検出手段により検出する工程
と、 高周波信号印加手段により前記レーザ光検出手段からの
検出信号に基づいて前記高周波信号電力値を低下させる
工程を有するレーザ発振器のレーザパルス制御方法。10. A method for controlling a laser pulse of a laser oscillator, comprising: setting a high-frequency signal power applied to a Q switch to a predetermined high-frequency signal power value determined by a desired laser output by a high-frequency signal setting means. A step of starting to apply the predetermined high-frequency signal power to the Q switch; and setting a laser oscillation threshold at which energy stored in the solid-state laser medium by the excitation light source increases and laser oscillation can be suppressed by the predetermined high-frequency signal power. A laser oscillator having a step of detecting the start of laser oscillation by exceeding the threshold, and a step of lowering the high-frequency signal power value based on a detection signal from the laser light detecting means by a high-frequency signal applying means. Laser pulse control method.
であって、 高周波信号設定手段によりQスイッチ周波数に応じて高
周波信号電力の印加時間を所定の高周波信号ON時間に
設定する工程と、 出力エネルギーに応じた高周波信号電力を設定する工程
と、 前記所定の高周波信号電力を前記Qスイッチに印加する
工程と、 励起用光源により固体レーザ媒質に蓄積されるエネルギ
ーが増大し前記所定の高周波信号電力によりレーザ発振
を抑止できるレーザ発振閾値を越えてレーザ発振が開始
されたことをレーザ光検出手段により検出する工程と、 前記レーザ光検出手段からの検出信号に基づいてレーザ
光検出時から前記高周波信号ON時間経過までの時間を
計時手段により計測する工程と、 前記計時手段により計測された時間に応じて前記高周波
信号設定値を高周波信号調整手段により調整する工程を
有するレーザ発振器のレーザパルス制御方法。11. A method for controlling a laser pulse of a laser oscillator, comprising: setting a high-frequency signal power application time to a predetermined high-frequency signal ON time according to a Q-switch frequency by a high-frequency signal setting means; Setting the high-frequency signal power, applying the predetermined high-frequency signal power to the Q switch, increasing the energy stored in the solid-state laser medium by the excitation light source, and causing the laser oscillation by the predetermined high-frequency signal power Detecting the start of laser oscillation by exceeding a laser oscillation threshold value capable of suppressing laser light, and elapse of the high-frequency signal ON time from the time of laser light detection based on a detection signal from the laser light detection means. Measuring the time until the time by the time measuring means, and the time according to the time measured by the time measuring means. A laser pulse control method for a laser oscillator, comprising a step of adjusting a frequency signal set value by a high frequency signal adjusting means.
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