JPS5845838B2 - Pulse laser hatch - Google Patents
Pulse laser hatchInfo
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- JPS5845838B2 JPS5845838B2 JP50109617A JP10961775A JPS5845838B2 JP S5845838 B2 JPS5845838 B2 JP S5845838B2 JP 50109617 A JP50109617 A JP 50109617A JP 10961775 A JP10961775 A JP 10961775A JP S5845838 B2 JPS5845838 B2 JP S5845838B2
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES 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
- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
- H01S3/09—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping
- H01S3/091—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping
- H01S3/0915—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping by incoherent light
- H01S3/092—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping by incoherent light of flash lamp
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は立下りの急峻なレーザパルスが容易に得られる
パルスレーザ発振装置に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a pulsed laser oscillation device that can easily obtain a laser pulse with a steep falling edge.
パルスレーザ発振装置はレーザ光線を集光して被加工物
の穴あけ加工や特定の物体を除去するために使用されて
いる。A pulsed laser oscillation device is used to focus a laser beam to drill holes in a workpiece or remove a specific object.
これらの用途においてはレーザ波形と加工特性との間に
は密接な関係があり、そのレーザ波形があるパワーレベ
ル以上では加工特性に寄与するが、あるレベル以下のパ
ワーでは被加工物の温度上昇をもたらしカロエ周辺の熱
影響を拡大するだけとなり加工特性に不利な面が多くな
る。In these applications, there is a close relationship between the laser waveform and processing characteristics; when the laser waveform exceeds a certain power level, it contributes to the processing characteristics, but when the power is below a certain level, it increases the temperature of the workpiece. This will only increase the thermal influence around the caloes, resulting in many disadvantageous aspects to the processing characteristics.
フラシュランプを使用した光励起用のパルスレーザ発振
装置ではフラシュランプの放電波形を制御することで解
決でき、その1つの例として特公昭48−29437号
がある。In a pulsed laser oscillation device for optical excitation using a flashlamp, the problem can be solved by controlling the discharge waveform of the flashlamp, and one example of this is Japanese Patent Publication No. 48-29437.
これはコンデンサとインダクタンスの波形成形回路を用
いて時間の経過とともにパルス放電々流を増大し、レー
ザ波形をしり上りの形に制御したものである。This uses a waveform shaping circuit consisting of a capacitor and inductance to increase the pulse discharge current over time and control the laser waveform into an upward slope.
しかし、このフラシュランプの放電波形制御方法は波形
成形回路が複雑(こなるばかりでなく、本願の意図とす
るレーザ波形の立下りの急峻なものが得られない。However, this flashlamp discharge waveform control method not only requires a complicated waveform shaping circuit, but also fails to provide a laser waveform with a steep fall as intended in the present application.
本発明は上記のような点にかんがみてなされたもので、
簡単な回路構成で急峻な立下りのパルス波形を容易に得
るようにし、これによって被加工物の加工部周辺の熱影
響を小さくし従来より加工特性の向上を図るレーザパル
ス発振装置を提供するものである。The present invention has been made in view of the above points.
To provide a laser pulse oscillation device that easily obtains a steeply falling pulse waveform with a simple circuit configuration, thereby reducing the thermal influence around the processing part of a workpiece and improving processing characteristics compared to conventional ones. It is.
以下図面を参照して本発明の詳細な説明する。The present invention will be described in detail below with reference to the drawings.
第1図において直流電源などを内蔵する充電制御回路1
には第1の充放電コンデンサ2が接続され、さらにこの
コンデンサ2にフラシュランプなどの如き第1の放電ラ
ンプ3とこのランプ3の放電波形を制御する波形成形コ
イル4の直列回路が接続されている。In Figure 1, charging control circuit 1 has a built-in DC power supply, etc.
A first charge/discharge capacitor 2 is connected to the capacitor 2, and a series circuit of a first discharge lamp 3, such as a flash lamp, and a waveform shaping coil 4 for controlling the discharge waveform of this lamp 3 is connected to the capacitor 2. There is.
3aは放電ランプ3を励起制御するトリガ電極である。3a is a trigger electrode that excites and controls the discharge lamp 3.
また充電制御回路1にはダイオード5を介して第2の充
放電コンデンサ6が接続される。Further, a second charging/discharging capacitor 6 is connected to the charging control circuit 1 via a diode 5.
第1の充放電コンデンサ2の容量をC2、第2の充放電
コンデンサ6の容量をC6とすれば、例えば第2の充放
電コンデンサ6の容量C6を十分小さくして、C6〈C
2の関係に設定する。If the capacitance of the first charging/discharging capacitor 2 is C2, and the capacitance of the second charging/discharging capacitor 6 is C6, then, for example, if the capacitance C6 of the second charging/discharging capacitor 6 is sufficiently small, C6<C
Set the relationship of 2.
7はフラシュランプの如き第2の放電ランプで、これは
抵抗8を介挿して第2の充放電コンデンサ6の両端に接
続する。A second discharge lamp 7, such as a flash lamp, is connected to both ends of the second charge/discharge capacitor 6 through a resistor 8.
7aは第2の放電ランプ7のトリガ電極である。7a is a trigger electrode of the second discharge lamp 7.
9は第1および第2の充放電コンデンサ2および6の放
電電流を制御するトリガ電極9aを有するスイッチ素子
であり、例えばサイリスクが用いられる。Reference numeral 9 denotes a switch element having a trigger electrode 9a for controlling the discharge currents of the first and second charge/discharge capacitors 2 and 6, and for example, Cyrisk is used.
而して、第1の放電ランプ3と第2の放電ランプ7は所
望の間隔を有して配置され、これらのうンプ3,7の間
lこレーザパルスを発生するレーザ物質10を配置し、
放電ランプ3,7の放電エネルギ一つまりレーザ物質励
起光をレーザ物質10に集光せしめる構成としている。Thus, the first discharge lamp 3 and the second discharge lamp 7 are arranged with a desired spacing between them, and a laser substance 10 that generates a laser pulse is arranged between these lamps 3 and 7. ,
The configuration is such that the discharge energy of the discharge lamps 3 and 7, that is, the excitation light of the laser material, is focused on the laser material 10.
1L12は共振器ミラーである。1L12 is a resonator mirror.
次に第1図に示すパルスレーザ発振装置の作用を説明す
る。Next, the operation of the pulsed laser oscillation device shown in FIG. 1 will be explained.
充電制御回路1によって得られた電圧は第1の充放電コ
ンデンサ2並びにダイオード5を介して第2の充放電コ
ンデンサ6に充電される。The voltage obtained by the charging control circuit 1 is charged to the second charging/discharging capacitor 6 via the first charging/discharging capacitor 2 and the diode 5 .
このコンデンサ2,6の充電々圧は第2図aに示すよう
にVとする。The charging voltage of the capacitors 2 and 6 is assumed to be V as shown in FIG. 2a.
充電の完了後、11時点でトリガ電極3a、?aにトリ
ガパルスを与えたとすると、第1の充放電コンデンサ2
の電圧は波形成形コイル4を通って放電ランプ3で放電
し、第2図aのイの部分から電圧が降下する。After charging is completed, the trigger electrode 3a, ? If a trigger pulse is given to a, the first charging/discharging capacitor 2
The voltage passes through the waveform shaping coil 4 and is discharged in the discharge lamp 3, and the voltage drops from the part A in FIG. 2A.
一方、第2の充放電コンデンサ6の電圧は抵抗8を通っ
て放電ランプ7で放電するが、抵抗8によってその放電
特性は第2図aの口のように緩かに降下していく。On the other hand, the voltage of the second charging/discharging capacitor 6 passes through the resistor 8 and is discharged in the discharge lamp 7, but due to the resistor 8, the discharge characteristic gradually drops as shown in the opening in FIG. 2a.
而して、12時点でスイッチ素子9のトリガ電極9aに
トリガパルスを与えると、第2の充放電コンデンサ6の
電圧は抵抗値の小さいスイッチ素子9を通って放電ラン
プTに供給され、次いで第1の充放電コンデンサ2の電
圧もダイオード5およびスイッチ素子9を通って放電ラ
ンプ7に与えられる。When a trigger pulse is applied to the trigger electrode 9a of the switch element 9 at time 12, the voltage of the second charge/discharge capacitor 6 is supplied to the discharge lamp T through the switch element 9 with a small resistance value, and then The voltage of the charging/discharging capacitor 2 of No. 1 is also applied to the discharge lamp 7 through the diode 5 and the switch element 9.
従って、第1の充放電コンデンサ2の電圧は並列的に第
1、第2の放電ランプ3′、7で放電することになるた
め、第2図aのハのような急峻な放電特性となる。Therefore, the voltage of the first charging/discharging capacitor 2 is discharged in parallel in the first and second discharge lamps 3' and 7, resulting in a steep discharge characteristic as shown in c in Fig. 2a. .
/Zはスイッチ素子9を導通させず実質的に充放電コン
デンサ2を放電ランプ3のみで放電した場合である。/Z is a case where the switching element 9 is not made conductive and the charging/discharging capacitor 2 is substantially discharged only by the discharge lamp 3.
なお、放電波形はコンデンサ容量によって大幅に変わる
が、上述したように例えば第2の充放電コンデンサ6の
容量を第1の充放電コンデンサ2の容量に比して十分小
さくすれば、12時点から第1の充放電コンデンサ2の
放電の終了までの時間は単に第1の放電ランプ3だけの
場合よりも第2の放電ランプ7の放電開始によって放電
回路のインピーダンスがイ以下になることで大幅に短縮
できる。Note that the discharge waveform varies greatly depending on the capacitor capacity, but as mentioned above, for example, if the capacity of the second charge/discharge capacitor 6 is made sufficiently smaller than the capacity of the first charge/discharge capacitor 2, the The time it takes for the first charge/discharge capacitor 2 to finish discharging is significantly shorter than when only the first discharge lamp 3 is used because the impedance of the discharge circuit becomes less than 1 when the second discharge lamp 7 starts discharging. can.
第2図す、cは第1の放電ランプ3と第2の放電ランプ
7の放電々原波形である。FIG. 2C shows the discharge source waveforms of the first discharge lamp 3 and the second discharge lamp 7.
すなわち、第2図すにおいて二は第2の放電ランプ7を
点灯したときの放電ランプ3の電流波形、二1ま第2の
放電ランプ7を点灯しないときの同様な波形である。That is, in FIG. 2, 2 is the current waveform of the discharge lamp 3 when the second discharge lamp 7 is lit, and 21 is a similar waveform when the second discharge lamp 7 is not lit.
また第2図Cのホは12時点でスイッチ素子9を導通し
たときの第2の放電ランプTの放電々原波形である。Further, E in FIG. 2C is the discharge source waveform of the second discharge lamp T when the switch element 9 is turned on at time 12.
また第2図dはレーザ物質10から発生されるレーザ出
力波形で、へは第1の放電ランプ3だけの場合、へは第
2の放電ランプ7を12時点でトリガし第1、第2の放
電ランプ3,7の両方を点灯放電したときの図である。In addition, FIG. 2d shows the laser output waveform generated from the laser material 10, when only the first discharge lamp 3 is triggered, and when the second discharge lamp 7 is triggered at time 12 and the first and second discharge lamps are triggered. It is a figure when both the discharge lamps 3 and 7 are lit and discharged.
なお、抵抗8はトリガ電極3a 、7aにトリガパルス
を与えた場合、第2の放電ランプ7を予備放電状態に設
定しておくためのものである。The resistor 8 is used to set the second discharge lamp 7 in a preliminary discharge state when a trigger pulse is applied to the trigger electrodes 3a and 7a.
また抵抗8、第2の充放電コンデンサ6および第2の放
電ランプ7の定数は第1の放電ランプ3と波形成形コイ
ル4と第1の充放電コンデンサ2で決まる放電パルス幅
よりも長い放電持続時間になるように選択する。Further, the constants of the resistor 8, the second charge/discharge capacitor 6, and the second discharge lamp 7 are such that the discharge duration is longer than the discharge pulse width determined by the first discharge lamp 3, the waveform shaping coil 4, and the first charge/discharge capacitor 2. Select according to the time.
従って、第1図に示すような本発明のパルスレーザ発振
装置は一例として第2図dのようなレーザ波形が得られ
、同図から明らかなように第1の充放電コンデンサ2の
放電中に第2の放電ランプ7の放電を行なえば放電を急
峻にすることができる。Therefore, in the pulsed laser oscillation device of the present invention as shown in FIG. 1, a laser waveform as shown in FIG. By discharging the second discharge lamp 7, the discharge can be made steep.
このことはレーザ波形の後方でピーク出力を上げるとと
もに波形の立下りを急峻にすることが可能となる。This makes it possible to increase the peak output at the rear of the laser waveform and to make the fall of the waveform steeper.
そのため、以上のようなパルスレーザ波形を用いれば被
加工物の穴あけ等を行なっても加工周囲の熱影響を少な
くでき、加工仕上り特性の改善を図ることができる。Therefore, by using the above-described pulsed laser waveform, even when drilling a hole in a workpiece, the influence of heat around the workpiece can be reduced, and the machining finish characteristics can be improved.
なお、上記説明では第2の充放電コンデンサ6を第1の
充放電コンデンサ2より小容量としたが、それに限らず
コンデンサ6を大容量としても他の要素との関係でレー
ザ波形の後方の出力を大きくすることができ、加工特性
の改善を図ることができる。Note that in the above explanation, the second charging/discharging capacitor 6 has a smaller capacity than the first charging/discharging capacitor 2, but the capacitor 6 is not limited to this, and even if the capacitor 6 has a large capacity, the output at the rear of the laser waveform may vary depending on the relationship with other elements. can be increased, and processing characteristics can be improved.
次に第3図は本発明の他の実施例で、充放電コンデンサ
2の放電回路に別の放電回路を構成するスイッチ素子1
5、また必要なら抵抗又はフラシュランプなどの低イン
ピーダンス負荷16を設けたものである。Next, FIG. 3 shows another embodiment of the present invention, in which a switch element 1 constitutes another discharge circuit in the discharge circuit of the charge/discharge capacitor 2.
5. If necessary, a low impedance load 16 such as a resistor or a flash lamp is provided.
以下、第4図を参照して動作特性を説明する。The operating characteristics will be explained below with reference to FIG.
第4図aに示すように、41時点で放電ランプ3のトリ
ガ電極3aにトリガパルスを与えると、充放電コンデン
サ2の電圧はトのように緩かな形で放電し、しかる後、
t2時点でスイッチ素子15を導通制御すれば充放電コ
ンデンサ2に放電回路が追加されたこととなり、チのよ
うに急峻な形で放電が行なわれる。As shown in FIG. 4a, when a trigger pulse is applied to the trigger electrode 3a of the discharge lamp 3 at time 41, the voltage of the charging/discharging capacitor 2 is discharged slowly as shown in FIG.
If the switching element 15 is controlled to be conductive at time t2, a discharging circuit is added to the charging/discharging capacitor 2, and discharge occurs in a steep manner as shown in FIG.
ヂはスイッチ素子15をしゃ断状態にしておいた場合で
ある。This is the case when the switch element 15 is kept in the cut-off state.
第4図すは放電ランプ3の放電々原波形で、すはスイッ
チ素子15を導通させた場合、す′はスイッチ素子15
をしゃ断状態にしておいた場合である。Fig. 4 shows the discharge source waveform of the discharge lamp 3, and when the switch element 15 is conductive, the switch element 15 shows the waveform.
This is the case when the system is turned off.
また第4図Cはスイッチ素子15を流れる放電々原波形
で、スイッチ素子15の導通によって充放電コンデンサ
2を短時間で放電させる。Further, FIG. 4C shows a discharge source waveform flowing through the switch element 15, and the conduction of the switch element 15 causes the charging/discharging capacitor 2 to be discharged in a short time.
第4図dはレーザ物質10によって得られるレーザ゛波
形で、スイッチ素子15を導通するとルのような波形、
しゃ断状態においたときはノヒのような波形が得られる
。FIG. 4d shows the laser waveform obtained by the laser material 10, and when the switching element 15 is turned on, the waveform becomes as shown in FIG.
When it is in the cut-off state, a waveform similar to a nohi is obtained.
すなわち、スイッチ素子15の導通によってレーザ波形
の立下りを急峻なものとすることができる。That is, the conduction of the switch element 15 allows the laser waveform to fall steeply.
以上詳記したように本発明(こよれば、充電制御回路(
こ第1の充放電回路と、これと別個のインピーダンス可
変用の第2の充放電回路又は放電回路を設け、主として
第1の充放電回路を放電ランプの光励起に使用し、ある
タイミングで第2の充放電回路又は放電回路の動作制御
を行なって前記第2の充放電回路の電圧を並列放電する
ようにしたので、レーザ波形の後方でピーク出力を上げ
ることができるとともに、立下り(こおいては急峻な放
電波形とすることができる。As described in detail above, the present invention (accordingly, the charging control circuit)
This first charging/discharging circuit and a separate second charging/discharging circuit or discharging circuit for variable impedance are provided, and the first charging/discharging circuit is mainly used for optical excitation of the discharge lamp, and the second charging/discharging circuit is used at a certain timing. Since the operation of the charging/discharging circuit or the discharging circuit is controlled so that the voltage of the second charging/discharging circuit is discharged in parallel, the peak output can be increased at the rear of the laser waveform, and the falling In this case, a steep discharge waveform can be obtained.
従って、このような波形をレーザ加工lこ用いれば、被
加工物に加工物を蒸発させないで加熱作用だけ行ない、
大きなレーザエネルギーを照射しないですむために被加
工物への熱影響を十分小さくでき、従来に比し加工仕上
り特性の優れたものを得ることができる。Therefore, if such a waveform is used for laser processing, only a heating effect will be applied to the workpiece without evaporating the workpiece.
Since it is not necessary to irradiate large laser energy, the thermal effect on the workpiece can be sufficiently reduced, and it is possible to obtain a workpiece with superior processing finish characteristics compared to the conventional method.
第1図は本発明に係るパルスレーザ発振装置の回路図、
第2図a = dは第1図の回路の特性を示す波形図、
第3図は本発明の他の実施例を説明するパルスレーザ発
振装置の回路図、第4図a = dは第3図の回路の特
性を示す波形図である。
1・・・・・・充電制御回路、2・・・・・・充放電コ
ンデンサ、3・・・・・・放電ランプ、4・・・・・・
波形成形コイル、5・・・・・・ダイオード、6・・・
・・・充放電コンデンサ、7・・・・・・放電ランプ、
8・・・・・・抵抗、9・・・・・・スイッチ素子、1
0・・・・・・レーザ物質、15・・・・・・スイッチ
素子、16・・・・・・低インピーダンス負荷。FIG. 1 is a circuit diagram of a pulsed laser oscillation device according to the present invention,
Figure 2 a = d is a waveform diagram showing the characteristics of the circuit in Figure 1;
FIG. 3 is a circuit diagram of a pulsed laser oscillation device illustrating another embodiment of the present invention, and FIG. 4 a=d is a waveform diagram showing characteristics of the circuit of FIG. 3. 1... Charging control circuit, 2... Charging/discharging capacitor, 3... Discharging lamp, 4...
Waveform shaping coil, 5... Diode, 6...
...charging/discharging capacitor, 7...discharging lamp,
8...Resistor, 9...Switch element, 1
0... Laser substance, 15... Switch element, 16... Low impedance load.
Claims (1)
のコンデンサに接続され、トリガ信号によって充電電圧
を放電する放電ランプと、この放電ランプにより光励起
されるレーザ物質と、前記充放電コンデンサに接続され
、前記放電ランプの放電中に前記放電ランプを通さずに
前記充放電コンデンサの電圧を放電させる放電回路とを
備えたパルスレーザ発振装置。1. A charging/discharging capacitor connected to a charging control circuit, a discharge lamp connected to this capacitor and discharging charging voltage in response to a trigger signal, a laser substance optically excited by this discharge lamp, and a laser substance connected to the charging/discharging capacitor, and a discharge circuit that discharges the voltage of the charge/discharge capacitor without passing through the discharge lamp during discharge of the discharge lamp.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP50109617A JPS5845838B2 (en) | 1975-09-10 | 1975-09-10 | Pulse laser hatch |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP50109617A JPS5845838B2 (en) | 1975-09-10 | 1975-09-10 | Pulse laser hatch |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5233493A JPS5233493A (en) | 1977-03-14 |
| JPS5845838B2 true JPS5845838B2 (en) | 1983-10-12 |
Family
ID=14514822
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP50109617A Expired JPS5845838B2 (en) | 1975-09-10 | 1975-09-10 | Pulse laser hatch |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5845838B2 (en) |
-
1975
- 1975-09-10 JP JP50109617A patent/JPS5845838B2/en not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5233493A (en) | 1977-03-14 |
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