激光装置制造方法及图纸

一个沸腾电路，包括将沸腾电流供给激励灯的电源部件，和控制沸腾电流的电流值的控制部件。在该控制部件中，从电流传感器发出的电流检测信号通过用于阻抗转换的缓冲放大器送至运算放大器的非反向输入端，进行信号放大。根据从三个开关中选择那一个开关的不同，运算放大器的放大系数不同。一个电流控制电路，根据从ＣＰＵ发出的控制信号，对沸腾电流进行通／断控制；并且将电流检测信号与一个参考电流值Ｋ１进行比较使误差为零。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术一般涉及一种激光装置；更具体地说，涉及一种利用一个灯作为激光激励装置，用以形成脉冲激光束的重复式振荡输出的固态激光装置。一般，这种形式的固态激光装置可使一个微小的等待放电电流(standbydischarge current)，所谓沸腾电流(simmer current)，在等待期间(不使激光振荡)，通过该激励灯，以便在激光振荡时，改善该激励灯的开始发光过程。尽管有等待期间，该沸腾电流可在该激励灯内形成一个放电通道，使得用于该激励灯发光(激光振荡)的该灯所固有的电流，可容易地从一个主要激光电源流过该激励灯，从而有可能实现高速的重复式脉冲振荡。本专利技术者进行的研究结果证明，当脉冲激光束产生重复式的振荡输出时，该沸腾电流可以影响该激励灯的工作寿命，和激光输出的稳定性。即沸腾电流越大，则该激励灯的工作寿命越短；而沸腾电流越小，则当高速重复时，激光输出越不稳定。然而，这种传统的固态激光装置，不论脉冲振荡的重复速率如何，使用电流值都是固定的沸腾电流。由于这个原因，有时会出现问题，即甚至在所有时间内工作脉冲的重复速率都较低，或通常工作时的重复速率较低的情况下，该激励灯在较早阶段就消耗了；或者是，当增加脉冲重复速率时，激光输出不稳定。本专利技术是考虑到上述问题而提出的。因此，本专利技术的目的是通过适当控制沸腾电流的电流值，来提供一种可以尽可能地延长激励灯使用寿命，和改善激光输出稳定性的激光装置。为了达到上述目的，根据本专利技术的第一个方面，提供了一种具有一个激励灯的激光装置，在等待期间过程中，一个沸腾电流通过该激励灯，并且当激光振荡时，一个脉冲波形的灯电流流入该激励灯中，使所述激励灯产生脉冲式发光，该脉冲式光的光学能量激励一个固态的激光介质，振荡式地输出脉冲式激光束；所述激光装置包括一种可根据所述脉冲式激光束的重复速率或脉冲间隔，控制所述沸腾电流的电流值变化的装置。根据本专利技术的第二个方面，提供了一种具有一个激励灯的激光装置，在等待期间过程中，一个沸腾电流通过该激励灯，并且当激光振荡时，一个脉冲波形的灯电流流入该激励灯中，使所述激励灯产生脉冲式发光，该脉冲式光的光学能量激励一个固态的激光介质，振荡式地输出脉冲式激光束；所述激光装置包括一个区域形成装置，用于形成所述脉冲激光束的多个重复速率或脉冲间隔区；一个沸腾电流设定装置，用于为所述多个区中的每一个区，单独设定所述沸腾电流的电流值；一个区域判断装置，用于判断与所述振荡式的脉冲激光束输出相应的区域；一个沸腾电流控制装置，用于控制所述的沸腾电流，使它的电流值与由所述为区域判断装置判断的区域相互适应。该区域判断装置可以包括根据先前对于所述脉冲激光束的振荡输出决定的顺序，判断所述相应区域的装置。另外，该区域判断装置可包括测量装置，用与根据在任何时间发出的预先确定的外部信号，测量所述脉冲激光束振荡输出的重复速率或脉冲间隔；和根据所述测量装置获得的测量值，判断所述相应区域的装置。该沸腾电流控制装置最好包括含有一个开关元件，用于将所述沸腾电流送至所述激励灯的一个沸腾电源电路；一个用于检测所述沸腾电流，产生一个表示沸腾电流电流值的电压信号的沸腾电流检测装置；一个放大器，它能够对于所述多个区中的每一个区域，选择以相应方式决定的多个放大系数中的任何一个放大系数；所述放大器能够以所选择的所述多个放大系数的一个放大系数，放大从所述电流检测装置发出的所述电压信号；一个放大系数切换装置，用于切换所述放大器，使所述放大系数与由所述区域判断装置判断的一个相应区域相适应；和一个脉冲宽度控制装置，用于将从所述放大器来的输出信号，与事先决定的参考电流值进行比较；并利用具有可使比较误差趋于零的脉冲宽度，和一定频率的切换脉冲，对所述切换元件进行切换控制。根据以上所述的本专利技术的激光装置，可以通过根据脉冲激光束的脉冲重复速率，控制沸腾电流的电流值的变化，保证上述激励灯的使用寿命尽可能的长，并且可以改善激光输出的稳定性。本专利技术的上述和其他一些目的、方面、特点和优点，从下面结合附图进行的详细说明中将会更加清楚。其中附图说明图1为表示根据本专利技术的一个实施例的一种钇铝石榴石(YAG)激光束加工装置的主要部分的整个结构的方框图；图2为表示上述实施例的沸腾电路的电路结构的方框图；图3为在本实施例的第一种情况下，利用CPU进行处理，提供沸腾电流的变化控制的程序的流程图；图4为用图形表示在上述第一种情况下，每一部分的定时和波形的时序图；图5为表示在本实施例的第二种情况下，利用CPU进行处理，提供沸腾电流的变化控制的程序流程图；图6为用图形表示在上述第二种情况下，每一部分的定时和波形的时序图；图7为表示在本实施例的第三种情况下，利用CPU进行处理，提供沸腾电流的变化控制程序的流程图；图8为用图形表示的、在上述第三种情况下，每一部分的定时和波形的时序图；和图9为表示根据本专利技术的沸腾电路的另一个实施例的方框图。现在将结合表示本专利技术的优选实施例的附图来说明本专利技术。这些优选实施例是非限制性的。图1表示根据本专利技术的一个实施例的一种YAG激光束加工装置的总的主要结构。该YAG激光束加工装置主要包括一个激光振荡部件10，一个激光电源部件12，一个控制部件14，一个输入/输出接口部件16和一个沸腾电路18。该激光振荡部件10包括一个激励灯22和一个钇铝石榴石(YAG)杆24，该灯22和YAG杆24在一个腔20内，互相靠近并列放置，另外还包括排列在该腔20外面，该YAG杆24的光学轴线上的二个光学谐振反射镜26和28。上述激光电源部件12将具有脉冲波形的一个灯电流IR送至该激励灯22上，用于进行脉冲式发光。当该激励灯22脉冲式发光时，其光学能量激励该YAG杆24，使从该YAG杆24二端，沿着其光学轴线射出的一束光，在二个光学谐振反射镜26和28之间重复式地反射，进行放大；然后以脉冲激光束LB的形式，从输出反射镜26上射出。在离开该输出反射镜26之后，该脉冲式激光束LB，通过一个没有示出的相应激光传输系统，输送至一个没有示出的激光处理区域，然后再照射至一个没有示出的工件上。该激光电源部件12包括一个储存送往上述激光振荡部件10，供激光振荡用的电能的电容器30；一个将商业上的交流电，例如，三相交流电源的电压(U，V，W)转换为将该电容器30充电至一个预先确定的直流电压的充电电路32；一个作为连接在该电容器30和上述激光振荡部件10的激励灯22之间的一个开关元件的晶体管34；和一个用于以高频(例如，20KHz)切换该晶体管34的驱动电路36。该控制部件14包括一个控制整个装置及其各部分工作的CPU(微处理器)38；一个用于贮存不同程序，不同的设定值或计算数据，使该CPU 38执行预先确定的处理的存储器40；和各种不同的、用于测量脉冲式激光束LB的输出，或与该输出相应的，上述激光电源部件12内的电气参数的测量装置42～46。对于电源部件12，该CPU 38给上述充电电路32，送出一个以设定电压使该电容器30充电的充电的控制信号CF；和给上述驱动电路36，送出一个波形控制的切换控制信号SW。为了进行波形控制，CPU 38将从一个激光输出测量部件42送出的一个激光输出测量值SL，从一个电压测量电路44送出的一个灯电压测量值SV，或从一个电流测量本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有一个激励灯的激光装置，在等待期间过程中，一个沸腾电流通过该激励灯，并且当激光振荡时，一个脉冲波形的灯电流流入该激励灯中，使所述激励灯产生脉冲式发光，该脉冲式光的光学能量激励一个固态的激光介质，振荡式地输出脉冲式激光束；所述激光装置包括：可根据所述脉冲式激光束的重复速率或脉冲间隔，控制所述沸腾电流的电流值变化的装置。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：川村浩二，
申请(专利权)人：宫地技术株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]