光放大装置及激光加工装置制造方法及图纸

能够从第一个脉冲起稳定输出激光脉冲的光放大装置及激光加工装置。激光加工装置（100）具有：光放大光纤（1）；种子LD（2），在发光期间生成多次脉冲状的种子光；激发LD（3），在刚刚进入发光期间之前的非发光期间生成具有第一能级的功率的激发光，在发光期间则生成具有比第一能级高的第二能级的功率的激发光；受光元件（15）及峰值检测器（16），检测从光放大光纤（1）输出的输出光脉冲的功率；控制装置（20）。控制装置（20），基于峰值检测器（16）的检测值，来以使在发光期间内生成的最初的输出光脉冲和最后的输出脉冲之间的功率相同的方式，控制非发光期间的激发光的功率（驱动器（22）的偏置电流）。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及光放大装置及激光加工装置，特别涉及用于从MOPA (MasterOscillator and Power Amplifier :主控振荡器的功率放大器)方式的光纤放大器稳定地生成光脉冲的技术。
技术介绍
在激光加工装置中，激光的功率对加工品质带来影响。因此，到目前为止提出了用于对从激光加工装置发出的激光的功率进行控制的技术。例如日本特开2000 - 340872号公报(专利文献I)公开了一种激光加工装置，该激光加工装置具有包含稀土类元素的光纤和用于激发该稀土类元素的激光源。激光源包括第一半导体激光器，其被连续驱动而输出低功率的光；第二半导体激光器，其被脉冲驱动而输出高功率的光。在非发光期间，来自第一半导体激光器的激发光使稀土掺杂光纤处于预·激发状态。另一方面，在进行加工时，来自第二半导体激光器的激发光使稀土掺杂光纤处于高激发状态。通过将信号光入射至高激发状态的稀土掺杂光纤中，从而从稀土掺杂光纤出射高功率的激光。使用低功率的激光来预激发稀土掺杂光纤，以此能够使加工时的脉冲输出稳定。另外，例如日本特开2010 - 10274号公报(专利文献2)公开了如下结构，该结构是，测定从光纤激光振荡器输出的激光脉冲的平均功率及峰值功率，并将其测定结果反馈至LD (激光二极管)驱动电路的结构。另外，例如日本特开2010 — 171131号公报(专利文献3)公开了如下方法发出用于入射至光纤激光器中的种子光的激光源，在主照射期间发出脉冲光，在预照射期间则发出实际的连续光的方法。连续光的功率小于脉冲光的峰值功率。并且，在日本特开2010 —171131号公报(专利文献3)中，公开了将预照射期间的激发光的功率降低到小于主照射期间的激发光的功率的技术。现有技术文献专利文献专利文献I :日本特开2000 - 340872号公报专利文献2 :日本特开2010 - 10274号公报专利文献3 :日本特开2010 - 171131号公报在日本特开2000 - 340872号公报(专利文献I)中公开的激光加工装置采用光纤激光器。光纤激光器能够相互独立地设定以下的与激光相关的各种条件等，这些条件有(I)脉冲的重复频率；(2)脉冲宽度；(3)脉冲的功率。另一方面，低功率激光的最佳的输出值可能因这些条件而有所不同。在低功率激光的输出值不恰当的情况下，在第一个脉冲的强度和进行稳定化之后的脉冲的强度之间产生差异。此时，可能会降低加工品质。另外，在日本特开2010 - 10274号公报(专利文献2)所公开的方法中，激光脉冲的平均功率用于反馈控制。因此难以对每个脉冲进行控制。另外，在日本特开2010 - 171131号公报(专利文献3)所公开的结构中，不仅在主照射期间从光放大光纤出射放大光，在预照射期间也从光放大光纤出射放大光。通过在预照射期间从光放大光纤出射放大光，能够防止在预照射期间蓄积在光纤中的能量过大。由此，能够抑制在主照射期间第一个脉冲的功率变得过大。然而，在日本特开2010 — 171131号公报(专利文献3)中，并未具体地公开那样的用于可靠地控制脉冲功率的结构。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，提供能够从第一个起稳定地输出激光脉冲的光放大装置及激光加工装置。本专利技术的一个技术方案的光放大装置，具有光放大光纤，其通过激发光来放大种子光；种子光源，其在发光期间生成多次脉冲状的种子光；激发光源，其在刚刚进入发光期间之前的非发光期间生成具有第一能级的功率的激发光，在发光期间则生成具有比第一能级高的第二能级的功率的激发光；检测器，其检测从光放大光纤输出的输出光脉冲的功率； 控制部，其基于检测器的检测值，以使在发光期间内生成的最初的输出光脉冲和最后的输出光脉冲之间的功率相同的方式，控制非发光期间的激发光的功率。优选地，控制部，在起动光放大装置时，按照每个输出光脉冲的预先设定的条件，控制非发光期间的激发光的功率，由此获取与特定激发光的功率相关的数据，该特定激发光是指，用于使最初的输出光脉冲和最后的输出光脉冲之间的功率相同的激发光。光放大装置还具有存储部，在该存储部中，与输出光脉冲的预先设定的条件相关联对应地存储数据。优选地，在光放大装置运转时，控制部基于存储在存储部中的数据，来设定非发光期间的激发光的功率。优选地，激发光源是半导体激光器。数据是半导体激光器的偏置电流(biascurrent)的数据。在变更了输出光脉冲的条件的情况下，控制部将与变更前的条件相对应的偏置电流的数据的变动，反应到与变更后的条件相对应的偏置电流的数据中。优选地,光放大装置还具有光闸，该光闸用于防止使输出光脉冲输出到光放大装置的外部。控制部，在关闭光闸的状态下，获取在起动光放大装置时的数据。本专利技术的另一技术方案的激光加工装置，具有在上述任一项中记载的光放大装置。若采用本专利技术，则能够实现能够从第一个(脉冲)开始就能够稳定输出激光脉冲的光放大装置及激光加工装置。附图说明图I是示出了本专利技术的第一实施方式的激光加工装置的结构例的图。图2是第一实施方式的激光加工装置发出激光的时序图。图3是更详细地说明图2所示的发出激光的时刻的图。图4A、图4B是用于说明第一个脉冲的功率依赖于预激发期间的激发光功率而发生变化的情况的波形图。图5是对第一实施方式的使脉冲功率稳定的原理进行说明的波形图。图6是示出了用于检测脉冲的峰值功率的具体的结构例的框图。图7是用于说明起动第一实施方式的激光加工装置时的处理的流程图。图8是示意性示出了偏置电流值的最佳值的保存形式的图。图9是用于说明起动第一实施方式的激光加工装置之后的处理的流程图。图10A、图IOB是示出了提高重复频率的同时增加脉冲组中的脉冲数的情况的激光输出的波形图。图11A、图IlB是示出了降低重复频率的同时减少脉冲组中的脉冲数的情况的激光输出的波形图。图12是第二实施方式的激光加工装置的结构图。 附图标记的说明I、8光放大光纤IG脉冲组Ia种子光脉冲2 种子 LD3、9A、9B 激发 LD4、6、11 隔离器5、10 合成仪(combiner)7 稱合器(coupler)12 端盖13分光器14激光束扫描机构15、17受光元件16、18峰值检测器19 光闸20控制装置21 23驱动器25输入部31电压转换电路32积分电路33PGA (Programmable Gain Amplifier :可编程增益放大器)34AD转换电路(模拟数字转换电路)40信号处理电路41存储器50加工对象物100、101激光加工装置具体实施例方式下面，参照附图，对本专利技术的实施方式进行详细的说明。此外，对图中的相同或等同的部分标注相同的附图标记，并不反复对其进行说明。在本说明书中，“脉冲组”术语表示在时间轴上以某一时间间隔排列的多个光脉冲。其中，除了明确地指定包含在脉冲组中的光脉冲的情况之外，在本说明书中，将脉冲组称之为“脉冲”。另外，在本说明书中，“LD”术语表示半导体激光器。<第一实施方式>图I是示出了本专利技术的第一实施方式的激光加工装置的结构例的图。参照图1，激光加工装置100包括光放大装置和激光束扫描机构14，其中，该激光束扫描机构14利用来自该光放大装置的激光来进行扫描。光放大装置具有光放大光纤I ;种子LD2 ;激发LD3 ；隔离器(is本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光放大装置，其特征在于，具有：光放大光纤，其通过激发光来放大种子光；种子光源，其在发光期间生成多次脉冲状的所述种子光；激发光源，其在刚刚进入所述发光期间之前的非发光期间生成具有第一能级的功率的所述激发光，在所述发光期间生成具有比所述第一能级高的第二能级的功率的所述激发光；检测器，其检测从所述光放大光纤输出的输出光脉冲的功率；控制部，其基于所述检测器的检测值，以使在所述发光期间内生成的最初的输出光脉冲和最后的输出光脉冲之间的功率相同的方式，控制所述非发光期间的所述激发光的功率。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：大垣龙男，
申请(专利权)人：欧姆龙株式会社，
类型：发明
国别省市：