(57)【要約】【課題】装置を小型化でき、また、発熱を抑制してピークパワーを上げることができるファイバレーザーの制御装置及び制御方法を提供することを目的とする。【解決手段】ファイバレーザーの制御装置は、ファイバレーザーに励起光を照射するレーザーダイオードと、レーザーダイオードに供給する電流を制御することによって、レーザーダイオードを疑似連続波動作の励起を行うように制御する電流制御回路と、を備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ファイバレーザーに励起光を照射するレーザーダイオードと、
前記レーザーダイオードに供給する電流を制御することによって、前記レーザーダイオードを疑似連続波動作の励起を行うように制御する電流制御回路と、
を備えるファイバレーザーの制御装置。
【請求項２】
前記電流制御回路は、連続したパルスを独立して制御して前記レーザーダイオードを駆動する、請求項１に記載のファイバレーザーの制御装置。
【請求項３】
前記連続したパルスは、第１パルスと、前記第１パルスの後の第２パルスを備え、
前記電流制御回路は、パルスの高さを段階的に変化させるように前記第１パルスを制御する、請求項２に記載のファイバレーザーの制御装置。
【請求項４】
前記連続したパルスは、ＱＣＷ（Ｑｕａｓｉ  Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ  Ｗａｖｅ  Ｏｓｃｉｌｌａｔｉｏｎ（疑似連続波））である、請求項２または請求項３に記載のファイバレーザーの制御装置。
【請求項５】
前記レーザーダイオードの発光が休止されている間に、エネルギーを蓄積する充電部を、更に備える、請求項２から請求項４のいずれか１項に記載のファイバレーザーの制御装置。
【請求項６】
レーザーダイオードからの励起光によりレーザー光を発光させるファイバレーザーの制御方法であって、
前記レーザーダイオードに供給する電流を制御することによって、前記レーザーダイオードを疑似連続波動作の励起を行う
ようにしたファイバレーザーの制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ファイバレーザーの制御装置及び制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子部品のような加工対象物は、高反射材料である銅、銀、アルミニウムが主に使用されている。ＣＷ（ＣＷ：Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ  Ｗａｖｅ  Ｏｓｃｉｌｌａｔｉｏｎ（連続波））動作のレーザー装置を用いてこのような高反射材料を加工する場合、レーザー光の一部が反射されてしまうため、数ｋＷ級の大きなパワーのレーザー光が必要となる場合がある。
【０００３】
また、特許文献１及び特許文献２には、レーザー光をＱＣＷ（Ｑｕａｓｉ  Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ  Ｗａｖｅ  Ｏｓｃｉｌｌａｔｉｏｎ（疑似連続波））動作させることで、高い出力ピークパワーを得られるようにするものが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−１２７３６６号公報
【特許文献２】特表２０１６−５１４０５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来、数ｋＷ級の大きなパワーのレーザー光をＣＷ動作で発生させる場合、熱を処理するため、水冷にする必要がある。また、発熱する部品を疎に配置することで熱的負荷を分散する必要があるとともに、高出力化に伴い必要な電源容量が大きくなる傾向にあるため、装置が大型化するという問題がある。
【０００６】
特許文献１では、ＹＡＧレーザーを用いている。ＹＡＧレーザーは、特にパワーを上げると、冷却が難しくなる。
【０００７】
特許文献２では、ＱＣＷモードで動作させることで、高い出力ピークパワーを得ることが記載されている。しかしながら、特許文献２では、ポンプ源の電源をオン／オフしてＱＣＷ動作を行うため、電源の立ち上げ時間が必要になり、高い精度でレーザー装置の駆動タイミングを制御することは難しい。特に、大きなパワーの励起光を出力するために電源が大容量化すると装置が大型化してしまう。
【０００８】
上述の課題を鑑み、本発明は、装置を小型化でき、また、発熱を抑制してピークパワーを上げることができるファイバレーザーの制御装置及び制御方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述の課題を解決するために、本発明の一態様に係るファイバレーザーの制御装置は、ファイバレーザーに励起光を照射するレーザーダイオードと、前記レーザーダイオードに供給する電流を制御することによって、前記レーザーダイオードを疑似連続波（ＱＣＷ）動作の励起を行うように制御する電流制御回路とを備える。
【００１０】
また、本発明の一態様に係るファイバレーザーの制御装置において、前記電流制御回路は、連続したパルスを独立して制御して前記レーザーダイオードを駆動するようにしてもよい。
【００１１】
また、本発明の一態様に係るファイバレーザーの制御装置において、前記連続したパルスは、第１パルスと、前記第１パルスの後の第２パルスを備え、前記電流制御回路は、パルスの高さを段階的に変化させるように前記第１パルスを制御するようにしてもよい。
【００１２】
また、本発明の一態様に係るファイバレーザーの制御装置において、前記連続したパルスは、ＱＣＷ（Ｑｕａｓｉ  Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ  Ｗａｖｅ  Ｏｓｃｉｌｌａｔｉｏｎ（疑似連続波））であるようにしてもよい。
【００１３】
また、本発明の一態様に係るファイバレーザーの制御装置において、前記レーザーダイオードの発光が休止されている間に、エネルギーを蓄積する充電部を、更に備えるようにしてもよい。
【００１４】
本発明の一態様に係るファイバレーザーの制御方法は、レーザーダイオードからの励起光によりレーザー光を発光させるファイバレーザーの制御方法であって、前記レーザーダイオードに供給する電流を制御することによって、前記レーザーダイオードを疑似連続波動作の励起を行うようにしている。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、ファイバレーザーに励起光を照射するレーザーダイオードに流れる電流を制御することによってレーザーダイオードを疑似連続波（ＱＣＷ）動作させることで、平均エネルギーを抑制して、ピークパワーを上げることができる。これにより、装置を小型化でき、また、発熱を抑制して、高反射材料を加工できる。また、本発明によれば、励起光を照射するレーザーダイオードを電流制御で駆動しているので、レーザーダイオードを高速でオン／オフできるとともに、連続したパルスを独立して制御して、ファイバレーザーの発光状態を最適に制御できる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本実施形態が適用できるファイバレーザーシステムの概要の説明図である。
【図２】第１実施形態に係るファイバレーザーの制御装置の概要を示すブロック図である。
【図３】第１実施形態に係るファイバレーザーの制御装置の具体的な回路構成を示す接続図である。
【図４】第１実施形態の動作を説明するための波形図である。
【図５】ＣＷ動作時とＱＣＷ動作時とでチップの温度を比較したグラフである。
【図６】第１実施形態に係るファイバレーザーの制御装置におけるパルス波形の説明図である。
【図７】第２実施形態に係るファイバレーザーの制御装置の概要を示すブロック図である。
【図８】第２実施形態に係るファイバレーザーの制御装置の具体的な回路構成を示す接続図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
＜第１実施形態＞
図１は、本実施形態が適用できるファイバレーザーシステム１の概要の説明図である。図１において、光ファイバー１１のコアにはＹｂ（イッテルビウム）等の希土類元素がレーザー媒質としてドープされている。光ファイバー１１の両端は、反射鏡１２ａ及び１２ｂで挟み込まれており、共振器が形成されている。反射鏡１２ａ及び１２ｂとしては、例えばＦＢＧ（Ｆｉｂｅｒ  Ｂｒａｇｇ  Ｇｒａｔｉｎｇ）が用いられる。
【００１８】
レーザーダイオード１３−１〜１３−ｎ（ｎは任意の整数）は、光ファイバー１１に励起光を照射するための光源である。レーザーダイオード１３−１〜１３−ｎからのレーザー光は、ポンプコンバイナ１４で結合されて、光ファイバー１１に入射される。レーザーダイオード１３−１〜１３−ｎからのレーザー光が光ファイバー１１に入射されると、光ファイバー１１のレーザー媒質が励起され、反射鏡１２ａと反射鏡１２ｂとの間で反射を繰り返して増幅され、レーザー光が誘導放出される。
【００１９】
ファイバレーザーシステム１で生成されたレーザー光は、製品の加工や切断、パターニング等、各種の用途に用いられている。本実施形態では、ファイバレーザーシステム１で生成されたレーザー光は、銅、銀、アルミニウム等、高反射材料の加工に用いられる。高反射材料の加工には、大きなパワー、例えばＣＷ動作では出力１ｋＷ以上のパワーが必要になる。
【００２０】
本実施形態は、このようなファイバレーザーシステム１でＱＣＷ（Ｑｕａｓｉ  Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ  Ｗａｖｅ  Ｏｓｃｉｌｌａｔｉｏｎ（疑似連続波））動作させるのに用いられる。ＱＣＷ動作は、励起レーザー光を所定のパルス幅で発光させた後、所定の時間出射を休止させ、再び所定のパルス幅で励起レーザー光を発光させるものである。ＱＣＷ動作では、光学的には定常状態を保ちつつ、励起レーザー光を間欠的に駆動することから、励起用のレーザーダイオードに対する熱の影響が小さくなり、ピークパワーを上げることができる。そして、本実施形態では、励起光を発生するレーザーダイオードを電流制御で駆動してＱＣＷ動作を行うことで、レーザーダイオードを高速でオン／オフできるようにしている。
【００２１】
図２は、本実施形態に係るファイバレーザーの制御装置１００の概要を示すブロック図である。図２に示すように、本発明の第１の実施形態に係るファイバレーザーの制御装置１００は、励起用のレーザーダイオード１３（１３−１〜１３−ｎ）と、電源部２１と、電流制御回路２２とから構成される。
【００２２】
電源部２１は、レーザーダイオード１３（１３−１〜１３−ｎ）を駆動させるための電源である。電流制御回路２２は、レーザーダイオード１３（１３−１〜１３−ｎ）の電流制御を行っている。電流制御回路２２には、制御端子４３から制御信号が供給される。この制御信号により、レーザーダイオード１３（１３−１〜１３−ｎ）を流れる電流を制御してレーザーダイオード１３（１３−１〜１３−ｎ）をオン／オフさせることで、ＱＣＷ動作させることができる。
【００２３】
図３は、図２に示した本実施形態に係るファイバレーザーの制御装置１００の具体的な回路構成を示す接続図である。
【００２４】
図３において、ＭＯＳＦＥＴ（Ｍｅｔａｌ−Ｏｘｉｄｅ−Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ  Ｆｉｅｌｄ−Ｅｆｆｅｃｔ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）４１のソースは、抵抗４２を介して、電源部２１の負極に接続される。ＭＯＳＦＥＴ４１のゲートから、制御端子４３が導出される。また、ＭＯＳＦＥＴ４１のドレインとソースとの間には、逆流防止ダイオード４４が接続される。ＭＯＳＦＥＴ４１及び抵抗４２は、図２における電流制御回路２２に対応している。
【００２５】
レーザーダイオード１３−１〜１３−ｎは、直列に接続されている。直列接続されたレーザーダイオード１３−１〜１３−ｎのアノードは、電源部２１の正極に接続される。直列接続されたレーザーダイオード１３−１〜１３−ｎのカソードは、ＭＯＳＦＥＴ４１のドレインに接続される。
【００２６】
このような構成ではＭＯＳＦＥＴ４１は定電流回路となり、制御端子４３からＭＯＳＦＥＴ４１のゲートに供給された制御信号に応じて、ＭＯＳＦＥＴ４１に電流が流れる。また、レーザーダイオード１３−１〜１３−ｎと、ＭＯＳＦＥＴ４１とは、直列に接続されている。したがって、レーザーダイオード１３−１〜１３−ｎを流れる電流は、制御端子４３に供給する制御信号により制御することができる。
【００２７】
本実施形態では、ＱＣＷ動作を行う際に、制御端子４３に制御パルスが供給される。これにより、レーザーダイオード１３−１〜１３−ｎを流れる電流がオン／オフされ、レーザーダイオード１３−１〜１３−ｎが間欠的に駆動される。レーザーダイオード１３−１〜１３−ｎがオンとなるときのパルス幅は、ファイバレーザーの光学的な定常状態を保てる長さであり、例えば０．０１ｍｓ〜１００ｍｓのパルス幅である。これは、パルス幅が数ｐｓ〜数ｎｓのパルスレーザー装置に比べて、広いパルス幅である。例えば１ｋＷ以上のパワーで、０．０１ｍｓ〜１００ｍｓのパルス幅を用いることで、銅、銀、アルミニウムのような高反射材料でも、十分に加工できる。なお、本実施形態において、ＱＣＷ（疑似連続波）は、上記のように０．０１ｍｓ〜１００ｍｓのパルス幅の連続波である。
【００２８】
図４は、本実施形態の動作を説明するための波形図である。図４（Ａ）はＱＣＷ動作をさせているときを示し、図４（Ｂ）はＣＷ動作をさせているときを示す。
【００２９】
図４（Ａ）に示すように、ＱＣＷ動作をさせるときには、レーザー光の出射を所定時間行った後、レーザー光の出射を休止させるような動作を繰り返す。この例では、制御パルスのデューティ比を１０％として、ＱＣＷ動作を行っている。すなわち、１周期の時間を１０Ｔとすると、１Ｔだけレーザー光を発光させた後、残りの９Ｔだけレーザー光の出射を休止させるような動作を繰り返している。これに対して、ＣＷ動作をさせるときには、図４（Ｂ）に示すように、レーザー光の出射が連続的に行われる。
【００３０】
また、ＱＣＷ動作では、ＣＷ動作時に比べて、平均エネルギーを抑えて、ピークパワーを大きくすることができる。この例では、図４（Ｂ）に示すように、ＣＷ動作時のピークパワーをＰとすると、図４（Ａ）に示すように、ＱＣＷ動作時のピークパワーは３Ｐに上げられている。ここで、ＱＣＷ動作時の平均エネルギーとＣＷ動作時の平均エネルギーとを比較すると、ＱＣＷ動作では、デューティ比を１０％、ピークパワーを３Ｐとすると、１周期（１０Ｔ）での平均エネルギーは、３Ｐ×Ｔ＝３ＰＴ（Ｊ）となる。これに対して、ＣＷ動作での同様の時間（１０Ｔ）での平均エネルギーは、Ｐ×１０Ｔ＝１０ＰＴ（Ｊ）となる。
【００３１】
このように、ＱＣＷ動作を行うと、ピークパワーはＣＷ動作時の３倍まで上げているのに対して、平均エネルギーについては、１０ＰＴ（Ｊ）から３ＰＴ（Ｊ）に下げることができる。平均エネルギーの低下は、レーザーダイオード１３−１〜１３−ｎの周辺の熱環境の改善をもたらす。レーザーダイオード１３−１〜１３−ｎの周辺の熱環境が改善されると、レーザーダイオード１３−１〜１３−ｎが配設されるチップの寿命が長くなるとともに、チップの小型化が図れ、また、チップに配設されるレーザーダイオードの数を増加できる。
【００３２】
図５は、ＣＷ動作時とＱＣＷ動作時とで励起用のレーザーダイオードが配設されるチップの温度を比較したグラフである。図５において、横軸は励起用のレーザーダイオードの電流値であり、縦軸は励起用のレーザーダイオードが配設されるチップの温度である。
【００３３】
図５に示すように、ＱＣＷ動作を行った場合、チップの温度上昇は抑えられている。また、ＣＷ動作では、電流値が１５Ａを超える領域では温度上昇率が増加している。これは、チップの寿命を加速度的に短くする現象であり、ファイバレーザー装置全体の寿命を考慮すると、設計上のレーザーダイオードの電流値の上限である。しかし、ＱＣＷ動作では、電流値が１５Ａを超える大電流の領域でも、加速的な温度上昇は見られない。この結果より、熱的にはまだ余裕があるため、更に密にチップにレーザーダイオードを配置しても、寿命には影響が小さいと考えることができ、装置の小型化が可能である。
【００３４】
また、本実施形態では、レーザーダイオード１３−１〜１３−ｎを電流制御でオン／オフしてＱＣＷ動作を行っている。レーザーダイオード１３−１〜１３−ｎを電流制御する利点は、レーザーダイオード１３−１〜１３−ｎを高速でオン／オフできることである。すなわち、レーザーダイオード１３−１〜１３−ｎは、電源を投入してから、電流がしきい値に達し、レーザー光の誘導放出が始まるまでに、立ち上がり時間が必要になる。レーザーダイオード１３−１〜１３−ｎを電流制御する場合には、立ち上がり時間が不要なため、レーザーダイオード１３−１〜１３−ｎを高速でオン／オフできる。
【００３５】
また、本実施形態では、レーザーダイオード１３−１〜１３−ｎを電流制御しているので、連続したパルスを独立して任意の波形に制御できる。つまり、図６は、本実施形態に係るファイバレーザーの制御装置におけるパルス波形の説明図である。図６（Ａ）〜図６（Ｃ）において、横軸は時刻であり、縦軸はパルスの高さである。図６（Ａ）は、連続する第１パルスと第２パルスとで、デューティ比が異なるように制御した例である。この例では、図６（Ａ）に示すように、第１パルスはデューティ比１０％、第２パルスはデューティ比２０％となるように制御している。なお、パルスの幅の制御は電流制御回路２２が行う。
【００３６】
一般に溶接の場合は、高出力のレーザー光を照射するとスパッタが発生しやすく、加工不良となりやすい傾向がある。これに対して本実施形態では、図６（Ａ）のように、パルス幅をＴから２Ｔに広げるように変化させることでパルスのエネルギーを徐々に上げていく。この結果、図６（Ａ）のパルスによれば、パルスのエネルギーを徐々に上げていくことで、スパッタ発生を抑制することができる効果を得ることができる。なお、図６（Ａ）では、パルス幅を２段階に変化させる例を示したが、変化は３段階以上であってもよい。
【００３７】
図６（Ｂ）は、連続する第１パルスと第２パルスとで、ピークパワーが異なるように制御している。この例では、図６（Ｂ）に示すように、第１パルスのピークパワーは３Ｐ、第２パルスのピークパワーは２Ｐとなるように制御している。勿論、連続する第１パルスと第２パルスとで、デューティ比とピークパワーとが共に異なるように制御することもできる。なお、パルスの高さの制御は電流制御回路２２が行う。また、図６（Ｂ）では、パルス高さを２段階に変化させる例を示したが、変化は３段階以上であってもよい。
【００３８】
図６（Ｃ）は、連続する第１パルスと第２パルスとで、特有なパルスとなるように制御した例である。図６（Ｃ）において、符号ｇ１１は第１パルスを示し、符号ｇ１２は第２パルスを示す。この例では、図６（Ｃ）に示すように、第１パルスｇ１１では最初に金属を溶かすためにパワーを上げ、溶けた後にパワーを下げるような２段階にパワーが変化するパルスとしている。具体的には、時刻ｔ１〜ｔ２の期間は、パルスの高さを０から３Ｐに徐々にあげるように制御する。時刻ｔ２〜ｔ３の期間は、パルスの高さを３Ｐに保つように制御する。時刻ｔ３のとき、パルスの高さを３Ｐから２Ｐに下げように制御する。そして、時刻ｔ３〜ｒ４の期間は、パルスの高さを３Ｐに保つように制御する。時刻ｔ４のとき、パルスの高さを２Ｐから０になるように制御する。第２パルスｇ１２は、単純なパルスとしている。なお、パルスの高さの制御は電流制御回路２２が行う。なお、図６（Ｃ）では、第１パルスの高さを２段階に変化させる例を示したが、変化は３段階以上であってもよい。
【００３９】
一つのパルスの中で段階的にパワーを下げることによって、パルスのパワーが一定の場合と比べて被加工体に必要以上の発熱を抑えることができる。また、パルスパワーが変化しない場合は急激に被加工体の温度が下がることで熱歪が生じるが、図６（Ｃ）のパルス形状によれば徐々に被加工体の温度をさげることができるため、被加工体に生じる熱歪みを小さくできる。図６（Ｃ）のパルス形状は、連続的に熱を印加する必要があるレーザー溶接に好適である。この結果、微細加工の領域でも溶接品質を向上させることができる。すなわち、図６（Ｃ）のパルス形状によれば、パルスがゆっくり立ち上がっているため、溶接時のスパッタ発生を抑制することができる効果を得ることができる。
【００４０】
以上説明したように、本発明の第１の実施形態に係るファイバレーザーの制御装置１００は、ファイバレーザーに励起光を照射するレーザーダイオード１３（１３ａ〜１３−ｎ）と、レーザーダイオード１３（１３ａ〜１３−ｎ）に電源を供給する電源部２１と、レーザーダイオード１３（１３ａ〜１３−ｎ）に供給する電流を制御することによって、ＱＣＷ動作の励起を行うように制御する電流制御回路２２とを備える。本実施形態では、レーザーダイオード１３（１３ａ〜１３−ｎ）を０．０１ｍｓ〜１００ｍｓのパルス幅でオンオフしてＱＣＷ動作を行わせることで、平均エネルギーを抑制して、ピークパワーを上げることができる。
【００４１】
また、本実施形態に係るファイバレーザーの制御装置１００では、ファイバレーザーに励起光を照射するレーザーダイオード１３（１３ａ〜１３−ｎ）を電流で制御している。これにより、レーザーダイオード１３（１３ａ〜１３−ｎ）を高速にオン／オフすることができる。また、本発明の第１の実施形態に係るファイバレーザーの制御装置１００では、ファイバレーザーに励起光を照射するレーザーダイオード１３（１３ａ〜１３−ｎ）を電流で制御することで、連続したパルスを独立して制御してレーザーダイオード１３（１３ａ〜１３−ｎ）を駆動できる。これにより、パルス幅や繰り返し周波数だけでなく、連続する第１パルスと第２パルスとでデューティ比やピークパワーを独立して制御することで、ファイバレーザーの発光状態を最適に制御できる。
また、本実施形態によれば、パルスを独立して制御することで、複数のパルスそれぞれを独立に操作することで様々な条件でレーザー発振させることができ、複数の材料の組み合わせ（材質・厚さなど）で作られる部品の加工に有利である。例えば、銅とアルミの組み合わせで作られている電気電子部品などにおいて、銅−銅加工と銅−アルミ加工が混在する場合は、パルスのエネルギーを独立に変化させることで加工速度を上げられる。
これにより、本実施形態によれば、高反射材料を加工するのに十分にピークパワーを上げた場合でも、従来より装置を小型化でき、さらに従来の装置より発熱を抑制することができる。
【００４２】
＜第２実施形態＞
次に、第２実施形態について説明する。図７は、本実施形態に係るファイバレーザーの制御装置２００を示すブロック図である。なお、第１の実施形態と同一部分については、同一符号を付して、その説明を省略する。
【００４３】
図７に示すように、本実施形態に係るファイバレーザーの制御装置２００は、レーザーダイオード１３（１３−１〜１３−ｎ）と、電源部２１と、電流制御回路２２とを備える構成に、更に、充電部５０を追加したものである。ＱＣＷ制御では、レーザーダイオード１３（１３−１〜１３−ｎ）は間欠的に駆動されており、レーザーダイオード１３（１３−１〜１３−ｎ）の発光が休止されている間が生じる。そこで、この実施形態では、充電部５０を設け、レーザーダイオード１３（１３−１〜１３−ｎ）の発光が休止されている間に、電源部２１からのエネルギーを充電部５０に蓄積し、レーザーダイオード１３（１３−１〜１３−ｎ）が発光されるときに、充電部５０に蓄積されていたエネルギーを使うようにしている。これにより、装置外部からエネルギーを供給する電源の容量を小さくすることができる。
【００４４】
図８は、本実施形態に係るファイバレーザーの制御装置２００の具体的な回路構成を示す接続図である。図８に示すように、充電部５０は、スイッチングトランジスタ５１、コイル５２、ダイオード５３、コンデンサ５４とから構成されている。コイル５２の一端は、電源部２１の正極に接続されている。コイル５２の他端は、ダイオード５３のアノードに接続されるとともに、スイッチングトランジスタ５１のコレクタに接続される。スイッチングトランジスタ５１のエミッタは、電源部２１の負極に接続される。ダイオード５３のカソードは、レーザーダイオード１３−１のアノードに接続されるとともに、ダイオード５３のカソードと電源部２１の負極との間に、コンデンサ５４が接続される。
【００４５】
スイッチングトランジスタ５１がオンのときには、電源部２１の正極から、コイル５２、スイッチングトランジスタ５１を介して、電源部２１の負極に電流が流れる。この電流により、コイル５２に電磁エネルギーが蓄えられる。
【００４６】
スイッチングトランジスタ５１がオフすると、コイル５２に蓄えられた電磁エネルギーがダイオード５３を介して放出され、コンデンサ５４が充電される。スイッチングトランジスタ５１のオン／オフを繰り返すことで、コンデンサ５４に静電エネルギーが蓄積されていく。コンデンサ５４の静電容量としては、例えば（４７００μＦ×８）程度のものが用いられる。
【００４７】
本実施形態では、ＱＣＷレーザー発振させたいエネルギーに見合う静電容量のコンデンサ５４を用意することによって、外部電源を小さくすることが可能である。例えば、電気光変換効率を５０％とした場合、ピークパワー１５００Ｗ、パルスエネルギー１５Ｊ、デューティ比１０％、繰り返し周波数を１ｋＨｚの条件でレーザー発振させるとき、充電部５０に３０Ｊ以上の静電エネルギーを蓄えることにより、外部電源の容量は１５００Ｗ程度で問題ないことになる。これに対して、ＣＷレーザー発振では、光変換効率を５０％として、３０００Ｗの電源が必要になる。
【００４８】
以上説明したように、第２実施形態では、レーザーダイオード１３（１３−１〜１３−ｎ）の発光が休止されている間に、電源部２１からのエネルギーを蓄積する充電部５０を備える。これにより、装置外部からエネルギーを供給する電源の容量を小さくすることができる。
これにより、本実施形態によれば第１実施形態と同様に、高反射材料を加工するのに十分にピークパワーを上げた場合でも、従来より装置を小型化でき、さらに従来の装置より発熱を抑制することができる。
【００４９】
以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。
【符号の説明】
【００５０】
１１…光ファイバー、１２ａ，１２ｂ…反射鏡、１３−１〜１３−ｎ…レーザーダイオード、１４…ポンプコンバイナ、２１…電源部、２２…電流制御回路、５０…充電部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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