(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
制御装置からの光パワー指令に基づいて、複数の電源ユニットから発振ヘッドの電極の対応する部分領域へそれぞれ電力を供給し、前記制御装置からの光パワー指令と前記発振ヘッドからの実効光パワー値とが一致するように、指令処理部が電力指令を前記複数の電源ユニットへ指令するレーザ発振器において、
前記各電源ユニットは、前段のＤＣユニットと後段の高周波電源とで構成され、前記ＤＣユニットは除算部と増幅部とを備え、
前記各電源ユニットにおける前記除算部は、前記指令処理部からの電力指令を、各電源ユニットにおける前記ＤＣユニットの出力からフィードバックされる出力電流で除算して、各電源ユニットにおける電圧指令に変換し、この変換された電圧指令を前記増幅部が当該電圧指令に比例した出力電圧に増幅し、この増幅された出力電圧に基づいて、各電源ユニットにおける前記高周波電源が出力電力を前記発振ヘッドの電極の対応する部分領域へ供給することを特徴とするレーザ発振方法。
【請求項２】
制御装置からの光パワー指令に基づいて、複数の電源ユニットから発振ヘッドの電極の対応する部分領域へそれぞれ電力を供給し、前記制御装置からの光パワー指令と前記発振ヘッドからの実効光パワー値とが一致するように、指令処理部が電力指令を前記複数の電源ユニットへ指令するレーザ発振器において、
前記各電源ユニットは、前段のＤＣユニットと後段の高周波電源とで構成され、
前記各電源ユニットにおける前記ＤＣユニットは、前記指令処理部からの電力指令を、各電源ユニットにおける前記ＤＣユニットの出力からフィードバックされる出力電流で除算して、各電源ユニットにおける電圧指令に変換する除算部と、前記除算部で変換された電圧指令を当該電圧指令に比例した出力電圧に増幅する増幅部とを備え、
前記各電源ユニットにおける前記高周波電源が、前記増幅部で増幅された出力電圧に基づいて、出力電力を前記発振ヘッドの電極の対応する部分領域へ供給するように構成したことを特徴とするレーザ発振器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は複数の電源ユニットから発振ヘッドへ電力を供給し、発振ヘッドからレーザビームを発振するレーザ発振方法及びレーザ発振器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、レーザ発振器１０１には図２に示されているように複数の電源ユニット１０３が備えられており、各電源ユニット１０３から出力される電力が発振ヘッド１０５の対応する電極１０７の部分領域へ供給される。
【０００３】
発振ヘッド１０５では例えば電極１０７間にレーザ媒質としてのアルゴン、炭酸ガス、Ｈｅ−Ｎｅ等の気体Ｇが送風され冷却循環される。電極１０７で放電されることにより励起光がリアミラー１０９と出力ミラー１１１からなる光共振器により共振されてレーザビームＬＢが出力ミラー１１１から発振される。
【０００４】
指令処理部１１３では制御装置１１５からの光パワー指令が発振ヘッド１０５からの実効光パワー値と一致するように電圧指令ＶSに変換されて複数の各電源 ユニット１０３へ指令される。
【０００５】
各電源ユニット１０３はＤＣユニット１１７と高周波電源１１９とから構成されており、ＤＣユニット１１７では増幅部１２１にて上記の指令処理部１１３からの電圧指令ＶSに比例した数十倍の直流の出力電圧Ｖ0に増幅されて出力される。なお、前記出力電圧Ｖ0が一定になるように内部でフィードバックされている 。
【０００６】
高周波電源１１９ではＤＣユニット１１７からの出力電圧Ｖ0に基づき出力電 力を発振ヘッド１０５へ供給する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来のレーザ発振器１０１においては複数の各電源ユニット１０３における各ＤＣユニット１１７の負荷が互いに異なる。例えば、複数の各電源ユニット１０３からの電力が供給される電極１０７の部分領域を通過するガス風量は若干異なるために、各電源ユニット１０３における各ＤＣユニット１１７の出力電流は各ＤＣユニット１１７毎に異なるので、各電源ユニット１０３の消費電力が互いに異なってくる。したがって、各電源ユニット１０３毎に寿命が偏ってしまい、レーザ発振器全体として寿命が短くなり、信頼性が低くなるという問題点があった。
【０００８】
本発明は叙上の課題を解決するためになされたもので、その目的は、複数の各電源ユニットの寿命を延ばし、信頼性を向上し得るレーザ発振方法及びレーザ発振器を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために請求項１によるこの発明のレーザ発振方法は、制御装置からの光パワー指令に基づいて、複数の電源ユニットから発振ヘッドの電極の対応する部分領域へそれぞれ電力を供給し、前記制御装置からの光パワー指令と前記発振ヘッドからの実効光パワー値とが一致するように、指令処理部が電力指令を前記複数の電源ユニットへ指令するレーザ発振器において、前記各電源ユニットは、前段のＤＣユニットと後段の高周波電源とで構成され、前記ＤＣユニットは除算部と増幅部とを備え、前記各電源ユニットにおける前記除算部は、前記指令処理部からの電力指令を、各電源ユニットにおける前記ＤＣユニットの出力からフィードバックされる出力電流で除算して、各電源ユニットにおける電圧指令に変換し、この変換された電圧指令を前記増幅部が当該電圧指令に比例した出力電圧に増幅し、この増幅された出力電圧に基づいて、各電源ユニットにおける前記高周波電源が出力電力を前記発振ヘッドの電極の対応する部分領域へ供給することを特徴とするものである。
【００１０】
したがって、複数の各電源ユニットに対応する電極の部分領域を通過するガス風量が異なるために各電源ユニットにおける出力電流が異なるとしても、各出力電流は各ＤＣユニットへフィードバックされて、ほぼ均一の出力電力となるよう各電源ユニット毎にそれぞれ制御装置からの電力指令が出力電流で除算されて各出力電流に対応する電圧指令に変換されてから出力電圧に増幅されるので、複数の各電源ユニットでの消費電力が互いにほぼ均一した状態となり、結果として各電源ユニットの寿命がほぼ均一になり、レーザ発振器全体の寿命が延び、信頼性が向上する。
【００１１】
請求項２によるこの発明のレーザ発振器は、制御装置からの光パワー指令に基づいて、複数の電源ユニットから発振ヘッドの電極の対応する部分領域へそれぞれ電力を供給し、前記制御装置からの光パワー指令と前記発振ヘッドからの実効光パワー値とが一致するように、指令処理部が電力指令を前記複数の電源ユニットへ指令するレーザ発振器において、前記各電源ユニットは、前段のＤＣユニットと後段の高周波電源とで構成され、前記各電源ユニットにおける前記ＤＣユニットは、前記指令処理部からの電力指令を、各電源ユニットにおける前記ＤＣユニットの出力からフィードバックされる出力電流で除算して、各電源ユニットにおける電圧指令に変換する除算部と、前記除算部で変換された電圧指令を当該電圧指令に比例した出力電圧に増幅する増幅部とを備え、前記各電源ユニットにおける前記高周波電源が、前記増幅部で増幅された出力電圧に基づいて、出力電力を前記発振ヘッドの電極の対応する部分領域へ供給するように構成したことを特徴とするものである。
【００１２】
したがって、請求項１記載の作用と同様であり、複数の各電源ユニットに対応する電極の部分領域を通過するガス風量が異なるために各電源ユニットにおける出力電流が異なるとしても、各電源ユニットの出力電流は各ＤＣユニットへフィードバックされて、ほぼ均一の出力電力となるよう各電源ユニット毎にそれぞれ制御装置からの電力指令が除算部にて出力電流で除算されて各出力電流に対応する電圧指令に変換されてから増幅部にて出力電圧に増幅されるので、複数の各電源ユニットでの消費電力が互いにほぼ均一した状態となり、結果として各電源ユニットの寿命がほぼ均一になり、レーザ発振器全体の寿命が延び、信頼性が向上する。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のレーザ発振方法およびレーザ発振器の実施の形態について、図面を参照して説明する。
【００１４】
図１を参照するに、本実施の形態に係わるレーザ発振器１は、複数の電源ユニット３（図１においては３Ａ，３Ｂ，３Ｃに該当する。）が備えられており、各電源ユニット３から出力される電力が発振ヘッド５の対応する電極７の部分領域へ供給される。
【００１５】
発振ヘッド５では例えば電極７間にレーザ媒質としてのアルゴン、炭酸ガス、Ｈｅ−Ｎｅ等の気体（ガス）Ｇが送風され循環される。電極７で放電される励起光はリアミラー９と出力ミラー１１からなる光共振器により共振されてレーザビームＬＢが出力ミラー１１から発振される。
【００１６】
指令処理部１３では制御装置１５からの光パワー指令が発振ヘッド５からの実効光パワー値と一致するように電力指令ＶＩに変換されて複数の各電源ユニット３へ指令される。
【００１７】
本実施の形態では３つの電源ユニット３Ａ，３Ｂ，３Ｃが備えられており、各電源ユニット３Ａ〜３ＣはそれぞれＤＣユニット１７Ａ，１７Ｂ，１７Ｃと高周波電源１９Ａ，１９Ｂ，１９Ｃとから構成されており、ほぼ同様な構成であるので、図１における電源ユニット３Ａについて詳しく説明すると、ＤＣユニット１７Ａには除算部としての除算器２１と増幅部２３が備えられており、前記除算器２１には出力電流Ｉ0がフィードバックされ、この除算器２１にて指令処理部１ ３からの電力指令ＶＩが出力電流Ｉ0で除算されて電圧指令ＶS0に変換される。 増幅部２３では上記の電圧指令ＶS0に比例した数十倍の直流の出力電圧Ｖ0に増 幅されて出力される。なお、前記出力電圧Ｖ0は一定になるように内部でフィー ドバックされている。
【００１８】
高周波電源１９ＡではＤＣユニット１７Ａからの出力電圧Ｖ0に基づき出力電 力Ｖ0Ｉ0が発振ヘッド５へ供給される。
【００１９】
電源ユニット３Ｂでは、電源ユニット３Ａと同様に、ＤＣユニット１７Ｂ内の除算部としての除算器２１において指令処理部１３からの電力指令ＶＩがフィードバックされる出力電流Ｉ1で除算されて電圧指令ＶS1に変換される。この変換 された電圧指令ＶS1に比例した数十倍の直流の出力電圧Ｖ1に増幅部２３で増幅 されて出力される。高周波電源１９ＢではＤＣユニット１７Ｂからの出力電圧Ｖ1に基づき出力電力Ｖ1Ｉ1が発振ヘッド５へ供給される。
【００２０】
電源ユニット３Ｃでは、電源ユニット３Ａと同様に、ＤＣユニット１７Ｃ内の除算部としての除算器２１において指令処理部１３からの電力指令ＶＩがフィードバックされる出力電流Ｉ2で除算されて電圧指令ＶS2に変換される。この変換 された電圧指令ＶS2に比例した数十倍の直流の出力電圧Ｖ2に増幅部２３で増幅 されて出力される。高周波電源１９ＣではＤＣユニット１７Ｃからの出力電圧Ｖ2に基づき出力電力Ｖ2Ｉ2が発振ヘッド５へ供給される。
【００２１】
したがって、上記の出力電力Ｖ0Ｉ0と出力電力Ｖ1Ｉ1と出力電力Ｖ2Ｉ2はほぼ均一の値となり各電源ユニット３Ａ〜３Ｃでは互いにほぼ均一した電力が消費されることになるので、レーザ発振器１全体の寿命が延び、信頼性が向上する。
【００２２】
換言すれば、複数の各電源ユニット３Ａ〜３Ｃに対応する電極７の部分領域を通過するガス風量が異なるために各電源ユニット３Ａ〜３Ｃにおける出力電流が異なるとしても、各出力電流は各ＤＣユニット１７Ａ〜１７Ｃへフィードバックされて、ほぼ均一の出力電力となるよう各電源ユニット３Ａ〜３Ｃ毎に出力電圧に変換されるので、各電源ユニット３Ａ〜３Ｃでの消費電力がほぼ均一した状態となる。結果として各電源ユニット３Ａ〜３Ｃの寿命がほぼ均一になり、レーザ発振器全体の寿命が延びる。
【００２３】
なお、この発明は前述した発明の実施の形態に限定されることなく、適宜な変更を行うことによりその他の態様で実施し得るものである。本実施の形態の例ではレーザ発振器として気体レーザ装置におけるレーザ発振器を例にとって説明したが固体レーザ装置や液体レーザ装置およびその他のレーザ装置におけるレーザ発振器であっても構わない。つまり、前述した実施の形態の発振ヘッドにおけるレーザ活性媒質が気体であるか、固体、液体あるいは他の媒質であるかの違いである。
【００２４】
【発明の効果】
以上のごとき発明の実施の形態の説明から理解されるように、請求項１の発明によれば、複数の各電源ユニットに対応する電極の部分領域を通過するガス風量が異なるために各電源ユニットにおける出力電流が異なるとしても、各出力電流を各ＤＣユニットへフィードバックして、ほぼ均一の出力電力となるよう各電源ユニット毎にそれぞれ制御装置からの電力指令を前記出力電流で除算して出力電圧に変換するので、各電源ユニットでの消費電力をほぼ均一した状態にできる。その結果として各電源ユニットの寿命をほぼ均一になるので、レーザ発振器全体の寿命を延ばすことができ、信頼性を向上できる。
【００２５】
請求項２の発明によれば、請求項１記載の効果と同様であり、複数の各電源ユニットに対応する電極の部分領域を通過するガス風量が異なるために各電源ユニットにおける出力電流が異なるとしても、各出力電流を各ＤＣユニットへフィードバックして、ほぼ均一の出力電力となるよう各電源ユニット毎にそれぞれ制御装置からの電力指令を前記出力電流で除算して出力電圧に変換するので、各電源ユニットでの消費電力をほぼ均一した状態にできる。その結果として各電源ユニットの寿命をほぼ均一になるので、レーザ発振器全体の寿命を延ばすことができ、信頼性を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態を示すもので、気体レーザ装置における複数の電源ユニットを備えたレーザ発振器の概略を示す平面図である。
【図２】従来の気体レーザ装置における複数の電源ユニットを備えたレーザ発振器の概略を示す平面図である。
【符号の説明】
１  レーザ発振器
３  電源ユニット
３Ａ，３Ｂ，３Ｃ  電源ユニット
５  発振ヘッド
７  電極
１３  指令処理部
１５  制御装置
１７Ａ，１７Ｂ，１７Ｃ  ＤＣユニット
１９Ａ，１９Ｂ，１９Ｃ  高周波電源
２１  除算器（除算部）
２３  増幅部
【図１】
0004141562.tif 000002
【図２】
0004141562.tif 000003