JP2003298160A - Solid laser device - Google Patents
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- H01S3/131—Stabilisation of laser output parameters, e.g. frequency or amplitude by controlling the active medium, e.g. by controlling the processes or apparatus for excitation
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- H01S3/091—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、レーザダイオード
(以下、「LD」と表記する)により励起される固体レー
ザユニットを主体として構成され、その固体レーザ出力
の起動直後の安定性を大幅に向上させた固体レーザ装置
に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention is mainly composed of a solid-state laser unit excited by a laser diode (hereinafter referred to as "LD"), and the stability of the solid-state laser output immediately after starting is greatly improved. The solid-state laser device.
【0002】[0002]
【従来の技術】近年、固体レーザユニットの高出力化、
高輝度化技術が進展し、両性能を同時に満足する固体レ
ーザ装置が実現したことにより、従来の加工装置では成
し得なかった精密溶接や微細除去加工が高速かつ高精度
で得られるようになってきた。このために、高出力・高
輝度固体レーザユニットは電気・電子部品のスポット溶
接やシーム溶接加工に使用されたり、金属、半導体、セ
ラミック等のスクライビングや切断加工に活発に適用さ
れるようになった。2. Description of the Related Art In recent years, high output of solid-state laser units,
Advances in high-brightness technology and the realization of a solid-state laser device that satisfies both performances at the same time have made it possible to perform precision welding and fine removal processing at high speed and precision that could not be achieved with conventional processing equipment. Came. For this reason, high-power / high-brightness solid-state laser units have come to be used for spot welding and seam welding of electric / electronic parts, and are actively applied to scribing and cutting of metals, semiconductors, ceramics, etc. .
【0003】従来の固体レーザ装置の代表例として、最
も市場に普及しているレーザ活性媒体がロッド型のNd:Y
AG結晶で、平均出力が300WクラスのLD励起パルス型Nd:Y
AGレーザユニットによる構成を図2に示す。As a typical example of the conventional solid-state laser device, the most popular laser active medium in the market is a rod type Nd: Y.
LD excitation pulse type Nd: Y with AG crystal and average output of 300W class
The configuration of the AG laser unit is shown in FIG.
【0004】ここで、固体レーザユニットの核となるN
d:YAG結晶1は、励起源であるLD2から射出したLD光3
により励起され、レーザ共振器4を構成する全反射鏡5
と出力結合鏡6との間でNd:YAG結晶1から放射した1.06
μmの光が選択的に増幅され、出力結合鏡6からNd:YAG
レーザ光7となり射出する。また、用途に応じたNd:YAG
レーザ出力の制御は、LD2と電気的に結合された直流安
定化電源16により行われ、所望固体レーザ出力に対応
する一定LD励起電流がLDに供給されるように構成されて
いる。また、連続的に一定のNd:YAGレーザ出力を維持す
るためにNd:YAG結晶1およびLD2は、直接もしくはそれ
らの周辺部が一定の温度になるように冷却媒体供給装置
8から供給された冷却媒体を介して温度管理されてい
る。Here, N is the core of the solid-state laser unit.
The d: YAG crystal 1 is the LD light 3 emitted from the LD 2 which is the excitation source.
And a total reflection mirror 5 which is excited by
1.06 emitted from the Nd: YAG crystal 1 between the output coupling mirror 6 and the output coupling mirror 6.
The μm light is selectively amplified, and is output from the output coupling mirror 6 to Nd: YAG.
It becomes the laser light 7 and is emitted. In addition, Nd: YAG according to the application
The laser output is controlled by the stabilized DC power supply 16 electrically coupled to the LD 2, and a constant LD excitation current corresponding to the desired solid state laser output is supplied to the LD. Further, in order to continuously maintain a constant Nd: YAG laser output, the Nd: YAG crystal 1 and the LD 2 are cooled by the cooling medium supply device 8 so that the Nd: YAG crystal 1 and the LD 2 have a constant temperature directly or in the peripheral portion thereof. The temperature is controlled through the medium.
【0005】Nd:YAGレーザ光7は入射集光光学系13に
よりコア径0.3mmの伝送用光ファイバ14の伝送条件を
満足するように集光されている。また、光ファイバ14
から射出したレーザ光は、CNCテーブル17に置かれた
被加工物18上で加工に適したビーム形状になるように
射出集光光学系19により整形あるいは集光され、所望
のレーザ加工が行われる。The Nd: YAG laser light 7 is condensed by the incident condensing optical system 13 so as to satisfy the transmission condition of the transmission optical fiber 14 having a core diameter of 0.3 mm. In addition, the optical fiber 14
The laser beam emitted from the laser beam is shaped or focused by the emission focusing optical system 19 so as to have a beam shape suitable for processing on the workpiece 18 placed on the CNC table 17, and desired laser processing is performed. .
【0006】図中、符号9で示すものはビームスプリッ
ター、符号10で示すものはそのビームスプリッターで
反射されることにより取り出されたモニター光、符号1
1で示すものは出力測定用の熱電変換型のモニター光出
力測定器、符号12で示すものは加工の必要でないとき
に作動させる安全シャッター、符号15で示すものはそ
の際の照射を受けるビームダンパーである。In the figure, reference numeral 9 indicates a beam splitter, reference numeral 10 indicates monitor light extracted by being reflected by the beam splitter, reference numeral 1
Reference numeral 1 indicates a thermoelectric conversion type monitor light output measuring instrument for output measurement, reference numeral 12 indicates a safety shutter which is activated when machining is not necessary, and reference numeral 15 indicates a beam damper to be irradiated at that time. Is.
【0007】[0007]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら従来の構
成においては、Nd:YAGレーザ光7の出力は主として二つ
の出力変動要因があるためにNd:YAGレーザ光射出直後か
ら数秒から数分間は、図3(a)のように一定の励起電
流を流しても同図(b)、(c)に示したように定常状
態には見られない不安定出力期間τがある。However, in the conventional configuration, since the output of the Nd: YAG laser beam 7 has two main output fluctuation factors, it is possible that Even when a constant excitation current is passed as in 3 (a), there is an unstable output period τ that is not seen in the steady state as shown in FIGS.
【0008】第一の出力変動要因は、LD2に励起電流の
通電を開始することによりLD2自体が自己発熱により活
性層温度が上昇し、約+0.3nm/℃の波長シフトが発生す
ることである。また、Nd:YAG結晶1のLD励起光3に対す
る吸収率は強い波長依存性を有しているので、このLD励
起光3の波長シフトにより、Nd:YAGレーザ光7の出力が
変動することになる。The first output fluctuation factor is that the LD2 itself is heated by self-heating when the LD2 starts to be supplied with an excitation current, and the temperature of the active layer rises, causing a wavelength shift of about +0.3 nm / ° C. . In addition, since the absorptance of the Nd: YAG crystal 1 with respect to the LD excitation light 3 has a strong wavelength dependence, the wavelength shift of the LD excitation light 3 causes a change in the output of the Nd: YAG laser light 7. Become.
【0009】より具体的には、LD2を20℃で強制冷却を
している場合、通電前のLD活性層温度は20℃となってい
ても、通電状態では25℃−35℃になり、LD励起光3は1.
5〜4.5nm増大する。この通電の定常状態でNd:YAG結晶1
への吸収率が最大となる波長808nmが発光するようにLD
2を設計しているので、LD2へ励起電流の通電を開始し
た直後の波長803−806nmでは、その吸収率が808nmに対
して約30%程度低くなっているので、LD2の通電開始直
後のNd:YAGレーザ光7の出力は定常値に比較して約30%
低く出力され、LD2の温度上昇に伴いNd:YAGレーザ光出
力が除序に増加する傾向となる。More specifically, when the LD 2 is forcibly cooled at 20 ° C., even if the LD active layer temperature before energization is 20 ° C., it becomes 25 ° C.-35 ° C. in the energized state. Excitation light 3 is 1.
Increase by 5 to 4.5 nm. In this steady state of energization, Nd: YAG crystal 1
LD to emit light at a wavelength of 808 nm that maximizes absorption
2 is designed, the absorption rate is about 30% lower than that of 808 nm at the wavelength 803-806 nm immediately after the start of the excitation current to LD2. The output of: YAG laser light 7 is about 30% compared to the steady value.
The output is low, and the Nd: YAG laser light output tends to increase in a stepwise manner as the temperature of LD2 rises.
【0010】第二の出力変動要因は、LD励起光3の吸収
によりNd:YAG結晶1の内部温度が上昇し、同結晶1の外
周部が一定温度に冷却されていることから結晶の径方向
への温度勾配が発生することによる熱レンズの発生であ
る。この場合の熱レンズは凸レンズとして同結晶内部で
発生するので、定常状態ほどレーザ発振の安定性が増加
することになる。一般的に、この定常状態で発生する結
晶内部の熱レンズを考慮に入れてレーザ発振器を構成す
るので、Nd:YAGレーザ光出力の射出開始直後において
は、定常状態の安定性に比較すると不安定なレーザ発振
器の構成となる。したがって、LD通電直後Nd:YAGレーザ
光出力は低く出力され、結晶の内部温度上昇に伴い除序
にNd:YAGレーザ光出力が増大する傾向となる。The second output fluctuation factor is that the absorption of the LD excitation light 3 raises the internal temperature of the Nd: YAG crystal 1 and the outer peripheral portion of the crystal 1 is cooled to a constant temperature. This is the generation of a thermal lens due to the generation of a temperature gradient to. In this case, the thermal lens is generated inside the crystal as a convex lens, so that the stability of laser oscillation increases in the steady state. Generally, since the laser oscillator is configured by taking into consideration the thermal lens inside the crystal generated in this steady state, it is unstable as compared with the stability in the steady state immediately after the start of emission of the Nd: YAG laser light output. This is a simple laser oscillator configuration. Therefore, the Nd: YAG laser light output is output low immediately after the LD is energized, and the Nd: YAG laser light output tends to increase in proportion to the increase in the internal temperature of the crystal.
【0011】このように、Nd:YAGレーザ光射出直後から
数秒から数分間は、定常状態には見られない不安定出力
期間があるために、例えば同レーザ光を適用したレーザ
接合加工では、加工開始直後においては接合強度不足と
なり加工不良が発生してしまうという問題があった。As described above, since there is an unstable output period that cannot be seen in a steady state for a few seconds to a few minutes immediately after the emission of the Nd: YAG laser light, for example, in the laser bonding processing using the same laser light, Immediately after the start, there was a problem that the bonding strength became insufficient and processing defects occurred.
【0012】また、上記した問題を解決するために、一
般的に知られているように制御対象量となるNd:YAGレー
ザ光出力を測定し、その結果を制御指令系にフィードバ
ックして同出力の目標設定値からの偏差が最小になるよ
うにLD励起電流を増減制御するフィードバック制御手法
があるが、現実的なコストでは実現不可能であるため、
商品機では適用不可能な手法である。Further, in order to solve the above-mentioned problems, as is generally known, the Nd: YAG laser light output which is the controlled object amount is measured, and the result is fed back to the control command system to output the same. There is a feedback control method that controls the LD excitation current to increase or decrease so that the deviation from the target setting value of
This method is not applicable to commercial machines.
【0013】この理由は、制御対象量であるNd:YAGレー
ザ光出力を高速、高精度に測定可能な出力センサーが安
価に入手できないからである。The reason for this is that an output sensor that can measure the Nd: YAG laser light output, which is the controlled object amount, at high speed and with high accuracy cannot be obtained at low cost.
【0014】また、レーザ加工を行なう前に実加工で使
用する条件で暖気運転を常時実施することにより、LDお
よびレーザ結晶を安定な定常状態に保ち、実加工に移行
する技術もある。しかしこれでは、加工も行なわないの
に不要なエネルギーを消費してしまい、エネルギーの浪
費と不要に周囲環境を温暖化してしまうという欠点があ
った。There is also a technique in which the LD and the laser crystal are kept in a stable steady state by performing the warm-up operation under the conditions used in actual processing before performing the laser processing, and the actual processing is started. However, this has a drawback in that unnecessary energy is consumed without performing processing, which wastes energy and unnecessarily warms the surrounding environment.
【0015】本発明は、前記したLD励起固体レーザ装置
において問題となる固体レーザ光出力の射出開始直後の
不安定性問題を以下に示す手法で解決することにより、
レーザ光射出開始直後から安定した出力が得られるレー
ザ装置を実現することにより、常に安定した加工品質が
得られるレーザ加工装置を提供するものである。The present invention solves the problem of instability immediately after the start of the emission of a solid-state laser light output, which is a problem in the above-mentioned LD-pumped solid-state laser device, by the following method.
The present invention provides a laser processing apparatus that can always obtain stable processing quality by realizing a laser apparatus that can obtain stable output immediately after the start of laser light emission.
【0016】[0016]
【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するために、レーザ光出力開始直後に発生する定常レー
ザ出力値からの偏差量を補正するために、偏差量が規定
値以上の期間においては定常状態において通電されるLD
励起電流より増加減した電流を通電させることにより、
固体レーザ光に出力開始直後から安定に所望のレーザ出
力値が得られる技術を提供するものである。In order to solve the above-mentioned problems, the present invention corrects the deviation amount from the steady laser output value generated immediately after the start of laser light output, so that the deviation amount is equal to or more than a specified value. LD that is energized in steady state in
By passing the current increased or decreased from the excitation current,
It is intended to provide a technique capable of stably obtaining a desired laser output value immediately after the output of solid-state laser light is started.
【0017】ここにおいて、かかる補正は逐時的なフィ
ードバック制御によるものではなく、予め固体レーザの
特性に基づき設定した補正関数やテーブル等の補正手段
に基づくオープン制御によるものである。このため、高
速で固体レーザ出力を測定する必要もなければ、暖気運
転の必要もない。In this case, such correction is not based on an instantaneous feedback control but is based on an open control based on a correction function such as a correction function or a table set in advance based on the characteristics of the solid-state laser. Therefore, there is no need to measure the solid-state laser output at high speed, and there is no need for warm-up operation.
【0018】本発明に係るレーザ出力の安定化技術を適
用することにより、加工の高精度化や高速化を同時に達
成することができ、レーザ加工効率を大幅に向上させる
ことができる。その結果、加工時間とレーザ加工装置の
運転コストを大幅に低減することができ、温暖化の問題
も解消することができる。By applying the laser output stabilization technique according to the present invention, high precision and high speed processing can be achieved at the same time, and the laser processing efficiency can be greatly improved. As a result, the processing time and the operating cost of the laser processing apparatus can be significantly reduced, and the problem of global warming can be solved.
【0019】[0019]
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を図1
を参照して説明する。なお、機構的な構成は図2に基づ
いて説明した従来例と同一であるので省略し、従来例と
異なる構成を採ったLD励起電流の制御部分についてのみ
主として説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENT An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG.
Will be described with reference to. Since the mechanical structure is the same as that of the conventional example described based on FIG. 2, the description thereof is omitted, and only the control part of the LD excitation current having a structure different from that of the conventional example will be mainly described.
【0020】本実施形態では、パルス出力型Nd:YAGレー
ザ装置におけるレーザ出力の射出開始直後から定常状態
に達する時間的な挙動が、ほぼ1次関数で線形近似でき
る。したがって、同期間においてはLD励起電流値と経過
時間との関係を1次関数として近似して変化させながら
通電することにより、レーザ出力が射出開始直後から定
常状態と一致する安定なレーザ出力が得られるようにし
た適用例について説明する。In the present embodiment, the temporal behavior of the pulse output type Nd: YAG laser device which reaches a steady state immediately after the start of the laser output injection can be linearly approximated by a linear function. Therefore, during the same period, by energizing while changing the relationship between the LD excitation current value and the elapsed time by approximating and changing it as a linear function, a stable laser output in which the laser output matches the steady state immediately after the start of injection is obtained. A description will be given of an application example of the above.
【0021】補正のために通電するレーザ光の射出開始
時の初期LD励起電流値を定常LD励起電流値Isのα倍と
なるαIsで表すと、補正期間0≦t<τにおいて連続レ
ーザ出力動作をさせるときのLD励起電流は1次関数近似
で
I(t)=((1−α)・Is)・(t/τ)+α・Is …式
となり、本式により補正動作を行なう必要がある。ここ
で、補正制御倍率をα、補正制御時間をτとした。When the initial LD excitation current value at the start of the emission of the laser beam energized for correction is represented by αIs which is α times the steady LD excitation current value Is, continuous laser output operation is performed in the correction period 0 ≦ t <τ. The LD excitation current for making the equation becomes I (t) = ((1-α) ・ Is) ・ (t / τ) + α ・ Is ... by the linear function approximation, and it is necessary to perform the correction operation by this formula. is there. Here, the correction control magnification is α and the correction control time is τ.
【0022】このために、LD励起電源制御装置内部に
は、式の演算を実行するためのプログラムを格納する
プログラム領域及びパラメータα、Is 、τの値を格納
するデータ領域を提供する記憶部と、この記憶部からプ
ログラム及びデータを呼び出して逐次必要な演算を実行
する演算部と、演算の結果得られるLD励起電流I(t)と
なるように制御信号を出力する出力部とを具備してなる
通電制御部が設けられている。これら記憶部、演算部及
び出力部は、CPU、メモリ及びインターフェース等を
備えた汎用のコンピュータユニットを用いて構成するこ
ともできるし、専用機として構築することもできる。t
は例えばコンピュータユニットより発振されるクロック
を拾って利用する等すればよい。To this end, a storage unit for providing a program area for storing a program for executing the calculation of the equation and a data area for storing the values of the parameters α, Is and τ is provided inside the LD excitation power supply control device. The storage unit includes an arithmetic unit that calls programs and data from the storage unit to sequentially perform necessary arithmetic operations, and an output unit that outputs a control signal to obtain an LD excitation current I (t) obtained as a result of the arithmetic operations. Is provided. The storage unit, arithmetic unit, and output unit can be configured using a general-purpose computer unit including a CPU, a memory, an interface, or the like, or can be configured as a dedicated machine. t
For example, the clock oscillated by the computer unit may be picked up and used.
【0023】ただし、本実施例では、繰り返し周波数f
でパルス発振動作を行なうので、1パルス毎に式に従
い補正する必要がある。この場合、n個目のパルスでの
補正式は
I(n)=(((1−α)・Is)・(n−1))/(f・τ)+α・Is …式
となり、各パルスを式に従い補正したLD励起電流をLD
励起電源制御装置内部の演算部で逐次計算して、各パル
スLD励起電流を通電することにした。ここで、各パルス
の通電時間は最大でも1msecでありレーザ出力の変動を
補正する必要はないので、その通電時間内での補正は行
っていない。そして、このために前記記憶部には、式
を実行するために必要なプログラムも格納されている。
レーザ出力を連続動作とするかパルス動作とするかは、
任意に切り換え可能なものである。However, in this embodiment, the repetition frequency f
Since pulse oscillation is performed with, it is necessary to correct each pulse according to the formula. In this case, the correction formula for the nth pulse is I (n) = (((1-α) · Is) · (n−1)) / (f · τ) + α · Is ... LD is the LD excitation current with the pulse corrected according to the formula
It was decided to carry out each pulsed LD excitation current by sequentially calculating it in the calculation unit inside the excitation power supply control device. Here, since the energization time of each pulse is 1 msec at the maximum and it is not necessary to correct the fluctuation of the laser output, the correction is not performed within the energization time. For this reason, the storage unit also stores a program necessary for executing the expression.
Whether the laser output is continuous operation or pulse operation,
It can be arbitrarily switched.
【0024】そして、上記何れのプログラムも、τ≦t
の時間領域においては、励起電流I(t)をI(t)=Isなる一
定値に切り換えるものである。In each of the above programs, τ≤t
In the time domain of, the excitation current I (t) is switched to a constant value of I (t) = Is.
【0025】ここで、従来のパルス出力型Nd:YAGレーザ
装置においては、パルスピーク電流70A、パルス幅500
μsec、繰返し周波数f=200Hzの運転状態において、レ
ーザ出力の射出開始直後の出力値が定常値より15%低
く、定常出力値に達するまでの時間は0.8secかかってい
たが、本機能を活用し、α=1.1、τ=0.5secに設定する
ことにより、レーザ出力の射出開始直後の第一パルスか
ら所望の安定度(±2%以内)でレーザ出力が得られる
ようになった。図1(a)、(b)に、本実施形態によ
って補正されたLD励起電流と、これによって改善され
たレーザ出力特定との関係を示す。Here, in the conventional pulse output type Nd: YAG laser device, the pulse peak current is 70 A and the pulse width is 500.
In the operating state of μsec and repetition frequency f = 200Hz, the output value immediately after the start of laser output injection was 15% lower than the steady value, and it took 0.8 seconds to reach the steady output value. , Α = 1.1, τ = 0.5 sec, the laser output can be obtained with the desired stability (within ± 2%) from the first pulse immediately after the start of the laser output injection. FIGS. 1A and 1B show the relationship between the LD excitation current corrected according to the present embodiment and the laser output identification improved thereby.
【0026】また、この動作条件以外でもαおよびτを
調整することにより、レーザ出力の初期立ち上がり特性
を大幅に改善することができた。By adjusting α and τ under other operating conditions, the initial rise characteristics of the laser output could be greatly improved.
【0027】尚、本実施例ではLD励起電流の経過時間に
対する補正関数を1次関数で線形近似したが、より立ち
上がり特性を改善するためには、2次以上の線形関数あ
るいは指数関数を利用して補正関数を作製すれば良い。In this embodiment, the correction function for the elapsed time of the LD excitation current was linearly approximated by a linear function. However, in order to improve the rising characteristics, a linear function of a quadratic or higher order or an exponential function is used. Then, a correction function may be created.
【0028】さらに、上記実施形態では、固体レーサユ
ニットの核をなすレーザ活性媒体がNd:YAG結晶のNd:YAG
レーザの場合について説明を行ったが、レーザ活性媒体
がYb:YAG、Nd:YVO4等の単一固体結晶あるいはそれらの
組合せで構成される固体結晶、あるいはセラミック結晶
であっても本実施例と同様の効果が期待できる。Further, in the above embodiment, the laser active medium forming the core of the solid laser unit is Nd: YAG of Nd: YAG crystal.
Although the case of the laser has been described, the laser active medium is the same as the present embodiment even if the solid crystal composed of a single solid crystal such as Yb: YAG, Nd: YVO4 or a combination thereof, or a ceramic crystal. The effect of can be expected.
【0029】その他の構成も、本発明の趣旨を逸脱しな
い範囲で種々変形が可能である。Other configurations can be variously modified without departing from the spirit of the present invention.
【0030】[0030]
【発明の効果】本発明は、以上説明した構成であるか
ら、レーザ加工の精度や高速性を大幅に改善することが
できだけでなく、暖気運転も不要となり、より省資源化
に寄与できるレーザ装置を提供することができる。Since the present invention has the above-described structure, not only the accuracy and speed of laser processing can be greatly improved, but also warming-up operation is not required, which contributes to further resource saving. A device can be provided.
【図1】本発明の一実施形態におけるLD励起電流に対す
るレーザ出力特性を示す模式図。FIG. 1 is a schematic diagram showing laser output characteristics with respect to an LD excitation current according to an embodiment of the present invention.
【図2】従来例によるレーザ加工装置の構成図FIG. 2 is a configuration diagram of a laser processing apparatus according to a conventional example.
【図3】従来例の構成におけるLD励起電流に対するレー
ザ出力特性を示す模式図。FIG. 3 is a schematic diagram showing laser output characteristics with respect to an LD excitation current in the configuration of the conventional example.
2…レーザダイオード(LD) 7…固体レーザ光 I(t),I(n)…励起電流 2 ... Laser diode (LD) 7 ... Solid-state laser light I (t), I (n) ... Excitation current
Claims (6)
って固体レーザユニットから固体レーザ光を出力する固
体レーザ装置において、固体レーザ光出力の時間的な増
減変化を相殺する励起電流を前記レーザダイオードに通
電する通電制御部を設け、この通電制御部により、固体
レーザ光の出力開始直後から固体レーザ光出力に所望の
レーザ出力値が得られるようにしたことを特徴とする固
体レーザ装置。1. In a solid-state laser device for outputting a solid-state laser light from a solid-state laser unit by excitation by a laser diode (LD), an excitation current for canceling a temporal increase / decrease change in the output of the solid-state laser light is applied to the laser diode. A solid-state laser device comprising an energization control unit, and the energization control unit is configured to obtain a desired laser output value in the solid-state laser light output immediately after the output of the solid-state laser light is started.
(t)が、以下の1次関数を利用した式で近似、補正され
たことを特長とした請求項1に記載のレーザ装置。 0≦t<τの時間 :I(t)=((1−α)・Is)・(t/τ)+α・Is … τ≦tの時間 :I(t)=Is (ここで、Isは所望固体レーザ光出力が定常状態で得ら
れるLD励起電流値、αはIsに対するレーザ光射出開始時
に通電するLD励起電流値の比、τはLD励起電流が一定の
場合の固体レーザ光出力開始から所望レーザ出力値が得
られるまでの時間である。α<1の場合、式は時間の
経過とともに減少する補正直線となり、またα>1の場
合、式は時間の経過とともに増加する補正直線とな
る。)2. An LD excitation current I applied to the laser device.
The laser device according to claim 1, wherein (t) is approximated and corrected by the following equation using a linear function. Time of 0 ≦ t <τ: I (t) = ((1-α) · Is) · (t / τ) + α · Is ... Time of τ ≦ t: I (t) = Is (where Is Is the LD excitation current value at which the desired solid-state laser light output is obtained in a steady state, α is the ratio of the LD excitation current value that is conducted at the start of laser light emission to Is, and τ is the solid-state laser light output start when the LD excitation current is constant. From α to 1, the formula is a correction line that decreases with time when α <1, and when α> 1, the formula is a correction line that increases with time. Become.)
て、通電されるLD励起電流I(t)が2次以上の高次関数あ
るいは指数関数を用いて近似、補正され所望の固体レー
ザ光出力が得られることを特長とした請求項1に記載の
レーザ装置。3. A desired solid-state laser in which the LD excitation current I (t) to be supplied is approximated and corrected by using a higher-order function or an exponential function of second order or more during the time 0 ≦ t <τ of the laser device. The laser device according to claim 1, wherein an optical output is obtained.
においては、各パルス毎に以下の式に基づいて電流値
を変化させることを特徴とした請求項1に記載のレーザ
装置 I(n)=(((1−α)・Is)・(n−1))/(f・τ)+α・Is …式 (ここで、fはパルスの繰返し周波数であり、nはn個
目のパルスを表している。)4. The laser device I (n) = according to claim 1, wherein, when the laser device is operating to output a pulse laser, the current value is changed for each pulse based on the following equation. (((1-α) · Is) · (n−1)) / (f · τ) + α · Is Equation (where f is the pulse repetition frequency and n is the nth pulse It represents.)
おいては、規定時間毎に式に従いLD励起電流の補正制
御が可能であることを特徴とする請求項2に記載のレー
ザ装置。5. The laser device according to claim 2, wherein when the laser device is in continuous laser output operation, correction control of the LD excitation current can be performed according to an equation at regular time intervals.
Nd:YAG、Yb:YAG、Nd:YVO4等の単一固体結晶あるいはそ
れらの組合せで構成される固体結晶、あるいはセラミッ
ク結晶であることを特徴とする請求項1〜5に記載のレ
ーザ装置。6. The laser active medium of the solid-state laser unit is
6. The laser device according to claim 1, wherein the laser device is a single solid crystal such as Nd: YAG, Yb: YAG, or Nd: YVO4, a solid crystal composed of a combination thereof, or a ceramic crystal.
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