本发明专利技术涉及高功率脉冲光产生装置，其具备：产生时钟信号的主时钟发生器；产生与上述主时钟信号同步的脉冲光的光振荡器；将从上述光振荡器射出的脉冲光放大而输出高功率脉冲光的光放大器；产生对上述光放大器进行激发的激发用脉冲光的激发半导体激光器；通过与上述主时钟信号同步的脉冲状的驱动电流来驱动上述激发半导体激光器的驱动部；以及通过使上述脉冲状的驱动电流的脉冲宽度发生变化而使上述激发用脉冲光的脉冲宽度发生变化，来控制每一个脉冲的上述光放大器的增益，对上述驱动部进行控制的控制部。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】高功率脉冲光产生装置
本专利技术涉及使用半导体激光器作为光放大器的激发光源，将从脉冲光源射出的脉冲光在上述光放大器内放大并射出的高功率脉冲光产生装置，尤其涉及适用于激光加工的高功率脉冲光产生装置。本申请基于2011年7月20日向日本申请的特愿2011-158847号主张优先权，并在这里引用其内容。
技术介绍
一般而言，作为具有脉冲光放大功能的高功率脉冲光产生装置，具备作为脉冲光源而使用的光振荡器、和对从光振荡器输出的脉冲光进行放大的光放大器，并使用了光纤输出的半导体激光器(Laser Diode:LD)作为光放大器激发用的光源的装置较多。另外，大多情况下，光放大器激发用的LD (以下记为激发LD)具备电阻值小、精度高的作为电阻器的分流型恒流驱动电路，通常被附属的驱动器(Driver)控制成激发LD的输出恒定。然而，在这样的对激发LD进行驱动的电路中，按照输出电流在Isec-1hr的期间恒定的方式进行最佳化。因此，大多被设计成驱动电路的响应时间为Imsec以上,难以使从激发LD射出的输出光以高速开启-关闭(0N-0FF)。 另一方面，为了容易实现使用了恒压电路的电源电路或者电力供给电路的设备中的低损耗化，应用了能够脉冲驱动激发LD的开关元件的恒压电路也已被使用。如现有技术文献所记载那样，还公知有一种通过对驱动电流进行脉冲驱动来进行控制，以使激发LD的输出波形成为脉冲状的方法(例如参照专利文献1、专利文献2)。并且，例如专利文献3~专利文献5公开了在高功率脉冲光产生装置中，为了高效地放大从光振荡器射出的脉冲光(以下称为振荡脉冲光)而对激发LD进行脉冲驱动的技术。另外，还公知有一种使激发LD的驱动电流值的波形以脉冲状变化，使脉冲激光光源的信号频率和激发LD的脉冲输出的频率同步来提高增益的技术。在进行实际的激光加工的情况下，通常反复进行下述动作:在某一时间持续射出从高功率脉冲光产生装置输出的加工用的脉冲光(以下称为输出脉冲光)，然后，在使脉冲光的输出暂时停止之后，再次射出脉冲光。这里，将从高功率脉冲光产生装置持续进行输出脉冲光的出射的状态称为开启(ON)状态，将从高功率脉冲光产生装置停止输出脉冲光的出射的状态称为停止(OFF)状态。这样的高功率脉冲光产生装置的开启状态和关闭状态的切换通常通过将产生用于对光放大器进行激发的脉冲光(以下称为激发用脉冲光)的激发部(激发LD)的脉冲状驱动电流接通-断开(ON-OFF)来进行。因此，在激发部中没有流动脉冲状驱动电流的状态下，高功率脉冲光产生装置成为关闭状态，如果激发部中流过脉冲状驱动电流，则高功率脉冲光产生装置成为开启状态。其中，激发用脉冲光与脉冲状驱动电流同步，一般，激发用脉冲光的脉冲状驱动电流的各脉冲的脉冲宽度恒定，另外，通常激发用脉冲光的脉冲宽度与输出脉冲光的脉冲宽度相比会被设定得足够长。在使用了这样的脉冲驱动的高功率脉冲光产生装置的情况下，当从关闭状态切换至开启状态时，会发生刚切换之后的高功率脉冲光产生装置内的光放大器的每一个脉冲的增益变小，然后，按每个脉冲增益渐渐变大而达到稳态的增益这一现象。另外，当为了缩短增益达到稳态为止的时间而想要提高刚向开启状态切换后的脉冲中的光放大器的增益时，有时刚切换后的脉冲的增益变得过大而导致过冲(over shoot)。如以上那样，在刚将高功率脉冲光产生装置从关闭状态向开启状态切换后，存在光放大器的每一个脉冲的增益不稳定，高功率脉冲光产生装置的输出脉冲光的每一个脉冲的功率不稳定这一问题。其中，在本专利技术中，将如以上那样在将高功率脉冲光产生装置从关闭状态向开启状态切换之后，到输出脉冲光的功率稳定化为止的期间称为过渡期间，将在过渡期间内按输出脉冲光的每个脉冲发生功率的变动的现象称为过渡现象。尤其在将高功率脉冲光产生装置作为激光加工装置的光源使用的情况下，上述那样的过渡期间内的输出脉冲光的功率变动是增大激光加工中的加工质量或者加工度等加工特性的偏差的主要原因。因此，需要在过渡期间内不进行激光加工而使装置待机。另外，这样的待机时间使激光加工装置的工作效率低下。然而，在上述任何一个专利文献中，都完全没有考虑在将高功率脉冲光产生装置从关闭状态向开启状态切换时，抑制因过渡现象造成的输出脉冲光的脉冲功率的变动。因此，在现有的高功率脉冲光产生装置中，当被从关闭状态向开启状态切换时，难以从刚切换之后便获得脉冲功率一致的输出脉冲光。因此，无法避免因上述那样的待机期间而导致高功率脉冲光产生装置的工作效率低下的情况。专利文献1:美国专利第5325383号说明书专利文献2:美国专利第5283794号说明书专利文献3:美国专利第5867305号说明书专利文献4:美国专利第5933271号说明书专利文献5:美国专利第6081369号说明书在图7中，针对在现有的高功率脉冲光产生装置中被输入输出脉冲光出射的开始信号的状态下的从光放大器的激发LD射出的脉冲输出(激发用脉冲光)、从光放大器射出的输出脉冲光、光放大器的增益变化、和主时钟信号，表不了依存于时间的相互关系。如图7所示，关于光放大器的增益，刚将高功率脉冲光产生装置从关闭状态切换至开启状态后的输出脉冲光的第I脉冲的功率比开启状态的稳定时的脉冲功率(脉冲高度)小，然后，每当射出脉冲便渐渐变大，在进行了数个脉冲射出之后达到稳定时的脉冲功率。这样，在刚将高功率脉冲光产生装置从关闭状态切换至开启状态后射出比在稳定时射出的输出脉冲光的脉冲功率小的功率的脉冲，然后功率达到稳态之前，导致每一个脉冲的功率发生变动。可认为发生这样的现象原因如下。即，可认为这是因为在关闭状态下，光放大器的增益比开启状态的稳定时(以下称为稳定时)的最低增益低。并且，可认为这是因为总是将针对激发LD的脉冲状驱动电流的脉冲宽度设为恒定，控制成从激发LD输出的激发用脉冲光的脉冲宽度恒定。其中，在图7的例子中，虽然如上述那样控制成从激发LD输出的激发用脉冲光的脉冲宽度恒定，但将高功率脉冲光产生装置从关闭状态切换至开启状态的时刻(输出开始触发的时刻)与主时钟信号的脉冲的上升时刻偏离。因此，刚切换至开启状态后的激发用脉冲光的第I脉冲的宽度变小。从而，光放大器的增益也在第I脉冲中变得极小。如上述那样，在现有的高功率脉冲光产生装置中，当将高功率脉冲光产生装置从关闭状态切换至开启状态时，输出脉冲光的脉冲功率发生变动。因此，在将现有的高功率脉冲光产生装置用于激光加工的情况下，不得不将从关闭状态切换至开启状态时的脉冲功率发生变动的期间(过渡期间)设为不进行激光加工的待机期间。因此，工作效率低下。
技术实现思路
本专利技术是以上述的情况为背景而完成的专利技术，提供一种能够抑制高功率脉冲光产生装置的输出脉冲光的功率变动，例如即使在将高功率脉冲光产生装置从关闭状态向开启状态切换时，也能够尽早使输出脉冲光的各脉冲的功率稳定化，来防止上述那样的过渡现象的产生的高功率脉冲光产生装置。本专利技术基本上通过具备如下结构来解决上述课题:通过控制激发LD的脉冲状驱动电流的脉冲宽度，来使激发LD的脉冲输出(激发用脉冲光)的脉冲宽度发生变化，能够按每个脉冲来控制光放大器的增益。本专利技术的第I方式的高功率脉冲光产生装置具备:主时钟发生器，其产生主时钟信号；光振荡器，其产生与上述主时钟信号同步本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种高功率脉冲光产生装置，其特征在于，具备，主时钟发生器，其产生主时钟信号；光振荡器，其产生与所述主时钟信号同步的脉冲光；光放大器，其将从所述光振荡器射出的脉冲光放大，来输出高功率脉冲光；激发半导体激光器，其产生对所述光放大器进行激发的激发用脉冲光；驱动部，其通过与所述主时钟信号同步的脉冲状的驱动电流来驱动所述激发半导体激光器；以及控制部，其通过使所述脉冲状的驱动电流的脉冲宽度发生变化而使所述激发用脉冲光的脉冲宽度发生变化，来控制每一个脉冲的所述光放大器的增益，对所述驱动部进行控制。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.07.20 JP 2011-1588471.一种高功率脉冲光产生装置，其特征在于，具备， 主时钟发生器，其产生主时钟信号； 光振荡器，其产生与所述主时钟信号同步的脉冲光； 光放大器，其将从所述光振荡器射出的脉冲光放大，来输出高功率脉冲光； 激发半导体激光器，其产生对所述光放大器进行激发的激发用脉冲光； 驱动部，其通过与所述主时钟信号同步的脉冲状的驱动电流来驱动所述激发半导体激光器；以及 控制部，其通过使所述脉冲状的驱动电流的脉冲宽度发生变化而使所述激发用脉冲光的脉冲宽度发生变化，来控制每一个脉冲的所述光放大器的增益，对所述驱动部进行控制。2.根据权利要求1所述的高功率脉冲光产生装置，其特征在于， 所述控制部构成为:在刚从所述激发半导体激光器的驱动停止而不从所述光放大器输出高功率脉冲光的关闭状态切换至所述激发半导体激光器的驱动开始而从所述光放大器输出高功率脉冲光的开启状态之后，便调整所述激发用脉冲光的脉冲宽度，以使即将射出输出脉冲光之前的光放大器的增益接近于所述光放大器的开启状态的稳定时的最大增益。3.根据权利要求2所述的高功率脉冲光产生装置，其特征在于， 所述控制部构成为:在将刚切换至所述开启状态之后的所述激发用脉冲光的脉冲宽度...
【专利技术属性】
技术研发人员：中居道弘，
申请(专利权)人：株式会社藤仓，
类型：
国别省市：
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