无源Q开关激光装置、控制方法及激光处理装置
文献发布时间:2023-06-19 13:48:08
技术领域
本技术涉及无源Q开关激光装置、控制方法及激光处理装置。
背景技术
在专利文献1中描述的无源Q开关激光装置中,从激发源输出的光脉冲的时序被监控。判断被监控的输出光脉冲的时序是否相对于周期参考时钟而延迟。基于判断结果向激发源输入电流脉冲以使参考时钟和输出时序彼此同步。结果,可使光脉冲的频率和输出时序彼此同步,并且意欲自动地执行光脉冲的频率调整(专利文献1第[0019]和[0037]段、图1、图3等)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本专利申请特开第2012-141523号公报
发明内容
技术问题
如以上描述的,存在能够针对无源Q开关激光装置以高精确度控制激光束的发射的技术的需求。
鉴于以上描述的情况,本技术的目的是提供能够以高精确度控制激光束的发射的无源Q开关激光装置、控制方法及激光处理装置。
解决问题的手段
为了实现上述目的,根据本技术的实施方式的无源Q开关激光装置包括:无源Q开关激光器;信号源;调制单元;和电源单元。
无源Q开关激光器包括发射激发光的激发光源和被激发光激发以发射振荡光的谐振器。
信号源输出用于驱动激发光源的驱动信号。
调制单元基于从无源Q开关激光器发射的振荡光的发射时序而调制从信号源输出的驱动信号。
电源单元基于由调制单元调制的驱动信号来驱动激发光源以发射激发光。
在该无源Q开关激光装置中,基于从无源Q开关激光器发射的振荡光的发射时序来调制用于驱动激发光源的驱动信号。结果,可以以高精确度控制激光束的发射。
调制单元可以调制驱动信号,使得根据发射时序停止激发光的发射。
调制单元可包括检测单元和调制电路,检测单元检测振荡光的发射并输出检测信号,调制电路在接收到从检测单元输出的检测信号后调制驱动信号。
检测单元可包括分割元件和光检测器,分割元件部分地分割振荡光,光检测器接收被分割元件分割的振荡光的部分、将所接收的部分转换成信号并将所转换的信号作为检测信号输出。
驱动信号可以是脉冲信号。在该情况中,电源单元可在输入到电源单元的脉冲信号处于开电平时使激发光源发射激发光。在该情况中,调制单元可调制从信号源输出的脉冲信号的开电平的时长。
调制单元可根据发射时序将从信号源输出的脉冲信号设定为关电平。
信号源可发射其中已基于发射的振荡光的目标时序设定了开时序的脉冲信号。
信号源可输出具有对应于期望的振荡光目标发射次数的脉冲数量的脉冲信号。
调制单元可包括检测单元和调制电路,检测单元检测振荡光的发射并输出检测信号,调制电路在接收到从检测单元输出的检测信号后调制脉冲信号。在该情况中,脉冲信号中所包括的脉冲的暂停时间可被设定为至少等于或大于最小暂停时间。
可基于从检测单元输出检测信号的时刻到激发光停止的时刻的时间差来设定脉冲的暂停时间。
激发光源可以是激光二极管。
光检测单元可以是光电二极管。
根据本技术的实施方式的控制方法是用于无源Q开关激光器的控制方法,所述无源Q开关激光器包括发射激发光的激发光源和被激发光激发以发射振荡光的谐振器,所述控制方法包括:输出用于驱动无源Q开关激光器的激发光源的驱动信号。
基于从无源Q开关激光器的所述谐振器发射的振荡光的发射时序,调制从信号源输出的驱动信号。
基于被调制的驱动信号驱动激发光源以发射激发光。
根据本技术的实施方式的激光处理装置包括:无源Q开关激光器;信号源;调制单元;电源单元;和发射机构。
发射机构是用于向工件发射从无源Q开关激光器的谐振器发射的振荡光的机构。
发射机构可包括用于扫描振荡光的光学扫描机构和传送工件的传送机构的至少一者。
附图说明
图1是示意地示出无源Q开关激光装置的功能构造示例的图。
图2是示出从图1所示的各个单元输出的信号、激发光和激光脉冲振荡光的时序的图。
图3是示出激光谐振器中的光强度的图。
图4是用于描述根据比较例的无源Q开关激光装置的发射操作的示意图。
图5是示出调制电路的实施例的电路图。
图6是示出从各个单元输出的信号的状态迁移和触发器的操作模式的示意图。
图7是示出触发器的操作示例的图。
图8是示出从图1的各个单元输出的信号的状态迁移和激光脉冲振荡光的示意图。
图9是示出激光处理装置的概略图的示意图。
具体实施方式
现在将在下面参照附图描述根据本技术的实施方式。
[无源Q开关激光装置]
图1是示出根据本技术的无源Q开关激光装置的构造示例的方块图。
无源Q开关激光装置100包括信号源10、调制电路20、驱动电源30、无源Q开关激光器40、光束采样器50和光检测器60。
无源Q开关激光器40包括激发光源41和激光谐振器42。
激发光源41向激光谐振器42发射激发光43。在该实施方式中,使用激光二极管作为激发光源41。这使得可容易地控制激发光43的发射的开和关的切换。此外,能够稳定发射到激光谐振器42的激发光43的光量。
激光二极管的具体构造不受限制,并且可使用诸如结晶材料和非晶材料的任意材料。注意,可使用除激光二极管以外的光源。
激光谐振器42被从激发光源41发射的激发光43激发,以发射振荡光。例如,激光谐振器42包括激光介质、可饱和吸收体、反射镜和发射镜(未全部示出)。
激光介质被激发光43激发。当由于激发而导致能级跃迁时,光从激光介质发射到可饱和吸收体。例如,使用ND:YAG或ND:YLF作为激光介质。
可饱和吸收体是其中当光吸收饱和时光吸收率降低的构件。在该实施方式中,从激光介质发射的光被吸收并且激发能级的电子密度增大。在满足激发能级的情况下,可饱和吸收体变得透明,并且因此发射激光脉冲振荡光44。此外,可饱和吸收体用作为无源Q开关激光器40中的无源Q开关。
反射镜和发射镜是具有不同透射率和反射率的镜子。此外,反射镜和发射镜被设置成彼此面对,使得激光介质和可饱和吸收体夹在反射镜和发射镜之间。反射镜和发射镜产生粒子数反转且激光谐振器42中的光强度被放大。此外,激光脉冲振荡光44透射穿过发射镜,因此可发射到激光谐振器42的外部。
信号源10输出脉冲信号11作为驱动激发光源41的驱动信号。在该实施方式中,基于从无源Q开关激光器40发射的振荡光的目标时序输出已设定了开时序的脉冲信号11。所述目标时序是从无源Q开关激光装置100发射的激光束的目标时序。
可以说脉冲信号11也是用于指定激发光源41的驱动时序的驱动时序信号。
调制电路20调制从信号源10输出的脉冲信号11。在该实施方式中,基于发射的激光脉冲振荡光44的发射时序调制脉冲信号11。作为被调制的脉冲信号的调制脉冲信号21被输出到驱动电源30。
驱动电源30基于由调制电路20调制的调制脉冲信号21驱动激发光源41以发射激发光43。在该实施方式中,以与调制脉冲信号21同步的时序将激发光源驱动信号31输出到激发光源41。
激发光源驱动信号31是与调制脉冲信号21同步的脉冲信号。也就是说,激发光源驱动信号31与调制脉冲信号21转变为开电平的时序同步地转变为开电平,并与调制脉冲信号21转变为关电平的时序同步地转变为关电平的信号。
在该实施方式中,当从驱动电源30输出的激发光源驱动信号31处于开电平时,激发光43从激发光源41发射。因此,当输入到驱动电源30的调制脉冲信号21处于开电平时,激发光43从激发光源41发射。
在该实施方式中,由图1所示的调制电路20调制从信号源10输出的脉冲信号11的开电平的时长。因此,根据由调制电路20进行的脉冲信号11的调制来控制从激发光源41发射的激发光43的发射时长。
光束采样器50部分地分割从激光谐振器42发射的激光脉冲振荡光44。在该实施方式中,激光脉冲振荡光44通过反射激光脉冲振荡光44的一部分来而被部分地分割。作为被分割的激光脉冲振荡光44的那一部分的激光脉冲反射光51被发射到光检测器60。
透射穿过光束采样器50的激光脉冲振荡光44是将从无源Q开关激光装置100输出的激光束。也就是说,透射穿过光束采样器50的激光脉冲振荡光44可用于无源Q开关激光装置100中使用激光束的目的。
光检测器60能够接收通过由光束采样器50进行分割而获得的激光脉冲反射光51,并且能够将所接收的光转换成电信号。此外,光检测器60将被转换成电信号的激光脉冲检测信号61输出到调制电路20。在该实施方式中,使用光电二极管作为光检测器60。当然,本技术不限于此,而且可使用任意元件。
在该实施方式中,由光束采样器50和光检测器60实现检测单元,该检测单元检测振荡光的发射并输出检测信号。光束采样器50用作部分地分割振荡光的分割元件。可使用与光束采样器50不同的另一任意元件作为分割元件。
此外,光检测器60对应于接收由分割元件分割的振荡光的一部分、将所接收的这部分光转换成信号、并将所转换的信号作为检测信号输出的光检测器。从光检测器60输出到调制电路20的激光脉冲检测信号61对应于检测信号。
注意,在该实施方式中,调制电路20对应于调制单元,该调制单元基于从无源Q开关激光器发射的振荡光的发射时序调制从信号源输出的驱动信号。此外,驱动电源30对应于电源单元,该电源单元基于由调制单元调制的驱动信号驱动激发光源以发射激发光。
图2是示出从图1所示的各个单元输出的信号、激发光43和激光脉冲振荡光44的示意时序图。
以下,各个脉冲信号的高电压状态被描述为有效、真、1、H(高)等,其表示开电平。此外,低电压的状态被描述为无效、假、0、L(低)等,其表示关电平。注意,可采用低电压状态表示开电平且高电压状态表示关电平的这种设定。
图3是示出激光谐振器42中的光强度的图。垂直轴表示激光谐振器42中的激光束的强度。水平轴表示经过时间。
如图2所示,从信号源输出在时刻T1处转变成开电平(升高)的脉冲信号11。然而如上所述,基于发射激光脉冲振荡光44的目标时序设定脉冲信号11转变成开电平的时刻T1。
特定地,将从目标时序往回计算从开始激发到激光谐振器42中的激光束的强度超过阈值θ(见图3)而发射激光脉冲振荡光44的时长后的时刻设定为时刻T1。
如图2所示,调制脉冲信号21和激发光源驱动信号31与从信号源10输出的脉冲信号11同步地输出。调制脉冲信号21和激发光源驱动信号31各自是在时间T1转变为开电平的脉冲信号。
激发光源41基于调制脉冲信号21和激发光源驱动信号31而被驱动。结果,如图3所示,从时刻T1开始进行激发。
在时刻T2,当激光谐振器42中的激光束的强度超过阈值θ时,从激光谐振器42发射激光脉冲振荡光44。因此,在该实施方式中,时刻T2是激光脉冲振荡光44的发射时序。
在时刻T2发射的激光脉冲振荡光44被光束采样器50部分地分割并且所获得的部分被发射到光检测器60。从光束采样器50发射的激光脉冲反射光51被光检测器60检测,并且激光脉冲检测信号61被输出到调制电路20。
在该实施方式中,针对调制脉冲信号21的相应脉冲发射一次激光脉冲振荡光44。也就是说,脉冲信号具有的脉冲数量对应于期望的激光脉冲振荡光44目标发射次数。
调制电路20接收从光检测器60输出的激光脉冲检测信号61并调制从信号源10输出的脉冲信号11。在该实施方式中,调制电路20调制脉冲信号,使得激发光43的发射根据时刻T2的发射时序停止。
调制电路20调制脉冲信号11的开电平的时长。特定地,从信号源10输出的脉冲信号11根据时刻T2的发射时序转变为关电平。
如图3所示,激发在时刻T2停止。因此,当激光脉冲振荡光44被发射时,激光谐振器42的激发根据发射时序而停止。因此,激发可在从信号源10输出的脉冲信号11下降的时刻T1'之前的时刻停止。
结果,不管脉冲信号11的开电平的从时刻T1到T1'的时长如何,从时刻T1到T2的时长都是恒定的,从时刻T1到T2的时长是从调制脉冲信号21由无效状态进入有效状态的时刻到发射激光脉冲振荡光44的时刻的时长。
从基于下一目标时序设定的时刻T3以及时刻T5开始执行类似的操作,并以目标时序发射激光脉冲振荡光44。
注意,在该实施方式中,可任意地设定每个脉冲信号的脉冲宽度。也就是说,从时刻T1到T1'的长度、从时刻T2到T2'的长度以及从时刻T3到T3'的长度可被设定为不同。
图4是用于描述根据比较例的无源Q开关激光装置100的发射操作的示意图。该无源Q开关激光装置100不包括调制电路20,并且驱动电源30基于信号源10的脉冲信号11操作。
在图4中,激光谐振器42从时刻T1到T1'被激发光43激发,并且激光脉冲振荡光44在时刻T2发射。在该情况中,因为激光谐振器42从时刻T2到T1'被激发光43激发,因此出现了过剩激发。该过剩激发随着时间流逝而消失。例如,从时刻T1'到T3的时长足以使过剩激发消失。
如图4所示,在过剩激发消失的情况中,从时刻T3到T4的时长等于从时刻T1到T2的时长。也就是说,没有出现激光脉冲振荡光44的发射时序的偏差。然而,在其中过剩激发没有消失的短时长(诸如从T3'到T5的时长)的情况中,出现激光脉冲振荡光44的发射时序的偏差。
例如,在时刻T5,激光谐振器42中的激光束的强度提早了对应于过剩激发的时长达到阈值θ。也就是说,发射激光脉冲振荡光44的时刻T6'比原始发射时序的时刻T6早。
与之相比,在该实施方式中,激发光43的发射根据激光脉冲振荡光44的发射而停止。也就是说,可防止过剩激发影响激光脉冲振荡光44的下一次发射。结果,可以高精确度控制激光束的发射。
图5是示出调制电路20的实施例的电路图。
调制电路20包括电流放大器22、具有预设的D型触发器24(以下称为触发器24)和与门(AMD gate)25。
当发射激光脉冲振荡光44时,从光检测器60输出对应于激光脉冲振荡光44的激光脉冲检测信号61作为模拟脉冲电流。输出的激光脉冲检测信号61被输入到电流放大器22。
在电流放大器22中,激光脉冲检测信号61作为模拟脉冲电流被输入并被转换成模拟脉冲电压信号。从电流放大器22输出的模拟脉冲电压信号被输入到比较器23。
比较器23将两个输入信号彼此比较并切换待被输出的信号。在该实施方式中,由比较器23输入的模拟脉冲电压信号被转换成数字脉冲电压信号,并且所获得的信号被输入到触发器24。注意,为了将比较电压输入到比较器23,供应有适于将模拟脉冲电压信号转换成数字脉冲电压信号的电压。
触发器24包括预设输入端子26、时钟输入端子27、数据输入端子28和数据输出端子29。触发器24基于被输入到相应输入端子的预设输入、时钟输入和数据输入而输出保持的预定信号。
在该实施方式中,脉冲信号11被输入为预设输入。通过比较器23转换的数字脉冲电压信号被输入为时钟输入。L信号被输入到数据输入。
在触发器24中,基于从各个输入端子供应的信号从数据输出端子29输出预定信号。
与门25计算输入到两个输入端子的两个信号的逻辑乘积。从触发器24输出的信号被输入到一个输入端子。从信号源10输出的脉冲信号11被输入到另一输入端子。
此外,与门25从输入信号输出调制脉冲信号21。
图6是示出从各个单元输出的信号的状态迁移以及触发器24的操作模式的时序图。如图6所示,脉冲信号11、激光脉冲检测信号61、触发器24的操作、来自触发器24的数据输出端子29的信号输出以及调制脉冲信号21的水平轴表示指示相应信号的经过时间的时间轴。此外,垂直轴表示电压。
图7是示出触发器24的操作示例的图。
脉冲信号11以L状态输入以作为预设输入,直到时刻T1。在该状态中,触发器24执行预设操作。如图7所示,由触发器24输出的信号处于H状态而与时钟输入端子27和数据输入端子28的输入状态无关。
如图6所示,由于脉冲信号11处于L状态,因此从与门25输出处于L状态的调制脉冲信号21。
脉冲信号11转变成H状态,并且触发器24执行保持输出状态的操作。在该情况中,如图7所示,从触发器24输出的信号保持在H状态。
由于脉冲信号11和从触发器24输出的信号均处于H状态,因此从与门25输出处于H状态的调制脉冲信号21。
在T2,检测到激光脉冲检测信号61的上升沿。也就是说,激光脉冲检测信号61被输入到时钟输入端子27。在该情况中,由触发器24执行锁存(保持)数据输入的操作。结果,如图7所示,从触发器24输出的信号的电位转变为L状态。
由于脉冲信号11和从触发器24输出的信号处于L状态,因此从与门25输出处于L状态的调制脉冲信号21。
在时刻T2至T1'的期间,处于H状态的脉冲信号11被输入到预设输入端子26。此外,处于L状态的激光脉冲检测信号61被输入到时钟输入端子27。在该情况中,由触发器24执行保持输出状态的操作。结果,如图7所示,从触发器24输出的信号保持在L状态。
由于脉冲信号11和从触发器24输出的信号处于L状态,因此从与门25输出处于L状态的调制脉冲信号21。
脉冲信号11的电位在T1'及T1'之后处于L状态。在该情况中,触发器24执行预设操作。结果,从触发器24输出的信号转变为H状态。由于脉冲信号11处于L状态,因此从与门25输出处于L状态的调制脉冲信号21。
也就是说,根据激光脉冲振荡光44的发射时序,调制电路20使从信号源输出的脉冲信号转变为关电平。
图8是示出从图1中的各个单元输出的信号和激光脉冲振荡光44的状态迁移的示意图。
图8的部分A示出其中脉冲信号11从无效状态进入有效状态的状态。也就是说,示出了其中激光谐振器42被激发但未发射激光脉冲振荡光44的状态。在该状态中,调制脉冲信号21、激发光源驱动信号31和激发光43根据脉冲信号11的开时序而从无效状态进入有效状态。注意,如图8的部分A所示,各个信号进入有效或无效状态的时序的偏差是因响应延迟造成的偏差。
图8的部分B示出发射了激光脉冲振荡光44的状态。由于已经发射了激光脉冲振荡光44,因此激光脉冲检测信号61进入有效状态。此外,由于激光脉冲检测信号61进入有效状态,因此调制脉冲信号21进入无效状态。由于因响应延迟导致的偏差,因此在对应于偏差的时长期间继续发射激发光43。也就是说,由于激发光43继续发射,因此在激光谐振器42中累积过剩激发。
在该实施方式中,指示发射的激光脉冲振荡光44的发射时序的激光脉冲检测信号61被输入到调制电路20。结果,由于激发光43的激发在与发射的激光脉冲振荡光44的时序相同的时刻停止,因此可防止出现过剩激发。
然而,在其中出现调制电路20或驱动电源30的响应延迟的影响的时间长度中,认为出现了轻微的过剩激发,因为激发光43停止的时序相对于激光脉冲检测信号61的输出时序有延迟。
即使在这种情况中,在该实施方式中,由于脉冲信号11中所包括的多个脉冲之间的间隔(即,多个脉冲中所包括的暂停时间(L电平时间))被设定为至少等于或大于最小暂停时间,因此可防止过剩激发影响激光脉冲振荡光44的下一次发射。
最小暂停时间表示从激发已停止的时间点到所产生的过剩激发充分消失的时间的时长。在该实施方式中,多个脉冲之间的间隔是基于从光检测器60输出激光脉冲检测信号61的时刻到激发光43停止的时刻之间的时间差设定的。例如,在时间差较长的情况中,脉冲信号11中所包括的多个脉冲之间的间隔被延长。此外,在时间差较短的情况中,脉冲信号11中所包括的多个脉冲之间的间隔被缩短。
图8的部分C示出停止发射激发光43且停止产生过剩激发的状态。尽管脉冲信号11继续为有效状态,但调制脉冲信号21通过上述触发器24和与门25而处于无效状态。此外,其中发射导致出现过剩激发的激发光43的时长为约数十纳秒。同时,其中发射促使产生激光脉冲振荡光44的激发光43的时长为约数十微秒。因此,过剩激发非常小,因而不影响激光脉冲振荡光44的下一次发射。
也就是说,由于激光脉冲振荡光44的下一次发射不受影响,因此从调制脉冲信号21由无效状态进入有效状态的时刻到发射激光脉冲振荡光44的时刻的时长(从T1到T2的时长)是恒定的,与从T2到T3的时间长度无关。这消除了调整脉冲信号11的开电平的时长的必要性。
图9是示出激光处理装置200的概略图的示意图。
在该实施方式中,激光处理装置200包括无源Q开关激光装置100振镜扫描器201。激光处理装置200用于对工件202执行激光处理。也就是说,透射穿过光束采样器50的激光脉冲振荡光44被发射到工件202,由此执行激光处理。
振镜扫描器201包括使旋转轴(未示出)旋转的电机和附接到旋转轴的光学镜。例如,电机基于来自计算机或类似设备的控制旋转轴的旋转的指令使光学镜在预定方向上旋转。光学镜反射激光脉冲振荡光44,使得激光脉冲振荡光44被发射到工件202的期望处理位置203。
在该实施方式中,振镜扫描器201使光学镜以预定角速度旋转。
在该实施方式中,振镜扫描器201用作为光学扫描机构,该光学扫描机构用激光脉冲振荡光44执行扫描,以便朝向工件202发射从无源Q开关激光器40的激光谐振器42发射的激光脉冲振荡光44。此外,振镜扫描器201用作为根据本技术的发射机构。
根据振镜扫描器201的角速度设定无源Q开关激光装置100的发射时序。如以上描述的,当调制脉冲信号21处于开电平时,从无源Q开关激光装置100发射单个激光脉冲振荡光44。此外,从调制脉冲信号21由无效状态进入有效状态的时刻到发射激光脉冲振荡光44的时刻的时长是恒定的,而与调制脉冲信号21的开电平的时长无关。
结果,即使存在其中因激光谐振器42的热等原因导致操作改变的情况中,激光处理装置200也能驱动激发光源,使得过剩激发最小化。也就是说,可在最佳条件下激发激光谐振器42,并且可将激光脉冲振荡光44发射到期望的处理位置203。
注意,朝向工件202的期望处理位置203发射激光脉冲振荡光44的方法不受限制。例如,可通过任意的传送机构移动工件202。也就是说,传送工件202的传送机构可被配置为根据本技术的发射机构。
光学扫描机构和传送机构的具体构造不受限制。此外,可将不同于光学扫描机构和传送机构的另一任意机构配置为根据本技术的发射机构。当然,可通过光学扫描机构和传送机构两者实现根据本技术的发射机构。
如以上描述的,在根据本实施方式的无源Q开关激光装置100和用于无源Q开关激光装置100的控制方法中,从信号源10输出用于驱动激发光源41的脉冲信号11。基于激光谐振器42被激发光43激发以发射激光脉冲振荡光44的发射时序来调制脉冲信号11。基于调制脉冲信号21驱动激发光源41以发射激发光43。结果,可以以高精确度控制激光束的发射。
在使用无源Q开关激光器进行精确处理的情况中,期望任意时序的激光脉冲振荡光。当激光脉冲振荡光的发射时序出现偏差时,处理位置发生位移,从而劣化处理质量。也就是说,存在没有偏差地以任意时序发射激光脉冲振荡光的需求。
使无源Q开关激光器以任意时序发射激光脉冲振荡光的方法包括以任意时序驱动激发光源的方法。然而,存在由于激光谐振器中的激发状态迁移的影响而导致激光脉冲振荡光不能以期望时序发射的情况。
造成激光脉冲振荡光的发射时序的偏差的原因的示例包括过剩激发。由于激光谐振器的热等原因,从无源Q开关被激发的时刻到发射激光脉冲振荡光的时刻的时长存在变化。为此,为了可靠地发射激光脉冲振荡光,需要将激发光源驱动信号的开电平的时长设定得较长。
作为消除过剩激发的方法,存在延长脉冲信号的间隔的方法,使得过剩激发充分地消失。然而,当所述间隔延长时,每单位时间的激光脉冲振荡光的数量减少,这是不利的,因为激光处理的处理效率降低。
就此,在本技术中,基于振荡光的发射时序调制用于驱动激发光源的驱动信号。基于调制的驱动信号激发激发光源,以发射激发光。这使得可消除过剩激发并实现任意时序的激光脉冲振荡光。
任意时序的激光脉冲振荡光44例如包括以恒定周期连续的激光脉冲振荡光、以随机周期连续的激光脉冲振荡光、及单个激光脉冲振荡光。
可通过调整脉冲信号11从无效状态进入有效状态的开时序来执行发射时序的调整。
此外,由于无需延长脉冲信号11的间隔,因此可增加每单位时间的激光脉冲振荡光44的数量。结果,可提高激光处理的处理效率。
<其他实施方式>
本技术不限于上述实施方式,而是可实现各种其他实施方式。
在上述实施方式中,已将驱动信号用作为脉冲信号。本技术不限于此,驱动信号仅需被调制使得激发光的发射根据振荡光的发射时序停止即可。
在上述实施方式中,基于从光检测器60输出激光脉冲检测信号61的时刻到调制电路20接收激光脉冲检测信号61的时刻的时间差来设定多个脉冲之间的间隔。本技术不限于此,可通过实验、模拟或类似方式具体地计算多个脉冲之间的间隔。
在上述实施方式中,发射的激光脉冲振荡光44的数量与脉冲信号11中所包括的脉冲数量相同。本技术不限于此,可针对一个脉冲发射多次激光脉冲振荡光。
在上述实施方式中,为了实现无源Q开关激光装置100的操作,使用了电流放大器22、比较器23、具有预设的D型触发器24和与门25。本技术不限于此,可任意地配置能够实现无源Q开关激光装置100的操作的电路。
本技术所能应用的领域不受限制。根据本技术的无源Q开关激光装置可应用于各种领域,诸如制造、处理、美容及医疗。
参照附图描述的调制电路、激光谐振器、光束采样器及类似装置的构造仅是一个实施方式,可在不背离本技术的实质的情况下做出修改。也就是说,可采用用于执行本技术的其他任意构造及类似装置。
注意,本公开内容中描述的效果仅是说明性的而非限制性的,并且可具有其他效果。上述多个效果的描述并不必然意指同时实现这些效果。其意指可根据条件或类似情况实现上述效果的至少一个效果,并且当然地,存在实现未在本公开内容中描述的效果的可能性。
在上述各实施方式的特征部分当中,至少两个特征部分可被结合。换句话说,在各个实施方式中描述的各种特征可任意地结合而与实施方式无关。
注意,本技术还可采用以下构造。
(1)一种无源Q开关激光装置,包括:
无源Q开关激光器,所述无源Q开关激光器具有发射激发光的激发光源和被所述激发光激发以发射振荡光的谐振器;
信号源,所述信号源输出用于驱动所述激发光源的驱动信号;
调制单元,所述调制单元基于从所述无源Q开关激光器发射所述振荡光的发射时序调制从所述信号源输出的所述驱动信号;和
电源单元,所述电源单元基于由所述调制单元调制的所述驱动信号驱动所述激发光源以发射所述激发光。
(2)根据(1)所述的无源Q开关激光装置,其中
所述调制单元调制所述驱动信号,使得根据所述发射时序停止所述激发光的发射。
(3)根据(1)或(2)所述的无源Q开关激光装置,其中
所述调制单元具有检测单元和调制电路,所述检测单元检测所述振荡光的发射并输出检测信号,所述调制电路通过接收从所述检测单元输出的所述检测信号来调制所述驱动信号。
(4)根据(3)所述的无源Q开关激光装置,其中
所述检测单元具有分割元件和光检测器,所述分割元件分割所述振荡光的一部分,所述光检测器接收被所述分割元件分割的所述振荡光的一部分、将所接收的所述振荡光的一部分转换成信号,并将所转换的所述信号作为所述检测信号输出。
(5)根据(1)至(4)的任一项所述的无源Q开关激光装置,其中
所述驱动信号是脉冲信号,
当输入到所述电源单元的所述脉冲信号处于开电平时,所述电源单元从所述激发光源发射所述激发光,并且
所述调制单元调制从所述信号源输出的所述脉冲信号的开电平的时长。
(6)根据(5)所述的无源Q开关激光装置,其中
所述调制单元根据所述发射时序将从所述信号源输出的所述脉冲信号设定为关电平。
(7)根据(5)或(6)所述的无源Q开关激光装置,其中
所述信号源发射所述脉冲信号,所述脉冲信号基于发射所述振荡光的目标时序而设定了开时序。
(8)根据(5)至(7)的任一项所述的无源Q开关激光装置,其中
所述信号源输出所述脉冲信号,所述脉冲信号具有对应于所述振荡光的期望目标发射次数的脉冲数量。
(9)根据(5)至(8)的任一项所述的无源Q开关激光装置,其中
所述调制单元包括检测单元和调制电路,所述检测单元检测所述振荡光的发射并输出检测信号,所述调制电路通过接收从所述检测单元输出的所述检测信号来调制所述脉冲信号,并且
从所述信号源发射的所述脉冲信号被设定为使得包含于所述脉冲信号中的脉冲的暂停时间至少等于或大于最小暂停时间。
(10)根据(9)所述的无源Q开关激光装置,其中
所述脉冲的暂停时间是基于从所述检测单元输出所述检测信号的时刻到所述激发光停止的时刻的时间差来设定的。
(11)根据(1)至(10)的任一项所述的无源Q开关激光装置,其中
所述激发光源是激光二极管。
(12)根据(1)至(11)的任一项所述的无源Q开关激光装置,其中
所述光检测单元是光电二极管。
(13)一种无源Q开关激光器的控制方法,所述无源Q开关激光器具有发射激发光的激发光源和被所述激发光激发以发射振荡光的谐振器,所述控制方法包括:
输出用于驱动所述无源Q开关激光器的所述激发光源的驱动信号;
基于从所述无源Q开关激光器的所述谐振器发射所述振荡光的发射时序,调制所述输出的驱动信号;及
基于所述被调制的驱动信号驱动所述激发光源以发射所述激发光。
(14)一种激光处理装置,包括:
无源Q开关激光器,所述无源Q开关激光器具有发射激发光的激发光源和被所述激发光激发以发射振荡光的谐振器;
信号源,所述信号源输出用于驱动所述激发光源的驱动信号;
调制单元,所述调制单元基于从所述无源Q开关激光器发射所述振荡光的发射时序调制从所述信号源输出的所述驱动信号;
电源单元,所述电源单元基于由所述调制单元调制的所述驱动信号驱动所述激发光源以发射所述激发光;和
发射机构,所述发射机构用于向工件发射从所述无源Q开关激光器的所述谐振器发射的所述振荡光。
(15)根据(14)所述的激光处理装置,其中
所述发射机构包括扫描所述振荡光的光学扫描机构和传送所述工件的传送机构中的至少一者。
附图标记
10 信号源
11 脉冲信号
20 调制电路
21 调制脉冲信号
30 驱动电源
40 无源Q开关激光器
41 激发光源
42 激光谐振器
43 激发光
44 激光脉冲振荡光
50 光束采样器
60 光检测器
61 激光脉冲检测信号
100 无源Q开关激光装置
200 激光处理装置
- 无源Q开关激光装置、控制方法及激光处理装置
- 无源Q开关激光装置