[發(fā)明專利]光放大裝置及激光加工裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210146881.9
• 申請(qǐng)日: 2012-05-11
• 公開（公告）號(hào): CN102801088A
• 公開（公告）日: 2012-11-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 大垣龍男
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 歐姆龍株式會(huì)社
• 主分類號(hào): H01S3/067
• 分類號(hào): H01S3/067;H01S3/23;B23K26/00;B23K26/06
• 代理公司: 隆天國(guó)際知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 72003
• 代理人: 聶寧樂;向勇

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及光放大裝置及激光加工裝置，特別涉及用于從MOPA（Master?Oscillator?and?Power?Amplifier：主控振蕩器的功率放大器）方式的光纖放大器穩(wěn)定地生成光脈沖的技術(shù)。

背景技術(shù)

在激光加工裝置中，激光的功率對(duì)加工品質(zhì)帶來影響。因此，到目前為止提出了用于對(duì)從激光加工裝置發(fā)出的激光的功率進(jìn)行控制的技術(shù)。

例如日本特開2000－340872號(hào)公報(bào)（專利文獻(xiàn)1）公開了一種激光加工裝置，該激光加工裝置具有包含稀土類元素的光纖和用于激發(fā)該稀土類元素的激光源。激光源包括：第一半導(dǎo)體激光器，其被連續(xù)驅(qū)動(dòng)而輸出低功率的光；第二半導(dǎo)體激光器，其被脈沖驅(qū)動(dòng)而輸出高功率的光。在非發(fā)光期間，來自第一半導(dǎo)體激光器的激發(fā)光使稀土摻雜光纖處于預(yù)激發(fā)狀態(tài)。另一方面，在進(jìn)行加工時(shí)，來自第二半導(dǎo)體激光器的激發(fā)光使稀土摻雜光纖處于高激發(fā)狀態(tài)。通過將信號(hào)光入射至高激發(fā)狀態(tài)的稀土摻雜光纖中，從而從稀土摻雜光纖出射高功率的激光。使用低功率的激光來預(yù)激發(fā)稀土摻雜光纖，以此能夠使加工時(shí)的脈沖輸出穩(wěn)定。

另外，例如日本特開2010－10274號(hào)公報(bào)（專利文獻(xiàn)2）公開了如下結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)是，測(cè)定從光纖激光振蕩器輸出的激光脈沖的平均功率及峰值功率，并將其測(cè)定結(jié)果反饋至LD（激光二極管）驅(qū)動(dòng)電路的結(jié)構(gòu)。

另外，例如日本特開2010－171131號(hào)公報(bào)（專利文獻(xiàn)3）公開了如下方法：發(fā)出用于入射至光纖激光器中的種子光的激光源，在主照射期間發(fā)出脈沖光，在預(yù)照射期間則發(fā)出實(shí)際的連續(xù)光的方法。連續(xù)光的功率小于脈沖光的峰值功率。并且，在日本特開2010－171131號(hào)公報(bào)（專利文獻(xiàn)3）中，公開了將預(yù)照射期間的激發(fā)光的功率降低到小于主照射期間的激發(fā)光的功率的技術(shù)。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：日本特開2000－340872號(hào)公報(bào)

專利文獻(xiàn)2：日本特開2010－10274號(hào)公報(bào)

專利文獻(xiàn)3：日本特開2010－171131號(hào)公報(bào)

在日本特開2000－340872號(hào)公報(bào)（專利文獻(xiàn)1）中公開的激光加工裝置采用光纖激光器。光纖激光器能夠相互獨(dú)立地設(shè)定以下的與激光相關(guān)的各種條件等，這些條件有：（1）脈沖的重復(fù)頻率；（2）脈沖寬度；（3）脈沖的功率。另一方面，低功率激光的最佳的輸出值可能因這些條件而有所不同。在低功率激光的輸出值不恰當(dāng)?shù)那闆r下，在第一個(gè)脈沖的強(qiáng)度和進(jìn)行穩(wěn)定化之后的脈沖的強(qiáng)度之間產(chǎn)生差異。此時(shí)，可能會(huì)降低加工品質(zhì)。

另外，在日本特開2010－10274號(hào)公報(bào)（專利文獻(xiàn)2）所公開的方法中，激光脈沖的平均功率用于反饋控制。因此難以對(duì)每個(gè)脈沖進(jìn)行控制。

另外，在日本特開2010－171131號(hào)公報(bào)（專利文獻(xiàn)3）所公開的結(jié)構(gòu)中，不僅在主照射期間從光放大光纖出射放大光，在預(yù)照射期間也從光放大光纖出射放大光。通過在預(yù)照射期間從光放大光纖出射放大光，能夠防止在預(yù)照射期間蓄積在光纖中的能量過大。由此，能夠抑制在主照射期間第一個(gè)脈沖的功率變得過大。然而，在日本特開2010－171131號(hào)公報(bào)（專利文獻(xiàn)3）中，并未具體地公開那樣的用于可靠地控制脈沖功率的結(jié)構(gòu)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于，提供能夠從第一個(gè)起穩(wěn)定地輸出激光脈沖的光放大裝置及激光加工裝置。

本發(fā)明的一個(gè)技術(shù)方案的光放大裝置，具有：光放大光纖，其通過激發(fā)光來放大種子光；種子光源，其在發(fā)光期間生成多次脈沖狀的種子光；激發(fā)光源，其在剛剛進(jìn)入發(fā)光期間之前的非發(fā)光期間生成具有第一能級(jí)的功率的激發(fā)光，在發(fā)光期間則生成具有比第一能級(jí)高的第二能級(jí)的功率的激發(fā)光；檢測(cè)器，其檢測(cè)從光放大光纖輸出的輸出光脈沖的功率；控制部，其基于檢測(cè)器的檢測(cè)值，以使在發(fā)光期間內(nèi)生成的最初的輸出光脈沖和最后的輸出光脈沖之間的功率相同的方式，控制非發(fā)光期間的激發(fā)光的功率。

優(yōu)選地，控制部，在起動(dòng)光放大裝置時(shí)，按照每個(gè)輸出光脈沖的預(yù)先設(shè)定的條件，控制非發(fā)光期間的激發(fā)光的功率，由此獲取與特定激發(fā)光的功率相關(guān)的數(shù)據(jù)，該特定激發(fā)光是指，用于使最初的輸出光脈沖和最后的輸出光脈沖之間的功率相同的激發(fā)光。光放大裝置還具有存儲(chǔ)部，在該存儲(chǔ)部中，與輸出光脈沖的預(yù)先設(shè)定的條件相關(guān)聯(lián)對(duì)應(yīng)地存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。

優(yōu)選地，在光放大裝置運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，控制部基于存儲(chǔ)在存儲(chǔ)部中的數(shù)據(jù)，來設(shè)定非發(fā)光期間的激發(fā)光的功率。