ファイバレーザ発振器及びファイバレーザ加工装置
【課題】温度／出力補正を精度よく行って、安定したレーザ出力を得ることができるファイバレーザ発振器及びファイバレーザ加工装置を提供する。
【解決手段】レーザ電源のオフ→オン時の筐体温度の変化による出力変動と、周囲温度の変化による出力変動とが、それぞれ同じ温度特性となるような位置に温度センサ２２を配置し、この配置状態下において温度センサ２２の値をモニタして温度補正テーブルを作成する。温度センサ２２の配置例としては、例えばレーザ媒質やその周辺、励起半導体レーザ１１やその周辺、ベース１９の面などがある。そして、レーザマーキング装置の動作時、この温度補正テーブルを用いて励起半導体レーザ１１を制御することにより、実レーザ出力を温度変動によらず目標レーザ出力に近づける。
【解決手段】レーザ電源のオフ→オン時の筐体温度の変化による出力変動と、周囲温度の変化による出力変動とが、それぞれ同じ温度特性となるような位置に温度センサ２２を配置し、この配置状態下において温度センサ２２の値をモニタして温度補正テーブルを作成する。温度センサ２２の配置例としては、例えばレーザ媒質やその周辺、励起半導体レーザ１１やその周辺、ベース１９の面などがある。そして、レーザマーキング装置の動作時、この温度補正テーブルを用いて励起半導体レーザ１１を制御することにより、実レーザ出力を温度変動によらず目標レーザ出力に近づける。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザ光源からの光をファイバによって増幅出力するファイバレーザ発振器及びファイバレーザ加工装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、レーザ発振器の一種として、ファイバ（希土類添加ファイバ）を用いた光増幅器によってレーザ光を増幅出力するファイバレーザ発振器が知られている（特許文献１等参照）。特許文献１では、光増幅器に温度センサを設け、この温度センサによって、ファイバの温度や光増幅器全体の環境温度が測定される。そして、温度センサから取得した温度情報を基に、利得制御回路によって増幅器の利得が制御され、所望のレーザ出力が確保される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−１８５７８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、この種のレーザ発振器においては、レーザ電源をオフからオンに切り換えたとき、オンした瞬間から出力が安定するまで一定時間を要する現状がある。しかし、特許文献１では、ファイバ温度や光増幅器全体の環境温度を測定してレーザ出力を調整することはできても、レーザ電源のオフ→オン切り換え時に発生する出力ばらつきに対しては何も考慮なされていない問題があった。
【０００５】
また、レーザ発振器の周囲には、発熱する部品、機器、装置等が配置される可能性が高く、温度センサの配置位置が仮に不適当であると、温度センサの検出温度が周囲温度に影響を受けて、ファイバ温度や光増幅器全体の環境温度を正確に測定できない可能性が生じる。このため、温度センサを好適な位置に配置しないと、温度／出力補正を行うにしても、その精度が確保できない問題に繋がってしまう。
【０００６】
以上により、レーザ発振器に温度センサを設けて温度／出力補正を行う場合、温度／出力補正の精度を確保するには、レーザ電源のオフ→オン切り換え時に生じる出力変動や、レーザ発振器の周囲温度を考慮に入れて、温度センサの配置位置を決める必要があった。つまり、本発明は、温度センサによってレーザ出力を温度補正する場合に、温度センサを好適な位置に配置することに着想している。
【０００７】
本発明の目的は、温度／出力補正を精度よく行って、安定したレーザ出力を得ることができるファイバレーザ発振器及びファイバレーザ加工装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記問題点を解決するために、本発明では、レーザ光源からの光をファイバによって増幅して筐体から出力する際、当該筐体内の温度を温度検出手段によって検出し、各検出温度に対する補正値が設定された温度補正テーブルを基に、実レーザ出力を補正して目標レーザ出力に近づけるファイバレーザ発振器であって、前記温度検出手段は、レーザ電源のオン／オフの切り換えによらず、当該レーザ電源がオンされて出力が安定した平衡状態時と、該レーザ電源のオフからオンへの切り換わり時との両方で、検出温度が同じ変化特性をとる配置としたことを要旨とする。
【０００９】
本発明の構成によれば、温度検出手段の配置位置を、当該レーザ電源オンの状況下と、該レーザ電源のオフからオンへの切り換わり時との両方で、検出温度が同じ変化特性をとるような位置に設定した。このため、レーザ電源オン状況下とレーザ電源オフ→オン切り換え時との各々で、同じ補正値で出力補正することが可能となるので、目標レーザ出力にばらつきを生じ難くすることが可能となる。よって、レーザ出力を安定した値で得ることが可能となる。
【００１０】
本発明では、前記温度検出手段は、前記筐体の周囲温度に影響を受けた筐体温度を検出することを要旨とする。この構成によれば、温度検出手段を周囲温度検出可能な位置に配置するので、周囲温度を考慮に入れた出力補正を行うことが可能となる。よって、安定した出力の確保に一層効果が高くなる。
【００１１】
本発明では、前記レーザ光源からの光を増幅する増幅器を多段に備え、前記温度検出手段は、前段増幅器及び後段増幅器の各々に設けられ、前記レーザ電源のオン／オフの切り換えによらず、平衡状態時とレーザ電源オン／オフ時との両方で、検出温度が同じ変化特性をとるように、配置位置が設定されていることを要旨とする。この構成によれば、増幅器を多段に備える場合、増幅器ごとに温度検出手段を設け、これら温度検出手段を本構成の配置条件に則った位置に配置する。このため、増幅器を多段に備える場合であっても、各増幅器において精度のよい補正が行われるので、安定した出力確保に効果が高くなる。
【００１２】
本発明では、前記レーザ光源からの光を増幅する増幅器を多段に備え、前記増幅器は、第１筐体と第２筐体との各々に分離して設けられ、前記温度検出手段は、前記第１筐体及び第２筐体の各々に設けられ、前記レーザ光源のオン／オフの切り換えによらず、平衡状態時とレーザ電源オン／オフ時との両方で、検出温度が同じ変化特性をとるように、配置位置が設定されていることを要旨とする。この構成によれば、複数の増幅器が別々の筐体に設けられている場合、筐体ごとに温度検出手段を設け、これら温度検出手段を本構成の配置条件に則った位置に配置する。このため、複数の増幅器が別々の筐体に設けられている場合であっても、各筐体において精度のよい補正が行われるので、安定した出力確保に効果が高くなる。
【００１３】
本発明では、レーザ光源から光をファイバによって増幅しつつ、当該増幅した光をヘッドにて走査しながらワークに出射可能であり、前記レーザ光源からの光を前記ファイバによって増幅して筐体から出力する際、当該筐体内の温度を温度検出手段によって検出し、各検出温度に対する補正値が設定された温度補正テーブルを基に、実レーザ出力を補正して目標レーザ出力に近づけるファイバレーザ加工装置において、前記温度検出手段は、レーザ電源のオン／オフの切り換えによらず、当該レーザ電源がオンされて出力が安定した平衡状態時と、該レーザ電源のオフからオンへの切り換わり時との両方で、検出温度が同じ変化特性をとる配置としたことを要旨とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、温度／出力補正を精度よく行って、安定したレーザ出力を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】一実施形態のレーザマーキング装置のブロック図。
【図２】各種光の出力波形を示すタイミングチャート。
【図３】コントローラ側筐体内に収納された各種部品の配置例を示す模式図。
【図４】レーザ出力の温度／出力の変化特性を示すグラフ。
【図５】温度補正テーブルの概念図。
【図６】レーザ電源オフ→オン時に出力小となるときのレーザ出力の温度特性を示すグラフ。
【図７】レーザ電源オフ→オン時に出力大となるときのレーザ出力の温度特性を示すグラフ。
【図８】本例の配置条件に温度センサを配置したときのレーザ出力の温度特性を示すグラフ。
【図９】別例の温度センサの配置例を示す模式図。
【図１０】他の別例の温度センサの配置例を示す模式図。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明を具体化したファイバレーザ発振器及びファイバレーザ加工装置の一実施形態を図１〜図８に従って説明する。
図１に示すように、レーザマーキング装置１には、ワーク２に照射するレーザ光のソースを生成するレーザ発振器３と、レーザ発振器３から出射されたレーザ光を調光してワーク２に走査しながら照射するヘッド４とが設けられている。また、レーザマーキング装置１には、レーザマーキング装置１の動作を制御するコントローラ５と、操作パネルとなるコンソール６とが設けられている。なお、レーザマーキング装置１がレーザ加工装置に相当する。
【００１７】
レーザ発振器３には、レーザ出力の種光源となるレーザダイオード（ＬＤ：：Laser Diode）７と、レーザダイオード７から出力された光（以降、種レーザ光Ｓａと言う）を増幅する増幅器８とが設けられている。レーザダイオード７は、レーザ発振器３内のドライバ９を介してコントローラ５に接続されている。コントローラ５は、ドライバ９を駆動制御することにより、レーザダイオード７をパルス発振（間欠駆動）させて、レーザダイオード７から図２に示すパルス状の種レーザ光Ｓａを出力させる。なお、レーザダイオード７がレーザ光源に相当する。
【００１８】
図１に示すように、増幅器８には、光を単一方向にのみ通す光アイソレータ１０と、レーザダイオード７の種レーザ光Ｓａを増幅させる励起半導体レーザ１１とが設けられている。励起半導体レーザ１１は、増幅器８内のドライバ１２を介してコントローラ５に接続されている。コントローラ５は、ドライバ１２を駆動制御することにより、励起半導体レーザ１１から図２に示す一定強度の光（以降、励起レーザ光Ｓｂと記す）を出力させる。
【００１９】
図１に示すように、増幅器８には、種レーザ光Ｓａと励起レーザ光Ｓｂとを結合する多重器１３が設けられている。多重器１３は、種レーザ光Ｓａを励起レーザ光Ｓｂに合波することにより、種レーザ光Ｓａを励起状態にする。また、多重器１３には、多重器１３にて合波した光を、誘導放出にて光増幅するファイバ（希土類ドープ光ファイバ）１４が接続されている。よって、本例のレーザ発振器３は、ファイバ１４によって光増幅するファイバレーザ発振器３となっている。ファイバ１４は、図２に示す増幅した光（以降、増幅光Ｓｃと記す）をヘッド４に出力する。そして、ヘッド４は、この増幅光Ｓｃを調光し、調光後のレーザ光を走査しながらワーク２に照射して、ワーク２を加工する。
【００２０】
図１に示すように、コンソール６には、例えば液晶画面等からなる表示器１５が設けられている。表示器１５には、例えばレーザマーキング装置１の動作モードを設定する各種設定画面や、レーザマーキング装置１の現在動作状態を表示する加工進捗画面などが表示される。また、コンソール６には、レーザマーキング装置１の各種動作態様を設定する際に操作する操作部１６が設けられている。操作部１６には、例えば電源ボタン、テンキー、モード入力ボタンなどがある。
【００２１】
図３に示すように、レーザ発振器３には、レーザ発振器３の各種部品を内蔵する筐体１７が設けられ、この筐体１７の内部に、例えば励起半導体レーザ１１、ファイバ１４、基板１８などが収納されている。これら部品（励起半導体レーザ１１、ファイバ１４、基板１８等）は、筐体１７内に設けられたベース１９の上面に配置されている。ベース１９は、筐体１７内における部品載置用の基台部分である。また、基板１８には、例えばコントローラ５やドライバ９，１２等が実装されている。図３の場合、複数の励起半導体レーザ１１が励起ＬＤ群として設けられ、これらが協同して所望の励起電流が多重器１３に出力される。
【００２２】
ところで、図４に示すように、レーザ出力は、筐体１７内の温度（以下、筐体温度Ｔｋと記す）の変化に応じて、出力強度が変化する特性がある。ここで、例えば筐体温度Ｔｋが、ある一点（例えば「０°」のとき）をピークに温度上昇又は温度低下すると、それに連れてレーザ出力が低くなっていく波形変化をとることがある。このため、ヘッド４から一定のレーザ出力を得るには、温度変化にて生じる低下分を補って、レーザ発振器３を駆動させる必要がある。なお、筐体温度Ｔｋに影響するパラメータとしては、例えば励起半導体レーザ１１の温度（以降、励起ＬＤ温度Ｔ１と記す）や、筐体１７内の空気の温度（以降、内部空気温度Ｔ２と記す）や、ベース１９の温度（以降、ベース温度Ｔ３と記す）や、筐体１７の周囲に位置する各種機器や装置などがある。
【００２３】
よって、図１に示すように、本例のレーザマーキング装置１には、筐体温度Ｔｋの温度変化によらず最終的なレーザ出力を一定値に補正する温度／出力補正機能が設けられている。この場合、コントローラ５のメモリ２０には、どの筐体温度Ｔｋのときにどの値で実レーザ出力を補正すればよいかが設定された温度補正テーブル２１が記憶されている。図５に示すように、温度補正テーブル２１は、筐体温度Ｔｋの各温度（各温度測定ポイント）と、これら各温度に対する実レーザ出力の補正値Ｒとが対応付けられたテーブルとなっている。
【００２４】
図１及び図３に示すように、筐体１７の内部には、筐体温度Ｔｋを測定する温度センサ２２が設けられている。温度センサ２２は、例えばサーミスタや熱電対が使用され、配線２３を介して基板１８に接続されている。温度センサ２２は、レーザマーキング装置１の電源（レーザ電源）がオンされると、筐体温度Ｔｋの測定を開始し、その検出温度Ｄｔをコントローラ５に出力する。なお、温度センサ２２が温度検出手段に相当する。
【００２５】
ここで、図４に示すように、筐体温度Ｔｋと実レーザ出力との変化特性の線（温度／出力の特性線）をＬａとすると、補正値Ｒは、この特性線Ｌａと目標レーザ出力との間の差に対応した係数（乗算値）に相当する。そして、それぞれの検出温度Ｄｔから求まる補正値Ｒを、そのときの実レーザ出力に乗算することにより、実レーザ出力を目標レーザ出力に近づける。
【００２６】
図１に示すように、コントローラ５には、温度センサ２２から入力した検出温度Ｄｔを基に温度補正テーブル２１を参照してレーザ出力を補正する対温度出力補正部２４が設けられている。対温度出力補正部２４は、温度補正テーブル２１から割り出した補正値Ｒを基に、励起半導体レーザ１１を制御することにより、実レーザ出力を補正する。また、対温度出力補正部２４は、制御した出力を入力に戻す処理を繰り返し行って目標値に近づけるフィードバック制御にて、励起半導体レーザ１１を制御する。
【００２７】
ところで、この種のレーザマーキング装置１では、例えばレーザ電源をオフ→オンすると、電源をオンした瞬間から出力が徐々に下がっていき、その後、数分以上かけて出力が安定するという特性がある。よって、電源がずっとオンのままで使用される場合（筐体温度Ｔｋが平衡状態）ならば問題はないが、レーザ電源がオン／オフを繰り返すような場合、オンの瞬間、レーザ出力が充分な値に到達しておらず、目標レーザ出力にずれが発生してしまう懸念がある。なお、平衡状態は、レーザ電源オンの状態が暫く続くという意味で通常状態であるとも言える。
【００２８】
また、レーザマーキング装置１の電源のオン／オフの切り換えを考慮に入れてレーザ出力を対温度補正しても、仮に温度センサ２２の配置位置が不適当であると、最終的なレーザ出力が安定して出てこない懸念がある。つまり、筐体温度Ｔｋが筐体１７の周囲の温度（以降、周囲温度Ｔｒと記す）に影響を受けて、筐体温度Ｔｋが正確な値を示さず、レーザ出力のオフ→オン時の出力が安定しない問題の原因となる。
【００２９】
例えば、図６に示すように、仮に励起ＬＤ温度Ｔ１が25℃の場合、同じ25℃であっても、レーザ電源がオンの瞬間のときは、周囲温度Ｔｒが25℃となっているのに対し、筐体温度Ｔｋが平常状態のときは、周囲温度Ｔｒが15℃となっている。よって、仮に筐体温度Ｔｋを周囲温度Ｔｒ寄りの値でとってしまうと、レーザ電源がオンの瞬間のときは、レーザ出力小となり、筐体温度Ｔｋが平衡状態のときは、レーザ出力大となり、それぞれで出力が異なってしまう。つまり、励起ＬＤ温度Ｔ１が同じ場合であっても、周囲温度Ｔｒに影響を受けて、レーザ電源オン時の方が、レーザ出力が狙いの値（目標レーザ出力）よりも低くなってしまう。
【００３０】
一方、図７に示すように、仮に内部空気温度Ｔ２が25℃の場合、同じ25℃であっても、レーザ電源がオンの瞬間のときは、励起ＬＤ温度Ｔ１が25℃となっているのに対し、筐体温度Ｔｋが平衡状態のときは、励起ＬＤ温度Ｔ１が35℃となっている。よって、仮に筐体温度Ｔｋを励起ＬＤ温度Ｔ１寄りの値でとってしまうと、レーザ電源がオンの瞬間のときは、レーザ出力大となり、筐体温度Ｔｋが平衡状態のときは、レーザ出力小となり、それぞれで出力が異なってしまう。つまり、内部空気温度Ｔ２が同じ場合であっても、励起ＬＤ温度Ｔ１に影響を受けて、レーザ電源オン時の方が、レーザ出力が狙いの値（目標レーザ出力）よりも高くなってしまう。
【００３１】
そこで、本例の場合、温度センサ２２は、周囲温度Ｔｒを利用することにより、レーザ電源のオフ→オンの切り換えによらず、平衡状態時とレーザ電源オフ→オン時との両方で、温度センサ２２の検出温度Ｄｔが同じ変化特性をとることができるような位置に配置されている。別の言い方をするなら、本例の温度センサ２２は、平衡状態時やレーザ電源オフ→オン時に拘わらず、平衡状態時にとる温度／実レーザ出力の特性線をとるような位置（近似も含む）に配置されている。本例の場合、図４に示す特性線Ｌａを目標特性線Ｌａとすると、平衡状態時やレーザ電源オフ→オン時に拘わらず、温度／出力のラインが目標特性線Ｌａに乗るようになる。
【００３２】
本例の温度センサ２２は、例えば励起半導体レーザ１１やファイバ１４の発熱と周囲温度Ｔｒの変化とを、同時に測定できるような箇所に配置されている。このとき、温度センサ２２は、レーザ電源がオフ→オンとなる際の温度特性と、周囲温度Ｔｒが変化する際の温度特性とが、それぞれ同じになるような位置に配置される。つまり、レーザ電源のオフ→オン時の筐体温度（筐体１７の内部温度）Ｔｋの変化による出力変動と、周囲温度Ｔｒの変化による出力変動とが、それぞれ同じ温度特性となるような位置に温度センサ２２が配置される。
【００３３】
そして、レーザ電源がオフ→オンとなる際の筐体温度Ｔｋの変化による出力変動と、周囲温度Ｔｒの変化による出力変動とが、それぞれ同じ温度特性と点を温度センサ２２でモニタし、その温度特性に基づき温度補正テーブル２１を作成する。このように、本例の温度補正テーブル２１は、実測（実験）により測定した値に基づき作成される。対温度出力補正部２４は、以上の条件に準じて作成された温度補正テーブル２１を基に励起半導体レーザ１１を制御することにより、最終的なレーザ出力を所望値（目標レーザ出力）に補正する。
【００３４】
温度センサ２２の配置位置例には、例えば筐体１７内を通るレーザ媒質自体や、その近辺がある。また、温度センサ２２の他の配置位置例には、例えば励起半導体レーザ１１自体や、その近辺がある。さらに、温度センサ２２の他の配置位置例には、例えばベース１９の上面においてレーザ媒質や励起半導体レーザ１１の間の位置などがある。いずれにせよ、レーザ電源がオフ→オンとなる際の筐体温度Ｔｋと周囲温度Ｔｒの変化とで、それぞれ同じ出力変動となるような点をモニタできる箇所であればよい。
【００３５】
次に、本例のレーザ発振器３の作用を、図６〜図８を用いて説明する。
図８は、レーザ電源のオフ→オン時の温度特性と、周囲温度Ｔｒの変化時の温度特性とが、それぞれ同じになるような点をモニタ可能な位置に温度センサ２２を配置した本例の筐体温度Ｔｋと実レーザ出力との特性を示すグラフである。同図に示されるように、本例の条件を満たす位置に温度センサ２２を配置すれば、レーザ電源がオフ→オンしたときの点が、目標特性線Ｌａに乗ることが分かる。つまり、平衡状態のときと、レーザ電源オン→オン切り換えのときとで、温度センサ２２の検出温度Ｄｔが同じ出力変化をとる。
【００３６】
よって、例えば励起ＬＤ温度Ｔ１が25℃のとき（図６の場合）、筐体温度Ｔｋが平衡状態であれば、周囲温度Ｔｒが15℃であるので、本例の場合は、レーザ電源がオフ→オンに切り換わったとき、周囲温度Ｔｒを利用することにより、温度センサ２２が極力低い値をとるようにする。これにより、温度センサ２２は、レーザ電源がオフ→オンのときも、平衡状態のときと同じような値を検出するようになる。
【００３７】
一方、内部空気温度Ｔ２が25℃のとき（図７の場合）、筐体温度Ｔｋが平衡状態であれば、励起ＬＤ温度Ｔ１が35℃であるので、本例の場合は、レーザ電源がオフ→オンに切り換わったとき、周囲温度Ｔｒを利用することにより、温度センサ２２が極力高い値をとるようにする。これにより、温度センサ２２は、レーザ電源がオフ→オンのときも、平衡状態のときと同じような値を検出するようになる。
【００３８】
以上により、本例においては、レーザ電源オフ→オン時の筐体温度Ｔｋの変化による出力変動と、周囲温度Ｔｒの変化による出力変動とが、それぞれ同じ温度特性となるような位置に温度センサ２２を配置した。これにより、筐体温度Ｔｋが周囲温度Ｔｒを受ける場合であっても、この周囲温度Ｔｒを利用することにより、温度／実レーザ出力の特性線が目標特性線Ｌａに近づく。よって、温度センサ２２にてレーザ出力を出力補正する場合、その補正精度がよくなるので、安定したレーザ出力（目標レーザ出力）を得ることが可能となる。
【００３９】
本実施形態の構成によれば、以下に記載の効果を得ることができる。
（１）レーザ電源のオフ→オン時の筐体温度Ｔｋの変化による出力変動と、周囲温度Ｔｒの変化による出力変動とが、それぞれ同じ温度特性となるような位置に温度センサ２２を配置し、この配置状態下において温度センサ２２の値をモニタして温度補正テーブル２１を作成する。そして、レーザマーキング装置１の動作時、この温度補正テーブル２１を用いて励起半導体レーザ１１を制御することにより、実レーザ出力を温度変動によらず目標レーザ出力に近づける。このため、レーザ出力が温度に影響を受け難くなるので、レーザ出力を安定した値で得ることができる。
【００４０】
（２）レーザ電源オフ→オン時、レーザ出力の温度／出力の特性線が、平衡状態時にとるラインに近づくようにした。このため、安定したレーザ出力の確保に効果が高くなる。
（３）各配置位置での温度センサ２２の温度特性を実測（実験）により収集し、その実測結果を基に温度補正テーブル２１を作成するので、実機に即した精度のよい温度補正テーブル２１を作成することができる。
【００４１】
なお、実施形態はこれまでに述べた構成に限らず、以下の態様に変更してもよい。
・図９に示すように、増幅器８が前段増幅器８ａ及び後段増幅器８ｂの複数ある場合、前段増幅器８ａ及び後段増幅器８ｂのそれぞれに温度センサ２２を設け、これら温度センサ２２を本例の配置条件に準じた位置に配置するとともに、それぞれにおいて温度補正テーブル２１を作成してもよい。この場合、前段側温度センサ２２の検出出力を基に前段増幅器８ａの前段励起半導体レーザ１１ａが制御され、後段側温度センサ２２の検出出力を基に後段増幅器８ｂの励起半導体レーザ群１１ｂが制御される。
【００４２】
・図１０に示すように、前段増幅器８ａ及び後段増幅器８ｂがコントローラ５とヘッド４とで分離している場合、コントローラ５側の筐体１７とヘッド４側の筐体３１とのそれぞれに温度センサ２２を設け、これら温度センサ２２を本例の配置条件に準じた位置に配置するとともに、それぞれにおいて温度補正テーブル２１を作成してもよい。この場合、前段側温度センサ２２の検出出力を基に前段増幅器８ａの励起半導体レーザ１１ａが制御され、後段側温度センサ２２の検出出力を基に後段増幅器８ｂの励起半導体レーザ群１１ｂが制御される。
【００４３】
・温度センサ２２は、筐体１７内外の各発熱部材との距離が、平衡状態時とレーザ電源オフ→オン時とで、筐体１７内外の各発熱部材の総和による温度変化速度（温度変化量）が一致（略一致も含む）する配置としてもよい。つまり、温度センサ２２と各発熱部材との間の距離を所定値に設定することにより、平衡状態時とレーザ電源オフ→オン時とで、検出温度の変化特性を同じにすることもできる。なお、発熱部材に、例えば励起半導体レーザ１１、ファイバ１４、基板１８、筐体１７周囲の各種機器／装置などがある。
【００４４】
・温度センサ２２の配置位置は、実施形態で述べた例に限らず、平衡状態時とレーザ電源オフ→オン時との両方で同じ温度特性をとることができれば、他の位置に変更可能である。
【００４５】
・温度検出手段は、サーミスタや熱電対に限定されず、他のセンサを使用可能である。
・周囲温度Ｔｒは、レーザマーキング装置１に組み付く部品、機器、装置から受ける温度に限らず、レーザマーキング装置１の周囲に配置された他の別装置から受ける温度でもよい。
【００４６】
・本例の場合、平衡状態時とレーザ電源オン／オフ時との両方で検出温度Ｄｔが同じ変化特性をとるようにしたが、これは全くの同一に限らず、略同一も広義として含むものとする。
【００４７】
・ファイバレーザ加工装置は、レーザマーキング装置１に限定されず、レーザを利用した種々の装置に応用可能である。
【符号の説明】
【００４８】
１…レーザ加工装置としてのレーザマーキング装置、２…ワーク、３…ファイバレーザ発振器、４…ヘッド、７…レーザ光源としてのレーザダイオード、８（８ａ，８ｂ）…増幅器、１４…ファイバ、１７…第１筐体としてのコントローラ側筐体、２１…温度補正テーブル、２２…温度検出手段としての温度センサ、３１…第２筐体としてのヘッド側筐体、Ｔｋ…筐体温度、Ｄｔ…検出温度、Ｒ…補正値、Ｔｒ…周囲温度。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザ光源からの光をファイバによって増幅出力するファイバレーザ発振器及びファイバレーザ加工装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、レーザ発振器の一種として、ファイバ（希土類添加ファイバ）を用いた光増幅器によってレーザ光を増幅出力するファイバレーザ発振器が知られている（特許文献１等参照）。特許文献１では、光増幅器に温度センサを設け、この温度センサによって、ファイバの温度や光増幅器全体の環境温度が測定される。そして、温度センサから取得した温度情報を基に、利得制御回路によって増幅器の利得が制御され、所望のレーザ出力が確保される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−１８５７８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、この種のレーザ発振器においては、レーザ電源をオフからオンに切り換えたとき、オンした瞬間から出力が安定するまで一定時間を要する現状がある。しかし、特許文献１では、ファイバ温度や光増幅器全体の環境温度を測定してレーザ出力を調整することはできても、レーザ電源のオフ→オン切り換え時に発生する出力ばらつきに対しては何も考慮なされていない問題があった。
【０００５】
また、レーザ発振器の周囲には、発熱する部品、機器、装置等が配置される可能性が高く、温度センサの配置位置が仮に不適当であると、温度センサの検出温度が周囲温度に影響を受けて、ファイバ温度や光増幅器全体の環境温度を正確に測定できない可能性が生じる。このため、温度センサを好適な位置に配置しないと、温度／出力補正を行うにしても、その精度が確保できない問題に繋がってしまう。
【０００６】
以上により、レーザ発振器に温度センサを設けて温度／出力補正を行う場合、温度／出力補正の精度を確保するには、レーザ電源のオフ→オン切り換え時に生じる出力変動や、レーザ発振器の周囲温度を考慮に入れて、温度センサの配置位置を決める必要があった。つまり、本発明は、温度センサによってレーザ出力を温度補正する場合に、温度センサを好適な位置に配置することに着想している。
【０００７】
本発明の目的は、温度／出力補正を精度よく行って、安定したレーザ出力を得ることができるファイバレーザ発振器及びファイバレーザ加工装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記問題点を解決するために、本発明では、レーザ光源からの光をファイバによって増幅して筐体から出力する際、当該筐体内の温度を温度検出手段によって検出し、各検出温度に対する補正値が設定された温度補正テーブルを基に、実レーザ出力を補正して目標レーザ出力に近づけるファイバレーザ発振器であって、前記温度検出手段は、レーザ電源のオン／オフの切り換えによらず、当該レーザ電源がオンされて出力が安定した平衡状態時と、該レーザ電源のオフからオンへの切り換わり時との両方で、検出温度が同じ変化特性をとる配置としたことを要旨とする。
【０００９】
本発明の構成によれば、温度検出手段の配置位置を、当該レーザ電源オンの状況下と、該レーザ電源のオフからオンへの切り換わり時との両方で、検出温度が同じ変化特性をとるような位置に設定した。このため、レーザ電源オン状況下とレーザ電源オフ→オン切り換え時との各々で、同じ補正値で出力補正することが可能となるので、目標レーザ出力にばらつきを生じ難くすることが可能となる。よって、レーザ出力を安定した値で得ることが可能となる。
【００１０】
本発明では、前記温度検出手段は、前記筐体の周囲温度に影響を受けた筐体温度を検出することを要旨とする。この構成によれば、温度検出手段を周囲温度検出可能な位置に配置するので、周囲温度を考慮に入れた出力補正を行うことが可能となる。よって、安定した出力の確保に一層効果が高くなる。
【００１１】
本発明では、前記レーザ光源からの光を増幅する増幅器を多段に備え、前記温度検出手段は、前段増幅器及び後段増幅器の各々に設けられ、前記レーザ電源のオン／オフの切り換えによらず、平衡状態時とレーザ電源オン／オフ時との両方で、検出温度が同じ変化特性をとるように、配置位置が設定されていることを要旨とする。この構成によれば、増幅器を多段に備える場合、増幅器ごとに温度検出手段を設け、これら温度検出手段を本構成の配置条件に則った位置に配置する。このため、増幅器を多段に備える場合であっても、各増幅器において精度のよい補正が行われるので、安定した出力確保に効果が高くなる。
【００１２】
本発明では、前記レーザ光源からの光を増幅する増幅器を多段に備え、前記増幅器は、第１筐体と第２筐体との各々に分離して設けられ、前記温度検出手段は、前記第１筐体及び第２筐体の各々に設けられ、前記レーザ光源のオン／オフの切り換えによらず、平衡状態時とレーザ電源オン／オフ時との両方で、検出温度が同じ変化特性をとるように、配置位置が設定されていることを要旨とする。この構成によれば、複数の増幅器が別々の筐体に設けられている場合、筐体ごとに温度検出手段を設け、これら温度検出手段を本構成の配置条件に則った位置に配置する。このため、複数の増幅器が別々の筐体に設けられている場合であっても、各筐体において精度のよい補正が行われるので、安定した出力確保に効果が高くなる。
【００１３】
本発明では、レーザ光源から光をファイバによって増幅しつつ、当該増幅した光をヘッドにて走査しながらワークに出射可能であり、前記レーザ光源からの光を前記ファイバによって増幅して筐体から出力する際、当該筐体内の温度を温度検出手段によって検出し、各検出温度に対する補正値が設定された温度補正テーブルを基に、実レーザ出力を補正して目標レーザ出力に近づけるファイバレーザ加工装置において、前記温度検出手段は、レーザ電源のオン／オフの切り換えによらず、当該レーザ電源がオンされて出力が安定した平衡状態時と、該レーザ電源のオフからオンへの切り換わり時との両方で、検出温度が同じ変化特性をとる配置としたことを要旨とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、温度／出力補正を精度よく行って、安定したレーザ出力を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】一実施形態のレーザマーキング装置のブロック図。
【図２】各種光の出力波形を示すタイミングチャート。
【図３】コントローラ側筐体内に収納された各種部品の配置例を示す模式図。
【図４】レーザ出力の温度／出力の変化特性を示すグラフ。
【図５】温度補正テーブルの概念図。
【図６】レーザ電源オフ→オン時に出力小となるときのレーザ出力の温度特性を示すグラフ。
【図７】レーザ電源オフ→オン時に出力大となるときのレーザ出力の温度特性を示すグラフ。
【図８】本例の配置条件に温度センサを配置したときのレーザ出力の温度特性を示すグラフ。
【図９】別例の温度センサの配置例を示す模式図。
【図１０】他の別例の温度センサの配置例を示す模式図。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明を具体化したファイバレーザ発振器及びファイバレーザ加工装置の一実施形態を図１〜図８に従って説明する。
図１に示すように、レーザマーキング装置１には、ワーク２に照射するレーザ光のソースを生成するレーザ発振器３と、レーザ発振器３から出射されたレーザ光を調光してワーク２に走査しながら照射するヘッド４とが設けられている。また、レーザマーキング装置１には、レーザマーキング装置１の動作を制御するコントローラ５と、操作パネルとなるコンソール６とが設けられている。なお、レーザマーキング装置１がレーザ加工装置に相当する。
【００１７】
レーザ発振器３には、レーザ出力の種光源となるレーザダイオード（ＬＤ：：Laser Diode）７と、レーザダイオード７から出力された光（以降、種レーザ光Ｓａと言う）を増幅する増幅器８とが設けられている。レーザダイオード７は、レーザ発振器３内のドライバ９を介してコントローラ５に接続されている。コントローラ５は、ドライバ９を駆動制御することにより、レーザダイオード７をパルス発振（間欠駆動）させて、レーザダイオード７から図２に示すパルス状の種レーザ光Ｓａを出力させる。なお、レーザダイオード７がレーザ光源に相当する。
【００１８】
図１に示すように、増幅器８には、光を単一方向にのみ通す光アイソレータ１０と、レーザダイオード７の種レーザ光Ｓａを増幅させる励起半導体レーザ１１とが設けられている。励起半導体レーザ１１は、増幅器８内のドライバ１２を介してコントローラ５に接続されている。コントローラ５は、ドライバ１２を駆動制御することにより、励起半導体レーザ１１から図２に示す一定強度の光（以降、励起レーザ光Ｓｂと記す）を出力させる。
【００１９】
図１に示すように、増幅器８には、種レーザ光Ｓａと励起レーザ光Ｓｂとを結合する多重器１３が設けられている。多重器１３は、種レーザ光Ｓａを励起レーザ光Ｓｂに合波することにより、種レーザ光Ｓａを励起状態にする。また、多重器１３には、多重器１３にて合波した光を、誘導放出にて光増幅するファイバ（希土類ドープ光ファイバ）１４が接続されている。よって、本例のレーザ発振器３は、ファイバ１４によって光増幅するファイバレーザ発振器３となっている。ファイバ１４は、図２に示す増幅した光（以降、増幅光Ｓｃと記す）をヘッド４に出力する。そして、ヘッド４は、この増幅光Ｓｃを調光し、調光後のレーザ光を走査しながらワーク２に照射して、ワーク２を加工する。
【００２０】
図１に示すように、コンソール６には、例えば液晶画面等からなる表示器１５が設けられている。表示器１５には、例えばレーザマーキング装置１の動作モードを設定する各種設定画面や、レーザマーキング装置１の現在動作状態を表示する加工進捗画面などが表示される。また、コンソール６には、レーザマーキング装置１の各種動作態様を設定する際に操作する操作部１６が設けられている。操作部１６には、例えば電源ボタン、テンキー、モード入力ボタンなどがある。
【００２１】
図３に示すように、レーザ発振器３には、レーザ発振器３の各種部品を内蔵する筐体１７が設けられ、この筐体１７の内部に、例えば励起半導体レーザ１１、ファイバ１４、基板１８などが収納されている。これら部品（励起半導体レーザ１１、ファイバ１４、基板１８等）は、筐体１７内に設けられたベース１９の上面に配置されている。ベース１９は、筐体１７内における部品載置用の基台部分である。また、基板１８には、例えばコントローラ５やドライバ９，１２等が実装されている。図３の場合、複数の励起半導体レーザ１１が励起ＬＤ群として設けられ、これらが協同して所望の励起電流が多重器１３に出力される。
【００２２】
ところで、図４に示すように、レーザ出力は、筐体１７内の温度（以下、筐体温度Ｔｋと記す）の変化に応じて、出力強度が変化する特性がある。ここで、例えば筐体温度Ｔｋが、ある一点（例えば「０°」のとき）をピークに温度上昇又は温度低下すると、それに連れてレーザ出力が低くなっていく波形変化をとることがある。このため、ヘッド４から一定のレーザ出力を得るには、温度変化にて生じる低下分を補って、レーザ発振器３を駆動させる必要がある。なお、筐体温度Ｔｋに影響するパラメータとしては、例えば励起半導体レーザ１１の温度（以降、励起ＬＤ温度Ｔ１と記す）や、筐体１７内の空気の温度（以降、内部空気温度Ｔ２と記す）や、ベース１９の温度（以降、ベース温度Ｔ３と記す）や、筐体１７の周囲に位置する各種機器や装置などがある。
【００２３】
よって、図１に示すように、本例のレーザマーキング装置１には、筐体温度Ｔｋの温度変化によらず最終的なレーザ出力を一定値に補正する温度／出力補正機能が設けられている。この場合、コントローラ５のメモリ２０には、どの筐体温度Ｔｋのときにどの値で実レーザ出力を補正すればよいかが設定された温度補正テーブル２１が記憶されている。図５に示すように、温度補正テーブル２１は、筐体温度Ｔｋの各温度（各温度測定ポイント）と、これら各温度に対する実レーザ出力の補正値Ｒとが対応付けられたテーブルとなっている。
【００２４】
図１及び図３に示すように、筐体１７の内部には、筐体温度Ｔｋを測定する温度センサ２２が設けられている。温度センサ２２は、例えばサーミスタや熱電対が使用され、配線２３を介して基板１８に接続されている。温度センサ２２は、レーザマーキング装置１の電源（レーザ電源）がオンされると、筐体温度Ｔｋの測定を開始し、その検出温度Ｄｔをコントローラ５に出力する。なお、温度センサ２２が温度検出手段に相当する。
【００２５】
ここで、図４に示すように、筐体温度Ｔｋと実レーザ出力との変化特性の線（温度／出力の特性線）をＬａとすると、補正値Ｒは、この特性線Ｌａと目標レーザ出力との間の差に対応した係数（乗算値）に相当する。そして、それぞれの検出温度Ｄｔから求まる補正値Ｒを、そのときの実レーザ出力に乗算することにより、実レーザ出力を目標レーザ出力に近づける。
【００２６】
図１に示すように、コントローラ５には、温度センサ２２から入力した検出温度Ｄｔを基に温度補正テーブル２１を参照してレーザ出力を補正する対温度出力補正部２４が設けられている。対温度出力補正部２４は、温度補正テーブル２１から割り出した補正値Ｒを基に、励起半導体レーザ１１を制御することにより、実レーザ出力を補正する。また、対温度出力補正部２４は、制御した出力を入力に戻す処理を繰り返し行って目標値に近づけるフィードバック制御にて、励起半導体レーザ１１を制御する。
【００２７】
ところで、この種のレーザマーキング装置１では、例えばレーザ電源をオフ→オンすると、電源をオンした瞬間から出力が徐々に下がっていき、その後、数分以上かけて出力が安定するという特性がある。よって、電源がずっとオンのままで使用される場合（筐体温度Ｔｋが平衡状態）ならば問題はないが、レーザ電源がオン／オフを繰り返すような場合、オンの瞬間、レーザ出力が充分な値に到達しておらず、目標レーザ出力にずれが発生してしまう懸念がある。なお、平衡状態は、レーザ電源オンの状態が暫く続くという意味で通常状態であるとも言える。
【００２８】
また、レーザマーキング装置１の電源のオン／オフの切り換えを考慮に入れてレーザ出力を対温度補正しても、仮に温度センサ２２の配置位置が不適当であると、最終的なレーザ出力が安定して出てこない懸念がある。つまり、筐体温度Ｔｋが筐体１７の周囲の温度（以降、周囲温度Ｔｒと記す）に影響を受けて、筐体温度Ｔｋが正確な値を示さず、レーザ出力のオフ→オン時の出力が安定しない問題の原因となる。
【００２９】
例えば、図６に示すように、仮に励起ＬＤ温度Ｔ１が25℃の場合、同じ25℃であっても、レーザ電源がオンの瞬間のときは、周囲温度Ｔｒが25℃となっているのに対し、筐体温度Ｔｋが平常状態のときは、周囲温度Ｔｒが15℃となっている。よって、仮に筐体温度Ｔｋを周囲温度Ｔｒ寄りの値でとってしまうと、レーザ電源がオンの瞬間のときは、レーザ出力小となり、筐体温度Ｔｋが平衡状態のときは、レーザ出力大となり、それぞれで出力が異なってしまう。つまり、励起ＬＤ温度Ｔ１が同じ場合であっても、周囲温度Ｔｒに影響を受けて、レーザ電源オン時の方が、レーザ出力が狙いの値（目標レーザ出力）よりも低くなってしまう。
【００３０】
一方、図７に示すように、仮に内部空気温度Ｔ２が25℃の場合、同じ25℃であっても、レーザ電源がオンの瞬間のときは、励起ＬＤ温度Ｔ１が25℃となっているのに対し、筐体温度Ｔｋが平衡状態のときは、励起ＬＤ温度Ｔ１が35℃となっている。よって、仮に筐体温度Ｔｋを励起ＬＤ温度Ｔ１寄りの値でとってしまうと、レーザ電源がオンの瞬間のときは、レーザ出力大となり、筐体温度Ｔｋが平衡状態のときは、レーザ出力小となり、それぞれで出力が異なってしまう。つまり、内部空気温度Ｔ２が同じ場合であっても、励起ＬＤ温度Ｔ１に影響を受けて、レーザ電源オン時の方が、レーザ出力が狙いの値（目標レーザ出力）よりも高くなってしまう。
【００３１】
そこで、本例の場合、温度センサ２２は、周囲温度Ｔｒを利用することにより、レーザ電源のオフ→オンの切り換えによらず、平衡状態時とレーザ電源オフ→オン時との両方で、温度センサ２２の検出温度Ｄｔが同じ変化特性をとることができるような位置に配置されている。別の言い方をするなら、本例の温度センサ２２は、平衡状態時やレーザ電源オフ→オン時に拘わらず、平衡状態時にとる温度／実レーザ出力の特性線をとるような位置（近似も含む）に配置されている。本例の場合、図４に示す特性線Ｌａを目標特性線Ｌａとすると、平衡状態時やレーザ電源オフ→オン時に拘わらず、温度／出力のラインが目標特性線Ｌａに乗るようになる。
【００３２】
本例の温度センサ２２は、例えば励起半導体レーザ１１やファイバ１４の発熱と周囲温度Ｔｒの変化とを、同時に測定できるような箇所に配置されている。このとき、温度センサ２２は、レーザ電源がオフ→オンとなる際の温度特性と、周囲温度Ｔｒが変化する際の温度特性とが、それぞれ同じになるような位置に配置される。つまり、レーザ電源のオフ→オン時の筐体温度（筐体１７の内部温度）Ｔｋの変化による出力変動と、周囲温度Ｔｒの変化による出力変動とが、それぞれ同じ温度特性となるような位置に温度センサ２２が配置される。
【００３３】
そして、レーザ電源がオフ→オンとなる際の筐体温度Ｔｋの変化による出力変動と、周囲温度Ｔｒの変化による出力変動とが、それぞれ同じ温度特性と点を温度センサ２２でモニタし、その温度特性に基づき温度補正テーブル２１を作成する。このように、本例の温度補正テーブル２１は、実測（実験）により測定した値に基づき作成される。対温度出力補正部２４は、以上の条件に準じて作成された温度補正テーブル２１を基に励起半導体レーザ１１を制御することにより、最終的なレーザ出力を所望値（目標レーザ出力）に補正する。
【００３４】
温度センサ２２の配置位置例には、例えば筐体１７内を通るレーザ媒質自体や、その近辺がある。また、温度センサ２２の他の配置位置例には、例えば励起半導体レーザ１１自体や、その近辺がある。さらに、温度センサ２２の他の配置位置例には、例えばベース１９の上面においてレーザ媒質や励起半導体レーザ１１の間の位置などがある。いずれにせよ、レーザ電源がオフ→オンとなる際の筐体温度Ｔｋと周囲温度Ｔｒの変化とで、それぞれ同じ出力変動となるような点をモニタできる箇所であればよい。
【００３５】
次に、本例のレーザ発振器３の作用を、図６〜図８を用いて説明する。
図８は、レーザ電源のオフ→オン時の温度特性と、周囲温度Ｔｒの変化時の温度特性とが、それぞれ同じになるような点をモニタ可能な位置に温度センサ２２を配置した本例の筐体温度Ｔｋと実レーザ出力との特性を示すグラフである。同図に示されるように、本例の条件を満たす位置に温度センサ２２を配置すれば、レーザ電源がオフ→オンしたときの点が、目標特性線Ｌａに乗ることが分かる。つまり、平衡状態のときと、レーザ電源オン→オン切り換えのときとで、温度センサ２２の検出温度Ｄｔが同じ出力変化をとる。
【００３６】
よって、例えば励起ＬＤ温度Ｔ１が25℃のとき（図６の場合）、筐体温度Ｔｋが平衡状態であれば、周囲温度Ｔｒが15℃であるので、本例の場合は、レーザ電源がオフ→オンに切り換わったとき、周囲温度Ｔｒを利用することにより、温度センサ２２が極力低い値をとるようにする。これにより、温度センサ２２は、レーザ電源がオフ→オンのときも、平衡状態のときと同じような値を検出するようになる。
【００３７】
一方、内部空気温度Ｔ２が25℃のとき（図７の場合）、筐体温度Ｔｋが平衡状態であれば、励起ＬＤ温度Ｔ１が35℃であるので、本例の場合は、レーザ電源がオフ→オンに切り換わったとき、周囲温度Ｔｒを利用することにより、温度センサ２２が極力高い値をとるようにする。これにより、温度センサ２２は、レーザ電源がオフ→オンのときも、平衡状態のときと同じような値を検出するようになる。
【００３８】
以上により、本例においては、レーザ電源オフ→オン時の筐体温度Ｔｋの変化による出力変動と、周囲温度Ｔｒの変化による出力変動とが、それぞれ同じ温度特性となるような位置に温度センサ２２を配置した。これにより、筐体温度Ｔｋが周囲温度Ｔｒを受ける場合であっても、この周囲温度Ｔｒを利用することにより、温度／実レーザ出力の特性線が目標特性線Ｌａに近づく。よって、温度センサ２２にてレーザ出力を出力補正する場合、その補正精度がよくなるので、安定したレーザ出力（目標レーザ出力）を得ることが可能となる。
【００３９】
本実施形態の構成によれば、以下に記載の効果を得ることができる。
（１）レーザ電源のオフ→オン時の筐体温度Ｔｋの変化による出力変動と、周囲温度Ｔｒの変化による出力変動とが、それぞれ同じ温度特性となるような位置に温度センサ２２を配置し、この配置状態下において温度センサ２２の値をモニタして温度補正テーブル２１を作成する。そして、レーザマーキング装置１の動作時、この温度補正テーブル２１を用いて励起半導体レーザ１１を制御することにより、実レーザ出力を温度変動によらず目標レーザ出力に近づける。このため、レーザ出力が温度に影響を受け難くなるので、レーザ出力を安定した値で得ることができる。
【００４０】
（２）レーザ電源オフ→オン時、レーザ出力の温度／出力の特性線が、平衡状態時にとるラインに近づくようにした。このため、安定したレーザ出力の確保に効果が高くなる。
（３）各配置位置での温度センサ２２の温度特性を実測（実験）により収集し、その実測結果を基に温度補正テーブル２１を作成するので、実機に即した精度のよい温度補正テーブル２１を作成することができる。
【００４１】
なお、実施形態はこれまでに述べた構成に限らず、以下の態様に変更してもよい。
・図９に示すように、増幅器８が前段増幅器８ａ及び後段増幅器８ｂの複数ある場合、前段増幅器８ａ及び後段増幅器８ｂのそれぞれに温度センサ２２を設け、これら温度センサ２２を本例の配置条件に準じた位置に配置するとともに、それぞれにおいて温度補正テーブル２１を作成してもよい。この場合、前段側温度センサ２２の検出出力を基に前段増幅器８ａの前段励起半導体レーザ１１ａが制御され、後段側温度センサ２２の検出出力を基に後段増幅器８ｂの励起半導体レーザ群１１ｂが制御される。
【００４２】
・図１０に示すように、前段増幅器８ａ及び後段増幅器８ｂがコントローラ５とヘッド４とで分離している場合、コントローラ５側の筐体１７とヘッド４側の筐体３１とのそれぞれに温度センサ２２を設け、これら温度センサ２２を本例の配置条件に準じた位置に配置するとともに、それぞれにおいて温度補正テーブル２１を作成してもよい。この場合、前段側温度センサ２２の検出出力を基に前段増幅器８ａの励起半導体レーザ１１ａが制御され、後段側温度センサ２２の検出出力を基に後段増幅器８ｂの励起半導体レーザ群１１ｂが制御される。
【００４３】
・温度センサ２２は、筐体１７内外の各発熱部材との距離が、平衡状態時とレーザ電源オフ→オン時とで、筐体１７内外の各発熱部材の総和による温度変化速度（温度変化量）が一致（略一致も含む）する配置としてもよい。つまり、温度センサ２２と各発熱部材との間の距離を所定値に設定することにより、平衡状態時とレーザ電源オフ→オン時とで、検出温度の変化特性を同じにすることもできる。なお、発熱部材に、例えば励起半導体レーザ１１、ファイバ１４、基板１８、筐体１７周囲の各種機器／装置などがある。
【００４４】
・温度センサ２２の配置位置は、実施形態で述べた例に限らず、平衡状態時とレーザ電源オフ→オン時との両方で同じ温度特性をとることができれば、他の位置に変更可能である。
【００４５】
・温度検出手段は、サーミスタや熱電対に限定されず、他のセンサを使用可能である。
・周囲温度Ｔｒは、レーザマーキング装置１に組み付く部品、機器、装置から受ける温度に限らず、レーザマーキング装置１の周囲に配置された他の別装置から受ける温度でもよい。
【００４６】
・本例の場合、平衡状態時とレーザ電源オン／オフ時との両方で検出温度Ｄｔが同じ変化特性をとるようにしたが、これは全くの同一に限らず、略同一も広義として含むものとする。
【００４７】
・ファイバレーザ加工装置は、レーザマーキング装置１に限定されず、レーザを利用した種々の装置に応用可能である。
【符号の説明】
【００４８】
１…レーザ加工装置としてのレーザマーキング装置、２…ワーク、３…ファイバレーザ発振器、４…ヘッド、７…レーザ光源としてのレーザダイオード、８（８ａ，８ｂ）…増幅器、１４…ファイバ、１７…第１筐体としてのコントローラ側筐体、２１…温度補正テーブル、２２…温度検出手段としての温度センサ、３１…第２筐体としてのヘッド側筐体、Ｔｋ…筐体温度、Ｄｔ…検出温度、Ｒ…補正値、Ｔｒ…周囲温度。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ光源からの光をファイバによって増幅して筐体から出力する際、当該筐体内の温度を温度検出手段によって検出し、各検出温度に対する補正値が設定された温度補正テーブルを基に、実レーザ出力を補正して目標レーザ出力に近づけるファイバレーザ発振器であって、
前記温度検出手段は、レーザ電源のオン／オフの切り換えによらず、当該レーザ電源がオンされて出力が安定した平衡状態時と、該レーザ電源のオフからオンへの切り換わり時との両方で、検出温度が同じ変化特性をとる配置とした
ことを特徴とするファイバレーザ発振器。
【請求項２】
前記温度検出手段は、前記筐体の周囲温度に影響を受けた筐体温度を検出する
ことを特徴とする請求項１に記載のファイバレーザ発振器。
【請求項３】
前記レーザ光源からの光を増幅する増幅器を多段に備え、
前記温度検出手段は、前段増幅器及び後段増幅器の各々に設けられ、前記レーザ電源のオン／オフの切り換えによらず、平衡状態時とレーザ電源オン／オフ時との両方で、検出温度が同じ変化特性をとるように、配置位置が設定されている
ことを特徴とする請求項１又は２のうちいずれか一項に記載のファイバレーザ発振器。
【請求項４】
前記レーザ光源からの光を増幅する増幅器を多段に備え、
前記増幅器は、第１筐体と第２筐体との各々に分離して設けられ、
前記温度検出手段は、前記第１筐体及び第２筐体の各々に設けられ、前記レーザ光源のオン／オフの切り換えによらず、平衡状態時とレーザ電源オン／オフ時との両方で、検出温度が同じ変化特性をとるように、配置位置が設定されている
ことを特徴とする請求項１又は２に記載のファイバレーザ発振器。
【請求項５】
レーザ光源から光をファイバによって増幅しつつ、当該増幅した光をヘッドにて走査しながらワークに出射可能であり、前記レーザ光源からの光を前記ファイバによって増幅して筐体から出力する際、当該筐体内の温度を温度検出手段によって検出し、各検出温度に対する補正値が設定された温度補正テーブルを基に、実レーザ出力を補正して目標レーザ出力に近づけるファイバレーザ加工装置において、
前記温度検出手段は、レーザ電源のオン／オフの切り換えによらず、当該レーザ電源がオンされて出力が安定した平衡状態時と、該レーザ電源のオフからオンへの切り換わり時との両方で、検出温度が同じ変化特性をとる配置とした
ことを特徴とするファイバレーザ加工装置。
【請求項１】
レーザ光源からの光をファイバによって増幅して筐体から出力する際、当該筐体内の温度を温度検出手段によって検出し、各検出温度に対する補正値が設定された温度補正テーブルを基に、実レーザ出力を補正して目標レーザ出力に近づけるファイバレーザ発振器であって、
前記温度検出手段は、レーザ電源のオン／オフの切り換えによらず、当該レーザ電源がオンされて出力が安定した平衡状態時と、該レーザ電源のオフからオンへの切り換わり時との両方で、検出温度が同じ変化特性をとる配置とした
ことを特徴とするファイバレーザ発振器。
【請求項２】
前記温度検出手段は、前記筐体の周囲温度に影響を受けた筐体温度を検出する
ことを特徴とする請求項１に記載のファイバレーザ発振器。
【請求項３】
前記レーザ光源からの光を増幅する増幅器を多段に備え、
前記温度検出手段は、前段増幅器及び後段増幅器の各々に設けられ、前記レーザ電源のオン／オフの切り換えによらず、平衡状態時とレーザ電源オン／オフ時との両方で、検出温度が同じ変化特性をとるように、配置位置が設定されている
ことを特徴とする請求項１又は２のうちいずれか一項に記載のファイバレーザ発振器。
【請求項４】
前記レーザ光源からの光を増幅する増幅器を多段に備え、
前記増幅器は、第１筐体と第２筐体との各々に分離して設けられ、
前記温度検出手段は、前記第１筐体及び第２筐体の各々に設けられ、前記レーザ光源のオン／オフの切り換えによらず、平衡状態時とレーザ電源オン／オフ時との両方で、検出温度が同じ変化特性をとるように、配置位置が設定されている
ことを特徴とする請求項１又は２に記載のファイバレーザ発振器。
【請求項５】
レーザ光源から光をファイバによって増幅しつつ、当該増幅した光をヘッドにて走査しながらワークに出射可能であり、前記レーザ光源からの光を前記ファイバによって増幅して筐体から出力する際、当該筐体内の温度を温度検出手段によって検出し、各検出温度に対する補正値が設定された温度補正テーブルを基に、実レーザ出力を補正して目標レーザ出力に近づけるファイバレーザ加工装置において、
前記温度検出手段は、レーザ電源のオン／オフの切り換えによらず、当該レーザ電源がオンされて出力が安定した平衡状態時と、該レーザ電源のオフからオンへの切り換わり時との両方で、検出温度が同じ変化特性をとる配置とした
ことを特徴とするファイバレーザ加工装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１３−８８５７（Ｐ２０１３−８８５７Ａ）
【公開日】平成２５年１月１０日（２０１３．１．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１４０８００（Ｐ２０１１−１４０８００）
【出願日】平成２３年６月２４日（２０１１．６．２４）
【出願人】（０００１０６２２１）パナソニック デバイスＳＵＮＸ株式会社 (578)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年１月１０日（２０１３．１．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年６月２４日（２０１１．６．２４）
【出願人】（０００１０６２２１）パナソニック デバイスＳＵＮＸ株式会社 (578)
【Ｆターム（参考）】
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