[发明专利]脉冲激光振荡器及脉冲激光输出方法

说明书

本发明提供一种无需对脉冲波形进行高速采样即可降低脉冲波形的偏差的脉冲激光振荡器。在腔室内填充有包含二氧化碳及氦的激光气体。一对放电电极彼此隔着间隔配置，且其在腔室内产生放电。在上述脉冲激光振荡器中，设定激光气体的压力、激光气体中的氦气的浓度及一对放电电极的间隔，以便满足激光输出为370W以上的第1条件、所输出的各个激光脉冲波形的除了尾部以外的部分的面积相对于激光脉冲波形的面积的比例为90％以上的第2条件及标准偏差相对于多个激光脉冲的脉冲能量的平均值的比例为3％以下的第3条件。

本申请主张基于2019年5月21日申请的日本专利申请第2019-095203号的优先权。该日本申请的全部内容通过参考而援用于本说明书中。

技术领域

本发明涉及一种脉冲激光振荡器及脉冲激光输出方法。

背景技术

在利用从二氧化碳(CO₂)气体激光振荡器输出的脉冲激光束进行钻孔加工时，为了降低孔形状等加工品质的偏差，要求降低每个脉冲的能量(以下，称为脉冲能量)的偏差。并且，从二氧化碳气体激光振荡器输出的激光脉冲波形通常具有从停止放电电力的供给的时刻开始下降然后随着时间的经过而缓慢下降的尾部。

在下述专利文献1中公开了一种使脉冲能量的偏差降低的激光振荡方法。在专利文献1中公开的方法中，在一次脉冲激励中，多次测定从激光振荡器输出的激光的能量值，并根据测定结果来控制激励时间。由此，能够使脉冲能量稳定。

专利文献1：日本特开2002-299736号公报

在专利文献1中公开的激光振荡方法中，需要在一个激光脉冲的输出中对脉冲波形进行时间积分。因此，必须设置高速采样脉冲波形并且几乎实时对采样结果进行累计的电路。并且，为了提高脉冲波形的积分值的精度，还需要校正用于检测激光脉冲的光传感器的接地电平的变动。如此，在专利文献1中公开的激光振荡方法中，为了降低脉冲能量的偏差，需要复杂的控制电路。

发明内容

本发明的目的在于提供一种无需对脉冲波形进行高速采样即可降低脉冲波形的偏差的脉冲激光振荡器及脉冲激光输出方法。

根据本发明的一观点，提供一种脉冲激光振荡器，其具备一对放电电极，所述一对放电电极彼此隔着间隔配置，且其在填充有包含二氧化碳及氦的激光气体的腔室内产生放电，其中，

设定有所述激光气体的压力、所述激光气体中的氦气的浓度及所述一对放电电极的间隔，以便满足激光输出为370W以上的第1条件、所输出的各个激光脉冲波形的除了尾部以外的部分的面积相对于激光脉冲波形的面积的比例为90％以上的第2条件及标准偏差相对于多个激光脉冲的脉冲能量的平均值的比例为3％以下的第3条件。

根据本发明的另一观点，提供一种脉冲激光输出方法，向具备彼此隔着间隔配置的一对放电电极的脉冲激光振荡器的腔室内填充包含二氧化碳及氦的激光气体，

通过向所述一对放电电极施加电压而在所述一对放电电极之间产生放电来输出脉冲激光束，在所述脉冲激光输出方法中，

设定填充于所述腔室内的所述激光气体的压力、所述激光气体中的氦气的浓度及所述一对放电电极的间隔，以便满足激光输出为370W以上的第1条件、所输出的各个激光脉冲波形的除了尾部以外的部分的面积相对于激光脉冲波形的面积的比例为90％以上的第2条件及标准偏差相对于多个激光脉冲的脉冲能量的平均值的比例为3％以下的第3条件。

可知，若将一对放电电极的间隔设定为某个值的情况下使二氧化碳气体激光进行工作，则脉冲能量的偏差程度或除了尾部以外的部分的面积相对于激光脉冲波形的面积的比例依赖于激光气体的压力及氦气的浓度。通过设定激光气体的压力、激光气体中的氦气的浓度及一对放电电极的间隔来满足上述第1条件、第2条件及第3条件，能够进行高品质的激光加工，并且能够提高激光能量的利用效率。

附图说明