[发明专利]激光二极管用电源控制装置

说明书

本发明涉及一种通过半导体激光器中PN结流过电流，对进行激光振荡的激光二极管进行电流供给控制的激光二极管用电源控制装置。具体来说，涉及由激光激励固体激光(例如YAG激光)介质(棒)，输出固体激光介质激光的固体激光装置等的激光二极管用电源控制装置。

图8是表示现有激光二极管用电源控制装置总体电路构成的电路图。

图8中，电源1由直流电源等稳压源构成。电流控制用开关元件2与电源1连接，按外部信号即输出驱动信号PL进行开关动作。电源1连接有电流控制用开关元件2和反接的二极管3组成的串联电路。电流控制用开关元件2与二极管3串联的接点a连接有电抗器4，该电抗器4的另一端与多个串联连接的激光二极管LD1～LDn阳极一侧连接。这里，令电抗器4与激光二极管LD1～LDn阳极一侧的接点为接点b。而激光二极管LD1～LDn阴极一侧同电源1与二极管3之间的接点连接。令激光二极管LD1～LDn阴极一侧与电源1和二极管3的接点为接点c。

对该激光二极管LD1～LDn的供电是通过对电流控制用开关元件2的开关控制，经电抗器4进行的。

该激光二极管LD1～LDn将其输出的激光8照在固体激光介质5(棒)上，通过全反射镜7和半反射镜6激励它，使之进行激光振荡，并从半反射镜6一侧获得激光8。提供给激光二极管LD1～LDn的电流，由电流检测器9检测电抗器4所流电流，该电流检测器9的检测输出通过反馈给误差比较器10，与指令器11的指令值I TH比较，以应提供等于指令值I TH的电流对电流控制用开关元件2进行开关控制。该指令值I TH由按照输出驱动信号PL动作的模拟门12导通·截止，结果对提供给激光二极管LD1～LDn的电流进行导通·截止控制，向激光二极管LD1～LDn提供设定为指令值I TH的稳恒电流。

图9是用于说明图8激光二极管用电源控制装置动作的波形图和时序图。

图9中，图9(a)是使模拟门12导通·截止的输出驱动信号PL的波形，图9(b)是提供给激光二极管LD1～LDn电流的激光二极管输入电流(I)的波形，图9(c)是提供给激光二极管LD1～LDn的激光二极管外接电压(V)的波形。

首先，在时刻T1输出驱动信号PL一旦信号导通，电流控制用开关元件2便导通，由于电抗器4的电感作用，使电流按规定的时间常数增加。在时刻T2，电抗器4的电流一旦达到指令值I TH，便对电流控制用开关元件2进行导通·截止控制，使之成为稳恒电流。具体来说，电流检测器9的检测输出通过输入误差比较器10，与另一端输入的指令器11的指令值I TH比较，以应提供等于指令值I TH的电流对电流控制用开关元件2进行开关控制。在时刻T3，输出驱动信号PL一旦信号截止，电流控制用开关元件2便截止，电抗器4的电流按规定的时间常数减少。该电抗器4贮存由电感和电流值所确定的能量，因而，要使电流截止，需要花时间直至时刻T4。而且，电流增加的时刻T1～T2这段时间也向电抗器4的电感贮存能量，电感大则费时。尤其是所要输出的时刻T5～T6间的脉冲其脉冲宽度较短的话，如时刻T5～T7间输出电流波形I11所示，会无法形成矩形波。

现有的激光二极管用电源控制装置，由这种电路构成，因而即便要输出时刻T5～T6间脉冲宽度较短的脉冲，提供给激光二极管LD1～LDn电流的激光二极管输入电流(I)的波形，也会如时刻T5～T7间输出电流波形I11所示，无法形成矩形波，输出电流响应速度慢，无法输出正确的脉冲电流波形。

因此，本发明正是要解决上述问题，其目的在于提供一种使供给激光二极管的电流响应迅速的激光二极管用电源控制装置。

权项1的激光二极管用电源控制装置，包括：1个以上串联连接的激光二极管；向所述激光二极管提供稳恒电流的稳恒电流供给电路；以及所述激光二极管阳极和阴极之间并联连接开关元件，所述开关元件正向压降设定得比所述激光二极管正向压降低，未得到所述激光二极管输出激光这种激光器输出指令信号时，使所述激光二极管上并联连接的开关元件导通，所述激光二极管阳极与阴极之间短路，而得到所述激光器输出指令信号时，则使所述激光二极管阳极与阴极间并联连接的开关元件截止，从所述激光二极管输出激光的短路电路。