雷射二極體用電源控制裝置的製作方法
2023-04-27 23:41:06 2
專利名稱：雷射二極體用電源控制裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種通過半導體雷射器中PN結流過電流，對進行雷射振蕩的雷射二極體進行電流供給控制的雷射二極體用電源控制裝置。
圖10是表示現有雷射二極體用電源控制裝置總體電路構成的電路圖。
圖10中，電源1由直流電源等恆流源構成。電流控制用開關元件2與電源1連接，按外部信號即輸出驅動信號PL進行開關動作。電源1連接有電流控制用開關元件2和反接的二極體3組成的串聯電路。電流控制用開關元件2與二極體3串聯的接點a連接有電抗器4，該電抗器4的另一端與多個串聯連接的雷射二極體LD1～LDn陽極一側連接。這裡，令電抗器4與雷射二極體LD1～LDn陽極一側的接點為接點b。而雷射二極體LD1～LDn陰極一側同電源1與二極體3之間的接點連接。令雷射二極體LD1～LDn陰極一側與電源1與二極體3的接點為接點c。
對雷射二極體LD1～LDn的供電是通過對電流控制用開關元件2的開關控制，經電抗器4進行的。
該雷射二極體LD1～LDn將其輸出的雷射8照在固體雷射介質5(棒)上，通過全反射鏡7和半反射鏡6激勵它，進行雷射振蕩，從半反射鏡6一側獲得雷射8。提供給雷射二極體LD1～LDn的電流，由電流檢測器9檢測電抗器4所流電流，該電流檢測器9的檢測輸出通過反饋給誤差比較器10，與指令器11的指令值I TH比較，以應提供等於指令值I TH的電流對電流控制用開關元件2進行開關控制。該指令值I TH由按輸出驅動信號PL動作的模擬門12導通·截止，結果對提供給雷射二極體LD1～LDn的電流進行導通·截止控制，提供設定為指令值I TH的穩恆電流。
圖11是用於說明圖10雷射二極體用電源控制裝置動作的波形圖和時序圖。
圖11中，圖11(a)是使模擬開關12導通·截止的輸出驅動信號PL的波形，圖11(b)是提供給雷射二極體LD1～LDn電流的雷射二極體輸入電流(I)的波形，圖11(c)是提供給雷射二極體LD1～LDn的雷射二極體外接電壓(V)的波形。
首先，在時刻T1輸出驅動信號PL一旦信號導通，電流控制用開關元件2便導通，由於電抗器4的電感作用，按規定的時間常數使電流增加。在時刻T2，電抗器4的電流一旦達到指令值I TH，便對電流控制用開關元件2進行導通·截止控制，使之成為穩恆電流。具體來說，電流檢測器9的檢測輸出輸入誤差比較器10，通過與另一端輸入的指令器11指令值I TH比較，以應提供等於指令值ITH的電流對電流控制用開關元件2進行開關控制。在時刻T3，輸出驅動信號PL一旦信號截止，電流控制用開關元件2便截止，電抗器4的電流按規定的時間常數減少。該電抗器4貯存由電感和電流值所確定的能量，因而，要使電流截止，需要花時間直至時刻T4。而且，電流增加的時刻T1～T2這段時間也向電抗器4的電感貯存能量，電感大則費時。尤其是接下來在時刻T5～T6間所要輸出的脈衝其脈衝寬度較短的話，如時刻T5～T7間輸出電流波形I11所示，會無法形成矩形波。
現有的雷射二極體用電源控制裝置，由這種電路構成，因而即便在時刻T5～T6間要輸出脈衝寬度較短的脈衝，提供給雷射二極體LD1～LDn電流的雷射二極體輸入電流(I)的波形，也會如時刻T5～T7間輸出電流波形I11所示，無法形成矩形波，輸出電流響應速度慢，無法輸出正確的脈衝電流波形。
因此，本發明正是要解決上述問題，其目的在於提供一種使供給雷射二極體的電流迅速響應的雷射二極體用電源控制裝置。
權項1的雷射二極體用電源控制裝置，包括1個或2個以上串聯連接的雷射二極體；與所述雷射二極體連接的恆流源；未得到所述雷射二極體輸出雷射這種雷射器輸出指令信號時，形成使所述恆流源輸出的電流循環的環路，而得到所述雷射器輸出指令信號時，則形成所述恆流源向所述雷射二極體供電的電路的電流切換電路。
權項2的雷射二極體用電源控制裝置，包括1個或2個以上串聯連接的雷射二極體；與所述雷射二極體串聯連接的電抗器；與所述雷射二極體和電抗器串聯連接、進行開關控制以向所述雷射二極體提供穩恆電流的電流控制用開關元件；通過串聯連接的所述電流控制用開關元件和所述電抗器向所述雷射二極體供電的電源；未從所述雷射二極體得到輸出雷射這種雷射器輸出指令信號時，形成使所述電流控制用開關元件和所述電抗器通電的環路，而得到所述雷射器輸出指令信號時，則形成向所述電流控制用開關元件、所述電抗器和所述雷射二極體供電的電路的電流切換電路。
權項3的雷射二極體用電源控制裝置，未得到所述輸出雷射這種雷射器輸出指令信號時，預先使電流控制用開關元件動作，所述電抗器電流等於指令值後，對所述雷射器輸出指令信號進行導通·截止，並且在使所述雷射器輸出截止之後，使電流控制用開關元件停止動作。
權項4的雷射二極體用電源控制裝置，所述1個或2個以上串聯連接的雷射二極體中每一雷射二極體並聯連接反向二極體和電阻當中的至少一種。
權項5的雷射二極體用電源控制裝置，所述1個或2個以上串聯連接的雷射二極體，並聯連接有在所述雷射二極體附近且反向連接的二極體和相對於所述二極體並聯連接並由所述電阻和電容器組成的串聯電路。
權項6的雷射二極體用電源控制裝置，向所述雷射二極體供電的電源電壓設定為所述雷射二極體正向壓降經合計後的2倍左右。
權項7的雷射二極體用電源控制裝置，所述雷射二極體所輸出的雷射是激勵固體雷射介質，得到雷射的。
圖1是示意本發明實施例1雷射二極體用電源控制總體電路的電路圖。
圖2是示意本發明實施例1雷射二極體用電源控制裝置雷射二極體一側電路的電路概念圖。
圖3是用以說明本發明實施例1雷射二極體用電源控制裝置動作的時序圖和波形圖。
圖4是本發明實施例1雷射二極體用電源控制裝置在雷射二極體通電時實測的電流波形圖。
圖5是示意本發明實施例2雷射二極體用電源控制裝置雷射二極體一側電路的電路圖。
圖6是示意本發明實施例2雷射二極體用電源控制裝置雷射二極體一側電路的電路概念圖。
圖7是本發明實施例2雷射二極體用電源控制裝置在雷射二極體通電時實測的電流波形圖。
圖8是示意本發明實施例3雷射二極體用電源控制裝置總體電路的電路圖。
圖9是用以說明本發明實施例3雷射二極體用電源控制裝置動作的時序圖和波形圖。
圖10是示意現有雷射二極體用電源控制裝置總體電路構成的電路圖。
圖11是用以說明圖10雷射二極體用電源控制裝置動作的波形圖和時序圖。
以下說明本發明實施例。
(實施例1)圖1是示意本發明實施例1雷射二極體用電源控制裝置總體電路的電路圖。圖2是示意本發明實施例1雷射二極體用電源控制裝置採用4個雷射二極體的情形雷射二極體一側電路的電路概念圖。
圖1中，電源1是直流電源等恆流源。MOSFET(MOS場效應晶體三極體)組成的電流控制用開關元件2與電源1正極一端連接，按外部的驅動信號ST進行開關動作。該電源1與現有例相同，連接有電流控制用開關元件2與二極體3連接而成的串聯電路，二極體3相對於電源1反向連接，二極體3起到後面述及的包含電抗器4、雷射二極體LD1～LDn等在內的電路等的續流作用。電流控制用開關元件2與二極體3的接點d連接電抗器4的一端，該電抗器4的另一端與雷射二極體LD1～LDn陽極一側連接。令該電抗器4另一端與雷射二極體LD1～LDn的連接點為接點e。而雷射二極體LD1～LDn的陰極一端通過後面述及的第一開關元件23同電源1與二極體3的接點f一側連接。這裡，令雷射二極體LD1～LDn陰極一側與第一開關元件23的連接點為接點g。並且，令雷射二極體LD1～LDn的陽極和陰極分別連接至上述電抗器4一側接點e和第一開關元件23一側接點g的實際引線31、32的連接端子為輸出端子DA、DK。
提供給雷射二極體LD1～LDn的電流，是由電流檢測器9檢測電抗器4的電流，該電流檢測器9的檢測輸出通過反饋給誤差比較器10，與指令器11所設定的指令值I TH比較，以指令值I TH的電流進行電流供給對電流控制用開關元件2進行開關控制。該指令值I TH由驅動信號ST所驅動的模擬門12導通·截止。該模擬門12由控制雷射8開始和停止的驅動信號ST進行通導·截止控制。
這裡，就驅動信號ST而言，所佔用的時間超過按照與電抗器4時間常數所確定的時間之和求出的值，其中至少包含雷射二極體LD1～LDn輸出雷射8這種輸出指令信號即雷射器輸出指令信號PO的時間。具體來說，驅動信號ST可以在電源接通時以規定脈衝寬度按重複脈衝頻率連續發生，也可以使雷射器輸出指令信號PO一側信號延遲，在該雷射器輸出指令信號PO上升沿之前發生規定脈衝寬度的驅動信號ST。不論哪一種，只要能夠在雷射器輸出指令信號PO之前，即雷射器輸出指令信號PO上升沿之前，由驅動信號ST使電抗器4通電的電源值達到或接近指令器11所設定的指令值I TH就行。
作為使雷射二極體LD1～LDn輸出雷射8這種輸出指令信號的雷射器輸出指令信號PO，由AND(「與」門)電路21得到其與驅動信號ST的邏輯積，通過驅動器22驅動MOSFET等組成的第一開關元件23，並由反相驅動器27使AND電路21的輸出反相，驅動第二開關元件25。具體來說，發生驅動信號ST和雷射器輸出指令信號PO時，按照AND電路21的輸出，第一開關元件23和第二開關元件25中某一個處於導通狀態，另一個處於截止狀態。第二開關元件25同電源1與二極體3的接點f和與電抗器4輸出一側即雷射二極體LD1～LDn陽極一側的接點e連接。而第一開關元件23連接在電源1與二極體3的接點f和與雷射二極體LD1～LDn陰極一側的接點g之間。而電源1的正極和雷射二極體LD1～LDn一側的接點e之間反向連接有二極體26。此外，電源1和雷射二極體LD1～LDn陰極一側的接點g之間也反向連接有二極體24。
輸入驅動信號ST和雷射輸出指令信號PO的AND電路21，使該ADN電路21輸出放大的驅動器22以及反相放大的反相驅動器27，第二開關元件25以及二極體26，和第一開關元件23以及二極體24，構成本實施例電流切換電路200，尤其是其中第二開關元件25以及二極體26和第一開關元件23以及二極體24構成切換部200A。
而且，由指令器11、模擬門12、誤差比較器10、該誤差比較器10驅動的電流控制用開關元件2、二極體3、電抗器4和檢測該電抗器4電流的電流檢測器9，構成靠開關動作形成穩恆電流發生源的恆流源100。
另外，恆流源100的輸出通過切換部200A，在其輸出端子DA、DK之間經引線31、32連接有多個串聯連接的雷射二極體LD1～LDn。
通常，恆流源100的輸出經切換部200A，其輸出端子DA、DK與多個串聯連接的雷射二極體LD1～LDn(圖2實施例中為4個)間如圖2實施例所示，由陽極一側引線31和陰極一側引線32連接，引線31和引線32分別具有自感L31和自感L32。
如圖1和圖2所示，各個雷射二極體LD1～LD2反向並聯連接有二極體D1～Dn和電阻R1～Rn。
這裡，雷射二極體LD1～LDn將其輸出的雷射8照在固體雷射介質5(棒)上，通過由全反射鏡7和半反射鏡6使之激勵，進行雷射振蕩，從半反射鏡6一側得到雷射輸出，因而實施本發明時，雷射二極體LD1～LDn可以根據規定的雷射輸出，按1個或2個以上串聯連接的雷射二極體加以利用。這時，雖未圖示，各個雷射二極體LD1～LDn可以反向並聯連接二極體D1～Dn和電阻R1～Rn，也可以反向並聯連接二極體D1～Dn和電阻R1～Rn其中一種。這時，反向的二極體D1～Dn和電阻R1～Rn是用於反向電壓吸收的，也可以根據反向感生電動勢的大小僅僅為二極體D1～Dn或電阻R1～Rn。
圖3是說明圖1所示本發明實施例1雷射二極體用電源控制裝置動作的時序圖和波形圖。
圖3中，圖3(a)是示意驅動信號ST的波形圖，圖3(b)是電源輸出的輸出電流的波形圖，圖3(c)是示意雷射器輸出指令信號PO的波形圖，圖3(d)是雷射二極體LD1～LDn通電的電流波形圖，圖3(e)是示意電源負極和輸出端子DA電位的波形圖，圖3(f)是示意電源負極和輸出端子DK電位的波形圖。
首先圖3(a)驅動信號ST為時刻t1導通(「H」)、時刻t6截止(「L」)的信號。未獲得雷射輸出時，輸出信號PO如圖3(c)所示為截止(「L」)，因而AND電路21的輸出為「L」，第二開關元件25便導通，第一開關元件23截止。驅動信號ST一旦為「H」，模擬門12便導通，因而誤差比較器10電流控制用開關元件2導通，如圖3(b)中電源1輸出的電源輸出電流波形的上升沿波形I21所示，電流按電抗器4的時間常數增加。該電流值一旦達到指令值I TH，電流控制用開關元件2便反覆導通、截止，以使電流保持一定值，以便維持在指令值I TH。另外，此時第二開關元件25導通，因而電抗器4的電流全部通過該第二開關元件25，輸出端子DA電壓即接點e的電壓僅僅為第二開關元件25的壓降，如圖3(e)所示大致為零。而且，由於第一開關元件23截止，輸出端子DK電壓即接點g的電壓如圖3(f)所示，低於雷射二極體LD1～LDn正向壓降，為零。
但在時刻t2，圖3(c)的雷射器輸出指令信號PO一旦為「H」電平，第二開關元件25便截止，第一開關元件23導通。輸出端子DA與輸出端子DK之間連接的雷射二極體LD1～LDn，通過電抗器4和第一開關元件23與電源1連接，在此之前流過電抗器4的電流，切換流至雷射二極體LD1～LDn一側。此電流如圖3(d)雷射二極體輸入電流波形I31所示，電抗器4沒有隨電流通路的切換而發生電流變化，因而沒有電抗器4所具有的電感影響，電流上升沿非常迅速。這時，輸出端子DK的電壓即接點g的電壓僅為第一開關元件23的壓降，如圖3(f)所示，大致為零。輸出端子DA的電壓即接點e的電壓，為大致等於雷射二極體LD1～LDn正向壓降的電壓。
另外，短時間的峰值電壓波形(尖峰信號)E41、E42在時刻t2(和時刻t4)初期如圖3(e)所示，是第一開關元件23與第二開關元件25切換時，因引線31和32本身具有的自感L31、L32所造成的電流上升沿延遲產生的。
而時刻t3一旦雷射器輸出指令信號PO為「L」，第二開關元件25便處於導通，第一開關元件23處於截止。因而，輸出端子DA電壓大致為零，輸出端子DK電壓產生引線31和32本身具有的自感L31、L32所造成的反向感生電壓的期間，形成有二極體24、電源1、二極體3、電抗器4、雷射二極體LD1～LDn的環路，向電源1回饋能量，雷射二極體LD1～LDn的電流一旦為零，輸出端子DK便成為開路狀態。時刻t3(和時刻t5)初期，如圖3(f)所示的短時間峰值電壓波形(尖峰信號)E51、E52正是這種因素所造成的。
這樣，電抗器4沒有隨電流通路的切換產生電流變化，因而沒有電抗器4所具有的電感的影響，圖3(d)所示的電流上升沿、下降沿非常迅速，因而即便是時刻t4～t5間寬度較窄的雷射器輸出指令信號PO，也能使正確的脈衝電流流過雷射二極體LD1～LDn。
在時刻t6，驅動信號ST一旦截止，電流控制用開關元件2便截止，電抗器4的電流如圖3(b)波形I22所示，在第二開關元件25和二極體3之間循環，逐步減小。這樣減小時電抗器4的電流未給雷射二極體LD1～LDn帶來任何影響。
這樣，作為本實施例1雷射二極體用電源控制裝置的基本動作，控制成驅動信號ST為「H」且電抗器4的電流達到指令值ITH之後，使雷射器輸出指令信號PO導通·截止，雷射器輸出指令信號PO截止之後一旦驅動信號ST為「L」，便總能如雷射二極體輸出電流波形I31、I32所示，將雷射二極體LD1～LDn的輸入電流，作為上升沿、下降沿迅速且峰值等於指令值I TH的脈衝信號輸出。而且，即便輸出端子DA、DK與雷射二極體LD1～LDn的距離較長，也能得到迅速的電流響應，因而對輸出大的雷射收發器即雷射二極體LD1～LDn同輸出端子DA、DK間的距離較長，雷射二極體LD1～LDn輸入電流較大的情形尤其有效。
串聯連接的雷射二極體LD1-LDn分別反向連接有二極體D1～Dn，但實施本發明的場合，由於雷射二極體用電源控制裝置的輸出電流上升沿、下降沿非常迅速，所以很可能因引線31、32的電感L31、L32，第一開關元件23、第二開關元件25、二極體24、26、雷射二極體LD1～LDn的靜電電容和配線間的雜散電容等而產生振蕩電流。這時，利用二極體D1～Dn防止反向感生電壓加在高成本的雷射二極體LD1～LDn上，以免損壞。電阻R1～Rn採取相同電阻值，在雷射二極體LD1～LDn間電壓截止時取得平衡，防止電壓集中於特定的雷射二極體LD1～LDn。而電流流過雷射二極體LD1～LDn時，即便所用的電阻為例如20Ω這樣低的電阻值，消耗功率相對於雷射二極體也小到可以忽略。此外，對于振蕩電流具有防止該振蕩的作用。連接二極體D1～Dn和電阻R1～Rn兩者，當然也具有相同效果。
電源I相對於雷射二極體LD1～LDn串聯連接的正向電壓越高，上升沿速度越迅速，但下降沿與之無關。而電源1電壓較高的話，電流控制用開關元件2的開關損耗便增加，或者噪聲增多，因而不希望太高的電壓。正向電壓的合計值設定為電源1電壓2倍左右的話，電流控制用開關元件2導通時電抗器4一旦電流增加，便與截止時電流的減少相同，流過電流控制用開關元件2與二極體3的電流的平均值相同，因而電流均衡，總體上可以低成本地構成高輸出的電源1。
本發明實施例的雷射二極體用電源控制裝置，如上所述，具有直流電壓的最佳值，但直流電壓的變動不會給輸出電流波形帶來影響，因而即便是僅對工頻交流電壓進行整流的電壓，也能相對於電壓的變動，向雷射二極體LD1～LDn提供足夠穩定的脈衝電流。此外，靠本實施例雷射二極體用電源控制裝置對雷射二極體LD1～LDn提供電流，通過由所輸出的雷射8激勵固體雷射介質(YAG雷射棒)，在對置的半反射鏡6和全反射鏡7之間進行雷射振蕩，可以高效率地輸出雷射8。基於這種雷射二極體LD1～LDn對YAG雷射器激勵的效果在於，效率非常高，而且可以由該雷射二極體用電源控制裝置輸出的電流其響應速度迅速的脈衝電流獲得脈衝形式的雷射8，在雷射加工用途方面較出色。
(實施例2)仔細研究上述實施例1，會發生下述現象。
圖4是本發明實施例2雷射二極體用電源控制裝置的具體波形圖，圖4(d)是雷射二極體LD1～LDn通電的電流波形圖，圖4(e)是示意電源負極和輸出端子DA電位的波形圖實測值。
具體來說，在時刻t3使雷射器輸出指令信號PO從「H」變為「L」，則第二開關元件25從截止變為導通，第一開關元件23從導通變為截止。這時，輸出端子DA的電壓，產生引線31、32所具有的自感L31、L32造成的反向感應電壓，形成有二極體24、電源1、二極體3、電抗器4、雷射二極體LD1～LDn的環路，雷射二極體LD1～LDn陽極一側很可能產生負電壓的尖峰電壓E43。而且，這在圖4(d)中也會出現為負電壓的尖峰電流I33。這是雷射二極體LD1～LDn同自感L31、L32以及二極體D1～Dn結電容的諧振造成的。
具體來說，該負電壓是由於雷射二極體LD1～LDn具有普通二極體的電氣特性，所以引線31、32的電感L31、L32，第一開關元件23、第二開關元件25、二極體24、26、雷射二極體LD1～LDn的結電容，和配線間的雜散電容等的諧振所產生的電壓作為負電壓保留的。
該負電壓由反向並聯連接的二極體D1～Dn所吸收，但雷射二極體LD1～LDn加上的是反向電壓，因而無法說是較佳的。
積極解決該問題的方案是實施例2。
圖5是示意本發明實施例2雷射二極體用電源控制裝置雷射二極體一側電路的電路圖，是用於替代圖1電路中輸出端子DA、DK雷射二極體一側電路的。圖6是示意本發明實施例2雷射二極體用電源控制裝置雷射二極體一側電路的電路概念圖，是與圖2相當的電路圖。圖7是本發明實施例2雷射二極體用電源控制裝置的具體波形圖，圖7(d)是雷射二極體LD1～LDn通電的電流波形圖，圖7(e)是示意電源負極和輸出端子DA電位的波形圖實測值，與圖4相對應。
由誤差比較器10、該誤差比較器10驅動的電流控制用開關元件2、二極體3、電抗器4、檢測該電抗器4電流的電流檢測器9，以及使第一開關元件23和第二開關元件25中某一個導通、另一個截止以切換流經電抗器4的電流通路的電流切換電路所組成的恆流源100，其輸出通過切換部200A，在該輸出端子DA、DK之間通過引線31、32連接多個串聯連接的雷射二極體LD1～LDn。
恆流源100的輸出通過切換部200A在該輸出端子DA、DK同多個串聯連接的雷射二極體LD1～LDn(圖6實施例中為4個)之間，如圖5和圖6所示，通過陽極一側引線31和陰極一側引線32連接，引線31和引線32分別具有自感L31和自感L32。
如圖5和圖6所示，各個雷射二極體LD1～LDn反向並列連接有二極體D1～Dn和電阻R1～Rn。
本實施例中，雷射二極體LD1～LDn將其輸出的雷射8照在固體雷射介質5(棒)上，通過由全反射鏡7和半反射鏡6激勵它，進行雷射振蕩，從半反射鏡6一側獲得雷射輸出，因而在本實施本發明的場合，雷射二極體LD1～LDn可以根據規定的雷射輸出按1個或2個以上串聯連接雷射二極體。各個雷射二極體LD1～LDn可以反向並聯連接二極體D1～Dn和電阻R1～Rn，也可以僅僅反向並聯連接二極體D1～Dn和電阻R1～Rn中任意一種。這時，反向二極體D1～Dn和電阻R1～Rn用於反向電壓無吸收，也可以根據反向感生電動勢的大小僅僅採取二極體D1～Dn或電阻R1～Rn。
從雷射二極體LD1～LDn陽極和陰極附近起連接引線51和引線52，相對於雷射二極體LD1～LDn連接有反向的二極體41，和與該二極體41並聯連接的電阻42與電容器43的串聯電路(緩衝器)。
這裡，引線31、32如圖6所示通過雙絞線等辦法減小電感L31、L32，但總有一些電感。與經處理減小電感L31、L32的引線31、32不同，連接在雷射二極體LD1～LDn陽極的陰極之間的串聯引線51、52相對較短，但無法做成雙絞線等，因而有自感L51、L52。雷射二極體LD1～LDn陽極和陰極之間的二極體41，與該二極體41並聯連接的電阻42與電容器43的串聯電路的引線較短，一般可忽略自感。
本實施例中，未連接二極體41、電阻42、電容器43時，如圖4(e)所示，構成電流切換電路的第一開關元件23和第二開關元件25，當恆流源100的輸出通過切換部200A使該輸出端子DA、DK間所流電流ILD未截止時，在雷射二極體LD1～LDn陽極一側很可能發生為負電壓的尖峰電壓。但該負的尖峰電壓由於雷射二極體LD1～LDn的二極體功能，引線31、32，引線51、52的電感，雷射二極體LD1～LDn的結電容和二極體D1～Dn的結電容等造成的諧振所產生的電壓作為負電壓留下。
該負電壓向雷射二極體LD1～LDn供電時，二極體41(這以高速二極體為宜，但若是肖特基勢壘二極體則更好)反向連接，因而電阻42和電容器43串聯連接而成的電路設定為抑制電感器L51、L52和雜散電容諧振的值。因而，本實施例中採用10Ω和0.047μF。在此狀態下，電源1截止時，此前流過的電流I LD減小。此外，電流連續流過，輸出端子DA一側相對於輸出端子DK一側為負電壓時，二極體41便導通動作以避免電壓低於二極體41正向電壓。若該二極體41為肖特基勢壘二極體，正向電壓比其他結型二極體低，因而反向電壓可以更低(約0.3～0.5V)。
二極體41導通時所流電流i流經電感L51、雷射二極體LD1～LDn，電感L52，而且電流I LD為零之後，還短時間繼續流過，如圖7(e)所示的尖峰電壓E430所示，大致為零，而且圖7(d)所示的在雷射二極體LD1～LDn流過的尖峰電流I330也如波形所示大致為零。這時，電流i為零之後，二極體41間的電壓緊接著升為正電壓，但可以藉助電阻42和電容器43組成的緩衝器的作用，維持大致為零的電壓。
這樣，本實施例中，雷射器二極體LD1～LDn陽極與陰極之間連接二極體41和電阻42以及電容器43組成的緩衝器，所以可以防止電流截止時反向電壓，並通過連接二極體41可以防止所流電流截止時正向電壓的上升，能安全驅動容易為反向電壓損壞的雷射二極體LD1～LDn。
(實施例3)圖8是示意本發明實施例3雷射二極體用電源控制裝置總體電路的電路圖。圖9是用於說明本發明實施例3雷射二極體電源控制裝置動作的時序圖和波形圖。另外，本實施例與實施例1基本相同，這裡僅說明與實施例1不同的構成。
輸入驅動信號ST和雷射器輸出指令信號PO的AND電路21，使該AND電路21的輸出反相放大的反相驅動器27和開關元件35及二極體26構成本實施例的電流切換電路200，具體來說，其中開關元件35和二極體26構成切換部200B。
各個雷射二極體LD1～LDn的陽極與陰極之間分別相應連接由MOSFET、IGBT、SIT、晶體三極體等構成的開關元件35，使得其導通時雷射二極體LD1～LDn短路。該開關元件35的導通電阻即正向壓降採用比雷射二極體LD1～LDn正向電壓1.5～2.5V低的元件。也就是說，開關元件35處於導通狀態下，多個雷射二極體LD1～LDn短路，形成環路，避免全部電流流過雷射二極體LD1～LDn。
圖9中，圖9(a)是示意驅動信號ST的波形圖，圖9(b)是電源輸出電流的波形圖，圖9(c)是示意雷射器輸出指令信號PO的波形圖，圖9(d)是雷射二極體LD1～LDn通電的電流波形圖，圖9(e)是示意電源負極和輸出端子DA電位的波形圖。
首先圖9(a)驅動信號ST設定為時刻t1導通(「H」)，時刻t6截止(「L」)的信號。未獲得雷射輸出時，輸出信號PO如圖9(c)所示處於截止(「L」)，因而AND電路21的輸出為「L」，開關元件35便導通。驅動信號ST一旦處於「H」狀態，模擬門12便導通，因而電流控制用開關元件2藉助誤差比較器10而導通，圖9(b)電源1輸出的電源輸出電流波形上升沿如波形I21所示，按電抗器4的時間常數使電流增加。該電流值一旦達到指令值ITH，電流控制用開關元件2反覆導通、截止，使電流確保為一定值，以便維持指令值I TH。另外，這時開關元件35處於導通狀態，因而電抗器4的電流全部通過該開關元件35，輸出端子DA電壓即接點e的電壓僅僅為開關元件35的壓降，如圖9(e)所示，低於雷射二極體LD1～LDn正向壓降，大致為零。
但時刻t2圖9(c)雷射器輸出指令信號PO一旦為「H」，開關元件35便截止。輸出端子DA與輸出端子DK之間連接的雷射二極體LD1～LDn，通過電抗器4與電源1連接，此前電抗器4所流的電流切換流至雷射二極體LD1～LDn一側。此電流如圖9(d)雷射二極體輸入電流波形I31所示，電抗器4未隨電流通路的切換發生電流變化，因而沒有電抗器4所具有的電感的影響，電流上升沿非常迅速。輸出端子DA的電壓即接點e的電壓為大致等於雷射二極體LD1～LDn正向壓降的電壓。
另外，時刻t2(和時刻t4)的初期，短時間的峰值電壓波形(尖峰信號)E41、E42如圖9(e)所示，是第一開關元件23和開關元件35切換時引線31和32本身的自感L31、L32引起的電流上升沿延遲所產生的。
而且，在時刻t3雷射器輸出指令信號PO一旦為「L」，開關元件35便導通。因而，輸出端子DA的電壓在引線31和32本身具有的自感L31、L32產生反向感生電壓期間，由於在二極體3、電抗器4、雷射二極體LD1～LDn的循環，電流I31a、I32a衰減，然後雷射二極體LD1～LDn的電流為零。
這樣，電抗器4未隨電流通路的切換而產生電流變化，沒有電抗器4所具有的電感的影響，圖9(d)所示的電流上升沿、下降沿非常迅速，因而對於時刻t4～t5寬度較窄的雷射器輸出指令信號PO，也能使正確的脈衝電流流過雷射二極體LD1～LDn。另外，與實施例1相比較的話，由於在雷射二極體LD1～LDn的循環而電流I31a、I32a衰減的時間，只是按自然衰減關係慢慢地衰減，故而其衰減時間較長。
在時刻t6，驅動信號ST一旦截止，電流控制用開關元件2便截止，電抗器4的電流如圖9(b)波形I22所示，在開關元件35和二極體3之間循環，慢慢地減小。這樣減小時電抗器4的電流未給雷射二極體LD1～LDn帶來任何影響。
這樣，作為本實施例3雷射二極體用電源控制裝置的基本動作，控制成驅動信號ST為「H」且電抗器4的電流達到指令值I TH之後，使雷射器輸出指令信號PO導通·截止，並在雷射器輸出指令信號PO截止後，使驅動信號為「L」的話，便總能如雷射二極體輸入電流波形I31、I32所示，將雷射二極體LD1～LDn的輸入電流作為上升沿、下降沿迅速且峰值等於指令值I TH的脈衝信號輸出。而且，即便輸出端子DA、DK同雷射二極體LD1～LDn的距離較長，也可獲得迅速的電流響應，因而對於輸出大的雷射收發器，即雷射二極體LD1～LDn同輸出端子DA、DK間距離較長，雷射二極體LD1～LDn輸入電流較大的情形尤其有效。
本發明實施例的雷射二極體用電源控制裝置，如上所述存在直流電壓最佳值，但直流電壓的變動未給輸出電流波形帶來影響，因而即便是工頻交流電壓僅僅經過整流的電壓，也能相對於電壓變動向雷射二極體LD1～LDn提供足夠穩定的脈衝電流。利用本實施例的雷射二極體用電源控制裝置，通過向雷射二極體LD1～LDn提供電流，輸出雷射8對固體雷射介質(YAG雷射棒)進行激勵，使之在對置的半反射鏡6和全反射鏡7之間雷射振蕩，可以高效率地輸出雷射8。藉助於這種雷射二極體LD1～LDn的YAG雷射激勵其效果在於，效率非常高，而且可由這種雷射二極體用電源控制裝置輸出的電流其響應迅速的脈衝電流獲得脈衝形式的雷射8，在雷射加工用途方面較為出色。
本發明實施例的雷射二極體用電源控制裝置，包括1個或2個以上串聯連接的雷射二極體LD1～LDn；與雷射二極體LD1～LDn連接的恆流源100；未得到雷射二極體LD1～LDn輸出雷射這種雷射器輸出指令信號PO時，形成使恆流源100輸出的電流循環、由開關元件35和二極體26構成的切換部200B所組成的環路，得到雷射器輸出指令信號PO時，形成恆流源100向雷射二極體LD1～LDn供電電路的電流切換電路200。
因而，雷射二極體LD1～LDn輸出雷射以前，由電流切換電路200形成使恆流源100的輸出循環的環路，並預先對恆流源100將規定的穩恆電流設定為指令值或與指令值近似，發生雷射器輸出指令信號時，由電流切換電路200形成恆流源100向雷射二極體LD1～LDn通電的電路。這時，恆流源100輸出的電流變化(di/dt)小到幾乎可以忽略，因而可以忽略構成該恆流源100的電感的影響，可以藉助於電流切換電路200的作用提供上升沿和下降沿陡急的恆流脈衝。因而，可以使提供給雷射二極體LD1～LDn的電流響應迅速。
本發明實施例的雷射二極體用電源控制裝置，包括1個或2個以上串聯連接的雷射二極體LD1～LDn；與雷射二極體LD1～LDn串聯連接的電抗器4；與雷射二極體LD1～LDn和電抗器4串聯連接，並進行開關控制以向雷射二極體LD1～LDn提供穩恆電流的電流控制用開關元件2；通過串聯連接的電流控制用開關元件2和電抗器4向雷射二極體LD1～LDn供電的電源1；未得到雷射二極體LD1～LDn得到輸出雷射這種雷射器輸出指令信號PO時，形成使電流控制用開關元件2和電抗器4、由開關元件35和二極體26構成的切換部200B所組成的環路，得到雷射器輸出指令信號PO時，形成向雷射二極體LD1～LDn供電電路的電流切換電路200。
因而，雷射二極體LD1～LDn輸出雷射以前，由電流切換電路200形成使電流控制用開關元件2和電抗器4通電、由開關元件35和二極體26構成的切換部200B所組成的環路，並預先對電抗器4將規定穩恆電流設定為指令值或與指令值近似，發生雷射器輸出指令信號PO時，由電流切換電路200形成使電流控制用開關元件2、電抗器4和雷射二極體LD1～LDn通電的電路。這時，電抗器所流電流變化(di/dt)小到幾乎可以忽略，因而可忽略其電感的影響，可以藉助電流切換電路200的作用提供上升沿和下降沿陡急的恆流脈衝。因而，可以使提供給雷射二極體LD1～LDn的電流響應迅速。
上述實施例中，說明的是多個雷射二極體LD1～LDn串聯連接的例子，但實施本發明的時候，也可以將雷射二極體LD1～LDn視為一體，因此根據雷射8的輸出進行設定為宜。
上述實施例中，說明的是恆流源100採用經開關控制以向雷射二極體LD1～LDn提供穩恆電流的電流控制用開關元件2的例子，但實施本發明的時候，只要是恆流源就行，並不限定得到其穩恆電流的電路構成。
上述實施例中，未得到雷射二極體LD1～LDn輸出雷射8這種雷射器輸出指令信號PO時，切換部200A形成使電流控制用開關元件2和電抗器4通電的環路，得到雷射器輸出指令信號PO時，形成向電流控制用開關元件2、電抗器4和雷射二極體LD1～LDn供電電路的電流切換電路200，儘管是由其第一開關元件23和第二開關元件25等構成切換部200A的，但實施本發明的時候，也可以由開關電路、模擬門等構成。
當然，如實施例3形成向雷射二極體LD1～LDn供電電路的電流切換電路200，也可以由其開關元件35等構成切換部200A。
上述各實施例的雷射二極體用電源控制裝置中，包括1個或2個以上串聯連接的雷射二極體LD1～LDn；與雷射二極體LD1～LDn串聯連接的電抗器4；與雷射二極體LD1～LDn和電抗器4串聯連接，經開關控制以向雷射二極體LD1～LDn提供穩恆電流的電流控制用開關元件2；通過串聯連接的電流控制用開關元件2和電抗器4向雷射二極體LD1～LDn供電的電源1；未得到雷射二極體LD1～LDn輸出雷射8這種雷射器輸出指令信號PO時，使電流控制用開關元件2和電抗器4通電的電路形成第二開關元件25或開關元件35所組成的環路，得到雷射器輸出指令信號PO時，形成向電流控制用開關元件2、電抗器4和雷射二極體LD1～LDn供電的電路，由第一開關元件23和第二開關元件25或開關元件35組成的電流切換電路200。
按照上述各種實施例的構成，雷射二極體LD1～LDn產生輸出雷射8這種雷射器輸出指令信號PO以前，使構成電流切換電路200的例如第一開關元件23截止，第二開關元件25導通，形成使電流控制用開關元件2和電抗器4通電的環路，並預先對電抗器4將規定穩恆電流設定為指令值I TH或與指令值I TH近似，發生雷射器輸出指令信號PO時，使構成電流切換電路200的第一開關元件23導通，第二開關元件25截止，形成使電流控制用開關元件23導通，第二開關元件25截止，形成使電流控制用開關元件2、電抗器4和雷射二極體LD1～LDn通電的電路。這時，電抗器4所流電流變化(di/dt)小到幾乎可以忽略，因此可忽略其電感的影響，能藉助電流切換電路200的作用，提供上升沿和下降沿陡急的恆流脈衝。
因而，根據雷射器輸出指令信號的發生，向雷射二極體LD1～LDn提供恆流源100所輸出的電流，未發生雷射器輸出指令信號PO時，使恆流源100的輸出短路，並且使雷射二極體LD1～LDn所流電流設法按回饋方向與電源1連接，因而使提供給單個或多個串聯連接的雷射二極體LD1～LDn的電流迅速響應，可以在雷射二極體LD1～LDn未加反向電壓的情況下獲得電源電壓變動影響小的雷射二極體用電源控制裝置，並且可以使提供給雷射二極體LD1～LDn的電流響應迅速。
上述各實施例的雷射二極體用電源控制裝置中，未得到輸出雷射8這種雷射器輸出指令信號PO時，預先使電流控制用開關元件2動作，電抗器4的電流等於指令值I TH之後，使雷射器輸出指令信號PO導通·截止，並在雷射器輸出截止之後使電流控制用開關元件2停止動作，因而可以使向雷射二極體LD1～LDn通電的穩恆電流上升沿和下降沿急劇變化。可獲得對雷射器輸出指令信號PO這種信號響應性良好的恆流脈衝，可以從雷射二極體LD1～LDn獲得正確的雷射輸出。
上述各實施例的雷射二極體用電源控制裝置中，1個或2個以上串聯連接的雷射二極體LD1～LDn中每一雷射二極體LD1～LDn反向並聯連接二極體D1～Dn和電阻R1～Rn當中至少一種。因而，提供給雷射二極體LD1～LDn的穩恆電流的上升沿和下降沿非常迅速，因而由於電路存在的引線自感、電流切換電路200、雷射二極體LD1～LDn的靜電電容和引線間的雜散電容等很可能產生振蕩電流，但用二極體D1～Dn來防止高成本的雷射二極體LD1～LDn加上反向感生電壓，避免損壞。而且，電阻R1～Rn取相同電阻值，取得雷射二極體LD1～LDn間電壓截止時電壓分布的均衡，防止電壓集中於特定的雷射二極體LD1～LDn。而且，對于振蕩電流還有防止這種振蕩的作用。無論採取雷射二極體D1～Dn和電阻R1～Rn兩者還是其中一種，都有相同效果。
上述各實施例的雷射二極體用電源控制裝置中，1個或2個以上串聯連接的雷射二極體LD1～LDn，並聯連接有在雷射二極體LD1～LDn附近且反向連接的二極體41和相對於該二極體41並聯連接、由電阻42和電容器43組成的串聯電路。因而，可以防止雷射二極體LD1～LDn電流截止時的反向電壓，並可以通過連接二極體41防止所流電流截止時正電壓升高，可以安全驅動容易為反向電壓損壞的雷射二極體LD1～LDn。
另外，在雷射二極體LD1～LDn附近是指距雷射二極體LD1～LDn陽極和陰極的距離較短，但由引線31、32的相對關係決定，無法一概指定為多少cm。通常為10～30cm左右。
上述各實施例的雷射二極體用電源控制裝置，向雷射二極體LD1～LDn供電的電源電壓設定為雷射二極體LD1～LDn正向壓降經合計後的2倍大小。一般來說，電源1相對於雷射二極體LD1～LDn串聯連接時的正向電壓，越高上升沿速度越迅速，但下降沿無關。但電源1的電壓高的話，電流控制用開關元件2的開關損耗增加，或噪聲較多，因而不希望太高的電壓。正向電壓的合計值按2倍左右的大小設定電源1電壓的話，電流控制用開關元件2導通時電抗器4一旦電流增加，截止時電流的減小便大致相同，電流控制用開關元件2與二極體3所流電流的平均值相同，可以使電流平均化，總體上低成本地構成高輸出電源1。
另外，實施本發明的時候，供電的電源電壓為雷射二極體LD1～LDn正向壓降合計的2倍左右，並非是指2倍正向電壓值之和才正確，根據發明人的實驗確認，即便是1.5～3倍左右也沒有不良影響，2倍左右的概念實際包含1.5至3倍範圍。
上述各實施例的雷射二極體用電源控制裝置中，雷射二極體LD1～LDn所輸出的雷射8是激勵固體雷射介質5，得到雷射5的。因而，直流電壓的變動未給輸出電流波形帶來影響，因而即便是工頻交流電壓僅僅經過整流的電壓，也能相對於電壓變動向雷射二極體LD1～LDn提供足夠穩定的脈衝電流，可通過由輸出的雷射8激勵固體雷射介質(YAG雷射棒)，進行雷射振蕩，高效率地輸出雷射8。而且，可由響應迅速的脈衝電流得到脈衝形式的雷射8，用於雷射加工用途較為出色。
上述各實施例說明的雷射二極體用電源控制裝置的恆流源，包括與雷射二極體LD1～LDn串聯連接的電抗器4；與雷射二極體LD1～LDn和電抗器4串聯連接，並進行開關控制以向雷射二極體LD1～LDn提供穩恆電流的電流控制用開關元件2；以及通過串聯連接的電流控制用開關元件2和電抗器4向雷射二極體LD1～LDn供電的電源1。實施本發明的場合，並非限於特定電路的恆流源。具體來說，不論何種恆流源，由於存在構成電路的電抗器分量，屬於恆流源中沒有電流變化的構成，因而也可以構成如下。
具體來說，包括與1個或2個以上串聯連接的雷射二極體LD1～LDn連接的恆流源；未得到雷射二極體LD1～LDn輸出雷射這種雷射器輸出指令信號時，形成使恆流源輸出的電流循環的環路，得到雷射器輸出指令信號時，形成恆流源向雷射二極體LD1～LDn供電電路、由第一開關元件23和第二開關元件25組成的電流切換電路200。雷射二極體LD1～LDn輸出雷射8以前，由第一開關元件23和第二開關元件25組成的電流切換電路200形成使恆流源100的輸出循環的環路，並預先對恆流源100將規定穩恆電流設定為指令值或與指令值近似，發生雷射器輸出指令信號PO時，由電流切換電路200形成恆流源向雷射二極體LD1～LDn通電的電路。這時，恆流源100輸出的電流變化(di/dt)小到幾乎可以忽略，可忽略構成該恆流源100的電感的影響，可藉助電流切換電路200的作用提供上升沿和下降沿陡急的恆流脈衝。因而，可以使提供給雷射二極體LD1～LDn的電流響應迅速。
另外，通常在本實施例中所用的雷射二極體，是由半導體產生雷射的器件，並以具有二極體層積的方式為前提說明的，但實施本發明的時候，可以應用於由半導體產生雷射的器件，當然是指包含上述半導體在內的概念。
綜上所述，權項1的雷射二極體用電源控制裝置，包括與1個或2個以上串聯連接的雷射二極體連接的恆流源；未得到所述雷射二極體輸出雷射這種雷射器輸出指令信號時，形成使所述恆流源輸出的電流循環的環路，而得到所述雷射器輸出指令信號時，則形成所述恆流源向所述雷射二極體供電的電路的電流切換電路。因而，雷射二極體輸出雷射以前，由電流切換電路形成使恆流源的輸出循環的環路，並預先對恆流源將規定的穩恆電流設定為指令值或與指令值近似，發生雷射器輸出指令信號時，由電流切換電路形成恆流源向雷射二極體通電的電路。這時，恆流源輸出的電流變化(di/dt)，小到幾乎可以忽略，構成該恆流源的電感的影響可以忽略，可藉助電流切換電路的作用提供上升沿和下降沿陡急的恆流脈衝。因而，可以使供給雷射二極體的電流迅速響應。
權項2的雷射二極體用電源控制裝置，包括與1個或2個以上串聯連接的雷射二極體串聯連接的電抗器；與所述電抗器串聯連接、進行開關控制以向所述雷射二極體提供穩恆電流的電流控制用開關元件；通過串聯連接的所述電流控制用開關元件和所述電抗器向所述雷射二極體供電的電源；未得到所述雷射二極體輸出雷射這種雷射器輸出指令信號時，形成使所述電流控制用開關元件和所述電抗器通電的環路，而得到所述雷射器輸出指令信號時，則形成向所述電流控制用開關元件、所述電抗器和所述雷射二極體供電的電路的電流切換電路。因而，雷射二極體輸出雷射以前，由電流切換電路形成使電流控制用開關元件和電抗器通電的環路，並預先對電抗器將規定的穩恆電流設定為指令值或與指令值近似，發生雷射器輸出指令信號時，由電流切換電路形成使電流控制用開關元件、電抗器和雷射二極體通電的電路。這時，電抗器所流的電流變化(di/dt)，小到幾乎可以忽略，其電感的影響可以忽略，可藉助電流切換電路的作用提供上升沿和下降沿陡急的恆流脈衝。因而，可以使供給雷射二極體的電流迅速響應。
權項3的雷射二極體用電源控制裝置，是權項2中未得到所述輸出雷射這種雷射器輸出指令信號時，預先使電流控制用開關元件動作，所述電抗器電流等於指令值後，對所述雷射二極體輸出進行導通·截止，並且在使所述雷射器輸出截止之後，使電流控制用開關元件停止動作。因而，除了權項1的效果以外，還可以使向雷射二極體通電的穩恆電流的上升沿和下降沿變化陡急，可獲得對雷射器輸出指令信號這種信號響應好的恆流脈衝，可以由雷射二極體按正確的定時獲得雷射輸出。
權項4的雷射二極體用電源控制裝置，是權項2或權項3中，所述1個或2個以上串聯連接的雷射二極體中每一雷射二極體並聯連接反向二極體和電阻當中的至少一種。因而，除了權項2或權項3的效果以外，還防止由於提供給雷射二極體的穩恆電流的上升沿和下降沿非常迅速，靠電路存在的引線自感、電流切換電路、雷射二極體的靜電電容、引線間的雜散電容等所產生的振蕩電流使雷射二極體迭加反向感生電壓而損壞。而且，電阻可以靠相同電阻值的分壓，取得雷射二極體間電壓截止時的均衡，防止電壓集中於特定雷射二極體。而且，對于振蕩電流還有防止其振蕩的作用。
權項5的雷射二極體用電源控制裝置，是權項2至權項4中任一項當中，所述1個或2個以上串聯連接的雷射二極體，並聯連接有在1個或2個以上串聯連接的雷射二極體附近且反向連接的二極體和相對於該二極體並聯連接並由電阻和電容器組成的串聯電路。因而，除了權項2至權項4中任一項的效果以外，由於並聯連接有在所述雷射二極體附近且反向連接的二極體和相對於所述二極體並聯連接並由所述電阻和電容器組成的串聯電路，因而可以防止雷射二極體電流截止時的反向電壓，並可以通過連接二極體防止所流電流截止時正電壓升高，可以安全驅動容易為反向電壓損壞的雷射二極體。
權項6的雷射二極體用電源控制裝置，是權項2至權項5中任一項當中，向所述雷射二極體供電的電源電壓設定為所述雷射二極體正向壓降經合計後的2倍左右。因而，除了權項2至權項5中任一項的效果以外，若按正向電壓合計值的2倍設定電源電壓的話，電流控制用開關元件導通時電抗器一旦電流增加，便與截止時電流的減小大致相同，電流控制用開關元件與二極體所流電流的平均值相同，可以使電流均衡，總體上低成本地構成高輸出電源。
權項7的雷射二極體用電源控制裝置，是權項2至權項6中任一項當中，所述雷射二極體所輸出的雷射是激勵固體雷射介質，得到所述固體雷射器雷射的。因而，除了權項2至權項6中任一項的效果以外，由於直流電壓的變動未給輸出電流波形帶來影響，因而即便是工頻交流電壓僅僅經過整流的電壓，也能相對於電壓變動向雷射二極體提供足夠穩定的脈衝電流，可通過由輸出的雷射激勵固體雷射介質(YAG雷射棒)，進行雷射振蕩，高效率地輸出雷射。而且，可由響應迅速的脈衝電流得到脈衝形式的雷射，用於雷射加工用途的特性很好。
權利要求
1．一種雷射二極體用電源控制裝置，其特徵在於包括1個或2個以上串聯連接的雷射二極體；與所述雷射二極體連接的恆流源；以及未得到所述雷射二極體輸出雷射這種雷射器輸出指令信號時，形成使所述恆流源輸出的電流循環的環路，而得到所述雷射器輸出指令信號時，則形成所述恆流源向所述雷射二極體供電的電路的電流切換電路。
2．一種雷射二極體用電源控制裝置，其特徵在於包括1個或2個以上串聯連接的雷射二極體；與所述雷射二極體串聯連接的電抗器；與所述雷射二極體和電抗器串聯連接，並進行開關控制以向所述雷射二極體提供穩恆電流的電流控制用開關元件；通過串聯連接的所述電流控制用開關元件和所述電抗器向所述雷射二極體供電的電源；以及未得到所述雷射二極體得到輸出雷射這種雷射器輸出指令信號時，形成使所述電流控制用開關元件和所述電抗器通電的環路，而得到所述雷射器輸出指令信號時，則形成向所述電流控制用開關元件、所述電抗器和所述雷射二極體供電的電路的電流切換電路。
3．如權利要求2所述的雷射二極體用電源控制裝置，其特徵在於，未得到所述輸出雷射這種雷射器輸出指令信號時，預先使電流控制用開關元件動作，所述電抗器電流等於指令值後，對所述雷射器輸出指令信號進行導通·截止，並且在使所述雷射器輸出截止之後，使電流控制用開關元件停止動作。
4．如權利要求1至3中任一項所述的雷射二極體用電源控制裝置，其特徵在於，所述1個或2個以上串聯連接的雷射二極體中，每一雷射二極體並聯連接反向二極體和電阻當中的至少一種。
5．如權利要求1至4中任一項所述的雷射二極體用電源控制裝置，其特徵在於，所述1個或2個以上串聯連接的雷射二極體，並聯連接有在所述雷射二極體附近且反向連接的二極體，和相對於所述二極體並聯連接並由電阻和電容器組成的串聯電路。
6．如權利要求1至5中任一項所述的雷射二極體用電源控制裝置，其特徵在於，向所述雷射二極體供電的電源電壓設定為所述雷射二極體正向壓降經合計後的2倍左右。
7．如權利要求1至6中任一項所述的雷射二極體用電源控制裝置，其其特徵在於，所述雷射二極體所輸出的雷射是激勵固體雷射介質，得到雷射的。
全文摘要
本發明目的在於使供給雷射二極體的電流迅速響應。雷射二極體LD1～LDn輸出雷射8之前,使第一開關元件23截止,第二開關元件25導通,形成使電流控制用開關元件2和電抗器4通電的環路,並預先相對於電抗器4將規定穩恆電流設定為指令值ITH,產生雷射器輸出指令信號時,使第一開關元件23導通,第二開關元件25截止,形成使電流控制用開關元件2、電抗器4和雷射二極體LD1～LDn通電的電路。這時,可忽略電抗器4電感的影響,可提供上升沿和下降沿陡急的恆流脈衝。
文檔編號H01S3/094GK1211093SQ9811834
公開日1999年3月17日 申請日期1998年8月11日 優先權日1997年9月9日
發明者金原好秀 申請人:三菱電機株式會社