JP2012253098A - レーザ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】操作性を向上させることのできるレーザ装置を提供する。
【解決手段】このレーザ装置では、信号用半導体レーザ１０から希土類ドープ光ファイバ２１にレーザ光を出射するときに、第１励起用半導体レーザ２２から出射されるレーザ光によって希土類ドープ光ファイバ２１を高励起状態に励起させる。そして、高励起状態となっている希土類ドープ光ファイバ２１を通じて、信号用半導体レーザ１０から出射されたレーザ光を増幅し、増幅光として出射する。ここでは、第１励起用半導体レーザ２２よりも低いレーザ出力を有する第２励起用半導体レーザ２３を設ける。そして、第１励起用半導体レーザ２２から出射されるレーザ光によって希土類ドープ光ファイバ２１を高励起状態に励起させる前に、第１励起用半導体レーザ２２及び第２励起用半導体レーザ２３からそれぞれ出射されるレーザ光によって希土類ドープ光ファイバ２１を予備励起させる。
【選択図】図１

Description

本発明は、信号用レーザ光源から出射されたレーザ光を光増幅部を通じて増幅し、増幅光として出射するレーザ装置に関する。

この種のレーザ装置としては、例えばレーザ光の照射により加工対象物にマーキングを行うレーザ加工装置が実用されている。この装置では、信号用半導体レーザからレーザ光がパルス発振されるとともに、このレーザ光が、光増幅部として機能する希土類ドープ光ファイバに入射される。希土類ドープ光ファイバは、励起用半導体レーザから出射されるレーザ光により高励起状態に励起されている。よって、信号用半導体レーザから希土類ドープ光ファイバに入射されたレーザ光は、希土類ドープ光ファイバを通過する際に増幅されるとともに、その出射端面から増幅光として出射される。この増幅光は、収束レンズを介してワーク上に集光され、この集光された増幅光がワークの表面上を走査することにより所望のマーキングが行われる。

ところで、このようなレーザ加工装置では、マーキング開始時に希土類ドープ光ファイバを高励起状態に励起させようとすると、実際に高励起状態に励起されるまでにある程度の時間を要する。したがって、マーキング開始時にレーザ加工装置から出射される増幅光の初期のパルスで十分な出力を得られない場合があり、マーキングの品質が低下するおそれがある。

そこで、従来のレーザ加工装置では、例えば特許文献１に見られるように、希土類ドープ光ファイバを高励起状態に励起させることの可能なレーザ出力を有する第１励起用半導体レーザ、及び同第１励起用半導体レーザよりも低いレーザ出力を有する第２励起用半導体レーザを設けるようにしている。そして、図７に示すように、例えば時刻ｔ１０でレーザ加工装置に設けられたスイッチがオン操作されたとすると、図７（ｂ）に示すように、その時点で第２励起用半導体レーザのみがレーザ出力Ｌｅでレーザ光を連続発振する。これにより、第２励起用半導体レーザから出射されるレーザ光によって希土類ドープ光ファイバがマーキングの不可能な状態にて予備励起される。その後、図７（ａ）に示すように、時刻ｔ１１で第１励起用半導体レーザがレーザ出力Ｌｄでレーザ光を連続発振するとともに、図７（ｄ）に示すように、同時刻ｔ１１で信号用半導体レーザがレーザ光をパルス発振する。このとき、既に予備励起されている希土類ドープ光ファイバは、第１励起用半導体レーザから出射されるレーザ光によって高励起状態まで即座に励起される。よって、図７（ｅ）に示すように、増幅光の初期パルスＰ２０で十分な出力Ｌｆを確保することができるため、マーキングの品質を高めることが可能となる。なお、図７（ｃ）は、希土類ドープ光ファイバの励起に利用されるレーザ光源の総レーザ出力を示している。

特許第３４１１８５２号公報

ところで、増幅光の初期パルスＰ２０で十分な出力Ｌｆを確保するためには、希土類ドープ光ファイバを、予備励起の段階で、ある程度のレベルまで励起させておく必要がある。ここで、第２励起用半導体レーザから出射されるレーザによって希土類ドープ光ファイバをある程度のレベルまで予備励起させるためには、先の図７に示すように、例えば時刻ｔ１０から時刻ｔ１１までの時間Ｔｓ１が必要となる。したがって、ユーザはスイッチを操作してからマーキングが開始されるまでに時間Ｔｓ１だけ待機しなければならないため、操作性の悪化が避けられず、なお改良の余地を残すものとなっている。

なお、このような課題は、レーザ光の照射により加工対象物にマーキング、穴あけ、切断及び溶接等の加工を行うレーザ加工装置に限らず、希土類ドープ光ファイバ等の光増幅部を通じてレーザ光を増幅して出射する各種レーザ装置に共通する課題である。

本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、操作性を向上させることのできるレーザ装置を提供することにある。

上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、信号用レーザ光源から光増幅部にレーザ光をパルス発振する際に、第１励起用レーザ光源から出射されるレーザ光によって前記光増幅部を励起させ、励起状態となっている前記光増幅部を通じて、前記信号用レーザ光源から出射されたレーザ光を増幅し、増幅光として出射するレーザ装置であって、前記第１励起用レーザ光源よりも低いレーザ出力を有する第２励起用レーザ光源と、該第２励起用レーザ光源よりも高いレーザ出力を有する第３励起用レーザ光源とを備え、前記第１励起用レーザ光源から出射されるレーザ光によって前記光増幅部を励起させる前に、前記第２励起用レーザ光源及び前記第３励起用レーザ光源からそれぞれ出射されるレーザ光によって前記光増幅部を予備励起させることを要旨とする。

同構成によれば、第１励起用レーザ光源から出射されるレーザ光によって光増幅部が励起される前に、第２励起用レーザ光源から出射されるレーザ光、及び同第２励起用レーザ光源よりも高いレーザ出力を有する第３励起用レーザ光源から出射されるレーザ光によって光増幅部が予備励起される。よって、第２励起用レーザ光源から出射されるレーザ光のみによって光増幅部を予備励起させる場合と比較すると、光増幅部を、増幅光の第１パルスで十分な出力を確保することが可能な所定レベルまで短時間で励起させることができる。これにより、ユーザの待機時間を短縮することができるため、操作性が向上するようになる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のレーザ装置において、前記光増幅部の予備励起が、該予備励起の開始時から所定時間が経過するまでの期間、前記第３励起用レーザ光源から出射されるレーザ光によって前記光増幅部を励起させるとともに、前記所定時間が経過して以降、前記第２励起用レーザ光源から出射されるレーザ光のみによって前記光増幅部を励起させることで行われることを要旨とする。

同構成によれば、光増幅部の予備励起の際に、まず、高いレーザ出力を有する第３励起用レーザ光源から出射されるレーザ光によって光増幅部が励起されるため、光増幅部を上記所定レベルまで、更に短時間で励起させることができる。よって、ユーザの待機時間を更に短縮することができるようになる。

そしてこの場合、請求項３に記載の発明によるように、
・前記光増幅部の予備励起を、前記第２励起用レーザ光源から出射されるレーザ光によって前記光増幅部を励起させている途中で、前記第３励起用レーザ光源から出射されるレーザ光によって前記光増幅部を所定時間だけ励起させることで行う、
といった構成、あるいは、請求項４に記載の発明によるように、
・前記光増幅部の予備励起を、前記第２励起用レーザ光源及び前記第３励起用レーザ光源からそれぞれ出射されるレーザ光によって前記光増幅部を励起させつつ、前記第３励起用レーザ光源のレーザ出力を漸次低下させることで行う、
といった構成を採用することも有効であり、これにより、光増幅部を上記所定レベルまで短時間で、しかも容易に励起させることができる。このため、請求項１に記載の発明を容易に実現することができるようになる。

さらに、請求項５に記載の発明によるように、前記第３励起用レーザ光源のレーザ出力を、前記第１励起用レーザ光源のレーザ出力よりも高く設定する、といった構成を採用することも有効であり、これにより、光増幅部を上記所定レベルまで励起させるのに要する時間を一層短縮することができるため、ユーザの待機時間を一層短縮することができるようになる。

請求項６に記載の発明は、請求項１〜５のいずれか一項に記載のレーザ装置において、前記信号用レーザ光源からのレーザ光の出射を開始するに際して、その第１パルスの出射が、前記第１励起用レーザ光源からレーザ光が出射されるよりも前に行われることを要旨とする。

同構成によるように、信号用レーザ光源からのレーザ光の第１パルスの出射を、第１励起用レーザ光源からレーザ光が出射されるよりも前に行うようにした場合、信号用レーザ光源から出射されたレーザ光の第１パルスは、予備励起の際に光増幅部に蓄積されたエネルギによって増幅されるため、増幅光の第１パルスで十分な出力を確保することが可能である。これにより、先の図７に例示したレーザ装置のように、第１励起用レーザ光源からのレーザ光の出射及び信号用レーザ光源からのレーザ光の出射を同時に行うレーザ装置と比較すると、十分な出力を有する増幅光をより早く出射することができるため、ユーザの待機時間を短縮することができるようになる。

請求項７に記載の発明は、請求項１〜６のいずれか一項に記載のレーザ装置において、前記第３励起用レーザ光源として前記第１励起用レーザ光源が流用されることを要旨とする。

同構成によるように、第３励起用レーザ光源として第１励起用レーザ光源を流用することとすれば、新たなレーザ光源を設ける必要がないため、部品点数の増加を回避することができるようになる。

本発明にかかるレーザ装置によれば、操作性を向上させることができるようになる。

本発明にかかるレーザ装置を適用したレーザ加工装置の一実施形態についてその概略構成を示すブロック図。 同実施形態のレーザ加工装置によるマーキング処理の手順を示すフローチャート。 （ａ）〜（ｅ）は、同実施形態のレーザ加工装置についてその動作例を示すタイミングチャート。 （ａ）〜（ｅ）は、本発明にかかるレーザ装置を適用したレーザ加工装置の他の例についてその動作例を示すタイミングチャート。 （ａ）〜（ｅ）は、本発明にかかるレーザ装置を適用したレーザ加工装置の他の例についてその動作例を示すタイミングチャート。 （ａ）〜（ｅ）は、本発明にかかるレーザ装置を適用したレーザ加工装置の他の例についてその動作例を示すタイミングチャート。 （ａ）〜（ｅ）は、従来のレーザ加工装置についてその動作例を示すタイミングチャート。

以下、本発明にかかるレーザ装置を適用したレーザ加工装置の一実施形態について図１〜図３を参照して説明する。なお、本実施形態にかかるレーザ加工装置は、レーザ光の照射によりワークに文字や図形等をマーキングするものである。はじめに、図１を参照して、本実施形態にかかるレーザ加工装置の概要について説明する。

図１に示すように、このレーザ加工装置では、ユーザが入力部３を操作して文字や図形等を入力すると、レーザ生成部１において生成されたレーザ光がヘッド部２を介してワークＷに照射されて、文字や図形等がワークＷにマーキングされる。

レーザ生成部１は、赤外線レーザをパルス発振する信号用レーザ光源としての信号用半導体レーザ１０と、同半導体レーザ１０から出射されたレーザ光を増幅する増幅器２０とを備えている。信号用半導体レーザ１０から出射されたレーザ光は、光ファイバ２６ａを介して増幅器２０に入力されて増幅された後、同増幅器２０の後端に設けられた光ファイバ２６ｄを介してヘッド部２に入射される。

増幅器２０は、例えば希土類元素であるイットリビウム（Ｙｂ）を含むガラスファイバからなる希土類ドープ光ファイバ２１と、該光ファイバ２１をマーキングの可能な高励起状態に励起させることの可能なレーザ出力を有する第１励起用半導体レーザ２２とを備えている。また、増幅器２０は、第１励起用半導体レーザ２２よりも低いレーザ出力を有する第２励起用半導体レーザ２３を備えている。なお、本実施形態では、希土類ドープ光ファイバ２１が光増幅部となっている。また、第１及び第２の励起用半導体レーザ２２，２３が第１及び第２の励起用レーザ光源となっている。

第１励起用半導体レーザ２２は、光ファイバ２６ｃを介して希土類ドープ光ファイバ２１にレーザ光を入射する。また、第２励起用半導体レーザ２３は、光ファイバ２６ｂを介して希土類ドープ光ファイバ２１にレーザ光を入射する。なお、各半導体レーザ２２，２３のレーザ出力は、供給電流量に比例して変化する。

一方、希土類ドープ光ファイバ２１は、図示しないボビンに多数回巻回されることにより所要長の光路が確保された構造を有している。なお、同図では、希土類ドープ光ファイバ２１の入射端２１ａから出射端２１ｂに向かう方向を矢印ａで示している。希土類ドープ光ファイバ２１の入射端２１ａ及び出射端２１ｂには、第１及び第２の光結合部２４，２５がそれぞれ設けられている。

第１光結合部２４には、信号用半導体レーザ１０から出射されたレーザ光が光ファイバ２６ａを介して入射されるとともに、第２励起用半導体レーザ２３から出射されたレーザ光が光ファイバ２６ｂを介して入射される。第１光結合部２４は、信号用半導体レーザ１０から出射されたレーザ光、及び第２励起用半導体レーザ２３から出射されたレーザ光を希土類ドープ光ファイバ２１の入射端２１ａに矢印ａで示す方向にそれぞれ入射させる。そして、第２励起用半導体レーザ２３から出射されたレーザ光が第１光結合部２４を介して希土類ドープ光ファイバ２１に入射されることにより、希土類ドープ光ファイバ２１がマーキングの不可能な低励起状態にて予備励起される。

一方、第２光結合部２５には、希土類ドープ光ファイバ２１の出射端２１ｂから出射されたレーザ光が入射されるとともに、第１励起用半導体レーザ２２から出射されたレーザ光が光ファイバ２６ｃを介して入射される。第２光結合部２５は、第１励起用半導体レーザ２２から出射されたレーザ光を希土類ドープ光ファイバ２１の出射端２１ｂに矢印ａで示す方向と逆の方向に入射させる。これにより、希土類ドープ光ファイバ２１がマーキング可能な高励起状態に励起される。また、第２光結合部２５は、希土類ドープ光ファイバ２１の出射端２１ｂから出射されたレーザ光（増幅光）を光ファイバ２６ｄを介してヘッド部２に出射する。

なお、光ファイバ２６ａには、レーザ光を矢印ａで示す方向にのみ通過させる光アイソレータ２７が設けられている。すなわち、この光アイソレータ２７によって、光ファイバの接合部分やレーザ反射面で反射された光が信号用半導体レーザ１０に逆流して同半導体レーザ１０が損傷することが防止されている。

一方、ヘッド部２は、レーザ生成部１の光ファイバ２６ｄから出射される増幅光を平行光あるいは収束光に絞るコリメータレンズ４０を備えている。コリメータレンズ４０を通じて絞られた増幅光は、ヘッド部２に設けられた光走査機構４１によって所要の方向に反射される。光走査機構４１は、増幅光を反射する２つのガルバノミラーを有して構成されるものであって、各ガルバノミラーの傾斜角度を変化させることにより、コリメータレンズ４０を通じて絞られた増幅光を所要の方向に走査させるものである。光走査機構４１にて反射された増幅光は、集光レンズ４２によりスポットレーザ光に絞り込まれる。そして、絞り込まれた増幅光がワークＷの表面上を走査することにより所望のマーキングが行われる。

また、入力部３は、上述のように、ワークＷに印字する文字や図形等が入力される部分であるとともに、ユーザによってマーキングの開始及び停止などの操作が行われる部分でもある。入力部３は、文字や図形などが入力されると、その入力情報を出力する。また、入力部３は、マーキング開始操作及び停止操作が行われると、そのことを示す操作信号を出力する。そして、これら入力部３の出力は、マイクロコンピュータを中心に構成された制御部５に取り込まれる。

制御部５は、入力部３の出力に基づきドライバ３０〜３２を通じて半導体レーザ１０，２２，２３の供給電流量をそれぞれ制御することで、各半導体レーザ１０，２２，２３の駆動、停止、並びにレーザ出力を制御する。また、制御部５は、光走査機構４１の駆動も制御する。具体的には、制御部５は、まず、入力部３から入力情報が送信されると、これを内蔵するメモリ５ａに記憶させる。その後、入力部３から出力される操作信号に基づきマーキング開始操作が行われたことを検知すると、まず、ドライバ３１，３２を介して第１励起用半導体レーザ２２及び第２励起用半導体レーザ２３を駆動させることにより、希土類ドープ光ファイバ２１を所定時間だけ予備励起させる。その後、メモリ５ａに記憶された入力情報に基づき、ドライバ３０，３１を介して信号用半導体レーザ１０及び第１励起用半導体レーザ２２を駆動させるとともに、光走査機構４１を駆動させることにより、文字や図形等をワークＷにマーキングする。

次に、図２を参照して、マーキングを行う処理の手順について説明する。なお、図２に示す処理は、入力部３から出力される操作信号に基づきマーキング開始操作が行われたことを検知したときに実行される。また、第１高レーザ出力Ｌａ１は、増幅光の出力に応じて設定されるものであって、希土類ドープ光ファイバ２１をマーキングの可能な高励起状態に励起させることの可能なレーザ出力を示す。

同図２に示すように、この処理では、まず、ドライバ３１を介して第１励起用半導体レーザ２２から第２高レーザ出力Ｌａ２でレーザ光を連続発振させるとともに（ステップＳ１）、ドライバ３２を介して第２励起用半導体レーザ２３から低レーザ出力Ｌｂでレーザ光を連続発振させる（ステップＳ２）。なお、第２高レーザ出力Ｌａ２は、上記第１高レーザ出力Ｌａ１よりも大きい値に設定されている。また、低レーザ出力Ｌｂは、上記第１高レーザ出力Ｌａ１よりも低い値であって、希土類ドープ光ファイバ２１をマーキングの不可能な低励起状態に励起させることの可能な値に設定されている。そして、続くステップＳ３の処理として、各半導体レーザ２２，２３においてレーザ光の発振を開始してから第１所定時間Ｔａが経過したか否かが監視される。なお、第１所定時間Ｔａは、ステップＳ１及びＳ２の処理を所定時間Ｔａだけ実行してもマーキングが行われない十分短い長さに設定されている。そして、第１所定時間Ｔａが経過した場合には（ステップＳ３：ＹＥＳ）、第１励起用半導体レーザ２２においてレーザ光の発振が停止されるとともに（ステップＳ４）、その時点から第２所定時間Ｔｂが経過したか否かが監視される（ステップＳ５）。なお、第２所定時間Ｔｂは、第１高レーザ出力Ｌａ１の値に依存して決定されるものであって、増幅光の第１パルスで十分な出力を確保することのできる値に設定されている。そして、第２所定時間Ｔｂが経過した場合には（ステップＳ５：ＹＥＳ）、メモリ５ａに記憶された入力情報に基づいてマーキング動作が開始される（ステップＳ６）。具体的には、制御部５は、まず、ドライバ３０を介して信号用半導体レーザ１０をパルス発振させる。そして、信号用半導体レーザ１０からレーザ光の出射が開始されたときにその第１パルスが出射されてから第２パルスが出射されるまでの間に、ドライバ３１を介して第１励起用半導体レーザ２２から第１高レーザ出力Ｌａ１でレーザ光を連続発振させる。これにより、第１励起用半導体レーザ２２から出射されたレーザ光が希土類ドープ光ファイバ２１に入射されて、希土類ドープ光ファイバ２１が高励起状態に励起される。よって、信号用半導体レーザ１０から出射されたパルスレーザ光は、高励起状態となっている希土類ドープ光ファイバ２１を通過する際に増幅されて、ヘッド部２に入射される。そして、制御部５は、これら半導体レーザ１０，２２の駆動に併せて光走査機構４１の駆動を制御することにより、ヘッド部２に入射されたレーザ光を所要の方向に走査させ、文字や図形等をワークＷ上にマーキングする。

次に、図３を参照して、本実施形態にかかるレーザ加工装置の動作例（作用）について説明する。
図３に示すように、例えば時刻ｔ１でユーザが入力部３に対してマーキング開始操作を行ったとすると、図３（ａ）に示すように、第１励起用半導体レーザ２２が第２高レーザ出力Ｌａ２でレーザ光を連続発振するとともに、図３（ｂ）に示すように、第２励起用半導体レーザ２３が低レーザ出力Ｌｂでレーザ光を連続発振する。そして、図３（ａ）に示すように、時刻ｔ１から第１所定時間Ｔａが経過した時刻ｔ２の時点で、第１励起用半導体レーザ２２においてレーザ光の発振が停止される。これにより、図３（ｃ）に示すように、時刻ｔ１から時刻ｔ２までの期間は励起光源の総レーザ出力が特に強くなるため、希土類ドープ光ファイバ２１が特に強く励起されることとなる。このため、希土類ドープ光ファイバ２１は、高励起状態までは励起されないものの、ある程度のレベルまで即座に励起される。よって、時刻ｔ２以降、第２励起用半導体レーザ２３から出射されるレーザ光のみによって希土類ドープ光ファイバ２１が励起されるときに、希土類ドープ光ファイバ２１を、増幅光の第１パルスで十分な出力を確保することが可能な所定レベルまで、短時間で励起させることができる。具体的には、時刻ｔ２から第２所定時間Ｔｂが経過した時刻ｔ３の時点で、希土類ドープ光ファイバ２１が上記所定レベルまで励起される。そして、本実施形態のレーザ加工装置では、図３（ｄ）に示すように、時刻ｔ３で信号用半導体レーザ１０がレーザ光のパルス発振を開始する。このとき、信号用半導体レーザ１０から出射されるレーザ光の第１パルスＰ１０は、予備励起の際に希土類ドープ光ファイバ２１に蓄積されたエネルギによって増幅されるため、図３（ｅ）に示すように、増幅光の第１パルスＰ１で十分なレーザ出力Ｌｃを確保することができる。また、信号用半導体レーザ１０からレーザ光の第１パルスＰ１０が出射された直後の時刻ｔ４の時点で、図３（ａ）に示すように、第１励起用半導体レーザ２２が第１高レーザ出力Ｌａ１でレーザ光を連続発振するため、時刻ｔ４から希土類ドープ光ファイバ２１が高励起状態に励起される。よって、時刻ｔ４以降に信号用半導体レーザ１０からパルス発振されるレーザ光は、高励起状態となっている希土類ドープ光ファイバ２１を通じて増幅されるため、図３（ｅ）に示すように、同増幅光の第２パルス以降のパルスについても十分なレーザ出力Ｌｃが確保される。したがって、時刻ｔ３からワークＷへのマーキングが適切に行われることとなる。

このようなレーザ加工装置によれば、入力部３に対してマーキング開始操作を行った時点から実際にマーキングが開始されるまでに要する時間を、先の図７に例示した時間Ｔｓ１から、図３に示す時刻ｔ１から時刻ｔ４までの時間Ｔｓ２に短縮することができる。したがって、ユーザの待機時間を短縮することができるため、操作性が向上する。

以上説明したように、本実施形態にかかるレーザ加工装置によれば、以下のような効果が得られるようになる。
（１）第１励起用半導体レーザ２２から出射されるレーザ光によって希土類ドープ光ファイバ２１を励起させる前に、第１励起用半導体レーザ２２及び第２励起用半導体レーザ２３からそれぞれ出射されるレーザ光によって希土類ドープ光ファイバ２１を予備励起させることとした。これにより、第２励起用半導体レーザ２３から出射されるレーザ光のみによって希土類ドープ光ファイバ２１を励起させる場合と比較すると、希土類ドープ光ファイバ２１を上記所定レベルまで短時間で励起させることができるため、ユーザの待機時間を短縮することができる。よって、操作性が向上するようになる。

（２）希土類ドープ光ファイバ２１を予備励起させるにあたり、予備励起の開始時から第１所定時間Ｔａが経過するまでの期間、第１励起用半導体レーザ２２からレーザ光を出射するとともに、第１所定時間Ｔａが経過して以降、第２励起用半導体レーザ２３のみからレーザ光を出射することとした。これにより、希土類ドープ光ファイバ２１を上記所定レベルまで励起させるのに要する時間を更に短縮することができるため、ユーザの待機時間を更に短縮することができるようになる。

（３）希土類ドープ光ファイバ２１を予備励起させる際に、第１励起用半導体レーザ２２のレーザ出力を第２高レーザ出力Ｌａ２に、すなわち希土類ドープ光ファイバ２１を高励起状態に励起させることの可能な第１高レーザ出力Ｌａ１よりも高いレーザ出力に設定することとした。これにより、希土類ドープ光ファイバ２１を上記所定レベルまで励起させるのに要する時間を一層短縮することができるため、ユーザの待機時間を一層短縮することができるようになる。

（４）信号用半導体レーザ１０からのレーザ光の出射を開始するに際して、その第１パルスの出射を、第１励起用半導体レーザ２２から第１高レーザ出力Ｌａ１でレーザ光が出射されるよりも前に行うこととした。これにより、十分な出力を有する増幅光をより早く出射することができるため、ユーザの待機時間を短縮することができるようになる。

（５）第２励起用半導体レーザ２３よりも高いレーザ出力を有する第３励起用レーザ光源として、第１励起用半導体レーザ２２を流用することとした。これにより、新たなレーザ光源を設ける必要がないため、部品点数の増加を回避することができるようになる。

なお、上記実施形態は、これを適宜変更した以下の形態にて実施することもできる。
・希土類ドープ光ファイバ２１を予備励起させる際に、第１励起用半導体レーザ２２のレーザ出力を、第１高レーザ出力Ｌａ１以下であって且つ、低レーザ出力Ｌｂよりも低い範囲のレーザ出力に設定してもよい。このような構成であっても、従来のレーザ加工装置と比較すると、希土類ドープ光ファイバ２１を上記所定レベルまで短時間で励起させることができるため、ユーザの待機時間を短縮することが可能である。

・希土類ドープ光ファイバ２１を予備励起させる方法として、例えば図４〜図６に示すような方法を採用することもできる。すなわち、図４（ａ），（ｂ）に示すように、第２励起用半導体レーザ２３からレーザ光を連続発振している途中で、第１励起用半導体レーザ２２から第２高レーザ出力Ｌａ２で所定時間Ｔｃだけレーザ光を連続発振してもよい。また、図５（ａ），（ｂ）に示すように、第１励起用半導体レーザ２２及び第２励起用半導体レーザ２３の双方からレーザ光を連続発振しつつ、第１励起用半導体レーザ２２のレーザ出力を第２高レーザ出力Ｌａ２から階段状に低下させてもよい。あるいは図６（ａ），（ｂ）に示すように、第１励起用半導体レーザ２２のレーザ出力を第２高レーザ出力Ｌａ２から直線状に低下させてもよい。このような構成であっても、希土類ドープ光ファイバ２１を上記所定レベルまで短時間で、しかも容易に励起させることができる。なお、これらの方法を採用する場合、第２高レーザ出力Ｌａ２の値を適宜変更してもよい。

・信号用半導体レーザ１０からレーザ光の出射を開始する時期を、第１励起用半導体レーザ２２から第１高レーザ出力Ｌａ１でレーザ光が出射されたとき、あるいはそれ以降に設定してもよい。

・上記実施形態では、第２励起用半導体レーザ２３よりもレーザ出力が高い第３励起用レーザ光源として、第１励起用半導体レーザ２２を流用することとしたが、半導体レーザを別途設けてもよい。なお、先の図５（ａ）に例示したように、レーザ光源のレーザ出力を階段状に漸次低下させる場合には、各レーザ出力に応じた複数の半導体レーザを設けてもよい。

・上記実施形態では、本発明にかかるレーザ加工装置を、２つの励起用半導体レーザを備えるレーザ加工装置に適用することとしたが、例えば３つ以上の励起用半導体レーザを備えるレーザ加工装置に適用することも可能である。

・上記実施形態では、本発明にかかるレーザ装置を、ワークにマーキングを行うレーザ加工装置（レーザマーカー）に適用することとしたが、例えばワークに穴あけ、切断、及び溶接等の加工を行うレーザ加工装置に適用することも可能である。また、レーザ加工装置に限らず、希土類ドープ光ファイバ２１等の光増幅部を通じてレーザ光を増幅して出射する各種レーザ装置に適用することも可能である。

Ｗ…ワーク、１…レーザ生成部、２…ヘッド部、３…入力部、５…制御部、５ａ…メモリ、１０…信号用半導体レーザ、２０…増幅器、２１…希土類ドープ光ファイバ、２１ａ…入射端、２１ｂ…出射端、２２…第１励起用半導体レーザ、２３…第２励起用半導体レーザ、２４…第１光結合部、２５…第２光結合部、２６ａ〜２６ｄ…光ファイバ、２７…光アイソレータ、３０〜３２…ドライバ、４０…コリメータレンズ、４１…光走査機構、４２…集光レンズ。

Claims (7)

1. 信号用レーザ光源から光増幅部にレーザ光をパルス発振する際に、第１励起用レーザ光源から出射されるレーザ光によって前記光増幅部を励起させ、励起状態となっている前記光増幅部を通じて、前記信号用レーザ光源から出射されたレーザ光を増幅し、増幅光として出射するレーザ装置であって、
   前記第１励起用レーザ光源よりも低いレーザ出力を有する第２励起用レーザ光源と、該第２励起用レーザ光源よりも高いレーザ出力を有する第３励起用レーザ光源とを備え、前記第１励起用レーザ光源から出射されるレーザ光によって前記光増幅部を励起させる前に、前記第２励起用レーザ光源及び前記第３励起用レーザ光源からそれぞれ出射されるレーザ光によって前記光増幅部を予備励起させる
   ことを特徴とするレーザ装置。
2. 前記光増幅部の予備励起が、該予備励起の開始時から所定時間が経過するまでの期間、前記第３励起用レーザ光源から出射されるレーザ光によって前記光増幅部を励起させるとともに、前記所定時間が経過して以降、前記第２励起用レーザ光源から出射されるレーザ光のみによって前記光増幅部を励起させることで行われる
   請求項１に記載のレーザ装置。
3. 前記光増幅部の予備励起が、前記第２励起用レーザ光源から出射されるレーザ光によって前記光増幅部を励起させている途中で、前記第３励起用レーザ光源から出射されるレーザ光によって前記光増幅部を所定時間だけ励起させることで行われる
   請求項１に記載のレーザ装置。
4. 前記光増幅部の予備励起が、前記第２励起用レーザ光源及び前記第３励起用レーザ光源からそれぞれ出射されるレーザ光によって前記光増幅部を励起させつつ、前記第３励起用レーザ光源のレーザ出力を漸次低下させることで行われる
   請求項１に記載のレーザ装置。
5. 前記第３励起用レーザ光源のレーザ出力が、前記第１励起用レーザ光源のレーザ出力よりも高く設定されている
   請求項１〜４のいずれか一項に記載のレーザ装置。
6. 前記信号用レーザ光源からのレーザ光の出射を開始するに際して、その第１パルスの出射が、前記第１励起用レーザ光源からレーザ光が出射されるよりも前に行われる
   請求項１〜５のいずれか一項に記載のレーザ装置。
7. 前記第３励起用レーザ光源として前記第１励起用レーザ光源が流用される
   請求項１〜６のいずれか一項に記載のレーザ装置。

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