>[0040]高频电源14包括多个开关元件14a，该多个开关元件14a对从直流电源13供给过来的直流电流进行开关操作而将直流电流转换成交流电流。通过从激光控制装置15输入的激振指令信号Ec对该开关元件14a进行导通和断开控制。关于高频电源14的详细结构，在后面参考图3进行说明。
[0041]作为激光振荡器10的激光介质气体，例如使用二氧化碳与氮气的混合气体。若从激光电源11向放电电极12施加高频电压Ve，则在放电电极之间等离子体被激发，从激光振荡器10输出脉冲激光束Lp。
[0042]从激光振荡器10输出的脉冲激光束Lp通过半透反射镜21被分支成透射光束和反射光束。反射光束入射到光检测器20。当光检测器20检测到光时，向激光控制装置15发送与光强度相对应的检测值Dv。光检测器20例如包括在二氧化碳激光的波长域内具有灵敏度的汞镉碲(MCT)光导电元件。
[0043]透过半透反射镜21直线前进的透射光束通过导光光学系统入射到加工对象物31。导光光学系统包括光点位置稳定化光学系统22、非球面透镜23、准直透镜24、掩膜25、场透镜26、折回镜27、射束扫描器28以及f Θ透镜29。加工对象物31保持于载物台30。
[0044]透过光点位置稳定化光学系统22的脉冲激光束Lp入射到非球面透镜23。光点位置稳定化光学系统22包括多个凸透镜，即使从激光振荡器10输出的脉冲激光束Lp的行进方向出现偏离，也会使配置有非球面透镜23的位置处的射束点的位置稳定化。非球面透镜23改变脉冲激光束Lp的射束分布。例如，将高斯形状的射束分布改变成顶部平坦的形状的射束分布。
[0045]透过非球面透镜23的脉冲激光束Lp被准直透镜24校准之后，入射到掩膜25。掩膜25包括透射窗以及遮光部，该掩膜25对脉冲激光束Lp的射束截面进行整形。透过掩膜25的透射窗的脉冲激光束Lp经由场透镜26以及折回镜27而入射到射束扫描器28。射束扫描器28根据来自加工机控制装置35的指令在二维方向上对激光束进行扫描。作为射束扫描器28，例如使用检流计扫描振镜。
[0046]通过射束扫描器28扫描后的脉冲激光束Lp通过f Θ透镜29聚光后入射到加工对象物31。场透镜26以及f Θ透镜29使掩膜25的透射窗成像在加工对象物31的表面。载物台30能够根据来自加工机控制装置35的指令使加工对象物31沿着与其表面平行的方向移动。射束扫描器28以及载物台30中的至少一个作为用于使脉冲激光束Lp的入射位置在加工对象物31的表面移动的移动机构发挥作用。
[0047]加工机控制装置35向激光控制装置15提供脉冲输出时刻信号Pt以及激振模式指令信号Ep。激光控制装置15在输入有脉冲输出时刻信号Pt的期间，向激光振荡器10发出激振指令信号Ec。根据激振模式指令信号Ep指定激振指令信号Ec的占空因数以及脉冲的重复频率。激振指令信号Ec的脉冲的重复频率与高频电源14的开关频率一致。
[0048]在图2中示出激光振荡器10的剖视图。在激光腔室50的内部容纳有鼓风机40、一对放电电极12、热交换器46、激光介质气体。在一对放电电极12之间区划有放电空间42。通过在放电空间42产生放电，激发激光介质气体。在图2中示出了与放电电极12的长度方向正交的截面。每个放电电极12包括导电部件43和陶瓷部件44。陶瓷部件44用于隔离导电部件43与放电空间42。
[0049]在激光腔室50内形成有从鼓风机40经由放电空间42以及热交换器46而返回到鼓风机40的循环路径。热交换器46对通过放电成为高温的激光介质气体进行冷却。
[0050]一对端子51安装于激光腔室50的壁面。放电电极12的导电部件43分别通过腔室内电流路52与端子51连接。端子51通过腔室外电流路55与激光电源11连接。
[0051]在图3中示出高频电源14的等效电路图。高频电源14包括具有2个电桥臂14A、14B的Η桥电路。电桥臂14Α、14Β分别包括相互串联连接的2个开关元件14a。放电电极12经由变压器14C与2个电桥臂14A、14B的中间点连接。直流电源13向Η桥电路供给直流电压。根据来自激光控制装置15的激振指令信号Ec对开关元件14a进行导通和断开控制。
[0052]在所有开关元件14a断开的状态下，反复进行如下步骤:将一个电桥臂14A的高电位侧的开关元件14a和另一个电桥臂14B的低电位侧的开关元件14a切换成导通状态之后，恢复到断开状态，之后，将一个电桥臂14A的低电位侧的开关元件14a和另一个电桥臂14B的高电位侧的开关元件14a切换成导通状态之后，恢复到断开状态，从而向放电电极12施加高频电压。
[0053]在图4中示出激振模式指令信号Ep、脉冲输出时刻信号Pt、激振指令信号Ec、高频电压Ve、放电电流Ie、脉冲激光束Lp的时序图的一例。激振模式指令信号Ep包括占空因数信息以及开关频率信息。作为一例，激振模式指令信号Ep通过一般的串行通信或并行通信从加工机控制装置35 (图1)传递至激光控制装置15 (图1)。加工机控制装置35在发送激振模式指令信号Ep之后，使脉冲输出时刻信号Pt上升。想要在1个激光脉冲内改变占空因数或开关频率时，只要在激振模式指令信号Ep中包含多个占空因数信息以及开关频率信息，且包含指示切换时刻的信息即可。
[0054]根据脉冲输出时刻信号Pt的上升以及下降，指示开始输出以及停止输出激振指令信号Ec。若脉冲输出时刻信号Pt在时刻tl上升，则激光控制装置15开始向高频电源14输出激振指令信号Ec。若脉冲输出时刻信号Pt在时刻t3下降，则激光控制装置15停止向高频电源14输出激振指令信号Ec。
[0055]在图4中，当激振指令信号Ec为状态EcO时，表示高频电源14(图3)的所有开关元件14a处于断开状态。当激振指令信号Ec为状态Eel时，表示一个电桥臂14A的高电位侧的开关元件14a以及另一个电桥臂14B的低电位侧的开关元件14a处于导通状态，当激振指令信号Ec为状态Ec2时，表不一个电桥臂14A的低电位侧的开关元件14a以及另一个电桥臂14B的高电位侧的开关元件14a处于导通状态。
[0056]若激振指令信号Ec施加于高频电源14，则高频电源14按照激振指令信号Ec的占空因数以及开关频率向放电电极12施加高频电压Ve。若高频电压Ve施加于放电电极12，则在放电电极12之间等离子体被激发，流过放电电流Ie。在稍微慢于脉冲输出时刻信号Pt的上升时刻tl的时刻t2，开始输出脉冲激光束Lp。
[0057]若激振指令信号Ec在时刻t3停止，则向放电电极12施加的高频电压Ve也停止，放电电流Ie开始减少。由此，脉冲激光束Lp的输出功率也开始下降。
[0058]接着，参考图5A以及图5B，对激振模式指令信号Ep的占空因数信息、激振指令信号Ec以及脉冲激光束Lp之间的关系进行说明。
[0059]在图5A中示出激振指令信号Ec以及脉冲激光束Lp的波形的一例。在激振指令信号Ec的1个周期内，依次出现状态EC1、EC0、EC2、EC0。通过激振模式指令信号Ep (图4)指示状态Eel以及状态Ec2各自的时间T1以及激振指令信号Ec的周期T2。高频电源14的开关频率fs是1/T2。激振指令信号Ec的占空因数Dcc即构成高频电源14 (图3)的Η桥电路的导通时间的占空因数表示为2 X Τ1/Τ2。
[0060]当激振指令信号Ec的占空因数Dcc以及开关频率fs为图5A所示的条件时，脉冲激光束Lp的脉冲宽度内平均功率是Wal。通过将脉冲宽度内平均功率Wal和脉冲宽度相乘，求出脉冲能量。
[0061]在图5B中示出激振指令信号Ec以及脉冲激光束Lp的波形的另一例。图5B所示的激振指令信号Ec的状态Eel以及状