DE112016002585T5 - Pulslaservorrichtung - Google Patents

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Abstract

Eine Pulslaservorrichtung umfasst eine Halbleiterlaservorrichtung, die Laserlicht mit einer einzigen Wellenlänge ausgibt; einen Halbleiteroptoverstärker, der das von der Halbleiterlaservorrichtung ausgegebene Laserlicht empfängt und das Laserlicht zur Ausgabe verstärkt; und eine Halbleiteroptoverstärker-Ansteuereinheit, die einen pulsmodulierten Halbleiteroptoverstärker-Ansteuerstrom an den Halbleiteroptoverstärker liefert. Vorzugsweise ist eine Steuereinheit bereitgestellt, die eine Halbleiterlaservorrichtungs-Ansteuereinheit, die einen pulsmodulierten Halbleiterlaser-Vorrichtungs-Ansteuerstrom an die Halbleiterlaservorrichtung liefert, und die Halbleiteroptoverstärker-Ansteuereinheit umfasst, und die Steuereinheit synchronisiert eine Pulsmodulation des Halbleiterlaservorrichtungs-Ansteuerstroms mit der Pulsmodulation eines Halbleiteroptoverstärker-Ansteuerstroms.

Description

  • Gebiet
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Pulslaservorrichtung.
  • Hintergrund
  • Herkömmlicherweise sind Pulslaservorrichtungen vom sogenannten Masteroszillator-Leistungsverstärker-Typ (MOPA-Typ) offenbart worden (siehe Patentdokument 1), die gepulstes Laserlicht mit hoher Leistung ausgeben, indem eine Keimlichtquelle, die gepulstes Laserlicht als Keimlicht ausgibt, mit einem optischen Verstärker wie etwa einem optischen Faserverstärker verstärkt wird. Diese Art von Pulslaservorrichtung wird zur Laserbearbeitung oder dergleichen verwendet.
  • Auf der anderen Seite ist eine Technik zum Verbessern des Extinktionsverhältnisses in Pulslaservorrichtungen offenbart worden. Das Extinktionsverhältnis bezieht sich auf ein Verhältnis einer Lichtleistung, die ausgegeben wird, wenn eine Ausgabe des optischen Pulses eingeschaltet ist, zu einer Lichtleistung, die ausgegeben wird, wenn die Ausgabe des optischen Pulses ausgeschaltet ist. Zum Beispiel offenbart Patentdokument 2, dass ein optischer Puls mit einem hohen Unterscheidungsverhältnis leicht durch einen oszillierenden optischen Puls mit einer Pulsbreite in der Größenordnung von 10 bis 20 ns durch Stromstärkesteuerung eines DFB-Halbleiterlasers und durch zeitliches Extrahieren nur eines Teils des optischen Pulses durch einen optischen Modulator wie etwa einen akustooptischen Modulator (AOM), um diesen in einen optischen Puls mit einer Pulsbreite von 1 ns zu modulieren, erhalten werden kann. Darüber hinaus offenbart Patentdokument 3, dass das Extinktionsverhältnis durch Verwendung eines elektrooptischen Modulators (EOM) als optischen Modulator und durch Kombinieren dieses mit einem aus einem 2×2-Schalter gebildeten Ringweg, um das Licht zweimal durch den EOM laufen zu lassen, verbessert werden kann. Ferner offenbart Patentdokument 4, dass das Extinktionsverhältnis durch Kombinieren einer CW-Laserlichtquelle mit dem AOM und dem EOM, um einen optischen Puls zu erzeugen, verbessert werden kann.
  • Entgegenhaltungsliste
  • Patentdokument(e)
    • Patentdokument 1: Japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. 2002-118315
    • Patentdokument 2: Japanisches Patent Nr. 4232130
    • Patentdokument 3: Japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. 2010-192651
    • Patentdokument 4: Japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. 2013-205556
    • Patentdokument 5: Japanisches Patent Nr. 5250564
    • Patentdokument 6: US-Patent Nr. 7672552
    • Patentdokument 7: US-Patent Nr. 6590924
  • Nichtpatentdokument 1: Thomas Sosnowski, u. a. Proc. SPIE 8601, Fiber Lasers X: Technology, Systems, and Applications, 86011M (22. März 2013); doi: 10.1117/12.2008306
  • Zusammenfassung
  • Technisches Problem
  • In einem Fall, in dem eine Halbleiterlaservorrichtung wie beispielsweise ein DFB-Laser als Keimlichtquelle verwendet wird, tritt jedoch ein Stoß in einer Pulswellenform (auch als „Vorpuls“ bezeichnet) auf, wenn gepulstes Laserlicht mit einer Pulsbreite in der Größenordnung von Nanosekunden ausgegeben wird, und es besteht das Problem dahingehend, dass beispielsweise gepulstes Laserlicht mit einer feinen Pulswellenform ohne Vorpuls nicht ausgegeben werden kann. Wenn der Vorpuls auftritt, wird eine Spitzenleistung von gepulstem Laserlicht größer als ein vorbestimmter Wert. Daher besteht die Möglichkeit, dass verschiedene Probleme verursacht werden, wie beispielsweise eine Beschädigung von optischen Teilen, eine Beschädigung des Bearbeitungsziels im Falle der Anwendung auf Laserbearbeitung, die eine fehlende Möglichkeit, gute Bearbeitungsbedingungen zu erhalten, und eine mangelnde Fähigkeit, eine gewünschte Ausgabe zu erhalten, aufgrund nichtlinearer Phänomene.
  • Ferner ist die Modulationsrate von AOM derart, dass eine Pulsbreite von mehreren ns erhalten werden kann. Es ist in der Praxis schwierig, eine Pulsbreite in der Größenordnung von 1 ns zu erhalten. Darüber hinaus kann mit dem EOM kein zufriedenstellendes Extinktionsverhältnis erzielt werden und eine komplizierte Struktur wie in Patentdokument 3, 4 ist notwendig, um ein zufriedenstellendes Extinktionsverhältnis zu erzielen. Zusätzlich wird mit dem AOM oder dem EOM eine gewisse Menge an optischer Einfügedämpfung erzeugt. Somit ist es herkömmlicherweise schwierig gewesen, kurz gepulstes Licht in der Größenordnung von beispielsweise 1 ns bis 2 ns mit einem hohen Extinktionsverhältnis zu erzielen. Daher gab es einen Fall, in dem gepulstes Laserlicht mit einer günstigen Pulswellenform mit hohem Extinktionsverhältnis nicht ausgegeben werden kann.
  • Die vorliegende Erfindung wurde im Hinblick auf die obigen Probleme ersonnen und es ist ihre Aufgabe, eine Pulslaservorrichtung zu schaffen, die in der Lage ist, gepulstes Laserlicht mit einer günstigen Pulswellenform auszugeben.
  • Lösung des Problems
  • Um das oben beschriebene Problem zu lösen und die Aufgabe zu erfüllen, umfasst eine Pulslaservorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung: eine Halbleiterlaservorrichtung, die Laserlicht mit einer einzigen Wellenlänge ausgibt; einen Halbleiteroptoverstärker, der das von der Halbleiterlaservorrichtung ausgegebene Laserlicht empfängt und das Laserlicht zur Ausgabe verstärkt; und eine Halbleiteroptoverstärker-Ansteuereinheit, die einen pulsmodulierten Halbleiteroptoverstärker-Ansteuerstrom an den Halbleiteroptoverstärker liefert.
  • Die Pulslaservorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst ferner: eine Steuereinheit, die eine Halbleiterlaservorrichtungs-Ansteuereinheit, die einen pulsmodulierten Halbleiterlaser-Vorrichtungs-Ansteuerstrom an die Halbleiterlaservorrichtung liefert; und die Halbleiteroptoverstärker-Ansteuereinheit umfasst. Ferner synchronisiert die Steuereinheit eine Pulsmodulation des Halbleiterlaservorrichtungs-Ansteuerstroms mit der Pulsmodulation des Halbleiteroptoverstärker-Ansteuerstroms.
  • In der Pulslaservorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist eine Modulationspulsbreite des Halbleiterlaservorrichtungs-Ansteuerstroms größer als eine Modulationspulsbreite des Halbleiteroptoverstärker-Ansteuerstroms.
  • Die Pulslaservorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst ferner einen Lichtleitfaserverstärker, der das von dem Halbleiteroptoverstärker ausgegebene Laserlicht empfängt und das Laserlicht zur Ausgabe verstärkt. Ferner enthält der Lichtleitfaserverstärker eine Verstärkungslichtleitfaser, die einen optischen Verstärkungseffekt durch stimulierte Emission aufweist, und eine Pumpquelle, die Pumplicht ausgibt, das der Verstärkungslichtleitfaser zugeführt werden soll, und die Steuereinheit enthält ferner eine Pumpquellen-Ansteuereinheit, die einen pulsmodulierten Pumpquellen-Ansteuerstrom an die Pumpquelle liefert, und synchronisiert die Pulsmodulation des Halbleiterlaservorrichtungs-Ansteuerstroms und die Pulsmodulation des Halbleiteroptoverstärker-Ansteuerstroms mit einer Pulsmodulation des Pumpquellen-Ansteuerstroma.
  • In der Pulslaservorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist eine Modulationspulsbreite des Pumpquellen-Ansteuerstroms größer als die Modulationspulsbreite des Halbleiterlaservorrichtungs-Ansteuerstroms und die Modulationspulsbreite des Halbleiteroptoverstärker-Ansteuerstroms.
  • In der Pulslaservorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind die Pulsmodulation des Halbleiteroptoverstärker-Ansteuerstroms und die Pulsmodulation des Pumpquellen-Ansteuerstroms derart synchronisiert, dass gepulstes Laserlicht, das von dem Halbleiteroptoverstärker ausgegeben wird, in den Lichtleitfaserverstärker in einer späteren Hälfte einer Periode eines gepumpten Zustands in dem Lichtleitfaserverstärker eingegeben.
  • In der Pulslaservorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind die Pulsmodulation des Halbleiteroptoverstärker-Ansteuerstroms und die Pulsmodulation des Pumpquellen-Ansteuerstroms derart synchronisiert, dass ein gepumpter Zustand in dem Lichtleitfaserverstärker im Wesentlichen zu der gleichen Zeit in einen AUS-Zustand geschaltet wird, zu der ein Zustand von gepulstem Laserlicht, das von dem Halbleiteroptoverstärker ausgegeben wird, ein AUS-Zustand wird.
  • In der Pulslaservorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die Modulationspulsbreite des Pumpquellen-Ansteuerstroms länger als eine Relaxationszeit des Lichtleitfaserverstärkers.
  • In der Pulslaservorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung nimmt der Pumpquellen-Ansteuerstrom zu, wenn die Modulationspulsbreite des Pumpquellen-Ansteuerstroms abnimmt.
  • Wenn in der Pulslaservorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung die Relaxationszeit des Lichtleitfaserverstärkers länger als eine Periode eines AUS-Zustandes in Pulsen des Pumpquellen-Ansteuerstroms ist, liefert die Pumpquellen-Ansteuereinheit einen Pumpquellen-Ansteuerstrom eines Gleichstroms mit einem vorbestimmten Wert an die Pumpquelle.
  • Die Pulslaservorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst ferner: ein optisches Bandpassfilter, das in einer dem Lichtleitfaserverstärker nachfolgenden Stufe angeordnet ist und das selektiv Licht mit einer Wellenlänge des Laserlichts, das aus der Halbleiterlaservorrichtung ausgegeben wird, durchlässt.
  • Die Pulslaservorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst ferner: einen Lichtleitfaserverstärker, der das von dem Halbleiteroptoverstärker ausgegebene Laserlicht empfängt und das Laserlicht zur Ausgabe verstärkt.
  • Die Pulslaservorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst ferner: einen Boosterlichtleitfaserverstärker, der in einer dem Lichtleitfaserverstärker nachfolgenden Stufe angeordnet ist und der das von dem Lichtleitfaserverstärker ausgegebene Laserlicht empfängt und das Laserlicht zur Ausgabe verstärkt.
  • In der Pulslaservorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst der Boosterlichtleitfaserverstärker eine Effektivmodenquerschnitts-Erweiterungseinheit, die eine effektive Modenquerschnittsfläche des empfangenen Laserlichts erweitert, und eine Effektivmodenquerschnittserweiterungs-Verstärkungslichtleitfaser, die Laserlicht, bei dem die effektive Modenquerschnittsfläche des Laserlichts erweitert ist, in einer Einzelmode in einem Zustand, in dem die effektive Modenquerschnittsfläche erweitert worden ist, leitet und verstärkt.
  • In der Pulslaservorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wandelt die Effektivmodenquerschnitts-Erweiterungseinheit eine Ausbreitungsmode des empfangenen Laserlichts, das sich in einer Grundmode ausbreitet, in eine Mode höherer Ordnung um, und die Effektivmodenquerschnittserweiterungs-Verstärkungslichtleitfaser leitet und verstärkt das Laserlicht in der Mode höherer Ordnung und in der Einzelmode.
  • In der Pulslaservorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst der Boosterlichtleitfaserverstärker ferner eine Effektivmodenquerschnitts-Verringerungseinheit, die die Ausbreitungsmode des Laserlichts in der Mode höherer Ordnung, das durch die Effektivmodenquerschnittserweiterungs-Verstärkungslichtleitfaser verstärkt worden ist, in die Grundmode umwandelt.
  • In der Pulslaservorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wandelt die Effektivmodenquerschnitts-Erweiterungseinheit die Ausbreitungsmode des empfangenen Laserlichts, das sich in der Grundmode der optischen Faser ausbreitet, in eine Multimode um und die Effektivmodenquerschnittserweiterungs-Verstärkungslichtleitfaser lässt Komponenten der Mode höherer Ordnung aus dem Laserlicht in der Multimode austreten und leitet und verstärkt Komponenten der Grundmode in der Einzelmode.
  • Die Pulslaservorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst ferner: mehrere der Halbleiterlaservorrichtungen, die Laserlichtstrahlen mit voneinander verschiedenen Wellenlängen ausgeben; und einen optischen Koppler, der die von den Halbleiterlaservorrichtungen ausgegebenen Laserlichtstrahlen koppelt, um sie an den Halbleiteroptoverstärker auszugeben.
  • Die Pulslaservorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst ferner: mehrere der Halbleiterlaservorrichtungen, die Laserlichtstrahlen mit voneinander verschiedenen Wellenlängen ausgeben; und einen optischen Koppler, der die von den Halbleiterlaservorrichtungen ausgegebenen Laserlichtstrahlen koppelt, um sie an den Halbleiteroptoverstärker auszugeben.
  • In der Pulslaservorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind die Halbleiterlaservorrichtungen, der optische Koppler und der Halbleiteroptoverstärker monolithisch integriert, um eine integrierte Halbleiterlaservorrichtung zu bilden.
  • Die Pulslaservorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst ferner: eine Halbleiterlaservorrichtungs-Ansteuereinheit, die dazu ausgelegt ist, einen Ansteuerstrom an die Halbleiterlaservorrichtungen zu liefern; und mehrere Schaltereinheiten, die zwischen der Zufuhr und dem Unterbrechen eines Ansteuerstroms zu den Halbleiterlaservorrichtungen aus der Halbleiterlaservorrichtungs-Ansteuereinheit umschalten.
  • Die Pulslaservorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst ferner: mehrere Halbleiterlaservorrichtungs-Ansteuereinheiten, die dafür ausgebildet sind, Ansteuerströme an die Halbleiterlaservorrichtungen zu liefern.
  • In der Pulslaservorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die Halbleiterlaservorrichtung eine wellenlängenvariable Halbleiterlaservorrichtung.
  • In der Pulslaservorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird eine Wellenlänge des Laserlichts, das von der Halbleiterlaservorrichtung ausgegeben wird, durch Variieren einer Menge eines Ansteuerstroms, der an die Halbleiterlaservorrichtung geliefert werden soll, angepasst.
  • Die Pulslaservorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst ferner: eine Überwachungseinheit, die eine Leistung eines Teils des Laserlichts, das von dem Halbleiteroptoverstärker ausgegeben wird, überwacht; und eine Steuereinheit für konstante Ausgabe, die die Halbleiteroptoverstärker-Ansteuereinheit basierend auf einem Ergebnis der Überwachung durch die Überwachungseinheit derart steuert, dass eine Leistung des Laserlichts, das aus dem Halbleiteroptoverstärker ausgegeben wird, konstant ist.
  • Vorteilhafte Effekte der Erfindung
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung kann der Effekt erzielt werden, dass eine Pulslaservorrichtung, die in der Lage ist, gepulstes Laserlicht mit einer günstigen Pulswellenform auszugeben, implementiert werden kann.
  • Figurenliste
    • 1 ist ein schematisches Konfigurationsdiagramm einer Pulslaservorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform.
    • 2 ist ein schematisches Konfigurationsdiagramm einer integrierten Halbleiterlaservorrichtung.
    • 3 ist eine vertikale Querschnittsansicht entlang einer Linie A-A in 2.
    • 4 ist ein schematisches Konfigurationsdiagramm eines Teils, der sich auf eine integrierte Halbleiterlaservorrichtung und eine Steuereinheit bezieht.
    • 5 ist ein schematisches Konfigurationsdiagramm, das ein Konfigurationsbeispiel 1 eines Boosterverstärkers darstellt.
    • 6 ist ein Diagramm, das eine erste Abwandlung der Pulslaservorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform darstellt.
    • 7 ist ein Diagramm, das eine zweite Abwandlung der Pulslaservorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform darstellt.
    • 8 ist ein schematisches Konfigurationsdiagramm, das ein Konfigurationsbeispiel 2 des Boosterverstärkers darstellt.
    • 9 ist ein Diagramm, das eine dritte Abwandlung der Pulslaservorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform darstellt.
    • 10A ist ein Diagramm, das ein Vergleichsbeispiel darstellt.
    • 10B ist ein Diagramm, das ein praktisches Beispiel darstellt.
    • 11 ist ein schematisches Konfigurationsdiagramm einer Pulslaservorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform.
    • 12 ist ein schematisches Konfigurationsdiagramm eines Teils, der sich auf eine integrierte Halbleiterlaservorrichtung, einen Vorverstärker und eine Steuereinheit bezieht.
    • 13 ist ein Diagramm, das eine Zeitwellenform von Licht darstellt, das von einem Halbleiteroptoverstärker ausgegeben wird.
    • 14 ist ein Diagramm, das eine Zeitwellenform von Licht darstellt, das von dem Vorverstärker ausgegeben wird.
    • 15 ist ein Diagramm, das eine Beziehung zwischen einer Zeitwellenform von Licht, das von dem Vorverstärker ausgegeben wird, und einer Zeitwellenform einer Besetzungsinversion darstellt.
    • 16 ist ein Diagramm, das eine Beziehung zwischen der Zeitwellenform des Lichts, das von dem Vorverstärker ausgegeben wird, und einer Zeitwellenform der Besetzungsinversion darstellt.
    • 17 ist ein Diagramm, das eine Beziehung zwischen der Zeitwellenform des Lichts, das von dem Vorverstärker ausgegeben wird, und einer Zeitwellenform der Besetzungsinversion darstellt.
    • 18 ist ein Diagramm, das eine Beziehung zwischen der Zeitwellenform des Lichts, das von dem Vorverstärker ausgegeben wird, und einer Zeitwellenform der Besetzungsinversion darstellt.
    • 19 ist ein Diagramm, das eine erste Abwandlung der Pulslaservorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform darstellt.
    • 20 ist ein Diagramm, das eine zweite Abwandlung der Pulslaservorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform darstellt.
    • 21 ist ein Diagramm, das eine dritte Abwandlung der Pulslaservorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform darstellt.
    • 22A ist ein Diagramm, das ein Vergleichsbeispiel darstellt.
    • 22B ist ein Diagramm, das ein praktisches Beispiel darstellt.
  • Beschreibung von Ausführungsformen
  • Ausführungsformen einer Pulslaservorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung werden nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen ausführlich erläutert. Die Ausführungsformen sollen die vorliegende Erfindung nicht beschränken. Ferner werden über die Zeichnungen hinweg die gleichen Bezugszeichen verwendet, um die gleichen oder äquivalente Elemente zu beschreiben.
  • (Erste Ausführungsform)
  • 1 ist ein schematisches Konfigurationsdiagramm einer Pulslaservorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform. Wie in 1 gezeigt enthält eine Pulslaservorrichtung 100 eine Keimlichtquelle 10, eine Steuereinheit 20, einen Vorverstärker 30, einen Boosterverstärker 40, eine Ausgabeeinheit 50 und Einzelmoden-Lichtleitfasern 60, 70, 80, die die Keimlichtquelle 10, den Vorverstärker 30, den Boosterverstärker 40 und die Ausgabeeinheit 50 miteinander verbinden. Die Pulslaservorrichtung 100 gibt gepulstes Laserlicht PL1 aus der Ausgabeeinheit 50 aus.
  • Die Keimlichtquelle 10 umfasst eine integrierte Halbleiterlaservorrichtung 11, die Laserlicht ausgibt, und ein Kopplungslinsensystem 12, das das von der integrierten Halbleiterlaservorrichtung 11 ausgegebene Laserlicht in die Einzelmoden-Lichtleitfaser 60 koppelt.
  • 2 ist ein schematisches Konfigurationsdiagramm der integrierten Halbleiterlaservorrichtung 11. Die integrierte Halbleiterlaservorrichtung 11 weist eine Struktur auf, bei der mehrere DFB-Laserstreifen 11a-1 bis 11a-n (wobei n eine positive ganze Zahl größer oder gleich 2 ist und beispielsweise 12 ist), von denen jeder eine Halbleiterlaservorrichtung ist, die Laserlicht einer einzigen Wellenlänge ausgibt, ein optischer MMI-Koppler 11c und ein Halbleiteroptoverstärker (SOA) 11d, der das von den DFB-Laserstreifen 11a-1 bis 11a-n ausgegebene Laserlicht empfängt. und verstärkt, monolithisch auf einem einzelnen Halbleitersubstrat integriert sind und ein Einbettungsabschnitt 11e um diese Teile herum ausgebildet ist. Darüber hinaus sind zwischen den DFB-Laserstreifen 11a-1 bis 11a-n Grabennuten 11f-1 bis 11f-m (m=n-1) angeordnet, um die jeweiligen DFB-Laserstreifen elektrisch voneinander zu trennen. Obwohl hier eine Form, in der mehrere DFB-Laserstreifen vorgesehen sind, erläutert wird, kann nur ein DFB-Laserstreifen vorgesehen sein. In diesem Fall ist die Grabennut nicht notwendig. Wenn die DFB-Laserstreifen 11a-1 bis 11a -n nicht voneinander unterschieden werden, können sie als „DFB-Laserstreifen 11a“ bezeichnet werden.
  • Die DFB-Laserstreifen 11a-1 bis 11a-n sind Kantenemissionslaser, von denen jeder eine Einbettungsstruktur in einem Streifen mit einer Breite von 1,3 bis 2,5 µm und einer Länge von 1200 µm aufweist, und sind an einem Ende, das einem Ausgangsende 11da auf einer Lichtemissionsseite der integrierten Halbleiterlaservorrichtung 11 gegenüberliegt, mit einer Teilung von 25 µm in einer Breitenrichtung ausgebildet. Die Teilung der DFB-Laserstreifen ist so ausgelegt, dass er innerhalb eines Bereichs der Herstellungsgenauigkeit von Grabennuten und Elektroden klein ist.
  • Die DFB-Laserstreifen 11a-1 bis 11a-n sind so ausgebildet, dass sich die Wellenlängen des ausgegebenen Laserlichtes innerhalb eines Bereichs eines 1550-nm-Bands (z. B. 1530 nm bis 1570 nm) in Intervallen von zum Beispiel 3,5 nm bis 4 nm durch Variieren der Abstände eines Beugungsgitters, das in jedem der DFB-Laserstreifen 11a-1 bis 11a-n bereitgestellt ist, voneinander unterscheiden.
  • Zwischen den DFB-Laserstreifen 11a-1 bis 11a-n und dem optischen MMI-Koppler 11c sind optische Wellenleiter 11b-1 bis 11b-n ausgebildet, die die DFB-Laserstreifen 11a-1 bis 11a-n und den optischen MMI-Koppler 11c verbinden.
  • Der Halbleiteroptoverstärker 11d ist mit einem Ausgangsanschluss 11ca des optischen MMI-Kopplers 11c verbunden. Der Halbleiteroptoverstärker 11d hat eine Streifeneinbettungsstruktur mit einer Breite von 1,3 µm bis 4,0 µm und einer Länge von 1500 µm (500 µm bis 2000 µm). Darüber hinaus kann der Film eine Aufweitungsstruktur aufweisen, bei der die Breite der Streifen auf das Ausgangsende 11da zu allmählich zunimmt.
  • 3 ist ein vertikaler Querschnitt entlang einer Linie A-A in 2. Wie in 3 gezeigt weist der DFB-Laserstreifen 11a eine Struktur auf, bei der eine n-Typ-InP-Pufferschicht 11h, die auch als untere Mantelschicht dient, eine untere InGaAsP-SCH-Schicht 11i, eine aktive Schicht 11j mit einer aktiven Mehrquantentopf-Schicht von InGaAsP, eine obere InGaAsP-SCH-Schicht 11k, eine InP-Abstandshalterschicht 11l, eine InGaAsP-Gitterschicht 11m, in der ein Beugungsgitter G ausgebildet ist, und eine p-InP-Mantelschicht 11n aufeinanderfolgend auf einem n-Ty-InP-Substrat 11g gestapelt sind. Von der p-Typ-InP-Mantelschicht 11n bis zu einer Tiefe, die eine Mitte der n-Typ-InP-Pufferschicht 11h erreicht, ist eine Mesastruktur vorhanden, die den DFB-Laserstreifen 11a bildet. Beide Seiten in einer Richtung der Breite der Mesastruktur sind in einer geschichteten Struktur einer p-Typ-InP-Stromsperrschicht und einer n-Typ-Stromsperrschicht, die den Einbettungsabschnitt 11e bilden, eingebettet.
  • Ferner weist der DFB-Laserstreifen 11a eine p-Typ-InP-Mantelschicht 11q und eine InGaAs-Kontaktschicht 11r auf, die aufeinanderfolgend auf der p-Typ-InP-Mantelschicht 11n und der n-Typ-Stromsperrschicht ausgebildet sind. Eine SiN-Schutzschicht 11s ist so ausgebildet, dass sie eine Oberfläche der InGaAs-Kontaktschicht 11r und eine innere Oberfläche der Grabennut bedeckt. An einer Position, die auf einer oberen Oberfläche der InGaAs-Kontaktschicht 11r dem DFB-Laserstreifen 11a entspricht, ist eine Öffnung ausgebildet, die nicht von der SiN-Schutzschicht 11s bedeckt ist. Eine p-seitige Elektrode 11t ist so ausgebildet, dass sie an dieser Öffnung mit der InGaAs-Kontaktschicht 11r in Kontakt ist. Die integrierte Halbleiterlaservorrichtung 11 weist ferner eine n-seitige Elektrode 11u auf, die auf einer Rückseite des n-Typ-InP-Substrats 11g ausgebildet ist.
  • Der optische MMI-Koppler 11c weist eine Struktur auf, bei der die n-Typ-InP-Pufferschicht 11h, eine InGaAsP-Kernschicht 11o und eine i-Typ-InP-Schicht 11p aufeinanderfolgend auf dem n-Typ-InP-Substrat 11g gestapelt sind. Die Zusammensetzung des InGaAsP, das die InGaAsP-Kernschicht 11o bildet, ist so bestimmt, dass die Bandlückenwellenlänge kürzer als eine Laseroszillationswellenlänge des DFB-Laserstreifens 11a ist. Darüber hinaus weist der optische MMI-Koppler 11c zudem eine einbettende Mesastruktur auf, die der des DFB-Laserstreifens 11a ähnlich ist.
  • Ferner weist der optische MMI-Koppler 11c die p-Typ-InP-Mantelschicht 11q, die InGaAs-Kontaktschicht 11r und die SiN-Schutzschicht 11s, die aufeinanderfolgend auf der i-Typ-InP-Schicht 11p und der n-Typ-Stromsperrschicht ausgebildet sind. Die SiN-Schutzschicht 11s ist so ausgebildet, dass sie die obere Oberfläche der InGaAs-Kontaktschicht 11r des optischen MMI-Kopplers 11c vollständig bedeckt.
  • Jeder der optischen Wellenleiter 11b-1 bis 11b-n weist zudem eine ähnliche Struktur wie der optische MMI-Koppler 11c auf. In dem optischen MMI-Koppler 11c ist jedoch die Kernbreite (Mesabreite) der InGaAsP-Kernschicht 11o bestimmt, um als der optische MMI-Koppler 11c zu fungieren. Auf der anderen Seite ist in den optischen Wellenleitern 11b-1 bis 11b-n die Kernbreite (Mesabreite) der entsprechenden InGaAsP-Kernschicht 11o bestimmt, damit sich Laserlicht, das von dem DFB-Laserstreifen 11a ausgegeben wird, in einer Einzelmode ausbreitet.
  • Der Halbleiteroptoverstärker 11d hat ähnlich wie der DFB-Laserstreifen 11a eine geschichtete Struktur und eine eingebettete Mesastruktur. Es gibt jedoch den Unterschied, dass die InGaAsP-Gitterschicht 11m in dem Halbleiteroptoverstärker 11d nicht gestapelt ist.
  • 4 ist ein schematisches Konfigurationsdiagramm eines Teils, der sich auf die integrierte Halbleiterlaservorrichtung 11 und die Steuereinheit 20 bezieht. Die Steuereinheit 20 enthält eine DFB-Ansteuereinheit 21, die als eine Halbleiterlaservorrichtungs-Ansteuereinheit dient, die zum Liefern von Ansteuerstrom an die DFB-Laserstreifen 11a-1 bis 11a-n ausgelegt ist, und eine SOA-Ansteuereinheit 22, die als eine Halbleiteroptoverstärker-Ansteuereinheit dient, die einen pulsmodulierten Ansteuerstrom S als Halbleiteroptoverstärker-Ansteuerstrom an den Halbleiteroptoverstärker 11d liefert. Ferner enthält die Steuereinheit 20 mehrere Schaltereinheiten (S/W) 23-1 bis 23-n, um zwischen der Zufuhr und dem Unterbrechen des Ansteuerstroms zu den DFB-Laserstreifen 11a-1 bis 11a-n aus der DFB- Ansteuereinheit 21 umzuschalten. Die Schaltereinheiten 23-1 bis 23-n sind jeweils in einer Mitte von Versorgungswegen des Ansteuerstroms aus der DFB-Ansteuereinheit 21 zu den DFB-Laserstreifen 11a-1 bis 11a-n angeordnet. Die Schaltereinheiten 23-1 bis 23-n können mit einer analogen Schaltschaltung ausgebildet sein oder können ausgebildet sein, indem eine Schaltereinheit, die mit dem DFB-Laserstreifen verbunden ist, an den der Ansteuerstrom geliefert werden soll, mit einem Null-Ohm-Widerstand versehen wird und der Versorgungsweg für eine Schaltereinheit, die mit dem DFB-Laserstreifen verbunden ist, an den der Ansteuerstrom nicht geliefert werden soll, gelöst wird oder indem ein Widerstand mit hohem Widerstandswert auf einem Niveau, das die gleiche Wirkung wie das Lösen ausüben kann, bereitgestellt wird.
  • Wenn einer oder mehrere der DFB-Laserstreifen 11a-1 bis 11a -n durch die DFB-Ansteuereinheit 21 durch eine oder mehrere der Schaltereinheiten 23-1 bis 23-n mit einem Gleichstrom versorgt werden, erzeugt der DFB-Laserstreifen, der mit dem Ansteuerstrom versorgt wird, eine Laseroszillation und gibt CW-Laserlicht aus. Die Wellenlänge des Laserlichts, das von den DFB-Laserstreifen 11a-1 bis 11a-n ausgegeben wird, kann durch Anpassen einer Menge des Ansteuerstroms, der an den jeweiligen Streifen geliefert wird, angepasst werden. Wenn der Ansteuerstrom beispielsweise erhöht wird, erhöht sich die Temperatur des DFB-Laserstreifens und die Wellenlänge des Laserlichts verschiebt sich in Richtung einer langwelligen Seite.
  • Anschließend koppelt der optische MMI-Koppler 11c mehrere Laserlichtstrahlen, die durch einen oder mehrere der optischen Wellenleiter 11b-1 bis 11b-n eingegeben werden, (oder, wenn es nur ein Laserlicht ist, lässt dieses durch) und gibt sie an den Halbleiteroptoverstärker 11d aus. Der Halbleiteroptoverstärker 11d empfängt und verstärkt das Laserlicht und gibt es aus.
  • Der Halbleiteroptoverstärker 11d, der durch Zuführen des pulsmodulierten Ansteuerstroms S aus der SOA-Ansteuereinheit 22 direkt moduliert und angesteuert wird, gibt das empfangene CW-Laserlicht als gepulstes Laserlicht PL2 aus. Die Pulsbreite und der Tastgrad des gepulsten Laserlichts PL2 können durch Anpassen der Pulsbreite und des Tastgrads des Ansteuerstroms S angepasst werden. Wenn das gepulste Laserlicht PL2 eine Pulsbreite in der Größenordnung einer Nanosekunde aufweist, soll das gepulste Laserlicht PL2 selbst dann, wenn der Halbleiteroptoverstärker 11d durch einen pulsmodulierten Ansteuerstrom angesteuert wird, eine günstige Pulswellenform haben.
  • Im Folgenden ist eine Erläuterung unter Bezugnahme auf 1 gegeben. In der Keimlichtquelle 10 koppelt das Kopplungslinsensystem 12 das gepulste Laserlicht PL2, das von dem Halbleiteroptoverstärker 11d der integrierten Halbleiterlaservorrichtung 11 ausgegeben wird, in die Einzelmoden-Lichtleitfaser 60. Die Einzelmoden-Lichtleitfaser 60 leitet das gepulste Laserlicht PL2 in einer einzelnen Mode, die eine Grundmode ist, um es in den Vorverstärker 30 einzuspeisen.
  • Der Vorverstärker 30, der als Halbleiteroptoverstärker dient, ist ein allgemein bekannter Lichtleitfaserverstärker, der einen optischen Verstärkungseffekt auf Licht mit der Wellenlänge des gepulsten Laserlichts PL2 hat, wie beispielsweise ein mit seltenen Erden dotierter Halbleiteroptoverstärker, der z. B. mit Erbium dotiert ist. Der Vorverstärker 30 empfängt das gepulste Laserlicht PL2 und verstärkt dieses, um es an die Einzelmoden-Lichtleitfaser 70 auszugeben. Die Einzelmoden-Lichtleitfaser 70 leitet das verstärkte gepulste Laserlicht PL2 in einer einzelnen Mode, die eine Grundmode ist, um es in den Boosterverstärker 40 einzuspeisen.
  • Der Boosterverstärker 40, der als Boosterlichtleitfaserverstärker dient, ist vorzugsweise ein Lichtleitfaserverstärker, der eine höhere maximale Ausgangsleistung als der Vorverstärker hat, und empfängt das verstärkte gepulste Laserlicht PL2 und verstärkt es weiter, um es an die Einzelmoden-Lichtleitfaser 80 auszugeben. Die Einzelmoden-Lichtleitfaser 80 leitet das weiter verstärkte gepulste Laserlicht PL2 in einzelnen Mode, die eine Grundmode ist. Die Ausgabeeinheit 50 umfasst einen allgemein bekannten Laserkopf mit einer Linse wie etwa einer Kondensorlinse und einer Kollimatorlinse und gibt das weiter verstärkte gepulste Laserlicht PL2, das von der Einzelmoden-Lichtleitfaser 80 geleitet worden ist, als gepulstes Laserlicht PL1 aus. Wenn die Pulslaservorrichtung 100 zur Laserbearbeitung verwendet wird, wird das gepulste Laserlicht PL1 durch die Kondensorlinse der Ausgabeeinheit 50 auf einem Bearbeitungsziel verdichtet, um es für eine gewünschte Bearbeitungsoperation zu verwenden.
  • Wie oben erläutert verwendet die Pulslaservorrichtung 100 das gepulste Laserlicht PL2 mit einer günstigen Pulswellenform als Keimlicht und kann daher das gepulste Laserlicht PL1 mit einer günstigen Pulswellenform ausgeben. Somit kann eine Beschädigung von optischen Teilen oder eine Verschlechterung des Bearbeitungsziels unterdrückt werden und es können gute Bearbeitungsbedingungen erzielt werden.
  • Ferner kann durch Ändern der Ansteuerung der DFB-Laserstreifen 11a-1 bis 11a-n die Wellenlänge des gepulsten Laserlichts PL1 leicht modifiziert werden.
  • Wenn ferner veranlasst wird, dass mehr als einer der DFB-Laserstreifen 11a-1 bis 11a-n Laserlichtstrahlen ausgibt, nimmt die optische Leistung jedes Laserlichts ab. Daher kann ein Auftreten des nichtlinearen optischen Effekts in einer Lichtleitfaser, die der Keimlichtquelle 10 nachgeschaltet ist, insbesondere dem Boosterverstärker 40 oder der Einzelmoden-Lichtleitfaser 80, unterdrückt werden. Ferner kann das gepulste Laserlicht PL2 in einem Zustand, in dem mehrere Laserlichtstrahlen mit unterschiedlicher Wellenlänge synchronisiert sind, leicht erhalten werden, ohne eine Desynchronisation zu verursachen.
  • Darüber hinaus kann die Brennweite der Linse allgemein in Abhängigkeit von der Wellenlänge des Lichts variieren. Daher kann dann, wenn die Pulslaservorrichtung 100 zur Laserbearbeitung verwendet wird, durch Ändern der Wellenlänge des gepulsten Laserlichts PL1, indem die DFB-Laserstreifen 11a-1 bis 11a-n, die angesteuert werden sollen, geändert werden, nachdem das Laserlicht PL1 in Bezug auf ein Bearbeitungsziel positioniert ist, die Brennpunktposition des gepulsten Laserlichts PL1 durch die Kondensorlinse der Ausgabeeinheit 50 flexibel geändert werden. Zum Beispiel ist es nach dem Fokussieren auf ein Bearbeitungsziel mit dem gepulsten Laserlicht PL1, das eine Wellenlänge mit der kürzesten Brennweite durch die Kondensorlinse aufweist, durch Verarbeiten und anschließendes Umschalten auf das gepulste Laserlicht PL1, das eine Wellenlänge mit einer längeren Brennweite gemäß einer Bearbeitungstiefe aufweist, möglich, effizient zu bearbeiten oder eine vorteilhafte bearbeitete Form zu erzielen. Alternativ können, indem mehrere Laserlichtstrahlen mit unterschiedlicher Wellenlänge von den DFB-Laserstreifen 11a-1 bis 11a-n ausgegeben werden, Laserlichtkomponenten mit mehreren Brennpunktpositionen gleichzeitig in dem gepulsten Laserlicht PL1 enthalten sein, und daher ist es ist möglich, effizient zu bearbeiten oder eine günstige bearbeitete Form zu erzielen. Ein Unterschied in der Brennpunktposition von Laserlichtkomponenten, die durch die gepulste Laservorrichtung 100 erhalten werden, beträgt beispielsweise ungefähr einhundert bis mehrere hundert nm. Ferner kann durch Verwenden einer Kondensorlinse mit einer größeren chromatischen Aberration in der Ausgabeeinheit 50 ein größerer Unterschied in der Brennpunktposition erhalten werden.
  • 5 ist ein schematisches Konfigurationsdiagramm, das ein erstes Konfigurationsbeispiel 1 des Boosterverstärkers darstellt. Der Boosterverstärker 40 enthält eine Pumpquelle 41, einen optischen Multiplexer 42, eine Modenwandlereinheit 43, die als eine Effektivmodenquerschnitts-Erweiterungseinheit dient, eine Verstärkungslichtleitfaser 44, die als eine Effektivmodenquerschnittserweiterungs-Verstärkungslichtleitfaser dient, und eine Modenwandlereinheit 45, die als eine Effektivmodenquerschnitts-Verringerungseinheit dient.
  • Die Pumpquelle 41 gibt ein Pumplicht aus, das an die Verstärkungslichtleitfaser 44 geliefert werden soll. Die Pumpquelle 41 umfasst beispielsweise einen Kaskaden-Raman-Laser, der Laserlicht mit einer Leistungsklasse von mehreren zehn Watt ausgibt und ein 1,48-µm-Wellenlängenband (zum Beispiel 1,4 µm bis 1,49 µm) aufweist, was als Pumplicht eine Wellenlänge ist, mit der Erbium gepumpt werden kann.
  • Der optische Multiplexer 42 multiplext das gepulste Laserlicht PL2, das von der Einzelmoden-Lichtleitfaser 70 in der Grundmode geleitet worden ist, und das Pumplicht, um es an die Modenwandlereinheit 43 auszugeben, und enthält beispielsweise einen WDM-Koppler oder ein sich verjüngendes Faserbündel (TFB).
  • Die M Modenwandlereinheit 43 ist beispielsweise ein Gitter mit langer Periode, das in Patentdokument 5 offenbart ist, und erweitert eine Effektivmodenquerschnittsfläche des gepulsten Laserlichts PL2 und des Pumplichts durch Umwandeln der Ausbreitungsmode des angenommenen gepulsten Laserlichts PL2 und des Pumplichts von der Grundmode (LP01-Mode) in eine Mode höherer Ordnung (HOM).
  • Die Verstärkungslichtleitfaser 44 ist beispielsweise eine Lichtleitfaser, die in Patentdokument 5 offenbart ist, und ist eine mit seltenen Erden dotierte Lichtleitfaser, die z. B. mit Erbium dotiert ist, das einen optischen Verstärkungseffekt in Bezug auf Licht mit der Wellenlänge des gepulsten Laserlichts PL2 ausübt. Die Verstärkungslichtleitfaser 44 verstärkt das gepulste Laserlicht PL2 in der Mode höherer Ordnung, während sie in der Einzelmode leitet, durch den optischen Verstärkungseffekt einer durch das Pumplicht optisch gepumpten seltenen Erde, um es an die Modenwandlereinheit 45 auszugeben. Das gepulste Laserlicht PL2 pflanzt sich somit in der Verstärkungslichtleitfaser 44 fort, während es in einem Zustand verstärkt wird, in dem die effektive Modenquerschnittsfläche erweitert ist, und daher wird ein Auftreten des nichtlinearen optischen Phänomens in der Verstärkungslichtleitfaser 44 durch das gepulste Laserlicht PL2 unterdrückt. Die effektive Modenquerschnittsfläche des gepulsten Laserlichts PL2, das sich in der optischen Verstärkungsfaser 44 fortpflanzt, ist beispielsweise 1677 µm2, wenn die Mode höherer Ordnung die LP010-Mode ist, und ist signifikant größer als beispielsweise 55 µm2, was die effektive Modenquerschnittsfläche im Fall einer standardmäßigen Einzelmoden-Lichtleitfaser ist, die in der Lichtleitfaserkommunikation verwendet wird.
  • Die Modenwandlereinheit 45 ist beispielsweise ein Gitter mit langer Periode, das in Patentdokument 5 offenbart ist, und empfängt das gepulste Laserlicht PL2, das sich in der Verstärkungslichtleitfaser 44 in der Mode höherer Ordnung fortgepflanzt hat, wandelt die Ausbreitungsmode in die Grundmode um und gibt es an die Einzelmoden-Lichtleitfaser 80 aus. Somit wird das gepulste Laserlicht PL2 mit hoher Kopplungseffizienz in die Einzelmoden-Lichtleitfaser 80 eingekoppelt.
  • Die Modenwandlereinheiten 43, 45 sind nicht auf das Gitter mit langer Periode beschränkt, sondern können beispielsweise mit einer in Patentdokument 6 offenbarten binären Phasenplatte ausgebildet sein. Die binäre Phasenplatte ist beispielsweise eine Quarzglasplatte mit konzentrischen Nuten und ist in der Lage, durch Korrektur von Phasensprüngen in Strahlen des gepulsten Laserlichts PL2 in der Mode höherer Ordnung Eingangslicht in der Mode höherer Ordnung in gaußförmiges Licht in der Grundmode umzuwandeln und Eingangslicht in der Grundmode umgekehrt in Licht in der Mode höherer Ordnung umzuwandeln.
  • Die binäre Phasenplatte kann direkt an der Lichtleitfaser auf einer Seite, aus der das gepulste Laserlicht PL2 ausgegeben wird, angebracht sein oder kann ein vergrößerndes optisches System wie beispielsweise eine Linse zwischen sich selbst und der Lichtleitfaser aufweisen. Darüber hinaus kann dann, wenn die Mode höherer Ordnung eingespeist wird, ein 4f-Linsensystem zum Einspeisen des gepulsten Laserlichts PL2, das die binäre Phasenplatte durchlaufen hat, zusammen mit einer Öffnung zum Abschirmen von Sockelkomponenten sein, die konzentrisch auf einer äußeren Umfangsseite vorhanden sind, bereitgestellt sein, um diese in eine gaußförmige Grundmode umzuwandeln.
  • (Erste Abwandlung)
  • 6 ist ein Diagramm, das eine erste Abwandlung der Pulslaservorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform darstellt. Die Pulslaservorrichtung gemäß dieser ersten Abwandlung ist eine solche, in der die Keimlichtquelle 10 und die Steuereinheit 20 in der Pulslaservorrichtung 100 gemäß der ersten Ausführungsform durch eine Keimlichtquelle 10A bzw. eine Steuereinheit 20A ersetzt sind.
  • Die Keimlichtquelle 10A umfasst eine elektronische Kühlvorrichtung (TEC) 13 wie etwa eine Peltier-Vorrichtung, auf der die DFB-Laserstreifen 11a-1 bis 11a-n montiert sind. Darüber hinaus umfasst die Steuereinheit 20A eine TEC-Steuereinheit 24, die einen Ansteuerstrom an die elektronische Kühlvorrichtung 13 liefert. Ferner umfasst die Steuereinheit 20A mehrere DFB-Ansteuereinheiten 21A-1 bis 21A-n, die ausgebildet sind, um einen Ansteuerstrom an die jeweiligen DFB-Laserstreifen 11a-1 bis 11a-n zu liefern.
  • In der Pulslaservorrichtung gemäß der ersten Abwandlung kann durch gemeinsames Anpassen der Temperatur der DFB-Laserstreifen 11a-1 bis 11a-n durch die elektronische Kühlvorrichtung 13 die Wellenlänge des Laserlichts, das von den DFB-Laserstreifen 11a-1 bis 11a-n ausgegeben wird, gemeinsam angepasst werden. Darüber hinaus können die DFB-Laserstreifen 11a-1 bis 11a-n individuell von den entsprechenden DFB-Ansteuereinheiten 21A-1 bis 21A-n mit einem elektrischen Strom versorgt werden.
  • (Zweite Abwandlung)
  • 7 ist ein Diagramm, das eine zweite Abwandlung der Pulslaservorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform darstellt. Die Pulslaservorrichtung gemäß der zweiten Abwandlung ist eine solche, bei der die Keimlichtquelle 10 und die Steuereinheit 20 in der Pulslaservorrichtung 100 gemäß der ersten Ausführungsform durch eine Keimlichtquelle 10B und eine Steuereinheit 20B ersetzt sind.
  • Die Keimlichtquelle 10B umfasst zusätzlich zu den Komponenten der Keimlichtquelle 10 einen Reflexionsspiegel 14 als eine Verzweigungseinheit, die einen Teil des gepulsten Laserlichts PL2, das von der integrierten Halbleiterlaservorrichtung 11 ausgegeben wird, zur Ausgabe abzweigt, und einen Photodetektor (PD) als eine Überwachungseinheit 15, die die Leistung des abgezweigten Teils des Laserlichtes überwacht.
  • In der Pulslaservorrichtung gemäß der zweiten Abwandlung gibt die Überwachungseinheit 15 ein elektrisches Signal entsprechend der Leistung des überwachten Lichts als ein Überwachungsergebnis an eine Steuereinheit für konstante Ausgabe 25 aus. Die Steuereinheit für konstante Ausgabe 25 steuert die SOA-Ansteuereinheit 22 basierend auf dem elektrischen Eingangssignal derart, dass die Leistung des gepulsten Laserlichts PL2, das von der integrierten Halbleiterlaservorrichtung 11 ausgegeben wird, konstant ist. Insbesondere gibt die Steuereinheit für konstante Ausgabe 25 einen Spezifikationswert an die SOA-Ansteuereinheit 22 aus, um einen Stromwert zu spezifizieren, der an den Halbleiteroptoverstärker 11d geliefert werden soll. Diese Steuerung für konstante Ausgabewird wird auch als Leistungsrückkopplungssteuerung bezeichnet und kann durch Bereitstellen einer Schaltung, die die allgemein bekannte PI-Steuerung oder PID-Steuerung durchführt, in der Steuereinheit für konstante Ausgabe 25 implementiert werden. Somit wird die Leistung des gepulsten Laserlichts PL2 als Keimlichtausgabe aus der Keimlichtquelle 10B stabilisiert.
  • (Konfigurationsbeispiel 2 des Boosterverstärkers)
  • 8 ist ein schematisches Konfigurationsdiagramm, das ein Konfigurationsbeispiel 2 des Boosterverstärkers darstellt. Ein Boosterverstärker 40A, der in 8 gezeigt ist, hat eine Konfiguration, bei der die Modenwandlereinheit 43 durch eine Modenwandlereinheit 43A ersetzt ist, die Verstärkungslichtleitfaser44 durch eine Verstärkungslichtleitfaser 44A ersetzt ist und die Modenwandlereinheit 45 in dem in 5 gezeigten Boosterverstärker 40 entfernt ist. Ferner ist in diesem Konfigurationsbeispiel 2 die Ausgabeeinheit 50 mit der Verstärkungslichtleitfaser 44A verbunden.
  • Die Modenwandlereinheit 43A, die als eine Effektivmodenquerschnitts-Erweiterungseinheit dient, erweitert eine Effektivmodenquerschnittsfläche des gepulsten Laserlichts PL2 und des Pumplichts durch Umwandeln der Ausbreitungsmode des gepulsten Laserlichts PL2, das aus der Einzelmoden-Lichtleitfaser 70 empfangen wird, und des Pumplichts, das aus der Pumpquelle 41 ausgegeben wird, von der Grundmode (LP01-Mode) in eine Mulitmode, die die Mode höherer Ordnung einschließt. Die Modenwandlereinheit 43A kann mit einem Schmelzspleiß zwischen der Einzelmoden-Lichtleitfaser auf einer Ausgangsseite des optischen Multiplexers 42 und der Verstärkungslichtleitfaser 44A ausgebildet sein.
  • Die Verstärkungslichtleitfaser 44A ist beispielsweise eine Lichtleitfaser, die in dem Nichtpatentdokument 1 offenbart ist, und umfasst einen zentralen Kern mit einer erweiterten effektiven Modenquerschnittsfläche, die mindestens größer ist als die einer standardmäßigen Einzelmoden-Lichtleitfaser, die in der Lichtleitfaserkommunikation in der Grundmode verwendet wird, und einen Satellitenkern, aus dem Komponenten der Mode höherer Ordnung austreten. Darüber hinaus ist die Verstärkungslichtleitfaser 44A eine mit seltenen Erden dotierte Lichtleitfaser, die in dem zentralen Kern beispielsweise mit Erbium dotiert ist, das einen optischen Verstärkungseffekt auf Licht mit der Wellenlänge des gepulsten Laserlichts PL2 hat. Die Verstärkungslichtleitfaser 44A lässt die Komponenten der Mode höherer Ordnung aus dem eingespeisten gepulsten Laserlicht PL2 in der Multimode aus einem Nebenkern austreten und verstärkt Komponenten der Grundmode in dem zentralen Kern, während sie sich in der Einzelmode fortpflanzen, durch den optischen Verstärkungseffekt eines Seltenerdelements, das durch das Pumplicht optisch gepumpt wird, um es an die Ausgabeeinheit 50 auszugeben. Somit pflanzt sich das gepulste Laserlicht PL2 in der optischen Verstärkungsfaser 44A fort, während es in einem Zustand verstärkt wird, in dem die effektive Modenquerschnittsfläche erweitert ist, und daher wird ein Auftreten des nichtlinearen optischen Phänomens in der Verstärkungslichtleitfaser 44A durch das gepulste Laserlicht PL2 unterdrückt.
  • (Dritte Abwandlung)
  • 9 ist ein Diagramm, das eine dritte Abwandlung der Pulslaservorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform darstellt. Eine Pulslaservorrichtung gemäß der dritten Abwandlung ist eine solche, bei der die integrierte Halbleiterlaservorrichtung 11 in der Pulslaservorrichtung 100 gemäß der ersten Ausführungsform durch eine Halbleiterlaservorrichtungseinheit 11A ersetzt ist.
  • Die Halbleiterlaservorrichtungseinheit 11A umfasst DFB-Laservorrichtungen 11Aa-1 bis 11Aa-n (wobei n eine positive ganze Zahl größer oder gleich 2 ist) und WDM-Filter 11Ac-1 bis 11Ac-n. Die DFB-Laservorrichtungen 11Aa-1 bis 11Aa-n sind dazu ausgelegt, Laserlichtstrahlen in einem 1 µm-Band (z. B. 1,0 µm bis 1,1 µm) mit voneinander verschiedenen Wellenlängen auszugeben. Die DFB-Laservorrichtungen 11Aa-1 bis 11Aa-n sind vorzugsweise in aufsteigender oder absteigender Reihenfolge der Wellenlänge der auszugebenden Laserlichtstrahlen angeordnet. Darüber hinaus werden die DFB-Laservorrichtungen 11Aa-1 bis 11Aa-n von der DFB-Ansteuereinheit 21 über die Schaltereinheiten 23-1 bis 23-n mit einem Ansteuerstrom versorgt.
  • Die WDM-Filter 11Ac-1 bis 11Ac-n sind dazu ausgelegt, Laserlichtstrahlen, die von den DFB-Laservorrichtungen 11Aa-1 bis 11Aa-n ausgegeben werden, zu multiplexen. Zum Beispiel weist das WDM-Filter 11Ac-1 eine Wellenlängencharakteristik auf, bei der Laserlicht, das aus der DFB-Laservorrichtung 11Aa-1 ausgegeben wird, reflektiert wird, und Laserlichtstrahlen, die von den WDM-Filtern 11Ac-2 bis 11Ac-n ausgegeben werden, durchgelassen werden. Das WDM-Filter 11Ac-2 weist eine Wellenlängencharakteristik auf, bei der Laserlicht aus der DFB-Laservorrichtung 11Aa-2 reflektiert wird und Laserlichtstrahlen, die aus den DFB-Laservorrichtungen 11Aa-3 bis 11Aa-n ausgegeben werden, durchgelassen werden. In ähnlicher Weise weist das WDM-Filter 11Ac-n eine Wellenlängencharakteristik auf, bei der Laserlicht, das aus der DFB-Laservorrichtung 11Aa-n ausgegeben wird, reflektiert wird. Somit multiplexen die WDM-Filter 11Ac-1 bis 11Ac-n Laserlichtstrahlen, die aus den DFB-Laservorrichtungen 11Aa-1 bis 11Aa-n ausgegeben werden und in den Halbleiteroptoverstärker 11d eingegeben werden. Der Halbleiteroptoverstärker 11d ist so ausgebildet, dass er Laserlicht in einem 1-µm-Band in der dritten Abwandlung verstärken kann. Das in den Halbleiteroptoverstärker 11d eingegebene Laserlicht wird einer Pulsmodulation und Verstärkung durch den Halbleiteroptoverstärker 11d unterzogen, um als das gepulste Laserlicht PL2 als Keimlicht ausgegeben zu werden.
  • In der Pulslaservorrichtung gemäß der dritten Abwandlung sind der Vorverstärker 30 und der Boosterverstärker 40 auch so ausgebildet, dass sie Laserlicht im 1-µm-Band verstärken können. Daher ist ein Seltenerdelement, das in den jeweiligen Verstärkern 30, 40 dotiert ist, beispielsweise Ytterbium. Ferner ist die in dem Vorverstärker 30 und dem Boosterverstärker 40 verwendete Pumpquelle eine solche, die Pumplicht einer Wellenlänge ausgibt, die Ytterbium optisch pumpen kann, und umfasst einen Halbleiterlaser, der Pumplicht von z. B. 915 nm Wellenlänge ausgibt.
  • 10A, 10B sind Diagramme, die ein Vergleichsbeispiel bzw. ein praktisches Beispiel der vorliegenden Erfindung darstellen. 10A zeigt eine Pulswellenform von Keimlicht, wenn es direkt moduliert wird, indem als Vergleichsbeispiel ein pulsmodulierter Ansteuerstrom durch die DFB-Ansteuereinheit an einen der DFB-Laserstreifen in der Pulslaservorrichtung mit der in 1 und 4 dargestellten Konfiguration geliefert wird. 10B zeigt eine Pulswellenform von Keimlicht, wenn es direkt moduliert wird, indem als praktisches Beispiel ein pulsmodulierter Ansteuerstrom durch die SOA-Ansteuereinheit an den Halbleiteroptoverstärker in der Pulslaservorrichtung mit der in 1 und 4 dargestellten Konfiguration geliefert wird. Die horizontale Achse ist für die Zeit und eine vertikale Achse für eine gemessene optische Leistung einer Pulswellenform, die durch eine Spannung ausgedrückt wird.
  • Wie in 10A, 10B gezeigt tritt in dem Vergleichsbeispiel neben einer Pulswellenform durch die Pulsmodulation ein Vorpuls auf, während in dem praktischen Beispiel eine bevorzugte Pulswellenform ohne einen Vorpuls erzielt wird.
  • (Zweite Ausführungsform)
  • 11 ist ein schematisches Konfigurationsdiagramm einer Pulslaservorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform. Wie in 11 dargestellt enthält eine Pulslaservorrichtung 200 die Keimlichtquelle 10, eine Steuereinheit 220, einen Vorverstärker 230, den Boosterverstärker 40, die Ausgabeeinheit 50, die Einzelmoden-Lichtleitfasern 60, 70, 80, die die Keimlichtquelle, den Vorverstärker 230, den Boosterverstärker 40 und die Ausgabeeinheit 50 miteinander verbinden, und ein optisches Bandpassfilter 90, das in einer dem Vorverstärker 230 nachfolgenden Stufe und in einer Mitte der Einzelmoden-Lichtleitfaser 70 angeordnet ist. Die Pulslaservorrichtung 200 gibt gepulstes Laserlicht PL3 aus der Ausgabeeinheit 50 aus.
  • Da die Keimlichtquelle 10 die gleiche wie die ist, die in der Pulslaservorrichtung 100 gemäß der ersten Ausführungsform enthalten ist, fällt eine Erläuterung davon weg.
  • 12 ist ein schematisches Konfigurationsdiagramm eines Teils, der sich auf die integrierte Halbleiterlaservorrichtung 11, die Steuereinheit 220 und den Vorverstärker 230 bezieht. Im Folgenden wird zuerst eine Konfiguration des Vorverstärkers 230 erläutert und anschließend wird eine Konfiguration der Steuereinheit. 220 wird erläutert.
  • Der Vorverstärker 230 ist ein Lichtleitfaserverstärker, der durch stimulierte Emission einen optischen Verstärkungseffekt auf Licht mit einer Wellenlänge von gepulstem Laserlicht PL4 als Keimlicht ausübt, das von der später beschriebenen integrierten Halbleiterlaservorrichtung 11 ausgegeben wird. Der Vorverstärker 230 enthält eine Pumpquelle 231, einen optischen Multiplexer 232 und eine Verstärkungslichtleitfaser 233.
  • Die Pumpquelle 231 gibt Pumplicht aus, das an die Verstärkungslichtleitfaser 233 geliefert werden soll. Die Pumpquelle 231 enthält eine Halbleiterlaservorrichtung, die Laserlicht in einem Wellenlängenband von 1,48 µm oder einem Wellenlängenband von 0,98 µm ausgibt, was als Pumplicht eine Wellenlänge ist, die Erbium pumpen kann.
  • Der optische Multiplexer 232 multiplext das gepulste Laserlicht PL4, das von der integrierten Halbleiterlaservorrichtung 11 ausgegeben worden ist und durch die Einzelmoden-Lichtleitfaser 60 geleitet worden ist, und das Pumplicht, um diese an die Verstärkungslichtleitfaser 233 auszugeben und enthält beispielsweise einen WDM-Koppler oder ein TFB.
  • Die Verstärkungslichtleitfaser 233 ist eine mit seltenen Erden dotierte Lichtleitfaser, der durch Dotieren mit Erbium, das einen optischen Verstärkungseffekt durch stimulierte Emission in Bezug auf Licht mit einer Wellenlänge des gepulsten Laserlichts PL4 aufweist, ein optischer Verstärkungseffekt verliehen wird. Die Verstärkungslichtleitfaser 233 verstärkt das gepulste Laserlicht PL4, während es sich darin fortpflanzt, durch den optischen Verstärkungseffekt durch stimulierte Emission eines Seltenerdelements (Erbium), das durch das Pumplicht optisch gepumpt wird, um es an die Einzelmoden-Lichtleitfaser 70 auszugeben.
  • Die Steuereinheit 220 enthält eine DFB-Ansteuereinheit 221, die als eine Halbleiterlaservorrichtungs-Ansteuereinheit dient, die dazu ausgelegt ist, einen DFB-Ansteuerstrom S1 als einen pulsmodulierten Halbleiterlaservorrichtungs-Ansteuerstrom an die DFB-Laserstreifen 11a-1 bis 11a-n zu liefern, eine SOA-Ansteuereinheit 222, die als eine Halbleiteroptoverstärker-Ansteuereinheit dient, die einen SOA-Ansteuerstrom S2 als einen pulsmodulierten Halbleiteroptoverstärker-Ansteuerstrom an den Halbleiteroptoverstärker liefert, und eine Pumpquellen-Ansteuereinheit 223, die einen pulsmodulierten Pumpquellen-Ansteuerstrom S3 an die Pumpquelle 231 des Vorverstärkers 230 liefert. Diese Ansteuereinheiten können mit einer allgemein bekannten Laseransteuerschaltung oder dergleichen ausgebildet sein. Darüber hinaus enthält die Steuereinheit 220 eine Rechenverarbeitungseinheit, die verschiedene Rechenverarbeitungsvorgänge ausführt, um diese Ansteuereinheiten zu steuern, eine Speichereinheit wie etwa einen ROM, in der verschiedene Arten von Programmen, Daten und dergleichen zur Durchführung der Rechenverarbeitung durch die Rechenverarbeitungseinheit verwendet werden, und eine Speichereinheit wie etwa einen RAM, der als ein Arbeitsbereich verwendet wird, wenn die Rechenverarbeitungseinheit die Rechenverarbeitung durchführt, oder um ein Ergebnis der Rechenverarbeitung durch die Rechenverarbeitungseinheit oder dergleichen zu speichern.
  • Ferner enthält die Steuereinheit 220 mehrere Schaltereinheiten 223-1 bis 223-n, um zwischen der Zufuhr und dem Unterbrechen eines Ansteuerstroms aus der DFB-Ansteuereinheit 221 zu den DFB-Laserstreifen 11a-1 bis 11a-n umzuschalten. Die Schaltereinheiten 223 1 bis 223-n sind in einer Mitte von Versorgungspfaden des DFB-Ansteuerstroms S1 zu den DFB-Laserstreifen 11a-1 bis 11a-n von der DFB-Ansteuereinheit 221 angeordnet. Die Schaltereinheiten 223-1 bis 223-n können beispielsweise mit einer analogen Schaltschaltung ausgebildet sein oder können ausgebildet sein, indem eine Schaltereinheit, die mit dem DFB-Laserstreifen verbunden ist, an den der Ansteuerstrom geliefert werden soll, mit einem Null-Ohm-Widerstand versehen wird und der Versorgungsweg für eine Schaltereinheit, die mit dem DFB-Laserstreifen verbunden ist, an den der Ansteuerstrom nicht geliefert werden soll, gelöst wird oder indem ein Widerstand mit hohem Widerstandswert auf einem Niveau, das die gleiche Wirkung wie das Lösen ausüben kann, bereitgestellt wird.
  • Wenn einer oder mehrere der DFB-Laserstreifen 11a-1 bis 11a-n von der DFB-Ansteuereinheit 221 durch eine oder mehrere der Schaltereinheiten 223-1 bis 223-n mit dem DFB-Ansteuerstrom S1 versorgt werden, wird der DFB-Laserstreifen, der mit dem DFB-Ansteuerstrom S1 versorgt wird, direkt moduliert und angesteuert, um eine Laseroszillation durchzuführen, und gibt gepulstes Laserlicht aus, das einen EIN-Zustand und einen AUS-Zustand wiederholt. Die Wellenlänge des Laserlichtes, das von den DFB-Laserstreifen 11a-1 bis 11a-n ausgegeben wird, kann durch Anpassen einer Menge des Ansteuerstroms, der den jeweiligen Streifen zugeführt wird, angepasst werden. Wenn der Ansteuerstrom erhöht wird, erhöht sich beispielsweise die Temperatur des DFB-Laserstreifens und die Wellenlänge des Laserlichts verschiebt sich in Richtung einer langwelligen Seite.
  • Anschließend koppelt der optische MMI-Koppler 11c mehrere Laserlichtstrahlen, die durch einen oder mehrere der optischen Wellenleiter 11b-1 bis 11b-n eingegeben werden, (oder nur, wenn das eingegebene Laserlicht nur einer ist, lässt diesen durch) und gibt sie an den Halbleiteroptoverstärker 11d aus. Der optische Halbleiteroptoverstärker 11d empfängt die Laserlichtstrahlen.
  • Der Halbleiteroptoverstärker 11d wird direkt moduliert und angesteuert, indem er von der SOA-Ansteuereinheit 222 mit dem SOA-Ansteuerstrom S2 versorgt wird. Ferner steuert die Steuereinheit 220, um eine Koordination zwischen der DFB-Ansteuereinheit 221 und der SOA-Ansteuereinheit. 222 sicherzustellen, und synchronisiert die Pulsmodulation des DFB-Ansteuerstroms S1 mit der Pulsmodulation des SOA-Ansteuerstroms S2. Insbesondere werden ein Zyklus eines EIN-Zustands und eines AUS-Zustands des DFB-Ansteuerstroms S1 und ein Zyklus eines EIN-Zustands und eines AUS-Zustands des SOA-Ansteuerstroms S2 miteinander abgeglichen. Darüber hinaus wird die Phase der Pulsmodulation so angepasst, dass dann, wenn von den DFB-Laserstreifen ausgegebenes gepulstes Laserlicht in den Halbleiteroptoverstärker 11d eingegeben wird, der SOA-Ansteuerstrom S2 in dem EIN-Zustand an den Halbleiteroptoverstärker 11d geliefert wird, um den Halbleiteroptoverstärker 11d in den Zustand zu bringen, der eine optische Verstärkung ermöglicht. Somit kann der Halbleiteroptoverstärker 11d, der durch den pulsmodulierten SOA-Ansteuerstrom S2 angesteuert wird, das von dem DFB-Laserstreifen ausgegebene gepulste Laserlicht verstärken, um es als das gepulste Laserlicht PL4 auszugeben. Die Pulsbreite und der Tastgrad des gepulsten Laserlichts PL4 können durch Anpassen der Pulsbreite und des Tastgrads des SOA-Ansteuerstroms S2 angepasst werden.
  • Unter erneuter Bezugnahme auf 11 koppelt das Kopplungslinsensystem 12 in der Keimlichtquelle 10 das von dem Halbleiteroptoverstärker 11d der integrierten Halbleiterlaservorrichtung 11 ausgegebene gepulste Laserlicht PL4 in die Einzelmoden-Lichtleitfaser 60 ein. Die Einzelmoden-Lichtleitfaser 60 leitet das gepulste Laserlicht PL4 in der Einzelmode, die die Grundmode ist, um dieses in den Vorverstärker 230 einzuspeisen.
  • Die Pumpquelle 231 des Vorverstärkers 230 wird direkt moduliert und angesteuert, indem sie von der Pumpquellen-Ansteuereinheit 223 mit dem Pumpquellen-Ansteuerstrom S3 versorgt wird. Ferner steuert die Steuereinheit 220, um eine Koordination mit der Pumpquellen-Ansteuereinheit 223, zusätzlich zu der DFB-Ansteuereinheit 221 und der SOA-Ansteuereinheit 22, die oben beschrieben sind, sicherzustellen, und synchronisiert die Pulsmodulation des DFB-Ansteuerstroms S1 und die Pulsmodulation des SOA-Ansteuerstroms S2 mit der Pulsmodulation des Pumpquellen-Ansteuerstroms S3. Insbesondere werden ein Zyklus eines EIN-Zustands und eines AUS-Zustands des DFB-Ansteuerstroms S1, ein Zyklus eines EIN-Zustands und eines AUS-Zustands des SOA-Ansteuerstroms S2 und ein Zyklus eines EIN-Zustands und eines AUS-Zustands des Pumpquellen-Ansteuerstroms S3 miteinander abgeglichen. Darüber hinaus wird die Phase der Pulsmodulation so angepasst, dass dann, wenn von dem Halbleiteroptoverstärker 11d ausgegebenes gepulstes Laserlicht PL4 in die Verstärkungslichtleitfaser 233 des Vorverstärkers 230 eingegeben wird, der Pumpquellen-Ansteuerstrom S3 in dem EIN-Zustand an die Pumpquelle 231 geliefert wird, um Pumplicht an die Verstärkungslichtleitfaser 233 zu liefern, und die Verstärkungslichtleitfaser 233 wird dadurch optisch gepumpt, damit sie in dem optisch gepumpten Zustand (Zustand, der eine optische Verstärkung ermöglicht) ist. Somit kann die Verstärkungslichtleitfaser 233, die durch die Pumpquelle 231, die durch den pulsmodulierten Pumpquellen-Ansteuerstrom S3 angesteuert wird, optisch gepumpt wird, das gepulste Laserlicht PL4 verstärken, um es auszugeben.
  • Die Einzelmoden-Lichtleitfaser 70 leitet das durch den Vorverstärker 230 verstärkte gepulste Laserlicht PL4 in der Einzelmode, die die Grundmode ist, um es in den Boosterverstärker 40 einzuspeisen. Das optische Bandpassfilter 90, das in einer Mitte der Einzelmoden-Lichtleitfaser 70 ist, ist so ausgebildet, dass es ein Durchlassband aufweist, so dass Licht mit einer Wellenlänge des Laserlichts, das von dem DFB-Laserstreifen ausgegeben wird, selektiv durchgelassen wird. Insbesondere dann, wenn Laserlicht von zwei oder mehr der DFB-Laserstreifen 11a-1 bis 11a-n ausgegeben wird, wird das Durchlassband so eingestellt, dass alle diese Laserlichtstrahlen durchgelassen werden. Das optische Bandpassfilter 90 kann in einer dem Vorverstärker 30 nachfolgenden Stufe der Pulslaservorrichtung 100 und in einer Mitte der Einzelmoden-Lichtleitfaser 70 angeordnet sein.
  • Der Boosterverstärker 40 ist vorzugsweise ein Lichtleitfaserverstärker, der eine höhere maximale Ausgabeleistung als der Vorverstärker 230 hat, und empfängt das verstärkte gepulste Laserlicht PL4 und verstärkt dieses weiter, um es an die Einzelmoden-Lichtleitfaser 80 auszugeben. Die Einzelmoden-Lichtleitfaser 80 leitet das weiter verstärkte gepulste Laserlicht PL4 in der Einzelmode, die die Grundmode ist. Die Ausgabeeinheit 50 gibt das weiter verstärkte gepulste Laserlicht PL4, das von der Einzelmoden-Lichtleitfaser 80 als das gepulste Laserlicht PL3 geleitet worden ist, aus.
  • Als Nächstes werden eine Zeitwellenform des gepulsten Laserlichts PL4, das von dem Halbleiteroptoverstärker 11d ausgegeben wird, und eine Zeitwellenform des verstärkten gepulsten Laserlichts PL4, das von dem Vorverstärker 230 in der Pulslaservorrichtung 200 ausgegeben wird, erläutert.
  • 13 ist ein Diagramm, das eine Zeitwellenform des gepulsten Laserlichts PL4, das von dem Halbleiteroptoverstärker 11d ausgegeben wird, darstellt. Ein Zeichen RT bezeichnet eine Wiederholungszeit der Pulsmodulation des DFB-Ansteuerstroms S1 und des SOA-Ansteuerstroms S2. Die Wiederholungszeit RT liegt in einer Größenordnung von 1 s bis 1 µs und von 0,1 µs oder mehr. Das heißt, eine Wiederholungsfrequenz liegt in einer Größenordnung von 1 Hz bis 1 MHz und von 10 MHz oder niedriger. Ein Zeichen PW1 bezeichnet eine Pulsbreite des DFB-Ansteuerstroms S1 und die Pulsbreite PW1 beträgt beispielsweise 10 ns bis 100 ns. Ein Zeichen PW2 bezeichnet eine Pulsbreite des SOA-Ansteuerstroms S2 und die Pulsbreite PW2 ist beispielsweise 0,1 ns bis 2 ns. Daher ist eine modulierte Pulsbreite des DFB-Ansteuerstroms S1 so eingestellt, dass sie größer als eine modulierte Pulsbreite des SOA-Ansteuerstroms S2 ist. Da die Pulsbreite des gepulsten Laserlichts PL4 im Wesentlichen die gleiche ist wie die Pulsbreite des SOA-Ansteuerstroms S2, wird die Pulsbreite des gepulsten Laserlichts PL4 im Folgenden als die Pulsbreite PW2 ausgedrückt. Darüber hinaus bezeichnet ein Zeichen PP einen Vorpuls in einem Stoßzustand durch Relaxationsschwingung des DFB-Laserstreifens.
  • Wenn der DFB-Laserstreifen durch den DFB-Ansteuerstrom S1 direkt moduliert und angesteuert wird, wird der DFB-Laserstreifen für eine Periode der Impulsbreite PW1 angesteuert und erzeugt eine Laseroszillation. Da die Pulsbreite des durch den DFB-Laserstreifen ausgegebenen gepulsten Laserlichts im Wesentlichen die gleiche ist wie die Pulsbreite des DFB-Ansteuerstroms S1, wird die Pulsbreite des von dem DFB-Laserstreifen ausgegebenen gepulsten Laserlichts im Folgenden als die Pulsbreite PW1 ausgedrückt. Darüber hinaus wird der Halbleiteroptoverstärker 11d dann, wenn er durch den SOA-Ansteuerstrom S2 direkt moduliert und angesteuert wird, für eine Periode der Pulsbreite PW2 angesteuert und übt den optischen Verstärkungseffekt aus. Wenn der Halbleiteroptoverstärker 11d nicht angesteuert wird (in dem AUS-Zustand ist), wird das von dem DFB-Laserstreifen ausgegebene gepulste Laserlicht größtenteils von dem optischen Halbleiterverstärker 11d absorbiert. Als Ergebnis wird Licht, das nicht absorbiert worden ist, von dem optischen Halbleiterverstärker 11d ausgegeben und weist eine optische Leistung von einem Pegels auf, der durch eine Linie L1 angegeben ist. Wenn andererseits der Halbleiteroptoverstärker 11d angesteuert wird (in dem EIN-Zustand ist), wird das von dem DFB-Laserstreifen ausgegebene gepulste Laserlicht durch den optischen Halbleiterverstärker 11d verstärkt. Als Ergebnis wird das gepulste Laserlicht PL4 mit einer optischen Leistung eines Pegels, der um eine Leistung D1 höher ist als der Pegel, der durch die Linie L1 angegeben ist, von dem Halbleiteroptoverstärker 11d ausgegeben.
  • Wie oben beschrieben synchronisiert die Steuereinheit 220 die Pulsmodulation des DFB-Ansteuerstroms S1 mit der Pulsmodulation des SOA-Ansteuerstroms S2. Somit kann die Pulslaservorrichtung 200 das gepulste Laserlicht PL4 auf einem hohen Pegel ausgeben, der in der vorbestimmten Wiederholungszeit RT verstärkt wird.
  • Darüber hinaus wird in der Pulslaservorrichtung 200 der DFB-Laserstreifen durch einen Gleichstrom angesteuert und ein höheres Extinktionsverhältnis als in dem Fall einer CW-Laseroszillation kann erzielt werden. Insbesondere dann, wenn der DFB-Laserstreifen dazu veranlasst wird, die CW-Laseroszillation zu erzeugen, wird immer Laserlicht mit der optischen Leistung des Pegels, der durch die Linie L1 angegeben ist, von dem Halbleiteroptoverstärker 11d ausgegeben. Ein Zeitintegralwert dieses CW-Laserlichts verringert das SNR des verstärkten gepulsten Laserlichts PL4, das von dem optischen Halbleiterverstärker 11d ausgegeben wird, wenn ein Verhältnis (Tastgrad) zwischen der Wiederholungszeit RT und der Pulsbreite PW2 steigt. Auf der anderen Seite wird in der Pulslaservorrichtung 200 der DFB-Laserstreifen pulsmodulationsgesteuert. Daher wird die zeitliche Akkumulation von Laserlicht unterdrückt und es kann ein hohes SNR erzielt werden.
  • Beispielsweise sei angenommen, dass die gepulste Breite PW2 2 ns beträgt, die Wiederholungszeit RT 20 µs ist und der Tastgrad davon 10000 beträgt. In diesem Fall ist selbst dann, wenn ein Leistungsverhältnis zwischen der optischen Leistung von gepulstem Laserlicht, das durch die Pulsmodulation des Halbleiteroptoverstärkers 11d erhalten wird, und der optischen Leistung des CW-Laserlichts 60 dB beträgt, das Energieverhältnis nach einer zeitlichen Integration aufgrund der zeitlichen Akkumulation des CW-Laserlichts 20 dB. Dies ist ungünstig, da dies dem Laserlicht der optischen Leistung von 1% der optischen Leistung des gepulsten Laserlichts entspricht, das auch während einer Periode ausgegeben wird, in der die Ausgabe des gepulsten Laserlichts in dem AUS-Zustand ist, und da das SNR niedrig ist. Wenn beispielsweise die Pulslaservorrichtung zur Laserbearbeitung verwendet wird, werden ungünstigerweise andere Komponenten als das gepulste Laserlicht selbst in einer Periode, in der das gepulste Laserlicht zur Verarbeitung in den AUS-Zustand geschaltet wird, auf ein zu bearbeitendes Werkstück eingestrahlt.
  • Andererseits beträgt in der Pulslaservorrichtung 200 dann, wenn die gepulste Breite PW1 20 ns beträgt, das Energieverhältnis zwischen dem gepulsten Laserlicht PL4, das durch den Halbleiteroptoverstärker 11d verstärkt ist, und dem gepulsten Laserlicht der Pulsbreite PW1, das durch die Linie L1 angegeben ist, auch nach einer zeitlichen Integration 50 dB und das SNR ist hoch. Da außerdem der Pegel, der durch die Linie L1 angegeben ist, dann abnimmt, wenn die Ausgabe des gepulsten Laserlichts in dem AUS-Zustand ist, beträgt das Extinktionsverhältnis 60 dB oder mehr.
  • Da der DFB-Laserstreifen und der Halbleiteroptoverstärker 11d ferner die Modulationsgeschwindigkeit auf einen Punkt erhöhen können, der es ermöglicht, eine Pulsbreite in der Größenordnung von weniger als Nanosekunden zu erhalten, kann die Pulslaservorrichtung 200 kurz gepulstes Licht mit einem hohen Extinktionsverhältnis ausgeben. Insbesondere erzeugt der Halbleiteroptoverstärker 11d selbst dann keine Relaxationsoszillation, wenn er durch einen pulsmodulierten Ansteuerstrom angesteuert wird, und das gepulste Laserlicht PL4 hat selbst dann eine günstige Pulswellenform, wenn die Pulsbreite PW2 in der Größenordnung von weniger als einer Nanosekunde bis eine Nanosekunde liegt.
  • Wenn die Pulsmodulation des DFB-Ansteuerstroms S1, die Pulsmodulation des SOA-Ansteuerstroms S2 und die Pulsmodulation des Pumpquellen-Ansteuerstroms S3 ferner miteinander synchronisiert werden, ist es bevorzugt, sie derart zu synchronisieren. dass ein Vorpuls PP und das verstärkte gepulste Laserlicht PL4 nicht zeitlich überlappen. Somit hat das verstärkte gepulste Laserlicht PL4 eine günstige Wellenform ohne einen durch den Vorpuls PP verursachten Spannungsstoß.
  • Als Nächstes ist 14 ein Diagramm, das eine Zeitwellenform von Licht darstellt, das aus dem Vorverstärker 230 ausgegeben wird. In 14 ist ein Abschnitt, der der Pulsbreite PW2 entspricht, weggelassen. Ein Zeichen PW3 bezeichnet eine Pulsbreite des Pumpquellen-Ansteuerstroms S3 und die Pulsbreite PW3 beträgt beispielsweise einige µs. Daher ist die Modulationspulsbreite des Pumpquellen-Ansteuerstroms S3 so eingestellt, dass sie größer als die Modulationspulsbreite des SOA-Ansteuerstroms S2 und die Modulationspulsbreite des DFB-Ansteuerstroms S1 ist.
  • Wenn sie direkt durch den Pumpquellen-Ansteuerstrom S3 modulationsgesteuert wird, wird die Pumpquelle 231 für eine Periode der Pulsbreite PW3 angesteuert und liefert gepulstes Pumplicht an die Verstärkungslichtleitfaser 233, um zu veranlassen, dass die Verstärkungslichtleitfaser 233 den optischen Verstärkungseffekt ausübt. Da die Pulsbreite des Pumplichts im Wesentlichen die gleiche ist wie die Pulsbreite des Pumpquellen-Ansteuerstroms S3, wird die Pulsbreite des Pumplichts im Folgenden auch als die Pulsbreite PW3 angegeben. Während einer Periode, in der der optische Verstärkungseffekt ausgeübt wird, gibt die Verstärkungslichtleitfaser 233 verstärktes spontanes Emissionslicht (ASE) mit einer Leistung gemäß der Größe eines später beschriebenen Inversionsanteils von Erbium in der Verstärkungslichtleitfaser 233 aus. Infolgedessen ist das Licht, das von dem Vorverstärker 230 ausgegeben wird, Licht, bei dem das ASE-Licht, das einen Pegel erreicht, der durch eine Linie L2 angegeben ist, und das gepulste Laserlicht PL4, das durch den Vorverstärker 230 verstärkt wird, einander überlagert sind.
  • Wie oben beschrieben, synchronisiert die Steuereinheit 220 die Pulsmodulation des DFB-Ansteuerstroms S1 und die Pulsmodulation des SOA-Ansteuerstroms S2, mit der Pulsmodulation des Pumpquellen-Ansteuerstroms S3. Somit kann die Pulslaservorrichtung 200 das gepulste Laserlicht PL4 auf einem hohen Pegel ausgeben, der in der vorbestimmten Wiederholungszeit RT weiter verstärkt wird.
  • Ferner wird in der Pulslaservorrichtung 200 die Pumpquelle 231 durch einen Gleichstrom angesteuert und ein höheres Extinktionsverhältnis als in einem Fall, in dem sich der Vorverstärker 230 die ganze Zeit in dem optisch gepumpten Zustand befindet, liegt vor. Speziell wird dann, wenn der Vorverstärker 230 immer in dem optisch gepumpten Zustand ist, das ASE-Licht die ganze Zeit aus dem Vorverstärker 230 ausgegeben. Ein Zeitintegralwert dieses ASE-Lichts verschlechtert das SNR des verstärkten gepulsten Laserlichts PL4, das von dem Vorverstärker 230 ausgegeben wird, wenn ein Verhältnis (Tastgrad) zwischen der Wiederholungszeit RT und der Pulsbreite PW2 zunimmt. Auf der anderen Seite ist in der Pulslaservorrichtung 200 die Pumpquelle 231 pulsmodulationsgesteuert. Daher wird die zeitliche Akkumulation von ASE-Licht unterdrückt und ein hohes SNR kann erzielt werden.
  • Als Nächstes ist eine Beziehung zwischen der Leistung des ASE-Lichts, das von dem Vorverstärker 230 ausgegeben wird, und einer Besetzungsinversion von Erbium in der optischen Verstärkungsfaser 233 erläutert. 15 ist ein Diagramm, das eine Beziehung zwischen einer Zeitwellenform der optischen Leistung des von dem Vorverstärker 230 ausgegebenen Lichts und einer Zeitwellenform (angegeben durch eine Linie L3) der Besetzungsinversion in einem Laserniveau von Erbium in der Verstärkungslichtleitfaser 233 darstellt. Die Besetzungsinversion zeigt einen Besetzungsinversionskoeffizienten an. Obwohl das Pulslaserlicht PL4 in 15 linear dargestellt ist, weist es wie in 13 dargestellt in einer tatsächlichen Situation die Pulsbreite PW1 auf. Außerdem beträgt die Wiederholungszeit 20 µs.
  • Wie in 15 dargestellt nimmt die Besetzungsinversion allmählich zu, wenn das Pumplicht in die optische Verstärkungsfaser 233 eingespeist wird, und erreicht im Wesentlichen eine Sättigung, wenn die Zeit t1 seit der Einspeisung des Pumplichts verstrichen ist, um einen durch eine Linie L4 ausgedrückten Pegel zu erreichen. Die Zeit t1 ist die Relaxationszeit. Die Relaxationszeit t1 liegt beispielsweise in der Größenordnung µs. In dem in 15 gezeigten Beispiel wird das gepulste Laserlicht PL4 durch stimulierte Emission ausreichend optisch verstärkt, wenn das gepulste Laserlicht PL4 eingegeben wird, nachdem die Besetzungsinversion in der optischen Verstärkungsfaser 233 im Wesentlichen die Sättigung erreicht hat. Direkt nachdem das gepulste Laserlicht PL4 verstärkt wird, kehrt gepumptes Erbium sofort in den Grundzustand zurück und daher wird die Besetzungsinversion sofort null. Die Besetzungsinversion nimmt allmählich zu, wenn anschließend Pumplicht eingespeist wird, und wenn die Einspeisung des Pumplichts aufhört (in den AUS-Zustand geschaltet wird), fällt die Besetzungsinversion allmählich auf null.
  • Als Nächstes ist 16 ein Diagramm, das eine Zeitwellenform einer optischen Leistung von Licht, das von dem Vorverstärker 230 ausgegeben wird, und eine Zeitwellenform (angegeben durch eine Linie L5) der Besetzungsinversion in einem Laserniveau von Erbium in der Verstärkungslichtleitfaser 233 zeigt. Es ist zu beachten, dass, dass sich die Wiederholungszeit im Falle von 15 von 20 µs unterscheidet, jedoch für eine Hochgeschwindigkeitsmodulation auf 10 µs verkürzt ist.
  • Wenn die Wiederholungszeit auf 10 µs verkürzt ist, ist es, um das SNR ähnlich wie im Fall von 20 µs zu halten, bevorzugt, dass die Modulationspulsbreite des Pumpquellen-Ansteuerstroms S3 eine Pulsbreite PW4 ist, die etwa die Hälfte der Pulsbreite der Pulsbreite PW3 beträgt. Da in diesem Fall jedoch wie in 16 gezeigt die Zeitspanne seit der Einspeisung des Pumplichts in die Verstärkungslichtleitfaser 233 bis zu der Einspeisung des gepulsten Laserlichts PL4 kürzer als die Relaxationszeit t1 ist, wird das gepulste Laserlicht PL4 eingespeist, bevor die Besetzungsinversion den durch die Linie L4 angegebenen Pegel erreicht. In diesem Fall ist die Besetzungsinversion kleiner als in dem in 15 dargestellten Fall, der Pegel der optischen Verstärkung des gepulsten Laserlichts PL4 ist auch kleiner als in dem in 15 dargestellten Fall und die optische Leistung davon nimmt ebenfalls ab.
  • In diesem Fall ist es bevorzugt, dass der Pumpquellen-Ansteuerstrom S3 erhöht wird. 17 stellt eine Zeitwellenform der optischen Leistung von Licht dar, das von dem Vorverstärker 230 ausgegeben wird, und wenn der Pumpquellen-Ansteuerstrom S3 erhöht wird, ist der Pegel des ASE-Lichts auf einem Pegel, der durch eine Linie L6 angegeben ist und der höher ist als der durch die in 15, 16 dargestellte Linie L2 angegebene Pegel. Durch Erhöhen des Pumpquellen-Ansteuerstroms S3 wird eine zeitliche Erhöhungsrate der Besetzungsinversion, die durch eine Linie 17 wird höher als eine zeitliche Zunahmerate der Besetzungsinversion, die durch eine Linie L7 in 17 angegeben ist, höher als eine zeitliche Zunahmerate der Besetzungsinversion, die durch die Linie L5 in 16 angegeben ist. Zum Vergleich ist die Linie L5 auch in 17 mit einer gestrichelten Linie dargestellt. Daher erreicht die Besetzungsinversion den Pegel, der durch die Linie L4 angegeben ist, bevor das gepulste Laserlicht PL4 in die Verstärkungslichtleitfaser 233 eingegeben wird, und der Pegel der optischen Verstärkung und die optische Leistung davon werden auf dem gleichen Pegel wie in dem Fall gehalten, der in 15 beschrieben ist. Wie beschrieben ist es bevorzugt, dass der Pumpquellen-Ansteuerstrom S3 durch die Steuerung durch die Steuereinheit 220 erhöht wird, wenn die Modulationspulsbreite des Pumpquellen-Ansteuerstroms S3 abnimmt, um einen ausreichenden Pegel der optischen Verstärkung und der optischen Leistung davon in dem Vorverstärker 230zu erzielen.
  • Wenn die Modulationspulsbreite des Pumpquellen-Ansteuerstroms S3 verkürzt wird, kann die Steuereinheit 220 darüber hinaus steuern, um die Pulsmodulation des SOA-Ansteuerstroms S2 mit der Pulsmodulation des Pumpquellen-Ansteuerstroms S3 so zu synchronisieren, dass das Pulslaserlicht PL4 in einer späteren Hälfte einer Zeitspanne der Periode des optisch gepumpten Zustands in dem Vorverstärker 230 in den Vorverstärker 230 eingegeben wird, anstatt den Pumpquellen-Ansteuerstrom S3 zu erhöhen, wie es in 17 dargestellt ist.
  • Im Folgenden ist eine Erläuterung unter Bezugnahme auf 18 gegeben. Wie in 18 gezeigt befindet sich bei dieser Steuerung der Pegel des ASE-Lichts auf dem Pegel der Linie L2, ähnlich wie in dem in 16 dargestellten Fall, und der Pumpquellen-Ansteuerstrom S3 wird nicht erhöht. Bei dieser Steuerung wird jedoch das gepulste Laserlicht PL4 in einer zweiten Hälfte einer Periode des optisch gepumpten Zustands (Periode der Pulsbreite PW4) in dem Vorverstärker 230 in den Vorverstärker 230 eingegeben. Zum Vergleich ist eine Zeitvorgabe der Eingabe des Pulslaserlichts PL4 in dem in 16 gezeigten Fall durch eine Linie L8 in 18 angegeben. Wenn das gepulste Laserlicht PL4 somit in der zweiten Hälfte der Periode des optisch gepumpten Zustands in dem Vorverstärker 230 in den Vorverstärker 230 eingegeben werden soll, wie es durch eine Linie L9 in 18 angegeben ist, wird das gepulste Laserlicht PL4 eingegeben, nachdem die Relaxationszeit t1 verstrichen ist, wenn die Besetzungsinversion den Pegel der Linie L4 erreicht, da der Pumpquellen-Ansteuerstrom S3 in die Verstärkungslichtleitfaser 233 eingegeben wird. Daher werden die Verstärkung des gepulsten Laserlichts PL4 und die optische Leistung davon zusammen mit dem Extinktionsverhältnis auf dem gleichen Pegel gehalten wie in dem Fall, der in 15 dargestellt ist.
  • Um den in 15, 18 dargestellten Zustand zu erzielen, ist es bevorzugt, dass die Pulsbreite PW3 des Pumpquellen-Ansteuerstroms S3 länger eingestellt wird als die Relaxationszeit t1 von Erbium in dem Vorverstärker 230.
  • Obwohl in dem obigen Steuerungsbeispiel das gepulste Laserlicht PL4 eingegeben wird, wenn die Relaxationszeit t1 verstrichen ist, d. h. wenn die Besetzungsinversion den Pegel der Linie L4 erreicht, nachdem der Pumpquellen-Ansteuerstrom S3 in die Verstärkungslichtleitfaser 233 eingespeist worden ist, ist es nicht notwendigerweise erforderlich, dass die Zeitvorgabe des Einspeisens des gepulsten Laserlichts PL4 nach dem Verstreichen der Relaxationszeit t1 liegt. Zum Beispiel kann das gepulste Laserlicht PL4 dann, wenn die Besetzungsinversion, mit der eine wünschenswerte optische Verstärkung ermöglicht ist, erzielt wird, oder später eingespeist werden.
  • Ferner wird das Pumplicht, das in die Verstärkungslichtleitfaser 233 eingespeist wird, nachdem das gepulste Laserlicht PL4 einer optischen Verstärkung unterzogen worden ist, nicht zur optischen Verstärkung verwendet und verursacht eine Verschlechterung des SNR. Daher kann durch Synchronisieren der Pulsmodulation des SOA-Ansteuerstroms S2 und der Pulsmodulation des Pumpquellen-Ansteuerstroms S3 und gleichzeitiges Anpassen der Pulsbreite des Pumpquellen-Ansteuerstroms S3 derart, dass der optisch gepumpte Zustand in dem Vorverstärker 230 im Wesentlichen zur gleichen Zeit in den AUS-Zustand versetzt wird, wenn das gepulste Laserlicht PL4 durch Steuerung durch die Steuereinheit 220 in den AUS-Zustand übergeht, das SNR erhöht werden.
  • Wenn die Relaxationszeit des Vorverstärkers 230 länger als die Periode des AUS-Zustands von Pulsen des Pumpquellen-Ansteuerstroms S3 ist, gibt es darüber hinaus einen Fall, in dem die Verstärkungslichtleitfaser 233 keinen zufriedenstellenden Zustand der Besetzungsinversion aufweist, wenn das gepulste Laserlicht PL4 in die Verstärkungslichtleitfaser 233 eingespeist wird. In diesem Fall kann die Pumpquellen-Ansteuereinheit 223 durch Steuerung durch die Steuereinheit 220 umgeschaltet werden, um einen vorbestimmten Wert eines Gleichstroms eines Pumpquellen-Ansteuerstroms an die Pumpquelle 231 zu liefern. Somit gibt die Pumpquelle 231 die ganze Zeit Pumplicht aus. Wenn das gepulste Laserlicht PL4 in die Verstärkungslichtleitfaser 233 eingegeben wird, weist die Verstärkungslichtleitfaser 233 daher einen zufriedenstellenden Zustand der Besetzungsinversion auf und daher kann eine ausreichende optische Verstärkung und optische Leistung davon erhalten werden.
  • Wie oben erläutert kann die Pulslaservorrichtung 200 das gepulste Laserlicht PL4 mit einer Pulsbreite von weniger als Nanosekunden bis zu mehreren Nanosekunden mit einem hohen Extinktionsverhältnis ausgeben und das gepulste Laserlicht PL3 mit einer günstigen Pulswellenform ausgeben.
  • (Erste Abwandlung der zweiten Ausführungsform)
  • 19 ist ein Diagramm, das eine erste Abwandlung der Pulslaservorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform darstellt. Die Pulslaservorrichtung gemäß der ersten Abwandlung ist eine solche, bei der die Keimlichtquelle 10 und die Steuereinheit 220 in der Pulslaservorrichtung 200 gemäß der zweiten Ausführungsform durch eine Keimlichtquelle 10A bzw. eine Steuereinheit 220A ersetzt sind.
  • Die Keimlichtquelle 10A umfasst die elektronische Kühlvorrichtung (TEC) 13 wie beispielsweise eine Peltiervorrichtung, auf der die DFB-Laserstreifen 11a-1 bis 11a-n montiert sind. Darüber hinaus umfasst die Steuereinheit 220A eine TEC-Steuereinheit 224, die einen Ansteuerstrom an die elektronische Kühlvorrichtung 13 liefert. Ferner enthält die Steuereinheit 220A anstelle der DFB-Ansteuereinheit 221 mehrere DFB-Ansteuereinheiten 221A-1 bis 221A-n, die dazu ausgelegt sind, einen Ansteuerstrom an die jeweiligen DFB-Laserstreifen 11a-1 bis 11a-n zu liefern.
  • In der Pulslaservorrichtung gemäß der ersten Abwandlung kann durch gemeinsames Anpassen der Temperatur der DFB-Laserstreifen 11a-1 bis 11a-n durch die elektronische Kühlvorrichtung 13 die Wellenlänge des Laserlichts, das von den DFB-Laserstreifen 11a-1 bis 11a-n ausgegeben wird, gemeinsam angepasst werden. Darüber hinaus können die DFB-Laserstreifen 11a-1 bis 11a-n von den entsprechenden DFB-Ansteuereinheiten 221A-1 bis 221A-n individuell mit einem elektrischen Strom versorgt werden.
  • (Zweite Abwandlung der zweiten Ausführungsform)
  • 20 ist ein Diagramm, das eine zweite Abwandlung der Pulslaservorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform darstellt. Die Pulslaservorrichtung gemäß der zweiten Abwandlung ist eine solche, bei der die Keimlichtquelle 10 und die Steuereinheit 220 in der gepulsten Laservorrichtung 200 gemäß der zweiten Ausführungsform durch die Keimlichtquelle 10B bzw. eine Steuereinheit 220B ersetzt sind.
  • Die Keimlichtquelle 10B umfasst zusätzlich zu den Komponenten der Keimlichtquelle 10 den Reflexionsspiegel 14 als eine Verzweigungseinheit, die einen Teil des gepulsten Laserlichts PL4, das von der integrierten Halbleiterlaservorrichtung 11 ausgegeben wird, zur Ausgabe abzweigt, und einen Photodetektor (PD) als die Überwachungseinheit. 15, die die Leistung des Teils des Laserlichtes, der abgezweigt worden ist, überwacht. Außerdem enthält die Steuereinheit 220B zusätzlich zu den Komponenten der Steuereinheit 220 eine Steuereinheit für konstante Ausgabe 225.
  • In der Pulslaservorrichtung gemäß der zweiten Abwandlung gibt die Überwachungseinheit 15 ein elektrisches Signal gemäß der Leistung des überwachten Lichts als ein Überwachungsergebnis an die Steuereinheit für konstante Ausgabe 225 aus. Die Steuereinheit für konstante Ausgabe 225 steuert die SOA-Ansteuereinheit 222 basierend auf dem elektrischen Eingangssignal so, dass die Leistung des gepulsten Laserlichts PL4, das von der integrierten Halbleiterlaservorrichtung 11 ausgegeben wird, konstant ist. Insbesondere gibt die Steuereinheit für konstante Ausgabe 225 einen Spezifikationswert an die SOA-Ansteuereinheit 222 aus, um einen Stromwert zu spezifizieren, der an den Halbleiteroptoverstärker 11d geliefert werden soll, so dass eine Leistung des gepulsten Laserlichts PL4, das von der integrierten Halbleiterlaservorrichtung 11 ausgegeben wird, konstant ist. Diese Steuerung für konstante Ausgabe wird auch als Leistungsrückkopplungssteuerung bezeichnet und kann durch Bereitstellen einer Schaltung, die die allgemein bekannte PI-Regelung oder PID-Regelung in der Steuereinheit für konstante Ausgabe 225 durchführt, implementiert werden. Somit wird die Leistung des gepulsten Laserlichts PL4 als Keimlichtausgabe aus der Keimlichtquelle 10B stabilisiert.
  • (Dritte Abwandlung der zweiten Ausführungsform)
  • 21 ist ein Diagramm, das eine dritte Abwandlung der Pulslaservorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform darstellt. In der Pulslaservorrichtung gemäß der dritten Abwandlung ist die integrierte Halbleiterlaservorrichtung 11 in der Pulslaservorrichtung 200 gemäß der zweiten Ausführungsform durch die Halbleiterlaservorrichtungseinheit 11A ersetzt.
  • Die Halbleiterlaservorrichtungseinheit 11A umfasst die DFB-Laservorrichtungen 11Aa-1 bis 11Aa-n (wobei n eine positive ganze Zahl größer oder gleich 2 ist) und die WDM-Filter 11Ac-1 bis 11Ac-n. Die DFB-Laservorrichtungen 11Aa-1 bis 11Aa-n sind dazu ausgelegt, Laserlicht in einem 1-µm-Band (z. B. 1,0 µm bis 1,1 µm) mit voneinander verschiedenen Wellenlängen auszugeben. Die DFB-Laservorrichtungen 11Aa-1 bis 11Aa-n sind vorzugsweise in aufsteigender oder absteigender Reihenfolge der Wellenlänge des auszugebenden Laserlichts angeordnet. Darüber hinaus werden die DFB-Laservorrichtungen 11Aa-1 bis 11Aa-n aus der DFB-Ansteuereinheit 221 über die Schaltereinheiten 223-1 bis 223-n mit dem DFB-Ansteuerstrom S1 versorgt.
  • Die WDM-Filter 11Ac-1 bis 11Ac-n sind dazu ausgelegt, Laserlichtstrahlen zu multiplexen, die aus den DFB-Laservorrichtungen 11Aa-1 bis 11Aa -n ausgegeben werden. Zum Beispiel weist das WDM-Filter 11Ac-1 eine Wellenlängencharakteristik auf, bei der Laserlicht, das von der DFB-Laservorrichtung 11Aa-1 ausgegeben wird, reflektiert wird, und Laserlichtstrahlen, die von den DFB-Laservorrichtungen 11Aa-2 bis 11Aa -n ausgegeben werden, durchgelassen werden. Das WDM-Filter 11Ac-2 weist eine Wellenlängencharakteristik auf, bei der Laserlicht aus der DFB-Laservorrichtung 11Aa-2 reflektiert wird und Laserlichtstrahlen, die aus den DFB-Laservorrichtungen 11Aa-3 bis 11Aa-n ausgegeben werden, durchgelassen werden. In ähnlicher Weise weist das WDM-Filter 11Ac-n eine Wellenlängencharakteristik auf, die das aus der DFB-Laservorrichtung 11Aa-n ausgegebene Laserlicht reflektiert. Somit multiplexen die WDM-Filter 11Ac-1 bis 11Ac-n Laserlichtstrahlen, die von den DFB-Laservorrichtungen 11Aa-1 bis 11Aa-n ausgegeben werden und geben sie in den Halbleiteroptoverstärker 11d eingegeben ein. In der dritten Abwandlung ist der optische Halbleiterverstärker 11d dazu ausgelegt, Laserlicht in dem 1-µm-Band zu verstärken. Das in den Halbleiteroptoverstärker 11d eingegebene Laserlicht wird durch den Halbleiteroptoverstärker 11d einer Pulsmodulation und Verstärkung unterzogen, um als gepulstes Laserlicht PL4 als Keimlicht ausgegeben zu werden.
  • In der Pulslaservorrichtung gemäß der dritten Abwandlung sind der Vorverstärker 230 und der Boosterverstärker 40 zudem so ausgebildet, dass sie Laserlicht im 1-µm-Band verstärken können. Daher ist ein Seltenerdelement, mit dem die jeweiligen Verstärker 30, 40 dotiert sind, beispielsweise Ytterbium. Ferner ist die in dem Vorverstärker 230 und dem Verstärkerverstärker 40 verwendete Pumpquelle eine, die Pumplicht einer Wellenlänge ausgibt, die Ytterbium optisch pumpen kann, und enthält einen Halbleiterlaser, der beispielsweise Pumplicht einer Wellenlänge von 915 nm ausgibt.
  • 22A, 22B sind Diagramme, die ein Vergleichsbeispiel bzw. ein praktisches Beispiel der vorliegenden Erfindung darstellen. 22A zeigt als Vergleichsbeispiel eine Spektralwellenform von Keimlicht (gepulstem Laserlicht), wenn der DFB-Laserstreifen durch Gleichstrom angesteuert wird, um CW-Laseroszillation zu erzeugen, und die Pulsbreite PW2 des SOA-Ansteuerstroms S2 1,6 ns in der Pulslaservorrichtung, die die in 11 gezeigte Konfiguration aufweist, beträgt. 22B zeigt als praktisches Beispiel eine Spektralwellenform von Keimlicht (gepulstem Laserlicht), wenn in der Pulslaservorrichtung, die die in 11 gezeigte Konfiguration aufweist, die Pulsbreite des DFB-Ansteuerstroms S1 100 ns beträgt und die Pulsbreite PW2 des SOA-Ansteuerstroms S2 1,6 ns beträgt. In dem Fall, der in 22B gezeigt ist, ist die Anordnung so, dass ein zeitlicher Mittelpunkt der Pulsbreite PW1 und ein zeitlicher Mittelpunkt der Pulsbreite PW2 im Wesentlichen miteinander übereinstimmen, wie es in 13 dargestellt ist. Darüber hinaus gibt in 22A, 22B jeweils eine gestrichelte Linie an, dass der SOA-Ansteuerstrom S2 in dem EIN-Zustand ist, und eine durchgezogene Linie gibt an, dass der SOA-Ansteuerstrom S2 in dem AUS-Zustand ist. Außerdem ist die horizontale Achse für die Wellenlänge und die vertikale Achse für die optische Leistung.
  • Wie in 22A, 22B gezeigt gibt es in dem Vergleichsbeispiel eine optische Ausgabe selbst dann, wenn der SOA-Ansteuerstrom S2 in dem AUS-Zustand ist, wie es durch die durchgezogene Linie angegeben ist. Auf der anderen Seite gibt es in dem praktischen Beispiel dann, wenn der SOA-Ansteuerstrom S2 in dem AUS-Zustand ist, im Wesentlichen keine optische Ausgabe und das Extinktionsverhältnis erhöht sich.
  • In den obigen Ausführungsformen ist die Modulationspulsbreite des DFB-Ansteuerstroms S1 so eingestellt, dass sie größer als die Modulationspulsbreite des SOA-Ansteuerstroms S2 ist. Die Pulslaservorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt. Die Modulationspulsbreite des SOA-Ansteuerstroms S2 kann so eingestellt sein, dass sie größer als die Modulationspulsbreite des DFB-Ansteuerstroms S1 ist. In diesem Fall gibt es einen Fall, in dem ein Vorpuls in einem Stoßzustand, wie es in 13 dargestellt ist, aus der Pulslaservorrichtung ausgegeben wird; dies kann jedoch in geeigneter Weise auf ein Bearbeitungsziel angewendet werden, für das gepulstes Laserlicht, das einen solchen Vorpuls in einem Stoßzustand enthält, bevorzugt ist.
  • Darüber hinaus wird in den obigen Ausführungsformen die DFB-Laservorrichtung als eine Halbleiterlaservorrichtung verwendet, die Laserlicht mit einer einzigen Wellenlänge ausgibt, aber es kann auch eine Fabry-Perot-Laservorrichtung mit einer externen Resonatorstruktur, in der das Laseroszillationswellenlängenband unter Verwendung eines wellenlängenselektiven Elements wie beispielsweise eines FBG, eines DBR-Lasers oder eines DR-Lasers verengt wird, verwendet werden. Ferner sind in den obigen Ausführungsformen mehrere Halbleiterlaservorrichtungen vorgesehen, jedoch kann nur eine Halbleiterlaservorrichtung vorgesehen sein. Darüber hinaus kann als eine Halbleiterlaservorrichtung eine wellenlängenvariable Halbleiterlaservorrichtung (siehe beispielsweise Patentdokument 7), die den Vernier-Effekt verwendet, oder eine wellenlängenvariable Halbleiterlaservorrichtung eines anderen Systems verwendet werden. Wenn die Pulslaservorrichtung mehrere Halbleiterlaservorrichtungen aufweist, kann ferner mindestens eine von ihnen eine wellenlängenvariable Halbleiterlaservorrichtung sein.
  • Darüber hinaus wird in den obigen Ausführungsformen eine integrierte Halbleiterlaservorrichtung verwendet, auf der alle Halbleiterlaservorrichtungen, der optische Koppler und der optische Halbleiterverstärker monolithisch integriert sind. Die Halbleiterlaservorrichtung, die die vorliegende Erfindung bildet, ist jedoch nicht auf diese Struktur beschränkt. Zum Beispiel eine sogenannte hybride integrierte Halbleiterlaservorrichtung, bei der die Halbleiterlaservorrichtungen und der optische Koppler monolithisch integriert sind, um einen Chip zu strukturieren, und der Halbleiteroptoverstärker einen anderen Chip strukturiert, und diese beiden Chips verbunden sind, um eine einzelne integrierte Halbleiterlaservorrichtung auszubilden, verwendet werden.
  • Ferner sollen die obigen Ausführungsformen die vorliegende Erfindung nicht beschränken. Eine Konfiguration, die durch Kombinieren der jeweiligen oben beschriebenen Komponenten erhalten wird, ist ebenfalls in der vorliegenden Erfindung enthalten. Darüber hinaus können von einem Fachmann leicht mehr Effekte und Abwandlungen abgeleitet werden. Daher ist ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung nicht auf die obigen Ausführungsformen beschränkt und verschiedene Abwandlungen können vorgenommen werden.
  • Industrielle Anwendbarkeit
  • Wie oben beschrieben ist die Pulslaservorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung beispielsweise zur Anwendung auf die Laserbearbeitung geeignet.
  • Bezugszeichenliste
    • 11a-1 to 11a-n
    DFB-LASERSTREIFEN
    11c
    OPTISCHER MMI-KOPPLER
    11d
    HALBLEITEROPTOVERSTÄRKER
    21, 21A-1 BIS 21A-n, 221, 221A-1 TO 221A-n
    DFB-ANSTEUEREINHEIT
    22, 222
    SOA-ANSTEUEREINHEIT
    23-1 BIS 23-n, 223-1 BIS 223-n
    SCHALTEREINHEIT
    25, 225
    STEUEREINHEIT FÜR KONSTANTE AUSGABE
    30, 230
    VORVERSTÄRKER
    40, 40A
    BOOSTERVERSTÄRKER
    43, 43A, 45
    MODENWANDLEREINHEIT
    44, 44A, 233
    VERSTÄRKUNGSLICHTLEITFASER
    100, 200
    PULSLASERVORRICHTUNG
    220
    STEUEREINHEIT
    223
    PUMPQUELLEN-ANSTEUEREINHEIT
    PL1, PL2, PL3, PL4
    GEPULSTES LASERLICHT
    S
    ANSTEUERSTROM
    S1
    DFB-ANSTEUEREINHEIT
    S2
    SOA-ANSTEUEREINHEIT
    S3
    PUMPQUELLEN-ANSTEUERSTROM
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • JP 4232130 [0003]
    • JP 5250564 [0003]
    • US 7672552 [0003]
    • US 6590924 [0003]
  • Zitierte Nicht-Patentliteratur
    • Thomas Sosnowski, u. a. Proc. SPIE 8601, Fiber Lasers X: Technology, Systems, and Applications, 86011M (22. März 2013); doi: 10.1117/12.2008306 [0004]

Claims (25)

  1. Pulslaservorrichtung, die umfasst: eine Halbleiterlaservorrichtung, die Laserlicht mit einer einzigen Wellenlänge ausgibt; einen Halbleiteroptoverstärker, der das von der Halbleiterlaservorrichtung ausgegebene Laserlicht empfängt und das Laserlicht zur Ausgabe verstärkt; und eine Halbleiteroptoverstärker-Ansteuereinheit, die einen pulsmodulierten Halbleiteroptoverstärker-Ansteuerstrom an den Halbleiteroptoverstärker liefert.
  2. Pulslaservorrichtung nach Anspruch 1, die ferner umfasst: eine Steuereinheit, die eine Halbleiterlaservorrichtungs-Ansteuereinheit, die einen pulsmodulierten Halbleiterlaservorrichtungs-Ansteuerstrom an die Halbleiterlaservorrichtung liefert, und die Halbleiteroptoverstärker-Ansteuereinheit umfasst, wobei die Steuereinheit eine Pulsmodulation des Halbleiterlaservorrichtungs-Ansteuerstroms mit der Pulsmodulation des Halbleiteroptoverstärker-Ansteuerstroms synchronisiert.
  3. Pulslaservorrichtung nach Anspruch 2, wobei eine Modulationspulsbreite des Halbleiterlaservorrichtungs-Ansteuerstroms größer als eine Modulationspulsbreite des Halbleiteroptoverstärker-Ansteuerstroms ist.
  4. Pulslaservorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, die ferner umfasst: einen Lichtleitfaserverstärker, der das von dem Halbleiteroptoverstärker ausgegebene Laserlicht empfängt und das Laserlicht zur Ausgabe verstärkt, wobei der Lichtleitfaserverstärker eine Verstärkungslichtleitfaser, die einen optischen Verstärkungseffekt durch stimulierte Emission aufweist, und eine Pumpquelle, die Pumplicht ausgibt, das der Verstärkungslichtleitfaser zugeführt werden soll, umfasst, und die Steuereinheit ferner eine Pumpquellen-Ansteuereinheit, die einen pulsmodulierten Pumpquellen-Ansteuerstrom an die Pumpquelle liefert, umfasst und die Pulsmodulation des Halbleiterlaservorrichtungs-Ansteuerstroms und die Pulsmodulation des Halbleiteroptoverstärker-Ansteuerstroms mit einer Pulsmodulation des Pumpquellen-Ansteuerstroms synchronisiert.
  5. Pulslaservorrichtung nach Anspruch 4, wobei eine Modulationspulsbreite des Pumpquellen-Ansteuerstroms größer als die Modulationspulsbreite des Halbleiterlaservorrichtungs-Ansteuerstroms und die Modulationspulsbreite des Halbleiteroptoverstärker-Ansteuerstroms ist.
  6. Pulslaservorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, wobei die Pulsmodulation des Halbleiteroptoverstärker-Ansteuerstroms und die Pulsmodulation des Pumpquellen-Ansteuerstroms derart synchronisiert sind, dass gepulstes Laserlicht, das aus dem Halbleiteroptoverstärker ausgegeben wird, in den Lichtleitfaserverstärker in einer späteren Hälfte einer Periode eines gepumpten Zustands in dem Lichtleitfaserverstärker eingegeben wird.
  7. Pulslaservorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, wobei die Pulsmodulation des Halbleiteroptoverstärker-Ansteuerstroms und die Pulsmodulation des Pumpquellen-Ansteuerstroms derart synchronisiert sind, dass ein gepumpter Zustand in dem Lichtleitfaserverstärker im Wesentlichen zu der gleichen Zeit in einen AUS-Zustand geschaltet wird, zu der ein Zustand von gepulstem Laserlicht, das von dem Halbleiteroptoverstärker ausgegeben wird, ein AUS-Zustand wird.
  8. Pulslaservorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, wobei die Modulationspulsbreite des Pumpquellen-Ansteuerstroms länger als eine Relaxationszeit des Lichtleitfaserverstärkers ist.
  9. Pulslaservorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 8, wobei der Pumpquellen-Ansteuerstrom zunimmt, wenn die Modulationspulsbreite des Pumpquellen-Ansteuerstroms abnimmt.
  10. Pulslaservorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 9, wobei dann, wenn die Relaxationszeit des Lichtleitfaserverstärkers länger als eine Periode eines AUS-Zustandes in Pulsen des Pumpquellen-Ansteuerstroms ist, die Pumpquellen-Ansteuereinheit einen Pumpquellen-Ansteuerstrom eines Gleichstroms mit einem vorbestimmten Wert an die Pumpquelle liefert.
  11. Pulslaservorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 10, die ferner umfasst: ein optisches Bandpassfilter, das in einer dem Lichtleitfaserverstärker nachfolgenden Stufe angeordnet ist und das selektiv Licht mit einer Wellenlänge des Laserlichts, das aus der Halbleiterlaservorrichtung ausgegeben wird, durchlässt.
  12. Pulslaservorrichtung nach Anspruch 1, die ferner umfasst: einen Lichtleitfaserverstärker, der das von dem Halbleiteroptoverstärker ausgegebene Laserlicht empfängt und das Laserlicht zur Ausgabe verstärkt.
  13. Pulslaservorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 12, die ferner umfasst: einen Boosterlichtleitfaserverstärker, der in einer dem Lichtleitfaserverstärker nachfolgenden Stufe angeordnet ist und der das von dem Lichtleitfaserverstärker ausgegebene Laserlicht empfängt und das Laserlicht zur Ausgabe verstärkt.
  14. Pulslaservorrichtung nach Anspruch 13, wobei der Boosterlichtleitfaserverstärker eine Effektivmodenquerschnitts-Erweiterungseinheit, die eine effektive Modenquerschnittsfläche des empfangenen Laserlichts erweitert, und eine Effektivmodenquerschnittserweiterungs-Verstärkungslichtleitfaser, die Laserlicht, bei dem die effektive Modenquerschnittsfläche des Laserlichts erweitert ist, in einer Einzelmode in einem Zustand, in dem die effektive Modenquerschnittsfläche erweitert worden ist, leitet und verstärkt, umfasst.
  15. Pulslaservorrichtung nach Anspruch 14, wobei die Effektivmodenquerschnitts-Erweiterungseinheit eine Ausbreitungsmode des empfangenen Laserlichts, das sich in einer Grundmode ausbreitet, in eine Mode höherer Ordnung umwandelt und die Effektivmodenquerschnittserweiterungs-Verstärkungslichtleitfaser das Laserlicht in der Mode höherer Ordnung und in der Einzelmode leitet und verstärkt.
  16. Pulslaservorrichtung nach Anspruch 15, wobei der Boosterlichtleitfaserverstärker ferner eine Effektivmodenquerschnitts-Verringerungseinheit umfasst, die die Ausbreitungsmode des Laserlichts in der Mode höherer Ordnung, das durch die Effektivmodenquerschnittserweiterungs-Verstärkungslichtleitfaser verstärkt worden ist, in die Grundmode umwandelt.
  17. Pulslaservorrichtung nach Anspruch 14, wobei die Effektivmodenquerschnitts-Erweiterungseinheit die Ausbreitungsmode des empfangenen Laserlichts, das sich in der Grundmode der optischen Faser ausbreitet, in eine Multimode umwandelt und die Effektivmodenquerschnittserweiterungs-Verstärkungslichtleitfaser Komponenten der Mode höherer Ordnung aus dem Laserlicht in der Multimode austreten lässt und Komponenten der Grundmode in der Einzelmode leitet und verstärkt.
  18. Pulslaservorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 12, die ferner umfasst: mehrere der Halbleiterlaservorrichtungen, die Laserlichtstrahlen mit voneinander verschiedenen Wellenlängen ausgeben; und einen optischen Koppler, der die von den Halbleiterlaservorrichtungen ausgegebenen Laserlichtstrahlen koppelt, um sie an den Halbleiteroptoverstärker auszugeben.
  19. Pulslaservorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 11, die ferner umfasst: mehrere der Halbleiterlaservorrichtungen, die Laserlichtstrahlen mit voneinander verschiedenen Wellenlängen ausgeben; und einen optischen Koppler, der die von den Halbleiterlaservorrichtungen ausgegebenen Laserlichtstrahlen koppelt, um sie an den Halbleiteroptoverstärker auszugeben.
  20. Pulslaservorrichtung nach Anspruch 18, wobei die Halbleiterlaservorrichtungen, der optische Koppler und der Halbleiteroptoverstärker monolithisch integriert sind, um eine integrierte Halbleiterlaservorrichtung zu bilden.
  21. Pulslaservorrichtung nach Anspruch 18 oder 20, die ferner umfasst: eine Halbleiterlaservorrichtungs-Ansteuereinheit, die dazu ausgelegt ist, einen Ansteuerstrom an die Halbleiterlaservorrichtungen zu liefern; und mehrere Schaltereinheiten, die zwischen der Zufuhr und dem Unterbrechen eines Ansteuerstroms zu den Halbleiterlaservorrichtungen aus der Halbleiterlaservorrichtungs-Ansteuereinheit umschalten.
  22. Pulslaservorrichtung nach Anspruch 18 oder 20, die ferner umfasst: mehrere Halbleiterlaservorrichtungs-Ansteuereinheiten, die dafür ausgebildet sind, Ansteuerströme an die Halbleiterlaservorrichtungen zu liefern.
  23. Pulslaservorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 22, wobei die Halbleiterlaservorrichtung eine wellenlängenvariable Halbleiterlaservorrichtung ist.
  24. Pulslaservorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 23, wobei eine Wellenlänge des Laserlichts, das von der Halbleiterlaservorrichtung ausgegeben wird, durch Variieren einer Menge eines Ansteuerstroms, der an die Halbleiterlaservorrichtung geliefert werden soll, angepasst wird.
  25. Pulslaservorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 24, die ferner umfasst: eine Überwachungseinheit, die eine Leistung eines Teils des Laserlichts, das von dem Halbleiteroptoverstärker ausgegeben wird, überwacht; und eine Steuereinheit für konstante Ausgabe, die die Halbleiteroptoverstärker-Ansteuereinheit basierend auf einem Ergebnis des Überwachens durch die Überwachungseinheit derart steuert, dass eine Leistung des Laserlichts, das aus dem Halbleiteroptoverstärker ausgegeben wird, konstant ist.
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