JP2021019054A - レーザ装置及びレーザ光生成方法 - Google Patents

Abstract

【課題】１ＧＨｚ以上の高い繰り返し周波数を有するバーストパルスを生成することが可能なレーザ装置及びレーザ光生成方法を提供する。【解決手段】レーザ装置１Ａは、光源部１０Ａ及び光合波部２１を備える。光源部１０Ａは、レーザ光Ｌ１及びレーザ光Ｌ１とは波長が異なるレーザ光Ｌ２を、それぞれ異なる光路へ出力する。光合波部２１は、光源部１０Ａと光学的に結合され、レーザ光Ｌ１，Ｌ２を合波して、レーザ光Ｌ１の波長とレーザ光Ｌ２の波長との差に応じた周波数でもってバーストパルスを発生させる。光源部１０Ａにおいて、レーザ光Ｌ１，Ｌ２の各波長は、バーストパルスの周波数が１ＧＨｚ以上となるように予め設定されているか又は設定可能である。【選択図】図１

Description

本開示は、レーザ装置及びレーザ光生成方法に関する。

特許文献１には、微細加工用のプログラマブル超高速バーストモードレーザに関する技術が記載されている。この文献に記載されたレーザ装置は、バーストパルスレーザと、一つ又は複数の光増幅器とを備える。バーストパルスレーザは、選択的に整形されたバースト包絡線によって規定された三つ以上のレーザパルスからなるバーストを放出する。バーストパルスレーザは、バースト包絡線内の三つ以上のレーザパルス間の時間間隔と、バースト包絡線の時間幅とを選択的に調整するように構成されている。一つ又は複数の増幅器は、バースト包絡線の所望の形状を得るように三つ以上のレーザパルスからなる群を増幅する。

特表２０１２−５１５４５０号公報

Dong Mao et al., "Flexible high-repetition-rate ultrafast fiber laser",Scientific Reports 3, 3223 (2013)

従来より、例えばレーザ加工等の用途において、極めて短い（例えば数十〜数百ピコ秒といった）時間幅にて強弱を繰り返すバーストパルスを用いることがある。このようなバーストパルスを生成する方式としては、例えば、連続光を出力するレーザ光源からのレーザ光を高速の光スイッチ等により周期的に切り取る方式、或いは、半導体レーザ素子に対して周期的なパルス電流を供給する方式、などが考えられる。しかしながら、これらの方式では、光スイッチや電流供給回路の動作速度に限界があり、例えば１ＧＨｚ以上といった高い繰り返し周波数のバーストパルスを生成することは難しい。

本開示は、上記課題の解決のためになされたものであり、１ＧＨｚ以上の高い繰り返し周波数を有するバーストパルスを生成することが可能なレーザ装置及びレーザ光生成方法を提供することを目的とする。

本開示の一側面に係るレーザ装置は、第１レーザ光及び第１レーザ光とは波長が異なる第２レーザ光を、それぞれ異なる光路へ出力する光源部と、光源部と光学的に結合され、第１レーザ光と第２レーザ光とを合波して、第１レーザ光の波長と第２レーザ光の波長との差に応じた周波数でもってバーストパルスを発生させる光合波部と、を備える。光源部において、第１レーザ光及び第２レーザ光の各波長は、バーストパルスの周波数が或る周波数となるように予め設定されているか又は設定可能である。或る周波数は１ＧＨｚ以上である。

本開示の一側面に係るレーザ光生成方法は、第１レーザ光及び第１レーザ光とは波長が異なる第２レーザ光を、それぞれ異なる光路へ出力する第１ステップと、第１レーザ光と第２レーザ光とを合波して、第１レーザ光の波長と第２レーザ光の波長との差に応じた周波数でもってバーストパルスを発生させる第２ステップと、を含む。第１ステップにおいて、第１レーザ光及び第２レーザ光の各波長を、バーストパルスの周波数が１ＧＨｚ以上となるように設定する。

これらのレーザ装置及びレーザ光生成方法では、光源部から（第１ステップにおいて）出力された第１レーザ光及び第２レーザ光が、光合波部において（第２ステップにおいて）合波される。このとき、第１レーザ光と第２レーザ光とは互いに干渉する。その結果、第１レーザ光と第２レーザ光との波長差に応じた強弱の周期を有する干渉光が生成される。第１レーザ光及び第２レーザ光の波長が例えば近赤外域（７００ｎｍ〜２５００ｎｍ）といった波長域であっても、第１レーザ光の波長と第２レーザ光の波長との差を例えば数ピコメートル〜数十ピコメートル程度とすれば、干渉光の強弱の周期を１ナノ秒以下とすることができる。そして、このような干渉光は、１ＧＨｚ以上の繰り返し周波数を有するバーストパルスと見なすことができる。すなわち、上記のレーザ装置及びレーザ光生成方法によれば、１ＧＨｚ以上の高い繰り返し周波数を有するバーストパルスを生成することが可能となる。

上記の「或る周波数」は、２０００ＧＨｚ以下であってもよく、１０００ＧＨｚ以下であってもよく、或いは、１００ＧＨｚ以下であってもよい。光パルス列の繰り返し周波数が余りに大きいと、もはやバーストパルスではなく連続的な光と見なされるが、光パルス列の繰り返し周波数をこれらの程度に抑えることにより、例えばレーザ加工等に好適に用いられ得るバーストパルスを生成することができる。

光源部において、第１レーザ光及び第２レーザ光のうち少なくとも一方の波長は可変であってもよい。この場合、フィードバック制御によってバーストパルスの繰り返し周波数を精度良く制御することができる。また、バーストパルスの繰り返し周波数を可変とすることができ、レーザ加工等において照射条件を容易に変更することができる。

第１レーザ光を発生するレーザ光源、及び第２レーザ光を発生するレーザ光源のうち少なくとも一方は波長可変レーザであってもよい。或いは、第１レーザ光を発生するレーザ光源、及び第２レーザ光を発生するレーザ光源のうち少なくとも一方がＱスイッチレーザであり、Ｑスイッチレーザの種光源が波長可変レーザであってもよい。これらの場合、第１レーザ光及び第２レーザ光のうち少なくとも一方の波長を可変とする構成を容易に実現することができる。

波長可変レーザは、分布帰還型の半導体レーザ素子と、電気信号に応じて半導体レーザ素子の温度を変更する温度制御部と、を有してもよい。或いは、波長可変レーザは、レーザ共振器と、レーザ共振器における一方の共振器端を構成し、波長−光反射特性が可変である光反射部と、を有してもよい。これらの何れかによれば、波長可変レーザを簡易に実現することができる。

光源部は、モード同期レーザ光源と、モード同期レーザ光源と光学的に結合され、モード同期レーザ光源から出力されるレーザ光から第１レーザ光の波長に相当する成分を取り出す第１バンドパスフィルタと、モード同期レーザ光源と光学的に結合され、モード同期レーザ光源から出力されるレーザ光から第２レーザ光の波長に相当する成分を取り出す第２バンドパスフィルタと、を有してもよい。この場合、互いに波長が異なる第１レーザ光及び第２レーザ光を生成するためのレーザ光源を共通にできるので、光源部を簡易に構成することができる。

上記のレーザ装置は、第１レーザ光及び第２レーザ光の合波前の波形を互いに同一の波形に制御する波形制御部を更に備えてもよい。この場合、光合波部から出力されるバーストパルスの包絡線の形状を制御することができる。また、例えば光源部が半導体レーザ素子を含む場合、波形制御部は半導体レーザ素子への供給電流の時間波形を制御してもよい。これにより、波形を整形するための光学部品が不要となり、レーザ装置の構成を簡易化することができる。

本開示の一側面に係るレーザ装置及びレーザ光生成方法によれば、１ＧＨｚ以上の高い繰り返し周波数を有するバーストパルスを生成することができる。

一実施形態に係るレーザ装置１Ａの構成を概略的に示す図である。 （ａ），（ｂ）半導体レーザ素子１５の温度変化による出力波長の変化の一実施例を示すグラフである。 （ａ）〜（ｃ）合波前のレーザ光Ｌ１，Ｌ２と、合波後のレーザ光Ｌ３とを概念的に示す図である。 （ａ）〜（ｃ）レーザ光Ｌ１，Ｌ２の波形制御の一例を示す図である。 （ａ），（ｂ）合波後のレーザ光Ｌ３の他の例を示すグラフである。 一実施形態のレーザ光生成方法を示すフローチャートである。 （ａ），（ｂ）バーストパルス周波数を１ＧＨｚとするために波長が調整された、レーザ光Ｌ１，Ｌ２のスペクトルの例を示すグラフである。 実施例において生成されたバーストパルスを示すグラフである。 （ａ），（ｂ）バーストパルス周波数を５ＧＨｚとするために波長が調整された、レーザ光Ｌ１，Ｌ２のスペクトルの例を示すグラフである。 実施例において生成されたバーストパルスを示すグラフである。 （ａ），（ｂ）バーストパルス周波数を１０ＧＨｚとするために波長が調整された、レーザ光Ｌ１，Ｌ２のスペクトルの例を示すグラフである。 実施例において生成されたバーストパルスを示すグラフである。 バーストパルスを含むレーザ光Ｌ３のスペクトルを示す。 別の実施例におけるレーザ光Ｌ１の時間波形を示すグラフである。 別の実施例におけるレーザ光Ｌ２の時間波形を示すグラフである。 別の実施例において生成されたバーストパルスを示すグラフである。 別の実施例において生成されたバーストパルスを示すグラフである。 第１変形例として、レーザ装置１Ｂの構成を概略的に示す図である。 第２変形例として、光源１７の構成を概略的に示す図である。 第３変形例として、光源１８の構成を概略的に示す図である。 （ａ），（ｂ）第４変形例として、それぞれ光源１９Ａ及び１９Ｂの構成を概略的に示す図である。 第５変形例として、光源部１０Ｂの構成を概略的に示す図である。 （ａ），（ｂ）第６変形例として、それぞれ光源２０Ａ及び２０Ｂの構成を概略的に示す図である。

以下、添付図面を参照しながら本発明によるレーザ装置及びレーザ光生成方法の実施の形態を詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

図１は、一実施形態に係るレーザ装置１Ａの構成を概略的に示す図である。レーザ装置１Ａは、例えばレーザ加工等に用いられるバーストパルスを生成するための装置である。図１に示すように、レーザ装置１Ａは、光源部１０Ａ、光合波部２１、光検出器２２、周波数計測部２３、温度制御用コンピュータ２４、光ファイバコネクタ２５、及びコリメータレンズ２６を備える。

光源部１０Ａは、レーザ光Ｌ１（第１レーザ光）及びレーザ光Ｌ２（第２レーザ光）を出力する。具体的には、光源部１０Ａは、レーザ光源１１，１２を有する。レーザ光源１１，１２は、例えば半導体レーザ素子１５を含んで構成される。半導体レーザ素子１５は、例えば分布帰還型（Distributed Feedback：ＤＦＢ）レーザである。ＤＦＢレーザは、半導体基板と、半導体基板上に積層された回折格子層および活性層を有する。回折格子層には、光共振方向に沿って周期構造が形成され、該周期構造の周期に応じて発振波長が定まる。このようなＤＦＢレーザによれば、波長帯域が極めて狭いレーザ光を出力することができる。

本実施形態の光源部１０Ａにおいて、レーザ光Ｌ１の波長とレーザ光Ｌ２の波長とは互いに異なる。波長の相違は、例えば、レーザ光源１１，１２における回折格子層の周期構造の周期が互いに異なることによって実現される。レーザ光Ｌ１の波長とレーザ光Ｌ２の波長との差は、例えば周波数差を５ＧＨｚとした場合、レーザ光Ｌ１，Ｌ２が近赤外光（波長７００ｎｍ〜２５００ｎｍ）であっても、数ピコメートルから１００ピコメートル程度といった僅かなものである。

光源部１０Ａは、レーザ光源１１の半導体レーザ素子１５を駆動する駆動回路１３と、レーザ光源１２の半導体レーザ素子１５を駆動する駆動回路１４とを更に有する。駆動回路１３，１４は、それぞれレーザ光源１１，１２の半導体レーザ素子１５のアノード電極およびカソード電極と電気的に接続されており、半導体レーザ素子１５を駆動するための電流を出力する。これらの電流は、周期的に強弱を繰り返す強度変調が施されたものではなく、時間的に一定の大きさを有する。なお、半導体レーザ素子１５の背面光をモニタし、その光強度に基づいて、駆動回路１３，１４からの出力電流の大きさをフィードバック制御してもよい。

本実施形態のレーザ光源１１，１２は、波長可変レーザを構成する。そのために、レーザ光源１１，１２は、上述した半導体レーザ素子１５に加えて、温度制御部１６を更に有する。温度制御部１６は、半導体レーザ素子１５を搭載するペルチェ素子によって構成され、光源部１０Ａの外部から与えられる電気信号に応じて、半導体レーザ素子１５の温度を変更する。より好適には、半導体レーザ素子１５の近傍に温度センサを設け、該温度センサからの信号に基づいて、温度制御部１６への電気信号の大きさをフィードバック制御してもよい。温度制御部１６によって半導体レーザ素子１５の温度が変更されると、回折格子層の膨張または収縮によって周期構造の周期が変化し、その結果、半導体レーザ素子１５の発振波長が変化し、出力波長が変更される。半導体レーザ素子１５の温度は例えば０．０１℃単位で変更され、その場合、出力波長は１ピコメートル単位で変更可能である。図２の（ａ）及び（ｂ）は、半導体レーザ素子１５の温度変化による出力波長の変化の一実施例を示すグラフである。これらのグラフにおいて、縦軸は光強度（任意単位）を表し、横軸は波長（単位：ナノメートル）を表している。この実施例では、温度２５．０℃において図２の（ａ）に示すように中心波長が１０６４．９ｎｍとなり、また、温度２０．３℃において図２の（ｂ）に示すように中心波長が１０６４．２ｎｍとなった。なお、光源部１０Ａの構成はこれに限らず、波長可変であれば如何なる構成を備えてもよい。

光源部１０Ａは、レーザ光源１１から出力されたレーザ光Ｌ１と、レーザ光源１２から出力されたレーザ光Ｌ２とを、それぞれ異なる光路（光ファイバ３１，３２）へ出力する。具体的には、レーザ光源１１の半導体レーザ素子１５には光ファイバ３１の一端が光学的に結合されており、レーザ光源１２の半導体レーザ素子１５には光ファイバ３２の一端が光学的に結合されている。光ファイバ３１，３２の各他端は、光合波部２１としての２入力２出力の光カプラの各入力端に接続されている。レーザ光Ｌ１，Ｌ２は、この光合波部２１において互いに合波され、バーストパルスを含むレーザ光Ｌ３として、光カプラの一方の出力端から出力される。

光合波部２１は、レーザ光Ｌ１，Ｌ２を同軸上にて合波し、レーザ光Ｌ１の波長とレーザ光Ｌ２の波長との差に応じた周波数でもってバーストパルスを発生させる。ここで、図３の（ａ）〜（ｃ）は、合波前のレーザ光Ｌ１，Ｌ２と、合波後のレーザ光Ｌ３とを概念的に示す図である。図３の（ａ）は合波前のレーザ光Ｌ１を光波として示し、図３の（ｂ）は合波前のレーザ光Ｌ２を光波として示す。これらの図に示された波形の周期は、レーザ光Ｌ１，Ｌ２の波長を表す。図３の（ａ），（ｂ）に示すように、レーザ光Ｌ１，Ｌ２の波長は互いに異なる。これらのレーザ光Ｌ１，Ｌ２を合波すると、図３の（ｃ）に示すようにレーザ光Ｌ１，Ｌ２が重なり合い、互いに干渉し合う。ここで、レーザ光Ｌ１の光強度波形ｅ₁（ｔ）を下記の数式（１）として表すことができ、レーザ光Ｌ２の光強度波形ｅ₂（ｔ）を下記の数式（２）として表すことができる。なお、数式中において、Ａは振幅、ｆ₁はレーザ光Ｌ１の周波数、ｆ₂はレーザ光Ｌ２の周波数、φ₁はレーザ光Ｌ１の位相、φ₂はレーザ光Ｌ２の位相である。


この場合、合波後のレーザ光Ｌ３の光強度波形Ｉ（ｔ）は、下記の数式（３）として表される。

上記の数式（３）の右辺には、差周波数（ｆ₂−ｆ₁）に関する項が含まれている。この差周波数（ｆ₂−ｆ₁）が、レーザ光Ｌ３に含まれるバーストパルスのビート周波数となる。従って、レーザ光Ｌ１，Ｌ２の周波数ｆ₁，ｆ₂が近いほどバーストパルスのビート周波数は小さくなり、周波数ｆ₁，ｆ₂が離れるほどバーストパルスのビート周波数は大きくなる。

再び図１を参照する。光合波部２１としての光カプラの一方の出力端は、光ファイバ３３の一端と光学的に結合されている。光合波部２１において生成されたレーザ光Ｌ３は、光ファイバ３３を伝搬する。光ファイバ３３の他端には光ファイバコネクタ２５が取り付けられている。光ファイバコネクタ２５は、光ファイバ３３を終端する。すなわち、光ファイバ３３を通過した光は、光ファイバコネクタ２５に達した後、空間に出力される。コリメータレンズ２６は、空間を介して光ファイバコネクタ２５と光学的に結合されており、光ファイバコネクタ２５から放射状に出力された光を平行化（コリメート）する。コリメータレンズ２６を通過したレーザ光Ｌ３は、レーザ装置１Ａの外部へ出力される。例えばレーザ装置１Ａがレーザ加工装置である場合、平行化されたレーザ光Ｌ３は、加工対象物に照射される。なお、図１では、空間中を伝搬する光を破線で示している。

光合波部２１としての光カプラの他方の出力端は、光ファイバ３４を介して光検出器２２と光学的に結合されている。他方の出力端からはレーザ光Ｌ３の一部である光Ｌ３１が出力され、光Ｌ３１が光検出器２２に入力される。光カプラの一方の出力端から出力されるレーザ光Ｌ３の光強度と、光Ｌ３１の光強度との比は例えば９９：１である。光検出器２２は、光Ｌ３１の光強度に応じた電気信号Ｓｉｇを生成して出力する。光検出器２２は、例えばフォトダイオードまたはバイプラナ光電管等によって構成され得る。光検出器２２には配線４１を介して周波数計測部２３が電気的に接続されており、周波数計測部２３は、光検出器２２から電気信号Ｓｉｇを入力して周波数の計測を行う。周波数計測部２３は、例えばスペクトルアナライザによって構成され得る。周波数計測部２３及びレーザ光源１１，１２の温度制御部１６には、配線４２〜４４を介して温度制御用コンピュータ２４が電気的に接続されている。温度制御用コンピュータ２４は、周波数計測部２３により計測された周波数が所望の周波数に近づくように、レーザ光源１１，１２の温度制御部１６を制御して、差周波数（ｆ₂−ｆ₁）を調整する。

温度制御用コンピュータ２４は、例えば中央演算処理装置（ＣＰＵ）、主記憶装置（ＲＡＭ）及び補助記憶装置（ＲＯＭまたはハードディスク）を有するコンピュータによって構成され得る。補助記憶装置に温度制御用のプログラムが格納されており、該プログラムをＣＰＵが読み出すことによって所定の温度制御処理が行われる。

光源部１０Ａにおいて、レーザ光Ｌ１，Ｌ２の各波長（すなわち周波数ｆ₁，ｆ₂）は、バーストパルスの周波数が所望の或る周波数となるように予め設定されているか、又は設定可能である。バーストパルスの周波数が予め設定されている場合、その周波数は温度制御用コンピュータ２４の補助記憶装置に予め記憶され、バーストパルスの周波数が該周波数に近づくように温度制御用コンピュータ２４が半導体レーザ素子１５の温度を制御する。また、バーストパルスの周波数が設定可能である場合、その周波数は作業者もしくは周波数設定用コンピュータによって温度制御用コンピュータ２４に入力され、バーストパルスの周波数が該周波数に近づくように温度制御用コンピュータ２４が半導体レーザ素子１５の温度を制御する。したがって、例えばレーザ加工対象の状態によって動的にバーストパルスの周波数を変化させることもできる。

本実施形態において、予め設定された（或いは設定可能な）バーストパルス周波数は１ＧＨｚ以上である。１ＧＨｚ未満であれば、前述したように、連続光を出力するレーザ光源からのレーザ光を高速の光スイッチ等により周期的に切り取る方式、或いは、半導体レーザ素子に対して周期的なパルス電流を供給する方式などによって実現可能である。本実施形態のレーザ装置１Ａは、それらの方式では実現し得ない１ＧＨｚ以上のバーストパルス周波数を実現するものである。

また、予め設定された（或いは設定可能な）バーストパルス周波数は、２０００ＧＨｚ以下であってもよい。本実施形態のレーザ装置１Ａは、極めて近い周波数のレーザ光Ｌ１，Ｌ２を合波することで、２０００ＧＨｚ以下といった極めて小さい周波数での干渉光の生成を可能にし、これをバーストパルスとして使用するものである。或いは、予め設定された（或いは設定可能な）バーストパルス周波数は、１０００ＧＨｚ以下であってもよく、若しくは１００ＧＨｚ以下であってもよい。本実施形態のレーザ装置１Ａによれば、原理的に、このような極めて小さい周波数のバーストパルスを生成可能である。

下の表１は、レーザ光Ｌ１，Ｌ２の波長帯λを１０６４ｎｍとした場合、波長差Δλと、差周波数Δｆ＝ｆ₂−ｆ₁（すなわちバーストパルス周波数）との関係を示す表である。波長をλとすると、周波数ｆはｆ＝ｃ／λ（但しｃは高速）として与えられる。そして、差周波数Δｆと波長差Δλとの関係式は、次の数式（４）となる。

駆動回路１３，１４は、本実施形態における波形制御部を兼ねる。すなわち、駆動回路１３，１４は、半導体レーザ素子１５への供給電流の時間波形を制御することにより、レーザ光Ｌ１及びレーザ光Ｌ２の合波前の波形を、互いに同一の波形に制御する。そのために、レーザ装置１Ａは、駆動回路１３，１４の動作を統括して制御する制御部（不図示）を、波形制御部の一部として更に備えてもよい。この制御部は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、及びＲＯＭ（またはハードディスク）を有するコンピュータによって構成され得る。ＲＯＭ（またはハードディスク）にレーザ駆動用のプログラムが格納されており、該プログラムをＣＰＵが読み出すことによって所定のレーザ駆動処理が行われる。

図４の（ａ）〜（ｃ）は、レーザ光Ｌ１，Ｌ２の波形制御の一例を示す図である。これらの図において、縦軸は光強度（光パワー）を表し、横軸は時間を表す。レーザ光Ｌ１，Ｌ２は、例えば図４の（ａ）及び（ｂ）に示すように、急峻な立ち上がり及び立ち下がりと、平坦な頂部とを有する矩形波として出力される。レーザ光Ｌ１，Ｌ２の立ち上がりタイミングは互いに一致（同期）し、立ち下がりタイミングもまた互いに一致（同期）する。また、レーザ光Ｌ１，Ｌ２のピーク強度Ｐｋは互いに等しくてもよく、或いは互いに異なってもよい。これらのレーザ光Ｌ１，Ｌ２が合波されると、図４の（ｃ）に示すように、矩形波状の包絡線（エンベロープ）Ｂ１によって範囲が規定されたバーストパルスを含むレーザ光Ｌ３が生成される。

図５の（ａ）及び（ｂ）は、合波後のレーザ光Ｌ３の他の例を示すグラフである。これらの図において、縦軸は光強度（光パワー）を表し、横軸は時間を表す。例えば図５の（ａ）に示すように、レーザ光Ｌ３は、ガウス波状の包絡線Ｂ２によって範囲が規定されたバーストパルスを含んでもよい。或いは、図５の（ｂ）に示すように、レーザ光Ｌ３は、緩慢な立ち上がり及び急峻な立ち下がりを有する三角波状の包絡線Ｂ３によって範囲が規定されたバーストパルスを含んでもよい。例えばこれらの例のように、本実施形態のレーザ装置１Ａによれば、任意の包絡線を有するバーストパルスを容易に生成することができる。

図６は、本実施形態のレーザ光生成方法を示すフローチャートである。このレーザ光生成方法は、例えば上述したレーザ装置１Ａを用いて実現可能である。まず、第１ステップＳ１として、レーザ光Ｌ１及びレーザ光Ｌ１とは波長が異なるレーザ光Ｌ２を、それぞれ異なる光路（光ファイバ３１，３２）へ出力する。この第１ステップＳ１は、例えば光源部１０Ａにより行われる。次に、第２ステップＳ２として、レーザ光Ｌ１とレーザ光Ｌ２とを合波して、レーザ光Ｌ１の波長とレーザ光Ｌ２の波長との差Δλに応じた周波数Δｆでもって、バーストパルスを発生させる。この第２ステップＳ２は、例えば光合波部２１により行われる。そして、第１ステップＳ１では、レーザ光Ｌ１，Ｌ２の各波長を、バーストパルスの周波数Δｆが１ＧＨｚ以上となるように設定する。

以上に説明した本実施形態のレーザ装置１Ａ及びレーザ光生成方法によって得られる作用効果について説明する。本実施形態では、光源部１０Ａから（第１ステップＳ１において）出力されたレーザ光Ｌ１，Ｌ２が、光合波部２１において（第２ステップＳ２において）合波される。このとき、レーザ光Ｌ１とレーザ光Ｌ２とは互いに干渉する。その結果、レーザ光Ｌ１とレーザ光Ｌ２との波長差に応じた強弱の周期を有する干渉光が生成される。レーザ光Ｌ１，Ｌ２の波長が例えば近赤外域（７００ｎｍ〜２５００ｎｍ）といった波長域であっても、レーザ光Ｌ１の波長とレーザ光Ｌ２の波長との差を例えば数ピコメートル〜数十ピコメートル程度とすれば、干渉光の強弱の周期を１ナノ秒以下とすることができる。そして、このような干渉光は、１ＧＨｚ以上の繰り返し周波数を有するバーストパルスと見なすことができる。すなわち、本実施形態のレーザ装置１Ａ及びレーザ光生成方法によれば、１ＧＨｚ以上の高い繰り返し周波数を有するバーストパルスを生成することが可能となる。

本実施形態のように、バーストパルス周波数の繰り返し周波数は、２０００ＧＨｚ以下であってもよく、１０００ＧＨｚ以下であってもよく、或いは、１００ＧＨｚ以下であってもよい。光パルス列の繰り返し周波数が余りに大きいと、もはやバーストパルスではなく連続的な光と見なされるが、光パルス列の繰り返し周波数をこれらの程度に抑えることにより、例えばレーザ加工等に好適に用いられ得るバーストパルスを生成することができる。

本実施形態のように、光源部１０Ａにおいて、レーザ光Ｌ１，Ｌ２の波長は可変であってもよい。この場合、フィードバック制御によってバーストパルスの繰り返し周波数Δｆを精度良く制御することができる。また、バーストパルスの繰り返し周波数Δｆを可変とすることもでき、レーザ加工等において照射条件を容易に変更することができる。なお、本実施形態ではレーザ光Ｌ１，Ｌ２の双方の波長が可変となっているが、レーザ光Ｌ１，Ｌ２のうち一方の波長のみ可変であっても、同様の効果を得ることができる。

本実施形態のように、レーザ光源１１，１２は波長可変レーザであってもよい。これにより、レーザ光Ｌ１，Ｌ２の波長を可変とする構成を容易に実現することができる。なお、上述したようにレーザ光Ｌ１，Ｌ２のうち一方の波長のみ可変であってもよく、その場合、レーザ光源１１，１２のうち一方のみを波長可変レーザとするとよい。すなわち、レーザ光源１１，１２のうち一方のみに温度制御部１６を設けるとよい。

本実施形態のように、レーザ光源１１，１２は、ＤＦＢレーザである半導体レーザ素子１５と、電気信号に応じて半導体レーザ素子１５の温度を変更する温度制御部１６とを有してもよい。例えばこのような構成により、波長を１ピコメートル単位で変更可能な波長可変レーザを簡易に実現することができる。

本実施形態のように、レーザ装置１Ａは、レーザ光Ｌ１，Ｌ２の合波前の波形を互いに同一の波形に制御する波形制御部（駆動回路１３，１４）を備えてもよい。この場合、光合波部２１から出力されるバーストパルスの包絡線の形状（図４の（ａ）、図５の（ａ）及び（ｂ）を参照）を制御することができる。また、本実施形態のように光源部１０Ａが半導体レーザ素子１５を含む場合、波形制御部（駆動回路１３，１４）は、半導体レーザ素子１５への供給電流の時間波形を制御してもよい。これにより、波形を整形するための光学部品が不要となり、レーザ装置１Ａの構成を簡易化することができる。

なお、非特許文献１には、モード同期ファイバ発振器の共振器内にマッハツェンダー干渉計（ＭＺＩ）を組み込み、一方の共振器端に光路長を可変する素子を設けたバーストパルス発生装置が開示されている。光路差を調整することにより、ＭＺＩがスペクトルフィルタとして働き、モード同期発振のスペクトル分布（スペクトルのピークが等間隔で並んでいるもの）をフィルタし、パスしたモードの干渉によって高繰り返しパルスを発生させる。しかしながら、このように干渉計の光路差を調整してスペクトル間隔を調整する方式では、光路差のわずかな変化によってスペクトル間隔が大きく変動してしまう。その結果、１１００ＧＨｚを超える領域での精緻な調整は困難となる。一方、本実施形態の構成では、原理的に、１１００ＧＨｚ以上のバーストパルス周波数であっても精度よく調整することができる。

また、例えば１０００ＧＨｚ以上のバーストパルス周波数をモード同期レーザにより実現しようとすると、１００μｍ以下といった極めて短い共振器長が必要となるが、そのような微細な光共振器を実現するのは極めて困難である。また仮に実現できた場合であっても、共振方向における利得媒質の長さが極めて短くなるので、得られる光出力は極めて小さいものとなり、レーザ加工等の応用に適さない。一方、本実施形態の構成では、１０００ＧＨｚ以上のバーストパルス周波数であっても実現が容易であり、且つ十分な大きさの光出力を得ることができる。

また、バーストパルスを発生する他の方式として、共振器内にグラフェン等の可飽和吸収素子を設ける方式があるが、共振器長を現実的な寸法で最小化し、さらにグラフェンをフィルム化して用いても、実現可能な繰り返し周波数はせいぜい１０〜２０ＧＨｚである。本実施形態の構成では、２０ＧＨｚを超えるバーストパルス周波数であっても実現可能である。

（実施例）
ここで、上記実施形態の実施例について説明する。図７の（ａ）及び（ｂ）は、バーストパルス周波数を１ＧＨｚとするために波長が調整された、レーザ光Ｌ１，Ｌ２のスペクトルの例を示すグラフである。図７の（ａ）はレーザ光Ｌ１のスペクトルを示し、図７の（ｂ）はレーザ光Ｌ２のスペクトルを示す。レーザ光Ｌ１の中心波長は１０６４．７５５ｎｍ（周波数ｆ₁＝２８１．７５５ＴＨｚ）であり、レーザ光源１１の半導体レーザ素子１５の温度は２３．３７℃であった。また、レーザ光Ｌ２の中心波長は１０６４．７５１ｎｍ（周波数ｆ₂＝２８１．７５６ＴＨｚ）であり、レーザ光源１２の半導体レーザ素子１５の温度は２６．０１℃であった。図８は、この例において生成されたバーストパルスを示すグラフである。図８において、縦軸は光強度を表し、横軸は時間を表す。このグラフにおいて、バーストパルス周波数Δｆはｆ₁−ｆ₂＝１ＧＨｚであり、パルス幅は５００ピコ秒であった。レーザ光Ｌ１，Ｌ２の時間波形がガウス波状であったため、バーストパルスの包絡線は同様にガウス波状となっている。

図９の（ａ）及び（ｂ）は、バーストパルス周波数を５ＧＨｚとするために波長が調整された、レーザ光Ｌ１，Ｌ２のスペクトルの例を示すグラフである。図９の（ａ）はレーザ光Ｌ１のスペクトルを示し、図９の（ｂ）はレーザ光Ｌ２のスペクトルを示す。レーザ光Ｌ１の中心波長は１０６４．７７０ｎｍ（周波数ｆ₁＝２８１．７５１ＴＨｚ）であり、レーザ光源１１の半導体レーザ素子１５の温度は２３．５７℃であった。また、レーザ光Ｌ２の中心波長は１０６４．７５１ｎｍ（周波数ｆ₂＝２８１．７５６ＴＨｚ）であり、レーザ光源１２の半導体レーザ素子１５の温度は２６．０１℃であった。図１０は、この例において生成されたバーストパルスを示すグラフである。図１０において、縦軸は光強度を表し、横軸は時間を表す。このグラフにおいて、バーストパルス周波数Δｆはｆ₁−ｆ₂＝５ＧＨｚであり、パルス幅は１００ピコ秒であった。

図１１の（ａ）及び（ｂ）は、バーストパルス周波数を１０ＧＨｚとするために波長が調整された、レーザ光Ｌ１，Ｌ２のスペクトルの例を示すグラフである。図１１の（ａ）はレーザ光Ｌ１のスペクトルを示し、図１１の（ｂ）はレーザ光Ｌ２のスペクトルを示す。レーザ光Ｌ１の中心波長は１０６４．７８９ｎｍ（周波数ｆ₁＝２８１．７４６ＴＨｚ）であり、レーザ光源１１の半導体レーザ素子１５の温度は２３．８３℃であった。また、レーザ光Ｌ２の中心波長は１０６４．７５１ｎｍ（周波数ｆ₂＝２８１．７５６ＴＨｚ）であり、レーザ光源１２の半導体レーザ素子１５の温度は２６．０１℃であった。図１２は、この例において生成されたバーストパルスを示すグラフである。図１２において、縦軸は光強度を表し、横軸は時間を表す。このグラフにおいて、バーストパルス周波数Δｆはｆ₁−ｆ₂＝１０ＧＨｚであり、パルス幅は５０ピコ秒であった。図１３は、このバーストパルスを含むレーザ光Ｌ３のスペクトルを示す。

図１４及び図１５は、別の実施例におけるレーザ光Ｌ１，Ｌ２の時間波形を示すグラフである。図１４はレーザ光Ｌ１の時間波形を示し、図１５はレーザ光Ｌ２の時間波形を示す。この例では、レーザ光Ｌ１，Ｌ２は平坦な頂部を有する矩形波状の時間波形を有し、その時間幅はそれぞれ２０ナノ秒であった。図１６及び図１７は、この例において生成されたバーストパルスを示すグラフである。図１６は差周波数Δｆを５ＧＨｚとした場合のバーストパルスを示し、図１７は差周波数Δｆを１０ＧＨｚとした場合のバーストパルスを示す。図１６，図１７に示すように、この例では、バーストパルスの包絡線の形状が、レーザ光Ｌ１，Ｌ２の時間波形に応じて矩形波状となった。

（第１変形例）
図１８は、上記実施形態の第１変形例として、レーザ装置１Ｂの構成を概略的に示す図である。レーザ装置１Ｂは、上記実施形態のレーザ装置１Ａの構成に加えて、光アイソレータ５１，５２，５３，及び５４と、光ファイバ増幅器６１と、固体レーザ増幅器６２及び６３と、バンドパスフィルタ７１とを備える。

光ファイバ増幅器６１は、例えばＥｒ、Ｙｂなどの不純物を添加したガラスからなる光ファイバを有し、レーザ光Ｌ３とともに励起光が該光ファイバに入力されることによってレーザ光Ｌ３を増幅する。光ファイバ増幅器６１の光入力端と光合波部２１とは、光ファイバを介して光学的に結合されている。光ファイバ増幅器６１と光合波部２１との間には、光アイソレータ５１が介在している。光アイソレータ５１は、光ファイバ増幅器６１から光合波部２１へ光（レーザ光Ｌ３及び励起光）が戻ることを防ぐ。これにより、レーザ光源１１，１２の半導体レーザ素子１５の損傷を防止できる。光ファイバ増幅器６１の光出力端とバンドパスフィルタ７１とは、光ファイバを介して光学的に結合されている。光ファイバ増幅器６１とバンドパスフィルタ７１との間には、光アイソレータ５２が介在している。光アイソレータ５２は、バンドパスフィルタ７１より後段の光が光ファイバ増幅器６１に戻ることを防ぐ。光ファイバ増幅器６１は、第１段の光増幅器であって、光合波部２１から出力されたレーザ光Ｌ３を増幅する。光ファイバ増幅器６１の利得は、例えば２０〜３０ｄＢの範囲内である。バンドパスフィルタ７１は、光ファイバ増幅器６１から出力された光に含まれる、蛍光の波長成分を遮断する。バンドパスフィルタ７１は、例えば誘電体多層膜によって構成され得る。

バンドパスフィルタ７１は、光ファイバを介して光ファイバコネクタ２５と光学的に結合されている。バンドパスフィルタ７１を通過した光は、光ファイバを伝搬して光ファイバコネクタ２５に達した後、空間に出力される。コリメータレンズ２６は、空間を介して光ファイバコネクタ２５と光学的に結合されており、光ファイバコネクタ２５から放射状に出力された光を平行化する。後述する固体レーザ増幅器６２及び６３によって増幅された光の強度は大きいので、ガラス等の光学材料のレーザによる損傷を回避するため、このように光ファイバコネクタ２５より後段においては光ファイバではなく空間中を伝搬させる。

固体レーザ増幅器６２，６３は、例えばＮｄなどの不純物を添加した、ガラス若しくはイットリウム・アルミニウム・ガーネット（ＹＡＧ）によって構成され得る。固体レーザ増幅器６２，６３は、レーザ光Ｌ３とともに励起光が入力されることによってレーザ光Ｌ３を増幅する。固体レーザ増幅器６２は、光アイソレータ５３を介してコリメータレンズ２６と光学的に結合されている。光アイソレータ５３は、固体レーザ増幅器６２の光が固体レーザ増幅器６２より前段に戻ることを防ぐ。これにより、光ファイバ増幅器６１の損傷を防止できる。固体レーザ増幅器６２は、第２段の光増幅器であって、光ファイバ増幅器６１から出力された増幅後のレーザ光Ｌ３を更に増幅する。固体レーザ増幅器６２の利得は、例えば３〜２０ｄＢの範囲内である。

固体レーザ増幅器６３は、光アイソレータ５４を介して固体レーザ増幅器６３と光学的に結合されている。すなわち、光ファイバ増幅器６１、固体レーザ増幅器６２及び６３は、互いに直列に結合されている。光アイソレータ５４は、固体レーザ増幅器６３の光が固体レーザ増幅器６３より前段に戻ることを防ぐ。これにより、固体レーザ増幅器６２の損傷を防止できる。固体レーザ増幅器６３は、第３段の光増幅器であって、固体レーザ増幅器６２から出力された増幅後のレーザ光Ｌ３を更に増幅する。固体レーザ増幅器６３の利得は、例えば３〜１０ｄＢの範囲内である。固体レーザ増幅器６２によって増幅されたレーザ光Ｌ３は、レーザ装置１Ｂの外部へ出力される。

本変形例のレーザ装置１Ｂは、上記実施形態のレーザ装置１Ａの構成を全て備える。従って、上記実施形態と同様の作用効果を奏することができる。また、本変形例のレーザ装置１Ｂは、上記実施形態のレーザ装置１Ａの構成に加えて光ファイバ増幅器６１、固体レーザ増幅器６２及び６３を備えるので、大パワーのレーザ光Ｌ３を出力することができる。

（第２変形例）
図１９は、上記実施形態の第２変形例として、光源１７の構成を概略的に示す図である。上記実施形態のレーザ装置１Ａまたは第１変形例のレーザ装置１Ｂにおいて、光源部１０Ａのレーザ光源１１，１２の一方又は双方は、本変形例の光源１７に置き換えられてもよい。

光源１７は、注入同期型のＱスイッチレーザとしての構成を備える。具体的には、光源１７は、種光源としてのレーザ光源１７１と、アイソレータ１７２と、偏光子１７３と、Ｑスイッチとしての電気光学素子１７４と、利得媒質１７５と、全反射ミラー１７６ａ及び１７６ｂと、部分透過ミラー１７７と、１／４波長板１７８とを有する。レーザ光源１７１は、波長可変レーザであり、上記実施形態のレーザ光源１１，１２と同様の構成を有する。すなわち、温度制御部１７１ａ（例えばペルチェ素子）と、温度制御部１７１ａ上に搭載された半導体レーザ素子１７１ｂとを含んで構成されている。全反射ミラー１７６ｂと部分透過ミラー１７７とは光共振器を構成している。全反射ミラー１７６ｂと部分透過ミラー１７７との光路上には電気光学素子１７４、１／４波長板１７８および利得媒質１７５が配置され、更に、該光路上には偏光子１７３が配置されている。偏光子１７３は、全反射ミラー１７６ａ及びアイソレータ１７２を介して、レーザ光源１７１の半導体レーザ素子１７１ｂと光学的に結合されている。電気光学素子１７４は、電圧を加えると屈折率が変化する結晶であり、例えばＢＢＯ（ベータバリウムボライト）結晶やＤＫＤＰ（重水素リン酸カリウム）結晶等である。

レーザ光源１７１から或る波長の光Ｌ４が出力されると、光Ｌ４はアイソレータ１７２及び全反射ミラー１７６ａを介して光共振器内に達する。アイソレータ１７２は、光共振器において生成されたレーザ光が半導体レーザ素子１７１ｂに戻ることを防ぐ。これにより、半導体レーザ素子１７１ｂの損傷を防止できる。偏光子１７３にて偏光された光Ｌ４は、電圧が加えられていない状態の電気光学素子１７４を通過した後、１／４波長板１７８と全反射ミラー１７６ｂを介して往復する。これにより、光Ｌ４の偏光方向が９０度回転し、光Ｌ４は偏光子１７３を通過して利得媒質１７５に達する。部分透過ミラー１７７において反射した一部の光は再び１／４波長板１７８を往復し、これにより偏光方向が再び９０度回転し、偏光子１７３を再通過できなくなる。したがって、レーザ共振器が構成されないためレーザ発振は起きない。このようなＱ値が低い状態で半導体レーザやランプ等の光励起により反転分布をさせ、エネルギーが十分に蓄えられたときに電気光学素子１７４に電圧を加えると、１／４波長板１７８との組み合わせにより偏光子１７３を常に透過するようになり、レーザ共振器が構成されＱ値が急増してパルス出力が得られる。

本変形例のように、レーザ光源１１，１２のうち少なくとも一方はＱスイッチレーザであってもよい。そして、この場合、Ｑスイッチレーザの種光源（光源１７）は波長可変レーザであってもよい。これにより、レーザ光Ｌ１，Ｌ２のうち少なくとも一方の波長を可変とする構成を容易に実現することができる。

（第３変形例）
図２０は、上記実施形態の第３変形例として、光源１８の構成を概略的に示す図である。上記実施形態のレーザ装置１Ａまたは第１変形例のレーザ装置１Ｂにおいて、光源部１０Ａのレーザ光源１１，１２の一方又は双方は、本変形例の光源１８に置き換えられてもよい。

光源１８は、レーザ共振器としての半導体レーザ素子１８１と、体積回折格子（Volume Bragg Grating：ＶＢＧ）１８２とを有する。ＶＢＧ１８２は、半導体レーザ素子１８１の光出力端と光学的に結合され、レーザ共振器における一方の共振器端を構成する光反射部である。ＶＢＧ１８２の波長−光反射特性は光入射角に応じて可変であり、半導体レーザ素子１８１からの出射光の光軸に対するＶＢＧ１８２の角度を変化させると、半導体レーザ素子１８１に戻る波長が変化する。このような性質を利用して、発振させたい波長の光のみが半導体レーザ素子１８１に戻るようにＶＢＧ１８２の角度を調整することにより、所望の波長のレーザ光Ｌ５を出力することができる。本変形例によれば、波長可変レーザを簡易に実現することができる。

（第４変形例）
図２１の（ａ）及び（ｂ）は、上記実施形態の第４変形例として、それぞれ光源１９Ａ及び１９Ｂの構成を概略的に示す図である。上記実施形態のレーザ装置１Ａまたは第１変形例のレーザ装置１Ｂにおいて、光源部１０Ａのレーザ光源１１，１２の一方又は双方は、本変形例の光源１９Ａまたは１９Ｂに置き換えられてもよい。

図２１の（ａ）に示す光源１９Ａは、リトロウ（Littrow）型配置と呼ばれる。光源１９Ａは、レーザ共振器としての半導体レーザ素子１９１と、回折格子１９２とを有する。回折格子１９２は、集光レンズ１９３を介して半導体レーザ素子１９１の背面１９１ｂと光学的に結合され、レーザ共振器における一方の共振器端を構成する光反射部である。回折格子１９２の波長−光反射特性は光入射角に応じて可変であり、半導体レーザ素子１９１からの背面光の光軸に対する回折格子１９２の角度を変化させると、半導体レーザ素子１９１に戻る波長が変化する。このような性質を利用して、発振させたい波長の光のみが半導体レーザ素子１９１に戻るように回折格子１９２の角度を調整することにより、所望の波長のレーザ光Ｌ６を共振端面１９１ａから出力することができる。

図２１の（ｂ）に示す光源１９Ｂは、リットマン−メッカル（Littman-Metcalf）型配置と呼ばれる。光源１９Ｂは、上述した光源１９Ａの構成に加えて、ミラー１９４を更に有する。ミラー１９４は、回折格子１９２と対向して配置され、回折格子１９２からの回折光を反射する。この場合、半導体レーザ素子１９１の共振端面１９１ａの光反射率は９０％以上とされ、ミラー１９４の角度を変化させることにより、所望の波長のレーザ光Ｌ６が共振端面１９１ａではなく回折格子１９２から取り出される。

上記のように、本変形例の光源１９Ａまたは１９Ｂのような構成であっても、波長可変レーザを簡易に実現することができる。

（第５変形例）
図２２は、上記実施形態の第５変形例として、光源部１０Ｂの構成を概略的に示す図である。上記実施形態のレーザ装置１Ａまたは第１変形例のレーザ装置１Ｂにおいて、光源部１０Ａは、本変形例の光源部１０Ｂに置き換えられてもよい。図２２に示すように、光源部１０Ｂは、モード同期レーザ光源１０２と、第１バンドパスフィルタ１０３と、第２バンドパスフィルタ１０４とを有する。第１バンドパスフィルタ１０３は、モード同期レーザ光源１０２と光学的に結合され、モード同期レーザ光源１０２から出力されるレーザ光Ｌ７からレーザ光Ｌ１の波長に相当する成分を取り出す。第２バンドパスフィルタ１０４は、モード同期レーザ光源１０２と光学的に結合され、モード同期レーザ光源１０２から出力されるレーザ光Ｌ７からレーザ光Ｌ２の波長に相当する成分を取り出す。本変形例によれば、互いに波長が異なるレーザ光Ｌ１，Ｌ２を生成するためのレーザ光源を共通にできるので、光源部を簡易に構成することができる。

（第６変形例）
図２３の（ａ）及び（ｂ）は、上記実施形態の第６変形例として、それぞれ光源２０Ａ及び２０Ｂの構成を概略的に示す図である。上記実施形態のレーザ装置１Ａまたは第１変形例のレーザ装置１Ｂにおいて、光源部１０Ａのレーザ光源１１，１２の一方又は双方は、本変形例の光源２０Ａまたは２０Ｂに置き換えられてもよい。

図２３の（ａ）に示す光源２０Ａは、固体レーザ発振器１１２と、波形整形部１１３とを有する。固体レーザ発振器１１２は、一対の共振端面１１４，１１５と、該一対の共振端面１１４，１１５の間の光路上に配置された利得媒質１１６とを含む。一方の共振端面１１５は、出力結合ミラーであり、波長に応じて透過率が変化する波長−透過特性を有する。この共振端面１１５の透過波長を可変とすることによって、固体レーザ発振器１１２からの出力波長を可変にできる。波形整形部１１３は、共振端面１１５と光学的に結合されている。固体レーザ発振器１１２から出力されたレーザ光Ｌ８の時間波形は、波形整形部１１３によって所望の形（矩形波状、ガウス波状など）に整形される。

図２３の（ｂ）に示す光源２０Ｂは、ファイバレーザ発振器１１７と、波形整形部１１３とを有する。ファイバレーザ発振器１１７は、一対のファイバブラッググレーティング（ＦＢＧ）１１８，１１９と、該一対のＦＢＧ１１８，１１９の間に接続された利得媒質を含む光ファイバ１２０とを含む。一方のＦＢＧ１１９は、波長に応じて透過率が変化する波長−透過特性を有する。このＦＢＧ１１９の透過波長を可変とすることによって、ファイバレーザ発振器１１７からの出力波長を可変にできる。波形整形部１１３は、ＦＢＧ１１９と光学的に結合されている。ファイバレーザ発振器１１７から出力されたレーザ光Ｌ９の時間波形は、波形整形部１１３によって所望の形（矩形波状、ガウス波状など）に整形される。

本発明によるレーザ装置及びレーザ光生成方法は、上述した実施形態に限られるものではなく、他に様々な変形が可能である。例えば、光源部において第１レーザ光及び第２レーザ光の各波長を可変とするための構成は、上記実施形態および各変形例に限られず、他の様々な方式を適用することができる。また、上記実施形態では、駆動回路１３，１４がレーザ光Ｌ１，Ｌ２の合波前の波形を互いに同一の波形に制御しているが、この方式に代えて、或いはこの方式とともに、合波後のレーザ光Ｌ３の波形を、音響光学変調素子や電気光変調素子などの光スイッチによって制御してもよい。

１Ａ，１Ｂ…レーザ装置、１０Ａ，１０Ｂ…光源部、１１，１２…レーザ光源、１３，１４…駆動回路、１５…半導体レーザ素子、１６…温度制御部、１７，１８，１９Ａ，１９Ｂ，２０Ａ，２０Ｂ…光源、２１…光合波部、２２…光検出器、２３…周波数計測部、２４…温度制御用コンピュータ、２５…光ファイバコネクタ、２６…コリメータレンズ、３１〜３４…光ファイバ、４１〜４４…配線、５１〜５４…光アイソレータ、６１…光ファイバ増幅器、６２，６３…固体レーザ増幅器、７１…バンドパスフィルタ、１０２…モード同期レーザ光源、１０３，１０４…バンドパスフィルタ、１１２…固体レーザ発振器、１１３…波形整形部、１１４，１１５…共振端面、１１６…利得媒質、１１７…ファイバレーザ発振器、１１８，１１９…ファイバブラッググレーティング（ＦＢＧ）、１２０…光ファイバ、１７１…レーザ光源、１７２…アイソレータ、１７３…偏光子、１７４…電気光学素子、１７５…利得媒質、１７６ａ，１７６ｂ…全反射ミラー、１７７…部分透過ミラー、１７８…１／４波長板、１７１ａ…温度制御部、１７１ｂ，１８１，１９１…半導体レーザ素子、１９１ａ…共振端面、１９１ｂ…背面、１９２…回折格子、１９３…集光レンズ、１９４…ミラー、Ｂ１〜Ｂ３…包絡線、Ｌ１〜Ｌ９…レーザ光、Ｓｉｇ…電気信号。

Claims (10)

1. 第１レーザ光及び前記第１レーザ光とは波長が異なる第２レーザ光を、それぞれ異なる光路へ出力する光源部と、
   前記光源部と光学的に結合され、前記第１レーザ光と前記第２レーザ光とを合波して、前記第１レーザ光の波長と前記第２レーザ光の波長との差に応じた周波数でもってバーストパルスを発生させる光合波部と、
   を備え、
   前記光源部において、前記第１レーザ光及び前記第２レーザ光の各波長は、前記バーストパルスの周波数が或る周波数となるように予め設定されているか又は設定可能であり、
   前記或る周波数は１ＧＨｚ以上である、レーザ装置。
2. 前記或る周波数は２０００ＧＨｚ以下である、請求項１に記載のレーザ装置。
3. 前記光源部において、前記第１レーザ光及び前記第２レーザ光のうち少なくとも一方の波長が可変である、請求項１または２に記載のレーザ装置。
4. 前記第１レーザ光を発生するレーザ光源、及び前記第２レーザ光を発生するレーザ光源のうち少なくとも一方が波長可変レーザである、請求項３に記載のレーザ装置。
5. 前記第１レーザ光を発生するレーザ光源、及び前記第２レーザ光を発生するレーザ光源のうち少なくとも一方がＱスイッチレーザであり、
   前記Ｑスイッチレーザの種光源が波長可変レーザである、請求項３に記載のレーザ装置。
6. 前記波長可変レーザは、
   分布帰還型の半導体レーザ素子と、
   電気信号に応じて前記半導体レーザ素子の温度を変更する温度制御部と、
   を有する、請求項４または請求項５に記載のレーザ装置。
7. 前記波長可変レーザは、
   レーザ共振器と、
   前記レーザ共振器における一方の共振器端を構成し、波長−光反射特性が可変である光反射部と、
   を有する、請求項４または請求項５に記載のレーザ装置。
8. 前記光源部は、
   モード同期レーザ光源と、
   前記モード同期レーザ光源と光学的に結合され、前記モード同期レーザ光源から出力されるレーザ光から前記第１レーザ光の波長に相当する成分を取り出す第１バンドパスフィルタと、
   前記モード同期レーザ光源と光学的に結合され、前記モード同期レーザ光源から出力されるレーザ光から前記第２レーザ光の波長に相当する成分を取り出す第２バンドパスフィルタと、
   を有する、請求項１または２に記載のレーザ装置。
9. 前記第１レーザ光及び前記第２レーザ光の合波前の波形を互いに同一の波形に制御する波形制御部を更に備える、請求項１〜８のいずれか１項に記載のレーザ装置。
10. 第１レーザ光及び前記第１レーザ光とは波長が異なる第２レーザ光を、それぞれ異なる光路へ出力する第１ステップと、
    前記第１レーザ光と前記第２レーザ光とを合波して、前記第１レーザ光の波長と前記第２レーザ光の波長との差に応じた周波数でもってバーストパルスを発生させる第２ステップと、
    を含み、
    前記第１ステップにおいて、前記第１レーザ光及び前記第２レーザ光の各波長を、前記バーストパルスの周波数が１ＧＨｚ以上となるように設定する、レーザ光生成方法。