JPH0774422A

JPH0774422A - Ｑスイッチ型レーザ装置

Info

Publication number: JPH0774422A
Application number: JP24059193A
Authority: JP
Inventors: Shingo Murata; 真吾村田
Original assignee: Miyachi Technos Corp
Current assignee: Miyachi Technos Corp
Priority date: 1993-09-01
Filing date: 1993-09-01
Publication date: 1995-03-17

Abstract

(57)【要約】［目的］レーザ出力パルスの尖頭値を正確に予測し、か
つ任意に制御できるようにする。［構成］励起ランプ１２に近接した位置に励起エネルギ
検出用の光センサ２２が設けられ、全反射ミラー１６の
背後にレーザ出力検出用の光センサ２４が設けられる。
制御部２６は、設定部２８からの繰返し周波数設定値、
パルス発振の時間間隔を規定する内部タイミング信号、
光センサ２２からの励起エネルギ検出信号ＳL および光
センサ２４からのレーザ出力検出信号ＳP に基づいてＱ
スイッチ１８の動作を制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、Ｑスイッチを用いてパ
ルス発振を行うレーザ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ＹＡＧレーザ等の固体レーザは、Ｑスイ
ッチを用いることで、連続発振を尖頭出力値の高い高速
繰返しパルス発振に変えることが可能である。ＹＡＧレ
ーザには、一般に、超音波によるブラッグ回折を利用す
る音響光学Ｑスイッチが使われている。

【０００３】図８に示すように、音響光学Ｑスイッチ１
００は、入射面および出射面に反射防止膜１０２を施さ
れた偏光媒体である合成石英ガラス１０４と、この石英
ガラス１０４の一面（底面）に接着層１０６を介して結
合された超音波発生用の圧電体１０８と、高周波整合回
路１１０とから構成される。Ｑスイッチ・ドライバ１１
２よりたとえば２４ＭＨｚ、５０Ｗの高周波電気信号Ｅ
Ｓが整合回路１１０を介して圧電体１０８に与えられる
と、ピエゾ効果によって高周波電気信号ＥＳが超音波Ａ
Ｓに変換され、その超音波ＡＳが石英ガラス１０４内を
伝播する。そうすると、光弾性効果により石英ガラス１
０４内に周期的な屈折率分布が生じ、ここに適当な角度
で光ＬＢi を入射させると、入射した光ＬＢi がＬＢR
のように回折される（音響光学効果）。

【０００４】図９に、ＹＡＧレーザ共振器の構成を示
す。楕円反射鏡筒１１４内の一対の楕円焦点位置にＹＡ
Ｇロッド１１６および励起ランプ１１８が平行に配置さ
れる。ＹＡＧロッド１１６の両端面と対向して部分反射
（出力）ミラー１２０および全反射ミラー１２２が配置
され、ＹＡＧロッド１１６の一端面と全反射ミラー１２
２との間にＱスイッチ１００が配置される。

【０００５】上記のように高周波電気信号ＥＳがＱスイ
ッチ１００に入力されて石英ガラス１０４内を超音波Ａ
Ｓが伝播すると、ＹＡＧロッド１１６からのレーザ光Ｌ
Ｂiの一部がＱスイッチ１００で回折され、レーザ共振
器の損失が増加してＱ値が下がり、レーザ発振が停止す
る。しかし、レーザ発振が止まっても、励起ランプ１１
８によるＹＡＧロッド１１６の励起は継続されているた
め、ＹＡＧロッド１１６内の反転分布（熱平衡状態の低
いエネルギレベルにある原子の数よりも励起状態の高い
エネルギレベルにある原子の数が多い割合）は増大す
る。この反転分布が十分に大きくなった時に高周波電気
信号ＥＳを遮断して急激にＱ値を戻すと、レーザ共振器
でパルス発振が起こり、きわめて尖頭出力の高いレーザ
出力パルスＬＢ0 が得られる。

【０００６】実際の応用では、一定周波数Ｑf を有する
パルス状の変調信号で変調された高周波電気信号ＥＳが
Ｑスイッチ１００に供給され、変調周波数Ｑf に等しい
繰返し周波数でレーザ出力パルスＬＢ0 が得られる。

【０００７】図１０の特性曲線で示すように、反転分布
は所定時間Ｔs （たとえば５００ｎｓｅｃ）で飽和値Ｎ
S に達する。したがって、パルス発振の繰返し周波数Ｑ
f を１／Ｔs 以下にすればレーザ出力パルスＬＢ0 の尖
頭値を最大にすることができる。繰返し周波数Ｑf を１
／Ｔs 以上にしたときは、図１１に示すように、Ｑfに
反比例してレーザ出力パルスＬＢ0 の尖頭値ＰH は低く
なる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】実際の応用では、上記
のようなレーザ共振器を１／Ｔs 以上の繰返し周波数で
Ｑスイッチ動作させることがよくある。その場合、図１
２に示すように、電源投入直後または再開直後に最初に
発生するレーザ出力パルスＬＢ0B(1) の尖頭値が他（後
続）のレーザ出力パルスＬＢ0B(2),ＬＢ0B(3),…の尖頭
値よりも異常に高くなるという問題がある。これは、定
常時では反転分布が飽和する前にＱスイッチングが行わ
れるのに対して、電源投入直後または再開直後では反転
分布が飽和値またはその付近まで蓄積した後にＱスイッ
チングが行われるためである。

【０００９】精密なレーザ加工では、そのようなレーザ
出力パルスＬＢ0 の尖頭値のバラツキは好ましくない。
たとえば、レーザマーキング加工において、図１３に示
すように、マーキング加工点がある線（ストローク）Ｊ
A から次の線（ストローク）ＪB へジャンプする場合、
ＪA の終点ｊA(N)とＪB の始点ｊB(1)との間でレーザ出
力パルスの時間間隔が大きく空く。この場合、各ストロ
ークＪA ，ＪB の描画中の繰返し周波数Ｑf が１／Ｔs
以上であるときは、上記のように始点ｊB(1)に対するレ
ーザ出力パルスＬＢ0B(1) の尖頭値が他のレーザ出力パ
ルス…，ＬＢ0A(N-1),ＬＢ0A(N) ，ＬＢ0B(2),ＬＢ0B
(3),…の尖頭値よりも異常に高くなり、結果として図１
３に示すように始点ｊB(1)のドットが他の描画点…，ｊ
A(N-1), ｊA(N)，ｊB(2), ｊB(3), …のドットよりも異
常に大きくなり、マーキング品質が下がるという不具合
がある。

【００１０】そこで、従来は、最初に発生するレーザ出
力パルスＬＢ0(1)についてはＱスイッチング時にレーザ
共振器のＱ値を最大値（全開値）ではなく中間値までし
か戻さないようにしてその尖頭値を抑制し、後続のレー
ザ出力パルスＬＢ0(2), ＬＢ0(3), …の尖頭値に一致さ
せるようにしていた。しかし、該中間値は経験側または
試行錯誤的な調整によって選ばれており、最初のレーザ
出力パルスＬＢ0(1)の尖頭値を正確に制御することが難
しかった。また、図１４に示すように、最初（１発目）
のレーザ出力パルスＬＢ0B(1) の尖頭値を抑制すること
によって余ったエネルギが２発目のレーザ出力パルスＬ
Ｂ0B(2) に乗り移って、２発目のレーザ出力パルスＬＢ
0B(2) の尖頭値が設定値よりも高くなるという不具合も
あった。

【００１１】また、励起ランプ１１８よりＹＡＧロッド
１１６に与えられる励起エネルギが一時的または経時的
に変化すると、反転分布特性は図１０において実線ＮＫ
から波線ＮＫ’，ＮＫ”等のように変化するため、従来
のこの種レーザ装置では、各レーザ出力パルスＬＢ0 の
尖頭値を正確に予測ないし制御することができなかっ
た。

【００１２】本発明は、かかる問題点に鑑みてなされた
もので、レーザ出力パルスの尖頭値を正確に予測して、
任意に制御することの可能なＱスイッチ型レーザ装置を
提供することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明の第１のＱスイッチ型レーザ装置は、パル
ス発振の時間間隔を制御するタイミング制御手段と、レ
ーザ媒体に与えられる励起エネルギを検出する励起エネ
ルギ検出手段と、前記タイミング制御手段より与えられ
るタイミング信号と前記励起エネルギ検出手段より与え
られる励起エネルギ検出値とに基づいて前記レーザ媒体
における反転分布を監視する反転分布監視手段と、前記
反転分布監視手段からの反転分布監視値に応じて前記レ
ーザ共振器のＱ値を制御するＱ値制御手段とを具備する
構成とした。

【００１４】また、本発明の第２のＱスイッチ型レーザ
装置は、パルス発振の時間間隔を制御するタイミング制
御手段と、レーザ媒体に与えられる励起エネルギを検出
する励起エネルギ検出手段と、前記タイミング制御手段
より与えられるタイミング信号と前記励起エネルギ検出
手段より与えられる励起エネルギ検出値とに基づいてレ
ーザ出力パルスの尖頭値を推測する尖頭値推測手段と、
前記尖頭値推測手段からの推測尖頭値に応じて前記レー
ザ共振器のＱ値を制御するＱ値制御手段とを具備する構
成とした。

【００１５】また、本発明の第３のＱスイッチ型レーザ
装置は、パルス発振の繰返し周波数を設定する繰返し周
波数設定手段と、レーザ媒体に与えられる励起エネルギ
を検出する励起エネルギ検出手段と、前記繰返し周波数
設定手段より与えられる繰返し周波数設定値と前記励起
エネルギ検出手段より与えられる励起エネルギ検出値と
に基づいてレーザ出力パルスの基準尖頭値を演算する基
準尖頭値演算手段と、レーザ出力の瞬時値を検出するレ
ーザ出力検出手段と、前記レーザ出力検出手段より得ら
れるレーザ出力検出値を前記基準尖頭値演算手段からの
基準尖頭値と比較して比較誤差を発生する比較手段と、
前記比較手段からの比較誤差に応じて前記レーザ共振器
のＱ値を制御するＱ値制御手段とを具備する構成とし
た。

【００１６】

【作用】本発明の第１または第２のＱスイッチ型レーザ
装置では、レーザ媒体に与えられる励起エネルギが励起
エネルギ検出手段によって検出され、各パルス発振にお
ける反転分布ないしレーザ出力パルスの尖頭値が反転分
布監視手段または尖頭値推測手段によって正確に監視ま
たは予測されることにより、Ｑ値の制御が的確に行わ
れ、各尖頭値が所望の値に制御される。

【００１７】本発明の第３のＱスイッチ型レーザ装置で
は、さらに、レーザ出力検出手段、基準尖頭値演算手段
および比較手段によってフィードバック信号が生成さ
れ、レーザ出力パルスの尖頭値が基準尖頭値に一致する
ように閉ループでＱ値が動的に制御される。

【００１８】

【実施例】以下、図１〜図７を参照して本発明の実施例
を説明する。

【００１９】図１は、本発明の一実施例によるＱスイッ
チ型ＹＡＧレーザの構成を示す。このＹＡＧレーザにお
いて、ＹＡＧロッド１０、励起ランプ１２、部分反射
（出力）ミラー１４、全反射ミラー１６およびＱスイッ
チ１８は、図９に示したものと同様のＹＡＧレーザ共振
器を構成する。励起ランプ１２は、電源回路２０より直
流のランプ電流の供給を受けて連続発光する。ＹＡＧロ
ッド１０は、励起ランプ１２からの連続光を励起エネル
ギとして受け取って連続発振する。

【００２０】本実施例では、励起ランプ１２に近接した
位置にたとえばフォトダイオードからなる光センサ２２
が設けられる。この光センサ２２は、励起ランプ１２よ
りＹＡＧロッド１０に与えられる光の照度つまり励起エ
ネルギを検出する。光センサ２２の出力信号ＳL は、励
起エネルギ検出信号として制御部２６に与えられる。さ
らに、本実施例では、全反射ミラー１６の背後にたとえ
ばフォトダイオードからなる光センサ２４が設けられ
る。この光センサ２４は、ミラー１６の後方に抜けた
（漏れた）レーザ光ＬＢ' の瞬時的な光強度つまりレー
ザ出力パルスＬＢ0の瞬時的な出力を検出する。光セン
サ２４の出力信号ＳP は、レーザ出力検出信号として制
御部２６に与えられる。

【００２１】制御部２６および設定部２８は、キーボー
ド、ディスプレイ等の周辺装置を含むマイクロコンピュ
ータからなり、所定のソフトウェアによって動作する。
設定部２８には、レーザ発振開始／終了時間、ランプ電
流および繰返し周波数Ｑf 等が設定入力される。制御部
２６は、設定部２８からのレーザ発振開始／終了時間お
よびランプ電流の各設定値に基づいて電源回路２０の動
作を制御する。また、制御部２６は、設定部２８からの
繰返し周波数設定値、パルス発振の時間間隔を規定する
内部タイミング信号、光センサ２２からの励起エネルギ
検出信号ＳL および光センサ２４からのレーザ出力検出
信号ＳP に基づいてＱスイッチ１８の動作を制御する。

【００２２】図２は、本実施例のＱスイッチング動作に
関係する制御部２６内部の構成（３２〜４６）を示す。

【００２３】タイミング発生回路３２は、パルス発振動
作中に、設定部２８からの繰返し周波数設定値［Ｑf ］
およびレーザ加工上のデータ（たとえばレーザマーキン
グ加工における描画データ）等に基づいてレーザ出力パ
ルスの時間間隔を規定するタイミング信号ＣＴ，ＣＴ’
を出力する。発振器３４は、Ｑスイッチ１８の石英ガラ
ス内に超音波を与えるための、たとえば２４ＭＨｚ，５
０Ｗの高周波信号ＦＲを発生する。

【００２４】変調器３６は、発振器３４からの高周波信
号ＦＲをタイミング信号ＣＴで変調する。変調器３６に
おける変調信号は、タイミング信号ＣＴで規定される時
間間隔または周期を有し、変調度に反比例した振幅を有
する。ただし、変調度は、後述する反転分布監視部３８
からの反転分布監視値ＭＣ、尖頭値推測部４０からの推
測尖頭値ＧＣもしくはフィードバック制御系の比較器４
６からの比較誤差ＥＲに応じて制御される。この変調信
号がたとえば図３の(A) に示すようなものであるとする
と、図３の(B) に示すようなＱ値制御信号ＱＣが変調器
３６より出力される。図示のように、変調信号の振幅が
大きくなるほど、つまり変調度が大きくなるほど、Ｑ値
制御信号ＱＣの振幅は小さくなる。Ｑスイッチドライバ
３０は、図８のドライバ１１２に相当するもので、変調
器３６からのＱ値制御信号ＱＣに応動してＱスイッチ１
８を駆動する。

【００２５】反転分布監視部３８は、タイミング発生回
路３２よりタイミング信号ＣＴ’を入力するとともに、
光センサ２２からの励起エネルギ検出信号ＳL を入力す
る。励起ランプ１２よりＹＡＧロッド１０に与えられる
励起エネルギが一時的または経時的に変化すると、それ
に対応したレベル変化が光センサ２２からの励起エネル
ギ検出信号ＳL に現れる。反転分布監視部３８は、励起
エネルギ検出信号ＳLのレベル変化を基に、図１０に示
すような反転分布特性の変化（特性曲線の傾きの変化）
を検出し、現時の反転分布特性を正確に把握する。これ
により、反転分布監視部３８は、タイミング信号ＣＴ’
を基に各パルス発振における反転分布を予測し、変調度
を最適に制御または補正するための反転分布監視値ＭＣ
を変調器３６に与える。

【００２６】尖頭値推測部３８は、タイミング発生回路
３２からのタイミング信号ＣＴ’と光センサ２２からの
励起エネルギ検出信号ＳL とを入力する。上記のように
励起エネルギの変化に応じて励起エネルギ検出信号ＳL
のレベルが変化するので、尖頭値推測部３８は上記反転
分布監視部３８と同様にそのレベル変化から反転分布特
性の変化（特性曲線の傾きの変化）を検出して、現時の
反転分布特性を正確に把握する。そして、Ｑスイッチン
グ時における反転分布と尖頭値とは比例関係にあるの
で、尖頭値推測部３８は、タイミング信号ＣＴ’を基に
現時の反転分布特性から各パルス発振におけるレーザ出
力パルスＬＢ0 の尖頭値を推測し、変調器３６に変調度
を最適に制御または補正するための推測尖頭値ＧＣを与
える。

【００２７】基準尖頭値演算部４２、基準値発生部４４
および比較器４６は、各パルス発振または所定のパルス
発振においてレーザ出力パルスＬＢ0 の尖頭値を基準値
に一致させるためのフィードバック制御系を構成する。

【００２８】基準尖頭値演算部４２は、設定部２８から
の繰返し周波数設定値［Ｑf ］を入力するとともに、光
センサ２２からの励起エネルギ検出信号ＳL を入力す
る。上記のように励起エネルギの変化に応じて励起エネ
ルギ検出信号ＳL のレベルが変化するので、基準尖頭値
演算部４２もＳL のレベル変化から反転分布特性の変化
（特性曲線の傾きの変化）を検出して、現時の反転分布
特性を正確に把握することができる。その上で、基準尖
頭値演算部４２は、繰返し周波数設定値［Ｑf ］を基に
定常時の尖頭値つまり数発目以降のレーザ出力パルスの
尖頭値を推測し、その推測値を基準尖頭値とする。基準
値発生部４４は、基準尖頭値演算部４２で求められた基
準尖頭値に対応した基準電圧または基準データを基準値
ＳＥとして出力する。比較器４６は、一方の入力端子に
基準値発生部４４からの基準値ＳＥを入力するととも
に、他方の入力端子に光センサ２４からのレーザ出力検
出信号ＳP を入力し、両入力ＳＥ，ＳP 間の差分（比較
誤差）ＥＲを出力する。変調器３６は、比較器４６から
の比較誤差ＥＲに応じて各パルス発振における変調度を
動的に変化させる。

【００２９】次に、図４につき上記フィードバック制御
系（４２，４４，４６）および変調器３６の作用を説明
する。なお、変調器３６において、各パルス発振の開始
時の変調度（初期値）は最大値近辺たとえば１００％に
設定されているものとする。

【００３０】時刻ｔ0 で、タイミング発生回路３２から
のタイミング信号ＣＴがパルス発振の開始を指示する
と、Ｑ値制御信号ＱＣの振幅が零になり（変調度１００
％）、Ｑスイッチ１８において超音波が切れる。そうす
ると、急激にＱ値が高くなり、パルス発振が開始され
る。これにより、時刻ｔ0 で、レーザ出力パルスＬＢ0
が立ち上がり始め、それに対応して光センサ２４の出力
信号ＳP も立ち上がり始める（図４の(A) ）。比較器４
６の出力信号（比較誤差）ＥＲは時刻ｔ0 で初期値ＳＥ
であり、この比較誤差初期値ＳＥに対して変調器３６に
おける変調度の初期値は１００％に選ばれている（図４
の(B) ）。

【００３１】レーザ出力パルスＬＢ0 のレーザ出力が高
くなるにつれて、比較器４６からの比較誤差ＥＲは小さ
くなり、それに応じて変調器３６の変調度は下がり（図
４の(A), (B)）、Ｑ値制御信号ＱＣの振幅が増大して
（図４の(B) ）、レーザ発振器のＱ値が下がる。これに
より、レーザ出力パルスＬＢ0 は、尖頭値に向かうにつ
れて上昇率を抑えられ、光センサ２４の出力信号ＳP が
基準値ＳＥに達したところで（時刻ｔp で）、尖頭値に
達する。この時、比較器４６の出力信号ＥＲは零にな
り、変調器３６における変調度は下限値（たとえば５０
％）に達し、Ｑ値も所定の下限値に達する。

【００３２】なお、この種のレーザ出力パルスＬＢ0 の
レーザパワーは尖頭値によって決まり、尖頭値以降の立
ち下がり部分はレーザパワーとしては無意味である。し
たがって、立ち下がり区間における変調度をたとえば図
４の(B) において波線Ｍ’，Ｍ”で示すように任意に選
ぶことが可能である。

【００３３】このように、本実施例のフィードバック制
御によれば、パルス発振の開始時には変調度を最大（た
とえば１００％）にしてレーザ出力パルスＬＢ0 の立ち
上がりを速くし、レーザ出力が高くなるにつれて変調度
ないしＱ値を下げて、レーザ出力パルスＬＢ0 の尖頭値
を基準値尖頭値に合わせるようにしている。したがっ
て、図５に示すように、再開直後の１発目のレーザ出力
パルスＬＢ0B(1) の尖頭値を定常時のレーザ出力パルス
ＬＢ0B(i),ＬＢ0B(i+1),…の尖頭値（基準尖頭値）に一
致させることが可能であり、図１２のような異常な尖頭
値を防止することができる。また、２発目以降のレーザ
出力パルスＬＢ0B(2) に対しても同様のフィードバック
制御をかけることで、その尖頭値も基準尖頭値に一致さ
せることが可能であり、図１４のような不具合を防止す
ることができる。

【００３４】上記の例では、基準尖頭値を繰返し周波数
設定値［Ｑf ］に対応する固定値としたが、タイミング
発生回路３２からのタイミング信号ＣＴ’に応動して基
準尖頭値演算部４２が所定のプログラムにしたがって各
パルス発振毎に所望の基準尖頭値を演算し、基準値発生
部４４が各パルス発振毎に独立した基準値ＳＥを与える
ことにより、たとえば図６あるいは図７に示すように、
各レーザ出力パルスＬＢ0(1)，ＬＢ0(2)，ＬＢ0(3)の尖
頭値を任意に制御することも可能である。

【００３５】また、フィードバック制御系（４２，４
４，４６）に代えて反転分布監視部３８もしくは尖頭値
推測部４０を用いた場合は、上記のように各パルス発振
において変調度を動的に可変制御することはできない
が、現時の反転分布特性に基づいて変調度ないしＱ値を
的確に制御し、尖頭値を所望の値に制御することが可能
である。

【００３６】図２の構成例ではフィードバック制御系
（４２，４４，４６）、反転分布監視部３８および尖頭
値推測部４０を併設したが、それらの中の１つのみ備え
る構成も可能である。

【００３７】上記した実施例の変調器３６における変調
方式は一例であり、任意の変調方式が可能である。ま
た、本発明におけるＱスイッチは、音響光学Ｑスイッチ
に限らず、回転ミラーＱスイッチ等の他の型式のＱスイ
ッチでも可能である。

【００３８】また、上記した実施例では、レーザ出力検
出用の光センサ２４を全反射ミラー１６の背後に配置し
たが、この配置位置に限るものではなく、たとえば出力
ミラー１４の外側にレーザ出力パルスの光路を変えるた
めの反射ミラーを配置してその背後に漏れレーザ光を検
出するように光センサ２４を配置することも可能であ
る。

【００３９】また、上記実施例はＹＡＧレーザに係るも
のであったが、本発明は任意のＱスイッチ型レーザ装置
に適用可能であり、したがってレーザマーキング加工に
限らずレーザトリミング加工等の種々の応用に適用可能
である。

【００４０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の第１のＱ
スイッチ型レーザ装置によれば、レーザ媒体に与えられ
る励起エネルギ検出して各パルス発振における反転分布
を監視し、反転分布監視値に基づいてレーザ共振器のＱ
値を制御するようにしたので、レーザ出力パルスの尖頭
値をより正確に制御することができる。本発明の第２の
Ｑスイッチ型レーザ装置によれば、レーザ媒体に与えら
れる励起エネルギ検出して各パルス発振におけるレーザ
出力パルスの尖頭値を推測し、推測尖頭値に応じてレー
ザ共振器のＱ値を制御するようにしたので、実際のレー
ザ出力パルスの尖頭値をより正確に制御することができ
る。本発明の第３のＱスイッチ型レーザ装置によれば、
さらに、レーザ出力検出手段、基準尖頭値演算手段およ
び比較手段によって比較誤差を生成し、この比較誤差を
基にレーザ出力パルスの尖頭値が基準尖頭値に一致する
ように閉ループでＱ値を動的に制御するようにしたの
で、異常に高くなりそうな尖頭値も基準尖頭値に確実に
一致させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例によるＱスイッチ型レーザ装
置の構成を示すブロック図である。

【図２】実施例のＱスイッチング動作に関係する図１の
制御部内部の構成を示すブロック図である。

【図３】実施例における変調器の変調方式を示す波形図
である。

【図４】実施例におけるフィードバック制御の作用を示
す波形図である。

【図５】実施例における効果の一例を示すレーザ出力パ
ルス波形図である。

【図６】変形例による効果の一例を示すレーザ出力パル
ス波形図である。

【図７】変形例による効果の別の例を示すレーザ出力パ
ルス波形図である。

【図８】音響光学Ｑスイッチの構成を示す斜視図であ
る。

【図９】ＹＡＧレーザ共振器の構成を示す斜視図であ
る。

【図１０】ＹＡＧレーザ共振器における反転分布特性を
示す特性曲線図である。

【図１１】ＹＡＧレーザ共振器におけるパルス発振の時
間間隔と尖頭値との関係を示すレーザ出力パルス波形図
である。

【図１２】従来のＱスイッチ型レーザ装置における不具
合を示すレーザ出力パルス波形図である。

【図１３】従来のＹＡＧレーザ共振器における不具合を
示すレーザマーキングドット図である。

【図１４】従来のＱスイッチ型レーザ装置における別の
不具合を示すレーザ出力パルス波形図である。

【符号の説明】

１０ＹＡＧロッド１２励起ランプ１８Ｑスイッチ２２励起エネルギ検出用光センサ２４レーザ出力検出用光センサ２６制御部２８設定部３２タイミング発生回路３６変調器３８反転分布監視部４０尖頭値推測部４２基準尖頭値演算部４４基準値発生部４６比較器

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】Ｑスイッチによりレーザ共振器のＱ値を
制御してパルス発振を行うようにしたＱスイッチ型レー
ザ装置において、パルス発振の時間間隔を制御するタイミング制御手段
と、レーザ媒体に与えられる励起エネルギを検出する励起エ
ネルギ検出手段と、前記タイミング制御手段より与えられるタイミング信号
と前記励起エネルギ検出手段より与えられる励起エネル
ギ検出値とに基づいて前記レーザ媒体における反転分布
を監視する反転分布監視手段と、前記反転分布監視手段からの反転分布監視値に応じて前
記レーザ共振器のＱ値を制御するＱ値制御手段と、を具備することを特徴とするＱスイッチ型レーザ装置。
【請求項２】Ｑスイッチによりレーザ共振器のＱ値を
制御してパルス発振を行うようにしたＱスイッチ型レー
ザ装置において、パルス発振の時間間隔を制御するタイミング制御手段
と、レーザ媒体に与えられる励起エネルギを検出する励起エ
ネルギ検出手段と、前記タイミング制御手段より与えられるタイミング信号
と前記励起エネルギ検出手段より与えられる励起エネル
ギ検出値とに基づいてレーザ出力パルスの尖頭値を推測
する尖頭値推測手段と、前記尖頭値推測手段からの推測尖頭値に応じて前記レー
ザ共振器のＱ値を制御するＱ値制御手段と、を具備することを特徴とするＱスイッチ型レーザ装置。
【請求項３】Ｑスイッチによりレーザ共振器のＱ値を
制御してパルス発振を行うようにしたＱスイッチ型レー
ザ装置において、パルス発振の繰返し周波数を設定する繰返し周波数設定
手段と、レーザ媒体に与えられる励起エネルギを検出する励起エ
ネルギ検出手段と、前記繰返し周波数設定手段より与えられる繰返し周波数
設定値と前記励起エネルギ検出手段より与えられる励起
エネルギ検出値とに基づいてレーザ出力パルスの基準尖
頭値を演算する基準尖頭値演算手段と、レーザ出力の瞬時値を検出するレーザ出力検出手段と、前記レーザ出力検出手段より得られるレーザ出力検出値
を前記基準尖頭値演算手段からの基準尖頭値と比較して
比較誤差を発生する比較手段と、前記比較手段からの比較誤差に応じて前記レーザ共振器
のＱ値を制御するＱ値制御手段と、を具備したことを特徴とするＱスイッチ型レーザ装置。