CN103078244B - 高功率脉冲光产生装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种高功率脉冲光产生装置，该装置具备：主时钟发生器，其产生主时钟；光振荡器，其与所述主时钟同步地产生振荡脉冲光；光放大器，其对由所述光振荡器输出的所述振荡脉冲光进行放大，来输出高功率脉冲光；激励半导体激光器，其产生用于激励所述光放大器的激励用脉冲光；驱动部，其通过与所述主时钟同步的脉冲状的驱动电流，来驱动所述激励半导体激光器；以及控制部，其控制所述驱动部。

Description

高功率脉冲光产生装置

技术领域

本发明涉及通过将半导体激光器作为激励光源使用而具有放大脉冲光的功能的固体激光器、光纤激光器、光纤放大器等脉冲光产生装置。

本申请基于2011年9月6日在日本申请的特愿2011－193777号主张优先权，在此援引其内容。

背景技术

以往，使用从光纤输出光的半导体激光器(Laser Diode：LD)作为部分固体激光器、光纤激光器、光纤放大器等用于激励脉冲光产生装置中的放大介质的激励光源。在激励光源用LD(以下，称为激励LD)中，例如多使用图6所示的并联型恒流驱动电路，此时，激励LD中的恒定输出被连续地维持。

即，图6所示的基本的并联型驱动电路由分流电阻52、运算放大器等比较器53和晶体管54构成。在该并联型驱动电路中，电压信号输入到比较器53中，比较器53的输出被输入到晶体管54(基极侧)中。晶体管54的集电极侧的输出在由分流电阻形成的电位模式下反馈到比较器53。另外，若将晶体管54的发射极侧的输出作为驱动电流施加到激励LD3，则可从激励LD3得到与驱动电流对应的光输出。这样的并联型驱动电路虽在将电流保持为恒定值的方面是有利的，但无法高速地切换激励LD3为激光振荡的状态(以下，记为ON状态)和激励LD3不为激光振荡的状态(OFF状态)。

另一方面，如以开关电源为代表那样，通常，应用了开关元件的恒压电路也被使用。其理由是因为容易实现电源电路或者电力供给电路中的器件损耗的最小化，其中，该电源电路或者电力供给电路使用了应用上述开关元件的恒压电路。将上述电源电路或者上述电力供给电路应用于光放大器的激励LD的技术也是公知的。在美国专利第5325383号说明书以及美国专利第5283794号说明书中公开了下述技术，即使用脉冲宽度调制(Pulse Width Modulation：PWM)来对激励LD进行脉冲驱动。

进而，在几篇技术文献中公开了下述方法，即，使开关频率的相位与脉冲频率的相位相关联来驱动LD，从而加速输出脉冲的上升的LD的驱动方法(例如，参照美国专利第5867305号说明书，美国专利第5933271号说明书以及美国专利第6081369号说明书)。在这些文献中，公开了下述技术，即为了除去限制脉冲放大中的增益或者峰值功率的噪声(例如，自发辐射(Amplified Spontaneous Emission：ASE)光、瑞利散射光等)，以比放大介质的激励寿命短的时间，间歇地驱动激励LD。

另外，使输出脉冲激光(脉冲光的放大器)的激励光源中的激励用脉冲光的频率与信号频率同步，来提高增益的技术也是已知的。

将上述那样的LD作为激励光源使用的脉冲光产生装置可得到峰值功率高的输出光，因而多被用于激光加工或者激光测量。然而，在激光加工装置或者激光测量器中，频繁地产生下述状况，即，若从这样的高功率脉冲光产生装置出射的脉冲光在被照射体的表面或者接近表面的位置被反射，则脉冲光从脉冲光产生装置的出射部沿输出脉冲光的出射方向的逆向，向该装置内入射而返回到装置内，传送到光放大器中。而且，由被照射体反射的反射光的一部分到达光放大器的激励LD，根据激励LD的驱动状态，有时会使激励LD破损。

在前述的文献所示的现有技术中，未特别考虑因这样的反射光引起的激励LD破损的问题，因此，以往由于从被照射体反射的反射光入射到高功率脉冲光产生装置内，实际上无法避免激励LD的破损。

如上述那样，在将LD作为激励光源使用的现有的高功率脉冲光产生装置中，存在下述问题，即被被照射体反射而传送到装置内，并入射到光放大器中的光(以下，称为来自被照射体的返回光)一直到达激光振荡状态的激励LD，而使激励LD破损。

发明内容

本发明是以上述的情况作为背景而提出的，课题在于解决因来自被照射体的返回光引起的光放大器的激励LD的破损的问题，提供一种能够防止激励LD的破损的高功率脉冲光产生装置。

本发明者们，调查前述那样的因返回光引起的激励LD的破损的问题后，发现了当返回光入射到激励LD时，在激励LD未处于激光振荡的状态的情况下，即激励LD是OFF状态的情况下，激励LD破损的产生概率显著地下降。

并且，基于这样的见解，本发明者们在本发明中通过将激励光注入到具有放大介质的光放大器中的时机和来自被照射体的返回光到达激励LD的时机设定为适当的条件，来避免因来自被照射体的返回光引起的激励LD受到损伤的情况，解决了上述课题。

因此，本发明的第1方式的高功率脉冲光产生装置具备：主时钟发生器，其产生主时钟；光振荡器，其与所述主时钟同步地产生振荡脉冲光；光放大器，其对由所述光振荡器输出的所述振荡脉冲光进行放大，来输出高功率脉冲光；激励半导体激光器(激励LD)，其产生用于激励所述光放大器的激励用脉冲光；驱动部，其通过与所述主时钟同步的脉冲状的驱动电流，来驱动所述激励半导体激光器；以及控制部，其控制所述驱动部。

所述控制部按照在来自被照射所述高功率脉冲光的被照射体的返回光到达与所述光放大器连接的所述激励半导体激光器的时刻，使供给给所述激励半导体激光器的所述驱动电流成为所述激励半导体激光器达不到激光振荡状态的设定值以下的方式，控制所述驱动部。另外，控制部根据所述被照射体与所述激励半导体激光器之间的光程来确定所述控制的时机。

换言之，来自被照射所述高功率脉冲光的被照射体的返回光(脉冲光)经由所述光放大器到达激励LD的时机，根据被照射体与所述激励LD之间的光程来确定。在该时机，激励LD的驱动电流被控制在设定值以下，以使所述激励LD达不到激光振荡状态。

根据上述的第1方式的高功率脉冲光产生装置，能够在与主时钟同步的时机控制激励LD的驱动电流。根据激励LD与被照射体的距离，能够计算出高功率脉冲光被射出，来自被照射体的返回光到达所述激励LD的时间。因此，通过在所述返回光到达激励LD的时刻，由控制部将所述激励LD的驱动电流控制为所述激励LD达不到激光振荡状态的设定值以下，能够避免所述激励LD受到光学损伤。

此外，所述设定值只要是激励LD达不到激光振荡状态的值(振荡阈值附近以下)即可，实际上，是由使用的LD元件决定的值。

优选本发明的第2方式的高功率脉冲光产生装置，在所述第1方式的高功率脉冲光产生装置中具备监视器部，该监视器部设置于所述光振荡器与所述光放大器之间，检测所述振荡脉冲光与所述返回光，生成基于所述振荡脉冲光的振荡脉冲检测信号以及基于所述返回光的返回脉冲检测信号。优选所述振荡脉冲检测信号以及所述返回脉冲检测信号被电传导至所述控制部，所述控制部基于所述振荡脉冲检测信号以及所述返回脉冲检测信号，控制使供给给所述激励半导体激光器的所述驱动电流在所述设定值以下的期间。

根据第2方式的高功率脉冲光产生装置，能够预先调查从监视器部接收到由光振荡器输出的振荡脉冲光到返回光被监视器部接收的时间差。因此，在从监视器部的第一次的受光时机到经过所述时间差的期间，控制部通过将所述激励LD的驱动电流控制为所述激励LD达不到激光振荡状态的设定值以下，能够可靠地避免激励LD受到光学损伤。

但是，在该高功率脉冲光产生装置中，由于所述振荡脉冲光与来自被照射体的返回光被同一监视器部接收，因此无法直接区别接收到的光是振荡脉冲光还是返回光。因此，该情况下，优选在由高功率脉冲光产生装置实际出射输出脉冲光之前，试验性地出射输出脉冲光，来确认第一次受光被反馈的时机与第二次受光被反馈的时机的时间差，从而适当地设定所述期间。

优选本发明的第3方式的高功率脉冲光产生装置，在所述第1方式的高功率脉冲光产生装置中，具备第1监视器部，该第1监视器部设置在所述光振荡器与所述光放大器之间，检测所述振荡脉冲光，生成基于所述振荡脉冲光的振荡脉冲检测信号；以及第2监视器部，该第2监视器部设置在所述光振荡器与所述光放大器之间，检测所述返回光，生成基于所述返回光的返回脉冲检测信号。优选所述振荡脉冲检测信号以及所述返回脉冲检测信号被电传导至所述控制部，所述控制部基于所述振荡脉冲检测信号以及所述返回脉冲检测信号，控制使供给给所述激励半导体激光器的所述驱动电流在所述设定值以下的期间。

根据第3方式的高功率脉冲光产生装置，能够适当且正确地调查由光振荡器输出的振荡脉冲光被第1监视器部接收的时机、与来自被照射体的返回光被第2监视器部接收的时机的时间差。因此，在出射输出脉冲光的状态下，即使当高功率脉冲光产生装置与被照射体之间的距离产生变化时，也能够通过控制部在从第1监视器部的受光时机经过所述时间差的期间，将所述激励LD的驱动电流控制为所述激励LD达不到激光振荡状态的设定值以下，来可靠地避免激励LD受到光学损伤。

优选本发明的第4方式的高功率脉冲光产生装置，在所述第1方式至第3方式中的任意一个高功率脉冲光产生装置中，返回光到达激励LD后，在与主时钟同步的时机，激励LD的驱动电流被控制为超过所述设定值，来使激励LD成为激光振荡状态的值。

根据第4方式的高功率脉冲光产生装置，在激励LD不进行激光振荡的状态下，来自激励被照射体的返回光到达激励LD后，在下一与主时钟同步的时机，能够立即使激励LD成为激光振荡状态，向光放大器注入激励光。因此，能够在避免了因返回光引起的激励LD的光学损伤的状态下，进行使用了高功率脉冲光产生装置的高效的激光加工、激光测量。

发明的效果

根据本发明的高功率脉冲光产生装置，在来自被照射体的返回光到达激励LD之时，由于激励LD为未进行激光振荡的状态，因此能够防止由返回光引起的激励LD的破损。

附图说明

图1是表示现有的一般高功率脉冲光产生装置的基本构成的图。

图2是示意性地表示本发明中的输出脉冲光的来自被照射体的返回光的时机与激励LD的脉冲输出(激励用脉冲光)的时机的图。

图3是用于说明本发明的概念的图。

图4是表示本发明的第1实施方式的高功率脉冲光产生装置的整体构成的概略图。

图5是用于表示本发明的第1实施方式的高功率脉冲光产生装置中时序图的图。

图6是表示现有的并联型恒流电路的基本构成的概略图。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。

在高功率脉冲光产生装置中，关于放大从光振荡器出射的脉冲光(振荡脉冲光)的时机和向光放大器内的放大介质注入激励光(激励用脉冲光)的时机，存在用于防止因来自被照射体的返回光引起的激励LD的破损的优选时机。参照图1以及图2，以下对用于防止上述激励LD的破损的优选时机进行说明。

图1表示现有的一般高功率脉冲光产生装置的基本构成。

从光振荡器1出射的振荡脉冲光被分支到2个系统中，一分支的振荡脉冲光(第1振荡脉冲光)入射到光放大器31中，剩余的振荡脉冲光(第2振荡脉冲光)被引导至信号光/反射光监视器部33而被检测。所述脉冲光(第1振荡脉冲光以及第2振荡脉冲光)的分支比率被设定为：入射到光放大器31中的光功率量比被引导至信号光/反射光监视器部33的光功率量多。如上述那样分支后的光进入光放大器31，并入射到光放大器31的内部所具备的未图示的放大介质中，该入射光被该放大介质放大后作为输出脉冲光从放大介质出射。光放大器31内的放大介质与激励LD3按照光学的方式连接。利用从光放大器31出射的输出脉冲光照射被照射体20，输出脉冲光的一部分光被被照射体20反射。反射光作为图1的黑粗箭头(向左)所示的返回光入射到高功率脉冲光产生装置中，该返回光的一部分经由光放大器31到达激励LD3。此时，如前述那样在激励LD3处于ON状态的情况下，存在激励LD3破损的可能性。另外，入射到光放大器31中的返回光中的、入射到激励LD3的光以外的光的一部分入射到信号光/反射光监视器部33。入射到信号光/反射光监视器部33的返回光的一部分成为判别有无入射到激励LD3的返回光的指标。

图2表示在具备上述构成的高功率脉冲光产生装置中，向光放大器的放大介质注入激励光的时机和来自被照射体的返回光到达激励LD的时机的关系。

在图2中，横轴表示包含时间区域C1、C2、C3的时间的经过，纵轴表示光纤输出。

图2的区域C1的情况表示在将激励LD设为ON状态的高驱动电流脉冲(即，超过所述设定值的高电平的驱动电流脉冲)施加到激励LD3，激励LD3的脉冲输出(激励用脉冲光)的功率为高的状态的期间内，来自被照射体的返回光会入射到激励LD3的状态。该状态下，在来自所述被照射体的返回光入射到激励LD3之时，有可能因光学损伤等引起激励LD3破损。

图2的区域C2的情况表示在来自被照射体的返回光到达激励LD3的时机，激励LD3的驱动电流下降到使该激励LD3为OFF状态的低的值(即，所述设定值以下的低电平)，激励LD为不进行激光振荡的状态，即，激励LD3的光输出为低的状态的情况。在该状态下，在来自被照射体的返回光入射到激励LD3之时，激励LD3不受到光学损伤，不会破损。

图2的区域C3的情况与区域C2的情况相同，也表示来自被照射体的返回光到达激励LD3时，激励LD3的驱动电流下降到使激励LD3为OFF状态(不进行激光振荡的发光)的低的值(所述设定值以下的低电平)的状态。然而，若从激励LD3的驱动电流成为设定值以下到返回光到达激励LD3的时间长，则高功率光脉冲信号产生装置的加工效率恶化。

于是，在本发明的实施方式中，为了产生图2的区域C2的状态，要根据来自被照射体的返回光到达激励LD3的时机，适当地控制激励LD3的驱动电流。

图3表示本发明的实施方式的高功率脉冲光产生装置中的控制状况。主时钟发生器9与控制部40的未图示的信号输入部连接。进而，光振荡器1、以及用于向激励LD3施加驱动电流的驱动器(驱动部)4分别与控制部40的未图示的信号输出部连接。

与主时钟同步的脉冲光(振荡脉冲光)从光振荡器1出射，并入射到光放大器31。由驱动器4施加到激励LD3的驱动电流被控制部40控制为与所述主时钟同步。从激励LD3输出根据驱动电流的激励用脉冲光，并入射到与激励LD3光学连接的光放大器31。在入射了激励用脉冲光的光放大器31中，未图示的放大介质的增益增加，在振荡脉冲光入射时，在所述放大介质内产生受激发射，生成被放大的脉冲光，并从高功率脉冲光产生装置作为输出脉冲光出射。

进而，以下，参照图4、图5，对进一步具体化本发明的实施方式进行说明。

图4表示本发明的第1实施方式的高功率脉冲光产生装置。该高功率脉冲光产生装置具备：光纤10、主时钟发生器(水晶振荡器等)9、光振荡器1、光放大器31和控制部40。用于放大由光振荡器1产生的振荡脉冲光的光放大器31具备：作为放大介质的掺Yb双包层光纤(DCF)2和激励LD耦合器8。掺Yb DCF2的激励LD3通过激励LD耦合器8与掺Yb DCF2光学连接。激励LD3与驱动器4连接。进而，高功率脉冲光产生装置构成为：通过具有方向性的光纤耦合器(以下，称为方向性光纤耦合器)5，振荡脉冲光仅入射到作为第1监视器部的光电探测器(PD)6，来自被照射体20的返回光仅输入到作为第2监视器部的光电探测器(PD)7。具有用于检测振荡脉冲光的PD6和用于检测来自被照射体20的返回光的PD7的信号光/反射光监视器部33与光纤10连接。

控制该高功率脉冲光产生装置整体的控制部40与光振荡器1和作为驱动激励LD3的驱动部发挥功能的驱动器4连接。实际上，作为该控制部40，能够应用控制用计算机的中央处理装置(Central ProcessingUnit：CPU)、Electrically Erasable Programmable Read Only Memory(EEPROM)、现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array：FPGA)。

此外，作为光纤耦合器5，使用带光纤的抽头耦合器(Tap coupler)等较简便。在该情况下，优选将抽头分支比调整为20dB以上的适当的值。

接下来，对图4所示的高功率脉冲光产生装置的动作以及功能进行说明。

若由主时钟发生器9生成主时钟，由控制部40将振荡脉冲光的开始信号、以及基于主时钟的时钟信号输入到光振荡器1中，则由光振荡器1生成与所述时钟信号同步的振荡脉冲光，并入射到掺Yb DCF2。另外，通过控制部40控制为与主时钟同步的脉冲状驱动电流被施加到驱动器4，根据驱动电流的电流流向激励LD3，使其出射激励光。若向掺Yb DCF2入射来自激励LD3的激励光，则掺Yb DCF2的Yb元素被激励，掺Yb DCF2的增益增加，反转分布率变高，利用受激发射的产生从掺Yb DCF2出射被放大的输出脉冲光。

从掺Yb DCF2出射的输出脉冲光在光纤10中传送，从高功率脉冲光产生装置出射，并照射到被照射体20。然后，来自被照射体20的返回光从高功率脉冲光产生装置的出射面入射到装置内，在光纤10中传送后，到达光放大器31的激励LD3。此时，在激励LD3为激光振荡状态，即为ON状态的情况下，存在激励LD3破损的可能性。

另外，图5表示图4所示的实施方式的高功率脉冲光产生装置中的时序图，以下，参照图4，对图5的时序图进行说明。

如图4所示那样，分别将L1、L2、L、L3、L4定义为：

L1：从光振荡器1到光纤耦合器5的光的传送距离

L2：从光纤耦合器5到掺Yb DCF2的光的传送距离

L：从掺Yb DCF2到被照射体20的光的传送距离

L3：从光纤耦合器5到PD6的光的传送距离

L4：从光纤耦合器5到PD7的光的传送距离

另外，将n设为光纤10的纤芯的折射率，将n0设为空气的折射率，将c设为真空中的光速。

这里，将使激励LD3为OFF状态的驱动电流状态(所述设定值以下的状态)设为第1状态，将使激励LD3为ON状态的驱动电流状态(超过所述设定值的状态)设为第2状态。此外，该驱动电流通过控制部40被切换为第1状态或者第2状态。

另外，如图5所示，将T1、T2、T3、T4定义为：

T1：激励LD3驱动电流[ILD]变为第1状态的时机

T2：来自被照射体20的返回光[IR]到达光放大器31的激励LD3的时机

T3：[ILD]刚变为第2状态之前的时机

T4：生成振荡脉冲光[Ss]的时机

为了防止激励LD3的破损，在来自被照射体的返回光到达激励LD3之时，激励LD3的驱动电流必须为第1状态。

这里，忽略掺Yb DCF2中的光的传送距离以及激励LD耦合器8与激励LD3之间的光的传送距离，如图5所示，若将从T1到T4的时间设为t4，则在控制上t4＞0是用于在返回光到达时使激励LD3的驱动电流为第1状态的必要条件。

若将从T4到T2的时间设为t2，

则t2＝{(L1+L2)c/n}+(2Lc/n0)

这里，为了防止激励LD3的破损，从T1经过(t4+t2)后，也必须使激励LD3的驱动电流为第1状态。

进而，若将从T4开始，[IR]到达激励LD3，并由PD7作为脉冲光[I7]受光为止的时间设为t3，

则t3＝t2+(L2+L4)c/n

但是，在所述掺Yb DCF2中的光的传送距离、以及激励LD耦合器8与激励LD3之间的光的传送距离，对于各传送距离L1、L2、L而言，相对较长的情况下，不能忽略考虑所述2个传送距离，而需要计算出t2、t3的时间。

若将从T1到T3的时间设为t，则为了防止激励LD3的破损，除了前述的t4＞0之外，t＞(t4+t3)成立也是必要的。即，在来自被照射体的返回光到达激励LD3之时，激励LD3的驱动电流也必须成为第1状态。于是，将所述与t相关的条件作为“激励LD破损防止条件”。

另外，t2是根据掺Yb DCF2与被照射体20的距离L来计算的(例如，L＝1m的情况下，t2＝5ns)。通常L为20m以内，因此t2为100ns以内，激励LD3的驱动电流的控制速度在1μs左右的时间分辨率下动作。因此，在本发明的高功率脉冲光产生装置的众多用途中，若从向掺Yb DCF2输入了振荡脉冲光的时机开始的0.1ns以内，将激励LD3的驱动电流设为第1状态，则能够防止激励LD3的破损。即，如图2的区域C2所示那样，能够在返回光入射到掺Yb DCF2的时刻，将激励LD3控制为OFF状态，从而能够防止激励LD3的破损。

接下来，对信号光/反射光监视器部33的功能和动作进行说明。如图4所示，具有PD6、PD7的信号光/反射光监视器部33通过方向性光纤耦合器5(熔融延伸型等)与光纤10连接。根据该构造，PD6作为接收振荡脉冲光的第1监视器部A发挥功能，PD7作为接收来自被照射体20的返回光的第2监视器部B发挥功能。另外，作为第1监视器部A的PD6基于振荡脉冲光生成振荡脉冲检测信号。作为第2监视器部B的PD7基于返回光生成返回脉冲检测信号。这样，在各监视器部中生成的振荡脉冲检测信号以及返回脉冲检测信号被赋给控制部40，利用该检测信号来进行时机控制。

这里，将由PD7接收[I7]后到T3的时间设为t5。t5由L、L1～L4、t来确定。另外，视为由光振荡器1输出的振荡脉冲光被PD6接收的时机与所述脉冲光入射到掺Yb DCF2的时机是相同的。此时，来自被照射体的返回光到达激励LD3的时机在PD6的受光时机与PD7的受光时机之间。

在本实施方式的高功率脉冲光产生装置中，t4是根据光振荡器1的系统条件计算出的值，t5是该实施方式的高功率脉冲光产生装置的用户设定的值。因此，预先向控制部输入t4与t5的值，将激励LD3的驱动电流以及激励用脉冲光的从下降到上升的时间t设定为“从T1到PD6接收到振荡脉冲光的时间差、从PD6接收到所述脉冲光到PD7接收到来自被照射体20的返回光的时间差、以及t5的求和时间”。由此，根据t＝t4+t3+t5，求出时间t，若t5≥0，则激励LD破损防止条件成立，因此能够防止因来自被照射体20的返回光而使激励LD3破损。

这样，使用PD6以及PD7，将基于由光振荡器1输出的振荡脉冲光的振荡脉冲检测信号、以及基于来自被照射体20的返回光的返回脉冲检测信号分别反馈给控制部40。控制部40向激励LD3的驱动器4发送控制驱动电流的上升的时机的信号，以使上述的激励LD破损防止条件成立。通过这样发送信号，能够在所述返回光到达激励LD3之时，使激励LD3的驱动电流成为第1状态，能够防止激励LD3因来自被照射体20的返回光而破损。

另外，按照在返回光到达激励LD后，在与主时钟同步的激励LD驱动电流控制的时机使激励LD的电流值成为振荡状态的方式，设定所述驱动电流上升的时机，从而能够立刻向光放大器注入激励光，能够一边避免激励LD的光学损伤，一边进行高效的激光加工、激光测量。

在第1实施方式的高功率脉冲光产生装置中，使用PD6、PD7，分别将振荡脉冲光与返回光的光强度反馈给控制部40，利用控制部40，根据所述2个时机的时间差来控制脉冲状驱动电流。此时，对于反馈所述时间差来进行所述驱动电流的控制的频率而言，可以在确定设置被照射体20的位置时仅进行一次，也可以按输出脉冲光的峰值来进行。

但是，在被照射体20是具有阶梯差的物体的情况，以及在从高功率脉冲光产生装置出射输出脉冲光的状态下，高功率脉冲光产生装置与被照射体20的距离发生变化的情况的任意一种情况下，优选使所述时间差向激励LD3的驱动电流反映的频率是按输出脉冲光的峰值的频率。

以上，对本发明的优选实施方式进行了说明，当然，本发明并不限于这些实施方式。在不脱离本发明的主旨的范围内，能够进行构成的增加、省略、置换以及其他的变更。

此外，本发明的高功率脉冲光产生装置最适合于激光加工用或者激光测量用的光源，当然并不限定于此，能够适用于所有要求高功率的脉冲光的用途。

附图标记的说明

1…光振荡器，2…掺Yb双包层光纤(DCF)，3…激励LD，4…驱动器(驱动部)，5…方向性光纤耦合器，6、7…光电探测器，8…激励LD耦合器，9…主时钟发生器，10…光纤，20…被照射体，31…光放大器，33…信号光/反射光监视器部，40…控制部。

Claims (4)

1.一种高功率脉冲光产生装置，该高功率脉冲光产生装置的特征在于，具备：

主时钟发生器，该主时钟发生器产生主时钟；

光振荡器，该光振荡器与所述主时钟同步地产生振荡脉冲光；

光放大器，该光放大器放大从所述光振荡器输出的所述振荡脉冲光，并输出高功率脉冲光；

激励半导体激光器，该激励半导体激光器产生用于激励所述光放大器的激励用脉冲光；

驱动部，该驱动部利用与所述主时钟同步的脉冲状的驱动电流，来驱动所述激励半导体激光器；以及

控制部，该控制部按照下述方式控制所述驱动部，即在来自被照射所述高功率脉冲光的被照射体的返回光到达与所述光放大器连接的所述激励半导体激光器的时刻，使供给给所述激励半导体激光器的所述驱动电流成为所述激励半导体激光器达不到激光振荡状态的设定值以下，并且该控制部根据所述被照射体与所述激励半导体激光器之间的光程来确定所述控制的时机。

2.根据权利要求1所述的高功率脉冲光产生装置，其特征在于，

具备监视器部，该监视器部设置在所述光振荡器与所述光放大器之间，检测所述振荡脉冲光与所述返回光，生成基于所述振荡脉冲光的振荡脉冲检测信号以及基于所述返回光的返回脉冲检测信号，

所述振荡脉冲检测信号以及所述返回脉冲检测信号被电传导至所述控制部，

所述控制部基于所述振荡脉冲检测信号以及所述返回脉冲检测信号，控制使供给给所述激励半导体激光器的所述驱动电流在所述设定值以下的期间。

3.根据权利要求1所述的高功率脉冲光产生装置，其特征在于，具备：

第1监视器部，该第1监视器部设置在所述光振荡器与所述光放大器之间，检测所述振荡脉冲光，生成基于所述振荡脉冲光的振荡脉冲检测信号；以及

第2监视器部，该第2监视器部设置在所述光振荡器与所述光放大器之间，检测所述返回光，生成基于所述返回光的返回脉冲检测信号，

其中，所述振荡脉冲检测信号以及所述返回脉冲检测信号被电传导至所述控制部，

所述控制部基于所述振荡脉冲检测信号以及所述返回脉冲检测信号，控制使供给给所述激励半导体激光器的所述驱动电流在所述设定值以下的期间。

4.根据权利要求1至3中任意一项所述的高功率脉冲光产生装置，其特征在于，

所述返回光到达所述激励半导体激光器后，在与所述主时钟同步的时机，将供给给所述激励半导体激光器的所述驱动电流控制为超过所述设定值，来使所述激励半导体激光器成为激光振荡状态的值。