CN110050394B - 脉冲激光装置、加工装置及脉冲激光装置的控制方法 - Google Patents

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Abstract

脉冲激光装置具备激光源、电光调制器、激光源驱动部、电光调制器驱动部、和对激光源驱动部及电光调制器驱动部进行控制的控制部,激光源输出由激光源驱动部进行了脉冲调制的脉冲激光,电光调制器输出由电光调制器驱动部对激光源所输出的脉冲激光进一步进行了脉冲调制的脉冲激光,控制部对激光源驱动部与电光调制器驱动部进行控制,以使得针对激光源的脉冲调制与针对电光调制器的脉冲调制,至少在激光源为接通状态的期间内电光调制器变成接通状态,并且在激光源为断开状态的期间内电光调制器至少1次变成接通状态,使针对电光调制器的脉冲调制的占空比高于针对激光源的脉冲调制的占空比。

Description

脉冲激光装置、加工装置及脉冲激光装置的控制方法
技术领域
本发明涉及脉冲激光装置、加工装置及脉冲激光装置的控制方法。
背景技术
以往,公开一种所谓的MOPA(Master Oscillator Power Amplifier)型的脉冲激光装置(参照专利文献1),其将从作为种子光源的脉冲激光装置输出的、作为种子光的脉冲激光,在光纤放大器等的光放大器中放大,并输出高强度的脉冲激光。这种脉冲激光装置被使用于激光加工等。
MOPA型的脉冲激光装置中,通过使种子光的脉冲宽度变化,从而能变更根据激光加工的用途或材料而从脉冲激光装置输出的脉冲激光的脉冲宽度,能够进行加工的最佳化。特别是,作为用于获得1ns以下的脉冲宽度的技术,有利用强度调制型的电光调制器(EOM:Electro-Optic Modulator)将脉冲光的一部分切出并输出的方法(专利文献2)。EOM是也被使用在光通信的用途中的调制器,但由于能够进行10GHz以上的高速的响应,故能够实现1ns以下的脉冲宽度。
在先技术文献
专利文献
专利文献1:JP特开2002-118315号公报
专利文献2:JP专利第4232130号公报
发明内容
-发明所要解决的技术问题-
脉冲激光装置也有时在“低反复频率”并且“短脉冲宽度”的条件下被使用。该条件例如是反复频率为10kHz、脉冲宽度为100ps这样的条件。该情况下,该脉冲激光的占空比变成0.0001%这样非常低的值。
为了驱动EOM,需要RF放大器之类的驱动电路。在此,EOM的驱动电路的大半主要被用于通信用途,因此有时被构成为High状态(或者接通状态)和Low状态(或者断开状态)的比例为同等程度,即在占空比为50%程度的驱动条件下最佳地进行动作。上述那样的驱动电路中,例如占空比为50%的情况下输出电压成为最大的振幅,但具有随着占空比从50%远离,输出电压的振幅减小的特性。
如上述的例子那样在占空比非常小的条件下,驱动电路无法向EOM输出EOM的适当的驱动所需的振幅的电压,通过EOM及EOM被切出的脉冲激光的接通/断开消光比有可能会降低。另一方面,为了构成即便在占空比非常小的条件下也能向EOM输出需要的振幅的电压的驱动电路,因为有必要做成高输出,所以驱动电路大型化成为课题。
本发明是鉴于上述课题而进行的,其目的在于提供一种在优选的状态下能够输出占空比低的脉冲激光的脉冲激光装置、加工装置及脉冲激光装置的控制方法。
-用于解决技术问题的手段-
为了解决上述的课题,并达成目的,本发明的一方式所涉及的脉冲激光装置的特征在于,具备:
激光源;
电光调制器;
以脉冲调制来驱动所述激光源的激光源驱动部;
以脉冲调制来驱动所述电光调制器的电光调制器驱动部;和
对所述激光源驱动部与所述电光调制器驱动部进行控制的控制部,
所述激光源输出由所述激光源驱动部进行了脉冲调制的脉冲激光,
所述电光调制器输出由所述电光调制器驱动部对所述激光源所输出的脉冲激光进一步进行了脉冲调制的脉冲激光,
所述控制部对所述激光源驱动部与所述电光调制器驱动部进行控制,以使得针对所述激光源的脉冲调制与针对所述电光调制器的脉冲调制至少在所述激光源为接通状态的期间内所述电光调制器变成接通状态,并且在所述激光源为断开状态的期间内,所述电光调制器至少1次变成接通状态,使针对所述电光调制器的脉冲调制的占空比高于针对所述激光源的脉冲调制的占空比。
本发明的一方式所涉及的脉冲激光装置的特征在于,所述控制部对所述激光源驱动部与所述电光调制器驱动部进行控制,以使得针对所述电光调制器的脉冲调制的反复频率是恒定的,并且该反复频率比针对所述激光源的脉冲调制的反复频率大。
本发明的一方式所涉及的脉冲激光装置的特征在于,在将N设为2以上的整数时,针对所述电光调制器的脉冲调制的反复频率为针对所述激光源的脉冲调制的反复频率的N倍。
本发明的一方式所涉及的脉冲激光装置的特征在于,所述激光源为接通状态下的、针对所述电光调制器的脉冲调制的脉冲宽度小于针对所述激光源的脉冲调制的脉冲宽度。
本发明的一方式所涉及的脉冲激光装置的特征在于,针对所述电光调制器的脉冲调制的脉冲宽度是恒定的。
本发明的一方式所涉及的脉冲激光装置的特征在于,具备:
激光源;
半导体光放大器;
电光调制器;
驱动所述激光源的激光源驱动部;
以脉冲调制来驱动所述半导体光放大器的半导体光放大器驱动部;
以脉冲调制来驱动所述电光调制器的电光调制器驱动部;和
对所述激光源驱动部、所述半导体光放大器驱动部与所述电光调制器驱动部进行控制的控制部,
所述激光源输出激光,
所述半导体光放大器输出由所述半导体光放大器驱动部对所述激光进行了脉冲调制的脉冲激光,
所述电光调制器输出由所述电光调制器驱动部对所述半导体光放大器所输出的脉冲激光进一步进行了脉冲调制的脉冲激光,
所述控制部对所述半导体光放大器驱动部与所述电光调制器驱动部进行控制,以使得针对所述半导体光放大器的脉冲调制与针对所述电光调制器的脉冲调制至少在所述半导体光放大器为接通状态的期间内所述电光调制器变成接通状态,并且在所述半导体光放大器为断开状态的期间内,所述电光调制器至少1次变成接通状态,使针对所述电光调制器的脉冲调制的占空比高于针对所述半导体光放大器的脉冲调制的占空比。
本发明的一方式所涉及的脉冲激光装置的特征在于,所述控制部对所述半导体光放大器驱动部与所述电光调制器驱动部进行控制,以使得针对所述电光调制器的脉冲调制的反复频率是恒定的,并且该反复频率比针对所述半导体光放大器的脉冲调制的反复频率大。
本发明的一方式所涉及的脉冲激光装置的特征在于,在将N设为2以上的整数时,针对所述电光调制器的脉冲调制的反复频率为针对所述半导体光放大器的脉冲调制的反复频率的N倍。
本发明的一方式所涉及的脉冲激光装置的特征在于,所述半导体光放大器为接通状态的期间内的、针对所述电光调制器的脉冲调制的脉冲宽度小于针对所述半导体光放大器的脉冲调制的脉冲宽度。
本发明的一方式所涉及的脉冲激光装置的特征在于,针对所述电光调制器的脉冲调制的脉冲宽度是恒定的。
本发明的一方式所涉及的脉冲激光装置的特征在于,具备:
激光源;
声光调制器;
电光调制器;
驱动所述激光源的激光源驱动部;
以脉冲调制驱动所述声光调制器的声光调制器驱动部;
以脉冲调制驱动所述电光调制器的电光调制器驱动部;和
对所述激光源驱动部、所述声光调制器驱动部与所述电光调制器驱动部进行控制的控制部,
所述激光源输出激光,
所述声光调制器输出由所述声光调制器驱动部对所述激光进行了脉冲调制的脉冲激光,
所述电光调制器输出由所述电光调制器驱动部对所述声光调制器所输出的脉冲激光进一步进行了脉冲调制的脉冲激光,
所述控制部对所述声光调制器驱动部与所述电光调制器驱动部进行控制,以使得针对所述声光调制器的脉冲调制与针对所述电光调制器的脉冲调制至少在所述声光调制器为接通状态的期间内所述电光调制器变为接通状态,并且在所述声光调制器为断开状态的期间内,所述电光调制器至少1次变成接通状态,使针对所述电光调制器的脉冲调制的占空比高于针对所述声光调制器的脉冲调制的占空比。
本发明的一方式所涉及的脉冲激光装置的特征在于,所述控制部对所述声光调制器驱动部与所述电光调制器驱动部进行控制,以使得针对所述电光调制器的脉冲调制的反复频率是恒定的,并且该反复频率比针对所述声光调制器的脉冲调制的反复频率大。
本发明的一方式所涉及的脉冲激光装置的特征在于,在将N设为2以上的整数时,针对所述电光调制器的脉冲调制的反复频率为针对所述声光调制器的脉冲调制的反复频率的N倍。
本发明的一方式所涉及的脉冲激光装置的特征在于,所述声光调制器为接通状态的期间内的、针对所述电光调制器的脉冲调制的脉冲宽度比针对所述声光调制器的脉冲调制的脉冲宽度小。
本发明的一方式所涉及的脉冲激光装置的特征在于,针对所述电光调制器的脉冲调制的脉冲宽度是恒定的。
本发明的一方式所涉及的脉冲激光装置的特征在于,所述激光源驱动部以脉冲调制驱动所述激光源,
所述控制部对所述激光源驱动部与所述电光调制器驱动部进行控制,以使得针对所述激光源的脉冲调制与针对所述电光调制器的脉冲调制至少在所述激光源为接通状态的期间内所述电光调制器变成接通状态。
本发明的一方式所涉及的脉冲激光装置的特征在于,所述控制部具备:
脉冲图案生成部,生成用于对所述激光源、所述半导体光放大器及所述声光调制器之中的至少任一者和所述电光调制器进行脉冲调制的脉冲图案信号;和
电光调制器驱动脉冲生成部,基于从所述脉冲图案生成部输出的脉冲图案信号,生成用于驱动所述电光调制器驱动部的电光调制器驱动脉冲信号。
本发明的一方式所涉及的脉冲激光装置的特征在于,所述控制部具备:
脉冲图案生成部,生成用于对所述激光源、所述半导体光放大器及所述声光调制器之中的至少任一者进行脉冲调制的脉冲图案信号;
基准时钟生成部,生成用于对所述电光调制器进行脉冲调制且与所述脉冲图案信号同步的基准时钟信号;和
电光调制器驱动脉冲生成部,基于从所述基准时钟生成部输出的基准时钟信号,生成用于驱动所述电光调制器驱动部的电光调制器驱动脉冲信号。
本发明的一方式所涉及的脉冲激光装置的特征在于,所述电光调制器驱动脉冲生成部具备:
至少一个延迟脉冲生成部,基于所述脉冲图案信号来生成延迟脉冲信号;和
驱动脉冲生成部,基于从所述至少一个延迟脉冲生成部输出的所述延迟脉冲信号,来生成所述电光调制器驱动脉冲信号。
本发明的一方式所涉及的脉冲激光装置的特征在于,所述控制部对所述激光源、所述半导体光放大器或者所述声光调制器的脉冲调制的脉冲宽度进行调整,并将输入至所述电光调制器的激光的脉冲宽度设定为3ns以下。
本发明的一方式所涉及的脉冲激光装置的特征在于,所述控制部通过对所述激光源、所述半导体光放大器或者所述声光调制器的脉冲调制的脉冲宽度进行调整,从而将被输入至所述电光调制器的激光的脉冲宽度设定为与所希望的猝发脉冲串产生的期间相当的脉冲宽度,而且将该激光的反复频率设定为所述所希望的猝发脉冲串的反复频率,并且,
将所述电光调制器驱动脉冲信号的反复频率设定为与所述所希望的猝发脉冲串的脉冲间隔相应的反复频率。
本发明的一方式所涉及的脉冲激光装置的特征在于,还具备:接受从所述电光调制器输出的脉冲激光,将该脉冲激光放大并输出的光放大器。
本发明的一方式所涉及的脉冲激光装置的特征在于,还具备:调整针对所述电光调制器的脉冲调制的占空比的占空比调整部。
本发明的一方式所涉及的脉冲激光装置的特征在于,所述占空比调整部根据针对所述电光调制器的脉冲调制的设定脉冲宽度,来变更所述电光调制器驱动部所对应的驱动频率。
本发明的一方式所涉及的脉冲激光装置的特征在于,所述脉冲激光装置具备:存储对针对所述电光调制器的脉冲调制而设定的占空比或者反复频率的存储部。
本发明的一方式所涉及的脉冲激光装置的特征在于,所述脉冲激光装置具备:
监视从所述电光调制器输出的激光的强度的监视部,
所述占空比调整部设定针对所述电光调制器的脉冲调制的占空比,以使得所述监视部监视到的强度成为极小值。
本发明的一方式所涉及的脉冲激光装置的特征在于,所述占空比调整部基于所述电光调制器为断开状态时所述监视部监视到的强度,来设定针对所述电光调制器的脉冲调制的占空比。
本发明的一方式所涉及的脉冲激光装置的特征在于,所述脉冲激光装置具备:
消光比计算部,基于所述监视部监视到的激光的强度的平均值与所述电光调制器为断开状态时监视到的强度来计算消光比;和
存储部,存储所述激光所需的消光比的设定值,
设定针对所述电光调制器的脉冲调制的占空比,以使得所述计算部计算出的消光比成为所述消光比的设定值。
本发明的一方式所涉及的脉冲激光装置的特征在于,所述占空比调整部将针对所述电光调制器的脉冲调制的占空比设为10%以下。
本发明的一方式所涉及的脉冲激光装置的特征在于,所述占空比调整部将针对所述电光调制器的脉冲调制的占空比设为大体50%。
本发明的一方式所涉及的加工装置的特征在于,具备:本发明的一方式所涉及的脉冲激光装置;和
向加工对象照射从所述脉冲激光装置输出的脉冲激光的加工头。
本发明的一方式所涉及的脉冲激光装置的控制方法,该脉冲激光装置具备激光源与电光调制器,所述激光源输出进行了脉冲调制的脉冲激光,所述电光调制器输出对所述激光源所输出的脉冲激光进一步进行了脉冲调制的脉冲激光,
所述脉冲激光装置的控制方法的特征在于,
使得针对所述激光源的脉冲调制与针对所述电光调制器的脉冲调制,至少在所述激光源为接通状态的期间内所述电光调制器变成接通状态,
使得在所述激光源为断开状态的期间内,所述电光调制器至少1次变成接通状态,
使得针对所述电光调制器的脉冲调制的占空比高于针对所述激光源的脉冲调制的占空比。
本发明的一方式所涉及的脉冲激光装置的控制方法,该脉冲激光装置具备激光源、半导体光放大器和电光调制器,所述激光源输出激光,所述半导体光放大器输出对所述激光源所输出的激光进行了脉冲调制的脉冲激光,所述电光调制器输出对所述半导体光放大器所输出的脉冲激光进一步进行了脉冲调制的脉冲激光,
所述脉冲激光装置的控制方法的特征在于,
使得针对所述半导体光放大器的脉冲调制与针对所述电光调制器的脉冲调制,至少在所述半导体光放大器为接通状态的期间内所述电光调制器变成接通状态,
使得在所述半导体光放大器为断开状态的期间内,所述电光调制器至少1次变成接通状态,
使得针对所述电光调制器的脉冲调制的占空比高于针对所述半导体光放大器的脉冲调制的占空比。
本发明的一方式所涉及的脉冲激光装置的控制方法,该脉冲激光装置具备激光源、声光调制器和电光调制器,所述激光源输出激光,所述声光调制器输出对所述激光源所输出的激光进行了脉冲调制的脉冲激光,所述电光调制器输出对所述声光调制器所输出的脉冲激光进一步进行了脉冲调制的脉冲激光,
所述脉冲激光装置的控制方法的特征在于,
使得针对所述声光调制器的脉冲调制与针对所述电光调制器的脉冲调制,至少在所述声光调制器为接通状态的期间内所述电光调制器变成接通状态,
使得在所述声光调制器为断开状态的期间内,所述电光调制器至少1次变成接通状态,
使得针对所述电光调制器的脉冲调制的占空比高于针对所述声光调制器的脉冲调制的占空比。
-发明效果-
根据本发明,起到可实现能够更好地输出占空比小的脉冲激光的脉冲激光装置的效果。
附图说明
图1是实施方式1所涉及的脉冲激光装置的框图。
图2是图1所示的种子光源装置的框图。
图3是表示图1所示的种子光源装置中的信号及光输出的时序图的例1的图。
图4是表示比较方式中的信号及光输出的时序图的一例的图。
图5是表示典型的EOM驱动部的输出特性的图。
图6A是说明EOM驱动信号与EOM光输出的关系的图。
图6B是说明EOM驱动信号与EOM光输出的关系的图。
图7A是表示图1所示的种子光源装置中的信号及光输出的时序图的例2的图。
图7B是表示图1所示的种子光源装置中的信号及光输出的时序图的例3的图。
图7C是表示图1所示的种子光源装置中的信号及光输出的时序图的例4的图。
图8是实施方式2所涉及的种子光源装置的框图。
图9是表示实施方式2中的信号及光输出的时序图的一例的图。
图10是脉冲图案生成部及EOM驱动脉冲生成部的框图。
图11是表示图10中的信号的时序图的一例的图。
图12是表示驱动脉冲生成部的结构的一例的框图。
图13是表示延迟脉冲生成部的结构的一例的框图。
图14是表示EOM驱动脉冲生成部的结构的另一例的框图。
图15是表示图14中的信号的时序图的一例的图。
图16是表示脉冲图案生成部及EOM驱动脉冲生成部的结构的另一例的框图。
图17A是表示EOM驱动脉冲生成部的结构的又一例的框图。
图17B是表示EOM驱动脉冲生成部的结构的又一例的框图。
图18A是表示脉冲图案生成部及EOM驱动脉冲生成部的结构的又一例的框图。
图18B是表示脉冲图案生成部及EOM驱动脉冲生成部的结构的又一例的框图。
图19A是表示图18A、18B所示的结构的变形例的结构的框图。
图19B是表示图18A、18B所示的结构的变形例的结构的框图。
图20是实施方式3所涉及的种子光源装置的框图。
图21是实施方式4所涉及的种子光源装置的框图。
图22是表示图21中的信号及光输出的时序图的一例的图。
图23是表示图21中的信号及光输出的时序图的另一例的图。
图24是实施方式5所涉及的种子光源装置的框图。
图25是表示输出猝发脉冲串的情况下的信号及光输出的时序图的一例的图。
图26是说明MOPA结构的脉冲激光装置中的脉冲激光的脉冲宽度和SBS开始产生的输出峰值功率的关系的一例的图。
图27是实施方式6所涉及的种子光源装置的框图。
图28是表示占空比与接通/断开消光比的关系的图。
图29是实施方式7所涉及的种子光源装置的框图。
图30是实施方式8所涉及的种子光源装置的框图。
图31是实施方式9所涉及的种子光源装置的框图。
图32是实施方式10所涉及的加工装置的示意图。
图33是实施方式11所涉及的加工装置的示意图。
具体实施方式
以下,参照附图详细地说明本发明的实施方式。需要说明的是,并未通过该实施方式来限定本发明。再有,在各附图中,对相同或者对应的要素适宜赋予相同的附图标记,并省略重复说明。
(实施方式1)
图1是实施方式1所涉及的脉冲激光装置的框图。脉冲激光装置100具备种子光源部10、驱动部20、控制部30、前置放大器40、升压放大器(booster amplifier)50和输出部60。种子光源部10、前置放大器40与升压放大器50通过单模光纤来连接。
种子光源部10输出作为脉冲激光的激光L1,以作为种子光。前置放大器40是光纤放大器等的光放大器,接受激光L1,并将其光放大后作为激光L2向升压放大器50输出。升压放大器50通常是与前置放大器40相比为高输出的光纤放大器等的光放大器,接受激光L2,并将其光放大后作为激光L3向输出部60输出。输出部60由公知的激光头来构成,经由光纤来接受激光L3,并将其作为激光L4向外部输出。激光L4被使用于所希望的用途(激光加工等)。
再有,至少种子光源部10、驱动部20和控制部30来构成作为脉冲激光装置的种子光源装置1。控制部30向驱动部20输出控制信号S1,以控制驱动部20。驱动部20向种子光源部10输出驱动信号S2,以驱动种子光源部10。
图2是种子光源装置1的框图。种子光源部10具备作为激光源的半导体激光二极管(LD:Laser Diode)11和电光调制器(EOM)12。驱动部20具备作为激光源驱动部的LD驱动部21和作为电光调制器驱动部的EOM驱动部22。这些驱动部能够使用公知的LD驱动电路等来构成。
控制部30由将用于进行驱动部20所包含的各驱动部的控制处理的CPU(CentralProcessing Unit)或者FPGA(Field Programmable Gate Array)等包括在内的数字电路来构成。控制部30向LD驱动部21输出控制信号S1的一部分即LD驱动脉冲信号S11,向EOM驱动部22输出控制信号S1的一部分即EOM驱动脉冲信号S12。LD驱动脉冲信号S11、EOM驱动脉冲信号S12分别是以规定的反复周期及时间宽度(脉冲宽度)变成接通状态、在其他期间变成断开状态的脉冲信号。
LD11例如是输出1.55μm波段所包含的单一波长的激光L01的DFB(DistributedFeedback)激光元件。LD驱动部21向LD11输出作为驱动信号S2的一部分且是LD驱动脉冲信号S11所对应的信号的LD驱动信号S21,以脉冲调制来驱动LD11。由此,激光L01成为被进行了脉冲调制的脉冲激光。EOM12接受从LD11输出的激光L01,对激光L01进行强度调制并作为激光L1输出。EOM驱动部22向EOM12输出作为驱动信号S2的一部分且是EOM驱动脉冲信号S12所对应的信号的EOM驱动信号S22,以脉冲调制来驱动EOM12。由此,激光L1成为激光L01被进一步脉冲调制过的脉冲激光。
在此,种子光源装置1中,控制部30执行以下控制方法:对LD驱动部21与EOM驱动部22进行控制,以使得针对LD11的脉冲调制和针对EOM12的脉冲调制,至少在LD11为接通状态的期间内EOM12变成接通状态,并且在LD11为断开状态的期间内,EOM12至少1次变成接通状态。
以下,具体地进行说明。图3是表示种子光源装置1中的信号及光输出的时序图的一例即例1的图。
如图3所示那样,控制部30输出到LD驱动部21的LD驱动脉冲信号S11,是在图示的时间范围内将时刻t1、t2作为中心并以恒定的脉冲宽度变成接通(ON)状态、在其他期间变成断开(OFF)状态的脉冲信号。LD驱动脉冲信号S11的反复周期为T1,反复频率为f1=1/T1,是恒定的。LD驱动信号S21成为与LD驱动脉冲信号S11同步的信号。其结果是,从LD11输出的激光L01(LD光输出)也成为LD驱动脉冲信号S11及与LD驱动信号S21同步的光脉冲串所构成的脉冲激光。
另一方面,控制部30输出到EOM驱动部22的EOM驱动脉冲信号S12,是以恒定的脉冲宽度变成接通状态、在其他期间变成断开状态的脉冲信号,但其反复周期是比T1小的T2。因此,EOM驱动脉冲信号S12的反复频率为f2=1/T2,是恒定的,f2比f1大,在图3所示的例子中是f2=6×f1。需要说明的是,EOM驱动信号S22成为与EOM驱动脉冲信号S12同步的信号。
这样,例1中,EOM驱动脉冲信号S12的反复频率为f2且被设为恒定,并且f2被设定为LD驱动脉冲信号S11的反复频率f1的6倍,由此在LD11为断开状态的期间内,EOM12有5次成为接通状态。
进一步,针对LD驱动信号S21与EOM驱动信号S22,调整定时,以使得至少在LD11为接通状态的期间内EOM12变成接通状态。具体地说,在以时刻t1、t2作为中心且LD11为接通状态的期间内EOM12变成接通状态。其结果是,从EOM12输出的激光L1(EOM光输出)成为反复频率为f1且脉冲宽度为EOM驱动信号S22的脉冲宽度的光脉冲串所构成的脉冲激光。需要说明的是,图3所示的例1中,LD11为接通状态时的EOM驱动信号S22的脉冲宽度小于LD驱动信号S21的脉冲宽度。因此,激光L1成为激光L01被EOM12被切出为EOM驱动信号S22的脉冲宽度的脉冲激光。LD驱动脉冲信号S11的反复频率f1及EOM驱动脉冲信号S12的脉冲宽度,通过用户的设定等而被设定成与激光L1对应的所希望的值。
这样,通过使针对EOM12的脉冲调制的反复频率f2比针对LD11的脉冲调制的反复频率f1大,从而能够使针对LD11的脉冲调制的反复周期T1中的、针对EOM12的脉冲调制的占空比,比针对LD11的脉冲调制的占空比高。在此,针对EOM12的脉冲调制的占空比,以(反复周期T1中的EOM12为接通状态的时间)/(反复周期T1)来表示。再有,关于针对LD11的脉冲调制的占空比也是同样地,以(反复周期T1中的LD11为接通状态的时间)/(反复周期T1)来表示。
参照图3、图4、图5,更具体地说明其理由。图4是表示比较方式中的信号及光输出的时序图的一例的图。该比较方式中,在种子光源装置1中,控制部30进行控制,以使得针对EOM12的脉冲调制的反复频率和针对LD11的脉冲调制的反复频率相等,仅在LD11为接通状态时EOM12变成接通状态。即,比较方式中,将EOM驱动脉冲信号S12A及EOM驱动信号S22A的反复周期和LD驱动脉冲信号S11及LD驱动信号S21的反复周期设为相同的T1,将反复频率设为相同的f1=1/T1。由此,将激光L1的反复频率设为所希望的频率f1。
比较图3的EOM驱动信号S22和图4的EOM驱动信号S22A,可知EOM驱动信号S22的占空比较高。另一方面,在图3与图4中,激光L1的反复频率均为f1。
即,种子光源装置1中,控制部30进行控制、以便实现图3所示的时序图,由此能够使激光L1的反复频率为所希望的频率f1,同时能够使EOM驱动信号S22的占空比高于比较方式的情况,例如能够接近于50%。
需要说明的是,图5是表示典型的EOM驱动部的输出特性的图。横轴为EOM驱动脉冲信号的占空比,纵轴为EOM驱动部的输出电压的振幅。需要说明的是,被输入至EOM驱动部的EOM驱动脉冲信号的电压振幅相对于任一占空比来说都是相等的。如图5所示那样,输出电压的振幅在占空比为大体50%的情况下最大,随着占空比从50%远离而变小。这是因为在典型的EOM驱动电路中,将输入信号进行AC(Alternate Current)耦合后放大的缘故。在占空比为50%的情况下,AC耦合后以0V为中心,相对于正负的方向成为相同的绝对值的电压,但在占空比从50%远离的情况下,AC耦合后以0V为中心在正负的方向上成为不同的绝对值的电压。若将该信号放大,则在正负的方向上绝对值大的一方会先到达EOM驱动部的最大输出电压,因此对所输出的电压振幅产生限制。
再者,图6A、6B是对EOM驱动信号与EOM光输出的关系进行说明的图。如果如图6A那样使基于EOM驱动信号的向EOM的施加电压达到最佳,那么能使EOM光输出的接通/断开消光比最大。需要说明的是,向EOM的最佳的施加电压的值取决于EOM。然而,占空比低的驱动条件的情况下,如图6B那样EOM驱动信号的电压振幅变小,因此对于EOM而言无法成为最佳的施加电压,EOM光输出的接通/断开消光比也会降低。特在别是“低反复频率”并且“短脉冲”这种占空比非常低的条件的情况下,EOM光输出的接通/断开消光比的降低变得显著起来。
相对于此,在种子光源装置1中,即便在输出占空比低的激光L1之际,由于能在占空比更高的状态下驱动EOM12,故能够在接通/断开消光比优选的状态下进行输出。
需要说明的是,若将N设为2以上的整数,在在EOM驱动信号S22的反复频率f2为LD驱动信号S21的反复频率f1的N倍的情况下,能够使得LD驱动信号S21与EOM驱动信号S22至少在LD11为接通状态的期间内EOM12变成接通状态。N更优选设定成针对LD11的脉冲调制的反复周期T1的期间内的EOM驱动信号S22的占空比为大体50%的值。
需要说明的是,基于控制部30的控制方法,即通过至少LD11为接通状态的期间内EOM12变成接通状态、且在LD11为断开状态的期间内EOM12至少有1次变成接通状态,从而能在占空比更高的状态下驱动EOM12,未被限于图3所示的例1的时序图那样的控制。
图7A、7B、7C分别是表示种子光源装置1中的信号及光输出的时序图的例2、3、4的图。在图7A所示的例2中,与例1的情况同样,EOM驱动脉冲信号S12的反复频率为f2=1/T2。但是,LD驱动脉冲信号S11为断开状态的期间内的EOM驱动脉冲信号S12的脉冲宽度大于LD驱动脉冲信号S11为接通状态的期间内的EOM驱动脉冲信号S12的脉冲宽度。由此,能使激光L1成为通过EOM12将激光L01切出为EOM驱动信号S22的脉冲宽度的脉冲激光,并且能在占空比进一步接近大体50%或者大体50%那样高的状态下驱动EOM12。
再有,图7B所示的例3中,LD驱动脉冲信号S11为断开状态的期间内的EOM驱动脉冲信号S12的脉冲宽度大于LD驱动脉冲信号S11为接通状态的期间内的EOM驱动脉冲信号S12的脉冲宽度。进一步,LD驱动脉冲信号S11为断开状态的期间内的EOM驱动脉冲信号S12的反复周期T3比T2大。即,EOM驱动脉冲信号S12是将脉冲宽度及反复周期不同的两个脉冲调制信号合成而得的信号。由此,能使激光L1成为通过EOM12将激光L01切出为EOM驱动信号S22的脉冲宽度的脉冲激光,并且能在占空比进一步接近大体50%或者大体50%那样高的状态下驱动EOM12。
另外,在图7C所示的例4中,LD驱动脉冲信号S11为断开状态的期间内的EOM驱动脉冲信号S12的脉冲宽度大于LD驱动脉冲信号S11为接通状态的期间内的EOM驱动脉冲信号S12的脉冲宽度,并且在LD驱动脉冲信号S11为断开状态的期间内EOM驱动脉冲信号S12只有一次变成接通状态。与例3同样地,EOM驱动脉冲信号S12是将脉冲宽度及反复周期不同的两个脉冲调制信号合成而得的信号。由此,能使激光L1成为通过EOM12将激光L01切出为EOM驱动信号S22的脉冲宽度的脉冲激光,并且能在占空比进一步接近大体50%或者大体50%那样高的状态下驱动EOM12。
以上的例1~例4所示那样,LD驱动脉冲信号S11为断开状态的期间内的EOM驱动脉冲信号S12的脉冲宽度及反复周期并未被特别地加以限定。例如,既可以是例4那样的,在LD驱动脉冲信号S11为断开状态的期间内只有一次变成接通状态的脉冲信号,也可以是脉冲宽度或者反复频率不规则的脉冲信号。
(实施方式2)
图8是实施方式2所涉及的脉冲激光装置即种子光源装置的框图。种子光源装置1A具有在图1所示的种子光源装置1的结构中将控制部30置换成控制部30A的结构。
控制部30A具备由包括通用性的CPU或者FPGA等的数字电路来构成的脉冲图案生成部31A、和由模拟电路来构成的EOM驱动脉冲生成部32A。
脉冲图案生成部31A向LD驱动部21输出LD驱动脉冲信号S11,以作为用于对LD11进行脉冲调制的脉冲图案信号。再有,脉冲图案生成部31A向EOM驱动脉冲生成部32A输出EOM驱动脉冲图案信号S31A,以作为用于对EOM12进行脉冲调制的脉冲图案信号。
EOM驱动脉冲生成部32A基于EOM驱动脉冲图案信号S31A,生成脉冲宽度比EOM驱动脉冲图案信号S31A小的EOM驱动脉冲信号S12,并向EOM驱动部22输出。
在此,种子光源装置1A中,与种子光源装置1同样地,通过使EOM驱动信号S22的脉冲宽度小于LD驱动信号S21的脉冲宽度,从而从EOM12输出的激光L1成为从LD11输出的激光L01被切出为EOM驱动信号S22的脉冲宽度的脉冲激光。例如,LD驱动信号S21的脉冲宽度为1ns的情况下,通过将EOM驱动信号S22的脉冲宽度设为100ps,从而也能够将激光L01的脉冲宽度设为100ps。另外,控制部30A构成为包括CPU或者FPGA等,能够更好地使激光L1的反复频率等可变。
可是,在为通用性的数字电路的情况下,输出信号的驱动频率的上限为1GHz程度,有时生成比1ns短的脉冲信号较为困难。再有,虽然也存在搭载了在10Gbps以上能生成脉冲信号的收发器的FPGA,但价格非常高,还是专门化为通信用途的器件,因此很难生成任意的脉冲图案。
因而,本实施方式2所涉及的种子光源装置1A的控制部30A中,由数字电路构成脉冲图案生成部31A,由能进行比1GHz高的高频驱动的模拟电路来构成EOM驱动脉冲生成部32A。而且,脉冲图案生成部31A向LD驱动部21输出LD驱动脉冲信号S11。另一方面,EOM驱动脉冲生成部32A基于来自脉冲图案生成部31A的EOM驱动脉冲图案信号S31A,生成脉冲宽度短的EOM驱动脉冲信号S12,并向EOM驱动部22输出。由此,脉冲生成部32A由于数字电路的结构较为简易,通过由模拟电路构成的EOM驱动脉冲生成部32A,既能使EOM12保持反复频率等的可变性,又能以脉冲宽度短的驱动信号进行驱动。
图9是表示种子光源装置1A中的信号及光输出的时序图的一例的图。
如图9所示那样,控制部30A的脉冲图案生成部31A向LD驱动部21输出的LD驱动脉冲信号S11的反复周期为T1,反复频率为f1=1/T1。而且,从LD11输出的激光L01(LD光输出)成为与LD驱动脉冲信号S11及LD驱动信号S21同步的光脉冲串所构成的脉冲激光。在此,如图9所示那样,LD驱动脉冲信号S11、LD驱动信号S21及激光L01的脉冲宽度较宽。
另一方面,控制部30A的脉冲图案生成部31A向EOM驱动脉冲生成部32A输出的EOM驱动脉冲图案信号S31A,反复周期为T2,脉冲宽度宽达与LD驱动脉冲信号S11同等程度。反复频率为f2=1/T2,比f1大。另外,EOM驱动脉冲生成部32A向EOM驱动部22输出的EOM驱动脉冲信号S12,与EOM驱动脉冲图案信号S31A相比,脉冲宽度小。其结果是,从EOM12输出的激光L1(EOM光输出)的反复频率为f1,成为通过EOM12将激光L01切出为EOM驱动信号S22的脉冲宽度的脉冲激光。LD驱动脉冲信号S11的反复频率f1及EOM驱动脉冲信号S12的脉冲宽度根据用户的设定等,被设定为与激光L1对应的所希望的值。
需要说明的是,种子光源装置1A中,与种子光源装置1同样地,能够在接通/断开消光比优选的状态下进行输出。
图10是脉冲图案生成部31A及EOM驱动脉冲生成部32A的框图。EOM驱动脉冲生成部32A具备延迟脉冲生成部32A1和驱动脉冲生成部32A2。
EOM驱动脉冲生成部32A中,从脉冲图案生成部31A被输入的EOM驱动脉冲图案信号S31A通过未图示的分割器而被一分为二。延迟脉冲生成部32A1基于被分割的一方的EOM驱动脉冲图案信号S31A,生成延迟脉冲信号S32A并向驱动脉冲生成部32A2输出。驱动脉冲生成部32A2基于被分割的另一方的EOM驱动脉冲图案信号S31A与延迟脉冲信号S32A,生成并输出EOM驱动脉冲信号S12。
图11是表示图10中的信号的时序图的一例的图。延迟脉冲生成部32A1生成自EOM驱动脉冲图案信号S31A延迟了时间Δt1的延迟脉冲信号S32A。驱动脉冲生成部32A2生成脉冲宽度为Δt1的EOM驱动脉冲信号S12,该EOM驱动脉冲信号S12在EOM驱动脉冲图案信号S31A为接通状态并且延迟脉冲信号S32A为断开状态的情况下处于接通状态,在其他情况下处于断开状态。通过适当地设定Δt1,从而能使EOM驱动脉冲信号S12的脉冲宽度小于EOM驱动脉冲图案信号S31A的脉冲宽度。
图12是表示驱动脉冲生成部32A2的结构的一例的框图。驱动脉冲生成部32A2具备组合了NOT门(非门)和AND门(与门)的门电路G。门电路G通过取延迟脉冲信号S32A的反相信号和EOM驱动脉冲图案信号S31A的逻辑积,从而生成EOM驱动脉冲信号S12。
图13是表示延迟脉冲生成部32A1的结构的一例的框图。延迟脉冲生成部32A1具备被串联连接的多个延迟门电路D和被连接至各延迟门电路D的输出侧的开关SW1。延迟脉冲生成部32A1中,延迟门电路D在时序上针对EOM驱动脉冲图案信号S31A提供延迟,开关SW1根据针对控制部30A而被设定的延迟量,进行控制、以使得选择来自任一个延迟门电路D的输出,由此输出所希望的延迟量的延迟脉冲信号S32A。
图14是表示EOM驱动脉冲生成部的结构的另一例即EOM驱动脉冲生成部32B的框图。EOM驱动脉冲生成部32B能与种子光源装置1A的EOM驱动脉冲生成部32A置换,具备两个延迟脉冲生成部32A1、32A1和驱动脉冲生成部32A2。
EOM驱动脉冲生成部32B中,从脉冲图案生成部31A被输入的EOM驱动脉冲图案信号S31A通过未图示的分割器而被一分为二。两个延迟脉冲生成部32A1、32A1基于被分割的各EOM驱动脉冲图案信号S31A,分别生成延迟脉冲信号S32B1、S32B2,并向驱动脉冲生成部32A2输出。驱动脉冲生成部32A2基于延迟脉冲信号S32B1、S32B2,生成并输出EOM驱动脉冲信号S12。
图15是表示图14中的信号的时序图的一例的图。一方的延迟脉冲生成部32A1生成自EOM驱动脉冲图案信号S31A延迟了时间Δt2的延迟脉冲信号S32B1。另一方的延迟脉冲生成部32A1生成自EOM驱动脉冲图案信号S31A延迟了时间Δt3的延迟脉冲信号S32B2。驱动脉冲生成部32A2生成脉冲宽度为Δt1(=Δt3-Δt2)的EOM驱动脉冲信号S12,该EOM驱动脉冲信号S12在延迟脉冲信号S32B1为接通状态并且延迟脉冲信号S32B2为断开状态的情况下处于接通状态,在其他情况下处于断开状态。通过适当地设定Δt2、Δt3,从而能使EOM驱动脉冲信号S12的脉冲宽度小于EOM驱动脉冲图案信号S31A的脉冲宽度。进一步,EOM驱动脉冲生成部32B可针对分割后的两个EOM驱动脉冲图案信号S31A来调整延迟量,因此可生成更准确的脉冲宽度的EOM驱动脉冲信号S12。
图16是表示脉冲图案生成部及EOM驱动脉冲生成部的结构的另一例即脉冲图案生成部31B及EOM驱动脉冲生成部32C的框图。脉冲图案生成部31B及EOM驱动脉冲生成部32C能置换为种子光源装置1A的脉冲图案生成部31A及EOM驱动脉冲生成部32A。如图16所示那样,脉冲图案生成部31B生成EOM驱动脉冲图案信号S31B1、S31B2,并向EOM驱动脉冲生成部32C输出。EOM驱动脉冲图案信号S31B1、S31B2是与图15所示的延迟脉冲信号S32B1、S32B2同样的波形、并且延迟量相互不同的脉冲信号。EOM驱动脉冲生成部32C具备驱动脉冲生成部32A2,基于EOM驱动脉冲图案信号S31B1、S31B2,生成并输出脉冲宽度小于EOM驱动脉冲图案信号S31B1、S31B2的EOM驱动脉冲信号S12。
在脉冲图案生成部31B由数字电路构成的情况下,例如通过调整EOM驱动脉冲图案信号S31B1、S31B2各自的动作时钟的相位差,从而能够使延迟量不同。
需要说明的是,在具备图10、14那样的EOM驱动脉冲生成部32A或者32B、或者图16那样的脉冲图案生成部31B及EOM驱动脉冲生成部32C的种子光源装置1A中,也能够执行以下控制方法:对LD驱动部21与EOM驱动部22进行控制,以使得可输出图7A、7B、7C所示的EOM驱动脉冲信号S12,在LD11为断开状态的期间内,EOM12至少有1次变成接通状态。该情况下,在LD11为断开状态的期间内与为接通状态的期间内变更延迟脉冲信号S32A、延迟脉冲信号S32B1、S32B2或者EOM驱动脉冲图案信号S31B1、S31B2中的延迟量,由此能够生成并输出图7A、7B、7C所示的EOM驱动脉冲信号S12。
再有,为了能输出图7A、7B、7C所示的EOM驱动脉冲信号S12,也可以将种子光源装置1A中的EOM驱动脉冲生成部32A置换为图17A所示的EOM驱动脉冲生成部32AA。EOM驱动脉冲生成部32AA具有将EOM驱动脉冲生成部32A中的驱动脉冲生成部32A2置换成驱动脉冲生成部32AA2的结构。
如图17B所示那样,驱动脉冲生成部32AA2具备未图示的分割器、门电路G和开关SW2。
EOM驱动脉冲图案信号S31A通过未图示的分割器而被一分为二。被分割的一方的EOM驱动脉冲图案信号S31A被输入至开关SW2。门电路G通过取延迟脉冲信号S32A的反相信号和被分割的另一方的EOM驱动脉冲图案信号S31A的逻辑积,从而生成逻辑积脉冲信号S4,并向开关SW2输出。
开关SW2将EOM驱动脉冲图案信号S31A及逻辑积脉冲信号S4的任一方作为EOM驱动脉冲信号S12进行输出。此时,控制部中,对开关SW2进行控制,以使得在LD11为接通状态时,将脉冲宽度小于LD驱动脉冲信号的逻辑积脉冲信号S4作为EOM驱动脉冲信号S12来输出,在LD11为断开状态时将EOM驱动脉冲图案信号S31A作为EOM驱动脉冲信号S12来输出。由此,能够输出图7A、7B、7C所示的EOM驱动脉冲信号S12。在脉冲图案生成部31A中,能够在LD11为接通状态时与为断开状态时变更EOM驱动脉冲图案信号S31A的脉冲宽度或反复周期,能够生成在LD11为接通状态时具有所希望的脉冲宽度、并且在针对LD11的脉冲调制的反复周期T1的期间内具有所希望的占空比的EOM驱动脉冲信号S12。
再有,为了输出图7A、7B、7C所示的EOM驱动脉冲信号S12,也可以将种子光源装置1A中的脉冲图案生成部31A及EOM驱动脉冲生成部32A置换为图18A所示的脉冲图案生成部31AB及EOM驱动脉冲生成部32AB。EOM驱动脉冲生成部32AB具有将EOM驱动脉冲生成部32A中的驱动脉冲生成部32A2置换成驱动脉冲生成部32AB2的结构。
脉冲图案生成部31AB被构成为输出脉冲宽度或者反复周期、或其双方相互不同的EOM驱动脉冲图案信号S31A、S31AB。如图18B所示那样,驱动脉冲生成部32AB2具备门电路G和开关SW3。
EOM驱动脉冲图案信号S31AB被输入至开关SW3。门电路G通过取延迟脉冲信号S32A的反相信号与EOM驱动脉冲图案信号S31A的逻辑积,从而生成逻辑积脉冲信号S4,并向开关SW3输出。
开关SW3将EOM驱动脉冲图案信号S31AB及逻辑积脉冲信号S4的任一方作为EOM驱动脉冲信号S12来输出。此时,控制部中对开关SW3进行控制,以使得在LD11为接通状态时,将脉冲宽度比LD驱动脉冲信号S11小的逻辑积脉冲信号S4作为EOM驱动脉冲信号S12来输出,在LD11为断开状态时将EOM驱动脉冲图案信号S31AB作为EOM驱动脉冲信号S12来输出。由此,能够输出图7A、7B、7C所示的EOM驱动脉冲信号S12。在图18A、18B的结构中,脉冲图案生成部31AB输出脉冲宽度或者反复周期、或其双方相互不同的EOM驱动脉冲图案信号S31A、S31AB。此时,EOM驱动脉冲图案信号S31A被设定为在LD11为接通状态时的EOM驱动脉冲信号S12可实现所希望的脉冲宽度。再者,EOM驱动脉冲图案信号S31AB被设定为在针对LD11的脉冲调制的反复周期T1的期间内EOM驱动脉冲信号S12可实现所希望的占空比。因此,也可以如图17A、17B的结构的情况那样,在LD11为接通状态时和为断开状态时变更这些信号的脉冲宽度或反复周期。
需要说明的是,作为图18A、18B所示的结构的变形例,如图19A、19B所示那样,也可以构成为脉冲图案生成部31AB取代EOM驱动脉冲图案信号S31A而将LD驱动脉冲信号S11输出至EOM驱动脉冲生成部32AB,以作为脉冲图案信号。该情况下,延迟脉冲生成部32A1根据所输入的LD驱动脉冲信号S11,生成延迟脉冲信号S32A,并向驱动脉冲生成部32AB2输出。门电路G通过取延迟脉冲信号S32A的反相信号和LD驱动脉冲信号S11的逻辑积,从而生成逻辑积脉冲信号S4,并向开关SW3输出。
开关SW3将EOM驱动脉冲图案信号S31AB及逻辑积脉冲信号S4的任一方作为EOM驱动脉冲信号S12来输出。此时,控制部中对开关SW3进行控制,以使得在LD11为接通状态时将脉冲宽度比LD驱动脉冲信号S11小的逻辑积脉冲信号S4作为EOM驱动脉冲信号S12来输出,在LD1]为断开状态时将EOM驱动脉冲图案信号S31AB作为EOM驱动脉冲信号S12来输出。由此,能够输出图7A、7B、7C所示的EOM驱动脉冲信号S12。
需要说明的是,图12所示的驱动脉冲生成部32A2及图13所示的延迟脉冲生成部32A1分别是结构的一例,例如延迟脉冲生成部既可以不是延迟门电路,通过比较器来构成,也可以通过延迟门电路与比较器双方来构成。通过使用比较器,从而能够使来自延迟脉冲生成部32A1的延迟脉冲信号的上升沿/下降沿时间变得陡峭,即便在来自脉冲图案生成部31A的EOM驱动脉冲图案信号S31A的上升沿/下降沿时间较大的情况下,也能生成所希望的脉冲宽度的EOM驱动脉冲信号S12。再有,驱动脉冲生成部32A2也能通过其他逻辑门电路(AND、OR、NOR、XOR)或触发器电路(T-F/F、RS-F/F)来构成。
(实施方式3)
图20是实施方式3所涉及的脉冲激光装置即种子光源装置的框图。种子光源装置1C具有在图8所示的种子光源装置1A的结构中将控制部30A置换成控制部30C的结构。控制部30C具有早控制部30A的结构中追加了基准时钟生成部33C的结构。
控制部30C的脉冲图案生成部31A生成并输出用于对LD11进行脉冲调制的脉冲图案信号即LD驱动脉冲信号S11,并且向基准时钟生成部33C输出同步信号S31C。
基准时钟生成部33C基于同步信号S31C,生成用于对EOM12进行脉冲调制的基准时钟信号S32C,并向EOM驱动脉冲生成部32A输出。基准时钟信号S32C是与LD驱动脉冲信号S11同步的信号。
控制部30C的EOM驱动脉冲生成部32A基于基准时钟信号S32C,生成并输出EOM驱动脉冲信号S12。具体地说,EOM驱动脉冲生成部32A基于基准时钟信号S32C生成并输出EOM驱动脉冲信号S12,以作为脉冲图案信号。
在此,若脉冲图案生成部31A中生成的脉冲图案的时间上的跳动(以下称抖动)较大,则针对LD11或EOM12的驱动脉冲信号有时会恶化。例如,通用性的数字电路中,抖动特性有时为数100ps,因此特别是在以脉冲宽度100ps程度驱动EOM12的情况下,因抖动的影响而在EOM驱动脉冲信号S12产生跳动,其结果是,EOM12输出的激光L1的光脉冲特性有时会恶化。
相对于此,在控制部30C中,由通用性的数字电路来构成脉冲图案生成部31A,不直接生成EOM驱动脉冲信号S12。而且,通过低抖动的时钟源来构成基准时钟生成部33C,以生成EOM驱动脉冲信号S12。由此,能够使用跳动少的EOM驱动脉冲信号S12来驱动EOM12。作为基准时钟生成部33C,通过使用例如以PLL(Phase-Locked Loop)为基础的抖动清除器,从而能够与脉冲图案生成部31A同步地生成低抖动的脉冲图案信号(基准时钟信号S32C)。
需要说明的是,基准时钟生成部33C中生成的基准时钟信号S32C的频率既可以是可变的、也可以是固定的。在固定的情况下,如果设为比种子光源装置1C所要求的激光L1的最大反复频率还大的频率,那么通过调整LD驱动脉冲信号S11的反复频率,从而能够将激光L1设为所希望的反复频率。
再有,在种子光源装置1C中,控制部30C也可以被构成为能够执行以下控制方法:对LD驱动部21与EOM驱动部22进行控制,以使得输出图7A、7B、7C所示的EOM驱动脉冲信号S12,在LD11为断开状态的期间内,EOM12至少有1次变为接通状态。
(实施方式4)
图21是实施方式4所涉及的脉冲激光装置即种子光源装置的框图。种子光源装置1D具备种子光源部10D、驱动部20D和控制部30D。
种子光源部10D具备LD11、EOM12和半导体光放大器(SOA:Semiconductor OpticalAmplifier)13。驱动部20D具备LD驱动部21、EOM驱动部22和作为半导体光放大器驱动部的SOA驱动部23。SOA驱动部23能够使用公知的SOA驱动电路来构成。
控制部30D通过用于进行驱动部20D所包含的各驱动部的控制处理的数字电路来构成。控制部30D向LD驱动部21输出LD驱动脉冲信号S11,向EOM驱动部22输出EOM驱动脉冲信号S12,向SOA驱动部23输出SOA驱动脉冲信号S13。SOA驱动脉冲信号S13是以规定的反复周期及脉冲宽度成为接通状态、在其他期间成为断开状态的脉冲信号。
LD11输出单一波长的激光L01。LD驱动部21向LD11输出LD驱动信号S21,以脉冲调制驱动LD11。由此,激光L01成为被脉冲调制过的脉冲激光。SOA13接受激光L01,将激光L01放大后作为激光L02来输出。SOA驱动部23输出与SOA驱动脉冲信号S13对应的信号即SOA驱动信号S23,以脉冲调制来驱动SOA13。由此,激光L02成为激光L01被进一步脉冲调制过的脉冲激光。EOM12接受激光L02,对激光L02进行强度调制后作为激光L1输出。EOM驱动部22向EOM12输出EOM驱动信号S22,以脉冲调制来驱动EOM12。由此,激光L1成为激光L02被进一步脉冲调制过的脉冲激光。
在此,种子光源装置1D中,控制部30D执行以下控制方法,即对LD驱动部21、EOM驱动部22与SOA驱动部23进行控制,以使得针对LD11的脉冲调制、针对SOA13的脉冲调制和针对EOM12的脉冲调制至少在LD11及SOA13为接通状态的期间内EOM12成为接通状态,并且在LD11及SOA13为断开状态的期间内,EOM12至少有1次成为接通状态。
图22是表示种子光源装置1D中的信号及光输出的时序图的一例的图。
如图22所示那样,LD驱动脉冲信号S11是在图示的时间范围内以时刻t1、t2作为中心并以恒定的脉冲宽度成为接通状态,在其他期间内成为断开状态的脉冲信号。LD驱动脉冲信号S11的反复周期为T1,反复频率为f1=1/T1,是恒定的。激光L01(LD光输出)成为与LD驱动脉冲信号S11及LD驱动信号S21同步的光脉冲串所构成的脉冲激光。
SOA驱动脉冲信号S13是:虽然脉冲宽度比LD驱动脉冲信号S11小,但反复频率为相同的f1、反复周期为相同的T1的脉冲信号。SOA驱动信号S23成为与SOA驱动脉冲信号S13同步的信号。其结果是,从SOA13输出的激光L02(SOA光输出)由与SOA驱动脉冲信号S13及SOA驱动信号S23同步的光脉冲串构成,是激光L01通过SOA13而被放大、并且被切出为SOA驱动信号S23的脉冲宽度的脉冲激光。
另一方面,EOM驱动脉冲信号S12的反复周期是比T1小的T2。因此,EOM驱动脉冲信号S12的反复频率为f2=1/T2,是恒定的,f2比f1大,在图22所示的例子中为f2=6×f1。需要说明的是,EOM驱动信号S22成为与EOM驱动脉冲信号S12同步的信号。
这样,EOM驱动脉冲信号S12的反复频率为f2,被设为恒定,并且f2被设定成LD驱动脉冲信号S11及SOA驱动脉冲信号S13的反复频率f1的6倍,由此在LD11及SOA13为断开状态的期间内,EOM12有5次成为接通状态。
进一步,LD驱动信号S21、EOM驱动信号S22与SOA驱动信号S23被调整定时,以使得至少在LD11及SOA13为接通状态的期间内EOM12变为接通状态。具体地说,以时刻t1、t2作为中心且LD11及SOA13为接通状态的期间内EOM12变成接通状态。其结果是,从EOM12输出的激光L1(EOM光输出)由反复频率为f1且脉冲宽度为EOM驱动信号S22的脉冲宽度的光脉冲串构成,激光L02成为通过EOM12而被切出为EOM驱动信号S22的脉冲宽度的脉冲激光。LD驱动脉冲信号S11及SOA驱动脉冲信号S13的反复频率f1、以及EOM驱动脉冲信号S12的脉冲宽度通过用户的设定等,能设定为与激光L1对应的所希望的值。
这样,通过使针对EOM12的脉冲调制的反复频率f2比针对LD11及SOA13的脉冲调制的反复频率f1大,从而能提高针对EOM12的脉冲调制的占空比。即,在种子光源装置1D中,控制部30D进行控制、以便实现图22所示的时序图,由此能使激光L1的反复频率成为所希望的频率f1,同时能将针对SOA13的脉冲调制的反复周期T1中的、EOM驱动信号S22的占空比提高得比针对SOA13的脉冲调制的占空比更高。需要说明的是,针对SOA13的脉冲调制的占空比以(反复周期T1中的SOA13为接通状态的时间)/(反复周期T1)来表示。因此,在种子光源装置1D中,在输出占空比较低的激光L1之际,由于能在占空比更高的状态下驱动EOM12,故能够在接通/断开消光比优选的状态下进行输出。
进一步,因为种子光源装置1D具备SOA13,所以能以更高的功率输出激光L1。再者,在种子光源装置1D中,通过由SOA13吸收SOA13为断开状态时从LD11输出的激光L01来遮挡该激光L01,并未向外部输出该激光L01。其结果是,能够改善从种子光源部10D输出的激光L1的接通/断开消光比。
需要说明的是,在图22所示的时序图的例子中,虽然对LD11进行脉冲驱动,但也可以进行连续振荡(CW:Continuous Wave)驱动。图23是表示图21中的信号及光输出的时序图的另一例的图。在图23所示的时序图的例子中,控制部30D向LD驱动部21输出LD驱动CW信号S11D。LD驱动部21向LD11输出作为CW信号的LD驱动信号S21D。其结果是,从LD11输出的激光(LD光输出)成为作为CW激光的激光L01D。
然后,与图22的例子同样,从SOA13输出的激光L02由与SOA驱动脉冲信号S13及SOA驱动信号S23同步的光脉冲串构成,成为激光L01D通过SOA13而被放大、并且被切出为SOA驱动信号S23的脉冲宽度的脉冲激光。再有,从EOM12输出的激光L1由反复频率为f1且脉冲宽度为EOM驱动信号S22的脉冲宽度的光脉冲串构成,成为激光L02通过EOM12而被切出为EOM驱动信号S22的脉冲宽度的脉冲激光。
在实现图23所示的时序图的例子的情况下,控制部30D对SOA13与EOM12进行控制,以使得SOA13为接通状态的期间内EOM12变成接通状态,并且针对EOM12的脉冲调制的反复频率大于针对SOA13的脉冲调制的反复频率,由此在SOA13为断开状态的期间内,EOM12至少有1次变成接通状态。因此,由于能够从控制部30D中削减用于对LD11进行脉冲调制的电路等的结构,故能够将控制部30D做成简易的结构。需要说明的是,若将N设为2以上的整数,则在EOM驱动信号S22的反复频率f2为SOA驱动信号S23的反复频率f1的N倍的情况下,能够使得至少在SOA13为接通状态的期间内EOM12成为接通状态。N更优选设定成针对SOA13的脉冲调制的反复周期T1的期间内的EOM驱动信号S22的占空比为大体50%的值。
另外,种子光源装置1D中,控制部30D也可以被构成为能够执行以下控制方法:输出图7A、7B、7C所示的EOM驱动脉冲信号S12,对SOA驱动部23、或者LD驱动部21及SOA驱动部23、和EOM驱动部22进行控制,以使得在SOA13、或者LD11及SOA13为断开状态的期间内,EOM12至少有1次变成接通状态。
(实施方式5)
图24是实施方式5所涉及的脉冲激光装置即种子光源装置的框图。种子光源装置1E具备种子光源部10E、驱动部20E和控制部30E。
种子光源装置1E在图21所示的种子光源装置1D中,将SOA13置换成声光调制器(AOM:Acousto-Optic Modulator)14。因此,种子光源部10E具备LD11、EOM12和AOM14。驱动部20E具备LD驱动部21、EOM驱动部22、和作为声光调制器驱动部的AOM驱动部24。AOM驱动部24能够使用公知的AOM驱动电路来构成。
控制部30E由数字电路构成,向LD驱动部21输出LD驱动脉冲信号S11,向EOM驱动部22输出EOM驱动脉冲信号S12,向AOM驱动部24输出AOM驱动脉冲信号S14。
AOM14接受从LD11输出的、被脉冲调制过的脉冲激光即激光L01,对激光L01进行强度调制后作为激光L03输出。AOM驱动部24输出与AOM驱动脉冲信号S14对应的信号即AOM驱动信号S24,以脉冲调制来驱动AOM14。由此,激光L03成为激光L01被进一步脉冲调制过的脉冲激光。EOM12接受激光L03,对激光L03进行强度调制,激光L03作为被进一步脉冲调制过的激光L1来输出。
在此,种子光源装置1E中,控制部30E执行以下控制方法:对LD驱动部21、EOM驱动部22与AOM驱动部24进行控制,以使得针对LD11的脉冲调制、针对AOM14的脉冲调制与针对EOM12的脉冲调制,至少在LD11及AOM14为接通状态的期间内EOM12成为接通状态,并且在LD11及AOM14为断开状态的期间内,EOM12至少有1次成为接通状态。
例如和图22所示的时序图的例子同样,通过使针对EOM12的脉冲调制的反复频率f2比针对LD11及AOM14的脉冲调制的反复频率f1更大,从而能够使针对AOM14的脉冲调制的反复周期T1中的针对EOM12的脉冲调制的占空比高于针对AOM14的脉冲调制的占空比。需要说明的是,针对AOM14的脉冲调制的占空比以(反复周期T1中的AOM14为接通状态的时间)/(反复周期T1)来表示。即,种子光源装置1E中,控制部30E进行控制、以便实现与图22所示的例子同样的时序图,由此能使激光L1的反复频率成为所希望的频率f1,同时提高EOM驱动信号S22的占空比。因此,在种子光源装置1E中,在输出占空比低的激光L1之际,由于也能在占空比更高的状态下驱动EOM12,故能够在接通/断开消光比优选的状态下进行输出。
进一步,在种子光源装置1E中,AOM14为断开状态时,从LD11输出的激光L01被AOM14遮挡,未被输出至外部。其结果是,能够改善从种子光源部10E输出的激光L1的接通/断开消光比。
需要说明的是,种子光源装置1E中,也对LD11进行脉冲驱动,但也可以进行CW驱动。该情况下,为了实现图23所示的时序图的例子,控制部30E对AOM14与EOM12进行控制,以使得AOM14为接通状态的期间内EOM12成为接通状态,并且针对EOM12的脉冲调制的反复频率大于针对AOM14的脉冲调制的反复频率,由此在AOM14为断开状态的期间内,EOM12至少有1次成为接通状态。因此,由于能够从控制部30E中削减用于对LD11进行脉冲调制的电路等的结构,故能够将控制部30E做成简易的结构。需要说明的是,若将N设为2以上的整数,则在EOM驱动信号S22的反复频率f2为AOM驱动信号S24的反复频率f1的N倍的情况下,能够至少在AOM14为接通状态的期间内EOM12成为接通状态。N更优选被设定成针对AOM14的脉冲调制的反复周期T1的期间内的EOM驱动信号S22的占空比为大体50%的值。
此外,种子光源装置1E中,控制部30E也可以被构成为能够执行以下控制方法,即对AOM驱动部24、或者LD驱动部21及AOM驱动部24和EOM驱动部22进行控制,以使得输出图7A、7B、7C所示的EOM驱动脉冲信号S12,在AOM14、或者LD11及AOM14为断开状态的期间内,EOM12至少有1次成为接通状态。
(输出猝发脉冲串的控制)
在通过脉冲激光装置进行加工的情况下,有通过以猝发脉冲(burst)状输出光脉冲串、从而能实现最佳的加工的用途。上述实施方式1~5所涉及的种子光源装置能够容易地输出猝发脉冲串。该情况下,控制部通过调整LD11、SOA13或者AOM14的脉冲调制的脉冲宽度,从而将被输入至EOM12的激光的脉冲宽度设定为与所希望的猝发脉冲串产生的期间相当的脉冲宽度、并且将该激光的反复频率设定为所希望的猝发脉冲串的反复频率,并且将EOM驱动脉冲信号S12的反复频率设定为与所希望的猝发脉冲串的脉冲间隔相应的反复频率。
以下,以种子光源装置1为例进行说明。
图25是表示在种子光源装置1中输出猝发脉冲串的情况下的信号及光输出的时序图的一例的图。控制部30向LD驱动部21输出的LD驱动脉冲信号S11F,成为在图示的时间范围内以时刻t1、t2为中心,在与所希望的猝发脉冲串产生的期间相当的脉冲宽度TB成为接通状态,在其他期间内变成断开状态的脉冲信号。LD驱动脉冲信号S11F的反复周期为T1,反复频率为所希望的猝发脉冲串的反复频率即f1=1/T1。LD驱动信号S21F成为与LD驱动脉冲信号S11F同步的信号。其结果是,从LD11输出的激光L01F(LD光输出)也成为与LD驱动脉冲信号S11F及LD驱动信号S21F同步的光脉冲串所构成的脉冲激光。
另一方面,控制部30向EOM驱动部22输出的EOM驱动脉冲信号S12,其反复周期是比T1小的T2,反复频率f2=1/T2是与所希望的猝发脉冲串的脉冲间隔相应的反复频率。由此,从EOM12输出的激光L1(EOM光输出)成为在猝发脉冲周期T1内在相当于脉冲宽度TB的期间输出脉冲间隔为T2的光脉冲串、在其他期间输出断开的猝发脉冲串。
实施方式1~5所涉及的种子光源装置中,由于可独立地控制LD11、SOA13或者AOM14的驱动的反复频率和EOM12的驱动的反复频率,故能任意地设定猝发脉冲串的猝发脉冲周期与脉冲间隔。进一步,由于在并不输出猝发脉冲串的光脉冲的期间内也能够驱动EOM12,故能够实现EOM12在更高的占空比下的稳定的驱动。
(脉冲宽度的设定例)
在图1那样的MOPA结构的脉冲激光装置100中,在从种子光源装置1输出的种子光(激光L1)的脉冲宽度较宽的情况下,在比种子光源装置1更靠后级的单模光纤内或光放大器内,例如有时感应布里渊散射(SBS:Stimulated Brillouin Scattering)等的非线性现象的影响变得显著起来。上述那样的非线性现象有时成为制约从脉冲激光装置100输出的激光L4的输出峰值功率的原因。上述实施方式所涉及的种子光源装置中,通过对EOM12进行脉冲调制,从而将输入至EOM12的脉冲激光切出为更小的脉冲宽度的脉冲激光。但是,在EOM12为断开状态的情况下,被输入至EOM12的脉冲激光的一部分也有时会从EOM12漏出。因此,在被输入至EOM12的脉冲激光的脉冲宽度较大的情况下,有时受到上述的非线性现象的影响。
为了抑制上述那样的非线性现象的影响,优选对LD11、SOA13或者AOM14的脉冲调制的脉冲宽度进行调整,以将被输入至EOM12的激光L01、L02或者L03的脉冲宽度设定为3ns以下。
图26是对图1所示的MOPA结构的脉冲激光装置中的脉冲激光的脉冲宽度和SBS开始产生的输出峰值功率的关系的一例进行说明的图。如图26所示那样,若将脉冲宽度设定为3ns以下,则SBS开始产生的输出峰值功率急剧地增大,因此能够在抑制SBS的影响的同时使输出峰值功率增加。
(实施方式6)
图27是实施方式6所涉及的种子光源装置的框图。种子光源装置1F具有在图8所示的种子光源装置1A的结构中将控制部30A置换成控制部30F的结构。控制部30F具有在控制部30A的结构中追加了占空比调整部33F的结构。占空比调整部33F对脉冲图案生成部31A输出的EOM驱动脉冲图案信号S31A的占空比进行调整。由此,调整EOM驱动脉冲生成部32A输出的EOM驱动脉冲信号S12的占空比和EOM驱动部22输出的EOM驱动信号S22的占空比,以调整针对EOM12的脉冲调制的占空比。占空比调整部33F根据针对EOM12的脉冲调制的设定脉冲宽度,导出与EOM驱动部22对应的最佳的驱动频率,对脉冲图案生成部31A输出的EOM驱动脉冲图案信号S31A的驱动频率进行变更,由此能够调整占空比。
本发明人对EOM12的特性进行了精查,结果确认了:从EOM12输出的激光L1的接通/断开消光比有时取决于EOM12所对应的驱动电压信号(即,EOM驱动信号S22)的占空比。
因而,种子光源装置1F中,通过设置对EOM驱动脉冲信号S12的占空比进行调整的占空比调整部33F,从而调整激光L1的接通/断开消光比。
图28是表示占空比与接通/断开消光比的关系的一例的图。具体地说,图28是表示在将EOM驱动部22设为具有图5所示的输出特性的情况下,EOM驱动信号S22的占空比和EOM12输出的激光L1的接通/断开消光比的关系的图。根据图5可以理解,在占空比为10%的情况下振幅为约5V,即便接近于0%,振幅也能确保4V程度。因此,在EOM12的最佳的驱动电压为5V程度以下的情况下,即便占空比为10%以下,占空比低所导致的驱动电压的降低也不会成为问题。另一方面,在图28的例子中,占空比越低、则接通/断开消光比越高,占空比在10%以下急剧地上升,接通/断开消光比变为15dB以上。需要说明的是,关于这些数据点,若将占空比设为x、将接通/断开消光比设为y,则能使用系数a、b而以y=-a×log(x)+b进行近似。系数a、b例如是取决于EOM12的响应特性或被输入至EOM12的激光L01的占空比等的值。图28的例子中,a=7.663、b=8.9134。因而,在图28所示的例子中,为了进一步提高接通/断开消光比,优选将占空比调整为接通/断开消光比急剧地升高的10%以下。通过设为上述那样的占空比,从而EOM12的响应特性得到补偿。
典型的EOM驱动电路中,将输入信号进行AC耦合后放大。因此,在占空比较大的情况下,AC耦合后相对于0V而言向断开状态侧的电压的变化量增大在,EOM12的断开状态时,有可能无法将激光L1全部消光。因而,在种子光源装置1F中,通过将针对EOM12的脉冲调制的占空比设为10%以下,从而能够提高接通/断开消光比。需要说明的是,占空比的最小值优选设为(LD11为接通状态的期间中的EOM12为接通状态的时间)/(针对LD11的脉冲调制的反复周期T11)。
需要说明的是,在EOM12的驱动电压例如为大于5V的值,达到最佳,施加更高的电压的话能够提高接通/断开消光比的情况下,也可以使EOM驱动信号S22的占空比高于10%,使针对EOM12的脉冲调制的占空比高于10%,以使得能施加用于实现所希望的接通/断开消光比的高的驱动电压。通过设为上述那样的占空比,从而EOM驱动部22的放大特性得到补偿。
(实施方式7)
图29是实施方式7所涉及的种子光源装置的框图。种子光源装置1G具有在图27所示的种子光源装置1F的结构中追加了存储部70的结构。存储部70例如是公知的外部存储装置,将对针对EOM12的脉冲调制而设定的占空比或者反复频率作为与设定脉冲宽度对应的表格数据来存储。占空比调整部33F将针对EOM12的脉冲调制的设定脉冲宽度作为自变量,从存储部70读取占空比或者反复频率的值,并基于该占空比或者反复频率的值,来调整针对EOM12的脉冲调制的占空比。
在此,存储部70所存储的表格数据是将设定脉冲宽度和在为该设定脉冲宽度的情况下为了获得所希望的接通/断开消光比的最佳的占空比或者反复频率进行组合而得的数据。由此,种子光源装置1G中,能够以对于所设定的脉冲宽度而言为了获得所希望的接通/断开消光比的最佳的占空比或者反复频率进行动作。
(实施方式8)
图30是实施方式8所涉及的种子光源装置的框图。种子光源装置1H具有在图27所示的种子光源装置1F的结构中追加光耦合器80、并将控制部30F置换成控制部30H的结构。控制部30H具有在控制部30F中追加了光输出监视部34H的结构。
光耦合器80将从EOM12输出的激光L1的一部分分支,使其输入至光输出监视部34H。光输出监视部34H基于所输入的激光L1的一部分的强度,来监视从EOM12输出的激光L1的强度。占空比调整部33F调整针对EOM12的脉冲调制的占空比,以使得监视到的激光L1的强度成为极小值。
特别是,优选占空比调整部33F调整针对EOM12的脉冲调制的占空比,以使得EOM12为断开状态时光输出监视部34H监视到的强度成为极小值。由此,能够提高激光L1的接通/断开消光比。
(实施方式9)
图31是实施方式9所涉及的种子光源装置的框图。种子光源装置1I具有在图30所示的种子光源装置1H的结构中将控制部30H置换为控制部30I、并追加了存储部70的结构。控制部30I具有在控制部30H中追加了消光比计算部35I的结构。
光耦合器80将从EOM12输出的激光L1的一部分分支,并使其输入至光输出监视部34H。光输出监视部34H基于所输入的激光L1的一部分的强度,对从EOM12输出的激光L1的强度进行监视。消光比计算部35I基于监视到的激光L1的强度的时序性的平均值(设为Pave)和EOM12为断开状态时光输出监视部34H监视到的强度(设为Poff),来计算激光L1的接通/断开消光比,并将该计算结果输出至占空比调整部33F。占空比调整部33F基于计算出的接通/断开消光比,来调整针对EOM12的脉冲调制的占空比。在此,在消光比计算部35I中,根据下述的公式来计算接通/断开消光比(R)。
R=1+(T/τ)×[(Pave/Poff)-1]
需要说明的是,T为激光L1的反复周期,τ为激光L1的脉冲宽度。
在此,将根据使用条件等而由激光L1要求的接通/断开消光比,例如作为与设定脉冲宽度对应的表格数据存储于存储部70。占空比调整部33F调整占空比或者反复频率的值,以使得计算出的接通/断开消光比成为从存储部70读出的所希望的接通/断开消光比以上。
需要说明的是,在LD11等故障而激光输出L1变成极小的值的情况下,判断部中的比较有可能无法正常地进行的。这种情况下,也可以将判断激光输出L1的输出恶化的输出恶化判断阈值保存于存储部70,在监视到的激光L1的强度小于输出恶化判断阈值时,进行实施报警通知等的处理。
(实施方式10)
图32是实施方式10所涉及的加工装置的示意图。该加工装置1000具备脉冲激光装置1001和加工头1002。脉冲激光装置1001具备与图1所示的脉冲激光装置100同样的种子光源装置、前置放大器及升压放大器,输出脉冲的激光L5。需要说明的是,作为种子光源装置,也能够使用上述实施方式的任一种子光源装置。加工头1002将激光L5作为脉冲的激光L6而照射到作为加工对象的工件W。需要说明的是,脉冲激光装置1001与加工头1002既可以通过光纤光学性地连接,也可以通过空间耦合系统光学性地连接。针对工件W的加工,例如是开孔、划线、精密切断、精密焊接(薄膜等)、表面处理、标记。
该加工装置1000能够更好地输出占空比小的脉冲激光。
(实施方式11)
图33是实施方式11所涉及的加工装置的示意图。该加工装置1000A具有在图32所示的加工装置1000中进一步追加了控制部1003的结构。控制部1003对脉冲激光装置1001的动作和加工头1002的动作进行控制,例如能够使脉冲激光装置1001的动作和基于加工头1002的激光L6的照射状态同步地进行控制。
需要说明的是,在上述实施方式中,作为输出单一波长的激光的激光源,使用DFB激光元件,但也可以采用使用FBG等的波长选择性元件而将激光振荡波长宽度缩窄的外部谐振器构造的法布里-珀罗激光元件,还可以使用DBR(Distributed Bragg Reflector)激光元件或DR(Distributed Reflector)激光元件,也可以使用其他激光源。再者,作为激光源,也可以使用例如多模激光源这样的、输出不是单一波长的多波长的激光的激光源。
另外,并未通过上述实施方式来限定本发明。将上述的各结构要素适宜组合而构成的结构也包含于本发明。例如,实施方式2~5所涉及的种子光源装置能够应用为实施方式1所涉及的脉冲激光装置的种子光源装置。再者,也可以将实施方式2的具有脉冲图案生成部的控制部的结构或实施方式3的具有脉冲图案生成部与基准时钟生成部的控制部的结构适用于实施方式4的具备SOA的结构或实施方式5的具备AOM的结构中。该情况下,脉冲图案生成部构成为生成并输出对LD、SOA及AOM之中的至少任一者进行脉冲调制的脉冲图案信号。此外,也可以在实施方式3的具有脉冲图案生成部与基准时钟生成部的控制部的结构、实施方式4的具备SOA的结构或实施方式5的具备AOM的结构中,适用图17A、17B、18A、18B、19A、19B中任一项的结构,以输出图7A、7B、7C所示的EOM驱动脉冲信号。还有,进一步的效果或变形例能够容易地由本领域技术人员导出。由此,本发明的更广泛的方式未被限定于上述的实施方式,能够进行各种各样的变更。
工业实用性
如上,本发明例如优选适用于激光加工的领域。
-符号说明-
1、1A、1C、1D、1E、1F、1G、1H 种子光源装置
10、10D、10E 种子光源部
11 LD
12 EOM
13 SOA
14 AOM
20、20D、20E 驱动部
21 LD驱动部
22 EOM驱动部
23 SOA驱动部
24 AOM驱动部
30、30A、30C、30D、30E、30F、30H、30I、1003 控制部
31A、31AB、31B 脉冲图案生成部
32A、32AA、32AB、32B、32C EOM驱动脉冲生成部
32A1 延迟脉冲生成部
32A2、32AA2、32AB2 驱动脉冲生成部
33C 基准时钟生成部
33F 占空比调整部
34H 光输出监视部
35I 消光比计算部
40 前置放大器
50 升压放大器
60 输出部
70 存储部
80 光耦合器
100、1001 脉冲激光装置
1000、1000A 加工装置
1002 加工头
D 延迟门电路
G 门电路
L01、L01D、L01F、L02、L03、L1、L2、L3、L4、L5、L6 激光
S1 控制信号
S11、S11F LD驱动脉冲信号
S11D LD驱动CW信号
S12、S12A EOM驱动脉冲信号
S13 SOA驱动脉冲信号
S14 AOM驱动脉冲信号
S2 驱动信号
S21、S21D、S21F LD驱动信号
S22、S22A EOM驱动信号
S23 SOA驱动信号
S24 AOM驱动信号
S31A、S31AB、S31B1、S31B2 EOM驱动脉冲图案信号
S31C 同步信号
S32A、S32B1、S32B2 延迟脉冲信号
S32C 基准时钟信号
S4 逻辑积脉冲信号
SW1、SW2、SW3 开关。

Claims (29)

1.一种脉冲激光装置,其特征在于,具备:
激光源;
电光调制器;
以脉冲调制来驱动所述激光源的激光源驱动部;
以脉冲调制来驱动所述电光调制器的电光调制器驱动部;和
对所述激光源驱动部与所述电光调制器驱动部进行控制的控制部,
所述激光源输出由所述激光源驱动部进行了脉冲调制的脉冲激光,
所述电光调制器输出由所述电光调制器驱动部对所述激光源所输出的脉冲激光进一步进行了脉冲调制的脉冲激光,
所述控制部对所述激光源驱动部与所述电光调制器驱动部进行控制,以使得针对所述激光源的脉冲调制与针对所述电光调制器的脉冲调制至少在所述激光源为接通状态的期间内所述电光调制器变成接通状态,并且在所述激光源为断开状态的期间内,所述电光调制器至少1次变成接通状态,使针对所述电光调制器的脉冲调制的占空比高于针对所述激光源的脉冲调制的占空比。
2.根据权利要求1所述的脉冲激光装置,其特征在于,
所述控制部对所述激光源驱动部与所述电光调制器驱动部进行控制,以使得针对所述电光调制器的脉冲调制的反复频率是恒定的,并且该反复频率比针对所述激光源的脉冲调制的反复频率大。
3.根据权利要求2所述的脉冲激光装置,其特征在于,
在将N设为2以上的整数时,针对所述电光调制器的脉冲调制的反复频率为针对所述激光源的脉冲调制的反复频率的N倍。
4.根据权利要求1~3中任一项所述的脉冲激光装置,其特征在于,
所述激光源为接通状态下的、针对所述电光调制器的脉冲调制的脉冲宽度小于针对所述激光源的脉冲调制的脉冲宽度。
5.根据权利要求1~3中任一项所述的脉冲激光装置,其特征在于,
所述控制部对所述激光源的脉冲调制的脉冲宽度进行调整,并将输入至所述电光调制器的激光的脉冲宽度设定为3ns以下。
6.根据权利要求1~3中任一项所述的脉冲激光装置,其特征在于,
所述控制部通过对所述激光源的脉冲调制的脉冲宽度进行调整,从而将被输入至所述电光调制器的激光的脉冲宽度设定为与所希望的猝发脉冲串产生的期间相当的脉冲宽度,而且将该激光的反复频率设定为所述所希望的猝发脉冲串的反复频率,并且,
将所述电光调制器驱动脉冲信号的反复频率设定为与所述所希望的猝发脉冲串的脉冲间隔相应的反复频率。
7.根据权利要求1~3中任一项所述的脉冲激光装置,其特征在于,
所述脉冲激光装置还具备:
接受从所述电光调制器输出的脉冲激光,将该脉冲激光放大并输出的光放大器。
8.根据权利要求1~3中任一项所述的脉冲激光装置,其特征在于,
所述脉冲激光装置还具备:
调整针对所述电光调制器的脉冲调制的占空比的占空比调整部。
9.一种脉冲激光装置,其特征在于,具备:
激光源;
半导体光放大器;
电光调制器;
驱动所述激光源的激光源驱动部;
以脉冲调制来驱动所述半导体光放大器的半导体光放大器驱动部;
以脉冲调制来驱动所述电光调制器的电光调制器驱动部;和
对所述激光源驱动部、所述半导体光放大器驱动部与所述电光调制器驱动部进行控制的控制部,
所述激光源输出激光,
所述半导体光放大器输出由所述半导体光放大器驱动部对所述激光进行了脉冲调制的脉冲激光,
所述电光调制器输出由所述电光调制器驱动部对所述半导体光放大器所输出的脉冲激光更进一步进行了脉冲调制的脉冲激光,
所述控制部对所述半导体光放大器驱动部与所述电光调制器驱动部进行控制,以使得针对所述半导体光放大器的脉冲调制与针对所述电光调制器的脉冲调制至少在所述半导体光放大器为接通状态的期间内所述电光调制器变成接通状态,并且在所述半导体光放大器为断开状态的期间内,所述电光调制器至少1次变成接通状态,使针对所述电光调制器的脉冲调制的占空比高于针对所述半导体光放大器的脉冲调制的占空比。
10.根据权利要求9所述的脉冲激光装置,其特征在于,
所述控制部对所述半导体光放大器驱动部与所述电光调制器驱动部进行控制,以使得针对所述电光调制器的脉冲调制的反复频率是恒定的,并且该反复频率比针对所述半导体光放大器的脉冲调制的反复频率大。
11.根据权利要求10所述的脉冲激光装置,其特征在于,
在将N设为2以上的整数时,针对所述电光调制器的脉冲调制的反复频率为针对所述半导体光放大器的脉冲调制的反复频率的N倍。
12.根据权利要求9~11中任一项所述的脉冲激光装置,其特征在于,
所述半导体光放大器为接通状态的期间内的、针对所述电光调制器的脉冲调制的脉冲宽度小于针对所述半导体光放大器的脉冲调制的脉冲宽度。
13.根据权利要求9~11中任一项所述的脉冲激光装置,其特征在于,
所述激光源驱动部以脉冲调制驱动所述激光源,
所述控制部对所述激光源驱动部与所述电光调制器驱动部进行控制,以使得针对所述激光源的脉冲调制与针对所述电光调制器的脉冲调制至少在所述激光源为接通状态的期间内所述电光调制器变成接通状态。
14.根据权利要求9~11中任一项所述的脉冲激光装置,其特征在于,
所述控制部对所述半导体光放大器的脉冲调制的脉冲宽度进行调整,并将输入至所述电光调制器的激光的脉冲宽度设定为3ns以下。
15.根据权利要求9~11中任一项所述的脉冲激光装置,其特征在于,
所述控制部通过对所述半导体光放大器的脉冲调制的脉冲宽度进行调整,从而将被输入至所述电光调制器的激光的脉冲宽度设定为与所希望的猝发脉冲串产生的期间相当的脉冲宽度,而且将该激光的反复频率设定为所述所希望的猝发脉冲串的反复频率,并且,
将所述电光调制器驱动脉冲信号的反复频率设定为与所述所希望的猝发脉冲串的脉冲间隔相应的反复频率。
16.根据权利要求9~11中任一项所述的脉冲激光装置,其特征在于,
所述脉冲激光装置还具备:
接受从所述电光调制器输出的脉冲激光,将该脉冲激光放大并输出的光放大器。
17.根据权利要求9~11中任一项所述的脉冲激光装置,其特征在于,
所述脉冲激光装置还具备:
调整针对所述电光调制器的脉冲调制的占空比的占空比调整部。
18.一种脉冲激光装置,其特征在于,具备:
激光源;
声光调制器;
电光调制器;
驱动所述激光源的激光源驱动部;
以脉冲调制驱动所述声光调制器的声光调制器驱动部;
以脉冲调制驱动所述电光调制器的电光调制器驱动部;和
对所述激光源驱动部、所述声光调制器驱动部与所述电光调制器驱动部进行控制的控制部,
所述激光源输出激光,
所述声光调制器输出由所述声光调制器驱动部对所述激光进行了脉冲调制的脉冲激光,
所述电光调制器输出由所述电光调制器驱动部对所述声光调制器所输出的脉冲激光进一步进行了脉冲调制的脉冲激光,
所述控制部对所述声光调制器驱动部与所述电光调制器驱动部进行控制,以使得针对所述声光调制器的脉冲调制与针对所述电光调制器的脉冲调制至少在所述声光调制器为接通状态的期间内所述电光调制器变为接通状态,并且在所述声光调制器为断开状态的期间内,所述电光调制器至少1次变成接通状态,使针对所述电光调制器的脉冲调制的占空比高于针对所述声光调制器的脉冲调制的占空比。
19.根据权利要求18所述的脉冲激光装置,其特征在于,
所述控制部对所述声光调制器驱动部与所述电光调制器驱动部进行控制,以使得针对所述电光调制器的脉冲调制的反复频率是恒定的,并且该反复频率比针对所述声光调制器的脉冲调制的反复频率大。
20.根据权利要求19所述的脉冲激光装置,其特征在于,
在将N设为2以上的整数时,针对所述电光调制器的脉冲调制的反复频率为针对所述声光调制器的脉冲调制的反复频率的N倍。
21.根据权利要求18~20中任一项所述的脉冲激光装置,其特征在于,
所述声光调制器为接通状态的期间内的、针对所述电光调制器的脉冲调制的脉冲宽度比针对所述声光调制器的脉冲调制的脉冲宽度小。
22.根据权利要求18~20中任一项所述的脉冲激光装置,其特征在于,
所述激光源驱动部以脉冲调制驱动所述激光源,
所述控制部对所述激光源驱动部与所述电光调制器驱动部进行控制,以使得针对所述激光源的脉冲调制与针对所述电光调制器的脉冲调制至少在所述激光源为接通状态的期间内所述电光调制器变成接通状态。
23.根据权利要求18~20中任一项所述的脉冲激光装置,其特征在于,
所述控制部对所述声光调制器的脉冲调制的脉冲宽度进行调整,并将输入至所述电光调制器的激光的脉冲宽度设定为3ns以下。
24.根据权利要求18~20中任一项所述的脉冲激光装置,其特征在于,
所述控制部通过对所述声光调制器的脉冲调制的脉冲宽度进行调整,从而将被输入至所述电光调制器的激光的脉冲宽度设定为与所希望的猝发脉冲串产生的期间相当的脉冲宽度,而且将该激光的反复频率设定为所述所希望的猝发脉冲串的反复频率,并且,
将所述电光调制器驱动脉冲信号的反复频率设定为与所述所希望的猝发脉冲串的脉冲间隔相应的反复频率。
25.根据权利要求18~20中任一项所述的脉冲激光装置,其特征在于,
所述脉冲激光装置还具备:
接受从所述电光调制器输出的脉冲激光,将该脉冲激光放大并输出的光放大器。
26.根据权利要求18~20中任一项所述的脉冲激光装置,其特征在于,
所述脉冲激光装置还具备:
调整针对所述电光调制器的脉冲调制的占空比的占空比调整部。
27.一种加工装置,其特征在于,具备:
权利要求1~26所述的脉冲激光装置;和
向加工对象照射从所述脉冲激光装置输出的脉冲激光的加工头。
28.一种脉冲激光装置的控制方法,
该脉冲激光装置具备激光源与电光调制器,所述激光源输出进行了脉冲调制的脉冲激光,所述电光调制器输出对所述激光源所输出的脉冲激光进一步进行了脉冲调制的脉冲激光,
所述脉冲激光装置的控制方法的特征在于,
使得针对所述激光源的脉冲调制与针对所述电光调制器的脉冲调制,至少在所述激光源为接通状态的期间内所述电光调制器变成接通状态,
使得在所述激光源为断开状态的期间内,所述电光调制器至少1次变成接通状态,
使得针对所述电光调制器的脉冲调制的占空比高于针对所述激光源的脉冲调制的占空比。
29.一种脉冲激光装置的控制方法,
该脉冲激光装置具备激光源、半导体光放大器和电光调制器,所述激光源输出激光,所述半导体光放大器输出对所述激光源所输出的激光进行了脉冲调制的脉冲激光,所述电光调制器输出对所述半导体光放大器所输出的脉冲激光进一步进行了脉冲调制的脉冲激光,
所述脉冲激光装置的控制方法的特征在于,
使得针对所述半导体光放大器的脉冲调制与针对所述电光调制器的脉冲调制,至少在所述半导体光放大器为接通状态的期间内所述电光调制器变成接通状态,
使得在所述半导体光放大器为断开状态的期间内,所述电光调制器至少1次变成接通状态,
使得针对所述电光调制器的脉冲调制的占空比高于针对所述半导体光放大器的脉冲调制的占空比。
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Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2020053423A (ja) * 2018-09-21 2020-04-02 浜松ホトニクス株式会社 レーザ装置及びレーザ波形制御方法
US10887021B2 (en) * 2019-01-04 2021-01-05 Calix, Inc. Burst mode spectral excursion mitigation
JP7277716B2 (ja) * 2019-02-25 2023-05-19 日亜化学工業株式会社 光源装置、ダイレクトダイオードレーザ装置、および光結合器
US11757248B2 (en) * 2019-07-19 2023-09-12 Raytheon Company System and method for spectral line shape optimization for spectral beam combining of fiber lasers
US11467265B2 (en) * 2019-08-20 2022-10-11 Luminar, Llc Coherent pulsed lidar system

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5577187A (en) * 1978-12-05 1980-06-10 Toshiba Corp Laser oscillating device
JPH09230292A (ja) * 1996-02-27 1997-09-05 Tera Tec:Kk 光変調器
JPH1177343A (ja) * 1997-09-09 1999-03-23 Mitsubishi Electric Corp 積層部材のレーザ加工方法及びレーザ加工装置
JP2010167491A (ja) * 2008-12-24 2010-08-05 Toshiba Mach Co Ltd パルスレーザ加工装置
JP2011519312A (ja) * 2008-03-31 2011-07-07 エレクトロ サイエンティフィック インダストリーズ インコーポレーテッド 光クロック安定化レーザコム加工
CN205231456U (zh) * 2015-12-18 2016-05-11 肯维捷斯(武汉)科技有限公司 一种脉冲光源

Family Cites Families (38)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59188988A (ja) * 1983-04-11 1984-10-26 Nec Corp 半導体レ−ザおよびその駆動方法
US4972352A (en) * 1988-08-10 1990-11-20 Shildon Limited Semiconductors lasers
US5128950A (en) * 1989-08-02 1992-07-07 Hamamatsu Photonics K.K. Low noise pulsed light source using laser diode
JP2917333B2 (ja) * 1989-11-30 1999-07-12 日本電気株式会社 光送信方法及び光送信装置
US5394260A (en) * 1992-02-03 1995-02-28 Kokusai Denshin Denwa Kabushiki Kaisha Optical pulse generator
JP2819080B2 (ja) * 1993-03-25 1998-10-30 国際電信電話株式会社 光パルス発生装置
JP2682475B2 (ja) * 1994-11-17 1997-11-26 日本電気株式会社 ビームスキャン式レーザマーキング方法および装置
US5546415A (en) * 1995-01-06 1996-08-13 University Of Central Florida High speed pulse slicer/demultiplexer with gain for use in solid state regenerative amplifier systems
JP3592475B2 (ja) 1997-02-20 2004-11-24 浜松ホトニクス株式会社 パルスピッカー
IL123416A0 (en) * 1998-02-23 1998-09-24 Oramir Semiconductor Ltd Multi laser surface treatment in ambient fast flowing photoreactive gases
JP4232130B2 (ja) 1998-03-11 2009-03-04 株式会社ニコン レーザ装置並びにこのレーザ装置を用いた光照射装置および露光方法
US6339604B1 (en) * 1998-06-12 2002-01-15 General Scanning, Inc. Pulse control in laser systems
US6304353B1 (en) * 1998-11-20 2001-10-16 Lucent Technologies, Inc. System and method for improved signal to noise ratio in optical communications networks
JP3432457B2 (ja) * 1999-07-29 2003-08-04 日本電信電話株式会社 波長可変光源、波長変換装置、および波長ルータ
FR2799011B1 (fr) * 1999-09-24 2001-12-14 Cit Alcatel Regenerateur optique pour signaux rz limitant le bruit dans les "zeros"
US6281471B1 (en) * 1999-12-28 2001-08-28 Gsi Lumonics, Inc. Energy-efficient, laser-based method and system for processing target material
US6535315B1 (en) * 2000-01-21 2003-03-18 New Elite Technologies, Inc. Optical fiber transmitter for simultaneously suppressing stimulated brillouin scattering and self/external-phase modulation-induced nolinear distortions in a long-distance broadband distribution system
US6885683B1 (en) 2000-05-23 2005-04-26 Imra America, Inc. Modular, high energy, widely-tunable ultrafast fiber source
JP3903171B2 (ja) * 2002-03-06 2007-04-11 独立行政法人産業技術総合研究所 光パラメトリック発振器
CN1813381A (zh) * 2003-06-27 2006-08-02 应用材料公司 具有低抖动的脉冲量子点激光器系统
US7616669B2 (en) * 2003-06-30 2009-11-10 Electro Scientific Industries, Inc. High energy pulse suppression method
US7502394B2 (en) * 2004-12-03 2009-03-10 Corning Incorporated System and method for modulating a semiconductor laser
US20070237193A1 (en) * 2006-04-11 2007-10-11 David Finzi Electro-absorption modulated laser using coupling for chirp correction
US8178818B2 (en) 2008-03-31 2012-05-15 Electro Scientific Industries, Inc. Photonic milling using dynamic beam arrays
CN101990729B (zh) * 2008-03-31 2013-02-27 伊雷克托科学工业股份有限公司 结合多重激光束以形成高重复率、高平均功率的极化激光束
US8358936B2 (en) * 2008-10-02 2013-01-22 Nec Laboratories America, Inc. Method and apparatus for an optical duty cycle for an optical digital coherent system
DE102008056096B4 (de) * 2008-11-04 2016-09-29 Forschungsverbund Berlin E.V. Verfahren zur selektiven Transmission eines optischen Signals
US8160113B2 (en) * 2009-07-21 2012-04-17 Mobius Photonics, Inc. Tailored pulse burst
KR101322539B1 (ko) * 2009-08-07 2013-10-28 가부시끼가이샤교산세이사꾸쇼 펄스 변조 고주파 전력 제어 방법 및 펄스 변조 고주파 전원 장치
US8340531B2 (en) * 2009-12-18 2012-12-25 General Instrument Corporation Method and apparatus for improved SBS suppression in optical fiber communication systems
US8467425B1 (en) * 2011-02-22 2013-06-18 Jefferson Science Associates, Llc Method for generating high-energy and high repetition rate laser pulses from CW amplifiers
TWI656704B (zh) * 2014-02-18 2019-04-11 日商尼康股份有限公司 Method for generating pulsed light, pulsed laser device, and exposure device and inspection device having the same
DE102014017568B4 (de) * 2014-11-30 2016-12-29 Edgewave Gmbh Master-Oszillator-Leistungsverstärker
WO2016138291A1 (en) * 2015-02-26 2016-09-01 California Institute Of Technology Optical frequency divider based on an electro-optical-modulator frequency comb
US10591600B2 (en) * 2015-11-30 2020-03-17 Luminar Technologies, Inc. Lidar system with distributed laser and multiple sensor heads
DE102016107068A1 (de) * 2016-04-15 2017-10-19 Dausinger & Giesen Gmbh Phasensynchronisierter modulierbarer resonanter elektro-optischer Modulator zum Schalten von Hochleistungslaserpulsen
CN107271368A (zh) * 2017-05-23 2017-10-20 哈尔滨工业大学 一种内腔增强型光声光谱式痕量气体传感器装置
DE102017114399A1 (de) * 2017-06-28 2019-01-03 Trumpf Laser Gmbh Dynamisches seeden von laserverstärkersystemen

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5577187A (en) * 1978-12-05 1980-06-10 Toshiba Corp Laser oscillating device
JPH09230292A (ja) * 1996-02-27 1997-09-05 Tera Tec:Kk 光変調器
JPH1177343A (ja) * 1997-09-09 1999-03-23 Mitsubishi Electric Corp 積層部材のレーザ加工方法及びレーザ加工装置
JP2011519312A (ja) * 2008-03-31 2011-07-07 エレクトロ サイエンティフィック インダストリーズ インコーポレーテッド 光クロック安定化レーザコム加工
JP2010167491A (ja) * 2008-12-24 2010-08-05 Toshiba Mach Co Ltd パルスレーザ加工装置
CN205231456U (zh) * 2015-12-18 2016-05-11 肯维捷斯(武汉)科技有限公司 一种脉冲光源

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