JP2000244047A - レーザ発振器 - Google Patents
レーザ発振器Info
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- JP2000244047A JP2000244047A JP11046963A JP4696399A JP2000244047A JP 2000244047 A JP2000244047 A JP 2000244047A JP 11046963 A JP11046963 A JP 11046963A JP 4696399 A JP4696399 A JP 4696399A JP 2000244047 A JP2000244047 A JP 2000244047A
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Abstract
合、部品の破損を未然に防止すること。 【解決手段】 レーザ発振器は固体増幅媒質11と、固
体増幅媒質11の両側に設けられた全反射ミラー14お
よび出力ミラー13とを備えている。固体増幅媒質11
と全反射ミラー14との間に、Qスイッチ素子15が配
置されている。Qスイッチ素子15に対して、Qスイッ
チドライバ16からパルス状に高周波電力が印加され
る。制御装置17はレーザ光の発振を完全に抑制する発
振停止電力未満の高周波電力をQスイッチドライバ16
が印加するよう、Qスイッチドライバ16を制御する。
Description
るレーザ発振器に係り、とりわけファーストパルス現象
を抑えることができ、またレーザ発振器の部品破損を確
実に防止することができるレーザ発振器に関する。
光を発生させる細長状固体増幅媒質と、固体増幅媒質の
側方または端面と対向して配置され、固体増幅媒質に対
して励起光を発光する発光装置とを備えたものが知られ
ている。
置からの発光励起光が固体増幅媒質に対して入射する
と、この励起光の作用を受けて固体増幅媒質よりレーザ
光が誘導放出される。レーザ光はその後、出力ミラーと
全反射ミラー間で多重反射して増幅された後、出力ミラ
ーから外方へ放出される。
ス等からなるQスイッチ素子を配置し、Qスイッチ素子
を高周波電力によって周期的にON・OFFしてレーザ
光の発振を抑制したり急速に立ち上がらせることによ
り、尖頭出力の高いパルス状のレーザ光を形成するレー
ザ発振器が開発されている。
動作モードは、次のとおりである。レーザ発振器内のQ
値を下げ発振を抑制したい場合には、連続的に高周波電
力をQスイッチ素子に投入する。そして、発振を行いた
い場合は、投入されていた高周波電力を高速にカット
し、急速にQ値を立ちあげると、それまで抑制されてい
たレーザ発振が起こりQスイッチパルス光を得ることが
できる。
が十分に高いと、発振抑制からQスイッチ動作を開始し
た直後の1パルスあたりのレーザ出力は、十分な時間経
過後のパルスの1パルスあたりのレーザ出力よりも相当
に大きいという、いわゆるファーストパルス現象が発生
する。このファーストパルス現象を除去するため、従来
技術では発振開始直後の数パルス分について、パルス発
生中も適当な高周波電力をQスイッチに印加し続けファ
ーストパルスの出力を抑えるといった制御がされてい
る。この制御は調整が煩雑であり、Qスイッチドライバ
の大型化、高価格化を招いている。
ルスあたりのレーザ出力は、一般的に、繰り返し周波数
が低くなるほど大きくなる。このため、高い繰り返し周
波数での使用を前提として、光学部品の破損しきい値を
定めても、低繰り返し周波数で使用すると破損しきい値
を超えて部品が破損してしまうため、誤って低い繰り返
し周波数で動作させた場合、部品の破損が生じることも
考えられる。
ものであり、構造が簡単でかつファーストパルス現象を
抑えることができるレーザ発振器を提供することを目的
とする。また、本発明は、部品の破損を最小限に抑える
ことができるレーザ発振器を提供することを目的とす
る。
生させるレーザ媒質と、レーザ媒質に対して励起光を発
光する発光装置と、レーザ媒質の両端側に設けられた全
反射ミラーおよび出力ミラーと、全反射ミラーと出力ミ
ラーとの間のレーザ光の光路中に配置され、レーザ光の
発振を抑制するQスイッチ素子と、Qスイッチ素子に高
周波電力をパルス状に印加するQスイッチドライバと、
Qスイッチドライバに接続され、任意のQスイッチ繰り
返し周波数において、レーザ光の発振を完全に抑制する
発振停止電力未満の高周波電力をQスイッチドライバが
印加するようQスイッチドライバを制御する制御装置
と、を備えたことを特徴とするレーザ発振器である。
ザ媒質と、レーザ媒質に対して励起光を発光する発光装
置と、レーザ媒質の両端側に設けられた全反射ミラーお
よび出力ミラーと、全反射ミラーと出力ミラーとの間の
レーザ光の光路中に配置され、レーザ光の発振を抑制す
るQスイッチ素子と、Qスイッチ素子に高周波電力をパ
ルス状に印加するQスイッチドライバと、Qスイッチド
ライバに接続され、レーザ出力がレーザ発振器の部品破
損しきい値に等しくなるしきい値対応繰り返し周波数に
対応する発振停止電力未満の高周波電力をQスイッチド
ライバが印加するようQスイッチドライバを制御する制
御装置と、を備えたことを特徴とするレーザ発振器であ
る。
抑制する発振停止電力未満の高周波電力をQスイッチド
ライバに印加するので、Qスイッチ素子へ高周波数電力
を印加中でも、微弱なレーザ光を発振させておくことに
なり、発振停止中のレーザ媒質の励起状態を低く抑える
ことができるため、Qスイッチ発振開始直後に生じてい
たファーストパルス現象の除去を行うことができる。
することにより部品破損を未然に防ぐことができる。
の形態について説明する。
器の一実施の形態を示す図である。まず図4によりレー
ザ発振器の概略について説明する。
レーザ光を発生させるレーザ媒質、例えばYAGロッド
からなる細長状固体増幅媒質11と、固体増幅媒質11
の側方に配置され、固体増幅媒質11に対して励起光を
発光するランプ等の発光装置12とを備えている。
ザ光の光路)に沿って、固体増幅媒質11を挾むように
全反射ミラー14と出力ミラー13とが配置されてい
る。さらに固体増幅媒質11と全反射ミラー14との間
の光路L中に、音響光学Qスイッチ素子(以下、Qスイ
ッチ素子)15が配置されている。
らなり、超音波とレーザ光の相互作用による回折損失を
利用してON・OFF動作し、レーザ光の発振を抑制す
るようになっている。このQスイッチ素子15にはQス
イッチ素子15に対してパルス状に高周波電力を印加す
るQスイッチドライバ16が接続されており、このQス
イッチドライバ16は制御装置17によって、後に詳説
するように制御される。
0と全反射ミラー14との間に配置する必要はなく、固
体増幅媒質10と出力ミラー13との間に配置してもよ
い。次にこのような構成からなる本実施の形態の作用に
ついて説明する。
固体増幅媒質11に対して発光され、この励起光の作用
を受けて固体増幅媒質11よりレーザ光が誘導放出され
る。ここで、Qスイッチドライバ16から高周波電力が
Qスイッチ素子15に印加されると、Qスイッチ素子1
5の媒体中に周期的な屈曲率の変動を生じて回析格子が
形成され、ブラッグの条件と一般に呼ばれる条件を満た
す角度で入射したレーザ光は、回析による散乱損失を受
けるためにレーザの発振が抑制され、固体増幅媒質11
内にエネルギーが蓄積される。この状態で高周波電力を
急速にOFFすることにより、レーザ発振が急速に立ち
上がって出力ミラーからレーザ光が放出される。
制御し、Qスイッチドライバ16から高周波電力がパル
ス状にQスイッチ素子15に印加される。
Qスイッチドライバ16に対する制御方法について説明
する。この制御装置17はレーザ光の発振を完全に抑制
する発振停止電力P0 未満の高周波電力をQスイッチド
ライバ16がQスイッチ素子15に印加するようQスイ
ッチドライバ16を制御する。
P0 は、例えば、繰り返し周波数が1kより小さいとき
は平坦となっており、その後繰り返し周波数が1k〜1
0kで急速に降下する。
振停止電力P0 未満の高周波電力をQスイッチ素子15
に印加することにより、レーザ光の発振を完全に抑制す
ることができないQスイッチ素子動作不能状態となり、
レーザ光の出力漏れが生じる。
いて、実際に使用する繰り返し周波数をHaとすると、
Qスイッチ素子15を用いてレーザ発振を抑制する際、
このHaに対応する発振停止電力P0 (Pa)より低い
高周波電力PbをQスイッチ素子15に印加するように
Qスイッチドライバ16を制御する。つまり、Qスイッ
チ素子15へ高周波電力を印加中でも、Qスイッチ素子
15にてレーザ光の発振を完全には抑制せず、微弱なレ
ーザ発振をさせておくことになる。なお、高周波電力P
bは、制御装置17にて可変設定可能とされる。
に対して行うことにより、発振停止中の固体増幅媒質1
1の励起状態を低く抑えることができるため、Qスイッ
チ発振開始直後に生じていたファーストパルス現象の除
去を行うことができる。そしてこの除去のためには、特
別の装置を必要とせず、また従来必要とされていたファ
ーストパルス除去装置も必要ない。
高周波電力を小さくすることができるので、Qスイッチ
ドライバ16の小型化、低価格化、省電力化にも有効で
ある。
れは、Qスイッチ素子15に印加する高周波電力を決定
する際、レーザ発振器に用いられる光学部品等の破損防
止を考慮に入れたものである。
振を抑制する際、次のようにして定められた投入すべき
高周波電力P1 をQスイッチドライバ1bを介してQス
イッチ素子15に印加する。
15によりレーザ光の発振を完全に抑制した場合、レー
ザ尖頭出力はE2 として表わされる。この場合、レーザ
発振器の部品破損しきい値をE0 とすると、繰り返し周
波数H0 より低周波数側では、部品の破損が生じること
が考えられる。
損しきい値E0 に等しくなる繰り返し周波数H0 をしき
い値対応繰り返し周波数として定める。次にこのしきい
値対応繰り返し周波数H0 に対応する発振停止電力P0
に基づいて投入すべき高周波電力P1 を求める。
ザ尖頭出力E1 は、図2に示すようになる。図2に示す
ように繰り返し周波数H0 より低周波数側では、Qスイ
ッチ素子が動作しないので、レーザ光の出力漏れが生じ
レーザ尖頭出力は図2に示す斜線領域S領域内にある。
このため部品の破損を確実に防止することができる。な
お、図3に示す部品破損しきい値E0 は、レーザ発振器
の構成部品毎に定まるものであり、制御装置17におい
て、Qスイッチドライバ16を介してQスイッチ素子1
5に印加される高周波電力P1 は、可変認定できるよう
になっている。
トパルス現象を除去することができる。そしていずれの
場合でも、複雑な構造は不要となるので、全体の構造を
簡略化することができる。
す発振停止電力と投入する高周波電力を示す図。
示す図。
態を示す図。
Claims (4)
- 【請求項1】レーザ光を発生させるレーザ媒質と、 レーザ媒質に対して励起光を発光する発光装置と、 レーザ媒質の両端側に設けられた全反射ミラーおよび出
力ミラーと、 全反射ミラーと出力ミラーとの間のレーザ光の光路中に
配置され、レーザ光の発振を抑制するQスイッチ素子
と、 Qスイッチ素子に高周波電力をパルス状に印加するQス
イッチドライバと、 Qスイッチドライバに接続され、任意のQスイッチ繰り
返し周波数において、レーザ光の発振を完全に抑制する
発振停止電力未満の高周波電力をQスイッチドライバが
印加するようQスイッチドライバを制御する制御装置
と、を備えたことを特徴とするレーザ発振器。 - 【請求項2】発振停止電力未満の高周波電力の値は、制
御装置にて可変認定可能となっていることを特徴とする
請求項1記載のレーザ発振器。 - 【請求項3】レーザ光を発生させるレーザ媒質と、 レーザ媒質に対して励起光を発光する発光装置と、 レーザ媒質の両端側に設けられた全反射ミラーおよび出
力ミラーと、 全反射ミラーと出力ミラーとの間のレーザ光の光路中に
配置され、レーザ光の発振を抑制するQスイッチ素子
と、 Qスイッチ素子に高周波電力をパルス状に印加するQス
イッチドライバと、 Qスイッチドライバに接続され、レーザ出力がレーザ発
振器の部品破損しきい値に等しくなるしきい値対応繰り
返し周波数に対応する発振停止電力未満の高周波電力を
Qスイッチドライバが印加するようQスイッチドライバ
を制御する制御装置と、を備えたことを特徴とするレー
ザ発振器。 - 【請求項4】Qスイッチドライバが印加する高周波電力
は、制御装置にて可変認定可能となっていることを特徴
とする請求項3記載のレーザ装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11046963A JP2000244047A (ja) | 1999-02-24 | 1999-02-24 | レーザ発振器 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11046963A JP2000244047A (ja) | 1999-02-24 | 1999-02-24 | レーザ発振器 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2000244047A true JP2000244047A (ja) | 2000-09-08 |
Family
ID=12761940
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP11046963A Pending JP2000244047A (ja) | 1999-02-24 | 1999-02-24 | レーザ発振器 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2000244047A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002208750A (ja) * | 2000-11-10 | 2002-07-26 | Keyence Corp | レーザー発振器およびそのレーザーパルス制御方法 |
CN103840362A (zh) * | 2014-03-07 | 2014-06-04 | 中国航空工业集团公司北京航空制造工程研究所 | 高重频脉冲激光器及其声光q开关、以及该开关的驱动器 |
-
1999
- 1999-02-24 JP JP11046963A patent/JP2000244047A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002208750A (ja) * | 2000-11-10 | 2002-07-26 | Keyence Corp | レーザー発振器およびそのレーザーパルス制御方法 |
CN103840362A (zh) * | 2014-03-07 | 2014-06-04 | 中国航空工业集团公司北京航空制造工程研究所 | 高重频脉冲激光器及其声光q开关、以及该开关的驱动器 |
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