JP2006073646A - パルスレーザ発振方法およびパルスレーザ発振器 - Google Patents

Abstract

【課題】 簡単な構成により、２種類の特性の異なるパルスレーザを容易、確実に発生させる。
【解決手段】 パルスレーザ発振器１は、対向配置された全反射ミラー２と出力ミラー３との間にレーザ媒質４を設置してなるレーザ共振器５と、前記レーザ媒質４を励起させる半導体レーザ（ＬＤ）６と、全反射ミラー２と出力ミラー３との間に設置されたＥＯ−Ｑスイッチ８およびＡＯ−Ｑスイッチ９と、ＥＯ−Ｑスイッチ８およびＡＯ−Ｑスイッチ９をそれぞれ駆動するＥＯ−Ｑスイッチドライバ１６およびＡＯ−Ｑスイッチドライバ１７と、ＥＯ−Ｑスイッチドライバ１６とＡＯ−Ｑスイッチドライバ１７とを切換スイッチ１８ａによって切り換えて動作させると共に、前記半導体レーザ６を動作させるコントローラ１８とを備えている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、液晶表示装置等の電子回路基板に生じた欠陥部等を修正する際に好適に使用可能なレーザ加工装置におけるパルスレーザ発振方法およびパルスレーザ発振器に関するものである。

従来、励起光源によって励起されるレーザ媒質の両側に全反射ミラーと出力ミラーとを配置してなるレーザ共振器内に、電気光学的素子を用いたＱスイッチ、音響光学的素子を用いたＱスイッチや機械的なＱスイッチのいずれか一種類のＱスイッチを設置し、前記レーザ媒質によってレーザ共振器内に発生する連続発振レーザ光を変調してパルス化して前記出力ミラーから出力させるようにしたパルスレーザ発振器が知られている（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。
特開平１１−３５４８７６号公報 特開２００２ー１８９２０１号公報

例えば、半導体基板に形成された配線の断線部を補修する場合や、液晶表示装置のカラーフィルタの欠陥部を修正する場合等のように、それらの修正工程の途上で加工箇所の材質、状態の違いに応じて、２種類の特性の異なるパルス波（例えば、高出力で短いパルス波ものと比較的低出力で長いパルス波など）を有するパルス発振レーザ光を、それらの半導体基板やカラーフィルタにレーザ加工装置から照射して効率よく所要の処理を行うことが要求される。しかし、前記従来のパルスレーザ発振器においては、レーザ共振器から出力されるパルス発振レーザ光の特性が、レーザ共振器内に設置された一種類のＱスイッチによって限定されたものとなるため、前記レーザ加工装置による処理の要求に対応するには、２種類の特性の異なるパルス発振レーザ光を個々に発生させるパルスレーザ発振器を備えた２台のレーザ加工装置を用意したり、１台のレーザ加工装置に、２種類の特性の異なるパルス発振レーザ光を個々に発生させる２台のパルスレーザ発振器を備えたりする必要があり、レーザ加工装置の構成が複雑となったり、設備経費が増大する問題があった。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、簡単な構成により、２種類の特性の異なるパルス発振レーザ光を容易、確実に発生させることができるパルスレーザ発振方法およびパルスレーザ発振器を提供することを目的とする。

本発明は、前記課題を解決するために、以下の点を特徴としている。
すなわち、請求項１に係るパルスレーザ発振方法は、レーザ発振器の１つのレーザ共振器内に立上り時間の短い第１のＱスイッチと立上り時間の長い第２のＱスイッチを設け、これらのＱスイッチを切り換えて動作させることにより、ピーク出力、パルス幅およびパルス発生周期が異なる２種類のパルス発振レーザ光を前記レーザ共振器から発生させることを特徴としている。

このパルスレーザ発振方法においては、前記第２のＱスイッチが開放された状態で、前記第１のＱスイッチが開閉されるときには、この第１のＱスイッチの作用によってピーク出力が大きく、パルス幅が狭く、パルス発生周期が長いパルス発振レーザ光がレーザ共振器から出力され、また、前記第１のＱスイッチが開放された状態で、前記第２のＱスイッチが開閉されるときには、この第２のＱスイッチの作用によってピーク出力が小さく、パルス幅が広く、パルス発生周期が短いパルス発振レーザ光が前記レーザ共振器から出力されるので、これらの特性の異なるパルス発振レーザ光が目的とする被加工部に照射されて、該被加工部が適切に加工される。

請求項２に係るパルスレーザ発振器は、対向配置された全反射ミラーと出力ミラーとの間にレーザ媒質を設置してなるレーザ共振器と、前記レーザ媒質を励起させる励起光源と、前記全反射ミラーと出力ミラーとの間に設置された立上り時間の短い第１のＱスイッチおよび立上り時間の長い第２のＱスイッチと、該第１のＱスイッチおよび第２のＱスイッチをそれぞれ駆動する第１のＱスイッチドライバおよび第２のＱスイッチドライバと、該第１のＱスイッチドライバと第２のＱスイッチドライバとを切り換えて動作させると共に前記励起光源を動作させるコントローラとを備えていることを特徴としている。

このパルスレーザ発振器においては、前記コントローラによって前記第２のＱスイッチドライバを介して前記第２のＱスイッチが開放された状態で、前記第１のＱスイッチドライバを介して前記第１のＱスイッチが開閉されるときには、この第１のＱスイッチの作用によってピーク出力が大きく、パルス幅が狭く、パルス発生周期が長いパルス発振レーザ光がレーザ共振器から出力され、また、前記第１のＱスイッチドライバを介して前記第１のＱスイッチが開放された状態で、前記第２のＱスイッチドライバを介して前記第２のＱスイッチが開閉されるときには、この第２のＱスイッチの作用によってピーク出力が小さく、パルス幅が広く、パルス発生周期が短いパルス発振レーザ光が前記レーザ共振器から出力されるので、請求項１に係るパルスレーザ発振方法が確実に実施される。

請求項３に係るパルスレーザ発振器は、請求項１または２に記載のパルスレーザ発振器において、前記励起光源は、前記レーザ共振器の光軸と同一の軸上にあって、レーザ共振器の外部における前記全反射ミラー側に配置され、集光器を通して前記レーザ媒質の端面にレーザ光を照射するようになっていることを特徴としている。

本発明によれば、以下の優れた効果を奏する。
請求項１に係るパルスレーザ発振方法および請求項２に係るパルスレーザ発振器によれば、前記第１のＱスイッチと前記第２のＱスイッチとを切り換えて動作させるだけの簡単な構成により、２種類の特性の異なるパルス発振レーザ光を容易、確実に発生させることができる。したがって、このパルス発振方法およびパルスレーザ発振器を使用した１つのレーザ加工装置によって２種類の特性の異なるパルス発振レーザ光のいずれかを、加工目的に応じて選択して被加工部に照射し、該被加工部を効率よく、適切に加工することができる。

請求項３に係るパルスレーザ発振器によれば、レーザ共振器と励起光源の光学系の光軸が一致されてレーザ発振器を構成する機器が一直線上に配置されるので、レーザ発振器の構造が簡単となって、それらの構成機器の組立精度を高めることができて、パルス発信レーザ光の出射精度を向上させることができる。

以下、本発明の一実施の形態に係るパルスレーザ発振器について図１を参照して説明する。
図１において、１は本発明の一実施の形態に係るパルスレーザ発振器である。該パルスレーザ発振器１は、対向配置された全反射ミラー２と出力ミラー３との間にレーザ媒質４を配置してなるレーザ共振器５を備えている。前記レーザ媒質４は、固体レーザ媒質であるＮｄ：ＹＡＧロッドからなり、その中心軸が前記全反射ミラー２と出力ミラー３の光学系の光軸Ｓに一致されて全反射ミラー２に近接して設けられている。前記レーザ共振器５の外部であって前記全反射ミラー２の前側（図１で左側）には、前記光軸Ｓと同一の軸上に励起光源である半導体レーザ（ＬＤ）６が配置され、該半導体レーザ６と前記全反射ミラー２との間には、コリメートレンズ７ａと円柱レンズ７ｂとフォーカスレンズ７ｃとからなる集光器７が設けられ、該集光器７と全反射ミラー２を通して、前記半導体レーザ６からのレーザ光（励起光）が前記レーザ媒質４の一端面（図１の左端面）に照射されるようになっている。
前記全反射ミラー２は、例えば、前記半導体レーザ６からの波長８０８ｎｍのレーザ光を透過させて前記レーザ媒質４の一端面に入射させ、レーザ共振器５内で出力された波長１０６４ｎｍのレーザ光を１００％反射させるようになっており、また、前記出力ミラー３は、例えば、前記波長１０６４ｎｍのレーザ光を約９６％反射させ、約４％透過させるようになっている。

また、前記レーザ媒質４と前記出力ミラー３との間には、第１のＱスイッチである電気光学素子を用いたＱスイッチ（以下「ＥＯ−Ｑスイッチ」という）８がレーザ媒質４側に位置して、第２のＱスイッチである音響光学素子を用いたＱスイッチ（以下「ＡＯ−Ｑスイッチ」という）９が出力ミラー３側に位置して、それぞれ、それらの光軸を前記光軸Ｓに一致させて設けられている。そして、前記レーザ媒質４と前記ＥＯ−Ｑスイッチ８との間にはポラライザ１０がその中心軸を前記光軸Ｓに一致させて配置されている。さらに、前記レーザ共振器５の外側である出力ミラー３の後側（図１で右側、レーザ出力の下流側）には、ＬＢＯ結晶からなる第２高調波生成素子（ＳＨＧ素子）１１とＬＢＯ結晶からなる第３高調波生成素子（ＴＨＧ素子）１２とが、それらの中心軸を前記光軸Ｓに一致させて、ＳＨＧ素子１１を出力ミラー３側に位置させて設けられている。

前記全反射ミラー２、出力ミラー３、レーザ媒質４、半導体レーザ６、集光器７、ＥＯ−Ｑスイッチ８、ＡＯ−Ｑスイッチ９、ポラライザ１０、ＳＨＧ素子１１、ＴＨＧ素子１２は、それぞれ、個別に設けられたマウント（装着部材）１３を介して共通のレール（支持部材）１４上に固定設置されている。なお、前記半導体レーザ６はペルチェ素子等からなる冷却手段１５を介して前記マウント１３に固定されている。
また、前記ＥＯ−Ｑスイッチ８と前記ＡＯ−Ｑスイッチ９には、第１のＱスイッチドライバであるＥＯ−Ｑスイッチドライバ（以下、単に「ＥＯ−Ｑスイッチドライバ」という）１６と第２のＱスイッチドライバであるＡＯ−Ｑスイッチドライバ（以下、単に「ＡＯ−Ｑスイッチドライバ」という）１７がそれぞれ電気的に接続され、これらのＥＯ−Ｑスイッチドライバ１６およびＡＯ−Ｑスイッチドライバ１７と前記半導体レーザ６および前記冷却手段１５には、それらの動作を制御するコントローラ１８が電気的に接続されている。また、前記ＳＨＧ素子１１とＴＨＧ素子１２には、それらに付設したペルチェ素子等からなる冷却手段を動作させて、それらの発熱温度を制御するＳＨＧ素子用温調器１９とＴＨＧ素子用温調器２０がそれぞれ電気的に接続されている。

前記コントローラ１８によって前記ＡＯ−Ｑスイッチドライバ１７を介して、ＡＯ−Ｑスイッチ９が開放状態に維持された状態では、前記ＥＯ−Ｑスイッチ８が、前記コントローラ１８が発生する第１のトリガパルス信号によって開閉駆動されて、例えば、前記ＥＯ−Ｑスイッチドライバ１６によってＥＯ−Ｑスイッチ８に印加されている数ｋＶの高電圧を、前記第１のトリガパルス信号によって５０Ｈｚ周期で瞬時にゼロまで低下させることにより、パルス幅１０ｎｓ、パルス発生周期５０Ｈｚのピーク出力が高いパルス発振レーザ光がレーザ共振器５から出力されるようになっている。
同様に前記コントローラ１８によって前記ＥＯ−Ｑスイッチドライバ１６を介して、ＥＯ−Ｑスイッチ８が開放状態に維持された状態では、前記ＡＯ−Ｑスイッチ９が、前記コントローラ１８が発生する第２のトリガパルス信号によって開閉駆動されて、例えば、ＡＯ−Ｑスイッチドライバ１７によってＡＯ−Ｑスイッチ９に印加されている超音波（例えば５０ＭＨｚ）が、前記第２のトリガパルス信号によって１０ｋＨｚの周期で５０μｓの時間で止められることにより、パルス幅５０μｓ、パルス発生周期１０ｋＨｚのピーク出力の低いパルス発振レーザ光がレーザ共振器５から出力されるようになっている。

前記コントローラ１８は、前記ＥＯ−Ｑスイッチドライバ１６とＡＯ−Ｑスイッチドライバ１７のどちらを動作（ＯＮ−ＯＦＦ）させるかを選択する切換スイッチ１８ａを備えており、該切換スイッチ１８ａが前記ＥＯ−Ｑスイッチ側へ切り換えられたときには、該ＥＯ−Ｑスイッチドライバ１６が動作してＥＯ−Ｑスイッチ８が開閉されるが、前記ＡＯ−Ｑスイッチドライバ１７の動作が停止され、前記ＡＯ−Ｑスイッチ９は開放されるようになっており、また、前記切換スイッチ１８ａがＡＯ−Ｑスイッチ９側へ切り換えられたときには、該ＡＯ−Ｑスイッチドライバ１７が動作してＡＯ−Ｑスイッチ９が開閉されるが、前記ＥＯ−Ｑスイッチドライバ１６の動作が停止されて、前記ＥＯ−Ｑスイッチ１６は開放されるようになっている。
さらに、前記コントローラ１８は、半導体レーザ６を動作させ、それから発生されて前記レーザ媒質４に照射される、例えば、波長８０８ｎｍのレーザ光の出力を制御すると共に、前記冷却手段１５による前記半導体レーザ６の被加熱温度を制御するようになっている。
なお、前記レーザ媒質４から放射される光は前記ポラライザ１０を通過することによって平面偏光を与えられるようになっている。これはレーザ媒質４から放射される光が出力ミラー３で反射されてレーザ媒質４に戻るまでにＥＯ−Ｑスイッチ８を往復することにより光の偏光面に９０°の回転が与えられるためである。

次に、前記構成に係るパルスレーザ発振器１の作用と共に、本発明の一実施の形態に係るパルスレーザ発振方法について、前記パルスレーザ発振器１を装備したレーザ加工装置によって電子回路基板に形成された配線の欠陥部を修正する場合を例にして、図２、図３をも参照して説明する。なお、図３（ａ）〜図３（ｆ）において、上の図は電子回路基板の平面図、下の図は同断面図である。
図３に示すように、電子回路基板Ｗ上に形成された配線２１の断線部（欠陥部）２１ａが検査装置２２で検出される（図３（ａ）参照）と、該断線部２１ａ上にインクジェット装置等の溶液塗布装置によってマスキング剤２３が滴下して塗布される（図３（ｂ）参照）。そして、前記パルスレーザ発振器１を装備したレーザ加工装置を前記マスキング剤２３を塗布された配線２１の欠陥部２１ａの上方に位置決めした後、前記コントローラ１８を動作させてレーザ発振器１を作動させると共に、コントローラ１８の切換スイッチ１８ａを前記ＥＯ−Ｑスイッチドライバ１６が作動する側へ切り換えると、前記ＡＯ−Ｑスイッチ９が開放され、前記半導体レーザ６から波長８０８ｎｍの連続発振のレーザ光ａ（図２参照）が出力され、該レーザ光ａは集光器７を通り全反射ミラー２を通過して前記レーザ媒質４の一端面に照射されて該レーザ媒質４が励起させる。

しかし、その場合、前記コントローラ１８からの第１のトリガパルス信号によって前記ＥＯ−Ｑスイッチ８が開閉（ＯＮ−ＯＦＦ）されるので、該ＥＯ−Ｑスイッチ８が閉じて（ＯＮとなって）、それに前記ＥＯ−Ｑスイッチドライバ１６による数ｋＶの高電圧の印加が継続されている間は、全反射ミラー２と出力ミラー３との間で光の反射の繰り返しが阻止され、レーザ共振器５内の損失が高く、レーザ作用を開始することなく、いわゆる反転分布（図２のｂ参照）が増加した状態にあり、また、該ＥＯ−Ｑスイッチ８が開いて（ＯＦＦとなって）、それに前記数ｋＶの高電圧が印加されなくなった瞬間に速やかにＱスイッチングが起こり、高出力のレーザ発振パルスｄ１（図２参照）が出力ミラー３を透過してレーザ共振器５から出力される。その際、前記ＥＯ−Ｑスイッチ８は立上り時間の短いＱスイッチとして機能している。
例えば、前記第１のトリガパルス信号によって前記ＥＯ−Ｑスイッチ８に印加されている電圧を５０Ｈｚ周期で瞬時に低下（図２のｃ１参照）させることにより、そのＥＯ−Ｑスイッチ８が開になり、パルス幅１０ｎｓ、パルス発生周期５０Ｈｚのピーク出力の高いパルス発振レーザ光ｄ１がレーザ共振器５から出力される。

前記レーザ共振器５から出力されたパルス発振レーザ光ｄ１は、前記出力ミラー３の下流側の離れた位置に配置された第３高調波生成素子２０によって波長が１／３に短縮変換されて３５５ｎｍ波長のパルス発振レーザ光Ｌａとして、前記レーザ加工装置のレーザ光学系を通して前記電子回路基板Ｗの欠陥部２１ａに向けて前記マスキング剤２３の上方から照射される。このパルス発振レーザ光Ｌａによって、マスキング剤２３と共に前記配線２１の欠陥部２１ａの周囲の配線補修部分２４が正確に、かつ速やかに溶融、除去されて、マスキング剤２３には開口部２３ａが形成される（図３（ｃ）参照）。このレーザ加工装置による前記マスキング剤２３と配線補修部分２４の除去加工が終了すると、インクジェット装置等の溶液塗布装置が前記配線補修部分２４の上方に位置決めされ、該溶液塗布装置によって貴金属、銅等の導電性物質を含有する溶液（金属コロイド）２５を前記開口部２３ａ内に滴下して塗布する（図３（ｄ）参照）。

次に、前記レーザ加工装置を前記配線補修部分２４の上方に位置決めした後、前記コントローラ１８を動作させてレーザ発振器１を作動させると共に、コントローラ１８の切換スイッチ１８ａを前記ＡＯ−Ｑスイッチドライバ１７が作動する側へ切り換えると、前記ＥＯ−Ｑスイッチ８が開放され、前記と同様にして、半導体レーザ６からの波長８０８ｎｍのレーザ光ａの出力によって前記レーザ媒質４が励起される。その場合、前記コントローラ１８が第２のトリガーパルス信号を発生して前記ＡＯ−Ｑスイッチ９を開閉（ＯＮ−ＯＦＦ）させるので、前記ＡＯ−Ｑスイッチ９が閉じた（ＯＮとなった）状態では、全反射ミラー２と出力ミラー３との間で光の反射の繰り返しが阻止され、レーザ共振器内の損失が高く、レーザ作用を開始することなく、いわゆる前記反転分布が増加した状態にあり、また、前記ＡＯ−Ｑスイッチ９が開いた（ＯＦＦとなった）状態では、その開いた瞬間から緩やかにＱスイッチングが起こり、低出力のレーザ発振パルスｄ２（図２参照）が出力ミラー３を透過してレーザ共振器５から出力される。その際、前記ＡＯ−Ｑスイッチ９は立上り時間の長いＱスイッチとして機能している。
例えば、前記第２のトリガパルス信号によって前記ＡＯ−Ｑスイッチ９に印加されている超音波を１０ｋＨｚ周期で瞬時ＯＦＦ（図２のｃ２参照）とさせることにより、パルス幅５０μｓ、パルス発生周期１０ｋＨｚのピーク出力の低いパルスレーザ光ｄ２が前記レーザ共振器５から出力される。

前記レーザ共振器５から出力されたパルス発振レーザ光ｄ２は、前記出力ミラー３の下流側の近くに配置された第２高調波生成素子１９によって波長が１／２に短縮変換されて５２３ｎｍ波長のパルス発振レーザ光Ｌｂとして、前記レーザ加工装置のレーザ光学系を通して前記電子回路基板Ｗの配線補修部分２４に向けて前記金属コロイド２５の上方から照射される。このパルス発振レーザ光Ｌｂの照射によって、金属コロイド２５が加熱されることにより、金属コロイド中の溶媒が蒸発して導電性物質が析出し、この析出した導電性物質の薄膜２５ａによって、断線部２１ａの両側の配線部分が導通、接続されて、このレーザ加工装置による配線２１の断線部２１ａの接続補修が終了する（図３（ｅ）参照）。なお、電子回路基板Ｗ上に残留したマスキング剤２３と金属コロイド２５は、洗浄工程において水、その他の適宜洗浄剤によって洗い流す（図３（ｆ）参照）。

このように、実施形態に係るパルスレーザ発振器１およびパルスレーザ発振方法を用いたレーザ加工装置によれば、１つのパルスレーザ発振器１において前記レーザ共振器５内のＥＯ−Ｑスイッチ８とＡＯ−Ｑスイッチ９を、コントローラ１８の切換スイッチ１８ａで切り換えて動作させることにより、２種類の特性の異なるパルス発振レーザ光Ｌａ，Ｌｂを電子回路基板（ワーク）Ｗの加工部分の特質（材質）に応じていずれかを選択して、該加工部分を効率よく、適切に加工することができる。
したがって、電子回路基板Ｗに特性の異なるパルス発振レーザ光によって加工すべき加工部分がある場合に、２種類の特性の異なるパルス発振レーザ光Ｌａ，Ｌｂを個々に発生さるパルスレーザ発振器を備えた２台のレーザ加工装置を用意したり、１台のレーザ加工装置に、２種類の特性の異なるパルス発振レーザ光Ｌａ，Ｌｂを個々に発生させる２台のパルスレーザ発振器を備えたりする必要がないので、設備経費を大幅に節減することができる。
なお、上記においては、パルスレーザ発振器１を装備したレーザ加工装置を、前記電子回路基板Ｗの断線部２１ａを接続補修する場合に使用する例を示したが、これに限らず、前記パルスレーザ発振器１を装備したレーザ加工装置は、前記電子回路基板の配線の短絡部（欠陥部）を切断修正する場合、液晶表示装置におけるカラーフィルタの着色層の白黒欠陥部の修正、その他の電子回路基板のトリミング加工等に広く使用することができる。

前記のように、実施の形態に係るパルスレーザ発振方法は、前記レーザ発振器１の１つのレーザ共振器５内にＥＯ−Ｑスイッチ８とＡＯ−Ｑスイッチ９とを設け、これらのＱスイッチ８，９を前記コントローラ１８によって切り換えて動作させることにより、ピーク出力、パルス幅およびパルス発生周期が異なる２種類のパルス発振レーザ光Ｌａ，Ｌｂを発生させる構成とされている。
また、実施の形態に係るパルスレーザ発振器１は、対向配置された全反射ミラー２と出力ミラー３との間にレーザ媒質４を設置してなるレーザ共振器５と、前記レーザ媒質４を励起させる半導体レーザ（励起光源）６と、前記全反射ミラー２と出力ミラー３との間に設置されたＥＯ−Ｑスイッチ８およびＡＯ−Ｑスイッチ９と、該ＥＯ−Ｑスイッチ８およびＡＯ−Ｑスイッチ９をそれぞれ駆動するＥＯ−Ｑスイッチドライバ１６およびＡＯ−Ｑスイッチドライバ１７と、該ＥＯ−Ｑスイッチドライバ１６とＡＯ−Ｑスイッチドライバ１７とを切換スイッチ１８ａにより切り換えて動作させると共に前記半導体レーザ６を動作させるコントローラ１８とを備えた構成されている。

したがって、前記実施の形態に係るパルスレーザ発振方法およびパルスレーザ発振器１によれば、前記ＥＯ−Ｑスイッチ８とＡＯ−Ｑスイッチ９とを切り換えて動作させるだけの簡単な構成により、２種類の特性の異なるパルス発振レーザ光Ｌａ，Ｌｂを容易、確実に発生させることができる。したがって、このパルスレーザ発振方法およびパルスレーザ発振器１を使用した１つのレーザ加工装置によって、２種類の特性の異なるパルス発振レーザ光Ｌａ，Ｌｂのいずれかを、加工目的に応じて選択して異なる被加工部に照射し、該被加工部を効率よく、適切に加工することができる。

さらに、励起光源としての前記半導体レーザ６が、前記レーザ共振器５の光軸Ｓと同一の軸上にあって、レーザ共振器５の外部における前記全反射ミラー２側に配置され、コリメートレンズ７ａとフォーカスレンズ７ｃを含む集光器７を通して前記レーザ媒質４の端面にレーザ光を照射する構成とされているので、レーザ共振器５と半導体レーザ６の光学系の光軸が一致されてレーザ発振器１を構成する各構成機器が一直線上に配置されるため、レーザ発振器１の構造が簡単となって、それらの構成機器の組立精度を高めることができて、パルス発振レーザ光Ｌａ，Ｌｂの出射精度を向上させることができる。

なお、前記実施の形態に係るパルスレーザ発振器１においては、前記レーザ媒質４を励起させるための半導体レーザ６をレーザ共振器５の光軸Ｓの延長上に配置したが、本発明はこれに限らず、前記半導体レーザ６をレーザ媒質４の側方（図１で上、下側または紙面に垂直方向側）に配置してそれらを同一室内に収納し、励起用のレーザ光ａをレーザ媒質４に側方から入射させて励起させるようにして、パルスレーザ発振器１の長さを短くすることができる。また、前記ＥＯ−Ｑスイッチ８とＡＯ−Ｑスイッチ９は、前記レーザ媒質４と出力ミラー３との間に配置したが、これに限らず、全反射ミラー２とレーザ媒質４との間に配置してもよく、それらのレーザ共振器５内におけるレーザ媒質４に対する遠近位置（図１におけるレーザ共振器５の光軸方向における左右）の位置関係は特に制限はない。

また、前記実施の形態では、立上り時間の長、短が異なる２つのＱスイッチとして、電気光学素子を用いたＱスイッチと音響光学素子を用いたＱスイッチを用いているが、これに限定されず、立上り時間の長、短が異なる２つのＱスイッチであれば、いずれの形式のものを用いてもよい。

本発明の一実施の形態に係るパルスレーザ発振器を示すブロック図である。 本発明の一実施の形態に係るパルスレーザ発振器における主要機器の出力状態を示す線図である。 本発明の一実施の形態に係るパルスレーザ発振器を備えたレーザ加工装置による加工例を示す説明図である。

符号の説明

１ パルスレーザ発振器
２ 全反射ミラー
３ 出力ミラー
４ レーザ媒質
５ レーザ共振器
６ 半導体レーザ（ＬＤ）
７ 集光器
８ 電気光学素子を用いたＱスイッチ（ＥＯ−Ｑスイッチ）
９ 音響光学素子を用いたＱスイッチ（ＡＯ−Ｑスイッチ）
１０ ポラライザ
１１ 第２高調波生成素子（ＳＨＧ素子）
１２ 第３高調波生成素子（ＴＨＧ素子）
１５ 冷却手段
１６ ＥＯ−Ｑスイッチドライバ
１７ ＡＯ−Ｑスイッチドライバ
１８ コントローラ
１９ ＳＨＧ素子用温調器
２０ ＴＨＧ素子用温調器
Ｌａ 第１のパルス発振レーザ光
Ｌｂ 第２のパルス発振レーザ光

Claims (3)

1. レーザ発振器の１つのレーザ共振器内に立上り時間の短い第１のＱスイッチと立上り時間の長い第２のＱスイッチを設け、これらのＱスイッチを切り換えて動作させることにより、ピーク出力、パルス幅およびパルス発生周期が異なる２種類のパルス発振レーザ光を前記共振器から発生させることを特徴とするパルスレーザ発振方法。
2. 対向配置された全反射ミラーと出力ミラーとの間にレーザ媒質を設置してなるレーザ共振器と、前記レーザ媒質を励起させる励起光源と、前記全反射ミラーと出力ミラーとの間に設置された立上り時間の短い第１のＱスイッチおよび立上り時間の長い第２のＱスイッチと、該第１のＱスイッチおよび第２のＱスイッチをそれぞれ駆動する第１のＱスイッチドライバおよび第２のＱスイッチドライバと、該第１のＱスイッチドライバと第２のＱスイッチドライバを切り換えて動作させると共に前記励起光源を動作させるコントローラとを備えていることを特徴とするパルスレーザ発振器。
3. 前記励起光源は、前記レーザ共振器の光軸と同一の軸上にあって、レーザ共振器の外部における前記全反射ミラー側に配置され、集光器を通して前記レーザ媒質の端面に励起光を照射するようになっていることを特徴とする請求項１または２に記載のパルスレーザ発振器。
   

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