JP2013069931A - Laser device and control method thereof - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a laser device with improved light intensity and a control method thereof.SOLUTION: There is provided a laser device which comprises a first laser, a second laser, an external resonator, and a control unit. The first laser emits a first laser beam. The second laser emits a second laser beam. The first laser beam and the second laser beam are made incident to the external resonator. The control unit controls a resonant wavelength of the external resonator to resonate the external resonator to the first laser beam and controls the second laser to resonate the second laser beam to the external resonator.

Description

本発明の実施形態は、レーザ装置及びその制御方法に関する。   Embodiments described herein relate generally to a laser device and a control method thereof.

レーザ光は、単色性・干渉性に優れているため、センサ用の検査光として用いられる。また、レーザ光は、指向性・収束性に優れ狭い領域に光エネルギーを集中させることができ、材料の加工や物質を化学反応あるいは分解させる光源として用いられる。
例えば、中赤外領域のレーザ光は、例えばサブバンド遷移を用いた量子カスケードレーザ(QCL)により出射することができる。しかし、QCLは、発振出力が小さいため、検査光や化学反応用の光源として用いた場合、光強度が十分でない場合がある。
Since laser light is excellent in monochromaticity and interference, it is used as inspection light for sensors. Laser light is excellent in directivity and convergence, can concentrate light energy in a narrow area, and is used as a light source for processing materials or chemically reacting or decomposing substances.
For example, laser light in the mid-infrared region can be emitted by, for example, a quantum cascade laser (QCL) using subband transition. However, since QCL has a small oscillation output, when used as a light source for inspection light or chemical reaction, the light intensity may not be sufficient.

特開2007−212212号公報JP 2007-212212 A

本発明の実施形態は、光強度を向上したレーザ装置及びその制御方法を提供する。   Embodiments of the present invention provide a laser device with improved light intensity and a control method thereof.

実施形態によれば、第1のレーザと、第2のレーザと、外部共振器と、制御部と、を備えたレーザ装置が提供される。前記第1のレーザは、第1のレーザ光を出射する。前記第2のレーザは、第2のレーザ光を出射する。前記外部共振器は、前記第1のレーザ光と前記第2のレーザ光とが入射される。前記制御部は、前記外部共振器の共振周波数を制御して前記第1のレーザ光に共振させ、前記第2のレーザを制御して前記第2のレーザ光を前記外部共振器に共振させる。   According to the embodiment, a laser device including a first laser, a second laser, an external resonator, and a control unit is provided. The first laser emits a first laser beam. The second laser emits a second laser beam. The first laser beam and the second laser beam are incident on the external resonator. The control unit controls the resonance frequency of the external resonator to resonate with the first laser beam, and controls the second laser to resonate the second laser beam with the external resonator.

第1の実施形態に係るレーザ装置を例示する模式図である。1 is a schematic view illustrating a laser device according to a first embodiment. 第2の実施形態に係るレーザ装置を例示する模式図である。It is a schematic diagram which illustrates the laser apparatus which concerns on 2nd Embodiment. 第3の実施形態に係るレーザ装置を例示する模式図である。It is a schematic diagram which illustrates the laser apparatus which concerns on 3rd Embodiment. 第4の実施形態に係るレーザ装置の制御方法を例示するフローチャートである。9 is a flowchart illustrating a laser device control method according to a fourth embodiment. 第5の実施形態に係るレーザ装置の制御方法を例示するフローチャートである。12 is a flowchart illustrating a laser device control method according to a fifth embodiment.

以下、実施形態について図面を参照して詳細に説明する。なお、図面は模式的または概念的なものであり、各部分の形状や縦横の寸法の関係、部分間の大きさの比率などは、必ずしも現実のものと同一とは限らない。また、同じ部分を表す場合であっても、図面により互いの寸法や比率が異なって表される場合もある。また、本願明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。   Hereinafter, embodiments will be described in detail with reference to the drawings. The drawings are schematic or conceptual, and the shape of each part, the relationship between vertical and horizontal dimensions, the size ratio between the parts, and the like are not necessarily the same as the actual ones. Further, even when the same part is represented, the dimensions and ratios may be represented differently depending on the drawings. Further, in the present specification and each drawing, the same reference numerals are given to the same elements as those described above with reference to the previous drawings, and detailed description thereof will be omitted as appropriate.

まず、第1の実施形態について説明する。
図1は、第1の実施形態に係るレーザ装置を例示する模式図である。
レーザ装置1は、第1のレーザ光IL1を出射する第1のレーザ2と、第2のレーザ光IL2を出射する第2のレーザ3と、第1及び第2のレーザ光IL1、IL2が入射される外部共振器4と、第2レーザ3と外部共振器4とを制御する制御部5と、を備える。また、レーザ装置1は、第1のレーザ光IL1と第2のレーザ光IL2とを外部共振器4に入射させるミラー6、偏光プリズム7を備える。図1に例示したレーザ装置1は、外部共振器型のレーザ装置である。
First, the first embodiment will be described.
FIG. 1 is a schematic view illustrating a laser device according to the first embodiment.
The laser device 1 receives a first laser 2 that emits a first laser beam IL1, a second laser 3 that emits a second laser beam IL2, and first and second laser beams IL1 and IL2. And an external resonator 4, and a control unit 5 that controls the second laser 3 and the external resonator 4. The laser device 1 also includes a mirror 6 and a polarizing prism 7 that cause the first laser beam IL1 and the second laser beam IL2 to enter the external resonator 4. The laser device 1 illustrated in FIG. 1 is an external resonator type laser device.

第1のレーザ2は、例えばQCLであり、例えば波長10μmの中赤外領域の第1のレーザ光を出射する。第1のレーザ光は、直線偏光であり、ミラーM1を介して偏光ビームスプリッター7に対してP偏光となるように照射される。第1のレーザ光IL1は、偏光ビームスプリッターPBS1を透過し、外部共振器4に入射する。   The first laser 2 is, for example, QCL, and emits first laser light in the mid-infrared region of, for example, a wavelength of 10 μm. The first laser light is linearly polarized light, and is applied to the polarization beam splitter 7 through the mirror M1 so as to be P-polarized light. The first laser beam IL1 passes through the polarization beam splitter PBS1 and enters the external resonator 4.

第2のレーザ3は、例えばQCLであり、例えば波長10μmの中赤外領域の第2のレーザ光を出射する。第2のレーザ光は、直線偏光であり、偏光ビームスプリッター7に対してS偏光となるように照射される。第2のレーザ光は、偏光ビームスプリッター7で反射され、外部共振器4に入射する。このように、第1のレーザ光と第2のレーザ光とは、互いに直交する方向に直線偏光している。また、第1のレーザ光の波長と第2のレーザ光の波長とは、ほぼ同一である。   The second laser 3 is, for example, QCL, and emits second laser light in the mid-infrared region of, for example, a wavelength of 10 μm. The second laser light is linearly polarized light and is applied to the polarization beam splitter 7 so as to be S-polarized light. The second laser light is reflected by the polarization beam splitter 7 and enters the external resonator 4. Thus, the first laser beam and the second laser beam are linearly polarized in directions orthogonal to each other. Further, the wavelength of the first laser beam and the wavelength of the second laser beam are substantially the same.

外部共振器4は、一対のミラー8、9と、ミラー9に設けられた圧電素子10と、を有する。一対のミラー8、9は、例えば、それぞれ反射率99%以上の凹面鏡で構成される。また、出力側のミラー9は、圧電素子10に供給する電圧V10を制御することにより、入力側のミラー8に対して移動させることができる。このように、外部共振器4は、圧電素子10に供給する電圧V10を制御することにより、共振波長を変化させることができる。   The external resonator 4 includes a pair of mirrors 8 and 9 and a piezoelectric element 10 provided on the mirror 9. The pair of mirrors 8 and 9 is constituted by, for example, a concave mirror having a reflectance of 99% or more. The output-side mirror 9 can be moved with respect to the input-side mirror 8 by controlling the voltage V10 supplied to the piezoelectric element 10. As described above, the external resonator 4 can change the resonance wavelength by controlling the voltage V <b> 10 supplied to the piezoelectric element 10.

制御部5は、偏光ビームスプリッター11と、第1の光検出器12と、第2の光変出器13と、第1の制御器14と、第2の制御器15と、を有している。
偏光ビームスプリッター11は、外部共振器4を透過した第1のレーザ光IL1と第2のレーザ光IL2とを入射する。偏光ビームスプリッター11に対してP偏光で照射された第1のレーザ光IL1は、偏光ビームスプリッター11を透過し、第1の光検出器12に透過光OL1として入射される。また、偏光ビームスプリッター11に対してS偏光で照射された第2のレーザ光IL2は、偏光ビームスプリッター11で反射され、第2の光検出器13に反射光OL2として入射される。
The control unit 5 includes a polarization beam splitter 11, a first photodetector 12, a second optical transformer 13, a first controller 14, and a second controller 15. Yes.
The polarization beam splitter 11 makes the first laser beam IL1 and the second laser beam IL2 transmitted through the external resonator 4 enter. The first laser beam IL1 irradiated to the polarization beam splitter 11 with P-polarized light is transmitted through the polarization beam splitter 11, and is incident on the first photodetector 12 as transmitted light OL1. The second laser light IL2 irradiated with S-polarized light to the polarizing beam splitter 11 is reflected by the polarizing beam splitter 11, and is incident on the second photodetector 13 as reflected light OL2.

第1の光検出器12及び第2の光検出器13は、例えば、入射される光OL1、OL2に応じて電気抵抗が変化する光伝導体を用いた光検出器であり、あるいは、例えばフォトダイオードである。第1の光検出器12は、偏光ビームスプリッター11を透過した透過光OL1を電気信号V1に変換する。第2の光検出器13は、偏光ビームスプリッター11で反射した反射光OL2を電気信号V2に変換する。   The first photodetector 12 and the second photodetector 13 are, for example, photodetectors using a photoconductor whose electrical resistance changes according to incident light OL1 and OL2, or, for example, photo It is a diode. The first photodetector 12 converts the transmitted light OL1 transmitted through the polarization beam splitter 11 into an electric signal V1. The second photodetector 13 converts the reflected light OL2 reflected by the polarization beam splitter 11 into an electric signal V2.

第1の制御器14は、例えばPID(Proportional Integral Derivative)制御器であり、外部共振器4の共振波長を制御する。第1の制御器14は、第1の光検出器12から出力される電気信号V1を入力し、外部共振器4の圧電素子10に供給する電圧V10を制御して、外部共振器4を第1のレーザ光IL1に共振させる。外部共振器4を透過した透過光OL1の強度は、外部共振器4が、第1のレーザ光に共振したとき最大になる。したがって、第1の光検出器12から出力される電気信号が最大となるように外部共振器4を制御することにより、外部共振器4を第1のレーザ光に共振させることができる。   The first controller 14 is, for example, a PID (Proportional Integral Derivative) controller, and controls the resonance wavelength of the external resonator 4. The first controller 14 receives the electrical signal V1 output from the first photodetector 12, controls the voltage V10 supplied to the piezoelectric element 10 of the external resonator 4, and causes the external resonator 4 to The first laser beam IL1 is resonated. The intensity of the transmitted light OL1 transmitted through the external resonator 4 is maximized when the external resonator 4 resonates with the first laser light. Therefore, the external resonator 4 can be made to resonate with the first laser light by controlling the external resonator 4 so that the electric signal output from the first photodetector 12 is maximized.

第2の制御器15は、例えばPID制御器であり、第2のレーザ3の発振波長を制御する。第2の制御器15は、第2の光検出器13から出力される電気信号V2を入力し、第2のレーザ3に供給する電流及び第2のレーザ3の温度の少なくともいずれかを制御して、第2のレーザ光IL2の波長を外部共振器4に共振させる。第2の制御器15は、上記の第1の制御器14と同様に、第2の光検出器13から出力される電気信号V2が最大となるように第2のレーザIL2を制御する。その結果、第1のレーザ光IL1の波長と第2のレーザ光IL2の波長とは、ほぼ等しくなる。   The second controller 15 is a PID controller, for example, and controls the oscillation wavelength of the second laser 3. The second controller 15 receives the electric signal V2 output from the second photodetector 13, and controls at least one of the current supplied to the second laser 3 and the temperature of the second laser 3. Thus, the wavelength of the second laser beam IL2 is caused to resonate with the external resonator 4. Similar to the first controller 14, the second controller 15 controls the second laser IL2 so that the electrical signal V2 output from the second photodetector 13 is maximized. As a result, the wavelength of the first laser beam IL1 and the wavelength of the second laser beam IL2 are substantially equal.

なお、第1のレーザ光IL1及び第2のレーザ光IL2の波長と比較して、外部共振器4におけるミラー8、9の機械的間隔は非常に長い。したがって、外部共振器4のミラー8、9間の光学的距離は、透過光OL1のn倍に、反射光OL2のm倍になっている。ここで、n、mは、十分に大きい整数であり、必ずしもm=nとならない。その結果、第1のレーザ光IL1の波長と第2のレーザ光IL2の波長とは、わずかに異なる可能性がある。しかし、波長差は、第1及び第2のレーザ光IL1、IL2の波長に対してわずかであり、第1のレーザ光IL1と第2のレーザ光IL2とは、ほぼ同一の波長となる。   In addition, compared with the wavelength of 1st laser beam IL1 and 2nd laser beam IL2, the mechanical space | interval of the mirrors 8 and 9 in the external resonator 4 is very long. Therefore, the optical distance between the mirrors 8 and 9 of the external resonator 4 is n times the transmitted light OL1 and m times the reflected light OL2. Here, n and m are sufficiently large integers, and m is not necessarily n. As a result, the wavelength of the first laser beam IL1 and the wavelength of the second laser beam IL2 may be slightly different. However, the wavelength difference is small with respect to the wavelengths of the first and second laser beams IL1 and IL2, and the first laser beam IL1 and the second laser beam IL2 have substantially the same wavelength.

また、第1の制御器14と第2の制御器15とは、独立に動作することができ、例えば、同時に動作することができる。また、例えば、第1の制御器14を先に動作させ、第2の制御器15を後に動作させることもできる。さらにまた、例えば、第1の制御器14のゲインを第2の制御器15のゲインよりも大きく設定して、同時に動作させてもよい。   Moreover, the 1st controller 14 and the 2nd controller 15 can operate | move independently, for example, can operate | move simultaneously. Further, for example, the first controller 14 can be operated first, and the second controller 15 can be operated later. Furthermore, for example, the gain of the first controller 14 may be set larger than the gain of the second controller 15 and operated simultaneously.

本実施形態においては、外部共振器4に波長のほぼ等しい第1のレーザ光と第2のレーザ光とが入射されるため、第1のレーザ光または第2のレーザ光が入射される場合と比較して、外部共振器4内の実効的な光強度を増加させることができる。   In the present embodiment, since the first laser beam and the second laser beam having substantially the same wavelength are incident on the external resonator 4, the first laser beam or the second laser beam is incident. In comparison, the effective light intensity in the external resonator 4 can be increased.

例えば、外部共振器4の内部に導入される被照射体16が、レーザ光の照射により反応または分解するガスの場合、被照射体16に、より強い光を照射することができ、被照射体16の反応や分解を従来よりも促進することができる。
また、被照射体16が、検査の対象となる物質の場合、照射するレーザ光の光強度を高くすることにより、従来よりも、より高感度の検査をすることができる。具体的には、例えば、被照射体16が中赤外領域の光に対して吸収ピークを有するガスである場合、従来よりも高い検出感度で被照射体16の検査を行うことができる。
被照射体16は、外部共振器4の内部に流入させ通過させてもよく、または外部共振器4のなかに閉じこめてもよい。
For example, when the irradiated object 16 introduced into the external resonator 4 is a gas that reacts or decomposes when irradiated with laser light, the irradiated object 16 can be irradiated with stronger light. 16 reaction and decomposition | disassembly can be accelerated | stimulated conventionally.
Further, when the irradiated object 16 is a substance to be inspected, it is possible to inspect with higher sensitivity than before by increasing the light intensity of the laser beam to be irradiated. Specifically, for example, when the irradiated object 16 is a gas having an absorption peak with respect to light in the mid-infrared region, the irradiated object 16 can be inspected with higher detection sensitivity than before.
The irradiated body 16 may be allowed to flow into and pass through the external resonator 4 or may be confined in the external resonator 4.

図2は、第2の実施形態に係るレーザ装置を例示する模式図である。
図2に表したように、レーザ装置1aは、第1の実施形態に係るレーザ装置1と比較して、計測器17が追加されている点が異なっている。これ以外の構成は、図1に表した構成と同様である。
FIG. 2 is a schematic view illustrating a laser device according to the second embodiment.
As shown in FIG. 2, the laser device 1a is different from the laser device 1 according to the first embodiment in that a measuring instrument 17 is added. The other configuration is the same as that shown in FIG.

計測器17は、例えばオシロスコープであり、例えば電圧計である。計測器17は、第1の光検出器12から出力される電気信号V1及び第2の光検出器13から出力される電気信号V2の少なくともいずれかを計測する。   The measuring instrument 17 is an oscilloscope, for example, and is a voltmeter, for example. The measuring instrument 17 measures at least one of the electrical signal V1 output from the first photodetector 12 and the electrical signal V2 output from the second photodetector 13.

例えば、外部共振器4の内部に、検査対象物としての被照射体16が導入された場合、計測器17は、被照射体16の第1及び第2のレーザ光IL1、IL2の波長における光吸収を測定することができる。その結果、被照射体16の組成や分子構造など高い感度で特定することができる。なお、この場合における被照射体16は、例えば、中赤外領域に吸収スペクトルのピークを有するガスである。   For example, when the irradiated object 16 as the inspection object is introduced into the external resonator 4, the measuring instrument 17 emits light at the wavelengths of the first and second laser beams IL <b> 1 and IL <b> 2 of the irradiated object 16. Absorption can be measured. As a result, the composition and molecular structure of the irradiated object 16 can be specified with high sensitivity. In addition, the to-be-irradiated body 16 in this case is, for example, a gas having an absorption spectrum peak in the middle infrared region.

また、本実施形態においても、外部共振器4に波長のほぼ等しい第1のレーザ光と第2のレーザ光とが入射されるため、第1のレーザ光または第2のレーザ光が入射される場合と比較して、外部共振器4内の実効的な光強度を増加させることができる。   Also in the present embodiment, since the first laser light and the second laser light having substantially the same wavelength are incident on the external resonator 4, the first laser light or the second laser light is incident. Compared with the case, the effective light intensity in the external resonator 4 can be increased.

図3は、第3の実施形態に係るレーザ装置を例示する模式図である。
図3に表したように、レーザ装置1bは、第2の実施形態に係るレーザ装置1aと比較して、制御部5の構成が異なっている。すなわち、本実施形態においては、第2の実施形態における制御部5の替わりに、制御部5aが設けられている。本実施形態に係るレーザ装置の制御部以外の構成は、図2に表した構成と同様である。
FIG. 3 is a schematic view illustrating a laser device according to the third embodiment.
As shown in FIG. 3, the laser device 1 b is different from the laser device 1 a according to the second embodiment in the configuration of the control unit 5. That is, in the present embodiment, a control unit 5a is provided instead of the control unit 5 in the second embodiment. The configuration other than the control unit of the laser apparatus according to the present embodiment is the same as the configuration illustrated in FIG.

制御部5aは、第1及び第2の実施形態における制御部5と比較して、波長制御部18が追加されている点が異なる。
波長制御部18は、第1のレーザ2に供給する電流及び第1のレーザ2の温度の少なくともいずれかを制御することにより第1のレーザ2の発振波長を制御して、一定の範囲で第1のレーザ光IL1の波長を連続的または断続的に変化させる。
The control unit 5a is different from the control unit 5 in the first and second embodiments in that a wavelength control unit 18 is added.
The wavelength control unit 18 controls the oscillation wavelength of the first laser 2 by controlling at least one of the current supplied to the first laser 2 and the temperature of the first laser 2, so that the first laser 2 is controlled within a certain range. The wavelength of one laser beam IL1 is changed continuously or intermittently.

波長制御部18は、例えば、三角波を生成して、第1のレーザ2に供給する電流を連続的に増加させることができる。また、波長制御部18は、例えばコンピュータであり、格納されたプログラムにしたがって、第1のレーザ2の発振波長を所定値に制御してもよい。また、波長制御部18は、第1の制御器14、第2の制御器15、及び計測器17を制御することもできる。この場合、波長制御部18は、第1の制御器14及び第2の制御器15を制御し、さらに第1のレーザ2の発振波長を連続的に変化させて、被照射体16の吸収スペクトルを計測することができる。   For example, the wavelength control unit 18 can generate a triangular wave and continuously increase the current supplied to the first laser 2. The wavelength control unit 18 may be a computer, for example, and may control the oscillation wavelength of the first laser 2 to a predetermined value according to a stored program. The wavelength controller 18 can also control the first controller 14, the second controller 15, and the measuring instrument 17. In this case, the wavelength controller 18 controls the first controller 14 and the second controller 15, and further continuously changes the oscillation wavelength of the first laser 2, so that the absorption spectrum of the irradiated object 16 is obtained. Can be measured.

また、本実施形態においても、外部共振器4に波長のほぼ等しい第1のレーザ光と第2のレーザ光とが入射されるため、第1のレーザ光または第2のレーザ光が入射される場合と比較して、外部共振器4内の実効的な光強度を増加させることができる。   Also in the present embodiment, since the first laser light and the second laser light having substantially the same wavelength are incident on the external resonator 4, the first laser light or the second laser light is incident. Compared with the case, the effective light intensity in the external resonator 4 can be increased.

次に第4の実施形態について説明する。
図4は、第4の実施形態に係るレーザ装置の制御方法を例示するフローチャートである。
図4においては、第1のレーザ2が目標とする波長の第1のレーザ光IL1を出射している場合に、外部共振器4と第2のレーザ3とを制御して、外部共振器4を第1及び第2のレーザ光IL1、IL2に共振させる制御方法を表している。
Next, a fourth embodiment will be described.
FIG. 4 is a flowchart illustrating a laser device control method according to the fourth embodiment.
In FIG. 4, when the first laser 2 emits the first laser beam IL1 having a target wavelength, the external resonator 4 and the second laser 3 are controlled, and the external resonator 4 is controlled. Represents a control method for causing the first and second laser beams IL1 and IL2 to resonate.

図4に表したように、外部共振器4を第1のレーザ光IL1に共振させる(ステップS11)。
例えば、第1のレーザ光IL1を外部共振器4に入射させ、外部共振器4の透過光OL1の強度が最大になるように、外部共振器4の共振波長を制御する。例えば、圧電素子10に供給する電圧V10を制御して、外部共振器4のミラー8、9間の機械的距離を調整することにより、外部共振器4の共振波長が制御される。
As shown in FIG. 4, the external resonator 4 is resonated with the first laser beam IL1 (step S11).
For example, the first laser beam IL1 is incident on the external resonator 4, and the resonance wavelength of the external resonator 4 is controlled so that the intensity of the transmitted light OL1 of the external resonator 4 is maximized. For example, the resonance wavelength of the external resonator 4 is controlled by controlling the voltage V10 supplied to the piezoelectric element 10 and adjusting the mechanical distance between the mirrors 8 and 9 of the external resonator 4.

また、第2のレーザ光IL2を外部共振器4に共振させる(ステップS12)。
例えば、第2のレーザ光IL2を外部共振器4に入射させ、外部共振器4の反射光OL2の強度が最大になるように、第2のレーザ3に供給する電流及び第2のレーザ3の温度の少なくともいずれかを制御する。
Further, the second laser beam IL2 is caused to resonate with the external resonator 4 (step S12).
For example, the second laser light IL2 is incident on the external resonator 4 and the current supplied to the second laser 3 and the second laser 3 so that the intensity of the reflected light OL2 of the external resonator 4 is maximized. Control at least one of the temperatures.

なお、外部共振器4を第1のレーザ光IL1に共振させる工程(ステップS1)と、第2のレーザ光IL2を外部共振器4に共振させる工程(ステップS2)とは、独立であり、同時に実行してもよい。また、先に外部共振器4を第1のレーザ光IL1に共振させ、次に第2のレーザ光IL2を外部共振器4に共振させてもよい。   Note that the step of resonating the external resonator 4 with the first laser beam IL1 (step S1) and the step of resonating the second laser beam IL2 with the external resonator 4 (step S2) are independent and at the same time. May be executed. Alternatively, the external resonator 4 may be first resonated with the first laser beam IL1, and then the second laser beam IL2 may be resonated with the external resonator 4.

本実施形態においては、外部共振器4に入射される第1のレーザ光と第2のレーザ光とがほぼ等しい波長に制御されるため、第1のレーザ光または第2のレーザ光が入射される場合と比較して、外部共振器4内の実効的な光強度を増加させることができる。   In the present embodiment, since the first laser beam and the second laser beam incident on the external resonator 4 are controlled to have substantially the same wavelength, the first laser beam or the second laser beam is incident. Compared with the case where the effective light intensity in the external resonator 4 can be increased.

図5は、第5の実施形態に係るレーザ装置の制御方法を例示するフローチャートである。
図5においては、外部共振器4を第1及び第2のレーザ光IL1、IL2に共振させながら第1のレーザ光IL1及び第2のレーザ光IL2の波長を一定範囲で連続的に変化させるレーザ装置の制御方法を表している。
FIG. 5 is a flowchart illustrating a laser device control method according to the fifth embodiment.
In FIG. 5, a laser that continuously changes the wavelengths of the first laser beam IL1 and the second laser beam IL2 within a certain range while causing the external resonator 4 to resonate with the first and second laser beams IL1 and IL2. The control method of an apparatus is represented.

図5に表したように、まず、第1のレーザ光IL1の波長を初期値に設定する(ステップS10)。
例えば、第1のレーザ2に供給する電流及び第1のレーザ2の温度を初期値に制御する。
次に、外部共振器4を第1のレーザ光IL1に共振させる(ステップS11)。また、第2のレーザ光IL2を外部共振器4に共振させる(ステップS12)。
ステップS11、S12は、それぞれ図4に表したステップS11、S12と同じであり、詳細な説明は省略する。
As shown in FIG. 5, first, the wavelength of the first laser beam IL1 is set to an initial value (step S10).
For example, the current supplied to the first laser 2 and the temperature of the first laser 2 are controlled to the initial values.
Next, the external resonator 4 is resonated with the first laser beam IL1 (step S11). Further, the second laser beam IL2 is caused to resonate with the external resonator 4 (step S12).
Steps S11 and S12 are the same as steps S11 and S12 shown in FIG. 4, respectively, and detailed description thereof is omitted.

次に、制御された第1及び第2のレーザ光IL1、IL2の波長において、計測値を記録する(ステップS13)。例えば、計測器17を介して、第1及び第2の光検出器12、13から出力される電気信号V1、V2の少なくともいずれかを測定された計測値を、波長制御部18に記憶する。   Next, measurement values are recorded at the controlled wavelengths of the first and second laser beams IL1 and IL2 (step S13). For example, a measured value obtained by measuring at least one of the electric signals V1 and V2 output from the first and second photodetectors 12 and 13 via the measuring instrument 17 is stored in the wavelength control unit 18.

次に、計測が終了したか判定する(ステップS14)。例えば、第1のレーザ光IL1の波長が、最終値に達したかを判定する。
計測が終了したと判定された場合(ステップS14:YES)、終了する。
計測が終了していない判定された場合(ステップS14:NO)、第1のレーザ光IL1の波長を増分値だけ長くし(ステップS15)、ステップS11に戻る。
Next, it is determined whether the measurement is completed (step S14). For example, it is determined whether the wavelength of the first laser beam IL1 has reached the final value.
When it is determined that the measurement is finished (step S14: YES), the process is finished.
When it is determined that the measurement has not ended (step S14: NO), the wavelength of the first laser beam IL1 is increased by an increment value (step S15), and the process returns to step S11.

本実施形態においても、外部共振器4に入射される第1のレーザ光と第2のレーザ光とがほぼ等しい波長に制御されるため、第1のレーザ光または第2のレーザ光が入射される場合と比較して、外部共振器4内の実効的な光強度を増加させることができる。   Also in this embodiment, since the first laser beam and the second laser beam incident on the external resonator 4 are controlled to have substantially the same wavelength, the first laser beam or the second laser beam is incident. Compared with the case where the effective light intensity in the external resonator 4 can be increased.

また、本実施形態においては、第1のレーザ2の発振波長を連続的に変化させるため、被照射体16の吸収スペクトルを計測することができる。   Moreover, in this embodiment, since the oscillation wavelength of the 1st laser 2 is changed continuously, the absorption spectrum of the to-be-irradiated body 16 can be measured.

なお、第4及び第5の実施形態に係る制御方法は、制御部としてハード化することができ、また、コンピュータプログラムとしてソフト化することもできる。また、制御方法をコンピュータプログラムとして、コンピュータ読み取り可能な媒体に記録することもできる。   Note that the control methods according to the fourth and fifth embodiments can be implemented as hardware as a control unit, and can also be implemented as software as a computer program. The control method can also be recorded on a computer-readable medium as a computer program.

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。   Although several embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented by way of example and are not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.

1、1a、1b…レーザ装置、 2…第1のレーザ、 3…第2のレーザ、 4…外部共振器、 5、5a…制御部、 6…ミラー、 7、11…偏光ビームスプリッター、 8、9…ミラー、 10…圧電素子、 12…第1の光検出器、 13…第2の光検出器、 14…第1の制御器、 15…第2の制御器、 16…被照射体、 17…計測器、 18…波長制御部   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1, 1a, 1b ... Laser apparatus, 2 ... 1st laser, 3 ... 2nd laser, 4 ... External resonator, 5, 5a ... Control part, 6 ... Mirror, 11, 11 ... Polarizing beam splitter, 8, DESCRIPTION OF SYMBOLS 9 ... Mirror, 10 ... Piezoelectric element, 12 ... 1st photodetector, 13 ... 2nd photodetector, 14 ... 1st controller, 15 ... 2nd controller, 16 ... Subject to be irradiated, 17 ... Measuring instrument, 18 ... Wavelength controller

Claims (5)

第1のレーザ光を出射する第1のレーザと、
第2のレーザ光を出射する第2のレーザと、
前記第1のレーザ光と前記第2のレーザ光とが入射される外部共振器と、
前記外部共振器の共振波長を制御して前記第1のレーザ光に共振させ、前記第2のレーザを制御して前記第2のレーザ光を前記外部共振器に共振させる制御部と、
を備えたレーザ装置。
A first laser that emits a first laser beam;
A second laser that emits a second laser beam;
An external resonator on which the first laser beam and the second laser beam are incident;
A control unit that controls a resonance wavelength of the external resonator to resonate with the first laser beam, and controls the second laser to resonate the second laser beam with the external resonator;
A laser apparatus comprising:
前記外部共振器は、
一対のミラーと、
前記一対のミラーの少なくともいずれかに設けられた圧電素子と、
を有し、
前記制御部は、前記圧電素子を制御する請求項1記載のレーザ装置。
The external resonator is
A pair of mirrors;
A piezoelectric element provided on at least one of the pair of mirrors;
Have
The laser apparatus according to claim 1, wherein the control unit controls the piezoelectric element.
前記制御部は、前記第2のレーザに供給する電流及び前記第2のレーザの温度の少なくともいずれかを制御する請求項1または2に記載のレーザ装置。   The laser device according to claim 1, wherein the control unit controls at least one of a current supplied to the second laser and a temperature of the second laser. 前記第1のレーザ光と前記第2のレーザ光とは、互いに直交した直線偏光である請求項1〜3のいずれか1つに記載のレーザ装置。   The laser device according to claim 1, wherein the first laser beam and the second laser beam are linearly polarized light orthogonal to each other. 第1のレーザと第2のレーザと外部共振器とを有するレーザ装置の制御方法であって、
前記外部共振器を制御して、前記第1のレーザから出射されるレーザ光に前記外部共振器を共振させ、
前記第2のレーザを制御して、前記外部共振器に第2のレーザから出射される第2のレーザ光を共振させるレーザ装置の制御方法。
A method of controlling a laser device having a first laser, a second laser, and an external resonator,
Controlling the external resonator to resonate the external resonator with laser light emitted from the first laser;
A method of controlling a laser device, wherein the second laser is controlled to cause the external resonator to resonate the second laser light emitted from the second laser.
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