JP2013115147A - Pulse fiber laser - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、入力パルス波形に対応した励起レーザ電流を励起レーザに入力し、該励起レーザからの励起光をファイバレーザ共振器に入力し、該ファイバレーザ共振器から前記入力パルス波形に対応した光パルスを増幅出力するパルスファイバレーザに関するものである。 In the present invention, a pump laser current corresponding to an input pulse waveform is input to a pump laser, pump light from the pump laser is input to a fiber laser resonator, and light corresponding to the input pulse waveform is input from the fiber laser resonator. The present invention relates to a pulse fiber laser that amplifies and outputs a pulse.
従来から、はんだ付けなどの金属加工やマーキング、ディスプレイ光源、各種分析装置用光源としてパルスファイバレーザが用いられている。このパルスファイバレーザは、入力パルス波形に対応した励起レーザ電流を励起レーザに入力し、該励起レーザからの励起光をファイバレーザ共振器に入力し、該ファイバレーザ共振器から前記入力パルス波形に対応した光パルスを増幅出力するものである。 Conventionally, pulsed fiber lasers have been used as metal processing such as soldering, marking, display light sources, and light sources for various analyzers. This pulse fiber laser inputs the pump laser current corresponding to the input pulse waveform to the pump laser, inputs the pump light from the pump laser to the fiber laser resonator, and corresponds to the input pulse waveform from the fiber laser resonator. The amplified light pulse is amplified and output.
ここで、パルスファイバレーザは、急峻な励起レーザ光入力によって、反転分布や誘導放出が急激に増加することから、ファイバレーザ共振器から出力する光パルスは立ち上がり時にオーバーシュートが発生していた。そこで、特許文献1では、ファイバレーザ共振器からの出力光がレーザ加工に影響しない程度の前置レベルまで立ち上げた後に、所望の出力レベルまで立ち上がるように、ファイバレーザ共振器からの出力光をフィードバック制御している。
Here, in the pulse fiber laser, the inversion distribution and stimulated emission increase sharply due to the steep excitation laser light input, so that the optical pulse output from the fiber laser resonator has an overshoot when it rises. Therefore, in
しかしながら、上述した特許文献1によるファイバレーザ共振器からの出力光のフィードバック制御は、励起レーザ電流に対するファイバレーザ共振器内の反転分布や誘導放出に起因する増幅制御に対応するのみで、入力パルスに対する励起レーザ電流制御回路の遅延時間や時定数などを考慮していないため、励起レーザ電流制御回路の制御性能によっては、出力光がオーバーシュートしてしまう場合があった。特に、立ち上がり時間が数十μ秒程度の光パルス出力を行うパルスファイバレーザでは、オーバーシュートが発生してしまう場合が多かった。
However, the feedback control of the output light from the fiber laser resonator according to
この発明は、上記に鑑みてなされたものであって、少なくとも励起レーザ電流制御回路の遅延時間や時定数に起因する出力パルスのオーバーシュートを抑えて、入力パルス波形に対応した光パルスを出力することができるパルスファイバレーザを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above, and outputs an optical pulse corresponding to an input pulse waveform while suppressing at least an overshoot of an output pulse due to a delay time and a time constant of an excitation laser current control circuit. An object of the present invention is to provide a pulse fiber laser that can be used.
上述した課題を解決し、目的を達成するために、この発明にかかるパルスファイバレーザは、入力パルス波形に対応した励起レーザ電流を励起レーザに入力し、該励起レーザからの励起光をファイバレーザ共振器に入力し、該ファイバレーザ共振器から前記入力パルス波形に対応した光パルスを増幅出力するパルスファイバレーザにおいて、前記励起レーザに前記励起レーザ電流を供給する電流供給部と、前記入力パルス波形が入力されてから前記光パルスが出力開始されるまでの遅延時間に対応した所定の期間内は、前記励起レーザに所定の励起レーザ電流を供給するフィードフォワード制御を行うとともに、前記所定の期間が経過した後は、前記光パルスの強度に基づいて前記励起レーザ電流を調整して光パルスの強度が目標値となるようにフィードバック制御を行う制御部と、を備えたことを特徴とする。 In order to solve the above-described problems and achieve the object, a pulse fiber laser according to the present invention inputs an excitation laser current corresponding to an input pulse waveform to the excitation laser, and the excitation light from the excitation laser is resonant with the fiber laser. In a pulse fiber laser that is input to a laser and amplifies and outputs an optical pulse corresponding to the input pulse waveform from the fiber laser resonator, a current supply unit that supplies the pump laser current to the pump laser, and the input pulse waveform is During a predetermined period corresponding to a delay time from the input until the optical pulse starts to be output, feedforward control for supplying a predetermined excitation laser current to the excitation laser is performed, and the predetermined period elapses. After that, the excitation laser current is adjusted based on the intensity of the optical pulse so that the intensity of the optical pulse becomes a target value. Characterized by comprising a control unit for performing feedback control.
また、この発明にかかるパルスファイバレーザは、上記の発明において、前記励起レーザに供給される励起レーザ電流あるいは前記励起レーザが出力する励起レーザ光を検出する検出部を備え、前記制御部は、前記所定の期間内において前記フィードバック制御に加えて前記励起レーザ電流あるいは前記励起レーザ光をフィードバックして前記励起レーザ電流を制御することを特徴とする。 Further, the pulse fiber laser according to the present invention includes, in the above invention, a detection unit that detects the excitation laser current supplied to the excitation laser or the excitation laser beam output from the excitation laser, and the control unit includes: In addition to the feedback control, the excitation laser current or the excitation laser light is fed back in a predetermined period to control the excitation laser current.
また、この発明にかかるパルスファイバレーザは、上記の発明において、予め求められた前記光パルスの強度と前記励起レーザ電流との相関関係を保持する保持部を備え、前記制御部は、前記保持部に保持された相関関係をもとに、前記光パルスの強度がオーバーシュートしないように前記所定の期間内で前記フィードフォワード制御を行うことを特徴とする。 The pulse fiber laser according to the present invention further includes a holding unit that holds a correlation between the intensity of the optical pulse obtained in advance and the excitation laser current in the above invention, and the control unit includes the holding unit. The feedforward control is performed within the predetermined period so that the intensity of the optical pulse does not overshoot based on the correlation held in FIG.
また、この発明にかかるパルスファイバレーザは、上記の発明において、前記制御部は、前記電流供給部の時定数が小さくなるに従って前記電流供給部への電流指示値の立ち上がり時の制御定数を小さくするフィードフォワード制御を行うことを特徴とする。 In the pulse fiber laser according to the present invention as set forth in the invention described above, the control unit decreases the control constant at the time of rising of the current instruction value to the current supply unit as the time constant of the current supply unit decreases. Feed-forward control is performed.
また、この発明にかかるパルスファイバレーザは、上記の発明において、前記制御部は、前記電流供給部の時定数が小さくなるに従って前記励起レーザ電流の目標値となるまで制御定数を小さくし、および/または制御周期を大きくすることを特徴とする。 In the pulse fiber laser according to the present invention, in the above invention, the control unit decreases the control constant until the excitation laser current reaches a target value as the time constant of the current supply unit decreases, and / or Alternatively, the control period is increased.
また、この発明にかかるパルスファイバレーザは、上記の発明において、前記制御部は、光パルス出力がオフのときに、前記励起レーザ光の発振閾値未満の微小電流を前記電流供給部から出力する制御を行うことを特徴とする。 In the pulse fiber laser according to the present invention, in the above invention, when the optical pulse output is off, the control unit outputs a minute current less than an oscillation threshold value of the excitation laser beam from the current supply unit. It is characterized by performing.
また、この発明にかかるパルスファイバレーザは、上記の発明において、前記制御部は、前記所定の期間をタイマで計時して、前記光パルスのフィードバック制御に切り換えることを特徴とする。 In the pulse fiber laser according to the present invention as set forth in the invention described above, the control unit measures the predetermined period with a timer and switches to feedback control of the optical pulse.
また、この発明にかかるパルスファイバレーザは、上記の発明において、前記保持部は、前記相関関係をテーブルまたは関数で保持し、更新可能であることを特徴とする。 In the pulse fiber laser according to the present invention as set forth in the invention described above, the holding unit holds the correlation in a table or function and can be updated.
この発明によれば、制御部が、入力パルス波形が入力されてから光パルスが出力開始されるまでの遅延時間に対応した所定の期間内は、励起レーザに所定の励起レーザ電流を供給するフィードフォワード制御を行うとともに、前記所定の期間が経過した後は、前記光パルスの強度に基づいて前記励起レーザ電流を調整して光パルスの強度が目標値となるようにフィードバック制御を行うようにしているので、少なくとも励起レーザ電流制御回路である電流供給部の遅延時間や時定数に起因する出力パルスのオーバーシュートを抑えて、入力パルス波形に対応した光パルスを出力することができる。 According to the present invention, the control unit feeds a predetermined excitation laser current to the excitation laser within a predetermined period corresponding to a delay time from when the input pulse waveform is input to when the output of the optical pulse is started. In addition to performing forward control, feedback control is performed so that the intensity of the optical pulse becomes a target value by adjusting the excitation laser current based on the intensity of the optical pulse after the predetermined period has elapsed. Therefore, it is possible to output an optical pulse corresponding to the input pulse waveform while suppressing an overshoot of the output pulse due to at least the delay time and time constant of the current supply unit which is a pump laser current control circuit.
以下、添付図面を参照してこの発明を実施するための形態について説明する。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
(実施の形態1)
図1は、この発明の実施の形態1にかかるパルスファイバレーザの構成を示す模式図である。このパルスファイバレーザは、保持部1、制御部2、ACC(Auto Current Control)回路3、励起レーザ4、ファイバレーザ共振器5、および出力光検出器7を有する。なお、ファイバレーザ共振器5は、全反射ミラー5aと出力ミラー5cとの間に、Yb添加ファイバ5bが接続され、励起レーザ4の前方励起によって1μm帯のレーザ光を増幅して出力する。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a schematic diagram showing the configuration of the pulse fiber laser according to the first embodiment of the present invention. The pulse fiber laser includes a
入力端T1から制御部2に入力パルスSAが入力されると、制御部2は、ACC回路3に励起レーザ電流の指示値SBを出力する。このとき、ACC回路3は、10μs以上の時定数τを持たせておく。これにより、指示値SBに対応して、時定数τが与えられた励起レーザ電流SCを励起レーザ4に出力する。励起レーザ4は、励起レーザ電流SCに対応した励起レーザ光をファイバレーザ共振器5に出力する。ファイバレーザ共振器5は、入力された励起レーザ光によって増幅媒体(Yb)が励起されて1μm帯の光パルスSDを出力端T2に出力する。また、出力光検出器7は、カプラ6を介して光パルスSDの一部を分岐し、光パルスSDの強度を検出し、この検出結果を制御部2に入力する。なお、ACC回路3は、指示値SBが入力されてから励起レーザ電流SCを出力するまで、内部のFETやオペアンプの動作閾値のために、図2に示すように時間t1の遅延が生じる。また、ファイバレーザ共振器5は、励起レーザ4から励起レーザ光が入力されてから発振閾値に達するまで、図2に示すように時間t2の遅延が生じる。
When the input pulse SA is input from the
ここで、出力光検出器7によって検出された光パルスの強度と励起レーザ電流SCとの相関関係を予め求めておき、この相関関係を保持部1に保持しておく。この相関関係を求める場合、LD電流モニタ10が用いられ、LD電流モニタ10は、励起レーザ4に入力される励起レーザ電流SCを検出して制御部2に入力する。
Here, a correlation between the intensity of the optical pulse detected by the
この相関関係は、図2(d)に示すように、光パルスSDの強度がオーバーシュートすることなく、入力パルスSA毎に、目標値Pmに達するように、指示値SBと励起レーザ電流SCとの関係(図2(b),(c))が保持部1に保持されている。
As shown in FIG. 2 (d), this correlation indicates that the instruction value SB and the excitation laser current SC are such that the intensity of the optical pulse SD reaches the target value Pm for each input pulse SA without overshooting. (FIGS. 2B and 2C) are held in the
出力光検出器7によって検出された光パルスの強度と励起レーザ電流SCとの相関関係は、励起レーザや出力光検出器の経年劣化によって変化する。そのため、入力パルスSA毎に、光パルスが目標値Pmに達している時の指示値SBと励起電流SCを記録し、保持部1に保持されている指示値SBと励起レーザ電流SCとの関係を制御部2によって更新する。
The correlation between the intensity of the optical pulse detected by the
ここで、図2に示すタイミングチャートをもとに制御部2による光パルス制御について説明する。まず、制御部2は、時点T1で入力パルスSAが入力されると(図2(a))、時点T1で、この入力パルスSAに対応する保持部1の指示値SBの波形をもとに、指示値SBの上限値SBmax未満の一定値をACC回路3に出力する(図2(b))。
Here, the optical pulse control by the control unit 2 will be described based on the timing chart shown in FIG. First, when the input pulse SA is input at time T1 (FIG. 2A), the control unit 2 at the time T1 based on the waveform of the instruction value SB of the holding
ACC回路3は、時点T1で指示値SBが入力されると、遅延時間t1後、時点T2で励起レーザ電流SCを出力する(図2(c))。ただし、ACC回路3は、回路の時定数τをもっており、この時定数τで、励起レーザ電流SCの目標値Imまで立ち上がる。
When the instruction value SB is input at time T1, the
励起レーザ4は、励起レーザ電流SCの入力によって直ちに励起レーザ光をファイバレーザ共振器5に出力するが、ファイバレーザ共振器5の発振閾値に達するまでの遅延時間t2後に光パルスSDが立ち上がる(図2(d))。ここで、上述したように、励起レーザ電流SCは、光パルスSDの立ち上がりにオーバーシュートが生じないような立ち上がりとなっている。
The excitation laser 4 immediately outputs the excitation laser light to the
この光パルスSDが目標値Pmまで立ち上がった時点T4までは、上述したフィードフォワード制御を行うが、この時点T4以降、制御部2は、出力光検出器7がモニタした光パルスの強度をもとに、光パルスの強度が目標値Pmとなるようにフィードバック制御を行う。すなわち、図2に示した領域R1では、フィードフォワード制御を行い、領域R2では光パルスをフィードバックしたパワーフィードバック制御を行う。なお、領域R1に相当する期間は、ACC回路3の遅延時間(t1+t2)に対応して決定され、光パルス出力のオーバーシュートが生じない所定の期間であり、上述したフィードフォワード制御は、この所定の期間内で行われる。そして、この所定の期間が終了する時点T4からフィードバック制御が行われる。
The feedforward control described above is performed until time T4 when the light pulse SD rises to the target value Pm. After this time T4, the control unit 2 uses the intensity of the light pulse monitored by the
これにより、光パルスSDは、オーバーシュートすることなく、入力パルスSAに対応したパルスとなる。この結果、加工物の品質劣化や加工性の低下を防止することができる。また、ディスプレイ光源に適用する場合には、安定した輝度を得ることができる。しかも、予め適切な指示値SBと励起レーザ電流SCとの波形で制御しているため、入力パルスSAの入力から光パルスSDの立ち上がり開始までの遅延時間(t1+t2)も短くでき、光パルスSDの立ち上がり時間t3も短くすることができる。この結果、数十μ秒程度の立ち上がり時間を維持した光パルスを得ることができる。 Thereby, the optical pulse SD becomes a pulse corresponding to the input pulse SA without overshooting. As a result, it is possible to prevent quality degradation and workability degradation of the workpiece. In addition, when applied to a display light source, stable luminance can be obtained. In addition, since the control is performed in advance with the appropriate waveform of the instruction value SB and the excitation laser current SC, the delay time (t1 + t2) from the input of the input pulse SA to the start of rising of the optical pulse SD can be shortened, and The rise time t3 can also be shortened. As a result, an optical pulse maintaining a rise time of about several tens of microseconds can be obtained.
なお、図11は、入力パルスSAが入力された時点からパワーフィードバック制御を行った場合を示しているが、この場合、少なくとも時点T3まで光パルスSDがフィードバックされていないため、指示値SBは上限値SBmaxとなり、遅延時間t1後、励起レーザ電流SCが急激な立ち上がりとなり、結果的に光パルスSDはオーバーシュートしてしまっている。 FIG. 11 shows the case where the power feedback control is performed from the time when the input pulse SA is input. In this case, since the optical pulse SD is not fed back at least until the time T3, the instruction value SB is the upper limit. The value SBmax is reached, and after the delay time t1, the excitation laser current SC rises rapidly, and as a result, the optical pulse SD has overshooted.
ところで、ACC回路3の時定数τが小さい場合、図3(c)に示すように、励起レーザ電流SCは急激に立ち上がってしまう。この結果、この励起レーザSCに対応した励起レーザ光がファイバレーザ共振器5に急激に入力され、ファイバレーザ共振器5内で反転分布や誘導放出が急激に増加して大きなオーバーシュートを生起した光パルスとなる。
By the way, when the time constant τ of the
このため、この実施の形態1では、図4に示すように、ACC回路3の時定数τが小さい場合、指示値SBが徐々に大きくなるように制御する。これにより、励起レーザ電流SCは時点T2後急激に立ち上がるものの、指示値SBが小さいため、その後緩やかに立ち上がるため、図2と同様に、光パルスSDはオーバーシュートすることなく、目標値Pmに到達する。なお、制御部2は、PI制御あるいはPID制御を行っており、これらの制御定数を小さくすることによって、上述した指示値SBを徐々に大きくすることができる。すなわち、比例ゲイン、積分定数、微分定数などの制御定数を小さくする。
Therefore, in the first embodiment, as shown in FIG. 4, when the time constant τ of the
(実施の形態2)
上述した実施の形態1では、時点T4までフィードフォワード制御を行っていたが、この実施の形態2では、このフィードフォワード制御に、励起レーザ電流SCあるいは励起レーザ光のフィードバック制御をさらに加えるようにしている。
(Embodiment 2)
In
図5は、この発明の実施の形態2にかかるパルスファイバレーザの構成を示す模式図である。このパルスファイバレーザは、実施の形態1のパルスファイバレーザに、LD電流モニタ10を設け、制御部2がこのLD電流モニタ10がモニタした励起レーザ電流SCの電流値を時点T4までフィードバック制御を行う。なお、保持部1には、光パルスSDの強度と励起レーザ電流SCとの相関関係が保持されている。すなわち、励起レーザ電流SCの目標値Imが保持されている。
FIG. 5 is a schematic diagram showing the configuration of the pulse fiber laser according to the second embodiment of the present invention. In this pulse fiber laser, the LD current monitor 10 is provided in the pulse fiber laser of the first embodiment, and the control unit 2 performs feedback control of the current value of the excitation laser current SC monitored by the LD current monitor 10 until time T4. . The holding
図6は、図5に示したパルスファイバレーザの光パルス制御を示すタイミングチャートである。図6において、入力パルスSAが入力された時点T1後、制御部2は、励起レーザ電流SCをモニタしているが、時点T1後は検出されないため、指示値SBは、上限値SBmaxまで立ち上がる(図6(b))。しかし、制御部2は、時点T2からは励起レーザ電流SCを検出するため、時点T3近傍で励起レーザ電流SCが目標値Imに近づくため、この時点T3以降は指示値SBが小さくなる。この結果、励起レーザ電流SCは、大きなオーバーシュートをすることなく、目標値Imに収束する。これにより、光パルスSDは、オーバーシュートすることなく、時点T4で目標値Pmに達する。 FIG. 6 is a timing chart showing optical pulse control of the pulse fiber laser shown in FIG. In FIG. 6, after the time T1 when the input pulse SA is input, the control unit 2 monitors the excitation laser current SC, but since it is not detected after the time T1, the instruction value SB rises to the upper limit value SBmax ( FIG. 6 (b)). However, since the control unit 2 detects the excitation laser current SC from the time point T2, the excitation laser current SC approaches the target value Im in the vicinity of the time point T3, so that the instruction value SB becomes small after the time point T3. As a result, the excitation laser current SC converges to the target value Im without causing a large overshoot. Thereby, the optical pulse SD reaches the target value Pm at time T4 without overshooting.
この実施の形態2では、領域R1で励起レーザ電流SCによるフィードバック制御をさらに行い、領域R2で光パルスSDによるフィードバック制御を行うようにしているので、オーバーシュートのない光パルスを出力することができる。 In the second embodiment, the feedback control by the excitation laser current SC is further performed in the region R1, and the feedback control by the optical pulse SD is performed in the region R2, so that an optical pulse without overshoot can be output. .
図5では、領域R1で励起レーザ電流SCによるフィードバック制御を加えるようにしているが、これに限らず、領域R1で励起レーザ光によるフィードバック制御を加えるようにしてもよい。すなわち、図7に示すように、LD電流モニタ10に替えて、カプラ11aを介して励起レーザ光をモニタするLD光モニタ11を設け、このLD光モニタ11が検出した励起レーザ光を制御部2にフィードバックする。この場合も、励起レーザ電流SCのフィードバック制御と同様な制御が行われる。なお、保持部1には、光パルスSDの強度と励起レーザ光との相関関係が保持されている。すなわち、励起レーザ光の目標値が保持されている。
In FIG. 5, the feedback control by the excitation laser current SC is applied in the region R1, but the present invention is not limited to this, and the feedback control by the excitation laser light may be added in the region R1. That is, as shown in FIG. 7, instead of the LD
光パルスSDの強度と励起レーザ光との相関関係は、ファイバレーザ共振器や出力光検出器の経年劣化によって変化する。そのため、入力パルスSA毎に、光パルスが目標値Pmに達している時の励起レーザ光と光パルスSDの強度を記録し、保持されている光パルスSDの強度と励起レーザ電流SCとの相関関係を制御部2によって更新する。 The correlation between the intensity of the optical pulse SD and the pumping laser light changes depending on the aging of the fiber laser resonator and the output photodetector. Therefore, for each input pulse SA, the intensity of the excitation laser beam and the optical pulse SD when the optical pulse reaches the target value Pm is recorded, and the correlation between the intensity of the held optical pulse SD and the excitation laser current SC is recorded. The relationship is updated by the control unit 2.
ところで、ACC回路3の時定数τが小さい場合、図8(c)に示すように、励起レーザ電流SCは急激に立ち上がってしまう。この結果、この励起レーザSCに対応した励起レーザ光がファイバレーザ共振器5に急激に入力され、ファイバレーザ共振器5内で反転分布や誘導放出が急激に増加して大きなオーバーシュートを生起した光パルスとなる。
By the way, when the time constant τ of the
このため、この実施の形態2では、図9に示すように、ACC回路3の時定数τが小さい場合、指示値SBが徐々に大きくなるように制御する。これにより、励起レーザ電流SCは時点T2後急激に立ち上がるものの、指示値SBが小さいため、その後緩やかに立ち上がるため、図2と同様に、光パルスSDはオーバーシュートすることなく、目標値Pmに到達する。なお、制御部2は、PI制御あるいはPID制御を行っており、これらの制御定数を小さくすることによって、上述した指示値SBを徐々に大きくすることができる。すなわち、比例ゲイン、積分定数、微分定数などの制御定数を小さくする。あるいは、制御部2は、フィードバック制御の制御周期を長くするようにしてもよい。
Therefore, in the second embodiment, as shown in FIG. 9, when the time constant τ of the
ここで、図9に示した期間t1の初期では、制御値SBの値が小さいため、励起レーザ電流SCの立ち上がりが遅くなり、期間t1が長くなってしまう。これは、ACC回路3内のFETやオペアンプのオン閾値に達していないからである。このため、図10に示すように、光パルス出力がオフのときに、励起レーザ光の発振閾値未満の微小電流をACC回路3から励起レーザ4に出力しておく制御を行い、ACC回路3の立ち上がりを速くする。これにより、期間t1が短くなり、入力パルスSAの立ち上がりから光パルスSDの目標値への立ち上がりまでの時間を短くすることができる。
Here, at the initial stage of the period t1 shown in FIG. 9, since the value of the control value SB is small, the rise of the excitation laser current SC is delayed, and the period t1 becomes long. This is because the ON threshold value of the FET or operational amplifier in the
なお、上述した実施の形態1,2では、領域R1から領域R2への切り替えを光パルスの強度が目標値に達した時点として説明したが、これに限らず、制御部2がタイマを有し、予め決定された、入力パルスSAが入力された時点T1から光パルスの強度が目標値Pmに達して時点T4までをタイマで計時して切り替えるようにしてもよい。 In the first and second embodiments described above, the switching from the region R1 to the region R2 has been described as the time when the intensity of the optical pulse has reached the target value. Alternatively, a predetermined time from the time T1 when the input pulse SA is input to the time T4 when the intensity of the optical pulse reaches the target value Pm may be switched by a timer.
また、上述した実施の形態1,2では、時点T4で、フィードフォワード制御、または励起レーザ電流あるいは励起レーザ光のフィードバック制御を含むフィードフォワード制御から、光パルス出力のフィードバック制御に切り替えているが、この切り替え時点は、時点T4に限らず、時点T4の前後であってもよい。すなわち、領域R1に相当する所定の期間は、短くても長くてもよい。要は、光パルス出力のオーバーシュートが生じないように所定の期間内でフィードフォワード制御を行えばよい。 In the first and second embodiments described above, at time T4, the feedforward control or the feedforward control including the excitation laser current or the feedback control of the excitation laser light is switched to the feedback control of the optical pulse output. This switching time is not limited to time T4, and may be before or after time T4. That is, the predetermined period corresponding to the region R1 may be short or long. In short, feedforward control may be performed within a predetermined period so as not to cause overshoot of the optical pulse output.
1 保持部
2 制御部
3 ACC回路
4 励起レーザ
5 ファイバレーザ共振器
5a 全反射ミラー
5b 出力ミラー
6,11a カプラ
7 出力光検出器
10 LD電流モニタ
11 LD光モニタ
T1 入力端
T2 出力端
SA 入力パルス
SB 指示値
SC 励起レーザ電流
SD 光パルス
R1 領域(所定の期間)
DESCRIPTION OF
Claims (8)
前記励起レーザに前記励起レーザ電流を供給する電流供給部と、
前記入力パルス波形が入力されてから前記光パルスが出力開始されるまでの遅延時間に対応した所定の期間内は、前記励起レーザに所定の励起レーザ電流を供給するフィードフォワード制御を行うとともに、前記所定の期間が経過した後は、前記光パルスの強度に基づいて前記励起レーザ電流を調整して光パルスの強度が目標値となるようにフィードバック制御を行う制御部と、
を備えたことを特徴とするパルスファイバレーザ。 The pump laser current corresponding to the input pulse waveform is input to the pump laser, the pump light from the pump laser is input to the fiber laser resonator, and the optical pulse corresponding to the input pulse waveform is amplified and output from the fiber laser resonator. In the pulse fiber laser
A current supply for supplying the excitation laser current to the excitation laser;
During a predetermined period corresponding to a delay time from when the input pulse waveform is input to when the output of the optical pulse is started, feedforward control for supplying a predetermined excitation laser current to the excitation laser is performed, and After a predetermined period of time, a control unit that performs feedback control so that the intensity of the optical pulse becomes a target value by adjusting the excitation laser current based on the intensity of the optical pulse;
A pulse fiber laser comprising:
前記制御部は、前記所定の期間内において前記フィードバック制御に加えて前記励起レーザ電流あるいは前記励起レーザ光をフィードバックして前記励起レーザ電流を制御することを特徴とする請求項1に記載のパルスファイバレーザ。 A detector that detects an excitation laser current supplied to the excitation laser or an excitation laser beam output from the excitation laser;
2. The pulse fiber according to claim 1, wherein the controller controls the excitation laser current by feeding back the excitation laser current or the excitation laser light in addition to the feedback control within the predetermined period. laser.
前記制御部は、前記保持部に保持された相関関係をもとに、前記光パルスの強度がオーバーシュートしないように前記所定の期間内で前記フィードフォワード制御を行うことを特徴とする請求項1または2に記載のパルスファイバレーザ。 A holding unit for holding a correlation between the intensity of the optical pulse determined in advance and the excitation laser current;
The control unit performs the feedforward control within the predetermined period so that the intensity of the optical pulse does not overshoot based on the correlation held in the holding unit. Or the pulse fiber laser of 2.
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