JP2022015446A - パルスレーザ装置及び加工装置 - Google Patents

Abstract

【課題】目的とするパルスレーザ光を安定して出力できるパルスレーザ装置及び加工装置を提供すること。【解決手段】パルスレーザ装置は、レーザ光源、電気光学変調器、レーザ光源駆動部、電気光学変調器駆動部、バイアス電圧供給部及び制御部を備える。レーザ光源は、レーザ光源駆動部によりパルス変調されたパルスレーザ光を出力し、電気光学変調器は、レーザ光源から出力されたパルスレーザ光が電気光学変調器駆動部により更にパルス変調されたパルスレーザ光を出力する。制御部は、レーザ光源がオン状態の間に電気光学変調器がオン状態となるようにレーザ光源駆動部と電気光学変調器駆動部とを制御し、電気光学変調器からの出力光の光強度が電気光学変調器の光透過特性の極小値となるバイアス電圧を電気光学変調器に供給するようにバイアス電圧供給部を制御する。【選択図】図２

Description

本発明は、パルスレーザ装置及び加工装置に関するものである。

従来、シード光源から出力されるシード光としてのパルスレーザ光を、光ファイバ増幅器等の光増幅器で増幅して、高強度のパルスレーザ光を出力する、所謂、ＭＯＰＡ（Master Oscillator Power Amplifier）型のパルスレーザ装置が提案されている。この種のパルスレーザ装置は、レーザ加工等に使用される。

ＭＯＰＡ型のパルスレーザ装置では、シード光のパルス幅を変化させることにより、レーザ加工の用途や材料に応じてパルスレーザ装置から出力されるパルスレーザ光のパルス幅を変更し、レーザ加工の最適化を行うことができる。例えば、１ｎｓ以下のパルス幅のパルスレーザ光を得るための技術として、パルス光の一部を、強度変調型の電気光学変調器（ＥＯＭ：Electro-Optic Modulator）によって切り出して出力する方法がある（特許文献１、２参照）。ＥＯＭは、光通信の用途にも使用される変調器であるが、１０ＧＨｚ以上の高速な応答が可能であるため、１ｎｓ以下のパルス幅のパルスレーザ光を出力することが可能である。

特開２０１２－１６８２９２号公報 国際公開第２０１２／１０８５３０号

しかしながら、ＥＯＭの光透過特性は温度又は時間経過に依存して変化する可能性がある。この結果、目的とするパルスレーザ光を安定して出力することが困難になるという問題が生じ得る。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、目的とするパルスレーザ光を安定して出力することができるパルスレーザ装置及び加工装置を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の一態様に係るパルスレーザ装置は、レーザ光源と、電気光学変調器と、前記レーザ光源をパルス変調で駆動するレーザ光源駆動部と、前記電気光学変調器をパルス変調で駆動する電気光学変調器駆動部と、前記電気光学変調器にバイアス電圧を供給するバイアス電圧供給部と、前記レーザ光源駆動部と前記電気光学変調器駆動部と前記バイアス電圧供給部とを制御する制御部と、を備え、前記レーザ光源は、前記レーザ光源駆動部によりパルス変調されたパルスレーザ光を出力し、前記電気光学変調器は、前記レーザ光源から出力されたパルスレーザ光が前記電気光学変調器駆動部により更にパルス変調されたパルスレーザ光を出力し、前記制御部は、前記レーザ光源がオン状態の間に前記電気光学変調器がオン状態となるように前記レーザ光源駆動部と前記電気光学変調器駆動部とを制御し、前記電気光学変調器からの出力光の光強度が前記電気光学変調器の光透過特性の極小値となる前記バイアス電圧を供給するように前記バイアス電圧供給部を制御する、ことを特徴とする。

また、本発明の一態様に係るパルスレーザ装置は、上記の発明において、前記制御部は、前記電気光学変調器のオン状態の時間幅に応じて、前記レーザ光源のオン状態の時間幅を、前記電気光学変調器の光透過特性が極小値を有する範囲で可変に設定するように、前記レーザ光源駆動部と前記電気光学変調器駆動部とを制御する、ことを特徴とする。

また、本発明の一態様に係るパルスレーザ装置は、上記の発明において、前記制御部は、前記レーザ光源のオン状態の時間幅を前記電気光学変調器のオン状態の時間幅の２倍超に設定するように、前記レーザ光源駆動部と前記電気光学変調器駆動部とを制御する、ことを特徴とする。

また、本発明の一態様に係るパルスレーザ装置は、上記の発明において、前記制御部は、前記レーザ光源のオン状態の時間幅を前記電気光学変調器のオン状態の時間幅の１０倍以下に設定するように、前記レーザ光源駆動部と前記電気光学変調器駆動部とを制御する、ことを特徴とする。

また、本発明の一態様に係るパルスレーザ装置は、上記の発明において、前記制御部は、前記レーザ光源がオフ状態の間に前記電気光学変調器が少なくとも１回オン状態となるように、前記レーザ光源駆動部と前記電気光学変調器駆動部とを制御する、ことを特徴とする。

また、本発明の一態様に係るパルスレーザ装置は、上記の発明において、前記電気光学変調器からの出力光の光強度を検出する光強度検出部をさらに備え、前記制御部は、検出された前記出力光の光強度が極小値となる前記バイアス電圧を供給するように前記バイアス電圧供給部を制御する、ことを特徴とする。

また、本発明の一態様請求項７に係るパルスレーザ装置は、上記の発明において、前記電気光学変調器の内部における放射光の光強度を検出する光強度検出部をさらに備え、前記制御部は、検出された前記放射光の光強度が極大値となる前記バイアス電圧を供給するように前記バイアス電圧供給部を制御する、ことを特徴とする。

また、本発明の一態様に係る加工装置は、上記の発明のいずれか一つに記載のパルスレーザ装置と、前記パルスレーザ装置から出力されたパルスレーザ光を加工対象に照射する加工ヘッドと、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、目的とするパルスレーザ光を安定して出力することができるという効果を奏する。

図１は、本発明の実施形態１に係るパルスレーザ装置の一構成例を示すブロック図である。 図２は、本発明の実施形態１に係るパルスレーザ装置が備えるシード光源装置の一構成例を示すブロック図である。 図３は、本発明の実施形態１におけるシード光源装置の信号及び光出力のタイムチャートの一例を示す図である。 図４は、本発明の実施形態１におけるＥＯＭの光透過特性の一例を示す図である。 図５は、本実施形態１における直接変調の時間幅の下限値を説明するための図である。 図６は、本実施形態１におけるＥＯＭから出力されるパルスレーザ光の一例を示す模式図である。 図７は、外部変調によるパルスレーザ光のパルス光成分比とＬＤパルス幅との相関の一例を示す図である。 図８は、本発明の実施形態１に係る加工装置の一構成例を示す模式図である。 図９は、本発明の実施形態２に係るパルスレーザ装置が備えるシード光源装置の一構成例を示すブロック図である。

以下に、図面を参照して本発明に係るパルスレーザ装置及び加工装置の好適な実施形態を詳細に説明する。なお、本実施形態により本発明が限定されるものではない。また、各図面において、同一又は対応する要素には適宜同一の符号を付し、重複説明を省略する。

（実施形態１）
まず、本発明の実施形態１に係るパルスレーザ装置の構成について説明する。図１は、本発明の実施形態１に係るパルスレーザ装置の一構成例を示すブロック図である。図１に示すように、本実施形態１に係るパルスレーザ装置１００は、シード光源装置１と、プリアンプ２０と、ブースターアンプ３０と、出力部４０と、を備えている。シード光源装置１とプリアンプ２０とブースターアンプ３０と出力部４０とは、光ファイバで接続されている。

図１に示すように、シード光源装置１は、シード光として、パルスレーザ光Ｌ１を出力する。プリアンプ２０は、光ファイバ増幅器等の光増幅器であり、光ファイバを介してパルスレーザ光Ｌ１を受け付け、このパルスレーザ光Ｌ１を光増幅する。プリアンプ２０は、この光増幅後のパルスレーザ光Ｌ１をパルスレーザ光Ｌ２としてブースターアンプ３０に出力する。ブースターアンプ３０は、通常はプリアンプ２０よりも高出力である光ファイバ増幅器等の光増幅器であり、光ファイバを介してパルスレーザ光Ｌ２を受け付け、このパルスレーザ光Ｌ２を光増幅する。ブースターアンプ３０は、この光増幅後のパルスレーザ光Ｌ２をパルスレーザ光Ｌ３として出力部４０に出力する。出力部４０は、公知のレーザヘッドで構成されており、光ファイバを介してパルスレーザ光Ｌ３を受け付け、これをパルスレーザ光Ｌ４として外部に出力する。出力部４０から出力されたパルスレーザ光Ｌ４は、例えばレーザ加工等の所望の用途に使用される。

図２は、本発明の実施形態１に係るパルスレーザ装置が備えるシード光源装置の一構成例を示すブロック図である。図２に示すように、このシード光源装置１は、レーザ光源である半導体レーザダイオード（ＬＤ：Laser Diode）２と、レーザ光源駆動部であるＬＤ駆動部３と、電気光学変調器（ＥＯＭ）４と、電気光学変調器駆動部であるＥＯＭ駆動部５と、バイアス電圧供給部６とを備えている。また、シード光源装置１は、光カプラ７と、フォトダイオード（ＰＤ：Photo Diode）８と、光強度検出部である光強度モニタ部９と、操作部１０と、制御部１１とを備えている。

ＬＤ２は、例えば１．５５μｍ波長帯に含まれる単一波長のパルスレーザ光を出力するＤＦＢ（Distributed Feedback）レーザ素子である。図２に示すように、ＬＤ２は、光ファイバでＥＯＭ４と接続されており、上記単一波長のパルスレーザ光であるパルスレーザ光Ｌ０を出力する。ＬＤ駆動部３は、公知のＬＤ駆動回路等を用いて構成され、ＬＤ２にＬＤ駆動信号Ｓ２１を出力することにより、ＬＤ２をパルス変調で駆動する。ＬＤ２は、ＬＤ駆動部３によりパルス変調されたパルスレーザ光Ｌ０を、光ファイバを介してＥＯＭ４に出力する。

ＥＯＭ４は、図２に示すように、ＬＤ２から出力されたパルスレーザ光Ｌ０を、光ファイバを介して受け付けて強度変調する。ＥＯＭ４は、この強度変調後のパルスレーザ光Ｌ０をパルスレーザ光Ｌ１として出力する。ＥＯＭ駆動部５は、公知のＥＯＭ駆動回路等を用いて構成され、図２に示すように、ＥＯＭ４にＥＯＭ駆動信号Ｓ２２を出力することにより、ＥＯＭ４をパルス変調で駆動する。バイアス電圧供給部６は、図２に示すように、ＥＯＭ４に直流信号Ｓ２３を出力することにより、ＥＯＭ４にバイアス電圧を供給する。ＥＯＭ４の光透過率（すなわちＥＯＭ４からの出力光の光強度）は、この供給されたバイアス電圧に応じて決まる。ＥＯＭ４は、ＬＤ２からのパルスレーザ光Ｌ０がＥＯＭ駆動部５により更にパルス変調されたパルスレーザ光Ｌ１を、バイアス電圧供給部６から供給されたバイアス電圧に応じた光強度で出力する。

光カプラ７は、図２に示すように、光ファイバでＥＯＭ４、ＰＤ８及びプリアンプ２０（図１参照）と接続されている。光カプラ７は、ＥＯＭ４から出力されたパルスレーザ光Ｌ１の一部を分岐し、パルスレーザ光Ｌ１ａとしてＰＤ８に入力させるとともに、この分岐したパルスレーザ光Ｌ１ａを除くパルスレーザ光Ｌ１の多くをプリアンプ２０に入力させる。ＰＤ８は、光カプラ７から光ファイバを介してパルスレーザ光Ｌ１ａを受け付け、このパルスレーザ光Ｌ１ａに対応する電気信号を光電変換処理によって生成する。ＰＤ８は、この生成した電気信号を光強度モニタ部９に出力する。

光強度モニタ部９は、ＰＤ８からの電気信号をもとにパルスレーザ光Ｌ１ａの光強度を検出（モニタリング）する。これにより、光強度モニタ部９は、ＥＯＭ４からの出力光の光強度、すなわちＥＯＭ４から出力されたパルスレーザ光Ｌ１の光強度を検出する。その都度、光強度モニタ部９は、この検出したパルスレーザ光Ｌ１の光強度を示す検出信号を制御部１１に出力する。

操作部１０は、入力デバイス等によって構成され、使用者の入力操作に応じて、パルスレーザ装置１００のパルスレーザ光出力を操作するためのコマンドを制御部１１に入力する。例えば、操作部１０は、シード光源装置１から出力されるパルスレーザ光Ｌ１の時間幅（パルス幅）を調整するためのコマンドを制御部１１に入力する。

制御部１１は、各種制御処理を行うためのＣＰＵ（Central Processing Unit）又はＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等を含んだデジタル回路で構成され、ＬＤ駆動部３とＥＯＭ駆動部５とバイアス電圧供給部６とを制御する。

詳細には、図２に示すように、制御部１１は、ＬＤ駆動部３にＬＤ制御信号Ｓ１１を出力し、ＥＯＭ駆動部５にＥＯＭ制御信号Ｓ１２を出力する。ＬＤ制御信号Ｓ１１及びＥＯＭ制御信号Ｓ１２は、それぞれ、所定の繰り返し周期及び可変の時間幅（パルス幅）でオン状態となり、その他の期間ではオフ状態となるパルス信号である。制御部１１は、ＬＤ駆動部３に対するＬＤ制御信号Ｓ１１の出力により、このＬＤ制御信号Ｓ１１と同じオンオフ状態の繰返し周期及びパルス幅を有するＬＤ駆動信号Ｓ２１をＬＤ駆動部３に出力させる。これに並行して、制御部１１は、ＥＯＭ駆動部５に対するＥＯＭ制御信号Ｓ１２の出力により、このＥＯＭ制御信号Ｓ１２と同じオンオフ状態の繰返し周期及びパルス幅を有するＥＯＭ駆動信号Ｓ２２をＥＯＭ駆動部５に出力させる。これにより、制御部１１は、ＬＤ２がオン状態の間にＥＯＭ４がオン状態となるように、ＬＤ駆動部３とＥＯＭ駆動部５とを制御する。これと同時に、制御部１１は、ＬＤ２がオフ状態の間にＥＯＭ４が少なくとも１回オン状態となるように、ＬＤ駆動部３とＥＯＭ駆動部５とを制御する。

また、制御部１１は、ＥＯＭ４の光透過特性が極小値を有するという条件下において、ＥＯＭ制御信号Ｓ１２のパルス幅を変更し、このＥＯＭ制御信号Ｓ１２の変更後のパルス幅に応じて、ＬＤ制御信号Ｓ１１のパルス幅を調整する。制御部１１は、このようにパルス幅を変更又は調整後のＬＤ制御信号Ｓ１１及びＥＯＭ制御信号Ｓ１２を、それぞれ、ＬＤ駆動部３及びＥＯＭ駆動部５に出力する。これにより、制御部１１は、上記ＬＤ制御信号Ｓ１１に対応するＬＤ駆動信号Ｓ２１をＬＤ駆動部３に出力させ、且つ、上記ＥＯＭ制御信号Ｓ１２に対応するＥＯＭ駆動信号Ｓ２２をＥＯＭ駆動部５に出力させる。すなわち、制御部１１は、ＥＯＭ４のオン状態の時間幅に応じて、ＬＤ２のオン状態の時間幅を、ＥＯＭ４の光透過特性が極小値を有する範囲で可変に設定するように、ＬＤ駆動部３とＥＯＭ駆動部５とを制御する。

本発明において、上記「ＥＯＭ４の光透過特性が極小値を有する範囲」とは、ＥＯＭ４の光透過特性が極小値を有する際における、ＥＯＭ４のオン状態の時間幅に対する相対的なＬＤ２のオン状態の時間幅の範囲である。例えば、上記範囲の下限として、制御部１１は、ＬＤ２のオン状態の時間幅をＥＯＭ４のオン状態の時間幅の２倍超に設定するように、ＬＤ駆動部３とＥＯＭ駆動部５とを制御する。上記範囲の上限として、制御部１１は、ＬＤ２のオン状態の時間幅をＥＯＭ４のオン状態の時間幅の１０倍以下に設定するように、ＬＤ駆動部３とＥＯＭ駆動部５とを制御する。なお、ＬＤ２のオン状態の時間幅は、ＬＤ２から出力されるパルスレーザ光Ｌ０のパルス幅に相当する。ＥＯＭ４のオン状態の時間幅は、ＥＯＭ４から出力されるパルスレーザ光Ｌ１のパルス幅に相当する。

また、制御部１１は、例えば光強度モニタ部９によって検出された光強度をもとに、電圧制御信号Ｓ１３を生成する。電圧制御信号Ｓ１３は、バイアス電圧供給部６がＥＯＭ４に供給するバイアス電圧を制御するための制御信号である。制御部１１は、生成した電圧制御信号Ｓ１３をバイアス電圧供給部６に出力することにより、この電圧制御信号Ｓ１３によって指示するバイアス電圧をＥＯＭ４に供給するための直流信号Ｓ２３をバイアス電圧供給部６に出力させる。これにより、制御部１１は、ＥＯＭ４からの出力光の光強度がＥＯＭ４の光透過特性の極小値となるバイアス電圧をＥＯＭ４へ供給するように、バイアス電圧供給部６を制御する。本実施形態１では、ＥＯＭ４からの出力光（具体的にはＥＯＭ４から出力されるパルスレーザ光Ｌ１）と、光強度モニタ部９によって光強度が検出される出力光（具体的にはＰＤ８に受光されるパルスレーザ光Ｌ１ａ）とは、互いに同位相である。したがって、ＥＯＭ４の光透過特性が極小値となるとき、光強度モニタ部９によって検出された光強度も極小値となる。制御部１１は、光強度モニタ部９によって検出された上記出力光の光強度が極小値となるバイアス電圧を供給するように、バイアス電圧供給部６を制御する。

（パルスレーザ装置の制御処理）
つぎに、本発明の実施形態１に係るパルスレーザ装置１００の制御処理について説明する。図３は、本発明の実施形態１におけるシード光源装置の信号及び光出力のタイムチャートの一例を示す図である。以下では、まず、図３等を参照しつつ、パルスレーザ装置１００の制御処理として、シード光源装置１における光出力のタイミング及び時間幅の制御を説明する。

図３に示すように、ＬＤ制御信号Ｓ１１は、例えば図示する時間範囲において、時刻ｔ１、ｔ２、ｔ３を中心として可変のパルス幅でオン状態となり、その他の期間ではオフ状態となるパルス信号である。ＬＤ制御信号Ｓ１１の繰り返し周期はＴ１であり、繰り返し周波数はｆ１＝１／Ｔ１で一定である。一方、ＥＯＭ制御信号Ｓ１２は、ＬＤ制御信号Ｓ１１と同様に可変のパルス幅でオン状態となり、その他の期間ではオフ状態となるパルス信号であるが、そのパルス幅はＬＤ制御信号Ｓ１１よりも小さい。また、ＥＯＭ制御信号Ｓ１２の繰り返し周期は、Ｔ１より小さいＴ２である。したがって、ＥＯＭ制御信号Ｓ１２の繰り返し周波数はｆ２＝１／Ｔ２で一定であり、ｆ２はｆ１より大きく、図３に示す例ではｆ２＝３×ｆ１である。

上述したシード光源装置１（図２参照）において、制御部１１は、操作部１０から入力されたコマンドに基づいて、ＥＯＭ制御信号Ｓ１２のパルス幅（例えば図３に示す時刻ｔ１、ｔ２におけるパルス幅）を設定し、この設定したパルス幅及び繰り返し周期Ｔ２を有するＥＯＭ制御信号Ｓ１２を生成する。また、制御部１１は、このＥＯＭ制御信号Ｓ１２のパルス幅に応じて、ＬＤ制御信号Ｓ１１のパルス幅を、ＥＯＭ制御信号Ｓ１２のパルス幅の２倍超、１０倍以下のパルス幅に設定する。制御部１１は、この設定したパルス幅及び繰り返し周期Ｔ１を有するＬＤ制御信号Ｓ１１を生成する。

また、パルスレーザ光Ｌ１のパルス幅を変更するコマンドが操作部１０から入力された場合、制御部１１は、このコマンドに基づいて、ＥＯＭ制御信号Ｓ１２のパルス幅を変更（例えば図３に示す時刻ｔ３におけるパルス幅に変更）し、この変更後のパルス幅及び繰り返し周期Ｔ２を有するＥＯＭ制御信号Ｓ１２を生成する。また、制御部１１は、この変更後のＥＯＭ制御信号Ｓ１２のパルス幅に応じて、ＬＤ制御信号Ｓ１１のパルス幅を、ＥＯＭ制御信号Ｓ１２のパルス幅の２倍超、１０倍以下のパルス幅に調整する。制御部１１は、この調整後のパルス幅及び繰り返し周期Ｔ１を有するＬＤ制御信号Ｓ１１を生成する。

なお、図３では、制御部１１は、ＥＯＭ制御信号Ｓ１２のパルス幅を増加させ、これに応じて、ＬＤ制御信号Ｓ１１のパルス幅を増加させているが、必ずしも増加させなくてもよい。すなわち、制御部１１は、ＬＤ制御信号Ｓ１１のパルス幅がＥＯＭ制御信号Ｓ１２の変更後におけるパルス幅の２倍超、１０倍以下の範囲内となるのであれば、ＥＯＭ制御信号Ｓ１２の増減変化に応じて、ＬＤ制御信号Ｓ１１のパルス幅を増加させてもよいし、減少させてもよいし、現状維持してもよい。

制御部１１は、上記のように生成したＬＤ制御信号Ｓ１１及びＥＯＭ制御信号Ｓ１２を、ＬＤ駆動部３及びＥＯＭ駆動部５に各々出力する。これにより、制御部１１は、ＬＤ制御信号Ｓ１１に同期したパルス信号であるＬＤ駆動信号Ｓ２１をＬＤ２に出力するようにＬＤ駆動部３を制御する。これに並行して、制御部１１は、ＥＯＭ制御信号Ｓ１２に同期したパルス信号であるＥＯＭ駆動信号Ｓ２２をＥＯＭ４に出力するようにＥＯＭ駆動部５を制御する。この結果、ＬＤ２がオン状態の間にＥＯＭ４がオン状態となるように、ＬＤ２及びＥＯＭ４のオンオフ状態のタイミングが制御される。また、ＬＤ２のオン状態の時間幅は、ＥＯＭ４の光透過特性が極小値を有する範囲、例えば、ＥＯＭ４のオン状態の時間幅の２倍超、１０倍以下に制御される。さらに、ＬＤ２がオフ状態の間にＥＯＭ４が少なくとも１回（図３では２回）オン状態となるように、ＬＤ２及びＥＯＭ４のオンオフ状態のタイミングが制御される。

上述した制御部１１によるＬＤ２及びＥＯＭ４のオンオフ状態のタイミング制御及び時間幅制御により、ＬＤ２から出力されるパルスレーザ光Ｌ０（図３中のＬＤ光出力）は、ＬＤ制御信号Ｓ１１及びＬＤ駆動信号Ｓ２１に同期した光パルス列からなるパルスレーザ光となる。ＥＯＭ４から出力されるパルスレーザ光Ｌ１（図３中のＥＯＭ光出力）は、ＥＯＭ制御信号Ｓ１２及びＥＯＭ駆動信号Ｓ２２に同期した光パルス列からなるパルスレーザ光となる。すなわち、パルスレーザ光Ｌ１は、ＬＤ２からのパルスレーザ光Ｌ０がＥＯＭ４によってＥＯＭ駆動信号Ｓ２２のパルス幅に切り出されたパルスレーザ光となる。なお、上述したＬＤ制御信号Ｓ１１の繰り返し周波数ｆ１及び、ＥＯＭ制御信号Ｓ１２のパルス幅は、操作部１０の操作によってパルスレーザ光Ｌ１に対する所望の値に設定することができる。

図４は、本発明の実施形態１におけるＥＯＭの光透過特性の一例を示す図である。続いて、図４等を参照しつつ、パルスレーザ装置１００の制御処理として、シード光源装置１のＥＯＭ４に供給されるバイアス電圧の制御を説明する。

図４に示すように、ＥＯＭ４の光透過特性は、ＥＯＭ４に供給されるバイアス電圧とＥＯＭ４からの光出力の光強度との相関を示す相関線Ｙによって表され、バイアス電圧の変化に対して光出力の光強度の極小値及び極大値を有する。このような光透過特性を有するＥＯＭ４は、ＬＤ２から出力されたパルスレーザ光Ｌ０を受け付け、このパルスレーザ光Ｌ０から、ＥＯＭ駆動信号Ｓ２２のパルス幅を有するパルスレーザ光Ｌ１を切り出して出力する。ＥＯＭ４から出力されるパルスレーザ光Ｌ１の光強度は、ＥＯＭ４に供給されるバイアス電圧に応じて変化する。

詳細には、ＥＯＭ４に供給されるバイアス電圧が図４に示す相関線Ｙの極小値に対応するバイアス電圧Ｖ１である場合、ＥＯＭ４は、ＬＤ２からのパルスレーザ光Ｌ０のうち、消光したい光成分（例えばパルスレーザ光Ｌ０の両エッジ部）を充分に消光する。この結果、ＥＯＭ４から出力されるパルスレーザ光Ｌ１は、目的とするピークパワーとパルス幅とを有するパルスレーザ光（図４の状態Ａ１参照）となる。この場合、パルスレーザ光Ｌ１の光強度は、ＥＯＭ４の光透過特性における極小値となる。すなわち、ＥＯＭ４に供給されるバイアス電圧として、ＥＯＭ４から出力されるパルスレーザ光Ｌ１の光強度が極小値となるバイアス電圧Ｖ１が、ＥＯＭ４の光透過特性における最適値である。

一方、ＥＯＭ４に供給されるバイアス電圧が上述した最適なバイアス電圧Ｖ１側から図４に示す相関線Ｙの極大値に対応するバイアス電圧Ｖ２側へ変化した場合、ＥＯＭ４は、ＬＤ２からのパルスレーザ光Ｌ０のうち、消光したい光成分の出力を消光しきれずに透過させてしまう。この結果、ＥＯＭ４から出力されるパルスレーザ光Ｌ１は、ＥＯＭ４によって消光しきれずに残った光成分（ノイズ成分）を含むパルスレーザ光（図４の状態Ａ２参照）となる。この場合、パルスレーザ光Ｌ１の光強度は、ＥＯＭ４の光透過特性における極小値よりも、当該光透過特性の極大値を上限にして大きい値となる。

ここで、ＥＯＭ４の光透過特性は、温度又は時間経過に依存して変化する可能性がある。このＥＯＭ４の光透過特性の変化に伴い、ＥＯＭ４に供給するバイアス電圧の最適値も変化してしまう。このため、制御部１１は、ＥＯＭ４に供給するバイアス電圧が最適値となるように、バイアス電圧供給部６を制御する。

例えば、制御部１１は、昇順または降順に異なる複数のバイアス電圧を各々指示する複数の電圧制御信号Ｓ１３を生成し、これら複数の電圧制御信号Ｓ１３を時系列に沿って順次、バイアス電圧供給部６に出力する。これにより、制御部１１は、これら複数の電圧制御信号Ｓ１３に各々対応する複数の直流信号Ｓ２３を時系列に沿って順次、バイアス電圧供給部６に出力させる。このような制御部１１の制御により、バイアス電圧供給部６は、これら複数の直流信号Ｓ２３をＥＯＭ４に順次出力して、上記複数のバイアス電圧を時系列に沿って順次、ＥＯＭ４に供給する。

ＥＯＭ４は、バイアス電圧供給部６から順次供給されるバイアス電圧毎に、ＬＤ２からのパルスレーザ光Ｌ０から切り出したパルスレーザ光Ｌ１を出力する。ＥＯＭ４から出力された複数のパルスレーザ光Ｌ１は、各々、光カプラ７でパルスレーザ光Ｌ１ａに分岐された後、時系列に沿って順次ＰＤ８に受光される。光強度モニタ部９は、ＰＤ８によって受光された複数のパルスレーザ光Ｌ１ａの光強度を、時系列に沿って順次検出し、検出した光強度を示す検出信号を制御部１１へ順次出力する。この結果、制御部１１は、上述した複数のバイアス電圧に各々対応する複数のパルスレーザ光Ｌ１の光強度を取得する。

本実施形態１では、ＰＤ８によって順次受光される複数のパルスレーザ光Ｌ１ａと、ＥＯＭ４から順次出力される複数のパルスレーザ光Ｌ１とは、各々、同位相である。したがって、光強度モニタ部９によって順次検出された複数のパルスレーザ光Ｌ１ａの光強度のうち、極小（最小）の光強度が、ＥＯＭ４の光透過特性の極小値となる。制御部１１は、これらの光強度のうち、最小となる光強度を特定する。そして、制御部１１は、上述した複数のバイアス電圧の中から、上記最小となる光強度に対応するバイアス電圧を、ＥＯＭ４の光透過特性において光強度が極小値となるバイアス電圧として選択する。制御部１１は、このように選択したバイアス電圧の供給を指示するための電圧制御信号Ｓ１３を生成し、生成した電圧制御信号Ｓ１３をバイアス電圧供給部６に出力する。これにより、バイアス電圧供給部６からＥＯＭ４に供給されるバイアス電圧は、複数のパルスレーザ光Ｌ１ａの光強度のうち光強度モニタ部９によって検出された光強度が極小値となるバイアス電圧、すなわち、ＥＯＭ４からの光出力の光強度がＥＯＭ４の光透過特性の極小値となるバイアス電圧（最適値）に制御される。

（パルス変調のパルス幅下限値）
つぎに、ＬＤ駆動部３によるパルス変調（以下、直接変調という）のパルス幅下限値、すなわち、ＬＤ駆動部３がパルス変調で駆動するＬＤ２のオン状態の時間幅（以下、直接変調の時間幅という）の下限値について説明する。本実施形態１において、制御部１１は、ＥＯＭ駆動部５によるパルス変調（以下、外部変調という）が行われるＥＯＭ４のオン状態の時間幅（以下、外部変調の時間幅という）に応じて、ＬＤ２の直接変調の時間幅を可変に制御する。この直接変調の時間幅には、ＥＯＭ４の光透過特性が極小値を有する範囲において下限値が設定される。

図５は、本実施形態１における直接変調の時間幅の下限値を説明するための図である。図５には、外部変調の時間幅に対する直接変調の時間幅の倍数に応じて異なるＥＯＭ４の光透過特性の一例が図示されている。図５において、相関線Ｙ１は、直接変調の時間幅が外部変調の時間幅の１０倍である場合におけるＥＯＭ４の光透過特性を表す相関線である。相関線Ｙ２は、直接変調の時間幅が外部変調の時間幅の６倍である場合におけるＥＯＭ４の光透過特性を表す相関線である。相関線Ｙ３は、直接変調の時間幅が外部変調の時間幅の３倍である場合におけるＥＯＭ４の光透過特性を表す相関線である。なお、ＥＯＭ４の光透過特性は、上述したように、ＥＯＭ４に供給されるバイアス電圧の変化とＥＯＭ４から出力されるパルスレーザ光Ｌ１の光強度の変化との相関によって表される。

図５に示すように、ＥＯＭ４の光透過特性は、相関線Ｙ１、Ｙ２、Ｙ３の何れの場合においても、バイアス電圧の変化に対して光強度の極小値を有している。また、ＥＯＭ４の光透過特性におけるバイアス電圧の変化に対する光強度の変化は、相関線Ｙ１よりも相関線Ｙ２の場合により緩くなり、相関線Ｙ２よりも相関線Ｙ３の場合により緩くなっている。すなわち、上記バイアス電圧の変化に対する光強度の変化は、外部変調の時間幅に対する直接変調の時間幅の倍数が減少（図５では１０倍→６倍→３倍に減少）するに伴い、緩くなる傾向にある。そして、図５には図示されていないが、ＥＯＭ４の光透過特性に光強度は、直接変調の時間幅が外部変調の時間幅の２倍以下になる場合において、上記バイアス電圧の変化に対して略一定となる。この場合、ＥＯＭ４の光透過特性は、バイアス電圧の変化に対する光強度の極小値を特定し難いものとなる。

ここで、ＥＯＭ４に供給されるバイアス電圧としては、ＥＯＭ４から出力されるパルスレーザ光Ｌ１の光強度が極小値となるバイアス電圧が最適値である。故に、最適なバイアス電圧をＥＯＭ４に供給するためには、ＥＯＭ４の光透過特性がバイアス電圧の変化に対する光強度の極小値を有するように、外部変調の時間幅に対する直接変調の時間幅の下限値を設定する必要がある。以上より、直接変調の時間幅（ＬＤ２のオン状態の時間幅）の下限値は、外部変調の時間幅（ＥＯＭ４のオン状態の時間幅）の２倍超となる。この場合、ＬＤ駆動部３によりパルス変調されてＬＤ２から出力されるパルスレーザ光Ｌ０のパルス幅は、ＥＯＭ駆動部５によりパルス変調されてＥＯＭ４から出力されるパルスレーザ光Ｌ１のパルス幅の２倍超に制御される。

（パルス変調のパルス幅上限値）
つぎに、ＬＤ駆動部３によるパルス変調のパルス幅上限値、すなわち、ＬＤ２における直接変調の時間幅の上限値について説明する。本実施形態１において、制御部１１は、外部変調の時間幅に応じて、ＬＤ２の直接変調の時間幅を可変に制御する。この直接変調の時間幅には、ＥＯＭ４の光透過特性に基づいて上限値が設定される。

図６は、本実施形態１におけるＥＯＭから出力されるパルスレーザ光の一例を示す模式図である。図６において、第１パルス光成分Ｐｍは、ＥＯＭ４から出力されるパルスレーザ光Ｌ１のうち、目的とするピークパワーＰｗとＥＯＭパルス幅Ｗｍとを有するパルス光成分である。第２パルス光成分Ｐｓは、このパルスレーザ光Ｌ１のうち、本来消光したいパルス光成分（ノイズ成分）である。ＥＯＭパルス幅Ｗｍは、ＥＯＭ駆動部５がＥＯＭ４に出力したＥＯＭ駆動信号Ｓ２２と同じパルス幅であり、ＥＯＭ４のオン状態の時間幅（外部変調の時間幅）に相当する。ＬＤパルス幅Ｗｓは、ＬＤ駆動部３がＬＤ２に出力したＬＤ駆動信号Ｓ２１と同じパルス幅であり、ＬＤ２のオン状態の時間幅（直接変調の時間幅）に相当する。消光比Ｅｒは、ＬＤ２での直接変調によるパルスレーザ光Ｌ０からＥＯＭ４が外部変調によるパルスレーザ光Ｌ１を切り出す際のオン／オフ消光比である。

図６に示すように、第１パルス光成分Ｐｍのパルスエネルギーは、パルスレーザ光Ｌ１のうち実線の斜線部分の面積で表され、以下に示す式（１）によって算出される。

Ｐｍのパルスエネルギー＝Ｐｗ×Ｗｍ ・・・（１）

また、第２パルス光成分Ｐｓのパルスエネルギーは、パルスレーザ光Ｌ１のうち破線の斜線部分の面積で表され、以下に示す式（２）によって算出される。

Ｐｓのパルスエネルギー＝（Ｐｗ×Ｅｒ）×Ｗｓ ・・・（２）

したがって、パルスレーザ光Ｌ１における第１パルス光成分Ｐｍのパルスエネルギーと第２パルス光成分Ｐｓのパルスエネルギーとの比、すなわち、パルス光成分比Ｐｍ／Ｐｓは、以下に示す式（３）によって算出される。

Ｐｍ／Ｐｓ＝（Ｐｗ×Ｗｍ）／｛（Ｐｗ×Ｅｒ）×Ｗｓ｝
＝Ｗｍ／（Ｅｒ×Ｗｓ） ・・・（３）

なお、ＥＯＭ４の光透過特性におけるオン／オフ消光比は、典型的には３０［ｄＢ］（絶対値）である。したがって、本実施形態１では、式（２）、（３）における消光比Ｅｒは３０［ｄＢ］（Ｅｒ＝１／１０００）とする。

ここで、ＥＯＭ４の光透過特性におけるオン／オフ消光比の劣化を抑制するという観点から、直接変調の時間幅は上限値を有することが好ましい。すなわち、パルスレーザ光Ｌ１におけるパルス光成分比Ｐｍ／Ｐｓは、所定の閾値以上、例えば２０［ｄＢ］（＝１００）以上であることが好ましい。したがって、上記の消光比Ｅｒ（＝１／１０００）を式（３）に代入すると、ＥＯＭパルス幅ｗｍとＬＤパルス幅Ｗｓとの間には、以下に示す関係が成立する。

１００≦Ｐｍ／Ｐｓ＝Ｗｍ／（１／１０００×Ｗｓ）＝（Ｗｍ／Ｗｓ）×１０００

故に、Ｗｓ≦１０×Ｗｍの関係式が成立する。以上より、ＬＤパルス幅Ｗｓは、ＥＯＭパルス幅Ｗｍの１０倍以下に制御される。すなわち、直接変調の時間幅（ＬＤ２のオン状態の時間幅）の上限値は、外部変調の時間幅（ＥＯＭ４のオン状態の時間幅）の１０倍以下となる。

図７は、外部変調によるパルスレーザ光のパルス光成分比とＬＤパルス幅との相関の一例を示す図である。例えば図７に示すように、このパルスレーザ光Ｌ１のパルス光成分比Ｐｍ／Ｐｓが２０［ｄＢ］以上である場合、ＥＯＭパルス幅Ｗｍが０．１［ｎｓ］であれば、ＬＤパルス幅Ｗｓは１．０［ｎｓ］以下である。ＥＯＭパルス幅Ｗｍが０．５［ｎｓ］であれば、ＬＤパルス幅Ｗｓは５．０［ｎｓ］以下である。ＥＯＭパルス幅Ｗｍが１．０［ｎｓ］であれば、ＬＤパルス幅Ｗｓは１０［ｎｓ］以下である。

（加工装置）
つぎに、本発明の実施形態１に係るパルスレーザ装置１００を適用した加工装置について説明する。図８は、本発明の実施形態１に係る加工装置の一構成例を示す模式図である。図８に示すように、本実施形態１に係る加工装置１１０は、所望の用途に応じたレーザ加工を行うものであり、上述したパルスレーザ装置１００と、加工ヘッド１０１とを備える。

パルスレーザ装置１００は、上述したように、出力部４０（図１参照）からパルスレーザ光Ｌ４を出力する。加工ヘッド１０１は、図８に示すように、パルスレーザ装置１００から出力されたパルスレーザ光Ｌ４を、パルスレーザ光Ｌ５として加工対象であるワーク２００に照射する。なお、パルスレーザ装置１００と加工ヘッド１０１とは、光ファイバで光学的に接続してもよいし、空間結合系で光学的に接続してもよい。ワーク２００に対するレーザ加工は、例えば穴あけ、スクライビング、精密切断、精密溶接（薄膜等）、表面処理、マーキングである。

以上、説明したように、本発明の実施形態１に係るパルスレーザ装置１００では、ＬＤ駆動部３によってＬＤ２をパルス変調（直接変調）で駆動し、ＥＯＭ駆動部５によってＥＯＭ４をパルス変調（外部変調）で駆動し、バイアス電圧供給部６からＥＯＭ４にバイアス電圧を供給し、直接変調されたパルスレーザ光Ｌ０をＬＤ２から出力し、ＬＤ２からのパルスレーザ光Ｌ０が更に外部変調されたパルスレーザ光Ｌ１をＥＯＭ４から出力している。また、制御部１１は、ＬＤ２がオン状態の間にＥＯＭ４がオン状態となるようにＬＤ駆動部３とＥＯＭ駆動部５とを制御し、ＥＯＭ４から出力されたパルスレーザ光Ｌ１の光強度がＥＯＭ４の光透過特性の極小値となるバイアス電圧を供給するようにバイアス電圧供給部６を制御している。

このため、たとえＥＯＭ４の光透過特性が温度又は時間経過に依存して変化した場合であっても、光強度モニタ部９によって検出されたパルスレーザ光Ｌ１の光強度が極小値となるようにバイアス電圧を制御することにより、ＥＯＭ４に供給するバイアス電圧を、ＥＯＭ４の光透過特性における最適なバイアス電圧に制御できるとともに、ＬＤ２の出力光（パルスレーザ光Ｌ０）から、上記最適なバイアス電圧に応じて決まる光強度と外部変調による所望のパルス幅とを有するパルスレーザ光Ｌ１をＥＯＭ４によって安定して切り出すことができる。この結果、目的とするパルス幅及びピークパワーを有するパルスレーザ光を安定して出力することができる。

また、本発明の実施形態１に係るパルスレーザ装置１００では、ＥＯＭ４のオン状態の時間幅に応じて、ＬＤ２のオン状態の時間幅を、ＥＯＭ４の光透過特性が極小値を有する範囲で可変に設定するように、制御部１１がＬＤ駆動部３とＥＯＭ駆動部５とを制御している。このため、ＥＯＭ４に供給するバイアス電圧を最適値に安定して制御するとともに、ＬＤ２のオン状態の時間幅とＥＯＭ４のオン状態の時間幅とをパルスレーザ光の用途に応じて広範囲に調整することができる。この結果、光通信やレーザ加工等の各種用途に応じて、目的とするパルスレーザ光のパルス幅を、例えば１ｎｓ以下という短パルス幅の範囲のみならず１ｎｓ超という長パルス幅の範囲を含む広範囲に亘って設定することができ、設定したパルス幅のパルスレーザ光を安定して出力することができる。

また、本発明の実施形態１に係るパルスレーザ装置１００では、ＬＤ２のオン状態の時間幅をＥＯＭ４のオン状態の時間幅の２倍超に設定するように、制御部１１がＬＤ駆動部３とＥＯＭ駆動部５とを制御している。このため、ＥＯＭ４の光透過特性を、バイアス電圧の変化に対して光出力の光強度の極小値を有するものに維持しながら、ＥＯＭ４のオン状態の時間幅とＬＤ２のオン状態の時間幅とを調整することができる。この結果、ＥＯＭ４に供給するバイアス電圧の最適化の制御を確実に行えるとともに、出力するパルスレーザ光のパルス幅を用途に応じて広範囲に調整することができる。

また、本発明の実施形態１に係るパルスレーザ装置１００では、ＬＤ２のオン状態の時間幅をＥＯＭ４のオン状態の時間幅の１０倍以下に設定するように、制御部１１がＬＤ駆動部３とＥＯＭ駆動部５とを制御している。このため、ＥＯＭ４がＬＤ２の出力光（直接変調によるパルスレーザ光Ｌ０）から外部変調によるパルスレーザ光Ｌ１を切り出す際のオン／オフ消光比の劣化を抑制しながら、ＥＯＭ４のオン状態の時間幅とＬＤ２のオン状態の時間幅とを調整することができる。この結果、直接変調によるパルスレーザ光Ｌ０から目的とするパルス幅及びピークパワーを有するパルスレーザ光Ｌ１を安定的に切り出して出力することができる。

また、本発明の実施形態１に係るパルスレーザ装置１００では、ＬＤ２がオフ状態の間にＥＯＭ４が少なくとも１回オン状態となるように、制御部１１がＬＤ駆動部３とＥＯＭ駆動部５とを制御している。このため、ＬＤ２に対するパルス変調の繰り返し周期における、ＥＯＭ４に対するパルス変調のデューティ比を、ＬＤ２に対するパルス変調のデューティ比よりも高くすることができる。これにより、ＥＯＭ４の適切な駆動に必要な振幅の電圧をＥＯＭ４に出力することができ、この結果、ＥＯＭ４を適切なパルス変調で駆動できることから、ＥＯＭ４からパルスレーザ光Ｌ１を好適な状態で出力することができる。

また、本発明の実施形態１に係る加工装置１１０では、上述したパルスレーザ装置１００を適用し、パルスレーザ装置１００から出力されたパルスレーザ光を加工ヘッド１０１によって加工対象に照射するように構成している。このため、上述したパルスレーザ装置１００の作用効果を享受するとともに、目的とするパルス幅及びピークパワーを有するパルスレーザ光を加工対象に安定して照射することができ、この結果、所望の用途に応じたレーザ加工を安定して行うことができる。

（実施形態２）
つぎに、本発明の実施形態２に係るパルスレーザ装置について説明する。図９は、本発明の実施形態２に係るパルスレーザ装置が備えるシード光源装置の一構成例を示すブロック図である。図９に示すように、本実施形態２に係るパルスレーザ装置のシード光源装置１Ａは、上述した実施形態１におけるシード光源装置１のＰＤ８に代えてＰＤ８Ａを備え、光強度モニタ部９に代えて光強度モニタ部９Ａを備え、制御部１１に代えて制御部１１Ａを備える。このシード光源装置１Ａには、ＥＯＭ４の光出力側の光ファイバを分岐するための光カプラ７等の部材が設けられていない。また、特に図示しないが、本実施形態２に係るパルスレーザ装置は、実施形態１のシード光源装置１に代えて実施形態２のシード光源装置１Ａを備える。本実施形態２に係る加工装置は、実施形態１のパルスレーザ装置１００に代えて実施形態２のパルスレーザ装置を備える。その他の構成は実施形態１と同じであり、同一構成部分には同一符号を付している。

ＰＤ８Ａは、図９に示すように、ＥＯＭ４の内部に設けられている。ＰＤ８Ａは、ＥＯＭ４の内部に形成されている導波路（図示せず）から放射された放射光を受光する。この放射光は、ＥＯＭ４の導波路内を伝搬するパルスレーザ光の一部が当該導波路から漏れ出たものであり、ＥＯＭ４から出力されるパルスレーザ光Ｌ１とは逆位相となる。ＰＤ８Ａは、ＥＯＭ４の内部において上記放射光を受け付け、この放射光に対応する電気信号を光電変換処理によって生成する。ＰＤ８Ａは、この生成した電気信号を光強度モニタ部９Ａに出力する。

光強度モニタ部９Ａは、ＰＤ８Ａからの電気信号をもとに、ＥＯＭ４の内部における放射光の光強度を検出（モニタリング）する。その都度、光強度モニタ部９Ａは、この検出した放射光の光強度を示す検出信号を制御部１１Ａに出力する。

制御部１１Ａは、各種制御処理を行うためのＣＰＵ又はＦＰＧＡ等を含んだデジタル回路で構成され、上述した実施形態１と同様にＬＤ駆動部３とＥＯＭ駆動部５とを制御する。また、制御部１１Ａは、光強度モニタ部９Ａによる光強度の検出結果をもとに、バイアス電圧供給部６を制御する。

詳細には、制御部１１Ａは、光強度モニタ部９Ａによって検出された放射光の光強度をもとに、電圧制御信号Ｓ１３を生成する。制御部１１Ａは、生成した電圧制御信号Ｓ１３をバイアス電圧供給部６に出力することにより、この電圧制御信号Ｓ１３によって指示するバイアス電圧をＥＯＭ４に供給するための直流信号Ｓ２３をバイアス電圧供給部６に出力させる。これにより、制御部１１Ａは、ＥＯＭ４からの出力光の光強度がＥＯＭ４の光透過特性の極小値となるバイアス電圧をＥＯＭ４へ供給するように、バイアス電圧供給部６を制御する。本実施形態２では、ＥＯＭ４からの出力光（パルスレーザ光Ｌ１）と、光強度モニタ部９Ａによって光強度が検出されるＥＯＭ４内部の放射光とは、互いに逆位相である。したがって、ＥＯＭ４の光透過特性が極小値となるとき、光強度モニタ部９Ａによって検出された光強度は極大値となる。制御部１１Ａは、光強度モニタ部９Ａによって検出された上記放射光の光強度が極大値となるバイアス電圧を供給するように、バイアス電圧供給部６を制御する。

例えば、制御部１１Ａは、上述した実施形態１と同様に、昇順または降順に異なる複数のバイアス電圧を時系列に沿ってＥＯＭ４に順次供給するように、バイアス電圧供給部６を制御する。ＰＤ８Ａは、バイアス電圧供給部６からＥＯＭ４へ順次供給されるバイアス電圧毎に、ＥＯＭ４の内部における放射光を受光する。光強度モニタ部９Ａは、ＰＤ８Ａによって受光された複数の放射光の光強度を、時系列に沿って順次検出し、検出した光強度を示す検出信号を制御部１１Ａへ順次出力する。この結果、制御部１１Ａは、上述した複数のバイアス電圧に各々対応する複数の放射光の光強度を取得する。

制御部１１Ａは、取得した複数の放射光の光強度のうち、極大（最大）となる光強度を特定する。そして、制御部１１Ａは、上述した複数のバイアス電圧の中から、上記最大となる光強度に対応するバイアス電圧を、ＥＯＭ４の光透過特性において光強度が極小値となるバイアス電圧として選択する。制御部１１Ａは、このように選択したバイアス電圧の供給を指示するための電圧制御信号Ｓ１３を生成し、生成した電圧制御信号Ｓ１３をバイアス電圧供給部６に出力する。これにより、バイアス電圧供給部６からＥＯＭ４に供給されるバイアス電圧は、ＥＯＭ４の内部における複数の放射光の光強度のうち光強度モニタ部９Ａによって検出された光強度が極大値となるバイアス電圧、すなわち、ＥＯＭ４からの光出力の光強度がＥＯＭ４の光透過特性の極小値となるバイアス電圧（最適値）に制御される。

以上、説明したように、本発明の実施形態２に係るパルスレーザ装置では、ＥＯＭ４の内部における放射光とＥＯＭ４からの出力光とが互いに逆位相であることに基づいて、ＥＯＭ４の内部における放射光の光強度が極大値となるバイアス電圧をＥＯＭ４へ供給するようにバイアス電圧供給部６を制御するようにし、その他を実施形態１と同様に構成している。このため、本実施形態２に係るパルスレーザ装置及びこれを用いた加工装置は、上述した実施形態１と同様の作用効果を享受するとともに、ＥＯＭ４から出力されるパルスレーザ光Ｌ１の一部を光強度検出のために分岐させる必要がないことから、光カプラ等の分岐用の部品を省略でき、且つ、パルスレーザ光Ｌ１の出力効率を向上させることができる。

なお、上述した実施形態１、２では、シード光源としてシード光源装置を備えるパルスレーザ装置を例示したが、本発明は、これに限定されるものではない。例えば、上記シード光源装置自体が本発明に係るパルスレーザ装置であってもよい。

また、上述した実施形態１、２では、ＥＯＭ制御信号Ｓ１２の繰り返し周波数がＬＤ制御信号Ｓ１１の繰り返し周波数の３倍に設定され、ＬＤ２がオフ状態の間にＥＯＭ４が２回オン状態となる場合を例示したが、本発明は、これに限定されるものではない。例えば、ＥＯＭ制御信号Ｓ１２は、ＬＤ制御信号Ｓ１１がオフ状態の間に１回だけオン状態となるパルス信号とし、ＬＤ２がオフ状態の間にＥＯＭ４が１回だけオン状態となるようにしてもよい。或いは、ＥＯＭ制御信号Ｓ１２は、ＬＤ制御信号Ｓ１１がオフ状態の間に２回以上オン状態となるパルス信号とし、ＬＤ２がオフ状態の間にＥＯＭ４が２回以上オン状態となるようにしてもよい。また、ＬＤ制御信号Ｓ１１及びＥＯＭ制御信号Ｓ１２は、ＬＤ２がオン態の間にＥＯＭ４がオン状態となる条件を満足すれば、各々、パルス幅又は繰り返し周波数が不規則なパルス信号であってもよい。

また、上述した実施形態１、２では、単一波長のレーザ光を出力するレーザ光源（ＬＤ２）として、ＤＦＢレーザ素子を用いた場合を例示したが、本発明は、これに限定されるものではない。例えば、レーザ光源として、ＦＢＧ等の波長選択性素子を用いてレーザ発振波長幅を狭めた外部共振器構造のファブリーペローレーザ素子、ＤＢＲ（Distributed Bragg Reflector）レーザ素子やＤＲ（Distributed Reflector）レーザ素子を用いてもよく、その他のレーザ光源を用いてもよい。また、レーザ光源として、例えばマルチモードレーザ光源のような、単一波長ではない多波長のレーザ光を出力するレーザ光源を用いてもよい。

また、上述した実施形態１、２では、昇順または降順に異なる複数のバイアス電圧を時系列に沿ってＥＯＭ４に順次供給してＥＯＭ４の出力光又は放射光の光強度を検出し、検出した出力光の光強度が極小値となるように、又は、検出した放射光の光強度が極大値となるように、ＥＯＭ４に供給するバイアス電圧を制御していたが、本発明は、これに限定されるものではない。本発明におけるバイアス電圧の制御では、例えば、ＥＯＭ４の出力光又は放射光の光強度を一定周期で取得し、前回取得した光強度の検出値と今回取得した光強度の検出値との大小の比較結果をもとに、バイアス電圧を増減させて、上記光強度が極小値又は極大値となるようにバイアス電圧を制御する山上がり方式を採用してもよい。或いは、バイアス電圧に微小振幅のディザー信号を印加し、光強度の検出信号にのるディザー信号と同じ周波数成分が極小となるようにバイアス電圧を制御するディザー方式を採用してもよい。

また、上述した実施形態１、２により本発明が限定されるものではない。上述した各構成要素を適宜組み合わせて構成したものも本発明に含まれる。その他、上述した実施形態１、２に基づいて当業者等によりなされる他の実施形態、実施例及び運用技術等は全て本発明の範疇に含まれる。

１、１Ａ シード光源装置
２ ＬＤ
３ ＬＤ駆動部
４ ＥＯＭ
５ ＥＯＭ駆動部
６ バイアス電圧供給部
７ 光カプラ
８、８Ａ ＰＤ
９、９Ａ 光強度モニタ部
１０ 操作部
１１、１１Ａ 制御部
２０ プリアンプ
３０ ブースターアンプ
４０ 出力部
１００ パルスレーザ装置
１０１ 加工ヘッド
１１０ 加工装置
２００ ワーク
Ｌ０、Ｌ１、Ｌ１ａ、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４、Ｌ５ パルスレーザ光
Ｐｍ 第１パルス光成分
Ｐｓ 第２パルス光成分
Ｓ１１ ＬＤ制御信号
Ｓ１２ ＥＯＭ制御信号
Ｓ１３ 電圧制御信号
Ｓ２１ ＬＤ駆動信号
Ｓ２２ ＥＯＭ駆動信号
Ｓ２３ 直流信号
Ｙ、Ｙ１、Ｙ２、Ｙ３ 相関線

Claims (8)

1. レーザ光源と、
   電気光学変調器と、
   前記レーザ光源をパルス変調で駆動するレーザ光源駆動部と、
   前記電気光学変調器をパルス変調で駆動する電気光学変調器駆動部と、
   前記電気光学変調器にバイアス電圧を供給するバイアス電圧供給部と、
   前記レーザ光源駆動部と前記電気光学変調器駆動部と前記バイアス電圧供給部とを制御する制御部と、
   を備え、
   前記レーザ光源は、前記レーザ光源駆動部によりパルス変調されたパルスレーザ光を出力し、
   前記電気光学変調器は、前記レーザ光源から出力されたパルスレーザ光が前記電気光学変調器駆動部により更にパルス変調されたパルスレーザ光を出力し、
   前記制御部は、前記レーザ光源がオン状態の間に前記電気光学変調器がオン状態となるように前記レーザ光源駆動部と前記電気光学変調器駆動部とを制御し、前記電気光学変調器からの出力光の光強度が前記電気光学変調器の光透過特性の極小値となる前記バイアス電圧を供給するように前記バイアス電圧供給部を制御する、
   ことを特徴とするパルスレーザ装置。
2. 前記制御部は、前記電気光学変調器のオン状態の時間幅に応じて、前記レーザ光源のオン状態の時間幅を、前記電気光学変調器の光透過特性が極小値を有する範囲で可変に設定するように、前記レーザ光源駆動部と前記電気光学変調器駆動部とを制御する、
   ことを特徴とする請求項１に記載のパルスレーザ装置。
3. 前記制御部は、前記レーザ光源のオン状態の時間幅を前記電気光学変調器のオン状態の時間幅の２倍超に設定するように、前記レーザ光源駆動部と前記電気光学変調器駆動部とを制御する、
   ことを特徴とする請求項２に記載のパルスレーザ装置。
4. 前記制御部は、前記レーザ光源のオン状態の時間幅を前記電気光学変調器のオン状態の時間幅の１０倍以下に設定するように、前記レーザ光源駆動部と前記電気光学変調器駆動部とを制御する、
   ことを特徴とする請求項２または３に記載のパルスレーザ装置。
5. 前記制御部は、前記レーザ光源がオフ状態の間に前記電気光学変調器が少なくとも１回オン状態となるように、前記レーザ光源駆動部と前記電気光学変調器駆動部とを制御する、
   ことを特徴とする請求項１～４のいずれか一つに記載のパルスレーザ装置。
6. 前記電気光学変調器からの出力光の光強度を検出する光強度検出部をさらに備え、
   前記制御部は、検出された前記出力光の光強度が極小値となる前記バイアス電圧を供給するように前記バイアス電圧供給部を制御する、
   ことを特徴とする請求項１～５のいずれか一つに記載のパルスレーザ装置。
7. 前記電気光学変調器の内部における放射光の光強度を検出する光強度検出部をさらに備え、
   前記制御部は、検出された前記放射光の光強度が極大値となる前記バイアス電圧を供給するように前記バイアス電圧供給部を制御する、
   ことを特徴とする請求項１～５のいずれか一つに記載のパルスレーザ装置。
8. 請求項１～７のいずれか一つに記載のパルスレーザ装置と、
   前記パルスレーザ装置から出力されたパルスレーザ光を加工対象に照射する加工ヘッドと、
   を備えることを特徴とする加工装置。

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