JP4415750B2 - Solid state laser equipment - Google Patents
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Description
本発明は、固体レーザ装置に関し、さらに詳しくは、光の高周波ノイズ成分を常時抑制することが出来る固体レーザ装置に関する。 The present invention relates to a solid-state laser device, and more particularly to a solid-state laser device that can constantly suppress high-frequency noise components of light.
固体レーザ装置は、半導体レーザと固体レーザ結晶とを含むレーザ発振部を収容する筐体外に、光出力に基づいて半導体レーザの駆動電流を制御する制御部が設けられており、両者はケーブル等で接続されている。しかし、ケーブル等を介して信号を伝達すると、伝送路中に大きな時定数が発生してしまい、制御部の応答速度を速くしても、光の高周波ノイズ成分を十分に抑制できなかった。 The solid-state laser device is provided with a control unit for controlling the drive current of the semiconductor laser based on the optical output outside the housing that houses the laser oscillation unit including the semiconductor laser and the solid-state laser crystal. It is connected. However, when a signal is transmitted through a cable or the like, a large time constant is generated in the transmission line, and even if the response speed of the control unit is increased, the high frequency noise component of light cannot be sufficiently suppressed.
そこで、高周波ノイズ成分が最も少なくなるように、半導体レーザ,共振器,エタロンの温度を別個にチューニングする固体レーザ装置が提案されている(例えば、特許文献1参照。)。
従来の固体レーザ装置では、半導体レーザ,共振器,エタロンの温度をそれぞれチューニングすることで高周波ノイズ成分を抑制している。
しかし、チューニングは、例えば毎日始業時の電源立ち上げ時に行われるだけなので、チューニングから時間が経つと、高周波ノイズ成分を抑制できなくなるおそれがあった。
そこで、本発明の目的は、光の高周波ノイズ成分を常時抑制することが出来る固体レーザ装置を提供することにある。
In a conventional solid-state laser device, high-frequency noise components are suppressed by tuning the temperatures of a semiconductor laser, a resonator, and an etalon, respectively.
However, tuning is performed only when the power supply is turned on at the start of work every day, for example. Therefore, there is a possibility that the high frequency noise component cannot be suppressed as time passes after tuning.
Therefore, an object of the present invention is to provide a solid-state laser device that can always suppress high-frequency noise components of light.
第1の観点では、本発明は、半導体レーザと固体レーザ結晶とを含むレーザ発振部を収容する筐体外に、光出力に基づいて前記半導体レーザの駆動電流を制御する制御部を設けてなる固体レーザ装置であって、前記光出力から高周波ノイズ成分を取り出すフィルタと、前記高周波ノイズ成分を抑制するように前記半導体レーザの駆動電流を制御する第2の制御回路とを、前記制御部よりも前記レーザ発振部の近傍に設けたことを特徴とする固体レーザ装置を提供する。
上記第1の観点による固体レーザ装置では、フィルタと第2の制御回路とを制御部よりもレーザ発振部の近傍に設けたため、高周波ノイズ成分に関しては伝送路中に大きな時定数が発生しなくなる。このため、光の高周波ノイズ成分を十分に抑制できる。また、フィルタと第2の制御回路とは常時作動するため、光の高周波ノイズ成分を常時抑制することが出来る。
In a first aspect, the present invention provides a solid state in which a control unit for controlling a driving current of the semiconductor laser based on an optical output is provided outside a housing that houses a laser oscillation unit including a semiconductor laser and a solid-state laser crystal. A laser device comprising: a filter that extracts a high-frequency noise component from the optical output; and a second control circuit that controls a drive current of the semiconductor laser so as to suppress the high-frequency noise component, than the control unit. Provided is a solid-state laser device provided in the vicinity of a laser oscillation unit.
In the solid-state laser device according to the first aspect, since the filter and the second control circuit are provided in the vicinity of the laser oscillation unit rather than the control unit, a large time constant is not generated in the transmission path for the high-frequency noise component. For this reason, the high frequency noise component of light can fully be suppressed. Moreover, since the filter and the second control circuit are always operated, the high frequency noise component of light can be constantly suppressed.
第2の観点では、本発明は、上記構成の固体レーザ装置において、前記フィルタと前記第2の制御回路とを、前記レーザ発振部を収容する筐体内に設けたことを特徴とする固体レーザ装置を提供する。
上記第2の観点による固体レーザ装置では、レーザ発振部を収容する筐体内にフィルタと第2の制御回路とを設けたため、高周波ノイズ成分に関しては伝送路中に大きな時定数が発生しなくなる。このため、光の高周波ノイズ成分を十分に抑制できる。また、フィルタと第2の制御回路とは常時作動するため、光の高周波ノイズ成分を常時抑制することが出来る。
In a second aspect, the present invention provides the solid-state laser apparatus having the above-described configuration, wherein the filter and the second control circuit are provided in a housing that houses the laser oscillation unit. I will provide a.
In the solid-state laser device according to the second aspect, since the filter and the second control circuit are provided in the housing that accommodates the laser oscillation unit, a large time constant is not generated in the transmission path for the high-frequency noise component. For this reason, the high frequency noise component of light can fully be suppressed. Moreover, since the filter and the second control circuit are always operated, the high frequency noise component of light can be constantly suppressed.
本発明の固体レーザ装置によれば、光の高周波ノイズ成分を十分に且つ常時抑制することが出来る。 According to the solid-state laser device of the present invention, the high-frequency noise component of light can be sufficiently and always suppressed.
以下、図に示す実施例により本発明をさらに詳細に説明する。なお、これにより本発明が限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the embodiments shown in the drawings. Note that the present invention is not limited thereby.
図1は、実施例1に係る固体レーザ装置100を示す説明図である。
この固体レーザ装置100は、レーザ発振部筐体15に収容されたレーザ発振部17と、制御部筐体25に収容された制御部20と、レーザ発振部17と制御部20とを接続するケーブル30とからなっている。
FIG. 1 is an explanatory diagram illustrating a solid-state laser device 100 according to the first embodiment.
The solid-state laser device 100 includes a laser oscillation unit 17 housed in a laser oscillation unit housing 15, a
レーザ発振部17は、励起光(波長λa)を出射する半導体レーザ3と、励起光を集光する集光レンズ系4と、励起光の入射面に反射面が形成され励起光により基本波光(波長λb)を発生するレーザ媒質5と、基本波光が入射すると第2高調波光(波長λc=λb/2)を発生するSHG素子6と、波長選択用のエタロン7と、レーザ媒質5の反射面との間で光共振器を形成する反射面を持つ出力ミラー9と、出力ミラー9から外部へ出力されるレーザ光の一部を透過すると共に残りを分岐するビームスプリッタ10と、分岐光の強度を検出するためのホトダイオード11と、ホトダイオード11の出力から高周波ノイズ成分を抽出するハイパスフィルタ12と、高周波ノイズ成分を抑制するための補正電流I2を出力する負帰還回路13と、補正電流I2と制御部20から出力された制御電流I1とを加算して半導体レーザ3へ駆動電流Idを出力するアンプ14と、ペルチェ素子と温度センサとを有し半導体レーザ3の温度調整を行うための半導体レーザ温調ユニット1と、ペルチェ素子と温度センサとを有し共振器の温度調整を行うための共振器温調ユニット2と、ペルチェ素子と温度センサとを有しエタロン7の温度調整を行うためのエタロン温調ユニット8と、コネクタ16とを具備している。
The laser oscillation unit 17 includes a
制御部20は、半導体レーザ温調ユニット1を介して半導体レーザ3の温度を制御する半導体レーザ温度制御回路21と、共振器温調ユニット2を介して共振器の温度を制御する共振器温度制御回路22と、エタロン温調ユニット8を介してエタロン7の温度を制御するエタロン温度制御回路28と、ホトダイオード11の出力から光出力成分を抽出する光出力検出回路23と、光出力を所定強さにするように制御電流I1を出力する半導体レーザ駆動電流制御回路24と、コネクタ26とを具備している。
The
ケーブル30は、レーザ発振部17のコネクタ16と制御部20のコネクタ26とを結合している。
The
実施例1に係る固体レーザ装置100によれば、制御部20の帰還制御で光出力の強度を規定範囲内で一定に制御できると共に、制御部20の帰還制御では抑制できない高周波ノイズ成分を、レーザ発振部筐体15内に設置されたハイパスフィルタ12および負帰還回路13により効果的に抑制することが出来る。
According to the solid-state laser apparatus 100 according to the first embodiment, the intensity of the optical output can be controlled to be constant within a specified range by the feedback control of the
レーザ発振部筐体15内でなく、レーザ発振部筐体15の近傍にハイパスフィルタ12および負帰還回路13を設置してもよい。 The high-pass filter 12 and the negative feedback circuit 13 may be installed in the vicinity of the laser oscillator housing 15 instead of in the laser oscillator housing 15.
本発明の固体レーザ装置は、広帯域通信,データ記憶装置,精密計測などに利用できる。 The solid-state laser device of the present invention can be used for broadband communication, data storage device, precision measurement and the like.
3 半導体レーザ
4 集光レンズ系
5 レーザ媒質
6 SHG素子
7 エタロン
9 出力ミラー
10 ビームスプリッタ
11 ホトダイオード
12 ハイパスフィルタ
13 負帰還回路
14 アンプ
15 レーザ発振部筐体
25 制御部筐体
30 ケーブル
100 固体レーザ装置
DESCRIPTION OF
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2004
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