JP4856850B2 - 受動q−スイッチレーザの位相同期ループ制御 - Google Patents
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Description
るものである。
下記の詳細説明では、多くの具体例を用いて説明しているが、下記の詳細説明に対する多くの変更や修正は本発明の範囲内にある。その結果、以下に説明した本発明の典型的な実施例は、本請求項の発明を限定するものではなく、いかなる一般性も失わない。本発明において、受動Q−スイッチレーザ(PQSL)は電圧制御発振器(VCO)と等価であるということがわかる。電圧制御発振器は位相同期を発生させるために利用できる。従って、レーザが発生したパルスの周波数と位相を基準信号発振器に同期することが可能である。PQSLのパルス周波数応答は大部分の動作範囲において、印加したポンピング電力の単調な函数なので、ループがクローズされ得る。発明者は幾つかの位相同期PQSLシステムを開発して、この位相同期は、完全2オクターブ繰返しを可能にすることを実証した。これはディスプレイシステムや他の装置に必要とされている帯域よりはるかに大きい。
積分器14からの電圧は、レーザダイオード4に供給される電流を制御する。レーザダイオードに流れる電流は、レーザダイオード4からの電力を制御する。レーザダイオード4からの電力はPQSL2のパルス繰返し速度を決定する。図1の実施例において、各ステップでの制御は、ほぼ直線状である。従って、コントローラ3の組み合わせ、レーザダイオード4およびPQSL2は電圧制御発振器と等価である。従って、PQSL2のパルス繰返し速度はレーザダイオード4を介して流れる電流に依存する。さらに、PQSL2からのパルスのタイミングは基準信号発振器12からの信号と関連して制御される。
位相の制御は、前述したように、ディスプレイに加えて他の装置にも重要である。例えば、位相同期ループパルス繰返し速度制御は、メモリ修復のような研削作業用精密マシニングに使われるレーザと関連して使用される。
Claims (14)
- 受動Q−スイッチレーザ(PQSL)が発生する光パルスのパルス繰返し速度とタイミングを制御する制御方法であって、
(a)前記PQSLによって光パルスを発生させる工程と、
(b)検出器によって、前記光パルスに対応する第1の電気信号を発生する工程と、
(c)基準信号発振器によって、第2の電気信号を発生する工程と、
(d)前記第1の電気信号と第2の電気信号とを位相同期ループコントローラに供給して、同第1の電気信号の位相を同第2の電気信号の位相に同期させるための位相制御信号を発生する工程と、
(e)同位相制御信号を使用して、前記PQSLに供給されるポンピング電力の量を制御することによって、同PQSLが発生する光パルスの繰返し速度とタイミングを制御する工程と、を備え、
それによって、前記PQSLは、位相同期ループ制御回路における電圧制御発振器として使用される、制御方法。 - 前記位相同期ループコントローラが、位相制御信号を積分するための積分器と接続され、前記工程(e)は、積分された位相制御信号を前記PQSLに供給することを含む請求項1に記載の制御方法。
- レーザダイオードが前記PQSLにポンピング電力を供給し、前記積分位相制御信号が、前記レーザダイオードのダイオード電流を制御するためのダイオードコントローラに供給される請求項2に記載の制御方法。
- 受動Q−スイッチレーザ(PQSL)を制御するための制御装置であって、
前記PQSLと光学的に接続して、同PQSLが発生した光パルスに対応する第1の電気信号を供給する検出器と、
第2の電気信号を供給する基準信号発振器と、
前記第1の電気信号と第2の電気信号を受信して、位相制御信号を発生するための位相同期ループコントローラと、
同位相制御信号に基づいて前記PQSLにポンピング電力を供給するレーザダイオードと、を備え、
それによって、前記PQSLは、位相同期ループ制御回路における電圧制御発振器として使用される、制御装置。 - 更に、前記位相制御信号を積分するために前記位相同期ループコントローラに接続された積分器を備え、積分された前記位相制御信号は前記レーザダイオードを制御するために使用される請求項4に記載の制御装置。
- 位相同期ループ制御された受動Q−スイッチレーザ(PQSL)システムであって、
光パルスを発生するPQSLと;
前記PQSLにポンピング電力を供給する手段と;
前記光パルスに対応する電気信号を供給するために、前記PQSLと光学的接続している検出器と;
前記検出器に接続している信号入力と基準信号入力とを有する位相同期ループコントローラと;
基準電気信号を供給するために、前記位相同期ループコントローラの基準入力と接続している基準信号発振器と;
前記位相同期ループコントローラの出力と接続するとともに、前記PQSLにポンピング電力を供給する手段を制御するコントローラと接続している積分器と、を備え、
動作の際、検出器からの電気信号を前記基準信号発振器からの基準電気信号に位相同期させるために、前記位相同期ループコントローラが電気信号を出力し、それによって、前記PQSLからの光パルスのタイミングが、前記基準信号発振器から供給される基準電気信号に対して制御され、
それによって、前記PQSLは、位相同期ループ制御回路における電圧制御発振器として使用される、PQSLシステム。 - 前記PQSLにポンピング電力を供給するための手段がレーザダイオードを含む請求項6に記載のPQSLシステム。
- 前記PQSLにポンピング電力を供給する手段を制御する前記コントローラがレーザダイオード電流コントローラを含む請求項7に記載のPQSLシステム。
- 受動Q−スイッチレーザ(PQSL)が発生する光パルスのパルス繰返し速度とタイミングを制御する制御方法であって、
位相同期ループ制御回路における電圧制御発振器としてPQSLを使用し、
前記位相同期ループ制御回路は、検出器、位相同期ループコントローラ、基準信号発振器、積分器、およびPQSLに供給するポンピング電力の量を制御するPQSLポンピング・コントローラを備え、
前記PQSLは前記検出器と光学的に接続し、
前記検出器は前記位相同期ループコントローラの信号入力に接続し、
前記基準信号発振器は前記位相同期ループコントローラの基準信号入力に接続し、
前記位相同期ループコントローラの出力は前記積分器に接続し、
前記積分器は前記PQSLポンピング・コントローラに接続して、
それによって、前記PQSLによって供給される光パルスのパルス繰り返し速度とタイミングが制御される、制御方法。 - レーザダイオードが前記PQSLにポンピング電力を供給し、前記PQSLポンピング・コントローラが、前記レーザダイオードのダイオード電流を制御するダイオードコントローラを含む請求項9に記載の制御方法。
- 光パルスを発生する受動Q−スイッチレーザ(PQSL)を制御するための制御装置であって、同装置は電圧制御発振器として前記PQSLを使用する位相同期制御回路を備え、同位相同期制御回路は、
前記PQSLが発生する光パルスに応答して電気信号を供給する、前記PQSLと光学的に接続する検出器と、
基準信号を供給する基準信号発振器と、
前記検出器によって供給される電気信号と前記基準信号発振器によって供給される基準信号とを位相同期させる位相同期ループコントローラであって、該位相同期ループコントローラは、前記検出器に接続された信号入力、前記基準信号発振器に接続された基準入力、および前記PQSLに供給されるポンピング電力の量を制御するための電圧制御発振器として前記PQSLを制御するための出力、を有する、前記位相同期ループコントローラと、を含む制御装置。 - 前記位相同期ループ制御回路は更に、前記位相同期ループコントローラの出力と前記PQSLとの間に接続されている積分器を含む請求項11に記載の制御装置。
- 前記位相同期ループ制御回路は更に、前記PQSLにポンピング電力を供給するためのレーザダイオードを含み、同レーザダイオードを制御するために前記積分器が接続されている請求項12に記載の制御装置。
- 前記位相同期ループ制御回路は更に、前記レーザダイオードの電流を制御するためのレーザダイオード電流コントローラを含み、前記積分器が前記レーザダイオード電流コントローラに接続されている請求項13に記載の制御装置。
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