JPH01181583A - Laser device - Google Patents
Laser deviceInfo
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
- H01S3/10—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating
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- H01S3/1123—Q-switching
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-
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明はレーザ装置に関し、特に7ラツシ晶ランプを励
起光源とするレーザ装置に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a laser device, and particularly to a laser device using a 7-Lasci crystal lamp as an excitation light source.
従来、7ラツシ纂ランプで励起するレーザ装置は、レー
ザ素子を7ツツシエランプの放電電流により発生するフ
ラッジ為光で励起し、得られたレーザ発振光をジャイア
ントパルスレーザ光とするためレーザ共振器中にQスイ
ッチ素子を挿入する構成となっている。Qスイッチ素子
は、一般に電゛気光学効果や光弾性効果などを利用した
ポッケルスセルを使用し、励起開始から定められた時間
までレーザ共振器が共振回路を構成せぬよう光路を遮断
している。励起されたレーザ索子は、フラッジ晶ランプ
の放電電流の時間経過と共にレーザ素子中にエネルギー
を蓄積し、充分くエネルギーが蓄積された時点で、Qス
イッチを開いて共振器として動作させ、ジャイアントパ
ルスレーザ光t−i生ずる。フラッシュランプの放電回
路は、フラッジ1ランプ放電用の高電圧電源と電気エネ
ルギーを充電しておく7ラツシ纂うンプ用パルス波形整
形回路(以降フラッシュランプPFNという)と、7ラ
ツシ為ランプの放電を起動するフラッジ為うンプトリガ
回路から構成されている。Conventionally, a laser device excited by a 7-pulse lamp excites the laser element with the flash light generated by the discharge current of the 7-pulse lamp, and converts the resulting laser oscillation light into a giant pulse laser beam by inserting it into a laser resonator. The configuration is such that a Q-switch element is inserted. A Q-switch element generally uses a Pockels cell that utilizes electro-optic effect or photoelastic effect, and blocks the optical path so that the laser resonator does not form a resonant circuit from the start of excitation to a predetermined time. . The excited laser probe accumulates energy in the laser element as time passes by the discharge current of the fludge crystal lamp, and when enough energy is accumulated, the Q switch is opened to operate as a resonator and generate a giant pulse. Laser light t-i is generated. The discharge circuit of the flash lamp consists of a high-voltage power supply for discharging the flash lamp 1, a pulse waveform shaping circuit for the 7-latch pump (hereinafter referred to as flash lamp PFN) that charges electrical energy, and a 7-latch pulse waveform shaping circuit for discharging the 7-latch lamp. It consists of a trigger circuit for triggering the flash.
しかしながら従来のレーザ装置では、ジャイアントパル
スレーザ光とするためのポッケルスセルのようなQスイ
ッチ素子は、発振するレーザ波長に対し低透過率から高
透過率に急激に変動させうるものでレーザ光に対する損
傷強度が高くなければならないという条件が2ちるので
、各レーザ波長に対し限られた材料のものしかなかった
。さらに、高速高電圧の峙殊なQスイッチ用の駆動機器
が必要であり、温度変動に対しQスイッチの特性が変動
した9レーザ光軸に対してQスイッチの位置を正確に固
定する必要があるという欠点があった。However, in conventional laser devices, Q-switch elements such as Pockels cells for generating giant pulse laser light can rapidly change the transmittance from low to high transmittance with respect to the oscillating laser wavelength, causing damage to the laser light. Since the two conditions are that the intensity must be high, there are only a limited number of materials available for each laser wavelength. Furthermore, special Q-switch driving equipment with high speed and high voltage is required, and it is necessary to accurately fix the position of the Q-switch with respect to the laser optical axis, where the characteristics of the Q-switch change due to temperature fluctuations. There was a drawback.
本発明の目的は、前述した従来のよりなQスイッチを使
用することなく、ジャイアントパルスレーザ光を発生す
ることができるレーザ装置を提供することKToる。An object of the present invention is to provide a laser device that can generate giant pulse laser light without using the conventional Q-switch described above.
本発明のレーザ装置は、レーザ素子と、前記レーザ素子
を内部に備えたレーザ共振器と、前記レーザ素子を励起
するフラッシェランプと、前記フラッシュランプの放電
回路とを備え、前記レーザ共振器のレーザ光路が前記フ
ラッシェランプの放電領域と交差するように設置され、
前記放電回路が前記フラッシュランプの放電開始から定
められた時間後にその放電を停止させる転流回路を備え
ている。A laser device of the present invention includes a laser element, a laser resonator including the laser element therein, a flash lamp for exciting the laser element, and a discharge circuit for the flash lamp, installed so that a laser optical path intersects with the discharge area of the flash lamp,
The discharge circuit includes a commutation circuit that stops the discharge of the flash lamp after a predetermined time from the start of discharge.
L1!施例〕 次に本発明について図面を参照して説明する。L1! Example] Next, the present invention will be explained with reference to the drawings.
第1図は本発明の一実施例であるレーザ装置のブロック
図である。FIG. 1 is a block diagram of a laser device that is an embodiment of the present invention.
レーザ共振器は、レーザ出力鏡2とレーザ全反射鏡3に
より構成されるが、光路は、2枚の全反射鏡4によシ折
プ曲げられフラッシュランプ透過窓5を通過し、フラッ
シュランプ6の放電領域と交差するようにして後述する
Qスイッチを構成している。レーザ素子1は、レーザ共
振器中に置かれ、7ツツシ為ランプ6によシ励起される
。The laser resonator is composed of a laser output mirror 2 and a laser total reflection mirror 3, and the optical path is bent by two total reflection mirrors 4, passes through a flash lamp transmission window 5, and passes through a flash lamp 6. A Q-switch, which will be described later, is configured such that it intersects with the discharge region. A laser element 1 is placed in a laser resonator and excited by a laser lamp 6.
レーザ素子1を励起する7ラツシ纂ランプ6は、フラッ
ジ瓢ランプのPFN充電抵抗器9を通じて高電圧電源1
5により充電されたフラッシェランプPFN8からの充
電エネルギーでフラッジ1光を発生する。この7ラツシ
エ光の起動は、メイントリガ回路16から出力されるト
リガ信号がフラッシェランプトリガ回路7とメインサイ
リスタ13を起動し、フラッジエランプロを起動すると
共にメインサイリスタ13を導通状態にし、フラッシェ
ランプPFN8とフラッシュランプ6とメインサイリス
13からなる放電電流ループを形成して、フラッシュラ
ンプPFN8に充電されていた電気エネルギーをフラッ
ジエランプロに供給し、フラッジ1ランプ6内にアーク
放電を起こすことでフラッジ為光を発生する。このよう
にメイントリガ回路16で発生したメイントリガ忙よシ
、フラッシュランプ6が発光しレーザ素子1を励起する
が、レーザ光路がフラッジエランプロの放電領域と交差
しているので、フラッジエランプロのアーク放電により
発生した放電プラズマが通過する光を吸収し、レーザ共
振器中和ロスが発生することになり、レーザ発振は起き
ない、従って、フラッシェランプの放電にともないレー
ザ素子l中にエネルギーが蓄積される。なお、放電プラ
ズマがレーザ光を吸収する現象は、例えば文献:ジャー
ナル・オブ・アプライド・フィシツク(Journal
ofApplied Pbysies ) 1964
・9. Mol 35.49 、2601ページl(祁
4rコれている。A 7-pulsation lamp 6 that excites the laser element 1 is connected to a high voltage power supply 1 through a PFN charging resistor 9 of the flood gourd lamp.
A flash 1 light is generated by the charging energy from the flash lamp PFN8 charged by the flash lamp PFN8. The activation of this 7 lassie light is achieved by a trigger signal output from the main trigger circuit 16 activating the flash lamp trigger circuit 7 and the main thyristor 13, activating the flash errun pro, and making the main thyristor 13 conductive. By forming a discharge current loop consisting of the lamp PFN8, the flash lamp 6, and the main syris 13, the electric energy charged in the flash lamp PFN8 is supplied to the Fludge Elan Pro, and an arc discharge is caused in the Fludge 1 lamp 6. Generates flash light. In this way, when the main trigger circuit 16 generates a main trigger, the flash lamp 6 emits light and excites the laser element 1, but since the laser optical path intersects with the discharge area of the Fludge Elan Pro, the flash lamp 6 emits light and excites the laser element 1. The discharge plasma generated by the arc discharge absorbs the passing light, causing a laser resonator neutralization loss and no laser oscillation. Therefore, as the flash lamp discharges, energy is stored in the laser element l. Accumulated. The phenomenon that discharge plasma absorbs laser light is described in, for example, the literature: Journal of Applied Physics (Journal of Applied Physics).
ofApplied Pbysies) 1964
・9. Mol 35.49, 2601 pages l (4r).
つぎに、放電中のフラッシュランプ6の放電を停止させ
る回路を説明する。Next, a circuit for stopping the discharge of the flash lamp 6 during discharge will be explained.
転流回路は、転流コンデンサ充電抵抗器10と転流コン
デンサ12と転流サイリスタ13とデイレイトリガ回路
l)からなる。転流コンデンサ鴛の一端は、メインサイ
リスタ13のアノードに接続され、他端は、転流サイリ
スタ14のアノードに接続されてお9、高電圧電源15
で転流コンデンサ、充電抵抗器10と充電抵抗器11を
通して、この転流コンデンサ12を充電する。この転流
コンデンサ120転流サイリスタ14のアノード側極性
は、7ラツシ1ランプPFN8のプラス側と同じ正極性
に充電されている。The commutation circuit consists of a commutation capacitor charging resistor 10, a commutation capacitor 12, a commutation thyristor 13, and a delay trigger circuit l). One end of the commutating capacitor 13 is connected to the anode of the main thyristor 13, and the other end is connected to the anode of the commutating thyristor 14.
This commutating capacitor 12 is charged through the commutating capacitor, charging resistor 10, and charging resistor 11. The anode side polarity of the commutating capacitor 120 and commutating thyristor 14 is charged to the same positive polarity as the positive side of the 7-lamp PFN8.
前述のレーザ素子1に充分なエネルギーが蓄積される位
の遅延時間をもつデイレイトリガ回路17がデイレイト
リガ信号を発生し転流サイリスタ14を導通させると、
転流コンデンサ12の電荷が転流サイリスタ14を通し
て放電し、転流コンデンサ121C接続されたメインサ
イリスタ13の7ノード側は急激に負標性になる。フラ
ッジエランプロの放電電流は、メインサイリスタ13の
アノードに接続されている転流コンデンサ12が負極性
になりたため、転流コンデンサ12側に流れ込み、メイ
ンサイリスタ13への電流は切れ、オフ状態になる。転
流コンデンサ12に流れ込んだ放電電流は、比較的小さ
な容量の転流コンデンサ12を充′1してしまうと流れ
込む場所がなくなって放電が停止し、フラッジエランプ
ロ0発光も止まる。When the delay trigger circuit 17 having a delay time long enough to store sufficient energy in the laser element 1 described above generates a delay trigger signal and makes the commutating thyristor 14 conductive,
The charge in the commutating capacitor 12 is discharged through the commutating thyristor 14, and the 7th node side of the main thyristor 13 connected to the commutating capacitor 121C suddenly becomes negative. Since the commutating capacitor 12 connected to the anode of the main thyristor 13 has become negative, the discharge current of the Fludge Elan Pro flows into the commutating capacitor 12 side, and the current to the main thyristor 13 is cut off, resulting in an OFF state. . Once the discharge current flowing into the commutating capacitor 12 has charged the commutating capacitor 12 having a relatively small capacity, there is no place for it to flow, and the discharge stops, and the flash elan pro 0 light emission also stops.
このようにして放電電流が停止すると、フラッジエラン
プロ内の放電プラズマは消滅し、前述のレーザ共振器中
に発生していたロスが急紘になくカリ、レーザ発振が立
ち上がると共にレーザ素子1の中に蓄積されていたエネ
ルギーが急激に放出されるため、ジャイアントパルスレ
ーザ発振になる。When the discharge current stops in this way, the discharge plasma in the Fludge Elan Pro disappears, the loss that occurred in the laser resonator mentioned above is no longer sudden, and the laser oscillation starts and the inside of the laser element 1 is removed. The energy stored in the laser is suddenly released, resulting in giant pulse laser oscillation.
以上説明したように、本発明のレーザ装置は、レーザ共
振器内の光路が励起光源であるフラダシェランプの放電
領域と交差するように設置され、フラッシェランプがQ
スイッチの機能を果たしている。すなわち、フラッシェ
ランプの放電回路に転流回路を有し、レーザ素子にエネ
ルギが蓄積される所定の時間後に転流回路により、急g
&に放電を停止することでジャイアントパルスレーザ光
e出力する。したがって、従来のようにル−ザ波長によ
る材料の限定と損傷強度の制限があり、さらに、光軸に
対する位置の正確性と痛連高電圧のQスイッチ駆動機器
を必要とするQスイッチを使用しないレーザ装置を提供
できる効果がある。As explained above, the laser device of the present invention is installed such that the optical path within the laser resonator intersects the discharge area of the flasher lamp, which is the excitation light source, and the flasher lamp has Q
It functions as a switch. In other words, the flash lamp has a commutation circuit in its discharge circuit, and after a predetermined period of time when energy is accumulated in the laser element, the commutation circuit causes sudden g
By stopping the discharge at &, giant pulse laser light e is output. Therefore, unlike conventional methods, there are limitations on materials and damage intensity due to the laser wavelength, and furthermore, there is no need to use a Q-switch, which requires positional accuracy with respect to the optical axis and high-voltage Q-switch drive equipment. This has the effect of providing a laser device.
第1図は本発明の一実施例のレーザ装置のブロック図で
ある。
1・・・・・・レーザ素子、2・・・・・・レーザ出力
鏡、3・・・・・・レーザ全反射鏡、4・・・・・・全
反射椀、5・・・・・・フラッシュランプ透過窓、6・
・・・・・フラダシ為ランプ、7・・・・・・フラッシ
ェランプトリガ回路、8・・・・・・フラッシェランプ
PFN、9・・・・・・PFN充電抵抗器、10・・・
・・・転流コンデンサ充電抵抗器、11・・・用充電抵
抗器、12・・・・・・転流コンデンサ、13・・・・
・・メインサイリスタ、14・・・・・・転流サイリス
タ、15・・・・・・高電圧電源、16・・・・・・メ
イントリガ回路、17デイレイトリガ回路。FIG. 1 is a block diagram of a laser device according to an embodiment of the present invention. 1... Laser element, 2... Laser output mirror, 3... Laser total reflection mirror, 4... Total reflection bowl, 5...・Flash lamp transmission window, 6・
... Flash lamp, 7 ... Flash lamp trigger circuit, 8 ... Flash lamp PFN, 9 ... PFN charging resistor, 10 ...
... Commutating capacitor charging resistor, 11... Charging resistor, 12... Commutating capacitor, 13...
... Main thyristor, 14 ... Commutation thyristor, 15 ... High voltage power supply, 16 ... Main trigger circuit, 17 Delay trigger circuit.
Claims (1)
共振器と、前記レーザ素子を励起するフラッシュランプ
と、前記フラッシュランプの放電回路とを備えたレーザ
装置において、 前記レーザ共振器のレーザ光路が前記フラッシュランプ
の放電領域と交差するように設置され、前記放電回路が
前記フラッシュランプの放電開始から定められた時間後
にその放電を停止させる転流回路を備えたことを特徴と
するレーザ装置。[Scope of Claims] A laser device comprising a laser element, a laser resonator including the laser element therein, a flash lamp for exciting the laser element, and a discharge circuit for the flash lamp, comprising: The laser beam path of the flash lamp is installed so as to intersect with the discharge area of the flash lamp, and the discharge circuit includes a commutation circuit that stops the discharge after a predetermined time from the start of discharge of the flash lamp. laser equipment.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63005249A JP2600747B2 (en) | 1988-01-12 | 1988-01-12 | Laser device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63005249A JP2600747B2 (en) | 1988-01-12 | 1988-01-12 | Laser device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH01181583A true JPH01181583A (en) | 1989-07-19 |
JP2600747B2 JP2600747B2 (en) | 1997-04-16 |
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ID=11605935
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP63005249A Expired - Lifetime JP2600747B2 (en) | 1988-01-12 | 1988-01-12 | Laser device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2600747B2 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2987179A1 (en) * | 2012-02-21 | 2013-08-23 | Centre Nat Rech Scient | Impulse laser source for use in microlaser for e.g. laser telemetry, has unit delivering pulse between electrodes for generating medium between electrodes to provide gradient of electric charges in temporary direction perpendicular to axis |
-
1988
- 1988-01-12 JP JP63005249A patent/JP2600747B2/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2987179A1 (en) * | 2012-02-21 | 2013-08-23 | Centre Nat Rech Scient | Impulse laser source for use in microlaser for e.g. laser telemetry, has unit delivering pulse between electrodes for generating medium between electrodes to provide gradient of electric charges in temporary direction perpendicular to axis |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2600747B2 (en) | 1997-04-16 |
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