JPH0131716B2 - - Google Patents
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- JPH0131716B2 JPH0131716B2 JP58209406A JP20940683A JPH0131716B2 JP H0131716 B2 JPH0131716 B2 JP H0131716B2 JP 58209406 A JP58209406 A JP 58209406A JP 20940683 A JP20940683 A JP 20940683A JP H0131716 B2 JPH0131716 B2 JP H0131716B2
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- Japan
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- flash lamp
- laser
- circuit
- pockels cell
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- 239000011149 active material Substances 0.000 claims description 6
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 4
- 230000010287 polarization Effects 0.000 claims description 4
- 230000005284 excitation Effects 0.000 claims 2
- 239000013543 active substance Substances 0.000 description 11
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 8
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 6
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 5
- 230000004069 differentiation Effects 0.000 description 3
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000002123 temporal effect Effects 0.000 description 2
- 230000001934 delay Effects 0.000 description 1
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 1
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- 238000007493 shaping process Methods 0.000 description 1
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- 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
- H01S3/11—Mode locking; Q-switching; Other giant-pulse techniques, e.g. cavity dumping
- H01S3/1123—Q-switching
- H01S3/115—Q-switching using intracavity electro-optic devices
-
- 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
- H01S3/106—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating by controlling devices placed within the cavity
- H01S3/107—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating by controlling devices placed within the cavity using electro-optic devices, e.g. exhibiting Pockels or Kerr effect
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
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- Plasma & Fusion (AREA)
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- Lasers (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
この発明はピーク出力の高いレーザ出力でパル
ス発振を行うパルスレーザ装置に関するものであ
る。
ス発振を行うパルスレーザ装置に関するものであ
る。
第１図は従来のパルスレーザ装置の構成図であ
り、第１図において、１はレーザ発振器、２はフ
ラツシユランプ４に放電エネルギを供給する電
源、３はポツケルスセル７の駆動回路、５はフラ
ツシユランプ４の発光により励起されるレーザ活
性物質、６はレーザ発振光の偏光面を限定する偏
光子、８はレーザ出力を取り出す第１の反射鏡、
９は高い反射率を有する第２の反射鏡、１０はフ
ラツシユランプ４の発光開始時間に同期した同期
信号をポツケルスセル７の動作時間までに遅延さ
せる遅延回路、１１は遅延回路１０の出力信号に
よりパルス信号を得るためのパルス発生回路、１
２はパルス発生回路１１の出力信号により高圧の
パルスを得るための高圧パルス発生回路である。
り、第１図において、１はレーザ発振器、２はフ
ラツシユランプ４に放電エネルギを供給する電
源、３はポツケルスセル７の駆動回路、５はフラ
ツシユランプ４の発光により励起されるレーザ活
性物質、６はレーザ発振光の偏光面を限定する偏
光子、８はレーザ出力を取り出す第１の反射鏡、
９は高い反射率を有する第２の反射鏡、１０はフ
ラツシユランプ４の発光開始時間に同期した同期
信号をポツケルスセル７の動作時間までに遅延さ
せる遅延回路、１１は遅延回路１０の出力信号に
よりパルス信号を得るためのパルス発生回路、１
２はパルス発生回路１１の出力信号により高圧の
パルスを得るための高圧パルス発生回路である。
従来のパルスレーザ装置は上記のように構成さ
れ、フラツシユランプ４は電源２からのエネルギ
の供給を受けて発光する。レーザ活性物質５はフ
ラツシユランプ４の発光により励起され高い反転
分布を形成する。このときレーザ活性物質５から
偏光子６を通して第２の反射鏡９の側を見たとき
の反射率は零でありレーザ発振は起こり得ない。
すなわち、ポツケルスセル７を往復した発振光の
偏波面は90゜回転させられるためレーザ活性物質
５から偏光子６を通過した発振光が第２の反射鏡
９で反射して再び偏光子６に到達したとき発振光
の偏波面が90゜回転していることから偏光子６で
の通過が阻止される。この状態から、やがてレー
ザ活性物質５の反転分布が最大となる。このと
き、遅延回路１０はあらかじめ反転分布が最大と
なるタイミングに設定され、パルス発生器１１及
び高圧パルス発生回路１２が動作し、ポツケルス
セル５が駆動される。ポツケルスセル５が動作す
るとレーザ活性物質５から偏光子６を通して第２
の反射鏡９の側を見た反射率が急速に100％に近
い値となり、急速にレーザ発振器１の利得が増大
し、ピーク出力の大きなパルスレーザ発振が起こ
る。このときのフラツシユランプ４の発光強度波
形及びレーザ活性物質５の反転分布を第２図に示
す。
れ、フラツシユランプ４は電源２からのエネルギ
の供給を受けて発光する。レーザ活性物質５はフ
ラツシユランプ４の発光により励起され高い反転
分布を形成する。このときレーザ活性物質５から
偏光子６を通して第２の反射鏡９の側を見たとき
の反射率は零でありレーザ発振は起こり得ない。
すなわち、ポツケルスセル７を往復した発振光の
偏波面は90゜回転させられるためレーザ活性物質
５から偏光子６を通過した発振光が第２の反射鏡
９で反射して再び偏光子６に到達したとき発振光
の偏波面が90゜回転していることから偏光子６で
の通過が阻止される。この状態から、やがてレー
ザ活性物質５の反転分布が最大となる。このと
き、遅延回路１０はあらかじめ反転分布が最大と
なるタイミングに設定され、パルス発生器１１及
び高圧パルス発生回路１２が動作し、ポツケルス
セル５が駆動される。ポツケルスセル５が動作す
るとレーザ活性物質５から偏光子６を通して第２
の反射鏡９の側を見た反射率が急速に100％に近
い値となり、急速にレーザ発振器１の利得が増大
し、ピーク出力の大きなパルスレーザ発振が起こ
る。このときのフラツシユランプ４の発光強度波
形及びレーザ活性物質５の反転分布を第２図に示
す。
図においてイはフラツシユランプ４の発光強度
波形、ロはレーザ活性物質５の反転分布を示す。
波形、ロはレーザ活性物質５の反転分布を示す。
レーザ出力は上記反転分布ロが最大となる時間
にポツケルスセル７が動作するとき、すなわちＱ
スイツチングが行われるとき最大となる。
にポツケルスセル７が動作するとき、すなわちＱ
スイツチングが行われるとき最大となる。
通常、このポツケルスセル７の動作するタイミ
ングはあらかじめ遅延回路１０で設定される。す
なわち、電源２から供給するエネルギを一定とし
てレーザ発振出力を測定し、最大出力を得るタイ
ミングに設定される。
ングはあらかじめ遅延回路１０で設定される。す
なわち、電源２から供給するエネルギを一定とし
てレーザ発振出力を測定し、最大出力を得るタイ
ミングに設定される。
しかし、上記のような構成では電源２からの供
給エネルギが変化したり、フラツシユランプ４の
交換、劣化などでポツケルスセルの最適動作タイ
ミングが変化し、安定した最大のレーザ出力を得
ることができない。
給エネルギが変化したり、フラツシユランプ４の
交換、劣化などでポツケルスセルの最適動作タイ
ミングが変化し、安定した最大のレーザ出力を得
ることができない。
第３図にフラツシユランプ４の放電回路の等価
回路を示す。図において、１３はフラツシユラン
プ４の放電エネルギを蓄積するコンデンサ、１４
はフラツシユランプ４の放電電流波形を整形する
ためのチヨークコイルを示す。
回路を示す。図において、１３はフラツシユラン
プ４の放電エネルギを蓄積するコンデンサ、１４
はフラツシユランプ４の放電電流波形を整形する
ためのチヨークコイルを示す。
第３図において、フラツシユランプ４に放電電
流が流れはじめたときに電流ｉに関し、つぎの式
が成り立つ。
流が流れはじめたときに電流ｉに関し、つぎの式
が成り立つ。
Ｌdi／dt＋Koi1／２＋１／Ｃ∫t pidt＝Vo (1)
但し、Ｌはチヨークコイル１４のインダクタン
ス、Koはフラツシユランプ４の固有インピーダ
ンス、Ｃはコンデンサ１３の容量、Voはコンデ
ンサ１３の充電電圧である。
ス、Koはフラツシユランプ４の固有インピーダ
ンス、Ｃはコンデンサ１３の容量、Voはコンデ
ンサ１３の充電電圧である。
ここでZo＝（Ｌ／Ｃ）１／２、ｉ＝IVo／Zo、
τ＝ｔ／Ｔ、Ｔ＝（LC）１／２、α＝Ko／
（VoZo）１／２とおき第１式についての数値計
算結果の一例を第４図に示す。第４図は縦軸に電
流ｉの規格値Ｉを、横軸に時間ｔの規格τをとつ
たもので、パラメータαの値によりＩが最大とな
る時間τが変化することを示す。図において、ハ
はαが0.6のときの電流波形、ニはαが0.8のとき
の電流波形、ホはαが1.0のときの電流波形を示
す。
τ＝ｔ／Ｔ、Ｔ＝（LC）１／２、α＝Ko／
（VoZo）１／２とおき第１式についての数値計
算結果の一例を第４図に示す。第４図は縦軸に電
流ｉの規格値Ｉを、横軸に時間ｔの規格τをとつ
たもので、パラメータαの値によりＩが最大とな
る時間τが変化することを示す。図において、ハ
はαが0.6のときの電流波形、ニはαが0.8のとき
の電流波形、ホはαが1.0のときの電流波形を示
す。
レーザ出力が最大となるタイミングすなわち、
第３図に示すレーザ活性物質５の反転分布ロが最
大となるタイミングは電流イがピーク値になるタ
イミングより少し遅れる。しかし、この遅れはレ
ーザ活性物質５の上位エネルギレベルでのけい光
寿命に関係し、ほぼ一定となる。
第３図に示すレーザ活性物質５の反転分布ロが最
大となるタイミングは電流イがピーク値になるタ
イミングより少し遅れる。しかし、この遅れはレ
ーザ活性物質５の上位エネルギレベルでのけい光
寿命に関係し、ほぼ一定となる。
なお、通常フラツシユランプ４の発光強度は流
れる電流の大きさにほぼ比例することから、第４
図に示す電流のピークとなるタイミングが変化す
るとレーザ活性物質５の反転分布が最大となるタ
イミングも変化する。
れる電流の大きさにほぼ比例することから、第４
図に示す電流のピークとなるタイミングが変化す
るとレーザ活性物質５の反転分布が最大となるタ
イミングも変化する。
なお、パラメータαは、Ko、Vo、Zoの値に依
存し、たとえば、Voはフラツシユランプ４への
放電エネルギの大きさにより変化、Koはフラツ
シユランプ４を交換したとき又は劣化したときに
変化する。
存し、たとえば、Voはフラツシユランプ４への
放電エネルギの大きさにより変化、Koはフラツ
シユランプ４を交換したとき又は劣化したときに
変化する。
以上、上記のようにポツケルスセル７の動作タ
イミングを遅延回路１０で一定値に設定したので
は、パラメータαが変化したとき、すなわちコン
デンサ１３の充電電圧Voあるいはフラツシユラ
ンプ４を交換して固有インピーダンスKoが変化
し、放電電流波形が変化したときは可能な最大の
レーザ出力を得ることができないという欠点があ
つた。
イミングを遅延回路１０で一定値に設定したので
は、パラメータαが変化したとき、すなわちコン
デンサ１３の充電電圧Voあるいはフラツシユラ
ンプ４を交換して固有インピーダンスKoが変化
し、放電電流波形が変化したときは可能な最大の
レーザ出力を得ることができないという欠点があ
つた。
この発明はかかる欠点を改善する目的でなされ
たものでフラツシユランプ４の発光強度波形を観
測し、発光強度が最大となるタイミングを測定し
て、常にレーザ活性物質５の反転分布が最大とな
るタイミングにポツケルスセル７を動作させるよ
うな駆動回路３を備えたパルスレーザ装置を提案
するものである。
たものでフラツシユランプ４の発光強度波形を観
測し、発光強度が最大となるタイミングを測定し
て、常にレーザ活性物質５の反転分布が最大とな
るタイミングにポツケルスセル７を動作させるよ
うな駆動回路３を備えたパルスレーザ装置を提案
するものである。
第５図はこの発明の一実施例を示す構成図であ
り、１〜９及び１１〜１２は上記従来装置と同一
または相当するもので１５はフラツシユランプ４
の発光強度を観測する光検出器、１６は光検出器
１５の出力信号を増幅する増幅回路、１７は増幅
回路の出力信号を微分する微分回路、１８は微分
回路１７の出力が零となるタイミングを検出する
零値検出回路、１９はフラツシユランプ４の発光
後の一定時間内のみ駆動回路３の動作を可能とす
るゲート回路である。
り、１〜９及び１１〜１２は上記従来装置と同一
または相当するもので１５はフラツシユランプ４
の発光強度を観測する光検出器、１６は光検出器
１５の出力信号を増幅する増幅回路、１７は増幅
回路の出力信号を微分する微分回路、１８は微分
回路１７の出力が零となるタイミングを検出する
零値検出回路、１９はフラツシユランプ４の発光
後の一定時間内のみ駆動回路３の動作を可能とす
るゲート回路である。
上記のように構成されたパルスレーザ装置にお
いては、フラツシユランプ４の発光強度の波形す
なわち時間変化は光検出器１５により観測され、
光検出器１５の出力信号は増幅器１６により増幅
される。微分回路１７は増幅器１６の出力信号の
時間変化に比例した大きさの信号を得るもので、
増幅器１６の出力信号の時間変化が零となつたと
きは微分回路１７の出力も零となる。すなわち、
光検出器１５から得られるフラツシユランプ４の
発光強度波形が最大となるタイミングでは微分回
路１７の出力が零となる。零値検出回路１８は微
分回路１７の出力が零となるタイミングにトリガ
信号を発生するもので、このトリガ信号を受け
て、さらに一定の遅れが与えられて、パルス発生
回路１１よりパルスが発生する。高圧パルス発生
回路１２はパルス発生回路１１の出力により動作
し、高圧のパルスを発生してポツケルスセル７を
駆動する。このために、フラツシユランプ４の放
電エネルギを変化するために第３図に示すコンデ
ンサ１３の充電電圧Voを変化したり、フラツシ
ユランプ４を交換して個有インピーダンスKoが
変化した場合に、フラツシユランプ４の発光強度
の波形が変化しても常にレーザ活性物質５の反転
分布が最大となるタイミングにポツケルスセル７
が動作することになる。したがつてレーザ出力は
常に最大の出力を得ることができる。
いては、フラツシユランプ４の発光強度の波形す
なわち時間変化は光検出器１５により観測され、
光検出器１５の出力信号は増幅器１６により増幅
される。微分回路１７は増幅器１６の出力信号の
時間変化に比例した大きさの信号を得るもので、
増幅器１６の出力信号の時間変化が零となつたと
きは微分回路１７の出力も零となる。すなわち、
光検出器１５から得られるフラツシユランプ４の
発光強度波形が最大となるタイミングでは微分回
路１７の出力が零となる。零値検出回路１８は微
分回路１７の出力が零となるタイミングにトリガ
信号を発生するもので、このトリガ信号を受け
て、さらに一定の遅れが与えられて、パルス発生
回路１１よりパルスが発生する。高圧パルス発生
回路１２はパルス発生回路１１の出力により動作
し、高圧のパルスを発生してポツケルスセル７を
駆動する。このために、フラツシユランプ４の放
電エネルギを変化するために第３図に示すコンデ
ンサ１３の充電電圧Voを変化したり、フラツシ
ユランプ４を交換して個有インピーダンスKoが
変化した場合に、フラツシユランプ４の発光強度
の波形が変化しても常にレーザ活性物質５の反転
分布が最大となるタイミングにポツケルスセル７
が動作することになる。したがつてレーザ出力は
常に最大の出力を得ることができる。
なお、上記実施例では光検出器１５はレーザ発
振器１の近くに設置してフラツシユランプ４の発
光を観測しているが、光検出器１５を駆動回路３
に設置し、フラツシユランプ４から発する光を光
フアイバで駆動回路３内の光検出器１５に導いて
も同様の動作を期待できる。
振器１の近くに設置してフラツシユランプ４の発
光を観測しているが、光検出器１５を駆動回路３
に設置し、フラツシユランプ４から発する光を光
フアイバで駆動回路３内の光検出器１５に導いて
も同様の動作を期待できる。
この発明は以上説明したとおりフラツシユラン
プ４の発光強度波形を観測し、ポツケルスセル７
の駆動回路３においてレーザ活性物質５の反転分
布が最大となるタイミングを検出し、このタイミ
ングでポツケルスセル７を駆動することで、フラ
ツシユランプ４の放電エネルギが変化したとき
や、フラツシユランプの交換、劣化によりフラツ
シユランプ４の発光強度波形が変化しても、常に
最大のレーザ出力を取り出すことができる効果を
有する。
プ４の発光強度波形を観測し、ポツケルスセル７
の駆動回路３においてレーザ活性物質５の反転分
布が最大となるタイミングを検出し、このタイミ
ングでポツケルスセル７を駆動することで、フラ
ツシユランプ４の放電エネルギが変化したとき
や、フラツシユランプの交換、劣化によりフラツ
シユランプ４の発光強度波形が変化しても、常に
最大のレーザ出力を取り出すことができる効果を
有する。
第１図は従来のパルスレーザ装置の構成図、第
２図はフラツシユランプ４の発光強度とレーザ活
性物質の反転分布の時間変化を示す図、第３図は
フラツシユランプの放電回路を示す等価回路図、
第４図はフラツシユランプの放電電流の時間変化
を示す図、第５図はこの発明のパルスレーザ装置
の一実施例を示す図である。 図において１はレーザ発振器、２は電源、３は
駆動回路、４はフラツシユランプ、５はレーザ活
性物質、６は偏光子、７はポツケルスセル、８は
第１の反射鏡、９は第２の反射鏡、１０は遅延回
路、１１はパルス発生回路、１２は高圧パルス発
生回路、１３はコンデンサ、１４はチヨークコイ
ル、１５は光検出器、１６は増幅回路、１７は微
分回路、１８は零値検出回路、１９はゲート回路
である。なお、各図中同一符号は同一または相当
部分を示す。
２図はフラツシユランプ４の発光強度とレーザ活
性物質の反転分布の時間変化を示す図、第３図は
フラツシユランプの放電回路を示す等価回路図、
第４図はフラツシユランプの放電電流の時間変化
を示す図、第５図はこの発明のパルスレーザ装置
の一実施例を示す図である。 図において１はレーザ発振器、２は電源、３は
駆動回路、４はフラツシユランプ、５はレーザ活
性物質、６は偏光子、７はポツケルスセル、８は
第１の反射鏡、９は第２の反射鏡、１０は遅延回
路、１１はパルス発生回路、１２は高圧パルス発
生回路、１３はコンデンサ、１４はチヨークコイ
ル、１５は光検出器、１６は増幅回路、１７は微
分回路、１８は零値検出回路、１９はゲート回路
である。なお、各図中同一符号は同一または相当
部分を示す。
Claims (1)
- １ 励起光源としてのフラツシユランプと、前記
励起光源により励起されるレーザ活性物質と、発
振光の偏光面を限定する偏光子及びポツケルスセ
ルと、レーザ共振器を構成する２枚の反射鏡と、
上記フラツシユランプに放電エネルギを供給する
電源と、上記フラツシユランプの発光強度を観測
する光検出器と、上記光検出器の出力端に接続さ
れた微分回路と、上記微分回路の出力端に接続さ
れた零値検出回路とを備えて上記のポツケルスセ
ルを駆動するようにしたことを特徴とするパルス
レーザ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20940683A JPS60101983A (ja) | 1983-11-08 | 1983-11-08 | パルスレ−ザ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20940683A JPS60101983A (ja) | 1983-11-08 | 1983-11-08 | パルスレ−ザ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60101983A JPS60101983A (ja) | 1985-06-06 |
| JPH0131716B2 true JPH0131716B2 (ja) | 1989-06-27 |
Family
ID=16572354
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20940683A Granted JPS60101983A (ja) | 1983-11-08 | 1983-11-08 | パルスレ−ザ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60101983A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB8621311D0 (en) * | 1986-09-04 | 1987-05-28 | Vuman Ltd | Pulsed laser |
| JP2008235806A (ja) * | 2007-03-23 | 2008-10-02 | Fujikura Ltd | 光パルス発生装置 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6022632Y2 (ja) * | 1981-05-18 | 1985-07-05 | 株式会社東芝 | Ｑスイッチパルスレ−ザ発振装置 |
-
1983
- 1983-11-08 JP JP20940683A patent/JPS60101983A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60101983A (ja) | 1985-06-06 |
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