JPH02260479A - Laser oscillator - Google Patents

Laser oscillator

Info

Publication number
JPH02260479A
JPH02260479A JP7960389A JP7960389A JPH02260479A JP H02260479 A JPH02260479 A JP H02260479A JP 7960389 A JP7960389 A JP 7960389A JP 7960389 A JP7960389 A JP 7960389A JP H02260479 A JPH02260479 A JP H02260479A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
output
laser
pulse
light
switch
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP7960389A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hiroshi Yuasa
湯浅 広士
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP7960389A priority Critical patent/JPH02260479A/en
Publication of JPH02260479A publication Critical patent/JPH02260479A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES 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
    • H01S3/00Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/10Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating
    • H01S3/11Mode locking; Q-switching; Other giant-pulse techniques, e.g. cavity dumping
    • H01S3/1123Q-switching
    • H01S3/117Q-switching using intracavity acousto-optic devices
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES 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
    • H01S3/00Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/10Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating
    • H01S3/10038Amplitude control
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES 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
    • H01S3/00Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/10Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating
    • H01S3/13Stabilisation of laser output parameters, e.g. frequency or amplitude
    • H01S3/1306Stabilisation of the amplitude
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES 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
    • H01S3/00Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/10Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating
    • H01S3/13Stabilisation of laser output parameters, e.g. frequency or amplitude
    • H01S3/136Stabilisation of laser output parameters, e.g. frequency or amplitude by controlling devices placed within the cavity

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Lasers (AREA)

Abstract

PURPOSE:To output a single wavelength light having high peak value of an output pulse stably in high efficiency by detecting a laser light output in such a manner that an exciting light intensity exceeds a threshold value, stopping the operation of a Q switch, and generating a giant pulse. CONSTITUTION:An exciting light intensity is gradually increased by first pulse generating means 28 controlled by a control circuit 27 in a state that a Q switch 22 is driven to oscillate a single wavelength light and to output it from a resonator. This output light is detected by output detecting means 26, the switch 22 is stopped in cooperation with the detection of the output, and a giant pulse is generated. Thus, a single wavelength laser pulse light stable with high output can be oscillated in high efficiency.

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 (産業上の利用分野) 本発明は、光共振器内にQスイッチを挿入することでジ
ャイアントパルス(giant puiso )を得る
レーザ発振装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Object of the Invention] (Industrial Application Field) The present invention relates to a laser oscillation device that obtains a giant pulse by inserting a Q switch in an optical resonator.

(従来の技術) ジャイアントパルスを発生するレーザ光を得るために、
第4図に示される固体レーザ発振装置lがある。このレ
ーザ装置1は互いに凹面鏡部分を対峙した高反射ミラー
2と出力ミラー3とからなる光共振器を備えている。こ
れら高反射ミラー2と出力ミラー3との間にはレーザ媒
質としての例えばYAGレーザロッド4が挿入されてい
る。
(Prior art) In order to obtain a laser beam that generates a giant pulse,
There is a solid state laser oscillation device l shown in FIG. This laser device 1 includes an optical resonator consisting of a high reflection mirror 2 and an output mirror 3 whose concave mirror portions face each other. For example, a YAG laser rod 4 as a laser medium is inserted between the high reflection mirror 2 and the output mirror 3.

このYAGレーザロッド4は上記高反射ミラー2の外側
に設けられた励起光発生部としての半導体レーザ発生部
5から発生される半導体レーザ光によって励起される。
This YAG laser rod 4 is excited by a semiconductor laser beam generated from a semiconductor laser generator 5 as an excitation light generator provided outside the high reflection mirror 2.

なお、上記高反射ミラー2は反射面に誘電体多層膜が形
成され上記半導体装置ザ光を透過し且つYAGレーザ光
を反射するようになっている。
The high-reflection mirror 2 has a dielectric multilayer film formed on its reflective surface so that it transmits the semiconductor device laser light and reflects the YAG laser light.

上記半導体レーザ発生部5には電圧を印加する駆動電源
6が接続されており、この半導体レーザ発生部5は駆動
型?fi、6による電圧の印加で励起レーザ光を発生す
る。この励起レーザ光は上記高反射ミラー2と半導体レ
ーザ発生部5との間に挿入された集光光学系7により集
光されて上記レーザロッド4に照射される。また、上記
レーザロッド4と出力ミラー3との間にはA10−Qス
イッチ素子8が挿入されている。このA10−Qスイッ
チ索子8にはQスイッチドライバ9が接続されており、
所定周波数で電圧を印加するようになっている。
A driving power source 6 for applying voltage is connected to the semiconductor laser generating section 5, and the semiconductor laser generating section 5 is of a driving type? An excitation laser beam is generated by applying a voltage by fi, 6. This excitation laser beam is focused by a focusing optical system 7 inserted between the high reflection mirror 2 and the semiconductor laser generating section 5, and is irradiated onto the laser rod 4. Further, an A10-Q switch element 8 is inserted between the laser rod 4 and the output mirror 3. A Q switch driver 9 is connected to this A10-Q switch cable 8,
A voltage is applied at a predetermined frequency.

」二連のように構成されたレーザ発振装置1は、第5図
に示されるように制御される。上記駆動電源6はその印
加電圧を一定に保持し、一定の光強度P2の励起光を出
力させる。そして、上記Qスイッチドライバ9はRF 
(Radio Frequency )パワーを^10
−Qスイッチ累子8に人力する。このRFパワーはレー
ザ発振を停止させるのに十分な強度R2で所定微少時間
11の聞出力され、この後の所定微少時間t2の開停止
する。つまり、上記^10−Qスイッチ索子8はtiの
間レーザ発振を停止させ、これに続<12の間レーザを
発振状態にしジャイアントパルスを出力させる。なお、
図中における鎖線はレーザ光がjfl力されるためのし
きい値を示す。
The laser oscillation device 1, which is configured as a double series, is controlled as shown in FIG. The driving power source 6 keeps its applied voltage constant and outputs excitation light with a constant light intensity P2. The Q switch driver 9 is RF
(Radio Frequency) Power ^10
- Manually input Q switch Seiko 8. This RF power is outputted for a predetermined minute time 11 at an intensity R2 sufficient to stop laser oscillation, and then is stopped for a predetermined minute time t2. That is, the ^10-Q switch element 8 stops laser oscillation for a period of ti, and then turns the laser into an oscillation state for a period of <12 to output a giant pulse. In addition,
The dashed line in the figure indicates the threshold value for applying jfl power to the laser beam.

このようにして出力された1ノ−ザ光のパルス出力は高
分解dpj定を行なうと、第6図中に示されるように複
数の縦モードで発振することによって生ずる縦モード間
の競合により、ビートがかさらかさ重なったパルス波形
となる。このビートは各パルス毎に異なり、従ってパル
ス毎の強度が変化する。このように、出力光の強度を安
定させることが困難であるという欠点があった。このた
め、第4図中に鎖線で示されるように非線形光学素子1
0を共振器2.3内に挿入しても、安定した第2高調波
を発生させることが困難であった。従って、モード競合
による出力強度の不安定を解消するには、縦モードが単
一の単一波長光にする必要がある。
When the pulse output of one laser light output in this way is subjected to high-resolution dpj determination, as shown in FIG. 6, due to competition between longitudinal modes caused by oscillation in multiple longitudinal modes, The result is a pulse waveform with overlapping beats. This beat is different for each pulse and therefore the intensity varies from pulse to pulse. As described above, there is a drawback that it is difficult to stabilize the intensity of the output light. Therefore, as shown by the chain line in FIG.
0 into the resonator 2.3, it was difficult to generate a stable second harmonic. Therefore, in order to eliminate the instability of output intensity due to mode competition, it is necessary to make light with a single wavelength and a single longitudinal mode.

同様に構成されたレーザ発振装置により第7図に示され
るような制御を行なうことができる。この1ノーザ装置
の制御方式はブリレーズ方式の単一周波数^10−Qス
イッチパルス発振と称され、例えば[G、T、Makc
r and^、1.Parguson、OpL、Lct
L。
Control as shown in FIG. 7 can be performed using a similarly configured laser oscillation device. The control method of this one-noser device is called Briley's single frequency ^10-Q switch pulse oscillation. For example, [G, T, Makc
r and^, 1. Parguson, OpL, Lct.
L.

I3.4旧(19H)]に示されている。この91g4
によると、励起光強度を常に一定値P2に保ち、^10
− Qスイッチ素子8に印加するパワーレベルをR2よ
り小さいR3に設定し、しきい値を上記励起光強度によ
って得られる利得よりわずかに下となるようにし、単一
波長光の発振状態を所定時間L3保持してから^10−
 Qスイッチ素子8の作動を所定時間L4にわたって停
止することで、時間t3間に保持されていた単一波長光
を増幅する形で単一波長のジャイアントパルスを得るも
のである。ところが、上記制御によると、A10−Qス
イッチ素子8が作動状態にあるときでも、共振器2.3
内でレーザ光が発振しているので、レーザロッド4の反
転置市を十分に高めることができないという欠点があっ
た。このため、出力光のビークパワーは前述の制御の場
合より低いものである。このようにレーザ光の出力がK
い場合には非線形光学素子を挿入しても第2高、′8波
への変換効率が低いものであった。
I3.4 old (19H)]. This 91g4
According to ^10, the excitation light intensity is always kept at a constant value P2
- Set the power level applied to the Q-switch element 8 to R3, which is smaller than R2, set the threshold value to be slightly lower than the gain obtained by the above-mentioned pumping light intensity, and maintain the oscillation state of single wavelength light for a predetermined period of time. After holding L3 ^10-
By stopping the operation of the Q-switch element 8 for a predetermined time L4, a single-wavelength giant pulse is obtained by amplifying the single-wavelength light held during time t3. However, according to the above control, even when the A10-Q switch element 8 is in the operating state, the resonator 2.3
Since the laser beam is oscillated within the chamber, there is a drawback that the inversion position of the laser rod 4 cannot be sufficiently increased. Therefore, the peak power of the output light is lower than in the case of the above-mentioned control. In this way, the output of the laser light is K
In such cases, even if a nonlinear optical element was inserted, the conversion efficiency to the second wave, '8 wave, was low.

他のレーザ装置の例を第8図および第9図を参照して説
明する。このドーザ装置の制御方式はゲインスイッチ方
式と称され、例えば[A、Owyoung。
Examples of other laser devices will be described with reference to FIGS. 8 and 9. The control method of this dozer device is called a gain switch method, for example [A, Owyung.

G、l?l+adley、P、Iシsl+erick、
R,L、Schmltt、anti  L、^。
G, l? l+adley, P, Isisl+erick,
R, L, Schmltt, anti L, ^.

Rahn、Opt、Lett、4114(1985) 
]に示されている。
Rahn, Opt. Lett, 4114 (1985)
].

^10−Qスイッチ素子およびQスイッチドライバが設
けられておらず他O部分は上記レーザ装置と同様である
。このように構成されたレーザ装置11は励起光強度を
鎖線で示されるしきい値よりも常に高い出力で励起し、
所定時間t5の間は上記しきい値よりもわずかに高い出
力で励起し、その後所定時間t6の間励起光強度を所定
値まで増大させる。
^10-A Q switch element and a Q switch driver are not provided, and the other O parts are the same as the above laser device. The laser device 11 configured in this way excites the excitation light with an output always higher than the threshold value indicated by the chain line,
During a predetermined time t5, the excitation light is pumped with an output slightly higher than the threshold value, and then, during a predetermined time t6, the excitation light intensity is increased to a predetermined value.

このような制御によれば、上記所定時間t5の間に中−
波長光が発振され、次に所定時間t6の間上記t1を一
波長を増幅する形で、単一波長の所定の出力を得ること
ができる。ところが、この制御においてはQスイッチの
ようにエネルギーをレーザロッドに蓄えることができず
、やはりレーザロッド4の反転分布を十分に高めること
ができないので出力されるYAGレーザ光出力のピーク
値を高めることができなかった。
According to such control, during the predetermined time t5, the
Wavelength light is oscillated, and then a predetermined output of a single wavelength can be obtained by amplifying the wavelength t1 by one wavelength for a predetermined time t6. However, in this control, energy cannot be stored in the laser rod like a Q switch, and the population inversion of the laser rod 4 cannot be sufficiently increased, so the peak value of the output YAG laser light output cannot be increased. I couldn't do it.

(発明が解決しようとする課21!1li)固体レーザ
装置において、Qスイッチを使用することにより、ジャ
イアントパルスを発生するために、各種の装置およびそ
の制御方式が開発されている。ところが、レーザ出力の
パルス波形のピークを高めると、出力されるレーザ光の
波長が安定しない。このため、しきい値よりわずかに高
いパワーで励起することで、単一波長光を発振させ、そ
の後に、励起光発生部もしくはQスイッチの1111に
より、励起光強度をしきい値より著しく高い値に制御す
ることにより、強いパルス出力を発生する装置が提案さ
れている。しかしながら、単一波長を発振した直後に固
体レーザ媒質を励起しても、十分大きな反転分布が得ら
れないので、レーザ出力のピーク値を高めることが困難
であった。
(Issue 21!1li to be Solved by the Invention) Various devices and their control methods have been developed to generate giant pulses by using Q switches in solid-state laser devices. However, when the peak of the pulse waveform of the laser output is increased, the wavelength of the output laser light becomes unstable. Therefore, a single wavelength light is oscillated by pumping with a power slightly higher than the threshold, and then the pump light intensity is increased to a value significantly higher than the threshold using the pump light generator or the Q switch 1111. A device has been proposed that generates a strong pulse output by controlling the However, even if the solid-state laser medium is excited immediately after oscillating a single wavelength, a sufficiently large population inversion cannot be obtained, so it has been difficult to increase the peak value of the laser output.

本発明は上記課題に着目してなされたものであり、安定
で且つ高出力の単一波長レーザパルス光を高効率で発振
できるレーザ発振装置を提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a laser oscillation device that can oscillate stable and high-output single-wavelength laser pulse light with high efficiency.

〔発明の構成〕[Structure of the invention]

(課題を解決するための手段) 光共振器内にレーザ媒質を挿入し、このレーザ媒質を励
起する励起光発生部を設け、この励起光発生部を駆動す
る駆動電源を設け、この駆動電源の出力を発生させ、さ
らに所定の増加率で増大するように指示する信号を発生
する第1のパルス発生手段を設け、上記駆動電源の出力
を所定の減少率で減少させさらに停止するように指示す
る信号を発生する第2のパルス発生手段を設け、上記光
共振器内にQスイッチ素子を挿入し、このQスイッチ素
子を駆動するQスイッチドライバを設け、上記光共振器
から出力されるレーザ光を検知する出力検知手段を設け
、この出力検知手段によるレーザ出力の検知に基づき上
記第1および第2のパルス発生部およびスイッチドライ
バを所定の周波数で連続制御する制御回路を設けたレー
ザ発振装置にある。
(Means for solving the problem) A laser medium is inserted into an optical resonator, an excitation light generation section for exciting the laser medium is provided, a drive power source is provided for driving this excitation light generation section, and the drive power source is A first pulse generating means is provided for generating a signal for instructing the output to be increased at a predetermined rate of increase, and for instructing the output of the drive power source to be decreased at a predetermined rate of decrease and further to be stopped. A second pulse generating means for generating a signal is provided, a Q-switch element is inserted into the optical resonator, a Q-switch driver is provided for driving the Q-switch element, and a laser beam output from the optical resonator is provided. A laser oscillation device is provided with a control circuit that continuously controls the first and second pulse generators and the switch driver at a predetermined frequency based on the detection of the laser output by the output detection means. .

(作 用) Qスイッチを駆動した状態で、制御回路で制御された第
1のパルス発生手段により、励起光強度をしだいに増加
させることで、19−波長光が発振され、共振器から出
力されると、この出力光を出力検知手段が検知し、この
出力の検知に連動してQスイッチを停止し、ジャイアン
トパルスを発生させることができる。
(Function) With the Q-switch driven, the first pulse generation means controlled by the control circuit gradually increases the excitation light intensity to oscillate 19-wavelength light, which is output from the resonator. Then, the output detection means detects this output light, and in conjunction with the detection of this output, the Q switch can be stopped and a giant pulse can be generated.

(実施例) 本発明における一実施例を第1図乃至第3図を参照して
説明する。図中に示されるレーザ発振装置15は高反射
ミラー16および出力ミラー17とからなる共振器を備
えている。上記高反射ミラー16および出力ミラー17
はともに反射面が凹面に形成されており、誘電体多層膜
からなっている。さらに、上記共振器16.17内には
固体レーザ媒質としての例えばYAGレーザ口・ノド1
8が挿入されている。このレーザロッド18は上記高反
射ミラー16の外側に設けられた励起光発生部としての
半導体レーザ発生部19により励起される。この半導体
レーザ発生部19は駆動電源20により駆動される。な
お、上記半導体レーザ発生部19で発光された半導体レ
ーザ光は集光光学系21によって集光されて高反射ミラ
ー16を透過し上記レーザロッド18に集光される。こ
こで、上記高反射ミラー16の反射面を構成する誘電体
多層膜はレーザロッド18で発光されるYAGレーザ光
を高反射率で反射し、半導体レーザ発生部19で発光さ
れる光を高透過率で透過するようになっている。
(Example) An example of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 3. A laser oscillation device 15 shown in the figure includes a resonator consisting of a high reflection mirror 16 and an output mirror 17. The high reflection mirror 16 and the output mirror 17
Both have concave reflecting surfaces and are made of dielectric multilayer films. Furthermore, inside the resonators 16 and 17, a solid laser medium such as YAG laser port/node 1 is provided.
8 has been inserted. This laser rod 18 is excited by a semiconductor laser generator 19 as an excitation light generator provided outside the high reflection mirror 16. This semiconductor laser generator 19 is driven by a drive power source 20. The semiconductor laser light emitted by the semiconductor laser generating section 19 is focused by the focusing optical system 21, transmitted through the high reflection mirror 16, and focused on the laser rod 18. Here, the dielectric multilayer film constituting the reflective surface of the high-reflection mirror 16 reflects the YAG laser light emitted by the laser rod 18 with a high reflectance, and highly transmits the light emitted by the semiconductor laser generating section 19. It is designed to be transparent at a certain rate.

さらに、上記レーザロッド14と出力ミラー17との間
にはA10−Qスイッチ素子22が挿入されている。こ
のA10−Qスイッチ素子22にはQスイッチドライバ
23が接続されている。
Further, an A10-Q switch element 22 is inserted between the laser rod 14 and the output mirror 17. A Q switch driver 23 is connected to this A10-Q switch element 22.

また、上記出力ミラー17の外側の出力光の光路上には
ビームスプリッタ24が所定の角度傾斜されて、出力さ
れたYAGレーザ光の極一部を分光するように配設され
ている。この分光されたYAGレーザ光は集光レンズ2
5により集光されて、略焦点位置に設けられた光強度セ
ンサー26に入射するようになっている。ここで、上記
ビームスプリッタ24、集光レンズ25および光強度セ
ンサー26は出力検知手段である。
Further, on the optical path of the output light outside the output mirror 17, a beam splitter 24 is arranged so as to be inclined at a predetermined angle so as to split a small portion of the output YAG laser light. This separated YAG laser light is transmitted through a condensing lens 2.
The light is focused by 5 and is made to enter a light intensity sensor 26 provided approximately at the focal position. Here, the beam splitter 24, condensing lens 25, and light intensity sensor 26 are output detection means.

そして、上記光強度センサー26の信号出力部、Qスイ
ッチドライバの信号入力部、および駆動電源20の信号
入力部はそれぞれ制御回路27によって制御されるよう
になっている。この制御回路27には装置全体の起動操
作を行なうマニュアルスイッチ27aが設けられている
。また、レーザ光の周波数を制御するためのタイムカウ
ンタ27b1が設けられている。このタイムカウンタ2
7bは微少時間を高精度でカウントできるものである。
The signal output section of the light intensity sensor 26, the signal input section of the Q-switch driver, and the signal input section of the drive power source 20 are each controlled by a control circuit 27. This control circuit 27 is provided with a manual switch 27a for starting the entire device. Further, a time counter 27b1 for controlling the frequency of the laser beam is provided. This time counter 2
7b is capable of counting minute amounts of time with high precision.

また、上記制御回路27には上記半導体レーザ発生部1
つの駆動電源20を制御する際に起動する、第1および
第2のパルス発生部28゜29が設けられている。この
うち第1パルス発生部28は制御回路27からの信号を
受けると、駆動型lA20が電圧の印加を開始し、且つ
所定の増加率で励起光強度が増大するように指示するパ
ルス信号を発生する。この励起光強度の増加率はレーザ
ロッド18が自然放出過程によって失われるエネルギー
の割合いよりも大である必要がある。
The control circuit 27 also includes the semiconductor laser generator 1.
First and second pulse generators 28 and 29 are provided which are activated when controlling the two drive power supplies 20. When the first pulse generator 28 receives a signal from the control circuit 27, the first pulse generator 28 generates a pulse signal instructing the drive type lA 20 to start applying voltage and to increase the excitation light intensity at a predetermined increase rate. do. The rate of increase in the excitation light intensity needs to be greater than the rate of energy lost by the laser rod 18 through the spontaneous emission process.

また、上記第2パルス発生部2つは上記制御回路27か
ら駆動電源を停止する信号が出力された場合に、所定の
減少率で励起光強度を減少して行き、最終的に電圧の印
加を停止するように指示するパルス15号を発生する。
Furthermore, when the control circuit 27 outputs a signal to stop the drive power source, the two second pulse generators decrease the excitation light intensity at a predetermined rate of decrease, and finally stop applying the voltage. Generates pulse number 15 to instruct it to stop.

なお、上述した励起光強度の制御は、上記制御8回路2
7で全て処理され、第1および第2のパルス発生部28
.29はパルス信号の発生のみを行なう。
The above-described control of the excitation light intensity is performed by the control 8 circuit 2.
7, and the first and second pulse generators 28
.. 29 only generates pulse signals.

さらに、上記制御回路27には上記Qスイッチドライバ
23の一定のRFパワーによる駆動および停止を制御す
るパルス信号を発生する第3のパルス発生部30が設け
られている。
Furthermore, the control circuit 27 is provided with a third pulse generator 30 that generates a pulse signal for controlling driving and stopping of the Q-switch driver 23 using a constant RF power.

このように構成されたレーザ発振装置15は以下のよう
な工程を1サイクルとして連続的にレザ光を発振するよ
うに制御される。
The laser oscillation device 15 configured in this manner is controlled to continuously oscillate laser light, with the following steps as one cycle.

まず、マニュアルスイッチ27aによりレーザ発振装置
15を起動させることで、レーザ光の発振を開始する。
First, oscillation of laser light is started by starting the laser oscillation device 15 using the manual switch 27a.

第3図中におけるST^l?Tである。ST^l in Figure 3? It is T.

そして、第1工程として^10−Qスイッチ索子22に
RFパワーを印加させる。ここで、Qスイッチドライバ
23が^10− Qスイッチ索子22に印加するRFパ
ワーによって第2図中に鎖線で示される所定のしきい値
が決定される。このQスイッチ22の駆動とともにタイ
ムカウンタ27bが所定微少時間t7をカウントする。
Then, as a first step, RF power is applied to the ^10-Q switch cable 22. Here, a predetermined threshold value shown by a chain line in FIG. 2 is determined by the RF power that the Q-switch driver 23 applies to the Q-switch cable 22. As the Q switch 22 is driven, the time counter 27b counts a predetermined minute time t7.

この所定微少時間t7は出力されるレーザ光のパルス周
波数に基づいて決定される時間である。
This predetermined minute time t7 is a time determined based on the pulse frequency of the output laser light.

第2工程において半導体レーザ発生部19が励起光の発
光を開始する。この励起光は所定の増加率で光強度を増
大するように制御される。
In the second step, the semiconductor laser generator 19 starts emitting excitation light. This excitation light is controlled to increase its light intensity at a predetermined rate of increase.

そして、上記励起光強度が増大して、上記A10−Qス
イッチ素子22が設定するしきい値を励起光強度がわず
かに越えると、最も利得の高い波長のレーザ光(単一波
長光: YAGレーザ光においては1.06u)のみが
1.[配出力ミラー17から出力される。この単一波長
光の一部は上記ビームスプリッタ24によって分光され
集光レンズ25に集光されて光強度センサー26に入射
される。この単一波長光の検出によって第3工程が開始
される。第3工程において、制御回路°27はA10−
Qスイッチ素子22へのRFパワーの入力を停止し、こ
れと同時に励起光強度の減少を開始する。つまり、第3
のパルス発生部30によりQスイッチドライバ23がA
10−Qスイッチ索子22・\のRFパワーの入力を停
止するように制御される。
When the excitation light intensity increases and slightly exceeds the threshold set by the A10-Q switch element 22, the laser beam with the highest gain wavelength (single wavelength light: YAG laser In light, only 1.06u) is 1.06u). [Output from distribution output mirror 17. A portion of this single wavelength light is split by the beam splitter 24, condensed by a condenser lens 25, and then incident on a light intensity sensor 26. The third step is initiated by the detection of this single wavelength light. In the third step, the control circuit °27
The input of RF power to the Q-switch element 22 is stopped, and at the same time, the pumping light intensity starts to decrease. In other words, the third
The pulse generator 30 causes the Q switch driver 23 to
It is controlled to stop the input of RF power to the 10-Q switch cable 22.\.

また、これと同時に第2のパルス発生部29により、駆
動電源20が所定の減少率で出力を減少し所定微少時間
t9の後に出力が停止するように制御される。
At the same time, the second pulse generator 29 controls the drive power source 20 to reduce its output at a predetermined rate of decrease, and to stop the output after a predetermined minute time t9.

モしてQスイッチ22の停止および、励起光強度の減少
の開始と同時に所定微少時間110をカウントする。こ
こで、所定微少時間110はYAGレーザ光に要求され
る出力パルスの周波数によって決定される。
Then, a predetermined minute time 110 is counted at the same time as the Q switch 22 is stopped and the excitation light intensity starts to decrease. Here, the predetermined minute time 110 is determined by the frequency of the output pulse required for the YAG laser beam.

そ【7で、この第31−程が終了した後には、再度上記
第1 ][程を行なうように制御される。
[7] After the 31st step is completed, the control is performed to perform the 1st step again.

上述の第1乃至第3工程により1パルス分のレザ光出力
が発生される。
One pulse of laser light output is generated through the first to third steps described above.

このように第1工程から第3工程までの制御により、次
第に増大する励起光強度が1〜占い値をわずかに越える
と、単一波長(レーザ媒質において一番発振出力の高い
波長)のレーザ光が発振されるか、このレーザ光の発振
が始まるまでの所定時間【8の間の励起はパルス的であ
るため、そのビークt?P 1は、第5図、第7図およ
び第9・図におけるP2、Pうより高くとれ、また、R
FレベルR0も第15図、第7図におけるR2 、R3
よりも高(とれる。従って、レーザロッド4の反転分電
は第7図、第9図の場合よりも大きくなり、Qスイッチ
22をopp したときに出力ピークの高い単一波長の
ジャイアントパルスを発生できる。
In this way, by controlling from the first step to the third step, when the gradually increasing excitation light intensity slightly exceeds 1 to the fortune-telling value, the laser beam of a single wavelength (the wavelength with the highest oscillation output in the laser medium) is activated. Since the excitation during the predetermined time [8] until oscillation or the start of oscillation of this laser beam is pulse-like, the peak t? P1 should be higher than P2 and P in Figures 5, 7 and 9, and R
The F level R0 is also R2 and R3 in Fig. 15 and Fig. 7.
Therefore, the inverted electric potential of the laser rod 4 is larger than that shown in Figs. 7 and 9, and when the Q switch 22 is turned off, a giant pulse of a single wavelength with a high output peak is generated. can.

なお、−1−述のようなレーザ発振装置15の共振器1
6.1.7内に非線形光学素子31を挿入することで、
従来のレーザ発振装置では得られなかった高い効率で安
定した単一波長の第2高調波^ハ)−Qスイッチパルス
を発生できる。
Note that the resonator 1 of the laser oscillation device 15 as described in -1-
By inserting the nonlinear optical element 31 in 6.1.7,
It is possible to generate stable, single-wavelength second harmonic ^-Q switch pulses with high efficiency that could not be obtained with conventional laser oscillation devices.

これは、上記非線形光学素子31が透過光の光強度が高
いほど高調波への変換効率を高めることができるという
性質をもつでいるためである。
This is because the nonlinear optical element 31 has a property that the higher the light intensity of the transmitted light, the higher the efficiency of conversion into harmonic waves.

なお、本発明は上記一実施例に限定されるものではない
。例えば上記実施例では励起光発生部としての半導体レ
ーザ発生部19を高反射ミラ16の外側に設けているが
、レーザロッド18の側方に位置させても同様の効果か
えられる。また、レーザロッド18 、A10−Qスイ
ッチ素子22および非線形光字素7−31等の材質等は
(iiJ等限定されない。また、励起光発生部は半導体
レーザ発生部1つを用いているが、これに限定されず、
第2図に示されるように励起光強度を変調でさる励起光
発生部であればよい。さらに、励起光強度の増加率と減
少率が一定になっているが、これに限定されず上述のよ
うにレーザ媒質の反転分/liを進frさせながら励起
光強度を増加して行き、しきい1直をわずかに越えた単
一波長光をもとにジャイアントパルスを発生できる波形
形状で制御すれば同様の効果を1′?ることかできる。
Note that the present invention is not limited to the above embodiment. For example, in the embodiment described above, the semiconductor laser generating section 19 as an excitation light generating section is provided outside the high reflection mirror 16, but the same effect can be obtained even if it is located on the side of the laser rod 18. In addition, the materials of the laser rod 18, A10-Q switch element 22, nonlinear optical element 7-31, etc. are not limited to (iiJ, etc.). Also, although one semiconductor laser generator is used as the excitation light generator, Not limited to this,
Any excitation light generating section that modulates the excitation light intensity as shown in FIG. 2 may be used. Furthermore, although the rate of increase and decrease of the excitation light intensity are constant, the present invention is not limited to this, and as described above, the excitation light intensity can be increased while advancing the inversion/li of the laser medium. A similar effect can be achieved by controlling a waveform shape that can generate a giant pulse based on a single wavelength light slightly exceeding the threshold of 1'? I can do that.

また、第1および第2のパルス発生部28.2gはそれ
ぞれ個々に設けられているか、これに限定されず、一つ
のパルス定生部において、第1および第2のパルスを発
生′46回路を設けてしよく、第1および第2のパルス
を発生ずる−1−段が設けられていればよい。
Further, the first and second pulse generating sections 28.2g may be provided individually, or the present invention is not limited to this, and the first and second pulse generating circuits 28.2g may be provided in one pulse generating section. It is only necessary to provide a -1- stage for generating the first and second pulses.

〔を明の効果〕[light effect]

所定の増加率で励起光強度を増大させてiI(過程でレ
ーザ媒質の反転分4iを進jiさせ、この励起光強度か
しきい値を越えて出力されたレーザ光を検出し、このレ
ーザ出力の検出によりQスイッチの作動を停it−させ
、ンヤイアントパルスを発生させることができる。これ
により、従来構造に比較して出力パルスのピーク値が極
めて高い単一波長光を高い効率で安定して出力できる。
The excitation light intensity is increased at a predetermined rate of increase, iI (in the process, the inversion of the laser medium is advanced 4i, and the laser beam output with this excitation light intensity exceeding a threshold value is detected, and this laser output By detecting this, it is possible to stop the Q-switch operation and generate a constant pulse.This makes it possible to stabilize single wavelength light with extremely high output pulse peak value compared to conventional structures with high efficiency. can be output.

=1 、図面の簡Illな説明 第1図15至第3図は本発明における一実施例であり、
第1図はレーザ発振装置の概略的構成を示す・11而図
、第2図は横軸に時間をとり縦軸に固体レーザ出力とR
Fパワーそして励起光強度をそれぞれ示してレーザ光の
発振状態を示すレーザ発振装置入出力図、第3図はレー
ザ発振装置の制御を示すフローチャート、第4図乃至第
9図は従来例であり、第4図はレーザ装置の一例を、示
す概略的・+i−面図、第5図は横軸に時間をとり縦軸
に固体レーザ出力とRFパワーそして励起光強度をそれ
ぞれ示してレーザ光の発振状態を示すレーザ発振装置の
入出力図、第6図は横軸に時間をとり縦軸に固体レーザ
出力をとり第5図中に示される固体レーザ出力の高分解
能4p1定によるパルス波形を示す出力図、第7図は第
4図中に示されるレーザ発振装置を他の制御方式で制御
した場合の入出力図、第8図は他のレーザ発振装置の概
略的構成を示す平面図、第9図は第8図中に示されるレ
ーザ装置において横軸に時間をとり縦軸に固体L)−ザ
出力および励起光強度をとり入出力状態を示す入出力図
=1, Brief Description of the Drawings Figures 1 to 3 are examples of the present invention,
Figure 1 shows the schematic configuration of the laser oscillation device. Figure 2 shows time on the horizontal axis and solid-state laser output and R on the vertical axis.
A laser oscillation device input/output diagram showing the oscillation state of laser light by showing F power and excitation light intensity, respectively, FIG. 3 is a flowchart showing control of the laser oscillation device, and FIGS. 4 to 9 are conventional examples, Fig. 4 is a schematic +i-plane diagram showing an example of a laser device, and Fig. 5 shows time on the horizontal axis and solid-state laser output, RF power, and pumping light intensity on the vertical axis, and oscillation of laser light. Figure 6 is an input/output diagram of the laser oscillation device showing the status, with time on the horizontal axis and solid-state laser output on the vertical axis, and output showing the pulse waveform of the solid-state laser output with high resolution 4p1 constant shown in Figure 5. 7 is an input/output diagram when the laser oscillation device shown in FIG. 4 is controlled by another control method, FIG. 8 is a plan view showing the schematic configuration of another laser oscillation device, and FIG. The figure is an input/output diagram showing the input/output state of the laser device shown in FIG. 8, with the horizontal axis representing time and the vertical axis representing solid state L) laser output and excitation light intensity.

15・・・レーザ発振装置、16・・・高反射ミラ17
・・・出力ミラー 18・・・レーザロッド(レーザ媒
質) 19・・・半導体レーザ発生部(励起光発生部)
 20・・・駆動電源、22・・・^10−Qスイッチ
素子(Qスイッチ)、23・・・Qスイッチドライバ、
26・・・光強度センサー(出力検知手段) 27・・
・制御回路、28・・・第1のパルス発生部(第1のパ
ルス発生手段)、29・・・第2のパルス発生部(第2
のパルス発生手段)。
15... Laser oscillation device, 16... High reflection mirror 17
...Output mirror 18...Laser rod (laser medium) 19...Semiconductor laser generator (excitation light generator)
20... Drive power supply, 22...^10-Q switch element (Q switch), 23... Q switch driver,
26... Light intensity sensor (output detection means) 27...
- Control circuit, 28... first pulse generating section (first pulse generating means), 29... second pulse generating section (second
pulse generation means).

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 高反射ミラーと、この高反射ミラーに対峙して光共振器
を構成する出力ミラーと、上記高反射ミラーと出力ミラ
ーとの間に設けられたレーザ媒質およびQスイッチ素子
と、上記レーザ媒質を励起する励起光発生部と、この励
起光発生部を発光させる駆動電源と、この駆動電源の出
力を発生させさらに所定の増加率で増大するように指示
する信号を発生する第1のパルス発生手段と、上記駆動
電源の出力を所定の減少率で減少させさらに停止するよ
うに指示する信号を発生する第2のパルス発生手段と、
上記Qスイッチ素子を駆動するQスイッチドライバと、
上記出力ミラーから出力されるレーザ光を検知する出力
検知手段と、この出力検知手段によるレーザ出力の検知
に基づき上記第1および第2のパルス発生部およびQス
イッチドライバを所定周波数で連続制御する制御回路と
を具備することを特徴とするレーザ発振装置。
A high-reflection mirror, an output mirror that faces the high-reflection mirror and forms an optical resonator, a laser medium and a Q-switch element provided between the high-reflection mirror and the output mirror, and a Q-switch element that excites the laser medium. an excitation light generating section for emitting light, a driving power source for causing the excitation light generating section to emit light, and a first pulse generating means for generating a signal instructing the output of the driving power source to increase at a predetermined increase rate. , a second pulse generating means for generating a signal instructing to reduce the output of the drive power source at a predetermined rate and further stop the output;
a Q-switch driver that drives the Q-switch element;
Output detection means for detecting the laser light output from the output mirror, and control for continuously controlling the first and second pulse generators and the Q-switch driver at a predetermined frequency based on the detection of the laser output by the output detection means. A laser oscillation device comprising a circuit.
JP7960389A 1989-03-30 1989-03-30 Laser oscillator Pending JPH02260479A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP7960389A JPH02260479A (en) 1989-03-30 1989-03-30 Laser oscillator

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP7960389A JPH02260479A (en) 1989-03-30 1989-03-30 Laser oscillator

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH02260479A true JPH02260479A (en) 1990-10-23

Family

ID=13694592

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP7960389A Pending JPH02260479A (en) 1989-03-30 1989-03-30 Laser oscillator

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH02260479A (en)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001223421A (en) * 2000-02-09 2001-08-17 Mitsubishi Electric Corp Wavelength conversion laser device and laser processing device
JP2002252403A (en) * 2001-02-21 2002-09-06 Keyence Corp Laser oscillator and its laser pulse control method
US6782012B2 (en) 2000-06-06 2004-08-24 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Laser device and method of controlling Q-switched frequency converted laser, process and system using laser device
JP2005045211A (en) * 2003-05-16 2005-02-17 Metal Improvement Co Inc Self-seeded single frequency solid-state laser ring laser, single frequency laser peening method, and method thereof
JP2010186762A (en) * 2009-02-10 2010-08-26 Shimadzu Corp Solid-state laser apparatus
WO2012108248A1 (en) * 2011-02-08 2012-08-16 株式会社フジクラ Q-switched fiber laser

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001223421A (en) * 2000-02-09 2001-08-17 Mitsubishi Electric Corp Wavelength conversion laser device and laser processing device
US6782012B2 (en) 2000-06-06 2004-08-24 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Laser device and method of controlling Q-switched frequency converted laser, process and system using laser device
JP2002252403A (en) * 2001-02-21 2002-09-06 Keyence Corp Laser oscillator and its laser pulse control method
JP2005045211A (en) * 2003-05-16 2005-02-17 Metal Improvement Co Inc Self-seeded single frequency solid-state laser ring laser, single frequency laser peening method, and method thereof
US7180918B2 (en) 2003-05-16 2007-02-20 Metal Improvement Company, Llc Self-seeded single-frequency solid-state ring laser and system using same
US7573001B2 (en) 2003-05-16 2009-08-11 Metal Improvement Company, Llc Self-seeded single-frequency laser peening method
US8207474B2 (en) 2003-05-16 2012-06-26 Metal Improvement Company, Llc Self-seeded single-frequency laser peening method
JP2010186762A (en) * 2009-02-10 2010-08-26 Shimadzu Corp Solid-state laser apparatus
WO2012108248A1 (en) * 2011-02-08 2012-08-16 株式会社フジクラ Q-switched fiber laser
JP2012164860A (en) * 2011-02-08 2012-08-30 Fujikura Ltd Q switch type fiber laser

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4370251B2 (en) Method and apparatus for oscillator start-up control of a mode-locked laser
US5381431A (en) Picosecond Q-switched microlasers
JPH08501903A (en) Modulated pulsed laser for cavity
JP2002503396A (en) laser
JP2003198019A (en) Laser light source
JP2009512229A (en) Injection-lock Q-switch and Q-switch cavity dump CO2 lasers for extreme UV generation
JPH02260479A (en) Laser oscillator
JP3035613B1 (en) Apparatus and method for pulsed amplification of single mode laser light
JP2000156535A (en) Injection locked narrow-band pulse laser system
JP2001308426A (en) Pulse laser oscillating method and oscillating device
JP2904189B2 (en) Optical parametric oscillator
JPH05110179A (en) Short wavelength and short duration pulse light source
JP2008010720A (en) Fiber laser device
JP2734945B2 (en) Laser oscillator
US3922618A (en) Multiple transition laser
JP2005243879A (en) Harmonic laser beam generator
JP2007242974A (en) Semiconductor-laser exciting solid laser device
JPH0744039Y2 (en) Diode laser pumped Q-switch oscillation solid-state laser device
US3628044A (en) Second harmonic laser
JPS61168979A (en) Pulse laser device
JP3188947B2 (en) Q switch control device
JP2986699B2 (en) Q switch control device
RU2689846C1 (en) Laser with resonator q-switching and stabilization of output pulses (options)
JPH05327078A (en) Solid laser device
JPS6330791B2 (en)