JPH0239479A - Laser oscillator - Google Patents

Laser oscillator

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JPH0239479A
JPH0239479A JP18926488A JP18926488A JPH0239479A JP H0239479 A JPH0239479 A JP H0239479A JP 18926488 A JP18926488 A JP 18926488A JP 18926488 A JP18926488 A JP 18926488A JP H0239479 A JPH0239479 A JP H0239479A
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JP
Japan
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external mirror
angle
laser
output
photodiode
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Application number
JP18926488A
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Japanese (ja)
Inventor
Kazuo Ichijo
和夫 一条
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Rion Co Ltd
Original Assignee
Rion Co Ltd
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Publication date
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    • 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
    • H01S3/105Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating by controlling the mutual position or the reflecting properties of the reflectors of the cavity, e.g. by controlling the cavity length

Abstract

PURPOSE:To automatically return the title oscillator to optimum conditions even with an optical axis displaced by allowing control means to control drive means based on an output from laser light detector means so as to maximize the output and thereby changing an angle of an external mirror. CONSTITUTION:In normal operation, laser oscillation is started between a reflection mirror and an external mirror 5, and part of a laser light L passes through the external mirror 5 and is incident upon a photodiode 12 after passing through a through-hole 7a in an adjusting plate 7, a through-hole 8a in a support 8. The amount of the laser light L is converted to an electric output through the photodiode 12, and fed to control means 13 for monitoring at all times. When an angle (displacement angle) between the laser light L and a perpendicular line normal to the reflecting surface of the existence mirror 5 is 0 deg., forward and backward paths of the laser light are coincident to assure maximum intensity laser oscillation and further assure a maximum output of the photodiode 12. The output of the photodiode 12 is reduced even in any case of the displacement angle where it takes an angle other other than 0 deg.. Hereby, angular control for the external mirror 5 is performed.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、レーザ発振器に関し、更に詳しく述べると外
部ミラーの角度を自動制御して常に最良のレーザ発振を
維持する外部鏡型レーザ発振器に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a laser oscillator, and more specifically, to an external mirror type laser oscillator that automatically controls the angle of an external mirror to always maintain the best laser oscillation.

(従来技術〕 各種のレーザ発振器のうち外部鏡型のレーザ発振器は、
外部にある反射ミラー(外部ミラー)が交換可能である
、またこの外部ミラーにより光軸の調整が容易である等
の特徴があるが、他にも共振器部分からレーザ光線の一
部を取り出して利用するのではなく、共振器内部の高密
度のレーザ光を直接利用し得る特徴があり、このため例
えば散乱光式の微粒子計に利用すると0.1μm程度の
微小な粒子までも検出することができ好適である。
(Prior art) Among various laser oscillators, external mirror type laser oscillators are
The external reflection mirror (external mirror) is replaceable, and the optical axis can be easily adjusted using this external mirror. Instead, it has the feature of directly using the high-density laser light inside the resonator, and for this reason, for example, when used in a scattered light type particle meter, it is possible to detect particles as small as 0.1 μm. It is suitable.

第6図はこうした従来の外部鏡型レーザ発振器の一例を
示している。同図において1は光源部である放電管であ
り、励起媒体である放電部が封入されており、また一端
には共振器の一部をなす反射鏡2が配設されており、他
端にはブリュースタ窓4が配設されている。この放電管
1の内部にはレーザ媒質である、例えばHe−Ne、C
o、等の気体3が封入されている。この放電管1の光軸
延長上には、前記ブリュースタ窓4に対向して共振器の
他の部分をなす外部ミラー5が配設されている。前記外
部ミラー5は調整板7に一体に固定されており、この調
整板7は板バネ9を介して支持板8に固定されている。
FIG. 6 shows an example of such a conventional external mirror type laser oscillator. In the figure, 1 is a discharge tube which is a light source, and a discharge part which is an excitation medium is enclosed, and a reflecting mirror 2 which forms part of a resonator is disposed at one end, and at the other end. A Brewster window 4 is provided. Inside the discharge tube 1 is a laser medium such as He-Ne or C.
A gas 3 such as o, etc. is enclosed. On the optical axis extension of the discharge tube 1, an external mirror 5, which forms another part of the resonator, is disposed opposite the Brewster window 4. The external mirror 5 is integrally fixed to an adjustment plate 7, and this adjustment plate 7 is fixed to a support plate 8 via a leaf spring 9.

前記支持板8は基台部(図示せず)に固定されており、
またこの支持板8には調整ネジ6が複数個螺合されてお
り、この調整ネジ6の各先端は前記調整板7に当接して
いる。従って前記調整ネジ6を適宜まわしでその各先端
の位置を軸方向に変えれば前記調整板7の角度従って外
部ミラー5の角度を任意に調整できることになる。
The support plate 8 is fixed to a base (not shown),
Further, a plurality of adjustment screws 6 are screwed into this support plate 8, and the tips of each adjustment screw 6 are in contact with the adjustment plate 7. Therefore, by turning the adjustment screws 6 appropriately to change the position of each tip in the axial direction, the angle of the adjustment plate 7 and therefore the angle of the external mirror 5 can be adjusted as desired.

ところで、この外部ミラー5の角度は外部鏡型レーザ発
振器にあっては非常に重要である。すなわち、レーザ発
振は放電管1のブリュースタ窓4の反対側の一端に配設
された反射鏡2と、外部ミラー5との間で生じるが、こ
の時必ず第7図に示すように、ブリュースタ窓4から出
た光線が光路Aを通って外部ミラー5に達した後反射さ
れ、往路と同じ道筋、すなわち光路Aを通りブリュース
タ窓4に人射せねばならない。例えば外部ミラー5の角
度が破線で示すようにθだけずれて、外部ミラー5から
の反射光が光路Bを通ると上記関係が充たされずレーザ
発振が弱まったり、あるいはレーザ発振が停止すること
になる。なお、逆に放電管1が動いてしまい光軸がずれ
た場合も全く同様にレーザ発振が弱まったり、停止する
By the way, the angle of this external mirror 5 is very important in an external mirror type laser oscillator. That is, laser oscillation occurs between the reflecting mirror 2 disposed at one end of the discharge tube 1 on the opposite side of the Brewster window 4 and the external mirror 5, but at this time, as shown in FIG. The light beam emitted from the Brewster window 4 passes through the optical path A, reaches the external mirror 5, is reflected, and then passes through the same path as the outgoing path, that is, the optical path A, and must be incident on the Brewster window 4. For example, if the angle of the external mirror 5 deviates by θ as shown by the broken line and the reflected light from the external mirror 5 passes through the optical path B, the above relationship will not be satisfied and the laser oscillation will weaken or stop. . On the other hand, even if the discharge tube 1 moves and the optical axis shifts, the laser oscillation weakens or stops in exactly the same way.

ところで、以上述べたごとく外部ミラーあるいは放電管
の内いずれかが変位した場合、いずれであっても調整容
易な外部ミラーの方の角度を変えて再調整することが行
われている。
By the way, as described above, when either the external mirror or the discharge tube is displaced, readjustment is performed by changing the angle of the external mirror, which is easier to adjust.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

ところで、従来の外部鏡型のレーザ発振器にあっては、
光軸をレーザ発振に最適なものにするための外部ミラー
5の調整は前述した調整ネジ6を回して手動で行ってい
た。このため、レーザ発振器の環境、状態等が変化する
度に最良のレーザ発振となるように調整ネジ6を回して
レーザ発振器の外部ミラー5の角度をいちいち調整する
必要があり煩雑であった。
By the way, in the conventional external mirror type laser oscillator,
Adjustment of the external mirror 5 to make the optical axis optimal for laser oscillation was performed manually by turning the aforementioned adjustment screw 6. Therefore, it is necessary to adjust the angle of the external mirror 5 of the laser oscillator one by one by turning the adjustment screw 6 to obtain the best laser oscillation every time the environment, state, etc. of the laser oscillator changes, which is complicated.

すなわち、例えば環境温度が異なればこの温度変化に応
じてレーザ発振器の各部が伸縮し、結局外部ミラーの光
軸の角度が最適の角度からずれ、レーザ発振が弱まり出
力の低下ひいてはレーザ発振の停止という事態に至るこ
とになる。例として、室温(2,0〜25°C)におい
てレーザ発振器の出力が最大となるように外部ミラーの
角度を調整した場合には、再調整をしなければ実際的な
使用温度範囲は5〜35°Cと制限されてしまう。
In other words, for example, if the environmental temperature changes, each part of the laser oscillator will expand or contract in response to this temperature change, and the angle of the optical axis of the external mirror will eventually deviate from the optimal angle, weakening the laser oscillation, resulting in a decrease in output and eventually stopping the laser oscillation. This will lead to a situation. For example, if the angle of the external mirror is adjusted so that the output of the laser oscillator is maximized at room temperature (2.0 to 25°C), the practical operating temperature range is 5 to 25°C unless readjusted. It is limited to 35°C.

その他、例えば調整後のレーザ発振器に外部から衝撃等
の外力が加わった場合にもレーザ発振器各部に相対的な
位置変化・角度変化が生じることがあり、この場合にも
やはり光軸がずれ、レーザ出力の低下ひいてはレーザ発
振の停止を引き起こすことになる。
In addition, for example, when an external force such as an impact is applied to the laser oscillator after adjustment, relative positional and angular changes may occur in each part of the laser oscillator. In this case, the optical axis also shifts and the laser This will cause a decrease in output and eventually stop laser oscillation.

さらにまた、機械的位置ずれが全くない場合でさえ光軸
がずれることがある。すなわち、共振器内の放電管と外
部ミラーとの間の気体は通常空気である。この場合、第
8図に示すように光路Aを通ってレーザ発振をしていた
とする。しかるに、例えばレーザ発振器を用いた微粒子
計に於いて空気以外のガス中の微粒子を測定しようとし
て、このガスを共振器内に導いた場合には、共振器はこ
のガスの雰囲気中に置かれることとなる。この場合には
レーザ放電管1に設けであるブリュースタ窓4に使用し
ている材料の屈折率と、前記ガスの屈折率との関係によ
りレーザ光線は空気中にあった時と異なった方向、例え
ば光路Bを通ることになり、光軸がずれてしまいやはり
前述したようなレーザ出力の低下ひいてはレーザ発振の
停止等が生じることとなる。
Furthermore, the optical axis may shift even in the absence of any mechanical misalignment. That is, the gas between the discharge tube within the resonator and the external mirror is usually air. In this case, it is assumed that the laser oscillates through the optical path A as shown in FIG. However, for example, when using a particle meter using a laser oscillator to measure particles in a gas other than air, when this gas is introduced into a resonator, the resonator must be placed in an atmosphere of this gas. becomes. In this case, due to the relationship between the refractive index of the material used for the Brewster window 4 provided in the laser discharge tube 1 and the refractive index of the gas, the laser beam moves in a different direction than when it was in the air. For example, the light passes through optical path B, causing the optical axis to shift, resulting in a decrease in the laser output as described above, and even a stoppage of laser oscillation.

上述したように、レーザ発振器の光軸のずれは極めて容
易に起こるものであり、使用にあたっては頻繁に光軸の
調整を行わねばならなかった。もしレーザ発振器が機器
等に組み込まれており光軸の調整が行えない、もしくは
行い難い場合には、前述したごとく使用温度範囲が限ら
れてしまう、あるいは機械的衝撃に弱い、また空気中で
の使用を前提として外部ミラーの角度を設定している場
合には空気以外のガス中では発振が弱くなったり、まっ
たく発振しなくなる等の問題点があった。
As described above, the optical axis of a laser oscillator can shift quite easily, and the optical axis must be adjusted frequently during use. If the laser oscillator is built into equipment and the optical axis cannot be adjusted or is difficult to adjust, the operating temperature range will be limited as mentioned above, or the laser oscillator will be susceptible to mechanical shock, or if it is difficult to adjust the optical axis. If the angle of the external mirror is set based on the premise of use, there are problems such as the oscillation becoming weaker or not oscillating at all in gases other than air.

〔発明の目的〕[Purpose of the invention]

本発明の目的は、機械的な位置ずれや環境変化があって
も自動的に光軸を調整し、常に最適なレーザ発振を保つ
新規な外部鏡型レーザ発振器を提供することにある。
An object of the present invention is to provide a new external mirror type laser oscillator that automatically adjusts the optical axis even when mechanical positional deviation or environmental changes occur and always maintains optimal laser oscillation.

C問題点を解決するための手段〕 以上の目的を達成する為に本発明においては、励起媒体
とレーザ媒質とからなる光源部と、少なくとも一つの外
部ミラーを有する共振器とからなる外部鏡型レーザ発振
器において、 前記外部鏡型レーザ発振器が発生するレーザ光の強度を
信号に変換するレーザ光検出手段と、前記外部ミラーの
角度を変化させ得る駆動手段と、前記駆動手段を制御す
る制御手段とを備え、前記レーザ光検出手段の出力に基
づき、この出力を最大とするように前記制御手段が前記
駆動手段を制御して、前記外部ミラーの角度を変更する
ようにする。
Means for Solving Problem C] In order to achieve the above object, the present invention provides an external mirror type resonator comprising a light source section comprising an excitation medium and a laser medium, and a resonator having at least one external mirror. The laser oscillator includes: a laser beam detection means for converting the intensity of the laser beam generated by the external mirror type laser oscillator into a signal; a driving means for changing the angle of the external mirror; and a control means for controlling the driving means. Based on the output of the laser beam detection means, the control means controls the drive means to maximize the output, and changes the angle of the external mirror.

(実施例〕 以下1本発明に係る一実施例を図面を参照して説明する
(Example) An example according to the present invention will be described below with reference to the drawings.

第1図は本発明を適用したレーザ発振器を用いた光散乱
式微粒子計の検出部の実施例を示す。
FIG. 1 shows an embodiment of a detection section of a light scattering particle meter using a laser oscillator to which the present invention is applied.

第1図において工は光源部である放電管であり内部には
励起媒体である放電部、およびレーザ媒質である、例え
ばHe−Ne、Go、等の気体3がが封入されている。
In FIG. 1, numeral 1 is a discharge tube which is a light source, and a discharge tube which is an excitation medium and a gas 3 such as He-Ne, Go, etc. which is a laser medium are sealed inside.

またこの放電管1の一端には共振器の一部をなす反射鏡
2(図示せず)が配設されており、他端にはブリュース
タ窓4が配設されている。なおこの放電管1は基台(図
示せず)に固定されている。
Further, a reflecting mirror 2 (not shown) forming part of a resonator is disposed at one end of the discharge tube 1, and a Brewster window 4 is disposed at the other end. Note that this discharge tube 1 is fixed to a base (not shown).

この放電管1の光軸延長上には、前記ブリュースタ窓4
に対向して外部ミラ一部30が配設されている。この外
部ミラ一部30は、次のような部分すなわち、前記放電
管1が固定された基台に固定されており通孔8aが穿設
された支持体8、この支持体8に固定された駆動手段で
ある複数の圧電アクチュエータエ1、通孔7aが穿設さ
れ前記駆動手段11の駆動軸11aに当接された調整板
7、この調整板7と前記支持体8とを結合する板バネ9
、この調整板7を支持体8に引き寄せるためのスプリン
グ10、前記調整板7に固定され共振器の他の一部をな
すところの、レーザ光の一部が透過し得る外部ミラー5
および前記支持体8に穿設された通孔8aの軸上で外部
ミラー5の背面側、前記支持体8の後方に配置されたレ
ーザ光検出手段であるフォトダイオード12からなる。
The Brewster window 4 is located on the optical axis extension of the discharge tube 1.
An external mirror portion 30 is disposed opposite to. This external mirror part 30 has the following parts: a support 8 fixed to a base to which the discharge tube 1 is fixed and having a through hole 8a formed therein, and a support 8 fixed to the support 8. A plurality of piezoelectric actuators 1 serving as driving means, an adjusting plate 7 having a through hole 7a and abutting against the driving shaft 11a of the driving means 11, and a leaf spring connecting the adjusting plate 7 and the support body 8. 9
, a spring 10 for drawing the adjusting plate 7 to the support 8, and an external mirror 5 fixed to the adjusting plate 7 and forming another part of the resonator through which a part of the laser beam can pass.
and a photodiode 12, which is a laser beam detection means, arranged on the axis of a through hole 8a formed in the support 8, on the back side of the external mirror 5, and behind the support 8.

なお、例えば前記調整板7、前記支持体8を透明な材質
で形成した場合には通孔7aと8aとは不要である。
Note that, for example, when the adjustment plate 7 and the support body 8 are made of a transparent material, the through holes 7a and 8a are unnecessary.

13は制御部であり、前記フォトダイオード12が接続
されており、またこの制御部13の制御出力は前記複数
の駆動手段11へと接続されている。なお、この制御部
13には外部より電気が供給されている。
Reference numeral 13 denotes a control section, to which the photodiode 12 is connected, and the control output of this control section 13 is connected to the plurality of drive means 11. Note that this control section 13 is supplied with electricity from the outside.

第2図に詳細に示すごとく31は測定すべき微粒子を含
む試料が吹き出すインレットノズルであり、このインレ
ットノズル31より吹き出した気体試料32はレーザ光
りと交差してアウトレットノズル33より吸入され、し
かる後微粒子計より排出される。このときレーザ光線と
交差する照射領域3.4を微粒子が通過する際にこの微
粒子は散乱光を発するのでこの散乱光をレンズ系35で
集光して光電変換素子36へと導き、この光電変換素子
の出力に電気的処理が施され最終的に微粒子の粒径分布
・個数等の測定結果が得られることとなる。
As shown in detail in FIG. 2, numeral 31 is an inlet nozzle from which a sample containing fine particles to be measured is blown out, and a gas sample 32 blown out from this inlet nozzle 31 intersects with the laser beam and is sucked through an outlet nozzle 33, and then Emitted from the particle meter. At this time, when the fine particles pass through the irradiation area 3.4 intersecting the laser beam, the fine particles emit scattered light, so this scattered light is focused by the lens system 35 and guided to the photoelectric conversion element 36, and the photoelectric conversion is performed. The output of the element is subjected to electrical processing, and finally measurement results such as the particle size distribution and number of fine particles are obtained.

つぎに、上記実施例のレーザ共振器の作用について述べ
ると、常態にあっては、反射鏡(図示せず)と外部ミラ
ー5の間でレーザ発振が生じており、レーザ光りの一部
は外部ミラー5を透過し、調整板7の通孔7a、更に支
持体8の通孔8aを通過してフォトダイオード12にあ
たっている。
Next, to describe the operation of the laser resonator of the above embodiment, under normal conditions, laser oscillation occurs between the reflecting mirror (not shown) and the external mirror 5, and a part of the laser beam is transmitted externally. The light passes through the mirror 5, passes through the through hole 7a of the adjustment plate 7, and further passes through the through hole 8a of the support body 8, and hits the photodiode 12.

このレーザ光りの光量は前記フォトダイオード12によ
り電気出力に変換され制御手段13へと送られて常時監
視されている。ところで外部ミラー5が任意の一方向に
沿って角度を変えた場合、前記フォトダイオード12の
出力の大きさは第3図に示すごとく分布することになる
。すなわち、レーザ光線りと外部ミラー5の反射面にた
てた垂線とがなす角度θ(ずれ角)がOoの場合にレー
ザ光線の往路と復路が一致し、最大強度のレーザ発振が
得られ、フォトダイオード12の出力も最大となる。前
記ずれ角θがOoよりいずれの向きにずれてもフォトダ
イオード12の出力は減少することになる。このことを
利用して外部ミラーの角度制御が行われる。
The amount of this laser light is converted into electrical output by the photodiode 12 and sent to the control means 13, where it is constantly monitored. By the way, when the angle of the external mirror 5 is changed along any one direction, the magnitude of the output of the photodiode 12 will be distributed as shown in FIG. That is, when the angle θ (deviation angle) between the laser beam and the perpendicular to the reflective surface of the external mirror 5 is Oo, the forward and backward paths of the laser beam coincide, and laser oscillation with maximum intensity is obtained. The output of the photodiode 12 also becomes maximum. No matter which direction the deviation angle θ deviates from Oo, the output of the photodiode 12 will decrease. This fact is utilized to control the angle of the external mirror.

すなわち、外部ミラー5の角度がレーザ光線りとθ1ず
れていたとすると、先ず前記制御手段13は先ず現在の
フォトダイオード12の出力の大きさ(I、)を記憶す
る。ついで前述の駆動手段11を駆動して駆動軸11a
で調整板7ひいては外部ミラー5の角度をある向きに一
定値だけ僅かに変えて、この時のフォトダイオード12
の出力の大きさ(r2)を得、変える前の値と比較する
That is, assuming that the angle of the external mirror 5 deviates from the laser beam by θ1, the control means 13 first stores the current magnitude (I,) of the output of the photodiode 12. Then, the drive means 11 described above is driven to drive the drive shaft 11a.
Then, the angle of the adjustment plate 7 and therefore the external mirror 5 is slightly changed by a certain value in a certain direction, and the photodiode 12 at this time is
Obtain the magnitude of the output (r2) and compare it with the value before changing.

この結果が減った場合、すなわちI、>1.の時には間
違った向きに制御していると判断し、角度を反対向きに
変えるように駆動手段11を制御し前述の動作を繰返す
。反対に、制御した結果が増えた場合、すなわち■1≦
I2の時にはまだフォトダイオード12の出力が最大値
に達していないと判断し、前述の過程を繰り返す。すな
わち、更に同じ向きに外部ミラー5の角度を変え、変え
る直前の値と比較、判断する。この様な動作を続けて、
角度を変えた結果フォトダイオード12の出力大きさ(
I2)が、角度を変える前の出力大きさ(I 、)より
小、すなわちI、>12となった場合には最大値を越し
たと判断し、角度を変える向きが逆転するように駆動手
段11を駆動する。絶えずこの動作を続けるので、外部
ミラー5の角度はフォトダイオ−・ドの出力が最大とな
る角度の極近傍に保たれる。ところで、駆動手段11は
複数設けられており調整板7を多点支持しているので調
整板7、従って外部ミラー5は任意方向に角度調整が可
能であり、一方向に関してのみの制御で足りない場合に
は、さらに前述した方向と異なるもう1つの方向(例え
ば直交方向)についても前述したと同様な制御を行う過
程を含ませ、両方向について交互に制御を行うことによ
ってレーザ発振に最良の外部ミラー5の角度が自動的に
保たれる。
If this result decreases, i.e. I, >1. When this happens, it is determined that the control is in the wrong direction, and the driving means 11 is controlled to change the angle in the opposite direction, and the above-described operation is repeated. On the other hand, if the controlled result increases, that is, ■1≦
At the time of I2, it is determined that the output of the photodiode 12 has not yet reached the maximum value, and the above-described process is repeated. That is, the angle of the external mirror 5 is further changed in the same direction, and the angle is compared and determined with the value immediately before the change. Continuing this kind of action,
As a result of changing the angle, the output size of the photodiode 12 (
When I2) is smaller than the output magnitude (I,) before changing the angle, that is, I>12, it is determined that the maximum value has been exceeded, and the driving means is set so that the direction of changing the angle is reversed. 11. Since this operation is continued continuously, the angle of the external mirror 5 is kept very close to the angle at which the output of the photodiode is maximum. Incidentally, since a plurality of drive means 11 are provided and support the adjustment plate 7 at multiple points, the adjustment plate 7, and therefore the external mirror 5, can be adjusted in angle in any direction, and control in only one direction is insufficient. In some cases, the process of performing the same control as described above in another direction different from the above-mentioned direction (for example, the orthogonal direction) is included, and by performing control in both directions alternately, the best external mirror for laser oscillation can be obtained. The angle of 5 is automatically maintained.

上述した制御にマイクロコンピュータを利用した実施例
を以下に示す。
An embodiment using a microcomputer for the above-mentioned control will be shown below.

第4図は制御手段13の構成の一実施例である。FIG. 4 shows an embodiment of the configuration of the control means 13.

41はマイクロコンピュータ部であり、CPU、RAM
、プログラムROM、レジスタを含む。
41 is a microcomputer section, which includes a CPU and a RAM.
, program ROM, and registers.

42はA/D変換手段であり、前述したフォトダイオー
ド12からの電圧出力が入力され、デジタル値に変換さ
れる。このA/D変換手段42は、前記マイクロコンピ
ュータ部41とパスラインで接続されている。
42 is an A/D conversion means, into which the voltage output from the photodiode 12 mentioned above is input and converted into a digital value. This A/D conversion means 42 is connected to the microcomputer section 41 through a pass line.

また、43はD/A変換手段であり、前記マイクロコン
ピュータ部41とパスラインで接続されており、またそ
の変換出力は前述した駆動手段11に接続されている。
Reference numeral 43 denotes a D/A conversion means, which is connected to the microcomputer section 41 by a pass line, and whose conversion output is connected to the drive means 11 described above.

本実施例ではこのD/A変換手段は、外部ミラー5の軸
を任意の方向に角度調整するために2個設けられており
、それぞれ対応する2個の駆動手段11を駆動する。
In this embodiment, two D/A converting means are provided to adjust the angle of the axis of the external mirror 5 in any direction, and each drives two corresponding driving means 11.

かく構成された制御手段13においては、前記マイクロ
コンピュータ部41は前記A/D変換手段42の出力す
なわち前記フォトダイオード12の出力を取り込み、評
価してD/A変換手段13を介して外部ミラー5の角度
を調整し、もってレーザ発振の強度を最大となるように
制御する。
In the control means 13 configured in this way, the microcomputer section 41 takes in the output of the A/D conversion means 42, that is, the output of the photodiode 12, evaluates it, and converts it to the external mirror 5 via the D/A conversion means 13. The angle of the laser oscillation is adjusted to maximize the intensity of laser oscillation.

上述した制御の過程の一例を第5図に示すフローチャー
トに沿って以下説明する。なお同図中のP1〜P1□は
フローチャートの各ステップを示す。
An example of the above-mentioned control process will be described below with reference to the flowchart shown in FIG. Note that P1 to P1□ in the figure indicate each step of the flowchart.

まず、外部ミラー5の角度を調整する方向(移動方向)
をX方向に設定させる(P2)。ついで、設定された移
動方向における2つの向きのうちのどちら向きに外部ミ
ラー5を移動させるか(移動向き)を正に設定させる(
P3)。つぎに前記移動方向を変更する(P4)。つい
でカウンタNの値に0を設定する(P、)。
First, the direction in which the angle of the external mirror 5 is adjusted (movement direction)
is set in the X direction (P2). Next, the direction in which the external mirror 5 is to be moved (movement direction) is set to be positive among the two directions in the set movement direction (
P3). Next, the moving direction is changed (P4). Then, the value of the counter N is set to 0 (P,).

そして、N22であるか否かを判定させる(pa)。こ
こで、N22であるならば(P4)からのステンブをく
り返す。もし、N<4ならば、N=N+1とする。すな
わち、カウンタの値Nを1つ増加させる(P7)。つい
で、外部ミラー5の現在の位置でのレーザ光変換手段1
2の出力電圧(光量値、11)をA/D変換手段42で
数値化した後記憶する(P8)。つぎに2個のD/A変
換手段43を制御して前記2個の駆動手段11にそれぞ
れ所望の電圧を加える(P、)。このため、駆動手段1
1はこの電圧に応じて外部ミラー5の角度を、現在設定
された移動方向、移動向きに一定値だけ増加させること
になる。次に、角度変更後の外部ミラーの位置でのレー
ザ光変換手段12の出力電圧(光量値、I2)をA/D
変換手段42で数値化した後記憶する(Pl、)。そし
て、(P8)で得られた11と、(P、。)で得られた
I2とを比較しI2≧I、であるか否かを判定する(P
、、)。もし、■2≧11であれば(P8)からのステ
ップを繰り返す。またIZ<Itであれば、移動向きを
反転させる、すなわち正であったならば負に、負であっ
たならば正に設定する(Plz)。この(PI□)の後
は■2≧11の場合と同様に(P8)からのステップを
繰り返す。この様にして2方向について交互に5回ずつ
レーザ光の発振強度が最大となるよう外部ミラー5の角
度を制御し続けることになる。
Then, it is determined whether or not it is N22 (pa). Here, if it is N22, repeat the steps from (P4). If N<4, set N=N+1. That is, the counter value N is increased by one (P7). Next, the laser beam conversion means 1 at the current position of the external mirror 5
The output voltage of No. 2 (light amount value, 11) is converted into a numerical value by the A/D conversion means 42 and then stored (P8). Next, the two D/A conversion means 43 are controlled to apply desired voltages to each of the two driving means 11 (P,). For this reason, the driving means 1
1 increases the angle of the external mirror 5 by a certain value in the currently set moving direction, in accordance with this voltage. Next, the output voltage (light amount value, I2) of the laser beam conversion means 12 at the position of the external mirror after the angle change is measured using an A/D converter.
It is converted into a numerical value by the conversion means 42 and then stored (Pl,). Then, 11 obtained in (P8) and I2 obtained in (P,.) are compared to determine whether I2≧I.
,,). If ■2≧11, repeat the steps from (P8). If IZ<It, the direction of movement is reversed, that is, if it is positive, it is set to negative, and if it is negative, it is set to positive (Plz). After this (PI□), the steps from (P8) are repeated as in the case of ■2≧11. In this way, the angle of the external mirror 5 is continued to be controlled alternately five times in two directions so that the oscillation intensity of the laser beam is maximized.

なお、本実施例に於いて駆動手段としては圧電アクチュ
エータを用いているがそれ以外のもの、例えばモータや
ボイスコイル等の駆動手段を用いてももちろん同様な効
果が得られる。
Although a piezoelectric actuator is used as the driving means in this embodiment, the same effect can of course be obtained by using other driving means, such as a motor or a voice coil.

また、本実施例では2個の駆動手段を用いて外部ミラー
を2軸方向に制御しているが、用途によっては1軸方向
に制御すれば足りこの場合には駆動手段は1個で良い。
Further, in this embodiment, two driving means are used to control the external mirror in two axial directions, but depending on the application, it may be sufficient to control it in one axial direction, and in this case, only one driving means is sufficient.

さらに、本実施例ではレーザ光検出手段であるフォトダ
イオードを1個使用しているが、フォトダイオードを複
数配置し光軸のずれ方向あるいはその向きに応じた信号
を制御部に伝達するように構成すれば制御部の構成をよ
り簡単にすることもできる。
Furthermore, although one photodiode is used as a laser beam detection means in this embodiment, a plurality of photodiodes may be arranged to transmit the direction of deviation of the optical axis or a signal corresponding to the direction to the control unit. In this way, the configuration of the control section can be made simpler.

また、レーザ光検出素子は外部ミラーと支持板8との間
に位置してもよく、さらには軸上に配置せずともレーザ
光の一部を取り出して検出しても良い。要はレーザ発振
によるレーザ光の光量を検出して対応する電気信号に変
換できれば足り、位置は問わない。
Further, the laser light detection element may be located between the external mirror and the support plate 8, and furthermore, a part of the laser light may be extracted and detected without being placed on the axis. In short, it is sufficient to detect the amount of laser light generated by laser oscillation and convert it into a corresponding electrical signal, and the location does not matter.

また、本実施例では共振器の2つの反射鏡のうち一方は
放電管内に固定されているが、2つの反射鏡を共に外部
ミラーとして外部鏡型レーザ共振器を構成しても良いの
は勿論である。
Furthermore, in this embodiment, one of the two reflecting mirrors of the resonator is fixed inside the discharge tube, but it goes without saying that both of the two reflecting mirrors may be used as external mirrors to form an external mirror type laser resonator. It is.

なお、本実施例では光源部が放電管であるが、本発明は
これに限らず固体レーザ等地の光源でもよく、要は外部
ミラーを用いて共振器を構成しているレーザ発振器であ
れば、種類を問わず適用し得る。
In this embodiment, the light source section is a discharge tube, but the present invention is not limited to this, and may be any light source such as a solid-state laser.In short, any laser oscillator that configures a resonator using an external mirror can be used. , can be applied regardless of type.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上説明した如く本発明によれば、励起媒体とレーザ媒
質とからなる光源部と、少なくとも一つの外部ミラーを
有する共振器とからなる外部鏡型レーザ発振器において
、 前記外部鏡型レーザ発振器が発生するレーザ光の強度を
信号に変換するレーザ光検出手段と、前記外部ミラーの
角度を変化させ得る駆動手段と、前記駆動手段を制御す
る制御手段とを備え、前記レーザ光検出手段の出力に基
づき、この出力を最大とするように前記制御手段が前記
駆動手段を制御して、前記外部ミラーの角度を変更する
ようにしたので、 従来のものに比し広い温度範囲で最適なレーザ発振をさ
せることができ、 また、万−機械的衝撃等でレーザ共振器の光軸がずれた
場合にも自動的に最適状態に復帰し得るし、 さらに、レーザ共振器を各種の屈折率の異なるガス中で
動作させても常に自動的に最良のレーザ発振を得ること
ができる。
As explained above, according to the present invention, in an external mirror type laser oscillator including a light source section including an excitation medium and a laser medium, and a resonator having at least one external mirror, the external mirror type laser oscillator generates light. comprising a laser beam detection means for converting the intensity of the laser beam into a signal, a driving means for changing the angle of the external mirror, and a control means for controlling the driving means, based on the output of the laser beam detection means, Since the control means controls the drive means and changes the angle of the external mirror so as to maximize this output, optimal laser oscillation can be performed in a wider temperature range than in the conventional method. In addition, even if the optical axis of the laser resonator is shifted due to mechanical shock, it can automatically return to the optimal state. Furthermore, the laser resonator can be placed in various gases with different refractive indexes. Even when operating, the best laser oscillation can always be obtained automatically.

以上の様に、従来のものに比して使い勝手の良好なレー
ザ共振器を実現することが可能となり、その効果は極め
て大である。
As described above, it is possible to realize a laser resonator that is easier to use than the conventional one, and its effects are extremely large.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明を適用した実施例である光散乱式微粒子
計の微粒子検出部要部側面図、第2図は同じく光散乱式
微粒子計の集光用光学系を含む要部概観図、第3図は同
じくその作用説明のための特性図を示す。第4図は制御
部の一実施例を示すブロックダイヤグラムを、第5図は
制御の過程を示すフローチャートを示す。第6図は従来
のレーザ発振器の側面図を、第7図乃至第8図は同じく
その要部側面図を示す。 1・・・放電管(光源部) 5・・・外部ミラー11・
・・駆動手段 12・・・レーザ光検出手段13・・・
制御手段
FIG. 1 is a side view of the main part of the particulate detection part of a light scattering particulate meter which is an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a schematic diagram of the main part of the same light scattering particulate meter including the condensing optical system. FIG. 3 similarly shows a characteristic diagram for explaining its operation. FIG. 4 is a block diagram showing one embodiment of the control section, and FIG. 5 is a flowchart showing the control process. FIG. 6 is a side view of a conventional laser oscillator, and FIGS. 7 and 8 are side views of the main parts thereof. 1... Discharge tube (light source section) 5... External mirror 11.
... Drive means 12 ... Laser light detection means 13 ...
control means

Claims (1)

【特許請求の範囲】 励起媒体とレーザ媒質とからなる光源部と、少なくとも
一つの外部ミラーを有する共振器とからなる外部鏡型レ
ーザ発振器において、 前記外部鏡型レーザ発振器が発生するレーザ光の強度を
信号に変換するレーザ光検出手段と、前記外部ミラーの
角度を変化させ得る駆動手段と、前記駆動手段を制御す
る制御手段とを備え、前記レーザ光検出手段の出力に基
づき、この出力を最大とするように前記制御手段が前記
駆動手段を制御して、前記外部ミラーの角度を変更する
ことを特徴とする外部鏡型レーザ発振器。
[Claims] In an external mirror laser oscillator comprising a light source section including an excitation medium and a laser medium, and a resonator having at least one external mirror, the intensity of laser light generated by the external mirror laser oscillator is a laser beam detection means for converting the output into a signal, a driving means for changing the angle of the external mirror, and a control means for controlling the driving means, and the output is adjusted to a maximum based on the output of the laser beam detection means. An external mirror type laser oscillator, wherein the control means controls the drive means to change the angle of the external mirror.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03191587A (en) * 1989-12-20 1991-08-21 Nec Corp Ion laser apparatus

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62160782A (en) * 1986-01-10 1987-07-16 Hitachi Electronics Eng Co Ltd Automatic adjusting mechanism of mirror in laser oscillator

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