JPH0399483A - Pulse laser device - Google Patents
Pulse 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
- H01S3/10084—Frequency control by seeding
- H01S3/10092—Coherent seed, e.g. injection locking
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Abstract
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、駆動側のパルスレーザ装置から従動側のパル
スレーザ装置に弱いパルスレーザ光を入射し、従動側の
パルスレーザ装置から駆動側のパルスレーザ光と同じ波
長の強いパルスレーザ光を発振する、インジェクション
ロック構成のパルスレーザ装置に関する。[Detailed Description of the Invention] [Object of the Invention] (Industrial Application Field) The present invention is directed to injecting a weak pulsed laser beam from a driving side pulsed laser device to a driven side pulsed laser device. The present invention relates to a pulsed laser device with an injection lock configuration, which oscillates an intense pulsed laser beam having the same wavelength as the pulsed laser beam on the drive side from the device.
(従来の技術)
この種のパルスレーザ装置としては、例えばTE A
−C02レーザが存在している。この構成を第6図に示
す。(Prior art) As this type of pulse laser device, for example, TE A
-C02 laser is present. This configuration is shown in FIG.
第6図において、1は駆動側のパルスレーザ装置(以下
にはマスターレーザと称する)であり、2はマスターレ
ーザ1からのマスターレーザ光である。3〜6は、従動
側のパルスレーザ装置(以下にはスレーブレーザと称す
る)の構成要素であり、3は放電部、4は出力ミラー
5は後部ミラ、6はインジェクションミラーである。マ
スターレーザ1から出力されたマスターレーザ光2の一
部は、インジェクションミラー6で反射され、スレーブ
レーザの共振器内に導かれ、これにより、スレーブレー
ザにて、マスターレーザ光2と同じ波長のパルスレーザ
光を発振し易い状態が作られる。以にのマスターレーザ
ー1.およびスレーブレーザ(3〜6)により、インジ
ェクションロックの光学系が構成される。In FIG. 6, 1 is a pulse laser device on the driving side (hereinafter referred to as a master laser), and 2 is a master laser beam from the master laser 1. 3 to 6 are components of the driven side pulse laser device (hereinafter referred to as slave laser), 3 is a discharge section, and 4 is an output mirror.
5 is a rear mirror, and 6 is an injection mirror. A part of the master laser beam 2 output from the master laser 1 is reflected by the injection mirror 6 and guided into the resonator of the slave laser, whereby the slave laser generates a pulse with the same wavelength as the master laser beam 2. A condition is created in which it is easy to oscillate laser light. Master Laser 1. And the slave lasers (3 to 6) constitute an optical system of the injection lock.
7は、出力ミラー4から出力されるパルスレーザ光の一
部を反射し、モニター用検出器8に導くビームスプリッ
タである。7 is a beam splitter that reflects a part of the pulsed laser light output from the output mirror 4 and guides it to the monitoring detector 8.
モニター用検出器8は、パワーメータを用い、連続で出
力側または透過側の干渉出力を測定し、信号をコンピュ
ータ9に送る機能を有している。The monitoring detector 8 has a function of continuously measuring the interference output on the output side or the transmission side using a power meter and sending the signal to the computer 9.
コンピュータ9は、検出器8から送られてきた信号を処
理し、処理結果をピエゾドライバー10に送る機能を有
している。The computer 9 has a function of processing the signal sent from the detector 8 and sending the processing result to the piezo driver 10.
ピエゾドライバー10は、コンピュータ9から送られて
来た信号を増幅し、ピエゾ素子11に適当な電圧を印加
する機能を有しており、ピエゾ素子11は、印加電圧に
応じて厚みを変え、スレーブレーザの共振器長を調節す
る機能を有している。The piezo driver 10 has the function of amplifying the signal sent from the computer 9 and applying an appropriate voltage to the piezo element 11. The piezo element 11 changes its thickness according to the applied voltage, and the slave It has the function of adjusting the laser cavity length.
12は出力ミラーから出力されるパルス状のスレーブレ
ーザ光であり、13は出力側の干渉出力を示している。Reference numeral 12 indicates a pulsed slave laser beam output from the output mirror, and reference numeral 13 indicates an interference output on the output side.
14はインジェクションミラー6を透過したマスターレ
ーザ光であり、15は透過側の干渉出力を示している。Reference numeral 14 indicates a master laser beam transmitted through the injection mirror 6, and reference numeral 15 indicates an interference output on the transmission side.
この第6図の装置を含めた従来のパルスレーザ装置にお
いて、モードロックを維持するための制御としては、ス
レーブレーザの共振器を干渉計と見なし、共振器長をピ
エゾ素子などで動かし、インジェクション光の干渉出力
を利用してフィードバック制御を行っている。In conventional pulsed laser devices, including the device shown in Fig. 6, control to maintain mode locking involves treating the slave laser resonator as an interferometer, moving the resonator length with a piezo element, etc., and controlling the injection light. Feedback control is performed using the interference output.
しかしながら、このように、出力側の干渉光を利用する
場合は、スレーブレーザの高出力パルスが重畳し、繰返
し数が増えると干渉光の判断がつかなくなるといった欠
点がある。また、透過側の干渉光を利用する場合は、イ
ンジェクションミラーを透過するマスターレーザ光が干
渉出力に対し強く、コントラストが取れないという欠点
がある。However, when using the interference light on the output side in this way, there is a drawback that the high output pulse of the slave laser is superimposed, and as the number of repetitions increases, it becomes difficult to judge the interference light. Furthermore, when using the interference light on the transmission side, there is a drawback that the master laser light that passes through the injection mirror is strong against the interference output, and contrast cannot be obtained.
そのため、フィードバック制御がきかなくなり、縦モー
ドロツタは、かかったり、外れたりと安定しない。As a result, feedback control becomes ineffective, and the longitudinal mode rotor becomes unstable as it either engages or disengages.
(発明が解決しようとする課題)
以−ヒのように、従来のインジェクションロック構成の
パルスレーザ装置においては、発振の繰返し数が増えた
場合など、出力パルスレーザ光を常に縦モードロックの
状態に保つことはできなかった。(Problems to be Solved by the Invention) As described below, in the conventional pulse laser device with an injection lock configuration, when the number of oscillation repetitions increases, the output pulse laser light must always be kept in a longitudinal mode-locked state. I couldn't keep it.
本発明は、このような従来技術の課題を解決するために
提案されたものであり、その目的は、出力パルスレーザ
光を、常にインジェクションによる縦モードロックがか
かった状態に保てるような制御系を有する優れたパルス
レーザ装置を提供することである。The present invention was proposed in order to solve the problems of the prior art, and its purpose is to create a control system that can always maintain the output pulsed laser light in a longitudinal mode-locked state by injection. The object of the present invention is to provide an excellent pulse laser device having the following characteristics.
[発明の構成]
(課題を解決するための手段)
本発明のパルスレーザ装置は、インジェクションロック
構成のパルスレーザ装置において、従動側のパルスレー
ザ装置からの出力パルスレーザ光の一部をモニターする
検出器と、この検出器からの検出信号に応じて、従動側
のパルスレーザ装置の同調制御を行う制御部とを備えた
ことを特徴としている。[Structure of the Invention] (Means for Solving the Problems) The pulse laser device of the present invention is a pulse laser device with an injection lock configuration, and a detection system that monitors a part of the output pulse laser light from the pulse laser device on the driven side. The present invention is characterized in that it includes a detector and a control section that performs tuning control of the pulse laser device on the driven side in accordance with a detection signal from the detector.
(作用)
以−にのような構成を有する本発明においては、検出器
によって、従動側のパルスレーザ装置からの出力パルス
レーザ光を常時モニターし、このモニター結果に基づき
、制御部によって従動側のパルスレーザ装置をフィード
バック制御することによって、常に縦モードロックがか
かったレーザ光を発振できる。(Function) In the present invention having the configuration as described above, the output pulse laser beam from the pulse laser device on the driven side is constantly monitored by the detector, and based on the monitoring result, the control unit controls the output pulse laser light from the pulse laser device on the driven side. By feedback-controlling the pulse laser device, it is possible to always oscillate laser light that is longitudinally mode-locked.
(実施例)
以下に、本発明のパルスレーザ装置を、第6図のTEA
−CO2レーザに適用した実施例を、図面を参照して具
体的に説明する。ここで、特許請求の範囲1〜3を第1
図乃至第5図、特許請求の範囲4を第1図と第2、特許
請求の範囲5を第1図と第3図、特許請求の範囲6を第
1図と第4図、特許請求の範囲7を第1図と第5図を参
照して説明する。なお、第6図に示した従来技術と同一
部分には同一符号を付し、説明を省略する。(Example) Below, the pulse laser device of the present invention will be explained using the TEA shown in FIG.
- An example applied to a CO2 laser will be specifically described with reference to the drawings. Here, claims 1 to 3 are defined as
5 to 5, claim 4 to FIGS. 1 and 2, claim 5 to FIGS. 1 and 3, claim 6 to FIGS. Range 7 will be explained with reference to FIGS. 1 and 5. Note that the same parts as those in the prior art shown in FIG. 6 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.
第1図において、20はビームスプリッタ7で反射した
パルス状のスレーブレーザ光12をモニターするための
光検出器、或いはエネルギー検出器テアリ、パルスレー
ザのみを検出する機能を有する。そして、このような第
1図の構成において、検出器20、コンピュータ9、ピ
エゾドライバー10、およびピエゾ素子11を用いてフ
ィードバックループが組まれている。なお、その他の部
分は、従来例と同じである。In FIG. 1, 20 is a photodetector for monitoring the pulsed slave laser light 12 reflected by the beam splitter 7, or an energy detector Tearly, which has a function of detecting only the pulsed laser. In the configuration shown in FIG. 1, a feedback loop is constructed using the detector 20, the computer 9, the piezo driver 10, and the piezo element 11. Note that the other parts are the same as the conventional example.
そして、検出器20で測定されたパルスレーザの光波形
、或いは、エネルギー波形の発振開始時刻をコンピュー
タ9で求め、それに応じてピエゾ素子11を動かし、基
準時刻から発振開始時刻までの発振遅れ時間が最小とな
るように、共振器長を変える。これにより、インジェク
ションロックのかかったスレーブレーザ光を常に発振す
ることができる。この場合、発振開始時刻としては、第
2図乃至第5図に示すいずれかの時刻を使用する。Then, the computer 9 determines the oscillation start time of the pulsed laser light waveform or energy waveform measured by the detector 20, moves the piezo element 11 accordingly, and calculates the oscillation delay time from the reference time to the oscillation start time. Change the resonator length so that it is the minimum. Thereby, the injection-locked slave laser light can always be oscillated. In this case, any of the times shown in FIGS. 2 to 5 is used as the oscillation start time.
第2図は光波形から発振遅れ時間を求めた例であり、ピ
ーク出力の20%と80%の2点を直線で結び、その直
線とアースレベルの交点を発振開始時刻とし、基準とな
る時刻(例えば放電開始時刻)との間を発振遅れ時間と
した場合である。Figure 2 is an example of determining the oscillation delay time from the optical waveform.The two points of 20% and 80% of the peak output are connected with a straight line, and the intersection of the straight line and the ground level is set as the oscillation start time, and the reference time is set as the reference time. (For example, the discharge start time) is the oscillation delay time.
第3図は光波形から発振遅れ時間を求めた例であり、ピ
ーク出力の50%の点から接線を引き、その接線とアー
スレベルの交点を発振開始時刻とし、基準となる時刻(
例えば放電開始時刻)との間を発振遅れ時間とした場合
である。Figure 3 is an example of determining the oscillation delay time from the optical waveform. A tangent is drawn from the 50% point of the peak output, the intersection of the tangent and the ground level is set as the oscillation start time, and the reference time (
For example, this is the case where the oscillation delay time is defined as the oscillation delay time (discharge start time).
第4図は光波形から発振遅れ時間を求めた例であり、ピ
ーク出力となる時刻を発振開始時刻とし、基準となる時
刻(例えば放電開始時刻)との間を発振遅れ時間とした
場合である。Figure 4 is an example of determining the oscillation delay time from the optical waveform, where the oscillation start time is the time when the peak output occurs and the oscillation delay time is the time between the reference time (for example, the discharge start time). .
第5図は光波形から発振遅れ時間を求めた例であり、ピ
ーク出力の10%となる時刻を発振開始時刻とし、基準
となる時刻(例えば放電開始時刻)との間を発振遅れ時
間とした場合である。Figure 5 is an example of determining the oscillation delay time from the optical waveform, with the time at which 10% of the peak output occurs as the oscillation start time, and the time between the reference time (e.g. discharge start time) as the oscillation delay time. This is the case.
なお、前記実施例では、ピエゾ素子11で、後部ミラー
5を動かし、スレーブレーザの共振器長を制御するよう
に構成したが、本発明は、後部ミラー5の代りに、出力
ミラー4を動かし、共振器長を制御する構成にも同様に
適用可能である。In the above embodiment, the rear mirror 5 is moved by the piezo element 11 to control the resonator length of the slave laser, but in the present invention, instead of the rear mirror 5, the output mirror 4 is moved, It is similarly applicable to a configuration in which the resonator length is controlled.
また、基準時刻は、放電開始時刻に限定されず、発振開
始時刻も、光波形からのみでなくエネルギー波形から求
めることも可能であり、自由に設定可能である。Further, the reference time is not limited to the discharge start time, and the oscillation start time can also be determined not only from the optical waveform but also from the energy waveform, and can be freely set.
さらに、本発明は、前記実施例のTEA−C02レーザ
に限定されるものではなく、ガスレーザ、固体レーザな
ど、インジェクションロック構成を有するすべてのレー
ザ装置に適用可能である。Further, the present invention is not limited to the TEA-C02 laser of the above embodiment, but is applicable to all laser devices having an injection lock configuration, such as gas lasers and solid-state lasers.
「発明の効果コ
」二記のように、本発明のパルスレーザ装置においては
、インジェクションロック方式のパルスレザ装置におい
て、従動側のパルスレーザ装置からの出力パルスレーザ
光の一部をモニターし、この検出信号に応じて、従動側
のパルスレーザ装置の同調制御を行うことにより、従来
、安定してかからなかったインジェクションロックを、
繰返し数が増えた場合でも安定してかけることができる
ため、常にインジェクションによる縦モードロックがか
かった出力パルスレーザ光を得ることができるという、
優れた効果を得られる。As described in "Effects of the Invention" 2, in the pulse laser device of the present invention, in the injection lock type pulse laser device, a part of the output pulse laser light from the pulse laser device on the driven side is monitored, and this detection is performed. By performing tuning control of the pulsed laser device on the driven side according to the signal, the injection lock, which previously did not lock stably, can be fixed.
Since it can be applied stably even when the number of repetitions increases, it is possible to always obtain output pulsed laser light that is longitudinally mode-locked by injection.
You can get excellent results.
第1図は、本発明によるパルスレーザ装置の一実施例を
示す回路図、第2図ないし第5図は、それぞれ発振開始
時刻の異なる設定例を示す波形図、第6図は、従来のパ
ルスレーザ装置の一例を示す回路図である。
1・・・マスターレーザ、2・・・マスターレーザ光、
3・・・放電部、4・・・出力ミラー 5・・・後部ミ
ラー6・・・インジェクションミラー、7・・・ビーム
スプリッタ、8・・・検出器、9・・・コンピュータ、
10・・・ピエゾドライバー 11・・・ピエゾ素子、
12・・・スレーブレーザ光、13・・・出力側干渉出
力、14・・・透過したマスターレーザ光、15・・・
透過側干渉出力、20・・・検出器。FIG. 1 is a circuit diagram showing one embodiment of a pulse laser device according to the present invention, FIGS. 2 to 5 are waveform diagrams showing different setting examples of oscillation start times, and FIG. 6 is a circuit diagram showing an example of a pulse laser device according to the present invention. FIG. 2 is a circuit diagram showing an example of a laser device. 1... Master laser, 2... Master laser light,
3... Discharge part, 4... Output mirror 5... Rear mirror 6... Injection mirror, 7... Beam splitter, 8... Detector, 9... Computer,
10... Piezo driver 11... Piezo element,
12...Slave laser light, 13...Output side interference output, 14...Transmitted master laser light, 15...
Transmission side interference output, 20...detector.
Claims (8)
ーザ装置とを備え、駆動側のパルスレーザ装置から従動
側のパルスレーザ装置に弱いパルスレーザ光を入射し、
従動側のパルスレーザ装置から駆動側のパルスレーザ光
と同じ波長の(縦モードロックのかかった)強いパルス
レーザ光を発振するインジェクションロック構成のパル
スレーザ装置において、 前記従動側のパルスレーザ装置からのパルスレーザ光の
一部をモニターする検出器と、この検出器からの検出信
号に応じて、従動側のパルスレーザ装置の同調制御を行
う制御部とを備えたことを特徴とするパルスレーザ装置
。(1) A pulsed laser device on the driving side and a pulsed laser device on the driven side are provided, and a weak pulsed laser beam is incident from the pulsed laser device on the driving side to the pulsed laser device on the driven side,
In a pulsed laser device with an injection lock configuration in which a pulsed laser device on the driven side oscillates an intense pulsed laser beam having the same wavelength (longitudinal mode-locked) as the pulsed laser beam on the driving side, the pulsed laser device from the pulsed laser device on the driven side 1. A pulsed laser device comprising: a detector that monitors a portion of the pulsed laser beam; and a control section that performs tuning control of a driven-side pulsed laser device in accordance with a detection signal from the detector.
光波形或いは出力エネルギー波形の基準時刻から従動側
のパルスレーザ装置の発振開始時刻までの発振遅れ時間
を最小値にすることで同調制御を行うことを特徴とする
特許請求の範囲第1項記載のパルスレーザ装置。(2) The control unit performs tuning control by minimizing the oscillation delay time from the reference time of the output light waveform or output energy waveform of the pulsed laser light to be monitored to the oscillation start time of the pulsed laser device on the driven side. The pulse laser device according to claim 1, wherein the pulse laser device performs the following steps.
を調整手段によって変化させ、常に縦モードロック状態
となるようにフィードバック制御することを特徴とする
特許請求の範囲第1項記載のパルスレーザ装置。(3) The control unit changes the resonator length of the pulsed laser device on the driven side by the adjusting means, and performs feedback control so as to always be in a longitudinal mode-locked state. Pulsed laser equipment.
る調整手段として、ピエゾ素子を使用することを特徴と
する特許請求の範囲第3項記載のパルスレーザ装置。(4) The pulsed laser device according to claim 3, wherein a piezo element is used as an adjusting means for changing the resonator length of the pulsed laser device on the driven side.
光波形、或いは出力エネルギー波形の立ち上がり部の適
当な2点を結ぶ直線とアースレベルの交点を発振開始時
刻とし、基準時刻からこの発振開始時刻までを発振遅れ
時間として同調制御を行うことを特徴とする特許請求の
範囲第1項記載のパルスレーザ装置。(5) The control unit sets the oscillation start time at the intersection of the ground level and a straight line connecting two appropriate points of the output light waveform of the pulsed laser light to be monitored or the rising edge of the output energy waveform, and starts this oscillation from the reference time. 2. The pulse laser device according to claim 1, wherein tuning control is performed using the time up to the time as an oscillation delay time.
光波形、或いは出力エネルギー波形の立ち上がり部の適
当な点の接線とアースレベルの交点を発振開始時刻とし
、基準時刻からこの発振開始時刻までを発振遅れ時間と
して同調制御を行うことを特徴とする特許請求の範囲第
1項記載のパルスレーザ装置。(6) The control unit sets the oscillation start time at the intersection of the ground level and the tangent of the output light waveform of the pulsed laser light to be monitored or an appropriate point of the rising edge of the output energy waveform, and from the reference time to this oscillation start time. 2. The pulse laser device according to claim 1, wherein tuning control is performed using oscillation delay time.
光波形、或いは出力エネルギー波形のピークとなる時刻
を発振開始時刻とし、基準時刻からこの発振開始時刻ま
でを発振遅れ時間として同調制御を行うことを特徴とす
る特許請求の範囲第1項記載のパルスレーザ装置。(7) The control unit performs tuning control by setting the time when the output light waveform or output energy waveform of the pulsed laser beam to be monitored reaches its peak as the oscillation start time, and setting the time from the reference time to this oscillation start time as the oscillation delay time. The pulse laser device according to claim 1, characterized in that:
光波形、或いは出力エネルギー波形の立ち上がり部が任
意の出力のしきい値を越える時刻を発振開始時刻とし、
基準時刻からこの発振開始時刻までを発振遅れ時間とし
て同調制御を行うことを特徴とする特許請求の範囲第1
項記載のパルスレーザ装置。(8) The control unit sets the time when the output light waveform of the pulsed laser light to be monitored or the rising part of the output energy waveform exceeds an arbitrary output threshold as the oscillation start time;
Claim 1, characterized in that tuning control is performed using the oscillation delay time from the reference time to this oscillation start time.
The pulse laser device described in Section 1.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP23477389A JPH0399483A (en) | 1989-09-12 | 1989-09-12 | Pulse laser device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP23477389A JPH0399483A (en) | 1989-09-12 | 1989-09-12 | Pulse laser device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0399483A true JPH0399483A (en) | 1991-04-24 |
Family
ID=16976143
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP23477389A Pending JPH0399483A (en) | 1989-09-12 | 1989-09-12 | Pulse laser device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0399483A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009512229A (en) * | 2005-10-18 | 2009-03-19 | コヒーレント・インク | Injection-lock Q-switch and Q-switch cavity dump CO2 lasers for extreme UV generation |
-
1989
- 1989-09-12 JP JP23477389A patent/JPH0399483A/en active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009512229A (en) * | 2005-10-18 | 2009-03-19 | コヒーレント・インク | Injection-lock Q-switch and Q-switch cavity dump CO2 lasers for extreme UV generation |
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