JPH05121815A - Laser oscillator using injection method - Google Patents

Laser oscillator using injection method

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JPH05121815A
JPH05121815A JP27804791A JP27804791A JPH05121815A JP H05121815 A JPH05121815 A JP H05121815A JP 27804791 A JP27804791 A JP 27804791A JP 27804791 A JP27804791 A JP 27804791A JP H05121815 A JPH05121815 A JP H05121815A
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JP
Japan
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laser
laser oscillator
waveform
oscillation
oscillator
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Application number
JP27804791A
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Japanese (ja)
Inventor
Takeshi Sato
健 佐藤
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To provide a highly reliable laser oscillator by using an injection method capable of stably producing a smooth laser waveform through injection locking regardless of external influences such as heat CONSTITUTION:The title oscillator has a master laser oscillator 1 and a slave laser oscillator 2. A laser beam 22 from the slave laser oscillator 2 is monitored by means of a detector 10. A micro-driving means 7 such as piezoelectric element is subjected to feedback control by a control means 13 on the basis of the waveform of the laser beam monitored, and the resonator length of the slave laser oscillator 2 is adjusted. For example, a leading edge of the waveform of the laser beam monitored by the detecting means 10 is used to give a start time of oscillation and then an interval from a constant standard time to the start time of oscillation is used as a delay time of oscillation. By the control means 13, the micro-driving means 7 is controlled on the basis of the delay time of oscillation.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、駆動側のレーザ発振器
から従動側のレーザ発振器に弱いレーザ光を入射し、駆
動側のレーザ光と同質の強いレーザ光を発振する、イン
ジェクション方式によるレーザ発振器に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an injection type laser oscillator which emits a weak laser beam from a driving side laser oscillator to a driven side laser oscillator and oscillates a strong laser beam of the same quality as the driving side laser beam. Regarding

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、高品質のレーザ光を得る方法
として、インジェクションロック方法が知られている。
この方法は、駆動側のレーザ発振器と従動側のレーザ発
振器を組み合わせ、駆動側のレーザ発振器から弱い種と
なるレーザ光を従動側のレーザ発振器に導入し、従動側
の強力なレーザ励起領域のゲインを用いて、駆動側のレ
ーザ光と同質の強力なレーザ光を得る方法である。この
方法においては、駆動側のレーザ発振器の発振周波数に
従動側のレーザ発振器の縦モード周波数を同調させるこ
とにより、従動側のレーザ発振器からピークの高いスム
ーズなレーザ波形が得られる。同調は、従動側のレーザ
発振器の共振器長を微小駆動装置により変化させること
によって得られる。なお、一般的に、駆動側のレーザ発
振器をマスターレーザ、従動側レーザ発振器をスレーブ
レーザと称しているため、以下には、これらの一般名称
を主として使用するものとする。
2. Description of the Related Art Conventionally, an injection lock method has been known as a method for obtaining high quality laser light.
This method combines a laser oscillator on the driving side and a laser oscillator on the driven side, introduces a weak seed laser beam from the laser oscillator on the driving side to the laser oscillator on the driven side, and gains a strong laser excitation region on the driven side. Is used to obtain a strong laser beam of the same quality as the laser beam on the driving side. In this method, a smooth laser waveform having a high peak can be obtained from the laser oscillator on the driven side by tuning the oscillation frequency of the laser oscillator on the driving side and the longitudinal mode frequency of the laser oscillator on the driven side. The tuning is obtained by changing the resonator length of the driven-side laser oscillator by a minute driving device. In general, the driving-side laser oscillator is referred to as a master laser and the driven-side laser oscillator is referred to as a slave laser. Therefore, these general names are mainly used below.

【0003】図3は、従来のインジェクション方式によ
るレーザ発振器の一例を示す構成図である。以下にはま
ず、このレーザ発振器の構成を説明する。図3におい
て、1はマスターレーザ、2はスレーブレーザである。
マスターレーザ1の発振縦モードはシングルであり、縦
モードを安定化するためにスタビライザ3が設けられて
いる。
FIG. 3 is a block diagram showing an example of a conventional injection type laser oscillator. First, the configuration of this laser oscillator will be described below. In FIG. 3, 1 is a master laser and 2 is a slave laser.
The oscillation longitudinal mode of the master laser 1 is single, and the stabilizer 3 is provided to stabilize the longitudinal mode.

【0004】スレーブレーザ2は、マスターレーザ1か
ら出射されるレーザ光21を反射してスレーブレーザ2
の共振器光軸上に導入するインジェクションミラー4
と、共振器を構成する出力ミラー5と波長選択用のグレ
ーティング6を有している。この場合、出力ミラー5と
グレーティング6は、スレーブレーザ2の内部にある強
力なレーザ励起領域を挟んで対向配置されている。
The slave laser 2 reflects the laser light 21 emitted from the master laser 1 and reflects the laser light 21.
Injection mirror 4 introduced on the optical axis of the resonator
And an output mirror 5 and a wavelength selection grating 6 which form a resonator. In this case, the output mirror 5 and the grating 6 are arranged to face each other with a strong laser excitation region inside the slave laser 2 interposed therebetween.

【0005】また、スレーブレーザ2の出力ミラー5に
は、微小駆動装置としてピエゾ素子7とピエゾ素子7を
駆動するピエゾドライバ8が設けられている。マスター
レーザ1の発振周波数にスレーブレーザ2の縦モード周
波数を同調させるために、ピエゾドライバ8の駆動電圧
を変化させて、ピエゾ素子7を駆動することによって、
スレーブレーザ2の共振器長を変化させるように構成さ
れている。
Further, the output mirror 5 of the slave laser 2 is provided with a piezo element 7 and a piezo driver 8 for driving the piezo element 7 as a minute driving device. In order to tune the oscillation mode frequency of the master laser 1 to the longitudinal mode frequency of the slave laser 2, the drive voltage of the piezo driver 8 is changed to drive the piezo element 7.
It is configured to change the cavity length of the slave laser 2.

【0006】さらに、スレーブレーザ2の共振器光軸上
には、スレーブレーザ2からのレーザ光22を二分割す
るビームスプリッタ9が設けられている。ビームスプリ
ッタ9によって分割して出射されるレーザ光のうち、反
射側のレーザ光23の軸上には、レーザ光の波形を検出
する検出器10が配置されている。この検出器10に
は、トランジェントレコーダ11が接続されており、検
出器10によって検出されたレーザ光の波形をモニター
するようになっている。なお、図中12は、スレーブレ
ーザ2に放電電圧を印加するための放電電源である。
Further, a beam splitter 9 for dividing the laser beam 22 from the slave laser 2 into two is provided on the resonator optical axis of the slave laser 2. A detector 10 for detecting the waveform of the laser light is arranged on the axis of the laser light 23 on the reflection side of the laser light split and emitted by the beam splitter 9. A transient recorder 11 is connected to the detector 10 to monitor the waveform of the laser light detected by the detector 10. In addition, reference numeral 12 in the drawing denotes a discharge power supply for applying a discharge voltage to the slave laser 2.

【0007】次に、以上のような構成を有するレーザ発
振器の作用について説明する。すなわち、マスターレー
ザ1から出射したレーザ光21は、インジェクションミ
ラー4を介してスレーブレーザ2の共振器光軸上に導入
される。インジェクションミラー4から導入されたレー
ザ光は、スレーブレーザ2の内部の強力なレーザ励起領
域を通過し、スレーブレーザ2の共振器中において、そ
の励起領域のゲインによって成長し、強力なレーザ光2
2となって外部に出射される。
Next, the operation of the laser oscillator having the above structure will be described. That is, the laser light 21 emitted from the master laser 1 is introduced onto the optical axis of the resonator of the slave laser 2 via the injection mirror 4. The laser light introduced from the injection mirror 4 passes through the strong laser excitation region inside the slave laser 2, grows in the resonator of the slave laser 2 by the gain of the excitation region, and the strong laser light 2
2 is emitted to the outside.

【0008】また、図3のレーザ発振器において、マス
ターレーザ1からの微弱なレーザ光21をスレーブレー
ザ2に導入し、スレーブレーザ2を発振させ、マスター
レーザ1の発振周波数とスレーブレーザ21の縦モード
周波数を同調させる場合には、ピエゾドライバ8の駆動
電圧を変化させ、ピエゾ素子7を駆動することによっ
て、スレーブレーザ2の共振器長を変化させる。
In the laser oscillator of FIG. 3, the weak laser beam 21 from the master laser 1 is introduced into the slave laser 2 to oscillate the slave laser 2, and the oscillation frequency of the master laser 1 and the longitudinal mode of the slave laser 21. When the frequency is tuned, the drive voltage of the piezo driver 8 is changed and the piezo element 7 is driven to change the resonator length of the slave laser 2.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】ところで、以上のよう
な構成のレーザ発振器において、マスターレーザ1から
の微弱なレーザ光21をスレーブレーザ2に導入し、ス
レーブレーザ2を発振させた場合、マスターレーザ1の
発振周波数とスレーブレーザ2の縦モード周波数は通常
合わず、わずかにずれているため、スレーブレーザ2か
ら出射されるレーザ光22は、ビーティング波形とな
る。この波形は、ビームスプリッタ9から反射されるレ
ーザ光23を、検出器10で検出することによって得ら
れ、トランジェントレコーダ11によってモニターされ
る。
By the way, in the laser oscillator having the above configuration, when the weak laser light 21 from the master laser 1 is introduced into the slave laser 2 and the slave laser 2 is oscillated, Since the oscillation frequency of 1 and the longitudinal mode frequency of the slave laser 2 do not normally match and are slightly deviated, the laser light 22 emitted from the slave laser 2 has a beating waveform. This waveform is obtained by detecting the laser beam 23 reflected from the beam splitter 9 with the detector 10, and is monitored by the transient recorder 11.

【0010】このようなビーティング波形のレーザ光
を、インジェクションロックのかかったスムーズな波形
にするには、スレーブレーザ2のピエゾ素子7に、ピエ
ゾドライバ8から電圧を印加し、これによってピエゾ素
子7を駆動して、マスターレーザ1の発振周波数とスレ
ーブレーザ2の縦モードが合うように、スレーブレーザ
2の共振器長を変化させる。
In order to make a laser beam having such a beating waveform into a smooth waveform locked with an injection lock, a voltage is applied from the piezo driver 8 to the piezo element 7 of the slave laser 2 to thereby cause the piezo element 7 to move. By driving, the cavity length of the slave laser 2 is changed so that the oscillation frequency of the master laser 1 matches the longitudinal mode of the slave laser 2.

【0011】しかしながら、前記のような操作を行った
後、そのままピエゾドライバ8の電圧を固定しておく
と、室温の変化などの外部の影響によって、スレーブレ
ーザ2の共振器長が変化する。この結果、マスターレー
ザ1の発振周波数とスレーブレーザ2の縦モードがずれ
るため、スレーブレーザ2から出射されるレーザ光22
が、再びビーティング波形となってしまう。この場合に
は、再びピエゾ素子7に電圧を印加して、共振器長を変
化させることになる。しかしながら、この操作が終わる
までの間、スレーブレーザ2から出射されるレーザ光の
波形は、ビーティング波形であり、インジェクションロ
ックのかかったスムーズな波形を得ることはできない。
However, if the voltage of the piezo driver 8 is fixed as it is after the above operation, the cavity length of the slave laser 2 changes due to external influences such as changes in room temperature. As a result, the oscillation frequency of the master laser 1 and the longitudinal mode of the slave laser 2 deviate from each other, so that the laser light 22 emitted from the slave laser 2
However, it becomes the beating waveform again. In this case, a voltage is again applied to the piezo element 7 to change the resonator length. However, until the end of this operation, the waveform of the laser light emitted from the slave laser 2 is a beating waveform, and a smooth waveform with injection lock cannot be obtained.

【0012】本発明は、上記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、熱
などの外部影響に拘らず、インジェクションロックのか
かったスムーズなレーザ波形を常時安定して得ることが
可能な、信頼性の高い、インジェクション方式によるレ
ーザ発振器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 as described above, and its object is to provide a smooth laser waveform with an injection lock regardless of external influences such as heat. It is an object of the present invention to provide a highly reliable injection-type laser oscillator that can be stably obtained at all times.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】本発明のインジェクショ
ン方式によるレーザ発振器は、駆動側レーザ発振器と従
動側レーザ発振器を有し、前記駆動側レーザ発振器から
弱い種となるレーザ光を出射して、この駆動側のレーザ
光を前記従動側レーザ発振器に導入し、前記従動側レー
ザ発振器の強力なレーザ励起領域のゲインを用いて、前
記駆動側のレーザ光と同質の強力なレーザ光を得るよう
に構成された、インジェクション方式によるレーザ発振
器において、前記従動側レーザ発振器の共振器長を調節
する微小駆動手段と、前記従動側レーザ発振器からのレ
ーザ光の波形をモニターする検出手段と、前記検出手段
によってモニターされたレーザ光の波形に基づいて、前
記微小駆動手段を制御する制御手段を備えたことを特徴
としている。
A laser oscillator according to the injection system of the present invention has a driving side laser oscillator and a driven side laser oscillator, and emits a weak seed laser beam from the driving side laser oscillator. A laser beam on the driving side is introduced into the driven side laser oscillator, and a gain of a strong laser excitation region of the driven side laser oscillator is used to obtain a powerful laser beam of the same quality as the driving side laser beam. In the injection type laser oscillator described above, a minute driving means for adjusting the resonator length of the driven side laser oscillator, a detecting means for monitoring the waveform of the laser beam from the driven side laser oscillator, and a monitor by the detecting means. A control means for controlling the minute driving means based on the waveform of the laser beam thus generated is provided.

【0014】すなわち、本発明のインジェクション方式
によるレーザ発振器は、スレーブレーザ(従動側レーザ
発振器)からのレーザ光を検出手段によってモニター
し、モニターされたレーザ光の波形に基づいて、制御手
段によりフィードバック制御を行い、スレーブレーザの
共振器長を調節するように構成したものである。
That is, the injection type laser oscillator of the present invention monitors the laser light from the slave laser (driven side laser oscillator) by the detecting means, and performs feedback control by the control means on the basis of the waveform of the monitored laser light. Is performed and the cavity length of the slave laser is adjusted.

【0015】より具体的には、制御手段は、例えば、前
記検出手段によってモニターされたレーザ光の波形の立
上がり部を発振開始時刻とし、一定の基準時刻からこの
発振開始時刻までを発振遅延時間として、この発振遅延
時間に基づき、前記微小駆動手段を制御するように構成
される。
More specifically, the control means sets the rising portion of the waveform of the laser beam monitored by the detection means as the oscillation start time, and the oscillation delay time from a fixed reference time to this oscillation start time. , Is configured to control the minute driving means based on the oscillation delay time.

【0016】また、微小駆動手段としては、一般的に、
ピエゾ素子が使用される。ピエゾ素子を使用した場合に
は、ピエゾ素子のヒステリシス特性に応じた適切な駆動
電圧の制御が必要である。すなわち、制御の開始時には
常に駆動電圧を0Vに戻してから所定の駆動電圧を印加
し、前記微小駆動手段の向きを反転させる制御を行う場
合には、その制御の最初のステップの駆動電圧として、
通常の制御のステップの駆動電圧の2倍から数十倍の電
圧値の電圧を印加するように構成することが望ましい。
Further, as the minute driving means, generally,
Piezo elements are used. When the piezo element is used, it is necessary to control the drive voltage appropriately according to the hysteresis characteristic of the piezo element. That is, at the start of control, the drive voltage is always returned to 0V, and then a predetermined drive voltage is applied to control the direction of the minute drive means to be reversed. As the drive voltage of the first step of the control,
It is desirable to apply a voltage having a voltage value that is twice to several tens of times the driving voltage in the normal control step.

【0017】[0017]

【作用】以上のような構成を有する本発明のレーザ発振
器においては、検出手段によってモニターされたレーザ
波形に基づいて、制御手段により、マスターレーザとス
レーブレーザを同調させるように、微小駆動手段を適切
に制御することができる。すなわち、スレーブレーザ
(従動側レーザ発振器)のレーザ波形を常時モニター
し、このレーザ波形に応じた適切な制御によって、共振
器長を常時適切に変化させることにより、インジェクシ
ョンロックのかかったスムーズなレーザ波形を常時安定
して得ることができる。
In the laser oscillator of the present invention having the above-mentioned structure, the fine driving means is appropriately controlled by the control means so as to synchronize the master laser and the slave laser based on the laser waveform monitored by the detecting means. Can be controlled. That is, the laser waveform of the slave laser (driven side laser oscillator) is constantly monitored, and the cavity length is constantly changed appropriately by appropriate control according to this laser waveform, so that a smooth laser waveform with injection lock is obtained. Can always be obtained stably.

【0018】例えば、制御手段によって、レーザ波形か
ら、レーザ光の発振遅延時間を求め、この発振遅延時間
が常に極小値になるように、微小駆動手段を制御する。
この場合、発振遅延時間が常に極小値になるように制御
するのは、次の理由による。すなわち、マスターレーザ
(駆動側レーザ発振器)の発振周波数とスレーブレーザ
(従動側レーザ発振器)の縦モード周波数が一致した場
合には、発振遅延時間が極小値になり、インジェクショ
ンロックのかかったスムーズな波形が得られる。また、
マスターレーザの発振周波数とスレーブレーザの縦モー
ド周波数が外れてくると発振遅延時間が長くなり、ビー
トの立ったビーティング波形となり、インジェクション
ロックの外れた波形となる。従って、制御手段によっ
て、微小駆動手段を、発振遅延時間が常に極小値になる
ように制御することにより、インジェクションロックの
かかったスムーズな波形が得られる。
For example, the control means obtains the oscillation delay time of the laser light from the laser waveform, and controls the minute driving means so that this oscillation delay time is always a minimum value.
In this case, the reason why the oscillation delay time is always controlled to the minimum value is as follows. That is, when the oscillation frequency of the master laser (driving side laser oscillator) and the longitudinal mode frequency of the slave laser (driven side laser oscillator) match, the oscillation delay time becomes a minimum value and a smooth waveform with injection lock is applied. Is obtained. Also,
When the oscillation frequency of the master laser and the longitudinal mode frequency of the slave laser deviate from each other, the oscillation delay time becomes long, resulting in a beating waveform with a beat and a waveform out of injection lock. Therefore, by controlling the minute drive means by the control means so that the oscillation delay time always becomes the minimum value, a smooth waveform with injection lock can be obtained.

【0019】一方、微小駆動手段としてピエゾ素子を使
用した場合には、制御の開始時にピエゾ素子の駆動電圧
を常に0Vに戻してから所定の駆動電圧を印加すること
により、ピエゾ素子のヒステリシス特性の電圧上昇時の
曲線を用いて、ピエゾ素子の位置を大きく移動させるこ
とができる。また、ピエゾ素子を微小ステップで制御し
ている時に、ピエゾ素子の向きを反転させるためには、
その制御の最初のステップの駆動電圧として、通常の制
御のステップ電圧の2倍から数十倍の範囲で駆動電圧を
印加することが必要である。この駆動電圧の範囲は、反
転時のピエゾ素子の移動長さが、極小値付近で微小ステ
ップで移動していた長さとほぼ同じ量になるように設定
する。
On the other hand, when the piezo element is used as the minute drive means, the drive voltage of the piezo element is always returned to 0 V at the start of control, and then a predetermined drive voltage is applied, whereby the hysteresis characteristic of the piezo element is The position of the piezo element can be largely moved by using the curve when the voltage rises. Also, in order to reverse the direction of the piezo element when controlling the piezo element in minute steps,
As the drive voltage for the first step of the control, it is necessary to apply the drive voltage in the range of twice to several tens of times the step voltage of normal control. The range of this drive voltage is set so that the movement length of the piezo element at the time of reversal becomes substantially the same as the movement length in a minute step near the minimum value.

【0020】[0020]

【実施例】以下には、本発明の実施例について、図1及
び図2を参照して説明する。ここで、図1は本発明のイ
ンジェクション方式によるレーザ発振器の一実施例を示
す構成図、図2はピエゾ素子のヒステリシス曲線を示す
特性図である。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 and 2. Here, FIG. 1 is a configuration diagram showing an embodiment of a laser oscillator according to the present invention, and FIG. 2 is a characteristic diagram showing a hysteresis curve of a piezo element.

【0021】まず、図1のレーザ発振器の構成を説明す
る。本実施例においては、マスターレーザ(駆動側レー
ザ発振器)1として、連続発振のCO2 レーザが用いら
れ、スレーブレーザ(従動側レーザ発振器)2として、
パルス発振のTEA CO2 レーザが用いられている。
また、マスターレーザ1は、内部にグレーティングを持
ち、波長選択が行われる。さらに、マスターレーザ1の
発振縦モードはシングルであり、縦モードの安定化機構
としてスタビライザ3が設けられている。
First, the structure of the laser oscillator shown in FIG. 1 will be described. In this embodiment, a continuous oscillation CO 2 laser is used as the master laser (driving side laser oscillator) 1, and a slave laser (driven side laser oscillator) 2 is used as the slave laser (driven side laser oscillator) 2.
A pulsed TEA CO 2 laser is used.
Further, the master laser 1 has a grating inside, and wavelength selection is performed. Further, the master laser 1 has a single oscillation longitudinal mode, and the stabilizer 3 is provided as a longitudinal mode stabilizing mechanism.

【0022】一方、図1と図3を比較すれば明らかなよ
うに、本実施例の基本的な構成は、図3に示した従来技
術と同様である。すなわち、スレーブレーザ2は、マス
ターレーザ1からのレーザ光21を導入するインジェク
ションミラー4と、共振器を構成する出力ミラー5と波
長選択用のグレーティング6を有している。また、出力
ミラー5には、微小駆動装置(微小駆動手段)として、
共振器長を制御するピエゾ素子7と、このピエゾ素子7
を駆動するピエゾドライバ8が設けられている。さら
に、スレーブレーザ2から出射されるレーザ光22を分
割するビームスプリッタ9と、反射側のレーザ光23の
波形を検出する検出器(検出手段)10、トランジェン
トレコーダ11、及び放電電源12が設けられている。
On the other hand, as is apparent from a comparison between FIGS. 1 and 3, the basic structure of this embodiment is the same as that of the prior art shown in FIG. That is, the slave laser 2 has an injection mirror 4 that introduces the laser light 21 from the master laser 1, an output mirror 5 that constitutes a resonator, and a wavelength selection grating 6. Further, the output mirror 5 is provided with a minute driving device (small driving means).
Piezo element 7 for controlling the resonator length, and this piezo element 7
A piezo driver 8 for driving the is provided. Further, a beam splitter 9 for splitting the laser light 22 emitted from the slave laser 2, a detector (detection means) 10 for detecting the waveform of the laser light 23 on the reflection side, a transient recorder 11, and a discharge power supply 12 are provided. ing.

【0023】そして、本実施例においては、以上のよう
な基本的構成に加えて、さらに、次のような構成を有し
ている。すなわち、トランジェントレコーダ11には、
発振遅延時間を測定する計算機(制御手段)13が接続
され、計算機13は、D/Aコンバータ14を介して、
ピエゾドライバ8に接続されている。この場合、計算機
13は、測定した発振遅延時間に基づいて、ピエゾドラ
イバ8の駆動電圧を変化させて、ピエゾ素子7を駆動
し、スレーブレーザ2の共振器長を変化させるように構
成されている。
In addition to the basic structure as described above, the present embodiment further has the following structure. That is, the transient recorder 11 has
A computer (control means) 13 for measuring the oscillation delay time is connected, and the computer 13 passes through a D / A converter 14
It is connected to the piezo driver 8. In this case, the computer 13 is configured to change the drive voltage of the piezo driver 8 to drive the piezo element 7 and change the resonator length of the slave laser 2 based on the measured oscillation delay time. ..

【0024】以上のような構成を有する本発明のレーザ
発振器において、マスターレーザ1からの微弱なレーザ
光21をスレーブレーザ2に導入し、スレーブレーザ2
を発振させ、マスターレーザ1の発振周波数とスレーブ
レーザ21の縦モード周波数を同調させる場合には、以
下の操作を行う。すなわち、まず、スレーブレーザ2か
ら出射したレーザ光22の一部をビームスプリッタ9で
反射し、反射されたレーザ光23を検出器10で受光
し、トランジェントレコーダ11を介して計算機13に
レーザ波形のデータを送る。これと同時に、スレーブレ
ーザ2の放電電源12の波形をトランジェントレコーダ
11に送り、レーザ波形のデータを計算機13に送ると
きのトリガー波形とする。また、放電電源12の波形を
基準時刻とし、レーザ波形のピーク値の50%の値の時
刻をレーザ波形の立上がるまでの発振開始時刻とし、基
準時刻から発振開始時刻までを発振遅延時間とする。
In the laser oscillator of the present invention having the above-mentioned structure, the weak laser light 21 from the master laser 1 is introduced into the slave laser 2 and the slave laser 2
When the oscillation frequency of the master laser 1 and the longitudinal mode frequency of the slave laser 21 are tuned, the following operation is performed. That is, first, a part of the laser light 22 emitted from the slave laser 2 is reflected by the beam splitter 9, the reflected laser light 23 is received by the detector 10, and the laser waveform of the laser waveform is sent to the computer 13 via the transient recorder 11. Send data. At the same time, the waveform of the discharge power source 12 of the slave laser 2 is sent to the transient recorder 11, and the laser waveform data is used as the trigger waveform when sent to the computer 13. Further, the waveform of the discharge power supply 12 is used as the reference time, the time of 50% of the peak value of the laser waveform is the oscillation start time until the rise of the laser waveform, and the oscillation delay time is from the reference time to the oscillation start time. ..

【0025】そして、レーザ光の発振遅延時間を測定す
るために、スレーブレーザ2をパルス発振させる。この
場合、発振遅延時間の極小値を求めるために、ピエゾ素
子7を、0Vを起点に、図2に示すようなヒステリシス
曲線のほぼ直線になっている位置へ移動させ、レーザ波
長の1/2に相当する位置まで微小ステップで移動さ
せ、共振器長を変化させる。ここで、発振遅延時間の極
小値が得られた場合には、ピエゾ素子7を一度0Vに戻
してから極小値となるように移動させる。発振遅延時間
が極小値から大幅に長くならない間は、ピエゾ素子7
を、微小ステップにより極小値付近で移動させる。発振
遅延時間が極小値から大幅に長くなった場合には、ピエ
ゾ素子7を反転させて、共振器長の変化する向きを逆に
する。続けて、ピエゾ素子7を、発振遅延時間の極小値
付近で微小ステップにより移動させる。また、ピエゾ素
子7を反転する場合、最初のステップにおいては、ピエ
ゾ素子7のヒステリシス特性のため、極小値付近を移動
させる駆動電圧の15倍の電圧値を印加する。
Then, in order to measure the oscillation delay time of the laser light, the slave laser 2 is pulsed. In this case, in order to obtain the minimum value of the oscillation delay time, the piezo element 7 is moved from 0 V to the position where the hysteresis curve is substantially linear as shown in FIG. Is moved in a minute step to a position corresponding to, and the resonator length is changed. Here, when the minimum value of the oscillation delay time is obtained, the piezo element 7 is once returned to 0 V and then moved so as to have the minimum value. While the oscillation delay time does not increase significantly from the minimum value, the piezo element 7
Is moved in the vicinity of the minimum value by a small step. When the oscillation delay time significantly increases from the minimum value, the piezo element 7 is inverted to reverse the direction in which the resonator length changes. Subsequently, the piezo element 7 is moved in small steps near the minimum value of the oscillation delay time. Further, when the piezo element 7 is inverted, in the first step, a voltage value which is 15 times the driving voltage for moving the vicinity of the minimum value is applied due to the hysteresis characteristic of the piezo element 7.

【0026】以上のような操作を繰返し行うことによっ
て、スレーブレーザ2のレーザ光22の波形として、イ
ンジェクションロックのかかったスムーズなレーザ波形
が得られる。スレーブレーザ2の共振器長が熱などの外
部影響によって変化しても、上記の操作を繰り返し行う
ことにより、常に、インジェクションロックのかかった
スムーズなレーザ波形を得ることができる。
By repeating the above operation, a smooth laser waveform with an injection lock can be obtained as the waveform of the laser beam 22 of the slave laser 2. Even if the cavity length of the slave laser 2 changes due to external influences such as heat, by repeating the above operation, a smooth laser waveform with an injection lock can always be obtained.

【0027】なお、前記実施例においては、スレーブレ
ーザの出力ミラーの外部にビームスプリッタを配置して
モニター光を得ているが、インジェクションミラーの付
近でモニター光を得て、スレーブレーザのレーザ光の波
形を計測する構成も可能である。また、前記実施例にお
いては、発振遅延時間の測定に際して、レーザ光の立上
がりの時間の設定として、レーザ波形のピーク値の50
%の値の時刻をレーザ波形の発振開始時刻としたが、発
振開始時刻は自由に設定可能である。例えば、レーザ波
形のピーク値を発振開始時刻とするレーザ波形の任意の
二点(例えば、波形のピーク値の20%と80%の値の
二点)を結んで0レベルと交わった点を発振開始時刻と
する構成などが可能である。
In the above embodiment, the beam splitter is arranged outside the output mirror of the slave laser to obtain the monitor light. However, the monitor light is obtained in the vicinity of the injection mirror to obtain the laser light of the slave laser. A configuration for measuring the waveform is also possible. In addition, in the above-described embodiment, when measuring the oscillation delay time, the rise time of the laser beam is set to 50 times the peak value of the laser waveform.
Although the time of the value of% is the oscillation start time of the laser waveform, the oscillation start time can be set freely. For example, an arbitrary two points of the laser waveform (for example, two points of 20% and 80% of the peak value of the waveform) having the peak value of the laser waveform as the oscillation start time are connected to oscillate a point intersecting with the 0 level. A configuration such as the start time is possible.

【0028】[0028]

【発明の効果】以上述べたように、本発明においては、
スレーブレーザの共振器長を調節する微小駆動手段と、
スレーブレーザからのレーザ光の波形をモニターする検
出手段と、モニターされたレーザ光の波形に基づいて、
微小駆動手段を制御する制御手段とを使用することによ
り、熱などの外部影響に拘らず、インジェクションロッ
クのかかったスムーズなレーザ波形を常時安定して得る
ことが可能な、信頼性の高い、インジェクション方式に
よるレーザ発振器を提供することができる。
As described above, according to the present invention,
A minute driving means for adjusting the cavity length of the slave laser;
Based on the detection means for monitoring the waveform of the laser light from the slave laser and the waveform of the monitored laser light,
By using the control means for controlling the minute driving means, it is possible to constantly obtain a smooth laser waveform locked with the injection regardless of external influences such as heat. A laser oscillator according to the method can be provided.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明のインジェクション方式によるレーザ発
振器の一実施例を示す構成図。
FIG. 1 is a configuration diagram showing an embodiment of a laser oscillator by an injection method of the present invention.

【図2】ピエゾ素子のヒステリシス曲線を示す特性図。FIG. 2 is a characteristic diagram showing a hysteresis curve of a piezo element.

【図3】従来から用いられてきたインジェクション方式
によるレーザ発振器の一例を示す構成図。
FIG. 3 is a configuration diagram showing an example of a conventionally used injection type laser oscillator.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…マスターレーザ(駆動側レーザ発振器) 2…スレーブレーザ(従動側レーザ発振器) 3…スタビライザ 4…インジェクションミラー(分割手段) 5…出力ミラー 6…グレーティング 7…ピエゾ素子(微小駆動手段) 8…ピエゾドライバ 9…ビームスプリッタ 10…検出器(検出手段) 11…トランジェントレコーダ 12…放電電源 13…計算機(制御手段) 14…D/Aコンバータ 21〜23…レーザ光 1 ... Master laser (driving side laser oscillator) 2 ... Slave laser (driven side laser oscillator) 3 ... Stabilizer 4 ... Injection mirror (splitting means) 5 ... Output mirror 6 ... Grating 7 ... Piezo element (fine driving means) 8 ... Piezo Driver 9 ... Beam splitter 10 ... Detector (detection means) 11 ... Transient recorder 12 ... Discharge power supply 13 ... Computer (control means) 14 ... D / A converters 21-23 ... Laser light

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 駆動側レーザ発振器と従動側レーザ発振
器を有し、前記駆動側レーザ発振器から弱い種となるレ
ーザ光を出射して、この駆動側のレーザ光を前記従動側
レーザ発振器に導入し、前記従動側レーザ発振器の強力
なレーザ励起領域のゲインを用いて、前記駆動側のレー
ザ光と同質の強力なレーザ光を得るように構成された、
インジェクション方式によるレーザ発振器において、 前記従動側レーザ発振器の共振器長を調節する微小駆動
手段と、 前記従動側レーザ発振器からのレーザ光の波形をモニタ
ーする検出手段と、 前記検出手段によってモニターされたレーザ光の波形に
基づいて、前記微小駆動手段を制御する制御手段を備え
たことを特徴とするインジェクション方式によるレーザ
発振器。
1. A driving-side laser oscillator and a driven-side laser oscillator are provided, wherein the driving-side laser oscillator emits laser light that is a weak seed, and the driving-side laser light is introduced into the driven-side laser oscillator. , Configured to obtain a strong laser beam of the same quality as the laser beam on the driving side by using a gain of a strong laser excitation region of the driven-side laser oscillator,
In the injection type laser oscillator, a minute driving means for adjusting the resonator length of the driven side laser oscillator, a detection means for monitoring the waveform of the laser beam from the driven side laser oscillator, and a laser monitored by the detection means. An injection-type laser oscillator comprising a control means for controlling the minute driving means based on a light waveform.
【請求項2】 前記制御手段が、前記検出手段によって
モニターされたレーザ光の波形の立上がり部を発振開始
時刻とし、一定の基準時刻からこの発振開始時刻までを
発振遅延時間として、この発振遅延時間に基づき、前記
微小駆動手段を制御するように構成されたことを特徴と
する請求項1に記載のインジェクション方式によるレー
ザ発振器。
2. The oscillation delay time, wherein the control means sets the rising portion of the waveform of the laser beam monitored by the detection means as an oscillation start time, and an oscillation delay time from a fixed reference time to the oscillation start time. The laser oscillator of the injection system according to claim 1, wherein the laser oscillator is configured to control the minute driving means based on the above.
【請求項3】 前記微小駆動手段が、駆動電圧によって
駆動され、且つ、外部からの信号に対して、直線状に変
化せず、ヒステリシス特性を有する手段であり、前記制
御手段が、前記微小駆動手段の駆動電圧を制御する手段
であり、さらに、前記制御手段が、制御の開始時には常
に駆動電圧を0Vに戻してから制御を行い、前記微小駆
動手段の向きを反転させる制御を行う場合には、その制
御の最初のステップの駆動電圧として、通常の制御のス
テップの駆動電圧の2倍から数十倍の電圧値の電圧を印
加するように構成されたことを特徴とする請求項1に記
載のインジェクション方式によるレーザ発振器。
3. The minute driving means is a means which is driven by a driving voltage and which does not linearly change with respect to a signal from the outside and has a hysteresis characteristic, and the control means comprises the minute driving means. In the case where the control means controls the drive voltage to always return to 0V at the start of control, and controls to reverse the direction of the minute drive means, The drive voltage of the first step of the control is configured to be applied with a voltage having a voltage value which is twice to several tens of times the drive voltage of the normal control step. Laser oscillator by injection method.
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