JPH08172235A - Temperature control system for semiconductor laser - Google Patents

Temperature control system for semiconductor laser

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JPH08172235A
JPH08172235A JP31490394A JP31490394A JPH08172235A JP H08172235 A JPH08172235 A JP H08172235A JP 31490394 A JP31490394 A JP 31490394A JP 31490394 A JP31490394 A JP 31490394A JP H08172235 A JPH08172235 A JP H08172235A
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JP
Japan
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temperature
temperature sensor
output
semiconductor laser
cpu
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Application number
JP31490394A
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Japanese (ja)
Inventor
Shinichi Nakayama
伸一 中山
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Miyachi Technos Corp
Original Assignee
Miyachi Technos Corp
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Publication date
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Abstract

PURPOSE: To rapidly process the output of a temperature output sensor by a CPU by controlling the digital conversion of an analog signal by a controller, and inhibiting the relative operation of the CPU. CONSTITUTION: Since an A-D converter 5 can process only one analog signal, next data signal is reserved by a multiplexer 6 until a controller 10 finishes the digital conversion, and a sample and hold circuit 11 is controlled to a closed state. When the digital conversion is finished, the temperature sensor output after the conversion is sequentially written in the one memory of a dual-port memory 7. At the time of finishing the writing, an interrupt signal is output from the controller 10 to a CPU 9, the writing the sensor output in the memory is switched to the other memory, and the output is continuously written by the converter 5. The CPU 9 reads the memory in which the writing is already finished, and the CPU 9 can rapidly process the output separately independently from the writing of the converter 5.

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、固体レーザを励起させ
る半導体レーザーダイオードアレイの温度制御システム
に係り、特に半導体レーザの温度を所定の範囲内に保持
するように制御する半導体レーザの温度制御システムに
関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a temperature control system for a semiconductor laser diode array that excites a solid-state laser, and more particularly to a temperature control system for a semiconductor laser that controls the temperature of the semiconductor laser so as to keep it within a predetermined range. Regarding

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、レーザは情報処理、測定、材料加
工、通信、医療用等非常に広い領域にわたって利用され
てきている。このレーザの種類は固体、気体、液体およ
び半導体レーザに分類され、これらのレーザのうち、固
体レーザはレーザ活性媒質としてルビーやYAGの結晶
やガラスなどの固体材料にネオジウムイオンやクロムを
少量添加したものを用いるものであり、光エネルギの照
射による光励起によってレーザ発振を行うものである。
この光励起の方法には、XeランプやKrアークランプ
などのランプ励起によるものと、半導体レーザ励起によ
るものとがある。ランプ励起に比べると発振効率が良
く、長寿命である半導体レーザ励起の方が固体レーザに
は好ましい。また、さらに安定したレーザ出力を得るた
めには、レーザ媒質を励起する半導体レーザの発振波長
が安定していることが望ましい。
2. Description of the Related Art In recent years, lasers have been used in a very wide range of fields such as information processing, measurement, material processing, communication and medical use. The types of this laser are classified into solid, gas, liquid, and semiconductor lasers. Among these lasers, the solid-state laser has a small amount of neodymium ion or chromium added to a solid material such as ruby or YAG crystal or glass as a laser active medium. A laser oscillator is used, and laser oscillation is performed by photoexcitation by irradiation of light energy.
This photoexcitation method includes a method using a lamp such as a Xe lamp and a Kr arc lamp, and a method using a semiconductor laser. Semiconductor laser pumping, which has better oscillation efficiency and longer life than lamp pumping, is preferable for solid-state lasers. Further, in order to obtain a more stable laser output, it is desirable that the oscillation wavelength of the semiconductor laser that excites the laser medium is stable.

【0003】しかし、実際には数〜数10個の半導体レ
ーザが内蔵されている半導体レーザダイオードアレイが
使用されて別々に励起用レーザ光が発振されるため、そ
の発振波長は中心波長に対して数nmのばらつきを生じ
てしまう。通常、固体レーザの媒質の吸収スペクトル幅
は中心波長から2〜10nm程度であり、特にネオジウ
ムを添加したYAG結晶の場合には吸収スペクトルの幅
が2nm程度と狭く、前述のばらつき範囲がYAG結晶
の吸収スペクトル幅を超えてしまうため、ネオジウムイ
オンを励起するのには効率が悪くなってしまう。
However, in practice, a semiconductor laser diode array containing several to several tens of semiconductor lasers is used to separately oscillate pumping laser light, so that the oscillation wavelength is relative to the center wavelength. A variation of several nm will occur. Usually, the absorption spectrum width of the medium of the solid-state laser is about 2 to 10 nm from the center wavelength, and particularly in the case of YAG crystal to which neodymium is added, the absorption spectrum width is as narrow as about 2 nm, and the variation range described above is Since the absorption spectrum width is exceeded, the efficiency of exciting the neodymium ion becomes poor.

【0004】一方、半導体レーザダイオードアレイから
出力される励起用レーザ光の発振波長は温度変化に影響
を受け易く、その温度依存性は0.3nm/℃であるた
め、さらに発振される波長のばらつきは大きくなってし
まう。したがって、前記固体レーザの媒質を効率よく励
起するには、複数の半導体レーザダイオードアレイの温
度制御を各々独立に行うことが必要となる。
On the other hand, the oscillation wavelength of the pumping laser light output from the semiconductor laser diode array is easily affected by temperature changes, and its temperature dependence is 0.3 nm / ° C., and therefore the variation of the oscillated wavelength is further increased. Will grow. Therefore, in order to efficiently excite the medium of the solid-state laser, it is necessary to independently control the temperatures of the plurality of semiconductor laser diode arrays.

【0005】そこで、従来は図4に示すような半導体レ
ーザダイオードアレイの温度制御システムにより励起用
レーザ光の出力を制御するようにしていた。
Therefore, conventionally, the output of the pumping laser light has been controlled by a temperature control system of a semiconductor laser diode array as shown in FIG.

【0006】この従来の温度制御システムは、固体レー
ザを励起するための複数の半導体レーザダイオードアレ
イ1と、これらの半導体レーザダイオードアレイ1の温
度調整を行う温調器としてのペルティエ素子からなるサ
ーマルエレクトリッククーラ2(以下、TEC2と略
す)と、前記半導体レーザダイオードアレイ1の温度を
測定する温度センサ3と、この温度センサ3により測定
された温度センサ出力信号を処理可能なレベルまで増幅
させるセンサ出力増幅器4と、このセンサ出力増幅器4
により増幅された温度センサ出力のアナログ信号をデジ
タル信号に変換するA/D変換器5と、前記温度センサ
出力のアナログ信号を一つずつA/D変換器5に出力す
るサンプルホールド11を有するマルチプレックサ6
と、デジタル変換された温度センサ出力を書込むRAM
17と、前記A/D変換器5における温度センサ出力の
アナログ信号をデジタル変換するまでの制御およびこの
温度センサ出力から温度を演算しこの温度と最適波長に
対応する設定温度データとを比較演算して温度補正指令
を出力するCPU9と、この温度補正指令はデジタル信
号であるためこれをアナログ変換するD/A変換器12
と、前記温度補正指令に基づいて前記TEC2に電力を
供給する電力供給装置13とから構成されている。
In this conventional temperature control system, a plurality of semiconductor laser diode arrays 1 for exciting a solid-state laser and a Peltier element as a temperature controller for adjusting the temperature of these semiconductor laser diode arrays 1 are used as a thermal electric system. A cooler 2 (hereinafter abbreviated as TEC2), a temperature sensor 3 for measuring the temperature of the semiconductor laser diode array 1, and a sensor output amplifier for amplifying a temperature sensor output signal measured by the temperature sensor 3 to a processable level. 4 and this sensor output amplifier 4
A / D converter 5 for converting the analog signal of the temperature sensor output amplified by the digital signal into a digital signal, and a sample / hold 11 for outputting the analog signal of the temperature sensor output to the A / D converter 5 one by one. Plexer 6
And a RAM that writes the digitally converted temperature sensor output
17, the control until the analog signal of the temperature sensor output in the A / D converter 5 is converted into a digital signal, the temperature is calculated from this temperature sensor output, and this temperature and the set temperature data corresponding to the optimum wavelength are compared and calculated. And outputs a temperature correction command, and a D / A converter 12 that converts the temperature correction command into an analog signal because it is a digital signal.
And a power supply device 13 that supplies power to the TEC 2 based on the temperature correction command.

【0007】このような構成による従来の前記半導体レ
ーザダイオードアレイ1の温度制御は、まず、前記温度
センサ3から温度センサ出力のアナログ信号がマルチプ
レックサ6に伝達される。そして、前記CPU9が前記
サンプルホールド11の切換え制御を行い、前記アナロ
グ信号をA/D変換器5に通してデジタル信号に変換す
る。この変換終了後、前記CPU9がこの温度センサ出
力を読取り、一時的にRAM17に記憶し、この温度セ
ンサ出力に対応する温度を演算して、さらにこの温度と
前記固体レーザの媒質を励起するのに最適な波長となる
設定温度データとの差を比較演算し、その誤差を補正す
るように前記電力供給装置13に温度補正指令を出力す
る。そして、一つの半導体レーザダイオードアレイ1の
制御が終了したら、つぎの制御を前述と同様の手順に従
って繰返される。
In the conventional temperature control of the semiconductor laser diode array 1 having such a structure, first, an analog signal of the temperature sensor output is transmitted from the temperature sensor 3 to the multiplexer 6. Then, the CPU 9 controls the switching of the sample hold 11, and the analog signal is passed through the A / D converter 5 to be converted into a digital signal. After the conversion, the CPU 9 reads the temperature sensor output, temporarily stores it in the RAM 17, calculates the temperature corresponding to the temperature sensor output, and further excites this temperature and the medium of the solid-state laser. The difference between the optimum temperature and the set temperature data is calculated, and a temperature correction command is output to the power supply device 13 so as to correct the difference. When the control of one semiconductor laser diode array 1 is completed, the next control is repeated according to the same procedure as described above.

【0008】ここで、従来の温度制御システムでは前記
CPU9が図5に示すように、サンプルホールド11の
制御から前記半導体レーザダイオードアレイ1の温度補
正指令の出力までの操作に関与しているため、一つの半
導体レーザダイオードアレイ1の温度制御が終了しなけ
ればつぎの温度制御を行うことができず、温度補正の指
令が出されたときには、すでに発振波長が変動してしま
い許容されるスペクトル幅を超えてしまっている場合も
あった。
In the conventional temperature control system, the CPU 9 is involved in the operations from the control of the sample hold 11 to the output of the temperature correction command of the semiconductor laser diode array 1 as shown in FIG. If the temperature control of one semiconductor laser diode array 1 is not completed, the next temperature control cannot be performed, and when the temperature correction command is issued, the oscillation wavelength has already fluctuated and the allowable spectral width is reduced. In some cases, it has exceeded.

【0009】また、図6のタイミングチャートに示すよ
うに、前記CPU9が行う制御のうちで最も処理時間を
要する作業はA/D変換作業であって、前記CPU9が
この処理を行っている間は他の作業を処理できないた
め、結局全体の処理が遅延してしまい効率が悪かった。
Further, as shown in the timing chart of FIG. 6, the work requiring the longest processing time among the controls performed by the CPU 9 is the A / D conversion work, and while the CPU 9 is performing this process, Since other work cannot be processed, the whole process was delayed and the efficiency was poor.

【0010】本発明はこれらの点に鑑みてなされたもの
であり、1チップのCPUで多数の半導体レーザの温度
制御を迅速に行える半導体レーザの温度制御システムを
提供することを目的としている。
The present invention has been made in view of these points, and an object of the present invention is to provide a semiconductor laser temperature control system capable of rapidly controlling the temperature of a large number of semiconductor lasers with a one-chip CPU.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】前述した目的を達成する
ため本発明の請求項1に記載の半導体レーザの温度制御
システムは、固体レーザの媒質に特定波長の励起用レー
ザ光を照射して励起するための複数の半導体レーザと、
これらの半導体レーザの個々に配設され温度調整を行う
温調器と、前記半導体レーザの個々に配設され温度を測
定する温度センサと、この温度センサにより測定された
温度センサ出力のアナログ信号をデジタル信号に変換す
るA/D変換器と、前記温度センサ出力のアナログ信号
がA/D変換器に出力される際に一時的に保留しデジタ
ル変換処理終了後に順次アナログ信号を出力するマルチ
プレックサと、前記A/D変換器によりデジタル変換さ
れた温度センサ出力を書込むための少なくとも2つの記
憶部を有する第1メモリと、前記温度センサ出力に対応
する較正温度データを記憶している第2メモリと、前記
第1メモリに書込まれた温度センサ出力に対応する前記
第2メモリ内の較正温度データと設定温度データとを比
較演算しその誤差を補正するように前記温調器に温度補
正指令を出力するCPUと、前記温度センサ出力のアナ
ログ信号をデジタル変換し前記CPUにより処理される
までの一連の流れのタイミングを制御する制御部とを有
することを特徴としている。
In order to achieve the above-mentioned object, the temperature control system for a semiconductor laser according to claim 1 of the present invention irradiates a medium of a solid-state laser with excitation laser light of a specific wavelength for excitation. A plurality of semiconductor lasers for
A temperature controller for individually adjusting the temperature of each of these semiconductor lasers, a temperature sensor for individually measuring the temperature of each of the semiconductor lasers, and an analog signal of the temperature sensor output measured by the temperature sensor A / D converter for converting to a digital signal, and a multiplexer for temporarily holding the analog signal of the temperature sensor output when the temperature sensor output is output to the A / D converter and sequentially outputting the analog signal after completion of the digital conversion processing. A first memory having at least two storage units for writing the temperature sensor output digitally converted by the A / D converter; and a second memory storing calibration temperature data corresponding to the temperature sensor output. The error between the memory and the calibration temperature data and the set temperature data in the second memory corresponding to the temperature sensor output written in the first memory is calculated and compared. It has a CPU that outputs a temperature correction command to the temperature controller so as to perform correction, and a control unit that digitally converts the analog signal of the temperature sensor output and controls the timing of a series of flows until it is processed by the CPU. It is characterized by that.

【0012】また、本発明の請求項2に記載の半導体レ
ーザの温度制御システムは、請求項1において、半導体
レーザは半導体レーザダイオードアレイであることを特
徴としている。
The semiconductor laser temperature control system according to claim 2 of the present invention is characterized in that in claim 1, the semiconductor laser is a semiconductor laser diode array.

【0013】[0013]

【作用】前述した構成からなる本発明によれば、温度セ
ンサにより測定された温度センサ出力のアナログ信号が
マルチプレッサに次々に送信され一時的に保留される。
そして、A/D変換器により先のアナログ信号がデジタ
ル変換されて少なくとも2つの記憶部を有する第1メモ
リに書込まれると、制御部により、つぎのアナログ信号
がマルチプレックサからA/D変換器に出力されるよう
に制御される。このように温度センサ出力のアナログ信
号が次々にデジタル変換され第1メモリに順次書込まれ
る。そして、1つの記憶部のすべてに書込みが終了した
時点で前記制御部からCPUに読取り指令が出力される
とともに、前記記憶部への書込みを他の記憶部への書込
みに切換えて、先と同様にデジタル変換された温度デー
タを書込み続ける。したがって、前記CPUが読取る温
度センサ出力はすでに書込みが終了している記憶部から
のみ読取ることとなる。一方、前記CPUは、前記記憶
部から読取った温度センサ出力に対応する前記第2メモ
リ内の較正温度データと固体レーザ媒質を励起するのに
最適な波長となり得る設定温度データとを順次比較し
て、その温度差を補正するように前記TECに対して次
々に指令を送り、このTECのペルティエ効果により前
記半導体レーザから吸熱あるいは放熱し設定温度となる
ように調整される。
According to the present invention having the above-described structure, the analog signals of the temperature sensor output measured by the temperature sensor are sequentially transmitted to the multiple presser and temporarily held.
Then, when the previous analog signal is digitally converted by the A / D converter and written in the first memory having at least two storage units, the next analog signal is converted from the multiplexer to the A / D conversion by the control unit. Is controlled so that it is output to the container. In this way, the analog signals of the temperature sensor output are converted into digital one after another and sequentially written in the first memory. Then, at the time when the writing to all of the one storage unit is completed, a read command is output from the control unit to the CPU, and the writing to the storage unit is switched to the writing to another storage unit. Continue to write the digitally converted temperature data to. Therefore, the temperature sensor output read by the CPU is read only from the storage unit in which writing has already been completed. On the other hand, the CPU sequentially compares the calibration temperature data in the second memory, which corresponds to the temperature sensor output read from the storage unit, with the preset temperature data that can be the optimum wavelength for exciting the solid-state laser medium. , Commands are sequentially sent to the TEC to correct the temperature difference, and the Peltier effect of the TEC absorbs or radiates heat from the semiconductor laser to adjust the temperature to the set temperature.

【0014】したがって、前記CPUは温度センサ出力
のアナログ信号をデジタル変換する制御には全く関与せ
ず、デジタル変換後の温度センサ出力の処理のみを行な
えるため、前記半導体レーザの温度制御を高速で行なう
ことができる。また、前記第2メモリが少なくとも2つ
の記憶部を有しているため、デジタル変換された温度セ
ンサ出力の書込みと前記CPUによる読取りとを同時に
効率良く処理することができる。
Therefore, the CPU is not involved in the control for converting the analog signal of the temperature sensor output into a digital signal, and can process only the temperature sensor output after the digital conversion, so that the temperature control of the semiconductor laser can be performed at high speed. Can be done. Further, since the second memory has at least two storage units, writing of the digitally converted temperature sensor output and reading by the CPU can be efficiently processed at the same time.

【0015】[0015]

【実施例】以下、本発明を図面に示す実施例により説明
する。
The present invention will be described below with reference to the embodiments shown in the drawings.

【0016】図1は、本発明の半導体レーザの温度シス
テムについての一実施例を示す概略構成図である。本実
施例のシステムにおいては、YAGロッド等の固体媒質
に特定波長の励起用レーザ光を照射して励起するための
複数の半導体レーザを用いた半導体レーザダイオードア
レイ1と、これらの半導体レーザダイオードアレイ1の
個々に配設されペルティエ効果を利用する吸熱、放熱に
より温度調整を行う温調器としてのTEC2と、前記半
導体レーザダイオードアレイ1の個々に配設され熱電対
等により各温度を測定する温度センサ3と、この温度セ
ンサ3により測定された温度センサ出力信号を処理可能
なレベルまで増幅させるセンサ出力増幅器4と、このセ
ンサ出力増幅器4により増幅された温度センサ出力のア
ナログ信号を、つぎのRAM7やCPU9で処理可能と
するためにデジタル変換するA/D変換器5と、次々に
送信されてくる増幅された温度センサ出力のアナログ信
号をA/D変換器5に出力する際に一時的に保留し、前
記A/D変換器5によるデジタル変換終了後にサンプル
ホールド11を開閉して順次アナログ信号を出力するマ
ルチプレックサ6と、前記A/D変換器5によりデジタ
ル変換された温度センサ出力の信号を書込むための記憶
部を2つ有し、このうち一方の記憶部に書込ませている
ときには、もう一方の記憶部から読取れるようにして書
込みと読取りの処理を同時に進行できる第1メモリに相
当するデュアルポートメモリ7と、前記各温度センサ出
力に基づいて演算された温度データである較正温度デー
タを記憶している第2メモリとしてのROM8と、前記
デュアルポートメモリ7に書込まれた温度センサ出力に
対応する温度を前記ROM8内の較正温度データから読
取りこの温度と各半導体レーザダイオードの設定温度デ
ータとを比較演算してその誤差を補正するように温度補
正指令を出力するCPU9と、前記サンプルホールド1
1を制御して前記A/D変換器5により一つのアナログ
信号の変換処理終了後に前記マルチプレックサ6から次
のアナログ信号が入力されるようにタイミングをとった
り、前記A/D変換器5に対して変換処理の終了したデ
ータを前記デュアルポートメモリ7に書込むようタイミ
ングを制御したり、前記デュアルポートメモリ7の一方
の記憶部への書込みが終了したときに他方の記憶部に書
込みを切換える指令を出し、前記CPU9に対しては書
込みの終了している記憶部から温度センサ出力を読取ら
せこれに対応する較正温度データを前記ROM8から読
取らせてこの較正温度データと各半導体レーザダイオー
ドアレイ1の設定温度データとを比較演算するように制
御するなど、前記マルチプレックサ6から前記CPU9
までの温度データに関する一連の流れが効率よく行なわ
れるようにタイミングを制御する制御部10と、前記C
PU9から出力される前記半導体レーザダイオードアレ
イ1の温度補正指令に関するデータのデジタル信号をア
ナログ信号に変換するD/A変換器12と、このアナロ
グ変換された温度補正指令のデータを受けて前記半導体
レーザダイオードアレイ1の温度を設定温度となるよう
に前記TEC2に電力を供給する電力供給装置13とか
ら構成されている。
FIG. 1 is a schematic block diagram showing an embodiment of a temperature system for a semiconductor laser according to the present invention. In the system of this embodiment, a semiconductor laser diode array 1 using a plurality of semiconductor lasers for irradiating and exciting a solid-state medium such as a YAG rod with a laser light for excitation having a specific wavelength, and these semiconductor laser diode arrays. 1 individually arranged TEC2 as a temperature controller for adjusting the temperature by heat absorption and heat dissipation utilizing the Peltier effect, and a temperature sensor individually arranged in the semiconductor laser diode array 1 for measuring each temperature by a thermocouple or the like. 3, a sensor output amplifier 4 for amplifying the temperature sensor output signal measured by the temperature sensor 3 to a processable level, and an analog signal of the temperature sensor output amplified by the sensor output amplifier 4 for the next RAM 7 or The A / D converter 5 that performs digital conversion to enable processing by the CPU 9 is transmitted one after another. The amplified analog signal of the temperature sensor output is temporarily held when it is output to the A / D converter 5, and after the digital conversion by the A / D converter 5, the sample hold 11 is opened and closed to sequentially output the analog signal. It has a multiplexer 6 for outputting and two storage sections for writing the signal of the temperature sensor output digitally converted by the A / D converter 5, and one of the storage sections is written. Sometimes, the dual port memory 7 corresponding to the first memory capable of proceeding with the writing and reading processes at the same time so as to be read from the other storage unit, and the calibration which is the temperature data calculated based on the output of each temperature sensor. The ROM 8 as the second memory for storing temperature data and the temperature corresponding to the temperature sensor output written in the dual port memory 7 are stored in the ROM 8. From the calibration temperature data reading and CPU9 outputs a temperature correction command to correct the temperature and the set temperature data and the error comparison operation to the respective semiconductor laser diode, the sample and hold 1
1 is controlled so that the next analog signal is input from the multiplexer 6 after the conversion processing of one analog signal by the A / D converter 5 is completed, or the A / D converter 5 outputs the next analog signal. On the other hand, the timing is controlled so that the converted data is written to the dual port memory 7, and when the writing to one storage unit of the dual port memory 7 is finished, the writing is switched to the other storage unit. A command is issued, and the CPU 9 is caused to read the temperature sensor output from the memory unit in which the writing has been completed, and the corresponding calibration temperature data is read from the ROM 8 to obtain this calibration temperature data and each semiconductor laser diode. From the multiplexer 6 to the CPU 9 such as controlling to perform comparison calculation with the set temperature data of the array 1.
A control unit 10 for controlling timing so that a series of flows relating to temperature data up to
A D / A converter 12 for converting a digital signal of data relating to the temperature correction command of the semiconductor laser diode array 1 output from the PU 9 into an analog signal, and the semiconductor laser receiving the analog-converted temperature correction command data It comprises a power supply device 13 for supplying power to the TEC 2 so that the temperature of the diode array 1 becomes a set temperature.

【0017】つぎに本実施例の作用について説明する。Next, the operation of this embodiment will be described.

【0018】前記複数の半導体レーザダイオードアレイ
1は個々に特定波長の励起用レーザ光を発振し、レンズ
等によって収束した特定波長を固体レーザの媒質に対し
て照射する。したがって、個々の半導体レーザダイオー
ドアレイ1の波長の誤差が、収束された波長に大きく影
響し、最終的に前記固体レーザ媒質から発振される固体
レーザ光の出力効率に影響を与える。そこで、本実施例
では個々の半導体レーザダイオードアレイ1ごとに独立
に温度調整の制御を行ない、波長の誤差を低減させてい
る。
Each of the plurality of semiconductor laser diode arrays 1 individually oscillates a laser beam for excitation having a specific wavelength, and irradiates the medium of the solid-state laser with the specific wavelength converged by a lens or the like. Therefore, the error in the wavelength of each semiconductor laser diode array 1 greatly affects the converged wavelength, and finally affects the output efficiency of the solid-state laser light oscillated from the solid-state laser medium. Therefore, in this embodiment, the temperature adjustment is controlled independently for each semiconductor laser diode array 1 to reduce the wavelength error.

【0019】すなわち、前記各温度センサ3により測定
された各半導体レーザダイオードアレイ1の温度センサ
出力のアナログ信号が前記センサ出力増幅器4において
処理可能なレベルまで増幅されてマルチプレックサ6に
次々と出力され一時的に保留される。ここで、前記A/
D変換器5はアナログ信号を一つずつしか処理できない
ため、前記制御部10が前記A/D変換器5のデジタル
変換が終了するまで、つぎのデータ信号を前記マルチプ
レックサ6において保留するように前記サンプルホール
ド11を閉状態に制御する。そして、デジタル変換が終
了すると、つぎのアナログ信号が送られるとともに、デ
ジタル変換後の温度センサ出力は前記デュアルポートメ
モリ7のうちの一方の記憶部に順次書込まれる。そし
て、この一方の記憶部すべてに書込みが終了した時点で
前記制御部10から前記CPU9に割込信号等の信号が
出力されるとともに、温度センサ出力の前記記憶部への
書込みを他方の記憶部に切換えて、前述と同様に前記A
/D変換器5により温度センサ出力が書込まれ続ける。
That is, the analog signal of the temperature sensor output of each semiconductor laser diode array 1 measured by each temperature sensor 3 is amplified to a level that can be processed by the sensor output amplifier 4 and sequentially output to the multiplexer 6. Is temporarily suspended. Where A /
Since the D converter 5 can process only one analog signal at a time, the control unit 10 holds the next data signal in the multiplexer 6 until the digital conversion of the A / D converter 5 is completed. Then, the sample hold 11 is controlled to be closed. When the digital conversion is completed, the next analog signal is sent and the temperature sensor output after the digital conversion is sequentially written in one of the storage units of the dual port memory 7. Then, when writing to all of the one storage units is completed, a signal such as an interrupt signal is output from the control unit 10 to the CPU 9, and the temperature sensor output is written to the other storage unit. Switch to the same as above
The / D converter 5 continues to write the temperature sensor output.

【0020】したがって、前記CPU9は、すでに書込
みが終了している記憶部側から読取ることとなり、前記
CPU9は前記A/D変換器5の書込みと別途独立に温
度センサ出力を高速で処理できる。
Therefore, the CPU 9 will read from the side of the memory unit where the writing has already been completed, and the CPU 9 can process the temperature sensor output at a high speed independently of the writing of the A / D converter 5.

【0021】一方、前記CPU9は、前記デュアルポー
トメモリ7から読取った温度センサ出力に対応する前記
ROM8内の較正温度データと前記各半導体レーザダイ
オードアレイ1の設定温度データとを比較演算し、これ
らの温度差を補正してYAGロッド等の固体レーザ媒質
に最適な波長の励起用レーザ光を発振できる温度となる
ように前記TEC2に対して温度補正指令を出力する。
この温度補正指令は前記D/A変換器12によってアナ
ログ信号に変換され、前記TEC2に電力を供給する電
力供給装置13に出力される。そして、この電力供給装
置13から前記TEC2に電力が供給されると、このT
EC2がペルティエ素子のペルティエ効果により前記半
導体レーザダイオードアレイ1から熱を放出させたり、
あるいは吸収させて設定温度に保持することとなる。
On the other hand, the CPU 9 compares and calculates the calibration temperature data in the ROM 8 corresponding to the temperature sensor output read from the dual port memory 7 and the set temperature data of each of the semiconductor laser diode arrays 1, and calculates these. A temperature correction command is output to the TEC 2 so that the temperature difference can be corrected to a temperature at which the excitation laser light having the optimum wavelength can be oscillated in the solid laser medium such as the YAG rod.
The temperature correction command is converted into an analog signal by the D / A converter 12 and output to the power supply device 13 that supplies power to the TEC 2. When electric power is supplied from the power supply device 13 to the TEC 2,
EC2 causes heat to be emitted from the semiconductor laser diode array 1 by the Peltier effect of the Peltier element,
Alternatively, it is absorbed and held at the set temperature.

【0022】このような構成によれば、従来CPUが行
っていた前記サンプルホールド11の開閉の切換えや、
最も時間を消費するアナログ信号のデジタル変換、さら
に前記デュアルポートメモリ7への書込み制御等を制御
部10が行なって前記CPU9を関与させないこととし
たため、このCPU9は、図2に示すように、温度セン
サ出力に対応する較正温度データを前記ROM8から読
取って、この温度と各半導体レーザダイオードアレイ1
の設定温度データとを比較演算する温度データの処理の
みを行なうこととなり、きわめて高速で前記半導体レー
ザダイオードアレイ1の温度制御をすることが可能とな
る。
According to such a configuration, the opening and closing of the sample hold 11 which is conventionally performed by the CPU,
Since the control unit 10 does not involve the CPU 9 by performing the digital conversion of the analog signal that consumes the most time, and the writing control to the dual port memory 7, etc., the CPU 9 does not control the temperature as shown in FIG. Calibration temperature data corresponding to the sensor output is read from the ROM 8 and the temperature and each semiconductor laser diode array 1 are read.
Since only the temperature data that is compared and calculated with the set temperature data in (1) is processed, the temperature of the semiconductor laser diode array 1 can be controlled at an extremely high speed.

【0023】ここで、図2、図3、図5および図6にお
いて本発明にかかるCPUが関与する作業と、従来のC
PUが関与する作業についてのタイミングチャートを比
較する。
Here, in FIG. 2, FIG. 3, FIG. 5 and FIG. 6, the work in which the CPU according to the present invention is involved and the conventional C
Compare timing charts for work involving a PU.

【0024】図中のアルファベットはそれぞれ図2およ
び図5のフローチャートで示す前記CPU9の作業内容
に対応している。図3に示すように、本発明において前
記CPU9の行うべき作業が温度補正量の演算とその出
力に限定できたため、図6に示す従来のCPU9がA/
D変換までも制御していたときの処理時間に比べると格
段に処理時間を減少でき制御処理全般を効率的に行える
ことがわかる。
The letters in the figure correspond to the work contents of the CPU 9 shown in the flow charts of FIGS. 2 and 5, respectively. As shown in FIG. 3, since the work to be performed by the CPU 9 in the present invention can be limited to the calculation of the temperature correction amount and its output, the conventional CPU 9 shown in FIG.
It can be seen that the processing time can be markedly reduced as compared with the processing time when the D conversion is also controlled, and the entire control processing can be efficiently performed.

【0025】また、前記デュアルポートメモリ7は記憶
部を2つ有するため、一方の記憶部ではアナログ変換さ
れた温度センサ出力を書込み、他方の記憶部では前記C
PU9が温度センサ出力を読取るようにして、書込みと
読取りとが同時に進行できるようにしたため前記CPU
9は効率よく温度データに関する処理を行うことができ
る。
Further, since the dual port memory 7 has two storage sections, one storage section writes the analog-converted temperature sensor output, and the other storage section writes the C signal.
Since the PU 9 reads the temperature sensor output so that writing and reading can proceed at the same time, the CPU
9 can efficiently perform processing relating to temperature data.

【0026】さらに、前記半導体レーザダイオードアレ
イ1の許容される制御温度範囲は狭く、わずかな温度変
化にも影響を受けるという問題に対処すべく、従来、温
度センサが測定した温度センサ出力から非線形関数演算
により算出していた較正温度データを、温度センサ出力
と較正温度データとの比較テーブルとして前記ROM8
に集積したため、前記CPU9はより短時間で較正温度
データを読み取ることができ、実際の較正温度データと
設定温度データとの比較演算を瞬時に行なうことができ
る。
Further, in order to deal with the problem that the allowable control temperature range of the semiconductor laser diode array 1 is narrow and even a slight temperature change is affected, a nonlinear function is conventionally used from the temperature sensor output measured by the temperature sensor. The calibration temperature data calculated by calculation is used as the ROM 8 as a comparison table of the temperature sensor output and the calibration temperature data.
The CPU 9 can read the calibration temperature data in a shorter time, and can instantly perform the comparison calculation between the actual calibration temperature data and the set temperature data.

【0027】なお、本発明は、前記各実施例に限定され
るものではなく、必要に応じて変更することができる。
The present invention is not limited to the above-mentioned embodiments, but can be modified as necessary.

【0028】[0028]

【発明の効果】以上説明したように本発明の半導体レー
ザの温度制御システムによれば、最も処理時間を必要と
するアナログ信号のデジタル変換等に関する制御を制御
部が行なってCPUを関与させないこととしたため、こ
のCPUは第1メモリから読取った温度センサ出力に対
応する較正温度データを第2メモリから読取って、これ
と各半導体レーザダイオードの設定温度データとを比較
演算する温度データ処理のみを行なうこととなり、前記
半導体レーザの温度制御を迅速に行えるし、効率的に作
業を処理することが可能となる。
As described above, according to the temperature control system for a semiconductor laser of the present invention, the control section controls the digital conversion of the analog signal which requires the most processing time and does not involve the CPU. Therefore, the CPU reads only the calibration temperature data corresponding to the temperature sensor output read from the first memory from the second memory, and only performs the temperature data processing for comparing and calculating the calibration temperature data with the set temperature data of each semiconductor laser diode. Therefore, the temperature of the semiconductor laser can be quickly controlled, and the work can be efficiently processed.

【0029】また、第2メモリは記憶部を少なくとも2
つ有するため、一の記憶部ではアナログ変換された温度
データを書込み、他の記憶部ではCPUが温度データを
読取るようにして、書込みと読取りとが同時に進行でき
るようにしたため前記CPUは効率よく温度データを処
理することができる。
The second memory has at least two storage units.
Therefore, the temperature data converted into analog data is written in one storage unit, and the temperature data is read by the CPU in the other storage unit so that writing and reading can proceed at the same time. Data can be processed.

【0030】さらに、非線形関数演算により算出してい
た各温度センサ出力に対応する較正温度データを比較テ
ーブルとしてROMに集積したため、CPUはより短時
間で較正温度データを読取ることができ、設定温度デー
タとの比較演算を瞬時に行なうことができる。
Further, since the calibration temperature data corresponding to each temperature sensor output calculated by the non-linear function calculation is integrated in the ROM as the comparison table, the CPU can read the calibration temperature data in a shorter time, and the set temperature data can be read. It is possible to instantly perform a comparison operation with.

【0031】したがって、半導体レーザの温度制御シス
テムの処理能力を向上させることができる。
Therefore, the throughput of the temperature control system of the semiconductor laser can be improved.

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

【図1】本発明の半導体レーザの温度制御システムの一
実施例を示す概略構成図
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an embodiment of a temperature control system for a semiconductor laser according to the present invention.

【図2】本発明の実施例におけるCPUが関与する作業
のフローチャート
FIG. 2 is a flowchart of work involving a CPU according to an embodiment of the present invention.

【図3】本発明の実施例におけるCPUが関与する作業
のタイミングチャート
FIG. 3 is a timing chart of work involving a CPU according to an embodiment of the present invention.

【図4】従来の半導体レーザの温度制御システムを示す
概略構成図
FIG. 4 is a schematic configuration diagram showing a conventional semiconductor laser temperature control system.

【図5】図4に示した従来のCPUが関与する作業のフ
ローチャート
5 is a flowchart of the work involving the conventional CPU shown in FIG.

【図6】図4に示した従来のCPUが関与する作業のタ
イミングチャート
FIG. 6 is a timing chart of work involving the conventional CPU shown in FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 半導体レーザダイオードアレイ 2 TEC 3 温度センサ 4 センサ出力増幅器 5 A/D変換器 6 マルチプレックサ 7 デュアルポートメモリ 8 ROM 9 CPU 10 制御部 11 サンプルホールド 12 D/A変換器 13 電力供給装置 17 従来のRAM 1 Semiconductor Laser Diode Array 2 TEC 3 Temperature Sensor 4 Sensor Output Amplifier 5 A / D Converter 6 Multiplexer 7 Dual Port Memory 8 ROM 9 CPU 10 Control Unit 11 Sample Hold 12 D / A Converter 13 Power Supply Device 17 Conventional RAM

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 固体レーザの媒質に特定波長の励起用レ
ーザ光を照射して励起するための複数の半導体レーザ
と、これらの半導体レーザの個々に配設され温度調整を
行う温調器と、前記半導体レーザの個々に配設され温度
を測定する温度センサと、この温度センサにより測定さ
れた温度センサ出力のアナログ信号をデジタル信号に変
換するA/D変換器と、前記温度センサ出力のアナログ
信号がA/D変換器に出力される際に一時的に保留しデ
ジタル変換処理終了後に順次アナログ信号を出力するマ
ルチプレックサと、前記A/D変換器によりデジタル変
換された温度センサ出力を書込むための少なくとも2つ
の記憶部を有する第1メモリと、前記温度センサ出力に
対応する較正温度データを記憶している第2メモリと、
前記第1メモリに書込まれた温度センサ出力に対応する
前記第2メモリ内の較正温度データと設定温度データと
を比較演算しその誤差を補正するように前記温調器に温
度補正指令を出力するCPUと、前記温度センサ出力の
アナログ信号をデジタル変換し前記CPUにより処理さ
れるまでの一連の流れのタイミングを制御する制御部と
を有することを特徴とする半導体レーザの温度制御シス
テム。
1. A plurality of semiconductor lasers for irradiating a medium of a solid-state laser with excitation laser light of a specific wavelength for excitation, and temperature controllers each of which is provided for adjusting the temperature. A temperature sensor which is arranged in each of the semiconductor lasers to measure the temperature, an A / D converter which converts an analog signal of the temperature sensor output measured by the temperature sensor into a digital signal, and an analog signal of the temperature sensor output Is temporarily output when output to the A / D converter and sequentially outputs analog signals after completion of digital conversion processing, and the temperature sensor output digitally converted by the A / D converter is written. A first memory having at least two storage units for storing, and a second memory storing calibration temperature data corresponding to the temperature sensor output,
Outputs a temperature correction command to the temperature controller so that the calibration temperature data in the second memory corresponding to the temperature sensor output written in the first memory and the set temperature data are compared and calculated to correct the error. A temperature control system for a semiconductor laser, comprising: a CPU for controlling the temperature of the output of the temperature sensor;
【請求項2】 前記半導体レーザは半導体レーザダイオ
ードアレイであることを特徴とする請求項1に記載の半
導体レーザの温度制御システム。
2. The temperature control system for a semiconductor laser according to claim 1, wherein the semiconductor laser is a semiconductor laser diode array.
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