JPH10335731A

JPH10335731A - 光パラメトリック発振器

Info

Publication number: JPH10335731A
Application number: JP9156098A
Authority: JP
Inventors: Minoru Sumiya; 実角谷
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1997-05-30
Filing date: 1997-05-30
Publication date: 1998-12-18
Anticipated expiration: 2017-05-30
Also published as: JP2904189B2

Abstract

(57)【要約】【課題】Ｑスイッチを有する半導体レーザ励起固体レ
ーザをポンプ源とした光パラメトリック発振器のマルチ
パルスの発生を抑制するとともに最大出力が得られるよ
うにする。【解決手段】パルス幅変調回路２４は矩形波発生回路
１１と同じ周波数で、加算回路２６の出力に比例するパ
ルス幅を持つパルス列を発生する。直流バイアス回路１
７の出力調整によりＱスイッチ５の開口時間の初期値を
設定する。レーザ出力は時間平均出力、パルスピーク値
ともに開口時間の最適値の時に最大となる単峰性の特性
を有しているので、正弦波発生回路２２により、Ｑスイ
ッチの開口時間が変調されると、レーザ出力も変調され
る。そこで、制御回路２５により光検出器１８からのレ
ーザ出力と正弦波発生回路２２の出力を演算してＱスイ
ッチの開口時間の増減を判定し、パルス幅変調回路にフ
ィードバックして、Ｑスイッチの開口時間を最適値に制
御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光パラメトリック
発振を用いてレーザ光の波長変換を行う光パラメトリッ
ク発振器に関し、特に、半導体レーザ励起固体レーザを
ポンプ源とし、その共振器内部に光パラメトリック発振
のための共振器を設ける内部共振器型光パラメトリック
発振器に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、レーザ光の波長を変換する方
法の一つとして、シグナル光かアイドラ光、または両方
が共振する光共振器中に非線形光学結晶を置きポンプ光
を入射したときに、シグナル光とアイドラ光の一方を出
力する光パラメトリック発振が用いられている。

【０００３】光パラメトリック発振器は、ポンプ光の入
射によりシグナル光、あるいはアイドラ光を発生させる
が、この時ポンプ光のパワー密度には、光パラメトリッ
ク発振を開始させるためのしきい値が存在する。レーザ
光の波長変換効率を向上させるためには、上記のしきい
値を超える強いパワー密度のポンプ光を光パラメトリッ
ク発振器の共振器に入射させる必要がある。

【０００４】一般に、レーザ発振器では出力ミラーから
取り出される出力よりもレーザ光のパワーしきい値より
も共振器内部のパワー密度の方が高い。このことから、
ポンプ光を発生させるレーザの共振器内部に光パラメト
リック発振の共振器を配置することにより、容易にその
しきい値を超えるポンプ光のパワー密度を得ることがで
きる。このようにポンプ光を発生させるレーザ共振器内
に光パラメトリック発振のための共振器を配置する方法
を内部共振器型光パラメトリック発振と呼んでいる。

【０００５】上記の内部共振器型光パラメトリック発振
器については、ジョエルフオークら(J.Falk et al.)
による論文がアイ・イー・イー・イージャーナルオ
ブカンタムエレクトロニクス、第ＱＥ−７巻、第７
号、３５９頁、１９７１年(IEEE Journal of Quantum E
lectronics、Vol.QE-7、 No.7、 p.359、 1971)に開示され
ている。

【０００６】上記の文献では、ポンプ光の発生源となる
固体レーザの励起にはフラッシュランプが使用されてい
るが、フラッシュランプ励起固体レーザの場合、パルス
繰り返し周波数が数十Ｈｚまでに限られることや、装置
の小型化が難しいこと、フラッシュランプの寿命が短い
ことなどにより、近年では半導体レーザ励起による固体
レーザをポンプ源とした内部共振器型の光パラメトリッ
ク発振器の研究・開発が行われている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】この内部共振器型光パ
ラメトリック発振器内にＱスイッチを設け、光共振器内
のＱ値を瞬間的に大きくすることで尖頭値の大きなパル
スレーザ光が得られるが、１回のＱスイッチ動作で複数
のパルスが発生してしまうマルチパルスが発生すること
がある。このマルチパルスの発生原理については先に掲
げたジョエルフォークらによる文献に詳述されてい
る。

【０００８】マルチパルスの発生は、レーザの特定の用
途に対して不適当となることがある。その一例として、
目標物までの距離をＱスイッチレーザパルスの往復時間
から求める計測応用があり、１回のＱスイッチ動作で発
生するマルチパルスのうち、２発目以降のパルスが誤測
定の原因となることがある。また、このような計測用途
では、より高いピーク値を持つＱスイッチレーザパルス
であることが望ましいが、マルチパルス発生により、出
力として取り出せるエネルギーが２発目以降のパルスに
分散されてしまうことも好ましくない。

【０００９】このマルチパルスをシングルパルス化する
ために、ポンプ光発生用レーザのＱスイッチ動作に使用
するＱスイッチの損失が低い状態の時間幅、すなわち開
口時間を狭め、第２パルス以降のパルスが発生するとき
に、ポンプ光発生用のレーザ共振器を高損失とすること
により、１回のＱスイッチ動作で発生するパルスの数を
１つにすることが可能である。

【００１０】一方、シングルパルス化されたレーザ出力
のＱスイッチの開口時間に対する特性は、時間平均出
力、パルスピーク値ともに開口時間の最適値のときに最
大となる単峰性の特性を示し、開口時間を短くしていく
と、シングル化したパルスの発生中に損失が入るため
に、パルスのピーク値も低下していく。

【００１１】また、特定の状態でＱスイッチの開口時間
を最適に設定しても、固体レーザの励起強度、Ｑスイッ
チの繰り返し周波数、レーザ発振器の光学的な調整状態
に変化が生じたり、あるいは、温度等の環境条件の変化
や装置の径年変化等により、出力が低下したり、再びマ
ルチパルスが発生してしまう。

【００１２】本発明は、音響光学Ｑスイッチを用いてシ
ングルパルスレーザを出力する、半導体レーザ励起固体
レーザをポンプ光源とした内部共振器型光パラメトリッ
ク発振器において、半導体レーザの強度、Ｑスイッチの
繰り返し周波数、レーザ発振器の光学的な調整状態の変
化や、装置の経年変化などによる出力低下やマルチパル
スの再発生を防ぎ、光パラメトリック発振器の出力の安
定性を向上させることを目的とするものである。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明は半導体レーザ励
起による固体レーザをポンプ源とした内部共振器型の光
パラメトリック発振器の出力を安定化させるために、レ
ーザ出力をモニターし、該モニター出力に対応する制御
情報を、固体レーザをＱスイッチ動作させるための手段
にフィードバックすることを特徴としている。

【００１４】具体的には、本発明は少なくとも、Ｑスイ
ッチ動作のための手段を有する半導体レーザ励起固体レ
ーザ共振器の内部に、非線形光学結晶を含む光パラメト
リック発振のための共振器を有する内部共振器型光パラ
メトリック発振器において、前記固体レーザ共振器の損
失がＱスイッチにより低損失となる開口時間を入力値に
応じて変化させる手段と、Ｑスイッチの開口時間に周期
的な微少変動を与える手段と、レーザ出力光の時間平均
値をモニターしてレーザ出力を最大とするために開口時
間を増加させるか減少させるかを判定して前記のＱスイ
ッチの開口時間を入力に応じて変化させる手段にフィー
ドバックを与える手段を有することを特徴とするもので
ある。

【００１５】また、この光パラメトリック発振器におい
て、開口時間をその最適値に近づけるために開口時間を
増加させるか減少させるかを判定する手段として、レー
ザ出力の時間平均値の交流成分と前記開口時間に周期的
な微少変動を与える手段からの信号との積を得る手段を
設け、その積の値の符号により開口時間の増減を区別し
てフィードバックを与える手段を含んでいる。

【００１６】さらに、前記開口時間を入力値に応じて変
化させる手段を、矩形波発生回路の出力を積分した値と
フィードバック信号を含む参照信号とを比較回路を通
し、前記矩形波発生回路の出力と前記比較回路の出力と
の論理積をとることで実現している。

【００１７】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態について図面
を参照して説明する。図１を参照すると、固体レーザ結
晶４を励起するための半導体レーザ１が配置されてお
り、この半導体レーザ１の出力光はレンズ２ａ、２ｂに
より集光され、端面ミラー３に入射される。端面ミラー
３には、半導体レーザ１の波長に対しては低反射とな
り、かつ固体レーザ結晶４の発振波長に対しては高反射
となるコーティングが施されている。端面ミラー３の右
側には、固体レーザ結晶４が配置されている。レンズ２
ａ、２ｂによって集光された半導体レーザ１の出力光
は、端面ミラー３を透過した後、固体レーザ結晶４に入
射する。端面ミラー３と出力ミラー８の間が固体レーザ
の共振器となっている。

【００１８】固体レーザ結晶４の右側には音響光学Ｑス
イッチ５が配置されている。この音響光学Ｑスイッチ５
により端面ミラー３及び出力ミラー８の間をレーザ共振
器とする固体レーザをＱスイッチ動作させる。出力ミラ
ー８には固体レーザ結晶４の発振波長に対しては高反射
率となり、かつ光パラメトリック発振の出力光の波長に
対して部分透過となるコーテイングが施されている。

【００１９】出力ミラー８の左側には、非線形光学結晶
１７が配置されている。非線形光学結晶７は固体レーザ
結晶１４の発振波長の光をポンプ光とするときに所望の
波長の光パラメトリック発振出力が得られるようにカッ
トされている。非線形光学結晶１７の左側には、内部ミ
ラー６が配置されている。この内部ミラー６には、固体
レーザ結晶１４の発振波長に対しては低反射率、光パラ
メトリック発振によるシグナル光の波長に対しては高反
射率となるコーティングが施されている。内部ミラー６
と出力ミラー８の間が光パラメトリック発振の共振器と
なっている。光パラメトリック発振の出力光は出力ミラ
ー８から取り出される。ここまでが内部共振器型光パラ
メトリック発振器によるレーザへッドとなる部分であ
る。

【００２０】次に、図１及び図２を参照して、音響光学
Ｑスイッチ５を駆動する部分について説明する。矩形波
発生回路１０によって、Ｑスイッチ動作の繰り返し周波
数を与える周期的な矩形パルスを発生させる。繰り返し
周波数は、固体レーザ結晶４のレーザ上準位寿命より短
い周期となる繰り返し周波数に設定する必要があり、Ｎ
ｄ³⁺を添加した結晶の場合、概ね１０ｋＨｚ以上であ
る。矩形波発生回路１０の出力はパルス幅変調回路２４
に入されてパルス幅変調される。パルス幅変調回路２４
は、繰り返し周波数が矩形波発生回路１０と同じで、加
算回路２６の出力値に比例するパルス幅となる周期的パ
ルスを出力する。

【００２１】高周波発生回路１１は入力が０Ｖのときに
周波数が数十ＭＨｚの高周波電力を発生し、５Ｖのとき
にその発生を止める。高周波電力がオフとなりＱスイッ
チによりレーザ共振器に与えられる損失が低損失となる
時間幅を、Ｑスイッチの開口時間と呼ぶ。音響光学Ｑス
イッチ５に入力される高周波電力を数百ｎｓから数μｓ
の開口時間で瞬間的にオフとすると、固体レーザがＱス
イッチ発振し、内部共振器型光パラメトリック発振器の
シグナル光出力が発生する。通常は、先に述べたとおり
マルチパルス発振するが、Ｑスイッチの開口時間を狭め
ることによって、１回のＱスイッチ動作で発生する光パ
ルスのうちで、２番目以降のパルスの発生を押さえるこ
とができる。

【００２２】Ｑスイッチ動作の繰り返し周期が、固体レ
ーザ結晶４のレーザ上準位寿命より短くなる高繰り返し
のときは、開口時間の制御によってシングルパルス化さ
れるばかりではなく、レーザのパルスピークパワーと時
間平均出力共にマルチパルスが発生しているときに比べ
増大する。

【００２３】開口時間をさらに狭めていくと、シングル
パルス化したパルスの強度までが減少してくる。開口時
間には最適値が存在する。開口時間に対するレーザ出力
は、時間平均出力とパルスピーク値ともに開口時間が最
適値となるときに最大となる単峰性の特性となる。そこ
で、レーザ出力が最大となるよう開口時間を最適に初期
設定するために、直流バイアス回路１７の出力電圧を調
整する。

【００２４】次に、Ｑスイッチの開口時間を制御するた
めの制御情報を得るフィードバック回路部分について図
１を参照して説明する。正弦波発生回路２２は、周波数
が数Ｈｚ〜数百Ｈｚの微小な正弦波信号を発生してお
り、この正弦波発生回路２２の出力は、制御回路２５及
び加算回路２６に加えられる。加算回路２６において、
Ｑスイッチの開口時間を最適に初期設定するための直流
バイアス電圧と前記正弦波信号が加算されてパルス幅変
調回路に入力されるので、これにより、Ｑスイッチの開
口時間が正弦波出力回路２２の出力に応じて周期的に変
化する。そのためレーザ出力も周期的に変化する。

【００２５】レーザ出力光の一部を部分反射鏡９で取り
出し、光検出器１８で受光する。光検出器１８は、正弦
波発生回路２２の繰り返し周波数の出力変化には十分応
答できるが、レーザの繰り返し周波数には応答できず時
間平均出力に比例した電圧を出力するものを使用してい
る。したがって、光検出器１８からは、正弦波発生回路
２２の繰り返し周波数に応答した出力が得られる。

【００２６】制御回路２５では光検出器１８からの信号
と正弦波出力回路２２の信号とから、Ｑスイッチの開口
時間を最適値に制御するために開口時間を増大するか減
少するかを判定し、その結果を正と負の電圧で区別した
出力を加算回路２６に加えている。このフイードバック
により、直流バイアス回路１７によるＱスイッチの開口
時間の設定値が最適値と一致していない場合でも、自動
的に開口時間を補正してレーザ出力が最大値に保たれる
ように、パルス幅変調回路２４へ出力される直流バイア
ス電圧が制御される。

【００２７】

【実施例】図３は、本発明をより具体化した実施例を示
す図である。図３において、固体レーザ結晶を励起する
ための半導体レーザ１は、光ファイバ結合タイプのもの
が用いられており、半導体レーザ１に接続された光ファ
イバ２７の他端から励起用のレーザ光が出力される。半
導体レーザ１は波長が８１０ｎｍであり、また光ファイ
バ端出力は１０Ｗである。レンズ２は、焦点距離が１０
ｍｍで、半導体レーザ１の光ファイバ端からの距離が約
２０ｍｍとなるように配置してある。また半導体レーザ
光の集光径は約０．５ｍｍである。

【００２８】端面ミラー３は、レンズ２側が平面で、そ
の反対側は曲率半径が−５ｍの凹面となっている。ま
た、端面ミラー３のレンズ２側の面は波長８１０ｎｍに
おける反射率が０．５％となり、また、反対側の面は、
波長８１０ｎｍに対して反射率が５％で、かつ波長１０
６４ｎｍに対して反射率が９９％となるようにコーテイ
ングがそれぞれ施されている。固体レーザ結晶には長さ
が３ｍｍのＮｄ：ＹＶＯ₄結晶４を使用している。

【００２９】Ｎｄ：ＹＶＯ₄結晶４はａ軸カットのもの
であり、そのｃ軸がレーザ共振器の光軸に対して垂直と
なるように配置されている。また、Ｎｄ：ＹＶＯ₄結晶
４による発振は電界成分が結晶のｃ軸と平行となり、そ
の発振波長は１０６４ｎｍとなる。音響光学Ｑスイッチ
５は媒質に二酸化テルル（ＴｅＯ₂）結晶を使用してお
り、レーザ光の伝搬する方向の長さは２０ｍｍである。

【００３０】内部ミラー６は、Ｑスイッチ５側が凸面、
その反対側が凹面となっており、それらの曲率半径は
０．２ｍである。また、内部ミラー６のＱスイッチ５側
の面は波長１０６４ｎｍにおける反射率が０．５％で、
また、反対側の面は、波長１０６４ｎｍに対して反射率
が５％で、かつ、波長１５７３ｎｍに対して反射率が９
９％となるようにコーティングがそれぞれ施されてい
る。また、内部ミラー６の厚さは５ｍｍである。

【００３１】非線形光学結晶には長さが３０ｍｍのＫＴ
Ｐ（ＫＴｉＯＰＯ₄）結晶７を使用している。ＫＴＰ結
晶７は結晶方位がθ＝９０°、φ＝０°のｘ軸カットの
もので、そのｙ軸がＮｄ：ＹＶＯ₄結晶４のｃ軸と平行
になるように配置されている。この配置により、光パラ
メトリック発振のポンプ光となる波長１０６４ｎｍの発
振光は、その電界成分がＫＴＰ結晶７のｙ軸と平行にな
るようにＫＴＰ結晶７に入射する。このとき、ＫＴＰ結
晶７は、波長が１５７３ｎｍで電界成分がＫＴＰ結晶７
のｙ軸と平行となるシグナル光と、波長が３．３μｍで
電界成分がＫＴＰ結晶７のｚ軸と平行となるアイドラ光
が発生する。

【００３２】出力ミラー８は、曲率半径が無限大の平面
である。また、出力ミラー８のＫＴＰ結晶７側の面は波
長１０６４ｎｍにおける反射率が９９％で、かつ、波長
１５７３ｎｍに対して反射率が約９０％となり、また、
反対側の面は、波長１５７３ｎｍに対して反射率が０．
５％となるようにコーテイングがそれぞれ施されてい
る。端面ミラー３と出力ミラー８間がＮｄ：ＹＶＯ₄レ
ーザの共振器となり、内部ミラー６と出力ミラー８の間
が光パラメトリック発振のための共振器となっている。

【００３３】次に、音響光学Ｑスイッチ５を駆動する部
分について図４のタイムチャートを参照して説明する。
矩形波発生回路１０によって、Ｑスイッチ動作の繰り返
し周波数を与える周期的な矩形パルスを発生させる。繰
り返し周波数は１００ｋＨｚ、パルス幅は１μｓに設定
してある。矩形波発生回路１０の出力の一つが積分回路
１３に入力され、積分回路１３からはのこぎり波が出力
される。この積分回路１３の出力と加算回路１５の出力
を比較回路１４にて比較し、積分回路の出力の方が大き
いときに５Ｖの電圧を出力し、反対に加算回路１５の出
力の方が大き時に０Ｖの電圧を出力する。

【００３４】この比較回路１２の出力と矩形波発生回路
１０の出力をＡＮＤ回路１２により論理積をとり、１の
ときに５Ｖの出力を、０のときに０Ｖの出力を発生す
る。積分回路１３、比較回路１４、ＡＮＤ回路１２によ
り、矩形波発生回路１０の矩形波パルスを、加算回路１
５からの入力に比例したパルス幅の周期パルスに変調す
るパルス幅変調回路を構成している。

【００３５】高周波発生回路１１は入力が０Ｖのときに
周波数が８０ＭＨｚの高周波を発生し、５Ｖのときに高
周波の発生を止める。高周波発生回路１１によって発生
する高周波電力が音響光学Ｑスイッチ５に入り、レーザ
へッドがＱスイッチ動作する。本実施例のレーザへッド
はレーザ出力が最大となるＱスイッチの開口時間の最適
値が約１３０ｎｓである。この開口時間の最適値に初期
設定するために、直流バイアス回路１７の出力電圧を調
整しておく。

【００３６】次に、Ｑスイッチの開口時間を制御するた
めの制御情報を得るフィードバック回路部分及びその動
作について図３及び図５を参照して説明する。なお、図
５のタイムチャートは、Ｑスイッチの開口時間がその最
適値より長い場合の動作について示している。

【００３７】正弦波発生回路２２は、周波数が２０Ｈｚ
の正弦波信号（図５（１））を発生しており、この正弦
波発生回路２２の出力は、加算回路１６及び乗算回路２
１に加えられる。加算回路１６において、直流バイアス
回路１７の直流バイアス電圧と前記正弦波信号が加算さ
れて前記構成のパルス幅変調回路に入力されるので、こ
れにより、Ｑスイッチの開口時間が正弦波発生回路２２
の出力に応じて周期的に変化する。そのためレーザ出力
も周期的に変化する。

【００３８】仮に、直流バイアス回路１７によるＱスイ
ッチの開口時間が、最適値より長い方にずれている場合
を考えると、このとき、レーザ出力も前記正弦波信号に
よって周期的な変化を示すが、正弦波発生回路２２の出
力とは位相が１８０°だけずれる。このレーザ出力の一
部をモニター用として部分反射鏡９により取り出し、光
検出器１８に供給する。

【００３９】光検出器１８として、正弦波発生回路２２
の繰り返し周波数の出力変化には応答できるが、レーザ
の繰り返し周波数には応答できず時間平均出力に比例し
た電圧を出力する狭帯域特性のものを使用しているの
で、光検出器１８からは、前記レーザ出力の前記正弦波
信号による周期的な変化に応答した出力（図５（２））
が得られる。

【００４０】光検出器１８の出力は、直流カットフィル
タ１９に入力されてその交流成分のみが抽出され、更に
増幅器２０により増幅された後、乗算回路２１に入力さ
れる。

【００４１】乗算回路２１において、増幅器２０の出力
（図５（３））と正弦波発生回路２２の出力（図５
（１））が乗算され、その出力は常に負の値となる周期
波（図５（４））となる。この乗算回路２１の出力はロ
ーパスフイルタ２３に入力され、ローパスフィルタ２３
からは、負の値を持つ直流成分（図５（５））だけが出
力される。

【００４２】したがって、直流バイアス回路１７によ
り、Ｑスイッチの開口時間が最適な値より長めに設定さ
れている場合、このローパスフイルタ２３の出力を加算
回路２３に加えることにより、Ｑスイッチの開口時間が
短くなる方向、すなわち最適値に近づくように制御され
る。

【００４３】直流バイアス回路１７によるＱスイッチの
開口時間が、最適値より短い方にずれて設定されている
場合には、レーザ出力の時間平均及び光検出器１８の出
力の時間平均は、正弦波発生回路２２の出力と同位相と
なる。そのため乗算回路２１の出力は正の値となる周期
的な出力波形となり、ローパスフイルタの出力は正の値
をもつ直流成分となる。したがって、直流バイアス回路
１７の出力電圧に正の直流成分が加わり、Ｑスイッチの
開口時間を増加させて最適値に近づくように制御され
る。

【００４４】直流バイアス回路１７の出力電圧を調整
し、Ｑスイッチの開口時間を最適値に設定した状態で
は、半導体レーザ１の出力が１０Ｗ、パルス繰り返し周
波数が５０ｋＨｚのときにレーザ出力は時間平均出力で
約１Ｗ、パルスエネルギーは約２０μＪとなる。直流バ
イアス回路１７の出力電圧をこの状態で固定し、パルス
繰り返し周波数を３０ｋＨｚから１５０ｋＨｚの間で変
化させたり、あるいは、半導体レーザ１の出力を７Ｗか
ら１０Ｗの間で変化させても、Ｑスイッチの開口時間は
常に最適値に保つことができる。

【００４５】

【発明の効果】本発明は、マルチパルスが発生しやすい
内部共振器型光パラメトリック発振器に対して、Ｑスイ
ッチの開口時間を制御する手段を設けたので、容易にシ
ングルパルス化することができる。

【００４６】また、開口時間に周期的な微少変動を与え
てレーザ出力をモニターし、開口時間を最適値に近づけ
るための適切な信号をフイードバックしているので、固
体レーザを励起する半導体レーザの出力やＱスイッチの
繰り返し周波数が変化しても、Ｑスイッチの開口時間を
常時最適値に設定することができる。

【００４７】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態を示すブロック図である。

【図２】本発明の実施の形態の動作を示すタイムチャー
トである。

【図３】本発明の実施例を示すブロック図である。

【図４】本発明の実施例の動作を示すタイムチャートで
ある。

【図５】本発明の実施例の動作を示すタイムチャートで
ある。

【符号の説明】

１半導体レーザ２ａ，２ｂレンズ３端面ミラー４固体レーザ結晶４ａＮｄ：ＹＶＯ４結晶５音響光学Ｑスイッチ６内部ミラー７非線形光学結晶７ａＫＴＰ結晶８出力ミラー９部分反射鏡１０矩形波発生回路１１高周波発生回路１２ＡＮＤ回路１３積分回路１４比較回路１５，１６，２６加算回路１７直流バイアス回路１８光検出器１９直流カットフィルタ２０増幅器２１乗算回路２２正弦波発生回路２３ローパスフイルタ２４パルス幅変調回路２５制御回路２７光ファイバ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】Ｑスイッチ動作のための手段を有する半
導体レーザ励起固体レーザ共振器の内部に、非線形光学
結晶を含む光パラメトリック発振のための共振器を有す
る内部共振器型光パラメトリック発振器において、前記
固体レーザ共振器の損失がＱスイッチにより低損失とな
る開口時間を、レーザ出力が最大となるように自動制御
する手段を備えていることを特徴とする内部共振器型光
パラメトリック発振器。
【請求項２】Ｑスイッチ動作のための手段を有する半
導体レーザ励起固体レーザ共振器の内部に、非線形光学
結晶を含む光パラメトリック発振のための共振器を有す
る内部共振器型光パラメトリック発振器において、前記
固体レーザ共振器の損失がＱスイッチにより低損失とな
る開口時間を変化させる手段と、前記Ｑスイッチの開口
時間に周期的な微小変動を与える手段と、レーザ出力光
の時間平均値をモニターしてレーザ出力が最大となるよ
うに前記開口時間を変化させる手段に制御信号を与える
手段を備えていることを特徴とする内部共振器型光パラ
メトリック発振器。
【請求項３】前記制御信号を与える手段は、レーザ出
力の時間平均値の交流成分と前記開口時間に周期的な微
小変動を与える手段からの信号との積を得る手段を備え
ており、その積の値の符号により前記開口時間の増減方
向を区別した制御信号を出力することを特徴とする請求
項２記載の内部共振器型光パラメトリック発振器。
【請求項４】前記開口時間を変化させる手段は、前記
Ｑスイッチ動作の繰り返し周波数を与える周期的な矩形
パルスを、前記制御信号を含む信号によってパルス幅変
調するパルス幅変調手段を備えていることを特徴とする
請求項２記載の内部共振器型光パラメトリック発振器。
【請求項５】前記パルス幅変調手段は、前記矩形パル
スを積分した信号と前記制御信号を含む信号とを比較す
る比較回路と、前記矩形パルスと前記比較回路の出力と
の論理積をとるＡＮＤ回路を備えていることを特徴とす
る請求項４記載の内部共振器型光パラメトリック発振
器。