JPH11224968A - 第１パルス制御を有するパルスレーザ - Google Patents

第１パルス制御を有するパルスレーザ

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JPH11224968A
JPH11224968A JP10304359A JP30435998A JPH11224968A JP H11224968 A JPH11224968 A JP H11224968A JP 10304359 A JP10304359 A JP 10304359A JP 30435998 A JP30435998 A JP 30435998A JP H11224968 A JPH11224968 A JP H11224968A
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Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 パルス列の最初に放射されるレーザパルスの
エネルギーが他のパルスのエネルギーと実質的に同じで
あるようにして、既知のパルスレーザの不都合な点を回
避する。 【解決手段】 ポンピング源をいかなる長さの時間にお
いても能力を低下させて動作させることなく、放射され
る第１パルスのエネルギーがパルス列の他のパルスのエ
ネルギーと実質的に異なることのないようにする。第１
パルス制御６を用いて、例えば、パルスレーザの非能動
動作期間中の活性レーザ材２の蓄積エネルギーをプリレ
ージングによりパルス動作期間中の蓄積エネルギーのピ
ーク値に保持するか、あるいはプリレージングによるか
またはパルス動作への切り替え後ポンピング源５のポン
ピングパワーを低下させ蓄積エネルギーがパルス列の続
く間ピーク値として存在する値に到達するまで第１レー
ザパルスのトリガを遅らせることにより活性レーザ材２
の蓄積エネルギーを低下させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はパルスレーザに関
し、特にポンピング源、活性レーザ材、ほとんど透明に
調節されるオン状態とほとんど不透明に調節されるオフ
状態をもつＱスイッチ、前期パルスレーザを非能動動作
とパルス動作との間で切り替えるためのゲート信号、及
び第１パルスエネルギーを制御するための前記第１パル
ス制御を有するパルスレーザに関する。
【０００２】
【従来の技術】パルスレーザは、ゲートの制御により、
動作の準備はできているがレーザ光を放射しない非能動
動作から１つのパルスまたは１連のパルスを放射するパ
ルス動作に切り替えることができる。前記パルスは単独
にまたは決められた順序でトリガされる。非能動動作期
間に、前記活性レーザ材は前記ポンピング源により最大
値までエネルギーが注入される。前記パルスレーザがパ
ルス動作に切り替えられた後、最初にトリガされたレー
ザパルスが前記注入されたエネルギーを極めて大きく
（一般にほとんどゼロまで）減少させ、その後ある時定
数で注入されたエネルギー（以下「蓄積エネルギー」と
いう）が再び増加する。蓄積エネルギーが再び最大値近
くまで達する前にさらにレーザパルスがトリガされる
と、蓄積エネルギーは前記最大蓄積エネルギー値より小
さいピーク値をもつ鋸歯状の時間的振舞いをすることに
なる。よって前記第１のレーザパルスの前記エネルギー
は、前記後続のレーザパルスの前記エネルギーよりはる
かに高くなる。前記超過分が大きくなるほど、前記活性
レーザ材のエネルギー蓄積時定数に対して前記レーザパ
ルス間の時間間隔は短くなる。上述の効果はパルスレー
ザ応用の多くで望ましいものではなく、第１パルス制御
により防止しなければならない。
【０００３】米国特許第５，２２５，０５１号には、２
つの連続するレーザパルス間の前記時間間隔が限界値を
こえると、前記ポンピング源の前記ポンピングパワーを
減少させるパルスレーザが述べられている。該方法は、
前記活性レーザ材の前記最大蓄積エネルギーをパルス列
が続いている間の前記ピーク値として存在する値にほぼ
近い値に制限する。
【０００４】既知のパルスレーザは、前記ポンピング源
の前記パワーを広い範囲にわたって極めて迅速かつ精確
に制御しなければならず、従って一方では大きな技術的
努力が必要となり、他方ではある種のポンピング源でし
か実現できないという点で不都合である。既知のパルス
レーザでは、非能動動作期間中はポンピングパワーを大
きく減少させて前記ポンピング源を動作させなければな
らず、このことはポンピング源の種類によっては特性
（例えばレーザダイオードのポンプ波長）に望ましくな
い変化をもたらす。パルス動作に切り替えられた後、ま
ず前記ポンピング源は新しい状態で再び安定にならなけ
ればならず、従って前記レーザから放射されるパルス列
の始まりの部分は不安定になるであろう。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、パル
ス列の最初に放射されるレーザパルスの前記エネルギー
が前記他のパルスの前記エネルギーと実質的に同じであ
り、よって既知のパルスレーザの不都合な点を回避す
る、優れたパルスレーザを提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】前記課題は、請求項１，
５，８，１１，１３または２１に述べられる特徴により
解決される。請求項２から４，６，７，９，１０，１
２，１４から２０，及び２２から２７は、本発明のより
進んだ実施の形態を述べている。
【０００７】Ｑスイッチレーザにおいては、通常前記Ｑ
スイッチは透明度が最大のオン状態と透明度が最小のオ
フ状態との間を相互に切り替えられる。請求項１から４
に従う本発明の実施の形態において、前記Ｑスイッチは
オフ状態で前記透明度が前記とり得る最小値よりも高く
なるように第１パルス制御により制御される。
【０００８】前記Ｑスイッチの透明度がある値にあると
きから、プリレージングがおこる。すなわち前記パルス
レーザが前記レーザパルスに比較して非常に強度の低い
レーザ光を放射する。前記レーザ光強度は変化し、前記
活性レーザ材の前記蓄積エネルギーを急激に減少させる
スパイク（短時間の強度増加）が個々に発生する。プリ
レージングの強度の上昇及び／または時間の経過ととも
に、前記活性レーザ材の前記蓄積エネルギーはより低い
値に減少する。本発明に従えば、本発明の実施の形態の
いくつかにおいて、前記活性レーザ材の前記蓄積エネル
ギーをパルス動作において存在する前記ピーク値にほぼ
近い値に、前記Ｑスイッチの対応制御により、プリレー
ジングが調節される。
【０００９】本発明の利点は、パルス列の第１パルスが
トリガされるときに、前記活性レーザ材には前記後続パ
ルスとほぼ同じ値の前記蓄積エネルギーが存在すること
である。よって前記第１パルスの前記エネルギーも、前
記後続パルスの前記エネルギーとほぼ等しい。“ほぼ等
しい”という用語は前記第１パルスの前記エネルギーと
前記後続パルスの前記エネルギーとの差が、パルスエネ
ルギーの要求精度によって、約±０．５％から約±２０
％であることを意味すると理解される。これらの値は、
前記第１パルスをトリガする直前に、前記活性レーザ材
の前記蓄積エネルギーがパルス列の続く間の前記ピーク
値として存在する前記蓄積エネルギーと整合すべき精度
を与える。
【００１０】もっとも簡単な実施の形態においては、調
節しなければならないのはオフ状態における前記Ｑスイ
ッチの透明度のみであるので、本発明の技術的努力は非
常に小さい。さらに、前記ポンピング源をなんら操作す
る必要がないという利点がある。
【００１１】オフ状態における前記Ｑスイッチの透明度
の前記増大は、もっとも簡単な場合には常時維持され
る。従ってレーザパルスの放射と放射の間に低強度のプ
リレージングが一時的におこり、前記活性レーザ材の前
記エネルギー蓄積に対する時定数が若干大きくなる。こ
の問題は、前記パルスレーザの非能動動作時にのみオフ
状態での透明度を大きくするようにＱスイッチを調節す
ることにより防ぐことができる。この場合、前記パルス
レーザのパルス動作時には、前記Ｑスイッチはオフ状態
の間透明度が最小になるように調節される。
【００１２】前記パルスレーザのパルス繰返し周波数及
び／またはパルスエネルギーが変わると、パルス列が放
射される間に前記活性レーザ材の蓄積エネルギーが達す
る前記ピーク値は変化する。前記パルス列の前記第１パ
ルスの前記エネルギーを再び前記後続パルスの前記エネ
ルギーにほぼ等しくするためには、オフ状態の間前記Ｑ
スイッチの透明度を変えて前記プリレージング強度を適
合させなければならない。本発明のより進んだ実施の形
態において、該適合は第１パルス制御により自動的に行
われる。もっとも簡単な場合では、前記適合は関連パラ
メータ（パルス繰返し周波数及び／またはパルスエネル
ギー及びプリレージング強度すなわちＱスイッチ制御パ
ラメータ）に対する調節レギュレータの機械的結合によ
りなされる。しかし、一般にはアナログまたはデジタル
（またはアナログ−デジタル・ハイブリッド）の電子回
路が要求されるであろう。例えば、アナログコンピュー
タ回路はパルス繰返し周波数及び／またはパルスエネル
ギーのそれぞれの値に対して必要なプリレージング強度
を決定し、それに従って前記Ｑスイッチを制御できる。
またパルス繰返し周波数及び／またはパルスエネルギー
の特定の値に適する前記プリレージング強度値（すなわ
ちＱスイッチ制御パラメータ）もデジタルメモリに蓄え
られ、対応するメモリセルの選択により、前記Ｑスイッ
チの適切な制御が遂行される。前記目的のため、パルス
繰返し周波数及び／またはパルスエネルギーの値を、例
えばデジタル化し、メモリアドレスに変換することがで
きる。
【００１３】請求項１から４及び１３から２０のいずれ
のパルスレーザもまた、パルス列の各パルスの前記エネ
ルギーをはるかに上回る単パルスエネルギーをもたせる
ことなく、単発モード（単レーザパルスをトリガするこ
と）にすることができる。
【００１４】前記パルスレーザの非能動動作期間のプリ
レージングが望ましくなければ、本発明を請求項５から
７または１３から２０に従う実施の形態で用いることが
できる。非能動動作期間にプリレージングがおこらない
ように、前記Ｑスイッチは透明度が最小になるように調
節される。前記パルスレーザがパルス動作に切り替えら
れた後、初め前記レーザパルスのトリガはプリセットで
きる遅延時間の間禁止され、プリレージングが前記活性
レーザ材の前記蓄積エネルギーを前記後続パルス列が続
く間の前記ピーク値として存在する値にほぼ近い値まで
減少させるように、オフ状態（初めはまだこの状態にあ
る）における前記Ｑスイッチの前記透明度は連続的にま
たは数段階を経て増加させる。透明度を１段階で急激に
変化させるとおそらく前記パルスレーザに制御のきかな
いパルスが生じるから、そうすることはできない。前記
プリセットできる遅延時間の終了時点で、オフ状態にあ
る前記Ｑスイッチの前記透明度は最小値に調節され、前
記レーザパルスのトリガが解放される。
【００１５】本発明の前記実施の形態が前述の実施の形
態より優れた点は、前記パルスレーザの非能動状態にお
いてプリレージングがおこらないことである。しかし、
パルス動作への前記切り替えと前記第１レーザパルスの
前記トリガとの間の遅延時間を受け入れなければならな
い。オフ状態における前記Ｑスイッチの透明度が増加す
る速度を高く選ぶほど該遅延時間は短くなるが、他方で
は前記遅延時間内の前記パルスレーザの前記プリレージ
ング強度が大きくなる。
【００１６】初めに述べた本発明の実施の形態と同様
に、本実施の形態においても、前記後続パルス列が続く
間の前記ピーク値として存在する値にほぼ近い値まで前
記活性レーザ材の前記蓄積エネルギーを前記遅延時間内
に減少させるように、パルス繰返し周波数、パルスエネ
ルギー及び前記Ｑスイッチの前記透明度増加速度に対す
る調節値に自動的に適合させることができる。このため
には、前述と同様の電子回路が必要である。
【００１７】いかなる時であってもプリレージングが望
ましくなければ、本発明を請求項８から１２に従う実施
の形態で用いることができる。この場合前記Ｑスイッチ
は、透明度がオン状態では可能な限り高くオフ状態では
可能な限り低くなるように、常に制御される。
【００１８】前記パルスレーザがパルス動作に切り替る
と、初め前記レーザパルスのトリガはプリセット可能な
遅延時間の間禁止される。該遅延時間中、少なくとも前
記パルスレーザの（例えば蛍光による）損失が前記ポン
ピングパワーを上回り、前記活性レーザ材の前記蓄積エ
ネルギーが減少するような低い限界エネルギーにまで減
少したポンピングパワーで、前記ポンピング源を動作さ
せる。前記遅延時間は、前記後続パルス列が続く間の前
記ピーク値として存在する値にほぼ近い値まで前記活性
レーザ材の前記蓄積エネルギーを前記遅延時間内に減少
させるだけの長さとなるように選ばれる。前記遅延時間
終了時に、前記ポンピングパワーは再び通常値（一般に
最大エネルギー）まで増加し、前記レーザパルスのトリ
ガが解放される。本発明の本実施の形態が前述の実施の
形態より優れる点は、いかなる時にもプリレージングが
おこらないことである。
【００１９】一般に選ばれる前記限界エネルギーは、前
記活性レーザ材の前記蓄積エネルギーの前記減少が可能
な限り迅速におこるように、ゼロ（すなわち、前記ポン
ピング源はスイッチが切られている）である。しかし、
ある種のポンピング源の動作に対しては、前記ポンピン
グ源が連続動作を続けるように前記限界エネルギーをゼ
ロより大きくすることが有用であろう。
【００２０】上述の手段に代るものとして、前記遅延時
間を前記活性レーザ材の前記蓄積エネルギーが該遅延時
間内にほぼゼロまで減少するような（要求されるパルス
列の前記第１パルスの前記エネルギーと前記後続パルス
のエネルギーとの一致の度合いにより、最大蓄積エネル
ギーの約２０％より少ない値から約１％より少ない値ま
での減少を意味する）長さに選ぶことができる。レーザ
パルスをトリガするための第１のトリガ信号は、前記遅
延時間の終了時から前記パルス列の前記トリガ信号相互
間の時間間隔をもって解放される。よってパルス列の第
１パルスがトリガされたとき、前記活性レーザ材には前
記後続パルスとほぼ同じエネルギー蓄積状態が存在し、
従ってパルスエネルギーはほぼ等しい。
【００２１】本発明を、請求項５から７の実施の形態と
請求項８から１２の実施の形態とを組合せて得られる実
施の形態で用いることができる。前記パルスレーザをパ
ルス動作に切り替えた後、プリセット可能、すなわち第
１パルス制御によりパルス繰返し周波数及びパルスエネ
ルギーに対して選ばれた値に長さが適合した、遅延時間
の間プリレージングがおこり、その上前記ポンピングパ
ワーが前記限界エネルギー（一般にゼロ）まで減少する
ように、前記Ｑスイッチの前記透明度は連続的または数
段階を経て増加する。よって、前記活性レーザ材の前記
蓄積エネルギーはプリレージングのみ、または前記ポン
ピングパワーの減少のみの場合よりはるかに迅速に減少
し、従って非常に短い前記遅延時間を選ぶことができ
る。前記遅延時間終了時に前記ポンピングパワーは再び
通常値（一般に最大エネルギー）まで増加し、前記レー
ザパルスがトリガされる。
【００２２】本発明の上述の実施の形態と同様に、本実
施の形態および別の形態においても（または前記蓄積エ
ネルギーをほぼゼロまで減少させる別の実施の形態にお
いても）、前記遅延時間及び前記限界エネルギーを自動
的に、前記後続パルス列が続く間の前記ピーク値として
存在する値にほぼ近い値まで前記活性レーザ材の前記蓄
積エネルギーを前記遅延時間内に減少させるように、パ
ルス繰返し周波数及びパルスエネルギーに対する調節値
に適合させることができる。このためには、すでに述べ
たように電子回路が必要である。
【００２３】請求項１３から２０に従う本発明のさらに
進んだ実施の形態においては、前記パルスレーザがパル
ス動作に切り替った後の第１の時間間隔の間に連続レー
ザ動作の場合に存在するはずの蓄積エネルギーに相当す
る出発値まで前記活性レーザ材の前記蓄積エネルギーを
減少させ、引き続く第２の時間間隔の間にパルス動作時
に到達する前記ピーク値にほぼ近い値まで前記活性レー
ザ材にエネルギーを注入して、前記第２の時間間隔終了
時に第１のレーザパルスをトリガするように、第１パル
ス制御は設計されている。
【００２４】本発明に従えば、前記活性レーザ材の前記
蓄積エネルギーは、前記Ｑスイッチの対応制御により、
前記第１の時間間隔の間に、前記活性レーザ材が連続動
作（すなわちパルス動作ではない）で到達する蓄積エネ
ルギーに相当する出発値まで、プリレージングにより減
少させられる。前記出発値に到達すると。レーザ光強度
は安定化され、もはやスパイクはほとんどない。前記第
１の時間間隔の長さを前記出発値に到達するに十分な時
間より（少なくとも約５％）長く選べば、レーザ光強度
はさらに安定化され、前記出発値はよりよく定められ
る。よって、パルス動作中に到達する前記ピーク値まで
の前記活性レーザ材の前記エネルギー注入も前記引き続
く第２の時間間隔内により正確に達成され、第１パルス
のエネルギーはパルス列の他のパルスのエネルギーによ
く一致する。
【００２５】また蓄積エネルギーの減少は、前記第１の
時間間隔の全てまたは一部の間に前記ポンピングパワー
を減少させることによっても達成され得る。ポンピング
パワーは約１０％から１００％を減少させ得る。プリレ
ージング及びポンピングパワー減少を組み合わせること
も可能である。
【００２６】前記出発値から出発すれば、前記引き続く
第２の時間間隔内に前記活性レーザ材にパルス動作の間
に到達するピーク値にほぼ近い値までエネルギーが注入
され、前記第２の時間間隔終了時に第１レーザパルスが
トリガされる。
【００２７】本発明の上述の実施の形態の利点は、パル
ス列の第１パルスがトリガされるとき、前記後続パルス
とほぼ同じ値の前記活性レーザ材の前記蓄積エネルギー
が存在することである。前記レーザ材の前記エネルギー
注入は前記定められた出発値からおこるので、前記レー
ザ材は第１のレーザパルスが放射されるまでに非常に精
確な値のエネルギーが注入される。よって前記第１パル
スのエネルギーは前記後続パルスのエネルギーとほとん
ど等しい。“ほとんど等しい”という用語は前記第１パ
ルスのエネルギーと前記後続パルスのエネルギーの差
が、パルスエネルギーの要求精度によって、約±０．５
％から約±２０％であることを意味すると理解される。
上記の値は、前記第１パルスがトリガされる直前に前記
活性レーザ材の前記蓄積エネルギーとパルス列が続く間
の前記ピーク値として存在する蓄積エネルギーとの整合
の精度を与える。
【００２８】最も簡単な実施の形態における本発明の技
術的努力は、提供されなければならないものが、前記活
性レーザ材の前記蓄積エネルギーが減少する第１の時間
間隔及びエネルギー蓄積が再びおこり、長さがレーザパ
ルス間隔の８０％である第２の時間間隔という、２つの
固定された時間間隔だけであるので、非常に小さい。さ
らに、蓄積エネルギーの前記減少がプリレージングによ
っておこるのであれば、ポンピング源をなんら操作する
必要がないという利点がある。
【００２９】前記パルス繰返し周波数及び／またはパル
スエネルギーまたは前記パルスレーザのポンピングパワ
ーが変化すれば、パルス列が放射されている間に到達す
る前記活性レーザ材の前記蓄積エネルギーも変わる。前
記パルス列の第１パルスのエネルギーを再び後続パルス
のエネルギーにほぼ等しくするため、パルスエネルギー
の定常性がより高い要求に合わなければならないとする
と、前記第２の時間間隔の長さを前記変化したパラメー
タに適合させなければならない。最も簡単な場合には、
前記時間間隔の長さは手で調節される。
【００３０】本発明のさらに進んだ実施の形態において
は、前記適合は第１パルス制御により自動的に行われ
る。最も簡単な場合には、該適合は関連パラメータ（パ
ルス繰返し周波数及び／またはパルスエネルギーまたは
ポンピングパワー及び第２の時間間隔）に対する調節レ
ギュレータの機械的結合によりなされる。しかし、一般
にはアナログまたはデジタル（またはアナログ−デジタ
ル・ハイブリッド）の電子回路が要求されるであろう。
例えば、アナログコンピュータ回路はパルス繰返し周波
数及び／またはパルスエネルギーまたはポンピングパワ
ーのそれぞれの値に対して必要な前記第２の時間間隔の
長さを決定し、それに従って前記Ｑスイッチ及び前記レ
ーザパルスのトリガを制御する。パルス繰返し周波数及
び／またはパルスエネルギーまたはポンピングパワーの
定まった値に適する前記第２の時間間隔の前記長さの値
もデジタルメモリに蓄えられ、対応するメモリセルの選
択により、前記Ｑスイッチの適切な制御が遂行される。
前記目的のため、パルス繰返し周波数及び／またはパル
スエネルギーの値を、例えばデジタル化し、メモリアド
レスに変換することができる。
【００３１】前記第１及び第２の時間間隔の長さの和が
ある固定値に調節されると、前記レーザの前記ゲート信
号によるパルス動作への切り替えと前記第１レーザパル
スの放射との間の前記遅延時間が正確に分かり、前記調
節パラメータには依存しないという利点が得られる。前
記第１及び第２の時間間隔の長さの和をある値に調節す
るためには、最小値をとる必要があるだけでその他の点
では重要ではない、前記第１の時間間隔の長さをそれに
応じて適合させることができる。
【００３２】請求項２１から２３は、前記パルスレーザ
をパルス動作に切り替えた時点で存在する前記活性レー
ザ材の前記高蓄積エネルギーの一部のみを第１レーザパ
ルスまたはパルス群の形で減少させることにより、パル
ス列の第１パルスのエネルギーが後続パルスのエネルギ
ーに適合させられる、本発明の実施の形態を述べてい
る。該目的のために、前記パルスレーザのパルス動作へ
の切り替え時点から、オン状態における前記Ｑスイッチ
の前記透明度がプリセット可能な時間の間、最高透明度
ではなく前記最高透明度より低いある限界透明度に調節
される。よって、レージング（レーザ光放射）は正規の
パルス動作に比べて少ないエネルギーでおこり、第１の
トリガされたレーザパルスはとり得る最大エネルギーよ
り少ないエネルギーをもつ。前記限界透明度は、前記第
１のレーザパルスの前記エネルギーが安定状態における
パルス列の前記レーザパルスのエネルギーにほぼ相当す
るように選ばれる。該第１レーザパルスは、前記活性レ
ーザ材の蓄積エネルギーを減少させる。よって蓄積エネ
ルギーは一般に、正規のパルス動作におけるピーク値と
して存在する値よりは大きい値になる。従って、第２及
びおそらく第３のレーザパルスも、オン状態で前記Ｑス
イッチを限界透明度に制御して放射されなければなら
ず、これにより前記活性レーザ材の蓄積エネルギーがす
でに減少しているので、前記限界透明度は前記第１レー
ザパルスに対する限界透明度より高くなる。前記プリセ
ット可能な時間は前記第２ないし第３のレーザパルスの
放射後終了する。
【００３３】本発明の本実施の形態の利点は、プリレー
ジングがおこらず、また前記パルスレーザのパルス動作
への切り替えと前記第１レーザパルスの放射との間に遅
延がないことである。
【００３４】前述の本発明の他の実施の形態と同様に、
本実施の形態においても、パルス繰返し周波数及びパル
スエネルギーをパルス列の第１パルスが該パルス列の第
１パルスからかなり後のパルスのそれぞれとほぼ同じエ
ネルギーを含むように調節された値に従って前記プリセ
ット可能な時間及び前記限界透明度を、前述と同様の電
子回路により自動的に選択すること可能である。
【００３５】パルス動作期間中は、前記パルスレーザは
非能動動作期間中より多くのエネルギーを放射する。こ
のため非能動動作中の前記活性レーザ材の温度がパルス
動作時に比べて高くなり、前記パルスレーザの特性に好
ましくない変化をもたらす。該効果を避けるかまたは少
なくとも小さくするために、本発明の別形として、全て
の実施の形態において前記パルスレーザの非能動動作期
間中は前記ポンピング源の前記ポンピングパワーを減少
させることができる。ポンピングパワーは、非能動動作
期間中の前記パルスレーザのエネルギー・バランスがパ
ルス動作中のエネルギー・バランスとなるべく等しくな
る値にまで減少させられる。前記必要なポンピングパワ
ーは、前記パルスレーザの特性及びパルス繰返し周波数
及びパルスエネルギーの前記選択された値に依存する。
代表値は、最大ポンピングパワーの９５％から５０％で
ある。
【００３６】本発明は、本質的に全ての種類のポンピン
グ源（例えば、フラッシュバルブ、連続発光灯、光放射
ダイオード、レーザ、レーザダイオード、ガス放電）を
有する全てのＱスイッチ・パルスレーザ（例えば、ガス
レーザ、固体レーザ、ダイレーザ、エキシマーレーザ）
に適用可能である。請求項８から１２に従う本発明の実
施の形態だけがエネルギーを変更できるポンピング源で
なければならないが、短い間スイッチを切ることができ
るものであれば一般的には十分である。請求項８から１
２に従う本発明の実施の形態においては、必ずしもＱス
イッチを備える必要はない。
【００３７】請求項２８に要約されているように、本発
明の基本原理は、前記レーザ材の前記最大蓄積エネルギ
ー量の一部のみが減少するように、前記レーザ材の蓄積
エネルギー量に従ってパルス列の第１パルスに対するエ
ネルギーを制御することである。一方では、前記制御
は、第１パルスがトリガされる前に前記レーザ材が最大
蓄積エネルギーまでエネルギーが注入されるならば、該
最大蓄積エネルギーを前記第１パルスがトリガされる前
にいくらか減少させるようにして実現される。他方で
は、蓄積エネルギーの残量が前記第１パルスの終了時に
前記レーザ材の中になお残存するように、最大蓄積エネ
ルギーから始めて前記蓄積エネルギー量の一部のみを減
少させるような方法で、前記第１パルスの前記トリガが
制御される。
【００３８】前記Ｑスイッチは、音響−光学スイッチと
して構成される。該スイッチは、レーザ光に対して透明
な光学材料で作られ、高周波電圧によって励起されて振
動する圧電性結晶の助けにより超音波が作り出される。
光弾性効果により、前記超音波は前記材料内で局所的な
屈折率変化を引きおこす。生じる位相格子の周期は前記
音響波長と同じであり、振幅は前記音響振幅に比例す
る。該音響−光学素子がレーザ共振器内に挿入される
と、前記位相格子における偏向により電磁波の一部が前
記共振器から離れる。前記音響振幅すなわち高周波電圧
が十分大きければ、前記付加的損失はレーザ発振がおこ
らないようにする（前記Ｑスイッチがオフ状態にある）
に十分大きさになる。前記高周波電圧のスイッチを切る
と直ちに前記レーザ共振器は高品質状態に戻り、レーザ
パルス放射をおこす（前記Ｑスイッチはオン状態にあ
る）。
【００３９】前記高周波電圧が最大値から始めて減少す
ると、前記音響振幅、従って前記共振器内の光偏向の効
力が小さくなる。すなわち、前記レーザ共振器を離れる
光の量が少なくなる。ある高周波電圧より低い電圧で、
プリレージングがおこる。光偏向の効力はまた前記高周
波電圧だけでなく、前記圧電素子は共振周波数に相当し
ない励起周波数においては低効率で動作するから、圧電
素子に印加される前記高周波電圧の周波数にも左右され
る。
【００４０】前記Ｑスイッチはまた、ポッケル効果また
はカー効果に基づく電気―光学スイッチとしても構成さ
れる。ポッケル効果の場合は、光は電場の印加により複
屈折性になる結晶（例えばリン酸二水素カリウム）を通
して導かれる。カー効果の場合は、結晶ではなく、分子
が異方性の液体（例えばニトロベンゼン）を入れたセル
を用いる。いずれの場合も、偏光子と組み合せて、印加
電圧の大きさにより透明度を制御できる光スイッチが達
成される。
【００４１】
【発明の実施の形態】図１に示されるパルスレーザは、
出力ミラー１，（例えばＮｄ：ＹＡＧ結晶の形の）活性
レーザ材２，Ｑスイッチ３，入力ミラー４，ポンピング
源としてのレーザダイオード５及び第１パルス制御６か
らなっている。構成要素１から４は、前記入力ミラー４
を通して前記レーザダイオード５により縦方向にポンプ
されるレーザ共振器を構成する。音響−光学スイッチと
して構成される前記Ｑスイッチ３は、１つの面８に圧電
素子９を付け、斜めになった対向面１０を有するガラス
ブロック７からなっている。高周波電圧が線路１１を通
して前記圧電素子９に印加されると、前記斜めになった
面１０に向かって進む高周波音波が、前記ガラスブロッ
ク７内に作り出される。前記音波は位相格子として働
き、側面１２を通して導かれる光を偏向する。前記Ｑス
イッチ３は高周波電圧が供給されないオン状態と、最大
振幅の高周波圧が供給され光を最大限に偏向するオフ状
態をもつ。前記パルスレーザの光学構成要素は、前記Ｑ
スイッチ３のオン状態でレージングがおこるように調節
される。前記Ｑスイッチ３のオフ状態では、光はレージ
ングがおこらないような程度まで前記共振器内で偏向さ
れる。
【００４２】前記パルスレーザの動作は以下の通りであ
る。前記Ｑスイッチ３は初めオフ状態にある。前記活性
レーザ材２は前記ポンピング源５により最大にエネルギ
ーが注入される。ここで前記Ｑスイッチ３が瞬間的に前
記オン状態に切り替えられると、レージングがおこりレ
ーザパルスが放射される。前記活性レーザ材２の蓄積エ
ネルギーはゼロまたは少なくともほとんどゼロまで減少
する。次いで前記活性レーザ材２は再びある時定数をも
ってエネルギーが注入されさらにレーザパルスが放射さ
れる。
【００４３】図２は前記第１パルス制御６の概略図を示
す。これは前記Ｑスイッチ３と線路１１を通してまた前
記ポンピング源５と線路１３を通して結びつけられてい
る。前記第１パルス制御６は演算回路１４、ゲート１５
及び線路１１を通して前記Ｑスイッチ３に供給されるＨ
Ｆ発生器１６から構成されている。前記演算回路１４の
入力信号は、前記選ばれたパルスエネルギーに対する信
号Ｐｅ、前記選ばれたパルス繰返し周波数に対する信号
Ｐｆ、及び非能動動作とパルス動作とを切り替えるデジ
タル・ゲート信号Ｇである。
【００４４】前記演算回路１４からの信号Ｐは前記ポン
ピング源５に行き、そのエネルギーを左右する。これに
より、特に放射レーザパルスのエネルギーを定めること
ができる。他の出力については、前記演算回路１４は前
記Ｑスイッチ３のオフ状態において前記ＨＦ発生器１６
のＨＦ振幅を定める信号Ａ、前記Ｑスイッチ３のオン状
態において前記ＨＦ発生器１６のＨＦ振幅を定める信号
Ｅ及びデジタル・ゲート信号ｇを供給する。該３信号
は、前記ＨＦ発生器１６により作られる前記ＨＦ電圧の
前記振幅を定め、よって前記Ｑスイッチ３の前記偏向動
作を制御する出力信号ａを供給する、前記ゲート１５に
行く。信号ｇは信号ａを値Ａ及び値Ｅの間で相互に切り
替える。
【００４５】前記演算回路１４は前記入力信号Ｐｅ、Ｐ
ｆ及びＧと出力信号Ｐ、との数学的結合を、例えばアナ
ログ演算回路により実現する。数学的結合の形式は、前
記パルスレーザの特性及び本発明の選ばれる実施の形態
に依存する。
【００４６】図３は、請求項１から４に従う本発明の実
施の形態に対する、信号Ｇ、ｇ、Ａ、ａ及び前記活性レ
ーザ材２の蓄積エネルギーＬの時間的変化を示す。信号
Ｅ（図示されていない）は定常的にゼロである。横軸は
時間ｔに関してプロットされ、縦軸は１に規格化した対
応する信号についてプロットされている。信号Ｇは、状
態１と状態０の間で外部から相互に切り替えられる。０
は前記パルスレーザが非能動動作であることを意味し、
１はパルス動作であることを意味している。時刻ｔ＝０
は、非能動動作からパルス動作への切り替えの瞬間にお
かれている。パルス動作においては、信号ｇの立上がり
エッジによりそれぞれのレーザパルスがトリガされる。
各パルス間の時間間隔は、入力信号Ｐｆにより定められ
る。信号Ｇ及びｇは、Ｇが０に等しいときｇは常に０で
あり、Ｇ＝１のときｇがパルスを供給するように結合さ
れている。Ｇ＝０の間、前記演算回路１４は信号Ａを例
えばＡ＝０．７という値に固定し、Ｇ＝１の間は、値は
Ａ＝１である。Ｅの値は常にＥ＝０である。前記ゲート
１５は、ｇ＝０の間は信号ａ＝Ａ、ｇ＝１の間は信号ａ
＝Ｅであるように信号Ａ、Ｅ及びｇを結合する。
【００４７】よってａの時間的変化は次の通りである。
Ｇ＝０の間はａ＝０．７、またＧ＝１の間はａはＰｆに
より定まる前記パルス繰返し周波数をもって０と１の間
を移り変わる。信号ａ＝１のとき、前記Ｑスイッチ３は
最大ＨＦ振幅で制御され、前記レーザ共振器内では光偏
向が最大であるため、レージングは不可能である。ａが
０に切り替ると光偏向は０となり、レーザパルスが放射
される。ａ＝０．７のとき、光偏向が部分的であるた
め、あるエネルギーでプリレージングがおこる。該エネ
ルギーは、前記パルスレーザの非能動動作の間、前記活
性レーザ材２の蓄積エネルギーＬがパルス動作期間中ピ
ーク値Ｓとして存在する値に変更可能な許容範囲内で相
当するように、前記演算回路１４により選ばれる。
【００４８】蓄積エネルギーＬの時間的変化は次の通り
である。前記パルスレーザの非能動動作期間中、蓄積エ
ネルギーはプリレージングにより定常的に、例えば０．
５（１が最大エネルギーに相当）という値に保持され
る。信号ａの最初の立ち下がりエッジによりパルス列の
第１レーザパルスが放射される。よって蓄積エネルギー
は非常に迅速に０まで低下する。ポンピングパワーの供
給により、ある時定数で再びエネルギーの蓄積がおこ
る。信号ａの次の立ち下がりエッジが次のレーザパルス
をトリガする。このとき蓄積エネルギーはパルス動作期
間に到達するピーク値Ｓまで上昇している。放射される
レーザパルスは、蓄積エネルギーを０まで戻す。上述の
過程は前記パルスレーザが非能動動作に切り替えられる
まで繰り返される。非能動動作に切り替ると、蓄積エネ
ルギーはプリレージングによって定められる０．５とい
う値まで上昇し、この値にとどまる。前記パルスレーザ
が非能動動作である間、蓄積エネルギーの値はほぼＳで
あるので、第１パルスは後続レーザパルスのそれぞれと
ほぼ同じエネルギーをもつ。
【００４９】パルスエネルギーＰｅ及びパルス繰返し周
波数Ｐｆに異なる値を選べば、ピーク値Ｓは変化する。
よって前記演算回路１４は、前記パルスレーザの非能動
動作期間中に前記蓄積エネルギーが変更可能な許容範囲
内で新しいＳの値に整合し、よってパルス列の全パルス
がほぼ等しいエネルギーを含むように、Ｇ＝０の間のＡ
の値を適合させる。
【００５０】図４は、請求項５から７に従う実施の形態
におけるパルスレーザの信号の経過を示す。信号Ｅ（図
示されていない）は常時０である。非能動動作（Ｇ＝
０）からパルス動作（Ｇ＝１）に切り替った後、前記演
算回路１４は信号ｇの第１パルスを遅延時間Ｖだけ遅ら
せる。遅延時間Ｖの間信号Ａは１から例えば０．６まで
連続的に小さくなり、Ｖの終了時に再び１まで大きくな
る。信号ａは非能動動作時には１であり、遅延時間のＶ
間１から０．６まで下がって、パルス動作の残りの期間
中は０と１の間で相互に切り替る。蓄積エネルギーＬは
非能動動作時には１，すなわち前記活性レーザ材には最
大限のエネルギーが注入されている。遅延時間Ｖの間に
Ｌは減少し、Ｖの終了時にここでの例として選ばれた値
０．５までほぼ到達する。レーザパルスが次々に放射さ
れている間Ｌは０とピーク値Ｓ＝０．５の間で変動す
る。非能動動作に切り替った後、Ｌは再び１まで増加す
る。
【００５１】図５は、請求項８から１０に従う実施の形
態におけるパルスレーザの信号の経過を示す。信号Ａは
常時１であり、信号Ｅは常時０である（ともに図示され
ていない）。前記ポンピング源５のポンピングパワーＰ
は、前記パルスレーザが非能動動作である間は最大値に
調節されている。前記パルスレーザが時刻ｔ＝０でパル
ス動作に切り替ったときに、前記ポンピングパワーは遅
延時間Ｖの間０まで減少する。前記レーザ共振器の損失
により、遅延時間Ｖの間に蓄積エネルギーは最大値から
出発してｔ＝Ｖで、パルス動作におけるピーク値Ｓにや
はり相当する値０．５（例として）までほぼ到達する。
ｔ＝Ｖの時点で前記レーザパルスがトリガされ（信号
ｇ）、ポンピングパワーは初期値まで再び増加する。非
能動動作に切り替った後、Ｌは再び１まで増加する。
【００５２】図６は、請求項１１から１２に従う実施の
形態におけるパルスレーザの信号の経過を示す。信号Ａ
は常時１であり、信号Ｅは常時０である（ともに図示さ
れていない）。前記ポンピング源５のポンピングパワー
Ｐは、非能動動作期間中は最大値に調節されている。前
記パルスレーザが時刻ｔ＝０でパルス動作に切り替った
ときに、前記ポンピングパワーは遅延時間Ｖの間０まで
減少する。遅延時間Ｖは、前記活性レーザ材２の蓄積エ
ネルギーがｔ＝Ｖとなる前に０まで低下するに十分な長
さに選ばれる。パルス列の第１パルスは、時刻Ｖ＋Ｔに
トリガされる。Ｔはパルス列が続く間のレーザパルス間
の時間間隔である。蓄積エネルギーＬは０から出発して
時間Ｔの間増加するので、第１パルスの放射に際しては
他のレーザパルスの放射のときと同じ蓄積エネルギーが
存在し、よって全てのパルスが同じエネルギーを含む。
【００５３】図７に示すパルスレーザは、図１で第１パ
ルス制御６をポンピング源５と結んでいる線路１３がな
いことのみが図１に示したパルスレーザと異なる。前記
ポンピング源５の制御は、本例ではここに示されていな
い別の信号線路によって実行される。
【００５４】図８は、請求項１３から２０に従って実施
された第１パルス制御システムの概略図である。該シス
テムは、Ｑスイッチ３と線路１１で結ばれている。前記
第１パルス制御６は演算回路１７、ＲＡＭ１８、タイマ
ー１９、積分器２０及び前記Ｑスイッチ３に前記線路１
１を通して供給されるＨＦ発生器２１で構成されてい
る。
【００５５】前記演算回路１７の入力は、選ばれたパル
スエネルギーに対する信号Ｐｅ、選ばれたパルス繰返し
周波数に対する信号Ｐｆ及び選ばれたポンピングパワー
に対する信号Ｐｌである。前記演算回路１７及びＲＡＭ
１８は、入力信号Ｐｅ、ＰｆまたはＰｌの変更に際して
前記演算回路１７により更新されている、前記第１及び
第２の時間間隔の長さ及び前記パルス繰返し周波数につ
いてタイマー１９が要求するデータを蓄える。
【００５６】前記タイマー１９に対する入力信号は、前
記パルスレーザが非能動動作からパルス動作に切り替る
と０から１に変わるゲート信号Ｇである。第１の時間間
隔の間、前記タイマー１９は前記積分器２０に信号Ｉ１
を供給し、順に該積分器１１はランプ状信号Ｒを前記Ｈ
Ｆ発生器２１に供給する。ランプ状信号Ｒは、前記第１
の時間間隔の間前記Ｑスイッチ３の透明度を連続的に増
加させる。このことは、前記活性レーザ材２の蓄積エネ
ルギーをプリレージングにより減少させる。出力信号Ｉ
２／Ｐは前記第２の時間間隔の間は０であり、該時間間
隔の後に前記選ばれたパルス繰返し周波数に対応する時
間間隔Ｔで短いパルスが作られる。該短パルスは前記レ
ーザパルスをトリガするのに役立つ。
【００５７】図９は、信号Ｇ，Ｉ１，Ｒ，Ｉ２／Ｐ，Ｈ
Ｆ及びＬの時間に対する振舞いを示す。ゲート信号Ｇは
時刻ｔ＝０でゼロから１に変わり、後にゼロに戻る。信
号Ｇが１に切り替っている間、前記レーザはパルス動作
に設定されている。信号Ｉ１は、ｔ＝０からｔ＝ｔ１の
間１に切り替る。０からｔ１までの時間が前記第１の時
間間隔である。前記積分器２０は、信号Ｉ１から時刻ｔ
＝０に始まりランプして１から０まで低下する信号Ｒを
作る。該信号Ｒはｔ１の少し前に値０に到達し、ｔ１で
１に跳ね戻る。信号Ｉ２／Ｐは時刻ｔ２まで０である。
ｔ１からｔ２までの時間が前記第２の時間間隔である。
時刻ｔ２の時点から信号Ｉ２／Ｐは、前記パルス繰返し
周波数の逆数に相当する時間間隔Ｔをもった短パルス列
になる。前記Ｑスイッチ３を制御する信号ＨＦは、信号
Ｒ及びＩ２／Ｐの結合から得られる経過をたどる。ｔ＝
０で信号ＨＦはランプして１から０へ低下し、ｔ１で１
に跳び上がり、ｔ２の時点から１と０の間をパルス的に
変化する。前記パルス的経過に従って前記レーザはトリ
ガされる。最下図は前記活性レーザ材２の蓄積エネルギ
ーＬを示す。ｔ＝０で蓄積エネルギーＬは、１に設定さ
れた最大値から不規則なプリレージングにより、前記レ
ーザが連続波動作時にもつはずの蓄積エネルギーに相当
する値ｃｗまで低下する。時刻ｔ１で蓄積エネルギー値
はｃｗに落ち着く。前記活性レーザ材２の蓄積エネルギ
ーが再び増加する前記第２の時間間隔は、ｔ１からｔ２
まで続く。前記第２の時間間隔の長さは、時刻ｔ２に、
前記レーザのパルス動作における蓄積エネルギーの前記
ピーク値として存在する値Ｓに前記蓄積エネルギーが極
めて正確に到達するように選ばれる。パルス動作期間
中、蓄積エネルギーはレーザパルスが放射されるたびに
ほとんど０まで極めて迅速に低下し、次いで再びピーク
値Ｓまで増加する。パルス動作終了時には蓄積エネルギ
ーは最大値まで再び増加する。
【００５８】図１０は、請求項２１から２３に従う実施
の形態における信号の経過を示す。本実施の形態は、図
１及び図２に示した前記概略図に従って構成されること
が望ましい。信号Ａ及びＰ（図示されていない）は常時
１である。ｔ＝０に前記パルスレーザが非能動動作から
パルス動作に切り替ったとき、信号Ｅは０から第１の限
界値、例えばＥ＝０．６（信号Ｅは、前記パルスレーザ
の非能動動作期間中、定常的にこの値をとっていてもよ
い）まで上昇する。第２のレーザパルスがトリガされる
時刻より前の時刻Ｖ１に、Ｅは第２の限界値、例えば
０．３まで低下する。第３のレーザパルスがトリガされ
る時刻より前の時刻ｔ＝Ｖからは、Ｅは０に設定され
る。前記Ｑスイッチ３の制御信号ａは、第１のトリガパ
ルス（信号ｇ）の間に１から０．６になり、第２のトリ
ガパルスの間に０．３になって、他のトリガパルスの間
に０になる。前記Ｑスイッチ３は初めの２つのパルスの
間は透明度が低いから、蓄積エネルギーＬは一部しか減
少しない。前記限界値（Ｅ＝０．６及びＥ＝０．３）
は、全てのレーザパルスのエネルギーがほぼ等しくなる
ように、第１パルス制御により調節される。
【００５９】図１１は、請求項２４の特徴を例示の方法
によって請求項８から１０（信号の経過は図５に示され
ている）の特徴のいずれかと組み合わせる実施の形態に
おけるパルスレーザの信号の経過を示す。前記パルスレ
ーザの非能動動作期間中、ポンピングパワーＰは０．８
まで低下している。ｔ＝０からｔ＝ＶまでＰは０まで低
下し、パルス動作の残りの期間は１に設定される。すな
わち、最大ポンピングパワーが利用される。非能動動作
期間中はポンピングパワーを低下させておくことによ
り、エネルギー吸収が一様になり、よって前記パルスレ
ーザの動作温度も一様になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】Ｑスイッチパルスレーザの概略図
【図２】第１パルス制御のブロック図
【図３】前記パルスレーザの様々なパラメータ及び信号
の時間的変化を示す
【図４】前記パルスレーザの様々なパラメータ及び信号
の時間的変化を示す
【図５】前記パルスレーザの様々なパラメータ及び信号
の時間的変化を示す
【図６】前記パルスレーザの様々なパラメータ及び信号
の時間的変化を示す
【図７】Ｑスイッチパルスレーザの概略図
【図８】第１パルス制御のブロック図
【図９】前記パルスレーザの様々なパラメータ及び信号
の時間的変化を示す
【図１０】前記パルスレーザの様々なパラメータ及び信
号の時間的変化を示す
【図１１】前記パルスレーザの様々なパラメータ及び信
号の時間的変化を示す
【符号の説明】
１ 出力ミラー ２ 活性レーザ材 ３ Ｑスイッチ ４ 入力ミラー ５ レーザダイオード ６ 第１パルス制御 ７ ガラスブロック ８ ガラスブロックの１面 ９ 圧電素子 １０ ガラスブロックの斜めになった対向面 １１，１３ 線路 １２ ガラスブロックの側面 １４，１７ 演算回路 １５ ゲート １６、２１ ＨＦ発生器 １８ ＲＡＭ １９ タイマー ２０ 積分器

Claims (29)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ポンピング源（５）と、活性レーザ材
    （２）と、ほとんど透明に調節されるオン状態とほとん
    ど不透明に調節されるオフ状態とを有するＱスイッチ
    （３）と、パルスレーザを非能動動作とパルス動作との
    間で切り替えるためのゲート信号（Ｇ）と、第１パルス
    のエネルギーを制御するための第１パルス制御（６）を
    有し、オフ状態において、少なくとも前記パルスレーザ
    を非能動動作からパルス動作に切り替える直前にパルス
    動作期間に存在するピーク値（Ｓ）の水準にほぼ近い値
    に前記活性レーザ材（２）の蓄積エネルギーを制限する
    強度を有するプリレージングがおこる限界値にまで前記
    Ｑスイッチ（３）の透明度を少なくとも一時的に高める
    ために、前記第１パルス制御（６）が設計されているこ
    とを特徴とするパルスレーザ。
  2. 【請求項２】 オフ状態において前記Ｑスイッチ（３）
    の透明度が常時前記限界値まで高められていることを特
    徴とする請求項１記載のパルスレーザ。
  3. 【請求項３】 前記Ｑスイッチ（３）の透明度が、前記
    パルスレーザの非能動動作期間においてのみ前記限界値
    まで高められていることを特徴とする請求項１記載のパ
    ルスレーザ。
  4. 【請求項４】 パルス繰返し周波数及びパルスエネルギ
    ーの少なくともいずれか一方が調節可能であり、前記選
    ばれたパルス繰返し周波数及びパルス強度をもつパルス
    動作期間に存在する前記ピーク値（Ｓ）の水準にほぼ近
    い値に前記活性レーザ材（２）の前記蓄積エネルギーを
    制限する強度を有するプリレージングがおこるように、
    前記選ばれたパルス繰返し周波数及びパルスエネルギー
    に従う前記限界値を調節するために前記第１パルス制御
    （６）が設計されていることを特徴とする請求項１，２
    または３記載のパルスレーザ。
  5. 【請求項５】 ポンピング源（５）と、活性レーザ材
    （２）と、ほとんど透明に調節されるオン状態とほとん
    ど不透明に調節されるオフ状態とを有するＱスイッチ
    （３）と、パルスレーザを非能動動作とパルス動作との
    間で切り替えるためのゲート信号（Ｇ）と、第１パルス
    のエネルギーを制御するための第１パルス制御（６）を
    有し、前記第１パルス制御（６）が、 ａ．前記パルスレーザの非能動動作期間はほとんど不透
    明に前記Ｑスイッチ（３）を調節し、 ｂ．前記パルスレーザを非能動動作からパルス動作に切
    り替えるときに前記Ｑスイッチ（３）の透明度を連続的
    にまたは段階的に高め、 ｃ．前記パルスレーザの非能動動作からパルス動作への
    切り替え後プリセット可能な遅延時間（Ｖ）だけ第１レ
    ーザパルスのトリガを遅らせ、 ｄ．前記遅延時間（Ｖ）の終了時から前記パルスレーザ
    が非能動状態に切り替るまでオフ状態にある前記Ｑスイ
    ッチ（３）をほぼ不透明に調節するために設計されてい
    ることを特徴とするパルスレーザ。 ここで前記遅延時間（Ｖ）は該遅延時間内に前記活性レ
    ーザ材（２）の蓄積エネルギーがパルス動作期間に存在
    する前記ピーク値（Ｓ）の水準にほぼ近い値まで低下す
    るに十分な長さに選ばれる。
  6. 【請求項６】 前記第１パルス制御（６）が前記Ｑスイ
    ッチ（３）の前記透明度の増加速度を調整可能とするた
    めに設計されていることを特徴とする請求項５のパルス
    レーザ。
  7. 【請求項７】 前記パルス繰返し周波数及びパルスエネ
    ルギーの少なくともいずれか一方が調節可能であり、前
    記選ばれたパルス繰返し周波数及びパルス強度をもつパ
    ルス動作期間に存在する前記ピーク値（Ｓ）の水準にほ
    ぼ近い値まで、前記遅延時間（Ｖ）内に前記活性レーザ
    材（２）の前記蓄積エネルギーが低下するに十分な長さ
    に前記選ばれたパルス繰返し周波数パルスエネルギー、
    及び前記Ｑスイッチ（３）の前記透明度の増加速度に従
    う前記遅延時間（Ｖ）を調節するために前記第１パルス
    制御（６）が設計されていることを特徴とする請求項５
    または６記載のパルスレーザ。
  8. 【請求項８】 ポンピング源（５）と、活性レーザ材
    （２）と、ほとんど透明に調節されるオン状態とほとん
    ど不透明に調節されるオフ状態とを有するＱスイッチ
    （３）と、パルスレーザを非能動動作とパルス動作との
    間で切り替えるためのゲート信号（Ｇ）と、第１パルス
    のエネルギーを制御するための第１パルス制御（６）を
    有し、前記第１パルス制御（６）が、 ａ．前記パルスレーザが非能動動作からパルス動作に切
    り替るときに、前記ポンピング源（５）のポンピングパ
    ワーを前記パルスレーザの損失が前記ポンピングパワー
    を上回る限界エネルギーまで低下させ、 ｂ．前記パルスレーザの非能動動作からパルス動作への
    切り替え後プリセット可能な遅延時間（Ｖ）だけ第１レ
    ーザパルスのトリガを遅らせ、 ｃ．前記遅延時間（Ｖ）終了時に前記ポンピングパワー
    を再び最大値まで増加させるために設計されていること
    を特徴とするパルスレーザ。 ここで前記遅延時間（Ｖ）は該遅延時間内に前記活性レ
    ーザ材（２）の蓄積エネルギーがパルス動作期間に存在
    する前記ピーク値（Ｓ）の水準にほぼ近い値まで低下す
    るに十分な長さに選ばれる。
  9. 【請求項９】 前記限界値が最大ポンピングパワーの０
    ％から３０％であることを特徴とする請求項８記載のパ
    ルスレーザ。
  10. 【請求項１０】 パルス繰返し周波数及びパルスエネル
    ギーの少なくともいずれか一方が調節可能であり、前記
    選ばれたパルス繰返し周波数及びパルスエネルギーをも
    つパルス動作期間に存在する前記ピーク値（Ｓ）の水準
    にほぼ近い値まで、前記遅延時間（Ｖ）内に前記活性レ
    ーザ材（２）の前記蓄積エネルギーが低下するに十分な
    長さに前記遅延時間（Ｖ）を選ぶために前記第１パルス
    制御（６）が設計されていることを特徴とする請求項８
    または９記載のパルスレーザ。
  11. 【請求項１１】 ポンピング源（５）と、活性レーザ材
    （２）と、ほとんど透明に調節されるオン状態とほとん
    ど不透明に調節されるオフ状態とを有するＱスイッチ
    （３）と、パルスレーザを非能動動作とパルス動作との
    間で切り替えるためのゲート信号（Ｇ）と、第１パルス
    のエネルギーを制御するために第１パルス制御（６）を
    有し、前記第１パルス制御（６）が、 ａ．前記パルスレーザが非能動動作からパルス動作に切
    り替るときに、前記ポンピング源（５）のポンピングパ
    ワーを前記パルスレーザの損失が前記ポンピングパワー
    を上回る限界エネルギーまで低下させ、 ｂ．前記パルスレーザの非能動動作からパルス動作への
    切り替え後プリセット可能な遅延時間（Ｖ）にパルス動
    作期間に放射されるパルス間の時間間隔（Ｔ）を加えた
    時間だけ第１レーザパルスのトリガを遅らせ、 ｃ．前記遅延時間（Ｖ）終了時に前記ポンピングパワー
    を再び最大値まで増加させるために設計されていること
    を特徴とするパルスレーザ。 ここで前記遅延時間（Ｖ）は該遅延時間内に（Ｖ）前記
    活性レーザ材（２）の蓄積エネルギーが該遅延時間
    （Ｖ）内にほぼ０まで低下するに十分な長さに選ばれ
    る。
  12. 【請求項１２】 前記限界値が最大ポンピングパワーの
    ０％から３０％であることを特徴とする請求項１１記載
    のパルスレーザ。
  13. 【請求項１３】 ポンピング源（５）と、活性レーザ材
    （２）と、ほとんど透明に調節されるオン状態とほとん
    ど不透明に調節されるオフ状態とを有するＱスイッチ
    （３）と、パルスレーザを非能動動作とパルス動作との
    間で切り替えるためのゲート信号（Ｇ）と、第１パルス
    のエネルギーを制御するための第１パルス制御（６）を
    有し、前記パルスレーザのパルス動作への切り替え後、
    第１の時間間隔内に前記活性レーザ材（２）の蓄積エネ
    ルギーを連続波レージング時に存在するはずの前記蓄積
    エネルギーに相当する出発値（ｃｗ）まで低下させ、引
    き続く第２の時間間隔内にパルス動作期間に到達するピ
    ーク（Ｓ）値にほぼ近い値まで前記活性レーザ材（２）
    にエネルギーを注入し、前記第２の時間間隔終了時に第
    １レーザパルスをトリガするために、前記第１パルス制
    御が設計されていることを特徴とするパルスレーザ。
  14. 【請求項１４】 前記活性レーザ材（２）の蓄積エネル
    ギーの前記低下が、前記第１の時間間隔内に前記Ｑスイ
    ッチ（３）の前記透明度を連続的にまたは段階的に高め
    ることによるプリレージングにより実行されることを特
    徴とする請求項１３記載のパルスレーザ。
  15. 【請求項１５】 前記活性レーザ材（２）の蓄積エネル
    ギーの前記低下が、前記第１の時間間隔の少なくとも一
    部の間に前記ポンピング源の前記エネルギーを低下させ
    ることにより、少なくとも部分的に実行されることを特
    徴とする請求項１３または１４記載のパルスレーザ。
  16. 【請求項１６】 前記活性レーザ材（２）の前記蓄積エ
    ネルギーが前記第１の時間間隔終了時に前記出発値（ｃ
    ｗ）まで低下するように、前記第１の時間間隔及び前記
    Ｑスイッチ（３）の前記透明度の増加速度の少なくとも
    いずれか一方が選ばれていることを特徴とする請求項１
    ３，１４または１５記載のパルスレーザ。
  17. 【請求項１７】 前記活性レーザ材（２）の前記蓄積エ
    ネルギーが前記第１の時間間隔終了の少なくとも５％前
    に前記出発値（ｃｗ）まで低下するように、前記第１の
    時間間隔が選ばれていることを特徴とする請求項１３，
    １４または１５記載のパルスレーザ。
  18. 【請求項１８】 前記第２の時間間隔がパルス動作中に
    放射される各レーザパルス間の時間間隔（Ｔ）の８０％
    であることを特徴とする請求項１３から１７のいずれか
    に記載のパルスレーザ。
  19. 【請求項１９】 前記第１パルス制御（６）が、前記第
    ２の時間間隔の長さを、パルス動作中に放射される各レ
    ーザパルス間の時間間隔（Ｔ）、前記レーザパルスのエ
    ネルギー、前記ポンピングパワー及び前記第２の時間間
    隔終了時に前記活性レーザ材（２）がパルス動作期間に
    存在する前記ピーク値（Ｓ）の水準にほぼ近い値までエ
    ネルギーを注入されているように選ばれた前記Ｑスイッ
    チ（３）の前記透明度の増加速度に従って調節するため
    に設計されている請求項１３から１７のいずれかに記載
    のパルスレーザ。
  20. 【請求項２０】 前記第１及び第２の時間間隔の合計が
    プリセット可能であることを特徴とする請求項１３から
    １９のいずれかに記載のパルスレーザ。
  21. 【請求項２１】 ポンピング源（５）と、活性レーザ材
    （２）と、ほとんど透明に調節されるオン状態とほとん
    ど不透明に調節されるオフ状態とを有するＱスイッチ
    （３）と、パルスレーザを非能動動作とパルス動作との
    間で切り替えるためのゲート信号（Ｇ）と、第１パルス
    のエネルギーを制御するための第１パルス制御（６）を
    有し、前記第パルス制御（６）が、オン状態にある前記
    Ｑスイッチ（３）の前記透明度を、前記パルスレーザを
    非能動差からパルス動作に切り替えたときからプリセッ
    ト可能な時間間隔（Ｖ）の間、限界透明度まで低下させ
    るために設計されていることを特徴とするパルスレー
    ザ。ここで前記限界透明度は前記パルスレーザの非能動
    動作からパルス動作への切り替え後放射される第１パル
    スが後続のレーザパルスとほぼ同じエネルギーをもつよ
    うに選ばれる。
  22. 【請求項２２】 前記第１パルス制御（６）が、前記プ
    リセット可能な時間間隔の間に前記限界透明度を選択可
    能な最小値から前記Ｑスイッチ（３）の最大透明度まで
    連続的にまたは段階的に増加させるために設計されてい
    ることを特徴とする請求の範囲２１記載のパルスレー
    ザ。
  23. 【請求項２３】 パルス繰返し周波数及びパルスエネル
    ギーの少なくともいずれか一方が調節可能であり、前記
    パルスレーザの非能動動作からパルス動作への切り替え
    後放射される各第１パルスが後続の各レーザパルスとほ
    ぼ同じエネルギーをもつように、前記調節されたパルス
    繰返し周波数及びパルスエネルギーの少なくともいずれ
    か一方、及び前記限界透明度に従って前記プリセット可
    能な期間（Ｖ）を該時間間隔（Ｖ）内に調節するために
    設計されていることを特徴とする請求濃い２１または２
    ２記載のパルスレーザ。
  24. 【請求項２４】 非能動動作期間に前記ポンピング源
    （５）の前記ポンピングパワーが最大ポンピングパワー
    の９５％ないし５０％に低下していることを特徴とする
    請求項１から２３のいずれかに記載のパルスレーザ。
  25. 【請求項２５】 前記パルスレーザがダイオードでポン
    プされる固体レーザであることを特徴とする請求項１か
    ら２４のいずれかに記載のパルスレーザ。
  26. 【請求項２６】 前記Ｑスイッチ（３）が音響−光学ス
    イッチとして構成され、該Ｑスイッチの透明度が印加高
    周波電圧及び該高周波周波数の少なくともいずれか一方
    の水準により定められることを特徴とする請求項１から
    ２５のいずれかに記載のパルスレーザ。
  27. 【請求項２７】 前記Ｑスイッチ（３）が音響−光学ス
    イッチとして構成され、該Ｑスイッチの透明度が印加電
    圧の水準により定められることを特徴とする請求項１か
    ら２６のいずれかに記載のパルスレーザ。
  28. 【請求項２８】 ポンピング源（５）と、活性レーザ材
    （２）と、ほとんど透明に調節されるオン状態とほとん
    ど不透明に調節されるオフ状態とを有するＱスイッチ
    （３）と、パルスレーザを非能動動作とパルス動作との
    間で切り替えるためのゲート信号（Ｇ）と、第１パルス
    のエネルギーを制御するための第１パルス制御（６）を
    有し、前記第パルス制御（６）が、第１レーザパルスが
    トリガされたときに最大蓄積エネルギー（Ｌ＝１）量の
    一部のみを減少させられるように前記活性レーザ材
    （２）内に存在する蓄積エネルギーを調節するために設
    計されていることを特徴とするパルスレーザ。
  29. 【請求項２９】 前記最大蓄積エネルギー量の一部の前
    記減少が請求項１から２７のいずれかに記載される特徴
    に従っておこることを特徴とする請求項２８記載のパル
    スレーザ。
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