JPH11307859A - 固体レーザ装置 - Google Patents
固体レーザ装置Info
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- JPH11307859A JPH11307859A JP11681398A JP11681398A JPH11307859A JP H11307859 A JPH11307859 A JP H11307859A JP 11681398 A JP11681398 A JP 11681398A JP 11681398 A JP11681398 A JP 11681398A JP H11307859 A JPH11307859 A JP H11307859A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】固体レーザ装置の励起光源のオフ時における結
晶部内の温度低下を防止することにより、レーザ出力の
立ち上がり時間を短縮し、パルス出力幅を小さくできる
ようにする。 【解決手段】固体レーザ装置の励起光源がオフになる期
間中に、レーザダイオード１の励起光や固体媒質からの
基本波をＳＨＧ素子８に照射して光エネルギーをＳＨＧ
素子８内部で熱エネルギーに変換することにより、ＳＨ
Ｇ素子８内部の温度を一定温度に保持することにより、
レーザの立ち上がり時間を短縮するとともにパルス幅の
小さい出力を発生することができる。
晶部内の温度低下を防止することにより、レーザ出力の
立ち上がり時間を短縮し、パルス出力幅を小さくできる
ようにする。 【解決手段】固体レーザ装置の励起光源がオフになる期
間中に、レーザダイオード１の励起光や固体媒質からの
基本波をＳＨＧ素子８に照射して光エネルギーをＳＨＧ
素子８内部で熱エネルギーに変換することにより、ＳＨ
Ｇ素子８内部の温度を一定温度に保持することにより、
レーザの立ち上がり時間を短縮するとともにパルス幅の
小さい出力を発生することができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、レーザ加工あるい
は光分析等に利用される、レーザダイオードからの励起
光により固体媒質を励起する方式の固体レーザ装置に関
する。
は光分析等に利用される、レーザダイオードからの励起
光により固体媒質を励起する方式の固体レーザ装置に関
する。
【０００２】
【従来の技術】従来の固体レーザ装置の構成例を図４に
示す。このレーザダイオード１からの出力光はレンズ系
２により集光され、固体媒質のＮｄ：ＹＡＧ結晶３に照
射される。Ｎｄ：ＹＡＧ結晶３の端面３ａには、レーザ
ダイオード光の波長に対して高い透過率を持ち、固体媒
質内で発生したレーザ基本波に対しては、高い反射率を
持つＨＲコート膜が形成されている。そして、Ｎｄ：Ｙ
ＡＧ結晶３に対向して出力ミラー４が配設され、この出
力ミラー４とＮｄ：ＹＡＧ結晶３の端面３ａとの間で光
共振器５が構成されている。さらに、レーザ光の波長変
換が必要な場合には、Ｎｄ：ＹＡＧ結晶の後に非線形光
学結晶であるＳＨＧ素子８が配設される。以上の構成に
おいて、レーザダイオード１を波長８０８ｎｍ〜８０９
ｎｍで発振させ、その光でＮｄ：ＹＡＧ結晶３（吸収ス
ペクトル：８０８．５ｎｍ）を励起することにより、光
共振器５内で波長９４６ｎｍのレーザ発振が起こり、さ
らに、ＳＨＧ素子８により波長４７３ｎｍのブルーレー
ザ光に変換され、そのレーザ光の一部が出力ミラー４か
ら外部へ出ていき、これが固体レーザ装置の出力光とな
る。前記光共振器５全体はペルチェ素子１０と共振器温
度調節器１１により温度調節されている。
示す。このレーザダイオード１からの出力光はレンズ系
２により集光され、固体媒質のＮｄ：ＹＡＧ結晶３に照
射される。Ｎｄ：ＹＡＧ結晶３の端面３ａには、レーザ
ダイオード光の波長に対して高い透過率を持ち、固体媒
質内で発生したレーザ基本波に対しては、高い反射率を
持つＨＲコート膜が形成されている。そして、Ｎｄ：Ｙ
ＡＧ結晶３に対向して出力ミラー４が配設され、この出
力ミラー４とＮｄ：ＹＡＧ結晶３の端面３ａとの間で光
共振器５が構成されている。さらに、レーザ光の波長変
換が必要な場合には、Ｎｄ：ＹＡＧ結晶の後に非線形光
学結晶であるＳＨＧ素子８が配設される。以上の構成に
おいて、レーザダイオード１を波長８０８ｎｍ〜８０９
ｎｍで発振させ、その光でＮｄ：ＹＡＧ結晶３（吸収ス
ペクトル：８０８．５ｎｍ）を励起することにより、光
共振器５内で波長９４６ｎｍのレーザ発振が起こり、さ
らに、ＳＨＧ素子８により波長４７３ｎｍのブルーレー
ザ光に変換され、そのレーザ光の一部が出力ミラー４か
ら外部へ出ていき、これが固体レーザ装置の出力光とな
る。前記光共振器５全体はペルチェ素子１０と共振器温
度調節器１１により温度調節されている。
【０００３】上記のような固体レーザ装置において、固
体レーザ装置の出力光の光量をビームスプリッタ９およ
びフォトダイオード６を介し検出して、その検出出力７
ａをレーザダイオード駆動回路（以下ＬＤ駆動回路と記
す）７に入力する。このＬＤ駆動回路７は、フォトダイ
オード６の検出出力に基づいてＬＤ駆動電流を制御し固
体レーザ装置の出力光の光量を一定にする。
体レーザ装置の出力光の光量をビームスプリッタ９およ
びフォトダイオード６を介し検出して、その検出出力７
ａをレーザダイオード駆動回路（以下ＬＤ駆動回路と記
す）７に入力する。このＬＤ駆動回路７は、フォトダイ
オード６の検出出力に基づいてＬＤ駆動電流を制御し固
体レーザ装置の出力光の光量を一定にする。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来の固体レーザ装置
は以上のように構成されているが、励起光源のオフ時に
結晶部の光軸上での励起光または基本波が消滅するた
め、オフ期間においてＳＨＧ素子８などの結晶内部温度
Ｔｉは図５に示すように変化し、励起光源がオフ期間か
らオン時に移行するとき結晶内部温度が上昇し、レーザ
出力が安定するまでに時間を要し、そのため幅の狭いレ
ーザパルス出力の発生やレーザ出力の立ち上がり時間の
短縮ができないという問題があった。
は以上のように構成されているが、励起光源のオフ時に
結晶部の光軸上での励起光または基本波が消滅するた
め、オフ期間においてＳＨＧ素子８などの結晶内部温度
Ｔｉは図５に示すように変化し、励起光源がオフ期間か
らオン時に移行するとき結晶内部温度が上昇し、レーザ
出力が安定するまでに時間を要し、そのため幅の狭いレ
ーザパルス出力の発生やレーザ出力の立ち上がり時間の
短縮ができないという問題があった。
【０００５】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たものであって、パルス出力の発生とレーザ出力の立ち
上がり時間の短縮ができる固体レーザ装置を提供するこ
とを目的とする。
たものであって、パルス出力の発生とレーザ出力の立ち
上がり時間の短縮ができる固体レーザ装置を提供するこ
とを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、請求項１記載の発明はレーザダイオードからの励起
光により固体媒質を励起する方式の固体レーザ装置にお
いて、前記励起光源がオン期間とオフ期間における光共
振器の温度制御を行うための温度設定値にオフセットを
設け、全期間における温度を一定に保つようにしたこと
を特徴とする。また、請求項２記載の発明は、レーザダ
イオードからの励起光により固体媒質を励起する方式の
固体レーザ装置において、前記励起光源がオフ期間に結
晶部に熱を与える加熱手段を設けることにより、全期間
における結晶内部の温度を一定に保つようにしたことを
特徴とする。
め、請求項１記載の発明はレーザダイオードからの励起
光により固体媒質を励起する方式の固体レーザ装置にお
いて、前記励起光源がオン期間とオフ期間における光共
振器の温度制御を行うための温度設定値にオフセットを
設け、全期間における温度を一定に保つようにしたこと
を特徴とする。また、請求項２記載の発明は、レーザダ
イオードからの励起光により固体媒質を励起する方式の
固体レーザ装置において、前記励起光源がオフ期間に結
晶部に熱を与える加熱手段を設けることにより、全期間
における結晶内部の温度を一定に保つようにしたことを
特徴とする。
【０００７】本発明の固体レーザ装置は、上記のように
構成されており、励起光または基本波等のオフ時に、結
晶部にオン時と同程度の熱を与えることにより、結晶内
部の温度を一定に保つことができるので、レーザパルス
出力の発生とレーザ出力波形の立ち上がり時間の短縮が
可能となる。
構成されており、励起光または基本波等のオフ時に、結
晶部にオン時と同程度の熱を与えることにより、結晶内
部の温度を一定に保つことができるので、レーザパルス
出力の発生とレーザ出力波形の立ち上がり時間の短縮が
可能となる。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下実施例により本発明を詳細に
説明する。図１は、本発明による固体レーザ装置の第一
実施例を説明するための図で、これに用いられる光共振
器５（図４）の温度制御の状態を示したものである。こ
の実施例の固体レーザ装置の構成は図４に示した構成図
と同じであるが、光共振器温度調節器１１による温度制
御方法のみが異なる。図１の時間軸において、Ａ点から
Ｂ点およびＣ点からＤ点の期間はレーザ励起光源がオン
の状態を示したもので、その他の期間はオフ状態を示し
ている。また、前記レーザ励起光源がオン期間中の光共
振器温度調節器１１による温度設定値がＴｏｎで、オフ
期間中の温度設定値が前記オン期間中の設定温度よりオ
フセット△Ｔだけ高いＴｏｆｆ（＝Ｔｏｎ＋△Ｔ）で設
定されている。図４に示すように光共振器５は前記温度
設定値でペルチェ素子１０を介して温度制御される。こ
のオフ期間中に結晶部に与えられるオフセット温度に相
当する熱エネルギーと、オン期間中に励起光および基本
波が結晶部に与える熱エネルギーが等しくなるように△
Ｔを選ぶことにより、図１に示すように、結晶内部温度
は励起光源のオンからオフあるいはオフからオンへの切
り替わり時点での小変動を除いて、オンオフ期間を通じ
て一定に保つことができる。この結果、レーザ出力がオ
フ状態から立ち上がる時は、予め結晶内部がオン期間の
温度に保たれているため、結晶部での光軸方向が安定
し、立ち上がり時間が短縮できる。また、立ち上がり時
間の短いパルス幅の小さいレーザ出力を得ることができ
る。
説明する。図１は、本発明による固体レーザ装置の第一
実施例を説明するための図で、これに用いられる光共振
器５（図４）の温度制御の状態を示したものである。こ
の実施例の固体レーザ装置の構成は図４に示した構成図
と同じであるが、光共振器温度調節器１１による温度制
御方法のみが異なる。図１の時間軸において、Ａ点から
Ｂ点およびＣ点からＤ点の期間はレーザ励起光源がオン
の状態を示したもので、その他の期間はオフ状態を示し
ている。また、前記レーザ励起光源がオン期間中の光共
振器温度調節器１１による温度設定値がＴｏｎで、オフ
期間中の温度設定値が前記オン期間中の設定温度よりオ
フセット△Ｔだけ高いＴｏｆｆ（＝Ｔｏｎ＋△Ｔ）で設
定されている。図４に示すように光共振器５は前記温度
設定値でペルチェ素子１０を介して温度制御される。こ
のオフ期間中に結晶部に与えられるオフセット温度に相
当する熱エネルギーと、オン期間中に励起光および基本
波が結晶部に与える熱エネルギーが等しくなるように△
Ｔを選ぶことにより、図１に示すように、結晶内部温度
は励起光源のオンからオフあるいはオフからオンへの切
り替わり時点での小変動を除いて、オンオフ期間を通じ
て一定に保つことができる。この結果、レーザ出力がオ
フ状態から立ち上がる時は、予め結晶内部がオン期間の
温度に保たれているため、結晶部での光軸方向が安定
し、立ち上がり時間が短縮できる。また、立ち上がり時
間の短いパルス幅の小さいレーザ出力を得ることができ
る。
【０００９】図２は本発明の第一実施例の変形例を説明
するための図で、これに用いられる光共振器の温度制御
の状態を示したものである。この変形例ではレーザ励起
光源がオフ時にも完全にレーザ励起光をオフにせず、固
体媒質のＮｄ：ＹＡＧ結晶が発振しない程度の励起光を
結晶部に入射させ結晶内部の温度を保持するようにして
いる。このオフ時における励起光の照射により、結晶部
の内部は加熱されており、図１に比べてオフセット温度
△Ｔを少なくすることができ、レーザ出力のオンオフ切
り替え時の結晶部の内部温度の変動を図１の方式に比べ
て小さくすることができる。第一実施例のようにペルチ
ェ素子１０からの温度を伝達する場合に比べて結晶内部
温度のオンオフ時の変動はさらに小さくなり、立ち上が
り時間が短縮され、パルス幅の小さいレーザ出力を発生
することができる。
するための図で、これに用いられる光共振器の温度制御
の状態を示したものである。この変形例ではレーザ励起
光源がオフ時にも完全にレーザ励起光をオフにせず、固
体媒質のＮｄ：ＹＡＧ結晶が発振しない程度の励起光を
結晶部に入射させ結晶内部の温度を保持するようにして
いる。このオフ時における励起光の照射により、結晶部
の内部は加熱されており、図１に比べてオフセット温度
△Ｔを少なくすることができ、レーザ出力のオンオフ切
り替え時の結晶部の内部温度の変動を図１の方式に比べ
て小さくすることができる。第一実施例のようにペルチ
ェ素子１０からの温度を伝達する場合に比べて結晶内部
温度のオンオフ時の変動はさらに小さくなり、立ち上が
り時間が短縮され、パルス幅の小さいレーザ出力を発生
することができる。
【００１０】図３は本発明の固体レーザ装置の第２実施
例を説明するための構成図を示したものである。図４と
同じ機能を持つ構成要素には同じ符号を付している。図
３に示すように、ＳＨＧ素子５の側面にレーザダイオー
ドを用いた加熱器１２を配設し、レーザダイオード１の
オフ期間にＬＤドライバ７からの加熱器駆動７ｃの信号
により前記加熱器１２に用いたレーザダイオードを起動
し、そのレーザ光をＳＨＧ素子８の光学面または側面に
照射する。このレーザ光によりＳＨＧ素子内で発生する
熱エネルギーによる温度上昇を、レーザ励起光光源のオ
ン時のレーザダイオード１の励起光および固体媒質から
の基本波によるＳＨＧ素子内での温度上昇と同じ値に調
整することにより、オンオフ期間を通じてＳＨＧ素子内
の温度を一定に保つことができ、前記実施例と同様の効
果を得ることができる。
例を説明するための構成図を示したものである。図４と
同じ機能を持つ構成要素には同じ符号を付している。図
３に示すように、ＳＨＧ素子５の側面にレーザダイオー
ドを用いた加熱器１２を配設し、レーザダイオード１の
オフ期間にＬＤドライバ７からの加熱器駆動７ｃの信号
により前記加熱器１２に用いたレーザダイオードを起動
し、そのレーザ光をＳＨＧ素子８の光学面または側面に
照射する。このレーザ光によりＳＨＧ素子内で発生する
熱エネルギーによる温度上昇を、レーザ励起光光源のオ
ン時のレーザダイオード１の励起光および固体媒質から
の基本波によるＳＨＧ素子内での温度上昇と同じ値に調
整することにより、オンオフ期間を通じてＳＨＧ素子内
の温度を一定に保つことができ、前記実施例と同様の効
果を得ることができる。
【００１１】前記加熱器１２には、ヒータを用いること
もでき、これをＳＨＧ素子８の側面に接触及び接近させ
て、励起光源がオフの期間に熱エネルギーを与えること
により、オン時と同じ温度に保つこともできる。
もでき、これをＳＨＧ素子８の側面に接触及び接近させ
て、励起光源がオフの期間に熱エネルギーを与えること
により、オン時と同じ温度に保つこともできる。
【００１２】
【発明の効果】本発明の固体レーザ装置は上記のように
構成されており、結晶部の温度がレーザ励起光源のオン
オフ期間にかかわらず一定に保つことができる。したが
って励起光源の切り替わり時にも瞬時に結晶部の最適温
度が得られ、レーザ光のパルス幅の変調範囲の拡大およ
びレーザ光立ち上がり時間の短縮が可能になる。
構成されており、結晶部の温度がレーザ励起光源のオン
オフ期間にかかわらず一定に保つことができる。したが
って励起光源の切り替わり時にも瞬時に結晶部の最適温
度が得られ、レーザ光のパルス幅の変調範囲の拡大およ
びレーザ光立ち上がり時間の短縮が可能になる。
【図１】本発明の固体レーザ装置の第一実施例を説明す
るための図で、光共振部の温度制御の状態を示したもの
である。
るための図で、光共振部の温度制御の状態を示したもの
である。
【図２】本発明の固体レーザ装置の変形例を説明するた
めの図で、光共振部の温度制御の状態を示したものであ
る。
めの図で、光共振部の温度制御の状態を示したものであ
る。
【図３】本発明の固体レーザ装置の第二実施例を説明す
るための図である。
るための図である。
【図４】従来の固体レーザ装置の構成を示した構成図で
ある。
ある。
【図５】従来の固体レーザ装置の光共振部の温度制御の
状態を示した図である。
状態を示した図である。
１………レーザダイオード １ａ、１０………ペルチェ素子 ２………レンズ系 ３………Ｎｄ：ＹＡＧ結晶 ３ａ………端面 ４………出力ミラー ５………光共振器 ６………フォトダイオード ７………ＬＤドライバ ７ａ………検出出力 ７ｂ………ＬＤ駆動電流 ７ｃ………加熱器駆動 ８………ＳＨＧ素子 ９………ビームスプリット １１………光共振器温度調節器 １２………加熱器
Claims (2)
- 【請求項１】レーザダイオードからの励起光により固体
媒質を励起する方式の固体レーザ装置において、前記励
起光源のオン期間とオフ期間における光共振部の温度制
御を行うための温度設定値にオフセットを設け、全期間
における結晶内部の温度を一定に保つようにしたことを
特徴とする固体レーザ装置。 - 【請求項２】レーザダイオードからの励起光により固体
媒質を励起する方式の固体レーザ装置において、前記励
起光源がオフ期間に結晶部に熱を与える加熱手段を設け
ることにより、全期間における結晶内部の温度を一定に
保つようにしたことを特徴とする固体レーザ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11681398A JP3968868B2 (ja) | 1998-04-27 | 1998-04-27 | 固体レーザ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11681398A JP3968868B2 (ja) | 1998-04-27 | 1998-04-27 | 固体レーザ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11307859A true JPH11307859A (ja) | 1999-11-05 |
| JP3968868B2 JP3968868B2 (ja) | 2007-08-29 |
Family
ID=14696287
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11681398A Expired - Fee Related JP3968868B2 (ja) | 1998-04-27 | 1998-04-27 | 固体レーザ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3968868B2 (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001004698A1 (fr) * | 1999-07-09 | 2001-01-18 | Ushio Research Institute Of Technology Inc. | Laser destine a l'usinage laser |
| JP2008145896A (ja) * | 2006-12-13 | 2008-06-26 | Shimadzu Corp | 半導体レーザ励起固体レーザを用いたレーザポインタ |
| JP2008177458A (ja) * | 2007-01-22 | 2008-07-31 | Seiko Epson Corp | 光源装置、プロジェクタ、及び光源装置の制御方法 |
| US7593438B2 (en) | 2006-11-30 | 2009-09-22 | Seiko Epson Corporation | Driving method for laser light source device, laser light source device, image display device, monitor device, and illumination device |
| JP2012222207A (ja) * | 2011-04-11 | 2012-11-12 | Canon Inc | レーザー装置および光音響装置 |
| CN110967301A (zh) * | 2018-09-29 | 2020-04-07 | 中国科学院大连化学物理研究所 | 一种具备激光加热的原位和频振动光谱检测装置 |
-
1998
- 1998-04-27 JP JP11681398A patent/JP3968868B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001004698A1 (fr) * | 1999-07-09 | 2001-01-18 | Ushio Research Institute Of Technology Inc. | Laser destine a l'usinage laser |
| US7593438B2 (en) | 2006-11-30 | 2009-09-22 | Seiko Epson Corporation | Driving method for laser light source device, laser light source device, image display device, monitor device, and illumination device |
| JP2008145896A (ja) * | 2006-12-13 | 2008-06-26 | Shimadzu Corp | 半導体レーザ励起固体レーザを用いたレーザポインタ |
| JP2008177458A (ja) * | 2007-01-22 | 2008-07-31 | Seiko Epson Corp | 光源装置、プロジェクタ、及び光源装置の制御方法 |
| JP2012222207A (ja) * | 2011-04-11 | 2012-11-12 | Canon Inc | レーザー装置および光音響装置 |
| US9293886B2 (en) | 2011-04-11 | 2016-03-22 | Canon Kabushiki Kaisha | Laser apparatus and photoacoustic apparatus |
| CN110967301A (zh) * | 2018-09-29 | 2020-04-07 | 中国科学院大连化学物理研究所 | 一种具备激光加热的原位和频振动光谱检测装置 |
| CN110967301B (zh) * | 2018-09-29 | 2023-10-03 | 中国科学院大连化学物理研究所 | 一种具备激光加热的原位和频振动光谱检测装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3968868B2 (ja) | 2007-08-29 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20061114 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20070115 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20070213 |
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