JPS60101983A - パルスレ−ザ装置 - Google Patents
パルスレ−ザ装置Info
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- JPS60101983A JPS60101983A JP20940683A JP20940683A JPS60101983A JP S60101983 A JPS60101983 A JP S60101983A JP 20940683 A JP20940683 A JP 20940683A JP 20940683 A JP20940683 A JP 20940683A JP S60101983 A JPS60101983 A JP S60101983A
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- timing
- lamp
- laser
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
- H01S3/10—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating
- H01S3/11—Mode locking; Q-switching; Other giant-pulse techniques, e.g. cavity dumping
- H01S3/1123—Q-switching
- H01S3/115—Q-switching using intracavity electro-optic devices
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
- H01S3/10—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating
- H01S3/106—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating by controlling devices placed within the cavity
- H01S3/107—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating by controlling devices placed within the cavity using electro-optic devices, e.g. exhibiting Pockels or Kerr effect
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- Plasma & Fusion (AREA)
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
この発明はピーク出力の高いレーザ出力でパルス発振を
行うパルスレーザ装置に門するものである。
行うパルスレーザ装置に門するものである。
第１図は従来のパルスレーザ装置の構成図であり、第１
図において、（１）はレーザ発振器、（２）はフラッジ
−ランプ（４）にＪ〃電エネルギを供給する電源。
図において、（１）はレーザ発振器、（２）はフラッジ
−ランプ（４）にＪ〃電エネルギを供給する電源。
（３）ハボノケルスセル（７）の駆動回路、（５）ｌｄ
フラッシュランプ（４）の発光により励起されるレーザ
活性物質、（６）はレーザ発振光の偏光面を限定する偏
光子。
フラッシュランプ（４）の発光により励起されるレーザ
活性物質、（６）はレーザ発振光の偏光面を限定する偏
光子。
（８）はレーザ出力を取り出す第１の反射管、（９）は
高い反射率を有する第２の反射管、α１はフラッジ−ラ
ンプ（４）の発光開始時間に同期した同期信号をポッケ
ルスセル（７）の動作時間までに遅延させる遅延回路、
（ｌＱＩｒ！；ニー遅延回路（０）の出力信号により
パルス信号を得るだめのパルス発生回路、（２）はパル
ス発生回路（１１）の出力信号により高圧のパルスを得
るだめの高圧パルス発生回路である。
高い反射率を有する第２の反射管、α１はフラッジ−ラ
ンプ（４）の発光開始時間に同期した同期信号をポッケ
ルスセル（７）の動作時間までに遅延させる遅延回路、
（ｌＱＩｒ！；ニー遅延回路（０）の出力信号により
パルス信号を得るだめのパルス発生回路、（２）はパル
ス発生回路（１１）の出力信号により高圧のパルスを得
るだめの高圧パルス発生回路である。
従来のパルスレーザ装置は上記のように構成され、フラ
ノシーランプ（４）は電源（２）からのエネルギの供給
を受けて発光する。レーザ活性物質（５）はフラッシュ
ランプ（４）の発光により励起され高い反転分布を形成
する。このときレーザ活性物質（５）から偏光子（６）
を而して第２の反射鏡（９）の側を見たときの反射率は
零でありレーザ発振は起こり得々い。すなわち、ポッケ
ルスセル（７）を注排した発振光の偏波面は９０°回転
させられるためレーザ活性物質（５）から偏光子（６）
を通過した発振光が第２の反射鏡（９）で反射して再び
偏光子（６）に到達したとき発振光の偏波面が９０°回
転していることから偏光子（６）での通過が阻止される
。この状態から、やがてレーザ活性物質（５）の反転分
布が最大とガる。このとき。
ノシーランプ（４）は電源（２）からのエネルギの供給
を受けて発光する。レーザ活性物質（５）はフラッシュ
ランプ（４）の発光により励起され高い反転分布を形成
する。このときレーザ活性物質（５）から偏光子（６）
を而して第２の反射鏡（９）の側を見たときの反射率は
零でありレーザ発振は起こり得々い。すなわち、ポッケ
ルスセル（７）を注排した発振光の偏波面は９０°回転
させられるためレーザ活性物質（５）から偏光子（６）
を通過した発振光が第２の反射鏡（９）で反射して再び
偏光子（６）に到達したとき発振光の偏波面が９０°回
転していることから偏光子（６）での通過が阻止される
。この状態から、やがてレーザ活性物質（５）の反転分
布が最大とガる。このとき。
遅延回路α０）はあらかじめ反転分布が最大となるタイ
ミングに設定され、パルス発生器０１）及び高圧パルス
発生回路（１２）が動作し、ポッケルスセル（５）が駆
動される。ポッケルスセル（５）が動作するとレーザ活
性物質（５）から偏光子（６）を通して第２の反射策（
９）の側を見た反射率が急速に１００係に近い値となり
。
ミングに設定され、パルス発生器０１）及び高圧パルス
発生回路（１２）が動作し、ポッケルスセル（５）が駆
動される。ポッケルスセル（５）が動作するとレーザ活
性物質（５）から偏光子（６）を通して第２の反射策（
９）の側を見た反射率が急速に１００係に近い値となり
。
急速にレーザ発振器（１）の利得が増大し、ピーク出力
の大きなパルスレーザ発振が起こる。このときのフラッ
シュランプ（４）の発光強度波形及びレーザ活性物質（
５）の反転分布を第２図に示す。
の大きなパルスレーザ発振が起こる。このときのフラッ
シュランプ（４）の発光強度波形及びレーザ活性物質（
５）の反転分布を第２図に示す。
図においてイはフラッシュランプ（４）の発光強度波形
２口はレーヤ活件ｑ勿＠（５）の反転分布を示す。
２口はレーヤ活件ｑ勿＠（５）の反転分布を示す。
レーザ出力は上記反転分布口が最大となる時間にポッケ
ルスセル スイッチングが行われるとき最大となる。
ルスセル スイッチングが行われるとき最大となる。
通常，このポッケルスセル（７）の動作するタイミング
はあらかじめ遅延回路ｌｉＯ）で設定される。すなわち
、電源（２）から供給するエネルギを一定としてレーザ
発振器力を測定し，最大出力を得るタイミングに設定さ
れる。
はあらかじめ遅延回路ｌｉＯ）で設定される。すなわち
、電源（２）から供給するエネルギを一定としてレーザ
発振器力を測定し，最大出力を得るタイミングに設定さ
れる。
しかし、上記のような構成では電源（２）からの（ｉｔ
給エネルギが変化したり，フラッジ−ランプ（４）の交
漁，劣化などでポッケルスセルの最適動作タイミングが
変化し，安定した最大のレーザ出力を得ることができな
い。
給エネルギが変化したり，フラッジ−ランプ（４）の交
漁，劣化などでポッケルスセルの最適動作タイミングが
変化し，安定した最大のレーザ出力を得ることができな
い。
第３図にフランシュランプ（４）の放電回路の等価回路
を示す。図に，ｒ，−いて、０）ハフラッシュランプ（
４）の放電エネルギを蓄積するコンデンサ、 ４４）ｌ
ｄフラッシュランプ（４）のＩｉｋ． ’？ｌ電流波形
を整形するだめのチョークコイルを示す。
を示す。図に，ｒ，−いて、０）ハフラッシュランプ（
４）の放電エネルギを蓄積するコンデンサ、 ４４）ｌ
ｄフラッシュランプ（４）のＩｉｋ． ’？ｌ電流波形
を整形するだめのチョークコイルを示す。
第３図において，フラッシュランプ（４）に放′間電流
が流れはじめだときに電流ｉに門し，つぎの式イ日し，
Ｌはヂョークコイル輪のインダクタンス。
が流れはじめだときに電流ｉに門し，つぎの式イ日し，
Ｌはヂョークコイル輪のインダクタンス。
Ｋｏｕフラッシュランプ（４）の固有インピーダンス。
Ｃはコンデンサ６３）の容量， Ｖｏ！はコンデンサＩ
１３）の充電電圧である。
１３）の充電電圧である。
ここでＺｏ＝（Ｌ／Ｃ）１／２ 、 ｉ＝ Ｉ Ｖｏ／
Ｚｏ 、 ｒ −＝ ｔ／Ｔ 。
Ｚｏ 、 ｒ −＝ ｔ／Ｔ 。
Ｔ ＝ （ＬＣ）１／２ 、 α＝ Ｋｏ／（Ｖｏ Ｚ
ｏ ）１／２ （’：おき第１式についての数値計算結
果の一例を第４図に示す。第４図は縦軸に電流ｉの規格
値■を，横軸に時間ｔの規格τをとったもので，パラメ
ータαの値により■が最大となる時間τが変化すること
を示す。
ｏ ）１／２ （’：おき第１式についての数値計算結
果の一例を第４図に示す。第４図は縦軸に電流ｉの規格
値■を，横軸に時間ｔの規格τをとったもので，パラメ
ータαの値により■が最大となる時間τが変化すること
を示す。
図において，ハはαが０．６のときの電流波形，二はα
が０．８のときの電流波形，ホはαが１．０のときの電
流波形を示す。
が０．８のときの電流波形，ホはαが１．０のときの電
流波形を示す。
レーザ出力が最大となるタイミングすなわち。
第３図に示すレーザ活性物質（５）の反転分布口が最大
となるタイミングは電流イがピーク値になるタイミング
より少し遅れる。しかし、この遅れはし一ザ活件物質（
５）の上位エネルギレベルでのけい光寿命に間係し，は
ぼ一定となる。
となるタイミングは電流イがピーク値になるタイミング
より少し遅れる。しかし、この遅れはし一ザ活件物質（
５）の上位エネルギレベルでのけい光寿命に間係し，は
ぼ一定となる。
なお、通常フラッシュランプ（４）の発光強度は流れる
電流の大きさにほぼ比例することから，第４図に示す電
流のピークとなるタイミングが変化するとレーザ活性物
質（５）の反転分布が最大となるタイミングも変化する
。
電流の大きさにほぼ比例することから，第４図に示す電
流のピークとなるタイミングが変化するとレーザ活性物
質（５）の反転分布が最大となるタイミングも変化する
。
なお、パラメータαは， Ｋｏ 、 Ｖｏ 、 Ｚｏの
値に依存し，たとえば、 Ｖｏｉｄフラッジ−ランプ（
４）への放電エネルギの大きさにより変化， Ｋｏはフ
ラッシュランプ（４）を交４＠ したとき又は劣化した
ときに変化する。
値に依存し，たとえば、 Ｖｏｉｄフラッジ−ランプ（
４）への放電エネルギの大きさにより変化， Ｋｏはフ
ラッシュランプ（４）を交４＠ したとき又は劣化した
ときに変化する。
以上，上記のようにポッケルスセル（７）の動作タイミ
ングをＪＮ ／，Ｉ＋１回路・０）で一定値に設定した
のでは。
ングをＪＮ ／，Ｉ＋１回路・０）で一定値に設定した
のでは。
パラメータαが変化したとき，すなわちコンデンサ６３
）の充電電圧Ｖｏあるいはフラノシーランプ（４）を交
＋ｅｔ して固有インピーダンスＫＯが変化し，放電電
流波形が変化したときは可能な最大のレーザ出力を得る
ことができないという欠点があった。
）の充電電圧Ｖｏあるいはフラノシーランプ（４）を交
＋ｅｔ して固有インピーダンスＫＯが変化し，放電電
流波形が変化したときは可能な最大のレーザ出力を得る
ことができないという欠点があった。
この発明はかかる欠点を改善する目的でなされたもので
７ラツシーランプ（４）の発光強度波形を観測し２発光
強度が最大となるタイミングを測定して、常にレーザ活
性物質（５）の反転分布が最大となるタイミングにポッ
ケルスセル（７）を動作させるような駆動回路（３）を
備えたパルスレーザ装置を提案するものである。
７ラツシーランプ（４）の発光強度波形を観測し２発光
強度が最大となるタイミングを測定して、常にレーザ活
性物質（５）の反転分布が最大となるタイミングにポッ
ケルスセル（７）を動作させるような駆動回路（３）を
備えたパルスレーザ装置を提案するものである。
第５図はこの発明の一実施例を示す構成図であり、（１
）〜（９）及び０刀〜０りは上記従来装置と同一または
相当するものでαωはフラッシュランプ（４）の発光強
度を観測する光検出器、ｕ６）は光検出器ｔ１５）の出
力信号を増幅する増幅回路、 ｔｉ？ｌは増幅回路の出
力信号を微分する微分回路、 ４１Ｂ＋は微分回路０７
）の出力が零となるタイミングを検出する零値検出回路
、０９）はフラッシュランプ（４）の発光後の一定時間
内のみ駆動回路（３）の動作を可能とするゲート回路で
ある。
）〜（９）及び０刀〜０りは上記従来装置と同一または
相当するものでαωはフラッシュランプ（４）の発光強
度を観測する光検出器、ｕ６）は光検出器ｔ１５）の出
力信号を増幅する増幅回路、 ｔｉ？ｌは増幅回路の出
力信号を微分する微分回路、 ４１Ｂ＋は微分回路０７
）の出力が零となるタイミングを検出する零値検出回路
、０９）はフラッシュランプ（４）の発光後の一定時間
内のみ駆動回路（３）の動作を可能とするゲート回路で
ある。
上記のように構成されたパルスレーザ装置においては、
フラッシュランプ（４）の発光強度の波形すなわち時間
変化は光検出器（１５１によシ観測され、光検出器＜１
５＋の出力信号は増幅器１１Ｂ＋により増幅される。
フラッシュランプ（４）の発光強度の波形すなわち時間
変化は光検出器（１５１によシ観測され、光検出器＜１
５＋の出力信号は増幅器１１Ｂ＋により増幅される。
微分回路（１７＋は増幅器（１Ｇ＋の出力信号の時間変
化に比例した大きさの信号を得るもので、増幅器叫の出
力信号の時間変化が零となったときは微分回路（１７１
の出力も零となる。すなわち、光検出器（１５）から得
られるフランシーランプ（４）の発光強度波形が最大と
なるタイミングでは微分回路（１７）の出力が苓となる
。零値検出回路囮は微分回路０ηの出力が零となるタイ
ミングにトリガ信号を発生するもので、とのトリガ信号
を受けて、さらに一定の遅れが与えられて、パルス発生
回路ＯＤよｐパルスが発生する。
化に比例した大きさの信号を得るもので、増幅器叫の出
力信号の時間変化が零となったときは微分回路（１７１
の出力も零となる。すなわち、光検出器（１５）から得
られるフランシーランプ（４）の発光強度波形が最大と
なるタイミングでは微分回路（１７）の出力が苓となる
。零値検出回路囮は微分回路０ηの出力が零となるタイ
ミングにトリガ信号を発生するもので、とのトリガ信号
を受けて、さらに一定の遅れが与えられて、パルス発生
回路ＯＤよｐパルスが発生する。
高圧パルス発生回路０々ｔよパルス発生回路圓の出力に
より動作し、高圧のパルスを発生してポッケルスセル（
７）を駆動する。このために、フラッシュランプ（４）
の放電エイ・ルギを変化するために第３図に示すコンデ
ンサ０湧の充電電圧Ｖｏを変化した９、フラッシュラン
グ（４）を交換して固有インピーダンスＫｏが変化した
場合に、フラッシュランプ（４）の発光強度の波形が変
化し−Ｃも常にレーザ活性物質ζ５）の反転分布が最大
となるタイミングにポッケルスセル（７）が動作するこ
とに々る。したがってレーザ出力、は常に最大の出力を
得ることができる。
より動作し、高圧のパルスを発生してポッケルスセル（
７）を駆動する。このために、フラッシュランプ（４）
の放電エイ・ルギを変化するために第３図に示すコンデ
ンサ０湧の充電電圧Ｖｏを変化した９、フラッシュラン
グ（４）を交換して固有インピーダンスＫｏが変化した
場合に、フラッシュランプ（４）の発光強度の波形が変
化し−Ｃも常にレーザ活性物質ζ５）の反転分布が最大
となるタイミングにポッケルスセル（７）が動作するこ
とに々る。したがってレーザ出力、は常に最大の出力を
得ることができる。
なお、上記実施例では光検出器６５）はレーザ発振器（
１）の近くに設置しフラッシュランプ（４）の発光をｎ
、副しているが、光検出器＠）を駆動回路（３）に設置
し、フラノシーランプ（４）から発する光を光ファイバ
で駆動回路（３）内の光検出器０５）に導いても同様の
動作を期待できる。
１）の近くに設置しフラッシュランプ（４）の発光をｎ
、副しているが、光検出器＠）を駆動回路（３）に設置
し、フラノシーランプ（４）から発する光を光ファイバ
で駆動回路（３）内の光検出器０５）に導いても同様の
動作を期待できる。
この発明に以上説明したとおりフラッシュランプ（４）
の発光強度波形を観測し、ポッケルスセル（７）の駆動
回路（３）においてレーザ活性物質Ｃ５’）の反転分布
が最大となるタイミングを検出し、このタイミングでポ
ッケルスセル（７）を駆動することで、フラッジ−ラン
プ（４）の放電エネルギが変化したときや。
の発光強度波形を観測し、ポッケルスセル（７）の駆動
回路（３）においてレーザ活性物質Ｃ５’）の反転分布
が最大となるタイミングを検出し、このタイミングでポ
ッケルスセル（７）を駆動することで、フラッジ−ラン
プ（４）の放電エネルギが変化したときや。
フラッジ−ランプの交換、劣化によりフラッシュランプ
（４）の発光強度波形が変化しても、常に耐大のレーザ
出力を増り出すことができる効、甲を有する０
（４）の発光強度波形が変化しても、常に耐大のレーザ
出力を増り出すことができる効、甲を有する０
第１図は従来のパルスレーザ装置の構成図、第２図は７
ラノシ・・ランプ（４）の発光強度とレーザ活性物質の
反転分布の時間変化を示す図、第３図はフラッシュラン
プの放電回路を示す等価回路図。 第４図はフラッシュランプの放電電流の時間変化を示す
図、第５図はこの発明のパルスレーザ装置の一実施例を
示す図である。 図において（υはレーザ発振器、（２）は電源、（３）
は駆動回路、（４）はフランシュランプ、（５）はレー
ザ活性物質、 （６１は偏光子、（７）はポッケルスセ
ル、（８）は第１の反射鏡、（９ｊは第２の反射鏡、０
０ｊは遅延回路。 ０１Ｊはパルス発生回路、（２）は高圧パルス発生回路
。 ＯＪはコンデンサ、（１句はチョークコイル、 ｆ１５
１は光検出器、０６）は増幅回路、Ｕηは微分回路、
Ｕ８１は零値検出回路、ｕ９）はゲート回路である。 なお、各図中同一符号は同一または相当部分を示す。 代理人大岩増坩 第２図 第３図 ４ 第４図 り １ ２ ５ τ
ラノシ・・ランプ（４）の発光強度とレーザ活性物質の
反転分布の時間変化を示す図、第３図はフラッシュラン
プの放電回路を示す等価回路図。 第４図はフラッシュランプの放電電流の時間変化を示す
図、第５図はこの発明のパルスレーザ装置の一実施例を
示す図である。 図において（υはレーザ発振器、（２）は電源、（３）
は駆動回路、（４）はフランシュランプ、（５）はレー
ザ活性物質、 （６１は偏光子、（７）はポッケルスセ
ル、（８）は第１の反射鏡、（９ｊは第２の反射鏡、０
０ｊは遅延回路。 ０１Ｊはパルス発生回路、（２）は高圧パルス発生回路
。 ＯＪはコンデンサ、（１句はチョークコイル、 ｆ１５
１は光検出器、０６）は増幅回路、Ｕηは微分回路、
Ｕ８１は零値検出回路、ｕ９）はゲート回路である。 なお、各図中同一符号は同一または相当部分を示す。 代理人大岩増坩 第２図 第３図 ４ 第４図 り １ ２ ５ τ
Claims (1)
- 励起光源としてのフラッシュランプと、前記励起光源に
より励起されるレーザ活性物質と９発振光の偏光面を限
定する偏光子及びポッケルスセルと、レーザ共振器を構
成する２枚の反射管と、上記フラッシュランプに放電エ
ネルギを供給する電源と、上記フラッジ−ランプの発光
強Ｉ＋’（を観測する光検出器と、−上記フラッシュラ
ンプの発光強［現の時間特性の変化により上記ポッケル
スセルを動作させるタイミングを変化させる機部を有す
るポッケルスセル駆動回路とを備えたことを特徴とする
パルスレーザ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20940683A JPS60101983A (ja) | 1983-11-08 | 1983-11-08 | パルスレ−ザ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20940683A JPS60101983A (ja) | 1983-11-08 | 1983-11-08 | パルスレ−ザ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60101983A true JPS60101983A (ja) | 1985-06-06 |
| JPH0131716B2 JPH0131716B2 (ja) | 1989-06-27 |
Family
ID=16572354
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20940683A Granted JPS60101983A (ja) | 1983-11-08 | 1983-11-08 | パルスレ−ザ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60101983A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1988001797A2 (en) * | 1986-09-04 | 1988-03-10 | Vuman Limited | Pulsed laser |
| JP2008235806A (ja) * | 2007-03-23 | 2008-10-02 | Fujikura Ltd | 光パルス発生装置 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57183764U (ja) * | 1981-05-18 | 1982-11-20 |
-
1983
- 1983-11-08 JP JP20940683A patent/JPS60101983A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57183764U (ja) * | 1981-05-18 | 1982-11-20 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1988001797A2 (en) * | 1986-09-04 | 1988-03-10 | Vuman Limited | Pulsed laser |
| WO1988001797A3 (en) * | 1986-09-04 | 1988-05-05 | Vuman Ltd | Pulsed laser |
| JP2008235806A (ja) * | 2007-03-23 | 2008-10-02 | Fujikura Ltd | 光パルス発生装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0131716B2 (ja) | 1989-06-27 |
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