JPS6142979A - レ−ザ装置 - Google Patents
レ−ザ装置Info
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- JPS6142979A JPS6142979A JP59164452A JP16445284A JPS6142979A JP S6142979 A JPS6142979 A JP S6142979A JP 59164452 A JP59164452 A JP 59164452A JP 16445284 A JP16445284 A JP 16445284A JP S6142979 A JPS6142979 A JP S6142979A
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- laser
- temperature
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- oscillator
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- 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
- H01S3/23—Arrangements of two or more lasers not provided for in groups H01S3/02 - H01S3/22, e.g. tandem arrangements of separate active media
- H01S3/2308—Amplifier arrangements, e.g. MOPA
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- 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
- H01S3/102—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating by controlling the active medium, e.g. by controlling the processes or apparatus for excitation
- H01S3/1022—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating by controlling the active medium, e.g. by controlling the processes or apparatus for excitation by controlling the optical pumping
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- H01S3/05—Construction or shape of optical resonators; Accommodation of active medium therein; Shape of active medium
- H01S3/08—Construction or shape of optical resonators or components thereof
- H01S3/08072—Thermal lensing or thermally induced birefringence; Compensation thereof
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- 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
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- 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
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- H01S3/16—Solid materials
- H01S3/1601—Solid materials characterised by an active (lasing) ion
- H01S3/162—Solid materials characterised by an active (lasing) ion transition metal
- H01S3/1623—Solid materials characterised by an active (lasing) ion transition metal chromium, e.g. Alexandrite
-
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- H01S3/163—Solid materials characterised by a crystal matrix
- H01S3/1631—Solid materials characterised by a crystal matrix aluminate
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Landscapes
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- Electromagnetism (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Lasers (AREA)
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】
（技術分野）
本発明は特に温度変化に対して安定したレーザ出力を有
するレーザ装置に関するものである。
するレーザ装置に関するものである。
（従来技術）
周知の様にＣ，３＋イオンを添加した人００３結晶をレ
ーザ活性物質としたルビーレーザ装置は可視光で大きな
エネルギーと尖頭出力が得られるため、この特長を生か
してレーザレーダや核融合装置のトムソン散九を応用し
た、プラズマの電子温度、密度の測定に利用されている
。
ーザ活性物質としたルビーレーザ装置は可視光で大きな
エネルギーと尖頭出力が得られるため、この特長を生か
してレーザレーダや核融合装置のトムソン散九を応用し
た、プラズマの電子温度、密度の測定に利用されている
。
この様なレーザ応用装置の実用化に伴なって、レーザ装
置に要求される性能としては大出力でそのレーザ出力が
常に一定の範囲内に安定していることが！要である。一
般に拡り角が小さく（回折限界の２〜３倍）しかも大き
なエネルギーと尖頭出力が要求されるレーザ光を発生さ
せ、後段に配置したレーザ増幅器で大出力に増幅する。
置に要求される性能としては大出力でそのレーザ出力が
常に一定の範囲内に安定していることが！要である。一
般に拡り角が小さく（回折限界の２〜３倍）しかも大き
なエネルギーと尖頭出力が要求されるレーザ光を発生さ
せ、後段に配置したレーザ増幅器で大出力に増幅する。
レーザ増幅器に使用するレーザ増ｌ＠素子であるＡｔ２
０ｓ ： Ｃｒ３＋すなわちルビーの母体結晶の温度依
存性がその母体結晶に含まれるレーザ活性イオンのレー
ザ増幅に関与する数個Ｇエネルギー準位に相互作用し、
その結果レーザ増幅素子の温度依性がレーザ増幅利得の
安定度の主要因となっている。したがって、光励起ある
いは周囲温度の上昇によるレーザ増幅素子の温度上昇は
増幅利得を低下させる。
０ｓ ： Ｃｒ３＋すなわちルビーの母体結晶の温度依
存性がその母体結晶に含まれるレーザ活性イオンのレー
ザ増幅に関与する数個Ｇエネルギー準位に相互作用し、
その結果レーザ増幅素子の温度依性がレーザ増幅利得の
安定度の主要因となっている。したがって、光励起ある
いは周囲温度の上昇によるレーザ増幅素子の温度上昇は
増幅利得を低下させる。
従来、この櫨し−ザ増＠器のレーザ増幅出力を安定化す
るためには気体あるいは液体の媒質を使用してレーザ増
幅素子を冷却または加熱して温度制御することによりな
されていた。しかしそれらの方法は、安定性または経済
性の上で改善すべきことが多い。
るためには気体あるいは液体の媒質を使用してレーザ増
幅素子を冷却または加熱して温度制御することによりな
されていた。しかしそれらの方法は、安定性または経済
性の上で改善すべきことが多い。
（発明の目的）
本発明はレーザ増幅器において、レーザ増幅素子の温度
変化を検出し、その温度変化に応じて励起光源の発光開
始タイミングと、前段に配置したＱスイッチレーザ発振
器のレーザ発振タイミングとの時間関係を制御すること
によって前記欠点を解決し安定したレーザ出力を得るた
めのレーザ装置を提供するものである。
変化を検出し、その温度変化に応じて励起光源の発光開
始タイミングと、前段に配置したＱスイッチレーザ発振
器のレーザ発振タイミングとの時間関係を制御すること
によって前記欠点を解決し安定したレーザ出力を得るた
めのレーザ装置を提供するものである。
（発明の構成）
すなわち、本発明は、気体または液体で冷却されたレー
ザ増幅能動素子と、その素子の温度を検出する手段と、
その素子を効率よく励起する集光装置内に配置された励
起光源と、その電源から成るレーザ増幅器と、その前段
に光学的にアライメントされて配置された、Ｑスイッチ
レーザ発振器と、それらのタイミング調整回路から構成
されるレーザ装置において、前記検出温度に応じて、レ
ーザ増幅器の励起光源の発光開始タイミングをＱスイッ
チレーザ発振器のレーザ発振タイミングに対して、前記
タイミング調整回路を制御して、レーザ出力の温度によ
る変動を少なくしたことを特徴とする。
ザ増幅能動素子と、その素子の温度を検出する手段と、
その素子を効率よく励起する集光装置内に配置された励
起光源と、その電源から成るレーザ増幅器と、その前段
に光学的にアライメントされて配置された、Ｑスイッチ
レーザ発振器と、それらのタイミング調整回路から構成
されるレーザ装置において、前記検出温度に応じて、レ
ーザ増幅器の励起光源の発光開始タイミングをＱスイッ
チレーザ発振器のレーザ発振タイミングに対して、前記
タイミング調整回路を制御して、レーザ出力の温度によ
る変動を少なくしたことを特徴とする。
（実施例）
次に本発明の一実施例についてレーザ増幅器一段付のレ
ーザ装置について図面を参照して説明する。
ーザ装置について図面を参照して説明する。
本発明によるレーザ装置のブロック図を示す第１図にお
いて、マスターパルス発生器１の７フイアスイツチ２を
閉じることによって第２図ｇに示すマスターパルスＰ１
を発生し、タイミング調整回路として機能するタイムデ
ィレー回路３を通して第２図すに示すＱスイッチトリガ
ーパルスＰ２を作り、Ｑスイッチルビーレーザ発振器４
のＱスイッチを動作させると、第２図Ｃに示す、ジャイ
アントパルスＰ３が得られる。ジャイアントパルスＰ３
は光学的に良くアライメントされた後段のルビーレーザ
増幅器５のルビーロッド６の中心に入射する。ニガ、第
１図に示すタイムディレー回回７はマスターパルスＰｓ
によって、トリガーされ、第２図ｄに示すトリガーパル
スＰ４ ｔ−発生し、イグナイトロンスイッチ８を導通
し励起電源９に蓄積されている電気エネルギーでＸｓフ
ラッシュランプ１０を発光し、第２図ｅに示す励起光Ｐ
ｓでルビーロッド６を励起する。励起されたルビーロッ
ド６はレーザ動作に必要な反転分布状態が形成され、第
２図ｆＫ示すような時間的変化を持ったレーザ増幅利得
Ｐ６が生じ、第２図ｇに示す増幅されたジャイアントパ
ルスＰ８が得られる。
いて、マスターパルス発生器１の７フイアスイツチ２を
閉じることによって第２図ｇに示すマスターパルスＰ１
を発生し、タイミング調整回路として機能するタイムデ
ィレー回路３を通して第２図すに示すＱスイッチトリガ
ーパルスＰ２を作り、Ｑスイッチルビーレーザ発振器４
のＱスイッチを動作させると、第２図Ｃに示す、ジャイ
アントパルスＰ３が得られる。ジャイアントパルスＰ３
は光学的に良くアライメントされた後段のルビーレーザ
増幅器５のルビーロッド６の中心に入射する。ニガ、第
１図に示すタイムディレー回回７はマスターパルスＰｓ
によって、トリガーされ、第２図ｄに示すトリガーパル
スＰ４ ｔ−発生し、イグナイトロンスイッチ８を導通
し励起電源９に蓄積されている電気エネルギーでＸｓフ
ラッシュランプ１０を発光し、第２図ｅに示す励起光Ｐ
ｓでルビーロッド６を励起する。励起されたルビーロッ
ド６はレーザ動作に必要な反転分布状態が形成され、第
２図ｆＫ示すような時間的変化を持ったレーザ増幅利得
Ｐ６が生じ、第２図ｇに示す増幅されたジャイアントパ
ルスＰ８が得られる。
励起光の吸収または周囲温度の上昇等によってルビーロ
ッドの温度が上昇す々と、すでに記したようにルビーロ
ッドの温度依存性によって、レーザ増幅利得は同じ励起
光Ｐ５で励起してもレーザ増幅利得６よりも低い第２図
ｆに示すような時間変化を持ったレーザ増幅利得Ｐ７に
なり、その皓果第２図ｇに示すレーザ出力の低下したジ
ャイアントパルスＰ９になってしまう。そこでルビーロ
ッド６の温度変化にかかわらず、ジャイアントパルスＰ
３がルビーロッド６を通過する時点でレーザ増幅利得が
一定になるように励起光のタイミングをルビーロッドの
温度変化によって制御すれば増幅後のジャイアントパル
スの出力を一定に出来る。このためには、例えばポジス
タ−１１をルビーロッド６に密着嘔ぜ、七の温菱全検出
し、その温度による抵抗変化をタイムディレー回路７の
単安定マルチバイブレータの時定数ＣＲの截の変化とす
る様に接続する。ポジスタ−１１の抵抗直は温度に対し
正の特性をもつから、これをＣＲ時定数の抵抗Ｒに直接
接続すると、ルビーロッド６の温度が上昇すれば抵抗Ｒ
は大きくなり、第２図に示すようにタイムディレー回路
７９トリガーパルスＰ４は時定数の増加に伴ないｔｄ工
だけ遅れてトリガーパルスＰ４’になり、すでに記した
かうな順序で励起光Ｐ１１は励起光Ｐ４’となり、レー
ザ増幅利得Ｐ７はレーザ増幅利得Ｐ７′となり、Ｑスイ
ッチ発振器４からのジャイアントパルスＰ３がルビーロ
ッド６を通過する時点で、ルビーロッド６の温度上昇前
のレーザ増幅利得Ｐ６と一致し、増幅後のジャイアント
パルスＰ８が得られる。
ッドの温度が上昇す々と、すでに記したようにルビーロ
ッドの温度依存性によって、レーザ増幅利得は同じ励起
光Ｐ５で励起してもレーザ増幅利得６よりも低い第２図
ｆに示すような時間変化を持ったレーザ増幅利得Ｐ７に
なり、その皓果第２図ｇに示すレーザ出力の低下したジ
ャイアントパルスＰ９になってしまう。そこでルビーロ
ッド６の温度変化にかかわらず、ジャイアントパルスＰ
３がルビーロッド６を通過する時点でレーザ増幅利得が
一定になるように励起光のタイミングをルビーロッドの
温度変化によって制御すれば増幅後のジャイアントパル
スの出力を一定に出来る。このためには、例えばポジス
タ−１１をルビーロッド６に密着嘔ぜ、七の温菱全検出
し、その温度による抵抗変化をタイムディレー回路７の
単安定マルチバイブレータの時定数ＣＲの截の変化とす
る様に接続する。ポジスタ−１１の抵抗直は温度に対し
正の特性をもつから、これをＣＲ時定数の抵抗Ｒに直接
接続すると、ルビーロッド６の温度が上昇すれば抵抗Ｒ
は大きくなり、第２図に示すようにタイムディレー回路
７９トリガーパルスＰ４は時定数の増加に伴ないｔｄ工
だけ遅れてトリガーパルスＰ４’になり、すでに記した
かうな順序で励起光Ｐ１１は励起光Ｐ４’となり、レー
ザ増幅利得Ｐ７はレーザ増幅利得Ｐ７′となり、Ｑスイ
ッチ発振器４からのジャイアントパルスＰ３がルビーロ
ッド６を通過する時点で、ルビーロッド６の温度上昇前
のレーザ増幅利得Ｐ６と一致し、増幅後のジャイアント
パルスＰ８が得られる。
以上は本発明の一実施例として増幅器一段の基本的実施
例をとり上げて説明したが、増幅器が多段になっても本
発明を適用できる。
例をとり上げて説明したが、増幅器が多段になっても本
発明を適用できる。
（発明の効果）
本発明によれば特に精密な恒温装置を用いることなしに
繰り返し動作または周囲温度の変化に対して安定したレ
ーザ出力を得ることのできるレーザ装置を提供できる。
繰り返し動作または周囲温度の変化に対して安定したレ
ーザ出力を得ることのできるレーザ装置を提供できる。
第１図は本発明の実施例を示したブロック図、第２図は
その動作を説明する波形図である。 １・・・・・・マスターパルス発生器、２・・・・・・
ファイアスイッチ、３・・・・・・タイムディレー回路
、４・・・・・・Ｑスイッチルビーレーザ発ｍａ、５・
・・・・・ルビーレーザ増幅器、６・・・・・・ルビー
ロッド、７・・・・・・タイムディレー回路、８・・・
・・・イグナイトコンスイッチ、９・・・・・・励起堀
５Ｋ、１０・・・・・・Ｘｅ ７ラシエランプ、１１・
・・・・・ポジスタ−０
その動作を説明する波形図である。 １・・・・・・マスターパルス発生器、２・・・・・・
ファイアスイッチ、３・・・・・・タイムディレー回路
、４・・・・・・Ｑスイッチルビーレーザ発ｍａ、５・
・・・・・ルビーレーザ増幅器、６・・・・・・ルビー
ロッド、７・・・・・・タイムディレー回路、８・・・
・・・イグナイトコンスイッチ、９・・・・・・励起堀
５Ｋ、１０・・・・・・Ｘｅ ７ラシエランプ、１１・
・・・・・ポジスタ−０
Claims (1)
- 気体または液体で冷却されたレーザ増幅能動素子と、こ
の素子の温度を検出する手段と、前記素子を効率よく励
起する集光装置内に配置された励起光源と、その電源か
ら成るレーザ増幅器と、その前段に光学的にアライメン
トされて配置されたＱスイッチレーザ発振器と、それら
のタイミング調整回路から構成されるレーザ装置におい
て、前記検出温度に応じてレーザ増幅器の励起光源の発
光開始タイミングをＱスイッチレーザ発振器のレーザ発
振タイミングに対して、前記タイミング調整回路を制御
してレーザ出力の温度による変動を少なくしたことを特
徴とするレーザ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59164452A JPS6142979A (ja) | 1984-08-06 | 1984-08-06 | レ−ザ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59164452A JPS6142979A (ja) | 1984-08-06 | 1984-08-06 | レ−ザ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6142979A true JPS6142979A (ja) | 1986-03-01 |
Family
ID=15793439
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59164452A Pending JPS6142979A (ja) | 1984-08-06 | 1984-08-06 | レ−ザ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6142979A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH10271094A (ja) * | 1997-03-27 | 1998-10-09 | Nec Corp | 光増幅器 |
| JP2007035696A (ja) * | 2005-07-22 | 2007-02-08 | Shibaura Mechatronics Corp | ファイバレーザ装置 |
| JP2007234943A (ja) * | 2006-03-02 | 2007-09-13 | Fujikura Ltd | ファイバレーザの出力安定化方法及びファイバレーザ |
-
1984
- 1984-08-06 JP JP59164452A patent/JPS6142979A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH10271094A (ja) * | 1997-03-27 | 1998-10-09 | Nec Corp | 光増幅器 |
| JP2007035696A (ja) * | 2005-07-22 | 2007-02-08 | Shibaura Mechatronics Corp | ファイバレーザ装置 |
| JP4708109B2 (ja) * | 2005-07-22 | 2011-06-22 | 芝浦メカトロニクス株式会社 | ファイバレーザ装置 |
| JP2007234943A (ja) * | 2006-03-02 | 2007-09-13 | Fujikura Ltd | ファイバレーザの出力安定化方法及びファイバレーザ |
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