WO2016181488A1 - 受動ｑスイッチレーザ及びその動作最適化方法 - Google Patents

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Definitions

  • the present invention relates to a passive Q-switched laser used for spectroscopy, a laser processing device, a laser illumination device, and the like and an operation optimization method thereof.
  • FIG. 4 is a diagram showing a configuration of a conventional passive Q-switched laser (Patent Documents 1 and 2).
  • the conventional passive Q switch laser shown in FIG. 4 includes an excitation source 1, lenses 2a and 2b, a mirror 5a, a laser medium 3, a saturable absorber 4, and a mirror 5b.
  • the mirror 5a, the laser medium 3, the saturable absorber 4, and the mirror 5b constitute an optical resonator.
  • the excitation source 1 has a laser diode for excitation (pump), and outputs excitation light having a wavelength of about 808 nm excited by the laser diode to the lens 2a.
  • the lenses 2 a and 2 b collect the excitation light from the excitation source 1 and output it to the laser medium 3.
  • the laser medium 3 is disposed between the mirror 5a and the mirror 5b, and has an Nd: YAG crystal.
  • the Nd: YAG crystal is excited by light having a wavelength of about 808 nm, and transitions from the upper level to the lower level. At this time, a laser beam having a wavelength of about 1064 nm is emitted.
  • a mirror 5a is attached to one end of the laser medium 3.
  • the mirror 5a transmits light having a wavelength of about 808 nm and reflects light having a wavelength of about 1064 nm with a high reflectance.
  • the mirror 5b transmits part of the light having a wavelength of about 1064 nm and reflects the rest.
  • the saturable absorber 4 is disposed between the mirror 5a and the mirror 5b, and the transmittance increases with the absorption of the laser light from the laser medium 3.
  • the saturable absorber 4 becomes transparent, the Q value of the optical resonator rapidly increases, and laser oscillation occurs to generate pulsed light.
  • the laser in order to suppress the heat generated in the laser medium 3, the laser is excited by QCW (Quasi-Continuous-Wave) using a repetition frequency.
  • the repetition frequency of the output laser is the same as the excitation repetition frequency.
  • the fundamental wave which is the output of the passive Q-switched laser
  • the fundamental wave and the second harmonic are converted into a third harmonic by a third harmonic conversion element (THG) 7.
  • phase matching is performed by adjusting the angles of the SHG 6 and the THG 7 with respect to the optical axis. In order to finely adjust the phase matching, the temperatures of SHG 7 and THG 8 are controlled.
  • the laser diode is excited at the same pulse repetition frequency as the output frequency (hereinafter referred to as repetition frequency).
  • the excitation power (hereinafter referred to as pump power) of the laser diode is set to the maximum power of the laser diode that is normally used, and the pulse width is set slightly longer than the oscillation threshold.
  • Patent Document 3 A method of applying an offset to the pump power of the laser diode in order to stabilize the output when the repetition frequency changes.
  • Patent Document 4 a method is known in which a part of the output is fed back to the pump controller to control the laser diode pump.
  • the range of the repetition frequency of the passive Q-switched laser depends on the frequency at which the resonator is aligned.
  • the frequency range of the repetition frequency is fo ⁇ f ′.
  • f ′ is determined by the pump power, the pulse width of the pump power, the initial transmittance of Cr 4+ : YAG, the transmittance of the output mirror, and the like.
  • Resonator alignment is performed by adjusting the output mirror.
  • the output mirror is adjusted by an expert, and the user cannot adjust the output mirror. For this reason, the range of the repetition frequency is limited by the adjustment of the output mirror performed at the factory. For example, a laser diode aligned to oscillate at 1 kHz will not oscillate at 50 Hz.
  • LIBS Laser Induced Breakdown Spectroscopy
  • the present invention provides a passive Q-switched laser capable of expanding a repetition frequency range and stably oscillating a laser diode from a single pulse to a repetition rate of kHz and an operation optimization method thereof.
  • a passive Q-switched laser is disposed between a pumping source that pumps at a repetition frequency and outputs pumping light, and a pair of reflecting mirrors that form an optical resonator, and A laser medium that is excited by excitation light from an excitation source and emits laser light, and a saturable absorber that is disposed between the pair of reflection mirrors and that increases in transmittance with absorption of laser light from the laser medium.
  • a matrix table that stores the output of the excitation source and the optimum value of the pulse width in association with the repetition frequency, and the output and pulse of the excitation source corresponding to the input repetition frequency with reference to the matrix table
  • a control unit that reads the optimum value of the width and controls the excitation source so that the read output of the excitation source and the optimum value of the pulse width are obtained
  • the operation optimization method of the passive Q-switched laser includes a pumping source that pumps at a repetition frequency and outputs pumping light, and a pumping light that is disposed between a pair of reflecting mirrors that constitute an optical resonator and that is pumped from the pumping source.
  • Passive Q switch comprising: a laser medium that is excited by the laser beam to emit laser light; and a saturable absorber that is disposed between the pair of reflecting mirrors and has a transmittance that increases with absorption of the laser light from the laser medium.
  • a method for optimizing the operation of a laser the step of creating a matrix table in which the optimum values of the output and pulse width of the excitation source with respect to the repetition frequency are stored in association with each other, and input with reference to the matrix table Read the output of the excitation source and the optimum value of the pulse width corresponding to the repetition frequency, and read out the output of the excitation source and the pulse width And a step of controlling the excitation source so that the appropriate value.
  • the controller refers to the matrix table, reads the excitation source output and the optimum pulse width corresponding to the input repetition frequency, and reads the read excitation source output and pulse width.
  • the excitation source is controlled to an optimum value. Therefore, the repetition frequency range can be expanded, and the laser can be stably oscillated from a single pulse to a repetition frequency of kHz.
  • FIG. 1 is a configuration diagram of a passive Q-switched laser according to Example 1 of the present invention.
  • FIG. 2 is a diagram of experimental results showing the relationship between the pulse frequency and the repetition frequency with and without the matrix table of the passive Q-switched laser of Example 1 of the present invention.
  • FIG. 3 is a diagram showing a detailed example of the matrix table of the passive Q-switched laser according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a configuration diagram of a conventional passive Q-switched laser.
  • the optimum operating conditions for passive Q-switched lasers vary depending on the repetition frequency for laser excitation. Further, the optimum operating condition of the wavelength conversion element for obtaining the third harmonic differs depending on the repetition frequency.
  • the optimum operating condition includes pump power, pump pulse width, temperature of the wavelength conversion element for obtaining the second harmonic, and temperature of the wavelength conversion element for obtaining the third harmonic.
  • laser and wavelength conversion inspections are performed at the factory to determine the optimum operating conditions. Based on this optimum operating condition, the pump power, pump pulse width, wavelength converter temperature for obtaining the second harmonic, and wavelength converter temperature for obtaining the third harmonic for the repetition frequency are supported.
  • the attached matrix table is created in advance.
  • FIG. 1 is a configuration diagram of a passive Q-switched laser according to Example 1 of the present invention.
  • the passive Q switch laser of Example 1 shown in FIG. 1 includes an excitation source 1, lenses 2a and 2b, a mirror 5a, a laser medium 3, a saturable absorber 4, a mirror 5b, SHG7 and THG8, a first temperature adjusting element 9a, A second temperature adjusting element 9b, an input unit 10, and a controller 20 are provided.
  • the mirror 5a, the laser medium 3, the saturable absorber 4, and the mirror 5b constitute an optical resonator.
  • the first temperature adjusting element 9a is made of a Peltier element and is arranged in contact with or in the vicinity of the SHG 6, and adjusts the temperature of the SHG 6 to a predetermined temperature by a temperature control signal from the control unit 21.
  • the second temperature adjusting element 9b is formed of a Peltier element and is disposed in contact with or near the THG 7 and adjusts the temperature of the THG 7 to a predetermined temperature by a temperature control signal from the control unit 21.
  • the input unit 10 includes a keyboard, a mouse, a touch pal, and the like, and inputs a repetition frequency of a pulse signal for exciting a laser diode included in the excitation source 1.
  • the controller 20 includes a microcomputer and includes a control unit 21 and a matrix table memory 22.
  • the matrix table memory 22 is composed of a readable / writable memory, and as shown in FIG. (Corresponding to the pulse width of the present invention), the optimum value of the SHG6 temperature, and the optimum value of the THG7 temperature are stored in association with each other.
  • the control unit 21 refers to the matrix table memory 22 to read out and read out the optimum value of the pump power and the optimum value of the pump pulse width of the excitation source 1 corresponding to the repetition frequency input from the input unit 10.
  • the excitation source 1 is controlled so that the optimum value of the pump power of the excitation source 1 and the optimum value of the pump pulse width are obtained.
  • control unit 21 refers to the matrix table memory 22 and reads out the optimum value of the temperature of SHG 6 and the optimum value of the temperature of THG 7 corresponding to the repetition frequency inputted from the input unit 10, and reads out the read SHG 6.
  • a temperature control signal for controlling the temperature of SHG6 and the temperature of THG7 is output to the first temperature adjusting element 9a and the second temperature adjusting element 9b so that the optimum temperature value and the optimum temperature value of THG7 are obtained. To do.
  • the control unit 21 refers to the matrix table memory 22 and reads the optimum value of the pump power and the optimum value of the pump pulse width of the excitation source 1 with respect to the repetition frequency from the input unit 10 and reads the read excitation source.
  • the excitation source 1 is controlled so that the optimum value of the pump power of 1 and the optimum value of the pump pulse width are obtained.
  • the control unit 21 sets the pump power to 72 W. And the excitation source 1 is controlled so that the pump pulse width is 80 ⁇ s.
  • the control unit 21 refers to the matrix table memory 22 and determines the optimum values of the pump power and pulse width of the excitation source 1 corresponding to the input repetition frequency.
  • the pump source 1 is controlled so that the pump power and pulse width of the pump source 1 read out and read out are optimal values. Therefore, since the excitation source 1 can always be controlled under optimum operating conditions, the repetition frequency range can be expanded, and the laser diode can be stably oscillated from a single pulse to a repetition frequency of kHz.
  • FIG. 2 is a graph showing the relationship between the repetition frequency and pulse energy of the passive Q-switched laser of Example 1 without the matrix table and with the matrix table. As shown in FIG. 2, when the matrix table 22 is not used, the repetition frequency is 170 Hz to 350 Hz.
  • control unit 21 refers to the matrix table memory 22 and reads out the optimum value of the temperature of SHG 6 and the optimum value of the temperature of THG 7 corresponding to the repetition frequency inputted from the input unit 10, and reads out the read SHG 6.
  • a temperature control signal for controlling the temperature of SHG6 and the temperature of THG7 is output to the first temperature adjusting element 9a and the second temperature adjusting element 9b so that the optimum temperature value and the optimum temperature value of THG7 are obtained. To do. Therefore, the first temperature adjusting element 9a and the second temperature adjusting element 9b can always be controlled under the optimum operating condition, so that the wavelength can be converted under the optimum operating condition.
  • the present invention is applicable to passive Q-switched lasers such as spectroscopic devices, laser processing devices, medical devices, and laser illumination devices.

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Abstract

　受動Ｑスイッチレーザは、励起光を出力する励起源１と、光共振器を構成する一対の反射ミラー５ａ，５ｂ間に配置され且つ前記励起源からの励起光により励起させてレーザ光を放出するレーザ媒質３と、前記一対の反射ミラー間に配置され且つ前記レーザ媒質からのレーザ光の吸収に伴って透過率が増加する可飽和吸収体４と、繰り返し周波数に対する励起源の出力及びパルス幅の最適値を対応付けて格納したマトリックステーブル２２と、マトリックステーブルを参照して、入力された繰り返し周波数に対応する励起源の出力及びパルス幅の最適値とを読み出し、読み出された励起源の出力及びパルス幅の最適値になるように励起源を制御する制御部２１とを備える。

Description

受動Ｑスイッチレーザ及びその動作最適化方法
　本発明は、分光学、レーザ加工装置、レーザ照明装置などに用いられる受動Ｑスイッチレーザ及びその動作最適化方法に関する。
　図４は、従来の受動Ｑスイッチレーザの構成を示す図である（特許文献１，２）。図４に示す従来の受動Ｑスイッチレーザは、励起源１、レンズ２ａ，２ｂ、ミラー５ａ、レーザ媒質３、可飽和吸収体４、ミラー５ｂを備えている。ミラー５ａ、レーザ媒質３、可飽和吸収体４、ミラー５ｂは、光共振器を構成する。
　励起源１は、励起（ポンプ）用のレーザダイオードを有し、レーザダイオードで励起された波長が約８０８ｎｍの励起光をレンズ２ａに出力する。レンズ２ａ，２ｂは、励起源１からの励起光を集光してレーザ媒質３に出力する。
　レーザ媒質３は、ミラー５ａとミラー５ｂとの間に配置され、Ｎｄ；ＹＡＧ結晶を有し、Ｎｄ；ＹＡＧ結晶は波長が約８０８ｎｍの光で励起され、上準位から下準位への遷移の際に波長約１０６４ｎｍのレーザ光を放出する。
　レーザ媒質３の一端には、ミラー５ａが取り付けられ、ミラー５ａは、波長約８０８ｎｍの光を透過するとともに、波長約１０６４ｎｍの光を高反射率で反射する。ミラー５ｂは、波長約１０６４ｎｍの光の一部を透過するとともに、残りを反射させる。
　可飽和吸収体４は、ミラー５ａとミラー５ｂとの間に配置され、レーザ媒質３からのレーザ光の吸収に伴って透過率が増加する。可飽和吸収体４は、励起準位の電子密度が飽和すると、透明化し、光共振器のＱ値が急激に高まりレーザ発振が発生してパルス光が発生する。
　この場合、レーザ媒質３に発生する発熱を抑制するために、繰り返し周波数を用いたＱＣＷ(Quasi-Continuous-Wave、準連続発振)でレーザを励起している。このとき、出力レーザの繰り返し周波数は励起繰り返し周波数と同じになる。
　３５５ｎｍＵＶ出力を得る場合には、受動Ｑスイッチレーザの出力である基本波は、第２高調波変換素子（ＳＨＧ）６により第２高調波に変換される。基本波及び第２高調波は、第３高調波変換素子（ＴＨＧ）７により第３高調波に変換される。また、波長を変換するために、ＳＨＧ６とＴＨＧ７との光軸に対する角度を調整して位相整合を行う。位相整合を微細に調整するためには、ＳＨＧ７とＴＨＧ８との温度を制御する。
　また、所望の出力周波数を得るために、出力周波数と同じパルス繰り返し周波数（以下、繰り返し周波数という。）でレーザダイオードを励起する。レーザダイオードの励起パワー（以下、ポンプパワーと称する。）は、普段使用されているレーザダイオードの最大パワーに設定され、パルス幅は発振の閾値より少し長く設定する。
　繰り返し周波数が変化した時、出力を安定させるために、レーザダイオードのポンプパワーにオフセットを印加する方法（特許文献３）。あるいは、出力の一部をポンプコントローラにフィードバックして、レーザダイオードのポンプを制御する方法が知られている（特許文献４）。
特開２００３－８６８７３号公報 特開２００６－７３９６２号公報 米国特許７８４３９７８Ｂ２号公報 米国特許５９８２７９０Ａ号公報
　受動Ｑスイッチレーザの繰り返し周波数の範囲は、共振器のアライメントを行う時の周波数に依存する。アライメントは、周波数ｆｏで行った場合、繰り返し周波数の周波数範囲は、ｆｏ±ｆ´である。ここで、ｆ´は、ポンプパワー、ポンプパワーのパルス幅、Ｃｒ４＋：ＹＡＧの初期透過率、出力ミラーの透過率等によって決められる。
　共振器のアライメントは、出力ミラーの調整によって行われる。出力ミラーは専門家が調整し、ユーザは出力ミラーを調整することができない。このため、工場で行った出力ミラーの調整によって、繰り返し周波数の範囲が限られてしまう。例えば、１ｋＨｚで発振するようにアライメントしたレーザダイオードは、５０Ｈｚでは発振しなくなる。
　分光学、ＬＩＢＳ（Laser Induced Breakdown Spectroscopy）等の用途では、単パルスからｋＨｚの繰り返し周波数までレーザが安定して発振することが望ましい。
　本発明は、繰り返し周波数範囲を拡大し、単パルスからｋＨｚの繰り返し周波数までレーザダイオードを安定して発振させることができる受動Ｑスイッチレーザ及びその動作最適化方法を提供する。
　上記の課題を解決するために、本発明に係る受動Ｑスイッチレーザは、繰り返し周波数で励起して励起光を出力する励起源と、光共振器を構成する一対の反射ミラー間に配置され且つ前記励起源からの励起光により励起させてレーザ光を放出するレーザ媒質と、前記一対の反射ミラー間に配置され且つ前記レーザ媒質からのレーザ光の吸収に伴って透過率が増加する可飽和吸収体と、前記繰り返し周波数に対する前記励起源の出力及びパルス幅の最適値を対応付けて格納したマトリックステーブルと、前記マトリックステーブルを参照して、入力された繰り返し周波数に対応する前記励起源の出力及びパルス幅の最適値を読み出し、読み出された前記励起源の出力及びパルス幅の最適値になるように前記励起源を制御する制御部とを備える。
　また、受動Ｑスイッチレーザの動作最適化方法は、繰り返し周波数で励起して励起光を出力する励起源と、光共振器を構成する一対の反射ミラー間に配置され且つ前記励起源からの励起光により励起させてレーザ光を放出するレーザ媒質と、前記一対の反射ミラー間に配置され且つ前記レーザ媒質からのレーザ光の吸収に伴って透過率が増加する可飽和吸収体とを備える受動Ｑスイッチレーザの動作最適化方法であって、前記繰り返し周波数に対する前記励起源の出力及びパルス幅の最適値を対応付けて格納したマトリックステーブルを作成するステップと、前記マトリックステーブルを参照して、入力された繰り返し周波数に対応する前記励起源の出力及びパルス幅の最適値とを読み出し、読み出された前記励起源の出力及びパルス幅の最適値になるように前記励起源を制御するステップとを備える。
　本発明によれば、制御部は、マトリックステーブルを参照して、入力された繰り返し周波数に対応する励起源の出力及びパルス幅の最適値を読み出し、読み出された励起源の出力及びパルス幅の最適値になるように励起源を制御する。従って、繰り返し周波数範囲を拡大でき、単パルスからｋＨｚの繰り返し周波数までレーザを安定して発振させることができる。
図１は本発明の実施例１の受動Ｑスイッチレーザの構成図である。 図２は本発明の実施例１の受動Ｑスイッチレーザのマトリックステーブル無し及びマトリックステーブル有りの繰り返し周波数とパルスエネルギーとの関係を示す実験結果の図である。 図３は本発明の実施例１の受動Ｑスイッチレーザのマトリックステーブルの詳細例を示す図である。 図４は従来の受動Ｑスイッチレーザの構成図である。
　以下、本発明の実施形態に係る受動Ｑスイッチレーザ及びその動作最適化方法を図面を参照しながら詳細に説明する。まず、本発明の概略を説明する。
　レーザの励起のための繰り返し周波数によって、受動Ｑスイッチレーザの最適動作条件は異なる。また、繰り返し周波数によって、第３高調波を得るための波長変換素子の最適動作条件は、異なる。最適動作条件は、ポンプパワー、ポンプパルス幅、第２高調波を得るための波長変換素子の温度、第３高調波を得るための波長変換素子の温度からなる。
　このため、レーザ、波長変換の検査を工場で行い、最適動作条件を決定する。この最適動作条件に基づき、繰り返し周波数に対する、ポンプパワー、ポンプパルス幅、第２高調波を得るための波長変換素子の温度、第３高調波を得るための波長変換素子の温度の最適値を対応付けたマトリックステーブルを予め作成しておく。
　次に、このマトリックステーブルを用いて構成された実施例１の受動Ｑスイッチレーザ及びその動作最適化方法を説明する。図１は本発明の実施例１の受動Ｑスイッチレーザの構成図である。図１に示す実施例１の受動Ｑスイッチレーザは、励起源１、レンズ２ａ，２ｂ、ミラー５ａ、レーザ媒質３、可飽和吸収体４、ミラー５ｂ、ＳＨＧ７、ＴＨＧ８、第１温度調整素子９ａ、第２温度調整素子９ｂ、入力部１０、コントローラ２０を備えている。ミラー５ａ、レーザ媒質３、可飽和吸収体４、ミラー５ｂは、光共振器を構成する。
　なお、図１に示す構成において、図４に示す構成部分と同一部分の説明は省略する。ここでは、第１温度調整素子９ａ、第２温度調整素子９ｂ、入力部１０、コントローラ２０について説明する。
　第１温度調整素子９ａは、ペルチェ素子からなり、ＳＨＧ６に接触して又は近傍に配置され、制御部２１からの温度制御信号によりＳＨＧ６の温度を所定の温度に調整する。第２温度調整素子９ｂは、ペルチェ素子からなり、ＴＨＧ７に接触して又は近傍に配置され、制御部２１からの温度制御信号によりＴＨＧ７の温度を所定の温度に調整する。
　入力部１０は、キーボード、マウス、タッチパル等からなり、励起源１に有するレーザダイオードを励起するためのパルス信号の繰り返し周波数を入力する。コントローラ２０は、マイクロコンピュータからなり、制御部２１、マトリックステーブルメモリ２２を備えている。
　マトリックステーブルメモリ２２は、書き込み読み出し可能なメモリからなり、図３に示すように、繰り返し周波数に対する励起源１のポンプパワー（本発明の励起源１の出力に対応）の最適値とポンプパルス幅（本発明のパルス幅に対応）の最適値とＳＨＧ６の温度の最適値とＴＨＧ７の温度の最適値を対応付けて格納している。
　制御部２１は、マトリックステーブルメモリ２２を参照して、入力部１０から入力された繰り返し周波数に対応する励起源１のポンプパワーの最適値とポンプパルス幅の最適値とを読み出し、読み出された励起源１のポンプパワーの最適値とポンプパルス幅の最適値となるように励起源１を制御する。
　また、制御部２１は、マトリックステーブルメモリ２２を参照して、入力部１０から入力された繰り返し周波数に対応するＳＨＧ６の温度の最適値とＴＨＧ７の温度の最適値とを読み出し、読み出されたＳＨＧ６の温度の最適値とＴＨＧ７の温度の最適値とになるように、ＳＨＧ６の温度とＴＨＧ７の温度とを制御するための温度制御信号を第１温度調整素子９ａ及び第２温度調整素子９ｂに出力する。
　次に、このように構成された実施例１の受動ＱスイッチレーザにおけるＱＣＷ励起の動作を図２を参照しながら説明する。
　まず、繰り返し周波数が変化した時には、入力部１０から変化された繰り返し周波数を入力する。すると、制御部２１は、マトリックステーブルメモリ２２を参照して、入力部１０からの繰り返し周波数に対する励起源１のポンプパワーの最適値とポンプパルス幅の最適値とを読み出し、読み出された励起源１のポンプパワーの最適値とポンプパルス幅の最適値となるように励起源１を制御する。
　例えば、図３に示すマトリックステーブル２２を参照すると、繰り返し周波数が４０１～５００Ｈｚであれば、ポンプパワーは、７２Ｗであり、ポンプパルス幅は、８０μｓであるので、制御部２１は、ポンプパワーを７２Ｗとし、ポンプパルス幅を８０μｓとするように励起源１を制御する。
　このように実施例１の受動Ｑスイッチレーザによれば、制御部２１は、マトリックステーブルメモリ２２を参照して、入力された繰り返し周波数に対応する励起源１のポンプパワー及びパルス幅の最適値を読み出し、読み出された励起源１のポンプパワー及びパルス幅の最適値になるように励起源１を制御する。従って、常に、最適動作条件で、励起源１を制御できるので、繰り返し周波数範囲を拡大でき、単パルスからｋＨｚの繰り返し周波数までレーザダイオードを安定して発振させることができる。
　図２は実施例１の受動Ｑスイッチレーザのマトリックステーブル無し及びマトリックステーブル有りの繰り返し周波数とパルスエネルギーとの関係を示す図である。図２に示すように、マトリックステーブル２２を用いない場合には、繰り返し周波数は、１７０Ｈｚ～３５０Ｈｚである。
　これに対して、マトリックステーブル２２を用いた場合には、単パルスから１ｋＨｚまで安定したパルスエネルギーが得られており、繰り返し周波数範囲が拡大していることが図２からわかる。
　また、制御部２１は、マトリックステーブルメモリ２２を参照して、入力部１０から入力された繰り返し周波数に対応するＳＨＧ６の温度の最適値とＴＨＧ７の温度の最適値とを読み出し、読み出されたＳＨＧ６の温度の最適値とＴＨＧ７の温度の最適値とになるように、ＳＨＧ６の温度とＴＨＧ７の温度とを制御するための温度制御信号を第１温度調整素子９ａ及び第２温度調整素子９ｂに出力する。従って、常に、最適動作条件で、第１温度調整素子９ａ及び第２温度調整素子９ｂを制御できるので、最適動作条件で波長を変換することができる。
　本発明は、分光学装置、レーザ加工装置、医療装置、レーザ照明装置等の受動Ｑスイッチレーザに適用可能である。

Claims (6)

  1. 　繰り返し周波数で励起して励起光を出力する励起源と、
    　光共振器を構成する一対の反射ミラー間に配置され且つ前記励起源からの励起光により励起させてレーザ光を放出するレーザ媒質と、
    　前記一対の反射ミラー間に配置され且つ前記レーザ媒質からのレーザ光の吸収に伴って透過率が増加する可飽和吸収体と、
    　前記繰り返し周波数に対する前記励起源の出力及びパルス幅の最適値を対応付けて格納したマトリックステーブルと、
    　前記マトリックステーブルを参照して、入力された繰り返し周波数に対応する前記励起源の出力及びパルス幅の最適値とを読み出し、読み出された前記励起源の出力及びパルス幅の最適値になるように前記励起源を制御する制御部と、
    を備える受動Ｑスイッチレーザ。
  2. 　前記可飽和吸収体からのレーザ光である基本波を第２高調波に変換する第１波長変換素子と、前記第１波長変換素子からの第２高調波と残りの基本波を第３高調波に変換する第２波長変換素子とを有し、
    　前記マトリックステーブルは、前記繰り返し周波数に対する前記第１波長変換素子の温度の最適値と前記第２波長変換素子の温度の最適値とを対応付けて格納し、
    　前記制御部は、前記マトリックステーブルを参照して、入力された繰り返し周波数に対応する前記第１波長変換素子の温度の最適値と前記第２波長変換素子の温度の最適値とを読み出し、読み出された前記第１波長変換素子の温度の最適値と前記第２波長変換素子の温度の最適値とになるように前記第１波長変換素子の温度と前記第２波長変換素子の温度とを制御する請求項１記載の受動Ｑスイッチレーザ。
  3. 　前記第１波長変換素子及び第２波長変換素子の各々には、温度を調整する温度調整素子が取り付けられ、前記制御部は、前記温度調整素子に対して温度を制御するための温度制御信号を出力する請求項１又は請求項２記載の受動Ｑスイッチレーザ。
  4. 　前記レーザ媒質は、希土類ドープＹＡＧからなる請求項１乃至請求項３のいずれか１項記載の受動Ｑスイッチレーザ。
  5. 　前記可飽和吸収体は、Ｃｒ：ＹＡＧからなる請求項１乃至請求項４のいずれか１項記載の受動Ｑスイッチレーザ。
  6. 　繰り返し周波数で励起して励起光を出力する励起源と、光共振器を構成する一対の反射ミラー間に配置され且つ前記励起源からの励起光により励起させてレーザ光を放出するレーザ媒質と、前記一対の反射ミラー間に配置され且つ前記レーザ媒質からのレーザ光の吸収に伴って透過率が増加する可飽和吸収体とを備える受動Ｑスイッチレーザの動作最適化方法であって、
    　前記繰り返し周波数に対する前記励起源の出力及びパルス幅の最適値を対応付けて格納したマトリックステーブルを作成するステップと、
    　前記マトリックステーブルを参照して、入力された繰り返し周波数に対応する前記励起源の出力及びパルス幅の最適値とを読み出し、読み出された前記励起源の出力及びパルス幅の最適値になるように前記励起源を制御するステップと、
    を備える受動Ｑスイッチレーザの動作最適化方法。
     
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