JPH02209780A

JPH02209780A - Ｑスイッチレーザ出力装置

Info

Publication number: JPH02209780A
Application number: JP3032989A
Authority: JP
Inventors: Kiyoshi Oka; 岡　清
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1989-02-09
Filing date: 1989-02-09
Publication date: 1990-08-21

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。

Description

【発明の詳細な説明】［発明の目的］（産業上の利用分野）本発明は、大出力のパルスレーザ光を得るＱスイッチレ
ーザ出力装置に関する。

（従来の技術）Ｑスイッチレーザ出力装置としては例えば特公昭６３−
１７２３６号公報に示される技術がある。第５図はこの
技術のＱスイ・ノチレーザ出力装置の構成図である。固
体レーザ媒質１には励起光源２が並設されるとともにこ
れら固体レーザ媒質１及び励起光源２の周囲には集光器
３が配置されている。又、固体レーザ媒質１の長手方向
に対して同軸上にはそれぞれ反射鏡４．５が配置されて
いる。そして、固体レーザ媒質１と反射鏡５との間には
音響光学的光変調器（以下、Ｑスイ・ソチと指称する）
６が配置されている。このＱスイ・ンチ６は超音波セル
フ内に超音波位相回折格子８を形成して各反射鏡４，５
との間における光共振作用を発生及び停止させるもので
、超音波セルフに電気音響変換器９が設けられたものと
なっている。

一方、１０は高周波ドライバである。この高周波ドライ
バ１０には第６図に示すようなＱスイッチ制御外部信号
が入力して変調信号発生回路１１に送られている。この
変調信号発生回路１１はＱスイッチ制御外部信号を受け
ると、このＱスイッチ制御外部信号のローレベル期間に
第６図に示すようなパルス幅Ｗの順次変化する変調信号
をパルス変調回路１２に送出する。この状態にパルス変
調回路１２には発振器１３から高周波数信号が入力され
ているので、パルス変調回路１２は変調信号がハイレベ
ルの期間に高周波数信号を高周波増幅回路１４を通して
電気音響変換器９に供給する。

しかして、電気音響変換器９に高周波数信号が供給され
て超音波セルフ内に超音波位相回折格子が形成されると
、各反射鏡４，５の間で光共振作用が起こらなくなって
固体レーザ媒質１にエネルギーか蓄積される。そして、
電気音響変換器９への高周波信号の供給が無い期間に、
超音波セルフにおける超音波位相回折格子の形成が無く
なると、Ｑスイッチ６は開いて各反射鏡４，５の間で光
共振作用が起る。この結果、Ｑスイッチパルスレーザ光
Ｐが出力される。

ところで、変調信号は第６図に示すようにパルス幅Ｗが
順次広げられて最終的にパルス幅Ｗ″に制御されている
。従って、初期においてＱスイッチパルスレーザ光Ｐの
尖頭値は押えられる。この理由について説明すると、レ
ーザ媒質の蛍光寿命より短い間隔で、Ｑスイッチパルス
レーザ光を出力させるとき、最初のＱスイッチパルスレ
ーザ光が出力されるまでの期間は長いために固体レーザ
媒質１に蓄えられるエネルギーはそれ以降に比べて大き
くなっている。よって、この状態に広いパルス幅Ｗ′で
Ｑスイッチ６を開くと、第１初目のパルスレーザ光Ｐの
尖頭値は大きくなってしまう。

そこで、川明においてパルス幅Ｗを狭くすることにより
Ｑスイッチパルスレーザ光Ｐの尖頭値を小さくしている
。

しかしながら、上記装置において出力の大きなＱスイッ
チパルスレーザ光を得ようとすると、Ｑスイッチ６に超
音波セルフ回折格子を発生させても完全に光共振作用を
止めることはできず、Ｑスイッチとしての作用が行なえ
なくなる。

（発明が解決しようとする課題）以上のようにパルスレーザ光の出力エネルギが大きくな
ると、Ｑスイッチ動作ができなくなり、ＣＷのレーザ光
が出力される。

そこで本発明は、パルスレーザ光の出力エネルギーが大
きくても最初のパルスレーザ光の尖頭値を押えることが
できるＱスイッチレーザ出力装置を提供することを目的
とする。

［発明の構成］（課題を解決するための手段）本発明は、レーザ媒質の一方の端面と共振器ミラーの一
方との間及びレーザ媒質の他方の端面と他方の共振器ミ
ラーとの間にそれぞれ配置された少なくとも２つのＱス
イッチと、これらＱスイッチのオン・オフ制御を行うた
めの変調信号を発生する変調信号発生回路と、この変調
信号発生回路からの変調信号を受けてＱスイッチのうち
いずれか一方を駆動する第１駆動回路と、☆調信号発生
回路からの変調信号を１パルス遅延しかつ第１駆動回路
に供給する変調信号の終了タイミングと同一タイミング
で終了させる遅延回路と、この遅延回路で遅延処理され
た変調信号を受けて第１駆動回路で駆動されなかったＱ
スイッチを駆動する第２駆動回路とを備えて上記１」的
を達成しようとするＱスイッチレーザ出力装置である。

（作　用）このような手段を備えたことにより、変調信号発生回路
からの変調信号を受けて第１駆動回路はレーザ媒質と各
ミラーの間に配置された少なくとも２つのＱスイッチの
うち所定のＱスイッチを駆動する。一方、遅延回路は変
調信号発生回路からの変調信号を受けて１パルス遅延し
かつ第１駆動回路に供給する変調信号の終了タイミング
と同一タイミングで終了させる変調信号に変換して第２
駆動回路に送る。しかるに、この第２駆動回路は遅延回
路で遅延処理された変調信号を受けてＱスイッチのうち
第１駆動回路で駆動されなかったＱスイッチを駆動する
。この結果、最初のパルスレーザ光はＱスイッチのうち
所定のＱスイッチのオフにより出力されることになり、
その尖頭値は押えられる。

（実施例）以下、本発明の一実施例について図面を参照して説明す
る。

第１図はＱスイッチレーザ出力装置である。同図におい
て２０は固体レーザ媒質であって、この固体レーザ媒質
には２つの励起光源２１．２２が並設されている。そし
て、これら固体レーザ媒質２１及び各励起光源、２１．
２２は集光器２３で囲まれている。又、固体レーザ媒質
２０の長手方向に対して同軸方向には光共振器を（；３
成する高反射鏡２４及び出力鏡２５がそれぞれ配置され
ている。

そうして、固体レーザ媒質２０と高反射鏡２４との間及
び固体レーザ媒質２０と出力鏡２５との間には、それぞ
れＱスイッチ２６．２７が配置されている。これらＱス
イッチ２６．２７はそれぞれ超音波セル２８．２９及び
電気音響変換器３０゜３１から構成されている。なお、
３２．３３は高周波数信号の供給により形成された超音
波位相回折格子である。

一方、４０はドライバ回路であって、このドライバ回路
４０には第２図に示すようなＱスイッチ制御外部信号及
びパルス信号発生回路４１からのパルス信号が供給され
ている。これらＱスイッチ制御外部信号及びパルス信号
は変調信号発生回路４２に送られており、この変調信号
発生回路４２はＱスイッチ制御外部信号がローレベルと
なっている期間に変調信号を通過させて第１駆動回路４
３及び遅延回路４４に送る機能を有するものである。第
１駆動回路４３は変調信号を受けてＱスイッチ２６を開
閉駆動するもので、具体的にはパルス変調回路４５が設
けられ、このパルス変調回路４５に変調信号及び高周波
発振器４６からの高周波数信号が入力されるようになっ
ている。そして、このパルス変調回路４５は変調信号が
ハイレベルの期間に高周波数信号を通過させるものとな
っている。そうして、この高周波数信号は高周波増幅回
路４７で増幅されてＱスイッチ２６の電気音響変換器３
０に供給されるようになっている。

一方、遅延回路４４は変調信号を１パルス遅延しかつ第
１駆動回路４３に供給する変調信号の終了タイミングと
同一タイミングで変調（言号を終了させる機能を持った
もので、具体的には第３図に示すような構成となってい
る。すなわち、１ビットシフトレジスタ４８が設けられ
、この１ビットシフトレジスタ４８にＱスイッチ制御外
部信号が人力するとともにクロック入力端子ｅｋにパル
ス信号か人力されている。そして、この１ビツトシフト
レジスタ４８の出力端子にオアゲート４９の一入力端子
を介してオアゲート５０が接続されている。オアゲート
５０の他入力端子にはＱスイッチ制御外部信号が入力さ
れるとともに、オアゲート５０の他入力端子にはパルス
変調信号が入力されて、このオアゲート５０の出力が遅
延回路４４の遅延出力となって第２駆動回路５１に送ら
れている。この第２駆動回路５１は遅延された変調信号
を受けてＱスイッチ２７を開閉駆動するもので、具体的
にはパルス変調回路５２が設けられ、このパルス変調回
路５２に遅延された変調信号及び高周波発振器５３から
の高周波数信号が入力されるようになっている。そして
、このパルス変１週回路５２は変調信号がハイレベルの
期間に高周波数信号を通過させるものとなっている。そ
うして、この高周波数信号は高周波増幅回路５４で増幅
されて電気音響変換器３１に供給されるようになってい
る。

次に上記の如く構成された装置の作用ついて説明する。

パルス信号発生回路４１からパルス信号が出力されて変
調信号発生回路４２に送られている状態にＱスイッチ制
御外部信号がローレベルに変化すると、変調信号発生回
路４２はＱスイッチ制御外部信号がローレベルとなって
いる期間にパルス信号を通過させ、変調信号としてパル
ス変調回路４５及び遅延回路４４に送出する。ここで、
パルス変調回路４５は変調信号がハイレベルとなった期
間に高周波発振器４６からの高周波数信号を通遇させる
。そして、この高周波数信号は高周波増幅回路４７で増
幅されてＱスイッチ２６の電気音響変換器３０に供給さ
れる。これにより、超音波セル２８には高周波数信号が
供給されたときに超音波位相回折格子３２が形成される
。

一方、これと同時に変調信号発生回路４２からの変調信
号は遅延回路４４に送られて１パルス分だけ遅延される
。すなわち、遅延回路４４の１ビツトシフトレジスタ４
８はＱスイッチ制御外部信号を第４図に示すようにパル
ス信号つまり変調信号の１パルス分だけ遅延して出力す
る。そして、このレジスタ出力とＱスイッチ制御外部信
号とがオアゲート４９に送られることにより、このオア
ゲート４つからはｔｌ−１２期間ローレベルとなる信号
をオアゲート５０に送る。しかるに、このオアゲート５
０の他入力端子には変調信号が入力しているので、この
オアゲート５０からはパルス変調信号を１パルス分遅延
しかつ終了タイミングを同一とする変調信号が出力され
る。

これにより、パルス変調回路５１は遅延回路４４からの
変調信号がハイレベルとなった期間に高周波発振器５２
からの高周波数信号を通過させる。そして、この高周波
数信号は高周波増幅回路５４で増幅されてＱスイッチ２
７の電気音響変換器３１に供給される。これにより、超
音波セル２９には高周波数信号が供給されたときに超音
波位相回折格子３３が形成される。

しかるに、各Ｑスイッチ２６．２７が開くタイミングは
、第２図に示すように先ずＱスイッチ２６のみが開き、
次から両Ｑスイッチ２６．２７が同期して開く。ここで
、固体レーザ媒質２０は２つの励起光源２１．２２によ
り励起されているので、固体レーザ媒質２０に蓄積され
るエネルギーは大きくなっている。しがるに、Ｑスイッ
チ２６のみが開いた場合、他方のＱスイッチ２７のみで
は光を閉じておくことができず、Ｑスイッチ２７におい
て光が連続して漏れる。これにより、高反射鏡２４と出
力鏡２５との間に光共振が生じ、この結果、Ｑスイッチ
２６がｒ３ｎいたときにパルスレーザ光が出力される。

ところが、このとき、Ｑスイッチ２７は完全に開いてお
らず損失が生じるので、°パルスレーザ光の尖頭値は押
えられる。そして、次のタイミングからは両Ｑスイッチ
２６゜２７が同期しかつ所定周期毎に開くことにより、
パルスレーザ光の尖頭値は一定となる。

このように−り記−実施例においては、変調信号を受け
て第１駆動回路４３によりＱスイッチ２６を駆動し、又
遅延回路４４により変、現信号を１パルス分遅延しかつ
第１駆動回路４３に供給するパルス変、四信号の終了タ
イミングとｔ４−タイミングで終了させて第２駆動回路
５１に送り、この第２駆動回路５１によりＱスイッチ２
７を駆動するようにしたので、Ｑスイッチを使用して大
出力のパルスレーザ光を出力させる場合でも最明のパル
スレーザ光の尖頭値を押えることができる。しかるに、
変調信号の周期等を調整することにより全パルスレーザ
光の尖頭値を同一にすることができる。

従って、Ｑスイッチを使用して大出力のパルスレザ光を
得ることができる。

なお、本発明は上記一実施例に限定されるものてなくそ
の主旨を逸脱しない範囲で変形してもよい。例えば、Ｑ
スイッチ２６．２７は、高反射鏡２４と固体レーザ媒質
２０との間に共に配置したり、又出力鏡２５と固体レー
ザ媒質２０との間に共に配置してもよい。さらに、Ｑス
イッチは２つと限らずパルスレーザ光の尖頭値に応じて
投数配置してもよい。

［発明の、効果］以上詳記したように本発明によれば１．パルスレーザ光
の出力エネルギ〜が大きくても最初のパルスレーザ光の
尖頭値を押えることができるＱスイッチレーザ出力装置
を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第４図は本発明に係わるＱスイッチレーザ出
力装置の一実施例を説明するための図であって、第１図
は構成図、第２図は動作タイミング図、第３図は遅延回
路の基本構成図、第４図は遅延回路の動作タイミング図
、第５図は従来装置の構成図、第６図は同装置の動作タ
イミング図である。２０・・・固体レーザ媒質、２１．２２・・・励起光源
、２３・・・集光器、２４・・・高反射鏡、２５・・・
出力鏡、２６．２７・・・Ｑスイッチ、２８．２９・・
・超音波セル、３０．３１・・・電気音響変換器、４０
・・・ドライバ回路、４１・・・パルス信号発生器、４
２・・・変調信号発生回路、４３・・・第１駆動回路、
４４・・・遅延回路、４５・・・パルス変調回路、４６
・・・高周波発振器、４７・・・高周波増幅回路、４８
・・・１ビツトシフトレジスタ、４９．５０・・・オア
ゲート、５１・・・第２駆動回路、５３・・・高周波発
振器、５４・・・高周波増幅回路。

Claims

【特許請求の範囲】

レーザ媒質の一方の端面と共振器ミラーの一方との間及
び前記レーザ媒質の他方の端面と前記他方の共振器ミラ
ーとの間にそれぞれ配置された少なくとも２つのＱスイ
ッチと、これらＱスイッチのオン・オフ制御を行うため
の変調信号を発生する変調信号発生回路と、この変調信
号発生回路からの変調信号を受けて前記Ｑスイッチのう
ちいずれか一方を駆動する第１駆動回路と、前記変調信
号発生回路からの変調信号を１パルス遅延しかつ前記第
１駆動回路に供給する変調信号の終了タイミングと同一
タイミングで終了させる遅延回路と、この遅延回路で遅
延処理された変調信号を受けて前記第１駆動回路で駆動
されなかったＱスイッチを駆動する第２駆動回路とを具
備したことを特徴とするＱスイッチレーザ出力装置。