JPH05110182A - レーザ発振器 - Google Patents

レーザ発振器

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JPH05110182A
JPH05110182A JP3248838A JP24883891A JPH05110182A JP H05110182 A JPH05110182 A JP H05110182A JP 3248838 A JP3248838 A JP 3248838A JP 24883891 A JP24883891 A JP 24883891A JP H05110182 A JPH05110182 A JP H05110182A
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俊治 岡田
Yuji Uesugi
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 精密加工分野で使用される、音響光学素子を
用いてパルス化されたレーザ発振器において、従来より
一層短いパルス幅が得られ、その結果熱の影響の少ない
加工を必要とする分野において幅広い応用が可能になる
レーザ発振器を実現することを目的とする 【構成】 第1の音響光学素子1および第2の音響光学
素子2を備え、かつ夫々のRF信号入力の変調のタイミ
ングを100ns程度ずらせることにより、レーザ出力
パルスの裾をカットしてパルス幅を短くすることができ
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、レーザーを応用した加
工,計測,分析等の分野に用いられるレーザ発振器に関
するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、レーザ発振器は切断,溶接といっ
た加工だけでなく精密加工の分野にも用いられるように
なっている。特に、Qスイッチ素子として音響光学素子
を用いた連続発振Nd:YAGレーザは、高いピークパ
ワーのレーザ出力が得られるという特長を有するためト
リミング,スクライビング,リペアリングを始め広い用
途に応用されている。
【0003】以下に従来の音響光学素子を用いた連続発
振Nd:YAGレーザについて説明する。
【0004】図4は従来の音響光学素子を用いた連続発
振Nd:YAGレーザの構成を示す図である。図4にお
いて、1は音響光学素子であり外部の駆動回路からRF
信号が印可される。3はレーザハウスでありYAGレー
ザ結晶,励起ランプ,励起光集光ミラー等が収納されて
いる。4はリアーミラーであり、5は出力ミラーであ
り、4と5により光共振器が構成されている。6はシャ
ッターであり、7はレーザ光を示している。
【0005】リアーミラー4と出力ミラー5の相対位置
関係が適当に調整され、シャッター6が開いている状態
でレーザハウス内の励起ランプが連続的に点灯して、Y
AGレーザ結晶にレーザ発振のしきい値を越える励起エ
ネルギーが供給されると、共振器内部で連続的にレーザ
発振が始まり、その一部が出力ミラー5からレーザ光と
して取り出される。
【0006】前記の連続的なレーザ発振は、音響光学素
子に変調されたRF信号が印可されると、パルス状の発
振に変化する。図5を用いてその過程を説明する。図5
(a)は変調されたRF信号を示しており、縦軸は振幅
で横軸は時間である。8はRF信号が印可されている部
分で、9はRF信号OFFの部分である。図5(c)は
パルス状のレーザ発振が生じるタイミングを示してお
り、縦軸はレーザ強度で横軸は時間である。11はパル
ス状のレーザ発振を示す。RF信号が印可されると音響
光学素子内に超音波回折格子が形成され、共振器の内部
ロスが増大するためQ値が低下してレーザ発振が停止す
る。RF信号をOFFの状態にすると、共振器の内部ロ
スが消失しQ値が高くなって再びレーザ発振が開始す
る、いわゆるQスイッチングによりレーザ発振がパルス
化される。レーザ発振が停止している間にYAGレーザ
結晶内に蓄積された励起エネルギーが、急速なQ値の切
り替えにより短時間に放出されるために、パルス化され
たレーザ発振は高いピークパワーをもつ、いわゆるジャ
イアントパルスになる。
【0007】図6はパルス状のレーザ発振11の時間軸
を引き延ばしたものである。パルス幅は半値全幅で10
0〜200ns程度、立ち上がりは比較的早いが立ち下
がりが裾を引く形になっている。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】最近、レーザによる精
密加工の分野ではよりパルス幅の短いレーザを用いて熱
の影響の少ない加工を必要とする応用例が増えており、
音響光学素子を用した連続発振Nd:YAGレーザにお
いても従来より一層の短パルス化が求められている。
【0009】本発明は上記従来の問題点を解決するもの
で、音響光学素子を用いたパルス化において、よりパル
ス幅の短いレーザ発振器を提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明のレーザ発振器は、複数の音響光学素子を備
え、かつ夫々の音響光学素子に印可されるRF信号入力
の変調のタイミングを1μs以下の範囲でずらせという
構成を有している。
【0011】
【作用】この構成によって、第1の音響光学素子に印可
されているRF信号をOFFすることによりパルス状の
レーザ発振を生ぜしめ、その後第2以降の音響光学素子
にRF信号を1μs以下の範囲でタイミングを遅らせて
印可することによりレーザパルスの裾をカットし、パル
ス幅を短縮することができる。
【0012】
【実施例】以下本発明の実施例について、図面を参照し
ながら説明する。
【0013】図1において1は第1の音響光学素子であ
り、2は第2の音響光学素子であり、3はレーザハウス
であり、4はリアーミラーであり、5は出力ミラーであ
り、6はシャッターであり、7はレーザ光である。
【0014】以上のように構成されたレーザ発振器につ
いて、図2を用いてその動作を説明する。図2(a)は
第1の音響光学素子に印可される変調されたRF信号を
示しており、同図(b)は第2の音響光学素子に印可さ
れる変調されたRF信号を示しており、同図(c)はパ
ルス化されたレーザ発振のタイミングを示している。8
はRF信号が印可された状態、9はRF信号OFFの状
態を示し、10はレーザパルスを示す。レーザ発振は第
1の音響光学素子へのRF信号OFFにより立ち上が
り、第2の音響光学素子へのRF信号印可により停止さ
せられる。この第1の音響光学素子へのRF信号OFF
と第2の音響光学素子へのRF信号印可のタイミングを
100ns程度ずらせることにより、図3に示すように
パルス状のレーザ出力の立ち下がりの裾をカットするこ
とができる。
【0015】以上のように本実施例によれば、第1およ
び第2の音響光学素子を用い、かつ夫々のRF信号入力
の変調のタイミングを100ns程度ずらせることによ
り、レーザ出力パルスの裾をカットしてパルス幅を短く
することができる。
【0016】
【発明の効果】以上のように本発明は、複数の音響光学
素子を備え、かつ夫々の音響光学素子に印可されるRF
信号入力の変調のタイミングを1μs以下の範囲でずら
せることにより、パルス幅の短いレーザ出力が得られる
優れたレーザ発振器を実現できるものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例におけるレーザ発振器の構成を
示す図
【図2】(a)は第1の音響光学素子への変調されたR
F信号の波形図 (b)は第2の音響光学素子への変調されたRF信号の
波形図 (c)はパルス化されたレーザ発振のタイミング図
【図3】立ち下がりの裾をカットされたパルス状のレー
ザ出力を示す図
【図4】従来の音響光学素子を用いた連続発振Nd:Y
AGレーザの構成を示す図
【図5】(a)は変調されたRF信号を示す図 (b)はパルス状のレーザ発振が生じるタイミングを示
す図
【図6】パルス状のレーザ発振出力を示した図
【符号の説明】
1 第1の音響光学素子 2 第2の音響光学素子 3 レーザハウス
【手続補正書】
【提出日】平成4年11月16日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0006
【補正方法】変更
【補正内容】
【0006】前記の連続的なレーザ発振は、音響光学素
子に変調されたRF信号が印可されると、パルス状の発
振に変化する。図5を用いてその過程を説明する。図5
(a)は変調されたRF信号を示しており、縦軸は振幅
で横軸は時間である。8はRF信号が印可されている部
分で、9はRF信号OFFの部分である。図5(b)は
パルス状のレーザ発振が生じるタイミングを示してお
り、縦軸はレーザ強度で横軸は時間である。11はパル
ス状のレーザ発振を示す。RF信号が印可されると音響
光学素子内に超音波回折格子が形成され、共振器の内部
ロスが増大するためQ値が低下してレーザ発振が停止す
る。RF信号をOFFの状態にすると、共振器の内部ロ
スが消失しQ値が高くなって再びレーザ発振が開始す
る、いわゆるQスイッチングによりレーザ発振がパルス
化される。レーザ発振が停止している間にYAGレーザ
結晶内に蓄積された励起エネルギーが、急速なQ値の切
り替えにより短時間に放出されるために、パルス化され
たレーザ発振は高いピークパワーをもつ、いわゆるジャ
イアントパルスになる。
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】図2
【補正方法】変更
【補正内容】
【図2】同レーザ発振器において変調されたRF信号が
印加されて生じるパルス状のレーザ発振のタイミングを
示す図
【手続補正3】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】図5
【補正方法】変更
【補正内容】
【図5】従来のレーザ発振器において変調されたRF信
号が印加されて生じるパレス状のレーザ発振のタイミン
グを示す図
【手続補正4】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図5
【補正方法】変更
【補正内容】
【図5】

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数の音響光学素子を備え、かつ夫々の
    音響光学素子に印可されるRF信号入力の変調のタイミ
    ングを1μs以下の範囲でずらせることを特徴とするレ
    ーザ発振器。
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