JPH0590672A - Ｌｄ励起固体レーザ - Google Patents
Ｌｄ励起固体レーザInfo
- Publication number
- JPH0590672A JPH0590672A JP25103891A JP25103891A JPH0590672A JP H0590672 A JPH0590672 A JP H0590672A JP 25103891 A JP25103891 A JP 25103891A JP 25103891 A JP25103891 A JP 25103891A JP H0590672 A JPH0590672 A JP H0590672A
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- JP
- Japan
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- laser diode
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- laser
- light
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 励起用レーザダイオードの出力パワー等の駆
動条件を変化させても、あるいは特性の経時変化があっ
ても、これらに追随して常に一定の発振波長が得られ、
安定した出力を得ることのできるＬＤ励起固体レーザを
提供する。 【構成】 励起用レーザダイオードの出力光の一部を取
り出して分光し、その分光された光を２チャンネルフォ
トダイオードに導いてその発振波長の目標波長に対する
ずれを検出し、その結果に基づいてレーザダイオードの
温度をフィードバック制御する。
動条件を変化させても、あるいは特性の経時変化があっ
ても、これらに追随して常に一定の発振波長が得られ、
安定した出力を得ることのできるＬＤ励起固体レーザを
提供する。 【構成】 励起用レーザダイオードの出力光の一部を取
り出して分光し、その分光された光を２チャンネルフォ
トダイオードに導いてその発振波長の目標波長に対する
ずれを検出し、その結果に基づいてレーザダイオードの
温度をフィードバック制御する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】 本発明はレーザダイオードの出
力光を用いた光ポンピング方式の固体レーザに関する。
力光を用いた光ポンピング方式の固体レーザに関する。
【０００２】
【従来の技術】 レーザダイオードの光により励起され
る固体レーザにおいては、一般に、Ｎｄ：ＹＡＧ等の固
定媒質の励起が励起光の波長に敏感に依存するため、励
起用のレーザダイオードの波長を何らかの方法によって
安定化しなければ、固体レーザの出力が不安定になる。
そこで、従来のこの種のレーザにおいては、励起用のレ
ーザダイオードの温度コントローラを設け、温度を一定
に保つことによりその発振波長の安定化を計っている
が、実用のレーザダイオードの発振波長は、その出力ま
たは駆動電流の違いによる発熱量の違いにも影響を受け
るため、レーザダイオードの出力または駆動電流を決め
た上で、目的とするレーザダイオードの発振波長が得ら
れるように、上記の温度コントローラを調整している。
る固体レーザにおいては、一般に、Ｎｄ：ＹＡＧ等の固
定媒質の励起が励起光の波長に敏感に依存するため、励
起用のレーザダイオードの波長を何らかの方法によって
安定化しなければ、固体レーザの出力が不安定になる。
そこで、従来のこの種のレーザにおいては、励起用のレ
ーザダイオードの温度コントローラを設け、温度を一定
に保つことによりその発振波長の安定化を計っている
が、実用のレーザダイオードの発振波長は、その出力ま
たは駆動電流の違いによる発熱量の違いにも影響を受け
るため、レーザダイオードの出力または駆動電流を決め
た上で、目的とするレーザダイオードの発振波長が得ら
れるように、上記の温度コントローラを調整している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】 ところで、固体レー
ザの出力を変化させたい場合には、励起用のレーザダイ
オードの出力を変化させる必要があるが、レーザダイオ
ードの出力を変化させても発振波長を一定に保たなけれ
ば固体レーザの出力を安定させることはできない。ここ
で、同一波長で出力パワーを変化させながらレーザダイ
オードを動作させたい場合には、従来、波長・出力・温
度の関係を知った上で、温度コントローラを調整するこ
とによってレーザダイオードの波長を安定化することが
行われている。レーザダイオードチップの発光部の温度
をモニタすることは、実用のレーザダイオードにおいて
は不可能であるため、出力パワーを変化させて波長を一
定に保つためには必ず設定温度を変える必要がある。従
って、従来の技術では、個々のレーザダイオードについ
て事前に波長・出力・温度の関係を知らねばならず、制
御系を動作させるまでに、これらの特性の関係を知るた
めの膨大な時間と労力を必要とする。また、このような
特性の経時変化については全く対応することができな
い。
ザの出力を変化させたい場合には、励起用のレーザダイ
オードの出力を変化させる必要があるが、レーザダイオ
ードの出力を変化させても発振波長を一定に保たなけれ
ば固体レーザの出力を安定させることはできない。ここ
で、同一波長で出力パワーを変化させながらレーザダイ
オードを動作させたい場合には、従来、波長・出力・温
度の関係を知った上で、温度コントローラを調整するこ
とによってレーザダイオードの波長を安定化することが
行われている。レーザダイオードチップの発光部の温度
をモニタすることは、実用のレーザダイオードにおいて
は不可能であるため、出力パワーを変化させて波長を一
定に保つためには必ず設定温度を変える必要がある。従
って、従来の技術では、個々のレーザダイオードについ
て事前に波長・出力・温度の関係を知らねばならず、制
御系を動作させるまでに、これらの特性の関係を知るた
めの膨大な時間と労力を必要とする。また、このような
特性の経時変化については全く対応することができな
い。
【０００４】本発明はこのような点に鑑みてなされたも
ので、上記の特性の関係を事前に詳細に調査することな
く、励起用レーザダイオードの出力を変化させても自動
的にその発振波長を一定に保つことができるとともに、
経時変化があっても自動的に調整され、もって常に安定
した出力を得ることのできるＬＤ励起固体レーザの提供
を目的としている。
ので、上記の特性の関係を事前に詳細に調査することな
く、励起用レーザダイオードの出力を変化させても自動
的にその発振波長を一定に保つことができるとともに、
経時変化があっても自動的に調整され、もって常に安定
した出力を得ることのできるＬＤ励起固体レーザの提供
を目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】 上記の目的を達成する
ため、本発明では、励起用のレーザダイオードの出力光
の一部を取り出して分光する分光器と、その分光された
光を２チャンネルの受光素子に入射して、レーザダイオ
ードの発振波長があらかじめ設定された波長に対して短
い、長い、または一致しているかを検出する検出回路
と、その検出結果に基づいてレーザダイオードの温度を
フィードバック制御する制御回路を設け、レーザダイオ
ードの電流等の駆動条件が変化してもその発振波長を一
定に保つよう構成している。
ため、本発明では、励起用のレーザダイオードの出力光
の一部を取り出して分光する分光器と、その分光された
光を２チャンネルの受光素子に入射して、レーザダイオ
ードの発振波長があらかじめ設定された波長に対して短
い、長い、または一致しているかを検出する検出回路
と、その検出結果に基づいてレーザダイオードの温度を
フィードバック制御する制御回路を設け、レーザダイオ
ードの電流等の駆動条件が変化してもその発振波長を一
定に保つよう構成している。
【０００６】
【作用】 励起用のレーザダイオードの発振波長があら
かじめ設定された波長（目標とする波長）に一致してい
るときには２つの受光素子の出力はバランスしている
が、レーザダイオードの発振波長が目標波長からずれる
と、受光素子の出力のバランス状態がくずれる。また、
２チャンネルの受光素子の出力のいずれが大きくなった
かにより、発振波長と目標波長の大小関係が判るから、
この情報をレーザダイオードの温度コントローラにフィ
ードバックして、２つの受光素子の出力がバランスする
ようにレーザダイオードの温度を制御することにより、
励起用のレーザダイオードの発振波長を一定に保つこと
ができる。
かじめ設定された波長（目標とする波長）に一致してい
るときには２つの受光素子の出力はバランスしている
が、レーザダイオードの発振波長が目標波長からずれる
と、受光素子の出力のバランス状態がくずれる。また、
２チャンネルの受光素子の出力のいずれが大きくなった
かにより、発振波長と目標波長の大小関係が判るから、
この情報をレーザダイオードの温度コントローラにフィ
ードバックして、２つの受光素子の出力がバランスする
ようにレーザダイオードの温度を制御することにより、
励起用のレーザダイオードの発振波長を一定に保つこと
ができる。
【０００７】
【実施例】 図１は本発明実施例を端面励起型のＬＤ励
起固体レーザに適用した場合の光学系の構成図である。
レーザダイオード１の出力光はコリメートレンズ２、フ
ォーカシングレンズ３を介してＮｄ：ＹＡＧ結晶４に照
射され、ミラー５を介して固体レーザ光として外部に出
力される。この構成は従来のものと同等である。
起固体レーザに適用した場合の光学系の構成図である。
レーザダイオード１の出力光はコリメートレンズ２、フ
ォーカシングレンズ３を介してＮｄ：ＹＡＧ結晶４に照
射され、ミラー５を介して固体レーザ光として外部に出
力される。この構成は従来のものと同等である。
【０００８】本発明実施例においては、レーザダイオー
ド１とコリメートレンズ２の間にビームスプリッタ６が
配設され、これによりレーザダイオード１の出力光の一
部を取り出し、その光を反射型グレーティング７に導い
ている。この反射型グレーティング７の検出面には２チ
ャンネルフォトダイオード８が配設されており、反射型
グレーティング７により分光されたレーザダイオード光
は、この２チャンネルフォトダイオード８に入射する。
ド１とコリメートレンズ２の間にビームスプリッタ６が
配設され、これによりレーザダイオード１の出力光の一
部を取り出し、その光を反射型グレーティング７に導い
ている。この反射型グレーティング７の検出面には２チ
ャンネルフォトダイオード８が配設されており、反射型
グレーティング７により分光されたレーザダイオード光
は、この２チャンネルフォトダイオード８に入射する。
【０００９】２チャンネルフォトダイオード８は互いに
隣接する２つのフォトダイオードＰＤ１，ＰＤ２によっ
て構成されており、各入射面の境界は、目標とする発振
波長の光が検出される位置にくるように位置調整されて
いる。従って、一方のフォトダイオードＰＤ１には目標
波長よりも短波長側にずれた光が、他方のフォトダイオ
ードＰＤ２には長波長側にずれた光が入射する。この各
フォトダイオードＰＤ１，ＰＤ２の光電流は、以下に示
す信号処理回路に供給されてレーザダイオード１の温度
制御に供される。
隣接する２つのフォトダイオードＰＤ１，ＰＤ２によっ
て構成されており、各入射面の境界は、目標とする発振
波長の光が検出される位置にくるように位置調整されて
いる。従って、一方のフォトダイオードＰＤ１には目標
波長よりも短波長側にずれた光が、他方のフォトダイオ
ードＰＤ２には長波長側にずれた光が入射する。この各
フォトダイオードＰＤ１，ＰＤ２の光電流は、以下に示
す信号処理回路に供給されてレーザダイオード１の温度
制御に供される。
【００１０】図２は本発明実施例の信号処理回路の構成
を示すブロック図である。フォトダイオードＰＤ１およ
びＰＤ２の光電流はそれぞれアンプ１１および１２に入
力されて電圧信号に変換された後、それぞれアンプ１３
に入力され、このアンプ１３によってレーザダイオード
１の発振波長が長波長側にずれているか短波長側にずれ
ているかの信号に変換される。
を示すブロック図である。フォトダイオードＰＤ１およ
びＰＤ２の光電流はそれぞれアンプ１１および１２に入
力されて電圧信号に変換された後、それぞれアンプ１３
に入力され、このアンプ１３によってレーザダイオード
１の発振波長が長波長側にずれているか短波長側にずれ
ているかの信号に変換される。
【００１１】すなわち、レーザダイオード１の発振波長
が長波長側にずれている場合には、フォトダイオードＰ
Ｄ２の光電流がフォトダイオードＰＤ１の光電流よりも
大となり、従ってアンプ１３の正入力が負入力よりも大
きくなり、アンプ１３からは正の電圧信号が出力され
る。レーザダイオード１の発振波長が短波長側にずれた
場合には、その逆にアンプ１３からは負の電圧信号が出
力される。また、この発振波長が目標波長と一致してい
る場合には２つのフォトダイオードＰＤ１，ＰＤ２の光
電流出力は一致し（あるいは双方とも０となり）、アン
プ１３の出力は０となる。
が長波長側にずれている場合には、フォトダイオードＰ
Ｄ２の光電流がフォトダイオードＰＤ１の光電流よりも
大となり、従ってアンプ１３の正入力が負入力よりも大
きくなり、アンプ１３からは正の電圧信号が出力され
る。レーザダイオード１の発振波長が短波長側にずれた
場合には、その逆にアンプ１３からは負の電圧信号が出
力される。また、この発振波長が目標波長と一致してい
る場合には２つのフォトダイオードＰＤ１，ＰＤ２の光
電流出力は一致し（あるいは双方とも０となり）、アン
プ１３の出力は０となる。
【００１２】このアンプ１３の出力は、温度設定器１４
からの通常の温度設定信号に加算された後、温度調節回
路１５に温度設定信号として供給される。温度調節回路
１５では、このようにして供給された温度設定信号に従
って、レーザダイオード温調用ペルチェ素子１６に流れ
る電流をコントロールするように構成されている。以上
の構成により、レーザダイオード１の発振波長が目標波
長に対してずれた場合に、そのずれた向きに応じて温度
調節回路１５における設定温度が自動的に変化する。具
体的には、発振波長が長波長側にずれた場合には設定温
度を下げるような信号が、短波長側にずれた場合には設
定温度を上げるような信号が自動的に供給される。これ
により、レーザダイオード１の出力パワーの変化をはじ
めとする駆動条件等の変化や、特性の経時変化に自動的
に追随してレーザダイオード１の温度が調整され、その
発振波長が常に一定に保たれる。
からの通常の温度設定信号に加算された後、温度調節回
路１５に温度設定信号として供給される。温度調節回路
１５では、このようにして供給された温度設定信号に従
って、レーザダイオード温調用ペルチェ素子１６に流れ
る電流をコントロールするように構成されている。以上
の構成により、レーザダイオード１の発振波長が目標波
長に対してずれた場合に、そのずれた向きに応じて温度
調節回路１５における設定温度が自動的に変化する。具
体的には、発振波長が長波長側にずれた場合には設定温
度を下げるような信号が、短波長側にずれた場合には設
定温度を上げるような信号が自動的に供給される。これ
により、レーザダイオード１の出力パワーの変化をはじ
めとする駆動条件等の変化や、特性の経時変化に自動的
に追随してレーザダイオード１の温度が調整され、その
発振波長が常に一定に保たれる。
【００１３】ここで、２チャンネルフォトダイオード８
の２つのフォトダイオードＰＤ１およびＰＤ２の各受光
面を、分光器（上記例では反射型グレーティング７）の
波長分散方向に充分に長くして、発振波長の目標波長に
対するずれ量の検出範囲を広くしておけば、使用するレ
ーザダイオード１の波長・温度・出力の関係を事前に調
査する必要が全くなくなる。
の２つのフォトダイオードＰＤ１およびＰＤ２の各受光
面を、分光器（上記例では反射型グレーティング７）の
波長分散方向に充分に長くして、発振波長の目標波長に
対するずれ量の検出範囲を広くしておけば、使用するレ
ーザダイオード１の波長・温度・出力の関係を事前に調
査する必要が全くなくなる。
【００１４】また、多数のレーザダイオードを励起光源
として用いるタイプのＬＤ励起固体レーザに本発明を適
用して、個々のレーザダイオードの波長を本発明の方式
によって合致させるように構成することができる。この
場合には、複数個のレーザダイオードの発振波長の選択
をラフにしても動作時点で自動的に一定の波長に制御さ
れることになり、安定した固体レーザとなり得る。
として用いるタイプのＬＤ励起固体レーザに本発明を適
用して、個々のレーザダイオードの波長を本発明の方式
によって合致させるように構成することができる。この
場合には、複数個のレーザダイオードの発振波長の選択
をラフにしても動作時点で自動的に一定の波長に制御さ
れることになり、安定した固体レーザとなり得る。
【００１５】
【発明の効果】 以上説明したように、本発明によれ
ば、固体レーザ励起用のレーザダイオードの出力光の一
部を取り出して分光し、その分光されたレーザダイオー
ド光を２チャンネルフォトダイオードに導くことによ
り、レーザダイオードの発振波長が目標波長に対して長
波長側または短波長側にずれ、あるいは一致しているこ
とを検出し、その検出結果に基づいてレーザダイオード
の温度調整回路の設定温度を自動的に変化させるから、
レーザダイオードの出力パワーの変化をはじめとする駆
動条件が変化しても、あるいは特性が経時的に変化した
としても、それに追随して温度が自動的に変化し、レー
ザダイオードの発振波長は常に一定に保たれる。
ば、固体レーザ励起用のレーザダイオードの出力光の一
部を取り出して分光し、その分光されたレーザダイオー
ド光を２チャンネルフォトダイオードに導くことによ
り、レーザダイオードの発振波長が目標波長に対して長
波長側または短波長側にずれ、あるいは一致しているこ
とを検出し、その検出結果に基づいてレーザダイオード
の温度調整回路の設定温度を自動的に変化させるから、
レーザダイオードの出力パワーの変化をはじめとする駆
動条件が変化しても、あるいは特性が経時的に変化した
としても、それに追随して温度が自動的に変化し、レー
ザダイオードの発振波長は常に一定に保たれる。
【００１６】その結果、固体レーザ出力が安定するばか
りでなく、従来のように励起用レーザダイオードの波長
・出力・温度の関係を事前に調査することなく、また、
微妙に設定温度を調整しなおすことなく、随時に出力パ
ワーを変化させることが可能となった。
りでなく、従来のように励起用レーザダイオードの波長
・出力・温度の関係を事前に調査することなく、また、
微妙に設定温度を調整しなおすことなく、随時に出力パ
ワーを変化させることが可能となった。
【図１】 本発明実施例の光学系の構成図
【図２】 本発明実施例の信号処理回路の構成を示すブ
ロック図
ロック図
１・・・・レーザダイオード ２・・・・コリメートレンズ ３・・・・フォーカシングレンズ ４・・・・Ｎｄ：ＹＡＧ結晶 ５・・・・ミラー ６・・・・ビームスプリッタ ７・・・・反射型グレーティング ８・・・・２チャンネルフォトダイオード ＰＤ１，ＰＤ２・・・・フォトダイオード １１，１２，１３・・・・アンプ １４・・・・温度設定器 １５・・・・温度調節回路 １６・・・・レーザダイオード温調用ペルチェ素子
Claims (1)
- 【請求項１】 レーザダイオードからの出力光により固
体レーザ媒質を励起するレーザにおいて、上記レーザダ
イオードの出力光の一部を取り出して分光する分光器
と、その分光された光を２チャンネルの受光素子に入射
して、上記レーザダイオードの発振波長があらかじめ設
定された波長に対して短い、長い、または一致している
かを検出する検出回路と、その検出結果に基づいて上記
レーザダイオードの温度をフィードバック制御する制御
回路を備えたことを特徴とするＬＤ励起固体レーザ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25103891A JPH0590672A (ja) | 1991-09-30 | 1991-09-30 | Ｌｄ励起固体レーザ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25103891A JPH0590672A (ja) | 1991-09-30 | 1991-09-30 | Ｌｄ励起固体レーザ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0590672A true JPH0590672A (ja) | 1993-04-09 |
Family
ID=17216694
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25103891A Pending JPH0590672A (ja) | 1991-09-30 | 1991-09-30 | Ｌｄ励起固体レーザ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0590672A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0926789A3 (en) * | 1997-12-24 | 1999-09-08 | Nortel Networks Corporation | A laser module allowing simultaneous wavelength and power control |
| US6567455B1 (en) | 1998-11-19 | 2003-05-20 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Semiconductor laser-excited solid laser |
| JP2010541017A (ja) * | 2007-10-04 | 2010-12-24 | ユニヴァーシティ オブ ワシントン | 走査ファイバ装置における歪みの低減 |
| CN115685023A (zh) * | 2022-10-20 | 2023-02-03 | 上海科技大学 | 小型化原子磁力仪激光源控制方法与系统 |
-
1991
- 1991-09-30 JP JP25103891A patent/JPH0590672A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0926789A3 (en) * | 1997-12-24 | 1999-09-08 | Nortel Networks Corporation | A laser module allowing simultaneous wavelength and power control |
| US6101200A (en) * | 1997-12-24 | 2000-08-08 | Nortel Networks Corporation | Laser module allowing simultaneous wavelength and power control |
| US6567455B1 (en) | 1998-11-19 | 2003-05-20 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Semiconductor laser-excited solid laser |
| JP2010541017A (ja) * | 2007-10-04 | 2010-12-24 | ユニヴァーシティ オブ ワシントン | 走査ファイバ装置における歪みの低減 |
| CN115685023A (zh) * | 2022-10-20 | 2023-02-03 | 上海科技大学 | 小型化原子磁力仪激光源控制方法与系统 |
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