发明名称 雷射装置
摘要 于MOPA构成之雷射装置中,例如藉由具备高增益高能量之Q开关雷射振荡器,从而在从振荡段之Q开关(13a、13b)开始闸导通到脉冲雷射光(18)开始成长为止之时间τz比放大段之Q开关(13c、13d、lie)之下降时间τf短时,藉由进行控制以使振荡段之Q开关(13a、13b)之闸导通时序比放大段之Q开关(13c、13d、13e)之闸导通时序延迟预定时间,而可维持抑制在放大段产生之自然放大光(17)引起之增益下降,且可防止在放大段之Q开关(13c、13d、13e)之脉冲雷射光(18)之损失。由此,可得到高效率且高能量之脉冲雷射光。
申请公布号 TWI269504 申请公布日期 2006.12.21
申请号 TW094117008 申请日期 2005.05.25
申请人 三菱电机股份有限公司 发明人 田中英一;小岛哲夫
分类号 H01S3/127(2006.01) 主分类号 H01S3/127(2006.01)
代理机构 代理人 洪武雄 台北市中正区博爱路35号9楼;陈昭诚 台北市中正区博爱路35号9楼
主权项 1.一种雷射装置,系具备:雷射振荡器,于共振器内具备第1Q开关,使该Q开关闸导通/闸关闭之动作从而输出脉冲雷射光;单数或复数个放大器,用于将从前述雷射振荡器输出之脉冲雷射光予以放大,并沿该脉冲雷射光之光轴配置;第2Q开关,配置于前述振荡器与前述放大器之间或前述放大器间之至少一个位置;以及调整手段,用于调整前述第1及第2Q开关之闸导通时序,以使前述第2Q开关开始闸导通比前述第1Q开关开始闸导通早预定时间。2.一种雷射装置,系具备:雷射振荡器,于共振器内具备第1Q开关,使该Q开关闸导通/闸关闭从而输出脉冲雷射光;单数或复数个放大器,用于将从前述雷射振荡器输出之脉冲雷射光予以放大,并沿该脉冲雷射光之光轴配置;第2Q开关,配置于前述振荡器与前述放大器之间或前述放大器间之至少一个位置;以及调整手段,用于调整前述第1及第2Q开关之闸导通时序,以使在前述第2Q开关之下降时间比在前述第1Q开关开始闸导通之后到从前述雷射振荡器开始输出脉冲雷射光之时间长时,使前述第2Q开关开始闸导通比前述第1Q开关开始闸导通早预定时间。3.如申请专利范围第1或2项中任一项之雷射装置,其中,在第2Q开关之下降时间设为f,从第1Q开关开始闸导通到由前述雷射振荡器开始输出脉冲雷射光为止之时间设为z时,将前述预定时间设定在f-z以上。4.如申请专利范围第1或2项之雷射装置,其中,前述第1及第2Q开关系由音响光学(Acoustic/Optic:A/O)元件构成。5.如申请专利范围第1或2项之雷射装置,其中,前述调整手段系为将指示第2Q开关之闸导通之控制信号比指示第1Q开关之闸导通之控制信号早预定时间输出之Q开关控制部。6.如申请专利范围第4项之雷射装置,其中,前述调整手段配置各Q开关,以使前述第1Q开关之A/O元件之振荡子与穿透A/O元件内之脉冲雷射光之光轴间之距离比第2Q开关之A/O元件之振荡子与穿透A/O元件内之脉冲雷射光之光轴间之距离长预定距离。7.如申请专利范围第6项之雷射装置,其中,在将第2Q开关之下降时间设为f,从第1Q开关开始闸导通到由前述雷射振荡器开始输出脉冲雷射光为止之时间设为z,及将A/O元件内之音速设为V时,前述预定距离设定在(f-z)V以上。8.如申请专利范围第6项之雷射装置,其中,前述调整手段系藉由使A/O元件向与A/O元件中之音波传送方向大致为相同之方向平行移动之位置调整手段而调整各Q开关之配置。9.如申请专利范围第4项之雷射装置,其中,前述雷射振荡器之共振器每一次往返之增益为2.8以上,每一A/O元件之绕射效率在30%以上。10.如申请专利范围第1或2项之雷射装置,其中,前述第2Q开关系在来自前述雷射振荡器输出的脉冲雷射光结束后马上开始闸关闭。11.如申请专利范围第1或2项之雷射装置,其中,前述雷射振荡器系透过激励棒型固体雷射介质而振荡者;并具备二个以上的前述放大器;前述第2Q开关仅配置于最终段之放大器与其前一个放大器之间。12.一种雷射装置之控制方法,系于具备雷射振荡器与单数或复数个放大器之雷射装置中,系具备:使设置于雷射振荡器之共振器内之第1Q开关闸导通/闸关闭从而输出脉冲雷射光之步骤;以及在配置于前述振荡器与前述放大器之间或前述放大器间之至少一个位置之第2Q开关之下降时间比从前述第1Q开关开始闸导通到由前述雷射振荡器开始输出脉冲雷射光为止之时间长时,使前述第2Q开关比前述第1Q开关闸导通早预定时间闸导通之步骤。13.如申请专利范围第12项之雷射装置之控制方法,其中,在将第2Q开关之下降时间设为f,从第1Q开关开始闸导通到由前述雷射振荡器开始输出脉冲雷射光为止之时间设为z时,将前述预定时间设定在f-z以上。图式简单说明:第1图系显示本发明第1实施形态之雷射装置之构成图。第2图系显示控制本发明第1实施形态之雷射装置的Q开关之动作的信号之时间变化之图式。第3图系显示本发明第1实施形态之具备高增益雷射振荡器之雷射装置之振荡段之共振器损失、雷射增益、从振荡段输出之脉冲雷射波形、及放大段之Q开关损失之时间变化之图式。第4图系显示本发明第1实施形态之雷射装置之其他构成图。第5图系显示本发明第1实施形态之雷射装置之其他构成图。第6图系显示本发明第1实施形态之具备低增益雷射振荡器之雷射装置之振荡段之共振器损失、雷射增益、从振荡段输出之脉冲雷射波形、及放大段之Q开关损失之时间变化之图式。第7图系显示本发明第2实施形态之雷射装置之振荡段之共振器损失、雷射增益、从振荡段输出之脉冲雷射波形、及放大段之Q开关损失之时间变化之图式。第8图为本发明第3实施形态之雷射装置之Q开关之构成图。第9图(a)及(b)系说明本发明第3实施形态之雷射装置之Q开关之动作之图式。第10图系显示本发明第3实施形态之雷射装置之振荡段之共振器损失及放大段之Q开关损失之时间变化之图式。第11图系显示本发明第4实施形态之雷射装置之构成图。第12图(a)及(b)系显示本发明第4实施形态之雷射装置之雷射光及自然放大光之光束轮廓之图式。第13图系显示习知具备低增益雷射振荡器之雷射装置之振荡段之共振器损失、雷射增益、从振荡段输出之脉冲雷射波形、及放大段之Q开关损失之时间变化之图式。第14图系显示习知具备高增益雷射振荡器之雷射装置之振荡段之共振器损失、雷射增益、从振荡段输出之脉冲雷射波形、及放大段之Q开关损失之时间变化之图式。第15图系显示于习知具备高增益雷射振荡器之雷射装置中,放大段之Q开关之下降时间假定为0时之振荡段之共振器损失、雷射增益、从振荡段输出之脉冲雷射波形、及放大段之Q开关损失之时间变化之图式。
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