JP2001339115A - Laser device - Google Patents

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a laser device which can stabilize a laser output even when CW-oscillated seed light and pulse-oscillated pumping light are used in injection synchronization. SOLUTION: A computer 70 finds the mean value of quantities of light in portions of a plurality of pulsed laser beams on the basis of a signal indicating a quantity of light transmitted from a photodiode 60 so as to correspond to the plurality of pulsed laser beams which are pulse-oscillated from an 'Nd: YLF' laser 51. A cavity length L is controlled (i.e., an applied voltage to a piezoelement 80) in such a way that standing waves by the seed light are formed across ring resonators on the basis of the found means value.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【０００１】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、注入同期型のレー
ザ装置に関し、特に狭帯域化されたレーザ光を安定して
レーザ発振するレーザ装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an injection-locked laser device, and more particularly, to a laser device that stably oscillates a narrow band laser beam.

【０００２】[0002]

【従来の技術】従来の注入同期型のレーザ装置には、励
起源からのレーザ光（ポンピング光）によって増幅用の
レーザ媒質たとえば固体結晶をポンピング（励起）する
と共に、この励起された光と、シード光発生手段からの
シード光とを同期させることにより、当該シード光を、
光共振器中で共振させることで増幅して出力するように
したものがある。2. Description of the Related Art In a conventional injection-locked laser apparatus, a laser medium for amplification, for example, a solid crystal is pumped (excited) by a laser light (pumping light) from an excitation source. By synchronizing the seed light from the seed light generating means,
There is a type in which the signal is amplified and output by resonating in an optical resonator.

【０００３】この種の装置としては、「Injection-seed
ed titanium-doped-sapphire laser, OPTICS LETTERA /
Vol,16,No1 / januaty 1, 1991」（以下、文献とい
う。）に記載されたものが知られている。[0003] As this type of apparatus, there is an "Injection-seed".
ed titanium-doped-sapphire laser, OPTICS LETTERA /
Vol.16, No1 / januaty 1, 1991 "(hereinafter referred to as literature).

【０００４】上記文献のものでは、シード光として連続
（以下、Continuous Wave＝ＣＷという。）発振される
レーザ光を用いるようにし、増幅用のレーザ媒質をポン
ピング（励起）するポンピング光としてパルス発振され
るレーザ光を用いるようにしている。In the above document, a laser beam which is continuously oscillated (hereinafter referred to as CW) is used as a seed beam, and a pulse oscillation is performed as a pumping beam for pumping (exciting) a laser medium for amplification. Laser light is used.

【０００５】また、上記文献のものでは、ミラーを透過
する光（漏れ光）をフォトダイオードで検出して、この
検出した光の光量に基づいて共振器長を調整することに
より、共振器から出力されるレーザ光の出力の安定化を
図っている。In the above document, light transmitted through a mirror (leakage light) is detected by a photodiode, and the length of the resonator is adjusted based on the amount of the detected light. Stabilization of the output of the laser light to be performed.

【０００６】[0006]

【発明が解決しようとする課題】上述したように上記文
献では、パルス発振されたパルス光に対応してミラーを
透過する光をフォトダイオードで検出して、この検出し
た光の光量に基づいて共振器長を調整するようにしてい
る。As described above, according to the above document, light transmitted through a mirror is detected by a photodiode corresponding to pulsed pulsed light, and resonance is performed based on the detected light amount. The length of the vessel is adjusted.

【０００７】しかし、シード光をＣＷ発振させたときの
条件（シード光を発生するレーザの発振状態）、ポンピ
ング光をパルス発振させたときの条件（ポンピング光を
発生するレーザの発振状態）など、レーザ発振させる条
件を同一にしたとしても、フォトダイオードによって検
出される１パルス分の光量にバラツキが生じる。However, the conditions when the seed light is oscillated by CW (oscillation state of the laser that generates the seed light), the conditions when the pump light is oscillated by the pulse (the oscillation state of the laser that generates the pump light), etc. Even if the conditions for laser oscillation are the same, the light amount for one pulse detected by the photodiode varies.

【０００８】このようにレーザ発振させる条件を同一に
したとしてもバラツキが生じている１パルス分の光量を
基に共振器長を調整しても、当該共振器間には定在波が
形成されない場合がある。すなわち、レーザ出力は不安
定なものとなってしまう。As described above, even if the conditions for laser oscillation are the same, a standing wave is not formed between the resonators even if the length of the resonator is adjusted based on the light amount of one pulse in which the variation occurs. There are cases. That is, the laser output becomes unstable.

【０００９】また、高繰り返しの場合（ポンピング光と
してのパルス光を発振させるパルス発振周期が短い場
合）には、フォトダイオードによる光の検出や、この検
出された光の光量に基づいた共振器長の調整などレーザ
出力を安定化するための制御ループの応答時間を非常に
短くする必要があり、これは技術的に困難である。In the case of high repetition (when the pulse oscillation cycle for oscillating the pulse light as the pump light is short), the light is detected by the photodiode, and the cavity length based on the detected light amount is used. It is necessary to make the response time of the control loop for stabilizing the laser output such as adjustment of the output very short, which is technically difficult.

【００１０】これらの問題を解決するには、パルス発振
された複数のパルスに対応してフォトダイオードによっ
て検出された光の光量の平均値を求め、この求めた光量
の平均値を基に共振器長を制御すれば良い。In order to solve these problems, an average value of the light amount of light detected by the photodiode corresponding to a plurality of pulsed pulses is determined, and a resonator is determined based on the average value of the determined light amount. You only need to control the length.

【００１１】すなわち、各パルスに対応して検出された
シード光の光量にバラツキが生じていたとしても、これ
らの光量の平均値に基づいて共振器長を制御すること
で、当該共振器間に定在波を形成させることができる。That is, even if the light amount of the seed light detected corresponding to each pulse varies, by controlling the resonator length based on the average value of these light amounts, the distance between the resonators is controlled. A standing wave can be formed.

【００１２】しかも、上述した高繰り返しの場合（パル
ス発振周期が短い場合）であっても、技術的に実現可能
な程度の上記制御ループの応答時間を確保できる所定時
間に対応してパルス発振された複数のパルスに対応して
検出されたシード光の光量を基に、共振器長を制御する
ことで、当該共振器間に定在波を形成させることができ
る。In addition, even in the case of the above-described high repetition (when the pulse oscillation period is short), the pulse oscillation is performed in accordance with the predetermined time which can secure the response time of the control loop as technically feasible. The standing wave can be formed between the resonators by controlling the resonator length based on the amount of seed light detected corresponding to the plurality of pulses.

【００１３】しかしながら、上記文献には、パルス発振
された複数のパルスに対応して検出されたシード光の光
量の平均値を求め、この求めた光量の平均値を基に共振
器長を制御する旨は記載されておらず、また示唆もされ
ていない。However, according to the above document, the average value of the light amount of the seed light detected corresponding to the plurality of pulsed pulses is obtained, and the cavity length is controlled based on the obtained average value of the light amount. Is not described or suggested.

【００１４】したがって、上記文献のものでは、ＣＷ発
振されるシード光とパルス発振されるポンピング光とを
用いるようにした注入同期においては、レーザ出力の安
定化を図ることができない。Therefore, in the above document, the laser output cannot be stabilized in the injection locking in which the CW oscillation seed light and the pulse oscillation pump light are used.

【００１５】そこで、本発明は、注入同期においてＣＷ
発振されるシード光とパルス発振されるポンピング光と
を用いる場合であっても、レーザ出力の安定化を図るこ
とができるレーザ装置を提供することを解決課題とす
る。Therefore, the present invention provides a CW in injection locking.
It is an object of the present invention to provide a laser device which can stabilize laser output even when using oscillated seed light and pulsed pumping light.

【００１６】[0016]

【課題を解決するための手段、作用および効果】上記解
決課題を達成するため、第１の発明では、複数のミラー
で構成された光共振器と、該光共振器外に配置されたシ
ード光を連続発振するシード光発生手段およびパルス光
を発振する励起源と、前記光共振器中に配置されたレー
ザ媒質とを有をするレーザ装置において、前記励起源か
ら発振されたパルス光が照射されることにより励起する
前記レーザ媒質からの励起光が前記シード光発生手段か
ら発振されたシード光と同期したときに、前記光共振器
中を進行する当該シード光であって、前記複数のミラー
のうち予め設定されたミラーを透過する光を検出する検
出手段と、前記励起源から発振された複数のパルスに対
応して前記検出手段によって検出された光の光量の平均
値を算出する算出手段と、前記算出手段によって算出さ
れた光量の平均値に基づいて、前記光共振器間に前記シ
ード光による定在波が形成されるように当該共振器長を
制御する制御手段とを具備したことを特徴とする。Means for Solving the Problems, Functions and Effects In order to achieve the above object, according to a first aspect of the present invention, there is provided an optical resonator including a plurality of mirrors, and a seed light disposed outside the optical resonator. In a laser device having a seed light generating means for continuously oscillating and a pumping source for oscillating pulsed light, and a laser medium disposed in the optical resonator, pulsed light oscillated from the pumping source is irradiated. When the excitation light from the laser medium to be excited is synchronized with the seed light oscillated from the seed light generation means, the seed light travels in the optical resonator, and the plurality of mirrors Detecting means for detecting light transmitted through a predetermined mirror, and calculating an average value of light amounts of light detected by the detecting means in response to a plurality of pulses oscillated from the excitation source. And a control means for controlling the resonator length such that a standing wave is formed between the optical resonators by the seed light based on the average value of the light amounts calculated by the calculation means. It is characterized by the following.

【００１７】また、第２の発明では、第１の発明におい
て、前記光共振器は、出力鏡を含む複数のミラーを有す
るリング共振器で構成されており、前記検出手段は、前
記出力鏡以外の予め設定されたミラーを透過した光を検
出すようにしたことを特徴とする。According to a second aspect of the present invention, in the first aspect, the optical resonator comprises a ring resonator having a plurality of mirrors including an output mirror, and the detecting means includes a portion other than the output mirror. Wherein the light transmitted through a preset mirror is detected.

【００１８】次に、第１及び第２の発明について、図１
乃至図３を参照して説明する。Next, the first and second inventions will be described with reference to FIG.
This will be described with reference to FIGS.

【００１９】図１において、レーザ装置１０では、３つ
のミラー１１、１２、１３とアウトプットカプラ２０
（出力鏡）とでリング共振器（光共振器）が構成されて
いる。このリング共振器においては、ミラー１１、１２
及びアウトプットカプラ２０は予め設定された位置に固
定されて配置され、一方、ミラー１３は、当該リング共
振器の共振器長Ｌが変更されるべく、移動可能に配置さ
れている。In FIG. 1, a laser device 10 has three mirrors 11, 12, and 13 and an output coupler 20.
(Output mirror) and a ring resonator (optical resonator). In this ring resonator, mirrors 11 and 12
The output coupler 20 is fixedly arranged at a preset position, while the mirror 13 is movably arranged so that the resonator length L of the ring resonator is changed.

【００２０】ミラー１１とアウトプットカプラ２０との
間に、レーザ媒質としてのチタンサファイア（Ｔ
ｉ^３＋：Ａｌ２Ｏ３）（以下、「Ｔｉ：Ｓ」という。）
３０が配置されている。Between the mirror 11 and the output coupler 20, titanium sapphire (T
i ³⁺ : Al 2 O 3) (hereinafter referred to as “Ti: S”)
30 are arranged.

【００２１】レーザダイオード（以下、ＬＤという。）
４１（シード光発生手段）からＣＷ発振されたシード光
は、アイソレータ４２を通過し、全反射ミラー４３で全
反射した後、上記リング共振器に入射され、このリング
共振器を構成するアウトプットカプラ２０を透過して、
「Ｔｉ：Ｓ」３０に入射（注入）される。Laser diode (hereinafter referred to as LD)
The seed light CW-oscillated from 41 (seed light generating means) passes through an isolator 42, is totally reflected by a total reflection mirror 43, is incident on the ring resonator, and is an output coupler constituting the ring resonator. Through 20
It is incident (injected) on “Ti: S” 30.

【００２２】励起源としてのネオジム活性イオン：セリ
ウム添加フッ化イットリウム・リチウム（以下、「Ｎ
ｄ：ＹＬＦ」という。）レーザ５１からパルス発振され
たパルスレーザ光は、全反射ミラー５２で全反射して、
レンズ５３およびミラー１１を透過し、さらに「Ｔｉ：
Ｓ」３０へ集光される。Neodymium active ion as excitation source: cerium-doped yttrium / lithium fluoride (hereinafter referred to as "N
d: YLF ". The pulse laser light pulse-oscillated from the laser 51 is totally reflected by the total reflection mirror 52,
The light passes through the lens 53 and the mirror 11 and further includes “Ti:
S "30.

【００２３】フォトダイオード６０は、ミラー１２（予
め設定されたミラー）を透過する光の出力（光量）を検
出し、この検出した結果（光量を示す信号）をパーソナ
ルコンピュータ等のコンピュータ７０へ送出する。The photodiode 60 detects the output (light amount) of light transmitted through the mirror 12 (a preset mirror), and sends out the detection result (signal indicating the light amount) to a computer 70 such as a personal computer. .

【００２４】コンピュータ７０（算出手段、制御手段）
は、フォトダイオード６０からの検出結果に基づいて、
ミラー１３に設置されたピエゾ素子（ＰＺＴ）８０への
印加電圧を制御する。Computer 70 (calculation means, control means)
Is based on the detection result from the photodiode 60,
The voltage applied to a piezo element (PZT) 80 provided on the mirror 13 is controlled.

【００２５】かかる構成のレーザ装置１０においては、
コンピュータ７０は、「Ｎｄ：ＹＬＦ」レーザ５１（励
起源）によってパルス発振されたＮ（Ｎは２以上の整
数）パルス数のパルスに対応して、フォトダイオード６
０（検出手段）によって検出されたＮパルス分の光量の
平均を求める。In the laser device 10 having such a configuration,
The computer 70 responds to N (N is an integer equal to or greater than 2) pulse number of pulses oscillated by the “Nd: YLF” laser 51 (excitation source).
The average of the light amount for N pulses detected by 0 (detection means) is obtained.

【００２６】ここでは、光量の平均値は「Σ（受光量）
／Ｎ」を演算して得られた結果を用いるようにしてい
る。Here, the average value of the light amount is “Σ (light reception amount)
/ N "is used.

【００２７】なお、Ｎパルス数は、上述した高繰り返し
の場合（パルス発振周期が短い場合）であっても、技術
的に実現可能な程度の上記制御ループの応答時間を確保
できる所定時間に対応してパルス発振されるパルスの数
（値）に設定されている。The number of N pulses corresponds to a predetermined time which can secure a technically feasible response time of the control loop even in the case of the above-described high repetition (when the pulse oscillation period is short). It is set to the number (value) of pulses that are pulsed.

【００２８】コンピュータ７０は、図２に示すように、
上述したようにして得られる各印加電圧毎のフォトダイ
オード６０によって検出された光の光量とピエゾ素子８
０への印加電圧との関係をプロットした特性つまりプロ
ファイル（関数ｆ（Ｖ））を取得する（ステップＳ１
０）。The computer 70, as shown in FIG.
The amount of light detected by the photodiode 60 for each applied voltage obtained as described above and the piezo element 8
A characteristic in which the relationship with the applied voltage to 0 is plotted, that is, a profile (function f (V)) is obtained (step S1).
0).

【００２９】ここで、このプロファイルの一例を図３に
示す。図３において、縦軸は光量（受光量）を表し、横
軸は印加電圧を表している。このようなプロファイル１
００は、コンピュータ７０の図示しない記憶部Ｍ２（ワ
ークメモリ）に記憶される。FIG. 3 shows an example of this profile. In FIG. 3, the vertical axis represents the light amount (light reception amount), and the horizontal axis represents the applied voltage. Such a profile 1
00 is stored in a storage unit M2 (work memory) (not shown) of the computer 70.

【００３０】コンピュータ７０では、上記記憶部Ｍ２に
記憶したプロファイル１００を基に、最大の受光量に対
応する印加電圧がピエゾ素子８０へ印加されるように制
御し、この印加電圧をＶmaxと定義する（ステップＳ２
０）。The computer 70 controls the applied voltage corresponding to the maximum amount of received light to be applied to the piezo element 80 based on the profile 100 stored in the storage unit M2, and defines the applied voltage as Vmax. (Step S2
0).

【００３１】次に、コンピュータ７０は、その印加電圧
Ｖmaxが印加されたことによるピエゾ素子８０の伸縮に
伴ってミラー１３が移動した移動後の位置において、
「Ｎｄ：ＹＬＦ」レーザ５１によってパルス発振された
Ｎパルスに対応して、フォトダイオード６０によって検
出された光の光量を示す信号を取得すると共に、この取
得したＮパルス分の光量の平均を求めて（ステップＳ３
０）、リング共振器長制御処理を実行する（ステップＳ
４０）。Next, the computer 70 moves the mirror 13 at the position after the movement of the mirror 13 with the expansion and contraction of the piezo element 80 due to the application of the applied voltage Vmax.
A signal indicating the light amount of the light detected by the photodiode 60 is obtained corresponding to the N pulse oscillated by the "Nd: YLF" laser 51, and the average of the obtained light amount of the N pulse is obtained. (Step S3
0), a ring resonator length control process is executed (step S)
40).

【００３２】このリング共振器長制御処理が実行される
ことによって、リング共振器間にシード光による定在波
が形成されるように制御される。By executing the ring resonator length control process, control is performed so that a standing wave is formed between the ring resonators by the seed light.

【００３３】以上説明したように、第１及び第２の発明
によれば、パルス発振された複数のパルス光（ポンピン
グ光）に対応して検出されたシード光の光量の平均値を
求め、この求めた光量の平均値を基に共振器長を制御す
るようにしているので、前記各パルス光に対応して検出
されたシード光の光量にバラツキが生じていたとして
も、これらの光量の平均値に基づいて光共振器の共振器
長を制御することで、当該共振器間に定在波を形成させ
ることができる。As described above, according to the first and second aspects of the present invention, the average value of the amount of seed light detected corresponding to a plurality of pulsed light beams (pumping light) is obtained. Since the cavity length is controlled based on the average value of the obtained light amounts, even if the light amount of the seed light detected corresponding to each of the pulse lights varies, the average of these light amounts is obtained. By controlling the length of the optical resonator based on the value, a standing wave can be formed between the resonators.

【００３４】よって、ＣＷ発振のシード光と、パルス発
振のポンピング光とを用いるようにした注入同期型のレ
ーザ装置であっても、レーザ出力の安定化を図ることが
できる。Therefore, the laser output can be stabilized even in an injection-locked laser device using CW oscillation seed light and pulse oscillation pumping light.

【００３５】また、上記解決課題を達成するため、第３
の発明では、第１又は第２の発明において、前記検出手
段は、前記励起源から発振されたパルス光が照射される
ことにより励起する前記レーザ媒質からの励起光のう
ち、前記シード光発生手段から発振されたシード光とは
同期しない状態のときに前記光共振器における当該シー
ド光の進行方向とは反対の方向に進行した光であって、
前記複数のミラーのうち予め設定されたミラーを透過す
る光を検出するようにしたことを特徴とする。Further, in order to achieve the above-mentioned solution, a third
According to the invention, in the first or second invention, the detection means includes the seed light generation means of the excitation light from the laser medium which is excited by being irradiated with the pulse light oscillated from the excitation source. The seed light oscillated from the light in a state in which the seed light is traveling in a direction opposite to the traveling direction of the seed light in the optical resonator when not synchronized,
Light transmitted through a preset mirror among the plurality of mirrors is detected.

【００３６】次に、第３の発明について、図１３を参照
して説明する。Next, the third invention will be described with reference to FIG.

【００３７】図１３に示すレーザ装置５００では、ＬＤ
４１（シード光発生手段）からのシード光によるインジ
ェクションが掛からない状態において、後述する理由に
より励起した「Ｔｉ：Ｓ」３０（レーザ媒質）からの光
であって、ミラー１２（予め設定されたミラー）を透過
した光（漏れ光）の光量を検出し、この検出結果を基に
レーザ出力の安定化を図るようにしている。In the laser device 500 shown in FIG.
In the state where the injection by the seed light from 41 (seed light generating means) is not applied, the light from the “Ti: S” 30 (laser medium) excited for the reason described later, ) Is detected, and the laser output is stabilized based on the detection result.

【００３８】すなわち、インジェクションが掛からず、
「Ｎｄ：ＹＬＦ」レーザ５１（励起源）から発振された
ポンピング光（パルスレーザ光）によって「Ｔｉ：Ｓ」
３０をポンピング（励起）したのみでは、「Ｔｉ：Ｓ」
３０で光励起された光は、当該「Ｔｉ：Ｓ」３０の結晶
の両側から発振する。つまり、「Ｔｉ：Ｓ」３０から
は、ミラー１１へ向かって進む光と、アウトプットカプ
ラ２０へ向かって進む光とが発生する。That is, no injection is applied,
“Ti: S” by pumping light (pulsed laser light) oscillated from “Nd: YLF” laser 51 (excitation source)
Only by pumping (exciting) 30, "Ti: S"
The light photo-excited at 30 oscillates from both sides of the crystal of “Ti: S” 30. That is, from “Ti: S” 30, light traveling toward the mirror 11 and light traveling toward the output coupler 20 are generated.

【００３９】アウトプットカプラ２０へ向かって進む光
は、図１３中符号、、・・・、で示される順で、
点線で示される方向に当該リング共振器中を進行する。
なお、図１３において、実線はＬＤ４１（シード光発生
手段）からＣＷ発振されたシード光の進行方向を示して
いる。The light traveling toward the output coupler 20 is in the order shown by the symbols,...
It travels through the ring resonator in the direction indicated by the dotted line.
In FIG. 13, the solid line indicates the traveling direction of the seed light CW-oscillated from the LD 41 (seed light generating means).

【００４０】そこで、この第３の発明においては、イン
ジェクションが掛からない状態において、「Ｔｉ：Ｓ」
３０で発振した発振光であって、アウトプットカプラ２
０、ミラー１３を介してミラー１２に入射した光のう
ち、ミラー１２を透過した光（漏れ光）をフォトダイオ
ード６０で検出し、この検出結果を基にレーザ出力の安
定化を図るようにしている。Therefore, in the third aspect of the present invention, in the state where injection is not performed, “Ti: S”
30 is an oscillating light oscillated by the output coupler 2
0, out of the light incident on the mirror 12 via the mirror 13, the light transmitted through the mirror 12 (leakage light) is detected by the photodiode 60, and the laser output is stabilized based on the detection result. I have.

【００４１】以上説明したように、第４の発明によれ
ば、ＣＷ発振のシード光と、パルス発振のポンピング光
とを用いるようにした注入同期型のレーザ装置であって
も、レーザ出力の安定化を図ることができる。As described above, according to the fourth aspect, even if the injection-locked laser device uses the CW oscillation seed light and the pulse oscillation pumping light, the laser output can be stabilized. Can be achieved.

【００４２】また、上記解決課題を達成するため、第４
の発明では、第１の発明において、前記光共振器から共
振器外へ出力された光を所望の波長の光に波長変換する
波長変換手段を、更に具備した、ことを特徴とする。Further, in order to achieve the above-mentioned solution,
According to the invention of the first aspect, in the first aspect, a wavelength conversion means for wavelength-converting the light output from the optical resonator to the outside of the resonator into light having a desired wavelength is further provided.

【００４３】次に、第４の発明について説明する。Next, the fourth invention will be described.

【００４４】この第４の発明に係るレーザ装置では、図
１のレーザ装置１０の構成において、アウトプットカプ
ラ２０から出力されたレーザ光を波長変換する図示しな
い波長変換手段と、波長分散機能を有するプリズムとを
追加した構成になっている。In the laser device according to the fourth aspect of the invention, in the configuration of the laser device 10 shown in FIG. 1, a wavelength conversion means (not shown) for converting the wavelength of the laser light output from the output coupler 20 and a wavelength dispersion function are provided. It is configured to add a prism.

【００４５】この場合、アウトプットカプラ２０から出
力され、出力が安定化されているレーザ光（増幅された
シード光＝基本波光）は、波長変換手段によって所望の
波長の光（所望の高次の高調波光）に波長変換される。
この波長変換手段による波長変換によって得られる基本
波光および高次高調波光がプリズムに入射した場合に
は、これらの光はプリズムによって波長分散される。そ
して、プリズムによって波長分散された所望の波長の光
は、目的とする光源として用いられる。In this case, the laser light (amplified seed light = fundamental light) output from the output coupler 20 and whose output is stabilized is converted into light of a desired wavelength (desired higher-order light) by the wavelength conversion means. The wavelength is converted to harmonic light.
When the fundamental wave light and the higher harmonic light obtained by the wavelength conversion by the wavelength conversion means enter the prism, these lights are wavelength-dispersed by the prism. Then, light of a desired wavelength, which is wavelength-dispersed by the prism, is used as a target light source.

【００４６】以上説明したように、第４の発明によれ
ば、ＣＷ発振されるシード光とパルス発振されるポンピ
ング光とを用いる注入同期方式において、レーザ光（増
幅されたシード光）つまりレーザ出力が安定しているレ
ーザ光を所望の波長の光に波長変換するようにしている
ので、レーザ出力の安定化及び波長変換効率の高効率化
を図ることができる。As described above, according to the fourth aspect of the invention, in the injection locking system using the CW oscillated seed light and the pulsed oscillating pump light, the laser light (amplified seed light), that is, the laser output Since the laser light whose wavelength is stable is converted into light having a desired wavelength, the laser output can be stabilized and the wavelength conversion efficiency can be increased.

【００４７】さらに、上記解決課題を達成するため、第
５の発明では、複数のミラーで構成された光共振器と、
該光共振器外に配置されたシード光を連続発振するシー
ド光発生手段およびパルス光を発振する励起源と、前記
光共振器中に配置されたレーザ媒質とを有し、前記パル
ス光が照射されることにより励起した前記レーザ媒質か
らの励起光が前記シード光と同期したときに、当該シー
ド光を前記光共振器中を進行させ増幅させるようにした
レーザ装置において、前記光共振器から共振器外へ出力
されたレーザ光を所望の高調波光に波長変換すると共
に、当該基本波光および高次の高調波光を出力する波長
変換手段と、前記波長変換手段から出力された基本波光
および高次の高調波光を波長分散する波長分散手段と、
前記波長分散手段によって波長分散された複数の光のう
ち、予め設定された波長の光を検出する検出手段と、前
記励起源から発振された複数のパルスに対応して前記検
出手段によって検出された光の光量の平均値を算出する
算出手段と、前記算出手段によって算出された光量の平
均値に基づいて、前記光共振器間に前記シード光による
定在波が形成されるように当該共振器長を制御する制御
手段とを具備したことを特徴とする。Further, in order to achieve the above object, the fifth invention provides an optical resonator comprising a plurality of mirrors,
A seed light generating means for continuously oscillating seed light and an excitation source for oscillating pulse light disposed outside the optical resonator, and a laser medium disposed in the optical resonator; When the excitation light from the laser medium excited by the laser light is synchronized with the seed light, the seed light travels through the optical resonator and is amplified. A wavelength converter that converts the wavelength of the laser light output outside the device into a desired harmonic light, and outputs the fundamental light and higher-order harmonic light; and a fundamental light and a higher-order light that are output from the wavelength converter. Wavelength dispersion means for wavelength-dispersing the harmonic light,
Among the plurality of lights wavelength-dispersed by the wavelength dispersing means, a detecting means for detecting light having a preset wavelength, and the plurality of lights detected by the detecting means corresponding to a plurality of pulses oscillated from the excitation source. Calculating means for calculating an average value of the light amount of light, and the resonator such that a standing wave by the seed light is formed between the optical resonators based on the average value of the light amount calculated by the calculating means. Control means for controlling the length.

【００４８】次に、第５の発明について図１６を参照し
て説明する。Next, the fifth invention will be described with reference to FIG.

【００４９】図１６に示すように、波長変換部７２０
（波長変換手段）は、非線形光学素子としての、リチウ
ム・トリボレート（ＬｉＢ３Ｏ＝ＬＢＯ）７２１および
β−バリウム・ボレート（β−ＢａＢ２０４＝ＢＢＯ）
７２２、７２３から構成されており、全反射ミラー７１
０を介して入射した光を波長変換して出力する。As shown in FIG. 16, the wavelength converter 720
(Wavelength conversion means) includes lithium triborate (LiB3O = LBO) 721 and β-barium borate (β-BaB204 = BBO) as nonlinear optical elements.
722, 723, and the total reflection mirror 71
The wavelength of the light that has entered through 0 is converted and output.

【００５０】ここでは、アウトプットカプラ２０から出
力されたレーザ光（波長７７２ｎｍの基本波光）ωを、
第２高調波光２ωおよび第３高調波光３ωに変換し、最
終的に、第４高調波光４ω（波長１９３ｎｍ）に変換す
るようにしている。Here, the laser light (fundamental wave light having a wavelength of 772 nm) ω output from the output coupler 20 is
The light is converted into the second harmonic light 2ω and the third harmonic light 3ω, and finally into the fourth harmonic light 4ω (wavelength 193 nm).

【００５１】プリズム７３０（波長分散手段）は、波長
変換部７２０から出力された基本波光、第２〜第４高調
波光を波長分散する。The prism 730 (wavelength dispersion means) wavelength-disperses the fundamental light and the second to fourth harmonic lights output from the wavelength converter 720.

【００５２】フォトダイオード６０（検出手段）は、プ
リズム７３０によって波長分散された光のうち、特定の
波長の光を検出するように設定されており、この検出し
た結果（光量を示す信号）をコンピュータ７０に送出す
る。The photodiode 60 (detection means) is set so as to detect light of a specific wavelength out of the light wavelength-dispersed by the prism 730. The detection result (a signal indicating the amount of light) is transmitted to a computer. 70.

【００５３】次に、コンピュータ７０（算出手段、制御
手段）は、「Ｎｄ：ＹＬＦ」レーザ５１によってパルス
発振されたＮパルスに対応して、フォトダイオード６０
によって検出された光の光量を示す信号を取得すると共
に、この取得したＮパルス分の光量の平均を求めて、リ
ング共振器長制御処理を実行する。Next, the computer 70 (calculation means, control means) responds to the N pulse oscillated by the "Nd: YLF"
A signal indicating the light amount of the light detected is obtained, and the average of the obtained light amounts for N pulses is obtained to execute the ring resonator length control processing.

【００５４】このリング共振器長制御処理が実行される
ことによって、リング共振器間にシード光による定在波
が形成されるように制御される。By executing the ring resonator length control processing, control is performed such that a standing wave is formed between the ring resonators by the seed light.

【００５５】この第５の発明に係るレーザ装置７００で
は、プリズム７３０から出射される基本波光および第２
〜第４高調波光のうち、最終的に用いる第４高調波光以
外の光のうちの特定の光、ここでは第２又は第３高調波
光を、フォトダイオード６０によって検出し、この検出
結果に応じてピエゾ素子８０への印加電圧を制御するよ
うにしている。In the laser device 700 according to the fifth aspect, the fundamental light emitted from the prism 730 and the second
Of the fourth harmonic light, specific light, here the second or third harmonic light, other than the finally used fourth harmonic light, is detected by the photodiode 60, and according to the detection result, The voltage applied to the piezo element 80 is controlled.

【００５６】この場合、第２又は第３高調波光の光量が
最大のときは基本波光の光量も最大になっている。よっ
て第２又は第３高調波光の光量が最大のときは、リング
共振器の共振器長Ｌは、所望の波長（７７２ｎｍ）の整
数倍の距離に設定されていることになる。In this case, when the light quantity of the second or third harmonic light is maximum, the light quantity of the fundamental light is also maximum. Therefore, when the amount of the second or third harmonic light is maximum, the resonator length L of the ring resonator is set to a distance that is an integral multiple of the desired wavelength (772 nm).

【００５７】以上説明したように、第５の発明によれ
ば、ＣＷ発振されるシード光とパルス発振されるポンピ
ング光とを用いる注入同期方式において、レーザ光（増
幅されたシード光）を所望の波長の光に波長変換すると
共に、波長変換された光の光量を基に光共振器の共振器
長を制御するようにしているので、レーザ出力の安定化
及び波長変換効率の高効率化を図ることができる。As described above, according to the fifth aspect, in the injection locking system using the CW-oscillated seed light and the pulse-oscillated pumping light, the laser light (amplified seed light) is converted into a desired light. The wavelength is converted to light of the wavelength, and the resonator length of the optical resonator is controlled based on the light amount of the converted light, thereby stabilizing the laser output and increasing the wavelength conversion efficiency. be able to.

【００５８】[0058]

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を添付図面を
参照して説明する。Embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

【００５９】図１は、本実施形態に係るレーザ装置１０
の構成を示す構成図である。FIG. 1 shows a laser device 10 according to this embodiment.
FIG. 2 is a configuration diagram showing the configuration of FIG.

【００６０】レーザ装置１０では、３つのミラー１１、
１２、１３とアウトプットカプラ２０とでリング共振器
が構成されている。このリング共振器においては、ミラ
ー１１、１２及びアウトプットカプラ２０は予め設定さ
れた位置に固定されて配置され、一方、ミラー１３は、
当該リング共振器の共振器長Ｌが変更されるべく、移動
可能に配置されている。In the laser device 10, three mirrors 11,
A ring resonator is formed by the output couplers 12 and 13 and the output coupler 20. In this ring resonator, the mirrors 11 and 12 and the output coupler 20 are fixedly arranged at predetermined positions, while the mirror 13 is
The ring resonator is movably arranged to change the resonator length L.

【００６１】ミラー１１とアウトプットカプラ２０との
間に、レーザ媒質としての「Ｔｉ：Ｓ」（Ｔｉ^３＋：Ａ
ｌ２Ｏ３）３０が配置されている。Between the mirror 11 and the output coupler 20, “Ti: S” (Ti ³⁺ : A) as a laser medium
l2O3) 30 are arranged.

【００６２】ＬＤ（レーザダイオード）４１からＣＷ発
振されたシード光は、アイソレータ４２を通過し、全反
射ミラー４３で全反射した後、上記リング共振器に入射
され、このリング共振器を構成するアウトプットカプラ
２０を透過して、「Ｔｉ：Ｓ」３０に入射（注入）され
る。The seed light CW-oscillated from an LD (laser diode) 41 passes through an isolator 42, is totally reflected by a total reflection mirror 43, is incident on the ring resonator, and is output from the ring resonator. The light passes through the photocoupler 20 and is incident (injected) on “Ti: S” 30.

【００６３】励起源としての「Ｎｄ：ＹＬＦ」（ネオジ
ム活性イオン：セリウム添加フッ化イットリウム・リチ
ウム）レーザ５１からパルス発振されたパルスレーザ光
は、全反射ミラー５２で全反射して、レンズ５３および
ミラー１１を透過し、さらに「Ｔｉ：Ｓ」３０へ集光さ
れる。A pulse laser beam oscillated from an “Nd: YLF” (neodymium active ion: cerium-doped yttrium fluoride / lithium) laser 51 as an excitation source is totally reflected by a total reflection mirror 52, and the lens 53 The light passes through the mirror 11 and is further focused on “Ti: S” 30.

【００６４】フォトダイオード６０は、ミラー１２を透
過する光の出力（光量）を検出し、この検出した結果
（光量を示す信号）をパーソナルコンピュータ等のコン
ピュータ７０へ送出する。The photodiode 60 detects the output (light amount) of the light transmitted through the mirror 12 and sends out the detection result (signal indicating the light amount) to a computer 70 such as a personal computer.

【００６５】コンピュータ７０は、フォトダイオード６
０からの検出結果に基づいて、ミラー１３に設置された
ピエゾ素子（ＰＺＴ）８０への印加電圧を制御する。The computer 70 includes the photodiode 6
Based on the detection result from 0, the voltage applied to the piezo element (PZT) 80 installed on the mirror 13 is controlled.

【００６６】また、コンピュータ７０は、後述する処理
手順を示すプログラムを記憶する図示しない記憶部Ｍ１
と、データ処理する際に必要となる図示しない記憶部Ｍ
２（ワークメモリ）とを備えている。The computer 70 has a storage unit M1 (not shown) for storing a program indicating a processing procedure described later.
And a storage unit M (not shown) required for data processing.
2 (work memory).

【００６７】次に、かかる構成のレーザ装置１０のレー
ザ発振動作について説明する。Next, the laser oscillation operation of the laser device 10 having such a configuration will be described.

【００６８】まず、コンピュータ７０の制御によって所
定の印加電圧がピエゾ素子８０に印加されると、この印
加電圧が印加されたことによるピエゾ素子８０の伸縮に
伴ってミラー１３が移動する。これにより、所定の共振
器長Ｌを有するリング共振器が形成される。First, when a predetermined applied voltage is applied to the piezo element 80 under the control of the computer 70, the mirror 13 moves with the expansion and contraction of the piezo element 80 due to the application of the applied voltage. Thereby, a ring resonator having a predetermined resonator length L is formed.

【００６９】この状態において、「Ｎｄ：ＹＬＦ」レー
ザ５１からパルス発振されたパルスレーザ光は、全反射
ミラー５２で全反射して、レンズ５３およびミラー１１
を透過し、さらに「Ｔｉ：Ｓ」３０へ集光される。この
ように「Ｎｄ：ＹＬＦ」レーザ５１からのパルスレーザ
光が「Ｔｉ：Ｓ」３０に集光（照射）されると、「Ｔ
ｉ：Ｓ」３０は光励起して光を発生（発振）する。In this state, the pulsed laser light oscillated from the “Nd: YLF” laser 51 is totally reflected by the total reflection mirror 52, and the lens 53 and the mirror 11
And further condensed on “Ti: S” 30. When the pulse laser light from the “Nd: YLF” laser 51 is condensed (irradiated) on “Ti: S” 30 in this manner, “T:
The i: S "30 optically excites and generates (oscillates) light.

【００７０】一方、ＬＤ４１からＣＷ発振されたシード
光は、アイソレータ４２を通過し、全反射ミラー４３で
全反射し、さらにアウトプットカプラ２０を透過して、
「Ｔｉ：Ｓ」３０に入射（注入）される。On the other hand, the seed light CW-oscillated from the LD 41 passes through the isolator 42, is totally reflected by the total reflection mirror 43, and further passes through the output coupler 20.
It is incident (injected) on “Ti: S” 30.

【００７１】このようにして注入されたシード光と「Ｔ
ｉ：Ｓ」３０から発振された光とが同期すると、当該光
励起された光がＬＤ４１からのシード光の進行方向と同
一方向に進行するので、当該シード光は、リング共振器
中を進行（共振）して増幅され、さらにアウトプットカ
プラ２０から出力される。The seed light thus injected and “T
When the light oscillated from the i: S "30 synchronizes, the light excited by the light travels in the same direction as the traveling direction of the seed light from the LD 41, so that the seed light travels through the ring resonator (resonance). ) And amplified, and output from the output coupler 20.

【００７２】ここで、増幅されながらリング共振器中を
進行するシード光がミラー１２に入射した場合には、そ
の一部の光はミラー１２を透過する。この透過した光の
光量をフォトダイオード６０によって検出し、この検出
した光量を示す信号をコンピュータ７０へ送出する。Here, when the seed light, which is amplified and proceeds in the ring resonator, enters the mirror 12, a part of the light passes through the mirror 12. The light amount of the transmitted light is detected by the photodiode 60, and a signal indicating the detected light amount is sent to the computer 70.

【００７３】コンピュータ７０では、「Ｎｄ：ＹＬＦ」
レーザ５１からのパルス発振された複数のパルスレーザ
光に対応してフォトダイオード６０から送信されてくる
光量を示す信号を基に、当該複数パルス分の光量の平均
値を求めると共に、この求めた平均値に基づいてリング
共振器間にシード光による定在波が形成されるように当
該共振器長Ｌを制御（つまりピエゾ素子８０への印加電
圧）を制御する。In the computer 70, "Nd: YLF"
On the basis of a signal indicating the amount of light transmitted from the photodiode 60 in response to the plurality of pulsed laser beams pulsed from the laser 51, an average value of the amount of light for the plurality of pulses is obtained, and the obtained average is calculated. Based on the value, the resonator length L is controlled (that is, the voltage applied to the piezo element 80) so that a standing wave due to the seed light is formed between the ring resonators.

【００７４】このようにリング共振器間に定在波が形成
されるようにするということは、アウトプットカプラ２
０から共振器外へ出力されるレーザ光の出力を安定にす
るということを意味している。In order to form a standing wave between the ring resonators as described above, the output coupler 2
This means that the output of laser light output from 0 to the outside of the resonator is stabilized.

【００７５】次に、コンピュータ７０によるレーザ出力
安定化処理について、その処理手順を示す図２を参照し
て説明する。Next, the laser output stabilization processing by the computer 70 will be described with reference to FIG.

【００７６】コンピュータ７０は、ピエゾ素子８０への
印加電圧を所定の電圧毎（１ステップ分の電圧変化量Δ
Ｖ毎）に変化させた状態での（つまり印加電圧はＶ1か
らＶn変化）、当該各印加電圧が印加されたことによる
ピエゾ素子８０の伸縮に伴って移動するミラー１３の移
動後の位置において、「Ｎｄ：ＹＬＦ」レーザ５１によ
ってパルス発振されたＮ（Ｎは２以上の整数）パルス数
のパルスに対応して、フォトダイオード６０によって検
出されたＮパルス分の光量の平均を求める。The computer 70 changes the voltage applied to the piezo element 80 for each predetermined voltage (the voltage variation Δ
(In other words, the applied voltage changes from V1 to Vn) at the position after the movement of the mirror 13 that moves with the expansion and contraction of the piezo element 80 due to the application of the applied voltage. An average of the light amount of N pulses detected by the photodiode 60 is obtained in correspondence with N (N is an integer of 2 or more) pulses of pulses oscillated by the “Nd: YLF” laser 51.

【００７７】ここでは、光量の平均値は「Σ（受光量）
／Ｎ」を演算して得られた結果を用いるようにしてい
る。Here, the average value of the light amount is “Σ (received light amount)
/ N "is used.

【００７８】また、予め設定されたゲインＧとフォトダ
イオード６０により検出された光量とを乗算し、この乗
算値のＮパルス分の平均、つまり「Σ｛Ｇ＊受光量｝／
Ｎ」を演算して得られた結果を用いるようにしても良
い。この場合には、信号量変化への感度を向上させるこ
とができる。Further, a predetermined gain G is multiplied by the amount of light detected by the photodiode 60, and the average of the multiplied value for N pulses, that is, “{G * received light amount} /
The result obtained by calculating “N” may be used. In this case, the sensitivity to a change in the signal amount can be improved.

【００７９】なお、この実施形態においては、Ｎパルス
数は、上述した高繰り返しの場合（パルス発振周期が短
い場合）であっても、技術的に実現可能な程度の上記制
御ループの応答時間を確保できる所定時間に対応してパ
ルス発振されるパルスの数（値）に設定されている。In this embodiment, the number of N pulses is set such that the response time of the control loop, which is technically feasible, is set even in the case of the above-described high repetition rate (when the pulse oscillation cycle is short). The number (value) of the pulse oscillated corresponding to the predetermined time that can be secured is set.

【００８０】さて、コンピュータ７０は、上述したよう
にして得られる各印加電圧毎のフォトダイオード６０に
よって検出された光の光量とピエゾ素子８０への印加電
圧との関係をプロットした特性つまりプロファイル（関
数ｆ（Ｖ））を取得する（ステップＳ１０）。The computer 70 plots the characteristic, ie, the profile (function) plotting the relationship between the amount of light detected by the photodiode 60 and the voltage applied to the piezo element 80 for each applied voltage obtained as described above. f (V)) (step S10).

【００８１】ここで、このプロファイルの一例を図３に
示す。図３において、縦軸は光量（受光量）を表し、横
軸は印加電圧を表している。このようなプロファイル１
００は、コンピュータ７０の図示しない記憶部Ｍ２（ワ
ークメモリ）に記憶される。FIG. 3 shows an example of this profile. In FIG. 3, the vertical axis represents the light amount (light reception amount), and the horizontal axis represents the applied voltage. Such a profile 1
00 is stored in a storage unit M2 (work memory) (not shown) of the computer 70.

【００８２】コンピュータ７０では、上記記憶部Ｍ２に
記憶したプロファイル１００を基に、最大の受光量に対
応する印加電圧がピエゾ素子８０へ印加されるように制
御し、この印加電圧をＶmaxと定義する（ステップＳ２
０）。The computer 70 controls the applied voltage corresponding to the maximum amount of received light to be applied to the piezo element 80 based on the profile 100 stored in the storage unit M2, and defines the applied voltage as Vmax. (Step S2
0).

【００８３】次に、コンピュータ７０は、その印加電圧
Ｖmaxが印加されたことによるピエゾ素子８０の伸縮に
伴ってミラー１３が移動した移動後の位置において、
「Ｎｄ：ＹＬＦ」レーザ５１によってパルス発振された
Ｎパルスに対応して、フォトダイオード６０によって検
出された光の光量を示す信号を取得すると共に、この取
得したＮパルス分の光量の平均を求めて（ステップＳ３
０）、後述するリング共振器長制御処理を実行する（ス
テップＳ４０）。Next, the computer 70 moves the mirror 13 at the position after the movement of the mirror 13 with the expansion and contraction of the piezo element 80 due to the application of the applied voltage Vmax.
A signal indicating the light amount of the light detected by the photodiode 60 is obtained corresponding to the N pulse oscillated by the "Nd: YLF" laser 51, and the average of the obtained light amount of the N pulse is obtained. (Step S3
0), a ring resonator length control process described later is executed (step S40).

【００８４】ところで、ステップＳ３０の処理までで、
最大の受光量に対応した印加電圧がピエゾ素子８０に印
加されているので、リング共振器の共振器長Ｌは、所望
の波長の整数倍の距離に設定されていることになる。こ
のことは、当該リング共振器間には定在波が形成されて
いることになり、狭帯域化されたシングルモードのレー
ザ光がレーザ発振することを意味している。By the way, up to the processing of step S30,
Since the applied voltage corresponding to the maximum amount of received light is applied to the piezo element 80, the resonator length L of the ring resonator is set to a distance that is an integral multiple of the desired wavelength. This means that a standing wave is formed between the ring resonators, and that a single-mode laser beam having a narrow band oscillates.

【００８５】しかしながら、レーザ装置１０におけるリ
ング共振器間においては、所望の波長の整数倍の距離と
なるように（つまり定在波が形成されるように）当該共
振器長Ｌを設定したとしても、下記の理由により当該共
振器長Ｌは変化する。However, between the ring resonators in the laser device 10, even if the resonator length L is set so as to be a distance of an integral multiple of a desired wavelength (that is, a standing wave is formed). The resonator length L changes for the following reasons.

【００８６】すなわち、リング共振器間においては、定
在波が形成されるべく共振器長Ｌが設定されたとして
も、レーザ装置１０の稼働（レーザ発振動作の時間的経
過）に伴って、当該リング共振器間の空気および「Ｔ
ｉ：Ｓ」３０が、発振されたレーザ光の一部を吸収する
ことにより温度的変化（温度上昇）を生じ、この温度的
変化に起因して当該共振器間の空気および「Ｔｉ：Ｓ」
３０の屈折率が変化して、光路長（つまり共振器長Ｌ）
も変化する。また、ミラー等のマウントされた土台の熱
膨張による上記共振器長Ｌの変化も有る。That is, even if the resonator length L is set between the ring resonators so that a standing wave is formed, the length is set as the laser device 10 operates (the time elapses in the laser oscillation operation). The air between the ring resonators and "T
The i: S "30 absorbs a part of the oscillated laser light to cause a temperature change (temperature rise), and due to the temperature change, air between the resonator and" Ti: S "
The refractive index of the optical path 30 changes and the optical path length (that is, the resonator length L)
Also changes. There is also a change in the resonator length L due to thermal expansion of a base such as a mirror mounted.

【００８７】このように定在波が形成されるべく共振器
長Ｌが変化するということは、シングルモードからマル
チモードへ移行し、レーザ光出力の光量が低下すること
を意味している。The change in the resonator length L to form a standing wave as described above means that the mode shifts from the single mode to the multi mode, and the amount of laser light output decreases.

【００８８】そこで、このようにして変化する共振器長
Ｌを所望の波長の整数倍の距離に補正するための制御が
必要になってくるので、本実施形態では、上記ステップ
Ｓ４０のリング共振器長制御処理を実行するようにして
いる。Therefore, it is necessary to perform control for correcting the changing resonator length L to an integer multiple of the desired wavelength. In this embodiment, the ring resonator in step S40 is used. The length control process is executed.

【００８９】次に、コンピュータ７０によるリング共振
器長制御処理について、その処理手順を示す図４を参照
して説明する。Next, the ring resonator length control processing by the computer 70 will be described with reference to FIG.

【００９０】コンピュータ７０は、上記ステップＳ３０
（図２参照）で求めた受光量を前回の受光量Ｉ0と定義
し（ステップＳ１０１）、ピエゾ素子８０への印加電圧
を「＋１ステップ分」変化させる（ステップＳ１０
２）。そして、当該印加電圧（「＋１ステップ分」変化
させた印加電圧）が印加されたピエゾ素子８０の伸縮に
伴って移動したミラー１２の移動後の位置において、
「Ｎｄ：ＹＬＦ」レーザ５１によってパルス発振された
Ｎパルスに対応して、フォトダイオード６０によって検
出された光量を取得すると共に、この取得したＮパルス
分の光量（受光量）の平均を求め（ステップＳ１０
３）、さらに、求めた受光量を今回の受光量Ｉと定義す
る（ステップＳ１０４）。The computer 70 executes the processing in step S30
The received light amount obtained in (see FIG. 2) is defined as the previous received light amount I0 (step S101), and the voltage applied to the piezo element 80 is changed by "+1 step" (step S10).
2). Then, at the position after the movement of the mirror 12 that moves with the expansion and contraction of the piezo element 80 to which the applied voltage (the applied voltage changed by “+1 step”) is applied,
The amount of light detected by the photodiode 60 is acquired corresponding to the N pulses pulsated by the “Nd: YLF” laser 51, and the average of the amount of light (received light) for the acquired N pulses is obtained (step). S10
3) Further, the obtained light reception amount is defined as the current light reception amount I (step S104).

【００９１】なお、「＋１ステップ分」変化させた印加
電圧とは、現在の電圧値Ｖに予め設定された電圧変化量
（電圧値）ΔＶを加算した電圧値の印加電圧をいう。こ
れに対し、後述する「−１ステップ分」変化させた印加
電圧とは、現在の電圧値Ｖからに上記電圧変化量（電圧
値）ΔＶを減算した電圧値の印加電圧をいう。The applied voltage changed by "+1 step" means an applied voltage of a voltage value obtained by adding a preset voltage change amount (voltage value) ΔV to the current voltage value V. On the other hand, the applied voltage changed by “−1 step” described later refers to an applied voltage of a voltage value obtained by subtracting the voltage change amount (voltage value) ΔV from the current voltage value V.

【００９２】さて、コンピュータ７０は、上記ステップ
Ｓ１０１での前回の受光量Ｉ0とステップＳ１０４での
今回の受光量Ｉとを比較して、今回の受光量Ｉが減少し
ているか否か（つまり「Ｉ＜Ｉ0」の関係が成立するか
否か）を判断する（ステップＳ１０５）。The computer 70 compares the previous received light amount I0 in step S101 with the current received light amount I in step S104, and determines whether or not the current received light amount I is decreasing (that is, " It is determined whether or not the relationship of I <I0 holds (step S105).

【００９３】ステップＳ１０５において、今回の受光量
が減少している場合（「Ｉ＜Ｉ0」の関係が成立する場
合）は、ピエゾ素子８０への印加電圧が元に戻される。
つまり、印加電圧は、現在の電圧値Ｖから電圧値ΔＶ分
減算される（ステップＳ１０６）。In step S105, when the amount of received light this time is decreasing (when the relationship of "I <I0" is satisfied), the voltage applied to the piezo element 80 is returned to the original value.
That is, the applied voltage is subtracted from the current voltage value V by the voltage value ΔV (step S106).

【００９４】ステップＳ１０５において今回の受光量は
減少していないと判断した場合（「Ｉ≧Ｉ0」の場
合）、上記ステップＳ１０６を終了した場合、コンピュ
ータ７０は、ステップＳ１０３で求めた受光量を前回の
受光量Ｉ0と定義して（ステップＳ１０７）、ピエゾ素
子８０への印加電圧を「−１ステップ分」変化させる
（ステップＳ１０８）。そして、当該印加電圧（「−１
ステップ分」変化させた印加電圧）が印加されたピエゾ
素子８０の伸縮に伴って移動したミラー１２の移動後の
位置において、「Ｎｄ：ＹＬＦ」レーザ５１によってパ
ルス発振されたＮパルスに対応して、フォトダイオード
６０によって検出された光量を取得すると共に、この取
得したＮパルス分の光量（受光量）の平均を求める（ス
テップＳ１０９）。If it is determined in step S105 that the amount of received light has not decreased this time (if "I.gtoreq.I0"), and if step S106 has been completed, the computer 70 determines the amount of received light obtained in step S103 in the previous time. (Step S107), and the voltage applied to the piezo element 80 is changed by "-1 step" (step S108). Then, the applied voltage (“−1”
At the position after the movement of the mirror 12 which moves with the expansion and contraction of the piezo element 80 to which the “stepped” applied voltage has been changed), the “Nd: YLF” laser 51 corresponds to the N pulse oscillated by the laser 51. Then, the light amount detected by the photodiode 60 is acquired, and the average of the acquired light amounts (light reception amounts) for N pulses is obtained (step S109).

【００９５】次に、コンピュータ７０は、ステップＳ１
０９で求めた受光量を今回の受光量Ｉと定義し（ステッ
プＳ１１０）、この今回の受光量ＩとステップＳ１０７
での前回の受光量Ｉ0とを比較して、今回の受光量Ｉが
減少しているか否か（つまり「Ｉ＜Ｉ0」の関係が成立
するか否か）を判断する（ステップＳ１１１）。Next, the computer 70 executes step S1
The received light amount obtained in step 09 is defined as the present received light amount I (step S110).
Is compared with the previous received light amount I0 to determine whether or not the current received light amount I is decreasing (that is, whether or not the relationship of “I <I0” is satisfied) (step S111).

【００９６】ステップＳ１１１において、今回の受光量
が減少している場合（「Ｉ＜Ｉ0」の関係が成立する場
合）は、ピエゾ素子８０への印加電圧が元に戻される。
つまり、印加電圧は、現在の電圧値Ｖから電圧値ΔＶ分
減算される（ステップＳ１１２）。In step S111, when the amount of light received this time is decreasing (when the relationship of "I <I0" is satisfied), the voltage applied to the piezo element 80 is returned to the original value.
That is, the applied voltage is subtracted from the current voltage value V by the voltage value ΔV (step S112).

【００９７】そして、ステップＳ１１１で今回の受光量
が減少していないと判断した場合（「Ｉ≧Ｉ0」の場
合）、上記ステップＳ１１２を終了した場合、コンピュ
ータ７０は、予め設定された一定期間を経過したか否か
を判断し（ステップＳ１１３）、一定期間を経過してい
ないと判断した場合には、上記ステップＳ１０１に戻
り、一方、一定期間を経過したと判断した場合は、リン
グ共振器長制御処理を終了する。If it is determined in step S111 that the received light amount this time has not decreased (in the case of “I ≧ I0”), when step S112 has been completed, the computer 70 sets a predetermined period of time. It is determined whether or not a predetermined period has elapsed (step S113). If it is determined that the predetermined period has not elapsed, the process returns to step S101. If it is determined that the predetermined period has elapsed, the ring resonator length is determined. The control processing ends.

【００９８】次に、上述したリング共振器長制御処理に
ついて、図５に示す具体例を用いて説明する。Next, the above-described ring resonator length control processing will be described with reference to a specific example shown in FIG.

【００９９】図５は、図３に示したプロファイル１００
がプロファイル２００に変化した状態の様子を示してい
る 今、リング共振器間の空気および「Ｔｉ：Ｓ」３０の屈
折率が温度変化に起因して変化し、またミラー等のマウ
ントされた土台が熱膨張し、この結果、光路長（つまり
共振器長Ｌ）が変化することにより、図６に示したプロ
ファイル１００（図３で示されるプロファイル１００と
同一）で示される特性が、図６に示すような特性２００
に変化するものと仮定する。なお、特性２００は、印加
電圧と受光量との関係を実際にプロットしたプロファイ
ル特性ではないので、コンピュータ７０は、特性２００
については知らない。FIG. 5 shows the profile 100 shown in FIG.
Shows a state in which the refractive index of the air between the ring resonators and the refractive index of the “Ti: S” 30 have changed due to a temperature change, and the mounted base such as a mirror has changed. Thermal expansion causes a change in the optical path length (that is, the resonator length L), so that the characteristic shown by the profile 100 shown in FIG. 6 (the same as the profile 100 shown in FIG. 3) is shown in FIG. Such characteristics 200
It is assumed that Note that the characteristic 200 is not a profile characteristic in which the relationship between the applied voltage and the amount of received light is actually plotted.
I do not know about.

【０１００】このようにプロファイル特性が大幅に変化
するということは、コンピュータ７０は、例えばレーザ
装置１０が稼働し、フォトダイオード６０により検出さ
れる光の光量がある程度大幅に変動する状態（シングル
モードが不安定な状態）、例えば初期状態において、上
記プロファイル１００を取得したことを意味する。As described above, the fact that the profile characteristic changes significantly means that the computer 70 operates in a state where, for example, the laser device 10 is operated, and the amount of light detected by the photodiode 60 fluctuates to some extent (in the single mode, (Unstable state), for example, means that the profile 100 is acquired in an initial state.

【０１０１】さて、コンピュータ７０は、上述したよう
にして求めたプロファイル１００を基に、最大の受光量
に対応する印加電圧Ｖmaxをピエゾ素子８０に印加した
後、「Ｎｄ：ＹＬＦ」レーザ５１によってパルス発振さ
れたＮパルスに対応して、フォトダイオード６０によっ
て検出された光の光量を取得し、これら取得したＮパル
ス分の光量の平均を求める。ここでは、この受光量の平
均値をＩ0とする。The computer 70 applies an applied voltage Vmax corresponding to the maximum amount of received light to the piezo element 80 based on the profile 100 obtained as described above, and then applies a pulse by the "Nd: YLF" laser 51. The light amount of the light detected by the photodiode 60 is acquired corresponding to the oscillated N pulses, and the average of the acquired light amounts of the N pulses is obtained. Here, the average value of the received light amount is defined as I0.

【０１０２】そして、図４に示した処理手順を実行する
に際し、図５に示したようにプロファイル１００が特性
（プロファイル）２００に変化しているものとする。It is assumed that the profile 100 has changed to a characteristic (profile) 200 as shown in FIG. 5 when the processing procedure shown in FIG. 4 is executed.

【０１０３】コンピュータ７０によって、上記図４に示
した処理手順を実行することにより、図５に示す符号１
〜１７の順にピエゾ素子８０への印加電圧が状態遷移す
ると共に、各々遷移した状態の印加電圧に対応した共振
器長Ｌに応じた受光量が得られる。この例では、プロフ
ァイル２００において各受光量Ｉ１〜Ｉ５が得られるも
のとする。By executing the processing procedure shown in FIG. 4 by the computer 70, reference numeral 1 shown in FIG.
The states of the applied voltage to the piezo element 80 undergo a state transition in the order of ~ 17, and the received light amount corresponding to the resonator length L corresponding to the applied voltage in each of the transition states is obtained. In this example, it is assumed that the received light amounts I1 to I5 are obtained in the profile 200.

【０１０４】但し、「Ｉ２＜Ｉ３＜Ｉ１＜Ｉ４＞Ｉ５＜
Ｉ１＜Ｉ０」の関係が成立しているものとする。However, "I2 <I3 <I1 <I4> I5 <
It is assumed that the relationship of I1 <I0 holds.

【０１０５】また、プロファイル１００において、最大
の受光量Ｉmaxに対応する印加電圧Ｖmaxは、光量Ｉ0に
対応する印加電圧とする。In the profile 100, the applied voltage Vmax corresponding to the maximum amount of received light Imax is the applied voltage corresponding to the amount of light I0.

【０１０６】なお、図５において、点線矢印は印加電圧
が戻される状態を示し、実線矢印は印加電圧が「＋１ス
テップ分」または「−１ステップ分」変化される状態を
示している。In FIG. 5, a dotted arrow indicates a state in which the applied voltage is returned, and a solid arrow indicates a state in which the applied voltage is changed by "+1 step" or "-1 step".

【０１０７】ここで、上記図４に示した処理手順におけ
るステップＳ１０２、Ｓ１０３、Ｓ１０６、Ｓ１０８、
Ｓ１０９、Ｓ１１２と、上述した符号１〜１７で示され
る印加電圧の状態遷移と、各々の遷移した状態の印加電
圧での受光量との関係を図６に示す。図６においては、
第２行目から第７行目へと順に、上記各ステップでの処
理が施されることが示されている。Here, steps S102, S103, S106, S108 in the processing procedure shown in FIG.
FIG. 6 shows the relationship between S109 and S112, the state transition of the applied voltage indicated by the reference numerals 1 to 17, and the amount of received light at the applied voltage in each of the transition states. In FIG.
It is shown that the processing in each of the above steps is performed in order from the second line to the seventh line.

【０１０８】そして、第７行目での図５に示した処理手
順のステップＳ１０２つまり符号１７で示される状態遷
移での印加電圧がピエゾ素子３４に印加された場合は、
ステップＳ１０３では受光量はＩ５となる。よってＩ５
＜Ｉ１の関係が成立し（図５参照）、今回の受光量が減
少していることになり、これ以降は、上記符号１２〜符
号１７で示される状態遷移が繰り返されることになる。Then, when the applied voltage at the state transition indicated by reference numeral 17 in step S102 of the processing procedure shown in FIG. 5 on the seventh row is applied to the piezo element 34,
In step S103, the received light amount becomes I5. Therefore I5
<I1 is established (see FIG. 5), and the amount of received light is reduced this time. Thereafter, the state transitions indicated by reference numerals 12 to 17 are repeated.

【０１０９】次にコンピュータ７０による他のリング共
振器長制御処理について、その処理手順を示す図７を参
照して説明する。Next, another ring resonator length control processing by the computer 70 will be described with reference to FIG. 7 showing the processing procedure.

【０１１０】コンピュータ７０は、上記ステップ３０
（図２参照）で求めた受光量Ｉmaxを前回の受光量Ｉ0と
定義する（ステップＳ２０１）。The computer 70 executes the processing in step 30 described above.
The received light amount Imax obtained in (see FIG. 2) is defined as the previous received light amount I0 (step S201).

【０１１１】なお、この場合、図２に示した処理手順に
おいては、上記ステップＳ２０では、求めた印加電圧は
Ｖmaxと定義され、上記ステップＳ３０では、求めた受
光量はＩmax＝関数ｆ（Ｖmax）と定義される。In this case, in the processing procedure shown in FIG. 2, in step S20, the obtained applied voltage is defined as Vmax, and in step S30, the obtained light receiving amount is Imax = function f (Vmax). Is defined as

【０１１２】次に、コンピュータ７０は、フォトダイオ
ード６０への印加電圧Ｖを１ステップ分の電圧変化量Δ
Ｖだけ変化（ΔＶ＝＋ΔＶ）させ（ステップＳ２０
２）、この印加電圧Ｖが印加された状態のピエゾ素子８
０の伸縮に伴ってミラー１３が移動した移動後の位置に
おいて、「Ｎｄ：ＹＬＦ」レーザ５１によってパルス発
振されたＮパルスに対応して、フォトダイオード６０に
よって検出された光の光量を示す信号を取得すると共
に、これら取得したＮパルス分の光量（受光量）の平均
を求め（ステップＳ２０３）、さらに求めた受光量つま
り関数ｆ（Ｖ＋ΔＶ）を今回の受光量Ｉと定義する（ス
テップＳ２０４）。Next, the computer 70 changes the voltage V applied to the photodiode 60 by one step voltage change Δ
V (ΔV = + ΔV) (Step S20)
2), the piezo element 8 with the applied voltage V applied
At the position after the movement of the mirror 13 due to the expansion and contraction of 0, a signal indicating the light amount of the light detected by the photodiode 60 corresponding to the N pulse oscillated by the “Nd: YLF” laser 51 is output. At the same time, the average of the obtained light amounts (light reception amounts) for N pulses is obtained (step S203), and the obtained light reception amount, that is, the function f (V + ΔV) is defined as the current light reception amount I (step S204).

【０１１３】次いで、コンピュータ７０は、上記ステッ
プＳ２０１での前回の受光量Ｉ0とステップＳ２０４で
の今回の受光量Ｉとを比較して、今回の受光量Ｉが増加
しているか否か（つまり「Ｉ＞Ｉ0」の関係が成立する
か否か）を判断し（ステップＳ２０５）、この判断の結
果、増加していない場合（Ｉ≦Ｉ0）には、電圧変化量
を増減するための「ステップの符号」を変更する（ステ
ップＳ２０６）。Next, the computer 70 compares the previous received light amount I0 in step S201 with the current received light amount I in step S204, and determines whether or not the current received light amount I is increasing (that is, " It is determined whether or not the relation of “I> I0” is satisfied (step S205). If the result of this determination is that the voltage has not increased (I ≦ I0), “step of step” for increasing or decreasing the voltage change amount is performed. "Sign" (step S206).

【０１１４】なお、ステップＳ２０６において、変更前
の電圧変化量ΔＶの符号が、「＋」のときは「−」に変
更され、一方、「−」のときは「＋」に変更される。In step S206, the sign of the voltage change amount ΔV before the change is changed to “−” when “+”, and is changed to “+” when it is “−”.

【０１１５】さらに、ステップＳ２０６を終了した場
合、ステップＳ２０５において今回の受光量が増加して
いると判断した場合（Ｉ＞Ｉ0）、コンピュータ７０
は、予め設定された一定期間を経過したか否かを判断し
（ステップＳ２０７）、一定期間を経過していないと判
断した場合には、上記ステップＳ２０１に戻り、一方、
一定期間を経過したと判断した場合は、リング共振器長
制御処理を終了する。Further, when step S206 is completed, and when it is determined in step S205 that the amount of received light this time is increasing (I> I0), the computer 70
Determines whether a predetermined period of time has elapsed (step S207). If it is determined that the predetermined period has not elapsed, the process returns to step S201.
If it is determined that the certain period has elapsed, the ring resonator length control processing ends.

【０１１６】次に、上述したリング共振器長制御処理に
ついて具体例を用いて説明する。Next, the above-described ring resonator length control processing will be described using a specific example.

【０１１７】ここでは、コンピュータ７０は、レーザ装
置１０が稼働した時点から所定期間を経過し、フォトダ
イオード６０により検出される光の光量が多少変動する
程度の状態（シングルモードが安定な状態）において、
図３に示したプロファイル１００を取得したものとす
る。なお、説明の都合上このプロファイル１００と同一
のものを図８に示し、この同図８を参照して具体的な処
理について説明する。Here, the computer 70 operates in a state in which a predetermined period has elapsed from the time when the laser device 10 started to operate, and the amount of light detected by the photodiode 60 fluctuates slightly (a state in which the single mode is stable). ,
It is assumed that the profile 100 shown in FIG. 3 has been acquired. For the sake of explanation, the same profile 100 is shown in FIG. 8, and specific processing will be described with reference to FIG.

【０１１８】コンピュータ７０によって、上記図７に示
した処理手順を実行することにより、図８に示す符号１
〜４の順にピエゾ素子８０への印加電圧が状態遷移する
と共に、各々遷移した状態の印加電圧に対応する共振器
長Ｌに応じた受光量が得られる。この例では、各受光量
Ｉ0〜Ｉ2が得られる。但し、「Ｉ0＜Ｉ1＞Ｉ2 」の関係
が成立しているものとする。By executing the processing procedure shown in FIG. 7 by the computer 70, reference numeral 1 shown in FIG.
The state of the applied voltage to the piezo element 80 changes in the order of 4, and the amount of received light corresponding to the resonator length L corresponding to the applied voltage in each of the changed states is obtained. In this example, the received light amounts I0 to I2 are obtained. However, it is assumed that the relationship of "I0 <I1>I2" is established.

【０１１９】また、最大の受光量Ｉmaxに対応する印加
電圧Ｖmaxは、ステップ分の電圧変化量ΔＶを考慮した
場合には、光量Ｉ0またはＩ1に対応する印加電圧となる
が、ここでは、光量Ｉ0に対応する印加電圧とする。さ
らに、図８中の符号１〜４で示される矢印は印加電圧の
状態遷移を示している。The applied voltage Vmax corresponding to the maximum received light amount Imax is the applied voltage corresponding to the light amount I0 or I1 when the voltage change amount ΔV for the step is taken into consideration. To be applied voltage. Further, arrows indicated by reference numerals 1 to 4 in FIG. 8 indicate state transitions of the applied voltage.

【０１２０】ここで、上記図７に示した処理手順におけ
るステップＳ２０２、Ｓ２０４〜Ｓ２０６までの各ステ
ップと、上述した符号１〜４で示される状態遷移と、各
々の遷移した状態の印加電圧での受光量（平均値）と、
１ステップ分の電圧変化量ΔＶの符号との関係を図９に
示す。Here, the steps S202 and S204 to S206 in the processing procedure shown in FIG. 7, the state transitions indicated by the above-mentioned reference numerals 1 to 4, and the applied voltage of each transitioned state are applied. Received light amount (average value)
FIG. 9 shows the relationship between the voltage change amount ΔV for one step and the sign.

【０１２１】図９においては、第２行目から第５行目へ
と順に、上記各ステップでの処理が施されることが示さ
れている。そして、第５行目での図７に示した処理手順
のステップＳ２０６が実施された後は、光量が安定つま
りプロファイル特性が同一であると仮定した場合には、
上記符号１〜４で示される状態遷移が繰り返されること
になる。FIG. 9 shows that the processing in each of the above steps is performed in order from the second row to the fifth row. After step S206 of the processing procedure shown in FIG. 7 in the fifth row is performed, if it is assumed that the light amount is stable, that is, the profile characteristics are the same,
The state transitions indicated by the reference numerals 1 to 4 are repeated.

【０１２２】なお、上述したように本実施形態におい
て、ミラー１２またはミラー１３を透過した光（漏れ
光）を検出するようにしているのは、アウトプットカプ
ラ２０からリング共振器外へレーザ光（増幅されたシー
ド光）を出力しながら、上述したようなレーザ出力安定
化処理によってレーザ出力の安定化を図ることができる
からである。As described above, in this embodiment, the light (leakage light) transmitted through the mirror 12 or the mirror 13 is detected because the laser light (leak light) is output from the output coupler 20 to the outside of the ring resonator. This is because the laser output stabilization processing as described above can stabilize the laser output while outputting the amplified seed light).

【０１２３】次に、上述した第１の実施形態の応用例に
ついて説明する。Next, an application example of the above-described first embodiment will be described.

【０１２４】この応用例のレーザ装置は、図１のレーザ
装置１０の構成において、アウトプットカプラ２０から
出力されたレーザ光を波長変換する図示しない波長変換
手段と、波長分散機能を有するプリズムとを追加した構
成になっている。The laser device of this application example is different from the configuration of the laser device 10 of FIG. 1 in that wavelength conversion means (not shown) for wavelength-converting the laser light output from the output coupler 20 and a prism having a wavelength dispersion function are provided. The configuration has been added.

【０１２５】この場合、アウトプットカプラ２０から出
力され、出力が安定化されているレーザ光（増幅された
シード光＝基本波光）は、波長変換手段によって所望の
波長の光（所望の高次の高調波光）に波長変換される。
この波長変換手段による波長変換によって得られる基本
波光および高次高調波光がプリズムに入射した場合に
は、これらの光はプリズムによって波長分散される。そ
して、プリズムによって波長分散された所望の波長の光
は目的とする光源として用いられる。In this case, the laser light (amplified seed light = fundamental wave light) which is output from the output coupler 20 and whose output is stabilized is converted into light of a desired wavelength (desired higher order light) by the wavelength converting means. The wavelength is converted to harmonic light.
When the fundamental light and the higher harmonic light obtained by the wavelength conversion by the wavelength conversion means enter the prism, these lights are wavelength-dispersed by the prism. Then, light of a desired wavelength dispersed by the prism is used as a target light source.

【０１２６】以上説明したように、第１の実施形態によ
れば、下記の作用効果を得ることができる。As described above, according to the first embodiment, the following functions and effects can be obtained.

【０１２７】（１）パルス発振された複数のパルス光
（ポンピング光）に対応して検出されたシード光の光量
の平均値を求め、この求めた光量の平均値を基に共振器
長を制御するようにしているので、前記各パルス光に対
応して検出されたシード光の光量にバラツキが生じてい
たとしても、これらの光量の平均値に基づいてリング共
振器長を制御することで、当該共振器間に定在波を形成
させることができる。(1) An average value of the light amounts of the seed light detected corresponding to the plurality of pulsed light beams (pumping light) is obtained, and the resonator length is controlled based on the obtained average value of the light amounts. Therefore, even if the light amount of the seed light detected corresponding to each of the pulse lights varies, by controlling the ring resonator length based on the average value of these light amounts, A standing wave can be formed between the resonators.

【０１２８】（２）しかも、上述した高繰り返しの場合
（パルス発振周期が短い場合）であっても、技術的に実
現可能な程度の上記制御ループの応答時間を確保できる
所定時間に対応してパルス発振された複数のパルス光に
対応して検出されたシード光の光量を基に、リング共振
器長を制御することで、当該共振器間に定在波を形成さ
せることができる。(2) In addition, even in the case of the above-described high repetition (when the pulse oscillation period is short), it corresponds to a predetermined time in which a response time of the control loop that can be technically realized is secured. The standing wave can be formed between the resonators by controlling the ring resonator length based on the amount of seed light detected corresponding to the plurality of pulsed light pulses.

【０１２９】（３）上記（１）及び（２）の利点から、
ＣＷ発振されるシード光とパルス発振されるポンピング
光とを用いるようにした注入同期型のレーザ装置であっ
ても、レーザ出力の安定化を図ることができる。(3) From the advantages of (1) and (2) above,
Even with an injection-locked laser device that uses seed light that is oscillated by CW and pumping light that is pulsed, the laser output can be stabilized.

【０１３０】（４）また、ＣＷ発振されるシード光とパ
ルス発振されるポンピング光とを用いるようにした注入
同期方式におけるＣＷ発振されたシード光は、定在波が
形成されるような共振器長が形成された状態のリング共
振器間を共振し増幅された後、共振器外へ出力される。
そして、このレーザ光（増幅されたシード光）つまりレ
ーザ出力が安定しているレーザ光を所望の波長の光に波
長変換するようにしているので、波長変換効率を向上さ
せることができる。(4) Further, the seed light oscillated by CW in the injection locking method using the seed light oscillated by CW and the pump light by pulse oscillation is a resonator in which a standing wave is formed. After being resonated between the ring resonators in the state where the length is formed and amplified, it is output outside the resonator.
Since the laser light (amplified seed light), that is, the laser light whose laser output is stable, is converted into light of a desired wavelength, the wavelength conversion efficiency can be improved.

【０１３１】因みに、シード光およびポンピング光共に
ＣＷ発振されるレーザ光を用いる注入同期型のレーザ装
置においては、共振器から外部へ出力され増幅された光
（シード光）を所望の波長の光に波長変換した場合に
は、ＣＷ発振されるシード光とパルス発振されるポンピ
ング光とを用いる注入同期型のレーザ装置と比較して、
波長変換効率は低くくなってしまう。Incidentally, in an injection-locked laser device using laser light that is CW-oscillated for both the seed light and the pumping light, the light (seed light) output from the resonator to the outside and amplified (seed light) is converted into light of a desired wavelength. In the case of wavelength conversion, compared with an injection-locked laser device using a CW-oscillated seed light and a pulsed pumping light,
The wavelength conversion efficiency decreases.

【０１３２】上述したように波長変換効率を向上させる
にはポンピング光はパルス光である必要があるので、増
幅された光（シード光）を波長変換し、波長変換された
光（レーザ光）を例えば露光光として露光装置に提供す
るようなレーザ装置に、本発明に係るレーザ装置を適用
することは、波長変換効率の高効率化およびレーザ出力
の安定化という観点からは有効である。As described above, since the pumping light needs to be pulsed light in order to improve the wavelength conversion efficiency, the wavelength of the amplified light (seed light) is converted and the wavelength-converted light (laser light) is converted. For example, it is effective to apply the laser device according to the present invention to a laser device that supplies the exposure light to the exposure device from the viewpoint of increasing the wavelength conversion efficiency and stabilizing the laser output.

【０１３３】（５）さらに、シード光としてＣＷ発振さ
れた連続光（レーザ光）を用い、一方、ポンピング光と
してパルス発振されたパルスレーザ光を用いているの
で、ポンピング光によって励起するレーザ媒質としての
固体結晶（Ｔｉ：Ｓ）からの励起光と、このレーザ媒質
に注入されるシード光とを同期させるための、それぞれ
のレーザ発振動作の同期（タイミング）を考慮すること
なく、波長変換効率の高効率化およびレーザ出力の安定
化を図ることができる。(5) Further, since continuous light (laser light) oscillated by CW is used as seed light, and pulsed laser light oscillated by pulse is used as pumping light, the laser medium excited by pumping light is used as the laser medium. Of the wavelength conversion efficiency without considering the synchronization (timing) of each laser oscillation operation for synchronizing the excitation light from the solid crystal (Ti: S) with the seed light injected into the laser medium. High efficiency and stable laser output can be achieved.

【０１３４】因みに、上述したように波長変換効率を向
上させるためにポンピング光としてパルス光を用いるよ
うにした、シード光およびポンピング光共にパルス光を
用いるようにした注入同期型のレーザ装置にあっては、
ポンピング光がパルス光であるもののシード光もパルス
光であるので、ポンピング光によって励起するレーザ媒
質としての固体結晶（Ｔｉ：Ｓ）からの励起光と、この
レーザ媒質に注入されるシード光とが同期するように、
パルス発振動作の同期（タイミング）を考慮する必要が
ある。しかし、このパルス発振動作の同期制御は技術的
に困難なものである。Incidentally, as described above, in the injection locking type laser device in which pulse light is used as the pump light in order to improve the wavelength conversion efficiency, pulse light is used for both the seed light and the pump light. Is
Since the pumping light is pulsed light but the seed light is also pulsed light, the pumping light from the solid crystal (Ti: S) as the laser medium excited by the pumping light and the seed light injected into the laser medium are different. To synchronize,
It is necessary to consider the synchronization (timing) of the pulse oscillation operation. However, synchronous control of this pulse oscillation operation is technically difficult.

【０１３５】［第２の実施の形態］第２の実施形態で
は、ピエゾ素子への印加電圧とフォトダイオードにより
検出された光量との関係を示すプロファイル特性を基
に、最大の光量よりも多少値が低い光量となるように、
リング共振器長を制御するようにしたものである。[Second Embodiment] In the second embodiment, based on a profile characteristic indicating the relationship between the voltage applied to the piezo element and the light amount detected by the photodiode, the value is slightly larger than the maximum light amount. So that
The length of the ring resonator is controlled.

【０１３６】第２の実施形態に係るレーザ装置は、図１
に示した第１の実施形態と同様の構成になっている。The laser device according to the second embodiment has the structure shown in FIG.
Has the same configuration as the first embodiment shown in FIG.

【０１３７】次に、コンピュータ７０によるレーザ出力
安定化処理について図１０を参照して説明する。Next, the laser output stabilization processing by the computer 70 will be described with reference to FIG.

【０１３８】コンピュータ７０は、ピエゾ素子８０への
印加電圧を所定の電圧毎（１ステップΔＶ毎）に変化さ
せて（つまり印加電圧はＶ1からＶnまで変化）、各印加
電圧が印加されたことによるピエゾ素子８０の伸縮に伴
って移動するミラー１３の移動後の位置において、「Ｎ
ｄ：ＹＬＦ」レーザ５１によってパルス発振されたＮパ
ルスに対応して、フォトダイオード６０によって検出さ
れた光の光量（受光量）を示す信号を取得する。The computer 70 changes the applied voltage to the piezo element 80 for each predetermined voltage (every one step ΔV) (that is, the applied voltage changes from V1 to Vn), and the computer 70 changes the applied voltage. At the position after the movement of the mirror 13 that moves with the expansion and contraction of the piezo element 80, “N
A signal indicating the amount of light (the amount of light received) detected by the photodiode 60 is obtained in accordance with the N pulses pulsed by the “d: YLF” laser 51.

【０１３９】ここでは、上記受光量は、第１の実施形態
と同様に「Σ（受光量）／Ｎ」を演算して得られた結果
を用いるようにしている。勿論、Σ｛ゲインＧ＊受光
量｝／Ｎ」を演算して得られた結果を用いるようにして
も良い。Here, as the light reception amount, a result obtained by calculating “Σ (light reception amount) / N” is used as in the first embodiment. Of course, a result obtained by calculating “gain G * light reception amount / N” may be used.

【０１４０】そして、コンピュータ７０は、各印加電圧
毎のフォトダイオード６０によって検出された光の光量
とピエゾ素子８０への印加電圧との関係をプロットした
特性つまりプロファイル（関数ｆ（Ｖ））を取得する
（ステップＳ３０１）。The computer 70 obtains a characteristic, ie, a profile (function f (V)) plotting the relationship between the amount of light detected by the photodiode 60 for each applied voltage and the applied voltage to the piezo element 80. (Step S301).

【０１４１】ここで、取得されたプロファイルの一例を
図１１に示す。図１１において、縦軸は光量を表し、横
軸は印加電圧を表している。このようなプロファイル３
００は、コンピュータ７０に具備されている図示しない
記憶部Ｍ２（ワークメモリ）に記憶される。フォトダイ
オード６０によって検出される受光量が、プロファイル
３００の符号３１０で示される部分に対応する受光量
（目標の受光量）となるように、リング共振器長Ｌが制
御される。Here, an example of the obtained profile is shown in FIG. In FIG. 11, the vertical axis represents the light amount, and the horizontal axis represents the applied voltage. Such a profile 3
00 is stored in a storage unit M2 (work memory) (not shown) provided in the computer 70. The ring resonator length L is controlled such that the amount of received light detected by the photodiode 60 becomes the amount of received light (target amount of received light) corresponding to the portion indicated by reference numeral 310 of the profile 300.

【０１４２】さて、コンピュータ７０は、上記記憶部Ｍ
２に記憶したプロファイル３００を基に、最大の受光量
よりも値が少し小さい受光量（符号３１０で示される部
分に対応する受光量Ｉ0）に対応する印加電圧がピエゾ
素子８０へ印加されるように制御し、この印加電圧をＶ
0と定義する（ステップＳ３０２）。この印加電圧Ｖ0
は、プロファイル３００に基づいて、受光量Ｉ0に対応
する所望の印加電圧が採用されるのではなく、電圧変化
量ΔＶが考慮された、前記所望の印加電圧に近傍する印
加電圧が採用される。By the way, the computer 70 has the storage unit M
Based on the profile 300 stored in 2, the applied voltage corresponding to the light reception amount (light reception amount I 0 corresponding to the portion indicated by reference numeral 310) whose value is slightly smaller than the maximum light reception amount is applied to the piezo element 80. And apply this applied voltage to V
It is defined as 0 (step S302). This applied voltage V0
Does not employ a desired applied voltage corresponding to the received light amount I0 based on the profile 300, but employs an applied voltage close to the desired applied voltage in consideration of the voltage change amount ΔV.

【０１４３】次に、コンピュータ７０は、その印加電圧
Ｖ0が印加された状態のピエゾ素子８０の伸縮に伴って
ミラー１３が移動した移動後の位置において、「Ｎｄ：
ＹＬＦ」レーザ５１によってパルス発振されたＮパルス
に対応して、フォトダイオード６０によって検出された
光の光量を示す信号を取得すると共に、この取得したＮ
パルス分の光量（受光量）の平均を求め（ステップＳ３
０３）、求めた受光量を前回の受光量Ｉ0と定義する
（ステップＳ３０４）。Next, at the position after the movement of the mirror 13 due to the expansion and contraction of the piezo element 80 with the applied voltage V0 applied, the computer 70 sets “Nd:
A signal indicating the light amount of the light detected by the photodiode 60 is obtained corresponding to the N pulse oscillated by the “YLF” laser 51, and the obtained N
The average of the light amount (light reception amount) for the pulse is obtained (step S3).
03), the obtained received light amount is defined as the previous received light amount I0 (step S304).

【０１４４】ステップＳ３０４が終了した後は、一定期
間Ｔ１が経過した後（ステップＳ３０５）、ステップＳ
３０３と同様の処理が実施され（ステップＳ３０６）、
この処理により求められた受光量は今回の受光量Ｉと定
義される（ステップＳ３０７）。この場合は、印加電圧
Ｖ0がピエゾ素子８０に印加された状態において、光量
が検出されることになる。After the end of step S304, after a certain period of time T1 has elapsed (step S305), the process proceeds to step S305.
The same processing as 303 is performed (step S306),
The received light amount obtained by this processing is defined as the current received light amount I (step S307). In this case, the amount of light is detected in a state where the applied voltage V0 is applied to the piezo element 80.

【０１４５】次いで、コンピュータ７０は、ステップＳ
３０４で定義された前回の受光量Ｉ0とステップＳ３０
７で定義された今回の受光量Ｉとを比較し、今回の受光
量Ｉが増加したか否か（つまりＩ＞Ｉ0の関係が成立す
るか否か）を判断し（ステップＳ３０８）、受光量が増
加していると判断した場合（Ｉ＞Ｉ0の場合）には、ピ
エゾ素子８０への印加電圧を、現在の電圧値から１ステ
ップ分の電圧変化量ΔＶを減算した値（Ｖ＝Ｖ−ΔＶ）
に設定し（ステップＳ３０９）、一方、受光量が減少し
ていると判断した場合（Ｉ≦Ｉ0の場合）は、ピエゾ素
子８０への印加電圧を、現在の電圧値に１ステップ分の
電圧変化量ΔＶを加算した値（Ｖ＝Ｖ＋ΔＶ）に設定す
る（ステップＳ３１０）。Next, the computer 70 executes step S
The previous received light amount I0 defined in step 304 and step S30
7 is compared with the current received light amount I, and it is determined whether or not the current received light amount I has increased (that is, whether or not the relationship of I> I0 holds) (step S308). Is determined to have increased (if I> I0), the voltage applied to the piezo element 80 is a value obtained by subtracting the voltage change amount ΔV for one step from the current voltage value (V = V− ΔV)
(Step S309). On the other hand, if it is determined that the amount of received light is decreasing (if I ≦ I0), the voltage applied to the piezo element 80 is changed by one step from the current applied voltage value to the current voltage value. The value is set to a value obtained by adding the amount ΔV (V = V + ΔV) (step S310).

【０１４６】ステップＳ３０９を終了した場合、ステッ
プＳ３１０を終了した場合、コンピュータ７０は、一定
期間Ｔ２を経過したか否かを判断し（ステップＳ３１
１）、一定期間Ｔ２を経過していないと判断した場合
は、上記ステップＳ３０６で求めた受光量を前回の受光
量Ｉ0と定義して（ステップＳ３１２）、上記ステップ
Ｓ３０６に戻り、一方、一定期間Ｔ２を終了したと判断
した場合は、この処理を終了する。When step S309 has been completed or step S310 has been completed, the computer 70 determines whether or not a predetermined period T2 has elapsed (step S31).
1) If it is determined that the fixed period T2 has not elapsed, the received light amount obtained in step S306 is defined as the previous received light amount I0 (step S312), and the process returns to step S306. If it is determined that T2 has ended, this process ends.

【０１４７】なお、ステップＳ３１２が終了した後にス
テップＳ３０６以降が実行される場合、ステップＳ３０
６においては、ステップＳ３０９またはステップＳ３１
０で設定された印加電圧がピエゾ素子８０に印加された
状態での受光量（平均値）が求められ、また、ステップ
Ｓ３０８においては、ステップＳ３１２で定義された前
回の受光量Ｉ0と、今回のステップＳ３０７で定義され
た今回の受光量Ｉとが比較される。If step S306 and subsequent steps are executed after step S312 ends, step S30
In step S309 or step S31
The received light amount (average value) in a state where the applied voltage set at 0 is applied to the piezo element 80 is obtained. In step S308, the previous received light amount I0 defined in step S312 and the current received light amount The received light amount I defined this time in step S307 is compared.

【０１４８】以上説明したように、第２の実施形態によ
れば、上記第１の実施形態と同様の作用効果を得ること
ができる。As described above, according to the second embodiment, the same functions and effects as those of the first embodiment can be obtained.

【０１４９】［第３の実施の形態］図１２は、第３の実
施形態に係るレーザ装置４００の構成を示す構成図であ
り、このレーザ装置４００は、図１に示した第１の実施
形態の構成において、フォトダイオード６０の配置を変
更した構成になっている。[Third Embodiment] FIG. 12 is a configuration diagram showing the configuration of a laser device 400 according to a third embodiment. This laser device 400 is similar to the first embodiment shown in FIG. In this configuration, the arrangement of the photodiodes 60 is changed.

【０１５０】同図１２において、図１に示した構成要素
と同様の機能を果たす部分には同一符号を付している。In FIG. 12, the portions having the same functions as the components shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals.

【０１５１】第３の実施形態のフォトダイオード６０
は、ミラー１３を透過する光の出力を検出し、この検出
値（光量を示す信号）をコンピュータ７０へ送出する。The photodiode 60 according to the third embodiment
Detects the output of the light transmitted through the mirror 13 and sends the detected value (a signal indicating the amount of light) to the computer 70.

【０１５２】このように第３の実施形態では、フォトダ
イオード６０がミラー１３を透過する光の出力（光量）
を検出する点で第１の実施形態とは異なるものの、第１
の実施形態または第２の実施形態と同様の処理が実施さ
れる。As described above, in the third embodiment, the output (light amount) of the light transmitted through the mirror 13 by the photodiode 60 is
Is different from the first embodiment in that
Processing similar to that of the second embodiment or the second embodiment is performed.

【０１５３】すなわち、第３の実施形態においても、図
２、図４および図７に示される第１の実施形態と同様の
処理、または図１０に示される第２の実施形態と同様の
処理が実施される。That is, also in the third embodiment, the same processing as the first embodiment shown in FIGS. 2, 4 and 7 or the same processing as the second embodiment shown in FIG. 10 is performed. Will be implemented.

【０１５４】以上説明したように、第３の実施形態によ
れば、上記第１の実施形態と同様の作用効果を得ること
ができる。As described above, according to the third embodiment, the same functions and effects as those of the first embodiment can be obtained.

【０１５５】［第４の実施の形態］図１３は、第４の実
施形態に係るレーザ装置５００の構成を示す構成図であ
り、このレーザ装置５００は、図１に示した第１の実施
形態の構成において、フォトダイオード６０の配置を変
更した構成になっている。[Fourth Embodiment] FIG. 13 is a configuration diagram showing a configuration of a laser device 500 according to a fourth embodiment. This laser device 500 is similar to the first embodiment shown in FIG. In this configuration, the arrangement of the photodiodes 60 is changed.

【０１５６】同図１３において、図１に示した構成要素
と同様の機能を果たす部分には同一符号を付している。In FIG. 13, portions that perform the same functions as the components shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals.

【０１５７】第４の実施形態のフォトダイオード６０
は、ミラー１３で反射してミラー１２を透過する光の出
力（光量）を検出し、この検出値（光量を示す信号）を
コンピュータ７０へ送出する。Photodiode 60 of Fourth Embodiment
Detects the output (light amount) of the light reflected by the mirror 13 and transmitted through the mirror 12, and sends the detected value (signal indicating the light amount) to the computer 70.

【０１５８】上述した第１の実施形態では、「Ｎｄ：Ｙ
ＬＦ」レーザ５１からパルス発振されたパルスレーザ光
（ポンピング光）によって「Ｔｉ：Ｓ」３０がポンピン
グされ、かつ、ＬＤ４１からのシード光が「Ｔｉ：Ｓ」
３０へ注入されインジェクションが掛かった状態におい
て、該シード光と共に同一方向に進行する「Ｔｉ：Ｓ」
３０からの発振光により増幅される当該シード光であっ
て、ミラー１２を透過した光（漏れ光）の光量を検出
し、この検出結果を基にレーザ出力の安定化を図るよう
にしていたのに対し、第４の実施形態では、上記インジ
ェクションが掛からない状態において、後述する理由に
より励起した「Ｔｉ：Ｓ」３０からの光であって、ミラ
ー１２を透過した光（漏れ光）の光量を検出し、この検
出結果を基にレーザ出力の安定化を図るようにしてい
る。In the first embodiment described above, “Nd: Y
The “Ti: S” 30 is pumped by the pulsed laser light (pumping light) pulsed from the “LF” laser 51, and the seed light from the LD 41 is “Ti: S”
In the state where the injection is applied to the “30”, “Ti: S” travels in the same direction together with the seed light.
The amount of light (leakage light), which is the seed light amplified by the oscillation light from the mirror 30 and transmitted through the mirror 12, is detected, and the laser output is stabilized based on the detection result. On the other hand, in the fourth embodiment, in the state where the injection is not applied, the light amount of the light (leakage light) from the “Ti: S” 30 excited by the reason described later and transmitted through the mirror 12 is determined. The laser output is detected and the laser output is stabilized based on the detection result.

【０１５９】すなわち、インジェクションが掛からず、
「Ｎｄ：ＹＬＦ」レーザ５１から発振されたポンピング
光（パルスレーザ光）によって「Ｔｉ：Ｓ」３０をポン
ピングしたのみでは、「Ｔｉ：Ｓ」３０で光励起された
光は、当該「Ｔｉ：Ｓ」３０の結晶の両側から発振す
る。つまり、「Ｔｉ：Ｓ」３０からは、ミラー１１へ向
かって進む光と、アウトプットカプラ２０へ向かって進
む光とが発生する。That is, no injection is applied,
If the “Ti: S” 30 is simply pumped by the pumping light (pulse laser light) oscillated from the “Nd: YLF” laser 51, the light that is photo-excited by the “Ti: S” 30 will be “Ti: S” It oscillates from both sides of 30 crystals. That is, from “Ti: S” 30, light traveling toward the mirror 11 and light traveling toward the output coupler 20 are generated.

【０１６０】アウトプットカプラ２０へ向かって進む光
は、図１３中符号、、・・・、で示される順で、
点線で示される方向に当該リング共振器中を進行する。
なお、図１３において、実線はＬＤ４１からＣＷ発振さ
れたシード光の進行方向を示している。The light traveling toward the output coupler 20 is in the order indicated by the symbols,...
It travels through the ring resonator in the direction indicated by the dotted line.
In FIG. 13, the solid line indicates the traveling direction of the seed light CW-oscillated from the LD 41.

【０１６１】そこで、この第４の実施形態では、インジ
ェクションが掛からない状態において、「Ｔｉ：Ｓ」３
０で発振した発振光であって、アウトプットカプラ２
０、ミラー１３を介してミラー１２に入射した光のう
ち、ミラー１２を透過した光（漏れ光）をフォトダイオ
ード６０で検出し、この検出結果を基にレーザ出力の安
定化を図るようにしている。Therefore, in the fourth embodiment, when the injection is not performed, “Ti: S” 3
Oscillation light oscillated at 0 and output coupler 2
0, out of the light incident on the mirror 12 via the mirror 13, the light transmitted through the mirror 12 (leakage light) is detected by the photodiode 60, and the laser output is stabilized based on the detection result. I have.

【０１６２】次に、コンピュータ７０によるレーザ出力
安定化処理について、その処理手順を示す図１４を参照
して説明する。Next, the laser output stabilization processing by the computer 70 will be described with reference to FIG. 14 showing the processing procedure.

【０１６３】コンピュータ７０は、ピエゾ素子８０への
印加電圧を所定の電圧毎（１ステップΔＶ毎）に変化さ
せて（つまり印加電圧はＶ1からＶnまで変化）、各印加
電圧が印加されることによるピエゾ素子８０の伸縮に伴
って移動するミラー１３の移動後の位置において、「Ｎ
ｄ：ＹＬＦ」レーザ５１によってパルス発振されたＮパ
ルスに対応して、フォトダイオード６０によって検出さ
れた光の光量（受光量）を示す信号を取得する。The computer 70 changes the applied voltage to the piezo element 80 for each predetermined voltage (every one step ΔV) (that is, the applied voltage changes from V1 to Vn), and the applied voltage is applied. At the position after the movement of the mirror 13 that moves with the expansion and contraction of the piezo element 80, “N
A signal indicating the amount of light (the amount of light received) detected by the photodiode 60 is obtained in accordance with the N pulses pulsed by the “d: YLF” laser 51.

【０１６４】ここでは、上記受光量は、第１の実施形態
と同様に「Σ（受光量）／Ｎ」を演算して得られた結果
を用いるようにしている。勿論、Σ｛ゲインＧ＊受光
量｝／Ｎ」を演算して得られた結果を用いるようにして
も良い。Here, as the light reception amount, a result obtained by calculating “Σ (light reception amount) / N” is used as in the first embodiment. Of course, a result obtained by calculating “gain G * light reception amount / N” may be used.

【０１６５】そして、コンピュータ７０は、各印加電圧
毎のフォトダイオード６０によって検出された光の光量
とピエゾ素子８０への印加電圧との関係をプロットした
特性つまりプロファイル（関数ｆ（Ｖ））を取得する
（ステップＳ４０１）。Then, the computer 70 acquires a characteristic, ie, a profile (function f (V)) plotting the relationship between the amount of light detected by the photodiode 60 for each applied voltage and the applied voltage to the piezo element 80. (Step S401).

【０１６６】ここで、取得されたプロファイルの一例を
図１５に示す。図１５において、縦軸は光量を表し、横
軸は印加電圧を表している。このようなプロファイル６
００は、コンピュータ７０に具備されている図示しない
記憶部Ｍ２に記憶される。FIG. 15 shows an example of the acquired profile. In FIG. 15, the vertical axis represents the light amount, and the horizontal axis represents the applied voltage. Such a profile 6
00 is stored in a storage unit M2 (not shown) provided in the computer 70.

【０１６７】さて、コンピュータ７０は、上記記憶部Ｍ
２に記憶したプロファイルを基に、最小の受光量に対応
する印加電圧がピエゾ素子８０へ印加されるように制御
し、この印加電圧をＶminと定義する（ステップＳ４０
２）。By the way, the computer 70 has the storage unit M
Based on the profile stored in 2, control is performed so that an applied voltage corresponding to the minimum amount of received light is applied to the piezo element 80, and this applied voltage is defined as Vmin (step S 40).
2).

【０１６８】次に、コンピュータ７０は、その印加電圧
Ｖminが印加されたことによるピエゾ素子８０の伸縮に
伴って移動するミラー１２の移動後の位置において、
「Ｎｄ：ＹＬＦ」レーザ５１によってパルス発振された
Ｎパルスに対応して、フォトダイオード６０によって検
出された光の光量を示す信号を取得すると共に、この取
得したＮパルス分の光量（受光量）の平均を求め（ステ
ップＳ４０３）、求めた受光量を前回の受光量Ｉ0と定
義する（ステップＳ４０４）。Next, the computer 70 moves the mirror 12 at the position after the movement of the mirror 12 which moves with the expansion and contraction of the piezo element 80 due to the application of the applied voltage Vmin.
A signal indicating the light amount of the light detected by the photodiode 60 is obtained corresponding to the N pulse oscillated by the “Nd: YLF” laser 51, and the light amount (light reception amount) of the obtained N pulse is obtained. The average is obtained (step S403), and the obtained light reception amount is defined as the previous light reception amount I0 (step S404).

【０１６９】次に、コンピュータ７０は、ピエゾ素子８
０への印加電圧Ｖを１ステップ分の電圧変化量ΔＶだけ
変化（ΔＶ＝＋ΔＶ）させ（ステップＳ４０５）、この
印加電圧Ｖ（＝Ｖ＋ΔＶ）が印加されたことによるピエ
ゾ素子８０の伸縮に伴って移動するミラー１２の移動後
の位置において、「Ｎｄ：ＹＬＦ」レーザ５１によって
パルス発振されたＮパルスに対応して、フォトダイオー
ド６０によって検出された光の光量を示す信号を取得す
ると共に、これら取得したＮパルス分の光量（受光量）
の平均を求め（ステップＳ４０６）、さらに求めた受光
量つまり関数ｆ（Ｖ）を今回の受光量Ｉと定義する（ス
テップＳ４０７）。Next, the computer 70 operates the piezo element 8
The applied voltage V to 0 is changed (ΔV = + ΔV) by the voltage change amount ΔV for one step (step S405), and the piezo element 80 expands and contracts due to the application of the applied voltage V (= V + ΔV). At the position after the movement of the moving mirror 12, a signal indicating the amount of light of the light detected by the photodiode 60 is acquired corresponding to the N pulse oscillated by the “Nd: YLF” laser 51, and these are acquired. Light amount (received light amount) for N pulses
Are calculated (step S406), and the obtained light reception amount, that is, the function f (V), is defined as the current light reception amount I (step S407).

【０１７０】次いで、コンピュータ７０は、上記ステッ
プＳ４０４で定義した前回の受光量Ｉ0とステップＳ４
０６で定義した今回の受光量Ｉとを比較して、今回の受
光量Ｉが減少しているか否か（つまり「Ｉ＜Ｉ0」の関
係が成立するか否か）を判断し（ステップＳ４０８）、
この判断の結果、増加している場合（Ｉ≧Ｉ0）には、
電圧変化量ΔＶを増減するための「ステップの符号」を
変更する（ステップＳ４０９）。Next, the computer 70 determines whether the last received light amount I0 defined in step S404 is equal to the value in step S4.
It is determined whether the current light reception amount I is reduced (that is, whether the relationship of “I <I0” is satisfied) by comparing with the current light reception amount I defined in step S06 (step S408). ,
As a result of this judgment, if the number is increasing (I ≧ I0),
The “step sign” for increasing or decreasing the voltage change amount ΔV is changed (step S409).

【０１７１】なお、ステップＳ４０９において、変更前
の電圧変化量ΔＶの符号が、「＋」のときは「−」に変
更され、一方、「−」のときは「＋」に変更される。In step S409, the sign of the voltage change amount ΔV before the change is changed to “−” when “+”, and is changed to “+” when it is “−”.

【０１７２】さらに、ステップＳ４０９を終了した場
合、ステップＳ４０８において今回の光量が減少してい
ると判断した場合（Ｉ＜Ｉ0）、コンピュータ７０は、
予め設定された一定期間を経過したか否かを判断し（ス
テップＳ４１０）、一定期間を経過していないと判断し
た場合には、ステップＳ４０６で求めた受光量を前回の
受光量Ｉ0と定義して（ステップＳ４１１）、上記ステ
ップＳ４０５に戻り、一方、一定期間を経過したと判断
した場合は、この処理を終了する。Further, when step S 409 is completed, and when it is determined in step S 408 that the current light amount has decreased (I <I 0), the computer 70
It is determined whether or not a predetermined period has elapsed (step S410). If it is determined that the predetermined period has not elapsed, the received light amount obtained in step S406 is defined as the previous received light amount I0. (Step S411), the process returns to step S405. On the other hand, if it is determined that the predetermined period has elapsed, the process ends.

【０１７３】なお、ステップＳ４１１を終了した後のス
テップＳ４０５以降の処理においては、ステップＳ４０
８では、ステップＳ４１１で定義された前回の受光量Ｉ
0とステップＳ４０７で定義された今回の受光量Ｉとが
比較される。In the processing after step S 405 after step S 411 is completed, step S 40
8, the last received light amount I defined in step S411
0 is compared with the current light reception amount I defined in step S407.

【０１７４】上述した第４の実施形態では、ミラー１２
を透過した光を利用してレーザ出力の安定化を図るよう
にしているが、これに限定されることなく、次のように
しても良い。すなわち、図１２に示した第３の実施形態
に係るレーザ装置４００と同様の構成とし、ミラー１３
を透過した光（漏れ光）を利用して、レーザ出力の安定
化を図るようにしても良い。この場合も、図１４に示し
た処理手順が実行される。In the fourth embodiment described above, the mirror 12
The laser output is stabilized using the light transmitted through the laser beam. However, the present invention is not limited to this, and the following method may be used. That is, the configuration is the same as that of the laser device 400 according to the third embodiment shown in FIG.
The laser output may be stabilized using the light (leakage light) transmitted through the laser beam. Also in this case, the processing procedure shown in FIG. 14 is executed.

【０１７５】以上説明したように、第４の実施形態によ
れば、第１の実施形態と同様の作用効果を得ることがで
きる。As described above, according to the fourth embodiment, the same functions and effects as those of the first embodiment can be obtained.

【０１７６】［第５の実施の形態］図１６は、第５の実
施形態に係るレーザ装置７００の構成を示す構成図であ
り、このレーザ装置７００は、図１に示した第１の実施
形態の構成において、フォトダイオード６０の配置を変
更し、また、全反射ミラー７１０、波長変換部７２０お
よびプリズム７３０を追加した構成になっている。[Fifth Embodiment] FIG. 16 is a configuration diagram showing a configuration of a laser device 700 according to a fifth embodiment. This laser device 700 is similar to the first embodiment shown in FIG. In this configuration, the arrangement of the photodiodes 60 is changed, and a total reflection mirror 710, a wavelength converter 720, and a prism 730 are added.

【０１７７】同図１６において、図１に示した構成要素
と同様の機能を果たす部分には同一符号を付している。In FIG. 16, portions that perform the same functions as the components shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals.

【０１７８】波長変換部７２０は、非線形光学素子とし
ての、リチウム・トリボレート（ＬｉＢ３Ｏ＝ＬＢＯ）
７２１およびβ−バリウム・ボレート（β−ＢａＢ２０
４＝ＢＢＯ）７２２、７２３から構成されており、全反
射ミラー７１０を介して入射した光を波長変換して出力
する。なお、ＬＢＯ７２１、ＢＢＯ７２２、７２３は結
晶で形成されている。The wavelength conversion section 720 has a lithium triborate (LiB3O = LBO) as a nonlinear optical element.
721 and β-barium borate (β-BaB20
4 = BBO) 722 and 723, and converts the wavelength of the light incident via the total reflection mirror 710 and outputs the converted light. Note that LBO721, BBO722, and 723 are formed of crystals.

【０１７９】ここでは、アウトプットカプラ２０から出
力されたレーザ光（波長７７２ｎｍの基本波光）ωを、
第２高調波光２ωおよび第３高調波光３ωに変換し、最
終的に、第４高調波光４ω（波長１９３ｎｍ）に変換す
るようにしている。Here, the laser light (fundamental light having a wavelength of 772 nm) ω output from the output coupler 20 is
The light is converted into the second harmonic light 2ω and the third harmonic light 3ω, and finally into the fourth harmonic light 4ω (wavelength 193 nm).

【０１８０】プリズム７３０は、波長変換部７２０から
出力された基本波光、第２〜第４高調波光を波長分散す
る。The prism 730 disperses the wavelength of the fundamental light and the second to fourth harmonic lights output from the wavelength converter 720.

【０１８１】フォトダイオード６０は、プリズム７３０
によって波長分散された光のうち、特定の波長の光を検
出するように設定されており、この検出した結果（光量
を示す信号）をコンピュータ７０に送出する。The photodiode 60 includes a prism 730
It is set so as to detect light of a specific wavelength out of the light that has been wavelength-dispersed, and sends a result of this detection (a signal indicating the amount of light) to the computer 70.

【０１８２】この第５の実施形態では、プリズム７３０
から出射される基本波光および第２〜第４高調波光のう
ち、最終的に用いる第４高調波光以外の光のうちの特定
の光、ここでは第２又は第３高調波光を、フォトダイオ
ード６０によって検出し、この検出結果に応じてピエゾ
素子８０への印加電圧を制御するようにしている。In the fifth embodiment, the prism 730
The specific light, here the second or third harmonic light, of the light other than the finally used fourth harmonic light, out of the fundamental light and the second to fourth harmonic light emitted from the The voltage is detected, and the voltage applied to the piezo element 80 is controlled in accordance with the detection result.

【０１８３】この場合、第２又は第３高調波光の光量が
最大のときは基本波光の光量も最大になっている。よっ
て第２又は第３高調波光の光量が最大のときは、リング
共振器の共振器長Ｌは、所望の波長（７７２ｎｍ）の整
数倍の距離に設定されていることになる。In this case, when the light quantity of the second or third harmonic light is maximum, the light quantity of the fundamental light is also maximum. Therefore, when the amount of the second or third harmonic light is maximum, the resonator length L of the ring resonator is set to a distance that is an integral multiple of the desired wavelength (772 nm).

【０１８４】したがって、第５の実施形態では、検出す
る光の対象は異なるものの、検出した光の光量が最大に
なるようにリング共振器の共振器長を制御するようにし
た第１の実施形態と同様の処理が実施される。具体的に
は、図２、図４及び図７に示した第１の実施形態におけ
る処理手順が実施される。そのため、ここでは、その処
理の説明については省略する。Therefore, in the fifth embodiment, although the object of light to be detected is different, the resonator length of the ring resonator is controlled so that the amount of detected light is maximized. Is performed. Specifically, the processing procedure in the first embodiment shown in FIGS. 2, 4, and 7 is performed. Therefore, the description of the processing is omitted here.

【０１８５】また、同様の理由により、図１０に示した
第２の実施形態における処理手順を実施するようにして
も良い。Further, for the same reason, the processing procedure in the second embodiment shown in FIG. 10 may be executed.

【０１８６】なお、上記第５の実施形態では、プリズム
７３０からの第２又は第３高調波光を検出するようにし
ているが、これに限定されることなく、基本波光を用い
るようにしても良い。この場合も、上記同様に、図２、
図４及び図７で示される処理手順、又は図１０で示され
る処理手順が実行される。In the fifth embodiment, the second or third harmonic light from the prism 730 is detected. However, the present invention is not limited to this, and the fundamental light may be used. . In this case as well, FIG.
The processing procedure shown in FIGS. 4 and 7 or the processing procedure shown in FIG. 10 is executed.

【０１８７】また、上述したように基本波光または第２
高調波光または第３高調波光を検出するようにしている
のは、第４高調波光を目的とする光源として出力しなが
ら、レーザ出力の安定化を図ることができるからであ
る。As described above, the fundamental wave light or the second
The reason for detecting the harmonic light or the third harmonic light is that the laser output can be stabilized while the fourth harmonic light is output as the intended light source.

【０１８８】以上説明したように、第５の実施形態によ
れば、上記第１の実施形態の作用効果のうち、（１）乃
至（３）及び（５）の作用効果を得ることができる。As described above, according to the fifth embodiment, the effects (1) to (3) and (5) of the effects of the first embodiment can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図１】図１は第１の実施形態に係るレーザ装置１０の
構成を示す構成図である。FIG. 1 is a configuration diagram showing a configuration of a laser device 10 according to a first embodiment.

【図２】図２は第１の実施形態におけるレーザ出力安定
化処理の処理手順を示すフローチャート（メインルーチ
ン）である。FIG. 2 is a flowchart (main routine) illustrating a processing procedure of a laser output stabilization processing according to the first embodiment.

【図３】図３は図２に示したレーザ出力安定化処理を説
明するための図である。FIG. 3 is a diagram for explaining a laser output stabilization process shown in FIG. 2;

【図４】図４は第１の実施形態におけるリング共振器長
制御処理の処理手順を示すフローチャート（サブルーチ
ン）である。FIG. 4 is a flowchart (subroutine) showing a processing procedure of a ring resonator length control processing in the first embodiment.

【図５】図５は図４に示したリング共振器長制御処理を
説明するための図である。FIG. 5 is a diagram for explaining a ring resonator length control process shown in FIG. 4;

【図６】図６は図４に示したリング共振器長制御処理を
説明するための図である。FIG. 6 is a diagram for explaining the ring resonator length control processing shown in FIG. 4;

【図７】図７は第１の実施形態における他のリング共振
器長制御処理の処理手順を示すフローチャート（サブル
ーチン）である。FIG. 7 is a flowchart (subroutine) illustrating a processing procedure of another ring resonator length control processing in the first embodiment.

【図８】図８は図７に示したリング共振器長制御処理を
説明するための図である。FIG. 8 is a diagram for explaining a ring resonator length control process shown in FIG. 7;

【図９】図９は図７に示したリング共振器長制御処理を
説明するための図である。FIG. 9 is a diagram for explaining the ring resonator length control processing shown in FIG. 7;

【図１０】図１０は第２の実施形態におけるレーザ出力
安定化処理の処理手順を示すフローチャートである。FIG. 10 is a flowchart illustrating a processing procedure of laser output stabilization processing according to the second embodiment.

【図１１】図１１は図１０に示したレーザ出力安定化処
理を説明するための図である。FIG. 11 is a diagram for explaining the laser output stabilization process shown in FIG. 10;

【図１２】図１２は第３の実施形態に係るレーザ装置４
００の構成を示す構成図である。FIG. 12 is a laser device 4 according to a third embodiment;
FIG. 2 is a configuration diagram showing a configuration of the 00.

【図１３】図１３は第４の実施形態に係るレーザ装置５
００の構成を示す構成図である。FIG. 13 is a laser apparatus 5 according to a fourth embodiment.
FIG. 2 is a configuration diagram showing a configuration of the 00.

【図１４】図１４は第４の実施形態におけるレーザ出力
安定化処理の処理手順を示すフローチャートである。FIG. 14 is a flowchart illustrating a processing procedure of laser output stabilization processing according to the fourth embodiment.

【図１５】図１５は図１４に示したレーザ出力安定化処
理を説明するための図である。FIG. 15 is a diagram for explaining the laser output stabilization process shown in FIG.

【図１６】図１６は第５の実施形態に係るレーザ装置７
００の構成を示す構成図である。FIG. 16 shows a laser device 7 according to a fifth embodiment.
FIG. 2 is a configuration diagram showing a configuration of the 00.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１０、４００、５００、７００ レーザ装置 １１、１２、１３ ミラー ２０ アウトプットカプラ ３０ レーザ媒質（チタン・サファイア＝Ｔｉ：Ｓ） ４１ レーザダイオード ４２ アイソレータ ４３、５２、７１０ 全反射ミラー ５１ 励起源（Ｎｄ：ＹＬＦレーザ） ５３ レンズ ６０ フォトダイオード ７０ コンピュータ ８０ ピエゾ素子 ７２０ 波長変換部 ７３０ プリズム 10, 400, 500, 700 Laser device 11, 12, 13 Mirror 20 Output coupler 30 Laser medium (titanium / sapphire = Ti: S) 41 Laser diode 42 Isolator 43, 52, 710 Total reflection mirror 51 Excitation source (Nd: YLF laser) 53 lens 60 photodiode 70 computer 80 piezo element 720 wavelength converter 730 prism

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 若林 理 神奈川県平塚市万田1200 株式会社小松製 作所研究所内 Ｆターム(参考） 2K002 AB12 CA02 DA01 HA20 HA32 5F072 AB15 AB20 HH02 HH03 JJ05 JJ13 KK05 KK06 KK12 KK30 LL09 LL20 QQ02 SS06  ──────────────────────────────────────────────────の Continuing on the front page (72) Inventor Osamu Wakabayashi 1200 Manda, Hiratsuka-shi, Kanagawa F-term (reference) 2K002 AB12 CA02 DA01 HA20 HA32 5F072 AB15 AB20 HH02 HH03 JJ05 JJ13 KK05 KK06 KK12 KK30 LL09 LL20 QQ02 SS06

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】複数のミラーで構成された光共振器と、該
光共振器外に配置されたシード光を連続発振するシード
光発生手段およびパルス光を発振する励起源と、前記光
共振器中に配置されたレーザ媒質とを有をするレーザ装
置において、 前記励起源から発振されたパルス光が照射されることに
より励起する前記レーザ媒質からの励起光が前記シード
光発生手段から発振されたシード光と同期したときに、
前記光共振器中を進行する当該シード光であって、前記
複数のミラーのうち予め設定されたミラーを透過する光
を検出する検出手段と、 前記励起源から発振された複数のパルスに対応して前記
検出手段によって検出された光の光量の平均値を算出す
る算出手段と、 前記算出手段によって算出された光量の平均値に基づい
て、前記光共振器間に前記シード光による定在波が形成
されるように当該共振器長を制御する制御手段とを具備
したことを特徴とするレーザ装置。An optical resonator comprising a plurality of mirrors; a seed light generating means disposed outside the optical resonator for continuously oscillating seed light; an excitation source for oscillating pulse light; and the optical resonator. A laser medium having a laser medium disposed therein, wherein the excitation light from the laser medium, which is excited by being irradiated with the pulse light oscillated from the excitation source, is oscillated from the seed light generation means. When synchronized with the seed light,
Detection means for detecting the seed light traveling through the optical resonator, the light being transmitted through a preset mirror among the plurality of mirrors, and corresponding to a plurality of pulses oscillated from the excitation source. Calculating means for calculating an average value of the light amount of the light detected by the detecting means, based on the average value of the light amount calculated by the calculating means, a standing wave due to the seed light is generated between the optical resonators. Control means for controlling the cavity length so as to be formed. 【請求項２】前記光共振器は、 出力鏡を含む複数のミラーを有するリング共振器で構成
されており、 前記検出手段は、 前記出力鏡以外の予め設定されたミラーを透過した光を
検出すようにしたことを特徴とする請求項１記載のレー
ザ装置。2. The optical resonator according to claim 1, wherein the optical resonator comprises a ring resonator having a plurality of mirrors including an output mirror, and the detecting means detects light transmitted through a preset mirror other than the output mirror. 2. The laser device according to claim 1, wherein: 【請求項３】前記検出手段は、 前記励起源から発振されたパルス光が照射されることに
より励起する前記レーザ媒質からの励起光のうち、前記
シード光発生手段から発振されたシード光とは同期しな
い状態のときに前記光共振器における当該シード光の進
行方向とは反対の方向に進行した光であって、前記複数
のミラーのうち予め設定されたミラーを透過する光を検
出するようにしたことを特徴とする請求項１又は２記載
のレーザ装置。3. The excitation light from the laser medium, which is excited by being irradiated with pulsed light oscillated from the excitation source, comprises: a seed light oscillated from the seed light generation means. As a light traveling in a direction opposite to a traveling direction of the seed light in the optical resonator when not in synchronization, the light transmitted through a preset mirror among the plurality of mirrors is detected. The laser device according to claim 1, wherein: 【請求項４】前記光共振器から共振器外へ出力された光
を所望の波長の光に波長変換する波長変換手段を、更に
具備したことを特徴とする請求項１記載のレーザ装置。4. The laser device according to claim 1, further comprising wavelength conversion means for wavelength-converting the light output from the optical resonator to the outside of the resonator into light having a desired wavelength. 【請求項５】複数のミラーで構成された光共振器と、該
光共振器外に配置されたシード光を連続発振するシード
光発生手段およびパルス光を発振する励起源と、前記光
共振器中に配置されたレーザ媒質とを有し、前記パルス
光が照射されることにより励起した前記レーザ媒質から
の励起光が前記シード光と同期したときに、当該シード
光を前記光共振器中を進行させ増幅させるようにしたレ
ーザ装置において、 前記光共振器から共振器外へ出力されたレーザ光を所望
の高調波光に波長変換すると共に、当該基本波光および
高次の高調波光を出力する波長変換手段と、 前記波長変換手段から出力された基本波光および高次の
高調波光を波長分散する波長分散手段と、 前記波長分散手段によって波長分散された複数の光のう
ち、予め設定された波長の光を検出する検出手段と、 前記励起源から発振された複数のパルスに対応して前記
検出手段によって検出された光の光量の平均値を算出す
る算出手段と、 前記算出手段によって算出された光量の平均値に基づい
て、前記光共振器間に前記シード光による定在波が形成
されるように当該共振器長を制御する制御手段とを具備
したことを特徴とするレーザ装置。5. An optical resonator comprising a plurality of mirrors, a seed light generating means for continuously oscillating seed light disposed outside the optical resonator, and an excitation source for oscillating pulse light, and the optical resonator. A laser medium disposed therein, and when the excitation light from the laser medium excited by being irradiated with the pulse light is synchronized with the seed light, the seed light is transmitted through the optical resonator. In a laser device configured to propagate and amplify, the wavelength conversion converts the laser light output from the optical resonator to outside the resonator into a desired harmonic light, and outputs the fundamental light and higher harmonic light. Means, a wavelength dispersing means for wavelength dispersing the fundamental light and higher-order harmonic light output from the wavelength converting means, and a plurality of lights which are wavelength-dispersed by the wavelength dispersing means, are preset. Detection means for detecting long light; calculation means for calculating an average value of the amount of light of light detected by the detection means in response to a plurality of pulses oscillated from the excitation source; And a control unit for controlling the length of the resonator so that a standing wave is formed between the optical resonators by the seed light based on the average value of the light amounts.