JPH05198882A - Qスイッチレーザ装置 - Google Patents
Qスイッチレーザ装置Info
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- JPH05198882A JPH05198882A JP746192A JP746192A JPH05198882A JP H05198882 A JPH05198882 A JP H05198882A JP 746192 A JP746192 A JP 746192A JP 746192 A JP746192 A JP 746192A JP H05198882 A JPH05198882 A JP H05198882A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 第1パルスの尖頭値を下げ、繰り返し周波数
が高い場合でも尖頭値の安定したレーザ出力を得られる
ようにする。 【構成】 レーザ励起手段2により励起されるレーザ媒
体1に対し、全反射鏡4aおよび出力鏡5aを配置して
第1の共振器を構成したQスイッチレーザ装置におい
て、さらに全反射鏡4b,出力鏡5bおよび部分透過鏡
7a,7bからなる第2の共振器を設け、Qスイッチパ
ルスがオフのときにこの第2の共振器を介して反転分布
エネルギーを放出することにより、尖頭値がほぼ一定な
Qスイッチパルスを得られるようにする。
が高い場合でも尖頭値の安定したレーザ出力を得られる
ようにする。 【構成】 レーザ励起手段2により励起されるレーザ媒
体1に対し、全反射鏡4aおよび出力鏡5aを配置して
第1の共振器を構成したQスイッチレーザ装置におい
て、さらに全反射鏡4b,出力鏡5bおよび部分透過鏡
7a,7bからなる第2の共振器を設け、Qスイッチパ
ルスがオフのときにこの第2の共振器を介して反転分布
エネルギーを放出することにより、尖頭値がほぼ一定な
Qスイッチパルスを得られるようにする。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、尖頭値の極めて高い
Qスイッチレーザパルスを集光することにより得られる
熱エネルギーによって金属,半導体またはプラスチック
などを蒸発,溶融,変色させてマーキングするレーザマ
ーキング装置や、薄膜抵抗トリミング装置などに利用し
て好適なQスイッチレーザ装置に関する。
Qスイッチレーザパルスを集光することにより得られる
熱エネルギーによって金属,半導体またはプラスチック
などを蒸発,溶融,変色させてマーキングするレーザマ
ーキング装置や、薄膜抵抗トリミング装置などに利用し
て好適なQスイッチレーザ装置に関する。
【0002】
【従来の技術】1)Qスイッチを使用した固体レーザ装
置は、尖頭値の高いレーザパルスによりマーキングやト
リミングなどの精密加工に利用されているが、このQス
イッチレーザパルスは、レーザ共振器内で発振をオフさ
せている間に蓄積されるレーザ媒体内の反転分布エネル
ギーを、発振オンと同時に一挙に放出することによって
発生する高ピークのレーザパルスである。なお、反転分
布エネルギーは発振オフで徐々に増加し、0.5〜1.
msでほぼ飽和する。Qスイッチの繰り返し周波数が2
KHz以上である場合、反転分布エネルギーは飽和には
至らずに低くなっている。そして、反転分布エネルギー
が大きいほどレーザパルスも大きくなるため、Qスイッ
チの繰り返し周波数を高くして使用する用途では、発振
オフの状態からオンになった第1発目のQスイッチパル
スの尖頭値が高く、この個所だけ大きな加工痕跡を残
し、マーキングではその品質の悪化や、トリミングでは
基板の損傷を引き起こすなどのおそれがある。
置は、尖頭値の高いレーザパルスによりマーキングやト
リミングなどの精密加工に利用されているが、このQス
イッチレーザパルスは、レーザ共振器内で発振をオフさ
せている間に蓄積されるレーザ媒体内の反転分布エネル
ギーを、発振オンと同時に一挙に放出することによって
発生する高ピークのレーザパルスである。なお、反転分
布エネルギーは発振オフで徐々に増加し、0.5〜1.
msでほぼ飽和する。Qスイッチの繰り返し周波数が2
KHz以上である場合、反転分布エネルギーは飽和には
至らずに低くなっている。そして、反転分布エネルギー
が大きいほどレーザパルスも大きくなるため、Qスイッ
チの繰り返し周波数を高くして使用する用途では、発振
オフの状態からオンになった第1発目のQスイッチパル
スの尖頭値が高く、この個所だけ大きな加工痕跡を残
し、マーキングではその品質の悪化や、トリミングでは
基板の損傷を引き起こすなどのおそれがある。
【0003】2)ところで、反転分布値は蓄積時の値が
大きいと放出時の値もより大きな値となるため、次に蓄
積される反転分布値は小さくなってその放出時の値も小
さくなり、結果的に反転分布値は交互に大小を繰り返
し、Qスイッチパルスの尖頭値も交互に大小を繰り返す
ことになる。このような現象はQスイッチの繰り返し周
波数が高い程顕著となり、所望するQスイッチパルス周
波数が得られないばかりでなく、加工が不安定となる。
そこで、従来は上記1)の問題を解決すべく、例えば特
公昭63−30791号に示すような方法が提案されて
いる(以下、従来方法1ともいう)。これは、Qスイッ
チパルスを発生させる直前にQスイッチへの駆動電力を
低下させ、Qスイッチの印加損失を小さくして弱い連続
発振を起こさせ、飽和した反転分布エネルギーの一部を
放出することで、第1パルスの尖頭値を抑制するもので
ある。また、上記2)の問題を解決するための手法とし
ては、例えばレーザ媒体,出力鏡および全反射鏡との光
軸を僅かに狂わせ、Qスイッチパルス発生時の反転分布
値を適度にするものがある(以下、従来方法2ともい
う)。
大きいと放出時の値もより大きな値となるため、次に蓄
積される反転分布値は小さくなってその放出時の値も小
さくなり、結果的に反転分布値は交互に大小を繰り返
し、Qスイッチパルスの尖頭値も交互に大小を繰り返す
ことになる。このような現象はQスイッチの繰り返し周
波数が高い程顕著となり、所望するQスイッチパルス周
波数が得られないばかりでなく、加工が不安定となる。
そこで、従来は上記1)の問題を解決すべく、例えば特
公昭63−30791号に示すような方法が提案されて
いる(以下、従来方法1ともいう)。これは、Qスイッ
チパルスを発生させる直前にQスイッチへの駆動電力を
低下させ、Qスイッチの印加損失を小さくして弱い連続
発振を起こさせ、飽和した反転分布エネルギーの一部を
放出することで、第1パルスの尖頭値を抑制するもので
ある。また、上記2)の問題を解決するための手法とし
ては、例えばレーザ媒体,出力鏡および全反射鏡との光
軸を僅かに狂わせ、Qスイッチパルス発生時の反転分布
値を適度にするものがある(以下、従来方法2ともい
う)。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来方
法1ではQスイッチへの駆動電力を低下させて弱い連続
発振を起こさせるようにしているため、この弱い連続発
振によって加工物が熱的に物性が変化し易いプラスチッ
ク等ではダメージとなるおそれがある。また、Qスイッ
チの繰り返し周波数が高い場合の、Qスイッチパルス尖
頭値の変動を抑制することができず、安定な加工ができ
ないという問題がある。一方、従来方法2では特定の周
波数の場合にしか適用できず、実用的でないという問題
がある。したがって、この発明の課題は第1パルスの尖
頭値を下げるとともに、繰り返し周波数の高いQスイッ
チでも尖頭値が安定したレーザ光を発生し得るようにす
ることにある。
法1ではQスイッチへの駆動電力を低下させて弱い連続
発振を起こさせるようにしているため、この弱い連続発
振によって加工物が熱的に物性が変化し易いプラスチッ
ク等ではダメージとなるおそれがある。また、Qスイッ
チの繰り返し周波数が高い場合の、Qスイッチパルス尖
頭値の変動を抑制することができず、安定な加工ができ
ないという問題がある。一方、従来方法2では特定の周
波数の場合にしか適用できず、実用的でないという問題
がある。したがって、この発明の課題は第1パルスの尖
頭値を下げるとともに、繰り返し周波数の高いQスイッ
チでも尖頭値が安定したレーザ光を発生し得るようにす
ることにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】このような課題を解決す
るため、第1の発明では、励起手段にて励起されるレー
ザ媒体を挟むように全反射鏡および出力鏡を配置して共
振系を構成し、この共振系の光軸上に音響光学的Qスイ
ッチを設けて前記出力鏡よりQスイッチパルスを取り出
すQスイッチレーザ装置において、前記全反射鏡および
出力鏡とは別の第2の全反射鏡および第2の出力鏡を設
けるとともに、これら第2の全反射鏡および第2の出力
鏡と前記レーザ媒体との光軸上にこのレーザ媒体を挟む
ように1対の部分透過鏡を配置して第2の共振系を構成
し、前記Qスイッチパルスが発生していないときのレー
ザ媒体の反転分布エネルギーが一定となるよう、前記第
2の共振系によってエネルギーを放出し、Qスイッチパ
ルスの第1パルス発振に寄与する反転分布量を低く抑え
て第1パルスの尖頭値を抑制し、尖頭値がほぼ一定なQ
スイッチパルスを得ることを特徴としている。
るため、第1の発明では、励起手段にて励起されるレー
ザ媒体を挟むように全反射鏡および出力鏡を配置して共
振系を構成し、この共振系の光軸上に音響光学的Qスイ
ッチを設けて前記出力鏡よりQスイッチパルスを取り出
すQスイッチレーザ装置において、前記全反射鏡および
出力鏡とは別の第2の全反射鏡および第2の出力鏡を設
けるとともに、これら第2の全反射鏡および第2の出力
鏡と前記レーザ媒体との光軸上にこのレーザ媒体を挟む
ように1対の部分透過鏡を配置して第2の共振系を構成
し、前記Qスイッチパルスが発生していないときのレー
ザ媒体の反転分布エネルギーが一定となるよう、前記第
2の共振系によってエネルギーを放出し、Qスイッチパ
ルスの第1パルス発振に寄与する反転分布量を低く抑え
て第1パルスの尖頭値を抑制し、尖頭値がほぼ一定なQ
スイッチパルスを得ることを特徴としている。
【0006】第2の発明では、励起手段にて励起される
レーザ媒体を挟むように全反射鏡および出力鏡を配置し
て共振系を構成し、この共振系の光軸上に音響光学的Q
スイッチを設けて前記出力鏡よりQスイッチパルスを取
り出すQスイッチレーザ装置において、前記出力鏡とは
別の第2の出力鏡、さらには部分透過鏡を設けるととも
に、前記レーザ媒体と全反射鏡,第2の出力鏡および部
分透過鏡からなる第2の共振系を構成し、前記Qスイッ
チパルスが発生していないときのレーザ媒体の反転分布
エネルギーが一定となるよう、前記第2の共振系によっ
てエネルギーを放出し、Qスイッチパルスの第1パルス
発振に寄与する反転分布量を低く抑えて第1パルスの尖
頭値を抑制し、尖頭値がほぼ一定なQスイッチパルスを
得ることを特徴としている。
レーザ媒体を挟むように全反射鏡および出力鏡を配置し
て共振系を構成し、この共振系の光軸上に音響光学的Q
スイッチを設けて前記出力鏡よりQスイッチパルスを取
り出すQスイッチレーザ装置において、前記出力鏡とは
別の第2の出力鏡、さらには部分透過鏡を設けるととも
に、前記レーザ媒体と全反射鏡,第2の出力鏡および部
分透過鏡からなる第2の共振系を構成し、前記Qスイッ
チパルスが発生していないときのレーザ媒体の反転分布
エネルギーが一定となるよう、前記第2の共振系によっ
てエネルギーを放出し、Qスイッチパルスの第1パルス
発振に寄与する反転分布量を低く抑えて第1パルスの尖
頭値を抑制し、尖頭値がほぼ一定なQスイッチパルスを
得ることを特徴としている。
【0007】第3の発明では、第1または第2の発明に
おいて、前記第2の共振系内に第2の音響光学的Qスイ
ッチを設け、既に設けられている音響光学的Qスイッチ
の繰り返し周波数に応じて前記第2の音響光学的Qスイ
ッチの駆動電力を変化させることを特徴としている。第
4の発明では、第1または第2の発明において、前記第
2の共振系内に第2の音響光学的Qスイッチを設け、既
に設けられている音響光学的Qスイッチによるパルスが
発生していない間に、所定の繰り返し周波数で前記第2
の音響光学的Qスイッチを駆動することを特徴としてい
る。
おいて、前記第2の共振系内に第2の音響光学的Qスイ
ッチを設け、既に設けられている音響光学的Qスイッチ
の繰り返し周波数に応じて前記第2の音響光学的Qスイ
ッチの駆動電力を変化させることを特徴としている。第
4の発明では、第1または第2の発明において、前記第
2の共振系内に第2の音響光学的Qスイッチを設け、既
に設けられている音響光学的Qスイッチによるパルスが
発生していない間に、所定の繰り返し周波数で前記第2
の音響光学的Qスイッチを駆動することを特徴としてい
る。
【0008】
【作用】Qスイッチパルスの停止期間中にレーザ媒体内
に蓄積される反転分布量を、その停止期間中にそのレー
ザ媒体を共有する別の共振系で放出し、その放出量を制
御することで反転分布量をほぼ一定としてQスイッチパ
ルスの尖頭値を安定化させ、実用性を高める。
に蓄積される反転分布量を、その停止期間中にそのレー
ザ媒体を共有する別の共振系で放出し、その放出量を制
御することで反転分布量をほぼ一定としてQスイッチパ
ルスの尖頭値を安定化させ、実用性を高める。
【0009】
【実施例】図1はこの発明の第1実施例を示す構成図で
ある。同図において、1はレーザ媒体、2は励起ラン
プ、3はキャビティ(収納器)、4a,4bは第1,第
2反射鏡、5a,5bは第1,第2出力鏡、6aは第1
Qスイッチ、7a,7bは第1,第2部分透過鏡、8は
レーザ吸収器、9aはミキサー、10aは増幅器、HP
は高周波電力、MSは変調信号、RSはレーザ光(単に
レーザともいう)、QPはQスイッチパルスをそれぞれ
示している。すなわち、第1の全反射鏡4aと第1の出
力鏡5aとの間に配置されるレーザ媒体1は、これに励
起ランプ2からの光を効率良く集光させるためのキャビ
ティ3に収納されている。第1の全反射鏡4aは通常9
9.8%以上の反射特性を有し、第1の出力鏡5aは9
0%反射で10%透過のものが用いられる。第1の出力
鏡5a,第1の全反射鏡4aおよびレーザ媒体1にて第
1の共振器または共振系が構成されてレーザの増幅が行
なわれ、第1の出力鏡5aからレーザが出力される。さ
らに、第1の全反射鏡4aと第1の出力鏡5aとの間に
は、これらの光軸上にレーザ媒体1を挟むように第1の
部分透過鏡7aと第2部分透過鏡7bとが配置される。
これらの部分透過鏡7a,7bによる部分反射光は、第
2出力鏡5bおよび第2の全反射鏡4bとレーザ媒体1
とで第2の共振器を構成するように、その光軸が調整さ
れている。
ある。同図において、1はレーザ媒体、2は励起ラン
プ、3はキャビティ(収納器)、4a,4bは第1,第
2反射鏡、5a,5bは第1,第2出力鏡、6aは第1
Qスイッチ、7a,7bは第1,第2部分透過鏡、8は
レーザ吸収器、9aはミキサー、10aは増幅器、HP
は高周波電力、MSは変調信号、RSはレーザ光(単に
レーザともいう)、QPはQスイッチパルスをそれぞれ
示している。すなわち、第1の全反射鏡4aと第1の出
力鏡5aとの間に配置されるレーザ媒体1は、これに励
起ランプ2からの光を効率良く集光させるためのキャビ
ティ3に収納されている。第1の全反射鏡4aは通常9
9.8%以上の反射特性を有し、第1の出力鏡5aは9
0%反射で10%透過のものが用いられる。第1の出力
鏡5a,第1の全反射鏡4aおよびレーザ媒体1にて第
1の共振器または共振系が構成されてレーザの増幅が行
なわれ、第1の出力鏡5aからレーザが出力される。さ
らに、第1の全反射鏡4aと第1の出力鏡5aとの間に
は、これらの光軸上にレーザ媒体1を挟むように第1の
部分透過鏡7aと第2部分透過鏡7bとが配置される。
これらの部分透過鏡7a,7bによる部分反射光は、第
2出力鏡5bおよび第2の全反射鏡4bとレーザ媒体1
とで第2の共振器を構成するように、その光軸が調整さ
れている。
【0010】また、第1の部分透過鏡7aと第1の出力
鏡5aとの間には、第1Qスイッチ6aが配置される。
このQスイッチ6aは溶融石英等の結晶に圧電素子を接
着させ、その圧電素子に数10MHzの高周波電圧を印
加することにより、光路を変えるようにしている。そし
て、高周波電力HPと変調信号MSとをミキサー9aに
より合成し、増幅器10aにより増幅した信号でQスイ
ッチ6aを制御することにより、レーザ発振のオン,オ
フを制御する。レーザ発振がオフの間も励起ランプ2は
連続点灯しており、これによってレーザ媒体1にはエネ
ルギーが蓄積され、反転分布エネルギーが増加する。大
きくなった反転分布エネルギーは、変調信号オンと同時
にQスイッチによる光路変化が解除され、発振が起こ
る。このように、Qスイッチのオン,オフによりピーク
値の高いレーザ出力、いわゆるQスイッチパルスが出力
されることになる。
鏡5aとの間には、第1Qスイッチ6aが配置される。
このQスイッチ6aは溶融石英等の結晶に圧電素子を接
着させ、その圧電素子に数10MHzの高周波電圧を印
加することにより、光路を変えるようにしている。そし
て、高周波電力HPと変調信号MSとをミキサー9aに
より合成し、増幅器10aにより増幅した信号でQスイ
ッチ6aを制御することにより、レーザ発振のオン,オ
フを制御する。レーザ発振がオフの間も励起ランプ2は
連続点灯しており、これによってレーザ媒体1にはエネ
ルギーが蓄積され、反転分布エネルギーが増加する。大
きくなった反転分布エネルギーは、変調信号オンと同時
にQスイッチによる光路変化が解除され、発振が起こ
る。このように、Qスイッチのオン,オフによりピーク
値の高いレーザ出力、いわゆるQスイッチパルスが出力
されることになる。
【0011】図2はQスイッチレーザ装置の動作を説明
するための波形図である。これは、図1から第2反射鏡
4b、第2出力鏡5b、第1,第2部分透過鏡7a,7
bおよびレーザ吸収器8を省略した図3の如き従来装置
と比較して説明するためのもので、従来装置による反転
分布波形例を同図(ロ)に、そのQスイッチパルス波形
例を同図(ハ)に示す。すなわち、図3の装置で図2
(イ)の如き変調パルスが与えられない時刻t0以前に
は、反転分布エネルギーは同図(ロ)に示すように飽和
状態で高いレベルにある。その後、第1発目の変調パル
スによって発振が起こると、Qスイッチパルスの第1発
目は同図(ハ)にP1で示すように通常のピーク値より
も高いパルスとなる。
するための波形図である。これは、図1から第2反射鏡
4b、第2出力鏡5b、第1,第2部分透過鏡7a,7
bおよびレーザ吸収器8を省略した図3の如き従来装置
と比較して説明するためのもので、従来装置による反転
分布波形例を同図(ロ)に、そのQスイッチパルス波形
例を同図(ハ)に示す。すなわち、図3の装置で図2
(イ)の如き変調パルスが与えられない時刻t0以前に
は、反転分布エネルギーは同図(ロ)に示すように飽和
状態で高いレベルにある。その後、第1発目の変調パル
スによって発振が起こると、Qスイッチパルスの第1発
目は同図(ハ)にP1で示すように通常のピーク値より
も高いパルスとなる。
【0012】これに対し、図1に示す実施例ではQスイ
ッチ6aがオフの間、第1の出力鏡5aと第2反射鏡4
bとの間での発振が停止している状態でも、反転分布エ
ネルギーが徐々に蓄積され、第2の部分透過鏡7bおよ
び第2の全反射鏡4bで構成される共振しきい値を越え
ると発振が起こる。この発振は部分透過鏡7a,7bを
通してレーザ吸収器8に導かれ、熱となって消失する。
上記第2の全反射鏡4bで構成される共振しきい値は一
定であることから、連続(CW)発振が開始される反転
分布の値はほぼ一定となり、図2(ニ)にQ1〜Q6,
Q7〜Q12で示すようにQスイッチパルスの出力はほ
ぼ一定となる。なお、Q1〜Q6は繰り返し周波数が比
較的低い場合のQスイッチパルスを示し、Q7〜Q12
は繰り返し周波数が比較的高い場合のQスイッチパルス
を示している。
ッチ6aがオフの間、第1の出力鏡5aと第2反射鏡4
bとの間での発振が停止している状態でも、反転分布エ
ネルギーが徐々に蓄積され、第2の部分透過鏡7bおよ
び第2の全反射鏡4bで構成される共振しきい値を越え
ると発振が起こる。この発振は部分透過鏡7a,7bを
通してレーザ吸収器8に導かれ、熱となって消失する。
上記第2の全反射鏡4bで構成される共振しきい値は一
定であることから、連続(CW)発振が開始される反転
分布の値はほぼ一定となり、図2(ニ)にQ1〜Q6,
Q7〜Q12で示すようにQスイッチパルスの出力はほ
ぼ一定となる。なお、Q1〜Q6は繰り返し周波数が比
較的低い場合のQスイッチパルスを示し、Q7〜Q12
は繰り返し周波数が比較的高い場合のQスイッチパルス
を示している。
【0013】図4にこの発明の第2の実施例を示す。こ
の実施例は同図からも明らかなように、図1に示すもの
から第2部分透過鏡7bおよび第2反射鏡4bを削除し
て構成される。すなわち、第1の全反射鏡4a,第1出
力鏡5aおよびレーザ媒体1からなる第1の共振系の光
軸上に、第1部分透過鏡7aおよび第2出力鏡5bとか
らなる第2の共振器を配置したものである。このように
しても、図1の場合と同じく図2(ホ)に示すように、
Qスイッチパルスをほぼ一定にすることができる。
の実施例は同図からも明らかなように、図1に示すもの
から第2部分透過鏡7bおよび第2反射鏡4bを削除し
て構成される。すなわち、第1の全反射鏡4a,第1出
力鏡5aおよびレーザ媒体1からなる第1の共振系の光
軸上に、第1部分透過鏡7aおよび第2出力鏡5bとか
らなる第2の共振器を配置したものである。このように
しても、図1の場合と同じく図2(ホ)に示すように、
Qスイッチパルスをほぼ一定にすることができる。
【0014】図5はこの発明の第3の実施例を示す構成
図、図6はその動作を説明するための波形図である。こ
の実施例は、図1または図4に示すものにおいて、第1
の部分透過鏡7aと第2出力鏡5bとの間に第2のQス
イッチ6bを設けた点が特徴で、レーザ媒体1と第1の
反射鏡4aとは図示を省略されている。これは、変調パ
ルスMSの周波数に対応する電圧Vにより、例えば抵抗
Rを変化させるなどして増幅器10cの増幅率を変化さ
せ、これに応じて高周波電力HP1を変化させたもの
を、増幅器10bを介して第2のQスイッチ6bに導く
ようにしたものである。ここに、第2のQスイッチ6b
は第2の出力鏡5bと図示されていないレーザ媒体1,
第1の反射鏡4aとで構成される連続発振器のしきい値
を制御することができるようになっている。
図、図6はその動作を説明するための波形図である。こ
の実施例は、図1または図4に示すものにおいて、第1
の部分透過鏡7aと第2出力鏡5bとの間に第2のQス
イッチ6bを設けた点が特徴で、レーザ媒体1と第1の
反射鏡4aとは図示を省略されている。これは、変調パ
ルスMSの周波数に対応する電圧Vにより、例えば抵抗
Rを変化させるなどして増幅器10cの増幅率を変化さ
せ、これに応じて高周波電力HP1を変化させたもの
を、増幅器10bを介して第2のQスイッチ6bに導く
ようにしたものである。ここに、第2のQスイッチ6b
は第2の出力鏡5bと図示されていないレーザ媒体1,
第1の反射鏡4aとで構成される連続発振器のしきい値
を制御することができるようになっている。
【0015】その結果、図6(イ)に示すような変調パ
ルスの周波数f1,f2,f3(f3>f1>f2)に
応じて同図(ロ)のように第2のQスイッチ6bの駆動
電力が変えられ、第2のQスイッチパルスを同図(ハ)
のように変化させることができるので反転分布の値はほ
ぼ一定となり、図2(ニ)にQ1〜Q12で示すように
Qスイッチパルスの出力はほぼ一定となる。特に、変調
パルスの周波数が高い場合、従来は図2(ロ)に示すよ
うに反転分布値に大小が生じ、QスイッチパルスではP
7〜P12に示すような高低が生じていたが、この実施
例では反転分布が一定値を越えると連続発振を起こさせ
てこれを一定に保つことができるので、波高値一定のQ
スイッチパルスを得ることができるというわけである。
ルスの周波数f1,f2,f3(f3>f1>f2)に
応じて同図(ロ)のように第2のQスイッチ6bの駆動
電力が変えられ、第2のQスイッチパルスを同図(ハ)
のように変化させることができるので反転分布の値はほ
ぼ一定となり、図2(ニ)にQ1〜Q12で示すように
Qスイッチパルスの出力はほぼ一定となる。特に、変調
パルスの周波数が高い場合、従来は図2(ロ)に示すよ
うに反転分布値に大小が生じ、QスイッチパルスではP
7〜P12に示すような高低が生じていたが、この実施
例では反転分布が一定値を越えると連続発振を起こさせ
てこれを一定に保つことができるので、波高値一定のQ
スイッチパルスを得ることができるというわけである。
【0016】図7はこの発明の第4の実施例を示す構成
図、図8はその動作を説明するための波形図である。こ
の実施例は図5の場合と同じく第1の部分透過鏡7aと
第2出力鏡5bとの間に第2のQスイッチ6bを設け、
これに第2の変調パルスMS1により変調される高調波
電力HP1を導くようにした点が特徴である。この第2
の変調パルスMS1は図8(ロ)に示すように、同図
(イ)に示す第1の変調パルスMSが与えられていない
間に第2のQスイッチ6bに与えられる。これにより、
第2のQスイッチ6bからQスイッチパルスを発生さ
せ、その出力をレーザ吸収器8に出力することにより、
レーザ媒体1による反転分布の値を同図(ハ)に示すよ
うにほぼ一定とするものである。
図、図8はその動作を説明するための波形図である。こ
の実施例は図5の場合と同じく第1の部分透過鏡7aと
第2出力鏡5bとの間に第2のQスイッチ6bを設け、
これに第2の変調パルスMS1により変調される高調波
電力HP1を導くようにした点が特徴である。この第2
の変調パルスMS1は図8(ロ)に示すように、同図
(イ)に示す第1の変調パルスMSが与えられていない
間に第2のQスイッチ6bに与えられる。これにより、
第2のQスイッチ6bからQスイッチパルスを発生さ
せ、その出力をレーザ吸収器8に出力することにより、
レーザ媒体1による反転分布の値を同図(ハ)に示すよ
うにほぼ一定とするものである。
【0017】
【発明の効果】この発明によれば、Qスイッチパルスの
停止期間中にレーザ媒体内に蓄積される反転分布量を、
その停止期間中にそのレーザ媒体を共有する別の共振系
で放出し、その放出量を制御することで反転分布量をほ
ぼ一定としてQスイッチパルスの尖頭値を安定化させる
ようにしたので、プラスチックやモールドパッケージな
ど、熱に弱い材料に対するマーキングの場合でも第1パ
ルスの尖頭値が過大にならず、その結果、穴明けや焼け
のない高品質のマーキングが可能となる利点が得られ
る。また、高周波のQスイッチパルスを使用した金属の
穴明けや変色加工において、Qスイッチパルスの出力が
一定になることから、むらのない優れた加工が可能とな
る利点もある。
停止期間中にレーザ媒体内に蓄積される反転分布量を、
その停止期間中にそのレーザ媒体を共有する別の共振系
で放出し、その放出量を制御することで反転分布量をほ
ぼ一定としてQスイッチパルスの尖頭値を安定化させる
ようにしたので、プラスチックやモールドパッケージな
ど、熱に弱い材料に対するマーキングの場合でも第1パ
ルスの尖頭値が過大にならず、その結果、穴明けや焼け
のない高品質のマーキングが可能となる利点が得られ
る。また、高周波のQスイッチパルスを使用した金属の
穴明けや変色加工において、Qスイッチパルスの出力が
一定になることから、むらのない優れた加工が可能とな
る利点もある。
【図1】この発明の第1実施例を示すブロック図であ
る。
る。
【図2】図1に示す装置と従来装置とを比較して説明す
るための波形図である。
るための波形図である。
【図3】従来装置を示すブロック図である。
【図4】この発明の第2実施例を示すブロック図であ
る。
る。
【図5】この発明の第3実施例を示すブロック図であ
る。
る。
【図6】図5の動作を説明するための波形図である。
【図7】この発明の第4実施例を示すブロック図であ
る。
る。
【図8】図7の動作を説明するための波形図である。
1…レーザ媒体、2…励起ランプ、3…キャビティ、4
a,4b…反射鏡、5a,5b…出力鏡、6a,6b…
Qスイッチ、7a,7b…部分透過鏡、8…レーザ吸収
器、9a,9b…ミキサー、10a,10b…増幅器。
a,4b…反射鏡、5a,5b…出力鏡、6a,6b…
Qスイッチ、7a,7b…部分透過鏡、8…レーザ吸収
器、9a,9b…ミキサー、10a,10b…増幅器。
Claims (4)
- 【請求項1】 励起手段にて励起されるレーザ媒体を挟
むように全反射鏡および出力鏡を配置して共振系を構成
し、この共振系の光軸上に音響光学的Qスイッチを設け
て前記出力鏡よりQスイッチパルスを取り出すQスイッ
チレーザ装置において、 前記全反射鏡および出力鏡とは別の第2の全反射鏡およ
び第2の出力鏡を設けるとともに、これら第2の全反射
鏡および第2の出力鏡と前記レーザ媒体との光軸上にこ
のレーザ媒体を挟むように1対の部分透過鏡を配置して
第2の共振系を構成し、前記Qスイッチパルスが発生し
ていないときのレーザ媒体の反転分布エネルギーが一定
となるよう、前記第2の共振系によってエネルギーを放
出し、Qスイッチパルスの第1パルス発振に寄与する反
転分布量を低く抑えて第1パルスの尖頭値を抑制し、尖
頭値がほぼ一定なQスイッチパルスを得ることを特徴と
するQスイッチレーザ装置。 - 【請求項2】 励起手段にて励起されるレーザ媒体を挟
むように全反射鏡および出力鏡を配置して共振系を構成
し、この共振系の光軸上に音響光学的Qスイッチを設け
て前記出力鏡よりQスイッチパルスを取り出すQスイッ
チレーザ装置において、 前記出力鏡とは別の第2の出力鏡、さらには部分透過鏡
を設けるとともに、前記レーザ媒体と全反射鏡,第2の
出力鏡および部分透過鏡からなる第2の共振系を構成
し、前記Qスイッチパルスが発生していないときのレー
ザ媒体の反転分布エネルギーが一定となるよう、前記第
2の共振系によってエネルギーを放出し、Qスイッチパ
ルスの第1パルス発振に寄与する反転分布量を低く抑え
て第1パルスの尖頭値を抑制し、尖頭値がほぼ一定なQ
スイッチパルスを得ることを特徴とするQスイッチレー
ザ装置。 - 【請求項3】 前記第2の共振系内に第2の音響光学的
Qスイッチを設け、既に設けられている音響光学的Qス
イッチの繰り返し周波数に応じて前記第2の音響光学的
Qスイッチの駆動電力を変化させることを特徴とする請
求項1または2のいずれかに記載のQスイッチレーザ装
置。 - 【請求項4】 前記第2の共振系内に第2の音響光学的
Qスイッチを設け、既に設けられている音響光学的Qス
イッチによるパルスが発生していない間に、所定の繰り
返し周波数で前記第2の音響光学的Qスイッチを駆動す
ることを特徴とする請求項1または2のいずれかに記載
のQスイッチレーザ装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4007461A JP2973673B2 (ja) | 1992-01-20 | 1992-01-20 | Qスイッチレーザ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4007461A JP2973673B2 (ja) | 1992-01-20 | 1992-01-20 | Qスイッチレーザ装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05198882A true JPH05198882A (ja) | 1993-08-06 |
JP2973673B2 JP2973673B2 (ja) | 1999-11-08 |
Family
ID=11666460
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP4007461A Expired - Fee Related JP2973673B2 (ja) | 1992-01-20 | 1992-01-20 | Qスイッチレーザ装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2973673B2 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2015519010A (ja) * | 2012-06-01 | 2015-07-06 | エム スクエアード レーザーズ リミテッドM Squared Lasers Limited | レーザキャビディからの出力周波数のロックおよびスキャン方法および装置 |
DE10147798B4 (de) * | 2001-08-09 | 2015-12-31 | Trumpf Laser Gmbh | Laserverstärkersystem |
-
1992
- 1992-01-20 JP JP4007461A patent/JP2973673B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE10147798B4 (de) * | 2001-08-09 | 2015-12-31 | Trumpf Laser Gmbh | Laserverstärkersystem |
JP2015519010A (ja) * | 2012-06-01 | 2015-07-06 | エム スクエアード レーザーズ リミテッドM Squared Lasers Limited | レーザキャビディからの出力周波数のロックおよびスキャン方法および装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2973673B2 (ja) | 1999-11-08 |
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