特許 7462220 レーザ発振器

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-03-28

(45)【発行日】2024-04-05

(54)【発明の名称】レーザ発振器

(51)【国際特許分類】

   H01S 5/068 20060101AFI20240329BHJP

   H01S 5/0683 20060101ALI20240329BHJP

   H01S 5/14 20060101ALI20240329BHJP

【ＦＩ】

H01S5/068

H01S5/0683

H01S5/14

【請求項の数】 12

(21)【出願番号】P 2020082641

(22)【出願日】2020-05-08

(65)【公開番号】P2021177530

(43)【公開日】2021-11-11

【審査請求日】2023-03-23

(73)【特許権者】

【識別番号】314012076

【氏名又は名称】パナソニックＩＰマネジメント株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002952

【氏名又は名称】弁理士法人鷲田国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】中井 出

(72)【発明者】

【氏名】葛西 孝昭

(72)【発明者】

【氏名】吉田 隆幸

【審査官】佐藤 宙子

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１４－０４２０１０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－１４７１４９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－１６３０３６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００５－１５８７９０（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２００６／００９２９９４（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｓ ３／００－ ３／３０

Ｈ０１Ｓ ５／００ー ５／５０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ＣＷ発振とパルス発振とを切り替え可能に構成されたレーザ発振器であって、
レーザ光を出射するレーザダイオードと、
前記レーザダイオードから出射された前記レーザ光の光路中に配置された外部共振ミラーと、
前記レーザダイオードから出射された前記レーザ光の光路中の前記レーザダイオードと前記外部共振ミラーとの間に配置される光シャッタと、
前記レーザダイオードを駆動するＬＤ電源と、
前記光シャッタを駆動する光シャッタドライバと、
前記ＬＤ電源及び前記光シャッタドライバを制御する制御装置と、を備え、
前記制御装置は、前記パルス発振のモードで、前記光シャッタを閉状態として当該レーザ発振器からのレーザ発振を無出力とするとき、前記ＬＤ電源から前記レーザダイオードに供給する駆動電流が小さくなるように、前記光シャッタの開閉タイミングに合わせて前記ＬＤ電源から出力される前記駆動電流の電流レベルを制御する、
レーザ発振器。

【請求項2】

レーザ光を出射する複数のレーザダイオードと、
前記複数のレーザダイオードそれぞれから出射された前記レーザ光の光路中に配置された外部共振ミラーと、
前記複数のレーザダイオードそれぞれから出射された前記レーザ光の光路中の前記複数のレーザダイオードと前記外部共振ミラーとの間に配置され、前記複数のレーザダイオードそれぞれから出射された前記レーザ光を同軸上に重ね合わせる回折格子と、
前記回折格子と前記外部共振ミラーとの間に配置される光シャッタと、
前記複数のレーザダイオードを駆動するＬＤ電源と、
前記光シャッタを駆動する光シャッタドライバと、
前記ＬＤ電源及び前記光シャッタドライバを制御する制御装置と、を備え、
前記制御装置は、前記光シャッタが閉状態のときに前記ＬＤ電源から前記複数のレーザダイオードそれぞれに供給する駆動電流が小さくなるように、前記光シャッタの開閉タイミングに合わせて前記ＬＤ電源から出力される前記駆動電流の電流レベルを制御する、
レーザ発振器。

【請求項3】

前記光シャッタは、音響光学素子である、
請求項１又は２に記載のレーザ発振器。

【請求項4】

前記光シャッタは、ポッケルスセルである、
請求項１又は２に記載のレーザ発振器。

【請求項5】

前記光シャッタを開いたときの前記レーザダイオードの発熱量と、前記光シャッタを閉じたときの前記レーザダイオードの発熱量とが、等しくなるように、前記駆動電流を制御する、
請求項１から４のいずれか一項に記載のレーザ発振器。

【請求項6】

前記レーザダイオードに取り付けられ、前記レーザダイオードの温度を測定する温度計測素子をさらに備える、
請求項１から５のいずれか一項に記載のレーザ発振器。

【請求項7】

前記レーザ光の出力を測定する出力モニタユニットをさらに備える、
請求項６に記載のレーザ発振器。

【請求項8】

前記制御装置は、前記レーザダイオードの温度測定データ及び前記レーザ光の出力測定データに基づいて、前記ＬＤ電源に対して前記駆動電流に係る電流指令を行うと共に、前記光シャッタへの開閉指令を行う、
請求項７に記載のレーザ発振器。

【請求項9】

前記制御装置が前記駆動電流の電流レベルを決定するための演算モデルは、機械学習によって自律的にフィードバックをかけて更新される、
請求項８に記載のレーザ発振器。

【請求項10】

前記レーザダイオードは、シングルエミッタ及びマルチエミッタのうちの少なくとも一方である、
請求項１から９のいずれか一項に記載のレーザ発振器。

【請求項11】

前記レーザダイオードの発振波長は、３００ｎｍ以上で且つ２０００ｎｍ以下の範囲内である、
請求項１から１０のいずれか一項に記載のレーザ発振器。

【請求項12】

前記レーザ発振器は、波長ビーム結合型レーザ発振器であり、
前記複数のレーザダイオードそれぞれが出射する前記レーザ光の波長は、互いに異なる、
請求項２に記載のレーザ発振器。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、レーザ発振器に関するものである。

【背景技術】

【0002】

レーザ発振器の一例として、外部共振を利用したダイレクトダイオードレーザ（ＤＤＬ）発振器が知られている（例えば、特許文献１を参照）。

【0003】

図６に、特許文献１に記載された従来のＤＤＬ発振器を示す。

【0004】

図６において、キャビティ２００ａは、波長の異なるレーザ入力モジュール２５２から出射される複数のレーザ光が回折格子２１４を通して同軸となるように配置された波長ビーム結合方式のダイレクトダイオードレーザ発振器である。レーザ入力モジュール２５２は、レーザエレメント２５０とＦＡＣ光学系２０６と変換光学系２０８とを有する。出力カプラ２１６は、回折格子２１４を通って入射するレーザ光の一部を反射光として各レーザ入力モジュール２５２に戻し、この光をレーザエレメント２５０のエミッタにて所定の波長のみが発振するウェーブロッキングと呼ばれる状態にすることで、レーザ光を発振している。

【0005】

また、特許文献２には、従来のレーザ発振器として、ＬＤの電流値を制御しているものが開示されている。図７に、特許文献２に記載された従来のレーザ発振器を示す。

【0006】

図７において、レーザ発振装置は、Ｎｄ：ＹＡＧロッド３１２、全反射鏡３１５、内部ＡＯＱ－ＳＷ素子３１４、励起用ＬＤ３１３、及び出力鏡３１６を有し、発振器出力３５７を出力するレーザ発振器ヘッド３１１、出射パルス信号３５１を受信しＱスイッチパルス幅設定信号３５２を出力するＱスイッチパルス幅設定回路３１７、ＬＤ電流制御信号３５３を出力するＬＤ電流制御回路３１８、ＬＤ駆動電流３５６を制御するＬＤドライバ３１９、ＲＦ電力の変調制御信号３５４を出力するＲＦ振幅制御回路３２０、並びにＲＦ電力３５５を制御するＲＦドライバ３２１を有する。レーザ発振器ヘッド３１１内の光共振器が１又は複数回のＱスイッチパルス発振をするタイミングに同期させて、ＬＤ電流制御回路３１８及びＬＤドライバ３１９が励起用ＬＤ３１３に印加する電流をレーザ発振の閾値以下となるように制御する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【文献】特許第５９８１８５５号公報

【文献】特許第５０８２７９８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

ところで、レーザダイオードの波長に対する利得カーブは、レーザダイオードの温度に応じて変化する、という特徴を有する。

【0009】

この点、特許文献１に示すＤＤＬ発振器では、パルス発振を行おうとした際にはレーザダイオードの電流値を変化させる必要があるため、ＣＷ発振の場合とはレーザダイオードの発熱量が異なり、波長に対する利得カーブが変化してしまう。

【0010】

そして、特許文献１に示すＤＤＬ発振器では、レーザダイオードは回折を利用した外部共振を行なっており、発振する波長は、ウェーブロッキングのため固定である。そのため、利得カーブが変化すると、レーザ光出力も変動してしまう。それ故、典型的には、ＣＷ発振用にアライメント調整を行った発振器では、パルス発振する際は発振効率が悪化する。さらに、標準的なパルス幅や発振周波数でパルス発振用にアライメント調整を行った場合でも、パルス幅や発振周波数などのパラメータが変化すると、レーザダイオードの発熱量が変化し、利得カーブがシフトするため、同様に、発振効率が悪化したり、発振状態が不安定になったりする。

【0011】

また、特許文献２に示すレーザ発振器では、内部ＡＯＱ－ＳＷ素子とＬＤ電流制御回路のタイミングを同期させているが、励起用ＬＤに対する温度制御については考慮されていない。この特許文献２に示す構成を外部共振型のＤＤＬ発振器に適用した場合は、発振周波数などのパラメータが変更された際には、ＬＤの温度変動が発生し、利得カーブのシフトが起こるために、発振効率が低下し、ＤＤＬ発振器の発振が不安定になるといった課題がある。

【0012】

本開示は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、レーザ光の発振条件を変化させた場合にも、良好な発振特性を実現し得るレーザ発振器を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0013】

前述した課題を解決する主たる本開示は、
レーザ光を出射するレーザダイオードと、
前記レーザダイオードから出射された前記レーザ光の光路中に配置された外部共振ミラーと、
前記レーザダイオードから出射された前記レーザ光の光路中の前記レーザダイオードと前記外部共振ミラーとの間に配置される光シャッタと、
前記レーザダイオードを駆動するＬＤ電源と、
前記光シャッタを駆動する光シャッタドライバと、
前記ＬＤ電源及び前記光シャッタドライバを制御する制御装置と、を備え、
前記制御装置は、前記光シャッタが閉状態のときに前記ＬＤ電源から前記レーザダイオードに供給する駆動電流が小さくなるように、前記光シャッタの開閉タイミングに合わせて前記ＬＤ電源から出力される前記駆動電流の電流レベルを制御する、
レーザ発振器である。

【0014】

又、他の局面では、
レーザ光を出射する複数のレーザダイオードと、
前記複数のレーザダイオードそれぞれから出射された前記レーザ光の光路中に配置された外部共振ミラーと、
前記複数のレーザダイオードそれぞれから出射された前記レーザ光の光路中の前記複数のレーザダイオードと前記外部共振ミラーとの間に配置され、前記複数のレーザダイオードそれぞれから出射された前記レーザ光を同軸上に重ね合わせる回折格子と、
前記回折格子と前記外部共振ミラーとの間に配置される光シャッタと、
前記複数のレーザダイオードを駆動するＬＤ電源と、
前記光シャッタを駆動する光シャッタドライバと、
前記ＬＤ電源及び前記光シャッタドライバを制御する制御装置と、を備え、
前記制御装置は、前記光シャッタが閉状態のときに前記ＬＤ電源から前記複数のレーザダイオードそれぞれに供給する駆動電流が小さくなるように、前記光シャッタの開閉タイミングに合わせて前記ＬＤ電源から出力される前記駆動電流の電流レベルを制御する、
レーザ発振器である。

【発明の効果】

【0015】

本開示のレーザ発振器によれば、レーザ光の発振条件を変化させた場合にも、良好な発振特性を実現できる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】本開示の一実施形態に係るレーザ発振器の模式図

【図2】図２（ａ）は、本開示の一実施形態における利得カーブを示す概念図 図２（ｂ）は、本開示の一実施形態における利得カーブの温度によるシフトを示す概念図

【図3】従来のパルス発振時の各パラメータを示す図

【図4】本開示の一実施形態における電流値制御時の各パラメータを示す図

【図5】本開示の一実施形態に係るレーザ発振器の模式図

【図6】従来のレーザ発振器を示す概略図

【図7】従来のレーザ発振器を示す概略図

【発明を実施するための形態】

【0017】

以下、本開示の実施形態について、図面を参照しながら説明する。

【0018】

＜実施形態１＞
図１は、本開示の実施形態１におけるレーザ発振器の模式図である。

【0019】

レーザ発振器は、レーザ光５を出射するレーザダイオード２を有する。レーザダイオード（以下、ＬＤともいう）２は、レーザ光５を生成し出射する。レーザダイオード２は、例えば、チップ形状のＬＤチップである。ＬＤチップとしては、端面発光型（ＥＥＬ：Ｅｄｇｅ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｌａｓｅｒ）のＬＤチップが好ましく用いられる。端面発光型のＬＤチップでは、例えば、長尺のバー形状の共振器が、チップ内において基板面と平行に形成されている。共振器の長手方向の一方の端面は光がほぼ全反射するように高反射率の膜で覆われている。一方、共振器の長手方向の他方の端面には光が透過しやすいように反射防止膜で覆われており、レーザダイオード２の外部に設けられた部分反射鏡である外部共振ミラー１から、光が部分的に反射されて戻ってくることによって、増幅され位相の揃ったレーザビームが外部共振ミラー１から出射される。

【0020】

レーザダイオード２の発振波長は、３００ｎｍ以上で且つ２０００ｎｍ以下の範囲内であることが好ましい。すなわち、レーザ光５の波長は、３００ｎｍ以上で且つ２０００ｎｍ以下の範囲内であることが好ましい。この範囲内のレーザ光５を用いることで、レーザ発振器を用いて高出力のレーザ加工装置を得ることができる。

【0021】

レーザダイオード２は、シングルエミッタ及びマルチエミッタのうちの少なくとも一方であることが好ましい。シングルエミッタは、一つのエミッタを有するＬＤチップであってよく、マルチエミッタは、複数のエミッタを有するＬＤバーであってよい。

【0022】

レーザダイオード２に、レーザダイオード２の温度を測定する温度計測素子３が取り付けられていることが好ましい。温度計測素子３は、レーザダイオード２に接しており、レーザダイオード２の温度を計測し、温度測定データ３１を制御装置７に伝える。

【0023】

レーザ発振器は、レーザダイオード２を駆動するＬＤ電源２２を有する。ＬＤ電源２２は、制御装置７から伝えられる電流指令信号２３に従って、レーザダイオード２に駆動電流２１を供給する。

【0024】

レーザ発振器は、レーザダイオード２から出射されたレーザ光の光路中に配置された外部共振ミラー１を有する。外部共振ミラー１は、レーザダイオード２から出射されるレーザ光５の一部を反射させて、レーザダイオード２へと戻し、外部共振させる。外部共振ミラー１とレーザダイオード２とで外部共振キャビティを構成している。

【0025】

レーザ発振器は、外部共振ミラー１とレーザダイオード２との間に配置される光シャッタ４を有する。光シャッタ４を開閉することによってレーザ光５の透過又は遮断することで、パルス状のレーザ光５やＣＷ状のレーザ光５を得ることができる。

【0026】

光シャッタ４は、音響光学素子（以下、ＡＯＭともいう）であることが好ましい。音響光学素子は、回折格子としての役割を有しており、レーザダイオード２から出射されるレーザ光５の一部を回折する。

【0027】

光シャッタ４は、ポッケルスセルであることも好ましい。この場合、レーザ発振器は、ポラライザを有することが好ましい。ポッケルスセルは、レーザ光５の偏光方向を変えることが可能である。ポラライザは、レーザ光５の偏光を分離する。

【0028】

レーザ発振器は、光シャッタドライバ４２を有する。光シャッタドライバ４２は、制御装置７から伝えられる開閉指令信号４３にしたがって、光シャッタ駆動信号４１を光シャッタ４へと送信し、光シャッタ４を開閉させる。

【0029】

レーザ発振器は、出力モニタユニット８を有することが好ましい。出力モニタユニット８は、外部共振ミラー１から出射されるレーザ光５の一部をサンプリングして出力を測定することによって、レーザ光５の変動を測定することができ、制御装置７に出力測定データ８１を伝えることができる。

【0030】

レーザ発振器は、ＬＤ電源２２及び光シャッタドライバ４２を制御する制御装置７を有する。制御装置７は、開閉指令信号４３を光シャッタドライバ４２へ送信することで、光シャッタ４の開閉を制御するとともに、光シャッタ４の開閉に合わせて電流指令信号２３をＬＤ電源２２へと送信しレーザダイオード２へ供給される出力駆動電流２１を制御する。

【0031】

レーザ発振器が温度計測素子３を有する場合、制御装置７は、温度計測素子３からレーザダイオード２の温度測定データ３１を受信し、これに基づいてＬＤ電源２２及び光シャッタドライバ４２を制御することが好ましい。また、レーザ発振器が出力モニタユニット８を有する場合、出力モニタユニット８から出力測定データ８１を受信し、これに基づいてＬＤ電源２２及び光シャッタドライバ４２を制御することが好ましい。制御装置７は、温度測定データ３１及び出力測定データ８１の両方を受信することがより好ましい。この場合、特に効率よくレーザ発振を行うことができる。

【0032】

図２を参照して、本実施形態における温度による利得カーブのシフトを説明する。図２（ａ）はレーザダイオード２がＣＷ発振している際の利得カーブ２５と光出力５１との関係を概念的に示したグラフである。図２（ｂ）は、レーザダイオード２を、ＣＷ発振モードからパルス発振モードに切り替えた場合の利得カーブの変化の態様を示したグラフである。

【0033】

レーザダイオード２は、ある特定の波長幅の利得カーブ２５を持っており、本実施形態に示す外部共振を行うシステムにおいてＣＷ発振している際には、外部共振のウェーブロッキング波長２４が利得カーブ２５の最大効率が得られる位置に調整され、光出力５１を得ることができる。

【0034】

しかしながら、光シャッタ４を開閉することによってパルス発振を行うと、レーザダイオード２の発熱量が増大し、レーザダイオード２は、高温化する。その結果、レーザダイオード２の利得カーブは、図２（ｂ）に示すように、ＣＷ発振時の利得カーブ２５よりも長波長側にシフトした高温時の利得カーブ２６となる。このとき、外部共振のためにウェーブロッキング波長２４は、典型的には、固定状態であるため、レーザダイオード２は、当該ウェーブロッキング波長２４に対応する波長で発振せざるを得ない。そのため、利得カーブシフト時の光出力５２は、ＣＷ発振時の光出力５１よりも低下することになる。

【0035】

図３に、従来の光シャッタ動作時の各パラメータを示す。図３において、図１と同じ構成要素については同じ符号を用い、説明を省略する。

【0036】

図３において、光シャッタ４の開閉を行うための開閉指令信号４３と、レーザダイオード２へ供給される駆動電流２１とは、制御装置７によって制御可能なパラメータであり、ＬＤ発熱量３２と、ＬＤ温度３３と、光出力５１とは、駆動電流２１及び開閉指令信号４３によって結果的に影響を及ぼされるパラメータである。

【0037】

ＣＷ発振をしているレーザ発振器のキャビティ内に設置された光シャッタ４を用いてパルス状の光を出射させようとする際に、開閉指令信号４３が“開”の状態であるときは光シャッタ４が開いた状態であり、レーザダイオード２は発光状態となり、レーザ発振器から外部に光出力５１が出射される。

【0038】

また、開閉指令信号４３が“閉”の状態であるときは、光シャッタ４が閉じた状態であるため、外部共振状態のレーザダイオード２は発光せず、レーザ発振器から光出力５１は出射されない。このとき、レーザダイオード２に供給される駆動電流２１の電流レベルは一定のままであり、開閉指令信号４３が“開”の状態であるときに光出力５１として放散されるはずのエネルギが、開閉指令信号４３が“閉”の状態であるときはレーザダイオード２にとどまるため、ＬＤ発熱量３２が大きくなる。ＬＤ発熱量３２が大きくなると、ＬＤ温度３３が上昇し、外部共振型のレーザ発振器において利得カーブ２５のシフトが起こるため、時間の経過に伴い光出力５１が徐々に低下する。

【0039】

図４に、本実施形態における電流値制御時の各パラメータを示す。図４において、図１から図３と同じ構成要素については同じ符号を用い、説明を省略する。

【0040】

図４に示すように、本実施形態における制御装置７は、光シャッタ４が“閉”の状態（即ち、ＬＤ無発光時）にあるときの駆動電流２１の電流レベルが、光シャッタ４が“開”の状態（即ち、ＬＤ無発光時）にあるときの駆動電流２１の電流レベルよりも小さくなるように、ＬＤ電源２２を制御する。このとき、駆動電流２１の電流レベルを適切に調整することで、光シャッタ４が“開”の状態にあるときのＬＤ発熱量３２と、光シャッタ４が“閉”の状態にあるときのＬＤ発熱量３２とを等しくすることができる。

【0041】

なお、ＬＤ発熱量３２が等しいとは、完全に等しい場合だけではなく、ＬＤ発熱量３２がほぼ等しい場合も含み、光出力５１を著しく低下させない程度であればよい。このように、制御装置７にて、光シャッタ４の開閉動作と駆動電流２１の電流レベルの変化とを同期的に制御することによって、光シャッタ４の開閉状態に関わらず、ＬＤ温度３３をほぼ一定に保つことが可能となる。これにより、パルス状の光出力５１が変動せずに安定的に動作させることができる。即ち、このため、効率よくレーザ発振を行うことができる。

【0042】

加えて、本実施形態の制御装置７は、所望のパルスのパラメータ（パルス幅、周波数、ピーク出力など）が入力されると、レーザダイオード２の温度測定データ３１や出力測定データ８１を取得して、適切な電流指令信号２３を生成し、ＬＤ電源２２に指令する。これによって、光シャッタ４が“閉”の状態にあるときの駆動電流２１の電流レベルと、光シャッタ４が“開”の状態にあるときの駆動電流２１の電流レベルとの比率を適切にコントロールし、レーザ発振器の出力５１を早期に、且つ、適切に安定化させることができる。

【0043】

尚、制御装置７への入力パラメータ（パルスのパラメータ、温度測定データ３１、出力測定データ８１）から出力パラメータ（駆動電流２１の電流レベルを示す電流指令信号２３）を算出するための演算モデルは、例えば、事前の検証によって決定されたデータテーブルである。但し、より好ましくは、当該演算モデルは、機械学習によって自律的にフィードバックをかけて更新される構成とする。これによって、パルス状の光出力５１が変動せずに安定的に動作するように、駆動電流２１の電流レベルをより適切に決定することが可能となる。

【0044】

以上のように、本実施形態に係るレーザ発振器によれば、レーザ光の発振条件を変化させた場合にも、パルス状の光出力５１が変動せずに安定的に動作することが可能である。これによって、例えば、安定的かつ精密なレーザ加工が可能となる。

【0045】

＜実施形態２＞
図５は、本開示の実施形態２におけるレーザ発振器の模式図である。図５において、実施形態１と同じ構成要素については同じ符号を用い、説明を省略する。

【0046】

本実施形態では、レーザ発振器は、波長ビーム結合型外部共振ＤＤＬレーザ発振器であり、各別にレーザ光を出射する複数のレーザダイオード２を有する。複数のレーザダイオード２は、それぞれが異なる波長で外部共振によって発振していることが好ましい。複数のレーザダイオード２はそれぞれ、実施形態１で記載したのと同様のレーザダイオード２を用いればよい。

【0047】

本実施形態では、レーザ発振器は、複数のレーザダイオード２と光シャッタ４との間に配置される回折格子６を有する。複数のレーザダイオード２それぞれから出射されるレーザ光は、回折格子６によって同軸上に重ね合わされ、外部共振ミラー１から一本のレーザ光５として出射される。このように複数のレーザダイオードを使用することによって、実施形態１よりも高出力なレーザ発振器を得ることが可能となる。

【0048】

本実施形態に係る制御装置７は、実施形態１と同様に、複数のレーザダイオード２それぞれに供給される駆動電流２１を制御する。即ち、本実施形態に係る制御装置７は、光シャッタ４が閉状態のときにＬＤ電源２２から複数のレーザダイオード２それぞれに供給する駆動電流２１が小さくなるように、光シャッタ４の開閉に合わせてＬＤ電源２２」を制御する。

【0049】

尚、複数のレーザダイオード２が直列に接続されるなどして、駆動電流２１が共通になる場合は、制御装置７は、各レーザダイオード２に取り付けられているそれぞれの温度計測素子３からのそれぞれの温度計測データ３１を制御装置７に取り込み、演算をおこない一つの電流値として出力する構成としてもよい。この場合、制御装置７は、例えば、出力モニタユニット８から伝達される出力測定データ８１をモニタリングし、パルス発光動作をおこなった際の各レーザダイオード２のＬＤ温度３３の変動が最小になるように、電流指令信号２３を算出すればよい。

【0050】

＜その他の実施形態＞
尚、上記では、制御装置７は、光シャッタ４の開閉タイミングと駆動電流２１の電流レベルを変化させるタイミング（即ち、立ち上がりタイミング及び立ち下がりタイミング）が一致するように、ＬＤ電源２２及び光シャッタ４を制御する態様を示した。しかしながら、光シャッタ４の開閉タイミングと駆動電流２１の電流レベルを変化させるタイミングとは、必ずしも完全に一致する必要はなく、制御装置７は、光シャッタ４の開閉タイミングから一定のディレイ時間を置いて駆動電流２１の電流レベルを変化させてもよいし、段階的に、駆動電流２１の電流レベルを変化させてもよい。

【産業上の利用可能性】

【0051】

本開示のレーザ発振器は、良好な発振特性を有するため、安定的かつ精密なレーザ加工の用途に適用できる。

【符号の説明】

【0052】

１ 外部共振ミラー
２ レーザダイオード
２１ 電流
２２ ＬＤ電源
２３ 電流指令信号
２４ ウェーブロッキング波長
２５ 利得カーブ
２６ 高温時の利得カーブ
３ 温度計測素子
３１ 温度測定データ
３２ ＬＤ発熱量
３３ ＬＤ温度
４ 光シャッタ
４１ 光シャッタ駆動信号
４２ 光シャッタドライバ
４３ 開閉指令信号
５ レーザ光
５１ 光出力
５２ 利得カーブシフト時の光出力
６ 回折格子
７ 制御装置
８ 出力モニタユニット
８１ 出力測定データ
２００ａ キャビティ
２０６ ＦＡＣ光学系
２０８ 変換光学系
２１４ 回折格子
２１６ 出力カプラ
２５０ レーザエレメント
２５２ レーザ入力モジュール
３１１ レーザ発振器ヘッド
３１２ Ｎｄ：ＹＡＧロッド
３１３ 励起用ＬＤ
３１４ 内部ＡＯＱ－ＳＷ素子
３１５ 全反射鏡
３１６ 出力鏡
３１７ Ｑスイッチパルス幅設定回路
３１８ ＬＤ電流制御回路
３１９ ＬＤドライバ
３２０ ＲＦ振幅制御回路
３２１ ＲＦドライバ
３５１ 出射パルス信号
３５２ Ｑスイッチパルス幅設定信号
３５３ ＬＤ電流制御信号
３５４ ＲＦ電力の変調制御信号
３５５ ＲＦ電力
３５６ ＬＤ駆動電流
３５７ 発振器出力

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】