光纤脉冲激光器装置及其控制方法制造方法及图纸

一种控制主振荡器－功率放大器型光纤脉冲激光器装置的脉冲输出的方法，该主振荡器－功率放大器型光纤脉冲激光器装置包括主振荡器单元和连接到主振荡器单元的功率放大器单元，该方法包括在起动功率放大器单元之前起动主振荡器单元。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及光纤脉冲激光器装置，更特别地涉及控制脉冲输出使得在 通过组合主振荡器与光学放大器而振荡脉冲的脉冲激光器(在下文中，被称作MO-PA型激光器装置)中，第一脉冲输出在幅度上与第二和随后脉 冲输出相等的方法，以及根据该控制方法控制脉沖输出的光纤脉冲激光器 装置。本申请主张2007年1月23日提交的日本专利申请No. 2007-12546 的优先权，其内容通过引用合并在此。
技术介绍
在相关技术中，例如在各种文献中公开了 MO-PA型激光器装置。在这些7>开中，日本专利No. 2658351 乂>开了 一种用于控制第 一脉冲 的峰值与第二和随后脉沖的各个峰值的强度比以进行晶片打标(wafer marking)的技术。日本未审专利申请第一公开No. H7-74422公开了一种用于监视振 荡器的粒子lt良转状态并基于^J^视的粒子lt^转状态，在仅笫一脉冲为 低Q值的情况下来振荡脉冲的技术。日本专利No. 3411852公开了 一种用于将激励光源操作到空闲状态以 保持第 一脉沖的幅度恒定的技术。曰本专利No. 33641717>开了 一种用于相应地降低打标速度以匹配较 小的第一脉冲从而使打印的字符一致的技术。日本未审专利申请第一次公开No. 2004-337970公开了一种用于通 过在光源起动时增加激励光源的电流而缩短上升时间的技术。在MO-PA型激光器装置中，激光器输出 一般取决于如PA单元的LD (在下文中称作泵浦LD )的激励光源的输出。如果泵浦LD的输出为零， 即使MO单元振荡脉沖，激光器输出也为零。另外，当触发信号被输入 到MO单元的Q开关时，与触发信号同步地生成Q开关脉冲。一般而言，MO-PA型激光器装置的缺点是在以脉冲操作起动激光器之后前几个脉沖的输出立刻变小。相反，不采用MO-PA型的其它类型激 光振荡器具有不同缺点，即仅第一脉沖被增加。本专利技术致力于解决与MO-PA型激光器装置中的第 一脉冲的输出相关 的缺点。MO-PA型激光器装置中的笫 一脉沖的缺点的原因是放大器(PA) 的緩慢的起动时间u例如，虽然在20kHz操作时脉冲与下一脉沖之间的 时间间隔为50ps，但是放大器在起动时直到达到完全稳定的操作需要 200微秒到500微秒。在此期间，脉冲在能量和峰值上变小。另夕卜，虽然MO单元可稍微早于PA单元起动，但是如果起动时间被 缩短，由于MO单元的起动时间可能呈现瓶颈，从而使得难以从起动时 间的减少中获得任何优势，所以MO单元的起动时间可导致某些缺点。在相关技术中，泵浦LD起动时的操作控制旨在减少当泵浦LD提供 受激的光时可能出现的延迟时间(参见日本专利No. 3364171和日本专利 申请第一次^Hf No. 2004-337970),而这也是本专利技术的一个目的。该相 关技术不能对LD花费长时间来生成期望的输出并稳定放大介质的粒子 数反转的实质问题提供解决方案，因此对于下列几点没有优势*在所有操作条件下使脉冲峰值从"第一脉冲"开始恒定。*减少MO单元的起动时间。另夕卜，在最小化直到输出被稳定的时间方面，以上相关技术的优势不 如本专利技术的优势。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是提供能使脉沖输出从第一脉冲开始恒定的光纤 脉沖激光器装置的脉冲输出控制方法。为了实现上述目的，本专利技术的第一方面涉及一种控制主振荡器-功率 放大器型光纤脉沖激光器装置的脉沖输出的方法，该主振荡器-功率放大 器型光纤脉沖激光器装置包括主振荡器单元和连接到主振荡器单元的功 率放大器单元，该方法包括执行以下序列在起动功率放大器单元之前起 动主振荡器单元；以及在起动功率放大器单元时，将主振荡器单元的操作 从脉沖操作改变成连续振荡操作。在上述方法中，所述序列还可包括在触发信号与连续振荡操作的结束时刻同步的情况下，使在任何振荡条件下在连续振荡操作中用于功率放大器的激励光源的输出相等；以及当执行脉沖操作的同时将功率放大器的激 励光源的输出调整到期望输出。本专利技术的第二方面涉及包括主振荡器单元和连接到主振荡器单元的 功率放大器单元的主振荡器 一 功率放大器型光纤脉冲激光器装置，该装置 包括使用上述脉冲输出控制方法来控制脉冲激光器输出的控制器。如图2所示，本专利技术的控制方法能加速放大器中的放大介质的粒子数 反转的增加。另夕卜，根据本专利技术的方面，如图2所示，由于第一脉冲可在幅度上与 第二及随后脉冲相等，釆用本专利技术控制方法的光学放大器或光纤激光器可 稳定脉沖输出。另外，在本专利技术中，有可能在任何情况以相同的序列操作激光器装置 而不需要复杂的脉冲控制，以及在不增加装置费用的情况下稳定脉沖输 出。附图说明图1为示出根据本专利技术实施例的控制方法的例子的时序图。 图2为示出根据本专利技术实施例的控制方法的概要的图。具体实施方式本专利技术采用以下配置，以使得在激光器起动时脉冲峰值恒定或受控的 情况下直到第一脉沖被输出时的时间最小化。(1)配置成通过CW激光器和外部光学调制器的组合或具有内部光 学调制器的Q -开关激光器来生成来自MO单元的脉沖以在PA单元的泵 浦LD起动前将MO单元保持在振荡状态。下列解释针对Q -开关MO，然而相似的操作对于具有外部调制器的 CWMO是可能的。当PA单元的泵浦LD起动时，该配置允许获得激光器的输出。(2 )触发激光器起动时，PA单元的泵浦LD单元被施加能量且开始LD的输出。此时，在MO单元的Q值恒定的情况下停止脉沖振荡。为 停止脉冲激光器，激光器可转移到CW模式或其输出可i殳为零。结果， 在指定时间段内没有脉沖信号输入到PA单元。在该时间段，用于PA单 元的放大的光纤内部的粒子M转增加。(3)假设期望脉冲操作的时间段为T秒，在MO单元转移到CW模 式(或停止输出)之后，MO单元的Q值在指定时间段内改变并通过Q 开关操作返回脉沖操作。同时，PA单元的泵浦LD被适当调整到期望输 出。基于来自MO单元的CW输出的幅度和泵浦LD的驱动电流的强度 来确定指定时间段。当MO单元正在CW模式操作时，泵浦LD的输出可具有任何值以 提高PA单元的放大介质(光纤)的粒子lt^转，而该值优选地大于正常 操作期间的输出。如果泵浦LD的输出小于正常操作期间的输出，由于自 发发射的影响，可能不能获得粒子lt^转的期望程度。图l示出图解在上述(l) - (3)中说明的^Mt的时序图。在MO-PA型激光器装置中，与第二及随后脉沖的峰值相比，第一脉 沖的峰值趋向于必然减小。这是因为在激光器振荡的初始阶段，在PA单 元中使用的放大介质的粒子lt^转没有足够提高。因此，为了控制第一脉 冲的峰值，从第一脉冲开始保持PA单元的放大介质的粒子M转恒定是 重要的。另外，通过在起动PA单元之前起动MO单元，需JH吏仅使用 PA单元的放大介质(光纤)的粒子lt^转来确定脉冲峰值是可能的。然而，在脉冲振荡操作中，期望的粒子lt^转状态根据期望的平均输 出、脉冲频率等而变化。因此，在不监视放大介质的每一个粒子lt^转状 态的情况并为了在任何情况下使第一脉冲在幅度上与第二及随后脉沖相 等，需要MO单元继续进行CW振荡直到放大介质达到恒定，并且在CW 振荡稳定后转移到脉沖操作。此时，如果使第一脉冲与第二及随后脉冲一致更重要，优选的是CW 输出尽可能大，泵浦LD的操本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种控制主振荡器－功率放大器型光纤脉冲激光器装置的脉冲输出的方法，所述主振荡器－功率放大器型光纤脉冲激光器装置包括主振荡器单元和连接到主振荡器单元的功率放大器单元，所述方法包括执行以下序列：　　　　在起动所述功率放大器单元之前起动所述主振荡器单元；以及　　　　在起动所述功率放大器单元时，将所述主振荡器单元的操作从脉冲操作改变成连续振荡操作。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：中居道弘，
申请(专利权)人：株式会社藤仓，
类型：发明
国别省市：JP[日本]