(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
１系統がｎ台でｍ系統のレーザーから構成され、複数の増幅器レーザーを所定のタイミングで放電させることにより、発振器レーザーから出力されたレーザー光を前記各増幅器レーザーによって順次増幅させていくようにしたレーザーシステムであり、前記レーザーの出力をモニタする手段として、前記増幅器レーザーの入射窓を光軸に対して傾斜させることによって生じる前段からのレーザーの反射光をレンズ等の集光手段で集光し、かつ当該集光した光を光ファイバーに導き、当該光ファイバーで光伝送された光からタイミング制御を行う手段を備えて成ることを特徴とするレーザーシステムにおいて、
測定したレーザー出力のデータを基に当該レーザーの出力が最大に増幅される最適タイミング値を求める手段として、
前記増幅器レーザーのタイミングを前後に少しずつ変化させた時の当該各々のタイミングでのレーザー出力値を測定し、前記タイミングの変動とレーザー出力との関係が二次曲線で近似できない場合には、前記測定データを最小自乗法により多項式近似し、
さらに前記測定データと近似曲線とのずれσを下記式に基づいて算出し、当該ずれσがある一定値以内であれば前記最小自乗法による多項式近似が妥当であると判断し、前記近似曲線の傾きが０となりかつその中で最大出力を与えるタイミングを最適タイミング値として設定する手段を備えて成ることを特徴とするレーザーシステム。
【数１】
0003645413.tif 000006
【請求項２】
１系統がｎ台でｍ系統のレーザーから構成され、複数の増幅器レーザーを所定のタイミングで放電させることにより、発振器レーザーから出力されたレーザー光を前記各増幅器レーザーによって順次増幅させていくようにしたレーザーシステムであり、前記レーザーの出力をモニタする手段として、前記増幅器レーザーの入射窓を光軸に対して傾斜させることによって生じる前段からのレーザーの反射光をレンズ等の集光手段で集光し、かつ当該集光した光を光ファイバーに導き、当該光ファイバーで光伝送された光からタイミング制御を行う手段を備えて成ることを特徴とするレーザーシステムにおいて、
測定したレーザー出力のデータを基に当該レーザーの出力が最大に増幅される最適タイミング値を求める手段として、
前記増幅器レーザーのタイミングを前後に少しずつ変化させた時の当該各々のタイミングでのレーザー出力値を測定し、前記タイミングの変動とレーザー出力との関係が二次曲線で近似できない場合には、前記測定データを最小自乗法により多項式近似し、
さらに前記測定データおよび近似曲線を、横軸をタイミング値とし縦軸をレーザー出力値としたグラフ上に重ねて表示すると共に、前回の最適タイミング値および今回新たに求めた最適タイミング値を、前記グラフ上に表示し、前記多項式近似により測定データを近似できることを判断した上で、前記近似曲線の傾きが０となりかつその中で出力が最大となるタイミングを最適タイミング値として設定する手段を備えて成ることを特徴とするレーザーシステム。
【請求項３】
１系統がｎ台でｍ系統のレーザーから構成され、複数の増幅器レーザーを所定のタイミングで放電させることにより、発振器レーザーから出力されたレーザー光を前記各増幅器レーザーによって順次増幅させていくようにしたレーザーシステムであり、前記レーザーの出力をモニタする手段として、前記増幅器レーザーの入射窓を光軸に対して傾斜させることによって生じる前段からのレーザーの反射光をレンズ等の集光手段で集光し、かつ当該集光した光を光ファイバーに導き、当該光ファイバーで光伝送された光からタイミング制御を行う手段を備えて成ることを特徴とするレーザーシステムにおいて、
測定したレーザー出力のデータを基に当該レーザーの出力が最大に増幅される最適タイミング値を求める手段として、
前記増幅器レーザーのタイミングを前後に少しずつ変化させた時の当該各々のタイミングでのレーザー出力値を測定し、前記タイミングの変動とレーザー出力との関係が二次曲線で近似できない場合には、前記測定データを最小自乗法により多項式近似し、
さらに前記測定データと近似曲線とのずれσを下記式に基づいて算出し、かつ当該ずれσに基づいて近似精度を判定し、当該ずれσがある一定値以内であれば前記最小自乗法による多項式近似精度が良いと判断し、前記近似曲線の傾きが０となりかつその中で最大出力を与えるタイミングを最適タイミング値として設定する手段を備えて成ることを特徴とするレーザーシステム。
【数２】
0003645413.tif 000007
【請求項４】
１系統がｎ台でｍ系統のレーザーから構成され、複数の増幅器レーザーを所定のタイミングで放電させることにより、発振器レーザーから出力されたレーザー光を前記各増幅器レーザーによって順次増幅させていくようにしたレーザーシステムであり、前記レーザーの出力をモニタする手段として、前記増幅器レーザーの入射窓を光軸に対して傾斜させることによって生じる前段からのレーザーの反射光をレンズ等の集光手段で集光し、かつ当該集光した光を光ファイバーに導き、当該光ファイバーで光伝送された光からタイミング制御を行う手段を備えて成ることを特徴とするレーザーシステムにおいて、
測定したレーザー出力のデータを基に当該レーザーの出力が最大に増幅される最適タイミング値を求める手段として、
前記増幅器レーザーのタイミングを前後に少しずつ変化させた時の当該各々のタイミングでのレーザー出力値を測定し、当該測定データを最小自乗法により二次曲線近似し、
前記測定データおよび近似二次曲線を、横軸をタイミング値とし縦軸をレーザー出力値としたグラフ上に重ねて表示すると共に、前回の最適タイミング値および今回新たに求めた最適タイミング値を、前記グラフ上に表示し、さらに前記測定データと近似曲線とのずれが大きく、データの分布が二次曲線では近似できないことを判断した場合には、最小自乗法による測定データの多項式近似に切り替え、前記多項式近似により測定データを近似できることを判断した上で、前記近似曲線の傾きが０となりかつその中で出力が最大となるタイミングを、最適タイミング値として設定する手段を備えて成ることを特徴とするレーザーシステム。
【請求項５】
１系統がｎ台でｍ系統のレーザーから構成され、複数の増幅器レーザーを所定のタイミングで放電させることにより、発振器レーザーから出力されたレーザー光を前記各増幅器レーザーによって順次増幅させていくようにしたレーザーシステムであり、前記レーザーの出力をモニタする手段として、前記増幅器レーザーの入射窓を光軸に対して傾斜させることによって生じる前段からのレーザーの反射光をレンズ等の集光手段で集光し、かつ当該集光した光を光ファイバーに導き、当該光ファイバーで光伝送された光からタイミング制御を行う手段を備えて成ることを特徴とするレーザーシステムにおいて、
測定したレーザー出力のデータを基に当該レーザーの出力が最大に増幅される最適タイミング値を求める手段として、
前記増幅器レーザーのタイミングを前後に少しずつ変化させた時の当該各々のタイミングでのレーザー出力値を測定し、当該測定データを最小自乗法により二次曲線近似し、
さらに前記測定データと二次近似曲線とのずれσを下記式に基づいて算出し、当該ずれσがある一定値以内にないことを判断した場合には、最小自乗法による測定データの多項式近似に切り替えて、前記測定データと二次近似曲線とのずれσを下記式に基づいて再度算出し、当該ずれσがある一定値以内であれば前記最小自乗法による多項式近似が妥当であると判断し、前記近似曲線の傾きが０となりかつその中で出力が最大となるタイミングを、最適タイミング値として設定する手段を備えて成ることを特徴とするレーザーシステム。
【数３】
0003645413.tif 000008
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、発振器レーザーと複数の増幅器レーザーとから構成され、複数の増幅器レーザーを所定のタイミングで放電させることにより、発振器レーザーから出力されたレーザー光を各増幅器レーザーによって順次増幅させていくレーザーシステムに係る。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、レーザーシステムの一つとして、１系統がｎ台でｍ系統のレーザーから構成され、複数の増幅器レーザーを所定のタイミングで放電させることにより、発振器レーザーから出力されたレーザー光を各増幅器レーザーによって順次増幅させていくようにしたレーザーシステム（例えば“特開平４−２８６３８７号公報”に示されている）が用いられてきている。
【０００３】
図２０は、この種の従来のレーザーシステムの構成例を示すブロック図である。
【０００４】
図２０において、レーザーシステム本体は、発振器レーザー１と、複数の増幅器レーザー２とから構成されている。
【０００５】
また、各レーザー１，２のレーザー光の一部をモニタするために、各段間には光学系分配器３１を配置し、この光学系分配器３１により分配された光が、レーザーパワー検出器３２に取り込んで検出される。
【０００６】
さらに、このレーザーパワー検出器３２により検出された光は、タイミング制御装置３３に伝送されて、前回検出時との出力（パワー）の増減が演算され、各レーザー１，２のタイミングが制御される。
【０００７】
すなわち、この場合、初段の発振器レーザー１への制御信号を固定タイミングで出力し、次段の増幅器レーザー２のタイミングは、まず、ｔ１のタイミングで発振させて、レーザー出力を測定する。
【０００８】
次に、タイミングをｔ１より進ませて、ｔ２（ｔ２＝ｔ１＋ａ、ａ＞０）に変化させ、この時のレーザー出力を測定し、タイミングｔ１でのレーザー出力と比較する。
【０００９】
ここで、ｔ１＜ｔ２であれば、タイミングをさらに進ませる。
【００１０】
このようにして、一周期前のタイミングでの出力値と今回のタイミングでの出力値とを比較し、もし（ｔｎ−１）＞ｔｎ（前回のタイミングでの出力値＞今回のタイミングでの出力値）となれば、“ｔｎ−１”のタイミングを最適タイミング値として設定する。
【００１１】
以上のような操作を、次段のレーザー以降についても順次行ない、最終的に全てのレーザーに対して最適タイミング値を設定する。
【００１２】
しかしながら、上述したようなレーザーシステムでは、次のような問題点がある。
【００１３】
（１）レーザーの高出力化に伴ってノイズ環境が悪化すると、タイミング制御装置３３にノイズが混入して、レーザシステムが誤動作する恐れがあった。
【００１４】
（２）最適タイミング値を設定する際に、前回のタイミングでの出力値と今回のタイミングでの出力値と比較するようにしているが、２点で比較するだけでは、レーザー出力が変動している場合や測定誤差等により、最適タイミング値（出力ピークを与えるタイミング）を精度良く求めることが困難であった。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
以上のように、従来のレーザーシステムにおいては、ノイズ環境が悪化するとタイミング制御装置にノイズが混入したり、あるいは最適タイミング値を精度良く求めることが難しいという問題があった。
【００１６】
本発明の目的は、各レーザーの出力を、レーザーの強度損失を起こすことなくモニタしてノイズレスで測定することが可能なレーザーシステムを提供することにある。
【００３４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、１系統がｎ台でｍ系統のレーザーから構成され、複数の増幅器レーザーを所定のタイミングで放電させることにより、発振器レーザーから出力されたレーザー光を前記各増幅器レーザーによって順次増幅させていくようにしたレーザーシステムであり、前記レーザーの出力をモニタする手段として、前記増幅器レーザーの入射窓を光軸に対して傾斜させることによって生じる前段からのレーザーの反射光をレンズ等の集光手段で集光し、かつ当該集光した光を光ファイバーに導き、当該光ファイバーで光伝送された光からタイミング制御を行う手段を備えて成ることを特徴とするレーザーシステムにおいて、測定したレーザー出力のデータを基に当該レーザーの出力が最大に増幅される最適タイミング値を求める手段として、前記増幅器レーザーのタイミングを前後に少しずつ変化させた時の当該各々のタイミングでのレーザー出力値を測定し、前記タイミングの変動とレーザー出力との関係が二次曲線で近似できない場合には、前記測定データを最小自乗法により多項式近似し、さらに前記測定データと近似曲線とのずれσを下記式に基づいて算出し、当該ずれσがある一定値以内であれば前記最小自乗法による多項式近似が妥当であると判断し、前記近似曲線の傾きが０となりかつその中で最大出力を与えるタイミングを最適タイミング値として設定する手段を備えている。
【００３５】
【数６】
0003645413.tif 000002
【００３６】
従って、請求項１の発明のレーザーシステムにおいては、増幅器レーザーのタイミングを少しずつ変化させた時の各々のタイミングでのレーザー出力値を測定する。
【００３７】
この時、タイミングの変動とレーザー出力値との関係が二次曲線で近似できない場合には、測定データを最小自乗法により多項式近似し、測定データと近似曲線とのずれσを算出する。そして、このずれσがある一定値内（例えば、σ＜０．１）であれば、最小自乗法による多項式近似が妥当であると判断し、近似曲線の傾きが０となりかつその中で最大出力を与えるタイミングを、最適タイミング値として設定することにより、レーザーの短時間での出力変動や測定誤差等を補正することが可能となるため、精度良く最適タイミング値を求めることができる。
【００３８】
また、請求項２の発明では、１系統がｎ台でｍ系統のレーザーから構成され、複数の増幅器レーザーを所定のタイミングで放電させることにより、発振器レーザーから出力されたレーザー光を前記各増幅器レーザーによって順次増幅させていくようにしたレーザーシステムであり、前記レーザーの出力をモニタする手段として、前記増幅器レーザーの入射窓を光軸に対して傾斜させることによって生じる前段からのレーザーの反射光をレンズ等の集光手段で集光し、かつ当該集光した光を光ファイバーに導き、当該光ファイバーで光伝送された光からタイミング制御を行う手段を備えて成ることを特徴とするレーザーシステムにおいて、測定したレーザー出力のデータを基に当該レーザーの出力が最大に増幅される最適タイミング値を求める手段として、前記増幅器レーザーのタイミングを前後に少しずつ変化させた時の当該各々のタイミングでのレーザー出力値を測定し、前記タイミングの変動とレーザー出力との関係が二次曲線で近似できない場合には、前記測定データを最小自乗法により多項式近似し、さらに前記測定データおよび近似曲線を、横軸をタイミング値とし縦軸をレーザー出力値としたグラフ上に重ねて表示すると共に、前回の最適タイミング値および今回新たに求めた最適タイミング値を、前記グラフ上に表示し、前記多項式近似により測定データを近似できることを判断した上で、前記近似曲線の傾きが０となりかつその中で出力が最大となるタイミングを最適タイミング値として設定する手段を備えている。
【００３９】
従って、請求項２の発明のレーザーシステムにおいては、増幅器レーザーのタイミングを少しずつ変化させた時の各々のタイミングでのレーザー出力値を測定する。
【００４０】
この時、タイミングの変動とレーザー出力値との関係が二次曲線で近似できない場合には、測定データを最小自乗法により多項式近似し、グラフ上の測定データと近似曲線のグラフ表示を人間系により比較し、多項式近似によるピークサーチの健全性を確認した上で、曲線の傾きが０となりかつその中で出力が最大となるタイミングを、最適タイミング値として設定することにより、レーザーの短時間での出力変動や測定誤差等を補正することが可能となるため、精度良く最適タイミング値を求めることができる。
【００４１】
さらに、請求項３の発明では、１系統がｎ台でｍ系統のレーザーから構成され、複数の増幅器レーザーを所定のタイミングで放電させることにより、発振器レーザーから出力されたレーザー光を前記各増幅器レーザーによって順次増幅させていくようにしたレーザーシステムであり、前記レーザーの出力をモニタする手段として、前記増幅器レーザーの入射窓を光軸に対して傾斜させることによって生じる前段からのレーザーの反射光をレンズ等の集光手段で集光し、かつ当該集光した光を光ファイバーに導き、当該光ファイバーで光伝送された光からタイミング制御を行う手段を備えて成ることを特徴とするレーザーシステムにおいて、測定したレーザー出力のデータを基に当該レーザーの出力が最大に増幅される最適タイミング値を求める手段として、前記増幅器レーザーのタイミングを前後に少しずつ変化させた時の当該各々のタイミングでのレーザー出力値を測定し、前記タイミングの変動とレーザー出力との関係が二次曲線で近似できない場合には、前記測定データを最小自乗法により多項式近似し、さらに前記測定データと近似曲線とのずれσを下記式に基づいて算出し、かつ当該ずれσに基づいて近似精度を判定し、当該ずれσがある一定値以内であれば前記最小自乗法による多項式近似精度が良いと判断し、前記近似曲線の傾きが０となりかつその中で最大出力を与えるタイミングを最適タイミング値として設定する手段を備えている。
【００４２】
【数７】
0003645413.tif 000003
【００４３】
従って、請求項３の発明のレーザーシステムにおいては、増幅器レーザーのタイミングを少しずつ変化させた時の各々のタイミングでのレーザー出力値を測定し、測定データを計算機により最小自乗法で多項式近似する。
【００４４】
この時、前記で定義された測定データと近似曲線とのずれσに基づいて近似精度を判定し、ずれσがある一定値以内（例えばσ＜０．１となる場合）には、近似精度は良いと判断して、近似曲線の傾きが０となりかつその中で出力が最大となるタイミングを、計算機で自動的に最適タイミング値として設定することにより、レーザーの短時間での出力変動や測定誤差等を補正することが可能となるため、精度良く最適タイミング値を求めることができる。
【００４５】
また、請求項４の発明では、１系統がｎ台でｍ系統のレーザーから構成され、複数の増幅器レーザーを所定のタイミングで放電させることにより、発振器レーザーから出力されたレーザー光を前記各増幅器レーザーによって順次増幅させていくようにしたレーザーシステムであり、前記レーザーの出力をモニタする手段として、前記増幅器レーザーの入射窓を光軸に対して傾斜させることによって生じる前段からのレーザーの反射光をレンズ等の集光手段で集光し、かつ当該集光した光を光ファイバーに導き、当該光ファイバーで光伝送された光からタイミング制御を行う手段を備えて成ることを特徴とするレーザーシステムにおいて、測定したレーザー出力のデータを基に当該レーザーの出力が最大に増幅される最適タイミング値を求める手段として、前記増幅器レーザーのタイミングを前後に少しずつ変化させた時の当該各々のタイミングでのレーザー出力値を測定し、当該測定データを最小自乗法により二次曲線近似し、前記測定データおよび近似二次曲線を、横軸をタイミング値とし縦軸をレーザー出力値としたグラフ上に重ねて表示すると共に、前回の最適タイミング値および今回新たに求めた最適タイミング値を、前記グラフ上に表示し、さらに前記測定データと近似曲線とのずれが大きく、データの分布が二次曲線では近似できないことを判断した場合には、最小自乗法による測定データの多項式近似に切り替え、前記多項式近似により測定データを近似できることを判断した上で、前記近似曲線の傾きが０となりかつその中で出力が最大となるタイミングを、最適タイミング値として設定する手段を備えている。
【００４６】
従って、請求項４の発明のレーザーシステムにおいては、まず最小自乗法による二次曲線近似を行ない、グラフ上の測定データと近似曲線のグラフ表示を人間系によって比較する。
【００４７】
この時、測定データと近似曲線とのずれが大きく、データの分布が二次曲線では近似できない（例えば、左右非対象）場合には、最小自乗法による多項式近似に切り替える。このようにして、いずれかの方法で曲線近似し、測定データが曲線近似できることを人間系により確認した上で、二次曲線近似の場合には出力が最大となるタイミングを、また多項式近似の場合には近似曲線が傾きが０となりかつその中で出力が最大となるタイミングを、最適タイミング値として設定することにより、レーザーの短時間での出力変動や測定誤差等を補正することが可能となるため、精度良く最適タイミング値を求めることができる。
【００４８】
さらに、請求項５の発明では、１系統がｎ台でｍ系統のレーザーから構成され、複数の増幅器レーザーを所定のタイミングで放電させることにより、発振器レーザーから出力されたレーザー光を前記各増幅器レーザーによって順次増幅させていくようにしたレーザーシステムであり、前記レーザーの出力をモニタする手段として、前記増幅器レーザーの入射窓を光軸に対して傾斜させることによって生じる前段からのレーザーの反射光をレンズ等の集光手段で集光し、かつ当該集光した光を光ファイバーに導き、当該光ファイバーで光伝送された光からタイミング制御を行う手段を備えて成ることを特徴とするレーザーシステムにおいて、測定したレーザー出力のデータを基に当該レーザーの出力が最大に増幅される最適タイミング値を求める手段として、前記増幅器レーザーのタイミングを前後に少しずつ変化させた時の当該各々のタイミングでのレーザー出力値を測定し、当該測定データを最小自乗法により二次曲線近似し、さらに前記測定データと二次近似曲線とのずれσを下記式に基づいて算出し、当該ずれσがある一定値以内にないことを判断した場合には、最小自乗法による測定データの多項式近似に切り替えて、前記測定データと二次近似曲線とのずれσを下記式に基づいて再度算出し、当該ずれσがある一定値以内であれば前記最小自乗法による多項式近似が妥当であると判断し、前記近似曲線の傾きが０となりかつその中で出力が最大となるタイミングを、最適タイミング値として設定する手段を備えている。
【００４９】
【数８】
0003645413.tif 000004
【００５０】
従って、請求項５の発明のレーザーシステムにおいては、まず最小自乗法による二次曲線近似を行ない、測定データと近似曲線とのずれσを算出する。
【００５１】
この時、ずれσが一定値を上回った場合（例えば、σ≧０．１）には、多項式近似による曲線近似に切り替えて、再度ずれσを算出する。このようにして、いずれかの方法でデータを近似し、計算機によりずれσが一定範囲内（例えば、σ＜０．１）であることを確認した上で、曲線の傾きが０となりかつその中で出力が最大となるタイミングを、自動的に最適タイミング値として設定することにより、レーザーの短時間での出力変動や測定誤差等を補正することが可能となるため、精度良く最適タイミング値を求めることができる。
【００７２】
【発明の実施の形態】
本発明では、
（ａ）増幅器レーザーの入射側の窓の反射光をレンズで集光して、直接光ファイバーで伝送し、ノイズ環境の良い場所で光検出器により電気信号に変換することを第１の特徴とし。
（ｂ）出力が最大に増幅される最適タイミング付近で、増幅器レーザーのタイミングを前後に変動させ、各々のタイミングでの出力を測定して、その後測定データを最小自乗法により曲線近似し、曲線がピークを与えるタイミングを最適タイミング値として設定することを第２の特徴としている。
【００７３】
以下、上記のような考え方に基づく本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００７４】
（第１の実施の形態）
図１は、本実施の形態によるレーザーシステムの構成例を示すブロック図であり、図２０と同一部分には同一符号を付して示している。
【００７５】
図１において、レーザーシステム本体は、発振器レーザー１と、複数の増幅器レーザー２とから構成している。
【００７６】
また、各レーザー１，２のレーザー光の一部をモニタするために、各段間には簡易パワーモニタユニット３を配置し、この簡易パワーモニタユニット３により検出する。
【００７７】
さらに、この簡易パワーモニタユニット３により検出された光を、光ファイバー４により制御室のタイミング制御装置３３に伝送して、各レーザー１，２のタイミングを制御するようにしている。
【００７８】
ここで、レーザー出力モニタ手段である簡易パワーモニタユニット３は、本実施の形態では、その外観図を図２に示すように、集光手段であるレンズ５と、容器６と、光コネクタ７とから構成しており、レーザーの反射光の一部を取り込むようにしている。
【００７９】
すなわち、増幅器レーザー２の入射窓を光軸に対して傾斜させることによって生じる前段からのレーザーの反射光をレンズ５で集光し、かつこの集光した光を光コネクタ７を介して光ファイバー４に導き、この光ファイバー４でタイミング制御装置３３に光伝送するようにしている。
【００８０】
なお、この場合、レンズ５を使用するしているのは、レーザー光を効率良く光コネクタ７部へ集光させることを可能とするためである。
【００８１】
次に、以上のように構成した本実施の形態のレーザーシステムにおいては、図３に示すように、前段のレーザーから出射されたレーザー光が次段のレーザーに入射する際、入射窓を光軸に対して傾斜させることにより反射する光を、簡易パワーモニタユニット３でモニタする（この反射光をモニタする方式は、例えば“特開平４−１１９６７８号公報”により公知である）。
【００８２】
そして、この簡易パワーモニタユニット３でモニタした光を、直接光ケーブル４に取り込み、この光ケーブル４で制御室のタイミング制御装置３３に伝送する。
【００８３】
さらに、この伝送された光信号を、制御室のタイミング制御装置３３内の光検出器により検出して電気信号に変換し、レーザー出力（パワー）を測定する。
【００８４】
この場合、簡易パワーモニタユニット３でモニタした光を、直接光ケーブル４で光伝送することにより、タイミング制御装置３３へのノイズの混入を防止することができる。
【００８５】
上述したように、本実施の形態のレーザーシステムでは、増幅器レーザー２の入射側の窓の反射光をレンズ５で集光して直接光ファイバー４で伝送し、ノイズ環境の良い場所（制御室）で光検出するようにしているので、モニタした光を光伝送することができるため、タイミング制御装置３３へのノイズの混入を防止して、ノイズに強いシステムを実現することが可能となる。
【００８６】
これにより、各レーザー１，２の出力を、レーザーの強度損失を起こすことなくモニタしてノイズレスで測定することができ、ノイズの混入によってレーザーシステムが誤動作するようなことがなくなる。
【００８７】
（第２の実施の形態）
本実施の形態の簡易パワーモニタユニットは、前述した第１の実施の形態における光ファイバー４の代わりに、色素入り光ファイバーを用いた構成としている。
【００８８】
すなわち、増幅器レーザー２の入射窓を光軸に対して傾斜させることによって生じる前段からのレーザーの反射光をレンズ５で集光し、かつこの集光した光を吸収波長がレーザー光の波長（５１０．５５ｎｍ，５７８．２ｎｍ）範囲内にある色素入り光ファイバーに導き、この色素入り光ファイバーでタイミング制御装置３３に光伝送するようにしている。
【００８９】
ここで、色素入り光ファイバーとしては、例えば「Ｈｏｓｔａｓｏｌ  ＲｅｄＧＧ（吸収波長：５００ｎｍ、発光波長：６１０ｎｍ）」、「ＲＥＤ５２０（吸収波長：５５０ｎｍ、発光波長：６３０ｎｍ）」の入った光ファイバーを用いて光伝送する。
【００９０】
次に、以上のように構成した本実施の形態のレーザーシステムにおいては、図３に示すように、前段のレーザーから出射されたレーザー光が次段のレーザーに入射する際、入射窓を光軸に対して傾斜させることにより反射する光を、簡易パワーモニタユニット３でモニタする。
【００９１】
そして、この簡易パワーモニタユニット３でモニタした光を、直接色素入り光ケーブルに取り込み、この色素入り光ケーブルで制御室のタイミング制御装置３３に伝送する。
【００９２】
さらに、この伝送された光信号を、制御室のタイミング制御装置３３内の光検出器により検出して電気信号に変換し、レーザー出力（パワー）を測定する。
【００９３】
この場合、簡易パワーモニタユニット３でモニタした光を、直接色素入り光ケーブルで光伝送することにより、タイミング制御装置３３へのノイズの混入を防止することができる。
【００９４】
上述したように、本実施の形態のレーザーシステムでは、増幅器レーザー２の入射側の窓の反射光をレンズ５で集光して直接色素入り光ファイバーで伝送し、ノイズ環境の良い場所（制御室）で光検出するようにしているので、前述した第１の実施の形態の場合と同様に、モニタした光を光伝送することができるため、タイミング制御装置３３へのノイズの混入を防止して、ノイズに強いシステムを実現することが可能となる。
【００９５】
これにより、各レーザー１，２の出力を、レーザーの強度損失を起こすことなくモニタしてノイズレスで測定することができ、ノイズの混入によってレーザーシステムが誤動作するようなことがなくなる。
【００９６】
（第３の実施の形態）
図４（ａ）は、本実施の形態によるレーザーシステムにおけるレーザー出力モニタ手段である簡易パワーモニタユニットの構成例を示す外観図である。
【００９７】
なお、その他の部分については、前述した第１の実施の形態の場合と同様である。
【００９８】
本実施の形態の簡易パワーモニタユニットは、図４（ａ）に示すように、前述した第１の実施の形態における光ファイバー４の代わりに、前述した第２の実施の形態の場合と同様の色素入り光ファイバー９を用いた構成としている。
【００９９】
すなわち、増幅器レーザー２の入射窓を光軸に対して傾斜させることによって生じる前段からのレーザーの反射光の光路上に、吸収波長がレーザー光の波長範囲内にある色素入り光ファイバー９を設置して、レーザーの反射光を直接色素入り光ファイバー９に導き、この色素入り光ファイバー９でタイミング制御装置３３に光伝送するようにしている。
【０１００】
この場合、色素入り光ファイバー９は、レーザー光全体の光を取り込めるように、例えば図４（ａ）に示すように、固定板９により固定して配置する。
【０１０１】
ここで、色素入り光ファイバ９ーとしては、前述した第２の実施の形態の場合と同様に、例えば「Ｈｏｓｔａｓｏｌ  Ｒｅｄ  ＧＧ（吸収波長：５００ｎｍ、発光波長：６１０ｎｍ）」、「ＲＥＤ５２０（吸収波長：５５０ｎｍ、発光波長：６３０ｎｍ）」の入った光ファイバーを用いて光伝送する。
【０１０２】
次に、以上のように構成した本実施の形態のレーザーシステムにおいては、図３に示すように、前段のレーザーから出射されたレーザー光が次段のレーザーに入射する際、入射窓を光軸に対して傾斜させることにより反射する光を、簡易パワーモニタユニット３を構成する色素入り光ケーブル９に直接取り込み、この色素入り光ケーブル９で制御室のタイミング制御装置３３に伝送する。
【０１０３】
さらに、この伝送された光信号を、制御室のタイミング制御装置３３内の光検出器により検出して電気信号に変換し、レーザー出力（パワー）を測定する。
【０１０４】
この場合、簡易パワーモニタユニット３でモニタした光を、直接色素入り光ケーブル９で光伝送することにより、タイミング制御装置３３へのノイズの混入を防止することができる。
【０１０５】
上述したように、本実施の形態のレーザーシステムでは、増幅器レーザー２の入射側の窓の反射光を直接色素入り光ファイバー９で伝送し、ノイズ環境の良い場所（制御室）で光検出するようにしているので、前述した第１の実施の形態の場合と同様に、モニタした光を光伝送することができるため、タイミング制御装置３３へのノイズの混入を防止して、ノイズに強いシステムを実現することが可能となる。
【０１０６】
これにより、各レーザー１，２の出力を、レーザーの強度損失を起こすことなくモニタしてノイズレスで測定することができ、ノイズの混入によってレーザーシステムが誤動作するようなことがなくなる。
【０１０７】
（第４の実施の形態）
本実施の形態のレーザーシステムは、前述した図１に示す第１の実施の形態の場合と同様の構成を有している。
【０１０８】
そして、第１の実施の形態と異なるのは、測定したレーザー出力のデータを基にレーザーの出力が最大に増幅される最適タイミング値を求める機能として、次のような最適タイミング設定機能を、タイミング制御装置３３に持たせている点である。
【０１０９】
すなわち、タイミング制御装置３３は、増幅器レーザー２のタイミングを前後に少しずつ変化させた時の各々のタイミングでのレーザー出力値を測定し、この測定データを最小自乗法により曲線近似し、さらに測定データおよび近似曲線を、横軸をタイミング値とし縦軸をレーザー出力値としたグラフ上に重ねて表示すると共に、前回の最適タイミング値および今回新たに求めた最適タイミング値を、上記グラフ上に表示する機能を備えている。
【０１１０】
次に、以上のように構成した本実施の形態のレーザーシステムにおいては、タイミング制御装置３３では、増幅器レーザー２のタイミングを少しずつ変化させた時の各々のタイミングでのレーザー出力値を測定し、測定データを最小自乗法により曲線近似する。
【０１１１】
この時、測定データおよび近似曲線を、図５にその表示画面（タイミング制御装置３３に備え付けの表示装置）の一例を示すように、横軸をタイミング値とし、縦軸をレーザーの出力値としたグラフ上に重ねて表示し、さらに前回の最適タイミング値と今回新たに求めた最適タイミング値をグラフ上に表示する。
【０１１２】
図５の例では、増幅器レーザー２の制御信号のタイミングを、前回の最適タイミング値から数ｎｓｅｃきざみに前後に十数回変動させ、各々のタイミングでのレーザー出力の測定値をグラフ上にプロットし、同時に測定データを最小自乗法により近似した近似曲線を重ねて表示している。さらに、前回の最適タイミング値と今回の最適タイミング値も表示させることにより、計算機による演算結果を一画面に視覚的に表示している。
【０１１３】
これにより、測定データと計算機（ソフト）による最適タイミング値の演算結果を、人間系が判断し易いように視覚的に明確に表示することができるため、曲線近似により算出された最適タイミング値の妥当性を一目で確認することができる。
【０１１４】
上述したように、本実施の形態のレーザーシステムでは、増幅器レーザー２のタイミングを前後に少しずつ変化させた時の各々のタイミングでのレーザー出力値を測定し、この測定データを最小自乗法により曲線近似し、さらに測定データおよび近似曲線を、横軸をタイミング値とし縦軸をレーザー出力値としたグラフ上に重ねて表示すると共に、前回の最適タイミング値および今回新たに求めた最適タイミング値を、グラフ上に表示するようにしているので、測定データと計算機（ソフト）による最適タイミング値の演算結果を、人間系が判断し易いように視覚的に明確に表示することができるため、曲線近似により算出された最適タイミング値の妥当性を一目で確認することが可能となる。
【０１１５】
これにより、出力が最大に増幅される最適タイミングを精度良く求めることができる。
【０１１６】
（第５の実施の形態）
本実施の形態のレーザーシステムは、前述した図１に示す第１の実施の形態の場合と同様の構成を有している。
【０１１７】
そして、第１の実施の形態と異なるのは、測定したレーザー出力のデータを基にレーザーの出力が最大に増幅される最適タイミング値を求める機能として、次のような最適タイミング設定機能を、タイミング制御装置３３に持たせている点である。
【０１１８】
すなわち、タイミング制御装置３３は、増幅器レーザー２のタイミングを前後に少しずつ変化させた時の各々のタイミングでのレーザー出力値を測定し、この測定データを最小自乗法により二次曲線近似し、さらに測定データと二次近似曲線とのずれσを下記のような式に基づいて算出し、このずれσがある一定値以内であれば最小自乗法による二次曲線近似が妥当であると判断し、近似二次曲線を基に近似二次曲線がピークを与えるタイミングを最適タイミング値として設定する機能を備えている。
【０１１９】
【数９】
0003645413.tif 000005
【０１２０】
次に、以上のように構成した本実施の形態のレーザーシステムにおいては、タイミング制御装置３３では、前段までの発振器レーザー１の発振タイミングを固定とし、最適タイミング設定対象の増幅器レーザー２の制御信号のタイミングのみを、前回の最適タイミング値から数ｎｓｅｃきざみに前後に十数回変動させる。この時、各々のタイミングでのレーザー出力の変動は、ほぼ二次曲線で近似できることが分かっている。
【０１２１】
そこで、前述の方法で得られた測定データを、最小自乗法により二次曲線近似し、測定データと二次近似曲線とのずれσを求め、このずれσが一定値以内（例えばσ＜０．１）であれば、二次曲線近似による近似が妥当であると判断して、曲線が最大出力を与えるタイミングを最適タイミング値として設定する。
【０１２２】
これにより、測定値の変動を最小自乗法により二次曲線近似することにより、レーザーの短時間での出力変動や測定誤差等を補正して、精度良く最適タイミング値を求めることができる。
【０１２３】
上述したように、本実施の形態のレーザーシステムでは、増幅器レーザー２のタイミングを前後に少しずつ変化させた時の各々のタイミングでのレーザー出力値を測定し、この測定データを最小自乗法により二次曲線近似し、さらに測定データと二次近似曲線とのずれσを算出し、このずれσがある一定値以内であれば最小自乗法による二次曲線近似が妥当であると判断し、近似二次曲線を基に近似二次曲線がピークを与えるタイミングを最適タイミング値として設定するようにしているので、レーザーの短時間での出力変動や測定誤差等を補正することができるため、精度良く最適タイミング値を求めることが可能となる。
【０１２４】
（第６の実施の形態）
本実施の形態のレーザーシステムは、前述した図１に示す第１の実施の形態の場合と同様の構成を有している。
【０１２５】
そして、第１の実施の形態と異なるのは、測定したレーザー出力のデータを基にレーザーの出力が最大に増幅される最適タイミング値を求める機能として、次のような最適タイミング設定機能を、タイミング制御装置３３に持たせている点である。
【０１２６】
すなわち、タイミング制御装置３３は、増幅器レーザー２のタイミングを前後に少しずつ変化させた時の各々のタイミングでのレーザー出力値を測定し、この測定データを最小自乗法により二次曲線近似し、さらに測定データおよび近似二次曲線を、横軸をタイミング値とし縦軸をレーザー出力値としたグラフ上に重ねて表示すると共に、前回の最適タイミング値および今回新たに求めた最適タイミング値を、グラフ上に表示し、二次曲線近似により測定データを近似できることを判断した上で、出力が最大となるタイミングを最適タイミング値として設定する機能を備えている。
【０１２７】
次に、以上のように構成した本実施の形態のレーザーシステムにおいては、タイミング制御装置３３では、増幅器レーザー２のタイミングを少しずつ変化させた時の各々のタイミングでのレーザー出力値を測定し、測定データを最小自乗法により二次曲線近似する。
【０１２８】
この時、測定データおよび近似曲線を、前述した第４の実施の形態の場合と同様に、図５にその表示画面の一例を示すように、横軸をタイミング値とし、縦軸をレーザーの出力値としたグラフ上に重ねて表示し、さらに前回の最適タイミング値と今回新たに求めた最適タイミング値をグラフ上に表示する。
【０１２９】
そして、画面上の測定データと近似曲線のグラフ表示を人間系により比較し、二次曲線近似により測定データを近似できることを確認した上で、出力が最大となるタイミングを最適タイミング値として設定する。
【０１３０】
すなわち、最小自乗法による二次曲線近似で求めた最適タイミング設定の健全性を確認する際に、計算機による演算結果を図５で示すように画面表示して、これを人間系が確認し、曲線近似の健全性と今回の最適タイミング値が妥当であると判断すれば、曲線近似により求めた最適タイミングを設定する。
【０１３１】
また、もし近似曲線が測定データから大きくはずれていた場合には、再測定をするか、設定をやめて元のタイミングで制御するかを選択する。
【０１３２】
なお、図６は、以上のような最適タイミング値の設定方法を示すフローチャートである。
【０１３３】
これにより、測定値の変動を最小自乗法により二次曲線近似することにより、レーザーの短時間での出力変動や測定誤差等を補正して、精度良く最適タイミング値を求めることができる。
【０１３４】
上述したように、本実施の形態のレーザーシステムでは、増幅器レーザー２のタイミングを前後に少しずつ変化させた時の各々のタイミングでのレーザー出力値を測定し、この測定データを最小自乗法により二次曲線近似し、さらに測定データおよび近似二次曲線を、横軸をタイミング値とし縦軸をレーザー出力値としたグラフ上に重ねて表示すると共に、前回の最適タイミング値および今回新たに求めた最適タイミング値を、グラフ上に表示し、二次曲線近似により測定データを近似できることを判断した上で、出力が最大となるタイミングを最適タイミング値として設定するようにしているので、レーザーの短時間での出力変動や測定誤差等を補正することができるため、精度良く最適タイミング値を求めることが可能となる。
【０１３５】
（第７の実施の形態）
本実施の形態のレーザーシステムは、前述した図１に示す第１の実施の形態の場合と同様の構成を有している。
【０１３６】
そして、第１の実施の形態と異なるのは、測定したレーザー出力のデータを基にレーザーの出力が最大に増幅される最適タイミング値を求める機能として、次のような最適タイミング設定機能を、タイミング制御装置３３に持たせている点である。
【０１３７】
すなわち、タイミング制御装置３３は、増幅器レーザー２のタイミングを前後に少しずつ変化させた時の各々のタイミングでのレーザー出力値を測定し、タイミングの変動とレーザー出力との関係が二次曲線で近似できない場合には、測定データを最小自乗法により多項式近似し、さらに測定データと近似曲線とのずれσを、前述した第５の実施の形態の場合と同様の式に基づいて算出し、このずれσがある一定値以内であれば最小自乗法による多項式近似が妥当であると判断し、近似曲線の傾きが０となりかつその中で最大出力を与えるタイミングを最適タイミング値として設定する機能を備えている。
【０１３８】
次に、以上のように構成した本実施の形態のレーザーシステムにおいては、増幅器レーザー２のタイミングを少しずつ変化させた時の各々のタイミングでのレーザー出力値を測定する。
【０１３９】
この時、タイミングの変動とレーザー出力値との関係が、図７に示すように、二次曲線で近似できないレーザーの運転の場合には、測定データを最小自乗法により多項式近似を実施する。
【０１４０】
この場合、測定データと近似曲線とのずれσを算出する。そして、このずれσがある一定値内（例えば、σ＜０．１）であれば、最小自乗法による多項式近似が妥当である（近似精度が良い）と判断し、近似曲線の傾きが０となりかつその中で最大出力を与えるタイミングを、最適タイミング値として設定する。
【０１４１】
なお、図７は、以上のような最適タイミング値の設定方法を示す関係図である。
【０１４２】
これにより、測定値の変動を最小自乗法により多項式近似することにより、レーザーの短時間での出力変動や測定誤差等を補正して、精度良く最適タイミング値を求めることができる。
【０１４３】
上述したように、本実施の形態のレーザーシステムでは、増幅器レーザー２のタイミングを前後に少しずつ変化させた時の各々のタイミングでのレーザー出力値を測定し、タイミングの変動とレーザー出力との関係が二次曲線で近似できない場合には、測定データを最小自乗法により多項式近似し、さらに測定データと近似曲線とのずれσを算出し、このずれσがある一定値以内であれば最小自乗法による多項式近似が妥当であると判断し、近似曲線の傾きが０となりかつその中で最大出力を与えるタイミングを最適タイミング値として設定するようにしているので、レーザーの短時間での出力変動や測定誤差等を補正することができるため、精度良く最適タイミング値を求めることが可能となる。
【０１４４】
（第８の実施の形態）
本実施の形態のレーザーシステムは、前述した図１に示す第１の実施の形態の場合と同様の構成を有している。
【０１４５】
そして、第１の実施の形態と異なるのは、測定したレーザー出力のデータを基にレーザーの出力が最大に増幅される最適タイミング値を求める機能として、次のような最適タイミング設定機能を、タイミング制御装置３３に持たせている点である。
【０１４６】
すなわち、タイミング制御装置３３は、増幅器レーザーのタイミングを前後に少しずつ変化させた時の当該各々のタイミングでのレーザー出力値を測定し、タイミングの変動とレーザー出力との関係が二次曲線で近似できない場合には、測定データを最小自乗法により多項式近似し、さらに測定データおよび近似曲線を、横軸をタイミング値とし縦軸をレーザー出力値としたグラフ上に重ねて表示すると共に、前回の最適タイミング値および今回新たに求めた最適タイミング値を、グラフ上に表示し、多項式近似により測定データを近似できることを判断した上で、近似曲線の傾きが０となりかつその中で出力が最大となるタイミングを最適タイミング値として設定する機能を備えている。
【０１４７】
次に、以上のように構成した本実施の形態のレーザーシステムにおいては、増幅器レーザー２のタイミングを少しずつ変化させた時の各々のタイミングでのレーザー出力値を測定する。
【０１４８】
この時、タイミングの変動とレーザー出力値との関係が、前述したように、二次曲線で近似できないレーザーの運転の場合には、測定データを最小自乗法により多項式近似する。
【０１４９】
この時、測定データおよび近似曲線を、前述した第４の実施の形態の場合と同様に、図５にその表示画面の一例を示すように、横軸をタイミング値とし、縦軸をレーザーの出力値としたグラフ上に重ねて表示し、さらに前回の最適タイミング値と今回新たに求めた最適タイミング値をグラフ上に表示する。
【０１５０】
そして、画面上の測定データと近似曲線のグラフ表示を人間系により比較し、多項式近似によるピークサーチの健全性を確認した上で、曲線の傾きが０となりかつその中で出力が最大となるタイミングを、最適タイミング値として設定する。
【０１５１】
すなわち、曲線近似の健全性と今回の最適タイミング値が妥当であると判断されれば、近似曲線から求めた最適タイミングが設定される。
【０１５２】
もし、近似曲線が測定データから大きくはずれていた場合には、再測定をするか、または設定をやめて元のタイミングで制御するかを選択する。
【０１５３】
なお、図８は、以上のような最適タイミング値の設定方法を示すフローチャートである。
【０１５４】
これにより、測定値の変動を最小自乗法により多項式近似することにより、レーザーの短時間での出力変動や測定誤差等を補正して、精度良く最適タイミング値を求めることができる。
【０１５５】
上述したように、本実施の形態のレーザーシステムでは、増幅器レーザー２のタイミングを前後に少しずつ変化させた時の各々のタイミングでのレーザー出力値を測定し、タイミングの変動とレーザー出力との関係が二次曲線で近似できない場合には、測定データを最小自乗法により多項式近似し、さらに測定データおよび近似曲線を、横軸をタイミング値とし縦軸をレーザー出力値としたグラフ上に重ねて表示すると共に、前回の最適タイミング値および今回新たに求めた最適タイミング値を、グラフ上に表示し、多項式近似により測定データを近似できることを判断した上で、近似曲線の傾きが０となりかつその中で出力が最大となるタイミングを最適タイミング値として設定するようにしているので、レーザーの短時間での出力変動や測定誤差等を補正することができるため、精度良く最適タイミング値を求めることが可能となる。
【０１５６】
（第９の実施の形態）
本実施の形態のレーザーシステムは、前述した図１に示す第１の実施の形態の場合と同様の構成を有している。
【０１５７】
そして、第１の実施の形態と異なるのは、測定したレーザー出力のデータを基にレーザーの出力が最大に増幅される最適タイミング値を求める機能として、次のような最適タイミング設定機能を、タイミング制御装置３３に持たせている点である。
【０１５８】
すなわち、タイミング制御装置３３は、増幅器レーザー２のタイミングを前後に少しずつ変化させた時の各々のタイミングでのレーザー出力値を測定し、タイミングの変動とレーザー出力との関係が二次曲線で近似できない場合には、測定データを最小自乗法により多項式近似し、さらに測定データと近似曲線とのずれσを、前述した第５の実施の形態の場合と同様の式に基づいて算出し、かつこのずれσに基づいて近似精度を判定し、このずれσがある一定値以内であれば最小自乗法による多項式近似精度が良いと判断し、近似曲線の傾きが０となりかつその中で最大出力を与えるタイミングを最適タイミング値として設定する機能を備えている。
【０１５９】
次に、以上のように構成した本実施の形態のレーザーシステムにおいては、増幅器レーザー２のタイミングを少しずつ変化させた時の各々のタイミングでのレーザー出力値を測定し、測定データを計算機により最小自乗法で多項式近似する。
【０１６０】
この時、前記で定義された測定データと近似曲線とのずれσに基づいて近似精度を判定し、ずれσがある一定値以内（例えばσ＜０．１となる場合）には、近似精度は良いと判断して、近似曲線の傾きが０となりかつその中で出力が最大となるタイミングを、計算機で自動的に最適タイミング値として設定する。
【０１６１】
すなわち、最小自乗法による多項式近似で求めた最適タイミング設定の健全性を確認する際に、測定データと近似結果とのずれσを求め、このσがある一定値以内（例えば、σ＜０．１）であれば、近似精度が良いと判断して、計算機により自動的に最適タイミング値を設定する。そして、最適タイミングは、近似曲線の傾きが０となり、かつその中で最大出力を与えるタイミングとする。
【０１６２】
なお、図９は、以上のような最適タイミング値の設定方法を示すフローチャートである。
【０１６３】
これにより、測定値の変動を最小自乗法により多項式近似することにより、レーザーの短時間での出力変動や測定誤差等を補正して、精度良く最適タイミング値を求めることができる。
【０１６４】
上述したように、本実施の形態のレーザーシステムでは、増幅器レーザー２のタイミングを前後に少しずつ変化させた時の各々のタイミングでのレーザー出力値を測定し、タイミングの変動とレーザー出力との関係が二次曲線で近似できない場合には、測定データを最小自乗法により多項式近似し、さらに測定データと近似曲線とのずれσを算出し、かつこのずれσに基づいて近似精度を判定し、このずれσがある一定値以内であれば最小自乗法による多項式近似精度が良いと判断し、近似曲線の傾きが０となりかつその中で最大出力を与えるタイミングを最適タイミング値として設定するようにしているので、レーザーの短時間での出力変動や測定誤差等を補正することができるため、精度良く最適タイミング値を求めることが可能となる。
【０１６５】
（第１０の実施の形態）
本実施の形態のレーザーシステムは、前述した図１に示す第１の実施の形態の場合と同様の構成を有している。
【０１６６】
そして、第１の実施の形態と異なるのは、測定したレーザー出力のデータを基にレーザーの出力が最大に増幅される最適タイミング値を求める機能として、次のような最適タイミング設定機能を、タイミング制御装置３３に持たせている点である。
【０１６７】
すなわち、タイミング制御装置３３は、増幅器レーザー２のタイミングを前後に少しずつ変化させた時の各々のタイミングでのレーザー出力値を測定し、この測定データを最小自乗法により二次曲線近似し、測定データおよび近似二次曲線を、横軸をタイミング値とし縦軸をレーザー出力値としたグラフ上に重ねて表示すると共に、前回の最適タイミング値および今回新たに求めた最適タイミング値を、グラフ上に表示し、さらに測定データと近似曲線とのずれが大きく、データの分布が二次曲線では近似できないことを判断した場合には、最小自乗法による測定データの多項式近似に切り替え、多項式近似により測定データを近似できることを判断した上で、近似曲線の傾きが０となりかつその中で出力が最大となるタイミングを、最適タイミング値として設定する機能を備えている。
【０１６８】
次に、以上のように構成した本実施の形態のレーザーシステムにおいては、まず最小自乗法による二次曲線近似を行ない、測定データと近似曲線を画面上に表示する。そして、グラフ上の測定データと近似曲線のグラフ表示を人間系によって比較する。
【０１６９】
この時、測定データと近似曲線とのずれが大きく、データの分布が二次曲線では近似できない（例えば、左右非対象）場合には、近似精度が悪いと判断して、最小自乗法による多項式近似に切り替え、再度演算をやり直して、今度は多項式による近似を行なう。
【０１７０】
そして、多項式近似による近似曲線の健全性を人間系により確認した上で、曲線の傾きが０となり、かつその中で出力が最大となるタイミングを最適タイミングとして設定する。
【０１７１】
このようにして、いずれかの方法で曲線近似し、測定データが曲線近似できることを人間系により確認した上で、二次曲線近似の場合には出力が最大となるタイミングを、また多項式近似の場合には近似曲線が傾きが０となりかつその中で出力が最大となるタイミングを、最適タイミング値として設定する。
【０１７２】
なお、いずれの方法を用いても、算出された最適タイミング値が妥当でないと判断した場合には、再測定をするか、または設定をやめて元のタイミングで制御するかを選択する。
【０１７３】
図１０は、以上のような最適タイミング値の設定方法を示すフローチャートである。
【０１７４】
上述したように、本実施の形態のレーザーシステムでは、増幅器レーザー２のタイミングを前後に少しずつ変化させた時の各々のタイミングでのレーザー出力値を測定し、この測定データを最小自乗法により二次曲線近似し、測定データおよび近似二次曲線を、横軸をタイミング値とし縦軸をレーザー出力値としたグラフ上に重ねて表示すると共に、前回の最適タイミング値および今回新たに求めた最適タイミング値を、グラフ上に表示し、さらに測定データと近似曲線とのずれが大きく、データの分布が二次曲線では近似できないことを判断した場合には、最小自乗法による測定データの多項式近似に切り替え、多項式近似により測定データを近似できることを判断した上で、近似曲線の傾きが０となりかつその中で出力が最大となるタイミングを、最適タイミング値として設定するようにしているので、レーザーの短時間での出力変動や測定誤差等を補正することができるため、精度良く最適タイミング値を求めることが可能となる。
【０１７５】
（第１１の実施の形態）
本実施の形態のレーザーシステムは、前述した図１に示す第１の実施の形態の場合と同様の構成を有している。
【０１７６】
そして、第１の実施の形態と異なるのは、測定したレーザー出力のデータを基にレーザーの出力が最大に増幅される最適タイミング値を求める機能として、次のような最適タイミング設定機能を、タイミング制御装置３３に持たせている点である。
【０１７７】
すなわち、タイミング制御装置３３は、増幅器レーザー２のタイミングを前後に少しずつ変化させた時の各々のタイミングでのレーザー出力値を測定し、測定データを最小自乗法により二次曲線近似し、さらに測定データと二次近似曲線とのずれσを、前述した第５の実施の形態の場合と同様の式に基づいて算出し、このずれσがある一定値以内にないことを判断した場合には、最小自乗法による測定データの多項式近似に切り替えて、測定データと二次近似曲線とのずれσを下記式に基づいて再度算出し、このずれσがある一定値以内であれば最小自乗法による多項式近似が妥当であると判断し、近似曲線の傾きが０となりかつその中で出力が最大となるタイミングを、最適タイミング値として設定する機能を備えている。
【０１７８】
次に、以上のように構成した本実施の形態のレーザーシステムにおいては、まず最小自乗法による二次曲線近似を行ない、測定データと近似曲線とのずれσを算出する。
【０１７９】
この時、ずれσが一定値を上回った場合（例えば、σ≧０．１）には、計算機により自動的に最小自乗法による多項式近似に切り替えて、再度ずれσを算出する。
【０１８０】
このようにして、いずれかの方法でデータを近似し、計算機により測定データと近似曲線とのずれσが一定範囲内（例えば、σ＜０．１）であることを確認した上で、曲線の傾きが０となりかつその中で出力が最大となるタイミングを、自動的に最適タイミング値として設定する
なお、いずれの方法を用いても、算出された最適タイミング値が妥当でないと判断した場合には、アラームを出力して処理を中断し、再測定をするか、または設定をやめて元のタイミングで制御するかを人間系により判断する。
【０１８１】
図１１は、以上のような最適タイミング値の設定方法を示すフローチャートである。
【０１８２】
上述したように、本実施の形態のレーザーシステムでは、増幅器レーザー２のタイミングを前後に少しずつ変化させた時の各々のタイミングでのレーザー出力値を測定し、測定データを最小自乗法により二次曲線近似し、さらに測定データと二次近似曲線とのずれσを算出し、このずれσがある一定値以内にないことを判断した場合には、最小自乗法による測定データの多項式近似に切り替えて、測定データと二次近似曲線とのずれσを再度算出し、このずれσがある一定値以内であれば最小自乗法による多項式近似が妥当であると判断し、近似曲線の傾きが０となりかつその中で出力が最大となるタイミングを、最適タイミング値として設定するようにしているので、レーザーの短時間での出力変動や測定誤差等を補正することができるため、精度良く最適タイミング値を求めることが可能となる。
【０１８３】
（第１２の実施の形態）
図１２は、本実施の形態によるレーザーシステムにおける簡易パワーモニタユニットの構成例を示す概要図であり、前記実施の形態と同一要素には同一符号を付して示している。
【０１８４】
すなわち、本実施の形態の簡易パワーモニタユニットは、図１２に示すように、測定するレーザー光の形状に適合する形の板状（本例では、円板状）の光散乱体（例えば、細かい多数の気泡、多数の微粒子等）を内蔵する透明体１０の周囲に、吸収波長がレーザー光の波長範囲内にある色素入り光ファイバー９を設置し、増幅器レーザー２の入射窓を光軸に対して傾斜させることによって生じる前段からのレーザーの反射光を集光手段であるレンズ５で集光し、かつこの集光した光を透明体１０に照射し、この透明体１０の外周方向に散乱された光による色素の発光を色素入り光ファイバー９に取り込み、この色素入り光ファイバー９で光伝送した光を光検出器でモニタして、レーザー出力をモニタする構成としている。
【０１８５】
ここで、色素入り光ファイバー９の色素は、レーザー光の波長に応じて、適宜選択するものとする。
【０１８６】
また、透明体１０の形状は、図１２では円形状であるが、レーザー光の形状に応じて適宜、四角、三角、楕円等の任意の形状とすることができる。
【０１８７】
次に、以上のように構成した本実施の形態のレーザーシステムにおいては、光散乱体を内蔵した透明体１０にレーザー光を照射し、透明体１０の外周方向に散乱されたレーザー光を、色素入り光ファイバー９の色素を発光させ、色素入り光ファイバー９内で発生した光をモニタして、レーザー出力をモニタすることにより、この場合、レーザー光の軸と透明体１０の軸がずれても、発光部分の体積の変化は少ないため、光軸の調整が簡単となり、保守も容易となる。
【０１８８】
すなわち、前述した第１の実施の形態では、レーザーの光軸とレンズ５の軸がずれた場合（ずれ角がθとする）、光ファイバー４でのずれは、ｆ×θ（ｆはレンズ５の焦点距離）となるため、レンズ５の設置位置だけではなく、微妙な角度調整が必要である。
【０１８９】
この点、本実施の形態では、光軸の調整を簡単に行なうことができる。
【０１９０】
これにより、レーザー光の入射角度が変化しても、安定にレーザー出力をモニタすることができる。
【０１９１】
（第１３の実施の形態）
図１３は、本実施の形態によるレーザーシステムにおける簡易パワーモニタユニットの構成例を示す概要図であり、図１２と同一要素には同一符号を付して示している。
【０１９２】
すなわち、本実施の形態の簡易パワーモニタユニットは、図１３に示すように、前記図１２における透明体１０の中央部付近の厚みを、その周辺部よりも厚くする構成としている。
【０１９３】
なお、透明体１０の形状は、図１３では円形状であるが、レーザー光の形状に応じて適宜、四角、三角、楕円等の任意の形状とすることができる。
【０１９４】
次に、以上のように構成した本実施の形態のレーザーシステムにおいては、透明体１０の中央部付近の厚みを周辺部よりも厚くしていることにより、効率を補正することができるため、透明体１０の中央部付近の厚みを調整して、中央部分の検出効率を調整することができる。
【０１９５】
すなわち、前述した第１２の実施の形態では、光軸に垂直方向に散乱された光は、途中の散乱体によりさらに散乱されて光量が減少するため、中心部付近の光の検出効率は、周辺部の検出効率よりも低くなる。そして、レーザー光の出力に分布があり、中心部と周辺部の光量の比率が時間的にドリフトする場合には、正確なレーザーの出力の変化が得られない可能性がある。
【０１９６】
この点、本実施の形態では、透明体１０の中心部付近の厚みを、周辺部より厚くすることにより、効率を補正することができる。
【０１９７】
（第１４の実施の形態）
図１４は、本実施の形態によるレーザーシステムにおける簡易パワーモニタユニットの構成例を示す概要図であり、図１２と同一要素には同一符号を付して示している。
【０１９８】
すなわち、本実施の形態の簡易パワーモニタユニットは、図１４に示すように、前記図１２における透明体１０の片面を反射面とする構成としている。
【０１９９】
次に、以上のように構成した本実施の形態のレーザーシステムにおいては、透明体１０の片面を反射面としていることにより、反射光の散乱も利用することができるため、検出効率を約２倍向上することができる。
【０２００】
なお、図１４では、透明体１０の面は、反射光が元のレーザー光と干渉しないように、角度を持たせて配置した例について示している。
【０２０１】
（第１５の実施の形態）
図１５は、本実施の形態によるレーザーシステムにおける簡易パワーモニタユニットの構成例を示す概要図であり、図１２と同一要素には同一符号を付して示している。
【０２０２】
すなわち、本実施の形態の簡易パワーモニタユニットは、図１５に示すように、前記図１４における透明体１０の中央部付近の厚みを、周辺部よりも厚くする構成としている。
【０２０３】
次に、以上のように構成した本実施の形態のレーザーシステムにおいては、中央部付近の厚みの厚い透明体１０の片面を反射面としていることにより、検出効率をより一層向上することができる。
【０２０４】
（第１６の実施の形態）
図１６は、本実施の形態によるレーザーシステムにおける簡易パワーモニタユニットの構成例を示す概要図であり、図１２と同一要素には同一符号を付して示している。
【０２０５】
すなわち、本実施の形態の簡易パワーモニタユニットは、図１６に示すように、前記図１２における透明体１０の形状を円柱状とし、かつこの円柱状の透明体１０の円周面上にヘリカル状の溝を設け、さらに円筒状のカバー１１との間の溝に、吸収波長がレーザー光の波長範囲内にある色素入り光ファイバー９を挿入する構成としている。
【０２０６】
次に、以上のように構成した本実施の形態のレーザーシステムにおいては、光散乱体を内蔵する透明体１０を円柱状とし、レーザー光が照射される体積を大きくとって散乱光を多くし、さらに色素入り光ファイバー９を多数回巻き付けしていることにより、検出効率を向上することができる。
【０２０７】
また、色素入り光ファイバー９の巻き付け回数を増減することにより、光量の調整を行なうことができる。
【０２０８】
すなわち、製作方法としては、円柱状の透明体１０の外側に円筒状のカバー１１を設け、この円筒状のカバー１１の内面にヘリカルに溝を設け、さらに色素入り光ファイバー９を、円柱側面と円筒状のカバー１１の間のヘリカル状の溝に沿ってを挿入するため、容易に、巻き数を変更でき、光量を可変することができる。
【０２０９】
よって、従来では、光量調整用に調整器を使用していたが、これを不要とすることができる。
【０２１０】
なお、図１６では、透明体１０の内部で焦点を結んでいるが、レーザーの強度が強い場合には破損する可能性があることから、このような場合には、透明体１０の外部で焦点を結ぶようにすることもできる。
【０２１１】
（第１７の実施の形態）
図１７は、本実施の形態によるレーザーシステムにおける簡易パワーモニタユニットの構成例を示す概要図であり、図１６と同一要素には同一符号を付して示している。
【０２１２】
すなわち、本実施の形態の簡易パワーモニタユニットは、図１７に示すように、前記図１６における透明体１０の形状を円柱状とし、かつこの円柱状の透明体１０の外面、すなわち円筒状のカバー１１の内面にヘリカル状の溝を設け、さらに円筒状のカバー１１との間の溝に、吸収波長がレーザー光の波長範囲内にある色素入り光ファイバー９を挿入する構成としている。
【０２１３】
次に、以上のように構成した本実施の形態のレーザーシステムにおいては、円柱状の透明体１０の外面にヘリカルな溝を設け、円筒状のカバー１１との間に色素入りのファイバー９を巻き込んでいることにより、検出効率を向上することができる。
【０２１４】
また、色素入り光ファイバー９の巻き付け回数を増減することにより、光量の調整を行なうことができる。
【０２１５】
（第１８の実施の形態）
図１８は、本実施の形態によるレーザーシステムにおける簡易パワーモニタユニットの構成例を示す概要図であり、図１６と同一要素には同一符号を付して示している。
【０２１６】
すなわち、本実施の形態の簡易パワーモニタユニットは、図１８に示すように、前記図１６における円柱状の透明体１０の片面を反射面とする構成としている。
【０２１７】
次に、以上のように構成した本実施の形態のレーザーシステムにおいては、円柱状の透明体１０の片面を反射面としていることにより、検出効率を向上することができる。
【０２１８】
（第１９の実施の形態）
図１９は、本実施の形態によるレーザーシステムにおける簡易パワーモニタユニットの構成例を示す概要図であり、前記実施の形態と同一要素には同一符号を付して示している。
【０２１９】
すなわち、本実施の形態の簡易パワーモニタユニットは、図１９に示すように、光散乱体を内蔵する板状の透明体１０を固定板８とし、かつこの透明体１０に平行に溝を複数本設け、さらにこれらの溝に、吸収波長がレーザー光の波長範囲内にある色素入り光ファイバー９を固定して、レーザー光を照射する構成としている。
【０２２０】
次に、以上のように構成した本実施の形態のレーザーシステムにおいては、光散乱体を内蔵する透明体１０に平行な溝を設け、色素入り光ファイバー９を固定していることにより、光散乱体による散乱光を測定することができる。
【０２２１】
これにより、色素入り光ファイバー９以外の場所のレーザーも測定して、全体の光を測定することができる、すなわち直接光と同時に散乱光を測定することができる。
【０２２２】
（第２０の実施の形態：第３の実施の形態の変形例）
図４（ｂ）は、本実施の形態によるレーザーシステムにおける簡易パワーモニタユニットの構成例を示す概要図であり、図４（ｂ）と同一要素には同一符号を付して示している。
【０２２３】
すなわち、本実施の形態の簡易パワーモニタユニットは、図４（ｂ）に示すように、固定板８に平行な溝を複数本設け、さらにこれらの溝に、吸収波長がレーザー光の波長範囲内にある色素入り光ファイバー９を図示のように固定する構成としている。
【０２２４】
次に、以上のように構成した本実施の形態のレーザーシステムにおいては、固定板８に平行な溝を複数本設けて、これらの溝に色素入り光ファイバー９を固定していることにより、平行線の間隔を適切にすることによって、色素入り光ファイバー９の曲率を小さくせずに済む。
【０２２５】
すなわち、前述した第３の実施の形態では、色素入り光ファイバー９を、香取せんこう状にして固定板に固定していることから、中心部分では、曲率の関係から、小さな曲率半径では、色素入り光ファイバー９を巻けないため、中心部分のレーザー光をモニタすることが難しい。
【０２２６】
この点、本実施の形態では、中心部分のレーザー光を容易にモニタすることができる。
【０２２７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、各レーザーの出力を、レーザーの強度損失を起こすことなくモニタしてノイズレスで測定することが可能なレーザーシステムが提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるレーザーシステムの第１の実施の形態を示すブロック図。
【図２】同第１の実施の形態のレーザーシステムにおける簡易パワーモニタユニットの構成例を示す外観図。
【図３】同第１の実施の形態のレーザーシステムにおける前段からのレーザー光が次段レーザーに入射する様子を示す図。
【図４】本発明によるレーザーシステムの第３および第２０の各実施の形態を示す概要図。
【図５】本発明によるレーザーシステムの第４の実施の形態を示す関係図。
【図６】本発明の第６の実施の形態によるレーザーシステムにおける最適タイミング値の設定方法を示すフローチャート。
【図７】本発明の第７の実施の形態によるレーザーシステムにおける最適タイミング値の設定方法を示す関係図。
【図８】本発明の第８の実施の形態によるレーザーシステムにおける最適タイミング値の設定方法を示すフローチャート。
【図９】本発明の第９の実施の形態によるレーザーシステムにおける最適タイミング値の設定方法を示すフローチャート。
【図１０】本発明の第１０の実施の形態によるレーザーシステムにおける最適タイミング値の設定方法を示すフローチャート。
【図１１】本発明の第１１の実施の形態によるレーザーシステムにおける最適タイミング値の設定方法を示すフローチャート。
【図１２】本発明の第１２の実施の形態によるレーザーシステムにおける簡易パワーモニタユニットの構成例を示す概要図。
【図１３】本発明の第１３の実施の形態によるレーザーシステムにおける簡易パワーモニタユニットの構成例を示す概要図。
【図１４】本発明の第１４の実施の形態によるレーザーシステムにおける簡易パワーモニタユニットの構成例を示す概要図。
【図１５】本発明の第１５の実施の形態によるレーザーシステムにおける簡易パワーモニタユニットの構成例を示す概要図。
【図１６】本発明の第１６の実施の形態によるレーザーシステムにおける簡易パワーモニタユニットの構成例を示す概要図。
【図１７】本発明の第１７の実施の形態によるレーザーシステムにおける簡易パワーモニタユニットの構成例を示す概要図。
【図１８】本発明の第１８の実施の形態によるレーザーシステムにおける簡易パワーモニタユニットの構成例を示す概要図。
【図１９】本発明の第１９の実施の形態によるレーザーシステムにおける簡易パワーモニタユニットの構成例を示す概要図。
【図２０】従来のレーザーシステムの構成例を示すブロック図。
【符号の説明】
１…発振器レーザー、
２…増幅器レーザー、
３…簡易パワーモニタユニット、
４…光ファイバー、
５…レンズ、
６…容器、
７…光コネクタ、
８…固定板、
９…色素入り光ファイバー、
１０…透明体、
１１…カバー、
３３…タイミング制御装置。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
0003645413.tif 000022
【図１５】
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【図１６】
0003645413.tif 000024
【図１７】
0003645413.tif 000025
【図１８】
0003645413.tif 000026
【図１９】
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【図２０】
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