(57)【要約】  本発明は、パルスレーザー発振器の分野に関する。それは、レーザー共振器を含み、レーザーパルスを放射するためのパルスレーザー発振器であって、前記レーザー共振器は、少なくとも１つのポンピング放射源（５）から放射されるポンピング放射によってポンピングされることが可能であり、かつレーザー放射を放射可能なレーザー媒質（４）を含み、前記レーザー共振器（１５）は閉塞期間に前記共振器を閉塞可能なシール手段（７）を含むパルスレーザー発信器において、前記シール手段（７）は電気光学のシール手段であり、前記シール手段は供給電圧によって駆動されることが可能であり、前記供給電圧の値が変更されるとき、放射されるパルスの持続時間が変更されることを特徴とするパルスレーザー発信器に関する。
2009535832.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザーパルスを放射するためのパルスレーザー発信器であって、レーザー共振器（１５）を含み、前記レーザー共振器は、少なくとも１つのポンピング放射源（５）から放射されるポンピング放射によってポンピングされることが可能であり、かつレーザー放射を放射可能なレーザー媒質（４）を含み、前記レーザー共振器（１５）は閉塞期間に前記共振器を閉塞可能なシール手段（７）を含むパルスレーザー発信器において、
前記シール手段（７）は電気光学的なシール手段であり、前記シール手段は供給電圧によって駆動されることが可能であり、前記供給電圧の値が変更されるとき、放射されるパルスの持続時間が変更されることを特徴とするパルスレーザー発信器。
【請求項２】
前記レーザー共振器（１５）は、前記レーザー放射を反射パワーで反射可能な結合偏光子（３）を含み、前記シール手段に供給される前記供給電圧の値が変更されるとき、前記反射パワーが変更されるように前記結合偏光子が配置される請求項１に記載のパルスレーザー発信器。
【請求項３】
前記シール手段は、第1の軸を有する第1のRbTiOPO4結晶と、第２の軸を有する第２のRbTiOPO4結晶とを含み、前記第1の軸及び第2の軸は交差している請求項１又は２に記載のパルスレーザー発信器。
【請求項４】
前記レーザー共振器はレーザー閾値を有し、前記レーザー共振器は前記レーザー放射の偏光条件を変更可能な偏光手段（６）を前記結合偏光子（３）の前に含み、自由な稼動条件の損失限度において前記レーザー閾の真下に前記レーザー共振器が位置するように前記偏光手段（６）が配置される請求項１〜３の何れか１項に記載のパルスレーザー発信器。
【請求項５】
前記レーザー共振器は第１のミラー（２）及び第２のミラー（８）によって閉塞され、前記第１のミラー及び第２のミラーは安定性パラメータを定義し、前記安定性パラメータは０．４乃至０．６であり、好ましくは０．５である請求項１〜４の何れか１項に記載のパルスレーザー発信器。
【請求項６】
請求項１〜５の何れか１項に記載のパルスレーザー発信器を含むデバイスであって、前記供給電圧を前記シール手段に供給可能な供給手段（１３）と、前記供給電圧を変更可能なシール供給制御手段（１０）とを備えるデバイス。
【請求項７】
ポンピング電流を前記ポンピング放射源（５）に供給可能なポンピング供給手段（１４）を備え、前記デバイスは、前記ポンピング放射はエネルギーを有し、前記エネルギーは前記ポンピング電流の関数であり、前記ポンピング電流を変更可能なポンピング制御手段（１１）を備える請求項６に記載のデバイス。
【請求項８】
前記パルスレーザー発振器はレーザー信号を放射可能であり、前記供給電圧及び前記ポンピング電流は、前記レーザーエネルギーが実質的に一定となるように選択される請求項７に記載のデバイス。
【請求項９】
レーザー共振器を備えるパルスレーザー発振器により放射されるパルスの持続時間を変更するための方法であって、前記レーザー共振器はレーザー媒質（４）及びシール手段を含み、前記レーザー媒質（４）は少なくとも１つのポンピング放射源（５）から放射されるポンピング放射によってポンピングされることが可能であり、かつレーザー放射を放射可能であり、前記方法は、
前記シール手段に供給電圧を供給する工程と、
前記パルスレーザー発振器によって放射される前記パルスの持続時間を変更するように前記供給電圧を変更する工程とを備える方法。
【請求項１０】
前記レーザー共振器（１５）は、前記レーザー放射を反射パワーで反射可能な結合偏光子（３）を含み、前記シール手段に供給される前記供給電圧の値が変更されるとき、前記反射パワーが変更されるように前記結合偏光子が配置される請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記ポンピング放射はポンピングエネルギーを有し、前記方法は、
ポンピング電流を前記ポンピング放射源に供給する工程と、
前記ポンピング電流を変更する工程とを備え、
前記ポンピングエネルギーは前記ポンピング電流の関数である請求項９又は１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記パルス発振器はレーザー信号を放射可能であり、前記供給電圧及び前記ポンピング電流は、前記レーザーエネルギーが実質的に一定となるように選択される請求項９〜１１の何れか１項に記載の方法。
【請求項１３】
前記レーザー共振器はレーザー閾値を有し、前記レーザー共振器は前記レーザー放射の偏光条件を変更可能な偏光手段（６）を前記結合偏光子（３）の前に含み、前記方法は、
最大値に固定されるポンピング電流を前記ポンピング放射源に供給する工程と、
前記レーザー共振器を自由な稼動条件に配置する工程と、
前記自由な稼動条件の損失限度において前記レーザー閾値の真下に前記レーザー共振器が位置するように前記偏光手段を調節する工程と、
供給電圧を前記シール手段に印加する工程と、
前記供給電圧及び前記ポンピング電流を互いに独立して変更する工程とを備える請求項９〜１２の何れか１項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パルスレーザー発振器の分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
レーザー共振器を備えるパルスレーザー発振器が知られている。前記レーザー共振器は、少なくとも１つのポンピング放射源から放射されるポンピング放射によりポンピングされるレーザー媒質と、前記レーザー共振器を閉塞可能なシール手段とを含む。
【０００３】
そのようなレーザーは、トリガーレーザー、即ち「Qスイッチレーザー」として知られている。シール手段は、現在、Q値（クオリティファクター）スイッチ、即ちQスイッチと呼ばれている。そのようなレーザーでは、まずレーザー結晶がポンピングダイオードによってポンピングされる。このとき、シール手段は閉塞され、レーザー波の逆流(back streaming)が結晶へ進入することを防止する。これにより、結晶内で反転分布が生じるが、逆流が存在しないため、レーザー媒質のレーザー光放射は起こらない。シール手段がいまだに共振器を閉塞しているため、レーザー結晶にはポンピングによってエネルギーが蓄積される。そして、共振器の一端での反射後、シール手段は、波の逆流を許容すべく開放される。その後、誘導放出による増幅プロセスが開始する。レーザー媒質内に蓄積されたエネルギーの重要な量のため、生成されるレーザー信号は非常に短く、短いパルスが発振器の出力で得られる。
【０００４】
そのような公知のデバイスにおいて、発振器の出力におけるレーザーパルスの持続時間は予め一定である。
ここで、得られるレーザーパルスの持続時間を変更することが可能なレーザー発振器を供給することは有益である。実際、パルスの持続時間の調節は、研究される各種の現象にパルスの特性を適合するために関心をひくことである。そして、固定のパルス持続時間を有するパルスレーザーに関して、新たな現象を研究するためにパルス持続時間の変更が所望される場合、要求されるパルス持続時間を有する新しいパルスレーザーを得る必要がある。もちろん、この状況は、固定のパルス持続時間のレーザーの欠点である。
【０００５】
可変パルス持続時間を有するパルスレーザーも存在する。
そのようなパルス持続時間の調節を行うための第１の公知の手段は、レーザー媒質のポンピングパワーを変更する工程からなる。実際、このポンピングパワーの変更が所望される場合、レーザー結晶内に蓄積されるエネルギー量が変更されて、パルス持続時間も変更される。
【０００６】
しかしながら、この手段は重要な欠点を有する。実際、ポンピングパワーの変更は、レーザー媒質内の温度条件の変動、ひいては熱レンズの改変を生じる。後者は、共振器の内側で生じる。動的に安定した共振器の形態における熱レンズの変動に対してほとんど影響を受けないようにレーザー共振器が構成されていても、ポンピングパワーによって制御されるパルス持続時間内に大きな振幅の変動が、ビームの空間特性の改変および放射されるエネルギーの変動を引き起こし、レーザー放射の停止を招くおそれがある。
【０００７】
高い繰返し周波数（１キロヘルツから１００キロヘルツ）を有するレーザー源において、この欠点は、繰返し周波数を変更することによりパルス持続時間を調節することによって改善される。レーザー媒質が連続的な稼動条件でポンピングされる場合、および２つのパルスの間隔がレーザー遷移の上位レベルの存続寿命よりも短い場合、繰返し周波数における変更は、蓄積されるエネルギー、ひいてはパルス持続時間を改善する。
【０００８】
実際、ポンピングパワーは一定であるが、そのようなデバイスは、繰返し周波数が一定ではないという欠点を有する。
パルス持続時間におけるそのような調節を行うための別の手段は、共振器内のQスイッチを制御する工程からなる。そのような手段は、例えば、特許文献１に説明されている。特許文献１は、レーザー共振器を備えるパルスレーザー発振器を開示する。前記レーザー共振器は、少なくとも１つのポンピング放射源から放射されるポンピング放射によりポンピングされるレーザー媒質と、前記共振器を閉塞可能なシール手段とを含む。
【０００９】
そのような適用は、レーザー共振器内にモジュール化される高周波を発生する電子ユニットに接続された音響光学のQスイッチの使用方法を示唆する。そして、Qスイッチ、より詳しくはその開閉期間は、この高周波によって制御される。
【００１０】
しかしながら、音響光学のQスイッチの使用は、特定の欠点を有する。
第１の欠点は、ビームの寸法に関連するスイッチの開放期間は一般に長いため、短いパルス持続時間を得ることがほとんど不可能なことである。
【００１１】
第２の欠点は、パルス持続時間を低減するという観点で蓄積されるエネルギーを増大することが所望される場合、音響光学のQスイッチの閉塞率が正確ではないため、自由な稼動条件が非常に容易に現出する。
【００１２】
また、非特許文献１も知られている。この非特許文献１において、レーザー共振器は、ドープされたファイバの形態における増幅手段を備える。増幅手段は、トリガ条件においてレーザー放射後の効果を通じて多数のパルスを生成する。1回の発光につき１のパルスのみにレーザー放射を限定するために、音響光学変調器に印加される電圧を改善することが開示されている。しかしながら、上述した非特許文献１において、供給電圧が改善されても、パルスの持続時間は改善されない。
【特許文献１】米国特許出願公開第２００１／００２１２０５号明細書
【非特許文献１】エル−シャリフ等著、「音響光学変調器を用いて、高エネルギー、高輝度のＱスイッチ型のツリウムイオンがドープされたファイバレーザー(High-energy, high-brightness Q-switched Tm3+-doped fiber laser using an electro-optic modulator)」
【発明の開示】
【００１３】
本発明は、そのような欠点を軽減することを目的とする。
従って、本発明の目的は、可変パルス持続時間を有するパルスレーザーを提供することにある。
【００１４】
本発明の別の目的は、結晶のポンピングパワーの変更を全く必要とすることなく、可変パルス持続時間を有するパルスレーザーを提供することにある。
本発明の別の目的は、音響光学のQスイッチを使用しないパルスレーザー発振器を提供することにある。
【００１５】
これらの目的の少なくとも１つは、第１の態様に従い、パルスレーザー発信器に関する本発明によって達成される。本発明は、レーザーパルスを放射するためのパルスレーザー発信器であって、レーザー共振器を含み、前記レーザー共振器は、少なくとも１つのポンピング放射源から放射されるポンピング放射によってポンピングされることが可能であり、かつレーザー放射を放射可能なレーザー媒質を含み、前記レーザー共振器は閉塞期間に前記共振器を閉塞可能なシール手段を含むパルスレーザー発信器において、前記シール手段は電気光学のシール手段であり、前記シール手段は供給電圧によって駆動されることが可能であり、前記供給電圧の値が変更されるとき、放射されるパルスの持続時間が変更されることを特徴とするパルスレーザー発信器である。
【００１６】
このレーザー共振器において、シール手段は、例えば電気光学結晶を含む。
従って、電気光学のQスイッチの供給電圧を変更することにより、パルスレーザー発信器のレーザーパルスの持続時間を変更することが可能である。
【００１７】
ここで、電気光学スイッチの閉塞率が、例えば特許文献１で開示されるような音響光学スイッチの閉塞率よりもかなり大きいことを留意されたい。
本発明の一実施形態に従い、上述したパルスレーザー発信器において、前記レーザー共振器は、前記レーザー放射を反射パワーで反射可能な結合偏光子を含み、前記シール手段に供給される前記供給電圧の値が変更されるとき、前記反射パワーが変更されるように前記結合偏光子が配置される。
【００１８】
従って、結合偏光子の反射パワーは供給の関数として変化し、レーザーパルスの持続時間の変動という結果となる。
加えて、上述したパルスレーザー発信器において、正確な温度不感応性、正確な流束の状態(tenue au flux)を有するパルスレーザー発信器を供給するために、前記シール手段は、第1の軸を有する第1のRbTiOPO4結晶と、第２の軸を有する第２のRbTiOPO4結晶とを含み、前記第1の軸及び第2の軸は交差している。
【００１９】
加えて、上述したパルスレーザー発信器において、外部の干渉に対する発信器の正確な不感応性を保証するために、前記レーザー共振器は第１のミラー及び第２のミラーによって閉塞され、前記第１のミラー及び第２のミラーは安定性パラメータを定義し、前記安定性パラメータは０．４乃至０．６であり、好ましくは０．５である。
【００２０】
また、本発明は前述したようなパルスレーザー発信器を備えるデバイスに関する。デバイスは、前記可変供給電圧を前記シール手段に供給可能な供給手段と、発振器によって放射されたレーザーパルスの持続時間を変更するために、前記供給電圧を変更可能なシール供給制御手段を制御するための手段とを備える。
【００２１】
前記供給手段は、例えば電圧発生装置であり、シール供給手段は、例えば可変抵抗器を含む。
また、本発明の目的は、実質的に一定のエネルギーを維持しながら、可変パルス持続時間を有するパルスレーザー発振器を供給することにある。
【００２２】
実際、可変パルス持続時間を有するパルスレーザー発振器の欠点の１つは、パルス持続時間の変動はレーザーエネルギーの変動を伴うことである。より詳しくは、これは、ポンピングパワーがパルス持続時間及び放射されるエネルギーの双方に影響を及ぼすため、ポンピングパワーを変更することによりパルス持続時間の変動が得られる場合のことである。
【００２３】
そのような欠点を軽減するために、上述のデバイスは、ポンピング電流を前記ポンピング放射源に供給可能なポンピング供給手段を備え、前記ポンピング放射はエネルギーを有し、前記エネルギーは前記ポンピング電流の関数であり、前記デバイスは、前記ポンピング電流を変更可能なポンピング制御手段を備える。
【００２４】
本発明に従うパルスレーザー発振器は、互いに独立して変更可能な２つの調節パラメータを備える。２つの調節パラメータは、シール供給手段によりパルス持続時間を調節可能とし、かつポンピング制御手段によりポンピングエネルギーを調節可能とする。互いに独立して変更可能な両パラメータを適切に調節することにより、放射されるレーザーパルスのエネルギーを実質的に一定に維持することが可能となる。
【００２５】
より詳しくは、前記パルスレーザー発振器はレーザー信号を放射可能であり、前記供給電圧及び前記ポンピング電流は、前記レーザーエネルギーが実質的に一定となるように選択される。
【００２６】
加えて、シール手段が供給される電圧である場合、印加される電圧が高すぎないことが効果的である。これにより、特に複雑かつ高価な供給手段の使用を回避することが可能となる。
【００２７】
従って、本発明の別の目的は、高すぎる電圧をQスイッチに供給することなく、Qスイッチに供給される電圧を切り換えることにより、可変パルス持続時間を有するパルスレーザー発振器を提供することを含む。
【００２８】
ここで、本質的に公知であるが、Qスイッチに供給される電圧及びパルスレーザー発振器は、レーザー媒質とシール手段との間に配置された４分の１波長のブレード(lame quart-d’onde)に依存する。
【００２９】
従来の方法では、レーザー媒質から最大のエネルギーを抽出するために、共振器がビーム及び光学部品の流束状態の品質に影響を及ぼし得る自由な稼動条件で動作することを回避しながら、レーザー媒質の利得をできるだけ高くすることが望ましい。
【００３０】
ここで、可変パルス持続時間を有するパルスレーザー発振器が得られる本発明の範囲内において、この利得の制約はもはや存在しない。
従って、上述したレーザー共振器はレーザー閾値を有し、前記レーザー共振器は前記レーザー放射の偏光条件を変更可能な偏光手段を前記結合偏光子の前に含み、自由な稼動条件の損失限度において前記レーザー閾値の直下に前記レーザー共振器が位置するように前記偏光手段が配置される。
【００３１】
従って、Qスイッチに印加される電圧は低くてもよく、供給手段は簡素であり、かつ非常に高価ではなくてもよい。
また、本発明は、レーザー共振器を備えるパルスレーザー発振器により放射されるパルスの持続時間を変更するための方法に関する。前記レーザー共振器は、少なくとも１つのポンピング放射源から放射されるポンピング放射によってポンピングされることが可能であり、かつレーザー放射を放射可能なレーザー媒質と、シール手段とを含み、前記方法は、
前記シール手段に供給電圧を供給する工程と、
前記パルスレーザー発振器によって放射される前記パルスの持続時間を変更するように前記供給電圧を変更する工程とを備える方法である。
【００３２】
一実施形態に従い、前記レーザー共振器は、前記レーザー放射を反射パワーで反射可能な結合偏光子を含み、前記シール手段に供給される前記供給電圧の値が変更されるとき、前記反射パワーが変更されるように前記結合偏光子が配置される。
【００３３】
特定の実施形態において、上述した方法において、前記ポンピング放射はポンピングエネルギーを有し、前記方法は、
ポンピング電流を前記ポンピング放射源に供給する工程と、
前記ポンピング電流を変更する工程とを備え、
前記ポンピングエネルギーは前記ポンピング電流の関数である。
【００３４】
更に、本発明の一実施形態に従い、上述した方法において、前記パルス発振器はレーザー信号を放射可能であり、前記供給電圧及び前記ポンピング電流は、前記レーザーエネルギーが実質的に一定となるように選択される。
【００３５】
また、本発明の一実施形態に従い、上述した方法において、前記レーザー共振器はレーザー閾値を有し、前記レーザー共振器は前記レーザー放射の偏光条件を変更可能な偏光手段を前記結合偏光子の前に含み、
最大値に固定されるポンピング電流を前記ポンピング放射源に供給する工程と、
前記レーザー共振器を自由な稼動条件に配置する工程と、
前記自由な稼動条件の損失限度において前記レーザー閾値の真下に前記レーザー共振器が位置するように前記偏光手段を調節する工程と、
供給電圧を前記シール手段に印加する工程と、
前記供給電圧及び前記ポンピング電流を互いに独立して変更する工程とを備える。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３６】
本発明の他の目的及び効果は、添付の図面を参照しながら以下の詳細な説明から明らかになるであろう。
本発明に従うデバイス１が図１に示され、レーザー共振器１５の形態のパルスレーザー発振器１５を備える。また、それはパルス発振器の素子のための供給手段１２を備える。供給手段１２は、電流供給手段１１及び電圧供給手段１０を含む。
【００３７】
レーザー共振器１５は、レーザー媒質４を含む。レーザー媒質４は、現在ヤグ(YAG)と呼ばれるネオジウムがドープされた結晶体、即ちY3Al5O12組成を有するイットリウム・アルミニウム・ガーネットである。
【００３８】
レーザー共振器１５は、１７０ミリメートルの効果的な長さを有する。それは、１０６４ナノメートルの波長用のレーザー放射を完全に反射する２枚のミラー２，８によって閉塞されている。第１のミラー２は平面であり、第２のミラーは２０００ミリメートルの局率半径を有する凹面である。従って、共振器１５は、平面ミラー２上で約０．９ミリメートルのビーム直径に対して安定である。共振器１５のガウスモードTEM00を選択するために、１．２ミリメートルの直径を有する絞りがミラー２の直前に配置されてもよい。
【００３９】
変動に従い、レーザー媒質５の熱応力が大きい場合、レーザー共振器１５は熱レンズの変動に対する不感応性の基準、即ち０．４乃至０．６、好ましくは０．５に近い安定性パラメータを満たすように構成される。
【００４０】
ネオジウム・ヤグ(Nd:YAG)結晶レーザー４は、長さ１５ミリメートル及び直径４．４ミリメートルの半円筒の形状に加工される。電流発生装置によって供給される三層のレーザーダイオード５の片は、周面を通じてこの結晶をポンピングする。
【００４１】
レーザー結晶内の第１の通路中で吸収されていないポンピング放射は、８０８ナノメートルのポンピング波長に対する反射処理を受けた平面の後面によって反射される。共振器内で形成されるレーザービームは、半円筒の軸に対して平行な通路を移動する際にポンピング領域内で増幅される。
【００４２】
レーザー光を共振器の外側に結合するためのデバイスは、ブルースター角で傾斜した偏光ブレード３からなる。この偏光ブレードの反射パワーは、入射光の偏光条件に依存する。
【００４３】
共振器の軸のまわりを回転するための手段を有する４分の１波長のブレード６は、ブレードの軸の方位に従い、自由な稼動条件又はトリガー動作条件の何れかで共振器が動作することを可能とする。
【００４４】
共振器は、現在RTP(Rubidium Titanyl Phosphate)又はRbTiOPO4と呼ばれる一対の電気光学結晶７によってトリガー動作する。RTP結晶７は、長さにおいて釣り合っており、それらの軸は交差しているため、電圧が印加されない状態では、それらの包括的な複屈折はゼロである。この構成において、それらは位相ブレードと単に同等であり、加えて、それらの偏光特性は温度に対してほとんど影響を受けない。トリガーのための最適な条件を得るために、RTP結晶の軸Ｘ及びＺは、結合偏光子３によって定義される偏光面に対して４５度配向されている。トリガー電場は、Ｚに直交する面上に配置された金電極１３によって各結晶の軸Ｚに沿って印加される。パルス発生装置１０は、パルス電圧を生成する。パルス電圧は、ダイオードのポンピング電流の前端と同期して、０乃至５００ボルトで調節される。電圧値は、例えば抵抗器１０によって制御される。
【００４５】
注入作業の可能なモードに従い、凹面ミラー８は、共振器の光学長を制御するために使用される圧電セラミック９上に搭載される。注入される周波数は、共振器のモードと共振した状態を保つ。
【００４６】
低いトリガー電圧を伴うパルスの可変持続時間を得るべく、共振器の最適化がいくつかの工程で行われる。
第１の工程中、共振器のミラー２，８は、電気光学結晶７に電圧を全く印加することなく、ミラー２，８の回転を調節するための手段を作動させることにより、従来のように調節される。そのような調節工程中、１００マイクロ秒の期間において、電流スロットがポンピングダイオード５に注入される。
【００４７】
第２の工程中、４分の１波長ブレード６の光学軸は、自由な稼動条件で最大のレーザーエネルギーを得られるように、即ち、共振器内の結合を最適化しながら配向される。実際、４分の１波長ブレード４を回転させる場合、結合偏光子３上にビーム入射の偏光条件が変化し、続いて結合偏光子の効果的な反射部分も変化する。
【００４８】
第３の工程中、ダイオードの電流は供給１１によって許容される最大、又はダイオードの製造メーカによって推奨される最大、即ち、例えば８０アンペアまで増大される。
第４の工程中、４分の１波長ブレードは角度αだけ回転されるため、レーザーはレーザー閾値の真下を通過する。角度は、例えば０．４ラジアンに固定される。αを決定する角度の指標は、結合３の入射面によって定義される偏光面における４分の１波長ブレード４の光学軸の調整に対応する。
【００４９】
そして、今回はトリガー動作で、電圧の前部(front de tension)がポンピングスロットの端部にてRTP結晶７に印加されると、レーザーの作動が回復される。実際、電圧の前端部は偏光条件を含むため、結合偏光子３の反射パワーは、レーザーがレーザー閾値の上方を通過することを可能とする。図４はこの挙動を示す。ここで、電圧の印加が全く無い状態で、レーザー閾値は約４４％の結合偏光子の反射パワーに対応する。RTP結晶７に印加される電圧は、反射パワーの減少、ひいては結合の損失という結果となる。レーザー共振器１５は、このように放射する。
【００５０】
抵抗器１０及び電極１３により供給電圧を調節することによって、レーザー放射は回復されるだけではなく、その後にパルス持続時間が変化する。この結果、図２に示されている。この図において、供給電圧が５０ボルトと２２０ボルトとの間で変化する場合、パルス持続時間は５０ナノ秒を超える時間と１７ナノ秒との間で調節され得ることが示されている。供給電圧は、得られるパルス持続時間の関数として固定される。更に変更の可能性はあるが、一旦、この供給電圧が得られるパルス持続時間の関数として固定されると、供給電圧は各ポンピング及び放射サイクル中の時間の関数として一定に維持される。放射の後に、供給電圧は再び変更されてもよい。
【００５１】
しかしながら、より高いパルス電圧を必要とする欠点を伴う４分の１波長ブレードの通常の調節モードに従って同じ調節が得られる。この通常の調節モードに従い、シール手段の最大の消失率は、ポンピング時間のために求められる。
【００５２】
従って、４分の１波長ブレードは角度α＝π／４ラジアンで配向されるため、シール手段へ向かう移動、及びシール手段から戻る移動の後、偏光子はπ／２ラジアン回転する。そして、結合偏光子３は完全に反射し、レーザー共振器１５は完全に遮蔽される。この構成は、図５に示されている。図３の条件に戻るために、即ち、４４％の反射パワーに対応するレーザー閾値に到達するために、約３３０ボルトの供給電圧が事前に結晶７に印加される。そして、前述したように、約３３０ボルト乃至６００ボルトで電圧を変更しながら、パルス持続時間の調節が実行される。
【００５３】
先に開示したようにレーザー共振器１５を準備する間に、可変持続時間を有するレーザーパルスが得られるが、図３に示すようにエネルギーは一定ではない。
RTP結晶７の電圧及びポンピングダイオードの電流に対して独立して作用することにより、放射されるエネルギーを一定に維持することが可能である。これは、図６に示されている。ここで、３００マイクロジュールの一定のエネルギーに対して、ポンピングダイオードの電流と、放射されるパルスの持続時間とが、Qスイッチ７に印加される電圧の関数として示されている。両関数は、パルス持続時間に関する３次多項式と、ダイオード５の電流に関する５次多項式とによる正確な近似で表されている。本出願人は、以下の式に等しい多項式を決定した。
電流の曲線に関する多項式
2×10-10x5 - 1×10-7x4+ 4×10-5x3 - 0.0048x2 + 0.1059x + 77.213
パルス持続時間に関する多項式
6×10-7x3 - 0×0005x2 + 0.0018x + 51.255
もちろん、そのような関数は、供給デバイス１２のコンピュータ化された駆動と互換性がある。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明に従う例示的なパルスレーザー発振器を示す図である。
【図２】図１のパルスレーザー発振器の持続時間の関数としてのトリガー電圧の評価を示す図である。
【図３】電圧及び電流の調節前にレーザー共振器によって放射されるエネルギーの評価を示す図である。
【図４】０．４ラジアンの４分の１波長のブレードの特定の方位に関して、図１のパルスレーザー発振器のシール手段に印加される電圧の関数としての結合偏光子の反射係数を示す図である。
【図５】４分のπラジアンの４分の１波長のブレードの通常の調節を伴うパルスレーザー発振器のシール手段に印加される電圧の関数としての結合偏光子の反射係数を示す図である。
【図６】３００ジュールの一定のエネルギーに対して、電流がポンピングダイオードに流され、かつシール手段に印加される電圧が変化するときに、放射されるパルスの持続時間を示す図である。
【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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【国際調査報告】
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