(57)【要約】      （修正有）【課題】レーザーシステムの周期的ポールド・ニオブ酸リチウム結晶（ＰＰＬＮ）の動作条件を自動的に決定するための方法、システムおよび装置を、提供する。【解決手段】システム１００は、レーザー１０１、レーザーからレーザー入力を受け取るように構成されるＰＰＬＮ結晶１０３、ＰＰＬＮ結晶の温度を調整するように構成される温度制御装置１０５、ＰＰＬＮ結晶の温度をモニタするように構成される温度センサ１０７、およびコンピューティング装置１０９、を含む。ＰＰＬＮ結晶がレーザー入力を受け取る間、ＰＰＬＮ結晶の温度は、温度制御装置を用いて変化される。コンピューティング装置は、ＰＰＬＮ結晶の温度および、温度センサを用いてモニタされる温度を変化させる間、温度制御装置の対応するパワーをモニタする。コンピューティング装置は、パワー対温度の関数から温度制御装置の動作条件およびＰＰＬＮ結晶の動作温度のうちの１つ以上を決定する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザー、前記レーザーからレーザー入力を受け取るように構成される周期的ポールド・ニオブ酸リチウム（ＰＰＬＮ）結晶、前記ＰＰＬＮ結晶の温度を調整するように構成される温度制御装置、前記ＰＰＬＮ結晶の温度をモニタするように構成される温度センサ、およびコンピューティング装置、を含むシステムにおいて、
前記ＰＰＬＮ結晶が前記レーザーからレーザー入力を受け取る間、前記温度制御装置を用いて前記ＰＰＬＮ結晶の温度を変化させるステップ、
前記コンピューティング装置で、前記ＰＰＬＮ結晶の前記温度および、前記温度センサを用いてモニタされる前記ＰＰＬＮ結晶の前記温度を変化させる間、前記温度制御装置の対応するパワーをモニタするステップ、および、
前記コンピューティング装置で、パワー対温度の関数から前記温度制御装置の動作条件および前記ＰＰＬＮ結晶の動作温度のうちの１つ以上を決定するステップ、
を含む方法。
【請求項２】
前記関数は、前記パワー対温度の傾斜修正関数、前記パワー対温度から切り離されたおよび減算された前記ＰＰＬＮ結晶を加熱するための１つ以上の一定の傾き、を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記パワー対温度の関数から前記温度制御装置の動作条件および前記ＰＰＬＮ結晶の動作温度のうちの１つ以上を決定するステップは、
傾斜−修正パワー対温度データを生成するために、前記パワー対温度から前記ＰＰＬＮ結晶を加熱するための１つ以上の一定の傾きを切り離しておよび減算するステップ、および、
前記傾斜−修正パワー対温度データの傾斜のピーク、最大および変曲点の１つ以上、前記温度制御装置の前記動作条件、および、前記ピーク、前記最大および前記変曲点の１つ以上に対応する前記動作温度を見つけ出すステップ、
を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記関数は、ｓｉｎｃ２関数を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記温度制御装置の前記動作条件および前記ＰＰＬＮ結晶の前記動作温度のうちの１つ以上が決定された後、前記動作温度で前記ＰＰＬＮ結晶を動作させる、および前記動作条件で前記温度制御装置を動作させる、のうちの１つ以上を実行させるステップ、をさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記ＰＰＬＮ結晶の前記温度および前記温度制御装置の前記対応するパワーをモニタすることを継続して、そして前記パワー対温度の関数を決定することを継続するステップ、および、
前記関数の傾斜が予め定められた傾斜から変化するときに、前記傾斜が前記予め定められた傾斜に戻るまで前記温度制御装置の前記動作条件および前記ＰＰＬＮ結晶の前記温度のうちの１つ以上を調整するステップ、
をさらに含む、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記関数は、前記パワー対温度の傾斜修正関数、前記パワー対温度から切り離されたおよび減算された前記ＰＰＬＮ結晶を加熱するための１つ以上の一定の傾き、および、ゼロ傾斜を含む予め定められた傾斜、を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記温度を変化させるステップは、前記温度を所与の温度についてディザリングするステップ、および、前記温度を所与の範囲を通してスイープするステップ、のうちの１つ以上を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記ＰＰＬＮ結晶のための工場出荷時の設定、
前記ＰＰＬＮ結晶の以前の動作温度、および、
前記温度制御装置のための以前の動作条件、
のうちの１つ以上から前記所与の温度および前記所与の範囲のうちの１つ以上を決定するステップ、をさらに含む、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
レーザー、前記レーザーからレーザー入力を受け取るように構成される周期的ポールド・ニオブ酸リチウム（ＰＰＬＮ）結晶、前記ＰＰＬＮ結晶の温度を調整するように構成される温度制御装置、前記ＰＰＬＮ結晶の温度をモニタするように構成される温度センサ、およびコンピューティング装置、を含むシステムであって、
前記コンピューティング装置は、
前記ＰＰＬＮ結晶が前記レーザーからレーザー入力を受け取る間、前記温度制御装置を用いて前記ＰＰＬＮ結晶の温度を変化させて、
前記ＰＰＬＮ結晶の前記温度および、前記温度センサを用いてモニタされる前記ＰＰＬＮ結晶の前記温度を変化させる間、前記温度制御装置の対応するパワーをモニタして、および、
パワー対温度の関数から前記温度制御装置の動作条件および前記ＰＰＬＮ結晶の動作温度のうちの１つ以上を決定するように構成される、
システム。
【請求項１１】
前記関数は、前記パワー対温度の傾斜修正関数、前記パワー対温度から切り離されたおよび減算された前記ＰＰＬＮ結晶を加熱するための１つ以上の一定の傾き、を含む、請求項１０に記載のシステム。
【請求項１２】
前記コンピューティング装置は、
傾斜−修正パワー対温度データを生成するために、前記パワー対温度から前記ＰＰＬＮ結晶を加熱するための１つ以上の一定の傾きを切り離しておよび減算して、および、
前記傾斜−修正パワー対温度データの傾斜のピーク、最大および変曲点の１つ以上、前記温度制御装置の前記動作条件、および、前記ピーク、前記最大および前記変曲点の１つ以上に対応する前記動作温度を見つけ出すことによって、
前記パワー対温度の関数から前記温度制御装置の動作条件および前記ＰＰＬＮ結晶の動作温度のうちの１つ以上を決定するように構成される、請求項１０に記載のシステム。
【請求項１３】
前記関数は、ｓｉｎｃ２関数を含む、請求項１０に記載のシステム。
【請求項１４】
前記コンピューティング装置は、
前記温度制御装置の前記動作条件および前記ＰＰＬＮ結晶の前記動作温度のうちの１つ以上が決定された後、前記動作温度で前記ＰＰＬＮ結晶を動作させる、および前記動作条件で前記温度制御装置を動作させる、のうちの１つ以上を実行させるようにさらに構成される、請求項１０に記載のシステム。
【請求項１５】
前記コンピューティング装置は、
前記ＰＰＬＮ結晶の前記温度および前記温度制御装置の前記対応するパワーをモニタすることを継続して、そして前記パワー対温度の関数を決定することを継続して、および、
前記関数の傾斜が予め定められた傾斜から変化するときに、前記傾斜が前記予め定められた傾斜に戻るまで前記温度制御装置の前記動作条件および前記ＰＰＬＮ結晶の前記温度のうちの１つ以上を調整するようにさらに構成される、請求項１４に記載のシステム。
【請求項１６】
前記関数は、前記パワー対温度の傾斜修正関数、前記パワー対温度から切り離されたおよび減算された前記ＰＰＬＮ結晶を加熱するための１つ以上の一定の傾き、および、ゼロ傾斜を含む予め定められた傾斜、を含む、請求項１５に記載のシステム。
【請求項１７】
前記コンピューティング装置は、前記温度を所与の温度についてディザリングする、および、前記温度を所与の範囲を通してスイープする、のうちの１つ以上を実行することによって、前記温度を変化させるようにさらに構成される、請求項１０に記載のシステム。
【請求項１８】
前記コンピューティング装置は、
前記ＰＰＬＮ結晶のための工場出荷時の設定、
前記ＰＰＬＮ結晶の以前の動作温度、および、
前記温度制御装置のための以前の動作条件、
のうちの１つ以上から前記所与の温度および前記所与の範囲のうちの１つ以上を決定するようにさらに構成される、請求項１０に記載のシステム。
【請求項１９】
出力カプラをさらに含み、前記レーザーは、エクステンディッド・キャビティ面発光レーザー、前記レーザーと前記出力カプラとの間に位置する前記ＰＰＬＮ結晶を含む、請求項１０に記載のシステム。
【請求項２０】
レーザー、前記レーザーからレーザー入力を受け取るように構成される周期的ポールド・ニオブ酸リチウム（ＰＰＬＮ）結晶、前記ＰＰＬＮ結晶の温度を調整するように構成される温度制御装置、前記ＰＰＬＮ結晶の温度をモニタするように構成される温度センサ、を含むシステムにおいて、
前記ＰＰＬＮ結晶が前記レーザーからレーザー入力を受け取る間、前記温度制御装置を用いて前記ＰＰＬＮ結晶の温度を変化させるステップ、
前記ＰＰＬＮ結晶の前記温度および、前記温度センサを用いてモニタされる前記ＰＰＬＮ結晶の前記温度を変化させる間、前記温度制御装置の対応するパワーをモニタするステップ、および、
パワー対温度の関数から前記温度制御装置の動作条件および前記ＰＰＬＮ結晶の動作温度のうちの１つ以上を決定するステップ、
を含む方法を実施するために実行されるのに適した固定のコンピュータ可読プログラムコードを有するコンピュータ使用可能媒体を含む、コンピュータ・プログラム製品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書は、一般にレーザーシステムに関し、そして特にレーザーシステムの周期的ポールド・ニオブ酸リチウム結晶の動作条件を自動的に決定するための方法、システムおよび装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
レーザーシステム（例えばエクステンディッド・キャビティ面発光レーザー（ＥＣＳＥＬ）システム）において、最適レーザー光パワー出力は、周期的ポールド・ニオブ酸リチウム（ＰＰＬＮ）結晶の温度をレーザーデバイスからの光パワー出力を最大にした値にセットすることによって、手動で構成される。温度がレーザー電流のための１つの動作点で決定されるので、そしてレーザーダイオード温度が実際には時間とともに変化するので、これは、本質的に非効率なプロセスである。レーザー動作点の変化は、ＰＰＬＮ結晶の温度を変化させて、そしてそれ故、レーザー光パワー出力を、概して光パワー出力がより減少する方向に変化させる。このプロセスは、他の動作点のために繰り返されなければならない。そしてそれは、時間がかかり、およびエラーの傾向がある。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００３】
一般に、この明細書は、例えば周波数重複などを達成するために、レーザーおよびレーザーの出力を制御するための周期的ポールド・ニオブ酸リチウム（ＰＰＬＮ）結晶を含むレーザーシステムに向けられる。ＰＰＬＮ結晶の周期性を調整するために、ＰＰＬＮ結晶の温度は、温度制御装置を用いて自動的に調整される。ＰＰＬＮ結晶の周期性がレーザーの波長に合わせられるときに、レーザーシステムの出力は、最適化される。さもなければ、レーザーからのエネルギーは、ＰＰＬＮ結晶を加熱する。それ故、ＰＰＬＮ結晶の温度を制御する温度制御装置に対するパワーが固定される場合、そして結果として温度が初めに最適化されない場合、次いで、ＰＰＬＮ結晶の温度は、漂流することができる。そして、レーザーシステムの出力をさらに下げる。それ故、本明細書において提供されるものは、レーザーシステムの周期的ポールド・ニオブ酸リチウム結晶の動作条件を自動的に決定するための方法、システムおよび装置である。
【０００４】
この明細書において、エレメントは、１つ以上の機能を実行する「ように構成される」かまたはこの種の機能「のために構成される」と記載されてもよい。一般に、機能を実行するように構成されるかまたは実行するために構成されるエレメントは、機能を実行するように構成されるか、または機能を実行するために適切であるか、または機能を実行するように適合されるか、または機能を実行するように動作されるか、または機能を実行するためにさもなければ可能である。
【０００５】
この明細書のために、「Ｘ、ＹおよびＺのうちの少なくとも１つ」および「Ｘ、ＹおよびＺのうちの１つ以上」の言語は、Ｘのみ、Ｙのみ、Ｚのみ、または２つ以上の項目Ｘ、ＹおよびＺの任意の組み合わせ（例えば、ＸＹＺ、ＸＹＹ、ＹＺ、ＺＺ、など）として解釈されることができるものと理解される。類似の論理は、「少なくとも１つの・・・」および「１つ以上の・・・」の言語の任意の発生において２つ以上の項目のために適用されることができる。
【０００６】
本明細書の態様は、レーザー、レーザーからレーザー入力を受け取るように構成される周期的ポールド・ニオブ酸リチウム（ＰＰＬＮ）結晶、ＰＰＬＮ結晶の温度を調整するように構成される温度制御装置、ＰＰＬＮ結晶の温度をモニタするように構成される温度センサ、およびコンピューティング装置、を含むシステムにおいて、ＰＰＬＮ結晶がレーザーからレーザー入力を受け取る間、温度制御装置を用いてＰＰＬＮ結晶の温度を変化させるステップ、コンピューティング装置で、ＰＰＬＮ結晶の温度および、温度センサを用いてモニタされるＰＰＬＮ結晶の温度を変化させる間、温度制御装置の対応するパワーをモニタするステップ、および、コンピューティング装置で、パワー対温度の関数から温度制御装置の動作条件およびＰＰＬＮ結晶の動作温度のうちの１つ以上を決定するステップ、を含む方法を提供する。
【０００７】
関数は、パワー対温度の傾斜修正関数、パワー対温度から切り離されたおよび減算されたＰＰＬＮ結晶を加熱するための１つ以上の一定の傾き、を含むことができる。
【０００８】
パワー対温度の関数から温度制御装置の動作条件およびＰＰＬＮ結晶の動作温度のうちの１つ以上を決定するステップは、傾斜−修正パワー対温度データを生成するために、パワー対温度からＰＰＬＮ結晶を加熱するための１つ以上の一定の傾きを切り離しておよび減算するステップ、および、傾斜−修正パワー対温度データの傾斜のピーク、最大および変曲点の１つ以上、温度制御装置の動作条件、および、ピーク、最大および変曲点の１つ以上に対応する動作温度を見つけ出すステップ、を含むことができる。
【０００９】
関数は、ｓｉｎｃ２関数を含むことができる。
【００１０】
方法は、温度制御装置の動作条件およびＰＰＬＮ結晶の動作温度のうちの１つ以上が決定された後、動作温度でＰＰＬＮ結晶を動作させる、および動作条件で温度制御装置を動作させる、のうちの１つ以上を実行させるステップ、をさらに含むことができる。方法は、ＰＰＬＮ結晶の温度および温度制御装置の対応するパワーをモニタすることを継続して、そしてパワー対温度の関数を決定することを継続するステップ、および、関数の傾斜が予め定められた傾斜から変化するときに、傾斜が予め定められた傾斜に戻るまで温度制御装置の動作条件およびＰＰＬＮ結晶の温度のうちの１つ以上を調整するステップ、をさらに含むことができる。関数は、前記パワー対温度の傾斜修正関数、前記パワー対温度から切り離されたおよび減算された前記ＰＰＬＮ結晶を加熱するための１つ以上の一定の傾き、および、ゼロ傾斜を含む予め定められた傾斜、を含むことができる。
【００１１】
温度を変化させるステップは、前記温度を所与の温度についてディザリングするステップ、および、前記温度を所与の範囲を通してスイープするステップ、のうちの１つ以上を含むことができる。方法は、ＰＰＬＮ結晶のための工場出荷時の設定、ＰＰＬＮ結晶の以前の動作温度、および、温度制御装置のための以前の動作条件、のうちの１つ以上から所与の温度および所与の範囲のうちの１つ以上を決定するステップ、をさらに含むことができる。
【００１２】
本明細書の別の態様は、レーザー、レーザーからレーザー入力を受け取るように構成される周期的ポールド・ニオブ酸リチウム（ＰＰＬＮ）結晶、ＰＰＬＮ結晶の温度を調整するように構成される温度制御装置、ＰＰＬＮ結晶の温度をモニタするように構成される温度センサ、およびコンピューティング装置、を含むシステムであって、コンピューティング装置は、ＰＰＬＮ結晶がレーザーからレーザー入力を受け取る間、温度制御装置を用いてＰＰＬＮ結晶の温度を変化させて、ＰＰＬＮ結晶の温度および、温度センサを用いてモニタされるＰＰＬＮ結晶の温度を変化させる間、温度制御装置の対応するパワーをモニタして、および、パワー対温度の関数から温度制御装置の動作条件およびＰＰＬＮ結晶の動作温度のうちの１つ以上を決定するように構成される、システムを提供する。
【００１３】
関数は、パワー対温度の傾斜修正関数、パワー対温度から切り離されたおよび減算されたＰＰＬＮ結晶を加熱するための１つ以上の一定の傾き、を含むことができる。
【００１４】
コンピューティング装置は、傾斜−修正パワー対温度データを生成するために、パワー対温度からＰＰＬＮ結晶を加熱するための１つ以上の一定の傾きを切り離しておよび減算して、および、傾斜−修正パワー対温度データの傾斜のピーク、最大および変曲点の１つ以上、温度制御装置の動作条件、および、ピーク、最大および変曲点の１つ以上に対応する動作温度を見つけ出すことによって、パワー対温度の関数から温度制御装置の動作条件およびＰＰＬＮ結晶の動作温度のうちの１つ以上を決定するように構成されることができる。
【００１５】
関数は、ｓｉｎｃ２関数を含むことができる。
【００１６】
コンピューティング装置は、温度制御装置の動作条件およびＰＰＬＮ結晶の動作温度のうちの１つ以上が決定された後、動作温度でＰＰＬＮ結晶を動作させる、および動作条件で温度制御装置を動作させる、のうちの１つ以上を実行させるようにさらに構成されることができる。コンピューティング装置は、ＰＰＬＮ結晶の温度および温度制御装置の対応するパワーをモニタすることを継続して、そしてパワー対温度の関数を決定することを継続して、および、関数の傾斜が予め定められた傾斜から変化するときに、傾斜が予め定められた傾斜に戻るまで温度制御装置の動作条件およびＰＰＬＮ結晶の温度のうちの１つ以上を調整するようにさらに構成されることができる。関数は、パワー対温度の傾斜修正関数、パワー対温度から切り離されたおよび減算されたＰＰＬＮ結晶を加熱するための１つ以上の一定の傾き、および、ゼロ傾斜を含む予め定められた傾斜、を含むことができる。
【００１７】
コンピューティング装置は、温度を所与の温度についてディザリングする、および、温度を所与の範囲を通してスイープする、のうちの１つ以上を実行することによって、温度を変化させるようにさらに構成されることができる。コンピューティング装置は、ＰＰＬＮ結晶のための工場出荷時の設定、ＰＰＬＮ結晶の以前の動作温度、および、温度制御装置のための以前の動作条件、のうちの１つ以上から所与の温度および所与の範囲のうちの１つ以上を決定するようにさらに構成されることができる。
【００１８】
システムは、出力カプラをさらに含み、レーザーは、エクステンディッド・キャビティ面発光レーザー、レーザーと出力カプラとの間に位置するＰＰＬＮ結晶を含むことができる。
【００１９】
本明細書のさらなる態様は、レーザー、レーザーからレーザー入力を受け取るように構成される周期的ポールド・ニオブ酸リチウム（ＰＰＬＮ）結晶、ＰＰＬＮ結晶の温度を調整するように構成される温度制御装置、ＰＰＬＮ結晶の温度をモニタするように構成される温度センサ、を含むシステムにおいて、ＰＰＬＮ結晶がレーザーからレーザー入力を受け取る間、温度制御装置を用いてＰＰＬＮ結晶の温度を変化させるステップ、ＰＰＬＮ結晶の温度および、温度センサを用いてモニタされるＰＰＬＮ結晶の温度を変化させる間、温度制御装置の対応するパワーをモニタするステップ、および、パワー対温度の関数から温度制御装置の動作条件およびＰＰＬＮ結晶の動作温度のうちの１つ以上を決定するステップ、を含む方法を実施するために実行されるのに適したコンピュータ可読プログラムコードを有するコンピュータ使用可能媒体を含む、コンピュータ・プログラム製品を提供する。コンピュータ使用可能媒体は、固定のコンピュータ使用可能媒体を含むことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
本明細書に記載される様々な実施のより良い理解のため、またそれらを効果的に実施できる方法をより明確に示すために、ここで、参照が例示のみとして添付の図面に対してなされる。
【図１】非限定的な実施に係る、レーザーシステムにおける周期的ポールド・ニオブ酸リチウム結晶の動作条件を決定するためのシステムを示す。
【図２】非限定的な実施に係る、５つの異なるＥＣＳＥＬレーザーシステムについてのＰＰＬＮ結晶加熱パワー対ＰＰＬＮ結晶温度曲線を示す。
【図３】非限定的な実施に係る、傾向線を除去するために補正された図２の曲線を示す。
【図４】非限定的な実施に係る、図２の５つの異なるＥＣＳＥＬレーザーシステムについてのレーザー出力パワー対ＰＰＬＮ結晶温度曲線を示す。
【図５】非限定的な実施に係る、レーザーシステムにおけるＰＰＬＮ結晶の動作条件を決定するための方法を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
図１は、レーザー１０１；レーザー１０１からレーザー入力を受け取るように構成される周期的ポールド・ニオブ酸リチウム（ＰＰＬＮ）結晶１０３；ＰＰＬＮ結晶１０３の温度を調節するように構成される温度制御装置１０５；ＰＰＬＮ結晶１０３の温度をモニタするように構成される温度センサ１０７；およびＰＰＬＮ結晶１０３がレーザー１０１からレーザー入力を受け取っている間、温度制御装置１０５を使用して、ＰＰＬＮ結晶１０３の温度を変化させ；ＰＰＬＮ結晶１０３の温度および、温度センサ１０７を使用してモニタされるＰＰＬＮ結晶１０３の温度を変化させる間、温度制御装置１０５の対応するパワーをモニタし；温度制御装置１０５の動作条件およびＰＰＬＮ結晶１０３の動作温度、パワー対温度の関数の１つ以上を決定するように構成されるコンピューティング装置１０９を備えるシステム１００を示す。
【００２２】
コンピューティング装置１０９は、所与の温度についての温度のディザリング；および所与の範囲にわたる温度のスイープの１つ以上によって温度を変化させるように構成されてもよい。コンピューティング装置１０９は、ＰＰＬＮ結晶１０３についての出荷時設定；ＰＰＬＮ結晶１０３の以前の動作条件；および温度制御装置１０５についての以前の動作条件の１つ以上から所与の温度および所与の範囲の１つ以上を決定するようにさらに構成されてもよい。しかしながら、温度を変化させるための他のプロセスは本実施の範囲内である。
【００２３】
システム１００は、レーザー１０１からＰＰＬＮ結晶１０３の入力にレーザー出力の焦点を合わせるように（すなわちＰＰＬＮ結晶１０３へのレーザー入力として）構成される１つ以上のレンズ１１１をさらに含んでもよい。システム１００は、レーザー１０１とＰＰＬＮ結晶１０３の組み合わせからレーザー出力の少なくとも一部を抽出するように構成される出力コンピュータ１１３をさらに含んでもよく、ＰＰＬＮ結晶１０３は通常、レーザー１０１と出力コンピュータ１１３との間に位置する。
【００２４】
レーザー１０１、１つ以上のレンズ１１１、ＰＰＬＮ結晶１０３、および出力カプラ１１３の組み合わせは通常、限定されないが、拡張キャビティ面発光レーザー（ｅｘｔｅｎｄｅｄ  ｃａｖｉｔｙ  ｓｕｒｆａｃｅ  ｅｍｉｔｔｉｎｇ  ｌａｓｅｒ、ＥＣＳＥＬ）システム、ダイオードレーザーシステムなどを含む、単一の装置に組み込まれ得るレーザーシステムを含む。
【００２５】
コンピューティング装置１０９は通常、メモリ１２２と相互接続されるプロセッサ１２０を含む。プロセッサ１２０は通常、パワーを温度制御装置１０５に供給するように構成される電源１３４と通信および／またはそれを制御し；温度センサ１０７と通信するように構成される。電源１３４および／または温度センサ１０７との通信は、それらの間の任意の適切な有線および／または無線リンクを使用して行われてもよい。示されるように、電源１３４は、コンピューティング装置１０９の外部にあり、コンピューティング装置１０９の別の入力を介してプロセッサ１２０と通信する。しかしながら、他の実施において、電源１３４はコンピューティング装置１０９の内部にあってもよい。
【００２６】
いくつかの実施において、示されるように、プロセッサ１２０はさらに、レーザー１０１を制御する、例えば、オンおよび／もしくはオフにする、ならびに／またはレーザー１０１のパワーおよび／もしくはレーザー１０１の波長を制御するようにレーザー１０１と通信されてもよい。
【００２７】
レーザー１０１は、ＥＣＳＥＬおよびダイオードレーザーの１つ以上を含んでもよいが、ＰＰＬＮ結晶１０３を使用して機能できる他のレーザーも本実施の範囲内である。
【００２８】
ＰＰＬＮ結晶１０３は通常、レーザー１０１からレーザー入力を受け取るように構成され、ＰＰＬＮ結晶１０３の周期性がレーザー入力の波長に調整される場合、ＰＰＬＮ結晶１０３はレーザー入力を短い波長に変化させるので、システム１００（すなわち出力カプラ１１３から）の出力は短い波長であるレーザー光、次いでレーザー１０１からＰＰＬＮ結晶１０３にて受け取られるレーザー光の周波数を含み；例えば、周波数倍増などがＰＰＬＮ結晶１０３において行われ得る。しかしながら、ＰＰＬＮ結晶１０３の周期性は温度と共に変化するので、ＰＰＬＮ結晶１０３の周期性は、例えば、温度制御装置１０５を使用してＰＰＬＮ結晶１０３の温度を変化させることによって調整され得る。
【００２９】
温度制御装置１０５は、ＰＰＬＮ結晶１０３に隣接および／または近接して位置する、加熱器、冷却器、レジスタ、熱電加熱器、加熱回路などの１つ以上を含んでもよい。温度制御装置１０５は通常、プロセッサ１２０の制御下で電源１３４によって電源を供給される。それ故、電源１３４は、温度制御装置１０５にパワーを供給するように構成される電源（ｐｏｗｅｒ  ｓｕｐｐｌｙ、ｐｏｗｅｒ  ｓｏｕｒｃｅ）などを含む。
【００３０】
温度センサ１０７は、ＰＰＬＮ結晶１０３に隣接および／または近接して位置する熱電対、サーミスタなどの１つ以上を含んでもよい。特に、温度センサ１０７はＰＰＬＮ結晶１０３の温度を検知するように位置し；それ故、温度センサ１０７は通常、ＰＰＬＮ結晶１０３の温度を検知するように構成される。温度センサ１０７からの信号およびデータの１つ以上はプロセッサ１２０によってモニタされるので、プロセッサ１２０は任意の所与の時点においてＰＰＬＮ結晶１０３の温度を決定および／またはモニタできる。
【００３１】
いくつかの実施において、温度制御装置１０５および温度センサ１０７の１つ以上は、例えばＰＰＬＮ制御回路としてＰＰＬＮ結晶１０３と一体化されてもよい。
【００３２】
プロセッサ１２０は、温度制御装置１０５に対する電源などの、温度制御装置１０５の動作条件を制御し、温度センサ１０７を使用してＰＰＬＮ結晶１０３の対応する温度を決定するように構成される。例えば、動作において、プロセッサ１２０は、温度制御装置１０５へパワーを出力するように電源１３４を制御して、ＰＰＬＮ結晶１０３の温度を制御し、そのＰＰＬＮ結晶１０３の温度は、温度センサ１０７を使用してモニタされ得；それ故、プロセッサ１２０は、温度制御装置１０５（および／または電源１３４）を用いてフィードバックループにおいてＰＰＬＮ結晶１０３の温度を制御できる。
【００３３】
プロセッサ１２０は、ＰＰＬＮ結晶１０３の温度を周期的におよび／または所与の間隔でおよび／または所与の時間などで決定および／またはモニタできる。
【００３４】
図１は、本明細書以下でさらに詳細に記載するコンピューティング装置１０９の概略図をさらに示すことが理解される。図１におけるコンピューティング装置１０９の構造は単なる例示であることが強調されるべきである。例えば、図１に示されるように、コンピューティング装置１０９は、システム１００および限定されないが、コンピューティング、Ｅメール、メッセージングネットワーク接続性などの１つ以上を含む、任意の他の特殊機能を制御するために使用され得る装置を含むことが意図される。
【００３５】
示されていないが、コンピューティング装置１０９は通常、入力データを受け取るように構成される少なくとも１つの入力装置を含んでもよく、限定されないが、キーボード、キーパッド、ポインティング装置、マウス、トラックホイール、トラックボール、タッチパッド、タッチスクリーンなどを含む、入力装置の任意の適切な組み合わせを含んでもよい。他の入力装置も本実施の範囲内である。
【００３６】
入力装置からの入力は、プロセッサ１２０（限定されないが、１つ以上の中央処理装置（ＣＰＵ）を含む、複数のプロセッサとして実施され得る）において受け取られてもよい。プロセッサ１２０は、不揮発性記憶装置（例えば、電気的消却・プログラム可能型読取専用メモリ（「ＥＥＰＲＯＭ」）、フラッシュメモリなど）および揮発性記憶装置（例えば、ランダムアクセスメモリ（「ＲＡＭ」）など）を含むメモリ１２２と通信するように構成される。本明細書に記載される装置１０９の機能的教示を実施するプログラミング命令は典型的に、メモリ１２２に持続的に維持され、このようなプログラミング命令の実行の間に揮発性記憶装置を適切に利用するプロセッサ１２０によって使用される。いくつかの実施において、プロセッサ１２０は、例えば、搭載ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）としてメモリ１２２の少なくとも一部を含む。メモリ１２２は、プロセッサ１２０で実行可能なプログラミング命令を記憶できるコンピュータ可読媒体の一例であることがさらに理解される。さらに、メモリ１２２はまた、メモリユニットおよび／またはメモリモジュールの一例である。
【００３７】
特に、メモリ１２２は、プロセッサ１２０によって実行される場合、アプリケーション１４５を記憶し、プロセッサ１２０および／またはコンピューティング装置に、ＰＰＬＮ結晶１０３がレーザー１０１からレーザー入力を受け取っている間、温度制御装置１０５を使用して、ＰＰＬＮ結晶１０３の温度を変化させ；ＰＰＬＮ結晶１０３の温度および、温度センサ１０７を使用してモニタされるＰＰＬＮ結晶１０３の温度を変化させる間、温度制御装置１０５の対応するパワーをモニタし；温度制御装置１０５の動作条件およびパワー対温度の関数からＰＰＬＮ結晶１０３の動作温度の１つ以上を決定させることができることが理解される。
【００３８】
さらに、アプリケーション１４５は、プロセッサ１２０で実行可能なプログラミング命令および／またはコンピューティング装置１０９を動作するためのコンピュータ可読プログラムコードの一例である。
【００３９】
プロセッサ１２０は、ディスプレイ（図示せず）および任意にマイクロフォンおよび／またはスピーカ（図示せず）と通信するようにさらに構成され得る。コンピューティング装置１０９は、１つ以上の通信ネットワーク（図示せず）および／または無線通信ネットワークおよび／または有線通信ネットワークおよび／または無線トランシーバと無線で通信されるように構成される、１つ以上の無線機および／またはコネクタおよび／またはネットワークアダプタとして実施され得る通信インターフェース（図示せず）をさらに含んでもよい。
【００４０】
示されないが、装置１０９は主要電源、バッテリおよび／もしくはパワーパックまたは任意の他の適切な電源との接続の１つ以上を含むことが、なおさらに理解される。
【００４１】
コンピューティング装置１０９の広範囲の構成が意図されることが理解されるべきである。
【００４２】
任意の事象において、システム１００は、ＰＰＬＮ結晶１０３が、ＰＰＬＮ結晶１０３の周期性がレーザー１０１の波長に調整される温度に加熱される場合、出力カプラ１１３を介してレーザー光を出力するように最も効率的に動作する。ＰＰＬＮ結晶１０３の周期性がレーザー１０１の波長に調整されない場合、レーザー入力からのエネルギーはレーザー出力に効果的に変換されず；むしろ、レーザー入力からのエネルギーの少なくとも一部はＰＰＬＮ結晶１０３で熱に変換される。それ故、ＰＰＬＮ結晶１０３がレーザー１０１からレーザー出力までレーザー入力に変換されない場合、温度制御装置１０５のパワーとＰＰＬＮ結晶１０３との間の関係は通常、温度制御装置１０５およびレーザー１０１からのレーザー入力の両方からの熱がＰＰＬＮ結晶１０３を加熱するので、線形である。
【００４３】
しかしながら、ＰＰＬＮ結晶１０３が、ＰＰＬＮ結晶１０３の周期性がレーザー１０１の波長に調整される温度まで加熱される場合、温度制御装置１０５のパワーと、ＰＰＬＮ結晶１０３の温度との間の関係は線形ではない：なぜなら、ＰＰＬＮ結晶１０３の周期性が、調整された周期性に近づき、レーザー入力からのエネルギーがレーザー出力に変換され、ＰＰＬＮ結晶１０３の周期性が、例えば最適温度にてレーザー１０１の波長にほぼ調整される場合、レーザー出力は最大になるからである。温度が最適温度を超えて増加すると、レーザー入力からの多くのエネルギーは、線形領域が再び、レーザー入力からのエネルギーがレーザー出力に変換されない場合が生じるまで、再び熱に変換される。それ故、ＰＰＬＮ結晶１０３の周期性が調整され、および／またはレーザー１０１の波長、温度制御装置１０５からの多くのパワーにより調整に近づく領域において、ＰＰＬＮ結晶１０３は線形領域に対してＰＰＬＮ結晶１０３を加熱するために必要とされる。
【００４４】
例えば、注意が次に図２に向けられ、その図２は、５つの異なるＥＣＳＥＬシステムについて、ＰＰＬＮ結晶１０３の温度（℃）の関数として温度制御装置１０５へのパワー入力（ワット）の実験結果の曲線２０１−１、２０１−２、２０１−３、２０１−４、２０１−５のグラフ２００を示し、５つの異なるＥＣＳＥＬシステムの各々はそれぞれのレーザー１０１およびそれぞれのＰＰＬＮ結晶１０３を含む。曲線２０１−１、２０１−２、２０１−３、２０１−４、２０１−５は、本明細書以下において、まとめて曲線２０１として、および総称して曲線２０１として交換可能に参照される。
【００４５】
プロセッサ１２０は、例えば、温度制御装置１０５へのパワーを制御し、温度制御装置１０５への対応するパワー出力のためのＰＰＬＮ結晶１０３の温度を得ることによって、例えば約８０℃〜約１００℃の所与の範囲にわたって、各々のＰＰＬＮ結晶１０３の温度を変化させることによって各々の曲線２０１を獲得できる。しかしながら、所与の範囲は、レーザー１０１の種類、ＰＰＬＮ結晶１０３の種類、レーザー１０１の波長などに応じてもよい。例えば、ＰＰＬＮ結晶１０３の以前の動作温度は既知であり、例えば、システム１００の以前の動作からメモリ１２２に記憶される場合、範囲は、以前の動作温度の上および下の数度（限定されないが、約２℃〜約１０℃を含む）であってもよい。
【００４６】
さらに、温度を変化させることは、限定されないが、例えば、異なるステップおよび／または連続して所与の範囲にわたってＰＰＬＮ結晶１０３の温度をスイープすること；ならびに所与の温度、例えばメモリ１２２に記憶された以前の動作温度について温度をディザリングすることを含んでもよい。所与の温度は、システム１００の以前の動作の間、メモリ１２２に記憶されてもよく、および／または工場においてメモリ１２２に供給されてもよい。ディザリングは、限定されないが、異なる工程においてＰＰＬＮ結晶１０３の温度をほぼ所与の温度に制御すること；および温度値の任意の所与の順序においてＰＰＬＮ結晶１０３の温度を制御することを含んでもよい（例えば、ディザリングにおいて、ＰＰＬＮ結晶１０３の温度は任意の順序で増加および／または低下してもよい）。
【００４７】
各曲線２０１は、概して、それぞれのＰＰＬＮ結晶１０３の温度が、それぞれの温度制御装置１０５に対する両方のパワーが変化し、それぞれのレーザー入力から（それぞれのレーザー１０１から）のエネルギーが、それぞれのＰＰＬＮ結晶１０３において吸収され、および／またはレーザー出力に変換されるにつれて、どのように変化するかを表す。
【００４８】
それぞれのＰＰＬＮ結晶１０３の各々は、それぞれのＰＰＬＮ結晶１０３の周期性がそれぞれのレーザー１０１の波長で調整される場合、温度から離れてそれぞれのレーザー入力から比較的多くのエネルギーを吸収し；さらに、それぞれのＰＰＬＮ結晶１０３の各々は、それぞれのＰＰＬＮ結晶１０３の周期性がそれぞれのレーザー１０１の波長で調整される場合、温度付近でそれぞれのレーザー入力から比較的少ないエネルギーを吸収する。
【００４９】
それ故、各曲線２０１は少なくとも１つの線形領域を含み、それぞれのＰＰＬＮ結晶１０３の周期性は、それぞれのレーザー１０１の波長で調整されず、温度制御装置１０５およびレーザー１０１の両方からの熱が、レーザー１０１からのレーザーエネルギーをＰＰＬＮ結晶１０３にてレーザー出力に実質的に変換せずにＰＰＬＮ結晶１０３にて吸収される。つまり、グラフ２００で示されるように線形領域において、ＰＰＬＮ結晶１０３で受け取られるレーザーエネルギーは熱に変換される。
【００５０】
それ故、各曲線２０１はそれぞれの傾向線（破線で示した）をさらに示し、その傾向線は、レーザー入力からレーザー出力および／または光出力への変換の非存在下で、温度制御装置１０５から、およびレーザー入力からの熱の吸収の両方に起因する温度増加を示す。
【００５１】
しかしながら、各曲線２０１はまた、非線形領域を有し、「バルジ」がグラフ２００で示され、以下にさらに詳細に記載され、それぞれのＰＰＬＮ結晶１０３の周期性は、それぞれのレーザー１０１の波長で少なくとも部分的に調整される。つまり、グラフ２００で示されたこの領域において、ＰＰＬＮ結晶１０３で受け取られたレーザーエネルギーは、ＰＰＬＮ結晶１０３においてレーザー光と熱の組み合わせに変換され、最も効果的な光学的変換がバルジのピークおよび変曲点の１つ以上で生じる。
【００５２】
例えば、注意が次に図３に向けられ、その図３は、各曲線２０１から切り離され、減算されたそれぞれの傾向線の１つ以上である、図２の曲線２０１−１、２０１−２、２０１−３、２０１−４、２０１−５にそれぞれ対応する曲線３０１−１、３０１−２、３０１−３、３０１−４、３０１−５のグラフ３００を示す。曲線３０１−１、３０１−２、３０１−３、３０１−４、３０１−５は、本明細書以下で、まとめて曲線３０１として、および総称して曲線３０１として交換可能に参照される。曲線３０１の各々に対する分析は、各曲線３０１が、ｓｉｎｃ２関数（例えば、（ｓｉｎ（ｘ）／ｘ）２、式中、ｘは、温度および温度の関数の１つまたは複数である）を含むことを示す。つまり、各曲線２０１は線形関数に加えられるｓｉｎｃ２関数を含む。
【００５３】
プロセッサ１２０は、したがって、各曲線２０１についての傾向線を決定し、そこから傾向線を１つまたは複数に切り離し、減算することによって曲線２０１から曲線３０１を生成するように構成され得る。傾向線は、各曲線２０１の各線形領域についてバルジを無視し、線形関数を求めるプロセッサ１２０によって決定され得る。
【００５４】
次いでプロセッサ１２０は、各曲線３０１のそれぞれのｓｉｎｃ２関数の各ピークおよび／または変曲点においてパワーおよび対応する温度を決定でき、各ピークおよび／または変曲点のパワーおよび対応する温度は、それぞれ、温度制御装置１０５の動作温度および動作条件に対応する。このような決定はプロセッサ１２０によって行われ得る：曲線２０１についての線形傾向線を求めること；それぞれの曲線３０１を生成するために曲線２０１についての線形傾向線を減算すること；ならびにピークおよび／または変曲点の位置を決定するためにそれぞれの曲線３０１の傾きおよび／または差を得ること、傾きがほぼゼロである場合、それぞれのピークの各々から離れて各曲線３０１の部分を推定することは無視される：つまり、各々のｓｉｎｃ２関数はまた、中心ピークおよび／または中心変曲点から離れたショルダを有し、プロセッサ１２０はこれらのショルダを無視するように構成され得る。あるいは、それぞれの曲線３０１のピークおよび／または変曲点を決定すること以外に、プロセッサ１２０はそれぞれの曲線３０１の最大を見つけることができ、および／またはプロセッサ１２０は両方の技術の組み合わせを使用することができる。
【００５５】
各曲線３０１のピークおよび／または変曲点は、ＰＰＬＮ結晶１０３へのレーザー入力がレーザー出力に最も効果的に変換され、および／またはＰＰＬＮ結晶１０３を加熱するためのレーザー入力の寄与が最小においてである、温度および対応するパワーを表す。
【００５６】
例えば、注意が次に図４に向けられ、その図４は、図２および３の５つの異なるＥＣＳＥＬシステムの各々について、ＰＰＬＮ結晶１０３の温度の関数としてシステム１００の出力レーザーパワーの曲線４０１−１、４０１−２、４０１−３、４０１−４、４０１−５のグラフ４００を示す。つまり、曲線２０１、３０１と同様にＰＰＬＮ結晶１０３の温度を約８０℃から約１００℃で走査して、レーザー出力パワーを出力カプラ１１３にて測定した。
【００５７】
それ故、各曲線４０１−１、４０１−２、４０１−３、４０１−４、４０１−５は、それぞれ、図２の曲線２０１−１、２０１−２、２０１−３、２０１−４、２０１−５および図３の曲線３０１−１、３０１−２、３０１−３、３０１−４、３０１−５に対応する。曲線４０１−１、４０１−２、４０１−３、４０１−４、４０１−５は、本明細書以下で、まとめて曲線４０１として、および総称して曲線４０１として交換可能に参照される。曲線４０１の各々に対する分析は、各曲線４０１がまた、ｓｉｎｃ２関数（例えば、（ｓｉｎ（ｘ）ｘ）２、式中、ｘは温度および温度の関数の１つまたは複数である）を含むことを示す。さらに、各曲線４０１のピークおよび／または変曲点は、システム１００のレーザー出力が最大である場合、ＰＰＬＮ結晶１０３の温度に対応する。
【００５８】
曲線４０１をそれぞれの曲線３０１と比較すると、各曲線４０１のそれぞれのピークの温度と対応する各曲線３０１のそれぞれのピークの温度との間でおよそ１℃未満の範囲で一致が存在する。
【００５９】
それ故、傾き補正したパワー対温度（例えば、ＰＰＬＮ結晶１０３の以前に決定した動作温度を含む範囲）の関数のピークおよび／または変曲点を見つけるためにＰＰＬＮ結晶１０３の温度を変化させることによって、ＰＰＬＮ結晶１０３の最も効果的な動作温度を決定でき、同様に、温度制御装置１０５の対応する動作条件（例えば、電源１３４のパワー出力）を決定できる。
【００６０】
例えば、プロセッサ１２０は、傾きが０である場合、および／または変曲点が傾き補正されたパワー対温度の関数および／または関数の最大で生じる場合、傾き補正されたパワー対温度の関数における点を決定でき、それぞれのピークの各々から離れた各曲線３０１の部分を推定することを無視する：つまり、各々のｓｉｎｃ２関数はまた、中心ピークおよび／または中心変曲点から離れたショルダを有し、プロセッサ１２０はこれらのショルダを無視するように構成され得る。
【００６１】
ＰＰＬＮ結晶１０３は、次いで、システム１００の動作の間、ピークおよび／もしくは変曲点の温度ならびに／または傾き補正されたパワー対温度の関数の最大にて動作され得る。
【００６２】
さらに、ＰＰＬＮ結晶１０３の温度は、傾き補正されたパワー対温度の関数のピークおよび／または変曲点に対応する温度制御装置１０５の動作条件にてモニタされ続けられ得る。ＰＰＬＮ結晶１０３の温度がドリフトし始める場合、ＰＰＬＮ結晶１０３の温度は再び、傾き補正されたパワー対温度の関数のピークおよび／または変曲点がドリフトされるかどうかを決定するために変化されてもよい。例えば、ＰＰＬＮ結晶１０３の温度がドリフトし始める場合、傾き補正されたパワー対温度の関数のピークおよび／または変曲点についてのディザリングおよび／またはスイープの１つまたは複数が起こり得る。これらの実施のいくつかにおいて、ピークおよび／または変曲点が、温度の周期的変化および／またはディザリングおよび／またはスイープを実施することによって周期的にモニタされ得る。レーザー１０１の波長が時間と共に変化しる場合、ならびに／またはＰＰＬＮ結晶１０３のドリフトおよび／もしくは物理特性が時間と共に変化する場合、ドリフトが起こり得、ＰＰＬＮ結晶１０３の周期性はレーザー１０１の波長でもはや調整されない。
【００６３】
注意が図５に向けられ、その図５は、非限定的な実施に係る、レーザーシステムにおいて周期的ポールド・ニオブ酸リチウム結晶の動作条件を決定するための方法５００を示すフローチャートを示す。方法５００の説明に役立つように、方法５００はコンピューティング装置１０９を使用して実施されることが想定される。さらに、方法５００の以下の説明は、コンピューティング装置１０９およびその種々の構成要素のさらなる理解を導く。しかしながら、コンピューティング装置１０９および／または方法５００は変更されてもよく、本明細書に説明されているように互いに併せて正確に動作させる必要はなく、このような変更は本発明の実施の範囲内であることは理解される。いくつかの実施において、方法５００は、プロセッサ１２０により、例えばアプリケーション１４５を実施することによりコンピューティング装置１０９において実施されることが理解される。
【００６４】
しかしながら、方法５００は、他に記載しない限り、示した正確な順序で実施される必要がないことは強調され、同様に種々のブロックは順序通りではなく並行して実施されてもよく、それ故、方法５００の要素は本明細書において「ステップ」というより「ブロック」と称される。また、方法５００は、同様にコンピューティング装置１０９の変形により実施されてもよいことは理解される。
【００６５】
方法５００は、レーザー１０１；レーザー１０１からレーザー入力を受け取るように構成されるＰＰＬＮ結晶１０３；ＰＰＬＮ結晶１０３の温度を調整するように構成される温度制御装置１０５；ＰＰＬＮ結晶の温度をモニタするように構成される温度センサ１０７；およびコンピューティング装置１０９を含むシステム１００において実施され得ることがさらに理解される。しかしながら、方法５００は、システム１００と同様であるが、異なる構成のコンポーネントを用いて同様のシステムにおいて実施されてもよい。例えば、温度制御装置１０５および温度センサ１０７がＰＰＬＮ制御回路としてＰＰＬＮ結晶１０３と統合されてもよい。
【００６６】
ブロック５０１において、ＰＰＬＮ結晶１０３がレーザー１０１からレーザー入力を受け取っている間、コンピューティング装置１０９は、温度制御装置１０５を使用して、ＰＰＬＮ結晶１０３の温度を変化させる。ブロック５０１は、限定されないが、温度を所与の温度についてディザリングすること；および所与の範囲にわたって温度をスイープすることの１つ以上によって温度を変化させることを含んでもよい。示していないが、方法５００は、ＰＰＬＮ結晶についての出荷時設定；ＰＰＬＮ結晶の以前の動作温度；および温度制御装置についての以前の動作条件の１つ以上から、所与の温度および所与の範囲の１つ以上を決定することをさらに含んでもよい。
【００６７】
つまり、温度制御装置の以前の動作温度が既知であり、例えば、メモリ１２２に記憶されている場合、プロセッサ１２０は、例えば、ピークおよび／または変曲点の変化した位置を決定するために以前の動作温度について個々のステップにおいて温度を変化させることによって、ＰＰＬＮ結晶１０３の温度を以前の動作温度についてディザリングすること；ならびに以前の動作温度のいずれかの側で以前の動作温度プラスおよびマイナス所与の量、例えば１０〜２０℃を含む範囲にわたってＰＰＬＮ結晶１０３をスイープすることの１つ以上を実施できる。所与の温度および／または所与の範囲の決定は、代替として、温度制御装置１０５の以前の動作パワーから決定されてもよい。さらに、変化させることは、複数のステップにおいてもしくは連続して、および／または低温から高温でもしくは高温から低温で行われてもよい（温度制御装置１０５はまた、高温から低温までＰＰＬＮ結晶１０３を冷却できると推定する）。実際に、変化させることは、ＰＰＬＮ結晶１０３の温度のモニタリングおよび温度制御装置１０５の対応するパワーのモニタリングも行われ得る任意の方式で行われてもよい。
【００６８】
ブロック５０３において、コンピューティング装置１０９は、ＰＰＬＮ結晶１０３の温度および、温度センサ１０７を使用してモニタされるＰＰＬＮ結晶１０３の温度を変化させる間、温度制御装置１０５の対応するパワーをモニタする。つまり、ブロック５０１および５０３は並行しておよび／または連続して行われてもよい。
【００６９】
ブロック５０５において、コンピューティング装置１０９は、パワー対温度の関数の傾きから、温度制御装置１０５の動作条件およびＰＰＬＮ結晶１０３の動作温度の１つ以上を決定する。上記のように、関数は、パワー対温度の傾き補正した関数、ＰＰＬＮ結晶１０３を加熱するための一定の傾向（例えば、図２からの傾向線）を含んでもよく、図３のようにパワー対温度から切り離され、減算することの１つ以上が行われる。
【００７０】
例えば、ブロック５０５は、図３のような傾き補正したパワー対温度関数を生成するためにパワー対温度からＰＰＬＮ結晶１０３を加熱するための一定の傾向を切り離すことおよび減算すること；ならびに傾き補正したパワー対温度データの傾きにおけるピークおよび／または変曲点、ならびに図３のようなピークおよび／または変曲点に対応する温度制御装置１０５の動作条件および動作温度を見つけることの１つ以上を含んでもよい。あるいは、ピークは、傾き補正したパワー対温度関数の最大値を決定することによって決定されてもよい。上記のように、関数はｓｉｎｃ２関数を含んでもよい。一定の傾向についてのデータは、以下に記載するようにＰＰＬＮ結晶１０３の温度のさらなるモニタリングに使用するためにメモリ１２２に記憶されてもよい。切り離すおよび／または減算することは、図３の曲線３０１に達するように図２における各曲線２０１の線形の一定の傾向線を減算することを含んでもよい。切り離すおよび／または減算することはまた、デコンボリューション技術を使用して行われてもよい。
【００７１】
しかしながら、他の実施において、図２のような生データは、温度制御装置１０５の動作条件およびＰＰＬＮ結晶１０３の動作温度の１つ以上を決定するために使用されてもよい。図２および３を参照して、ゼロ傾きを有する（および／または変曲点が発生し、および／または最大値が発生する）、曲線３０１のピークは、傾向線の傾きと同様の傾きを有する曲線２０１のバルジにおけるそれぞれの点にほぼ対応する。しかしながら、対応は正確ではなく、傾向線の傾きと同様の傾きを有する曲線２０１のバルジにおけるそれぞれの点は、図３の傾き補正されたデータのピークおよび／または変曲点から数度であり得る。それ故、傾向線の傾きと同様のパワー対温度の曲線のバルジにおける点は、近似の最適温度および対応する動作条件を決定するために使用されてもよい。
【００７２】
さらに、パワー対温度の関数は、パワーおよび温度に比例するそれぞれのデータの観点で表されてもよい。つまり、プロセッサ１２０は、例えば、０〜２５５のスケールで、所与のパワーに対応する電源１３４に値を出力するように構成されてもよいが、ワットで直接パワーを表さなくてもよい。同様に、温度センサ１０７は、所与のそれぞれの温度に対応する値を出力できるが、温度スケールで温度を直接表さなくてもよく、例えば、スケーリング因子を使用して温度に変換できる信号を表してもよい。それ故、パワー対温度の関数はこのような値の１つ以上の観点で表されてもよい。
【００７３】
プロセッサ１２０は、物理的および／またはメモリおよび／またはキャッシュのいずれかで曲線２０１、３０１を生成する必要がなく；むしろ、パワー対温度の関数をモニタすることは、プロセッサ１２０および／またはコンピューティング技術でレジスタを使用して行われてもよいことは、なおさらに理解される。
【００７４】
ブロック５０７において、温度制御装置１０５の動作条件およびＰＰＬＮ結晶１０３の動作温度の１つ以上が決定された後、コンピューティング装置１０９は、動作温度にてＰＰＬＮ結晶１０３を動作すること、および動作条件にて温度制御装置１０５を動作することの１つ以上を行ってもよい。例えば、方法５００は、システム１００のレーザー出力が最適化され、次いで自動的に決定された条件下でシステム１００を動作させる、動作条件を自動的に決定するために実施されてもよい。
【００７５】
その後、コンピューティング装置１０９は、ＰＰＬＮ結晶１０３の温度および温度制御装置１０５の対応するパワーをモニタすることを継続し、パワー対温度の関数の傾きを決定することを継続し、関数の傾きが所定の傾きから変化する場合、傾きが所定の傾きに戻るように変化するまで、温度制御装置１０５の動作条件およびＰＰＬＮ結晶１０３の温度の１つ以上を調整することを継続してもよい。例えば、上記のように、関数は、パワー対温度の傾き補正関数、ＰＰＬＮ結晶１０３を加熱するための一定の傾向を含んでもよく、パワー対温度から切り離すことおよび減算することの１つ以上が行われ；以前に記憶された一定の傾向、例えば、ブロック５０５において決定され、メモリ１２２で記憶された一定の傾向からのデータを含んでもよい。それ故、所定の範囲は、上記のｓｉｎｃ２関数のピークおよび／または変曲点の傾きもゼロになると、ゼロ傾きを含んでもよい。しかしながら、他の実施において、図２のような生データが使用されてもよく、図３のピークおよび／または変曲点に対応する、図２のようなパワー対温度の曲線の所定の傾きが、一定の傾向を切り離すことおよび減算することの１つ以上を回避するために使用されてもよい。例えば、傾向線の傾きと同様のパワー対温度の曲線のバルジにおける点が、少なくとも近似の最適温度および対応する動作条件を決定するために使用されてもよい。
【００７６】
それ故、ＰＰＬＮ結晶の動作温度を決定するプロセスは、ＰＰＬＮ制御回路（例えば、温度制御装置１０５）の電気的特性が、最適なレーザー１０１の光パワー出力においておよび付近で検出可能な方式で変化するように自動化されてもよい。ＰＰＬＮ結晶１０３を加熱するプロセスにおいて、パワー入力は、ＰＰＬＮ結晶１０３において周波数倍増などの非存在下でＰＰＬＮ温度と一定の傾き線形関係である。さらに、この特性は、概して、特定の装置モデル内のＰＰＬＮ結晶を含む全てのレーザーシステムについて一定である。パワーに対するオフセットはレーザー温度およびレーザーパワー散逸に依存し得る。ＰＰＬＮ周波数倍増は、ｓｉｎｃ２関数としても調節される光パワー出力に変換するＰＰＬＮ温度と共にｓｉｎｃ２関数として変化する。ＰＰＬＮ結晶温度が、光パワー出力が存在しないような場合、レーザーにより放射されないパワーは、内部温度を上昇させるレーザー装置内でさらなるパワー散逸になる。この温度の増加は特定のＰＰＬＮ温度においてＰＰＬＮ結晶１０３を加熱するために使用されるパワーの減少に関連する。レーザー１０１の光パワーが最大である場合、ＰＰＬＮ結晶１０３を加熱するために必要とされるパワーは増加する。この関係が存在するので、ＰＰＬＮ結晶１０３を加熱するために使用されるパワーは、同じｓｉｎｃ２関数によって調節されるので、光パワー出力が、後で最大光出力を識別するために使用され得る。ＰＰＬＮ結晶１０３のための温度制御装置１０５（例えば、電熱回路）に供給される全パワーからＰＰＬＮ結晶１０３を加熱するために使用される定パワーを切り離すことおよび減算することの１つ以上によって、パワーｓｉｎｃ２関数を調節することが明らかにされてもよく、次いで、温度制御装置１０５の調節しているパワーｓｉｎｃ２関数の最大ピークパワーにてＰＰＬＮ温度を測定することによって最大光パワー出力についての温度を識別するために使用され得る。
【００７７】
いくらかの実施において、前もってプログラムされたハードウェアまたはファームウェア・エレメント（例えば、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、電気的に消去可能なプログラマブル読出専用メモリ（ＥＥＰＲＯＭ）など）、または他の関連するコンポーネントを用いて、コンピューティング装置１０９の機能性は実施されることができると、当業者は認める。他の実施において、コンピューティング装置１０９の機能性は、コンピューティング装置の動作のためのコンピュータ可読プログラムコードを格納するコード・メモリ（図示せず）にアクセスしたコンピューティング装置を用いて達成されることができる。コンピュータ可読プログラムコードは、固定されて、有形の、そしてこれらのコンポーネント（例えば、着脱可能なディスケット、ＣＤ−ＲＯＭ、ＲＯＭ、固定ディスク、ＵＳＢドライブ）によって直接読み込み可能なコンピュータ可読記憶媒体に格納されることができる。さらに、コンピュータ可読プログラムは、コンピュータ使用可能媒体から成るコンピュータ・プログラム製品として格納されることができると認められる。さらに、持続的な記憶機器は、コンピュータ可読プログラムコードを含むことができる。コンピュータ可読プログラムコードおよび／またはコンピュータ使用可能媒体は、固定コンピュータ可読プログラムコードおよび／または固定コンピュータ使用可能媒体を含むことができるとさらに認められる。あるいは、コンピュータ可読プログラムコードは、遠隔で格納されることができるが、伝送媒体上のネットワーク（インターネットを含むが、これに制限されない）に接続しているモデムまたは他のインターフェース機器を介してこれらのコンポーネントに送ることができる。伝送媒体は、非モバイル媒体（例えば、光学および／またはデジタルおよび／またはアナログ通信回線）またはモバイル媒体（例えば、マイクロ波、赤外線、光学自由空間または他の伝送方式）またはそれらの組み合わせのいずれかであることができる。
【００７８】
より他の実施および可能な修正があり、そして上記の例が１つ以上の実施の実例だけであると、当業者は認める。したがって、範囲は、本明細書に添付される請求項によって制限されるのみである。
【図１】
2015108826.tif 000003
【図２】
2015108826.tif 000004
【図３】
2015108826.tif 000005
【図４】
2015108826.tif 000006
【図５】
2015108826.tif 000007
【外国語明細書】
2015108826000001.pdf
2015108826000002.pdf
2015108826000003.pdf
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