(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シードレーザー信号を生成するレーザー発生器と、前記シードレーザー信号を増幅する光増幅器とを含み、前記レーザー発生器はパルス信号及び待機信号を含むシードレーザー信号を発生し、前記パルス信号の間の休止区間が基準休止区間を超過する領域で、前記光増幅器のエネルギーを消耗させるための待機信号を発生させ、
前記光増幅器で増幅された増幅信号の強度によって非線形的に波長変換信号を出力する非線形波長変換機、及び前記波長変換信号から出力パルスを分離する光分離器をさらに含み、
前記レーザー発生器は待機信号に連続出力を出力し、かつ前記連続出力の維持時間を可変して後続パルス信号の尖頭出力のサイズを制御し、
前記基準休止区間は前記パルス信号の周期から前記パルス幅を引いた値であることを特徴とする、パルスレーザー装置。
【請求項２】
前記待機信号は連続出力であることを特徴とする、請求項１に記載のパルスレーザー装置。
【請求項３】
前記レーザー発生器は、レーザーダイオードと、前記レーザーダイオードに加えられる電流を制御するレーザーダイオードドライバとを含むことを特徴とする、請求項１に記載のパルスレーザー装置。
【請求項４】
前記レーザー発生器は、連続出力により作動するレーザー共振器と、前記レーザー共振器で発生した連続出力をパルス信号または待機信号に変調する光変調器とを含むことを特徴とする、請求項１に記載のパルスレーザー装置。
【請求項５】
前記光増幅器は多段増幅器であることを特徴とする、請求項１に記載のパルスレーザー装置。
【請求項６】
前記光増幅器は光ファイバ増幅器またはレーザークリスタル増幅器を含むことを特徴とする、請求項５に記載のパルスレーザー装置。
【請求項７】
パルス信号及び待機信号を含むシードレーザー信号を生成するレーザー発生器と、前記シードレーザー信号を増幅して増幅信号を生成する光増幅器を含むパルスレーザー装置の制御方法において、前記レーザー発生器は、前記パルス信号が発生されない休止区間の時間が、基準休止区間の時間を超過する場合、基準休止区間を超過する時間だけ待機信号を発生し、前記待機信号の発生時間を可変して後続する各々のパルス信号の尖頭出力を調節して、パルス列のプロファイルを任意波形に調節し、前記基準休止区間は前記パルス信号の周期から前記パルス幅を引いた値であることを特徴とする、パルスレーザー装置の制御方法。
【請求項８】
前記待機信号は、前記光増幅器に蓄積されるエネルギーをリアルタイムに消耗させることを特徴とする、請求項７に記載のパルスレーザー装置の制御方法。
【請求項９】
前記待機信号は連続出力であることを特徴とする、請求項７に記載のパルスレーザー装置の制御方法。
【請求項１０】
パルス信号及び待機信号を含むシードレーザー信号を生成するレーザー発生器と、前記シードレーザー信号を増幅して増幅信号を生成する光増幅器を含むパルスレーザー装置の可変バストモード動作のための制御方法において、前記レーザー発生器は、前記パルス信号が発生しない休止区間で、待機信号の発生時間を可変して後続する各々のパルス信号の尖頭出力を調節して、パルス列のプロファイルを任意波形に調節することを特徴とする、パルスレーザー装置の可変バストモード制御方法。
【請求項１１】
前記待機信号は前記光増幅器にエネルギーが蓄積されるエネルギーをリアルタイムに消耗させることを特徴とする、請求項１０に記載のパルスレーザー装置の可変バストモード制御方法。
【請求項１２】
前記待機信号は連続出力であることを特徴とする、請求項１０に記載のパルスレーザー装置の可変バストモード制御方法。
【請求項１３】
光パルスを出力する１つ以上のパルスレーザーソースと、連続光を出力する連続レーザーソースと、前記パルスレーザーソース及び前記連続レーザーソースの作動時間を制御するレーザーソースドライバと、前記パルスレーザーソース及び前記連続レーザーソースで発生するシードレーザー信号を後続する光増幅器に誘導する光誘導部を含むレーザー発生器、及び前記シードレーザー信号を増幅する光増幅器を含み、前記レーザーソースドライバは前記１つ以上のパルスレーザーソースと、前記連続レーザーソースを連動して駆動して前記連続光として前記光増幅器に蓄積されるエネルギーを調節し、
前記レーザーソースドライバは前記光パルスが発生しない休止区間で、前記連続レーザーソースの作動時間を可変して後続パルス信号の尖頭出力のサイズを制御することを特徴とする、パルスレーザー装置。
【請求項１４】
前記パルスレーザーソースまたは前記連続レーザーソースはレーザーダイオードを含むことを特徴とする、請求項１３に記載のパルスレーザー装置。
【請求項１５】
前記光誘導部は光ファイバカプラーを含むことを特徴とする、請求項１３に記載のパルスレーザー装置。
【請求項１６】
前記光誘導部は、前記レーザーソースドライバにより調節される光ファイバスイッチであることを特徴とする、請求項１３に記載のパルスレーザー装置。
【請求項１７】
前記パルスレーザー装置は、前記パルスレーザーソースを２つ以上備えることを特徴とする、請求項１３に記載のパルスレーザー装置。
【請求項１８】
前記パルスレーザーソースの各々は互いに異なる波長の光パルスを出力することを特徴とする、請求項１７に記載のパルスレーザー装置。
【請求項１９】
前記光増幅器は、光ファイバ増幅器またはレーザークリスタル増幅器を含むことを特徴とする、請求項１３に記載のパルスレーザー装置。
【請求項２０】
前記光増幅器で増幅された増幅信号の強度によって、非線形的に波長変換信号を出力する非線形波長変換機、及び前記波長変換信号で前記連続レーザーソースから出力された光を分離する光分離器を含むことを特徴とする、請求項１３に記載のパルスレーザー装置。
【請求項２１】
光パルスを出力する１つ以上のパルスレーザーソースと、連続光を出力する連続レーザーソースと、前記パルスレーザーソース及び前記連続レーザーソースの作動時間を制御するレーザーソースドライバと、前記パルスレーザーソース及び前記連続レーザーソースで発生するシードレーザー信号を後続する光増幅器に誘導する光誘導部を含むレーザー発生器、前記シードレーザー信号を増幅する光増幅器を含むパルスレーザー装置の制御方法において、前記レーザー発生器の前記レーザーソースドライバは、前記光パルスが発生しない休止区間の時間が、基準休止区間の時間を超過する場合、基準休止区間を超過する時間だけ前記連続レーザーソースが作動して連続光を出力するようにし、前記連続光の発生時間を可変して後続する各々のパルス信号の尖頭出力を調節して、パルス列のプロファイルを任意波形に調節し、前記基準休止区間は前記パルス信号の周期から前記パルス幅を引いた値であることを特徴とする、パルスレーザー装置の制御方法。
【請求項２２】
前記連続光は、前記光増幅器に蓄積されるエネルギーをリアルタイムに消耗させることを特徴とする、請求項２１に記載のパルスレーザー装置の制御方法。
【請求項２３】
光パルスを出力する１つ以上のパルスレーザーソースと、連続光を出力する連続レーザーソースと、前記パルスレーザーソース及び前記連続レーザーソースの作動時間を制御するレーザーソースドライバと、前記パルスレーザーソース及び前記連続レーザーソースで発生するシードレーザー信号を後続する光増幅器に誘導する光誘導部を含むレーザー発生器、及び前記シードレーザー信号を増幅する光増幅器を含むパルスレーザー装置の可変バストモード作動のための制御方法において、前記レーザー発生器の前記レーザーソースドライバは、前記光パルスが発生しない休止区間で、前記連続レーザーソースの作動時間を可変して後続する各々の光パルスの尖頭出力を調節して、パルス列のプロファイルを任意波形に調節することを特徴とする、パルスレーザー装置の可変バストモード制御方法。
【請求項２４】
前記連続レーザーソースで発生する連続光は、前記光増幅器に蓄積されるエネルギーをリアルタイムに消耗させることを特徴とする、請求項２３に記載のパルスレーザー装置の可変バストモード制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はパルスレーザー装置に関し、より詳しくは、低出力のレーザー発生器の出力を調節して最終出力光パルス列のプロファイルを一定に制御することができるバストモードと、最終出力光パルス列のプロファイルを任意の形態に制御することができる可変バストモードに作動できるパルスレーザー装置及びその制御方法に関する。
【０００２】
また、本発明は前記レーザー発生器を多重に備え、光パルスを出力するレーザーソースと連続光を出力するレーザーソースとを備えて、連続光の持続時間を制御することによって、光パルス列のプロファイルを一定に制御することができるバストモードと、最終出力光パルス列のプロファイルを任意波形に制御することができる可変バストモードに作動できるパルスレーザー装置及びその制御方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
電子産業などの精密部品加工のためにレーザー加工技術は益々超精密化、超高速化、大面積化加工に技術発展がなされている。特に、半導体、ディスプレイ、太陽電池、次世代高付加／高機能ＰＣＢ、次世代パッケージング産業などを含むマイクロ電子産業分野の部品を加工するためには超精密加工が必須である。
【０００４】
このようなマイクロサイズの超精密加工のために、レーザー仕様も高性能が求められる。加工の微細化のために紫外線領域のレーザーを用いるか、パルス幅が非常に短いフェムト秒及びピコ秒パルスレーザーが用いられる。これと共にレーザービームの空間分布が単一モードである高品位レーザーが求められる。また、高速化及び大面積化のためには高反復率、高出力のパルスレーザーが求められる。
【０００５】
レーザーをパルスで作動させる方法に、キュー(Ｑ)スイッチング、モード同期（mode locking）方法が用いられている。レーザーダイオードでは印加してくれる電流を直接変調してパルスで作動する方法が用いられる。
【０００６】
Ｑスイッチング方法を用いて数ナノ秒から数マイクロ秒、モード同期方法を用いて数フェムト秒から数百ピコ秒領域のパルス幅を有するパルスを発生させることができる。レーザーダイオードの場合には電流変調によって数百ピコ秒のパルス幅を有するパルスから連続出力にまで作動できる。高品質レーザービームを有する高出力のパルスレーザーシステムは、低出力、高品質のパルスレーザー共振器と、共振器の出力を高出力に増幅する増幅器から構成されるＭＯＰＡ（Master Oscilllator Power Amplifier）方式が用いられる。
【０００７】
この際、増幅器は最終出力のサイズによって１段または多段で構成される。最近にはパルス発生器に低出力のレーザーダイオード（ＬＤ）を用いて、その出力を多段階の光ファイバ増幅器またはレーザークリスタル増幅器で増幅して高出力に増幅する構造が使われる。一般的に、このような高出力高品質のレーザーは希土類イオン（代表的に、Ｎｄ、Ｙｂ、Ｅｒ、Ｔｍイオンなど）が含まれたレーザー利得媒質を用いて近赤外線（ＮＩＲ）領域で作動する。可視光線または紫外線（ＵＶ）領域の高出力、高品質パルスレーザーは、このような近赤外線レーザー出力を非線形光結晶に波長変換して出力を出す方法を主に用いている。
【０００８】
図１は、従来技術に従うレーザーのバストモード作動方式を示す図である。
【０００９】
図１を参照すると、非線形光結晶を用いた波長変換レーザー、即ちパルスで作動するレーザー発生器２で複数個の増幅器３−１、・・・、３−Ｎを含む多重増幅器を経て非線形波長変換及び光分離器４により波長変換された出力光の変調は最終出力端または非線形波長変換器の前で光変調器６を使用して出力パルスの強さを調節して多様な形態のバストモードに作動することができる。
【００１０】
しかしながら、このような方式は最終出力端の光強さを調節するために高出力用光変調器を使用しなければならない。このような高出力用光変調器は価格が高価であり、高速動作が難しいという短所がある。
【００１１】
このような短所を解決するために、図２に示すような低出力の入力パルスを単純変調する方法が開示された。図２を参照すると、パルス発生器１２に使われるレーザーダイオードまたはパルス共振器の光パルスを変調器１４の操作を通じて単純オン−オフ（on-off）変調して最終出力光である可視光及び紫外線波長のパルスをバストモードに変調する方法を試みることができる。
【００１２】
しかしながら、図２のようにパルス発生器１２から複数個の増幅器１３−１、・・・、１３−Ｎを含む多重増幅器にパルスが一定時間入射しなければ、増幅媒質に続けてエネルギーが蓄積される。したがって、次のパルスが入射する場合、レーザーパルスが非常に強く増幅されて、このような増幅されたパルスＰ１、Ｐ２によって増幅媒質が損傷される。非線形波長変換機を通過したパルスも増幅された状態のパルスＰ１１、Ｐ１２に出力される。
【００１３】
図３は、増幅器で励起エネルギーを連続的に加える時、増幅媒質に蓄積されるエネルギーと飽和時間との関係を示すグラフである。
【００１４】
図３を参照すると、一定時間の間、即ち飽和時間（ｔｓ）に至るまでは蓄積されるエネルギーが続けて増加するようになる。飽和時間は増幅媒質によって異なるが、希土類イオンの場合に数マイクロ秒から数ミリ秒領域が一般的である。
【００１５】
図４は増幅器で励起エネルギーを連続的に加えながら、周期的に入力光パルスが入射し増幅されて出力される時、増幅器媒質に蓄積されるエネルギーと入力光パルス及び出力光パルスの特性を示すグラフである。
【００１６】
図４を参照すると、増幅器の入力パルスと増幅器の出力パルスが一定に入力されれば、時間対エネルギー分布グラフも一定のプロファイルを形成するようになる。
【００１７】
以下、パルス発生器から出力される増幅器の入力パルスと出力パルスとの関係をより詳しく説明する。
【００１８】
図５を参照すると、ＭＯＰＡ構造のパルスレーザーシステムにおいて、低出力のパルス発生器を一定領域の反復率を有して周期的に光パルスを生成する。そして、高反復率レーザーシステムの増幅器には一般的に励起エネルギーを連続的に一定に加えるようになる。
【００１９】
最近には一般的に連続出力の高出力レーザーダイオードが使われる。時間的に一定に加えられるエネルギーは増幅器媒質に時間的に増加し、蓄積される。
【００２０】
このように蓄積されたエネルギーは入射した光パルスを増幅することに大部分消耗される。光パルス増幅の後には次の光パルスが入射する時までエネルギーがまた蓄積され、次の光パルスが入射すれば、また光パルスの増幅にエネルギーが消耗される。
【００２１】
周期的な光パルスが入射せず、入射する光パルスが一定時間の間入射しない場合（図５のｔ１、ｔ２）、増幅媒質に蓄積されるエネルギーが非常に大きくなり（図５のＥ１、Ｅ２）、この状態の増幅器に光パルスが入射するようになれば、光パルスは非常に大きく増幅される（図５のＰ１、Ｐ２）。非常に大きく増幅された光パルスはレーザーシステム出力の不安定性と増幅媒質の損傷及び光学系の損傷を起こす。
【００２２】
したがって、単純にパルス発生器の光パルスをオン−オフ（on-off）変調して増幅することは、レーザーシステムの出力不安定性を起こし、増幅媒質の損傷及び増幅段の以後の光学系の損傷をもたらす問題点がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２３】
本発明の目的は、ＭＯＰＡ構造のレーザーシステムにおいて、レーザー発生器で生成されるシードレーザー信号に待機信号を含めることによって、後続する増幅器にエネルギーが蓄積されないようにすることで、レーザーシステム出力の不安定性と増幅媒質及び光学系の損傷が防止できるパルスレーザー装置を提供することにある。
【００２４】
本発明の他の目的は、前記レーザー装置でパルス信号が発生しない休止区間で増幅器に蓄積されるエネルギーをリアルタイムに消耗させることができるようにすることによって、安定したバストモード作動が可能な制御方法を提供することにある。
【００２５】
本発明の更に他の目的は、待機信号の発生時間を制御して後続するパルス信号の尖頭出力が調節できるようにすることによって、最終出力パルス列のプロファイルを制御することができる可変バストモード制御方法を提供することにある。
【００２６】
また、本発明の目的はＭＯＰＡ構造のレーザーシステムにおいて、レーザー発生器に光パルスを出力するソースと連続光を出力するソースとを備え、光パルス及び連続光を制御することによって後続する増幅器にエネルギーが蓄積されないようにして、レーザーシステム出力の不安定と増幅媒質及び光学系の損傷を防止することができるパルスレーザー装置を提供することにある。
【００２７】
本発明の他の目的は、前記レーザー装置で光パルスが発生しない休止区間で増幅器に蓄積されるエネルギーをリアルタイムに消耗させることができるようにすることによって、安定したバストモード作動が可能な制御方法を提供することにある。
【００２８】
本発明の更に他の目的は、連続光の発生時間を制御して後続する光パルスの尖頭出力が調節できるようにすることによって、最終出力パルス列のプロファイルを制御することができる可変バストモード制御方法を提供することにある。
【００２９】
本発明の更に他の目的は、互いに異なる波長の光パルスを発生するパルスレーザーソースを複数個備えて、多様なパターンの出力パルスを生成することができるパルスレーザー装置と、これを用いてバストモードと可変バストモードに作動するための制御方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００３０】
本発明は、シードレーザー信号を生成するレーザー発生器と、前記シードレーザー信号を増幅する光増幅器とを含み、前記レーザー発生器はパルス信号と待機信号を含むシードレーザー信号を発生し、前記パルス信号の間の休止区間で、前記光増幅器のエネルギーを消耗させるための待機信号を発生させることを特徴とするパルスレーザー装置を提供する。
【００３１】
前記待機信号の出力は連続出力（continuous
wave；ＣＷ）のものが好ましく、出力のサイズはパルス信号の尖頭出力に作動比（duty ratio）を掛けたサイズ位が好ましい。即ち、待機信号の出力サイズはパルス信号の平均出力と類似（±５０％以内）なものが好ましい。
【００３２】
前記レーザー発生器は、レーザーダイオードと、前記レーザーダイオードに加えられる電流を制御するレーザーダイオードドライバから構成されるか、連続出力により作動するレーザー共振器と、前記レーザー共振器で発生した連続出力をパルス信号または待機信号に変調する光変調器を含んで構成できる。
【００３３】
そして、前記光増幅器は単一増幅器または多段増幅器から構成され、光ファイバ増幅器またはレーザークリスタル増幅器を含むことができる。
【００３４】
そして、本発明はパルス信号と、前記パルス信号の間の休止区間で出力強さが前記パルス信号の平均出力、即ちパルス信号の尖頭出力と作動比との積位の待機信号を含むシードレーザー信号を生成するレーザー発生器、前記シードレーザー信号を増幅して増幅信号を生成する光増幅器、前記増幅信号の強さによって非線形的に波長変換信号を出力する非線形波長変換機、及び前記波長変換機の信号から波長変換信号のみ出力に分離する光分離器を含むパルスレーザー装置を提供する。
【００３５】
この際、前記レーザー発生器は待機信号に連続出力を出力し、かつ前記連続出力の維持時間を制御して後続パルス信号の尖頭出力の強さを調節することができる。
【００３６】
ここで、前記光分離器は前記波長変換信号の波長によって光を分離するものであって、二色性鏡、プリズム、または回折格子（grating）のうち、いずれか１つを含むことができる。
【００３７】
また、本発明はパルス信号と待機信号を含むシードレーザー信号を生成するレーザー発生器と、前記シードレーザー信号を増幅して増幅信号を生成する光増幅器を含むパルスレーザー装置のバストモード作動のための制御方法において、前記レーザー発生器は、前記パルス信号が発生されない休止区間の時間が、基準休止区間の時間を超過する場合、休止区間の前部に基準休止区間を超過する時間だけ待機信号を発生することを特徴とするパルスレーザー装置のバストモード制御方法を提供する。ここで、基準休止区間は略パルス信号の周期であり、より正確にはパルス信号の周期からパルス幅を引いた値をいう。
【００３８】
そして、本発明はパルス信号と待機信号とを含むシードレーザー信号を生成するレーザー発生器と、前記シードレーザー信号を増幅して増幅信号を生成する光増幅器を含むパルスレーザー装置の可変バストモード動作のための制御方法において、前記レーザー発生器は、前記パルス信号が発生されない休止区間で、待機信号の発生時間を可変して、後続する各々のパルス信号の増幅強さを調節して、パルス列のプロファイルを調節することを特徴とする、パルスレーザー装置の可変バストモード制御方法を提供する。
【００３９】
また、本発明は光パルスを出力するパルスレーザーソースと、連続光を出力する連続レーザーソースと、前記パルスレーザーソースと前記連続レーザーソースの作動時間を制御するレーザーソースドライバと、前記パルスレーザーソース及び前記連続レーザーソースで発生するシードレーザー信号を後続する光増幅器に誘導する光誘導部を含むレーザー発生器、及び前記シードレーザー信号を増幅する光増幅器を含み、前記レーザーソースドライバは前記パルスレーザーソースと、前記連続レーザーソースを連動して駆動することを特徴とする、パルスレーザー装置を提供する。
【００４０】
前記連続光は連続出力（continuous
wave；ＣＷ）のものが好ましく、出力のサイズは光パルスの尖頭出力に作動比（duty ratio）を掛けたサイズ位が好ましい。即ち、連続光の出力サイズは光パルスの平均出力と類似（±５０％以内）なものが好ましい。
【００４１】
前記パルスレーザーソースまたは前記連続レーザーソースはレーザーダイオードを含むことができる。
【００４２】
前記各パルスレーザーソースと前記連続レーザーソースは増幅器利得波長帯域の内の波長を有することを特徴とする。増幅器の利得波長帯域が多数個の場合、各レーザーソースが各利得波長帯域の波長を有するように構成することができる。
【００４３】
そして、前記光誘導部は光ファイバカプラーを含むか、前記レーザーソースドライバによって調節される光ファイバスイッチで構成されるか、偏光子などの自由空間光素子（free space optics）で構成できる。
【００４４】
併せて、多波長のバストモード作動には前記パルスレーザーソースを２つ以上備え、かつ前記パルスレーザーソースの各々は互いに異なる波長の光パルスを出力すれば好ましい。
【００４５】
また、本発明は光パルスを出力する１つ以上のパルスレーザーソースと、連続光を出力する連続レーザーソースと、前記パルスレーザーソースと前記連続レーザーソースの作動時間を制御するレーザーソースドライバと、前記パルスレーザーソース及び前記連続レーザーソースで発生するシードレーザー信号を後続する光増幅器に誘導する光誘導部を含むレーザー発生器、前記シードレーザー信号を増幅して増幅信号を出力する光増幅器、前記増幅信号の強度によって非線形的に波長変換信号を出力する非線形波長変換機、及び前記波長変換機の信号から波長変換光と波長変換されない光信号とを分離する光分離器を含み、前記レーザーソースドライバは前記１つ以上のパルスレーザーソースと、前記連続レーザーソースを連動して駆動して、前記連続光で前記光増幅器に蓄積されるエネルギーを調節することを特徴とする。
【００４６】
前記レーザー装置の出力信号を多重波長で出力する場合には、波長変換機は各波長によって波長変換効率が最適化した多重の波長変換機で構成できる。
【００４７】
そして、本発明は光パルスを出力する１つ以上のパルスレーザーソースと、連続光を出力する連続レーザーソースと、前記パルスレーザーソースと前記連続レーザーソースの作動時間を制御するレーザーソースドライバと、前記パルスレーザーソース及び前記連続レーザーソースで発生するシードレーザー信号を後続する光増幅器に誘導する光誘導部を含むレーザー発生器と、前記シードレーザー信号を増幅する光増幅器と、前記光増幅器信号を非線形的に波長変換する波長変換機と、前記波長変換機の出力信号を波長によって分離する光分離器を含むパルスレーザー装置のバストモード作動のための制御方法において、前記レーザー発生器の前記レーザーソースドライバは、前記光パルスが発生されない休止区間の時間が、基準休止区間の時間を超過する場合、基準休止区間を超過する時間だけ前記連続レーザーソースが作動して連続光を出力することを特徴とする。
【００４８】
可変バストモード作動のためには、前記レーザー発生器の前記レーザーソースドライバが、前記光パルスが発生しない休止区間で、前記連続レーザーソースの作動時間を可変して後続する各々の光パルスの尖頭出力を調節して、パルス列のプロファイルを調節することを特徴とする。
【発明の効果】
【００４９】
本発明に従うパルスレーザー装置は、レーザー発生器の出力を制御して出力パルス形成だけでなく、反復率及びパルス幅を変化させることができ、パルス列の時間的形状を制御する可変バストモードが可能であり、追加的な高価の高出力光変調器を使用しないため、小型軽量化したレーザー製作が可能で、経済性に優れる効果がある。
【００５０】
また、本発明はレーザーで可変バストモード具現のために時間に従ってパルス列の形態を変調時に一定の時間の間レーザー発生器のパルスが増幅器に入射しない場合には、連続出力光で増幅器に入射するため、増幅段の損傷を防止し、レーザー出力の不安定性を防止することができる効果がある。
【００５１】
そして、本発明に従うパルスレーザー装置は複数のパルスレーザーソースを使用することによって、多様な形態の出力パルスを生成することができる効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】従来技術に従うレーザーシステムにおけるバストモード発振装置の内部構造を示すブロック図である。
【図２】従来技術に従うパルス発生器の光パルスを単純変調する場合、増幅器及び非線形波長変換機の最終出力の変化を説明するためのブロック図である。
【図３】増幅器で励起エネルギーを連続的に加える時、増幅媒質に蓄積されるエネルギーと飽和時間との関係を示すグラフである。
【図４】増幅器で励起エネルギーを連続的に加えながら、周期的に入力光パルスが入射し増幅されて出力される時、増幅器媒質に蓄積されるエネルギーと入力光パルス及び出力光パルスの特性を示すグラフである。
【図５】増幅器に入力する入力パルスの単純オン−オフ（on-off）変調時に増幅器媒質に蓄積されるエネルギーと入力光パルス及び出力光パルスの特性を示すグラフである。
【図６】本発明の一実施形態に従うパルスレーザー装置の構成を示すブロック図である。
【図７】レーザーダイオードを用いたレーザー発生器の構造を示すブロック図である。
【図８】レーザー共振器を用いたレーザー発生器の構造を示すブロック図である。
【図９】非線形波長変換機における増幅信号（入力光）の強さと波長変換信号（出力光）の強さとの関係を示すグラフである。
【図１０】光分離器に二色性鏡を使用する場合を示す概念図である。
【図１１】本発明に従うレーザー装置とバストモードに作動する場合のシードレーザー信号と、増幅信号、そして増幅器の増幅媒質に蓄積されるエネルギー分布を時間帯に従って示すグラフである。
【図１２】本発明に従うレーザー装置が可変バストモードに作動する場合のシードレーザー信号と、増幅信号、そして増幅器の増幅媒質に蓄積されるエネルギー分布を時間帯に従って示すグラフである。
【図１３】本発明の他の実施形態に従うパルスレーザー装置の構成を示すブロック図である。
【図１４】本発明の更に他の実施形態に従うパルスレーザー装置の構成を示すブロック図である。
【図１５】２つのパルスレーザーソースで具現できる多様な出力パルスを例示的に示すグラフである。
【図１６】本発明の更に他の実施形態に従うレーザー装置がバストモードに作動する場合のシードレーザー信号と、増幅信号、そして増幅器の増幅媒質に蓄積されるエネルギー分布を時間帯に従って示すグラフである。
【図１７】本発明に従うレーザー装置を複数の互いに異なる波長のパルスレーザーソースと連続出力ソースとでパルス発生部を構成して可変バストモードに作動する場合のシードレーザー信号と、増幅信号、そして増幅器の増幅媒質に蓄積されるエネルギー分布を時間帯に従って示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００５３】
以下、本発明に従うパルスレーザー装置及びこれを用いたバストモード、可変バストモード制御方法に関して詳細に説明する。
【００５４】
図６は、本発明に従うパルスレーザー装置の構成を示すブロック図である。
【００５５】
図示したように、本発明に従うパルスレーザー装置１００は、パルス信号と待機信号を含むシードレーザー信号を生成するレーザー発生器１１０と、前記シードレーザー信号を増幅して増幅信号を出力する光増幅器１２０と、前記増幅信号の強度によって非線形的に波長変換信号を出力する非線形波長変換機１３０と、前記波長変換機の出力から波長変換出力パルスを分離する光分離器１４０とを含む。
【００５６】
レーザー発生器１１０はパルス信号及び待機信号を全て出力することができるものであって、待機信号はパルス信号の間の休止区間で発生する。
【００５７】
レーザー発生器１１０は、レーザーダイオードまたはレーザー共振器を含んで構成できる。レーザー発生器１１０で発生する待機信号は後続する光増幅器１２０に蓄積されるエネルギーを消耗するためのものである。一定の時間の間パルス信号が入射されなければ光増幅器１２０の増幅媒質にエネルギーが続けて蓄積されて、今後入力されるパルス信号が他のパルス信号に比べて非常に強く増幅されるが、本発明の場合、待機信号がリアルタイムに光増幅器１２０に蓄積されるエネルギーを消耗させることによって、このような過多増幅を防止することができる。
【００５８】
この際、待機信号の出力は連続出力（ＣＷ）のものが好ましく、出力のサイズはパルス信号の尖頭出力に作動比（duty ratio）を掛けたサイズ位が好ましい。即ち、待機信号の出力サイズはパルス信号の平均出力と類似なものが好ましい。待機信号の出力サイズがパルス信号の平均出力より小さ過ぎれば、増幅器で待機信号による増幅が十分に起こらなくなって、待機信号による増幅器のエネルギー消耗が不充分で、引き続くパルス信号の過剰増幅が起こることがある。
【００５９】
増幅器の特性によって異なるが、待機信号の出力サイズはパルス信号の平均出力の最小１０％以上、好ましくは５０％以上位のサイズに作動しなければならない。増幅器で増幅される増幅信号は増幅率が大きい場合、増幅された出力光の強さは入射光の強さよりは励起光の強さに主に左右される。したがって、増幅器に入射する待機信号の出力強さがパルス信号の平均出力の強さより大きい場合には、増幅器の平均出力の小幅変動はあるが、増幅器の入射部の光学系の損傷が発生する位に待機信号が大きくなければ、本発明の実施形態は問題がない。
【００６０】
光増幅器１２０は複数個の増幅器を多段に連結して形成できる。光増幅器１２０は光ファイバ増幅器またはレーザークリスタル増幅器を含むことができる。より具体的には、複数個の光ファイバ増幅器とクリスタル増幅器とを連結して使用することができるが、これに限定されるものではない。
【００６１】
非線形波長変換機１３０は、光増幅器１２０で出力される増幅信号を非線形的に波長変換して波長変換信号を出力する。
【００６２】
光増幅器１２０の増幅信号が非線形波長変換機１３０に入射すれば、尖頭出力の強いパルス信号は波長変換が効率的になされるが、尖頭出力の弱い待機信号は波長変換がほとんどなされない。一般的にパルス信号に最適化した波長変換機で、パルス信号は数〜数十％位の波長変換が起こり、同一な平均出力を有する連続出力（ＣＷ）信号は波長変換がほとんど起こらない。したがって、パルス信号が波長変換機に入射すれば、数〜数十％の波長変換信号と波長変換されない残りの入射波長信号が出力され、連続出力信号が入射すれば波長変換がほとんど起こらず、入射波長信号がそのまま出力するようになる。
【００６３】
光分離器１４０は非線形波長変換機の出力で波長変換された信号と波長変換されない入射波長信号と分離する役割を遂行する。これによって、最終出力信号は波長変換されたパルス出力となる。
【００６４】
図７は、本発明に従うレーザーダイオードを用いたレーザー発生器の構造を示すブロック図である。図７を参照すると、図示したレーザー発生器１１０ａはレーザーダイオード１１２ａと前記レーザーダイオードに供給される電流を制御するレーザーダイオードドライバ１１２ｂを含む。レーザーダイオード１１２ａは印加される電流によってパルス信号または連続出力である待機信号を出力することができる。
【００６５】
図８は、本発明に従うレーザー共振器を用いたレーザー発生器の構造を示すブロック図である。
【００６６】
図８を参照すると、図示したレーザー発生器１１０ｂは、レーザー共振器１１２ｂ、光変調器１１４ｂ、及びこれらを制御するためのパルス出力制御部１１６ｂを含む。この際、レーザー共振器１１２ｂは連続出力を生成するように作動し、光変調器１１４ｂは前記レーザー共振器１１２ｂで発生した出力を変調してパルス信号または待機信号が出力されるようにし、これらはパルス出力制御部１１６ｂにより動作が制御される。
【００６７】
このような構成のレーザー発生器は、１つのレーザーソースを使用してパルス信号と連続出力である待機信号とを選択的に生成することができる。
【００６８】
図９は、非線形波長変換機における増幅信号（入力光）の強さと波長変換信号（出力光）の強さとの関係を示すグラフである。
【００６９】
図９を参照すると、非線形波長変換機で出力される波長変換信号は、入力される増幅信号の強さに対して非線形的（２次以上の高次）に変換される。
【００７０】
光増幅器から出力される増幅信号が非線形波長変換機に入射すれば、尖頭出力の強いパルス信号は波長変換が効率的になされるが、尖頭出力の弱い待機信号は波長変換がほとんどなされない。
【００７１】
光増幅器は一定にエネルギーを励起するため、パルス信号に該当する増幅信号と待機信号に該当する増幅信号との平均出力は大きく差がない。
【００７２】
一般的に、増幅器媒質の飽和時間（ｔｓ）よりパルスの周期が１／１０以下に短い領域では連続出力光の平均出力が数乃至数十％位大きい方である。
【００７３】
一方、尖頭出力はパルスの作動比（duty
ratio）に反比例してパルス出力の尖頭出力が高い。一例に、パルス幅が１０ナノ秒（ｎｓ）で、パルス反復率が１００kHz（周期１０マイクロ秒（ｕｓ））のパルス出力と連続出力の平均出力が同じでも尖頭出力は１０００倍の差が出る。
【００７４】
このような出力が非線形波長変換機に入力されれば、波長変換信号は２次非線形変換では１，０００，０００倍、３次非線形変換では１，０００，０００，０００倍の尖頭出力の差が出る。したがって、増幅器のパルス出力信号の波長変換に最適化した非線形波長変換機に入射する待機信号が増幅された連続出力信号は波長変換がほとんどなされない状態となる。したがって、後続する光分離器を通じて波長変換されないパルス信号及び待機信号に該当する入射波長信号を容易に除去することができる。
【００７５】
図１０は、光分離器に二色性鏡を使用する場合を示す概念図である。
【００７６】
前述したように、非線形波長変換機によれば、尖頭出力の高いパルス信号は波長が効率的に変換されるが、尖頭出力の低い待機信号の波長はほとんど変化しない。したがって、光分離器で波長が変換されたパルス信号のみ抽出して出力パルスのみを送り出すようになる。
【００７７】
光分離器には、二色性鏡、プリズム、または回折格子（grating）などが使用できる。図示したように、二色性鏡を使用する場合、パルス信号に該当する波長変換信号は反射させ、波長変換されないパルス信号及び連続出力信号は透過されて２信号を分離することができる。
【００７８】
図１１は、本発明に従うレーザー装置がバストモードに作動する場合のシードレーザー信号と、増幅信号、そして増幅器の増幅媒質に蓄積されるエネルギー分布を時間帯に従って示すグラフである。
【００７９】
本発明は、パルス信号及び待機信号を含むシードレーザー信号を生成するレーザー発生器と、前記シードレーザー信号を増幅して増幅信号を生成する光増幅器を含むパルスレーザー装置のバストモード作動のための制御方法において、前記パルス信号が発生しない休止区間の時間（ｓ２またはｓ３）が、基準休止区間の時間（ｓ１）を超過する場合、基準休止区間を超過する時間（ｔ１またはｔ２、ここで、ｔ１＝ｓ２−ｓ１、ｔ２＝ｓ３−ｓ１）だけ待機信号を発生することを特徴とする。
【００８０】
本発明に従うパルスレーザー装置のバストモード作動のために一定の時間の間パルス信号が光増幅器に入射されない場合には（図１１のｔ１、ｔ２）、待機信号である連続出力（ＣＷ）が光増幅器に入射されるので、光増幅器の出力信号も尖頭出力の低い連続出力（ＣＷ）となる。
【００８１】
このような連続出力の増幅により増幅器のエネルギーが消耗されるので、増幅媒質にエネルギーが続けて蓄積されることを防止して、再度パルス信号が光増幅器に入射する時、パルスが非常に強く増幅されることを防止することができる。したがって、増幅段及び光学系の損傷を防止し、レーザー出力の不安定性を防止することができる。
【００８２】
図１２は、本発明に従うレーザー装置が可変バストモードに作動する場合のシードレーザー信号と、増幅信号、そして増幅器の増幅媒質に蓄積されるエネルギー分布を時間帯に従って示すグラフである。
【００８３】
本発明は、パルス信号及び待機信号を含むシードレーザー信号を生成するレーザー発生器と、前記シードレーザー信号を増幅して増幅信号を生成する光増幅器を含むパルスレーザー装置の可変バストモード動作のための制御方法において、前記レーザー発生器を制御し、かつ前記パルス信号が発生しない休止区間で、待機信号の発生時間を可変して後続する各々のパルス信号の尖頭出力を調節して、パルス列のプロファイルを調節することを特徴とする。
【００８４】
図１２を参照すると、光増幅器に入力されるシードレーザー信号の待機信号発生時間をｔｃ１、ｔｃ２、ｔｃ３のように可変すれば、光増幅器に蓄積されるエネルギーも変わるようになり、したがって、待機信号発生後、引き続くパルス信号は光増幅器に蓄積されたエネルギー量によって増幅されるサイズが変わるようになる。
【００８５】
したがって、各々のパルス信号の間に待機信号発生時間を互いに異なるようにして増幅される出力パルスの強さが各々調節できるようになる。光増幅器の出力である増幅信号は前述したように、非線形波長変換機で波長変換を経て、波長変換信号を出力するようになるが、波長変換機では各々の入力される増幅信号の強さによって波長変換がなされるようになる。このような方法により最終出力される出力パルスを単純にオン−オフ（on-off）するものでなく、パルスの各々の強さを調節してパルス列のプロファイルを任意の形態に調節する可変バストモードを具現することができる。
【００８６】
本発明によれば、周期的な光パルスが入射せず、入射する光パルスが一定時間の間入射しない場合、増幅媒質に蓄積されるエネルギーが非常に大きくなる問題点が改善され、したがって、入射された光パルスが非常に大きく増幅されて増幅媒質の損傷を起こす問題点が解消できる。
【００８７】
本発明はパルス発生器で出力を調節する方式を用いてパルスを発生して非線形波長変換機と相互作用により可変バストモードに作動する方法を提案した。
【００８８】
本発明によれば、信号パルスの出力を所望しない時間領域では光増幅器のエネルギーが累積されことを防止するために、低出力の連続出力光を発生して増幅器に入射することによって、増幅器のスパイク出力を防止するようになり、結果的に増幅器の損傷を防止することができるようになる。また、待機信号である連続出力光の発生時間を調節することによって、各パルスのサイズを調節して可変バストモードを具現することができる。
【００８９】
図１３は、本発明の実施形態に従うパルスレーザー装置の構成を示すブロック図である。
【００９０】
図示したように、本発明に従うパルスレーザー装置２００は、光パルスと連続光を含むシードレーザー信号を出力するレーザー発生器２１０と、前記シードレーザー信号を増幅して増幅信号を出力する光増幅器２２０と、前記増幅信号の強度によって非線形的に波長変換信号を出力する非線形波長変換機２３０と、前記波長変換信号から出力パルスを分離する光分離器２４０とを含む。
【００９１】
レーザー発生器２１０は、シードレーザー信号に光パルスと連続光を全て出力できるものであって、連続光は光パルスが出力されない休止区間で出力される。
【００９２】
レーザー発生器２１０は、光パルスを出力するパルスレーザーソース２１２と、連続光を出力する連続レーザーソース２１４と、前記パルスレーザーソース２１２及び前記連続レーザーソース２１４の作動時間を制御するレーザーソースドライバ２１６と、前記パルスレーザーソース２１２及び前記連続レーザーソースから出力されるシードレーザーを引き続く光増幅器に誘導する光誘導部２１８とを含む。
【００９３】
パルスレーザーソース２１２は光パルスを発生させるものであって、レーザーダイオードまたは低出力共振器を含んで構成できる。
【００９４】
連続レーザーソース２１４は連続光を発生させるものであって、レーザーダイオードまたはレーザー共振器を含んで構成できる。
【００９５】
連続レーザーソース２１４から出力される連続光は後続する光増幅器２２０に蓄積されるエネルギーを消耗するためのものである。この際、連続光は連続出力（ＣＷ）のものが好ましく、出力のサイズは光パルスの尖頭出力に作動比（duty ratio）を掛けたサイズ位が好ましい。即ち、連続光の出力サイズは光パルスの平均出力と類似なものが好ましい。連続光の出力サイズが光パルスの平均出力より小さ過ぎれば、増幅器で連続光による増幅が十分に起こらなくなって、連続光による増幅器のエネルギー消耗が充分でないので、引き続く光パルスの過剰増幅が起こることがある。
【００９６】
増幅器の特性によって異なるが、連続光の出力サイズは光パルスの平均出力の最小１０％以上、好ましくは５０％以上位のサイズに作動しなければならない。増幅器で増幅される増幅信号は、増幅率の大きい場合、増幅された出力光の強さは入射光の強さよりは励起光の強さに主に左右される。したがって、増幅器に入射する連続光の出力強さが光パルスの平均出力の強さより大きい場合には、増幅器の平均出力の小幅変動はあるが、増幅器の入射部の光学系の損傷が発生する程に連続光が大きくなければ、本発明の実施には問題がない。
【００９７】
２つのレーザーソース２１２、２１４から出力されるシードレーザー信号が１つの光増幅器２２０に入射されなければならないが、本発明はこのために光誘導部２１８を備える。
【００９８】
光誘導部２１８は手動素子である光ファイバカプラーを用いることができ、この場合、光誘導部２１８がレーザーソースドライバ２１６により制御される必要がない。
【００９９】
しかしながら、光誘導部２１８が能動素子である光スイッチを含む場合、光誘導部２１８はレーザーソースドライバ２１６によりパルスレーザーソース２１２及び連続レーザーソース２１４と共に制御されなければならない。
【０１００】
ここで、光スイッチは制御信号により各々の入力信号を選択的に出力部に送り出す機能をし、本発明ではレーザーソースドライバに信号により駆動され、パルスレーザーソース２１２から出力される光パルスが光増幅器２２０に出力されるようにするか、連続レーザーソース２１４から出力される連続光が光増幅器２２０に出力されるように調節する。光スイッチは光ファイバが結合された光ファイバスイッチが大部分である。
【０１０１】
また、光誘導部２１８は手動素子である偏光子などの自由空間光学素子（free space optics）を用いて構成されることもできる。
【０１０２】
光増幅器２２０は複数個の増幅器を多段に連結して形成できる。光増幅器２２０は光ファイバ増幅器またはレーザークリスタル増幅器を含むことができる。より具体的には、単一光ファイバ増幅器、多段階光ファイバ増幅器、単一クリスタル増幅器、多段階クリスタル増幅器、多段階光ファイバ増幅器と多段階クリスタル増幅器とを結合した形態に使用することができるが、これに限定されるものではない。
【０１０３】
非線形波長変換機２３０は光増幅器２２０から出力される増幅信号を非線形的に波長変換して波長変換信号を出力する。
【０１０４】
光増幅器２２０の増幅信号が非線形波長変換機２３０に入射すれば、尖頭出力の強い光パルスは波長変換が効率的になされるが、尖頭出力の弱い連続光は波長変換がほとんどなされない。一般的に、パルス信号に最適化された波長変換機において、パルス信号は数〜数十％位の波長変換が起こり、同一な平均出力を有する連続出力（ＣＷ）信号は波長変換がほとんど起こらない。したがって、光パルスが波長変換機に入射すれば、数〜数十％の波長変換信号と波長変換されない残りの入射波長信号が出力され、連続出力信号が入射すれば、波長変換がほとんど起こらず、入射波長信号がそのまま出力するようになる。
【０１０５】
光分離器２４０は、非線形波長変換機の出力で波長変換された信号と波長変換されない入射波長信号と分離する役割を遂行する。これによって、最終の出力信号は波長変換されたパルス出力となる。
【０１０６】
図１４は、本発明の更に他の実施形態に従うパルスレーザー装置の構成を示すブロック図である。
【０１０７】
本実施形態は、複数個のパルスレーザーソース２１２−１、２１２−２を含むことを特徴とする。この際、各々のパルスレーザーソース２１２−１、２１２−２は互いに異なる波長の光パルスを出力する。図１５、図１８、図１９において、ハッチングしない光パルスは第１パルスレーザーソース２１２−１から出力されたものを表し、ハッチングした光パルスは第２パルスレーザーソース２１２−２から出力されたものを表す。
【０１０８】
この場合にも、各々のパルスレーザーソース２１２−１、２１２−２は、レーザーソースドライバ２１６により動作が制御され、互いに連動して駆動される。
【０１０９】
また、光誘導部２１８は３つのソースから出力されるシードレーザー信号を光増幅器２２０に案内するようになる。
【０１１０】
本実施形態では２つのパルスレーザーソース２１２−１、２１２−２を備えることと説明したが、３個あるいはその以上のパルスレーザーソースを備えることができ、その場合にも同一な原理により作動するようになる。
【０１１１】
このように、互いに異なる波長の光パルスを出力する複数個のパルスレーザーソースを備えれば、各波長のパルスの間の時間間隔、連続出力光の作動時間を調節して各々のパルスの増幅器出力信号サイズを調節して、より多様な形態の最終出力パルスを生成することができる。波長に従う最終出力光のサイズは増幅器の波長に従う増幅効率及び波長変換機の効率によっても変わる。
【０１１２】
図１５は、２つのパルスレーザーソースで具現できる多様な出力パルスを例示的に示すものである。
【０１１３】
（ａ）は、２つのパルスレーザーソースを交互に作動し、かつ光パルスを交互に出力し、互いに異なる尖頭出力を表すようにしたものを示したものであり、
（ｂ）は、１つのパルスレーザーソースから光パルス列を出力した後、他の１つのパルスレーザーソースから光パルス列を出力し、かつ互いに異なる尖頭出力を表すようにしたものを示したものであり、
（ｃ）は、各々のパルスレーザーソースから出力される光パルスの反復率を異にした場合を示したものである。
【０１１４】
例示的に示したの以外に、多様な形態の出力パルス生成が可能であることは当業者であれば容易に理解することができる。
【０１１５】
図１６は、本発明に従うレーザー装置がバストモードに作動する場合のシードレーザー信号と、増幅信号、そして増幅器の増幅媒質に蓄積されるエネルギー分布を時間帯に従って示すグラフである。
【０１１６】
本発明は、光パルスを出力する１つ以上のパルスレーザーソースと、連続光を出力する連続レーザーソースと、前記パルスレーザーソース及び前記連続レーザーソースの作動時間を制御するレーザーソースドライバと、前記パルスレーザーソース及び前記連続レーザーソースで発生するシードレーザー信号を後続する光増幅器に誘導する光誘導部とを含むレーザー発生器、前記シードレーザー信号を増幅する光増幅器、光増幅器の信号を非線形的に波長変換する波長変換機、及び波長変換機の信号を波長によって分離する光分離器を含むパルスレーザー装置のバストモード作動のための制御方法において、前記レーザー発生器の前記レーザーソースドライバは、前記光パルスが発生しない休止区間の時間が、基準休止区間の時間を超過する場合、基準休止区間を超過する時間だけ前記連続レーザーソースが作動して連続光を出力するようにすることを特徴とする。
【０１１７】
本発明に従うパルスレーザー装置のバストモード作動のために時間に従ってパルス列の形態を変調時に一定の時間の間パルス発生器のパルスが増幅器にパルスが入射されない場合には（図１６のｔ１、ｔ２）、増幅器の連続光（ＣＷ）が増幅器に入射されるため、増幅器の出力信号も尖頭出力の低い連続出力光（ＣＷ）に出力される。
【０１１８】
このような連続出力光の増幅により増幅器のエネルギーが消耗されるので、増幅媒質にエネルギーが続けて蓄積されることを防止して、再度パルス入力光が増幅器に入射する時、パルスが非常に強く増幅されることを防止することができる。したがって、増幅段及び光学系の損傷を防止し、レーザー出力の不安定性を防止することができる。
【０１１９】
図１７は、本発明に従うレーザー装置が可変バストモードに作動する場合のシードレーザー信号と、増幅信号、そして増幅器の増幅媒質に蓄積されるエネルギー分布を時間帯に従って示すグラフである。
【０１２０】
本発明は、光パルスを出力する１つ以上のパルスレーザーソースと、連続光を出力する連続レーザーソースと、前記パルスレーザーソース及び前記連続レーザーソースの作動を制御するレーザーソースドライバと、前記パルスレーザーソース及び前記連続レーザーソースで発生するシードレーザー信号を後続する光増幅器に誘導する光誘導部を含むレーザー発生器、及び前記シードレーザー信号を増幅する光増幅器を含むパルスレーザー装置の可変バストモード作動のための制御方法において、前記レーザー発生器の前記レーザーソースドライバは、前記光パルスが発生しない休止区間で、前記連続レーザーソースの作動時間を可変して後続する各々の光パルスの尖頭出力を調節して、パルス列のプロファイルを調節することを特徴とする。
【０１２１】
図１７を参照すると、光増幅器に入力されるシードレーザー信号の連続光発生時間をｔｃ１、ｔｃ２、ｔｃ３のように可変すれば、光増幅器に蓄積されるエネルギーも変わるようになり、したがって、連続光の発生後、引き続く光パルスは光増幅器に蓄積されたエネルギー量によって増幅されるサイズが変わるようになる。
【０１２２】
したがって、各々のパルスの間に連続光の発生時間を互いに異なるようにして増幅される出力パルスの強さが各々調節できるようになる。光増幅器の出力である増幅信号は、前述したように、非線形波長変換機で波長変換を経て、波長変換信号を出力するようになるが、波長変換機では各々の入力される増幅信号の強さによって非線形的に波長変換がなされるようになる。このような方法により最終出力される出力パルスを単純にオン−オフ（on-off）するものでなく、パルスの各々の強さを調節してパルス列のプロファイルを任意の形態に調節する可変バストモードを具現することができる。
【０１２３】
本発明によれば、周期的な光パルスが入射せず、入射する光パルスが一定時間の間入射しない場合、増幅媒質に蓄積されるエネルギーが非常に大きくなる問題点が改善され、したがって、入射された光パルスが非常に大きく増幅されて増幅媒質の損傷及び後続する光学系の損傷を起こす問題点が解消される。
【０１２４】
本発明は、パルス発生器で出力を調節する方式を用いてパルスを発生して非線形波長変換機と相互作用により可変バストモードに作動する方法を提案した。
【０１２５】
本発明によれば、信号パルスの出力を所望しない時間領域では光増幅器のエネルギーが累積されることを防止するために、低出力の連続光を発生して増幅器に入射することによって、光増幅器のスパイク出力を防止するようになり、結果的に光増幅器の損傷が防止できるようになる。また、連続出力の発生時間を調節することによって、各パルスのサイズを調節して可変バストモードを具現することができる。
【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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【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】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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