(57)【要約】【課題】薄板形状などの増幅利得が低いレーザ媒体を用いた安定なパルス高繰り返しレーザ発振装置を提供する。【解決手段】固体レーザ発振器の構成において、少なくとも１対のレーザ共振器と、レーザ媒体として繰り返し動作の周期より長い上準位寿命を持つ活性物質を添加した薄板形状のレーザ媒体と、レーザ共振器内に少なくとも１の反射体上に設けた薄板形状のレーザ媒体と共振器内に設けたＱスイッチ素子と、レーザ媒体を光励起する励起源と、Ｑスイッチ素子を駆動する制御部を備える。該制御部により、Ｑスイッチ素子のオン状態で発振を起こし、レーザ媒体内の活性物質の上準位密度が残存している発振中にＱスイッチをオフに切り替えて発振を遮断する。Ｑスイッチがオン状態であればＱスイッチパルスを発振できるように上準位の励起密度を維持するので、安定な高繰り返しパルス発振を実現できる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の繰り返し周波数でパルスを発生するレーザパルス発生装置であって
複数の反射体を有するレーザ共振器、レーザ媒体、前記レーザ共振器内の光路上に設けたＱスイッチ、前記レーザ媒体を光励起する励起源、及び前記Ｑスイッチを駆動する制御部とを備えており、前記制御部がレーザ発振中に前記Ｑスイッチをオンからオフにする手段を有することを特徴とするレーザパルス発生装置。
【請求項２】
前記レーザ媒体には活性物質が添加されており、前記繰り返し周波数に対応した周期よりも前記活性物質の上準位寿命が長いことを特徴とする、請求項１に記載のレーザパルス発生装置。
【請求項３】
前記レーザ媒体が前記レーザ共振器内の少なくとも１の反射体上に設けられた薄板レーザ媒体であることを特徴とする請求項１または２に記載のレーザパルス発生装置。
【請求項４】
さらに、高調波変換手段を有したことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載されたレーザパルス発生装置。
【請求項５】
前記活性物質がYb、Ndを含む希土類イオンの少なくとも１つを含有することを特徴とする請求項２〜４のいずれか１項に記載されたレーザパルス発生装置。
【請求項６】
前記繰り返し周波数が２０ｋHz以上であることを特徴とする請求項５に記載されたレーザパルス発生装置。
【請求項７】
レーザ媒体を励起するステップ、
Ｑスイッチをオン状態にするステップ、
前記レーザ媒体からのレーザ発振を開始させるステップ、
前記レーザ発振中に前記Ｑスイッチをオフ状態に切り替え前記レーザ発振を遮断するステップ、及び前記Ｑスイッチのオン及びオフを所定の周波数で繰り返すステップを有するレーザパルス発生方法。
【請求項８】
前記レーザ媒体に活性物質が添加されており、前記所定の繰り返し周波数を該活性物質の上準位寿命より短い周期に対応した周波数とすることを特徴とした、請求項７に記載のレーザパルス発生方法。
【請求項９】
さらに、発生したレーザパルスを高調波に変換するステップを有することを特徴とする、請求項７または８に記載されたレーザパルス発生方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、固体レーザ発振器に関するものであり、Yb、Ndを含む希土類イオンをドープした、薄板形状などの増幅利得が低いレーザ媒体を用いた場合に好適な、パルス発振周波数が高いにもかかわらず高安定化を実現したＱスイッチパルスのレーザ発振方法及び装置を提供する。
【背景技術】
【０００２】
レーザビームを光硬化性樹脂の液体の水平断面形状の軌跡に沿ってレーザ集光ビームを照射し、水平面内のコンピュータ制御されたパターンを順次重ねることにより３次元の立体形状を作成する光造形技術が実用化になっている。この技術では、レーザビームを細い曲線状に走査して自由曲面を創生するものである。使用する光硬化樹脂は紫外線硬化樹脂が採用されることが多く、従って照射レーザは紫外線領域のレーザが用いられる。紫外線レーザは通常発振波長１．０６μｍであるNd:YAG等のレーザを非線形光学結晶を用いて３倍波に変換して発生され、造形に用いる紫外線硬化樹脂の光吸収特性に合わせて用いられる。非線形光学結晶を用いた波長変換効率はレーザのパワーの２乗に比例した変換効率の特性を有するため、高いピークパワーが得られるパルスレーザを用いる。光造形の形状精度を保ちながら造形速度を向上するためには、パルスレーザの繰り返し周波数を高くして、照射点における集光スポットを互いに離れないで連続的にオーバラップさせて照射して滑らかな照射曲線を形成する。
【０００３】
レーザパルスは通常連続光励起された固体レーザ媒体からＱスイッチ制御技術を用いて数１０ｋHzの繰り返し周波数で発生させ、非線形光学結晶にて紫外領域に波長変換したのち、ガルバノメータに反射ミラーを搭載したビームスキャナで集光スポットを硬化樹脂面に高速に形状軌跡を描きながら照射する。高速な繰り返しパルスの発生は従来ロッド形の固体レーザを用いて行われているが、小型化、高品質化の観点からディスク型のレーザがそのロッドレーザの欠点を解消するために検討されている。
【０００４】
ディスク型レーザは、薄板レーザ媒体を熱冷却媒体である熱伝導性の高い基板にミラーを介して貼り付け、貼り付けられた薄板レーザ媒体の板の厚さ方向に励起光を照射し、レーザ媒体の表面からレーザ増幅光の入出射を行う配置を取る構造を有する。背面の基板は励起光照射によるレーザ媒体の発熱を吸収して冷却のために熱放散を行い、レーザ媒体の温度上昇を防止する。従ってレーザ媒体内の薄板面内方向の温度勾配が解消されるので、レーザ媒体内の発振増幅ビームの光学的な不均一性が解消され、集光性に優れた高い品質のレーザビームを得ることができる。
【０００５】
しかし、ディスク型のＱスイッチレーザをこのような光造形用の高繰り返しレーザ光源として用いる場合には欠点がある。それは、薄板レーザ媒体の薄板に対して垂直方向にレーザ発振又は増幅光路を形成して用いるために、レーザ光が増幅媒体を通過する増幅光路長が短く、十分な増幅利得が得られないことである。そのため数１０ｋHzの高い周波数でＱスイッチのオン、オフ繰り返し動作をさせると、Ｑスイッチパルスの発生がこの繰り返し周波数に追随できなくなり、パルスの出力欠落がよく発生する。このためにＱスイッチ高速繰り返しで発生させたレーザパルスによっては滑らかな高精度の光造形作業による樹脂成型ができなかった。一方、パルスの出力欠落防止のため低速繰り返しにしたのでは、作業能率や精度が不十分であるという問題があった。
【０００６】
【特許文献１】米国特許第６００２６９５号明細書
【特許文献２】米国特許第６１７２９９６号明細書
【特許文献３】米国特許第６９２２４１９号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明で解決しようとする課題は、薄板形状などの増幅利得が低いレーザ媒体を用いた場合に好適な、Ｑスイッチ出力による固体レーザの高繰り返し周波数動作を安定なパルスエネルギーで達成する点であり、さらには、レーザによる材料処理の速度並びに処理精度を向上させる点である。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、前記課題を解決するために、所定の繰り返し周波数でパルスを発生するレーザパルス発生装置であって複数の反射体を有するレーザ共振器、レーザ媒体、前記レーザ共振器内の光路上に設けたＱスイッチ、前記レーザ媒体を光励起する励起源、及び前記Ｑスイッチを駆動する制御部とを備えており、前記制御部がレーザ発振中に前記Ｑスイッチをオンからオフにする手段を有することを特徴とする。
【０００９】
また、前記レーザ媒体には活性物質が添加されており、前記繰り返し周波数に対応した周期よりも前記活性物質の上準位寿命が長いことを特徴とする。
【００１０】
また、前記レーザ媒体が前記レーザ共振器内の少なくとも１の反射体上に設けられた薄板レーザ媒体であることを特徴とする。
【００１１】
また、さらに、高調波変換手段を有したことを特徴とする。
【００１２】
また、前記活性物質がYb、Ndを含む希土類イオンの少なくとも１つを含有することを特徴とする。さらに、前記繰り返し周波数が２０ｋHz以上であることを特徴とする。
【００１３】
一方、本発明は、レーザ媒体を励起するステップ、Ｑスイッチをオン状態にするステップ、前記レーザ媒体からのレーザ発振を開始させるステップ、前記レーザ発振中に前記Ｑスイッチをオフ状態に切り替え前記レーザ発振を遮断するステップ、及び前記Ｑスイッチのオン及びオフを所定の周波数で繰り返すステップを有することを特徴とする。
【００１４】
また、前記レーザ媒体に活性物質が添加されており、前記所定の繰り返し周波数を該活性物質の上準位寿命より短い周期に対応した周波数とすることを特徴とする。
【００１５】
また、さらに、発生したレーザパルスを高調波に変換するステップを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本願発明では、発生したパルスをＱスイッチで発振中に強制的に遮断することにより反転分布を常に高い状態に保つことができるので、高い繰り返し周波数でのパルス発生が可能である。特に、レーザ媒体に添加された活性物質の上準位密度より短い周期に対応する周波数でパルス発生が可能となる。
【００１７】
従来は薄板形状などの増幅利得が低いレーザ媒体を用いたレーザにおいては、レーザ発振利得が小さかったので短時間で発振の立ち上がりが困難であったので、繰り返し周波数は例えば１ｋＨｚから１０ｋＨｚなどの低繰り返し周波数範囲に動作が制限されていた。本発明によるレーザパルス発生装置では、Ｑスイッチパルスの発生中に、上準位の状態密度が発振閾値より高い状態のところで強制的に発振を遮断して高いレーザ増幅利得状態を維持することにより、一定のレベルより高い反転分布の形成された条件で高繰り返し動作を行うようにＱスイッチ動作を制御したので、安定なパルスの高繰り返し周波数での発生が実現できた。本願発明はディスクレーザに効果が高い。ディスクレーザにおいては、薄板媒体を用いており、薄板の厚みに相当するレーザ発振器利得光路長が短く、増幅利得が低いからである。
【００１８】
本願発明によるレーザ発生装置を、光硬化樹脂を用いた３次元光造形の樹脂モデル製作工程に光源として使用すると、光硬化樹脂の液面上に細い線により微細な高精度の画像形状を描画でき、従って高精度の３次元造形が可能になる。Ｑスイッチパルスの繰り返し周波数が高繰り返しで安定なパルス出力エネルギーが得られるので、パルスレーザの集光スポットをオーバラップして高速走査が可能にできるので滑らかな曲線を描画でき、形状精度の高い３次元の樹脂モデル形成が高速で可能になる。その他、高繰り返し周波数のＱパルスを適用できる半導体関連の微細加工に適用すると加工処理能力の高いレーザシステムが実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
図１はこの発明の第１の実施形態による、高繰り返し周波数で安定なＱスイッチパルスレーザ発振に用いる装置を示す。レーザ媒体１は薄板レーザ媒体とするのが好適である。これは、板の厚みが小さく、薄板の面に対して垂直方向であるレーザ光軸に沿った光路長が小さいため増幅利得が小さいからである。ただし、一般に用いられるロッド型の媒体でも、活性物質の添加量が少ない場合には特に有効である。薄板レーザ媒体とした場合、レーザ媒体１は熱伝導性が高く冷却能力の優れた基板２に接触して固定される。レーザ媒体１には対象とする繰り返し動作の周期より十分に長い上準位寿命を持つ活性物質をドープしたものを用いる。例えばYb, Ndなどの希土類イオンである。基板２とレーザ媒体１の間には融着に用いるＡｕＳｎ（金すず）などの接合用の薄い層（図示せず）とレーザ媒体１の表面から入射するレーザ波長の光を反射するミラー１７が形成されて配置される。レーザ媒体１には光励起するための励起用光源１２からの励起光１６が表面側から照射され、レーザ媒体内にドープされた活性物質を励起する。レーザ媒体１の前には集光レンズ３がレーザ共振器の回折損失の最小化のために設けられる。また、レーザ媒体１と対向して、ミラー１７とともにレーザ共振器を形成する出力側のミラー６が設置される。さらに、音響光学的に動作するＱスイッチ５がレーザ共振器内の光路８に設けられ、Ｑスイッチ５内の回折媒体である高周波圧電素子を駆動するためにＱスイッチのＲＦ制御部１３が設けられる。また、必要に応じて共振器内の光路８には偏光板４を設ける。
【００２０】
レーザ媒体１はレーザダイオード等の励起用光源１２からの励起光１６がレーザ媒体１の上のレーザ共振光軸に集光照射される。励起用光源１２の波長はレーザ媒体１のレーザ発振の上準位への励起に有効な波長が選択される。レーザ媒体１内の活性物質は光励起されて内部２準位の反転分布を形成する。
【００２１】
ＲＦ制御部１３からＲＦパワーをオフ、オンしてＱスイッチのトランスジューサを制御することでＱスイッチ５のオン、オフを行う。ＲＦのパワーがオン状態の場合はレーザ共振器内部の光路８の直進を妨げるのでＱスイッチ５がオフになり、レーザ共振器内の光学的な損失を増加することでＱ値を下げ発振を遮断する。ＲＦパワーをオフ又はパワー低下をすればレーザ共振器内部の光路の直進は妨げられないので、Ｑスイッチ５はオン動作となる。Ｑスイッチ５がオン動作のとき、レーザ媒体１にレーザ増幅利得があれば発振に至り、共振器を構成するミラー６及び１７間にＱスイッチパルスが立ち上がり、出力側のミラー６を透過して外部に出力ビーム７が得られる。
【００２２】
このような動作をしてＱスイッチパルスが発振する場合に、本発明では、Ｑスイッチのオン、オフのタイミングを制御し、さらに上準位寿命が長い活性物質を利用することで効率的に残留エネルギーを作り出し実質的に高密度の反転分布を得ることにより、高繰り返し動作まで安定なＱスイッチパルスが得られるようにした。その様子を図３で説明する。
【００２３】
図３のａ）はレーザ媒体内のレーザ発振準位間の反転分布数Ｎｉの概念を示す。反転分布のない場合を０レベルにし、安定的に動作するために必要な反転分布数をＮ１、発振直前の反転分布数の多い状態をＮ２とする。
【００２４】
時刻ｔ０以前からレーザ媒体１が励起用光源１２により励起されているとする。ｔ０以後反転分布数Ｎｉは漸次増加２０し、反転分布が発振閾値より大きい或る時点ｔ１でＲＦ制御部１３にてＲＦパワーを遮断して共振器の損失を低下させると、レーザ共振器内でレーザ発振が立ち上がり始め、時刻ｔ２で図３ｂ）の傾斜に示すようにパルスの立ち上がり２７が起こる。このままＲＦパワーを遮断したままにすると、光の誘導放出により反転分布が０レベルに近いところまで低下し、その際立ち下がり部分２８を発生して尾の部分のＱスイッチパルスを発振する。
【００２５】
もし、図５ｃ）に示したように、ＲＦパワーのオン（Ｑスイッチ動作はオフ）への切り替えを時刻ｔ１５、ｔ１６及びｔ１７で行うとする。この場合には、時刻ｔ３からｔ１５の間の立ち下り部２８のパルスによりエネルギーが放出されるため反転分布数Ｎｉは大幅な減少２１をみる。時刻ｔ１５でＲＦパワーをオンにし、これから次のパルスが発生する時刻ｔ６まで光励起による上準位への漸次励起を行うことで反転分布数Ｎｉの増加２４を図る。レーザ媒体を薄板形状とするなどレーザ媒体の増幅利得が低い場合では、時刻ｔ６においては安定な発振の立ち上がりに必要な反転分布数が未達成であり、Ｑスイッチ発振の立ち上がりが不十分又は不可能な状態となる。従って、このｔ６から開始するＱスイッチパルスは直前のパルスより低エネルギーのパルス２９となるかパルスの欠落となる。
【００２６】
その後、次に時刻ｔ９で再度ＲＦパワーをオフ状態にしてＱスイッチをオンにすると、その前の時刻ｔ６で発振不十分のため誘導放出がなされないので反転分布が保持されているところにｔ１６〜ｔ１０間の光励起エネルギーが与えられ反転分布がさらに増加する。したがって、反転分布数がＮ２を越えるので、ｔ１０にて急激なパルス立ち上がり３０が発生する。また、この後、急激なパルスにより誘導放出量が大きくなって再び残存の反転分布数が減り、安定な出力が取り出せなくなる。
【００２７】
通常は、Ｑスイッチパルスレーザ装置は、ＲＦパワーをオフにしている間に発振を起こすのに十分な反転分布エネルギーが蓄積されてさらに放出されるように設計されている。薄板レーザ媒体など媒体の増幅利得が小さい場合は、十分な反転分布エネルギーを与えるために必要な時間が長くなるので、ロッド形固体レーザより高繰り返しパルス発振の周波数の上限が低くなる。
【００２８】
本願発明では、ＲＦパワーをオフにしてＱスイッチをオンにしたのち、レーザパルスが発振を開始した時点で、強制的にＱスイッチをオフに切り替えてレーザ発振を遮断することにより、高繰り返しパルス発振の周波数の上限が低くならないようにした。これを図３ｂ）とｄ）とで説明すると、時刻ｔ２でレーザパルス発振を開始したら、ｔ３で発振中に強制的にＱスイッチをオフに切り替えてレーザ発振を遮断する。
【００２９】
媒体に薄板レーザ媒体を用いるなど増幅利得が小さい場合、Ｑスイッチをオフにすると即座にパルス発振を停止できる。Ｑスイッチオフ及び発振停止を図３ｄ）に示した時刻ｔ３、ｔ７及びｔ１１にて行うものとする。このように発振中に発振を遮断することにより、反転分布数Ｎｉは常に０レベルより高くＮ１とＮ２の間に維持できる。ＲＦパワーをオンにする時刻ｔ３から次のオフにする時刻ｔ５を過ぎて次のパルスの立ち上がり時刻ｔ６まで反転分布数は増加２３し続け、前のＱスイッチパルス発振開始時の値まで反転分布数が増加してから発振する。時刻ｔ６で発振開始してからここでも、発振中の時刻ｔ７にてＱスイッチをオフに切り替えパルスを停止させる。Ｑスイッチパルスへの反転分布のエネルギーの移行は遮断され、反転分布が残存する。時刻ｔ７でパルス発振停止してからその次の発振動作開始時刻ｔ１０まで反転分布数を増加させる。このように、Ｑスイッチパルスの発振動作中にＱスイッチをオフにして、レーザ媒体内の反転分布を残存させ、常に高い反転分布状態を維持しながら、繰り返しパルス動作を継続するようにしたので、高繰り返しまで安定した立ち上がり２７を有するパルス列で発振を継続可能になった。
【００３０】
反転分布を効率的に維持するためには、上準位寿命が繰り返し動作の周期に対して十分長い活性物質を使用するとよい。これは高繰り返し動作（繰り返し周波数２０ｋＨｚ越）に対する周期（５０μ秒未満）に対して十分長い上準位寿命を有する活性物質、例えば上準位寿命がほぼ１ｍｓであるＹｂ、を用いて実現できる。
【００３１】
なお、ＲＦパワーをオンして強制的にＱスイッチをオフに切り替えるタイミングをＱスイッチパルスの発振中に行うことが重要である。この方法は単純にはＱスイッチ素子のＲＦ制御部１３でＲＦパワーをオフして（図３のｔ１、ｔ５、ｔ９）からオンする（ｔ３、ｔ７、ｔ１１）までの時間を所定の値に制御すれば実現できる。所定の値は実験的に定めることができる。一方、レーザ発振したことを感知するセンサ等を別途追加し、さらにセンサからの発振感知信号を受けて適当な時間遅延手段を介してＲＦパワーをオフにする手段をＲＦ制御部１３に入れる構成も可能である。
【００３２】
図２はこの発明の第２の実施形態を示す。同じ機能の構成部品は同じ番号で表示する。この実施形態では４５度に傾けた波長選択ミラー１４はレーザ発振の基本波１１に対しては全反射特性を有し、共振器内に設置した高調波変換手段９，１０によって基本波から変換された高調波の波長には透過性の特性を有する。高調波変換手段９，１０としては、非線形光学結晶などの非線形光学素子を用いることができる。非線形光学素子に非線形作用をさせるためには入力光が偏光されている必要がある。共振器内に偏光を伴う要素が有る場合は偏光手段を特にいれなくても、偏光発振が可能であるので、偏光板４は入れなくてもよい。しかしながら、レーザ媒体が偏光を伴う要素がない場合偏光板４は必須である。
【００３３】
波長選択ミラー１４は基本波に対しては反射し、高調波に対しては透過する性質を有する。基本波に対しては、ミラー６，１７及び波長選択ミラー１４で共振器を構成する。光路上の基本波１１は波長選択ミラー１４で反射され高調波変換手段９，１０に向けられ、高調波変換手段９，１０通過中に第２高調波または第３次高調波に変換される。短波長の高調波は高繰り返しＱスイッチパルスとして波長選択ミラー１４を透過し、高調波出力ビーム１５として放出される。したがって、基本波の発振波長１．０３μｍとなるYb:YAGをレーザ媒体として用い、高調波変換手段９，１０で、第２高調波を出力すると、可視領域である波長５１５ｎｍのレーザパルスを、第３高調波を出力すると、紫外領域である波長３４３ｎｍのレーザパルスを得られる。
【実施例１】
【００３４】
図４は、第１の実施形態でYb:YAGの薄板レーザ媒質を用いてパルス周波数１００ kHz動作におけるＲＦパワーのタイミングを変化させた時の出力パワーと安定性の特性変化の一例を示している。このレーザ媒体の厚みは３００μｍである。  励起用光源としては波長９４０μｍのレーザダイオードを用いた。レーザの発振波長は１．０３μｍであり、これはエネルギー準位が１０３２７ｃｍ−１と６１２ｃｍ−１の遷移に対応するものであり、上準位寿命は９５０μ秒である。図４（ａ）で横軸はＲＦのオフ期間、すなわち図３のｔ１からｔ３、ｔ５からｔ７及びｔ９からｔ１１までを意味する。出力パワーはＲＦのオフ期間を大きくすれば増大するが、最適点Ｘを越えるとパワーの安定性が悪化する。これはエネルギーが中途半端に取り出されたり、出されなかったりを繰り返し定常的な反転分布が得られないためである。ＲＦのオフ期間が最適点Ｘ以下の安定領域においては残存のエネルギーより十分な反転分布が得られるためｂ）のように安定動作するが、最適点Ｘを越える不安定領域においてはｃ）のように高低を繰り返す不安定動作となる。
【実施例２】
【００３５】
図５は第２の実施形態であり、第１の実施例と同様、Yb:YAG薄板レーザ媒質を用いた、パルス周波数５０kHz及び１００kHz動作における第２高調波（波長５１５ｎｍ）の特性例を示す。高調波変換手段９，１０には非線形光学結晶であるLiB3O5を用いた。ａ）において横軸は、第２高調波パルス１発の平均エネルギーである。図５ｂ）、ｃ）が示すようにパルス波形が後ろのテイルで切れており、高調波発振時においても強制的に取り出しを制御し、安定動作を実現している。
【００３６】
本願発明では、活性物質を添加したレーザ媒質を用いたＱスイッチの繰り返し動作において、Ｑスイッチの光路が透過状態となりレーザパルスが発振中にＱスイッチ光路を遮断状態にしてレーザパルスを強制的に遮断させる。これによって、レーザ媒体内からのエネルギー放出を中途で停止させ、残余の励起上準位エネルギー密度をさらに増加させる。Ｑスイッチがオン状態であればＱスイッチパルスを発振できるように上準位の励起密度を維持した発振方法が得られるので、安定な高繰り返しパルス発振を実現できる。活性物質の上準位寿命より短い周期に相当する繰り返し周波数でレーザパルスを発生することができる。この高繰り返しエネルギービームを用いてレーザの材料処理の速度並びに処理精度を向上する。
【００３７】
以上本発明の実施例を説明した。特許請求の範囲に記載された発明の技術的思想から逸脱することなく、これらに変更を施すことができることは明らかである。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
本発明によって、赤外、可視、紫外等の高繰り返し高安定な小型レーザ発振器が得られるので、光硬化樹脂を用いた３次元光造形工程に用いられる。また、太陽電池の電極形成工程、液晶などの表示デバイスに用いられる透明電極膜の加工、各種電子デバイスの修正加工、半導体メモリのシリコンウエファ冗長性回路の導電性リンクの回路素子の加工、その他の除去加工、マーキング、熱処理用など、高速走査を要求されるレーザ加工領域で利用が図れる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】この発明に関する高繰り返しＱスイッチパルスの第１の実施形態の構成図。
【図２】第２の実施形態の構成図。
【図３】この発明の動作説明図。
【図４】図１の構成におけるRFスイッチングタイミングを変化させた場合の特性例   （ａ）１００kHz動作におけるRFスイッチングタイミングに対する出力・安定性   （ｂ）安定領域におけるパルス列  （ｃ）不安定領域におけるパルス列
【図５】図２の構成における第２高調波の高繰り返し動作における特性例。（ａ）５０kHz及び１００kHz動作におけるエネルギーに対するパルス幅・安定性  （ｂ）低エネルギー側のパルス波形 （ｃ）高いエネルギー側のパルス波形
【符号の説明】
【００４０】
１：レーザ媒体 
２：基板 
３：集光レンズ
４：偏光板
５：Ｑスイッチ
６：ミラー
７：出力ビーム
８：光路
９、１０：高調波変換手段
１１：レーザ発振の基本波
１２：励起用光源
１３：ＱスイッチのＲＦ制御部
１４：波長選択ミラー
１５：高調波出力ビーム
１６：励起光
１７：ミラー
【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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