(57)【要約】  パルスレーザ装置は、レーザ光源と、電気光学変調器と、レーザ光源駆動部と、電気光学変調器駆動部と、レーザ光源駆動部と電気光学変調器駆動部とを制御する制御部と、を備え、レーザ光源は、レーザ光源駆動部によりパルス変調されたパルスレーザ光を出力し、電気光学変調器は、レーザ光源が出力したパルスレーザ光が電気光学変調器駆動部によりさらにパルス変調されたパルスレーザ光を出力し、制御部は、レーザ光源に対するパルス変調と電気光学変調器に対するパルス変調とが、少なくともレーザ光源がオン状態の間に電気光学変調器がオン状態となるとともに、レーザ光源がオフ状態の間に、電気光学変調器が少なくとも１回オン状態となるように、レーザ光源駆動部と電気光学変調器駆動部とを制御し、電気光学変調器に対するパルス変調のデューティ比をレーザ光源に対するパルス変調のデューティ比よりも高くする。
2018105733.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ光源と、
電気光学変調器と、
前記レーザ光源をパルス変調で駆動するレーザ光源駆動部と、
前記電気光学変調器をパルス変調で駆動する電気光学変調器駆動部と、
前記レーザ光源駆動部と前記電気光学変調器駆動部とを制御する制御部と、
を備え、
前記レーザ光源は、前記レーザ光源駆動部によりパルス変調されたパルスレーザ光を出力し、
前記電気光学変調器は、前記レーザ光源が出力したパルスレーザ光が前記電気光学変調器駆動部によりさらにパルス変調されたパルスレーザ光を出力し、
前記制御部は、前記レーザ光源に対するパルス変調と前記電気光学変調器に対するパルス変調とが、少なくとも前記レーザ光源がオン状態の間に前記電気光学変調器がオン状態となるとともに、前記レーザ光源がオフ状態の間に、前記電気光学変調器が少なくとも１回オン状態となるように、前記レーザ光源駆動部と前記電気光学変調器駆動部とを制御し、前記電気光学変調器に対するパルス変調のデューティ比を前記レーザ光源に対するパルス変調のデューティ比よりも高くする
ことを特徴とするパルスレーザ装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記電気光学変調器に対するパルス変調の繰り返し周波数が一定であり、かつ該繰り返し周波数が前記レーザ光源に対するパルス変調の繰り返し周波数よりも大きくなるように、前記レーザ光源駆動部と前記電気光学変調器駆動部とを制御することを特徴とする請求項１に記載のパルスレーザ装置。
【請求項３】
Ｎを２以上の整数とすると、前記電気光学変調器に対するパルス変調の繰り返し周波数が、前記レーザ光源に対するパルス変調の繰り返し周波数のＮ倍であることを特徴とする請求項２に記載のパルスレーザ装置。
【請求項４】
前記レーザ光源がオン状態における、前記電気光学変調器に対するパルス変調のパルス幅が、前記レーザ光源に対するパルス変調のパルス幅よりも小さいことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載のパルスレーザ装置。
【請求項５】
前記電気光学変調器に対するパルス変調のパルス幅が一定であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載のパルスレーザ装置。
【請求項６】
レーザ光源と、
半導体光増幅器と、
電気光学変調器と、
前記レーザ光源を駆動するレーザ光源駆動部と、
前記半導体光増幅器をパルス変調で駆動する半導体光増幅器駆動部と、
前記電気光学変調器をパルス変調で駆動する電気光学変調器駆動部と、
前記レーザ光源駆動部と前記半導体光増幅器駆動部と前記電気光学変調器駆動部とを制御する制御部と、
を備え、
前記レーザ光源はレーザ光を出力し、
前記半導体光増幅器は、前記レーザ光が前記半導体光増幅器駆動部によりパルス変調されたパルスレーザ光を出力し、
前記電気光学変調器は、前記半導体光増幅器が出力したパルスレーザ光が前記電気光学変調器駆動部によりさらにパルス変調されたパルスレーザ光を出力し、
前記制御部は、前記半導体光増幅器に対するパルス変調と前記電気光学変調器に対するパルス変調とが、少なくとも前記半導体光増幅器がオン状態の間に前記電気光学変調器がオン状態となるとともに、前記半導体光増幅器がオフ状態の間に、前記電気光学変調器が少なくとも１回オン状態となるように、前記半導体光増幅器駆動部と前記電気光学変調器駆動部とを制御し、前記電気光学変調器に対するパルス変調のデューティ比を前記半導体光増幅器に対するパルス変調のデューティ比よりも高くする
ことを特徴とするパルスレーザ装置。
【請求項７】
前記制御部は、前記電気光学変調器に対するパルス変調の繰り返し周波数が一定であり、かつ該繰り返し周波数が前記半導体光増幅器に対するパルス変調の繰り返し周波数よりも大きくなるように、前記半導体光増幅器駆動部と前記電気光学変調器駆動部とを制御することを特徴とする請求項６に記載のパルスレーザ装置。
【請求項８】
Ｎを２以上の整数とすると、前記電気光学変調器に対するパルス変調の繰り返し周波数が、前記半導体光増幅器に対するパルス変調の繰り返し周波数のＮ倍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装置。
【請求項９】
前記半導体光増幅器がオン状態の間における、前記電気光学変調器に対するパルス変調のパルス幅が、前記半導体光増幅器に対するパルス変調のパルス幅よりも小さいことを特徴とする請求項６〜８のいずれか一つに記載のパルスレーザ装置。
【請求項１０】
前記電気光学変調器に対するパルス変調のパルス幅が一定であることを特徴とする請求項６〜９のいずれか一つに記載のパルスレーザ装置。
【請求項１１】
レーザ光源と、
音響光学変調器と、
電気光学変調器と、
前記レーザ光源を駆動するレーザ光源駆動部と、
前記音響光学変調器をパルス変調で駆動する音響光学変調器駆動部と、
前記電気光学変調器をパルス変調で駆動する電気光学変調器駆動部と、
前記レーザ光源駆動部と前記音響光学変調器駆動部と前記電気光学変調器駆動部とを制御する制御部と、
を備え、
前記レーザ光源はレーザ光を出力し、
前記音響光学変調器は、前記レーザ光が前記音響光学変調器駆動部によりパルス変調されたパルスレーザ光を出力し、
前記電気光学変調器は、前記音響光学変調器が出力したパルスレーザ光が前記電気光学変調器駆動部によりさらにパルス変調されたパルスレーザ光を出力し、
前記制御部は、前記音響光学変調器に対するパルス変調と前記電気光学変調器に対するパルス変調とが、少なくとも前記音響光学変調器がオン状態の間に前記電気光学変調器がオン状態となるとともに、前記音響光学変調器がオフ状態の間に、前記電気光学変調器が少なくとも１回オン状態となるように、前記音響光学変調器駆動部と前記電気光学変調器駆動部とを制御し、前記電気光学変調器に対するパルス変調のデューティ比を前記音響光学変調器に対するパルス変調のデューティ比よりも高くする
ことを特徴とするパルスレーザ装置。
【請求項１２】
前記制御部は、前記電気光学変調器に対するパルス変調の繰り返し周波数が一定であり、かつ該繰り返し周波数が前記音響光学変調器に対するパルス変調の繰り返し周波数よりも大きくなるように、前記音響光学変調器駆動部と前記電気光学変調器駆動部とを制御することを特徴とする請求項１１に記載のパルスレーザ装置。
【請求項１３】
Ｎを２以上の整数とすると、前記電気光学変調器に対するパルス変調の繰り返し周波数が、前記音響光学変調器に対するパルス変調の繰り返し周波数のＮ倍であることを特徴とする請求項１２に記載のパルスレーザ装置。
【請求項１４】
前記音響光学変調器がオン状態の間における、前記電気光学変調器に対するパルス変調のパルス幅が、前記音響光学変調器に対するパルス変調のパルス幅よりも小さいことを特徴とする請求項１１〜１３のいずれか一つに記載のパルスレーザ装置。
【請求項１５】
前記電気光学変調器に対するパルス変調のパルス幅が一定であることを特徴とする請求項１１〜１４のいずれか一つに記載のパルスレーザ装置。
【請求項１６】
前記レーザ光源駆動部は、前記レーザ光源をパルス変調で駆動し、
前記制御部は、前記レーザ光源に対するパルス変調と前記電気光学変調器に対するパルス変調とが、少なくとも前記レーザ光源がオン状態の間に前記電気光学変調器がオン状態となるように、前記レーザ光源駆動部と前記電気光学変調器駆動部とを制御する
ことを特徴とする請求項６〜１５のいずれか一つに記載のパルスレーザ装置。
【請求項１７】
前記制御部は、
前記レーザ光源、前記半導体光増幅器及び前記音響光学変調器のうち少なくともいずれか一つと、前記電気光学変調器と、をパルス変調するためのパルスパターン信号を生成するパルスパターン生成部と、
前記パルスパターン生成部から出力されたパルスパターン信号を基に、前記電気光学変調器駆動部を駆動するための電気光学変調器駆動パルス信号を生成する電気光学変調器駆動パルス生成部と、
を備えることを特徴とする請求項１〜１６のいずれか一つに記載のパルスレーザ装置。
【請求項１８】
前記制御部は、
前記レーザ光源、前記半導体光増幅器及び前記音響光学変調器のうち少なくともいずれか一つをパルス変調するためのパルスパターン信号を生成するパルスパターン生成部と、
前記電気光学変調器をパルス変調するための、前記パルスパターン信号と同期した基準クロック信号を生成する基準クロック生成部と、
前記基準クロック生成部から出力された基準クロック信号を基に、前記電気光学変調器駆動部を駆動するための電気光学変調器駆動パルス信号を生成する電気光学変調器駆動パルス生成部と、
を備えることを特徴とする請求項１〜１６のいずれか一つに記載のパルスレーザ装置。
【請求項１９】
前記電気光学変調器駆動パルス生成部は、
前記パルスパターン信号を基に遅延パルス信号を生成する少なくとも一つの遅延パルス生成部と、
前記少なくとも一つの遅延パルス生成部から出力された前記遅延パルス信号を基に、前記電気光学変調器駆動パルス信号を生成する駆動パルス生成部と、
を備えることを特徴とする請求項１７または１８に記載のパルスレーザ装置。
【請求項２０】
前記制御部は、前記レーザ光源、前記半導体光増幅器又は前記音響光学変調器のパルス変調のパルス幅を調整し、前記電気光学変調器に入力されるレーザ光のパルス幅を３ｎｓ以下に設定することを特徴とする請求項１〜１９のいずれか一つに記載のパルスレーザ装置。
【請求項２１】
前記制御部は、前記レーザ光源、前記半導体光増幅器又は前記音響光学変調器のパルス変調のパルス幅を調整することによって、前記電気光学変調器に入力されるレーザ光のパルス幅を所望のバーストパルス列が発生する期間に相当するパルス幅に設定するとともに該レーザ光の繰り返し周波数を前記所望のバーストパルス列の繰り返し周波数に設定し、かつ、
前記電気光学変調器駆動パルス信号の繰り返し周波数を、前記所望のバーストパルス列のパルス間隔に応じた繰り返し周波数に設定する
ことを特徴とする請求項１〜１９のいずれか一つに記載のパルスレーザ装置。
【請求項２２】
前記電気光学変調器から出力されたパルスレーザ光を受け付けて該パルスレーザ光を増幅して出力する光増幅器をさらに備えることを特徴とする請求項１〜２１のいずれか一つに記載のパルスレーザ装置。
【請求項２３】
前記電気光学変調器に対するパルス変調のデューティ比を調整するデューティ比調整部をさらに備えることを特徴とする請求項１〜２２のいずれか一つに記載のパルスレーザ装置。
【請求項２４】
前記デューティ比調整部は、前記電気光学変調器に対するパルス変調の設定パルス幅に応じて、前記電気光学変調器駆動部に対する駆動周波数を変更することを特徴とする請求項２３に記載のパルスレーザ装置。
【請求項２５】
前記電気光学変調器に対するパルス変調に対して設定するデューティ比又は繰り返し周波数を記憶する記憶部を備えることを特徴とする請求項２３または２４に記載のパルスレーザ装置。
【請求項２６】
前記電気光学変調器から出力されるレーザ光の強度をモニタするモニタ部を備え、前記デューティ比調整部は、前記モニタ部がモニタした強度が極小値となるように、前記電気光学変調器に対するパルス変調のデューティ比を設定することを特徴とする請求項２３または２４に記載のパルスレーザ装置。
【請求項２７】
前記デューティ比調整部は、前記電気光学変調器がオフ状態のときに前記モニタ部がモニタした強度に基づいて、前記電気光学変調器に対するパルス変調のデューティ比を設定することを特徴とする請求項２６に記載のパルスレーザ装置。
【請求項２８】
前記モニタ部がモニタしたレーザ光の強度の平均値と前記電気光学変調器がオフ状態のときにモニタした強度を基に消光比を算出する消光比算出部と、前記レーザ光に必要な消光比の設定値を記憶する記憶部を備え、前記算出部が算出した消光比が前記消光比の設定値となるように、前記電気光学変調器に対するパルス変調のデューティ比を設定することを特徴とする２３または２４に記載のパルスレーザ装置。
【請求項２９】
前記デューティ比調整部は、前記電気光学変調器に対するパルス変調のデューティ比を１０％以下とすることを特徴とする請求項２３〜２７のいずれか一つに記載のパルスレーザ装置。
【請求項３０】
前記デューティ比調整部は、前記電気光学変調器に対するパルス変調のデューティ比を略５０％とすることを特徴とする請求項２３〜２７のいずれか一つに記載のパルスレーザ装置。
【請求項３１】
請求項１〜３０に記載のパルスレーザ装置と、
前記パルスレーザ装置から出力されるパルスレーザ光を加工対象に照射する加工ヘッドと、
を備えることを特徴とする加工装置。
【請求項３２】
レーザ光源と、電気光学変調器と、を備え、前記レーザ光源は、パルス変調されたパルスレーザ光を出力し、前記電気光学変調器は、前記レーザ光源が出力したパルスレーザ光がさらにパルス変調されたパルスレーザ光を出力するパルスレーザ装置の制御方法であって、
前記レーザ光源に対するパルス変調と前記電気光学変調器に対するパルス変調とを、少なくとも前記レーザ光源がオン状態の間に前記電気光学変調器がオン状態となるようにし、
前記レーザ光源がオフ状態の間に、前記電気光学変調器が少なくとも１回オン状態となるようにし、
前記電気光学変調器に対するパルス変調のデューティ比を前記レーザ光源に対するパルス変調のデューティ比よりも高くする、
ことを特徴とするパルスレーザ装置の制御方法。
【請求項３３】
レーザ光源と、半導体光増幅器と、電気光学変調器と、を備え、前記レーザ光源はレーザ光を出力し、前記半導体光増幅器は、前記レーザ光源が出力したレーザ光がパルス変調されたパルスレーザ光を出力し、前記電気光学変調器は、前記半導体光増幅器が出力したパルスレーザ光がさらにパルス変調されたパルスレーザ光を出力するパルスレーザ装置の制御方法であって、
前記半導体光増幅器に対するパルス変調と前記電気光学変調器に対するパルス変調とを、少なくとも前記半導体光増幅器がオン状態の間に前記電気光学変調器がオン状態となるようにし、
前記半導体光増幅器がオフ状態の間に、前記電気光学変調器が少なくとも１回オン状態となるようにし、
前記電気光学変調器に対するパルス変調のデューティ比を前記半導体光増幅器に対するパルス変調のデューティ比よりも高くする
ことを特徴とするパルスレーザ装置の制御方法。
【請求項３４】
レーザ光源と、音響光学変調器と、電気光学変調器と、を備え、前記レーザ光源はレーザ光を出力し、前記音響光学変調器は、前記レーザ光源が出力したレーザ光がパルス変調されたパルスレーザ光を出力し、前記電気光学変調器は、前記音響光学変調器が出力したパルスレーザ光がさらにパルス変調されたパルスレーザ光を出力するパルスレーザ装置の制御方法であって、
前記音響光学変調器に対するパルス変調と前記電気光学変調器に対するパルス変調とを、少なくとも前記音響光学変調器がオン状態の間に前記電気光学変調器がオン状態となるようにし、
前記音響光学変調器がオフ状態の間に、前記電気光学変調器が少なくとも１回オン状態となるようにし、
前記電気光学変調器に対するパルス変調のデューティ比を前記音響光学変調器に対するパルス変調のデューティ比よりも高くする
ことを特徴とするパルスレーザ装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パルスレーザ装置、加工装置及びパルスレーザ装置の制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、シード光源としてのパルスレーザ装置から出力される、シード光としてのパルスレーザ光を、光ファイバ増幅器等の光増幅器で増幅して、高強度のパルスレーザ光を出力する、いわゆるＭＯＰＡ（Master  Oscillator  Power  Amplifier）型のパルスレーザ装置が開示されている（特許文献１参照）。この種のパルスレーザ装置はレーザ加工等に使用される。【０００３】
ＭＯＰＡ型のパルスレーザ装置では、シード光のパルス幅を変化させることにより、レーザ加工の用途や材料に応じてパルスレーザ装置から出力されるパルスレーザ光のパルス幅を変更し、加工の最適化を行うことができる。特に、１ｎｓ以下のパルス幅を得るための技術として、パルス光の一部を、強度変調型の電気光学変調器（ＥＯＭ：Electro-Optic  Modulator）にて切り出して出力する方法がある（特許文献２）。ＥＯＭは、光通信の用途にも使用される変調器であるが、１０ＧＨｚ以上の高速な応答が可能であるため、１ｎｓ以下のパルス幅を実現可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−１１８３１５号公報
【特許文献２】特許第４２３２１３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
パルスレーザ装置は、「低繰り返し周波数」かつ「短パルス幅」の条件で使用されることもある。この条件とは、例えば、繰り返し周波数が１０ｋＨｚで、パルス幅が１００ｐｓという条件である。この場合、そのパルスレーザ光のデューティ比は、０．０００１％と非常に低い値となる。【０００６】
ＥＯＭを駆動するためには、ＲＦアンプのような駆動回路が必要となる。ここで、ＥＯＭの駆動回路の大半は、主に通信用途で使用されることから、Ｈｉｇｈ状態（又はオン状態）とＬｏｗ状態（又はオフ状態）の割合が同程度、すなわちデューティ比が５０％程度の駆動条件で最適に動作するように構成されている場合がある。このような駆動回路では、例えばデューティ比が５０％の場合に出力電圧が最大の振幅となるが、デューティ比が５０％から離れるに従い、出力電圧の振幅が小さくなってしまうような特性を有する。【０００７】
前記の例のようにデューティ比が非常に小さい条件では、駆動回路が、ＥＯＭの適切な駆動に必要な振幅の電圧をＥＯＭに出力できず、ＥＯＭ及びＥＯＭによって切り出されたパルスレーザ光のオン／オフ消光比が低くなってしまう可能性がある。一方、デューティ比が非常に小さい条件でも必要な振幅の電圧をＥＯＭに出力できる駆動回路を構成するためには、高出力にする必要があるため、駆動回路が大型化することが課題となる。【０００８】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、デューティ比が低いパルスレーザ光を好適な状態で出力することができるパルスレーザ装置、加工装置及びパルスレーザ装置の制御方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の一態様に係るパルスレーザ装置は、レーザ光源と、電気光学変調器と、前記レーザ光源をパルス変調で駆動するレーザ光源駆動部と、前記電気光学変調器をパルス変調で駆動する電気光学変調器駆動部と、前記レーザ光源駆動部と前記電気光学変調器駆動部とを制御する制御部と、を備え、前記レーザ光源は、前記レーザ光源駆動部によりパルス変調されたパルスレーザ光を出力し、前記電気光学変調器は、前記レーザ光源が出力したパルスレーザ光が前記電気光学変調器駆動部によりさらにパルス変調されたパルスレーザ光を出力し、前記制御部は、前記レーザ光源に対するパルス変調と前記電気光学変調器に対するパルス変調とが、少なくとも前記レーザ光源がオン状態の間に前記電気光学変調器がオン状態となるとともに、前記レーザ光源がオフ状態の間に、前記電気光学変調器が少なくとも１回オン状態となるように、前記レーザ光源駆動部と前記電気光学変調器駆動部とを制御し、前記電気光学変調器に対するパルス変調のデューティ比を前記レーザ光源に対するパルス変調のデューティ比よりも高くすることを特徴とする。【００１０】
本発明の一態様に係るパルスレーザ装置は、前記制御部は、前記電気光学変調器に対するパルス変調の繰り返し周波数が一定であり、かつ該繰り返し周波数が前記レーザ光源に対するパルス変調の繰り返し周波数よりも大きくなるように、前記レーザ光源駆動部と前記電気光学変調器駆動部とを制御することを特徴とする。【００１１】
本発明の一態様に係るパルスレーザ装置は、Ｎを２以上の整数とすると、前記電気光学変調器に対するパルス変調の繰り返し周波数が、前記レーザ光源に対するパルス変調の繰り返し周波数のＮ倍であることを特徴とする。【００１２】
本発明の一態様に係るパルスレーザ装置は、前記レーザ光源がオン状態における、前記電気光学変調器に対するパルス変調のパルス幅が、前記レーザ光源に対するパルス変調のパルス幅よりも小さいことを特徴とする。【００１３】
本発明の一態様に係るパルスレーザ装置は、前記電気光学変調器に対するパルス変調のパルス幅が一定であることを特徴とする。【００１４】
本発明の一態様に係るパルスレーザ装置は、レーザ光源と、半導体光増幅器と、電気光学変調器と、前記レーザ光源を駆動するレーザ光源駆動部と、前記半導体光増幅器をパルス変調で駆動する半導体光増幅器駆動部と、前記電気光学変調器をパルス変調で駆動する電気光学変調器駆動部と、前記レーザ光源駆動部と前記半導体光増幅器駆動部と前記電気光学変調器駆動部とを制御する制御部と、を備え、前記レーザ光源はレーザ光を出力し、前記半導体光増幅器は、前記レーザ光が前記半導体光増幅器駆動部によりパルス変調されたパルスレーザ光を出力し、前記電気光学変調器は、前記半導体光増幅器が出力したパルスレーザ光が前記電気光学変調器駆動部によりさらにパルス変調されたパルスレーザ光を出力し、前記制御部は、前記半導体光増幅器に対するパルス変調と前記電気光学変調器に対するパルス変調とが、少なくとも前記半導体光増幅器がオン状態の間に前記電気光学変調器がオン状態となるとともに、前記半導体光増幅器がオフ状態の間に、前記電気光学変調器が少なくとも１回オン状態となるように、前記半導体光増幅器駆動部と前記電気光学変調器駆動部とを制御し、前記電気光学変調器に対するパルス変調のデューティ比を前記半導体光増幅器に対するパルス変調のデューティ比よりも高くすることを特徴とする。【００１５】
本発明の一態様に係るパルスレーザ装置は、前記制御部は、前記電気光学変調器に対するパルス変調の繰り返し周波数が一定であり、かつ該繰り返し周波数が前記半導体光増幅器に対するパルス変調の繰り返し周波数よりも大きくなるように、前記半導体光増幅器駆動部と前記電気光学変調器駆動部とを制御することを特徴とする。【００１６】
本発明の一態様に係るパルスレーザ装置は、Ｎを２以上の整数とすると、前記電気光学変調器に対するパルス変調の繰り返し周波数が、前記半導体光増幅器に対するパルス変調の繰り返し周波数のＮ倍であることを特徴とする。【００１７】
本発明の一態様に係るパルスレーザ装置は、前記半導体光増幅器がオン状態の間における、前記電気光学変調器に対するパルス変調のパルス幅が、前記半導体光増幅器に対するパルス変調のパルス幅よりも小さいことを特徴とする。【００１８】
本発明の一態様に係るパルスレーザ装置は、前記電気光学変調器に対するパルス変調のパルス幅が一定であることを特徴とする。【００１９】
本発明の一態様に係るパルスレーザ装置は、レーザ光源と、音響光学変調器と、電気光学変調器と、前記レーザ光源を駆動するレーザ光源駆動部と、前記音響光学変調器をパルス変調で駆動する音響光学変調器駆動部と、前記電気光学変調器をパルス変調で駆動する電気光学変調器駆動部と、前記レーザ光源駆動部と前記音響光学変調器駆動部と前記電気光学変調器駆動部とを制御する制御部と、を備え、前記レーザ光源はレーザ光を出力し、前記音響光学変調器は、前記レーザ光が前記音響光学変調器駆動部によりパルス変調されたパルスレーザ光を出力し、前記電気光学変調器は、前記音響光学変調器が出力したパルスレーザ光が前記電気光学変調器駆動部によりさらにパルス変調されたパルスレーザ光を出力し、前記制御部は、前記音響光学変調器に対するパルス変調と前記電気光学変調器に対するパルス変調とが、少なくとも前記音響光学変調器がオン状態の間に前記電気光学変調器がオン状態となるとともに、前記音響光学変調器がオフ状態の間に、前記電気光学変調器が少なくとも１回オン状態となるように、前記音響光学変調器駆動部と前記電気光学変調器駆動部とを制御し、前記電気光学変調器に対するパルス変調のデューティ比を前記音響光学変調器に対するパルス変調のデューティ比よりも高くすることを特徴とする。【００２０】
本発明の一態様に係るパルスレーザ装置は、前記制御部は、前記電気光学変調器に対するパルス変調の繰り返し周波数が一定であり、かつ該繰り返し周波数が前記音響光学変調器に対するパルス変調の繰り返し周波数よりも大きくなるように、前記音響光学変調器駆動部と前記電気光学変調器駆動部とを制御することを特徴とする。【００２１】
本発明の一態様に係るパルスレーザ装置は、Ｎを２以上の整数とすると、前記電気光学変調器に対するパルス変調の繰り返し周波数が、前記音響光学変調器に対するパルス変調の繰り返し周波数のＮ倍であることを特徴とする。【００２２】
本発明の一態様に係るパルスレーザ装置は、前記音響光学変調器がオン状態の間における、前記電気光学変調器に対するパルス変調のパルス幅が、前記音響光学変調器に対するパルス変調のパルス幅よりも小さいことを特徴とする。【００２３】
本発明の一態様に係るパルスレーザ装置は、前記電気光学変調器に対するパルス変調のパルス幅が一定であることを特徴とする。【００２４】
本発明の一態様に係るパルスレーザ装置は、前記レーザ光源駆動部は、前記レーザ光源をパルス変調で駆動し、前記制御部は、前記レーザ光源に対するパルス変調と前記電気光学変調器に対するパルス変調とが、少なくとも前記レーザ光源がオン状態の間に前記電気光学変調器がオン状態となるように、前記レーザ光源駆動部と前記電気光学変調器駆動部とを制御することを特徴とする。【００２５】
本発明の一態様に係るパルスレーザ装置は、前記制御部は、前記レーザ光源、前記半導体光増幅器及び前記音響光学変調器のうち少なくともいずれか一つと、前記電気光学変調器と、をパルス変調するためのパルスパターン信号を生成するパルスパターン生成部と、前記パルスパターン生成部から出力されたパルスパターン信号を基に、前記電気光学変調器駆動部を駆動するための電気光学変調器駆動パルス信号を生成する電気光学変調器駆動パルス生成部と、を備えることを特徴とする。【００２６】
本発明の一態様に係るパルスレーザ装置は、前記制御部は、前記レーザ光源、前記半導体光増幅器及び前記音響光学変調器のうち少なくともいずれか一つをパルス変調するためのパルスパターン信号を生成するパルスパターン生成部と、前記電気光学変調器をパルス変調するための、前記パルスパターン信号と同期した基準クロック信号を生成する基準クロック生成部と、前記基準クロック生成部から出力された基準クロック信号を基に、前記電気光学変調器駆動部を駆動するための電気光学変調器駆動パルス信号を生成する電気光学変調器駆動パルス生成部と、を備えることを特徴とする。【００２７】
本発明の一態様に係るパルスレーザ装置は、前記電気光学変調器駆動パルス生成部は、前記パルスパターン信号を基に遅延パルス信号を生成する少なくとも一つの遅延パルス生成部と、前記少なくとも一つの遅延パルス生成部から出力された前記遅延パルス信号を基に、前記電気光学変調器駆動パルス信号を生成する駆動パルス生成部と、を備えることを特徴とする。【００２８】
本発明の一態様に係るパルスレーザ装置は、前記制御部は、前記レーザ光源、前記半導体光増幅器又は前記音響光学変調器のパルス変調のパルス幅を調整し、前記電気光学変調器に入力されるレーザ光のパルス幅を３ｎｓ以下に設定することを特徴とする。【００２９】
本発明の一態様に係るパルスレーザ装置は、前記制御部は、前記レーザ光源、前記半導体光増幅器又は前記音響光学変調器のパルス変調のパルス幅を調整することによって、前記電気光学変調器に入力されるレーザ光のパルス幅を所望のバーストパルス列が発生する期間に相当するパルス幅に設定するとともに該レーザ光の繰り返し周波数を前記所望のバーストパルス列の繰り返し周波数に設定し、かつ、前記電気光学変調器駆動パルス信号の繰り返し周波数を、前記所望のバーストパルス列のパルス間隔に応じた繰り返し周波数に設定することを特徴とする。【００３０】
本発明の一態様に係るパルスレーザ装置は、前記電気光学変調器から出力されたパルスレーザ光を受け付けて該パルスレーザ光を増幅して出力する光増幅器をさらに備えることを特徴とする。【００３１】
本発明の一態様に係るパルスレーザ装置は、前記電気光学変調器に対するパルス変調のデューティ比を調整するデューティ比調整部をさらに備えることを特徴とする。【００３２】
本発明の一態様に係るパルスレーザ装置は、前記デューティ比調整部は、前記電気光学変調器に対するパルス変調の設定パルス幅に応じて、前記電気光学変調器駆動部に対する駆動周波数を変更することを特徴とする。【００３３】
本発明の一態様に係るパルスレーザ装置は、前記電気光学変調器に対するパルス変調に対して設定するデューティ比又は繰り返し周波数を記憶する記憶部を備えることを特徴とする。【００３４】
本発明の一態様に係るパルスレーザ装置は、前記電気光学変調器から出力されるレーザ光の強度をモニタするモニタ部を備え、前記デューティ比調整部は、前記モニタ部がモニタした強度が極小値となるように、前記電気光学変調器に対するパルス変調のデューティ比を設定することを特徴とする。【００３５】
本発明の一態様に係るパルスレーザ装置は、前記デューティ比調整部は、前記電気光学変調器がオフ状態のときに前記モニタ部がモニタした強度に基づいて、前記電気光学変調器に対するパルス変調のデューティ比を設定することを特徴とする。【００３６】
本発明の一態様に係るパルスレーザ装置は、前記モニタ部がモニタしたレーザ光の強度の平均値と前記電気光学変調器がオフ状態のときにモニタした強度を基に、前記電気光学変調器から出力されるレーザ光のオン／オフ消光比を算出する消光比算出部と、前記レーザ光に必要なオン／オフ消光比の設定値を記憶する記憶部を備え、前記算出部が算出したオン／オフ消光比が前記消光比の設定値となるように、前記電気光学変調器に対するパルス変調のデューティ比を設定することを特徴とする。【００３７】
本発明の一態様に係るパルスレーザ装置は、前記デューティ比調整部は、前記電気光学変調器に対するパルス変調のデューティ比を１０％以下とすることを特徴とする。【００３８】
本発明の一態様に係るパルスレーザ装置は、前記デューティ比調整部は、前記電気光学変調器に対するパルス変調のデューティ比を略５０％とすることを特徴とする。【００３９】
本発明の一態様に係る加工装置は、本発明の一態様に係るパルスレーザ装置と、前記パルスレーザ装置から出力されるパルスレーザ光を加工対象に照射する加工ヘッドと、を備えることを特徴とする。【００４０】
本発明の一態様に係るパルスレーザ装置の制御方法は、レーザ光源と、電気光学変調器と、を備え、前記レーザ光源は、パルス変調されたパルスレーザ光を出力し、前記電気光学変調器は、前記レーザ光源が出力したパルスレーザ光がさらにパルス変調されたパルスレーザ光を出力するパルスレーザ装置の制御方法であって、前記レーザ光源に対するパルス変調と前記電気光学変調器に対するパルス変調とを、少なくとも前記レーザ光源がオン状態の間に前記電気光学変調器がオン状態となるようにし、前記レーザ光源がオフ状態の間に、前記電気光学変調器が少なくとも１回オン状態となるようにし、前記電気光学変調器に対するパルス変調のデューティ比を前記レーザ光源に対するパルス変調のデューティ比よりも高くする、ことを特徴とする。【００４１】
本発明の一態様に係るパルスレーザ装置の制御方法は、レーザ光源と、半導体光増幅器と、電気光学変調器と、を備え、前記レーザ光源はレーザ光を出力し、前記半導体光増幅器は、前記レーザ光源が出力したレーザ光がパルス変調されたパルスレーザ光を出力し、前記電気光学変調器は、前記半導体光増幅器が出力したパルスレーザ光がさらにパルス変調されたパルスレーザ光を出力するパルスレーザ装置の制御方法であって、前記半導体光増幅器に対するパルス変調と前記電気光学変調器に対するパルス変調とを、少なくとも前記半導体光増幅器がオン状態の間に前記電気光学変調器がオン状態となるようにし、前記半導体光増幅器がオフ状態の間に、前記電気光学変調器が少なくとも１回オン状態となるようにし、前記電気光学変調器に対するパルス変調のデューティ比を前記半導体光増幅器に対するパルス変調のデューティ比よりも高くすることを特徴とする。【００４２】
本発明の一態様に係るパルスレーザ装置の制御方法は、レーザ光源と、音響光学変調器と、電気光学変調器と、を備え、前記レーザ光源はレーザ光を出力し、前記音響光学変調器は、前記レーザ光源が出力したレーザ光がパルス変調されたパルスレーザ光を出力し、前記電気光学変調器は、前記音響光学変調器が出力したパルスレーザ光がさらにパルス変調されたパルスレーザ光を出力するパルスレーザ装置の制御方法であって、前記音響光学変調器に対するパルス変調と前記電気光学変調器に対するパルス変調とを、少なくとも前記音響光学変調器がオン状態の間に前記電気光学変調器がオン状態となるようにし、前記音響光学変調器がオフ状態の間に、前記電気光学変調器が少なくとも１回オン状態となるようにし、前記電気光学変調器に対するパルス変調のデューティ比を前記音響光学変調器に対するパルス変調のデューティ比よりも高くすることを特徴とする。
【発明の効果】
【００４３】
本発明によれば、デューティ比が小さいパルスレーザ光を好適に出力することができるパルスレーザ装置を実現できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】図１は、実施形態１に係るパルスレーザ装置のブロック図である。
【図２】図２は、図１に示すシード光源装置のブロック図である。
【図３】図３は、図１に示すシード光源装置における信号及び光出力のタイムチャートの例１を示す図である。
【図４】図４は、比較形態における信号及び光出力のタイムチャートの一例を示す図である。
【図５】図５は、典型的なＥＯＭ駆動部の出力特性を示す図である。
【図６Ａ】図６Ａは、ＥＯＭ駆動信号とＥＯＭ光出力との関係を説明する図である。
【図６Ｂ】図６Ｂは、ＥＯＭ駆動信号とＥＯＭ光出力との関係を説明する図である。
【図７Ａ】図７Ａは、図１に示すシード光源装置における信号及び光出力のタイムチャートの例２を示す図である。
【図７Ｂ】図７Ｂは、図１に示すシード光源装置における信号及び光出力のタイムチャートの例３を示す図である。
【図７Ｃ】図７Ｃは、図１に示すシード光源装置における信号及び光出力のタイムチャートの例４を示す図である。
【図８】図８は、実施形態２に係るシード光源装置のブロック図である。
【図９】図９は、実施形態２における信号及び光出力のタイムチャートの一例を示す図である。
【図１０】図１０は、パルスパターン生成部及びＥＯＭ駆動パルス生成部のブロック図である。
【図１１】図１１は、図１０における信号のタイムチャートの一例を示す図である。
【図１２】図１２は、駆動パルス生成部の構成の一例を示すブロック図である。
【図１３】図１３は、遅延パルス生成部の構成の一例を示すブロック図である。
【図１４】図１４は、ＥＯＭ駆動パルス生成部の構成の別の一例を示すブロック図である。
【図１５】図１５は、図１４における信号のタイムチャートの一例を示す図である。
【図１６】図１６は、パルスパターン生成部及びＥＯＭ駆動パルス生成部の構成の別の一例を示すブロック図である。
【図１７Ａ】図１７Ａは、ＥＯＭ駆動パルス生成部の構成のさらに別の一例を示すブロック図である。
【図１７Ｂ】図１７Ｂは、ＥＯＭ駆動パルス生成部の構成のさらに別の一例を示すブロック図である。
【図１８Ａ】図１８Ａは、パルスパターン生成部及びＥＯＭ駆動パルス生成部の構成のさらに別の一例を示すブロック図である。
【図１８Ｂ】図１８Ｂは、パルスパターン生成部及びＥＯＭ駆動パルス生成部の構成のさらに別の一例を示すブロック図である。
【図１９Ａ】図１９Ａは、図１８Ａ、１８Ｂに示す構成の変形例の構成を示すブロック図である。
【図１９Ｂ】図１９Ｂは、図１８Ａ、１８Ｂに示す構成の変形例の構成を示すブロック図である。
【図２０】図２０は、実施形態３に係るシード光源装置のブロック図である。
【図２１】図２１は、実施形態４に係るシード光源装置のブロック図である。
【図２２】図２２は、図２１における信号及び光出力のタイムチャートの一例を示す図である。
【図２３】図２３は、図２１における信号及び光出力のタイムチャートの別の一例を示す図である。
【図２４】図２４は、実施形態５に係るシード光源装置のブロック図である。
【図２５】図２５は、バーストパルス列を出力させる場合の信号及び光出力のタイムチャートの一例を示す図である。
【図２６】図２６は、ＭＯＰＡ構成のパルスレーザ装置におけるパルスレーザ光のパルス幅と、ＳＢＳが発生し始める出力ピークパワーとの関係の一例を説明する図である。
【図２７】図２７は、実施形態６に係るシード光源装置のブロック図である。
【図２８】図２８は、デューティ比とオン／オフ消光比との関係を示す図である。
【図２９】図２９は、実施形態７に係るシード光源装置のブロック図である。
【図３０】図３０は、実施形態８に係るシード光源装置のブロック図である。
【図３１】図３１は、実施形態９に係るシード光源装置のブロック図である。
【図３２】図３２は、実施形態１０に係る加工装置の模式図である。
【図３３】図３３は、実施形態１１に係る加工装置の模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００４５】
以下に、図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、各図面において、同一又は対応する要素には適宜同一の符号を付し、重複説明を省略する。
【００４６】
（実施形態１）
図１は、実施形態１に係るパルスレーザ装置のブロック図である。パルスレーザ装置１００は、シード光源部１０と、駆動部２０と、制御部３０と、プリアンプ４０と、ブースターアンプ５０と、出力部６０と、を備えている。シード光源部１０とプリアンプ４０とブースターアンプ５０とはシングルモード光ファイバで接続されている。
【００４７】
シード光源部１０は、シード光として、パルスレーザ光であるレーザ光Ｌ１を出力する。プリアンプ４０は、光ファイバ増幅器等の光増幅器であり、レーザ光Ｌ１を受け付け、これを光増幅してレーザ光Ｌ２としてブースターアンプ５０に出力する。ブースターアンプ５０は、通常はプリアンプ４０よりも高出力である光ファイバ増幅器等の光増幅器であり、レーザ光Ｌ２を受け付け、これを光増幅してレーザ光Ｌ３として出力部６０に出力する。出力部６０は、公知のレーザヘッドで構成されており、レーザ光Ｌ３を、光ファイバを介して受け付け、これをレーザ光Ｌ４として外部に出力する。レーザ光Ｌ４は所望の用途（レーザ加工等）に使用される。
【００４８】
また、少なくとも、シード光源部１０と、駆動部２０と、制御部３０とは、パルスレーザ装置であるシード光源装置１を構成している。制御部３０は、駆動部２０に制御信号Ｓ１を出力して駆動部２０を制御する。駆動部２０は、シード光源部１０に駆動信号Ｓ２を出力してシード光源部１０を駆動する。
【００４９】
図２は、シード光源装置１のブロック図である。シード光源部１０は、レーザ光源である半導体レーザダイオード（ＬＤ：Laser  Diode）１１と、電気光学変調器（ＥＯＭ）１２とを備えている。駆動部２０は、レーザ光源駆動部であるＬＤ駆動部２１と、電気光学変調器駆動部であるＥＯＭ駆動部２２とを備えている。これらの駆動部は公知のＬＤ駆動回路等を用いて構成することができる。
【００５０】
制御部３０は、駆動部２０に含まれる各駆動部の制御処理を行うためのＣＰＵ（Central  Processing  Unit）又はＦＰＧＡ（Field  Programmable  Gate  Array）等を含んだデジタル回路で構成されている。制御部３０は、ＬＤ駆動部２１に制御信号Ｓ１の一部であるＬＤ駆動パルス信号Ｓ１１を出力し、ＥＯＭ駆動部２２に制御信号Ｓ１の一部であるＥＯＭ駆動パルス信号Ｓ１２を出力する。ＬＤ駆動パルス信号Ｓ１１、ＥＯＭ駆動パルス信号Ｓ１２は、それぞれ、所定の繰り返し周期及び時間幅（パルス幅）でオン状態となり、その他の期間ではオフ状態となるパルス信号である。
【００５１】
ＬＤ１１は、例えば１．５５μｍ波長帯に含まれる単一波長のレーザ光Ｌ０１を出力するＤＦＢ（Distributed  Feedback）レーザ素子である。ＬＤ駆動部２１は、ＬＤ１１に、駆動信号Ｓ２の一部であり、ＬＤ駆動パルス信号Ｓ１１に対応した信号であるＬＤ駆動信号Ｓ２１を出力し、ＬＤ１１をパルス変調で駆動する。これにより、レーザ光Ｌ０１はパルス変調されたパルスレーザ光となる。ＥＯＭ１２は、ＬＤ１１から出力されたレーザ光Ｌ０１を受け付けて、レーザ光Ｌ０１を強度変調してレーザ光Ｌ１として出力する。ＥＯＭ駆動部２２は、ＥＯＭ１２に、駆動信号Ｓ２の一部であり、ＥＯＭ駆動パルス信号Ｓ１２に対応した信号であるＥＯＭ駆動信号Ｓ２２を出力し、ＥＯＭ１２をパルス変調で駆動する。これにより、レーザ光Ｌ１は、レーザ光Ｌ０１がさらにパルス変調されたパルスレーザ光となる。
【００５２】
ここで、シード光源装置１では、制御部３０は、ＬＤ１１に対するパルス変調とＥＯＭ１２に対するパルス変調とが、少なくともＬＤ１１がオン状態の間にＥＯＭ１２がオン状態となるとともに、ＬＤ１１がオフ状態の間に、ＥＯＭ１２が少なくとも１回オン状態となるように、ＬＤ駆動部２１とＥＯＭ駆動部２２とを制御する制御方法を実行する。
【００５３】
以下、具体的に説明する。図３は、シード光源装置１における信号及び光出力のタイムチャートの一例である例１を示す図である。
【００５４】
図３に示すように、制御部３０がＬＤ駆動部２１に出力するＬＤ駆動パルス信号Ｓ１１は、図示する時間範囲では時刻ｔ１、ｔ２を中心として一定のパルス幅でオン状態となり、その他の期間ではオフ状態となるパルス信号である。ＬＤ駆動パルス信号Ｓ１１の繰り返し周期はＴ１であり、繰り返し周波数はｆ１＝１／Ｔ１で一定である。ＬＤ駆動信号Ｓ２１は、ＬＤ駆動パルス信号Ｓ１１に同期した信号となる。その結果、ＬＤ１１から出力されるレーザ光Ｌ０１（ＬＤ光出力）も、ＬＤ駆動パルス信号Ｓ１１及びＬＤ駆動信号Ｓ２１に同期した光パルス列からなるパルスレーザ光となる。
【００５５】
一方、制御部３０がＥＯＭ駆動部２２に出力するＥＯＭ駆動パルス信号Ｓ１２は、一定のパルス幅でオン状態となり、その他の期間ではオフ状態となるパルス信号であるが、その繰り返し周期はＴ１より小さいＴ２である。したがって、ＥＯＭ駆動パルス信号Ｓ１２の繰り返し周波数はｆ２＝１／Ｔ２で一定であり、ｆ２はｆ１より大きく、図３に示す例ではｆ２＝６×ｆ１である。なお、ＥＯＭ駆動信号Ｓ２２は、ＥＯＭ駆動パルス信号Ｓ１２に同期した信号となる。
【００５６】
このように、例１では、ＥＯＭ駆動パルス信号Ｓ１２の繰り返し周波数がｆ２で一定にされ、かつｆ２がＬＤ駆動パルス信号Ｓ１１の繰り返し周波数ｆ１の６倍に設定されることにより、ＬＤ１１がオフ状態の間に、ＥＯＭ１２が５回オン状態となる。
【００５７】
さらに、ＬＤ駆動信号Ｓ２１とＥＯＭ駆動信号Ｓ２２とは、少なくともＬＤ１１がオン状態の間にＥＯＭ１２がオン状態となるようにタイミングが調整されている。具体的には、時刻ｔ１、ｔ２を中心としてＬＤ１１がオン状態の間にＥＯＭ１２がオン状態となっている。その結果、ＥＯＭ１２から出力されるレーザ光Ｌ１（ＥＯＭ光出力）は、繰り返し周波数がｆ１で、パルス幅がＥＯＭ駆動信号Ｓ２２のパルス幅である光パルス列からなるパルスレーザ光となる。なお、図３に示す例１では、ＬＤ１１がオン状態におけるＥＯＭ駆動信号Ｓ２２のパルス幅が、ＬＤ駆動信号Ｓ２１のパルス幅よりも小さい。したがって、レーザ光Ｌ１は、レーザ光Ｌ０１がＥＯＭ１２によってＥＯＭ駆動信号Ｓ２２のパルス幅に切り出されたパルスレーザ光となる。ＬＤ駆動パルス信号Ｓ１１の繰り返し周波数ｆ１及び、ＥＯＭ駆動パルス信号Ｓ１２のパルス幅は、ユーザーの設定等により、レーザ光Ｌ１に対する所望の値に設定される。
【００５８】
このように、ＥＯＭ１２に対するパルス変調の繰り返し周波数ｆ２を、ＬＤ１１に対するパルス変調の繰り返し周波数ｆ１よりも大きくすることで、ＬＤ１１に対するパルス変調の繰り返し周期Ｔ１における、ＥＯＭ１２に対するパルス変調のデューティ比を、ＬＤ１１に対するパルス変調のデューティ比よりも高くできる。ここで、ＥＯＭ１２に対するパルス変調のデューティ比は、（繰り返し周期Ｔ１におけるＥＯＭ１２がオン状態の時間）／（繰り返し周期Ｔ１）で表される。また、ＬＤ１１に対するパルス変調のデューティ比についても同様に、（繰り返し周期Ｔ１におけるＬＤ１１がオン状態の時間）／（繰り返し周期Ｔ１）で表される。
【００５９】
その理由を図３、図４、図５を参照してより具体的に説明する。図４は、比較形態における信号及び光出力のタイムチャートの一例を示す図である。この比較形態では、シード光源装置１において、制御部３０が、ＥＯＭ１２に対するパルス変調の繰り返し周波数とＬＤ１１に対するパルス変調の繰り返し周波数とを等しくし、ＬＤ１１がオン状態の時のみＥＯＭ１２がオン状態となるように制御している。すなわち、比較形態では、ＥＯＭ駆動パルス信号Ｓ１２Ａ及びＥＯＭ駆動信号Ｓ２２Ａの繰り返し周期と、ＬＤ駆動パルス信号Ｓ１１及びＬＤ駆動信号Ｓ２１の繰り返し周期とを同じＴ１とし、繰り返し周波数を同じｆ１＝１／Ｔ１としている。これにより、レーザ光Ｌ１の繰り返し周波数を所望の周波数ｆ１としている。
【００６０】
図３のＥＯＭ駆動信号Ｓ２２と図４のＥＯＭ駆動信号Ｓ２２Ａとを比較すると、ＥＯＭ駆動信号Ｓ２２の方が、デューティ比が高いことが解る。一方、図３と図４とでは、レーザ光Ｌ１の繰り返し周波数はいずれもｆ１である。
【００６１】
すなわち、シード光源装置１では、制御部３０が図３に示すタイムチャートを実現するように制御を行うことで、レーザ光Ｌ１の繰り返し周波数を所望の周波数ｆ１にしつつ、ＥＯＭ駆動信号Ｓ２２のデューティ比を比較形態の場合よりも高くでき、例えば５０％に近づけることができる。
【００６２】
なお、図５は、典型的なＥＯＭ駆動部の出力特性を示す図である。横軸はＥＯＭ駆動パルス信号のデューティ比であり、縦軸はＥＯＭ駆動部の出力電圧の振幅である。なお、ＥＯＭ駆動部に入力されるＥＯＭ駆動パルス信号の電圧振幅はいずれのデューティ比に対しても等しくしている。図５に示すように、出力電圧の振幅は、デューティ比が略５０％の場合に最大となり、デューティ比が５０％から離れていくに従い小さくなる。これは、典型的なＥＯＭ駆動回路では、入力信号をＡＣ（Alternate  Current）結合してから増幅しているためである。デューティ比が５０％の場合は、ＡＣ結合後に０Ｖを中心に正負の方向に対して同じ絶対値の電圧となるが、デューティ比が５０％から離れた場合には、ＡＣ結合後に０Ｖを中心に正負の方向に異なる絶対値の電圧となってしまう。この信号を増幅すると、正負の方向で絶対値が大きい方が先にＥＯＭ駆動部の最大出力電圧に到達するため、出力される電圧振幅に制限が生じてしまう。
【００６３】
また、図６Ａ、６Ｂは、ＥＯＭ駆動信号とＥＯＭ光出力との関係を説明する図である。図６ＡのようにＥＯＭ駆動信号によるＥＯＭへの印加電圧を最適にできれば、ＥＯＭ光出力のオン／オフ消光比を最大にできる。なお、ＥＯＭへの最適な印加電圧の値は、ＥＯＭに依存する。しかしながら、デューティ比が低い駆動条件の場合、図６ＢのようにＥＯＭ駆動信号の電圧振幅は小さくなるので、ＥＯＭに対して最適な印加電圧とできず、ＥＯＭ光出力のオン／オフ消光比も低くなってしまう。特に「低繰り返し周波数」かつ「短パルス」のようなデューティ比が非常に低い条件の場合、ＥＯＭ光出力のオン／オフ消光比の低下は顕著になる。
【００６４】
これに対して、シード光源装置１では、デューティ比が低いレーザ光Ｌ１を出力する際にも、ＥＯＭ１２を、デューティ比がより高い状態で駆動できるので、オン／オフ消光比が好適な状態で出力することができる。
【００６５】
なお、Ｎを２以上の整数とすると、ＥＯＭ駆動信号Ｓ２２の繰り返し周波数ｆ２が、ＬＤ駆動信号Ｓ２１の繰り返し周波数ｆ１のＮ倍である場合に、ＬＤ駆動信号Ｓ２１とＥＯＭ駆動信号Ｓ２２とを、少なくともＬＤ１１がオン状態の間にＥＯＭ１２がオン状態となるようにすることができる。Ｎは、ＬＤ１１に対するパルス変調の繰り返し周期Ｔ１の間におけるＥＯＭ駆動信号Ｓ２２のデューティ比が、略５０％になる値に設定することがより好ましい。
【００６６】
なお、制御部３０による、少なくともＬＤ１１がオン状態の間にＥＯＭ１２がオン状態となるとともに、ＬＤ１１がオフ状態の間に、ＥＯＭ１２が少なくとも１回オン状態となることによってデューティ比がより高い状態でＥＯＭ１２を駆動できる制御方法は、図３に示す例１のタイムチャートのような制御には限られない。
【００６７】
図７Ａ、７Ｂ、７Ｃは、それぞれ、シード光源装置１における信号及び光出力のタイムチャートの例２、３、４を示す図である。図７Ａに示す例２では、例１の場合と同様に、ＥＯＭ駆動パルス信号Ｓ１２の繰り返し周波数はｆ２＝１／Ｔ２である。しかし、ＬＤ駆動パルス信号Ｓ１１がオフ状態の間のＥＯＭ駆動パルス信号Ｓ１２のパルス幅は、ＬＤ駆動パルス信号Ｓ１１がオン状態の間のＥＯＭ駆動パルス信号Ｓ１２のパルス幅よりも大きい。これにより、レーザ光Ｌ１を、レーザ光Ｌ０１がＥＯＭ１２によってＥＯＭ駆動信号Ｓ２２のパルス幅に切り出されたパルスレーザ光にできるとともに、デューティ比がさらに略５０％に近い又は略５０％のような高い状態でＥＯＭ１２を駆動できる。
【００６８】
また、図７Ｂに示す例３では、ＬＤ駆動パルス信号Ｓ１１がオフ状態の間のＥＯＭ駆動パルス信号Ｓ１２のパルス幅は、ＬＤ駆動パルス信号Ｓ１１がオン状態の間のＥＯＭ駆動パルス信号Ｓ１２のパルス幅よりも大きい。さらには、ＬＤ駆動パルス信号Ｓ１１がオフ状態の間のＥＯＭ駆動パルス信号Ｓ１２の繰り返し周期Ｔ３はＴ２より大きい。すなわち、ＥＯＭ駆動パルス信号Ｓ１２は、パルス幅及び繰り返し周期が異なる２つのパルス変調信号が合成されたものである。これにより、レーザ光Ｌ１を、レーザ光Ｌ０１がＥＯＭ１２によってＥＯＭ駆動信号Ｓ２２のパルス幅に切り出されたパルスレーザ光にできるとともに、デューティ比がさらに略５０％に近い又は略５０％のような高い状態でＥＯＭ１２を駆動できる。
【００６９】
また、図７Ｃに示す例４では、ＬＤ駆動パルス信号Ｓ１１がオフ状態の間のＥＯＭ駆動パルス信号Ｓ１２のパルス幅は、ＬＤ駆動パルス信号Ｓ１１がオン状態の間のＥＯＭ駆動パルス信号Ｓ１２のパルス幅よりも大きく、かつＬＤ駆動パルス信号Ｓ１１がオフ状態の間にＥＯＭ駆動パルス信号Ｓ１２が一回だけオン状態となる。例３と同様に、ＥＯＭ駆動パルス信号Ｓ１２は、パルス幅及び繰り返し周期が異なる２つのパルス変調信号が合成されたものである。これにより、レーザ光Ｌ１を、レーザ光Ｌ０１がＥＯＭ１２によってＥＯＭ駆動信号Ｓ２２のパルス幅に切り出されたパルスレーザ光にできるとともに、デューティ比がさらに略５０％に近い又は略５０％のような高い状態でＥＯＭ１２を駆動できる。
【００７０】
以上の例１〜例４に示すように、ＬＤ駆動パルス信号Ｓ１１がオフ状態の間のＥＯＭ駆動パルス信号Ｓ１２のパルス幅及び繰り返し周期は特に限定されるものではない。例えば、例４のような、ＬＤ駆動パルス信号Ｓ１１がオフ状態の間に一回だけオン状態となるパルス信号でもよいし、パルス幅又は繰り返し周波数が不規則なパルス信号であってもよい。
【００７１】
（実施形態２）
図８は、実施形態２に係るパルスレーザ装置であるシード光源装置のブロック図である。シード光源装置１Ａは、図１に示すシード光源装置１の構成において、制御部３０を制御部３０Ａに置き換えた構成を有する。
【００７２】
制御部３０Ａは、汎用的なＣＰＵ又はＦＰＧＡ等を含んだデジタル回路で構成されたパルスパターン生成部３１Ａと、アナログ回路で構成されたＥＯＭ駆動パルス生成部３２Ａとを備えている。
【００７３】
パルスパターン生成部３１Ａは、ＬＤ１１をパルス変調するためのパルスパターン信号として、ＬＤ駆動部２１にＬＤ駆動パルス信号Ｓ１１を出力する。また、パルスパターン生成部３１Ａは、ＥＯＭ１２をパルス変調するためのパルスパターン信号として、ＥＯＭ駆動パルス生成部３２ＡにＥＯＭ駆動パルスパターン信号Ｓ３１Ａを出力する。
【００７４】
ＥＯＭ駆動パルス生成部３２Ａは、ＥＯＭ駆動パルスパターン信号Ｓ３１Ａを基に、ＥＯＭ駆動パルスパターン信号Ｓ３１Ａよりもパルス幅の小さいＥＯＭ駆動パルス信号Ｓ１２を生成し、ＥＯＭ駆動部２２に出力する。
【００７５】
ここで、シード光源装置１Ａでは、シード光源装置１と同様に、ＥＯＭ駆動信号Ｓ２２のパルス幅をＬＤ駆動信号Ｓ２１のパルス幅よりも小さくすることで、ＥＯＭ１２から出力されるレーザ光Ｌ１は、ＬＤ１１から出力されるレーザ光Ｌ０１がＥＯＭ駆動信号Ｓ２２のパルス幅に切り出されたパルスレーザ光となる。例えば、ＬＤ駆動信号Ｓ２１のパルス幅が１ｎｓの場合でも、ＥＯＭ駆動信号Ｓ２２のパルス幅を１００ｐｓとすることで、レーザ光Ｌ０１のパルス幅を１００ｐｓとすることができる。また、制御部３０Ａは、ＣＰＵ又はＦＰＧＡ等を含んで構成されており、レーザ光Ｌ１の繰り返し周波数などを可変にすることが好適にできる。
【００７６】
ところが、汎用的なデジタル回路の場合、出力信号の駆動周波数の上限は１ＧＨｚ程度であり、１ｎｓよりも短いパルス信号を生成するのが困難な場合がある。また、１０Ｇｂｐｓ以上でパルス信号が生成可能なトランシーバーを搭載したＦＰＧＡも存在するが、非常に高価であり、また通信用途に特化したデバイスであるため、任意のパルスパターンを生成するのが困難である。
【００７７】
そこで、本実施形態２に係るシード光源装置１Ａの制御部３０Ａでは、パルスパターン生成部３１Ａをデジタル回路で構成し、ＥＯＭ駆動パルス生成部３２Ａを、１ＧＨｚより高い高周波駆動が可能なアナログ回路で構成している。そして、パルスパターン生成部３１ＡがＬＤ駆動部２１にＬＤ駆動パルス信号Ｓ１１を出力するようにしている。一方で、ＥＯＭ駆動パルス生成部３２Ａが、パルスパターン生成部３１ＡからのＥＯＭ駆動パルスパターン信号Ｓ３１Ａを基に、パルス幅の短いＥＯＭ駆動パルス信号Ｓ１２を生成し、ＥＯＭ駆動部２２に出力するようにしている。これにより、制御部３０Ａは、デジタル回路の構成が簡易でありながらも、アナログ回路で構成されたＥＯＭ駆動パルス生成部３２Ａにより、ＥＯＭ１２を、繰り返し周波数などの可変性を保ちつつ、パルス幅の短い駆動信号で駆動することができる。
【００７８】
図９は、シード光源装置１Ａにおける信号及び光出力のタイムチャートの一例を示す図である。
【００７９】
図９に示すように、制御部３０Ａのパルスパターン生成部３１ＡがＬＤ駆動部２１に出力するＬＤ駆動パルス信号Ｓ１１の繰り返し周期はＴ１であり、繰り返し周波数はｆ１＝１／Ｔ１である。そして、ＬＤ１１から出力されるレーザ光Ｌ０１（ＬＤ光出力）は、ＬＤ駆動パルス信号Ｓ１１及びＬＤ駆動信号Ｓ２１に同期した光パルス列からなるパルスレーザ光となる。ここで、図９に示すように、ＬＤ駆動パルス信号Ｓ１１、ＬＤ駆動信号Ｓ２１及びレーザ光Ｌ０１のパルス幅は比較的広い。
【００８０】
一方、制御部３０Ａのパルスパターン生成部３１ＡがＥＯＭ駆動パルス生成部３２Ａに出力するＥＯＭ駆動パルスパターン信号Ｓ３１Ａは、繰り返し周期がＴ２であって、パルス幅はＬＤ駆動パルス信号Ｓ１１と同程度に広い。繰り返し周波数はｆ２＝１／Ｔ２であってｆ１より大きい。一方、ＥＯＭ駆動パルス生成部３２ＡがＥＯＭ駆動部２２に出力するＥＯＭ駆動パルス信号Ｓ１２は、ＥＯＭ駆動パルスパターン信号Ｓ３１Ａよりもパルス幅が小さい。その結果、ＥＯＭ１２から出力されるレーザ光Ｌ１（ＥＯＭ光出力）は、繰り返し周波数がｆ１で、レーザ光Ｌ０１がＥＯＭ１２によってＥＯＭ駆動信号Ｓ２２のパルス幅に切り出されたパルスレーザ光となる。ＬＤ駆動パルス信号Ｓ１１の繰り返し周波数ｆ１及び、ＥＯＭ駆動パルス信号Ｓ１２のパルス幅は、ユーザーの設定等により、レーザ光Ｌ１に対する所望の値に設定される。
【００８１】
なお、シード光源装置１Ａでは、シード光源装置１と同様に、オン／オフ消光比が好適な状態で出力することができる。
【００８２】
図１０は、パルスパターン生成部３１Ａ及びＥＯＭ駆動パルス生成部３２Ａのブロック図である。ＥＯＭ駆動パルス生成部３２Ａは、遅延パルス生成部３２Ａ１と、駆動パルス生成部３２Ａ２とを備えている。
【００８３】
ＥＯＭ駆動パルス生成部３２Ａでは、パルスパターン生成部３１Ａから入力されたＥＯＭ駆動パルスパターン信号Ｓ３１Ａは、不図示の分割器によって二分割される。遅延パルス生成部３２Ａ１は、分割された一方のＥＯＭ駆動パルスパターン信号Ｓ３１Ａを基に、遅延パルス信号Ｓ３２Ａを生成し、駆動パルス生成部３２Ａ２に出力する。駆動パルス生成部３２Ａ２は、分割された他方のＥＯＭ駆動パルスパターン信号Ｓ３１Ａと、遅延パルス信号Ｓ３２Ａを基に、ＥＯＭ駆動パルス信号Ｓ１２を生成し、出力する。
【００８４】
図１１は、図１０における信号のタイムチャートの一例を示す図である。遅延パルス生成部３２Ａ１は、ＥＯＭ駆動パルスパターン信号Ｓ３１Ａから時間Δｔ１だけ遅延した遅延パルス信号Ｓ３２Ａを生成する。駆動パルス生成部３２Ａ２は、ＥＯＭ駆動パルスパターン信号Ｓ３１Ａがオン状態かつ遅延パルス信号Ｓ３２Ａがオフ状態の場合にオン状態であり、その他の場合にはオフ状態である、パルス幅がΔｔ１のＥＯＭ駆動パルス信号Ｓ１２を生成する。Δｔ１を適切に設定することで、ＥＯＭ駆動パルス信号Ｓ１２のパルス幅をＥＯＭ駆動パルスパターン信号Ｓ３１Ａのパルス幅より小さくできる。
【００８５】
図１２は、駆動パルス生成部３２Ａ２の構成の一例を示すブロック図である。駆動パルス生成部３２Ａ２は、ＮＯＴゲートとＡＮＤゲートとを組み合わせたゲート回路Ｇを備えている。ゲート回路Ｇは、遅延パルス信号Ｓ３２Ａの反転信号と、ＥＯＭ駆動パルスパターン信号Ｓ３１Ａとの論理積を取ることで、ＥＯＭ駆動パルス信号Ｓ１２を生成する。
【００８６】
図１３は、遅延パルス生成部３２Ａ１の構成の一例を示すブロック図である。遅延パルス生成部３２Ａ１は、直列接続された複数の遅延ゲート回路Ｄと、各遅延ゲート回路Ｄの出力側に接続されたスイッチＳＷ１とを備えている。遅延パルス生成部３２Ａ１では、遅延ゲート回路ＤがＥＯＭ駆動パルスパターン信号Ｓ３１Ａに対して時間的に遅延を与え、スイッチＳＷ１が、制御部３０Ａに対して設定された遅延量に応じて、いずれかの遅延ゲート回路Ｄからの出力を選択するように制御を行うことによって、所望の遅延量の遅延パルス信号Ｓ３２Ａを出力する。
【００８７】
図１４は、ＥＯＭ駆動パルス生成部の構成の別の一例であるＥＯＭ駆動パルス生成部３２Ｂを示すブロック図である。ＥＯＭ駆動パルス生成部３２Ｂは、シード光源装置１ＡのＥＯＭ駆動パルス生成部３２Ａと置換可能なものであり、２つの遅延パルス生成部３２Ａ１、３２Ａ１と、駆動パルス生成部３２Ａ２とを備えている。
【００８８】
ＥＯＭ駆動パルス生成部３２Ｂでは、パルスパターン生成部３１Ａから入力されたＥＯＭ駆動パルスパターン信号Ｓ３１Ａは、不図示の分割器によって二分割される。２つの遅延パルス生成部３２Ａ１、３２Ａ１は、分割された各ＥＯＭ駆動パルスパターン信号Ｓ３１Ａを基に、それぞれ遅延パルス信号Ｓ３２Ｂ１、Ｓ３２Ｂ２を生成し、駆動パルス生成部３２Ａ２に出力する。駆動パルス生成部３２Ａ２は、遅延パルス信号Ｓ３２Ｂ１、Ｓ３２Ｂ２を基に、ＥＯＭ駆動パルス信号Ｓ１２を生成し、出力する。
【００８９】
図１５は、図１４における信号のタイムチャートの一例を示す図である。一方の遅延パルス生成部３２Ａ１は、ＥＯＭ駆動パルスパターン信号Ｓ３１Ａから時間Δｔ２だけ遅延した遅延パルス信号Ｓ３２Ｂ１を生成する。他方の遅延パルス生成部３２Ａ１は、ＥＯＭ駆動パルスパターン信号Ｓ３１Ａから時間Δｔ３だけ遅延した遅延パルス信号Ｓ３２Ｂ２を生成する。駆動パルス生成部３２Ａ２は、遅延パルス信号Ｓ３２Ｂ１がオン状態かつ遅延パルス信号Ｓ３２Ｂ２がオフ状態の場合にオン状態であり、その他の場合にはオフ状態である、パルス幅がΔｔ１（＝Δｔ３−Δｔ２）のＥＯＭ駆動パルス信号Ｓ１２を生成する。Δｔ２、Δｔ３を適切に設定することで、ＥＯＭ駆動パルス信号Ｓ１２のパルス幅をＥＯＭ駆動パルスパターン信号Ｓ３１Ａのパルス幅より小さくできる。さらに、ＥＯＭ駆動パルス生成部３２Ｂは、分割した２つのＥＯＭ駆動パルスパターン信号Ｓ３１Ａに対して遅延量を調整できるので、より正確なパルス幅のＥＯＭ駆動パルス信号Ｓ１２を生成できる。
【００９０】
図１６は、パルスパターン生成部及びＥＯＭ駆動パルス生成部の構成の別の一例であるパルスパターン生成部３１Ｂ及びＥＯＭ駆動パルス生成部３２Ｃを示すブロック図である。パルスパターン生成部３１Ｂ及びＥＯＭ駆動パルス生成部３２Ｃは、シード光源装置１Ａのパルスパターン生成部３１Ａ及びＥＯＭ駆動パルス生成部３２Ａと置換可能なものである。図１６に示すように、パルスパターン生成部３１Ｂは、ＥＯＭ駆動パルスパターン信号Ｓ３１Ｂ１、Ｓ３１Ｂ２を生成し、ＥＯＭ駆動パルス生成部３２Ｃに出力する。ＥＯＭ駆動パルスパターン信号Ｓ３１Ｂ１、Ｓ３１Ｂ２は、図１５に示す遅延パルス信号Ｓ３２Ｂ１、Ｓ３２Ｂ２と同様の波形であり、かつ、遅延量が互いに異なるパルス信号である。ＥＯＭ駆動パルス生成部３２Ｃは、駆動パルス生成部３２Ａ２を備えており、ＥＯＭ駆動パルスパターン信号Ｓ３１Ｂ１、Ｓ３１Ｂ２を基に、ＥＯＭ駆動パルスパターン信号Ｓ３１Ｂ１、Ｓ３１Ｂ２よりもパルス幅の小さいＥＯＭ駆動パルス信号Ｓ１２を生成し、出力する。
【００９１】
パルスパターン生成部３１Ｂがデジタル回路によって構成されている場合は、例えばＥＯＭ駆動パルスパターン信号Ｓ３１Ｂ１、Ｓ３１Ｂ２のそれぞれの動作クロックの位相差を調整することにより、遅延量を異ならせることができる。
【００９２】
なお、図１０、１４のようなＥＯＭ駆動パルス生成部３２Ａ若しくは３２Ｂ、又は図１６のようなパルスパターン生成部３１Ｂ及びＥＯＭ駆動パルス生成部３２Ｃを備えたシード光源装置１Ａにおいても、図７Ａ、７Ｂ、７Ｃに示すようなＥＯＭ駆動パルス信号Ｓ１２を出力させて、ＬＤ１１がオフ状態の間に、ＥＯＭ１２が少なくとも１回オン状態となるように、ＬＤ駆動部２１とＥＯＭ駆動部２２とを制御する制御方法を実行することができる。この場合、遅延パルス信号Ｓ３２Ａ、遅延パルス信号Ｓ３２Ｂ１、Ｓ３２Ｂ２又はＥＯＭ駆動パルスパターン信号Ｓ３１Ｂ１、Ｓ３１Ｂ２における遅延量を、ＬＤ１１がオフ状態の間とオン状態の間とで変更することで、図７Ａ、７Ｂ、７Ｃに示すようなＥＯＭ駆動パルス信号Ｓ１２を生成し、出力させることができる。
【００９３】
また、図７Ａ、７Ｂ、７Ｃに示すようなＥＯＭ駆動パルス信号Ｓ１２を出力させるために、シード光源装置１ＡにおけるＥＯＭ駆動パルス生成部３２Ａを、図１７Ａに示すＥＯＭ駆動パルス生成部３２ＡＡに置き換えてもよい。ＥＯＭ駆動パルス生成部３２ＡＡは、ＥＯＭ駆動パルス生成部３２Ａにおける駆動パルス生成部３２Ａ２を駆動パルス生成部３２ＡＡ２に置き換えた構成を有する。
【００９４】
駆動パルス生成部３２ＡＡ２は、図１７Ｂに示すように、不図示の分割器とゲート回路ＧとスイッチＳＷ２とを備えている。
【００９５】
ＥＯＭ駆動パルスパターン信号Ｓ３１Ａは、不図示の分割器によって二分割される。分割された一方のＥＯＭ駆動パルスパターン信号Ｓ３１ＡはスイッチＳＷ２に入力される。ゲート回路Ｇは、遅延パルス信号Ｓ３２Ａの反転信号と、分割された他方のＥＯＭ駆動パルスパターン信号Ｓ３１Ａとの論理積を取ることで、論理積パルス信号Ｓ４を生成し、スイッチＳＷ２に出力する。
【００９６】
スイッチＳＷ２は、ＥＯＭ駆動パルスパターン信号Ｓ３１Ａ及び論理積パルス信号Ｓ４のいずれか一方をＥＯＭ駆動パルス信号Ｓ１２として出力する。このとき、制御部において、ＬＤ１１がオン状態のときは、ＬＤ駆動パルス信号よりもパルス幅の小さい論理積パルス信号Ｓ４をＥＯＭ駆動パルス信号Ｓ１２として出力し、ＬＤ１１がオフ状態のときはＥＯＭ駆動パルスパターン信号Ｓ３１ＡをＥＯＭ駆動パルス信号Ｓ１２として出力するようにスイッチＳＷ２を制御する。これにより、図７Ａ、７Ｂ、７Ｃに示すようなＥＯＭ駆動パルス信号Ｓ１２を出力させることができる。パルスパターン生成部３１Ａでは、ＥＯＭ駆動パルスパターン信号Ｓ３１Ａのパルス幅や繰り返し周期を、ＬＤ１１がオン状態のときとオフ状態のときとで変更することが可能であり、ＬＤ１１がオン状態のときに所望のパルス幅を有し、かつＬＤ１１に対するパルス変調の繰り返し周期Ｔ１の間において所望のデューティ比を有するＥＯＭ駆動パルス信号Ｓ１２を生成することができる。
【００９７】
また、図７Ａ、７Ｂ、７Ｃに示すようなＥＯＭ駆動パルス信号Ｓ１２を出力させるために、シード光源装置１Ａにおけるパルスパターン生成部３１Ａ及びＥＯＭ駆動パルス生成部３２Ａを、図１８Ａに示すパルスパターン生成部３１ＡＢ及びＥＯＭ駆動パルス生成部３２ＡＢに置き換えてもよい。ＥＯＭ駆動パルス生成部３２ＡＢは、ＥＯＭ駆動パルス生成部３２Ａにおける駆動パルス生成部３２Ａ２を駆動パルス生成部３２ＡＢ２に置き換えた構成を有する。
【００９８】
パルスパターン生成部３１ＡＢは、パルス幅又は繰り返し周期、もしくはその両方が互いに異なるＥＯＭ駆動パルスパターン信号Ｓ３１Ａ、Ｓ３１ＡＢを出力するように構成されている。駆動パルス生成部３２ＡＢ２は、図１８Ｂに示すように、ゲート回路ＧとスイッチＳＷ３とを備えている。
【００９９】
ＥＯＭ駆動パルスパターン信号Ｓ３１ＡＢはスイッチＳＷ３に入力される。ゲート回路Ｇは、遅延パルス信号Ｓ３２Ａの反転信号と、ＥＯＭ駆動パルスパターン信号Ｓ３１Ａとの論理積を取ることで、論理積パルス信号Ｓ４を生成し、スイッチＳＷ３に出力する。
【０１００】
スイッチＳＷ３は、ＥＯＭ駆動パルスパターン信号Ｓ３１ＡＢ及び論理積パルス信号Ｓ４のいずれか一方をＥＯＭ駆動パルス信号Ｓ１２として出力する。このとき、制御部において、ＬＤ１１がオン状態のときは、ＬＤ駆動パルス信号Ｓ１１よりもパルス幅の小さい論理積パルス信号Ｓ４をＥＯＭ駆動パルス信号Ｓ１２として出力し、ＬＤ１１がオフ状態のときはＥＯＭ駆動パルスパターン信号Ｓ３１ＡＢをＥＯＭ駆動パルス信号Ｓ１２として出力するようにスイッチＳＷ３を制御する。これにより、図７Ａ、７Ｂ、７Ｃに示すようなＥＯＭ駆動パルス信号Ｓ１２を出力させることができる。図１８Ａ、１８Ｂの構成では、パルスパターン生成部３１ＡＢは、パルス幅又は繰り返し周期、もしくはその両方が互いに異なるＥＯＭ駆動パルスパターン信号Ｓ３１Ａ、Ｓ３１ＡＢを出力する。このとき、ＥＯＭ駆動パルスパターン信号Ｓ３１Ａは、ＬＤ１１がオン状態のときのＥＯＭ駆動パルス信号Ｓ１２が所望のパルス幅を実現できるように設定される。また、ＥＯＭ駆動パルスパターン信号Ｓ３１ＡＢは、ＬＤ１１に対するパルス変調の繰り返し周期Ｔ１の間においてＥＯＭ駆動パルス信号Ｓ１２が所望のデューティ比を実現できるように設定される。したがって、図１７Ａ、１７Ｂの構成の場合のように、これらのパルス幅や繰り返し周期を、ＬＤ１１のオン状態のときとオフ状態のときとで変更しなくてもよい。
【０１０１】
なお、図１８Ａ、１８Ｂに示す構成は、その変形例として、図１９Ａ、１９Ｂに示すように、パルスパターン生成部３１ＡＢが、パルスパターン信号として、ＥＯＭ駆動パルスパターン信号Ｓ３１Ａに代えてＬＤ駆動パルス信号Ｓ１１を、ＥＯＭ駆動パルス生成部３２ＡＢに出力するように構成してもよい。この場合、遅延パルス生成部３２Ａ１は、入力されたＬＤ駆動パルス信号Ｓ１１から、遅延パルス信号Ｓ３２Ａを生成し、駆動パルス生成部３２ＡＢ２に出力する。ゲート回路Ｇは、遅延パルス信号Ｓ３２Ａの反転信号と、ＬＤ駆動パルス信号Ｓ１１との論理積を取ることで、論理積パルス信号Ｓ４を生成し、スイッチＳＷ３に出力する。
【０１０２】
スイッチＳＷ３は、ＥＯＭ駆動パルスパターン信号Ｓ３１ＡＢ及び論理積パルス信号Ｓ４のいずれか一方をＥＯＭ駆動パルス信号Ｓ１２として出力する。このとき、制御部において、ＬＤ１１がオン状態のときは、ＬＤ駆動パルス信号Ｓ１１よりもパルス幅の小さい論理積パルス信号Ｓ４をＥＯＭ駆動パルス信号Ｓ１２として出力し、ＬＤ１１がオフ状態のときはＥＯＭ駆動パルスパターン信号Ｓ３１ＡＢをＥＯＭ駆動パルス信号Ｓ１２として出力するようにスイッチＳＷ３を制御する。これにより、図７Ａ、７Ｂ、７Ｃに示すようなＥＯＭ駆動パルス信号Ｓ１２を出力させることができる。
【０１０３】
なお、図１２に示す駆動パルス生成部３２Ａ２及び図１３に示す遅延パルス生成部３２Ａ１は、それぞれ構成の一例であり、例えば遅延パルス生成部は遅延ゲート回路ではなく、コンパレータによって構成しても良いし、遅延ゲート回路とコンパレータとの両方によって構成しても良い。コンパレータを使用することで、遅延パルス生成部３２Ａ１からの遅延パルス信号の立ち上り／立下り時間を急峻にすることができるため、パルスパターン生成部３１ＡからのＥＯＭ駆動パルスパターン信号Ｓ３１Ａの立ち上り／立下り時間が大きい場合でも、所望のパルス幅のＥＯＭ駆動パルス信号Ｓ１２を生成できる。また、駆動パルス生成部３２Ａ２は、その他の論理ゲート回路（ＡＮＤ、ＯＲ、ＮＯＲ、ＸＯＲ）やフリップフロップ回路（Ｔ−Ｆ／Ｆ、ＲＳ−Ｆ／Ｆ）によって構成することもできる。
【０１０４】
（実施形態３）
図２０は、実施形態３に係るパルスレーザ装置であるシード光源装置のブロック図である。シード光源装置１Ｃは、図８に示すシード光源装置１Ａの構成において、制御部３０Ａを制御部３０Ｃに置き換えた構成を有する。制御部３０Ｃは、制御部３０Ａの構成に、基準クロック生成部３３Ｃを追加した構成を有する。
【０１０５】
制御部３０Ｃのパルスパターン生成部３１Ａは、ＬＤ１１をパルス変調するためのパルスパターン信号であるＬＤ駆動パルス信号Ｓ１１を生成し、出力するとともに、基準クロック生成部３３Ｃに同期信号Ｓ３１Ｃを出力する。
【０１０６】
基準クロック生成部３３Ｃは、同期信号Ｓ３１Ｃを基に、ＥＯＭ１２をパルス変調するための基準クロック信号Ｓ３２Ｃを生成し、ＥＯＭ駆動パルス生成部３２Ａに出力する。基準クロック信号Ｓ３２Ｃは、ＬＤ駆動パルス信号Ｓ１１と同期した信号である。
【０１０７】
制御部３０ＣのＥＯＭ駆動パルス生成部３２Ａは、基準クロック信号Ｓ３２Ｃを基に、ＥＯＭ駆動パルス信号Ｓ１２を生成し、出力する。具体的には、ＥＯＭ駆動パルス生成部３２Ａは、基準クロック信号Ｓ３２Ｃを基にパルスパターン信号としてＥＯＭ駆動パルス信号Ｓ１２を生成し、出力する。
【０１０８】
ここで、パルスパターン生成部３１Ａで生成したパルスパターンの時間的な揺らぎ（以下、ジッタ）が大きいと、ＬＤ１１やＥＯＭ１２に対する駆動パルス信号が劣化してしまうことがある。例えば、汎用的なデジタル回路では、ジッタ特性が数１００ｐｓとなることがあるので、特にＥＯＭ１２をパルス幅１００ｐｓ程度で駆動する場合には、ジッタの影響でＥＯＭ駆動パルス信号Ｓ１２に揺らぎが生じ、その結果、ＥＯＭ１２が出力するレーザ光Ｌ１の光パルス特性が劣化してしまうことがある。
【０１０９】
これに対して、制御部３０Ｃでは、パルスパターン生成部３１Ａを汎用的なデジタル回路で構成し、ＥＯＭ駆動パルス信号Ｓ１２を直接生成しないようにしている。そして、基準クロック生成部３３Ｃを低ジッタであるクロック源にて構成し、ＥＯＭ駆動パルス信号Ｓ１２を生成するようにしている。これにより、ＥＯＭ１２を揺らぎの少ないＥＯＭ駆動パルス信号Ｓ１２を用いて駆動することができる。基準クロック生成部３３Ｃとして、例えばＰＬＬ（Phase−Locked  Loop）をベースとしたジッタクリーナを使用することで、パルスパターン生成部３１Ａと同期しつつ、低ジッタのパルスパターン信号（基準クロック信号Ｓ３２Ｃ）を生成することができる。
【０１１０】
なお、基準クロック生成部３３Ｃで生成する基準クロック信号Ｓ３２Ｃの周波数は、可変でもよいし固定でも良い。固定する場合は、シード光源装置１Ｃに要求されるレーザ光Ｌ１の最大繰り返し周波数よりも大きい周波数とすれば、ＬＤ駆動パルス信号Ｓ１１の繰り返し周波数を調整することで、レーザ光Ｌ１を所望の繰り返し周波数とすることができる。
【０１１１】
また、シード光源装置１Ｃにおいても、制御部３０Ｃは、図７Ａ、７Ｂ、７Ｃに示すようなＥＯＭ駆動パルス信号Ｓ１２を出力させて、ＬＤ１１がオフ状態の間に、ＥＯＭ１２が少なくとも１回オン状態となるように、ＬＤ駆動部２１とＥＯＭ駆動部２２とを制御する制御方法を実行することができるように構成されていてもよい。
【０１１２】
（実施形態４）
図２１は、実施形態４に係るパルスレーザ装置であるシード光源装置のブロック図である。シード光源装置１Ｄは、シード光源部１０Ｄと、駆動部２０Ｄと、制御部３０Ｄとを備えている。
【０１１３】
シード光源部１０Ｄは、ＬＤ１１と、ＥＯＭ１２と、半導体光増幅器（ＳＯＡ：Semiconductor  Optical  Amplifier）１３とを備えている。駆動部２０Ｄは、ＬＤ駆動部２１と、ＥＯＭ駆動部２２と、半導体光増幅器駆動部であるＳＯＡ駆動部２３とを備えている。ＳＯＡ駆動部２３は公知のＳＯＡ駆動回路を用いて構成することができる。
【０１１４】
制御部３０Ｄは、駆動部２０Ｄに含まれる各駆動部の制御処理を行うためのデジタル回路で構成されている。制御部３０Ｄは、ＬＤ駆動部２１にＬＤ駆動パルス信号Ｓ１１を出力し、ＥＯＭ駆動部２２にＥＯＭ駆動パルス信号Ｓ１２を出力し、ＳＯＡ駆動部２３にＳＯＡ駆動パルス信号Ｓ１３を出力する。ＳＯＡ駆動パルス信号Ｓ１３は、所定の繰り返し周期及びパルス幅でオン状態となり、その他の期間ではオフ状態となるパルス信号である。
【０１１５】
ＬＤ１１は、単一波長のレーザ光Ｌ０１を出力する。ＬＤ駆動部２１は、ＬＤ１１にＬＤ駆動信号Ｓ２１を出力し、ＬＤ１１をパルス変調で駆動する。これにより、レーザ光Ｌ０１はパルス変調されたパルスレーザ光となる。ＳＯＡ１３は、レーザ光Ｌ０１を受け付けて、レーザ光Ｌ０１を増幅してレーザ光Ｌ０２として出力する。ＳＯＡ駆動部２３は、ＳＯＡ駆動パルス信号Ｓ１３に対応した信号であるＳＯＡ駆動信号Ｓ２３を出力し、ＳＯＡ１３をパルス変調で駆動する。これにより、レーザ光Ｌ０２はレーザ光Ｌ０１がさらにパルス変調されたパルスレーザ光となる。ＥＯＭ１２は、レーザ光Ｌ０２を受け付けて、レーザ光Ｌ０２を強度変調してレーザ光Ｌ１として出力する。ＥＯＭ駆動部２２は、ＥＯＭ１２にＥＯＭ駆動信号Ｓ２２を出力し、ＥＯＭ１２をパルス変調で駆動する。これにより、レーザ光Ｌ１はレーザ光Ｌ０２がさらにパルス変調されたパルスレーザ光となる。
【０１１６】
ここで、シード光源装置１Ｄでは、制御部３０Ｄは、ＬＤ１１に対するパルス変調とＳＯＡ１３に対するパルス変調とＥＯＭ１２に対するパルス変調とが、少なくともＬＤ１１及びＳＯＡ１３がオン状態の間にＥＯＭ１２がオン状態となるとともに、ＬＤ１１及びＳＯＡ１３がオフ状態の間に、ＥＯＭ１２が少なくとも１回オン状態となるように、ＬＤ駆動部２１とＥＯＭ駆動部２２とＳＯＡ駆動部２３とを制御する制御方法を実行する。
【０１１７】
図２２は、シード光源装置１Ｄにおける信号及び光出力のタイムチャートの一例を示す図である。
【０１１８】
図２２に示すように、ＬＤ駆動パルス信号Ｓ１１は、図示する時間範囲では時刻ｔ１、ｔ２を中心として一定のパルス幅でオン状態となり、その他の期間ではオフ状態となるパルス信号である。ＬＤ駆動パルス信号Ｓ１１の繰り返し周期はＴ１であり、繰り返し周波数はｆ１＝１／Ｔ１で一定である。レーザ光Ｌ０１（ＬＤ光出力）は、ＬＤ駆動パルス信号Ｓ１１及びＬＤ駆動信号Ｓ２１に同期した光パルス列からなるパルスレーザ光となる。
【０１１９】
ＳＯＡ駆動パルス信号Ｓ１３は、ＬＤ駆動パルス信号Ｓ１１よりもパルス幅は小さいが、繰り返し周波数が同じｆ１、繰り返し周期が同じＴ１のパルス信号である。ＳＯＡ駆動信号Ｓ２３は、ＳＯＡ駆動パルス信号Ｓ１３に同期した信号となる。その結果、ＳＯＡ１３から出力されるレーザ光Ｌ０２（ＳＯＡ光出力）は、ＳＯＡ駆動パルス信号Ｓ１３及びＳＯＡ駆動信号Ｓ２３に同期した光パルス列からなり、レーザ光Ｌ０１がＳＯＡ１３によって増幅され、かつＳＯＡ駆動信号Ｓ２３のパルス幅に切り出されたパルスレーザ光となる。
【０１２０】
一方、ＥＯＭ駆動パルス信号Ｓ１２の繰り返し周期はＴ１より小さいＴ２である。したがって、ＥＯＭ駆動パルス信号Ｓ１２の繰り返し周波数はｆ２＝１／Ｔ２で一定あり、ｆ２はｆ１より大きく、図２２に示す例ではｆ２＝６×ｆ１である。なお、ＥＯＭ駆動信号Ｓ２２は、ＥＯＭ駆動パルス信号Ｓ１２に同期した信号となる。
【０１２１】
このように、ＥＯＭ駆動パルス信号Ｓ１２の繰り返し周波数がｆ２で一定にされ、かつｆ２がＬＤ駆動パルス信号Ｓ１１及びＳＯＡ駆動パルス信号Ｓ１３の繰り返し周波数ｆ１の６倍に設定されることにより、ＬＤ１１及びＳＯＡ１３がオフ状態の間に、ＥＯＭ１２が５回オン状態となる。
【０１２２】
さらに、ＬＤ駆動信号Ｓ２１とＥＯＭ駆動信号Ｓ２２とＳＯＡ駆動信号Ｓ２３とは、少なくともＬＤ１１及びＳＯＡ１３がオン状態の間にＥＯＭ１２がオン状態となるようにタイミングが調整されている。具体的には、時刻ｔ１、ｔ２を中心としてＬＤ１１及びＳＯＡ１３がオン状態の間にＥＯＭ１２がオン状態となっている。その結果、ＥＯＭ１２から出力されるレーザ光Ｌ１（ＥＯＭ光出力）は、繰り返し周波数がｆ１で、パルス幅がＥＯＭ駆動信号Ｓ２２のパルス幅である光パルス列からなり、レーザ光Ｌ０２がＥＯＭ１２によってＥＯＭ駆動信号Ｓ２２のパルス幅に切り出されたパルスレーザ光となる。ＬＤ駆動パルス信号Ｓ１１及びＳＯＡ駆動パルス信号Ｓ１３の繰り返し周波数ｆ１、並びにＥＯＭ駆動パルス信号Ｓ１２のパルス幅は、ユーザーの設定等により、レーザ光Ｌ１に対する所望の値に設定される。
【０１２３】
このように、ＥＯＭ１２に対するパルス変調の繰り返し周波数ｆ２を、ＬＤ１１及びＳＯＡ１３に対するパルス変調の繰り返し周波数ｆ１よりも大きくすることで、ＥＯＭ１２に対するパルス変調のデューティ比を高くできる。すなわち、シード光源装置１Ｄでは、制御部３０Ｄが図２２に示すタイムチャートを実現するように制御を行うことで、レーザ光Ｌ１の繰り返し周波数を所望の周波数ｆ１にしつつ、ＳＯＡ１３に対するパルス変調の繰り返し周期Ｔ１における、ＥＯＭ駆動信号Ｓ２２のデューティ比を、ＳＯＡ１３に対するパルス変調のデューティ比よりも高くできる。なお、ＳＯＡ１３に対するパルス変調のデューティ比は、（繰り返し周期Ｔ１におけるＳＯＡ１３がオン状態の時間）／（繰り返し周期Ｔ１）で表される。したがって、シード光源装置１Ｄでは、デューティ比が低いレーザ光Ｌ１を出力する際にも、ＥＯＭ１２を、デューティ比がより高い状態で駆動できるので、オン／オフ消光比が好適な状態で出力することができる。
【０１２４】
さらに、シード光源装置１Ｄは、ＳＯＡ１３を備えているので、レーザ光Ｌ１をより高いパワーで出力できる。また、シード光源装置１Ｄでは、ＳＯＡ１３がオフ状態のときにはＬＤ１１から出力されるレーザ光Ｌ０１はＳＯＡ１３に吸収されることによって遮断され、外部に出力されない。その結果シード光源部１０Ｄから出力されるレーザ光Ｌ１のオン／オフ消光比を改善することができる。
【０１２５】
なお、図２２に示すタイムチャートの例では、ＬＤ１１をパルス駆動しているが、連続発振（ＣＷ：Continuous  Wave）駆動してもよい。図２３は、図２１における信号及び光出力のタイムチャートの別の一例を示す図である。図２３に示すタイムチャートの例では、制御部３０Ｄは、ＬＤ駆動部２１にＬＤ駆動ＣＷ信号Ｓ１１Ｄを出力する。ＬＤ駆動部２１は、ＬＤ１１に、ＣＷ信号であるＬＤ駆動信号Ｓ２１Ｄを出力する。その結果、ＬＤ１１から出力されるレーザ光（ＬＤ光出力）はＣＷレーザ光であるレーザ光Ｌ０１Ｄとなる。
【０１２６】
その後、図２２の例と同様に、ＳＯＡ１３から出力されるレーザ光Ｌ０２は、ＳＯＡ駆動パルス信号Ｓ１３及びＳＯＡ駆動信号Ｓ２３に同期した光パルス列からなり、レーザ光Ｌ０１ＤがＳＯＡ１３によって増幅され、かつＳＯＡ駆動信号Ｓ２３のパルス幅に切り出されたパルスレーザ光となる。また、ＥＯＭ１２から出力されるレーザ光Ｌ１は、繰り返し周波数がｆ１で、パルス幅がＥＯＭ駆動信号Ｓ２２のパルス幅である光パルス列からなり、レーザ光Ｌ０２がＥＯＭ１２によってＥＯＭ駆動信号Ｓ２２のパルス幅に切り出されたパルスレーザ光となる。
【０１２７】
図２３に示すタイムチャートの例を実現する場合には、制御部３０Ｄは、ＳＯＡ１３がオン状態の間にＥＯＭ１２がオン状態となるようにするとともに、ＥＯＭ１２に対するパルス変調の繰り返し周波数が、ＳＯＡ１３に対するパルス変調の繰り返し周波数よりも大きくなるように、ＳＯＡ１３とＥＯＭ１２とを制御することで、ＳＯＡ１３がオフ状態の間に、ＥＯＭ１２が少なくとも１回オン状態となるようにする。したがって、制御部３０Ｄから、ＬＤ１１をパルス変調するための回路等の構成を削減することができるので、制御部３０Ｄを簡易な構成とすることができる。なお、Ｎを２以上の整数とすると、ＥＯＭ駆動信号Ｓ２２の繰り返し周波数ｆ２が、ＳＯＡ駆動信号Ｓ２３の繰り返し周波数ｆ１のＮ倍である場合に、少なくともＳＯＡ１３がオン状態の間にＥＯＭ１２がオン状態となるようにすることができる。Ｎは、ＳＯＡ１３に対するパルス変調の繰り返し周期Ｔ１の間におけるＥＯＭ駆動信号Ｓ２２のデューティ比が、略５０％になる値に設定することがより好ましい。
【０１２８】
また、シード光源装置１Ｄにおいても、制御部３０Ｄは、図７Ａ、７Ｂ、７Ｃに示すようなＥＯＭ駆動パルス信号Ｓ１２を出力させて、ＳＯＡ１３、又はＬＤ１１及びＳＯＡ１３がオフ状態の間に、ＥＯＭ１２が少なくとも１回オン状態となるように、ＳＯＡ駆動部２３、又はＬＤ駆動部２１及びＳＯＡ駆動部２３と、ＥＯＭ駆動部２２とを制御する制御方法を実行することができるように構成されていてもよい。
【０１２９】
（実施形態５）
図２４は、実施形態５に係るパルスレーザ装置であるシード光源装置のブロック図である。シード光源装置１Ｅは、シード光源部１０Ｅと、駆動部２０Ｅと、制御部３０Ｅとを備えている。
【０１３０】
シード光源装置１Ｅは、図２１に示すシード光源装置１Ｄにおいて、ＳＯＡ１３を音響光学変調器（ＡＯＭ：Acousto-Optic  Modulator）１４に置き換えたものである。したがって、シード光源部１０Ｅは、ＬＤ１１と、ＥＯＭ１２と、ＡＯＭ１４とを備えている。駆動部２０Ｅは、ＬＤ駆動部２１と、ＥＯＭ駆動部２２と、音響光学変調器駆動部であるＡＯＭ駆動部２４とを備えている。ＡＯＭ駆動部２４は公知のＡＯＭ駆動回路を用いて構成することができる。
【０１３１】
制御部３０Ｅはデジタル回路で構成されており、ＬＤ駆動部２１にＬＤ駆動パルス信号Ｓ１１を出力し、ＥＯＭ駆動部２２にＥＯＭ駆動パルス信号Ｓ１２を出力し、ＡＯＭ駆動部２４にＡＯＭ駆動パルス信号Ｓ１４を出力する。
【０１３２】
ＡＯＭ１４は、ＬＤ１１から出力された、パルス変調されたパルスレーザ光であるレーザ光Ｌ０１を受け付けて、レーザ光Ｌ０１を強度変調してレーザ光Ｌ０３として出力する。ＡＯＭ駆動部２４は、ＡＯＭ駆動パルス信号Ｓ１４に対応した信号であるＡＯＭ駆動信号Ｓ２４を出力し、ＡＯＭ１４をパルス変調で駆動する。これにより、レーザ光Ｌ０３はレーザ光Ｌ０１がさらにパルス変調されたパルスレーザ光となる。ＥＯＭ１２は、レーザ光Ｌ０３を受け付けて、レーザ光Ｌ０３を強度変調して、レーザ光Ｌ０３がさらにパルス変調されたレーザ光Ｌ１として出力する。
【０１３３】
ここで、シード光源装置１Ｅでは、制御部３０Ｅは、ＬＤ１１に対するパルス変調とＡＯＭ１４に対するパルス変調とＥＯＭ１２に対するパルス変調とが、少なくともＬＤ１１及びＡＯＭ１４がオン状態の間にＥＯＭ１２がオン状態となるとともに、ＬＤ１１及びＡＯＭ１４がオフ状態の間に、ＥＯＭ１２が少なくとも１回オン状態となるように、ＬＤ駆動部２１とＥＯＭ駆動部２２とＡＯＭ駆動部２４とを制御する制御方法を実行する。
【０１３４】
例えば図２２に示すタイムチャートの例と同様に、ＥＯＭ１２に対するパルス変調の繰り返し周波数ｆ２を、ＬＤ１１及びＡＯＭ１４に対するパルス変調の繰り返し周波数ｆ１よりも大きくすることで、ＡＯＭ１４に対するパルス変調の繰り返し周期Ｔ１における、ＥＯＭ１２に対するパルス変調のデューティ比を、ＡＯＭ１４に対するパルス変調のデューティ比よりも高くできる。なお、ＡＯＭ１４に対するパルス変調のデューティ比は、（繰り返し周期Ｔ１におけるＡＯＭ１４がオン状態の時間）／（繰り返し周期Ｔ１）で表される。すなわち、シード光源装置１Ｅでは、制御部３０Ｅが図２２に示す例と同様のタイムチャートを実現するように制御を行うことで、レーザ光Ｌ１の繰り返し周波数を所望の周波数ｆ１にしつつ、ＥＯＭ駆動信号Ｓ２２のデューティ比を高くできる。したがって、シード光源装置１Ｅでは、デューティ比が低いレーザ光Ｌ１を出力する際にも、ＥＯＭ１２を、デューティ比がより高い状態で駆動できるので、オン／オフ消光比が好適な状態で出力することができる。
【０１３５】
さらに、シード光源装置１Ｅでは、ＡＯＭ１４がオフ状態のときにはＬＤ１１から出力されるレーザ光Ｌ０１はＡＯＭ１４によって遮断され、外部に出力されない。その結果シード光源部１０Ｅから出力されるレーザ光Ｌ１のオン／オフ消光比を改善することができる。
【０１３６】
なお、シード光源装置１Ｅにおいても、ＬＤ１１をパルス駆動しているが、ＣＷ駆動してもよい。この場合、図２３に示すタイムチャートの例を実現するために、制御部３０Ｅは、ＡＯＭ１４がオン状態の間にＥＯＭ１２がオン状態となるようにするとともに、ＥＯＭ１２に対するパルス変調の繰り返し周波数が、ＡＯＭ１４に対するパルス変調の繰り返し周波数よりも大きくなるように、ＡＯＭ１４とＥＯＭ１２とを制御することで、ＡＯＭ１４がオフ状態の間に、ＥＯＭ１２が少なくとも１回オン状態となるようにする。したがって、制御部３０Ｅから、ＬＤ１１をパルス変調するための回路等の構成を削減することができるので、制御部３０Ｅを簡易な構成とすることができる。なお、Ｎを２以上の整数とすると、ＥＯＭ駆動信号Ｓ２２の繰り返し周波数ｆ２が、ＡＯＭ駆動信号Ｓ２４の繰り返し周波数ｆ１のＮ倍である場合に、少なくともＡＯＭ１４がオン状態の間にＥＯＭ１２がオン状態となるようにすることができる。Ｎは、ＡＯＭ１４に対するパルス変調の繰り返し周期Ｔ１の間におけるＥＯＭ駆動信号Ｓ２２のデューティ比が、略５０％になる値に設定することがより好ましい。
【０１３７】
また、シード光源装置１Ｅにおいても、制御部３０Ｅは、図７Ａ、７Ｂ、７Ｃに示すようなＥＯＭ駆動パルス信号Ｓ１２を出力させて、ＡＯＭ１４、又はＬＤ１１及びＡＯＭ１４がオフ状態の間に、ＥＯＭ１２が少なくとも１回オン状態となるように、ＡＯＭ駆動部２４、又はＬＤ駆動部２１及びＡＯＭ駆動部２４と、ＥＯＭ駆動部２２とを制御する制御方法を実行することができるように構成されていてもよい。
【０１３８】
（バーストパルス列を出力させる制御）
パルスレーザ装置によって加工を行う場合、光パルス列をバースト状に出力することで、最適な加工を実現できる用途がある。上記実施形態１〜５に係るシード光源装置は、バーストパルス列を容易に出力することができる。この場合、制御部は、ＬＤ１１、ＳＯＡ１３又はＡＯＭ１４のパルス変調のパルス幅を調整することによって、ＥＯＭ１２に入力されるレーザ光のパルス幅を所望のバーストパルス列が発生する期間に相当するパルス幅に設定するとともに該レーザ光の繰り返し周波数を所望のバーストパルス列の繰り返し周波数に設定し、かつ、ＥＯＭ駆動パルス信号Ｓ１２の繰り返し周波数を、所望のバーストパルス列のパルス間隔に応じた繰り返し周波数に設定する。
以下、シード光源装置１を例として説明する。
【０１３９】
図２５は、シード光源装置１において、バーストパルス列を出力させる場合の信号及び光出力のタイムチャートの一例を示す図である。制御部３０がＬＤ駆動部２１に出力するＬＤ駆動パルス信号Ｓ１１Ｆは、図示する時間範囲では時刻ｔ１、ｔ２を中心として、所望のバーストパルス列が発生する期間に相当するパルス幅ＴＢでオン状態となり、その他の期間ではオフ状態となるパルス信号である。ＬＤ駆動パルス信号Ｓ１１Ｆの繰り返し周期はＴ１であり、繰り返し周波数は所望のバーストパルス列の繰り返し周波数であるｆ１＝１／Ｔ１である。ＬＤ駆動信号Ｓ２１Ｆは、ＬＤ駆動パルス信号Ｓ１１Ｆに同期した信号となる。その結果、ＬＤ１１から出力されるレーザ光Ｌ０１Ｆ（ＬＤ光出力）も、ＬＤ駆動パルス信号Ｓ１１Ｆ及びＬＤ駆動信号Ｓ２１Ｆに同期した光パルス列からなるパルスレーザ光となる。
【０１４０】
一方、制御部３０がＥＯＭ駆動部２２に出力するＥＯＭ駆動パルス信号Ｓ１２は、その繰り返し周期がＴ１より小さいＴ２であり、繰り返し周波数ｆ２＝１／Ｔ２は所望のバーストパルス列のパルス間隔に応じた繰り返し周波数である。これにより、ＥＯＭ１２から出力されるレーザ光Ｌ１（ＥＯＭ光出力）は、バースト周期Ｔ１にてパルス幅ＴＢに相当する期間でパルス間隔がＴ２の光パルス列が出力し、その他の期間では出力がオフになるバーストパルス列となる。
【０１４１】
実施形態１〜５に係るシード光源装置では、ＬＤ１１、ＳＯＡ１３又はＡＯＭ１４の駆動の繰り返し周波数とＥＯＭ１２の駆動の繰り返し周波数とを独立に制御できるので、バーストパルス列のバースト周期とパルス間隔を任意に設定できる。さらに、バーストパルス列の光パルスを出力しない期間においてもＥＯＭ１２を駆動することができるので、ＥＯＭ１２のより高いデューティ比での安定した駆動を実現できる。
【０１４２】
（パルス幅の設定例）
図１のようなＭＯＰＡ構成のパルスレーザ装置１００では、シード光源装置１から出力されるシード光（レーザ光Ｌ１）のパルス幅が広い場合、シード光源装置１よりも後段のシングルモード光ファイバ内や光増幅器内にて、例えば誘導ブリルアン散乱（ＳＢＳ：Stimulated  Brillouin  Scattering）等の非線形現象の影響が顕著になる場合がある。このような非線形現象は、パルスレーザ装置１００から出力されるレーザ光Ｌ４の出力ピークパワーを制約する原因になることがある。上記実施形態に係るシード光源装置では、ＥＯＭ１２をパルス変調することにより、ＥＯＭ１２に入力されるパルスレーザ光を、より小さいパルス幅のパルスレーザ光として切り出している。しかし、ＥＯＭ１２がオフ状態の場合でも、ＥＯＭ１２に入力されるパルスレーザ光の一部がＥＯＭ１２から漏れ出てしまうことがある。そのため、ＥＯＭ１２に入力されるパルスレーザ光のパルス幅が大きい場合には、上記の非線形現象の影響を受ける場合がある。
【０１４３】
このような非線形現象の影響を抑制するためには、ＬＤ１１、ＳＯＡ１３又はＡＯＭ１４のパルス変調のパルス幅を調整し、ＥＯＭ１２に入力されるレーザ光Ｌ０１、Ｌ０２又はＬ０３のパルス幅を３ｎｓ以下に設定することが好ましい。
【０１４４】
図２６は、図１に示すＭＯＰＡ構成のパルスレーザ装置におけるパルスレーザ光のパルス幅と、ＳＢＳが発生し始める出力ピークパワーとの関係の一例を説明する図である。図２６に示すように、パルス幅を３ｎｓ以下に設定すると、ＳＢＳが発生し始める出力ピークパワーは急激に増大するので、ＳＢＳの影響を抑制しながら出力ピークパワーを増加させることができる。
【０１４５】
（実施形態６）
図２７は、実施形態６に係るシード光源装置のブロック図である。シード光源装置１Ｆは、図８に示すシード光源装置１Ａの構成において、制御部３０Ａを制御部３０Ｆに置き換えた構成を有する。制御部３０Ｆは、制御部３０Ａの構成にデューティ比調整部３３Ｆを追加した構成を有する。デューティ比調整部３３Ｆは、パルスパターン生成部３１Ａが出力するＥＯＭ駆動パルスパターン信号Ｓ３１Ａのデューティ比を調整する。これにより、ＥＯＭ駆動パルス生成部３２Ａが出力するＥＯＭ駆動パルス信号Ｓ１２のデューティ比と、ＥＯＭ駆動部２２が出力するＥＯＭ駆動信号Ｓ２２のデューティ比とを調整し、ＥＯＭ１２に対するパルス変調のデューティ比を調整する。デューティ比調整部３３Ｆは、ＥＯＭ１２に対するパルス変調の設定パルス幅に応じて、ＥＯＭ駆動部２２に対する最適な駆動周波数を導出し、パルスパターン生成部３１Ａが出力するＥＯＭ駆動パルスパターン信号Ｓ３１Ａの駆動周波数を変更することによって、デューティ比を調整することができる。
【０１４６】
本発明者がＥＯＭ１２の特性について精査した結果、ＥＯＭ１２から出力されるレーザ光Ｌ１のオン／オフ消光比は、ＥＯＭ１２に対する駆動電圧信号（すなわち、ＥＯＭ駆動信号Ｓ２２）のデューティ比に依存する場合があることが確認された。
【０１４７】
そこで、シード光源装置１Ｆでは、ＥＯＭ駆動パルス信号Ｓ１２のデューティ比を調整するデューティ比調整部３３Ｆを設けることにより、レーザ光Ｌ１のオン／オフ消光比を調整するようにしている。
【０１４８】
図２８は、デューティ比とオン／オフ消光比との関係の一例を示す図である。具体的には、図２８は、ＥＯＭ駆動部２２を、図５に示す出力特性を有するものとした場合に、ＥＯＭ駆動信号Ｓ２２のデューティ比と、ＥＯＭ１２が出力するレーザ光Ｌ１のオン／オフ消光比との関係を示す図である。図５から解るように、デューティ比が１０％の場合に振幅は約５Ｖであり、０％に近くても振幅は４Ｖ程度確保できる。したがって、ＥＯＭ１２の最適な駆動電圧が５Ｖ程度以下である場合には、デューティ比が１０％以下でも、デューティ比が低いことによる駆動電圧の低下は問題にならない。一方、図２８の例では、デューティ比が低くなるほどオン／オフ消光比は高くなり、デューティ比が１０％以下で急激に上昇し、オン／オフ消光比が１５ｄＢ以上となる。なお、これらのデータ点は、デューティ比をｘ、オン／オフ消光比をｙとすると、係数ａ、ｂを用いて、ｙ＝−ａ×ｌｏｇ（ｘ）＋ｂで近似できる。係数ａ、ｂは、例えばＥＯＭ１２の応答特性や、ＥＯＭ１２に入力されるレーザ光Ｌ０１のデューティ比などに依存する値である。図２８の例では、ａ＝７．６６３、ｂ＝８．９１３４である。そこで、図２８に示す例では、オン／オフ消光比をより高めるためには、デューティ比を、オン／オフ消光比が急激に高くなる１０％以下に調整することが好ましい。このようなデューティ比とすることで、ＥＯＭ１２の応答特性が補償されることとなる。
【０１４９】
典型的なＥＯＭ駆動回路では、入力信号をＡＣ結合してから増幅している。そのため、デューティ比が大きい場合は、ＡＣ結合後に０Ｖに対してオフ状態側への電圧の変化量が大きくなってしまい、ＥＯＭ１２のオフ状態時に、レーザ光Ｌ１を消光しきれない可能性がある。そこで、シード光源装置１Ｆでは、ＥＯＭ１２に対するパルス変調のデューティ比を１０％以下とすることで、オン／オフ消光比を高めることができる。なお、デューティ比の最小値は、（ＬＤ１１がオン状態の期間におけるＥＯＭ１２がオン状態の時間）／（ＬＤ１１に対するパルス変調の繰り返し周期Ｔ１１）とするのが好ましい。
【０１５０】
なお、ＥＯＭ１２の駆動電圧が例えば５Ｖより大きい値で最適であり、より高い電圧を印加する方がオン／オフ消光比を高めることができる場合には、所望のオン／オフ消光比を実現するための高い駆動電圧を印加できるように、ＥＯＭ駆動信号Ｓ２２のデューティ比を１０％より高くして、ＥＯＭ１２に対するパルス変調のデューティ比を１０％より高くしてもよい。このようなデューティ比とすることで、ＥＯＭ駆動部２２の増幅特性が補償される。
【０１５１】
（実施形態７）
図２９は、実施形態７に係るシード光源装置のブロック図である。シード光源装置１Ｇは、図２７に示すシード光源装置１Ｆの構成において、記憶部７０を追加した構成を有する。記憶部７０は、例えば公知の外部記憶装置であり、ＥＯＭ１２に対するパルス変調に対して設定するデューティ比または繰り返し周波数を、設定パルス幅と対応させたテーブルデータとして記憶している。デューティ比調整部３３Ｆは、ＥＯＭ１２に対するパルス変調の設定パルス幅を引数として、記憶部７０からデューティ比または繰り返し周波数の値を読み出し、そのデューティ比または繰り返し周波数の値に基づいて、ＥＯＭ１２に対するパルス変調のデューティ比を調整する。
【０１５２】
ここで、記憶部７０が記憶しているテーブルデータは、設定パルス幅と、その設定パルス幅の場合に、所望のオン／オフ消光比を得るために最適なデューティ比または繰り返し周波数とを組み合わせデータである。これにより、シード光源装置１Ｇでは、設定されたパルス幅に対して所望のオン／オフ消光比を得るために最適なデューティ比または繰り返し周波数で動作することができる。
【０１５３】
（実施形態８）
図３０は、実施形態８に係るシード光源装置のブロック図である。シード光源装置１Ｈは、図２８に示すシード光源装置１Ｆの構成において、光カプラ８０を追加し、制御部３０Ｆを制御部３０Ｈに置き換えた構成を有する。制御部３０Ｈは、制御部３０Ｆに光出力モニタ部３４Ｈを追加した構成を有する。
【０１５４】
光カプラ８０は、ＥＯＭ１２から出力されたレーザ光Ｌ１の一部を分岐して、光出力モニタ部３４Ｈに入力させる。光出力モニタ部３４Ｈは、入力されたレーザ光Ｌ１の一部の強度に基づいて、ＥＯＭ１２から出力されるレーザ光Ｌ１の強度をモニタする。デューティ比調整部３３Ｆは、モニタしたレーザ光Ｌ１の強度が極小値となるように、ＥＯＭ１２に対するパルス変調のデューティ比を調整する。
【０１５５】
特に、デューティ比調整部３３Ｆが、ＥＯＭ１２がオフ状態のときに光出力モニタ部３４Ｈがモニタした強度が極小値となるよう、ＥＯＭ１２に対するパルス変調のデューティ比を調整することが好ましい。これにより、レーザ光Ｌ１のオン／オフ消光比を高くすることができる。
【０１５６】
（実施形態９）
図３１は、実施形態９に係るシード光源装置のブロック図である。シード光源装置１Ｉは、図３０に示すシード光源装置１Ｈの構成において、制御部３０Ｈを制御部３０Ｉに置き換え、記憶部７０を追加した構成を有する。制御部３０Ｉは、制御部３０Ｈに消光比算出部３５Ｉを追加した構成を有する。
【０１５７】
光カプラ８０は、ＥＯＭ１２から出力されたレーザ光Ｌ１の一部を分岐して、光出力モニタ部３４Ｈに入力させる。光出力モニタ部３４Ｈは、入力されたレーザ光Ｌ１の一部の強度に基づいて、ＥＯＭ１２から出力されるレーザ光Ｌ１の強度をモニタする。消光比算出部３５Ｉは、モニタしたレーザ光Ｌ１の強度の時間的な平均値（Ｐａｖｅとする）と、ＥＯＭ１２がオフ状態のときに光出力モニタ部８０がモニタした強度（Ｐｏｆｆとする）に基づいて、レーザ光Ｌ１のオン／オフ消光比を算出し、その算出結果を、デューティ比調整部３３Ｆに出力する。デューティ比調整部３３Ｆは、算出したオン／オフ消光比に基づいて、ＥＯＭ１２に対するパルス変調のデューティ比を調整する。ここで、消光比算出部３５Ｉでは、下記の式にしたがってオン／オフ消光比（Ｒ）を算出する。
Ｒ＝１＋（Ｔ／τ）×［（Ｐａｖｅ／Ｐｏｆｆ）−１］
なお、Ｔはレーザ光Ｌ１の繰り返し周期、τはレーザ光Ｌ１のパルス幅である。
【０１５８】
ここで、記憶部７０には、使用条件等に応じてレーザ光Ｌ１に要求されるオン／オフ消光比を、例えば設定パルス幅と対応させたテーブルデータとして記憶している。デューティ比調整部３３Ｆは、算出したオン／オフ消光比が、記憶部７０から読み出した所望のオン／オフ消光比以上になるように、デューティ比または繰り返し周波数の値を調整する。
【０１５９】
なお、ＬＤ１１などが故障してレーザ出力Ｌ１が極めて小さい値になった場合には、判定部における比較が正常に行うことが出来ない可能性がある。そのような場合には、レーザ出力Ｌ１の出力劣化を判定する出力劣化判定閾値を記憶部７０に格納し、モニタしたレーザ光Ｌ１の強度が出力劣化判定閾値未満となった時には、アラーム通知を行うなどの処理を行っても良い。
【０１６０】
（実施形態１０）
図３２は、実施形態１０に係る加工装置の模式図である。この加工装置１０００は、パルスレーザ装置１００１と、加工ヘッド１００２とを備える。パルスレーザ装置１００１は、図１に示すパルスレーザ装置１００と同様のシード光源装置、プリアンプ、およびブースターアンプを備え、パルスのレーザ光Ｌ５を出力する。なお、シード光源装置としては、上記実施形態のいずれのシード光源装置も使用することができる。加工ヘッド１００２は、レーザ光Ｌ５を、パルスのレーザ光Ｌ６として加工対象であるワークＷに照射する。なお、パルスレーザ装置１００１と加工ヘッド１００２とは、光ファイバで光学的に接続してもよいし、空間結合系で光学的に接続してもよい。ワークＷに対する加工は、例えば穴あけ、スクライビング、精密切断、精密溶接（薄膜等）、表面処理、マーキングである。
【０１６１】
この加工装置１０００は、デューティ比が小さいパルスレーザ光を好適に出力することができる。
【０１６２】
（実施形態１１）
図３３は、実施形態１１に係る加工装置の模式図である。この加工装置１０００Ａは、図３２に示す加工装置１０００にさらに制御部１００３を追加した構成を有する。制御部１００３は、パルスレーザ装置１００１の動作と加工ヘッド１００２の動作とを制御するものであり、たとえばパルスレーザ装置１００１の動作と、加工ヘッド１００２によるレーザ光Ｌ６の照射状態とを同期させて制御することができる。
【０１６３】
なお、上記実施形態では、単一波長のレーザ光を出力するレーザ光源として、ＤＦＢレーザ素子を用いているが、ＦＢＧ等の波長選択性素子を用いてレーザ発振波長幅を狭めた外部共振器構造のファブリーペローレーザ素子、ＤＢＲ（Distributed  Bragg  Reflector）レーザ素子やＤＲ（Distributed  Reflector）レーザ素子を用いてもよく、その他のレーザ光源を用いてもよい。また、レーザ光源として、例えばマルチモードレーザ光源のような、単一波長ではない多波長のレーザ光を出力するレーザ光源を用いてもよい。
【０１６４】
また、上記実施形態により本発明が限定されるものではない。上述した各構成要素を適宜組み合わせて構成したものも本発明に含まれる。例えば、実施形態２〜５に係るシード光源装置は、実施形態１に係るパルスレーザ装置のシード光源装置として適用することができる。また、実施形態２のパルスパターン生成部を有する制御部の構成や、実施形態３のパルスパターン生成部と基準クロック生成部とを有する制御部の構成を、実施形態４のＳＯＡを備える構成や、実施形態５のＡＯＭを備える構成に適用してもよい。この場合、パルスパターン生成部は、ＬＤ、ＳＯＡ及びＡＯＭのうち少なくともいずれか一つをパルス変調するパルスパターン信号を生成、出力するように構成する。また、実施形態３のパルスパターン生成部と基準クロック生成部とを有する制御部の構成や、実施形態４のＳＯＡを備える構成や、実施形態５のＡＯＭを備える構成において、図１７Ａ、１７Ｂ、１８Ａ、１８Ｂ、１９Ａ、１９Ｂのいずれか一つの構成を適用して、図７Ａ、７Ｂ、７Ｃに示すようなＥＯＭ駆動パルス信号を出力させるようにしてもよい。また、さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。よって、本発明のより広範な態様は、上記の実施形態に限定されるものではなく、様々な変更が可能である。
【産業上の利用可能性】
【０１６５】
以上のように、本発明は、例えばレーザ加工の分野に適用して好適なものである。
【符号の説明】
【０１６６】
１、１Ａ、１Ｃ、１Ｄ、１Ｅ、１Ｆ、１Ｇ、１Ｈ  シード光源装置
１０、１０Ｄ、１０Ｅ  シード光源部
１１  ＬＤ
１２  ＥＯＭ
１３  ＳＯＡ
１４  ＡＯＭ
２０、２０Ｄ、２０Ｅ  駆動部
２１  ＬＤ駆動部
２２  ＥＯＭ駆動部
２３  ＳＯＡ駆動部
２４  ＡＯＭ駆動部
３０、３０Ａ、３０Ｃ、３０Ｄ、３０Ｅ、３０Ｆ、３０Ｈ、３０Ｉ、１００３  制御部
３１Ａ、３１ＡＢ、３１Ｂ  パルスパターン生成部
３２Ａ、３２ＡＡ、３２ＡＢ、３２Ｂ、３２Ｃ  ＥＯＭ駆動パルス生成部
３２Ａ１  遅延パルス生成部
３２Ａ２、３２ＡＡ２、３２ＡＢ２  駆動パルス生成部
３３Ｃ  基準クロック生成部
３３Ｆ  デューティ比調整部
３４Ｈ  光出力モニタ部
３５Ｉ  消光比算出部
４０  プリアンプ
５０  ブースターアンプ
６０  出力部
７０  記憶部
８０  光カプラ
１００、１００１  パルスレーザ装置
１０００、１０００Ａ  加工装置
１００２  加工ヘッド
Ｄ  遅延ゲート回路
Ｇ  ゲート回路
Ｌ０１、Ｌ０１Ｄ、Ｌ０１Ｆ、Ｌ０２、Ｌ０３、Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４、Ｌ５、Ｌ６  レーザ光
Ｓ１  制御信号
Ｓ１１、Ｓ１１Ｆ  ＬＤ駆動パルス信号
Ｓ１１Ｄ  ＬＤ駆動ＣＷ信号
Ｓ１２、Ｓ１２Ａ  ＥＯＭ駆動パルス信号
Ｓ１３  ＳＯＡ駆動パルス信号
Ｓ１４  ＡＯＭ駆動パルス信号
Ｓ２  駆動信号
Ｓ２１、Ｓ２１Ｄ、Ｓ２１Ｆ  ＬＤ駆動信号
Ｓ２２、Ｓ２２Ａ  ＥＯＭ駆動信号
Ｓ２３  ＳＯＡ駆動信号
Ｓ２４  ＡＯＭ駆動信号
Ｓ３１Ａ、Ｓ３１ＡＢ、Ｓ３１Ｂ１、Ｓ３１Ｂ２  ＥＯＭ駆動パルスパターン信号
Ｓ３１Ｃ  同期信号
Ｓ３２Ａ、Ｓ３２Ｂ１、Ｓ３２Ｂ２  遅延パルス信号
Ｓ３２Ｃ  基準クロック信号
Ｓ４  論理積パルス信号
ＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ３  スイッチ
【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６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
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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１７Ａ】
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【図１７Ｂ】
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【図１８Ａ】
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【図１８Ｂ】
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【図１９Ａ】
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【図１９Ｂ】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【国際調査報告】
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