JPH077860B2 - 多段増幅パルスレーザの同期制御装置 - Google Patents
多段増幅パルスレーザの同期制御装置Info
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- JPH077860B2 JPH077860B2 JP10626288A JP10626288A JPH077860B2 JP H077860 B2 JPH077860 B2 JP H077860B2 JP 10626288 A JP10626288 A JP 10626288A JP 10626288 A JP10626288 A JP 10626288A JP H077860 B2 JPH077860 B2 JP H077860B2
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
- H01S3/10—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating
- H01S3/102—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating by controlling the active medium, e.g. by controlling the processes or apparatus for excitation
- H01S3/104—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating by controlling the active medium, e.g. by controlling the processes or apparatus for excitation in gas lasers
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Description
【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は複数台のパルスレーザを備えて多段増幅を行な
う多段増幅パルスレーザにおいて、特に最大の増幅率を
得るように各パルスレーザ相互間でのレーザ発振タイミ
ングを制御するようにした多段増幅パルスレーザの同期
制御装置に関する。
う多段増幅パルスレーザにおいて、特に最大の増幅率を
得るように各パルスレーザ相互間でのレーザ発振タイミ
ングを制御するようにした多段増幅パルスレーザの同期
制御装置に関する。
（従来の技術） 近年、例えば光プラント等の分野においては、レーザが
多く用いられてきており、その一つとして気体放電を用
いたパルスレーザがある。このパルスレーザは、放電電
源を接続した少なくとも一対の電極が配設されたレーザ
管の内部に気体レーザ媒質を収納し、トリガパルスの印
加によりレーザ電源回路のスイッチング素子を駆動して
レーザ管内に放電を発生させ、この放電により気体レー
ザ媒質を励起してパルスレーザ出力の発振を行なうよう
にしたものである。一方最近では、複数台のパルスレー
ザを備えて多段増幅を行なうようにした、いわゆる多段
増幅パルスレーザが提案されてきている。そして、この
多段増幅パルスレーザにおいては、最大の増幅率が得ら
れるように各パルスレーザ相互間でのレーザ発振タイミ
ングを制御する同期制御装置が備えられている。
多く用いられてきており、その一つとして気体放電を用
いたパルスレーザがある。このパルスレーザは、放電電
源を接続した少なくとも一対の電極が配設されたレーザ
管の内部に気体レーザ媒質を収納し、トリガパルスの印
加によりレーザ電源回路のスイッチング素子を駆動して
レーザ管内に放電を発生させ、この放電により気体レー
ザ媒質を励起してパルスレーザ出力の発振を行なうよう
にしたものである。一方最近では、複数台のパルスレー
ザを備えて多段増幅を行なうようにした、いわゆる多段
増幅パルスレーザが提案されてきている。そして、この
多段増幅パルスレーザにおいては、最大の増幅率が得ら
れるように各パルスレーザ相互間でのレーザ発振タイミ
ングを制御する同期制御装置が備えられている。
第５図は、この種の多段増幅パルスレーザにおける同期
制御装置の構成例を示すブロック図である。第５図にお
いて、耐高温性の材料からなるレーザ管11および12の内
部には、少なくとも一対の電極21および22と、気体レー
ザ媒質が収納されている。また、レーザ管11および12の
両端には、光学窓31および32が形成されている。さら
に、一方のレーザ管11の各光学窓31を通る直線上、すな
わちパルスレーザ出力（以下、単にレーザ光と称する）
の発振光路上には、全反射ミラー４とハーフミラー５と
が配設されている。一方、レーザ電源回路61および62
は、高電圧を出力する放電電源、サイラトロン等からな
るスイッチング素子、コンデンサおよび抵抗からなる放
電回路等を備えており、放電電源は上記電極21および22
にそれぞれ接続されている。そして、レーザ電源回路61
および62の各スイッチング素子は、トリガパルスの印加
により駆動してレーザ管11および12内に放電を発生さ
せ、この放電により管内の気体レーザ媒質を励起してレ
ーザ光を発振するようになっている。さらにまた、レー
ザ管11および12の光学窓31および32を通る直線上には、
全反射ミラー71および72がそれぞれ配設されており、レ
ーザ管11からのパルスレーザ光を全反射ミラー71で反射
させ、この反射光を全反射ミラー72で反射してレーザ管
12に入射させるようになっている。以上により、レーザ
管11とレーザ電源回路61とから第１のパルスレーザが、
レーザ管12とレーザ電源回路62とから第２のパルスレー
ザがそれぞれ構成されている。
制御装置の構成例を示すブロック図である。第５図にお
いて、耐高温性の材料からなるレーザ管11および12の内
部には、少なくとも一対の電極21および22と、気体レー
ザ媒質が収納されている。また、レーザ管11および12の
両端には、光学窓31および32が形成されている。さら
に、一方のレーザ管11の各光学窓31を通る直線上、すな
わちパルスレーザ出力（以下、単にレーザ光と称する）
の発振光路上には、全反射ミラー４とハーフミラー５と
が配設されている。一方、レーザ電源回路61および62
は、高電圧を出力する放電電源、サイラトロン等からな
るスイッチング素子、コンデンサおよび抵抗からなる放
電回路等を備えており、放電電源は上記電極21および22
にそれぞれ接続されている。そして、レーザ電源回路61
および62の各スイッチング素子は、トリガパルスの印加
により駆動してレーザ管11および12内に放電を発生さ
せ、この放電により管内の気体レーザ媒質を励起してレ
ーザ光を発振するようになっている。さらにまた、レー
ザ管11および12の光学窓31および32を通る直線上には、
全反射ミラー71および72がそれぞれ配設されており、レ
ーザ管11からのパルスレーザ光を全反射ミラー71で反射
させ、この反射光を全反射ミラー72で反射してレーザ管
12に入射させるようになっている。以上により、レーザ
管11とレーザ電源回路61とから第１のパルスレーザが、
レーザ管12とレーザ電源回路62とから第２のパルスレー
ザがそれぞれ構成されている。
一方、同期制御装置は、電流プローブ81および82と、マ
スタパルサ９と、計算機10とから構成されている。ここ
で、電流プローブ81および82は、第１および第２のパル
スレーザの放電電流をそれぞれ検出するものである。ま
た、マスタパルサ９は、所定の繰返し周波数（数KHz〜
数十KHz）でクロックパルスを連続的に出力するもので
ある。さらに、計算機10は、コンスタントフラクション
ディスクリミネータ（以下、CFDと称する）101および10
2と、タイムデジタルコンバータ（以下、TDCと称する）
103と、CPU104と、パルスディレイジェネレータ（以
下、PDGと称する）105とから構成されている。CFD101お
よび102は、電流プローブ81および82で検出された放電
電流があるしきい値に達した時点で、立上がりの速い放
電検出パルスをそれぞれ発生する（放電タイミングを測
定する）ものである。またTDC103は、CFD101および102
からの各放電検出パルスの入力タイミングの差（放電タ
イミングの差）を求めるものである。さらにCPU104は、
TDC103で求められたタイミング差に基づいて、各パルス
レーザ相互間でのレーザ発振タイミングのずれが最適と
なるように、第２のパルスレーザのレーザ電源回路62に
対するトリガパルスの出力タイミング（最適ディレイ時
間）を演算するものである。さらにまたPDG105は、マス
タパルサ９から入力されるクロックパルスに同期して、
第１のパルスレーザのレーザ電源回路61に対してトリガ
パルスを出力すると共に、CPU104で求められた最適ディ
レイ時間に従って、第２のパルスレーザのレーザ電源回
路62に対してトリガパルスを出力するものである。
スタパルサ９と、計算機10とから構成されている。ここ
で、電流プローブ81および82は、第１および第２のパル
スレーザの放電電流をそれぞれ検出するものである。ま
た、マスタパルサ９は、所定の繰返し周波数（数KHz〜
数十KHz）でクロックパルスを連続的に出力するもので
ある。さらに、計算機10は、コンスタントフラクション
ディスクリミネータ（以下、CFDと称する）101および10
2と、タイムデジタルコンバータ（以下、TDCと称する）
103と、CPU104と、パルスディレイジェネレータ（以
下、PDGと称する）105とから構成されている。CFD101お
よび102は、電流プローブ81および82で検出された放電
電流があるしきい値に達した時点で、立上がりの速い放
電検出パルスをそれぞれ発生する（放電タイミングを測
定する）ものである。またTDC103は、CFD101および102
からの各放電検出パルスの入力タイミングの差（放電タ
イミングの差）を求めるものである。さらにCPU104は、
TDC103で求められたタイミング差に基づいて、各パルス
レーザ相互間でのレーザ発振タイミングのずれが最適と
なるように、第２のパルスレーザのレーザ電源回路62に
対するトリガパルスの出力タイミング（最適ディレイ時
間）を演算するものである。さらにまたPDG105は、マス
タパルサ９から入力されるクロックパルスに同期して、
第１のパルスレーザのレーザ電源回路61に対してトリガ
パルスを出力すると共に、CPU104で求められた最適ディ
レイ時間に従って、第２のパルスレーザのレーザ電源回
路62に対してトリガパルスを出力するものである。
さて、気体放電を用いたパルスレーザにおいて、多段増
幅を行なう場合、第１のパルスレーザがマスターとな
り、第２のパルスレーザ以降が増幅段となる。そしてこ
の時、各レーザ間のレーザ発振タイミングのずれΔt
Xは、各レーザ間の距離をＬとすると、 ΔtX×Ｃ＝Ｌ なる関係を満たす必要がある。但し、Ｃは光速である。
幅を行なう場合、第１のパルスレーザがマスターとな
り、第２のパルスレーザ以降が増幅段となる。そしてこ
の時、各レーザ間のレーザ発振タイミングのずれΔt
Xは、各レーザ間の距離をＬとすると、 ΔtX×Ｃ＝Ｌ なる関係を満たす必要がある。但し、Ｃは光速である。
一方第６図は、第５図における各部の波形をそれぞれ示
すものである。第６図において、A1は第１のパルスレー
ザのレーザ電源回路61へのトリガパルス波形、A2は第１
のパルスレーザの放電電流波形、A3は第１のパルスレー
ザのレーザ光波形、A4はCFD101からの放電検出パルス波
形を、またB1は第２のパルスレーザのレーザ電源回路62
へのトリガパルス波形、B2は第２のパルスレーザの放電
電流波形、B3は第２のパルスレーザのレーザ光波形、B4
はCFD102からの放電検出パルス波形をそれぞれ示してい
る。すなわち、第６図におけるレーザ発振タイミングの
ずれΔtXが、 ΔtX＝L/C である時に、多段増幅パルスレーザの増幅作用が最大、
換言すると最大の増幅率が得られる。
すものである。第６図において、A1は第１のパルスレー
ザのレーザ電源回路61へのトリガパルス波形、A2は第１
のパルスレーザの放電電流波形、A3は第１のパルスレー
ザのレーザ光波形、A4はCFD101からの放電検出パルス波
形を、またB1は第２のパルスレーザのレーザ電源回路62
へのトリガパルス波形、B2は第２のパルスレーザの放電
電流波形、B3は第２のパルスレーザのレーザ光波形、B4
はCFD102からの放電検出パルス波形をそれぞれ示してい
る。すなわち、第６図におけるレーザ発振タイミングの
ずれΔtXが、 ΔtX＝L/C である時に、多段増幅パルスレーザの増幅作用が最大、
換言すると最大の増幅率が得られる。
しかしながら、第６図におけるトリガパルス出力からレ
ーザ光発振までの時間遅れtd1は、必ずしも一定ではな
い。これは、第５図のレーザ電源回路61および62の素子
固有のジッタおよびドリフト、また第５図のレーザ管11
および12自体の放電タイミングのジッタおよびドリフト
のために生じている。これに対して、第６図における放
電検出からレーザ光発振までの時間遅れtd2は、ほぼ一
定の値となっている。
ーザ光発振までの時間遅れtd1は、必ずしも一定ではな
い。これは、第５図のレーザ電源回路61および62の素子
固有のジッタおよびドリフト、また第５図のレーザ管11
および12自体の放電タイミングのジッタおよびドリフト
のために生じている。これに対して、第６図における放
電検出からレーザ光発振までの時間遅れtd2は、ほぼ一
定の値となっている。
従って、第５図の同期制御装置においては、電流プロー
ブ81および82によって第１および第２のパルスレーザの
放電電流波形（A2およびB2）をそれぞれ測定し、トリガ
パルス出力からレーザ光発振までの時間遅れtd1の不確
定さを補うために、第１のパルスレーザのレーザ発振タ
イミングと第２のパルスレーザのレーザ発振タイミング
とのずれが ΔtX＝L/C となるように、第２のパルスレーザのレーザ電源回路62
に対するトリガパルスの出力タイミングを調整してい
る。すなわち具体的には、CFD101および102により、電
流プローブ81および82で検出された放電電流（A2および
B2）があるしきい値に達した時点で、立上がりの速い放
電検出パルス（A4およびB4）をそれぞれ発生させること
によってタイミング信号を得、次にTDC103によりCFD101
および102からの各放電検出パルスの入力タイミングの
差（ΔＴ）を求めてCPU104に伝達し、CPU104によりこの
タイミング差（ΔＴ）に基づいて、各パルスレーザ相互
間でのレーザ発振タイミングのずれが最適となるよう
に、第２のパルスレーザのレーザ電源回路62に対するト
リガパルスの出力タイミング（最適ディレイ時間）を求
め、さらにPDG105によりCPU104からの最適ディレイ時間
に従い、第１のパルスレーザのレーザ電源回路61に対し
てトリガパルスが出力される毎に、第２のパルスレーザ
のレーザ電源回路62に対してトリガパルスを出力し、Δ
tX＝L/Cとなるように第６図のΔｔを変化させて調整を
行なっている。
ブ81および82によって第１および第２のパルスレーザの
放電電流波形（A2およびB2）をそれぞれ測定し、トリガ
パルス出力からレーザ光発振までの時間遅れtd1の不確
定さを補うために、第１のパルスレーザのレーザ発振タ
イミングと第２のパルスレーザのレーザ発振タイミング
とのずれが ΔtX＝L/C となるように、第２のパルスレーザのレーザ電源回路62
に対するトリガパルスの出力タイミングを調整してい
る。すなわち具体的には、CFD101および102により、電
流プローブ81および82で検出された放電電流（A2および
B2）があるしきい値に達した時点で、立上がりの速い放
電検出パルス（A4およびB4）をそれぞれ発生させること
によってタイミング信号を得、次にTDC103によりCFD101
および102からの各放電検出パルスの入力タイミングの
差（ΔＴ）を求めてCPU104に伝達し、CPU104によりこの
タイミング差（ΔＴ）に基づいて、各パルスレーザ相互
間でのレーザ発振タイミングのずれが最適となるよう
に、第２のパルスレーザのレーザ電源回路62に対するト
リガパルスの出力タイミング（最適ディレイ時間）を求
め、さらにPDG105によりCPU104からの最適ディレイ時間
に従い、第１のパルスレーザのレーザ電源回路61に対し
てトリガパルスが出力される毎に、第２のパルスレーザ
のレーザ電源回路62に対してトリガパルスを出力し、Δ
tX＝L/Cとなるように第６図のΔｔを変化させて調整を
行なっている。
ところで、上述のような多段増幅パルスレーザの同期制
御装置では、レーザの放電電流によってレーザの放電タ
イミングを測定していることから、放電回路を有するレ
ーザ電源回路61および62の近くに電流プローブ81および
82を設置する必要がある。しかしながら、このレーザ電
源回路61および62は、実際には約10KV,2〜3KAの放電回
路であるため、電流プローブ81および82とレーザ電源回
路61および62との間の浮遊容量を介してノイズが侵入す
ることを回避することは不可能である。その結果、この
ノイズによって計算機10が誤動作を引起こすため、多段
増幅パルスレーザにおけるレーザ発振のタイミングを高
信頼度で制御することは困難である。
御装置では、レーザの放電電流によってレーザの放電タ
イミングを測定していることから、放電回路を有するレ
ーザ電源回路61および62の近くに電流プローブ81および
82を設置する必要がある。しかしながら、このレーザ電
源回路61および62は、実際には約10KV,2〜3KAの放電回
路であるため、電流プローブ81および82とレーザ電源回
路61および62との間の浮遊容量を介してノイズが侵入す
ることを回避することは不可能である。その結果、この
ノイズによって計算機10が誤動作を引起こすため、多段
増幅パルスレーザにおけるレーザ発振のタイミングを高
信頼度で制御することは困難である。
（発明が解決しようとする課題） 以上のように、従来の多段増幅パルスレーザの同期制御
装置では、レーザの放電電流によってレーザの放電タイ
ミングを測定していることから、ノイズの侵入によって
計算機が誤動作してしまい、レーザ発振のタイミングを
高信頼度で制御することができないという問題があっ
た。
装置では、レーザの放電電流によってレーザの放電タイ
ミングを測定していることから、ノイズの侵入によって
計算機が誤動作してしまい、レーザ発振のタイミングを
高信頼度で制御することができないという問題があっ
た。
本発明の目的は、レーザの放電光によってレーザの放電
タイミングを測定することにより、ノイズの影響を受け
ることなく、レーザ発振のタイミングを極めて高信頼度
で制御することが可能な多段増幅パルスレーザの同期制
御装置を提供することにある。
タイミングを測定することにより、ノイズの影響を受け
ることなく、レーザ発振のタイミングを極めて高信頼度
で制御することが可能な多段増幅パルスレーザの同期制
御装置を提供することにある。
［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 上記の目的を達成するために本発明では、第１のパルス
レーザからのパルスレーザ出力を第２のパルスレーザで
増幅して多段増幅を行なうようにした多段増幅パルスレ
ーザの同期制御装置を、 第１および第２のパルスレーザからの放電光をそれぞれ
検出する第１および第２の光検出手段と、（ａ）第１の
パルスレーザのレーザ電源回路に対して、所定の繰返し
周波数でトリガパルスを連続的に出力する機能、（ｂ）
第１および第２の光検出手段からの検出信号により各パ
ルスレーザの放電タイミングを測定する機能、（ｃ）両
者の放電タイミングの差に基づいて、各パルスレーザ相
互間でのレーザ発振タイミングのずれが最適となるよう
に第２のパルスレーザのレーザ電源回路に対するトリガ
パルスの出力タイミングを演算して出力する機能を有す
る計算機とを備えて構成している。
レーザからのパルスレーザ出力を第２のパルスレーザで
増幅して多段増幅を行なうようにした多段増幅パルスレ
ーザの同期制御装置を、 第１および第２のパルスレーザからの放電光をそれぞれ
検出する第１および第２の光検出手段と、（ａ）第１の
パルスレーザのレーザ電源回路に対して、所定の繰返し
周波数でトリガパルスを連続的に出力する機能、（ｂ）
第１および第２の光検出手段からの検出信号により各パ
ルスレーザの放電タイミングを測定する機能、（ｃ）両
者の放電タイミングの差に基づいて、各パルスレーザ相
互間でのレーザ発振タイミングのずれが最適となるよう
に第２のパルスレーザのレーザ電源回路に対するトリガ
パルスの出力タイミングを演算して出力する機能を有す
る計算機とを備えて構成している。
（作用） 従って、本発明の多段増幅パルスレーザの同期制御装置
においては、レーザの放電光を検出することによってレ
ーザの放電タイミングを測定することにより、正確にし
かもノイズの無い状態でレーザの放電タイミングを測定
することができ、各レーザにおけるレーザ発振のタイミ
ングを信頼性良く制御することが可能となる。
においては、レーザの放電光を検出することによってレ
ーザの放電タイミングを測定することにより、正確にし
かもノイズの無い状態でレーザの放電タイミングを測定
することができ、各レーザにおけるレーザ発振のタイミ
ングを信頼性良く制御することが可能となる。
（実施例） 本発明は、レーザ管の放電光が放電電流と同一波形を有
することを利用して、前述のA2,B2の波形に相当する波
形を、レーザ管の放電光を測定することにより、ノイズ
の無い状態で得ようとするものである。
することを利用して、前述のA2,B2の波形に相当する波
形を、レーザ管の放電光を測定することにより、ノイズ
の無い状態で得ようとするものである。
以下、上記のような考え方に基づく本発明の一実施例に
ついて図面を参照して説明する。
ついて図面を参照して説明する。
第１図は、本発明による多段増幅パルスレーザの同期制
御装置の構成例を示すブロック図であり、第５図と同一
部分には同一符号を付してその説明を省略し、ここでは
異なる部分についてのみ述べる。すなわち第１図は、第
５図における電流プローブ81および82を省略し、これに
代えてレーザ管11のレーザ光を発振光路の延長線上に光
検出装置51を配設すると共に、レーザ管12のレーザ光の
発振光路の延長線上に全反射ミラー41,および光検出装
置52を配設し、光検出装置51および52の検出信号を、計
算機10のCFD101′および102′に入力するようにしたも
のである。
御装置の構成例を示すブロック図であり、第５図と同一
部分には同一符号を付してその説明を省略し、ここでは
異なる部分についてのみ述べる。すなわち第１図は、第
５図における電流プローブ81および82を省略し、これに
代えてレーザ管11のレーザ光を発振光路の延長線上に光
検出装置51を配設すると共に、レーザ管12のレーザ光の
発振光路の延長線上に全反射ミラー41,および光検出装
置52を配設し、光検出装置51および52の検出信号を、計
算機10のCFD101′および102′に入力するようにしたも
のである。
ここで、全反射ミラー41および前述の全反射ミラー71,7
2としては、放電光に比べてレーザ光の強度が強いた
め、レーザ管からのレーザ光のみを反射して放電光を透
過する、例えば誘電体多層膜ミラーを用いる。また、光
検出装置51および52は、全反射ミラー71および41を通し
て得られる、レーザの放電電流に同期する放電光を検出
するものである。さらに、CFD101′および102′は、光
検出装置51および52からの検出信号が入力された時点
で、立上がりの速い放電検出パルスをそれぞれ発生する
（放電タイミングを測定する）ものである。
2としては、放電光に比べてレーザ光の強度が強いた
め、レーザ管からのレーザ光のみを反射して放電光を透
過する、例えば誘電体多層膜ミラーを用いる。また、光
検出装置51および52は、全反射ミラー71および41を通し
て得られる、レーザの放電電流に同期する放電光を検出
するものである。さらに、CFD101′および102′は、光
検出装置51および52からの検出信号が入力された時点
で、立上がりの速い放電検出パルスをそれぞれ発生する
（放電タイミングを測定する）ものである。
第２図は、光検出装置51および52の詳細な構成例を示す
図である。光検出装置51（52）は図示のように、干渉フ
ィルタ51a（52a）と、集光レンズ51b（52b）と、光検出
器51c（52c）と、増幅器51d（52d）とからなっている。
ここで、干渉フィルタ51a（52a）は、放電光の主スペク
トルのみを透過するものであり、これによりレーザ光で
はなく、放電電流に比例する光出力を測定することがで
きる。また、集光レンズ51b（52b）は、干渉フィルタ51
a（52a）からの光を集光するものである。さらに、光検
出器51c（52c）は、集光レンズ51b（52b）からの光の強
度を検出するものである。この光検出器51c（52c）とし
ては、例えば半導体検出器、フォトマル、マイクロチャ
ンネルプレート利用のフォトマル等を用いることができ
るが、本実施例では第３図に示す如く半導体検出器（フ
ォトダイオードPD）を用いる。さらにまた、増幅器51d
（52d）は、光検出器51c（52c）からの検出信号を増幅
するものである。この増幅器51d（52d）は第３図に示す
如く、演算増幅器OP,抵抗R1からなる増幅回路と、コン
デンサC,抵抗R2からなる微分回路とからなっている。す
なわち、増幅回路の出力波形V1は第４図（ｂ）に示すよ
うに、第４図（ａ）に示す放電電流波形と同様の波形と
なるが、強度についてはレンズ系の明るさ等により相対
値しか得られない。このため、微分回路を設けて増幅回
路の出力を微分し、第４図（ｃ）に示すような波形V2を
得ることにより、ノイズの無い状態で正確に放電タイミ
ングを測定することができる。
図である。光検出装置51（52）は図示のように、干渉フ
ィルタ51a（52a）と、集光レンズ51b（52b）と、光検出
器51c（52c）と、増幅器51d（52d）とからなっている。
ここで、干渉フィルタ51a（52a）は、放電光の主スペク
トルのみを透過するものであり、これによりレーザ光で
はなく、放電電流に比例する光出力を測定することがで
きる。また、集光レンズ51b（52b）は、干渉フィルタ51
a（52a）からの光を集光するものである。さらに、光検
出器51c（52c）は、集光レンズ51b（52b）からの光の強
度を検出するものである。この光検出器51c（52c）とし
ては、例えば半導体検出器、フォトマル、マイクロチャ
ンネルプレート利用のフォトマル等を用いることができ
るが、本実施例では第３図に示す如く半導体検出器（フ
ォトダイオードPD）を用いる。さらにまた、増幅器51d
（52d）は、光検出器51c（52c）からの検出信号を増幅
するものである。この増幅器51d（52d）は第３図に示す
如く、演算増幅器OP,抵抗R1からなる増幅回路と、コン
デンサC,抵抗R2からなる微分回路とからなっている。す
なわち、増幅回路の出力波形V1は第４図（ｂ）に示すよ
うに、第４図（ａ）に示す放電電流波形と同様の波形と
なるが、強度についてはレンズ系の明るさ等により相対
値しか得られない。このため、微分回路を設けて増幅回
路の出力を微分し、第４図（ｃ）に示すような波形V2を
得ることにより、ノイズの無い状態で正確に放電タイミ
ングを測定することができる。
かかる構成の同期制御装置においては、光検出装置51お
よび52によって、第１および第２のパルスレーザの放電
電流波形（A2およびB2）がそれぞれ検出され、前述した
トリガパルス出力からレーザ光発振までの時間遅れtd1
の不確定さを補うために、第１のパルスレーザのレーザ
発振タイミングと第２のパルスレーザのレーザ発振タイ
ミングとのずれが ΔtX＝L/C となるように、第２のパルスレーザのレーザ電源回路62
に対するトリガパルスの出力タイミングが調整される。
すなわち具体的には、CFD101および102により、光検出
装置51および52からの検出信号が入力された時点で、立
上がりの速い放電検出パルス（A4およびB4）をそれぞれ
発生させることによってタイミング信号が得られる。次
に、TDC103によりCFD101および102からの各放電検出パ
ルスの入力タイミングの差（ΔＴ）を求めてCPU104に伝
達され、CPU104によりこのタイミング差（ΔＴ）に基づ
いて、各パルスレーザ相互間でのレーザ発振タイミング
のずれが最適となるように、第２のパルスレーザのレー
ザ電源回路62に対するトリガパルスの出力タイミング
（最適ディレイ時間）が求められる。そして、PDG105に
よりCPU104からの最適ディレイ時間に従い、第１のパル
スレーザのレーザ電源回路61に対してトリガパルスが出
力される毎に、第２のパルスレーザのレーザ電源回路62
に対してトリガパルスを出力することにより、 ΔtX＝L/C となるように第６図のΔｔを変化させて調整が行なわれ
る。この場合、光検出装置51および52で各レーザの放電
光を検出することによって、レーザの放電タイミングを
測定していることにより、正確にしかもノイズの無い状
態でレーザの放電タイミングを測定することができ、各
レーザにおけるレーザ発振のタイミングを信頼性良く制
御することができる。
よび52によって、第１および第２のパルスレーザの放電
電流波形（A2およびB2）がそれぞれ検出され、前述した
トリガパルス出力からレーザ光発振までの時間遅れtd1
の不確定さを補うために、第１のパルスレーザのレーザ
発振タイミングと第２のパルスレーザのレーザ発振タイ
ミングとのずれが ΔtX＝L/C となるように、第２のパルスレーザのレーザ電源回路62
に対するトリガパルスの出力タイミングが調整される。
すなわち具体的には、CFD101および102により、光検出
装置51および52からの検出信号が入力された時点で、立
上がりの速い放電検出パルス（A4およびB4）をそれぞれ
発生させることによってタイミング信号が得られる。次
に、TDC103によりCFD101および102からの各放電検出パ
ルスの入力タイミングの差（ΔＴ）を求めてCPU104に伝
達され、CPU104によりこのタイミング差（ΔＴ）に基づ
いて、各パルスレーザ相互間でのレーザ発振タイミング
のずれが最適となるように、第２のパルスレーザのレー
ザ電源回路62に対するトリガパルスの出力タイミング
（最適ディレイ時間）が求められる。そして、PDG105に
よりCPU104からの最適ディレイ時間に従い、第１のパル
スレーザのレーザ電源回路61に対してトリガパルスが出
力される毎に、第２のパルスレーザのレーザ電源回路62
に対してトリガパルスを出力することにより、 ΔtX＝L/C となるように第６図のΔｔを変化させて調整が行なわれ
る。この場合、光検出装置51および52で各レーザの放電
光を検出することによって、レーザの放電タイミングを
測定していることにより、正確にしかもノイズの無い状
態でレーザの放電タイミングを測定することができ、各
レーザにおけるレーザ発振のタイミングを信頼性良く制
御することができる。
上述したように、本実施例の多段増幅パルスレーザの同
期制御装置では、光検出装置51および52で各レーザの放
電光を検出することによって、レーザの放電タイミング
を測定するようにしたので、従来のようにノイズの影響
を受けない状態で正確に、レーザ発振のタイミングを極
めて信頼性良く制御することが可能となる。
期制御装置では、光検出装置51および52で各レーザの放
電光を検出することによって、レーザの放電タイミング
を測定するようにしたので、従来のようにノイズの影響
を受けない状態で正確に、レーザ発振のタイミングを極
めて信頼性良く制御することが可能となる。
尚、本発明は上述した実施例に限定されるものではな
く、次のようにしても同様に実施することができるもの
である。
く、次のようにしても同様に実施することができるもの
である。
（ａ）上記実施例では、光検出装置51および52として
は、微分回路を設けて増幅回路の出力を微分し、CFD10
1′および102′により当該微分信号が入力されたタイミ
ングを検出して放電タイミングを測定したが、これに限
らず微分回路を省略して、増幅回路の出力（光の強度）
があるしきい値に達したタイミングを検出して放電タイ
ミングを測定することも可能である。
は、微分回路を設けて増幅回路の出力を微分し、CFD10
1′および102′により当該微分信号が入力されたタイミ
ングを検出して放電タイミングを測定したが、これに限
らず微分回路を省略して、増幅回路の出力（光の強度）
があるしきい値に達したタイミングを検出して放電タイ
ミングを測定することも可能である。
（ｂ）上記実施例では、光検出装置51および52を各パル
スレーザの近傍に配設したが、これに限らず光検出装置
51および52を構成する干渉フィルタ，集光レンズと光検
出器，増幅器とを分離し、前者をレーザ側に設けると共
に後者をデータ処理系設置場所に設置した計算機10側に
設けて、集光レンズからの光を光ファイバにより伝送し
て光検出器に入光させ、ノイズ環境の良好な場所で光信
号を処理することも可能である。
スレーザの近傍に配設したが、これに限らず光検出装置
51および52を構成する干渉フィルタ，集光レンズと光検
出器，増幅器とを分離し、前者をレーザ側に設けると共
に後者をデータ処理系設置場所に設置した計算機10側に
設けて、集光レンズからの光を光ファイバにより伝送し
て光検出器に入光させ、ノイズ環境の良好な場所で光信
号を処理することも可能である。
以上説明したように本発明によれば、レーザの放電光に
よってレーザの放電タイミングを測定するようにしたの
で、ノイズの影響を受けることなく、レーザ発振のタイ
ミングを極めて高信頼度で制御することが可能な多段増
幅パルスレーザの同期制御装置が提供できる。
よってレーザの放電タイミングを測定するようにしたの
で、ノイズの影響を受けることなく、レーザ発振のタイ
ミングを極めて高信頼度で制御することが可能な多段増
幅パルスレーザの同期制御装置が提供できる。
第１図は本発明による多段増幅パルスレーザの同期制御
装置の一実施例を示すブロック図、第２図および第３図
は同実施例における光検出装置の詳細を示す図、第４図
は同実施例における作用を説明するための図、第５図は
従来の多段増幅パルスレーザの同期制御装置の構成例を
示すブロック図、第６図は第５図における作用を説明す
るための図である。 11,12……レーザ管、51,52……光検出装置、61,62……
レーザ電源回路、41,71,72……全反射ミラー、９……マ
スタパルサ、10……計算機、101,102,101′,102′……C
FD、103……TDC、104……CPU、105……PDG。
装置の一実施例を示すブロック図、第２図および第３図
は同実施例における光検出装置の詳細を示す図、第４図
は同実施例における作用を説明するための図、第５図は
従来の多段増幅パルスレーザの同期制御装置の構成例を
示すブロック図、第６図は第５図における作用を説明す
るための図である。 11,12……レーザ管、51,52……光検出装置、61,62……
レーザ電源回路、41,71,72……全反射ミラー、９……マ
スタパルサ、10……計算機、101,102,101′,102′……C
FD、103……TDC、104……CPU、105……PDG。
Claims (1)
- 【請求項１】少なくとも一対の電極，および気体レーザ
媒質が内部に収納されたレーザ管と、前記電極が接続さ
れる放電電源とスイッチング素子とを有し，トリガパル
スの印加により前記スイッチング素子を駆動してレーザ
管内に放電を発生させ、この放電により前記気体レーザ
媒質を励起してパルスレーザ出力を発振させるレーザ電
源回路とからなる第１および第２のパルスレーザを備
え、前記第１のパルスレーザからのパルスレーザ出力を
第２のパルスレーザで増幅して多段増幅を行なうように
した多段増幅パルスレーザにおいて、 前記第１および第２のパルスレーザからの放電光をそれ
ぞれ検出する第１および第２の光検出手段と、 下記の（ａ）〜（ｃ）の機能を有する計算機と、を備え
て成ることを特徴とする多段増幅パルスレーザの同期制
御装置。 （ａ）前記第１のパルスレーザのレーザ電源回路に対し
て、所定の繰返し周波数でトリガパルスを連続的に出力
する機能。 （ｂ）前記第１および第２の光検出手段からの検出信号
により各パルスレーザの放電タイミングを測定する機
能。 （ｃ）前記両者の放電タイミングの差に基づいて、前記
各パルスレーザ相互間でのレーザ発振タイミングのずれ
が最適となるように前記第２のパルスレーザのレーザ電
源回路に対するトリガパルスの出力タイミングを演算し
て出力する機能。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10626288A JPH077860B2 (ja) | 1988-04-28 | 1988-04-28 | 多段増幅パルスレーザの同期制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10626288A JPH077860B2 (ja) | 1988-04-28 | 1988-04-28 | 多段増幅パルスレーザの同期制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01276785A JPH01276785A (ja) | 1989-11-07 |
| JPH077860B2 true JPH077860B2 (ja) | 1995-01-30 |
Family
ID=14429183
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10626288A Expired - Fee Related JPH077860B2 (ja) | 1988-04-28 | 1988-04-28 | 多段増幅パルスレーザの同期制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH077860B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6625191B2 (en) * | 1999-12-10 | 2003-09-23 | Cymer, Inc. | Very narrow band, two chamber, high rep rate gas discharge laser system |
| JP5368530B2 (ja) * | 2001-03-21 | 2013-12-18 | 株式会社小松製作所 | 注入同期式又はｍｏｐａ方式のレーザ装置 |
| JP4877692B2 (ja) * | 2001-03-21 | 2012-02-15 | 株式会社小松製作所 | 注入同期式又はｍｏｐａ方式のレーザ装置 |
-
1988
- 1988-04-28 JP JP10626288A patent/JPH077860B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01276785A (ja) | 1989-11-07 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |