[发明专利]高功率脉冲光产生装置

说明书

技术领域

本发明涉及通过将半导体激光器作为激励光源使用而具有放大脉冲光的功能的固体激光器、光纤激光器、光纤放大器等脉冲光产生装置。

本申请基于2011年9月6日在日本申请的特愿2011－193777号主张优先权，在此援引其内容。

背景技术

以往，使用从光纤输出光的半导体激光器（Laser Diode：LD）作为部分固体激光器、光纤激光器、光纤放大器等用于激励脉冲光产生装置中的放大介质的激励光源。在激励光源用LD（以下，称为激励LD）中，例如多使用图6所示的并联型恒流驱动电路，此时，激励LD中的恒定输出被连续地维持。

即，图6所示的基本的并联型驱动电路由分流电阻52、运算放大器等比较器53和晶体管54构成。在该并联型驱动电路中，电压信号输入到比较器53中，比较器53的输出被输入到晶体管54（基极侧）中。晶体管54的集电极侧的输出在由分流电阻形成的电位模式下反馈到比较器53。另外，若将晶体管54的发射极侧的输出作为驱动电流施加到激励LD3，则可从激励LD3得到与驱动电流对应的光输出。这样的并联型驱动电路虽在将电流保持为恒定值的方面是有利的，但无法高速地切换激励LD3为激光振荡的状态（以下，记为ON状态）和激励LD3不为激光振荡的状态（OFF状态）。

另一方面，如以开关电源为代表那样，通常，应用了开关元件的恒压电路也被使用。其理由是因为容易实现电源电路或者电力供给电路中的器件损耗的最小化，其中，该电源电路或者电力供给电路使用了应用上述开关元件的恒压电路。将上述电源电路或者上述电力供给电路应用于光放大器的激励LD的技术也是公知的。在美国专利第5325383号说明书以及美国专利第5283794号说明书中公开了下述技术，即使用脉冲宽度调制（Pulse Width Modulation：PWM）来对激励LD进行脉冲驱动。

进而，在几篇技术文献中公开了下述方法，即，使开关频率的相位与脉冲频率的相位相关联来驱动LD，从而加速输出脉冲的上升的LD的驱动方法（例如，参照美国专利第5867305号说明书，美国专利第5933271号说明书以及美国专利第6081369号说明书）。在这些文献中，公开了下述技术，即为了除去限制脉冲放大中的增益或者峰值功率的噪声（例如，自发辐射（Amplified Spontaneous Emission：ASE）光、瑞利散射光等），以比放大介质的激励寿命短的时间，间歇地驱动激励LD。

另外，使输出脉冲激光（脉冲光的放大器）的激励光源中的激励用脉冲光的频率与信号频率同步，来提高增益的技术也是已知的。

将上述那样的LD作为激励光源使用的脉冲光产生装置可得到峰值功率高的输出光，因而多被用于激光加工或者激光测量。然而，在激光加工装置或者激光测量器中，频繁地产生下述状况，即，若从这样的高功率脉冲光产生装置出射的脉冲光在被照射体的表面或者接近表面的位置被反射，则脉冲光从脉冲光产生装置的出射部沿输出脉冲光的出射方向的逆向，向该装置内入射而返回到装置内，传送到光放大器中。而且，由被照射体反射的反射光的一部分到达光放大器的激励LD，根据激励LD的驱动状态，有时会使激励LD破损。

在前述的文献所示的现有技术中，未特别考虑因这样的反射光引起的激励LD破损的问题，因此，以往由于从被照射体反射的反射光入射到高功率脉冲光产生装置内，实际上无法避免激励LD的破损。

如上述那样，在将LD作为激励光源使用的现有的高功率脉冲光产生装置中，存在下述问题，即被被照射体反射而传送到装置内，并入射到光放大器中的光（以下，称为来自被照射体的返回光）一直到达激光振荡状态的激励LD，而使激励LD破损。

发明内容

本发明是以上述的情况作为背景而提出的，课题在于解决因来自被照射体的返回光引起的光放大器的激励LD的破损的问题，提供一种能够防止激励LD的破损的高功率脉冲光产生装置。

本发明者们，调查前述那样的因返回光引起的激励LD的破损的问题后，发现了当返回光入射到激励LD时，在激励LD未处于激光振荡的状态的情况下，即激励LD是OFF状态的情况下，激励LD破损的产生概率显著地下降。

并且，基于这样的见解，本发明者们在本发明中通过将激励光注入到具有放大介质的光放大器中的时机和来自被照射体的返回光到达激励LD的时机设定为适当的条件，来避免因来自被照射体的返回光引起的激励LD受到损伤的情况，解决了上述课题。