激光装置和使用激光装置的被检体信息获取装置的制造方法_2

文档序号:9478526阅读:来源:国知局
,正常脉冲依赖于激励源的发光时间宽度,并且,在使用闪光灯的情况下,具有约几百微秒(us)的脉冲宽度。
[0026]激光装置110向作为Q开关106的波克尔斯盒施加电压。通过该施加,共振器103的Q值减小(图2B中的“低”状态)。然后,停止电压的施加。通过停止其施加,共振器103的Q值增加(图2B中的“高”状态)。在这种状态下,导致巨脉冲振荡。该技术具有能够通过改变向波克尔斯盒施加的电压任意地控制紧挨在巨脉冲振荡之前的偏振状态的优点。
[0027]图3A?3C是分别表示比较技术的异常振荡期间激光输出与时间之间的关系的示图。通过使用图3A?3C描述预激射振荡。图3A和图3B分别与图2A和图2B相同。图3C表示在开始巨脉冲振荡之前在激光114的振荡过程中出现作为异常振荡的预激射的状态。预激射振荡是在巨脉冲振荡之前从共振器103的一部分泄漏激光的现象。该现象可导致以下问题。即,预激射振荡会引起局部巨脉冲振荡而在共振器导致能量集中。另外,预激射振荡不是受控的激光,由此,当出现预激射振荡时,巨脉冲振荡变得不稳定。如后面详细描述的那样,为了恒定地使巨脉冲振荡之前的共振器103的Q值保持低且抑制预激射,基于共振器的内部的温度变化控制偏振特性是重要的。
[0028]<验证结果>
[0029]向激光装置110的波克尔斯盒施加的电压被设定为2000V,并且,波克尔斯盒的温度增加。在不执行后面描述的本发明的电压确定方法的情况下,通过施加的2000V电压执行巨脉冲振荡。作为结果,在巨脉冲振荡期间使用光检测器检测预激射振荡。随后,执行来自激光装置110的激光114的输出和强度分布的测量。作为结果,激光114的输出和强度分布变得不稳定。
[0030]作为与本发明比较的另一比较技术,存在在共振器中使用作为偏振部分的双折射滤波器的波长可调激光器。该激光装置的双折射滤波器是利用偏振特性的波长选择机构。因此,由共振器中的光束的偏振状态变化导致的预激射振荡通过双折射滤波器影响波长的选择性。作为结果,出现具有与巨脉冲振荡的希望波长不同的波长的异常振荡。例如,在具有755nm的波长的巨脉冲在波克尔斯盒被施加2000V电压时振荡的情况下,当波克尔斯盒被施加的电压变为低电压侧时,出现具有约750nm的短波长侧的波长的预激射振荡。另一方面,当波克尔斯盒被施加的电压变为高电压侧时,出现具有约760nm的长波长侧的波长的预激射振荡。
[0031](第一实施例)
[0032]图4是表示本发明的激光装置的第一实施例的框图。激光装置410包括充当检测从共振器420外面的输出镜子401释放的光的检测器的光检测器414。这里,光检测器414是能够测量光的强度的强度传感器。作为检测结果的检测信号被输出到激光控制器411,并且,通过激光控制器411执行Q开关电压的控制。激光控制器411可包含诸如CPU、MPU和存储器的信息处理装置和电路。
[0033]激光电源412向激光装置410的各个块供给电力。光检测器414被设置在激光装置410内部,但本发明不限于此,并且,光检测器414也可被设置在激光装置410外面。在激光装置410内,激光114a的光束的分支光114b被引入到光检测器414中,但本发明不限于此。即,诸如Si传感器等的通用光传感器具有足够高的光敏性(photosensitivity)。因此,该配置可适当地检测激光114a的光束的光路中的部分扩散光或穿过反射镜子402的弱透射光的光束的一部分。注意,在本实施例中,使用其中使用翠绿宝石晶体作为光源的激光装置410,但是,本发明不限于此,而是也可使用其它的光源。
[0034]作为本实施例的激光装置410的翠绿宝石激光器具有755nm的波长和20Hz的脉冲重复频率。包含输出镜子401和反射镜子402的共振器420以及包含翠绿宝石晶体405和作为激励单元(激励器件)的闪光灯404的灯外壳403被设置。通过具有75°C的水温的循环水装置保持翠绿宝石晶体的温度。包含波克尔斯盒的Q开关406被设置在反射镜子402与翠绿宝石晶体405之间的光轴上。采用这样一种配置,其中,首先通过使用设置在光检测器414之前的级处的分支光学元件413使从输出镜子401振荡的预激射光分支,并且,通过使用设置在分支光学元件413之后的级处的光检测器414检测分支光114b。
[0035]<电压确定方法>
[0036]以下详细描述使用图4的激光装置410的巨脉冲振荡期间的最佳施加电压的确定方法。作为第一步骤,2000V的初始电压被设定为施加到波克尔斯盒的暂时电压。然后,作为第二步骤,通过在不允许巨脉冲振荡的情况下将电压设定为2000V并且在继续施加电压的同时在±500V的范围中改变施加的电压,使用安装在共振器外面的光检测器确定有无预激射出现。具体而言,激光控制器411将施加的电压从2000V逐步变为1500V。以相同的方式,施加的电压从2000V逐步变为2500V。当执行以上的过程时,当波克尔斯盒的被施加电压不大于1600V且不小于2300V时,出现预激射。然后,作为第三步骤,检测电压的上限值(作为最大值)和下限值(作为最小值)的均值1950V(算术均值)被确定为巨脉冲振荡期间的最终施加电压。然后,作为第四步骤,以1950V的最终施加电压,执行巨脉冲振荡。注意,使用固件连续控制第一到第四步骤的一系列步骤。
[0037]<验证结果>
[0038]执行使用上述电压确定方法的巨脉冲振荡的激光的输出和光强度分布的测量。作为结果,确认在本实施例的激光装置410中,预激射光不在第四步骤中在紧挨着巨脉冲振荡之前振荡,并且,激光装置410具有其中巨脉冲振荡的激光的输出和光强度分布稳定的激光特性。
[0039]<第一实施例的电压确定方法的效果的重新验证>
[0040]在改变第一实施例的环境条件的一部分之后,重新验证本实施例的电压确定方法的效果。以下给出详细的描述。
[0041]〈电压确定方法〉
[0042]作为第一步骤,类似地,首先,2000V的初始电压被设定为向波克尔斯盒施加的暂时电压。并且,为了验证本电压确定方法的效果,通过升温波克尔斯盒(在Q开关的偏振特性受影响的状态下)来改变以上验证的偏振特性,执行以下步骤。即,作为第二步骤,通过在不允许巨脉冲振荡的情况下将电压设定为2000V并且在继续施加电压的同时在±500V的范围中改变施加的电压,使用安装在共振器外面的光检测器确定有无出现预激射。作为结果,与以上的验证不同,当供给到波克尔斯盒的施加电压不大于1500V且不小于1900V时,出现预激射。然后,作为第三步骤,检测电压的上限值和下限值的均值1700V(算术均值)被确定为巨脉冲振荡期间的最终施加电压。然后,作为第四步骤,通过以上的1700V的最终施加电压,执行巨脉冲振荡。注意,使用固件连续控制第一到第四步骤的一系列步骤。
[0043]<验证结果>
[0044]执行使用以上的电压确定方法的巨脉冲振荡的激光114a的输出和光强度分布的测量。作为结果,同样,在本实验中,确认在本实施例的激光装置410中,预激射光不在第四步骤中在紧挨着巨脉冲振荡之前振荡,并且,激光装置410具有其中激光114a的输出和光强度分布稳定的激光特性。
[0045]<电压确定方法的详细描述>
[0046]以下描述本发明的巨脉冲振荡期间构成Q开关的波克尔斯盒的施加电压的确定方法。首先,作为暂时电压,确定向波克尔斯盒施加的初始电压。穿过波克尔斯盒的光束的偏振与施加电压和波长成比例,并且在共振器调整时被确定。
[0047]第二,在向波克尔斯盒施加电压即Q开关保持为0N的同时改变初
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