[發明專利]電流控制裝置和激光器裝置

有效

• 申請號: 201710501990.0
• 申請日: 2017-06-27
• 公開（公告）號: CN107546570B
• 公開（公告）日: 2022-01-14
• 發明（設計）人: 大關衡和;松浦敏晉
• 申請（專利權）人: 株式會社三豐
• 主分類號: H01S5/042
• 分類號: H01S5/042
• 代理公司: 北京林達劉知識產權代理事務所(普通合伙) 11277
• 代理人: 劉新宇

本發明涉及一種電流控制裝置和激光器裝置。該電流控制裝置向半導體激光器供給電流以使該半導體激光器輸出激光，并且包括電流指令器和供給器。所述電流指令器通過隨著時間的經過增加與電流值相對應的指令值、直到達到與用以輸出具有預定強度的激光的電流值相對應的目標指令值為止，來輸出指令值。所述供給器將具有與電流指令器所輸出的指令值相對應的大小的電流供給至半導體激光器。

技術領域

本發明涉及一種向半導體激光器供給電流的電流控制裝置和激光器裝置。

背景技術

傳統地，已知如下的激光器裝置：基于通過在吸收池處照射激光而獲得的光輸出信號中所包括的飽和吸收線來改變諧振腔長度，并且使激光的振蕩頻率穩定至特定的飽和吸收線(參見例如日本特開2012-134371)。

在傳統的激光器裝置中，調整諧振腔內部所設置的各光學元件的布置以獲得期望波長，并且通過連接至諧振腔的后級的光學系統來調整激光的最終發射功率。

在緊挨在啟動半導體激光器之后的過渡狀態中，從半導體激光器發射的激光以及在諧振腔內部反射的激光照射設置在該諧振腔內部并將激光波長轉換為預定波長的KTP晶體。因此，激光的熱量受到外部干擾，并且KTP晶體的溫度發生改變。由于KTP晶體的折射率基于溫度而改變，因此預定波長中的激光的轉換效率根據溫度的改變而改變。因此，在緊挨在啟動半導體激光器之后的過渡狀態中，與在啟動半導體激光器之后經過了充足時間的狀態相比，從諧振腔發射的激光的發射功率增加。結果，從激光器裝置發射的激光的發射功率也可能增加。

圖7示出傳統的激光器裝置中的緊挨在啟動半導體激光器之后輸入的電流指令值和激光的發射功率之間的關系。如圖7所示，在賦予矩形波形狀的指令值的情況下，激光的發射功率出現脈沖狀的過沖(overshooting)，并且發射功率快速增加。

基于安全標準IEC 60825-1，按發射功率等對激光器產品進行分類，并且按照需要根據相應的類別采取安全措施。在具有圖7所示的特性的激光器產品中，當KTP晶體的溫度在啟動之后穩定時，發射功率約為2.5mW并且與類別3R相對應。然而，在緊挨在啟動之后的過渡狀態中，發射功率約為6.6mW并且與類別3B相對應。與類別3R相比，類別3B需要更嚴格的安全措施，因此產品的成本可能增加。另外，類別3B還增加了用戶的負擔，這是因為在使用期間需要存在安全管理者。鑒于此，在緊挨在啟動之后的過渡狀態中，需要將激光器裝置的發射功率的過沖抑制在類別3R的范圍內。

發明內容

考慮到這些情況，本發明提供了一種能夠在緊挨在啟動之后的過渡狀態中抑制激光器裝置的發射功率的過沖的電流控制裝置。此外，本發明提供了一種能夠在緊挨在啟動之后的過渡狀態中抑制發射功率的過沖的激光器裝置。

根據本發明的一個方面，一種電流控制裝置向半導體激光器供給電流以使該半導體激光器輸出激光。該電流控制裝置包括電流指令器和供給器。所述電流指令器通過隨著時間的經過增加與電流值相對應的指令值、直到達到與用以輸出具有預定強度的激光的電流值相對應的目標指令值為止，來輸出所述指令值。所述供給器將具有與所述電流指令器所輸出的指令值相對應的大小的電流供給至所述半導體激光器。

所述電流指令器可以逐級增加所述指令值。所述電流指令器可以連續增加所述指令值。所述電流指令器可以隨著時間的經過減小所述指令值的增量。所述電流指令器可以隨著時間的經過增加所述指令值的增量。所述電流控制裝置還包括用于檢測所述電流值的檢測器，并且所述所述電流指令器可以基于所檢測到的電流值來改變所述指令值的增量。

根據本發明的另一方面，一種激光器裝置包括：電流控制裝置；半導體激光器；非線性光學晶體，用于將從所述半導體激光器所輸出的激光轉換為具有與該激光的頻率不同的頻率的激光；以及溫度控制裝置，用于控制所述非線性光學晶體的溫度。所述電流指令器在比所述溫度控制裝置控制所述非線性光學晶體的溫度所需的時間更長的持續時間內隨著時間的經過輸出增加的指令值。