控制设备、控制方法及程序的利记博彩app

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【专利摘要】提出一种新的且改善的控制设备、一种控制方法和一种程序，能够控制谐振器的光程长以便在能够获得更高强度激光的模式中谐振。提供一种控制设备，设置有：驱动单元，在谐振器中在光轴方向上移动谐振器中的一对反射单元中的至少一个，所述谐振器包含至少一对反射部和非线性光学晶体的谐振器中，通过使入射的激光谐振而转换所述激光的波长，并且具有多个模式以满足入射激光的谐振条件；以及控制单元，其控制谐振器的光程长，基于谐振器的反射光的探测结果，通过使所述驱动部移动所述至少一个反射单元来控制所述谐振器的光程长，以便进入所述谐振器的所述激光从所述激光在所述多个模式的第一模式中谐振的状态改变为所述激光在与所述第一模式不同的第二模式中谐振的状态。
【专利说明】
控制设备、控制方法及程序
技术领域
[0001 ]本公开关于一种控制设备、一种控制方法和一种程序。
【背景技术】
[0002]存在已经提出的一种激光产生设备，其在谐振器中具有非线性光学元件，以通过非线性光学元件使用谐振器内部的高功率密度有效地引导波长转换。
[0003]例如，在这样的激光产生设备中利用的谐振器中，非线性光学元件在组成谐振器的至少一对相对的反射镜之间提供，并且基波激光进入谐振器并穿过非线性元件。此时，反射镜之间的距离(即，谐振器中的光程长)被控制以便其与入射激光的整数倍一致，以便激光在谐振器中谐振以产生激光震荡。
[0004]例如，专利文件I公开了利用如上所述的谐振器的激光产生设备的一种实例。根据专利文件I的激光产生设备被配置为沿光轴方向移动组成谐振器的反射镜的位置，并且基于与关于谐振器的入射激光的谐振器长度的差值成比例的差值信号伺服控制反射镜的位置。通过这样的配置，在根据专利文件I的激光产生设备中，谐振器的光程长被自动控制以便其吻合入射激光在谐振器中谐振的条件，并且谐振器的入射激光的谐振行为是稳定的。
[0005]引用列表
[0006]专利文献
[0007]专利文献1:JPH6-53593A

【发明内容】

[0008]技术问题
[0009]另一方面，在近年中，使用多模振荡的激光光源如半导体激光作为激光光源已经不稀有。在某些情况中，当使用如上所述的多模振荡的激光光源时，为了将激光光源作为具有接近于单模特征的光源使用，激光光源与外部谐振器结合，并且外部谐振器的谐振器长度调节为期望的模式中谐振。
[0010]在某些情况中，当使用多模振荡的激光光源时，从谐振器漏出的光的影响依据模式而不同，并且从谐振器输出的激光强度依据模式而不同是不稀有的。在此情况中，为了获得更高强度的激光，减少谐振器漏出的光以允许在有效率的谐振模式中谐振。
[0011]然而，谐振器的光程长不一定被控制以允许在激光的最大强度模式中谐振，并且在此情况中存在不小的可能性是激光光源的性能没有被完全利用。
[0012]因此，本公开提出一种新的且改善的控制设备、一种控制方法和一种程序，其能够控制谐振器的光程长以允许在能够获得更高强度激光的模式中谐振。
[0013]问题的解决方法
[0014]根据本公开，提供一种控制设备，包括:驱动部，在光轴方向上移动谐振器中的一对反射单元中的至少一个，所述谐振器包括所述至少一对反射单元和非线性光学晶体，通过谐振入射激光来转换所述入射激光的波长，并且具有满足所述入射激光的谐振条件的多个模式；以及控制部，基于所述谐振器的反射光的探测结果，通过使所述驱动部移动所述至少一个反射单元来控制所述谐振器的光程长，以便进入所述谐振器的所述激光从所述激光在所述多个模式的第一模式中谐振的状态改变为所述激光在与所述第一模式不同的第二模式中谐振的状态。
[0015]根据本公开，提供一种控制方法，包括:通过驱动部在光轴方向上移动谐振器中的一对反射单元中的至少一个，所述谐振器包括所述至少一对反射单元和一个非线性光学晶体，通过谐振入射激光来转换所述入射激光的波长，并且具有满足所述入射激光的谐振条件的多个模式；以及基于所述谐振器的反射光的探测结果，通过使所述驱动部移动所述至少一个反射单元来通过处理器控制所述谐振器的光程长，以便进入所述谐振器的所述激光从所述激光在所述多个模式的第一模式中谐振的状态改变为所述激光在与所述第一模式不同的第二模式中谐振的状态。
[0016]根据本公开，提供一种程序用于使计算机执行:移动步骤，在光轴方向上移动谐振器中的一对反射单元中的至少一个，所述谐振器包括所述至少一对反射单元和非线性光学晶体，通过谐振入射激光来转换所述入射激光的波长，并且具有满足所述入射激光的谐振条件的多个模式；以及控制步骤，基于所述谐振器的反射光的探测结果，通过使所述驱动部移动所述至少一个反射单元来控制所述谐振器的光程长，以便进入所述谐振器的所述激光从所述激光在所述多个模式的第一模式中谐振的状态改变为所述激光在与所述第一模式不同的第二模式中谐振的状态。
[0017]效果
[0018]如上所述，根据本公开，能够控制谐振器的光程长以允许在获得更高强度激光的模式中谐振。
[0019]注意上述效果不一定是限制性的，但是本说明书中描述的任何效果或者其他能够从本说明书领会的效果可与上述效果一起实现，或者替代上述效果。
【附图说明】
[0020]图1是示出了根据本公开的一种实施方式的激光产生设备的示意性配置的一种实例的配置图。
[0021]图2是示出了当使用多模振荡的激光光源时伺服的牵引的解释图。
[0022]图3是示出了根据对比实例的控制部的功能和配置的实例的框图。
[0023]图4是示出了根据对比实例的控制部对伺服的牵引操作的实例的解释图。
[0024]图5是示出了根据本公开的一种实施方式的控制部的功能和配置的实例的框图。
[0025]图6是示出了产生驱动信号的处理细节的解释图。
[0026]图7是示出了根据同样的实施方式的控制部对伺服的牵引操作的实例的解释图。
[0027]图8是示出了根据同样的实施方式的控制部对伺服的牵引操作的实例的解释图。
[0028]图9是示出了根据同样的实施方式的控制部的一系列操作流程的流程图。
[0029]图10是示出了伺服牵引的一系列操作流程的流程图。
[0030]图11是示出了根据示例性变形例的激光产生设备的示意性配置的实例的配置图。[0031 ]图12是示出了根据示例性变形例的控制部的操作概述的解释图。
[0032]图13是示出了根据示例性变形例的控制部的一系列操作流程的流程图。
[0033]图14是示出了根据本公开的一种实施方式的激光产生设备的硬件配置的一种实例的图表。
【具体实施方式】
[0034]在下文中，将参考附图详细描述本公开倾向的实施方式。注意，在本说明书和附图中，基本上具有相同功能和配置的元件将使用相同参考符号标注，并且省略多余的描述。
[0035]注意说明书将以下方顺序形成。
[0036]1.激光产生设备的配置
[0037]2.伺服的牵引(pulling-1n)
[0038]3.根据对比实例的控制部
[0039]3.1.控制部的配置
[0040]3.2.伺服牵引操作
[0041 ] 3.3.根据对比实例的伺服牵引操作的问题
[0042]4.根据本实施方式的控制部
[0043]4.1.控制部的配置
[0044]4.2.伺服牵引操作
[0045]4.3.处理流程
[0046]4.4.注意事项
[0047]5.示例性变形例
[0048]5.1.激光产生设备的配置
[0049]5.2.处理流程
[0050]5.3.注意事项[0051 ] 6.硬件配置
[0052]7.结论
[0053]〈1.激光产生设备的配置〉
[0054]首先，参考图1，将对根据本公开的一种实施方式的激光产生设备做出说明。图1是示出了根据本公开的一种实施方式的激光产生设备的示意性配置的一种实例的配置图。
[0055]如图1中所示，根据本实施方式的激光产生设备I包括振荡器11、光源单元50、反射镜501和503、谐振器20、隔离器40、光电探测器41、驱动部30和控制部10。
[0056]光源单元50包括激光光源51、相位调制器52和驱动器(驱动电路)53。
[0057 ]激光光源51输出激光，并且能够配置有多种类型的激光。在根据本实施方式的激光产生设备I中，使用多模振荡的设备，例如半导体激光，作为激光光源51。
[0058]例如，相位调制器52包括电光(EO)元件和声光(AO)元件。通过驱动器53将来自振荡器11的频率fm的调制信号提供至相位调制器52。相位调制器52通过从驱动器53提供的调制信号调制激光光源51的激光，并且将调制激光LI发射至外部。
[0059]注意通过基于驱动器53的控制而间歇性驱动，相位调制器52可被配置为从激光光源51输出作为脉冲激光的激光。
[0060]而且，上述光源单元50的配置仅仅是一种实例，并且不一定被限制于上述配置。例如，当使用半导体激光作为激光光源51时，驱动器53可被配置为通过基于调制信号直接驱动激光光源51发射调制激光LI，而不提供相位调制器52。
[0061]从光源单元50发射的激光LI通过反射镜501和503被引导至隔离器40，并且穿过隔离器40传输，从而从输入耦合器201进入谐振器20的内部部分。注意毋庸置疑，如果从光源单元50发射的激光LI能够通过隔离器40被引导至谐振器20的内部部分，位于光路中的光学系统的元件不限于反射镜501和503。
[0062]隔离器40被插入光源单元50和谐振器20之间，并且将光源单元50的激光LI朝向谐振器20传输。而且，通过将谐振器20的反射光(漏出光)L3朝向位于与光源单元50不同方向的光电探测器41反射，隔离器40阻止反射光L3进入光源单元50。
[0063]例如，光电探测器41是光检器(PD)。光电探测器41探测通过隔离器40从谐振器20引导的反射光L3。注意由光电探测器41探测的反射光L3同时地由后续描述的控制部10探测。
[0064]谐振器20被称作光学参量振荡器(OPO)，并且在内部部分谐振来自光源单元50的激光LI，并且转换激光LI的波长，并且输出波长被转换的激光L2。谐振器20的详细配置将在下文描述。注意，在下文中，在某些情况中，进入谐振器20的激光被称作“激发激光”，以及波长被转换且从谐振器20输出的激光被称作“0P0激光”。
[0065]谐振器20包括输入耦合器201、反射镜203、反射镜205和反射镜207、分色镜209、输出耦合器211和非线性光学元件213。输入耦合器201和输出耦合器211通常是具有数个百分比透光度的半透反射器(半透反射镜)。
[0066]而且，非线性光学元件213在反射镜203和反射镜205之间提供。
[0067]例如，磷酸氧钛钾KTP(KT1PO4)、铌酸锂LN(LiNbO3)、准相位匹配铌酸锂QPMLN(quasi phase matching LN)、β偏硼酸钡BB0(beta-BaB204)、三硼酸锂LBO(LiBsCU)、银酸钾KN(KNbO3)等被用作非线性光学元件。
[0068]例如，非线性光学元件213将输入激光(S卩，激发激光LI)转换为两种波长。然后，转换的两种波长中的至少一种波长(例如，更长的波长)的激光作为OPO激光L2在谐振器20中谐振，并且从输出耦合器211输出至谐振器20外部。
[0069]而且，分色镜209在输入耦合器201和反射镜203之间提供。分色镜209允许由反射镜203朝向输入親合器201反射的光中的激发激光LI穿过分色镜209朝向输入親合器201传输，并且朝向输出耦合器211反射OPO激光L2。通过如此的配置形成根据本实施方式的谐振器20，以通过谐振器20中的不同光路引导激发激光LI和OPO激光L2。在下文中，将对激发激光LI和OPO激光L2分别在谐振器20中的光路细节做出描述。
[0070]首先，将注意力放在激发激光LI的光路上。从输入耦合器201进入谐振器20内部的激发激光LI穿过分色镜209传输，通过反射镜203、非线性光学元件213和反射镜205到达反射镜207，并且在反射镜207处被反射。
[0071]而且，在反射镜207处被反射的激发激光LI通过反射镜205、非线性光学元件213和反射镜203被引导至分色镜209，穿过分色镜209传输，并且被引导至输入親合器201。
[0072]输入耦合器201反射一部分被引导的激发激光LI，并且将另一部分发射至谐振器20的外部。以这种方法，进入谐振器20的激发激光LI重复在输入耦合器201和反射镜207之间的反射。即，输入耦合器201和反射镜207之间的光路对应于激发激光LI在谐振器20中的光程长(换一种说法，谐振器腔长)，并且光程长适应于激发激光LI的谐振条件，以便激发激光LI在谐振器20中谐振。
[0073]而且，从输入耦合器201朝向谐振器20外部发射出的激发激光作为谐振器20的反射光通过隔离器40引导至光电探测器41，并且在光电探测器41处被探测。
[0074]接下来，将注意力放在OPO激光L2的光路上。激发激光LI在非线性光学元件213处进行波长转换，即，OPO激光L2通过反射镜205到达反射镜207，并且在反射镜207处被反射。
[0075]而且，在反射镜207处被反射的OPO激光L2通过反射镜205、非线性光学元件213和反射镜203被引导至分色镜209，并且在分色镜209处被反射且被引导至输出親合器211。
[0076]输出親合器211反射一部分被引导的OPO激光L2，并且将另一部分发射至谐振器20的外部。以这种方法，进入谐振器20的OPO激光L2重复在输出耦合器211和反射镜207之间的反射。即，输出耦合器211和反射镜207之间的光路对应于OPO激光L2在谐振器20中的光程长(换一种说法，谐振器腔长)，并且光程长适应于OPO激光L2的谐振条件，以便OPO激光L2在谐振器20中谐振。
[0077]接下来，将对关于调节激发激光LI和OPO激光L2分别在谐振器20中的光程长的行为做出说明。在根据本实施方式的谐振器20中，反射镜207被配置，使得通过驱动后续描述的驱动部30，可沿入射在反射镜207上的激发激光LI和OPO激光L2的光轴调节反射镜207的位置。同样地，输出耦合器211被配置，使得通过移动驱动部30，可沿入射在输出耦合器211上的OPO激光L2的光轴调节输出耦合器211的位置。
[0078]换一种说法，通过调节反射镜207的位置，分别调节激发激光LI和OPO激光L2的光程长。通过调节输出耦合器211的位置，调节OPO激光L2的光程长。因此，例如，谐振器20可被配置为调节反射镜207的位置以吻合激发激光LI的谐振条件，并且其后调节输出耦合器211的位置以吻合OPO激光L2的谐振条件。通过按照这种顺序调节反射镜207和输出耦合器211的位置，能够控制光程长以分别吻合激发激光LI和OPO激光L2的谐振条件。
[0079]例如，驱动部30包括致动设备如电磁致动器(VCM:音圈电机)和压电元件布置。注意下方说明书将假设使用电磁致动器作为驱动部30进行描述。
[0080]基于后续描述的控制部10的控制(S卩，从控制部10提供的控制信号)，驱动部30调节反射镜207和输出耦合器211的位置。注意毋庸置疑，可将驱动部30分别提供给反射镜207和输出親合器211。
[0081 ]控制部10通过控制驱动部30的操作控制反射镜207和输出耦合器211的位置。因此，控制部1控制激发激光LI和OPO激光L2的每个在谐振器20中的光程长。
[0082]而且，以这样的方式，控制部10伺服控制激发激光LI的光程长:激发激光LI在谐振器20中的光程长至少满足激发激光LI的一个谐振条件。
[0083]特别地，基于从振荡器11提供的频率fm的信号，通过同时地探测谐振器20的反射光L3，控制部10获得由光电探测器41通过取样和保存探测的反射信号。
[0084]例如，基于获得的反射信号，控制部通过PDH(pound-drever-hall)方法产生差值信号，其指示激发激光LI在谐振器20中的光程长与满足激发激光LI的谐振条件的光程长之间的差值。注意毋庸置疑，方法不限于TOH方法，只要差值信号能够产生。
[0085]然后，控制单元10使用产生的差值信号作为伺服控制激发激光LI的光程长的牵引信号，并且伺服控制激发激光LI的光程长。特别地，控制部10基于产生的差值信号产生控制驱动部30的驱动信号，并且通过使驱动部30使用驱动信号调节反射镜207的位置伺服控制激发激光LI的光程长。
[0086]例如，注意控制部10能够用一个控制部配置，如基础处理单元(BPU)和中央处理单元(CPU)。而且，控制部10可包括存储器，如随机存取存储器(RAM)和只读存储器(R0M)，用于记录数据和执行上述控制的程序。
[0087 ]注意由控制部1控制的激发激光LI在谐振器2 O中的光程长的控制的操作细节(即，反射镜207位置的控制)将在后续以单独的方式描述。
[0088]在上文中，参考图1，描述了根据本实施方式的激光产生设备I的配置。注意控制部10和驱动部30可作为激光产生设备I的外部组件被附加在激光产生设备I的外部。而且，包括控制部10和驱动部30的设备与一种“控制设备”的实例对应。
[0089]〈2.伺服的牵引〉
[0090]此后，参考图2，为了描述根据本实施方式的激光产生设备I的控制部10的细节，首先将描述一个概述，其关于当使用多模振荡的设备(如作为激光光源51的半导体激光)时伺服的牵引。图2是示出了当使用多模振荡的激光光源时伺服的牵引的解释图。
[0091]在图2中，参考符号gll表示反射镜207的位置，并且根据反射镜207的位置决定激发激光LI在谐振器20中的光程长。而且，参考符号g21表不对应于由参考符号gl I不出的反射镜207的每个位置获得的反射信号(S卩，表示反射光L3的电平的信号)。而且，参考符号g31表示基于反射信号g21的差值信号。
[0092]当激发激光LI在谐振器20中的光程长满足激发激光LI的谐振条件时(S卩，当光程长是激发激光LI的波长整数倍时)，来自谐振器20的反射光的电平(强度)降低。因此，当使用多模振荡的激光光源时，存在多个反射镜207的位置，在该位置处反射光电平降低，S卩，如图2中所示，为每个模式产生模式(光程长)和差值信号。
[0093]而且，如图2中所示，对应于每个模式的反射光电平依据模式具有不同倾向，并且因为模式具有反射光的低电平，谐振器20的漏出光减少，并且因此能够获得更高输出的OPO激光L2。因此，如图2中范围gl3中所示，更期望调节反射镜207的位置以设置模式，其中反射信号(即，反射光L3的电平)成为最低的。
[0094]〈3.根据对比实例的控制部〉
[0095]接下来，将通过使用过去的一种激光产生设备作为对比实例，通过描述根据对比实例的控制部进行牵引伺服的方法，说明根据本实施方式的激光产生设备I的问题。
[0096][3.1.控制部的配置]
[0097]首先，将参考图3描述根据对比实例的控制部1w的配置。图3是示出了根据对比实例的控制部1w的功能和配置的实例的框图。
[0098]如图3中所示，根据对比实例的控制部1w包括差值信号产生部101、电平探测部103和105、伺服控制部107、转换开关109、相位补偿部111和VCM驱动器113。
[0099]基于从振荡器11提供的频率fm的信号，通过同时地探测谐振器20的反射光L3，差值信号产生部101获得由光电探测器41通过采样和保存探测的反射信号。基于获得的反射信号，差值信号产生部101产生差值信号指示激发激光LI在谐振器20中的光程长与满足激发激光LI的谐振条件的光程长之间的差值。
[0100]例如，注意TOH方法能够更适宜在差值信号的产生中使用。作为一个明确的实例，边频带fc±fm由相位调制器52的相位调制建立，其中从激光光源51发射的激光频率是fc，并且激光的调制频率是fm。差值信号产生部101通过探测频率fc和fc土fm的节奏(节奏)获得关于提供的反射光的错误信号(miscalculat1n signal)。
[0101]如上所述，基于通过同时地探测反射光L3获得的反射信号，差值信号产生部101产生差值信号，并且从而将产生的差值信号输出至电平探测部105和转换开关109。
[0102]电平探测部103从而从光电探测器41以预设的取样率(例如，从振荡器11提供的频率fm)获得谐振器20的反射光L3的探测结果。注意，基于从振荡器11提供的频率fm的信号，电平探测部103可获得通过取样和保存同时地探测的反射信号作为反射光L3的探测结果。
[0103]然后，电平探测部103基于获得的探测结果探测反射光L3的电平。在此情况中，如图2中所示，在反射镜位置移动时，探测的反射光L3的电平依据激发激光LI在谐振器20中的光程长是否满足激发激光LI的谐振条件而改变。当探测的反射光L3的电平变得低于预设的阈值时，电平探测部103将指示电平的探测结果的信号输出至伺服控制部107。
[0104]电平探测部105从而从差值信号产生部101获得产生的差值信号。然后，电平探测部105探测获得的差值信号的零交叉电平，并且基于零交叉电平的探测时间，根据每个模式产生伺服触发，其指示用于开始谐振器20的谐振器腔长(S卩，激发激光LI在谐振器20中的光程长)的伺服控制的时间。电平探测部105从而将产生的伺服触发输出至伺服控制部107。
[0105]伺服控制部107从而从电平探测部105获得伺服触发脉冲。然后，当从电平探测部103获得表示反射光L3的电平的探测结果的信号时，基于在获得信号时提供的伺服触发脉冲，伺服控制部107将指示伺服开始的信号提供至转换开关109。
[0106]基于从伺服控制部107提供的信号，转换开关109被配置为转换在前一单元中提供的差值信号产生部101和在后一单用中提供的相位补偿部111之间的连接关系。特别地，当从伺服控制部107提供表示伺服开始的信号时，转换开关109改变为开(ON)状态以将差值信号产生部101和相位补偿部111相连接。因此，从差值信号产生部101输出的差值信号被提供至相位补偿部111。
[0107]相位补偿部111通过改变为开状态的转换开关109接收从差值信号产生部101提供的差值信号。相位补偿部111补偿差值信号产生部101的差值信号的相位，并且将补偿了相位的差值信号提供至VCM驱动器113。
[0108]基于从相位补偿部111提供的差值信号，VCM驱动器113通过驱动驱动部30执行伺服的牵引(即，调节反射镜207的位置)。
[0109][3.2.伺服的牵引操作]
[0110]接下来，参考图4，将描述根据对比实例的控制部1w的伺服牵引操作的细节。图4是示出了根据对比实例的控制部1w对伺服的牵引操作的实例的解释图。注意图4中的参考符号gll、g21、g31和gl3分别对应于图2中的反射镜207的位置gll、反射信号g21、差值信号g31和范围gl3，在范围gl3中反射光L3的探测结果成为最低的。
[0111]通过使驱动部30调节在谐振器20中的反射镜207的位置，控制部1w控制激发激光LI在谐振器20中的光程长，并且根据光程长从光电探测器41获得谐振器20的反射光L3的探测结果。
[0112]为了获得反射信号g21，控制部1w的差值信号产生部101同时地探测由光电探测器41探测的谐振器20的反射光L3。差值信号产生部101基于获得的反射信号产生差值信号g310
[0113]电平探测部105从而从差值信号产生部101获得产生的差值信号g31，并且探测差值信号g31的零交叉电平，并且基于零交叉电平的探测时间产生伺服触发g51。电平探测部105从而将产生的伺服触发g51输出至伺服控制部107。
[0114]而且，电平探测部103从而以预设的取样率(例如，从振荡器11提供的频率fm)从光电探测器41获得谐振器20的反射光L3的探测结果，并且将探测的反射光L3的电平与阈值g25比较。
[0115]注意阈值g25是根据从光源单元50输出的激光LI的输出和谐振器20的特性提前决定的。作为一个明确的实例，谐振器20的反射光L3的电平可通过实验等提前计算，从而基于由计算结果获得的反射光L3的最小值确定阈值g25。
[0116]在探测的反射光L3的电平变得低于预设阈值g25时，电平探测部103将表示电平探测结果的信号g41输出至伺服控制部107。
[0117]基于随后从电平探测部105提供的伺服触发脉冲g51和表示从电平探测部103提供的反射光L3的电平探测结果的信号g41，伺服控制部107将表示伺服开始的信号g61提供至转换开关109。作为一个明确的实例，当接收到电平探测部103的信号g41时，通过利用伺服触发g51在接收到信号g41时(当信号g41变为开状态时)提供的升高，伺服控制部107将将伺服开始的信号g61提供至转换开关109。
[0118]当将表示伺服开始的信号g61提供至转换开关109时，转换开关109改变为开状态，并且将从差值信号产生部101输出的差值信号提供至相位补偿部111。
[0119]过改变为开状态的转换开关109，相位补偿部111接收从差值信号产生部101提供的差值信号，并且补偿差值信号的相位，并且将补偿了相位的差值信号提供至VCM驱动器113。
[0120]基于从相位补偿部111提供的差值信号，VCM驱动器113通过驱动驱动部30执行伺服的牵引(即，反射镜207位置的调节)。即，驱动部30以这样的方式调节反射镜207的位置:如图4的参考符号gl5所示，激发激光LI在谐振器20中的光程长变为对应于当伺服开始时的模式。
[0121]而且，因为VCM驱动器113伺服控制激发激光LI的光程长，谐振器20的模式被锁定，并且因此如图4的参考符号g23所示，反射光L3的电平变为恒定的，并且如参考符号g33所示的差值信号是稳定的。
[0122][3.3.根据对比实例的伺服牵引操作的问题]
[0123]另一方面，当基于反射光L3的电平和阈值g25之间的比较确定执行伺服牵引的时间时，为了没有失败地执行伺服牵引，阈值g25被设置为高于在先先计算中获得的反射光L3的最小值是不罕见的。
[0124]因此，当基于反射光L3的电平和阈值g25之间的对比执行伺服牵引时，如根据对比实例的控制部1w中，操作激光产生设备的模式与反射光L3的最小电平的模式g27不同是不罕见的。即，采用根据对比实例的控制部1w的激光产生设备不在反射光L3的最小电平的模式g27中操作，换一种说法，在某些情况中OPO激光L2的最大输出模式没有被完全利用，并且因此在某些情况中激光光源的性能没有被完全利用。
[0125]因此，根据本实施方式的激光产生设备中，一个目的是控制谐振器的光程长以在能够获得更高强度激光的模式(换一种说法，谐振器20的最小反射光(漏出光)模式)中谐振。在下文中，将描述根据本实施方式的激光产生设备I，特别针对控制部10的配置。
[0126]〈4.根据本实施方式的控制部〉
[0127][4.1.控制部的配置]
[0128]首先，将参考图5描述根据本实施方式的控制部10的配置。图5是示出了根据本实施方式的控制部1的功能和配置的实例的框图。
[0129]如图5中所示，根据本实施方式的控制部10包括差值信号产生部101、电平探测部103和105、转换开关109、伺服控制部121、跳转脉冲产生部123、转换开关125、相位补偿部111和VCM驱动器113。
[0130]注意差值信号产生部101、电平探测部103和105、转换开关109、相位补偿部111和VCM驱动器113与根据前述对比实例的控制部10w(参考图3)相似，并且因此将省略它们的细节描述，并且将仅描述概述。
[0131]S卩，通过同时地探测谐振器20的反射光L3，差值信号产生部101获得由光电探测器41探测的反射信号，并且基于获得的反射信号产生差值信号。差值信号产生部101从而将产生的差值信号输出至电平探测部105和转换开关109。
[0132]电平探测部103从而从光电探测器41获得谐振器20的反射光L3的探测结果，并且基于获得的探测结果探测反射光L3的电平。当探测的反射光L3的电平变得低于预设阈值时，电平探测部103将指示电平探测结果的信号输出至伺服控制部107。
[0133]通过随后从差值信号产生部101获得产生的差值信号，电平探测部105探测差值信号的零交叉电平，并且基于探测的零交叉电平的时间产生伺服触发。然后，电平探测部105从而将产生的伺服触发输出至伺服控制部107。
[0134]转换开关109被插入差值信号产生部101和转换开关125之间，并且被配置为基于从伺服控制部107提供的信号，转换差值信号产生部101和转换开关125之间的连接关系。即，当从伺服控制部107提供表示伺服开始的信号时，转换开关109改变为开状态，并且将差值信号产生部101和转换开关125相连接。因此，将从差值信号产生部101输出的差值信号提供至转换开关125。上方操作与根据前述对比实例的控制部1w相似。
[0135]转换开关125包括端子125a至125c。端子125a被连接至转换开关109的信号线，并且端子125b被连接至跳转脉冲产生部123的信号线。而且，端子125c被连接至相位补偿部111的信号线。转换开关125被配置为可转换的，以便端子125c与端子125a和125b中的一个连接。即，转换开关125能够在转换开关109和相位补偿部111彼此连接的状态与跳转脉冲产生部123和相位补偿部111彼此连接的状态之间转换。转换开关125的转换通过从伺服控制部121提供的跳转定时信号控制。
[0136]当转换开关109在开状态时，将差值信号从差值信号产生部101提供至端子125a。即，当转换开关125转换为端子125a和端子125c彼此连接的方式时，通过转换开关109将差值信号从差值信号产生部101提供至相位补偿部111。
[0137]而且，将跳转脉冲从跳转脉冲产生部123提供至端子125b。即，当转换开关125转换为端子125b和端子125c彼此连接的方式时，将跳转脉冲从跳转脉冲产生部123提供至相位补偿部111。注意跳转脉冲的细节将以单独的方式在后面描述。
[0138]伺服控制部121随后从电平探测部105获得伺服触发脉冲。然后，当从电平探测部103获得表示反射光L3的电平的探测结果的信号时，基于在获得信号时提供的伺服触发脉冲，伺服控制部121将表示伺服开始的信号提供至转换开关109。而且，在此情况中，伺服控制部121以转换开关125的端子125a和端子125c彼此连接的方式将控制信号提供至转换开关125。因此，转换开关109转向开状态，并且转换开关125的端子125a和端子125c彼此连接，并且通过转换开关109和转换开关125将差值信号从差值信号产生部101提供至相位补偿部
Illo
[0139]此后，相位补偿部111执行差值信号的相位补偿，并且为了执行伺服的牵引，VCM驱动器113基于补偿了相位的差值信号驱动驱动部30。如图4中所示，注意在上方描述中的伺服初始牵引控制与基于反射光L3的电平和阈值g25之间的比较的伺服牵引控制相似。而且，在下文中，在某些情况中，这种基于反射光L3的电平与阈值g25之间的比较的伺服牵引控制被称作“初始牵引”。
[0140]当伺服的初始牵引完成时，伺服控制部121改变激发激光LI在谐振器20中的光程长，以便设定模式随后转换至另一种与设定模式不同的模式。
[0141]在此情况中，伺服控制部121使跳转脉冲产生部123产生跳转脉冲，用于调节反射镜207的位置以便在模式之间跳转，并且将跳转脉冲提供至转换开关125的端子125b。注意，在下文中，在某些情况中，调节反射镜207的位置以便在模式之间跳转的操作被称作“模式跳转” O
[0142]而且，当跳转脉冲产生部123将跳转脉冲提供至端子125b时，伺服控制部121将控制信号(在下文中，有时被称作“跳转定时信号”)提供至转换开关125用于同时以端子125b和端子125c彼此连接的方式转换转换开关125。
[0143]S卩，端子125b和端子125c通过跳转定时信号彼此连接，以停止通过相位补偿部111向VCM驱动器113提供差值信号，并且替换地向VCM驱动器113提供跳转脉冲作为驱动信号。因此，VCM驱动器113暂时地停止激发激光LI在谐振器20中的光程长的伺服控制，并且在停止伺服控制的同时，以将设定模式改变为另一种模式的方式控制光程长。
[0144]如上所述，伺服控制部121随后转换模式，并且从电平探测部103获得关于每个转换的模式的反射光L3的电平的探测结果。然后，基于针对每种模式获得的反射光L3的电平的探测结果，伺服控制部121确定反射光L3的最小电平模式，并且控制激发激光LI在谐振器20中的光程长，以便允许在确定的模式中谐振。注意上方描述的模式跳转的操作和反射光L3的最小电平模式的确定操作的细节将在后面[4.2.伺服的牵引操作]中单独描述。
[0145]注意，当激发激光LI在谐振器20中的光程长被控制时，即，反射镜207的位置被改变，OPO激光L2在谐振器20中的光程长也被改变。因此，毋庸置疑，当伺服控制部121控制反射镜207的位置时，通过响应于反射镜207的位置的控制量调节输出耦合器211的位置，伺服控制驱动器313亦可控制OPO激光L2的光程长。
[0146]在上文中，参考图5，描述了根据本实施方式的控制部10的功能和配置。
[0147][4.2.伺服的牵引操作]
[0148]接下来，将参考图6至图8描述模式跳转的操作和反射光L3的最小电平模式的确定操作。
[0149]首先，参考图6，将描述跳转脉冲以及跳转脉冲、跳转定时信号和驱动信号之间的关系的细节。用于描述驱动信号的产生的处理细节的解释性框图示出了跳转脉冲、跳转定时信号和驱动信号的示意性时序图。
[0150]在图6中，参考符号g31表示由差值信号产生部101产生的差值信号，差值信号产生部101同时地探测谐振器20的反射光L3。通过将差值信号用作驱动信号调节反射镜207的位置，VCM驱动器113能够伺服控制激发激光LI的光程长。
[0151]而且，参考符号g71表示由跳转脉冲产生部123产生的跳转脉冲。如图6中所示，跳转脉冲g71包括冲击脉冲g711和制动脉冲g713。
[0152]冲击脉冲g711是用于将反射镜207的位置移动预设的距离的驱动信号。反射镜207由冲击脉冲g711移动的距离由冲击脉冲g711的幅度Vk和脉冲宽度Tk以及VCM驱动器113和驱动部30的特性决定。因此，例如，可以提前调查冲击脉冲g711的幅度Vk和脉冲宽度Tk以及VCM驱动器113和驱动部30对反射镜207的位置的控制量之间的关系，以便基于调查结果决定幅度Vk和脉冲宽度Tk。
[0153]而且，依据冲击脉冲g711的幅度Vk的方向控制反射镜207移动的方向，换一种说法，幅度Vk的正或负。例如，当冲击脉冲g711的幅度Vk为正时，反射镜207的位置被控制在沿激发激光LI在谐振器20中的光轴方向延长光程长的方向中移动。在此情况中，当幅度Vk为负时，反射镜207的位置被控制在缩短光程长的方向中移动。注意，在下文中，在某些情况中，延长激发激光LI在谐振器20中的光程长的方向被称作“+(加)方向”，并且缩短光程长的方向被称作“_(减)方向”。
[0154]制动脉冲g713是用于朝向反射镜207的移动方向相对的方向制动的信号，以停止由冲击脉冲g711移动的反射镜207。因此，制动脉冲g713形成为正和负与冲击脉冲g711相反的信号。
[0155]基于制动脉冲g713的幅度Vb和脉冲宽度Tb以及VCM驱动器113和移动部分30的特性，决定用于通过制动脉冲g713制动正在移动的反射镜207的缓冲量。因此，在与冲击脉冲g711相似的方法中，可以提前调查幅度Vb和脉冲宽度Tb以及VCM驱动器113和驱动部30对反射镜207的控制量之间的关系，以基于调查结果决定幅度Vb和脉冲宽度Tb。
[0156]如上所述，跳转脉冲g71包括冲击脉冲g711和制动脉冲g713，用作调节反射镜207的位置的驱动信号，以便间歇地在预设的方向中将反射镜207的位置移动预设的距离。
[0157]特别地，通过调节幅度Vk和Vb以及脉冲宽度Tk和Tb，以反射镜207沿激发激光LI的光轴方向的移动距离是激发激光LI的半波长整数倍的方式，跳转脉冲产生部123产生跳转脉冲g71。注意，当反射镜207沿光轴方向移动激发激光LI的半波长时，激发激光LI在谐振器20中的光程长的改变为激发激光LI的一个波长。因此，基于如上所述产生的跳转脉冲g71控制反射镜207的位置，并且因此反射镜207的位置适应于在模式之间跳转。
[0158]参考符号g73指出跳转定时信号，用于使伺服控制部121转换转换开关125。
[0159]在此，此外参考图5。当跳转定时信号g73转向关(OFF)状态时，转换开关125转换为转换开关125的端子125a和端子125c彼此连接的方式。即，在此情况中，由差值信号产生部101产生的差值信号g31作为驱动信号通过转换开关109、转换开关125和相位补偿部111提供至VCM驱动器113。
[0160]而且，当跳转定时信号g73转向开状态时，转换开关125转换为转换开关125的端子125b和端子125c彼此连接的方式。因此，在此情况中，由跳转脉冲产生部123产生的跳转脉冲g71作为驱动信号通过转换开关125和相位补偿部111提供至VCM驱动器113。
[0161]注意，如上所述，当跳转脉冲产生部123将跳转脉冲提供至端子125b时，伺服控制部121同时地将跳转定时信号g73提供至转换开关125。特别地，在图6所示实例中，与冲击脉冲g711上升的时间11同时地，伺服控制部121控制跳转定时信号g73转向开状态。而且，与制动脉冲g713上升的时间t2同时地，伺服控制部121控制跳转定时信号g73转向关状态。
[0162]通过以上的控制，由参考符号g75表示的驱动信号(S卩，结合了差值信号g31和跳转脉冲g71的驱动信号)以时间顺序提供至VCM驱动器113。注意基于驱动信号g75，VCM驱动器113使驱动部30控制反射镜207的位置，以便基于差值信号g31在执行模式跳转时停止伺服控制，并且在完成模式跳转后重新开始伺服控制。以这种配置，在根据本实施方式的控制部1中流畅地执行模式跳转。
[0163]在上文中，参考图6，描述了跳转脉冲以及跳转脉冲、跳转定时信号和驱动信号之间的关系的细节。
[0164]接下来，参考图7和图8，将描述反射光L3的最小电平模式的确定操作的实例。首先，参考图7。图7是示出了根据本实施方式的控制部10对伺服的牵引操作的实例的解释图。
[0165]控制部10首先将由光电探测器41探测的谐振器20的反射光L3的电平(换一种说法，反射信号g21)与阈值g25比较，并且当反射光L3的电平变得低于预设的阈值g25时执行伺服的牵引(即，初始牵引)。通过此伺服初始牵引，反射镜207的位置被调节为对应于图7中参考符号i表不的模式的位置。
[0166]如参考符号g81所指出的，当完成伺服的初始牵引时，以模式朝向预设方向按顺序地转换(即，模式跳转)的方式，控制部10首先控制反射镜207的位置。例如，在图7所示实例中，控制部10控制反射镜207的位置，以便从而模式跳转至一个相邻模式。然后，控制部10获得关于每个转换的模式的反射光L3的电平。
[0167]例如，在图7所示实例中，如参考符号g81所表示的，控制部10控制反射镜207的位置以按顺序地执行模式跳转，从仅接在初始牵引之后的模式i的起始点至模式i + Ι、模式i+2、"_、模式1+6。
[0168]如上所述，在按顺序地执行模式跳转的同时，控制部10比较模式跳转前后的反射光L3的电平，并且确定反射光L3的最低电平的模式。
[0169]在此，参考图8。图8是示出了根据实施方式的控制部对伺服的牵引操作的实例的解释图，并且示出了与在图7中示出的实例中的模式跳转有关的反射光L3的电平的变化。在图8中，水平轴代表时间t，并且垂直轴代表反射光L3的电平。而且，参考符号til表示紧接着伺服初始牵引之后的时间。即，在时间til处，反射镜207的位置被调节为对应于模式i的位置。
[0170]例如，在图7所示实例中，当反射镜207被放置在对应于如图8中所示的模式i+3的位置处时，换一种说法，在时间tl3处，反射光L3的电平成为最低的。在此情况中，基于反射光L3的电平在模式i+2和模式i+3之间以及模式i+3和模式i+4之间的比较结果，以模式i+3作为边界，控制部10探测到反射光L3的电平的改变从-(减)改变至+(加)。因此，控制部10设置模式i+3作为最优点，S卩，反射光L3的最小电平模式。
[0171]当最优点被设置时，控制部10控制反射镜207的位置从最优点模式跳转预设数量个模式，并且获得每个模式中的反射光L3的电平。例如，在图7所示实例中，控制部10控制反射镜207的位置从而相对于模式i+3以3个模式进行模式跳转(S卩，模式跳转至模式i+6)。
[0172]然后，控制部10将反射光L3在每个模式中获得的电平与反射光L3在最优点处的电平比较。
[0173]例如，在图7和图8所示实例中，在模式i+3中设置为最优点的反射光L3的电平小于模式i+4至模式i+6的任意模式中的反射光L3的电平。如上所述，当反射光L3在最优点处的电平是最小时，控制部10移动反射镜207至对应于最优点的位置，并且完成伺服的牵引操作。例如，在图7所示实例中，如参考符号g83所示，控制部10控制反射镜207的位置，以便其从模式i+6模式跳转至作为最优点的模式i+3。在此情况中，模式改变如图8中在时间tl5和tl7的时间段所示，并且反射镜207的位置被调节为反射光L3的最小电平的最优点(S卩，与模式i+3对应的位置)。
[0174]注意，当在设置了最优点后探测到比最优点更低的反射光L3的电平的模式时，控制部10可以再次搜索最优点。
[0175]在上文中，参考图7和图8，描述了反射光L3的最小电平模式的确定操作的实例。
[0176][4.3.处理流程]
[0177]接下来，将参考图9和图10描述根据本实施方式的控制部10对激发激光LI在谐振器20中的光程长的控制的一系列操作。首先，参考图9。图9是示出了根据本实施方式的控制部10的一系列操作流程的流程图。
[0178](步骤S10)
[0179]当激光产生设备I开始其操作时，控制部10按顺序地转换模式，并且获得每个转换的模式的反射光L3的电平探测结果，并且确定反射光L3的最小电平模式。然后，控制部10执行伺服的牵引以便在由激发激光LI确定的模式中谐振。注意伺服的牵引操作的细节将在后面以单独的方式描述。
[0180](步骤S20)
[0181]当完成伺服的牵引时，控制部10从光电探测器41获得谐振器20的反射光L3的探测结果，并且基于反射光L3的电平确定伺服控制是否如常操作。
[0182]特别地，例如，当伺服控制如常操作时(S卩，当激发激光LI在谐振器20中的光程长满足激发激光LI的谐振条件时)，如图2中所示反射光L3的电平变低。另一方面，当激发激光LI在谐振器20中的光程长不满足激发激光LI的谐振条件时，反射光L3的电平与满足谐振条件的情况比较变得更高。通过利用这些特性，控制部10能够确定伺服控制是否如常操作。
[0183]如果伺服控制没有如常操作(步骤S20，否)，控制部10再次执行伺服的牵引操作。
[0184](步骤S30、步骤 S40)
[0185]如果伺服控制如常操作(步骤S20，是)，控制部10在预设时间段中暂时停止处理，并且确认在时间段过去后伺服控制是否再次如常操作。控制部10继续上述操作，直到例如激光产生设备I的操作停止(步骤S40，否)。然后，如果激光产生设备I的操作停止是被命令的(步骤S40，是)，控制部10结束对激发激光LI在谐振器20中的光程长的控制的一系列处理。
[0186]接下来，参考图10，将详细描述如图9中步骤SlO示出的伺服的牵引操作的实例。图10是示出了根据本实施方式的控制部10的伺服牵引的一系列操作流程的流程图。
[0187](步骤SlOl)
[0188]首先，通过将由光电探测器41探测的谐振器20的反射光L3的电平与阈值g25比较，控制部10执行伺服的初始牵引。因此，例如，反射镜207的位置被调节为在图7所示实例中的模式i的位置。注意，在下文中，紧接着完成初始牵引操作之后的模式将作为模式0(i = 0)描述。
[0189](步骤S102)
[0190]当完成伺服的初始牵引时，控制部10控制反射镜207的位置以便在预设方向模式跳转。例如，在图1O所示实例中，控制部1控制反射镜207的位置以便在+ (加)方向(i = i+1)模式跳转。
[0191](步骤S103)
[0192]控制反射镜207的位置以在模式之间跳转后，控制部10从光电探测器41获得模式跳转后的反射光L3的探测结果，并且比较模式跳转前后的反射光L3的电平。
[0193](步骤S111)
[0194]如果反射光L3的电平改变是+(加)，换一种说法，如果模式跳转后的反射光L3的电平高于模式跳转前的(步骤S103，是)，控制部10控制反射镜207的位置以便在_(减)方向模式跳转。控制反射镜207的位置后，控制部10从光电探测器41获得模式跳转后的反射光L3的探测结果，并且比较模式跳转前后的反射光L3的电平。
[0195](步骤S112)
[0196]如上所述，如果在模式跳转前后反射光L3的电平改变是_(减)(步骤S112，否)，控制部1控制反射镜207的位置以便在-(减)方向模式跳转。
[0197](步骤SI 13)
[0198]如果在模式跳转前后反射光L3的电平改变是+(加)(步骤S112，是)，控制部10识别当时的模式作为经过最优点的模式，并且设置之前紧邻的模式(Imax = i)为最优点。在此情况中，控制部10储存设置为最优点的模式中的反射光L3的电平。
[0199](步骤S114)
[0200]设置最优点后，控制部10控制反射镜207的位置以便相对于所述最有点在_(减)方向上模式跳转预设数量η个模式(步骤S115，否)。
[0201](步骤S116)
[0202]在控制反射镜207的位置以便相对于最优点在_(减)方向上模式跳转数量η个模式之后，控制部10从光电探测器41获得模式跳转后的反射光L3的探测结果。然后，控制部10比较设置为最优点的模式(Imax = i)和模式跳转后的模式之间的反射光L3的电平。
[0203]如果模式跳转前后反射光L3的电平改变不是+(加)(步骤S116，否)，意味着对应于Imax = i的模式中的反射光L3的电平不是最小的。因此，控制部10通过再次执行步骤S102处和之后的处理确定反射光L3的最小值的电平模式。
[0204](步骤SI 17)
[0205]如果在模式跳转前后反射光L3的电平改变是+(加)(步骤S116，是)，意味着对应于Imax = i的模式中反射光L3的电平是最小的。在此情况中，控制单元1控制反射镜20 7的位置以便在+(加)方向上模式跳转数量η个模式，并且结束伺服牵引的一系列操作。因此，反射镜207的位置被调节为对应于Imax = i的模式的位置。
[0206](步骤S121)
[0207]注意在步骤S103中“如果模式跳转前后的反射光L3的电平改变是_(减)(步骤S103，否)”所执行的基础操作与在前述步骤Slll至S117中所述操作相似，除了反射镜207的控制方向不同。
[0208]即，控制部1控制反射镜207的位置以便在+(加)方向模式跳转。控制反射镜207的位置后，控制部10从光电探测器41获得模式跳转后的反射光L3的探测结果，并且比较模式跳转前后的反射光L3的电平。
[0209](步骤S122)
[0210]如上所述，如果模式跳转前后的反射光L3的电平改变是_(减)(步骤S122，否)，控制部1控制反射镜207的位置以便在+ (加)方向模式跳转。
[0211](步骤S123)
[0212]如果模式跳转前后反射光L3的电平改变是+(加)(步骤S122，是)，控制部10识别当时的模式作为经过最优点的模式，并且将即刻前的模式(Imax = i)设置为最优点。在此情况中，控制部10储存设置为最优点的模式中的反射光L3的电平。
[0213](步骤S124)
[0214]设置最优点后，控制部10控制反射镜207的位置以便相对于最优点在+(加)方向上模式跳转预设数量η个模式(步骤SI25，否)。
[0215](步骤S126)
[0216]在控制反射镜207的位置以便相对于最优点在+(加)方向上模式跳转预设数量η个模式之后，控制部10从光电探测器41获得模式跳转后的反射光L3的探测结果。然后，控制部10比较设置为最优点的模式(Imax = i)和模式跳转后的模式之间的反射光L3的电平。
[0217]如果模式跳转前后的反射光L3的电平改变不是+(加)(步骤S126，否)，意味着对应于Imax = i的模式中的反射光L3的电平不是最小的。因此，控制部10通过再次执行步骤S102处和之后的处理确定反射光L3的最小值电平模式。
[0218](步骤S127)
[0219]如果模式跳转前后的反射光L3的电平改变是+(加)(步骤S126，是)，意味着对应于Imax = i的模式中的反射光L3的电平是最小的。因此，控制部1控制反射镜207的位置以便在_(减)方向上模式跳转数量η个模式，并且结束伺服牵引的一系列操作。因此，反射镜207的位置被调节为对应于Imax = i的模式的位置。
[0220]在上文中，参考图9和图10，描述了根据本实施方式的控制部10对激发激光LI在谐振器20中的光程长的控制的一系列操作。注意上述操作仅是一种实例，并且毋庸置疑，操作不必被上述实例限制。
[0221]作为一个具体的实例，控制部10可以被配置为在开启激光产生设备I的同时一直监控伺服控制是否如常操作。
[0222]虽然，在图10所示实例中，控制部10通过初始牵引后的模式跳转执行对反射镜207位置的控制，控制部10可以通过模式跳转而不执行初始牵引来执行对反射镜207位置的控制。在此情况中，例如，通过控制反射镜207的位置以便模式跳转多个模式，控制部10首先缩小反射光L3的最小电平模式的范围。然后，通过控制反射镜207的位置以便在缩小的范围内模式跳转更小数量的模式，控制部10可以确定反射光L3的最小电平模式。
[0223][4.4.注意事项]
[0224]在上文中，描述了根据本实施方式的控制部10的细节。如上所述，控制部10以按顺序地模式转换(即模式跳转)的方式控制反射镜207的位置，并且获得关于每个转换的模式的反射光L3的电平。然后，控制部1比较模式跳转前后的反射光L3的电平，并且确定反射光L3的最低电平模式。以这种配置，根据本实施方式的控制部10能够控制谐振器20中的光程长，以便在能够输出更高强度的OPO激光L2的模式中谐振。
[0225]而且，当执行模式跳转时，根据本实施方式的控制部10基于差值信号停止伺服控制，并且在完成模式跳转后重新开始伺服控制。以这种配置，根据本实施方式的控制部10能够流畅地执行模式跳转。
[0226]〈5.示例性变形例〉
[0227][5.1.激光产生设备的配置]
[0228]接下来，将描述根据前述实施方式的激光产生设备I的一种示例性变形例。首先，将参考图11描述根据示例性变形例的激光产生设备Ia的配置。图11是示出了根据示例性变形例的激光产生设备Ia的配置的图表。
[0229]如图11中所示，根据示例性变形例的激光产生设备Ia与根据前述实施方式的激光产生设备I不同，激光产生设备Ia中包括位置探测单元221和223。因此，在下文中，将描述与前述激光产生设备I不同的位置探测单元221和223以及控制部10a，并且将省略关于其他元件的描述。
[0230]例如，位置探测单元221和223包括光位置传感器(PSD:位置灵敏探测器)。
[0231]位置探测单元221探测沿激发激光LI和OPO激光L2在谐振器20中的光轴方向移动的反射镜207的位置。位置探测单元221向控制部1a发送信息指示探测的反射镜207的位置。因此，控制部1a能够识别反射镜207在谐振器20中的位置。
[0232]以相似的方法，位置探测单元223探测沿OPO激光L2在谐振器20中的光轴方向移动的输出耦合器211的位置。位置探测单元223向控制部1a发送信息指示探测的输出耦合器211的位置。因此，控制部1a能够识别输出耦合器211在谐振器20中的位置。
[0233]以与根据前述实施方式的控制部10相似的方法，以设定模式按顺序地转换至与设定模式不同的另一个模式的方式，控制部1a改变激发激光LI在谐振器20中的光程长，并且确定最优点(即，反射光L3的最小电平模式)。然后，控制部1a将反射镜207的位置调节至对应于确定的最优点的位置。
[0234]将反射镜207的位置调节至对应于最优点的位置后，根据示例性变形例的控制部1a从位置探测单元221获得当时的反射镜207位置的探测结果，并且储存指出探测结果的位置信息。
[0235]在此，参考图12。图12是示出了根据示例性变形例的控制部1a的操作概述的解释图。在图12中，参考符号gll表不反射镜207的位置，并且参考符号g21表不对应于参考符号gll所示的反射镜207的每个位置获得的反射信号(S卩，表示反射光L3的电平的信号)。而且，参考符号g27表不反射光L3的最小电平模式(即，最优点)。
[0236]如图12中所示，基于位置探测单元221的探测结果指出的位置信息g81，控制部1a能够识别反射镜207对应于最优点g27的位置。因此，例如，当反射镜207的位置由于干扰(如谐振器20上的冲击)而改变时，基于预先储存的位置信息g81，控制部1a能够将反射镜207的位置调节至对应于最优点的位置。
[0237]相似的方法能够被应用至输出耦合器211。即，当输出耦合器211的位置由于干扰而改变时，基于预先储存的位置信息，控制部1a能够控制输出耦合器211的位置以便满足OPO激光L2的谐振条件。
[0238]在上文中，参考图11和图12，描述了根据示例性变形例的激光产生设备Ia的配置。注意，在上述实例中，描述了将光位置传感器用作位置探测单元221和223的实例。然而，毋庸置疑，如果控制部1a能够识别反射镜207和输出耦合器211在谐振器中的位置，方法不限于基于光位置传感器如位置探测单元221和223的输出来识别反射镜207位置的方法。
[0239][5.2.处理流程]
[0240]接下来，参考图13，将描述根据示例性变形例的控制部1a对激发激光LI在谐振器20中的光程长的控制的一系列操作。图13是示出了根据示例性变形例的控制部1a的一系列操作流程的流程图。
[0241](步骤S10)
[0242]当激光产生设备I开始操作时，控制部1a按顺序地转换模式，并且获得反射光L3关于每个转换的模式的电平探测结果，并且确定反射光L3的最小电平模式(S卩，最优点)。然后，控制部1a以激发激光LI在确定的模式中谐振的方式执行伺服的牵引。注意伺服的牵引操作与根据前述实施方式的控制部10的情况相似(图9和图10)。
[0243](步骤S51)
[0244]当完成伺服的牵引时，控制部1a从位置探测单元221获得表示反射镜207位置的位置信息。以该位置信息，控制部1a能够识别反射镜207对应于反射光L3的最小电平模式的位置(即，最优点)。控制部1a记录从位置探测单元221获得的反射镜207对应于最优点的位置信息。而且，在此情况中，控制部1a可以从位置探测单元223获得输出耦合器211的位置信息并且储存该位置信息。
[0245](步骤S20)
[0246]此后，控制部10从光电探测器41获得谐振器20的反射光L3的探测结果，并且基于反射光L3的电平确定伺服控制是否如常操作。
[0247](步骤S52、步骤 S10)
[0248]如果伺服控制没有如常操作(步骤S20，否)，基于预先记录的对应于最优点的反射镜207的位置信息，控制部10控制反射镜207的位置至对应于最优点的位置(步骤S52)。而且，在此情况中，基于预先记录的输出耦合器211的位置信息，控制部1a可以控制输出耦合器211的位置。基于预先记录的位置信息控制反射镜207的位置后，控制部10再次执行伺服的牵引操作(步骤S10)。
[0249](步骤S:30、步骤 S40)
[0250]注意，如果伺服控制如常操作(步骤S20，是)，控制部1a在预设的时间段中暂时停止处理(步骤S30)，并且确定在时间段过去后伺服控制是否再次如常操作。控制部1a继续上述的操作直到例如激光产生设备I的操作停止(步骤S40，否)。然后，如果激光产生设备I的操作停止是被命令的(步骤S40，是)，控制部1a结束对激发激光LI在谐振器20中的光程长控制的一系列处理。
[0251]在上文中，参考图13，描述了根据示例性变形例的控制部1a的一系列操作的流程。
[0252][5.3.注意事项]
[0253]如上所述，基于由位置探测单元221的探测结果表示的位置信息，根据示例性变形例的控制部1a能够识别反射镜207对应于最优点g27的位置。因此，例如，即使当反射镜207的位置由于干扰(如谐振器20上的冲击)而改变时，基于预先储存的位置信息，控制部1a能够将反射镜207的位置调节至对应于最优点的位置。
[0254]相似的方法能够被应用至输出耦合器211。即，即使当输出耦合器211的位置由于干扰而改变时，基于预先储存的位置信息，控制部1a能够控制输出耦合器211的位置以便满足OPO激光L2的谐振条件。
[0255]而且，在基于预先储存的位置信息调节反射镜207的位置后，基于模式跳转的操作，根据示例性变形例的控制部1a可以再次确定反射光L3的最小电平模式。同时在此情况中，基于位置信息对反射镜207位置的控制，允许反射镜207移动至对应于最优点的位置附近，并且因此控制部1a能够即刻再次确定反射光L3的最小电平模式。
[0256]〈6.硬件配置〉
[0257]接下来，将参考图14对根据本实施方式的激光产生设备I的硬件配置的一种实例作出说明。图14是示出了根据本实施方式的激光产生设备I的硬件配置的一种实例的图表。
[0258]如图14中所示，根据本实施方式的激光产生设备I包括处理器901、存储器903、存储器905、光源单元907、光学系统单元909、操控设备911、显示设备913、通信设备915和总线917。
[0259]例如，处理器901可以是中央处理单元(CPU)、图形处理单元(GPU)、数字信号处理器(DSP)或片上系统(SoC)，并且执行激光产生设备I的多种处理。例如，处理器901可以被电子线路配置，用于执行多种类型的运算处理。注意前述控制部10可由处理器901配置。
[0260]存储器903包括随机存取存储器(RAM)和只读存储器(ROM)，并且储存由处理器901执行的程序和数据。存储器905可包括存储介质如半导体存储器和硬盘。例如，注意前述存储单元66能够用存储器903和存储器905配置。
[0261]光源单元907是用于发射激发激光LI的单元，并且对应于前述光源单元50。光源单元907由处理器901控制关于发出的激发激光的强度和波长。
[0262]光学系统单元909是谐振从光源单元907发出的激发激光L1、转换激发激光LI的波长并且输出转换了波长的OPO激光L2的单元。光学系统单元909对应于谐振器20和用于使谐振器20引导激发激光LI的光学系统(例如，反射镜501和503)。
[0263]操控设备911具有为用户产生输入信号以执行期望的操控的功能。操控设备911可由输入部分(例如按钮、转换开关等)配置，用于用户输入信息;输入控制电路，用于基于用户的输入产生输入信号并且将输入信号提供至处理器901等。
[0264]显示设备913是输出设备的一种实例，并且可以是如液晶显示(LCD)设备和有机发光二极管(OLED)显示设备的显示设备。显示设备913能够通过向用户显示画面来提供信息。
[0265]通信设备915是通信方法，其被包括在激光产生设备I中，并且通过网络与外部设备通信。通信设备915是用于无线通信的接口，并且可包括通信天线、无线电频率(RF)电路、基带处理器等。
[0266]通信设备915具有对从外部设备接收的信号执行多种类型的信号处理的功能，并且能够将从接收的模拟信号产生的数字信号提供至处理器901。
[0267]总线917将处理器901、存储器903、存储器905、光源单元907、光学系统单元909、操控设备911、显示设备913和通信设备915彼此连接。总线917可包括多种类型的总线。
[0268]而且，用于使计算机中建立的硬件如CPU、R0M和RAM执行相当于上述激光产生设备I的配置的功能的程序也是可生产的。而且，也能够提供计算机可读的存储介质以记录程序。
[0269]〈7.结论〉
[0270]本公开的实施方式已经在上方参考附图详细描述，同时本公开的技术范围不限于这样的一种实例。在本公开的技术领域中具有普通了解的人员显然能够在后续权利要求中列举的技术观念的范围内设想多种替换和修改，并且需要理解的是这些替换和修改将自然归入本公开的技术范围。
[0271]此外，本技术亦可以被配置为如下所示。
[0272](I)
[0273]一种控制设备包括:
[0274]驱动部，在光轴方向上移动谐振器中的一对反射单元中的至少一个，所述谐振器包括所述至少一对反射单元和非线性光学晶体，通过谐振入射激光来转换所述入射激光的波长，并且具有满足所述入射激光的谐振条件的多个模式；以及
[0275]控制部，基于所述谐振器的反射光的探测结果，通过使所述驱动部移动所述至少一个反射单元来控制所述谐振器的光程长，以便进入所述谐振器的所述激光从所述激光在所述多个模式的第一模式中谐振的状态改变为所述激光在与所述第一模式不同的第二模式中谐振的状态。
[0276](2)
[0277]根据(I)的控制设备，其中
[0278]根据所探测的反射光的电平，所述控制部控制所述谐振器的所述光程长，以改变为在所述多个模式中的至少一个中的谐振状态。
[0279](3)
[0280]根据(I)或(2)的控制设备，其中
[0281 ]所述控制部通过向所述驱动部提供跳转脉冲来控制所述谐振器的所述光程长，以便从所述第一模式中的谐振状态改变为所述第二模式中的谐振状态，其中所述跳转脉冲包括用于将所述至少一个反射单元移动预设的距离的反冲脉冲，以及用于停止基于所述反冲脉冲而移动的所述反射单元的制动脉冲。
[0282] (4)
[0283 ]根据(I)至(3)中任一项的控制设备，其中
[0284]所述控制部
[0285]基于所述反射光的所述探测结果，当控制所述谐振器的所述光程长以便将所述谐振器的所述光程长改变为所述多个模式中的一个中的谐振状态时，储存表示所述反射单元的位置的位置信息，并且
[0286]基于所储存的位置信息控制所述谐振器的所述光程长。
[0287](5)
[0288]根据(I)至(4)中任一项的控制设备，其中
[0289]所述控制部以如下方式控制所述谐振器的所述光程长:进入所述谐振器的所述激光在所述多个模式中所述反射光的电平为最小的模式中谐振。
[0290](6)
[0291]根据(5)的控制设备，其中
[0292]所述控制部控制所述谐振器的所述光程长，以便所述模式按顺序地切换，并且获得与所述切换后的每个模式相对应的所述反射光的电平，并且根据获得的与每个模式相对应的所述反射光的所述电平来确定所述反射光的电平为最小的所述模式。
[0293](7)
[0294]根据(6)的控制设备，其中
[0295]所述控制部
[0296]控制所述谐振器的所述光程长，以便所述模式以至少大于相邻模式之间距离的第一单元切换，并且获得与每个切换后的模式相对应的所述反射光的所述电平，并且根据获得的与每个模式相对应的所述反射光的所述电平，从所述模式中确定所述反射光的电平为最小的第一模式，并且然后
[0297]控制所述谐振器的所述光程长以便所述模式在所述第一模式附近处以小于所述第一单元的第二单元切换，获得与所述每个切换后的模式相对应的所述反射光的所述电平，并且根据所获得的与每个模式相对应的所述反射光的所述电平，确定所述反射光的电平为最小的所述模式。
[0298](8)
[0299]根据(I)至(6)的任一项的控制设备，其中
[0300]所述第二模式是与所述第一模式相邻的模式。
[0301](9)
[0302]根据(I)至(8)的任一项的控制设备，其中
[0303]所述控制部
[0304]伺服控制所述光程长以便所述谐振器的所述光程长满足对应于设定模式的谐振条件，并且
[0305]当进入所述谐振器的所述激光在所述第一模式谐振的所述状态改变为所述激光在所述第二模式中谐振的状态时，停止所述伺服控制，并且在所述状态改变后在做为所述设定模式的所述第二模式中重新开始所述伺服控制。
[0306](10)
[0307]根据(9)的控制设备，其中
[0308]基于所述反射光的所述探测结果，所述控制部产生差值信号表示所述谐振器的所述光程长和满足所述入射激光的谐振条件的光程长之间的差值，并且基于所产生的差值信号伺服控制所述谐振器的所述光程长。
[0309](11)
[0310]一种控制方法包括:
[0311 ] 通过驱动部在光轴方向上移动谐振器中的一对反射单元中的至少一个，所述谐振器包括所述至少一对反射单元和一个非线性光学晶体，通过谐振入射激光来转换所述入射激光的波长，并且具有满足所述入射激光的谐振条件的多个模式；以及
[0312]基于所述谐振器的反射光的探测结果，通过使所述驱动部移动所述至少一个反射单元来通过处理器控制所述谐振器的光程长，以便进入所述谐振器的所述激光从所述激光在所述多个模式的第一模式中谐振的状态改变为所述激光在与所述第一模式不同的第二模式中谐振的状态。
[0313](12)
[0314]—种用于使计算机执行的程序:
[0315]移动步骤，在光轴方向上移动谐振器中的一对反射单元中的至少一个，所述谐振器包括所述至少一对反射单元和非线性光学晶体，通过谐振入射激光来转换所述入射激光的波长，并且具有满足所述入射激光的谐振条件的多个模式；以及
[0316]控制步骤，基于所述谐振器的反射光的探测结果，通过使所述驱动部移动所述至少一个反射单元来控制所述谐振器的光程长，以便进入所述谐振器的所述激光从所述激光在所述多个模式的第一模式中谐振的状态改变为所述激光在与所述第一模式不同的第二模式中谐振的状态。
[0317]参考符号表
[0318]Ula激光产生设备
[0319]10、1a 控制部
[0320]101差值信号产生部
[0321]103电平探测部
[0322]105电平探测部
[0323]107伺服控制部
[0324]109转换开关
[0325]111相位补偿部
[0326]113 VCM驱动器
[0327]121伺服控制部
[0328]123跳转脉冲产生部
[0329]125转换开关
[0330]125a 端子
[0331]125b 端子
[0332]125c 端子
[0333]11振荡器
[0334]20谐振器
[0335]201输入耦合器
[0336]203,205,207 反射镜
[0337]209分色镜
[0338]211输出耦合器
[0339]213非线性光学元件
[0340]221,223位置探测单元[0341 ] 30驱动部
[0342]40隔离器
[0343]41光电探测器
[0344]50光源单元
[0345]51激光光源
[0346]52相位调制器
[0347]53驱动器
【主权项】
1.一种控制设备，包括: 驱动部，在光轴方向上移动谐振器中的一对反射单元中的至少一个，所述谐振器包括所述至少一对反射单元和非线性光学晶体，通过谐振入射激光来转换所述入射激光的波长，并且具有满足所述入射激光的谐振条件的多个模式；以及 控制部，基于所述谐振器的反射光的探测结果，通过使所述驱动部移动所述至少一个反射单元来控制所述谐振器的光程长，以便进入所述谐振器的所述激光从所述激光在所述多个模式的第一模式中谐振的状态改变为所述激光在与所述第一模式不同的第二模式中谐振的状态。2.根据权利要求1所述的控制设备，其中 根据所探测的反射光的电平，所述控制部控制所述谐振器的所述光程长，以改变为在所述多个模式中的至少一个中的谐振状态。3.根据权利要求1所述的控制设备，其中 所述控制部通过向所述驱动部提供跳转脉冲来控制所述谐振器的所述光程长，以便从所述第一模式中的谐振状态改变为所述第二模式中的谐振状态，其中所述跳转脉冲包括用于将所述至少一个反射单元移动预设的距离的反冲脉冲，以及用于停止基于所述反冲脉冲而移动的所述反射单元的制动脉冲。4.根据权利要求1所述的控制设备，其中 所述控制部 基于所述反射光的所述探测结果，当控制所述谐振器的所述光程长以便将所述谐振器的所述光程长改变为所述多个模式中的一个中的谐振状态时，储存表示所述反射单元的位置的位置信息，并且 基于所储存的位置信息控制所述谐振器的所述光程长。5.根据权利要求1所述的控制设备，其中 所述控制部以如下方式控制所述谐振器的所述光程长:进入所述谐振器的所述激光在所述多个模式中所述反射光的电平为最小的模式中谐振。6.根据权利要求5所述的控制设备，其中 所述控制部控制所述谐振器的所述光程长，以便所述模式按顺序地切换，并且获得与所述切换后的每个模式相对应的所述反射光的电平，并且根据获得的与每个模式相对应的所述反射光的所述电平来确定所述反射光的电平为最小的所述模式。7.根据权利要求6所述的控制设备，其中 所述控制部 控制所述谐振器的所述光程长，以便所述模式以至少大于相邻模式之间距离的第一单元切换，并且获得与每个切换后的模式相对应的所述反射光的所述电平，并且根据获得的与每个模式相对应的所述反射光的所述电平，从所述模式中确定所述反射光的电平为最小的第一模式，并且然后 控制所述谐振器的所述光程长以便所述模式在所述第一模式附近处以小于所述第一单元的第二单元切换，获得与所述每个切换后的模式相对应的所述反射光的所述电平，并且根据所获得的与每个模式相对应的所述反射光的所述电平，确定所述反射光的电平为最小的所述模式。8.根据权利要求1所述的控制设备，其中 所述第二模式是与所述第一模式相邻的模式。9.根据权利要求1所述的控制设备，其中 所述控制部 伺服控制所述光程长以便所述谐振器的所述光程长满足对应于设定模式的谐振条件，并且 当进入所述谐振器的所述激光在所述第一模式谐振的所述状态改变为所述激光在所述第二模式中谐振的状态时，停止所述伺服控制，并且在所述状态改变后在做为所述设定模式的所述第二模式中重新开始所述伺服控制。10.根据权利要求9所述的控制设备，其中 基于所述反射光的所述探测结果，所述控制部产生差值信号表示所述谐振器的所述光程长和满足所述入射激光的谐振条件的光程长之间的差值，并且基于所产生的差值信号伺服控制所述谐振器的所述光程长。11.一种控制方法，包括: 通过驱动部在光轴方向上移动谐振器中的一对反射单元中的至少一个，所述谐振器包括所述至少一对反射单元和一个非线性光学晶体，通过谐振入射激光来转换所述入射激光的波长，并且具有满足所述入射激光的谐振条件的多个模式；以及 基于所述谐振器的反射光的探测结果，通过使所述驱动部移动所述至少一个反射单元来通过处理器控制所述谐振器的光程长，以便进入所述谐振器的所述激光从所述激光在所述多个模式的第一模式中谐振的状态改变为所述激光在与所述第一模式不同的第二模式中谐振的状态。12.—种用于使计算机执行的程序: 移动步骤，在光轴方向上移动谐振器中的一对反射单元中的至少一个，所述谐振器包括所述至少一对反射单元和非线性光学晶体，通过谐振入射激光来转换所述入射激光的波长，并且具有满足所述入射激光的谐振条件的多个模式；以及 控制步骤，基于所述谐振器的反射光的探测结果，通过使所述驱动部移动所述至少一个反射单元来控制所述谐振器的光程长，以便进入所述谐振器的所述激光从所述激光在所述多个模式的第一模式中谐振的状态改变为所述激光在与所述第一模式不同的第二模式中谐振的状态。
【文档编号】G02F1/39GK105829962SQ201480069500
【公开日】2016年8月3日
【申请日】2014年11月11日
【发明人】藤田五郎, 田中健二, 林邦彦
【申请人】索尼公司