本發(fā)明涉及一種激光裝置，進(jìn)一步詳細(xì)而言，涉及一種能夠射出第1波長(zhǎng)的光及第2波長(zhǎng)的光的激光裝置。并且，本發(fā)明涉及一種具備這種激光裝置的光聲測(cè)量裝置。

背景技術(shù)：

以往，例如如專利文獻(xiàn)1所示，已知有利用光聲效果對(duì)活體的內(nèi)部進(jìn)行圖像化的光聲圖像生成裝置。在該光聲圖像生成裝置中，例如脈沖激光束等脈沖光照射到活體。在受到該脈沖光的照射的活體內(nèi)部，吸收了脈沖光的能量的活體組織因熱而體積發(fā)生膨脹，從而產(chǎn)生聲波。由超聲波探頭等檢測(cè)該聲波，基于檢測(cè)出的信號(hào)(光聲信號(hào))，能夠?qū)铙w內(nèi)部進(jìn)行圖像化。在光聲圖像生成方法中，由于在特定光吸收體中產(chǎn)生聲波，因此能夠?qū)铙w中的特定組織、例如血管等進(jìn)行圖像化。

關(guān)于活體組織的大部分，其光吸收特性根據(jù)光的波長(zhǎng)而改變，并且，一般而言，該光吸收特性對(duì)各組織也是特有的。例如，圖14中示出人的動(dòng)脈中較多含有的氧合血紅蛋白(與氧結(jié)合的血紅蛋白：oxy-Hb)和靜脈中較多含有的脫氧血紅蛋白(未與氧結(jié)合的血紅蛋白deoxy-Hb)的每一光波長(zhǎng)下的分子吸收系數(shù)。動(dòng)脈的光吸收特性與氧合血紅蛋白的特性對(duì)應(yīng)，靜脈的光吸收特性與脫氧血紅蛋白的特性對(duì)應(yīng)。已知有如下光聲圖像生成方法：利用與該波長(zhǎng)相對(duì)應(yīng)的光吸收率的差異，將彼此不同的兩種波長(zhǎng)的光照射到血管部分，區(qū)分動(dòng)脈和靜脈并進(jìn)行圖像化(例如，參考專利文獻(xiàn)2)。

例如，專利文獻(xiàn)3及4中記載有能夠射出如上述的兩種波長(zhǎng)的光的可變波長(zhǎng)激光裝置。這些激光裝置是以閃光燈為激發(fā)源的翠綠寶石激光光源，能夠?qū)崿F(xiàn)波長(zhǎng)755nm和波長(zhǎng)800nm的激光振蕩。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：日本特開(kāi)2005-21380號(hào)公報(bào)

專利文獻(xiàn)2：日本特開(kāi)2010-46215號(hào)公報(bào)

專利文獻(xiàn)3：日本特開(kāi)2013-89680號(hào)公報(bào)

專利文獻(xiàn)4：日本特開(kāi)2013-214703號(hào)公報(bào)

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

發(fā)明要解決的技術(shù)課題

在翠綠寶石激光光源中，波長(zhǎng)755nm的光和波長(zhǎng)800nm的光的發(fā)光效率不同。圖15是表示將翠綠寶石作為激光介質(zhì)時(shí)的振蕩波長(zhǎng)與發(fā)光效率(增益)之間的關(guān)系的曲線圖。由該曲線圖可知，例如翠綠寶石的發(fā)光效率在波長(zhǎng)755nm附近最大，在波長(zhǎng)超過(guò)755nm的波長(zhǎng)范圍，隨著波長(zhǎng)變長(zhǎng)而降低。

如此，當(dāng)使用具有發(fā)光效率不同的兩個(gè)振蕩波長(zhǎng)(例如，將發(fā)光效率較低的波長(zhǎng)設(shè)為“第1波長(zhǎng)”，將發(fā)光效率較高的波長(zhǎng)設(shè)為“第2波長(zhǎng)”。)的激光介質(zhì)時(shí)，一般是不同強(qiáng)度的激光束會(huì)振蕩。在此，例如若要對(duì)第1波長(zhǎng)的光確保充分的強(qiáng)度，則第2波長(zhǎng)的光的強(qiáng)度有時(shí)會(huì)超過(guò)裝置的損傷閾值。關(guān)于這一點(diǎn)，僅在振蕩波長(zhǎng)為第2波長(zhǎng)的情況下，為了降低第2波長(zhǎng)的光的強(qiáng)度只要能夠降低激光介質(zhì)的激發(fā)能量即可，但在激發(fā)光源的特性或裝置的結(jié)構(gòu)上、激發(fā)能量的降低幅度也存在界限。并且，也存在不優(yōu)選降低激發(fā)能量本身的情況。此外，作為降低第2波長(zhǎng)的光的強(qiáng)度的方法，例如可以考慮僅使第2波長(zhǎng)的光通過(guò)減光濾光器的方法。然而，該方法中，需要減光濾光器或光的分支結(jié)構(gòu)等，裝置的組件件數(shù)增加，導(dǎo)致成本增加。

因此，例如在這種情況下，期望無(wú)需增加裝置的組件件數(shù)而能夠獨(dú)立地控制各波長(zhǎng)的強(qiáng)度的方法。

本發(fā)明是鑒于上述期望而完成的，其目的在于提供一種在使用具有發(fā)光效率不同的兩個(gè)振蕩波長(zhǎng)的激光介質(zhì)的激光裝置中，無(wú)需增加裝置的組件件數(shù)而能夠獨(dú)立地控制各波長(zhǎng)的光的強(qiáng)度的激光裝置及具備該激光裝置的光聲測(cè)量裝置。

用于解決技術(shù)課題的手段

為了解決上述課題，本發(fā)明的激光裝置具備：

固體激光介質(zhì)，在第1波長(zhǎng)和發(fā)光效率高于第1波長(zhǎng)的第2波長(zhǎng)具有振蕩波長(zhǎng)；

激發(fā)部，激發(fā)激光介質(zhì)；

第1諧振器，為使第1波長(zhǎng)的光振蕩的諧振器，且在內(nèi)部的光路上具有激光介質(zhì)；

第2諧振器，為使第2波長(zhǎng)的光振蕩的諧振器，且具有包含配置有激光介質(zhì)的光路的作為與第1諧振器共用的光路的共用光路；

Q值變更單元，包含至少配置于共用光路上的Q值變更部，并使第1波長(zhǎng)的光或第2波長(zhǎng)的光進(jìn)行Q開(kāi)關(guān)振蕩；及

控制部，控制激發(fā)部及Q值變更單元，

當(dāng)振蕩波長(zhǎng)為第1波長(zhǎng)時(shí)，控制部在激光介質(zhì)的激發(fā)開(kāi)始之后經(jīng)過(guò)第1延遲時(shí)間時(shí)，控制Q值變更單元來(lái)使第1波長(zhǎng)的光進(jìn)行Q開(kāi)關(guān)振蕩，

當(dāng)振蕩波長(zhǎng)為第2波長(zhǎng)時(shí)，控制部在激光介質(zhì)的激發(fā)開(kāi)始之后經(jīng)過(guò)第2波長(zhǎng)的光的強(qiáng)度成為小于最大可能強(qiáng)度的第2延遲時(shí)間時(shí)，控制Q值變更單元來(lái)使第2波長(zhǎng)的光進(jìn)行Q開(kāi)關(guān)振蕩。

并且，在本發(fā)明的激光裝置中，優(yōu)選第1延遲時(shí)間及第2延遲時(shí)間設(shè)定為第1波長(zhǎng)的光的強(qiáng)度與第2波長(zhǎng)的光的強(qiáng)度成為彼此相等的值。

并且，在本發(fā)明的激光裝置中，優(yōu)選第1延遲時(shí)間設(shè)定為第1波長(zhǎng)的光的強(qiáng)度成為最大可能強(qiáng)度的值。

并且，在本發(fā)明的激光裝置中，優(yōu)選控制部根據(jù)激發(fā)部對(duì)激光介質(zhì)賦予的激發(fā)能量來(lái)變更第1延遲時(shí)間或第2延遲時(shí)間的設(shè)定值。在該情況下，優(yōu)選激發(fā)部包含閃光燈作為光源，控制部根據(jù)閃光燈的充電電壓來(lái)變更第1延遲時(shí)間或第2延遲時(shí)間的設(shè)定值。在此，控制部能夠采用具有充電電壓與第1延遲時(shí)間或第2延遲時(shí)間的設(shè)定值建立了對(duì)應(yīng)關(guān)聯(lián)的第1參考表，并基于第1參考表來(lái)變更第1延遲時(shí)間或第2延遲時(shí)間的設(shè)定值的結(jié)構(gòu)。另外，優(yōu)選激發(fā)部包含激發(fā)光源，控制部根據(jù)激發(fā)光源的使用期間來(lái)變更第1延遲時(shí)間或第2延遲時(shí)間的設(shè)定值。在此，控制部能夠采用具有上述使用期間與第1延遲時(shí)間或第2延遲時(shí)間的設(shè)定值建立了對(duì)應(yīng)關(guān)聯(lián)的第2參考表，并基于第2參考表來(lái)變更第1延遲時(shí)間或第2延遲時(shí)間的設(shè)定值的結(jié)構(gòu)。

并且，在本發(fā)明的激光裝置中，優(yōu)選第1諧振器由隔著激光介質(zhì)而彼此對(duì)置的第1反射鏡及第2反射鏡構(gòu)成，第2諧振器由第1反射鏡、隔著激光介質(zhì)及第2反射鏡而與第1反射鏡對(duì)置的第3反射鏡構(gòu)成，Q值變更單元由配置于共用光路上的第1Q值變更部及配置于第2反射鏡及第3反射鏡之間的第2Q值變更部構(gòu)成。

在該情況下，優(yōu)選第1反射鏡、第2反射鏡及第3反射鏡中的至少1個(gè)能夠沿著光軸方向移動(dòng)，進(jìn)一步優(yōu)選控制部根據(jù)第1諧振器的諧振器長(zhǎng)度來(lái)變更第1延遲時(shí)間的設(shè)定值、或者根據(jù)第2諧振器的諧振器長(zhǎng)度來(lái)變更第2延遲時(shí)間的設(shè)定值。在此，優(yōu)選控制部具有第1諧振器的諧振器長(zhǎng)度與第1延遲時(shí)間的設(shè)定值建立了對(duì)應(yīng)關(guān)聯(lián)的第3參考表和/或第2諧振器的諧振器長(zhǎng)度與第2延遲時(shí)間的設(shè)定值建立了對(duì)應(yīng)關(guān)聯(lián)的第4參考表，并基于第3參考表來(lái)變更第1延遲時(shí)間的設(shè)定值，基于第4參考表來(lái)變更第2延遲時(shí)間的設(shè)定值。

并且，在本發(fā)明的激光裝置中，優(yōu)選控制部在第1驅(qū)動(dòng)狀態(tài)、第2驅(qū)動(dòng)狀態(tài)及第3驅(qū)動(dòng)狀態(tài)之間對(duì)第1Q值變更部及第2Q值變更部的驅(qū)動(dòng)狀態(tài)進(jìn)行切換，在所述第1驅(qū)動(dòng)狀態(tài)中，第1諧振器及第2諧振器的Q值為低于振蕩閾值的低Q狀態(tài)，在所述第2驅(qū)動(dòng)狀態(tài)中，第1諧振器及第2諧振器的Q值為高于振蕩閾值的高Q狀態(tài)，在第3驅(qū)動(dòng)狀態(tài)中，第1諧振器的Q值為高Q狀態(tài)且第2諧振器的Q值處于低Q狀態(tài)。在該情況下，優(yōu)選控制部在激光介質(zhì)的激發(fā)時(shí)將第1Q值變更部及第2Q值變更部的驅(qū)動(dòng)狀態(tài)設(shè)為第1驅(qū)動(dòng)狀態(tài)。另外，優(yōu)選控制部在激光介質(zhì)激發(fā)后，對(duì)于第1Q值變更部及第2Q值變更部的驅(qū)動(dòng)狀態(tài)，振蕩波長(zhǎng)為第1波長(zhǎng)時(shí)由第1驅(qū)動(dòng)狀態(tài)切換為第3驅(qū)動(dòng)狀態(tài)，振蕩波長(zhǎng)為第2波長(zhǎng)時(shí)，由第1驅(qū)動(dòng)狀態(tài)切換為第2驅(qū)動(dòng)狀態(tài)。

并且，在本發(fā)明的激光裝置中，優(yōu)選第1Q值變更部包含根據(jù)施加電壓來(lái)變更第1諧振器的Q值的第1Q開(kāi)關(guān)，第2Q值變更部包含根據(jù)施加電壓來(lái)變更第2諧振器的Q值的第2Q開(kāi)關(guān)，控制部通過(guò)控制施加電壓來(lái)變更第1Q值變更部及第2Q值變更部。

本發(fā)明的光聲測(cè)量裝置具備：

如上所述的激光裝置；及

探頭，利用從激光裝置射出的激光束來(lái)檢測(cè)在受檢體內(nèi)產(chǎn)生的光聲波。

并且，優(yōu)選本發(fā)明的光聲測(cè)量裝置具備處理使用探頭來(lái)檢測(cè)出的光聲波的信號(hào)的信號(hào)處理部。

并且，在本發(fā)明的光聲測(cè)量裝置中，優(yōu)選信號(hào)處理部具有基于光聲波的信號(hào)來(lái)生成光聲圖像的聲音圖像生成部，聲圖像生成部基于對(duì)受檢體發(fā)送的聲波的反射波的信號(hào)來(lái)生成反射聲波圖像。

發(fā)明效果

本發(fā)明的激光裝置及光聲測(cè)量裝置具備：固體激光介質(zhì)，在第1波長(zhǎng)和發(fā)光效率高于第1波長(zhǎng)的第2波長(zhǎng)具有振蕩波長(zhǎng)；激發(fā)部；第1諧振器，為使第1波長(zhǎng)的光振蕩的諧振器，且在內(nèi)部的光路上具有激光介質(zhì)；第2諧振器，為使第2波長(zhǎng)的光振蕩的諧振器，且具有包含配置有激光介質(zhì)的光路的與第1諧振器的共用光路；Q值變更單元，包含至少配置于共用光路上的Q值變更部，并使第1或第2波長(zhǎng)的光進(jìn)行Q開(kāi)關(guān)振蕩；及控制部，控制激發(fā)部及Q值變更單元。并且，當(dāng)振蕩波長(zhǎng)為第1波長(zhǎng)時(shí)，控制部在激光介質(zhì)的激發(fā)開(kāi)始之后經(jīng)過(guò)第1延遲時(shí)間時(shí)，控制Q值變更單元來(lái)使第1波長(zhǎng)的光進(jìn)行Q開(kāi)關(guān)振蕩，當(dāng)振蕩波長(zhǎng)為第2波長(zhǎng)時(shí)，控制部在激光介質(zhì)的激發(fā)開(kāi)始之后經(jīng)過(guò)第2波長(zhǎng)的光的強(qiáng)度成為小于最大可能強(qiáng)度的第2延遲時(shí)間時(shí)，控制Q值變更單元來(lái)使第2波長(zhǎng)的光進(jìn)行Q開(kāi)關(guān)振蕩。由此，在使用具有發(fā)光效率不同的兩個(gè)振蕩波長(zhǎng)的激光介質(zhì)的激光裝置中，無(wú)需增加裝置的組件件數(shù)而能夠獨(dú)立地控制各波長(zhǎng)的光的強(qiáng)度。

附圖說(shuō)明

圖1是表示第1實(shí)施方式所涉及的激光裝置的結(jié)構(gòu)的概略圖。

圖2是按每一諧振器長(zhǎng)度表示激發(fā)能量與激光束的脈沖寬度之間的關(guān)系的曲線圖。

圖3是按每一諧振器長(zhǎng)度表示激發(fā)能量與激光束的強(qiáng)度之間的關(guān)系的曲線圖。

圖4是按每一反射鏡反射率表示激發(fā)能量與激光束的脈沖寬度之間的關(guān)系的曲線圖。

圖5是按每一反射鏡反射率表示激發(fā)能量與激光束的強(qiáng)度之間的關(guān)系的曲線圖。

圖6是按每一振蕩波長(zhǎng)表示激發(fā)能量與激光束的強(qiáng)度之間的關(guān)系的曲線圖。

圖7是表示延遲時(shí)間與激光束的強(qiáng)度之間的關(guān)系的時(shí)序圖。

圖8是表示激發(fā)能量與激光束的強(qiáng)度之間的關(guān)系根據(jù)延遲時(shí)間發(fā)生變化的狀態(tài)的曲線圖。

圖9是與激發(fā)燈的發(fā)光、施加于Q開(kāi)關(guān)的電壓及激光束的輸出有關(guān)的時(shí)序圖。

圖10是表示第2實(shí)施方式所涉及的激光裝置的結(jié)構(gòu)的概略圖。

圖11是表示第3實(shí)施方式所涉及的激光裝置的結(jié)構(gòu)的概略圖。

圖12是表示實(shí)施方式所涉及的光聲測(cè)量裝置的結(jié)構(gòu)的概略圖。

圖13是表示光聲測(cè)量裝置的動(dòng)作步驟的流程圖。

圖14是表示氧合血紅蛋白和脫氧血紅蛋白的每一光波長(zhǎng)下的分子吸收系數(shù)的曲線圖。

圖15是表示翠綠寶石的增益曲線的曲線圖。

具體實(shí)施方式

以下，使用附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明，但本發(fā)明并不限于此，只要不脫離本發(fā)明的宗旨，則可以交替組合這些結(jié)構(gòu)，或者可以施加各種變更。另外，為了容易視覺(jué)辨認(rèn)，附圖中的各構(gòu)成要件的比例尺等與實(shí)際適當(dāng)不同。

“激光裝置的第1實(shí)施方式”

對(duì)激光裝置的第1實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。圖1是表示本實(shí)施方式所涉及的激光裝置1的結(jié)構(gòu)的概略圖。如圖1所示，激光裝置1具有激光棒51、閃光燈(激發(fā)燈)52、第1反射鏡53、第2反射鏡54、第3反射鏡55、第1Q值變更部56、第2Q值變更部57及控制電路62。第1Q值變更部56及第2Q值變更部57整體上相當(dāng)于本發(fā)明中的Q值變更單元。激光裝置1射出包含第1波長(zhǎng)及第2波長(zhǎng)的多個(gè)波長(zhǎng)的激光束L。例如，本說(shuō)明書(shū)中，關(guān)于激光振蕩的第2波長(zhǎng)下的增益(發(fā)光效率)設(shè)為高于第1波長(zhǎng)下的增益。

激光棒51為激光介質(zhì)。激光棒51在800nm和755nm具有振蕩波長(zhǎng)。激光棒51例如能夠使用翠綠寶石結(jié)晶。關(guān)于翠綠寶石的激光振蕩的增益如上所述那樣在波長(zhǎng)755nm附近成為峰值。增益在波長(zhǎng)短于755nm的波長(zhǎng)范圍，隨著波長(zhǎng)變短而單調(diào)遞減。并且，增益在波長(zhǎng)長(zhǎng)于755nm的波長(zhǎng)范圍，隨著波長(zhǎng)變長(zhǎng)而單調(diào)遞減。翠綠寶石結(jié)晶在波長(zhǎng)800nm下的增益低于在波長(zhǎng)755nm下的增益。

例如，作為第1波長(zhǎng)(中心波長(zhǎng))，考慮約為800nm，作為第2波長(zhǎng)，考慮約為755nm。若參考之前說(shuō)明的圖14，則人的動(dòng)脈中較多含有的氧合血紅蛋白在波長(zhǎng)755nm下的分子吸收系數(shù)低于在波長(zhǎng)800nm下的分子吸收系數(shù)。另一方面，靜脈中較多含有的脫氧血紅蛋白在波長(zhǎng)755nm下的分子吸收系數(shù)高于在波長(zhǎng)800nm下的分子吸收系數(shù)。利用該性質(zhì)，調(diào)查相對(duì)于照射波長(zhǎng)800nm的光而得到的光聲信號(hào)，照射波長(zhǎng)755nm的光而得到的光聲信號(hào)是相對(duì)較大還是較小，由此能夠判別來(lái)自動(dòng)脈的光聲信號(hào)和來(lái)自靜脈的光聲信號(hào)?；蛘?，能夠測(cè)量氧飽和度。

另外，關(guān)于第1波長(zhǎng)和第2波長(zhǎng)的選擇，理論上只要在所選擇的兩個(gè)波長(zhǎng)下光吸收系數(shù)存在差異，則可以是任何兩個(gè)波長(zhǎng)的組合，并不限定于上述約755nm與約800nm的組合。若考慮易處理性等，則所選擇的兩個(gè)波長(zhǎng)優(yōu)選在氧合血紅蛋白和脫氧血紅蛋白中光吸收系數(shù)變相同的波長(zhǎng)約800nm(準(zhǔn)確為798nm)與脫氧血紅蛋白的光吸收系數(shù)成為極大值的波長(zhǎng)約755nm(準(zhǔn)確為757nm)的組合。在該情況下，第1波長(zhǎng)無(wú)需準(zhǔn)確為798nm，只要在例如793nm～802nm的范圍，則實(shí)用上沒(méi)有問(wèn)題。并且，第2波長(zhǎng)無(wú)需準(zhǔn)確為757nm，只要在例如極大值(757nm)附近的峰值的半寬度即748～770nm的范圍，則實(shí)用上沒(méi)有問(wèn)題。

閃光燈52是作為本發(fā)明中的激發(fā)部的激發(fā)光源，對(duì)激光棒51照射激發(fā)光。閃光燈52被間斷驅(qū)動(dòng)。閃光燈52與從控制電路62發(fā)送的閃光燈觸發(fā)聯(lián)動(dòng)地點(diǎn)亮。也可以將閃光燈52以外的光源用作激發(fā)光源。

第1反射鏡53、第2反射鏡54及第3反射鏡55沿著激光棒51的光軸而排列。第1反射鏡53及第2反射鏡54隔著激光棒51而彼此對(duì)置。第3反射鏡55從第2反射鏡54觀察時(shí)配置于與激光棒51相反的一側(cè)，隔著激光棒51及第2反射鏡54而與第1反射鏡53對(duì)置。

第1反射鏡53是波長(zhǎng)800nm的光及波長(zhǎng)755nm的光的輸出鏡。第1反射鏡53對(duì)波長(zhǎng)800nm的光的反射率高于對(duì)波長(zhǎng)755nm的光的反射率。例如，第1反射鏡53對(duì)波長(zhǎng)800nm的光的反射率為80％，對(duì)波長(zhǎng)755nm的光的反射率為70％。通過(guò)將對(duì)增益較低的波長(zhǎng)800nm的光的反射率設(shè)定為較高，振蕩(投入)能量閾值下降，增益增加。由此，能夠?qū)崿F(xiàn)脈沖激光束的短脈沖化。

第2反射鏡54反射波長(zhǎng)800nm的光，且使波長(zhǎng)755nm的光透射。例如，第2反射鏡54對(duì)波長(zhǎng)800nm的光的反射率為99.8％以上，對(duì)波長(zhǎng)755nm的光的反射率為0.5％以下。第3反射鏡55反射波長(zhǎng)755nm的光。第3反射鏡55對(duì)波長(zhǎng)755nm的光的反射率例如為99.8％以上。

在從激光棒51射出的光中，波長(zhǎng)800nm的光由第2反射鏡54反射，在第1反射鏡53與第2反射鏡54之間往復(fù)。由第1反射鏡53和第2反射鏡54構(gòu)成使波長(zhǎng)800nm的光振蕩的第1諧振器C1。另一方面，從激光棒51射出的波長(zhǎng)755nm的光透射第2反射鏡54并由第3反射鏡55反射，在第1反射鏡53與第3反射鏡55之間往復(fù)。由第1反射鏡53和第3反射鏡55構(gòu)成使波長(zhǎng)755nm的光振蕩的第2諧振器C2。第1諧振器C1的諧振器長(zhǎng)度短于第2諧振器C2的諧振器長(zhǎng)度。從第1反射鏡53至第2反射鏡54為止的光路在第1諧振器C1和第2諧振器C2中為共用光路，激光棒51配置于該共用光路上。

第1Q值變更部56配置于第1諧振器C1與第2諧振器C2的共用光路上，并控制第1諧振器C1及第2諧振器C2的Q值。第1Q值變更部56例如配置于第1反射鏡53與激光棒51之間。代替此，也可以在激光棒51與第2反射鏡54之間配置第1Q值變更部56。第1Q值變更部56包含第1Q開(kāi)關(guān)58和偏振器59。第1Q開(kāi)關(guān)58根據(jù)施加電壓來(lái)改變第1諧振器C1及第2諧振器C2的Q值。第1Q開(kāi)關(guān)58可以使用根據(jù)施加電壓來(lái)改變所通過(guò)的光的偏振狀態(tài)的電光元件。

第1Q開(kāi)關(guān)58例如使用普克爾盒。第1Q開(kāi)關(guān)58在施加電壓為對(duì)應(yīng)于Q開(kāi)關(guān)關(guān)閉的第1電壓時(shí)將第1諧振器C1及第2諧振器C2設(shè)為低Q狀態(tài)。低Q狀態(tài)是指諧振器的Q值低于激光振蕩閾值的狀態(tài)。第1電壓例如為第1Q開(kāi)關(guān)58作為1/4波片發(fā)揮功能的電壓。第1Q開(kāi)關(guān)58在施加電壓為對(duì)應(yīng)于Q開(kāi)關(guān)打開(kāi)的第2電壓時(shí)將第1諧振器C1及第2諧振器C2設(shè)為高Q狀態(tài)。高Q狀態(tài)是指諧振器的Q值高于激光振蕩閾值的狀態(tài)。第2電壓的絕對(duì)值小于第1電壓的絕對(duì)值，電壓可以是正的電壓，也可以是負(fù)的電壓。第2電壓例如為0V(無(wú)施加電壓)，此時(shí)透射第1Q開(kāi)關(guān)58的光的偏振狀態(tài)不會(huì)發(fā)生變化。另外，由于普克爾盒作為1/4波片起作用的電壓依賴于波長(zhǎng)而發(fā)生變化，因此對(duì)應(yīng)于Q開(kāi)關(guān)打開(kāi)的第2電壓在波長(zhǎng)800nm的振蕩時(shí)和波長(zhǎng)755nm的振蕩時(shí)不同。即，在波長(zhǎng)800nm的振蕩時(shí)和波長(zhǎng)755nm的振蕩時(shí)，對(duì)普克爾盒的施加電壓不同。因此，與對(duì)普克爾盒的施加電壓0V對(duì)應(yīng)于Q開(kāi)關(guān)打開(kāi)的結(jié)構(gòu)相比，在并非該結(jié)構(gòu)的情況下，Q開(kāi)關(guān)的控制電路或其控制方法變得稍微復(fù)雜。因此，第1Q值變更部56優(yōu)選設(shè)為施加電壓0V對(duì)應(yīng)于Q開(kāi)關(guān)打開(kāi)的結(jié)構(gòu)。

偏振器59配置于激光棒51與第1Q開(kāi)關(guān)58之間。偏振器59僅使規(guī)定方向的直線偏振光透射。偏振器59例如可以使用使規(guī)定方向的直線偏振光(例如p偏振光)透射并反射與該規(guī)定方向正交的方向(例如s偏振光)的射束分離器。另外，當(dāng)激光棒51使用翠綠寶石結(jié)晶時(shí)等，只要由激光棒51射出的光為p偏振光，則可以省略偏振器59。

具體而言，當(dāng)?shù)?電壓施加于第1Q開(kāi)關(guān)58時(shí)，第1Q開(kāi)關(guān)58作為1/4波片發(fā)揮功能。此時(shí)，從偏振器59入射到第1Q開(kāi)關(guān)58的p偏振光的光在通過(guò)第1Q開(kāi)關(guān)58時(shí)成為圓偏振光。其后，光由第1反射鏡53反射并沿相反方向入射到第1Q開(kāi)關(guān)58。沿相反方向入射到第1Q開(kāi)關(guān)58的圓偏振光的光在通過(guò)第1Q開(kāi)關(guān)58時(shí)成為s偏振光。其后，光由反射s偏振光的偏振器59反射并向諧振器的光路外放出。另一方面，當(dāng)對(duì)第1Q開(kāi)關(guān)58的施加電壓為0V(第2電壓)時(shí)，從偏振器59入射到第1Q開(kāi)關(guān)58的p偏振光的光以p偏振光的狀態(tài)透射第1Q開(kāi)關(guān)58，并由第1反射鏡53反射。由第1反射鏡53反射的p偏振光的光以p偏振光的狀態(tài)透射第1Q開(kāi)關(guān)58，且透射使p偏振光透射的偏振器59并入射到激光棒51。

第2Q值變更部57配置于第2反射鏡54與第3反射鏡55之間的第2諧振器C2的光路上，并控制第2諧振器C2的Q值。第2Q值變更部57包含第2Q開(kāi)關(guān)60和1/4波片61。第2Q開(kāi)關(guān)60根據(jù)施加電壓來(lái)改變第2諧振器C2的Q值。第2Q開(kāi)關(guān)60可以使用根據(jù)施加電壓來(lái)改變所通過(guò)的光的偏振狀態(tài)的電光元件。1/4波片61配置于第2Q開(kāi)關(guān)60與第3反射鏡55之間。

第2Q開(kāi)關(guān)60例如使用普克爾盒。第2Q開(kāi)關(guān)60在施加電壓為對(duì)應(yīng)于Q開(kāi)關(guān)關(guān)閉的第3電壓時(shí)將第2諧振器C2設(shè)為低Q狀態(tài)。第3電壓例如為0V(無(wú)施加電壓)，此時(shí)透射第2Q開(kāi)關(guān)60的光的偏振狀態(tài)不會(huì)發(fā)生變化。第2Q開(kāi)關(guān)60在施加電壓為對(duì)應(yīng)于Q開(kāi)關(guān)打開(kāi)的第4電壓時(shí)將第2諧振器C2設(shè)為高Q狀態(tài)。第4電壓的絕對(duì)值大于第3電壓的絕對(duì)值，電壓可以是正的電壓，也可以是負(fù)的電壓。第4電壓例如為第2Q開(kāi)關(guān)60作為1/4波片發(fā)揮功能的電壓。

具體而言，當(dāng)對(duì)第2Q開(kāi)關(guān)60的施加電壓為0V(第3電壓)時(shí)，從激光棒51側(cè)通過(guò)第2反射鏡54入射到第2Q開(kāi)關(guān)60的p偏振光的光以p偏振光的狀態(tài)通過(guò)第2Q開(kāi)關(guān)60，在通過(guò)1/4波片61時(shí)成為圓偏振光并由第3反射鏡55反射。由第3反射鏡55反射的圓偏振光的光在沿相反方向通過(guò)1/4波片61時(shí)成為s偏振光，以s偏振光的狀態(tài)通過(guò)第2Q開(kāi)關(guān)60并返回到激光棒51。其中，第2反射鏡54反射波長(zhǎng)800nm的光，并使波長(zhǎng)755nm的光透射。因此，在第2反射鏡54與第3反射鏡55之間行進(jìn)的光為波長(zhǎng)755nm的光，波長(zhǎng)800nm的光不會(huì)從第2反射鏡54向第3反射鏡55側(cè)行進(jìn)。另一方面，當(dāng)?shù)?電壓施加于第2Q開(kāi)關(guān)60時(shí)，第2Q開(kāi)關(guān)60作為1/4波片發(fā)揮功能。此時(shí)，從激光棒51側(cè)通過(guò)第2反射鏡54入射到第2Q開(kāi)關(guān)60的p偏振光的光在通過(guò)第2Q開(kāi)關(guān)60時(shí)成為圓偏振光，進(jìn)而通過(guò)1/4波片61時(shí)成為s偏振光。其后，由第3反射鏡55反射的光在沿相反方向通過(guò)1/4波片61時(shí)成為圓偏振光，進(jìn)而通過(guò)第2Q開(kāi)關(guān)60時(shí)成為p偏振光，并返回到激光棒51。

控制電路62相當(dāng)于本發(fā)明中的控制部，驅(qū)動(dòng)第1Q值變更部56及第2Q值變更部57?？刂齐娐?2在各諧振器的Q值均成為低于振蕩閾值的低Q狀態(tài)的第1驅(qū)動(dòng)狀態(tài)、各諧振器的Q值均成為高于振蕩閾值的高Q狀態(tài)的第2驅(qū)動(dòng)狀態(tài)、及第1諧振器C1成為高Q狀態(tài)且第2諧振器C2成為低Q狀態(tài)的第3驅(qū)動(dòng)狀態(tài)之間對(duì)第1諧振器C1及第2諧振器C2的驅(qū)動(dòng)狀態(tài)進(jìn)行切換?？刂齐娐?2通過(guò)控制對(duì)第1Q開(kāi)關(guān)58的施加電壓來(lái)驅(qū)動(dòng)第1Q值變更部56，并通過(guò)控制對(duì)第2Q開(kāi)關(guān)60的施加電壓來(lái)驅(qū)動(dòng)第2Q值變更部57。控制電路62向第1Q值變更部和/或第2Q值變更部發(fā)送Q開(kāi)關(guān)觸發(fā)，利用上述3個(gè)驅(qū)動(dòng)狀態(tài)的切換而使激光束振蕩。并且，控制電路62還發(fā)送命令點(diǎn)亮閃光燈52的閃光燈觸發(fā)來(lái)進(jìn)行閃光燈52的驅(qū)動(dòng)。

在第1驅(qū)動(dòng)狀態(tài)下，第1電壓施加于第1Q開(kāi)關(guān)58，第1Q開(kāi)關(guān)58作為1/4波片發(fā)揮功能。并且，在第1驅(qū)動(dòng)狀態(tài)下，對(duì)第2Q開(kāi)關(guān)60的施加電壓為0V(第3電壓)，通過(guò)第2Q開(kāi)關(guān)60的光的偏振狀態(tài)不會(huì)發(fā)生變化。因此，通過(guò)第1Q開(kāi)關(guān)58作為1/4波片發(fā)揮功能，由第1反射鏡53反射的光不會(huì)入射到激光棒51。并且，由于通過(guò)第2Q開(kāi)關(guān)60的光的偏振狀態(tài)不會(huì)發(fā)生變化，因此由第3反射鏡55反射的波長(zhǎng)755nm的光為s偏振光并入射到激光棒51。其結(jié)果，第1諧振器C1及第2諧振器C2成為低Q狀態(tài)，在波長(zhǎng)800nm和波長(zhǎng)755nm這兩個(gè)波長(zhǎng)下不會(huì)引起激光振蕩。另外，第1Q開(kāi)關(guān)58配置于共用光路上，能夠通過(guò)對(duì)第1Q開(kāi)關(guān)58施加第1電壓來(lái)將第2諧振器C2設(shè)為低Q狀態(tài)。因此，在第1驅(qū)動(dòng)狀態(tài)下，對(duì)第2Q開(kāi)關(guān)60的施加電壓并不特別限定于第3電壓，也可以對(duì)第2Q開(kāi)關(guān)60施加第4電壓，并使第2Q開(kāi)關(guān)60作為1/4波片起作用。

在第2驅(qū)動(dòng)狀態(tài)下，對(duì)第1Q開(kāi)關(guān)58的施加電壓為0V(第2電壓)，通過(guò)第1Q開(kāi)關(guān)58的光的偏振狀態(tài)不會(huì)發(fā)生變化。并且，在第2驅(qū)動(dòng)狀態(tài)下，第4電壓施加于第2Q開(kāi)關(guān)60，第2Q開(kāi)關(guān)60作為1/4波片發(fā)揮功能。因此，通過(guò)第1Q開(kāi)關(guān)58的光的偏振狀態(tài)不會(huì)發(fā)生變化，從而由第1反射鏡53反射的光為p偏振光并入射到激光棒51。并且，通過(guò)第2Q開(kāi)關(guān)60作為1/4波片發(fā)揮功能，由第3反射鏡55反射的波長(zhǎng)755nm的光為p偏振光并入射到激光棒51。其結(jié)果，第1諧振器C1及第2諧振器C2成為高Q狀態(tài)，會(huì)引起激光振蕩。在波長(zhǎng)800nm和波長(zhǎng)755nm下，波長(zhǎng)755nm的增益高于波長(zhǎng)800nm的增益，因此振蕩波長(zhǎng)成為增益較高的755nm。

在第3驅(qū)動(dòng)狀態(tài)下，對(duì)第1Q開(kāi)關(guān)58的施加電壓為0V(第2電壓)，通過(guò)第1Q開(kāi)關(guān)58的光的偏振狀態(tài)不會(huì)發(fā)生變化。并且，在第3驅(qū)動(dòng)狀態(tài)下，對(duì)第2Q開(kāi)關(guān)60的施加電壓為0V(第3電壓)，不會(huì)使通過(guò)第2Q開(kāi)關(guān)60的光的偏振狀態(tài)發(fā)生變化。由于通過(guò)第1Q開(kāi)關(guān)58的光的偏振狀態(tài)不會(huì)發(fā)生變化，從而由第1反射鏡53反射的光為p偏振光并入射到激光棒51。并且，由于通過(guò)第2Q開(kāi)關(guān)60的光的偏振狀態(tài)不會(huì)發(fā)生變化，從而由第3反射鏡55反射的波長(zhǎng)755nm的光為s偏振光并入射到激光棒51。其結(jié)果，第1諧振器C1為高Q狀態(tài)且第2諧振器C2成為低Q狀態(tài)，在第1諧振器C1中引起激光振蕩。第1諧振器C1為波長(zhǎng)800nm的諧振器，振蕩波長(zhǎng)為800nm。

控制電路62在激光棒51的激發(fā)時(shí)將第1Q值變更部56及第2Q值變更部57的驅(qū)動(dòng)狀態(tài)設(shè)為第1驅(qū)動(dòng)狀態(tài)。即，在第1諧振器C1及第2諧振器C2為低Q狀態(tài)下點(diǎn)亮閃光燈52，進(jìn)行激光棒51的激發(fā)。控制電路62在激光棒51的激發(fā)后，振蕩波長(zhǎng)為800nm時(shí)將第1Q值變更部56及第2Q值變更部57的驅(qū)動(dòng)狀態(tài)由第1驅(qū)動(dòng)狀態(tài)切換為第3驅(qū)動(dòng)狀態(tài)。在第3驅(qū)動(dòng)狀態(tài)下，第1諧振器C1為高Q狀態(tài)且第2諧振器C2為低Q狀態(tài)，因此振蕩波長(zhǎng)成為波長(zhǎng)800nm。通過(guò)將第1諧振器C1的Q值由低Q狀態(tài)急劇改變?yōu)楦逹狀態(tài)，能夠得到波長(zhǎng)800nm的脈沖激光束。即，以第1Q值變更部56的驅(qū)動(dòng)為契機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)光的Q開(kāi)關(guān)振蕩，因此在該情況下，由控制電路62對(duì)第1Q值變更部56進(jìn)行的驅(qū)動(dòng)命令成為Q開(kāi)關(guān)觸發(fā)。

控制電路62在激光棒51的激發(fā)后，振蕩波長(zhǎng)為755nm時(shí)將第1Q值變更部56及第2Q值變更部57的驅(qū)動(dòng)狀態(tài)由第1驅(qū)動(dòng)狀態(tài)切換為第2驅(qū)動(dòng)狀態(tài)。此時(shí)，控制電路62以第2諧振器C2成為高Q狀態(tài)的方式驅(qū)動(dòng)第2Q值變更部57，同時(shí)以第1諧振器成為高Q狀態(tài)的方式驅(qū)動(dòng)第1Q值變更部56?；蛘?，控制電路62也可以在以第2諧振器C2成為高Q狀態(tài)的方式驅(qū)動(dòng)第2Q值變更部57之后，以第1諧振器成為高Q狀態(tài)的方式驅(qū)動(dòng)第1Q值變更部56。在第2驅(qū)動(dòng)狀態(tài)下，兩個(gè)諧振器成為高Q狀態(tài)，但振蕩波長(zhǎng)成為在波長(zhǎng)800nm和波長(zhǎng)755nm中增益較高的755nm。通過(guò)將第1諧振器及第2諧振器C2(尤其是第2諧振器C2)的Q值由低Q狀態(tài)急劇改變?yōu)楦逹狀態(tài)，能夠得到波長(zhǎng)755nm的脈沖激光束。即，以第2Q值變更部57的驅(qū)動(dòng)為契機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)光的Q開(kāi)關(guān)振蕩，因此在該情況下，由控制電路62對(duì)第2Q值變更部57進(jìn)行的驅(qū)動(dòng)命令成為Q開(kāi)關(guān)觸發(fā)。

并且，關(guān)于激光介質(zhì)的激發(fā)開(kāi)始之后光進(jìn)行Q開(kāi)關(guān)振蕩為止的時(shí)間(延遲時(shí)間)，控制電路62具有按每一波長(zhǎng)設(shè)定的延遲時(shí)間，根據(jù)各延遲時(shí)間來(lái)使各波長(zhǎng)的光進(jìn)行Q開(kāi)關(guān)振蕩。更具體而言，當(dāng)振蕩波長(zhǎng)為第1波長(zhǎng)(本實(shí)施方式中為波長(zhǎng)800nm)時(shí)，控制電路62在激光棒51的激發(fā)開(kāi)始之后經(jīng)過(guò)第1延遲時(shí)間時(shí)，控制第1Q值變更部56及第2Q值變更部57來(lái)使第1波長(zhǎng)的光進(jìn)行Q開(kāi)關(guān)振蕩，當(dāng)振蕩波長(zhǎng)為第2波長(zhǎng)(本實(shí)施方式中為波長(zhǎng)755nm)時(shí)，控制電路62在激光棒51的激發(fā)開(kāi)始之后經(jīng)過(guò)第2波長(zhǎng)的光的強(qiáng)度成為小于最大可能強(qiáng)度(例如最大可能強(qiáng)度的90％、80％或50％)的第2延遲時(shí)間時(shí)，控制第1Q值變更部56及第2Q值變更部57來(lái)使第2波長(zhǎng)的光進(jìn)行Q開(kāi)關(guān)振蕩。最大可能強(qiáng)度是指以某一激發(fā)能量激發(fā)激光介質(zhì)時(shí)能夠作為潛在的能力而輸出的光的最大強(qiáng)度。通過(guò)如此按每一波長(zhǎng)獨(dú)立地設(shè)定延遲時(shí)間，能夠獨(dú)立地控制各波長(zhǎng)的光強(qiáng)度。另外，按每一波長(zhǎng)獨(dú)立地設(shè)定延遲時(shí)間，結(jié)果，延遲時(shí)間有可能成為相同的值。關(guān)于基于延遲時(shí)間的設(shè)定來(lái)進(jìn)行的對(duì)光強(qiáng)度的控制的詳細(xì)內(nèi)容將于后述。

圖2是按每一諧振器長(zhǎng)度表示激發(fā)能量與激光束的脈沖寬度之間的關(guān)系的曲線圖。該圖中，關(guān)于兩個(gè)諧振器長(zhǎng)度，示有激發(fā)能量與脈沖寬度之間的關(guān)系。曲線圖(a)表示使用諧振器長(zhǎng)度較短的諧振器時(shí)的激發(fā)能量與脈沖寬度之間的關(guān)系，曲線圖(b)表示使用諧振器長(zhǎng)度較長(zhǎng)的諧振器時(shí)的激發(fā)能量與脈沖寬度之間的關(guān)系。若參考曲線圖(a)和曲線圖(b)，則可知當(dāng)將激發(fā)能量設(shè)為恒定時(shí)，與諧振器長(zhǎng)度較長(zhǎng)的情況相比，諧振器長(zhǎng)度較短時(shí)能夠使脈沖寬度變短。在激光裝置1中，第1諧振器C1的諧振器長(zhǎng)度短于第2諧振器C2，因此能夠使波長(zhǎng)800nm的脈沖激光束的脈沖寬度短于波長(zhǎng)755nm的脈沖激光束的脈沖寬度。

圖3是按每一諧振器長(zhǎng)度表示激發(fā)能量與激光束的強(qiáng)度之間的關(guān)系的曲線圖。該圖中，關(guān)于兩個(gè)諧振器長(zhǎng)度，示有激發(fā)能量與激光束的強(qiáng)度之間的關(guān)系。曲線圖(a)表示使用諧振器長(zhǎng)度較短的諧振器時(shí)的激發(fā)能量與強(qiáng)度之間的關(guān)系，曲線圖(b)表示使用諧振器長(zhǎng)度較長(zhǎng)的諧振器時(shí)的激發(fā)能量與強(qiáng)度之間的關(guān)系。若參考曲線圖(a)和曲線圖(b)，則可知當(dāng)將激發(fā)能量設(shè)為恒定時(shí)，與諧振器長(zhǎng)度較長(zhǎng)的情況相比，諧振器長(zhǎng)度較短時(shí)能夠提高激光輸出。在激光裝置1中，第1諧振器C1的諧振器長(zhǎng)度短于第2諧振器C2，與將兩個(gè)諧振器的諧振器長(zhǎng)度設(shè)為相同的情況相比，能夠提高波長(zhǎng)800nm的光的激光輸出。

圖4是按每一反射鏡反射率表示激發(fā)能量與激光束的脈沖寬度之間的關(guān)系的曲線圖。在該圖中，曲線圖(a)表示將作為輸出鏡的第1反射鏡53的反射率設(shè)為80％時(shí)的激發(fā)能量與脈沖寬度之間的關(guān)系，曲線圖(b)表示將第1反射鏡53的反射率設(shè)為60％時(shí)的激發(fā)能量與脈沖寬度之間的關(guān)系。若參考曲線圖(a)和曲線圖(b)，則可知當(dāng)將激發(fā)能量設(shè)為恒定時(shí)，與將輸出鏡的反射率設(shè)為較低的情況相比，輸出鏡的反射率較高時(shí)能夠使脈沖寬度變短。通過(guò)將第1反射鏡53對(duì)波長(zhǎng)800nm的光的反射率設(shè)為高于對(duì)波長(zhǎng)755nm的光的反射率，能夠使波長(zhǎng)800nm的脈沖激光束的脈沖寬度短于波長(zhǎng)755nm的脈沖激光束的脈沖寬度。

圖5是按每一反射鏡反射率表示激發(fā)能量與激光束的強(qiáng)度之間的關(guān)系的曲線圖。在該圖中，曲線圖(a)表示將第1反射鏡53的反射率設(shè)為80％時(shí)的激發(fā)能量與強(qiáng)度之間的關(guān)系，曲線圖(b)表示將第1反射鏡53的反射率設(shè)為60％時(shí)的激發(fā)能量與強(qiáng)度之間的關(guān)系。若參考曲線圖(a)和曲線圖(b)，則可知當(dāng)將激發(fā)能量設(shè)為恒定時(shí)，與將輸出鏡的反射率設(shè)為較低的情況相比，輸出鏡的反射率較高時(shí)能夠提高激光輸出。通過(guò)將第1反射鏡53對(duì)波長(zhǎng)800nm的光的反射率設(shè)為高于對(duì)波長(zhǎng)755nm的光的反射率，與將兩個(gè)波長(zhǎng)的反射率設(shè)為相同的情況相比，能夠提高波長(zhǎng)800nm的光的激光輸出。

對(duì)基于延遲時(shí)間的設(shè)定來(lái)進(jìn)行的光強(qiáng)度的控制進(jìn)行說(shuō)明。圖6是按每一振蕩波長(zhǎng)表示激發(fā)能量與激光束的強(qiáng)度之間的關(guān)系的曲線圖。圖6的X是與增益較低的第1波長(zhǎng)的光有關(guān)的曲線圖，圖6的Y是與增益較高的第2波長(zhǎng)的光有關(guān)的曲線圖。如圖6(a)所示，當(dāng)以相同的激發(fā)能量E₀激發(fā)激光棒51時(shí)，若為了確保第1波長(zhǎng)的光的強(qiáng)度I₁而加大激發(fā)能量，則存在第2波長(zhǎng)的光的強(qiáng)度I₂超過(guò)激光裝置1內(nèi)的透鏡或反射鏡等的損傷閾值I_th的情況。因此，本發(fā)明人等發(fā)現(xiàn)通過(guò)延遲時(shí)間的設(shè)定僅降低第2波長(zhǎng)的光的增益來(lái)使曲線圖Y如圖6(b)那樣向左側(cè)位移的方法。根據(jù)該方法，無(wú)需降低第1波長(zhǎng)的光的強(qiáng)度I₁而能夠?qū)⒌?波長(zhǎng)的光的強(qiáng)度I₂降低至小于損傷閾值I_th。

具體如下所示。圖7是表示延遲時(shí)間與激光束的強(qiáng)度之間的關(guān)系的時(shí)序圖。圖7(a)表示閃光燈(FL)觸發(fā)的定時(shí)，圖7(b)表示閃光燈的發(fā)光強(qiáng)度的時(shí)間變化，圖7(c)表示激光棒內(nèi)的反轉(zhuǎn)分布狀態(tài)密度的時(shí)間變化。并且，圖7(d)表示Q開(kāi)關(guān)(Qsw)觸發(fā)的定時(shí)，圖7(e)表示對(duì)應(yīng)于Q開(kāi)關(guān)觸發(fā)的各定時(shí)而輸出的脈沖激光束。即，圖7(d)及圖7(e)表示在延遲時(shí)間D1的定時(shí)T1發(fā)出Q開(kāi)關(guān)觸發(fā)時(shí)輸出脈沖激光束P1，在延遲時(shí)間D2的定時(shí)T2發(fā)出Q開(kāi)關(guān)觸發(fā)時(shí)輸出脈沖激光束P2，在延遲時(shí)間D3的定時(shí)T3發(fā)出Q開(kāi)關(guān)觸發(fā)時(shí)輸出脈沖激光束P3，在延遲時(shí)間D4的定時(shí)T4發(fā)出Q開(kāi)關(guān)觸發(fā)時(shí)輸出脈沖激光束P4的情況。

首先，若從控制電路62發(fā)送閃光燈觸發(fā)，則閃光燈與其聯(lián)動(dòng)地發(fā)光。閃光燈的發(fā)光強(qiáng)度在發(fā)光后暫時(shí)增加，在某一時(shí)刻達(dá)到峰值，則其后轉(zhuǎn)變?yōu)闇p少。在收到來(lái)自閃光燈的光的激光棒內(nèi)，根據(jù)所吸收的光量來(lái)形成反轉(zhuǎn)分布，因此該反轉(zhuǎn)分布的狀態(tài)密度也隨著時(shí)間的經(jīng)過(guò)而增加，在某一時(shí)刻達(dá)到峰值，則其后緩慢減少，其后大幅減少。即，反轉(zhuǎn)分布的狀態(tài)密度隨著時(shí)間的經(jīng)過(guò)發(fā)生變化，因此根據(jù)在哪一定時(shí)發(fā)出Q開(kāi)關(guān)觸發(fā)，激光振蕩的光的強(qiáng)度也不同。例如，圖7(e)中，在反轉(zhuǎn)分布狀態(tài)密度成為最大的定時(shí)T2得到最大強(qiáng)度的脈沖激光束P2，越是反轉(zhuǎn)分布狀態(tài)密度較小的定時(shí)，脈沖激光束的強(qiáng)度(P1＜P4＜P3)越減少。即，延遲時(shí)間D2為光的強(qiáng)度成為最大可能強(qiáng)度的延遲時(shí)間，延遲時(shí)間D1、D3及D4為光的強(qiáng)度成為小于最大可能強(qiáng)度的延遲時(shí)間。一般而言，延遲時(shí)間D2大致為150～200μs，在本實(shí)施方式中，相鄰的Q開(kāi)關(guān)觸發(fā)彼此的時(shí)間差(即，延遲時(shí)間D1與D2之差、延遲時(shí)間D2與D3之差及延遲時(shí)間D3與D4之差)例如為數(shù)十μs。另外，在上述的圖7的說(shuō)明中，為了簡(jiǎn)化，假設(shè)閃光燈及各Q值變更部針對(duì)來(lái)自控制電路62的觸發(fā)瞬時(shí)響應(yīng)來(lái)進(jìn)行了說(shuō)明，但實(shí)際上從收到觸發(fā)之后響應(yīng)為止期間存在若干的延遲時(shí)間(這與前述的從激發(fā)至振蕩為止的延遲時(shí)間不同)。因此，實(shí)際上，需要考慮該從接收觸發(fā)至響應(yīng)為止的延遲時(shí)間來(lái)輸出閃光燈觸發(fā)及Q開(kāi)關(guān)觸發(fā)。

圖8是表示激發(fā)能量與激光束的強(qiáng)度之間的關(guān)系根據(jù)延遲時(shí)間發(fā)生變化的狀態(tài)的曲線圖。在圖8中，D10至D40是表示第2波長(zhǎng)的光的強(qiáng)度的曲線圖，X是表示第1波長(zhǎng)的光的強(qiáng)度的曲線圖。具體而言，D10是表示延遲時(shí)間D1時(shí)的光的強(qiáng)度的曲線圖，D20是表示延遲時(shí)間D2時(shí)的光的強(qiáng)度的曲線圖，D30是表示延遲時(shí)間D3時(shí)的光的強(qiáng)度的曲線圖，D40是表示延遲時(shí)間D4時(shí)的光的強(qiáng)度的曲線圖。另外，D20的曲線圖是賦予相對(duì)于各激發(fā)能量的最大強(qiáng)度I_max的曲線圖。由圖8(a)明確可知，例如通過(guò)在延遲時(shí)間D4或D1的定時(shí)發(fā)出Q開(kāi)關(guān)觸發(fā)，能夠?qū)⒌?波長(zhǎng)的光的強(qiáng)度I₂控制在小于最大可能強(qiáng)度的范圍，進(jìn)而能夠降低至小于損傷閾值I_th。另外，本實(shí)施方式中，為了實(shí)現(xiàn)波長(zhǎng)切換，第2波長(zhǎng)的增益必需始終高于第1波長(zhǎng)。因此，將延遲時(shí)間設(shè)定為與第2波長(zhǎng)有關(guān)的振蕩閾值激發(fā)能量E₂小于與第1波長(zhǎng)有關(guān)的振蕩閾值激發(fā)能量E₁。

并且，例如，如圖8(b)所示，即使欲使各波長(zhǎng)的光的強(qiáng)度一致，也由于激發(fā)能量有下限E_min，僅通過(guò)通常的設(shè)定(例如延遲時(shí)間D2)來(lái)降低激發(fā)能量，各波長(zhǎng)的光的強(qiáng)度有時(shí)會(huì)不一致。因此，在這種情況下，若例如將延遲時(shí)間的設(shè)定由D2變更為D4，則也能夠以E_min以上的激發(fā)能量E₃及E₀使各波長(zhǎng)的光的強(qiáng)度I₁及I₂相等。另外，本說(shuō)明書(shū)中，各波長(zhǎng)的光的強(qiáng)度一致或相等是指，各波長(zhǎng)的光的強(qiáng)度差以第1波長(zhǎng)的光強(qiáng)度為基準(zhǔn)在10％以內(nèi)。另外，上述中，對(duì)變更與第2波長(zhǎng)的光的振蕩有關(guān)的延遲時(shí)間的設(shè)定的情況進(jìn)行了說(shuō)明，但也可以變更與第1波長(zhǎng)的光的振蕩有關(guān)的延遲時(shí)間的設(shè)定。

以下，使用圖9對(duì)Q值變更部的動(dòng)作和振蕩波長(zhǎng)的切換進(jìn)行說(shuō)明。圖9是與激發(fā)燈的發(fā)光、施加于Q開(kāi)關(guān)的電壓及激光束的輸出有關(guān)的時(shí)序圖?？刂齐娐?2發(fā)送閃光燈(激發(fā)燈)觸發(fā)并在時(shí)刻t1點(diǎn)亮閃光燈52(a)?？刂齐娐?2在閃光燈52點(diǎn)亮之前對(duì)第1Q開(kāi)關(guān)58(Q-sw1)施加第1電壓(b)，將對(duì)第2Q開(kāi)關(guān)60(Q-sw2)的施加電壓設(shè)為0V(第3電壓)(c)。對(duì)第1Q開(kāi)關(guān)58施加第1電壓的時(shí)刻為比時(shí)刻t1稍微在前的時(shí)刻即可?；蛘?，也可以在上一次脈沖激光束射出之后持續(xù)對(duì)第1Q開(kāi)關(guān)58施加第1電壓。通過(guò)對(duì)第1Q開(kāi)關(guān)58施加第1電壓，第1Q開(kāi)關(guān)58作為1/4波片發(fā)揮功能。并且，通過(guò)不對(duì)第2Q開(kāi)關(guān)60施加電壓，通過(guò)第2Q開(kāi)關(guān)60的光的偏振狀態(tài)不會(huì)發(fā)生變化。

若在時(shí)刻t1激發(fā)激光棒51，則從激光棒51射出p偏振光的光。然而，從激光棒51向第1反射鏡53的方向射出的光在作為1/4波片發(fā)揮功能的第1Q開(kāi)關(guān)58中往復(fù)并將偏振方向旋轉(zhuǎn)90°，無(wú)法通過(guò)偏振器59，不會(huì)返回到激光棒51。并且，在從激光棒51向第2反射鏡54的方向射出的光之中，波長(zhǎng)755nm的光在1/4波片61中往復(fù)并將偏振方向旋轉(zhuǎn)90°，因此對(duì)具有規(guī)定的偏振軸的激光棒51的激光振蕩沒(méi)有幫助。因此，第1諧振器C1及第2諧振器C2的Q值成為低Q狀態(tài)，第1諧振器C1及第2諧振器C2不會(huì)振蕩。

控制電路62發(fā)送變更第1Q開(kāi)關(guān)58的施加電壓的命令作為Q開(kāi)關(guān)觸發(fā)，在從時(shí)刻t1經(jīng)過(guò)延遲時(shí)間Dx的時(shí)刻t2，將對(duì)第1Q開(kāi)關(guān)58的施加電壓由第1電壓改變?yōu)?V(第2電壓)(b)。此時(shí)，控制電路62將對(duì)第2Q開(kāi)關(guān)60的施加電壓維持為0V而不會(huì)將其改變(c)。通過(guò)將對(duì)第1Q開(kāi)關(guān)58的施加電壓改變?yōu)?V，第1諧振器C1的Q值由低Q狀態(tài)改變?yōu)楦逹狀態(tài)。另一方面，第2諧振器C2的Q值保持為低Q狀態(tài)。通過(guò)僅有第1諧振器C1成為高Q狀態(tài)，在波長(zhǎng)800nm下引起激光振蕩，從第1反射鏡53射出波長(zhǎng)800nm的脈沖激光束(d)。其中，延遲時(shí)間Dx為以波長(zhǎng)800nm的光的振蕩用途設(shè)定的延遲時(shí)間，例如設(shè)定為增益較低的波長(zhǎng)800nm的光的強(qiáng)度成為最大可能強(qiáng)度。

控制電路62在射出波長(zhǎng)800nm的脈沖激光束之后，發(fā)送閃光燈觸發(fā)，在時(shí)刻t3點(diǎn)亮閃光燈52(a)?？刂齐娐?2在比時(shí)刻t3之前的時(shí)刻對(duì)第1Q開(kāi)關(guān)58施加第1電壓(b)，第1諧振器C1及第2諧振器C2的Q值成為低Q狀態(tài)?？刂齐娐?2在從時(shí)刻t3經(jīng)過(guò)延遲時(shí)間Dy的時(shí)刻t4將第1Q開(kāi)關(guān)58的施加電壓由第1電壓改變?yōu)?V，并將第2Q開(kāi)關(guān)60的施加電壓由0V改變?yōu)榈?電壓。若同時(shí)改變第1Q開(kāi)關(guān)58的施加電壓和第2Q開(kāi)關(guān)60的施加電壓，或者先改變第2Q開(kāi)關(guān)60的施加電壓之后改變第1Q開(kāi)關(guān)58的施加電壓，則在波長(zhǎng)800nm和波長(zhǎng)755nm中增益較高的波長(zhǎng)755nm下引起激光振蕩，從第1反射鏡53射出波長(zhǎng)755nm的脈沖激光束(d)。其中，延遲時(shí)間Dy為以波長(zhǎng)755nm的光的振蕩用途而獨(dú)立于延遲時(shí)間Dx而設(shè)定的延遲時(shí)間，例如設(shè)定為增益較高的波長(zhǎng)755nm的光的強(qiáng)度小于最大可能強(qiáng)度且與波長(zhǎng)800nm的光的強(qiáng)度相等。

另外，第1Q值變更部56及第2Q值變更部57只要對(duì)上述第1、第2及第3驅(qū)動(dòng)狀態(tài)的3個(gè)狀態(tài)進(jìn)行切換即可，第1Q值變更部56及第2Q值變更部57的具體結(jié)構(gòu)并不限定于上述結(jié)構(gòu)。例如，可以將第1Q值變更部56與第2Q值變更部57同樣地設(shè)為將普克爾盒和1/4波片組合的結(jié)構(gòu)，也可以將第2Q值變更部57與第1Q值變更部56同樣地設(shè)為將普克爾盒和偏振器組合的結(jié)構(gòu)。

并且，控制電路62能夠采用根據(jù)閃光燈52對(duì)激光棒51賦予的激發(fā)能量來(lái)自動(dòng)變更關(guān)于第1波長(zhǎng)或第2波長(zhǎng)的光的振蕩而設(shè)定的各延遲時(shí)間的設(shè)定值的結(jié)構(gòu)。由此，例如，在輸出的光的目標(biāo)強(qiáng)度已確定的情況下且必需變更激發(fā)能量或者激發(fā)能量不穩(wěn)定的情況下，只要控制電路62變更延遲時(shí)間的設(shè)定值以抵消其激發(fā)能量的變化，則容易維持其目標(biāo)強(qiáng)度。例如，當(dāng)激發(fā)光源為閃光燈52時(shí)，控制電路62能夠基于閃光燈52的充電電壓與激發(fā)能量的關(guān)系，根據(jù)閃光燈的充電電壓來(lái)變更各延遲時(shí)間的設(shè)定值。在該情況下，控制電路62可以具有充電電壓與第1或第2延遲時(shí)間的設(shè)定值(或其變更量)建立了對(duì)應(yīng)關(guān)聯(lián)的參考表(第1參考表)，也可以具有它們建立了關(guān)系的關(guān)系式?？刂齐娐?2例如測(cè)量充電電壓或者讀取充電電壓的設(shè)定值來(lái)獲取充電電壓的值，并參考上述第1參考表來(lái)讀取與所獲取的充電電壓對(duì)應(yīng)的第1或第2延遲時(shí)間的設(shè)定值(或其變更量)，將所讀取的設(shè)定值重新設(shè)定為第1或第2延遲時(shí)間(或者將所讀取的變更量適用于第1或第2延遲時(shí)間的設(shè)定值)。并且，控制電路62也能夠基于與閃光燈52等激發(fā)光源的使用期間(包含使用時(shí)間)與激發(fā)能量的關(guān)系，根據(jù)激發(fā)光源的使用期間來(lái)變更各延遲時(shí)間的設(shè)定值。在該情況下，控制電路62可以具有使用期間與第1或第2延遲時(shí)間的設(shè)定值(或其變更量)建立了對(duì)應(yīng)關(guān)聯(lián)的參考表(第2參考表)，也可以具有它們建立了關(guān)系的關(guān)系式?？刂齐娐?2例如測(cè)量使用期間來(lái)獲取其長(zhǎng)度，并參考上述第2參考表來(lái)讀取與所獲取的使用期間對(duì)應(yīng)的第1或第2延遲時(shí)間的設(shè)定值(或其變更量)，將所讀取的設(shè)定值重新設(shè)定為第1或第2延遲時(shí)間(或者將所讀取的變更量適用于第1或第2延遲時(shí)間的設(shè)定值)。

并且，可以將第1反射鏡53、第2反射鏡54及第3反射鏡55中的至少1個(gè)設(shè)為能夠沿著光軸方向移動(dòng)。通過(guò)將3個(gè)反射鏡中的至少1個(gè)設(shè)為能夠沿著光軸方向移動(dòng)，能夠調(diào)整反射鏡間的相對(duì)間隔，從而能夠變更第1諧振器C1的諧振器長(zhǎng)度或第2諧振器C2的諧振器長(zhǎng)度。通過(guò)變更第1諧振器C1的諧振器長(zhǎng)度及第2諧振器C2的諧振器長(zhǎng)度中的至少一個(gè)，能夠變更波長(zhǎng)800nm的脈沖激光束的脈沖寬度及波長(zhǎng)755nm的脈沖激光束的脈沖寬度中的至少一個(gè)。通過(guò)該構(gòu)造，例如還能夠校正由反射鏡的反射率引起的脈沖寬度的變化。在該情況下，控制電路62可以具有第1諧振器C1的諧振器長(zhǎng)度與延遲時(shí)間Dx的設(shè)定值(或其變更量)建立了對(duì)應(yīng)關(guān)聯(lián)的參考表(第3參考表)和/或第2諧振器C2的諧振器長(zhǎng)度與延遲時(shí)間Dy的設(shè)定值(或其變更量)建立了對(duì)應(yīng)關(guān)聯(lián)的參考表(第4參考表)，也可以具有它們建立了關(guān)系的關(guān)系式?？刂齐娐?2例如由各反射鏡的移動(dòng)量獲取各諧振器的諧振器長(zhǎng)度，并參考上述第3和/或第4參考表來(lái)讀取與所獲取的諧振器長(zhǎng)度對(duì)應(yīng)的第1或第2延遲時(shí)間的設(shè)定值(或其變更量)，將所讀取的設(shè)定值重新設(shè)定為第1或第2延遲時(shí)間(或者將所讀取的變更量適用于第1或第2延遲時(shí)間的設(shè)定值)。

如以上，本實(shí)施方式所涉及的激光裝置1具備：固體激光介質(zhì)(激光棒51)，在第1波長(zhǎng)(800nm)和發(fā)光效率高于第1波長(zhǎng)的第2波長(zhǎng)(755nm)具有振蕩波長(zhǎng)；激發(fā)部(閃光燈52)；第1諧振器C1，為使第1波長(zhǎng)的光振蕩的諧振器，且在內(nèi)部的光路上具有激光介質(zhì)；第2諧振器C2，為使第2波長(zhǎng)的光振蕩的諧振器，且具有包含配置有激光介質(zhì)的光路的與第1諧振器的共用光路；Q值變更單元(第1Q值變更部56及第2Q值變更部57)，包含至少配置于共用光路上的Q值變更部，并使第1或第2波長(zhǎng)的光進(jìn)行Q開(kāi)關(guān)振蕩；及控制部(控制電路62)，控制激發(fā)部及Q值變更單元。并且，當(dāng)振蕩波長(zhǎng)為第1波長(zhǎng)時(shí)，控制部在激光介質(zhì)的激發(fā)開(kāi)始之后經(jīng)過(guò)第1延遲時(shí)間時(shí)，控制Q值變更單元來(lái)使第1波長(zhǎng)的光進(jìn)行Q開(kāi)關(guān)振蕩，當(dāng)振蕩波長(zhǎng)為第2波長(zhǎng)時(shí)，控制部在激光介質(zhì)的激發(fā)開(kāi)始之后經(jīng)過(guò)第2波長(zhǎng)的光的強(qiáng)度成為小于最大可能強(qiáng)度的第2延遲時(shí)間時(shí)，控制Q值變更單元來(lái)使第2波長(zhǎng)的光進(jìn)行Q開(kāi)關(guān)振蕩。即，激光裝置1中相互獨(dú)立地設(shè)定有使第1波長(zhǎng)的光振蕩時(shí)的延遲時(shí)間Dx和使第2波長(zhǎng)的光振蕩時(shí)的延遲時(shí)間Dy。由此，在使用具有發(fā)光效率不同的兩個(gè)振蕩波長(zhǎng)的激光介質(zhì)的激光裝置中，無(wú)需增加裝置的組件件數(shù)而能夠通過(guò)調(diào)整它們的延遲時(shí)間來(lái)獨(dú)立地控制各波長(zhǎng)的光的強(qiáng)度。

并且，本實(shí)施方式中，由第1反射鏡53和第2反射鏡54構(gòu)成使波長(zhǎng)800nm的光振蕩的第1諧振器C1，由第1反射鏡53和第3反射鏡55構(gòu)成使波長(zhǎng)755nm的光振蕩的第2諧振器C2。激光棒51在波長(zhǎng)800nm和波長(zhǎng)755nm具有振蕩波長(zhǎng)，波長(zhǎng)755nm的發(fā)光效率高于波長(zhǎng)800nm的發(fā)光效率。在第1諧振器C1和第2諧振器C2所共用的部分配置第1Q值變更部56，在第2反射鏡54與第3反射鏡55之間配置第2Q值變更部57。通過(guò)驅(qū)動(dòng)第1Q值變更部56，能夠控制第1諧振器C1及第2諧振器C2的Q值。并且，通過(guò)驅(qū)動(dòng)第2Q值變更部57，能夠僅控制第2諧振器C2的Q值。

本實(shí)施方式中，在增益較低的波長(zhǎng)800nm用的第1諧振器C1中插入有第1Q開(kāi)關(guān)58。另一方面，在增益較高的波長(zhǎng)755nm用的第2諧振器C2中插入有第1Q開(kāi)關(guān)58和第2Q開(kāi)關(guān)60。專利文獻(xiàn)3中，在兩個(gè)波長(zhǎng)的諧振器中插入有兩個(gè)普克爾盒，尤其在增益較低的波長(zhǎng)800nm下輸出下降成為問(wèn)題。本實(shí)施方式中，被插入到第1諧振器C1中的普克爾盒1個(gè)即可，無(wú)需在第1諧振器C1內(nèi)配置多個(gè)改變光的偏振狀態(tài)的元件，因此尤其對(duì)于激光輸出較低的波長(zhǎng)800nm，能夠抑制激光輸出伴隨多個(gè)普克爾盒的插入而的下降。

并且，本實(shí)施方式中，以波長(zhǎng)800nm的光及波長(zhǎng)755nm的光的光軸平行的方式在一個(gè)軸上構(gòu)成第1諧振器C1和第2諧振器C2。通過(guò)如此設(shè)置，能夠在波長(zhǎng)800nm的光及波長(zhǎng)755nm的光中共用反射鏡或Q值變更部的光學(xué)部件。另外，本實(shí)施方式中，在從激光棒51觀察時(shí)遠(yuǎn)離第2反射鏡54的一側(cè)配置有第3反射鏡55，第1諧振器C1的諧振器長(zhǎng)度短于第2諧振器C2的諧振器長(zhǎng)度。通過(guò)將第1諧振器C1的諧振器長(zhǎng)度設(shè)為較短，能夠在增益較低的波長(zhǎng)800nm下實(shí)現(xiàn)脈沖激光束的短脈沖化。

“激光裝置的第2實(shí)施方式”

接著，對(duì)激光裝置的第2實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。圖10是表示第2實(shí)施方式所涉及的激光裝置2的結(jié)構(gòu)的概略圖。本實(shí)施方式所涉及的激光裝置2在諧振器內(nèi)具有包含透射波長(zhǎng)彼此不同的多個(gè)帶通濾波器的波長(zhǎng)選擇部，通過(guò)該波長(zhǎng)選擇部來(lái)選擇振蕩的波長(zhǎng)。

具體而言，激光裝置2具有構(gòu)成諧振器的兩個(gè)反射鏡70及71、激光棒72、閃光燈73、電源電路74、Q開(kāi)關(guān)75、控制電路76、及波長(zhǎng)選擇部77。激光棒72是激光介質(zhì)，作為激光棒72，可以與第1實(shí)施方式同樣地例如使用翠綠寶石結(jié)晶。在本實(shí)施方式中，例如增益較低的第1波長(zhǎng)也是800nm，增益較高的第2波長(zhǎng)也是755nm。閃光燈73是連接有電源電路74的激發(fā)光源，向激光棒72照射激發(fā)光。也可以將閃光燈73以外的光源用作激發(fā)光源。

反射鏡70及反射鏡71隔著激光棒72而彼此對(duì)置，由這些反射鏡構(gòu)成諧振器。本實(shí)施方式中，該諧振器對(duì)應(yīng)于第1及第2波長(zhǎng)這兩個(gè)波長(zhǎng)。即，該諧振器使第1及第2波長(zhǎng)這兩個(gè)波長(zhǎng)光振蕩。例如，反射鏡70為輸出側(cè)。在諧振器內(nèi)的光路上配置有Q開(kāi)關(guān)75及波長(zhǎng)選擇部77。通過(guò)Q開(kāi)關(guān)75來(lái)變更諧振器的Q值。作為Q開(kāi)關(guān)，例如可以使用普克爾盒。

在第1波長(zhǎng)與第2波長(zhǎng)之間切換振蕩波長(zhǎng)時(shí)使用波長(zhǎng)選擇部77。波長(zhǎng)選擇部77包含透射波長(zhǎng)彼此不同的多個(gè)帶通濾波器(BPF：Band Pass Filter)78及旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)帶通濾波器78的驅(qū)動(dòng)部79。波長(zhǎng)選擇部77中，將多個(gè)帶通濾波器78中特定帶通濾波器選擇性插入到諧振器的光路上。波長(zhǎng)選擇部77例如包含使中心波長(zhǎng)為755nm的光透射的第1帶通濾波器及使中心波長(zhǎng)800nm的光透射的第2帶通濾波器。第1帶通濾波器及第2帶通濾波器例如由分為0°至180°的角度范圍及180°至360°的角度范圍而配置的旋轉(zhuǎn)體構(gòu)成，且構(gòu)成為所透射的光隨著旋轉(zhuǎn)移位而變化。由此，通過(guò)一邊旋轉(zhuǎn)上述旋轉(zhuǎn)體，一邊在諧振器的光路上插入第1帶通濾波器，能夠?qū)⒄袷幉ㄩL(zhǎng)設(shè)為755nm，通過(guò)在諧振器的光路上插入第2帶通濾波器，能夠?qū)⒄袷幉ㄩL(zhǎng)設(shè)為800nm。

驅(qū)動(dòng)部79旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)由旋轉(zhuǎn)體構(gòu)成的多個(gè)帶通濾波器78，以便依次切換插入到諧振器的光路上的帶通濾波器。并且，關(guān)于究竟哪個(gè)帶通濾波器位于光路上的旋轉(zhuǎn)狀態(tài)，例如通過(guò)未圖示的回轉(zhuǎn)式編碼器來(lái)檢測(cè)。

控制電路76發(fā)送用于控制閃光燈73的發(fā)光的閃光燈觸發(fā)，并從閃光燈73向激光棒72照射激發(fā)光。控制電路76監(jiān)控BPF的狀態(tài)，基于其狀態(tài)來(lái)發(fā)送閃光燈觸發(fā)。例如，若BPF的狀態(tài)成為從與應(yīng)射出的光的波長(zhǎng)對(duì)應(yīng)的帶通濾波器被插入到光路上的旋轉(zhuǎn)體的驅(qū)動(dòng)位置減去在激光介質(zhì)的激發(fā)至Q開(kāi)關(guān)振蕩為止的延遲時(shí)間期間旋轉(zhuǎn)體移位的量的位置，則控制電路76發(fā)送閃光燈觸發(fā)。該延遲時(shí)間是按應(yīng)射出的光的每一波長(zhǎng)設(shè)定的。例如，對(duì)于波長(zhǎng)800nm的延遲時(shí)間設(shè)定為光的強(qiáng)度成為最大可能強(qiáng)度，對(duì)于波長(zhǎng)755nm的延遲時(shí)間設(shè)定為光的強(qiáng)度成為小于最大可能強(qiáng)度?？刂齐娐?6在發(fā)送閃光燈觸發(fā)之后經(jīng)過(guò)按應(yīng)射出的光的每一波長(zhǎng)設(shè)定的延遲時(shí)間時(shí)向Q開(kāi)關(guān)75發(fā)送Q開(kāi)關(guān)觸發(fā)。通過(guò)Q開(kāi)關(guān)75響應(yīng)于Q開(kāi)關(guān)觸發(fā)而將諧振器由低Q狀態(tài)急劇改變?yōu)楦逹狀態(tài)(通過(guò)打開(kāi)Q開(kāi)關(guān))，從輸出側(cè)的反射鏡70輸出光。

如以上，本實(shí)施方式所涉及的激光裝置2具備：固體激光介質(zhì)(激光棒72)，在第1波長(zhǎng)(800nm)和發(fā)光效率高于第1波長(zhǎng)的第2波長(zhǎng)(755nm)具有振蕩波長(zhǎng)；激發(fā)部(閃光燈73)；第1諧振器(反射鏡70及71)，為使第1波長(zhǎng)的光振蕩的諧振器，且在內(nèi)部的光路上具有激光介質(zhì)；第2諧振器(反射鏡70及71)，為使第2波長(zhǎng)的光振蕩的諧振器，且具有包含配置有激光介質(zhì)的光路的與第1諧振器的共用光路；Q值變更單元(Q開(kāi)關(guān)75)，包含至少配置于共用光路上的Q值變更部，并使第1或第2波長(zhǎng)的光進(jìn)行Q開(kāi)關(guān)振蕩；及控制部(控制電路76)，控制激發(fā)部及Q值變更單元。并且，當(dāng)振蕩波長(zhǎng)為第1波長(zhǎng)時(shí)，控制部在激光介質(zhì)的激發(fā)開(kāi)始之后經(jīng)過(guò)第1延遲時(shí)間時(shí)，控制Q值變更單元來(lái)使第1波長(zhǎng)的光進(jìn)行Q開(kāi)關(guān)振蕩，當(dāng)振蕩波長(zhǎng)為第2波長(zhǎng)時(shí)，控制部在激光介質(zhì)的激發(fā)開(kāi)始之后經(jīng)過(guò)第2波長(zhǎng)的光的強(qiáng)度成為小于最大可能強(qiáng)度的第2延遲時(shí)間時(shí)，控制Q值變更單元來(lái)使第2波長(zhǎng)的光進(jìn)行Q開(kāi)關(guān)振蕩。即，激光裝置2中相互獨(dú)立地設(shè)定有使第1波長(zhǎng)的光振蕩時(shí)的延遲時(shí)間和使第2波長(zhǎng)的光振蕩時(shí)的延遲時(shí)間。由此，在使用具有發(fā)光效率不同的兩個(gè)振蕩波長(zhǎng)的激光介質(zhì)的激光裝置中，無(wú)需增加裝置的組件件數(shù)而能夠通過(guò)調(diào)整它們的延遲時(shí)間來(lái)獨(dú)立地控制各波長(zhǎng)的光的強(qiáng)度。

“激光裝置的第3實(shí)施方式”

接著，對(duì)激光裝置的第3實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。圖11是表示第3實(shí)施方式所涉及的激光裝置3的結(jié)構(gòu)的概略圖。本實(shí)施方式所涉及的激光裝置3使用分支用偏振器和諧振光路選擇部來(lái)進(jìn)行多個(gè)波長(zhǎng)的振蕩。

具體而言，激光裝置3具有輸出側(cè)反射鏡80、偏振器81、第1反射棱鏡82、第2反射棱鏡83、激光棒84、閃光燈85、兩個(gè)普克爾盒86及87、λ/4波片88、及觸發(fā)控制部89。

在反射鏡80與偏振器81之間配置有激光棒84及閃光燈85。激光棒84是激光介質(zhì)，作為激光棒84，可以與第1實(shí)施方式同樣地例如使用翠綠寶石結(jié)晶。在本實(shí)施方式中，例如增益較低的第1波長(zhǎng)也是800nm，增益較高的第2波長(zhǎng)也是755nm。閃光燈85是激發(fā)光源，與從控制電路89發(fā)送的閃光燈觸發(fā)聯(lián)動(dòng)而向激光棒84照射激發(fā)光。也可以將閃光燈85以外的光源用作激發(fā)光源。

在激光棒84與偏振器81之間配置有構(gòu)成諧振光路選擇部的普克爾盒87。當(dāng)使波長(zhǎng)800nm振蕩時(shí)，普克爾盒87被施加使入射的直線偏振光的偏振方向旋轉(zhuǎn)90°的電壓，當(dāng)使波長(zhǎng)755nm振蕩時(shí)不會(huì)被施加電壓。作為光路分支部的偏振器81使p偏振光透射，并反射s偏振光。透射了偏振器81的光在第1分支光路L2中前進(jìn)，并由第1反射棱鏡82反射。另一方面，由偏振器81反射的光在第2分支光路L3中前進(jìn)，并由第2反射棱鏡83反射。

第1反射棱鏡82以相對(duì)于入射光成為布儒斯特角的方式配置。第1反射棱鏡82具有選擇性反射波長(zhǎng)755nm的光的電介質(zhì)反射膜。第2反射棱鏡83具有選擇性反射波長(zhǎng)800nm的光的電介質(zhì)反射膜。由反射鏡80和第2反射棱鏡83構(gòu)成波長(zhǎng)800nm的諧振器(第1諧振器)。并且，由反射鏡80和第1反射棱鏡82構(gòu)成波長(zhǎng)755nm的諧振器(第2諧振器)。這些諧振器具有共用光路L1。

在共用光路L1上還配置有由普克爾盒86及λ/4波片88構(gòu)成的Q開(kāi)關(guān)。通過(guò)控制電路89來(lái)控制普克爾盒86的施加電壓。當(dāng)點(diǎn)亮閃光燈85時(shí)，電壓不會(huì)施加于構(gòu)成Q開(kāi)關(guān)的普克爾盒86，Q開(kāi)關(guān)關(guān)閉。點(diǎn)亮閃光燈85之后經(jīng)過(guò)規(guī)定的延遲時(shí)間時(shí)，打開(kāi)Q開(kāi)關(guān)。由此，根據(jù)普克爾盒87的狀態(tài)，在第1諧振器或第2諧振器中引起激光振蕩，從反射鏡80輸出光。上述延遲時(shí)間是按應(yīng)射出的光的每一波長(zhǎng)設(shè)定的。例如，對(duì)于波長(zhǎng)800nm的延遲時(shí)間設(shè)定為光的強(qiáng)度成為最大可能強(qiáng)度，對(duì)于波長(zhǎng)755nm的延遲時(shí)間設(shè)定為光的強(qiáng)度成為小于最大可能強(qiáng)度。

當(dāng)構(gòu)成諧振光路選擇部的普克爾盒87未被施加電壓時(shí)，從激光棒84射出的p偏振光的光以p偏振光的狀態(tài)透射普克爾盒87，并透射使p偏振光透射的偏振器81，通過(guò)第1分支光路L2并由第1反射棱鏡82反射。由第1反射棱鏡82反射的光以p偏振光的狀態(tài)沿相反方向通過(guò)偏振器81及普克爾盒87，并入射到激光棒84，引起激光振蕩而輸出激光束L4。第1反射棱鏡82選擇性反射波長(zhǎng)755nm的光，從而波長(zhǎng)755nm的光進(jìn)行振蕩。

當(dāng)普克爾盒87被施加使入射光的偏振方向旋轉(zhuǎn)90°的電壓時(shí)，從激光棒84射出的p偏振光的光在透射普克爾盒87時(shí)偏振方向旋轉(zhuǎn)90°而成為s偏振光。成為s偏振光的光由偏振器81反射而通過(guò)第2分支光路L3，并由第2反射棱鏡83反射。由第2反射棱鏡83反射的光沿相反方向通過(guò)偏振器81，沿相反方向入射到普克爾盒87。以s偏振光入射到普克爾盒87的光在通過(guò)普克爾盒87時(shí)偏振方向旋轉(zhuǎn)90°而成為p偏振光，并入射到激光棒84，引起激光振蕩而輸出激光束L4。第2反射棱鏡83選擇性反射波長(zhǎng)800nm的光，從而波長(zhǎng)800nm的光進(jìn)行振蕩。

如以上，本實(shí)施方式所涉及的激光裝置3具備：固體激光介質(zhì)(激光棒84)，在第1波長(zhǎng)(800nm)和發(fā)光效率高于第1波長(zhǎng)的第2波長(zhǎng)(755nm)具有振蕩波長(zhǎng)；激發(fā)部(閃光燈85)；第1諧振器(反射鏡80及反射棱鏡83)，為使第1波長(zhǎng)的光振蕩的諧振器，且在內(nèi)部的光路上具有激光介質(zhì)；第2諧振器(反射鏡80及反射棱鏡82)，為使第2波長(zhǎng)的光振蕩的諧振器，且具有包含配置有激光介質(zhì)的光路的與第1諧振器的共用光路；Q值變更單元(Q開(kāi)關(guān)86)，包含至少配置于共用光路上的Q值變更部，并使第1或第2波長(zhǎng)的光進(jìn)行Q開(kāi)關(guān)振蕩；及控制部(控制電路89)，控制激發(fā)部及Q值變更單元。并且，當(dāng)振蕩波長(zhǎng)為第1波長(zhǎng)時(shí)，控制部在激光介質(zhì)的激發(fā)開(kāi)始之后經(jīng)過(guò)第1延遲時(shí)間時(shí)，控制Q值變更單元來(lái)使第1波長(zhǎng)的光進(jìn)行Q開(kāi)關(guān)振蕩，當(dāng)振蕩波長(zhǎng)為第2波長(zhǎng)時(shí)，控制部在激光介質(zhì)的激發(fā)開(kāi)始之后經(jīng)過(guò)第2波長(zhǎng)的光的強(qiáng)度成為小于最大可能強(qiáng)度的第2延遲時(shí)間時(shí)，控制Q值變更單元來(lái)使第2波長(zhǎng)的光進(jìn)行Q開(kāi)關(guān)振蕩。即，激光裝置3中相互獨(dú)立地設(shè)定有使第1波長(zhǎng)的光振蕩時(shí)的延遲時(shí)間和使第2波長(zhǎng)的光振蕩時(shí)的延遲時(shí)間。由此，在使用具有發(fā)光效率不同的兩個(gè)振蕩波長(zhǎng)的激光介質(zhì)的激光裝置中，無(wú)需增加裝置的組件件數(shù)而能夠通過(guò)調(diào)整它們的延遲時(shí)間來(lái)獨(dú)立地控制各波長(zhǎng)的光的強(qiáng)度。

另外，在第2實(shí)施方式及第3實(shí)施方式中，控制部也能夠采用根據(jù)激發(fā)能量或諧振器長(zhǎng)度來(lái)自動(dòng)變更關(guān)于第1波長(zhǎng)或第2波長(zhǎng)的光的振蕩而設(shè)定的各延遲時(shí)間的設(shè)定值的結(jié)構(gòu)。

“光聲測(cè)量裝置的實(shí)施方式”

接著，對(duì)光聲測(cè)量裝置的實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。圖12是表示實(shí)施方式所涉及的光聲測(cè)量裝置10的結(jié)構(gòu)的概略圖。光聲測(cè)量裝置10具備超聲波探針(探頭)11、超聲波單元12、及包含本發(fā)明的激光裝置的激光光源單元13。激光光源單元13射出照射到受檢體的脈沖激光束。激光光源單元13射出包含第1波長(zhǎng)及第2波長(zhǎng)的多個(gè)波長(zhǎng)的激光束。

激光光源單元13例如具有第1實(shí)施方式所涉及的激光裝置1及引導(dǎo)從激光裝置1射出的激光束的導(dǎo)光機(jī)構(gòu)(例如光纖等)。從激光光源單元13射出的激光束使用導(dǎo)光機(jī)構(gòu)被引導(dǎo)至探頭11，從探頭11朝向受檢體照射。激光束的照射位置并沒(méi)有特別限定，可以從探頭11以外的場(chǎng)所進(jìn)行激光束的照射。在受檢體內(nèi)，光吸收體吸收所照射的激光束的能量，從而產(chǎn)生超聲波(光聲波)。探頭11包含超聲波檢測(cè)器。探頭11例如具有一維排列的多個(gè)超聲波檢測(cè)器元件(超聲波振子)，通過(guò)該一維排列的超聲波振子來(lái)檢測(cè)來(lái)自受檢體內(nèi)的聲波(光聲信號(hào))。

超聲波單元12具有接收電路21、AD轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)22、接收存儲(chǔ)器23、復(fù)數(shù)化機(jī)構(gòu)24、光聲圖像重構(gòu)機(jī)構(gòu)25、相位信息抽取機(jī)構(gòu)26、強(qiáng)度信息抽取機(jī)構(gòu)27、檢波/對(duì)數(shù)轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)28、光聲圖像構(gòu)建機(jī)構(gòu)29、觸發(fā)控制電路30及控制機(jī)構(gòu)31。接收電路21接收由探頭11檢測(cè)出的光聲信號(hào)。AD轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)22是檢測(cè)機(jī)構(gòu)，采樣由接收電路21接收到的光聲信號(hào)，并生成作為數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的光聲數(shù)據(jù)。AD轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)22與AD時(shí)鐘信號(hào)同步而以規(guī)定的采樣周期進(jìn)行光聲信號(hào)的采樣。

AD轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)22將光聲數(shù)據(jù)存放于接收存儲(chǔ)器23中。AD轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)22將與從激光光源單元13射出的脈沖激光束的各波長(zhǎng)對(duì)應(yīng)的光聲數(shù)據(jù)存放于接收存儲(chǔ)器23中。即，AD轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)22將采樣了受檢體被照射第1波長(zhǎng)的脈沖激光束時(shí)由探頭11檢測(cè)出的光聲信號(hào)的第1光聲數(shù)據(jù)和采樣了被照射第2波長(zhǎng)的脈沖激光束時(shí)由探頭11檢測(cè)出的光聲信號(hào)的第2光聲數(shù)據(jù)存放于接收存儲(chǔ)器23中。

復(fù)數(shù)化機(jī)構(gòu)24從接收存儲(chǔ)器23中讀出第1光聲數(shù)據(jù)和第2光聲數(shù)據(jù)，并生成將其中一個(gè)作為實(shí)部并將另一個(gè)作為虛部的復(fù)數(shù)數(shù)據(jù)。以下，假設(shè)由復(fù)數(shù)化機(jī)構(gòu)24生成將第1光聲數(shù)據(jù)作為虛部并將第2光聲數(shù)據(jù)作為實(shí)部的復(fù)數(shù)數(shù)據(jù)的情況來(lái)進(jìn)行說(shuō)明。

光聲圖像重構(gòu)機(jī)構(gòu)25從復(fù)數(shù)化機(jī)構(gòu)24輸入復(fù)數(shù)數(shù)據(jù)。光聲圖像重構(gòu)機(jī)構(gòu)25根據(jù)所輸入的復(fù)數(shù)數(shù)據(jù)，通過(guò)傅里葉變換傅里葉變換法(FTA法)來(lái)進(jìn)行圖像重構(gòu)?；诟道锶~變換傅里葉變換法的圖像重構(gòu)中例如可以適用文獻(xiàn)“Photoacoustic Image Reconstruction-A Quantitative Analysis”Jonathan I.Sperl et al.SPIE-OSA Vol.6631 663103等中所記載的以往公知的方法。光聲圖像重構(gòu)機(jī)構(gòu)25將表示重構(gòu)圖像的傅里葉變換的數(shù)據(jù)輸入到相位信息抽取機(jī)構(gòu)26和強(qiáng)度信息抽取機(jī)構(gòu)27。

相位信息抽取機(jī)構(gòu)26抽取與各波長(zhǎng)對(duì)應(yīng)的光聲數(shù)據(jù)間的信號(hào)強(qiáng)度的相對(duì)大小關(guān)系。本實(shí)施方式中，相位信息抽取機(jī)構(gòu)26將由光聲圖像重構(gòu)機(jī)構(gòu)25重構(gòu)的重構(gòu)圖像作為輸入數(shù)據(jù)，根據(jù)作為復(fù)數(shù)數(shù)據(jù)的輸入數(shù)據(jù)來(lái)生成表示在比較實(shí)部和虛部時(shí)其中哪一個(gè)相對(duì)大到哪種程度的相位信息。當(dāng)例如復(fù)數(shù)數(shù)據(jù)由X+iY表示時(shí)，相位信息抽取機(jī)構(gòu)26生成θ＝tan^-1(Y/X)作為相位信息。另外，當(dāng)X＝0時(shí)設(shè)為θ＝90°。當(dāng)構(gòu)成實(shí)部的第2光聲數(shù)據(jù)(X)與構(gòu)成虛部的第1光聲數(shù)據(jù)(Y)相等時(shí)，相位信息成為θ＝45°。就相位信息而言，第2光聲數(shù)據(jù)相對(duì)越大，則越接近θ＝0°，第1光聲數(shù)據(jù)相對(duì)越大，則越接近θ＝90°。

強(qiáng)度信息抽取機(jī)構(gòu)27基于與各波長(zhǎng)對(duì)應(yīng)的光聲數(shù)據(jù)來(lái)生成表示信號(hào)強(qiáng)度的強(qiáng)度信息。本實(shí)施方式中，強(qiáng)度信息抽取機(jī)構(gòu)27將由光聲圖像重構(gòu)機(jī)構(gòu)25重構(gòu)的重構(gòu)圖像作為輸入數(shù)據(jù)，根據(jù)作為復(fù)數(shù)數(shù)據(jù)的輸入數(shù)據(jù)來(lái)生成強(qiáng)度信息。當(dāng)例如復(fù)數(shù)數(shù)據(jù)由X+iY表示時(shí)，強(qiáng)度信息抽取機(jī)構(gòu)27抽取(X²+Y²)^1/2作為強(qiáng)度信息。檢波/對(duì)數(shù)轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)28生成表示由強(qiáng)度信息抽取機(jī)構(gòu)27抽取的強(qiáng)度信息的數(shù)據(jù)的包絡(luò)線，接著，對(duì)該包絡(luò)線進(jìn)行對(duì)數(shù)轉(zhuǎn)換而擴(kuò)大動(dòng)態(tài)范圍。

光聲圖像構(gòu)建機(jī)構(gòu)29從相位信息抽取機(jī)構(gòu)26輸入相位信息，并從檢波/對(duì)數(shù)轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)28輸入檢波/對(duì)數(shù)轉(zhuǎn)換處理后的強(qiáng)度信息。光聲圖像構(gòu)建機(jī)構(gòu)29基于所輸入的相位信息和強(qiáng)度信息來(lái)生成作為光吸收體的分布圖像的光聲圖像。光聲圖像構(gòu)建機(jī)構(gòu)29例如基于所輸入的強(qiáng)度信息來(lái)確定光吸收體的分布圖像中的各像素的亮度(灰度值)。并且，光聲圖像構(gòu)建機(jī)構(gòu)29例如基于相位信息來(lái)確定光吸收體的分布圖像中的各像素的顏色(顯示顏色)。光聲圖像構(gòu)建機(jī)構(gòu)29例如例如使用使相位0°至90°的范圍對(duì)應(yīng)于規(guī)定的顏色的彩色分配圖(color map)，基于所輸入的相位信息來(lái)確定各像素的顏色。

在此，相位0°至45°的范圍是第2光聲數(shù)據(jù)大于第1光聲數(shù)據(jù)的范圍，因此認(rèn)為光聲信號(hào)的產(chǎn)生源是主要含有對(duì)波長(zhǎng)755nm的吸收大于對(duì)波長(zhǎng)798nm的吸收的脫氧血紅蛋白的血液流動(dòng)著的靜脈。另一方面，相位45°至90°的范圍是第1光聲數(shù)據(jù)大于第2光聲數(shù)據(jù)的范圍，因此認(rèn)為光聲信號(hào)的產(chǎn)生源是主要含有對(duì)波長(zhǎng)755nm的吸收小于對(duì)波長(zhǎng)798nm的吸收的氧合血紅蛋白的血液流動(dòng)著的動(dòng)脈。

因此，作為彩色分配圖，例如使用如下彩色分配圖：相位0°為藍(lán)色，顏色以隨著相位接近45°而成為無(wú)色(白色)的方式緩慢變化，并且相位90°為紅色，顏色以隨著相位接近45°而成為白色的方式緩慢變化。在該情況下，在光聲圖像上，能夠以紅色表示對(duì)應(yīng)于動(dòng)脈的部分，并以藍(lán)色表示對(duì)應(yīng)于靜脈的部分。也可以不使用強(qiáng)度信息，而僅將灰度值設(shè)為恒定并根據(jù)相位信息進(jìn)行對(duì)應(yīng)于動(dòng)脈的部分與對(duì)應(yīng)于靜脈的部分的顏色區(qū)分。圖像顯示機(jī)構(gòu)14將由光聲圖像構(gòu)建機(jī)構(gòu)29生成的光聲圖像顯示于顯示畫(huà)面上。

控制機(jī)構(gòu)31進(jìn)行超聲波單元12內(nèi)的各部的控制。觸發(fā)控制電路30向激光光源單元13輸出用于控制閃光燈52(參考圖1)的發(fā)光的閃光燈觸發(fā)。若激光光源單元13的控制電路62收到來(lái)自觸發(fā)控制電路30的閃光燈觸發(fā)，則將閃光燈觸發(fā)發(fā)送至閃光燈52來(lái)點(diǎn)亮閃光燈52，從閃光燈52向激光棒51照射激發(fā)光。激光光源單元13的控制電路62在輸出閃光燈觸發(fā)之后經(jīng)過(guò)按每一波長(zhǎng)設(shè)定的延遲時(shí)間時(shí)，向第1Q值變更部56或第2Q值變更部57輸出Q開(kāi)關(guān)觸發(fā)。當(dāng)振蕩波長(zhǎng)為800nm時(shí)，控制電路62將第1諧振器的Q值由低Q狀態(tài)改變?yōu)楦逹狀態(tài)。當(dāng)振蕩波長(zhǎng)為755nm時(shí)，將第1諧振器及第2諧振器的Q值由低Q狀態(tài)改變?yōu)楦逹狀態(tài)。

觸發(fā)控制電路30配合Q開(kāi)關(guān)觸發(fā)的定時(shí)即脈沖激光束的射出定時(shí)，向AD轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)22輸出采樣觸發(fā)(AD觸發(fā))。AD轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)22基于采樣觸發(fā)來(lái)開(kāi)始光聲信號(hào)的采樣。

接著，對(duì)動(dòng)作步驟進(jìn)行說(shuō)明。圖13是表示光聲測(cè)量裝置10的動(dòng)作步驟。觸發(fā)控制電路30在完成光聲信號(hào)的接收準(zhǔn)備時(shí)為了射出第1波長(zhǎng)(800nm)的脈沖激光束而向激光光源單元13輸出閃光燈觸發(fā)(步驟S1)。激光光源單元13的控制電路62在接收閃光燈觸發(fā)之前對(duì)第1Q開(kāi)關(guān)58施加第1電壓，將第1諧振器C1及第2諧振器C2設(shè)為低Q狀態(tài)?？刂齐娐?2響應(yīng)于來(lái)自觸發(fā)控制電路30的閃光燈觸發(fā)而點(diǎn)亮閃光燈52，從而激發(fā)激光棒51(步驟S2)。

控制電路62在輸出閃光燈觸發(fā)之后經(jīng)過(guò)按每一波長(zhǎng)設(shè)定的延遲時(shí)間時(shí)將Q開(kāi)關(guān)觸發(fā)輸出至第1Q值變更部56或第2Q值變更部57，將第1Q開(kāi)關(guān)58的施加電壓由第1電壓改變?yōu)?V(步驟S3)。此時(shí)，控制電路62對(duì)第2Q開(kāi)關(guān)60施加0V，第1諧振器C1控制為高Q狀態(tài)，第2諧振器C2控制為低Q狀態(tài)。在第1諧振器及第2諧振器中，僅將第1諧振器設(shè)為高Q狀態(tài)，從而激光光源單元13射出波長(zhǎng)800nm的脈沖激光束。并且，控制電路62還向觸發(fā)控制電路30發(fā)送Q開(kāi)關(guān)觸發(fā)來(lái)傳遞Q開(kāi)關(guān)的定時(shí)。

從激光光源單元13射出的波長(zhǎng)800nm的脈沖激光束例如被引導(dǎo)至探頭11，從探頭11照射到受檢體。在受檢體內(nèi)，光吸收體吸收所照射的脈沖激光束的能量，由此產(chǎn)生光聲信號(hào)。探頭11檢測(cè)在受檢體內(nèi)產(chǎn)生的光聲信號(hào)。由探頭11檢測(cè)出的光聲信號(hào)通過(guò)接收電路21接收。

觸發(fā)控制電路30配合Q開(kāi)關(guān)的定時(shí)而向AD轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)22輸出采樣觸發(fā)。AD轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)22以規(guī)定的采樣周期采樣由接收電路21接收到的光聲信號(hào)(步驟S4)。由AD轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)22采樣的光聲信號(hào)作為第1光聲數(shù)據(jù)而存放于接收存儲(chǔ)器23中。

觸發(fā)控制電路30在完成下一個(gè)光聲信號(hào)的接收準(zhǔn)備時(shí)為了射出第2波長(zhǎng)(755nm)的脈沖激光束而向激光光源單元13射出閃光燈觸發(fā)(步驟S5)?？刂齐娐?2在接收閃光燈觸發(fā)之前對(duì)第1Q開(kāi)關(guān)58施加第1電壓來(lái)將第1諧振器及第2諧振器設(shè)為低Q狀態(tài)?？刂齐娐?2響應(yīng)于來(lái)自觸發(fā)控制電路30的閃光燈觸發(fā)而點(diǎn)亮閃光燈52，從而激發(fā)激光棒51(步驟S6)。

控制電路62在輸出閃光燈觸發(fā)之后經(jīng)過(guò)按每一波長(zhǎng)設(shè)定的延遲時(shí)間時(shí)將Q開(kāi)關(guān)觸發(fā)輸出至第1Q值變更部56或第2Q值變更部57。并且，控制電路62將對(duì)第1Q開(kāi)關(guān)58的施加電壓由第1電壓改變?yōu)?V，并將對(duì)第2Q開(kāi)關(guān)60的施加電壓由0V改變?yōu)榈?電壓(步驟S7)。此時(shí)，控制電路62利用第1Q開(kāi)關(guān)58和第2Q開(kāi)關(guān)60同時(shí)改變施加電壓，或者先改變第2Q開(kāi)關(guān)60的施加電壓之后改變第1Q開(kāi)關(guān)58的施加電壓。通過(guò)改變第1Q開(kāi)關(guān)58及第2Q開(kāi)關(guān)60的施加電壓，第1諧振器C1及第2諧振器C2均成為高Q狀態(tài)。當(dāng)兩個(gè)諧振器為高Q狀態(tài)時(shí)，在激光增益較高的波長(zhǎng)755nm下振蕩，激光光源單元13射出波長(zhǎng)755nm的脈沖激光束。

從激光光源單元13射出的波長(zhǎng)755nm的脈沖激光束例如被引導(dǎo)至探頭11，從探頭11照射到受檢體。在受檢體內(nèi)，光吸收體吸收所照射的脈沖激光束的能量，從而產(chǎn)生光聲信號(hào)。探頭11檢測(cè)在受檢體內(nèi)產(chǎn)生的光聲信號(hào)。由探頭11檢測(cè)出的光聲信號(hào)通過(guò)接收電路21接收。

觸發(fā)控制電路30配合Q開(kāi)關(guān)的定時(shí)而向AD轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)22輸出采樣觸發(fā)。AD轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)22以規(guī)定的采樣周期采樣由接收電路21接收到的光聲信號(hào)(步驟S88)。由AD轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)22采樣的光聲信號(hào)作為第2光聲數(shù)據(jù)而存放于接收存儲(chǔ)器23中。

通過(guò)第1及第2光聲數(shù)據(jù)存放于接收存儲(chǔ)器中，生成1幀量的光聲圖像所需的數(shù)據(jù)備齊。另外，如生成光聲圖像的范圍被分割為多個(gè)部分區(qū)域時(shí)，按每一部分區(qū)域執(zhí)行步驟S1至S8的處理即可。

復(fù)數(shù)化機(jī)構(gòu)24從接收存儲(chǔ)器23中讀出第1光聲數(shù)據(jù)和第2光聲數(shù)據(jù)，生成將第1光聲圖像數(shù)據(jù)作為虛部并將第2光聲圖像數(shù)據(jù)作為實(shí)部的復(fù)數(shù)數(shù)據(jù)(步驟S9)。光聲圖像重構(gòu)機(jī)構(gòu)25根據(jù)在步驟S9中復(fù)數(shù)化的復(fù)數(shù)數(shù)據(jù)，通過(guò)傅里葉變換傅里葉變換法(FTA法)進(jìn)行圖像重構(gòu)(步驟S10)。

相位信息抽取機(jī)構(gòu)26從重構(gòu)的復(fù)數(shù)數(shù)據(jù)(重構(gòu)圖像)中抽取相位信息(步驟S11)。當(dāng)例如重構(gòu)的復(fù)數(shù)數(shù)據(jù)由X+iY表示時(shí)，相位信息抽取機(jī)構(gòu)26抽取θ＝tan^-1(Y/X)作為相位信息(其中，X＝0時(shí)θ＝90°)。強(qiáng)度信息抽取機(jī)構(gòu)27從重構(gòu)的復(fù)數(shù)數(shù)據(jù)中抽取強(qiáng)度信息(步驟S12)。當(dāng)例如重構(gòu)的復(fù)數(shù)數(shù)據(jù)由X+iY表示時(shí)，強(qiáng)度信息抽取機(jī)構(gòu)27抽取(X²+Y²)^1/2作為強(qiáng)度信息。

檢波/對(duì)數(shù)轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)28對(duì)在步驟S12中抽取的強(qiáng)度信息實(shí)施檢波/對(duì)數(shù)轉(zhuǎn)換處理。光聲圖像構(gòu)建機(jī)構(gòu)29基于在步驟S11中抽取的相位信息和對(duì)在步驟S12中抽取的強(qiáng)度信息實(shí)施檢波/對(duì)數(shù)轉(zhuǎn)換處理而得到的信息來(lái)生成光聲圖像(步驟S13)。光聲圖像構(gòu)建機(jī)構(gòu)29例如基于強(qiáng)度信息來(lái)確定光吸收體的分布圖像中的各像素的亮度(灰度值)，并基于相位信息來(lái)確定各像素的顏色，從而生成光聲圖像。所生成的光聲圖像顯示于圖像顯示機(jī)構(gòu)14。

另外，上述中，假設(shè)將波長(zhǎng)800nm的光和波長(zhǎng)755nm的光交替照射到受檢體，但并不限定于此。也可以將波長(zhǎng)800nm的振蕩的重復(fù)頻率設(shè)為高于波長(zhǎng)755nm的振蕩的重復(fù)頻率。例如，可以在從激光光源單元13射出波長(zhǎng)755nm的光之后，持續(xù)射出多次波長(zhǎng)800nm的光。在該情況下，可以多次獲取對(duì)波長(zhǎng)800nm的光的光聲信號(hào)，并對(duì)多次的光聲信號(hào)進(jìn)行加算平均等處理。通過(guò)如此設(shè)置，能夠提高波長(zhǎng)800nm的光聲圖像的信噪比。作為結(jié)果，能夠提高利用與對(duì)波長(zhǎng)755nm的光的光聲信號(hào)的對(duì)比度差而得到的動(dòng)脈/靜脈的分離描繪的畫(huà)質(zhì)，或者能夠提高氧飽和度的運(yùn)算精確度。

如以上，由于本實(shí)施方式所涉及的光聲測(cè)量裝置10使用第1實(shí)施方式所涉及的激光裝置1，因此發(fā)揮與第1實(shí)施方式相同的效果。

并且，本實(shí)施方式中，生成將在兩個(gè)波長(zhǎng)下得到的第1光聲數(shù)據(jù)和第2光聲數(shù)據(jù)中的任一個(gè)作為實(shí)部并將另一個(gè)虛部的復(fù)數(shù)數(shù)據(jù)，根據(jù)該復(fù)數(shù)數(shù)據(jù)，通過(guò)傅里葉變換法生成重構(gòu)圖像。在如此設(shè)定的情況下，與單獨(dú)重構(gòu)第1光聲數(shù)據(jù)和第2光聲數(shù)據(jù)的情況相比，能夠有效地進(jìn)行重構(gòu)。照射多個(gè)波長(zhǎng)的脈沖激光束，通過(guò)使用照射各波長(zhǎng)的脈沖激光束時(shí)的光聲信號(hào)(光聲數(shù)據(jù))，能夠進(jìn)行利用了各光吸收體的光吸收特性根據(jù)波長(zhǎng)而不同的性質(zhì)的功能成像。

另外，在本實(shí)施方式所涉及的光聲測(cè)量裝置10中，也可以構(gòu)成為從探頭11對(duì)受檢體發(fā)送超聲波，并基于所發(fā)送的聲波(超聲波)的反射波的信號(hào)來(lái)生成反射聲波圖像。除光聲圖像以外還生成反射聲波圖像(超聲波圖像)，通過(guò)參考超聲波圖像，能夠觀察在光聲圖像中無(wú)法圖像化的部分。

符號(hào)說(shuō)明

1、2、3-激光裝置，10-光聲測(cè)量裝置，11-探頭，12-超聲波單元，13-激光光源單元，14-圖像顯示機(jī)構(gòu)，21-接收電路，22-轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)，23-接收存儲(chǔ)器，24-復(fù)數(shù)化機(jī)構(gòu)，25-光聲圖像重構(gòu)機(jī)構(gòu)，26-相位信息抽取機(jī)構(gòu)，27-強(qiáng)度信息抽取機(jī)構(gòu)，28-檢波/對(duì)數(shù)轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)，29-光聲圖像構(gòu)建機(jī)構(gòu)，30-觸發(fā)控制電路，31-控制機(jī)構(gòu)，51-激光棒，52-閃光燈，53、54、55-反射鏡，56、57-Q值變更部，62-控制電路，C1-諧振器，C2-諧振器，L-激光束。