[發(fā)明專利]用于主動控制種子激光器的光輸出的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410044843.1
• 申請日: 2014-02-07
• 公開（公告）號: CN103986054B
• 公開（公告）日: 2017-05-10
• 發(fā)明（設計）人: G·L·博克霍德;M·C·尼爾森;M·布林克
• 申請（專利權）人: 恩耐公司
• 主分類號: H01S3/131
• 分類號: H01S3/131
• 代理公司: 北京北翔知識產權代理有限公司11285
• 代理人: 鄭建暉,楊勇

技術領域

本公開內容涉及用于種子激光器（seed laser）的激光脈沖控制（laser pulse control）。

背景技術

在許多激光器應用中，要求穩(wěn)定的激光脈沖。在一些情況中，對脈沖間的定時的控制是非常重要的，而在另一些情況中，脈沖能量或脈沖持續(xù)時間的變化可能是不可接受的。此外，一些激光系統(tǒng)可被配置為以一個窄范圍內的脈沖重復率提供可重復的激光脈沖，使得那些要求可變脈沖重復率的應用通常需要多個源。在一些處理應用中，不穩(wěn)定的脈沖輸出表現(xiàn)為丟失脈沖或雙脈沖，但這兩者都是不可取的。下文描述了以寬范圍的重復率提供穩(wěn)定的激光脈沖的方法和裝置。

發(fā)明內容

如本文公開的，種子脈沖源可靠地向光放大器提供單獨脈沖用于放大。經放大的單獨脈沖接下來可用在各種各樣的材料處理應用中，不帶有由不想要的多脈沖引起的副作用。在一些實施例中，光脈沖生成系統(tǒng)包含：種子激光器，該種子激光器包括種子激光器泵和種子激光器增益介質。光放大器被定位以從所述種子激光器接收至少一個種子脈沖，并產生對應于經放大的種子脈沖的一個輸出脈沖。種子激光器控制器被聯(lián)接到所述種子激光器泵，并且被配置為響應于對與種子激光脈沖相關聯(lián)的輸出脈沖的檢測而減少對種子激光器增益介質的泵浦。在一些實施例中，光電檢測器被聯(lián)接以接收所述輸出脈沖的至少一部分，其中，對所述輸出脈沖的檢測是基于與所述輸出脈沖的已接收的部分相關聯(lián)的光電檢測器信號。在另一些實施例中，所述輸出脈沖的由所述光電檢測器所接收的部分是種子脈沖的一部分或經放大的種子脈沖的一部分。在有代表性的實施例中，光放大器是光纖放大器，而種子泵包括一個或多個激光二極管。在典型的實施例中，種子激光器控制器被配置為建立一個脈沖電流用于種子泵激光二極管，且被配置為響應于檢測到與種子激光脈沖有關的輸出脈沖而減小脈沖電流的大小。在再一些實施方案中，種子激光器控制器被配置為響應于檢測到與種子激光脈沖有關的輸出脈沖而終止脈沖電流。在另外的有代表性的實施例中，種子激光器控制器被配置為通過周期性地施加一個脈沖偏置電流到一個種子泵激光二極管，以建立經放大的種子脈沖的重復率。

根據(jù)有代表性的實施例，生成種子脈沖的方法包含：檢測與種子激光器相關聯(lián)的光脈沖;以及響應于所檢測到的脈沖，降低對種子激光器增益介質的泵浦。在一些實施方案中，種子激光器是用激光二極管泵浦的，且通過減小施加到所述激光二極管的電流來降低對種子激光器增益介質的泵浦。在另一些實施例中，種子激光器是用多個激光二極管泵浦的，且通過減小施加到所述多個激光二極管中至少一個的電流來降低對所述種子激光器增益介質的泵浦。在一些實施方案中，通過向所述多個激光二極管中至少一個施加脈沖電流以發(fā)起光脈沖的生成，其中所述脈沖電流響應于檢測到的脈沖而減小。在典型實施方案中，對于所述多個激光二極管中的至少一個，所述脈沖電流大于激光二極管閾值電流，且向所述多個激光二極管中的至少一個施加偏置電流，其中所述偏置電流小于泵浦激光器閾值。典型地，所述偏置電流是DC偏置電流。

光種子脈沖源包含泵浦源，泵浦源被配置為對固態(tài)增益介質進行泵浦以在所述固態(tài)增益介質之內產生光增益。泵浦源控制器被配置為響應于對由所述固態(tài)增益介質產生的種子脈沖的檢測而調節(jié)由所述泵浦源進行的泵浦。在一些實施例中，光電檢測器被聯(lián)接到所述泵浦源控制器且被配置為檢測所述種子脈沖。在一些實施方案中，所述泵浦源是激光二極管，而所述泵浦源控制器被配置為基于施加到所述激光二極管的電流而調節(jié)泵浦。在再另外的實施例中，待要被泵浦的固態(tài)增益介質被定位在光諧振器之內。

所公開的技術的這些和其他特征將從下面的詳細描述中變得更明了，所述詳細描述是參考附圖進行描述的。

附圖說明

圖1示出了一個被配置為在光纖放大器中放大種子激光脈沖的激光器系統(tǒng)。

圖2示出一個種子泵浦控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)被配置為將一個激光二極管泵浦電流有選擇地設置成偏置電流或脈沖泵浦電流。

圖3A-3B示出有代表性的種子泵浦激光器驅動電流。

圖4示出以選定的脈沖重復率（PRR）獲取單個激光脈沖的一個有代表性的方法。

圖5示出生成種子脈沖的一個有代表性的方法。

圖6示出用于生成種子脈沖的裝置，該裝置被配置為將到種子激光器的泵浦輻射衰減。

圖7示出基于是否檢測到種子脈沖而控制種子泵的系統(tǒng)。

圖8示出用于控制泵浦激光器的一種替代電路布置。