[發明專利]用于材料處理的激光裝置

有效

• 申請號: 201880010812.0
• 申請日: 2018-03-05
• 公開（公告）號: CN110267765B
• 公開（公告）日: 2021-10-19
• 發明（設計）人: K·沃格勒;O·吉特爾曼恩;E·比特納;J·博皮恩
• 申請（專利權）人: 愛爾康公司
• 主分類號: B23K26/70
• 分類號: B23K26/70;A61F9/008;B23K103/00
• 代理公司: 中國貿促會專利商標事務所有限公司 11038
• 代理人: 高文靜

一種用于材料處理、特別是用于對人眼(12)進行激光處理的激光裝置(10)，所述激光裝置包括脈沖激光束(16)的源(14)；檢測器系統，所述檢測器系統用于對通過輻射耦合輸出而從所述激光束產生的多個部分光束(16’，16”)進行光電檢測并提供相應檢測信號，以及評估單元(24)，所述評估單元連接至所述檢測器系統、用于評估所述檢測信號。所述檢測器系統的第一檢測元件(32)提供第一檢測信號，所述信號基于單光子吸收。所述檢測器系統的第二檢測元件(34)提供第二檢測信號，所述信號基于雙光子吸收。在某些實施例中，所述控制單元將所述兩個檢測信號的測得信號強度變成彼此的比值。假設所述激光束(16)的脈沖重復率均勻并且所述激光裝置的平均功率不變，則所得比值的變化可以追溯到所述激光束16的脈沖持續時間或/和波前的變化。因為控制單元啟動合適的對策，因此可以在激光裝置的發射操作期間維持激光束的光束質量。

技術領域

本披露涉及一種用于材料處理的激光裝置。

背景技術

用于處理各種各樣的材料的超短脈沖激光器的重要性越來越高。特別地，超短脈沖激光輻射可以用于在材料深處、即在表面下方的透明材料(對于輻射波長透明)中產生切割。在這里討論的處于皮秒、飛秒或阿托秒范圍內的短脈沖持續時間的情況下，激光輻射與材料之間的負責材料分離(破壞)的非線性相互作用過程主要集中在光束焦點的區域上，使得可以實現高切割準確度，同時限制不期望的附帶損傷區。特別是在醫療應用中，例如在基于激光的眼睛手術中，伴隨超短脈沖持續時間的、實現輻射與組織之間的期望相互作用所需的相對較低的能量密度是非常有利的。

超短脈沖激光器、特別是激光器制造商作為“全套”系統交付給顧客的超短脈沖激光器是高度復雜的系統，這些系統通常需要持續監測和調整脈沖參數以將材料處理的效果維持在期望水平。在使用超短脈沖輻射的激光器應用中，輻射與材料之間的相互作用主要基于非線性過程，所述非線性過程需要一定強度和能量密度。這可以通過輻射脈沖的強聚焦來實現，其結果是在待處理的材料中，在極小的體積內可以出現非常高的峰值強度(例如大于10TW/cm²)和能量密度(例如大于500J/cm³)。

一旦確定了待處理的特定材料的最佳脈沖參數集，通常需要將脈沖性能維持在一定范圍內(不太低也不太高)的一致處理，以便使期望的主要相互作用效果與任何不期望的可能有害的副效應保持平衡。當監測激光束的光束質量時，通常可以區分兩種方法：順序法和同步法。在順序法中，從時間上說在實際材料處理之前在單獨的上游測試步驟中進行測試，在所述步驟中，例如通過測試處理樣本片或直接在光束焦點的位置處直接測量某些光束參數。另一方面，在同步法中，光束測試在實際材料處理期間進行。這兩種方法可以描述為離線方法(順序)和在線方法(同步)。在使用超短脈沖激光輻射的材料處理中，在目標區域中脈沖間穩定的峰值強度是進行可靠和有效處理的關鍵參數。因此在這種類型的應用中，期望對峰值強度進行在線監測。

從WO 2011/060707 A1中已知一種用于監測激光束質量的在線方法。在這一點中，用于材料處理的一部分激光束被耦合輸出并且聚焦在非線性晶體上，其中，通過非共振頻率混合產生激光束的基本波長的二次諧波。倍頻的轉換效率與施加到晶體上的激光脈沖的峰值強度成正比并且因此取決于(主)激光束的脈沖的峰值強度。在可以排除其他影響因素的情況下，二次諧波的功率變化可以相應地追溯到光束質量和/或脈沖持續時間的變化。

發明內容