[发明专利]结合多重激光束以形成高重复率、高平均功率的极化激光束

说明书

相关申请案

本发明宣称美国临时申请案第61/041,132和61/041,143号的优势，该些申请案于2008年3月31日提出申请。

版权公告

2009 Electro Scientific Industries，Inc.本专利文件的揭示内容的一部分含有受版权保护的材料。版权所有者对专利文件或专利揭示案中的任一者进行的传真重现没有异议，因为其出现在专利及商标局专利档案或记录中，但无论如何，在其它情况下保留所有版权权利。37CFR§1.71(d)。

技术领域

本发明关于结合激光束，特别是关于与结合激光束以增加重复率相关联的光学调变器应用。

背景技术

已将激光束结合用于增加功率、双脉冲处理及创造具有一个以上波长的光束。

美国专利第5,742,626号描述分裂一光束、使该光束的一部分通过一谐波转换器及在一总和频率产生器中重混合该等光束部分以获得一深UV光束。

美国专利第5,756,924号使用一用于提供结合雷射输出的同轴传播及在一聚焦透镜的聚焦体积中的后续空间重迭的光束结合器。

美国专利第6,266,359号提出一种用于结合两个光束的拼接不对称反射数组。

美国专利申请公开案第2003-0151053号提出一种使用同步电子装置及一触发延迟来结合来自两个雷射的激光脉冲的方法。

美国专利第6,541,731号提出光束结合以提供具不同极化的多重工作光束或一结合光束。在某一实施例中，一电光调变器表现为用作一脉冲拾取器。

美国专利申请公开案第2004-0134894号亦看来似乎提出一种使用延迟触发来结合来自两个雷射的激光脉冲(或产生紧密间隔的脉冲的一序列)的方法。对光学放大器起作用的种子脉冲的所述组态具有标准设计，因为结合器具有低效率。

美国专利第7,396,706号描述结合来自两个Q切换雷射的同步脉冲以提供具有来自该两个脉冲的相同或不同能量及/或波长特征的雷射输出。

美国专利申请公开案第2006-0198402号结合来自四个腔外、三倍频率的雷射的脉冲以提供一具预定能量的结合脉冲。

美国专利第7,199,924号提出使用一具有复数个不对称格栅的波长分散补偿结合器来结合两个光束。

此等专利及公开案提供一些优点以便于实施其特定应用，但在应用于其它应用时遭受缺点。

发明内容

在一些例示性实施例中，两个雷射发射经调节以具有正交相关的极化状态的脉冲激光束。该两个激光束的该等脉冲经时间移位且传递至一光束结合器，该光束结合器结合该等脉冲以形成一包括一系列具交替的正交相关的极化状态的激光脉冲的结合激光束。该结合激光束自该光束结合器沿着一与一诸如电光调变器(electric-optic modulator，EOM)的光学调变器相交的共同光束路径传播。该EOM响应于一调变器驱动信号选择性地改变该两个激光束中的一者的选定脉冲的极化状态以提供一复合激光束，其中该两个光束的该等激光脉冲的极化状态相同。

在一些额外、替代或累积例示性实施例中，该EOM使该两个脉冲激光束的该等激光脉冲交替以提供来自两个雷射的激光脉冲的一复合重复率，其大于该两个激光束的激光脉冲中的任一者的个别重复率。该EOM的操作有助于在无实质功率损耗的情况下按比例缩放极化激光束的脉冲重复率。

在一些额外、替代或累积例示性实施例中，该复合极化光束具有一大于来自任一雷射的光束的个别平均功率的复合平均功率。

在一些额外、替代或累积例示性实施例中，于该EOM的下游提供一极化器以促进其操作与脉冲拾取器一样。选择性地控制该EOM以提供极化状态至来自任一雷射的脉冲判定选定脉冲通过该极化器还是由该极化器所阻断。

在一些额外、替代或累积例示性实施例中，该等雷射为种子雷射，且该结合光束路径可包括一光隔离器及一功率放大器。

在一些额外、替代或累积例示性实施例中，该等雷射为光纤雷射，且该等EOM为基于光纤的干涉仪。

在一些额外、替代或累积例示性实施例中，改变极化状态的EOM亦可用以促进该等激光脉冲的脉冲成形，或一或多个额外EOM可用以在整合或不整合初始极化旋转的EOM的情况下促进该等激光脉冲的脉冲成形。

在一些额外、替代或累积例示性实施例中，系统可藉由添加单一雷射或雷射对及光束结合器及EOM的集合来扩充。

额外态样及优点将自较佳实施例的参看随附图式而进行的以下实施方式显而易见。

附图说明

图1为用于结合脉冲极化激光束的例示性雷射系统的方块图。