[发明专利]普克尔盒驱动电路和用于操作普克尔盒的方法

说明书

本发明涉及普克尔盒驱动电路(1)，具有连接普克尔盒(30)第一端子的第一电路节点(41)，以及连接普克尔盒第二端子的第二电路节点(42)，其中，第一电路节点(41)通过第一开关(11)连接到正电位(21)以及第二开关连接到第二电路节点(42)，所述驱动电路的特征在于第二电路节点(42)通过第二开关(12)连接到负电位(22)以及第一电路节点通过短路开关(13)连接到第二电路节点(41，42)，短路开关被控制用于连接的普克尔盒(30)的放电。

技术领域

本发明涉及普克尔盒驱动电路，普克尔盒驱动电路具有可连接至普克尔盒第一端子的第一电路节点，和可连接至普克尔盒第二端子的第二电路节点，其中，第一电路节点通过第一开关连接至正电位且第二开关连接至第二电路节点。

本发明还涉及用于操作具有根据本发明设计的普克尔盒驱动电路的普克尔盒的方法。

背景技术

普克尔盒由电光晶体组成，电磁辐射(如波长λ为0.2至2μm的激光)能够穿过电光晶体传播。电磁辐射穿过晶体内部产生的相位移能够通过施加不同的电压而改变(普克尔效应)。普克尔盒充当依赖于电压的波片。普克尔盒连同另外的光学部件，例如偏振器，被用在电光调制器，并且因此被用作激光器电磁辐射的解耦器和输入耦合器。为了将调制器移动为锁定或断开状态，施加可变电压到普克尔盒。它们因此被用在激光器中，例如根据“倾腔”原则在再生放大器或激光器中产生脉冲。电压由普克尔盒驱动电路装置控制。当在材料加工中使用激光器时，激光器通常需要提供超短高能量脉冲。在再生放大系统中，例如，为此目的，激光束通过普克尔盒耦合到光放大器并且根据需要频繁穿过它直到达到所需的能量，然后再被解耦。为此，切换过程需要在一使用周期中发生在再生放大器的谐振器内。事实上，切换时间越短(陡峭的切换边沿)，在预定的放大时间内实现的切换周期越多(高时钟频率)。然而，往往被证明激活普克尔盒是困难的。特别是随着高功率激光输出，高电压是必需的，高电压需要在短时间内施加或关闭。普克尔盒驱动器，例如，基于US3910679的现有技术是已知的。文献中所示的配置被称为“H”配置，且运行模式被称为推挽电路。这种配置具有以下缺点，随着高功率激光输出和快速切换时间，影响元件的热负荷变得非常高，这是因为许多元件需要被使用和激活并且极短的切换时间不再能实现。由于热过载整个系统也变得越来越容易发生击穿。

发明内容

本发明要解决的问题是提供一种用于普克尔盒的驱动电路以满足上述要求。

根据本发明提供的普克尔盒驱动电路，上述问题得以解决，该普克尔盒驱动电路具有可连接至普克尔盒第一端子的第一电路节点，以及可连接至普克尔盒第二端子的第二电路节点，其中，第一电路节点通过第一开关连接到正电位且第二开关连接到第二电路节点，其中，第二电路节点通过第二开关连接到负电位且第一电路节点通过短路开关连接第二电路节点，短路开关被启动用于连接的普克尔盒放电。

在此普克尔盒驱动电路情况下，普克尔盒端子，即电路节点，具有相对于接地对称分布的正负电位。普克尔盒驱动电路的控制电路从而可以同样接地。控制电路可与开关相连。根据本发明的普克尔盒驱动电路，普克尔盒能够非常快速的进行切换。此外，高电压可以被切换。普克尔盒驱动电路可以只用几个元件来构建，由此使得失效的可能性被降低。

短路开关可以以如下方式来配置：电路节点之间的电压可以在一时间跨度内被降至小于100V，所述电压大于1000V，尤其大于2kV，优选地大于4kV，尤其优选地大于8kV，所述时间跨度小于200ns，尤其小于100ns，优选地小于50ns，尤其优选地小于10ns。

此外，短路开关还可以以如下方式来配置：电容为1pF-20pF且电压大于1000V、尤其是大于2kV、优选地大于4kV、尤其优选地大于8kV的普克尔盒可以在一时间跨度内放电到电压小于100V，所述时间跨度小于200ns、尤其是小于100ns、优选地小于50ns、尤其优选地小于10ns。特别的，后者需要非常快的切换晶体管。自申请之日起，n-沟道MOS-FET的发生是有利的。然而，在这个领域新技术正在不断发展，由此本发明不限于MOS-FET。